Nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu, phân loại các dạng sụt, trượt mái taluy đường Hồ Chí Minh đoạn Đắk Rông - Thạnh Mỹ và luận chứng giải pháp xử lý hiệu quả

Tuyển tập công trình Hội nghị khoa học công nghệ và môi trường năm 2009 Viện Khoa học và Công nghệ GTVT Hà Nội, 30/10/2009<br /> <br /> <br /> NCS. Huỳnh Thanh Bình Viện Khoa học và Công nghệ GTVT<br /> Tóm tắt: Hiện tượng sụt, trượt mái taluy trên đường Hồ Chí Minh đoạn Đắc Rông - Thạnh Mỹ đã và đang diễn ra hết sức phức tạp và mãnh liệt. Do đó, việc nghiên cứu và phân loại các dạng sụt trượt mái taluy của là điều cần thiết. Qua nghiên cứu và phân loại, xác định rõ nguyên nhân hình thành, điều kiện hỗ trợ phát sinh, đặc điểm, cấu trúc, kiến trúc, quy mô và cơ chế phát triển sụt trượt của mái taluy. Từ những kết quả nghiên cứu và phân loại này đánh giá được độ ổn định của mái taluy và đưa ra giải pháp phòng chống hiệu quả đối với mỗi dạng sụt trượt. Abstract: The phenomena of enrosion and land sliding on slope on DakRong-ThanhMy section, Ho Chi Minh Highway have occrurred complicatedly and strongly. Thus, studying an classifying the type of great concern. Through study and classification, the main cause, ocrurrence supporting conditions, characteristics, structrures, scales and devolopment mechanism of slope land sliding can be determined. Based on study results and classification, stability of slope can be avalueted and effective prevention solutions for each type of land sliding are proposed.<br /> <br /> Đường Hồ Chí Minh nhánh phía Tây đoạn Đắk Rông - Thạnh Mỹ từ Km250T đến Km510T đi qua các tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế, Quảng Nam dài khoảng 250Km. Sau khi thi công và hoàn thành vào năm 2005 đến nay đã và đang diễn ra hiện tượng sụt, trượt mái taluy hết sức mãnh liệt và phức tạp. Hàng năm, Ban quản lý dự án đường Hồ Chí Minh cùng các đơn vị tư vấn thiết kế đã xử lý hàng trăm điểm lớn nhỏ trên đoạn, tuy nhiên trên tuyến vẫn tiếp tục phát sinh các điểm trượt mới. Theo thống kê của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT tháng 11/2007 trên đoạn có khoảng 140 điểm sụt trượt các loại.<br /> <br /> Hình 1. Vị trí sụt, trượt đất đường Hồ Chí Minh đoạn Đắc Rông - Hiên 1<br /> <br /> Hình 2. Vị trí sụt, trượt đất đường Hồ Chí Minh đoạn Hiên - Thạnh Mỹ Trong số 140 điểm thống kê được có 122 điểm sụt lở taluy dương, 13 điểm sụt lở taluy âm, 05 điểm sụt lở cả taluy dương và taluy âm, có 138 điểm có khối lượng trên 1000m3, 38 điểm có khối lượng > 10 000m3. Hàng năm, trên tuyến xảy ra trung bình khoảng 30 đến 40 điểm sụt và trượt đất có qui mô vừa và lớn (>10 000m3), hàng trănm điểm sụt qui mô nhỏ với khối lượng hàng chục vạn khối đất đá, mỗi năm lại phát sinh các điểm sụt khác nhau. Để nhận biết tại hiện trường và phân biệt về bản chất hiện tượng đất sụt xảy ra trên mái dốc, cần phải tiến hành phân loại hiện tượng sụt, trượt mái taluy, mái dốc. Nhằm mục đích chung để phục vụ cho công tác khảo sát – thiết kế và quản lý đường xá. Việc phân loại giúp cho việc định hướng tìm hiểu, đánh giá các điều kiện và nguyên nhân chính gây ra các dạng cụ thể của đất sụt, phân tích và giải thích được nguyên nhân phát sinh và phát triển hiện tượng, từ đó hỗ trợ việc đề xuất các phương án xử lý và lựa chọn phương án hợp lý nhất để xử lý đạt hiệu quả mong muốn hiện tượng sụt, trượt trên cơ sở khoa học. Nguyên tắc phân loại các hiện tượng sụt, trượt xảy ra trên đường Hồ Chí Minh, đoạn Đắk Rông Thạnh Mỹ dựa vào những tiêu chí sau: - Bản chất, cơ chế phát sinh, phát triển và đặc điểm dịch chuyển của đất đá trên mái dốc. - Các điều kiện và nguyên nhân chính phát sinh ra hiện tượng sụt, trượt. Qua đánh gía có thể nhận biết đủ các loại hình đất sụt đặc trưng nhất của hiện tượng sụt, trượt đất ở Việt Nam đã diễn ra trên Đường Hồ Chí Minh nhánh phía Tây, đoạn Đắk Rông - Thạnh Mỹ như sau:<br /> <br /> 1. Trượt đất:<br /> Chiếm tỷ lệ chủ yếu khoảng 12% tổng số các điểm sụt trên tuyến, Trượt đất là hiện tượng cả nguyên khối đất đá nằm trên sườn đồi hay mái dốc bị dịch chuyển như một cố thể theo nguyên lý trọng lực, hướng di chuyển tịnh tiến xuống phía dưới trên một mặt liên tục, gẫy khúc hoặc có dạng 2<br /> <br /> cung tròn trong lòng đất gọi là mặt trượt. Đất đá và cây cối nằm bên trên khối trượt, trong quá trình bị dịch chuyển, không bị xáo trộn. Cây cối mọc trên thân khối trượt vẫn còn nguyên nhưng sẽ bị nghiêng đều theo một hướng (còn gọi là hiện tượng cây say, rừng say). Trong đó, đất đá trên thân khối trượt và phía dưới bề mặt trượt vẫn có độ ẩm bình thường, nhưng đất tại mặt trượt thì có độ ẩm cao, tăng vọt, và trạng thái đất đá tại đó bị cà nát, vò nhàu, vỡ vụn.<br /> <br /> 2. Sụt lở đất đá:<br /> Chiếm tỷ lệ chủ yếu khoảng 70% tổng số các điểm sụt trên tuyến, thực tế rất khó phát hiện các dấu hiệu như vách trượt, mặt trượt, trụ trượt một cách rõ ràng. Khối đất sụt có xu hướng dịch chuyển xuống cuối dốc. Đất đá trong khối trượt bị xáo trộn cùng với cây cối. Tốc độ sụt lở thường diễn ra khá nhanh ảnh hưởng đến độ ổn định của các khối đất kề bên. Lượng đất sụt có thể chiếm một thể tích khá lớn, có thể tràn lấp hẳn một đoạn đường. Đây là loại sụt trượt phổ biến trên các tuyến đường miền núi nước ta.<br /> <br /> 3. Xói sụt đất đá:<br /> Do tác động bào xói của nước mặt và áp lực thủy động của nước ngầm gây ra, chiếm tỷ lệ khoảng 15% các điểm sụt, trượt. Đây là hiện tượng biến dạng cục bộ của sườn đồi hoặc mái dốc dưới tác động trực tiếp của dòng chảy từ lưu vực phía trên đổ về hoặc kết hợp với tác động của dòng chảy ngầm. Đối với nền đường đào, lúc đầu xuất hiện hiện tượng xói đất và đất bị bóc từng mảng ở phia trên đỉnh ta luy sau đó phát triển mạnh dần xuống phía dưới dọc theo dòng chảy và tỷ lệ với lưu tốc dòng chảy. Mức độ hoạt động gây xói thường chậm, có thể sau hàng giờ, hàng ngày, hàng tuần mới hoàn thành một quá trình xói sụt. Khối lượng xói sụt không lớn và tuỳ thuộc vào mức độ phong hoá của đất đá, độ dốc của sườn mái dốc, lượng nước ngầm, nước mặt. Hậu quả cuối cùng của hiện tượng này thường để lại trên mặt địa hình những rãnh xói, hoặc những hang hốc. Sản phẩm của xói sụt đất là những đống đất đá ở chân dốc, lấp mặt đường hoặc lấp suối.<br /> <br /> 4. Đá đổ, đá lăn:<br /> Là hiện tượng các tảng, các khối đá từ trên cao sườn đồi hoặc mái dốc bị lở và rơi tự do, đổ thẳng xuống mặt đường tạo thành từng đống vụn, từng tảng hoặc thành từng khối lớn có kích thước từ vài cm đến hàng chục mét, gây mất ổn định cho mái dốc và cản trở giao thông, đặc biệt đe dọa đến an toàn giao thông cho người và các phương tiện tham gia giao thông trên đường.<br /> <br /> Hình 3. Sơ đồ trượt đất<br /> <br /> Hình 4. Trượt đất tại Km 428T+900<br /> <br /> 3<br /> <br /> Hình 5. Sơ đồ sụt lở đất đá<br /> <br /> Hình 6. Sụt lở đất đá tại Km403T+080<br /> <br /> Hình 7. Sơ đồ xói sụt đất đá<br /> <br /> Hình 8. Xói sụt đất đá tại Km 477T+600<br /> <br /> Hình 9. Sơ đồ đá lở, đá lăn<br /> <br /> Hình 10. Đá lở tại Km251T gần đầu cầu Đắk Rông<br /> <br /> Tùy thuộc điều kiện địa hình, điều kiện địa chất công trình, địa chất cấu tạo, địa chất thủy văn, thủy văn, khí hậu, lượng mưa, … tại những vị trí cần xử lý có các mức độ khác nhau về sự ổn định và bền vững của mái dốc. Để lựa chọn biện pháp xử lý đạt hiệu quả cần làm rõ những yếu tố sau: - Khảo sát và phân tích nhằm xác định rõ các điều kiện và nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt, trượt; - Thông thường các hiện tượng phá hoại nền đường, mái dốc thường phát sinh và phát triển do nhiều nguyên nhân gây ra đồng thời do đó cần phải áp dụng một cách đồng bộ nhiều biện pháp kỹ thuật; 4<br /> <br /> - Biện pháp thiết kế xử lý sụt, trượt phải phù hợp với chủ trương kỹ thuật do Chủ đầu tư đề ra, theo đó phải đáp ứng được yêu cầu lựa chọn để thiết kế biện pháp xử lý đất sụt có tính tạm thời hay nửa kiên cố hoặc kiên cố hóa, bền vững lâu dài; - Các biện pháp xử lý đất sụt tuy phong phú nhưng biện pháp với phương án được lựa chọn để tiến hành thiết kế phải là phương án hợp lý nhất, đáp ứng được các yêu cầu cơ bản về kỹ thuật và các quy định về môi trường, kinh tế – xã hội tại địa phương. Qua tổng kết kinh nghiệm phòng chống sụt, trượt của các nước trên thế giới và tại Việt Nam, có thể nhận thấy các giải pháp phòng chống sụt, trượt rất đa dạng và phong phú. Từ góc độ công nghệ, có thể chia ra làm 2 loại giải pháp, đó là: - Các giải pháp công nghệ truyền thống: + Biện pháp đóng tường cừ bằng tre, nứa, đan phên, ... + Biện pháp thoát nước mặt; + Biện pháp trồng cỏ, trồng cây; + Biện pháp thả đá gia cố chân taluy; + Biện pháp lát đá, xếp đá khan; + Biện pháp xếp bao cát, bao đất, cũi lợn; + Biện pháp tường, kè rọ đá; + Biện pháp cắt cơ giảm tải; + Biện pháp xây lát đá gia cố bề mặt; + Biện pháp tường ốp, tường chống và tường chờ; + Biện pháp tường chắn đá xây móng nông chịu áp lực đất; + Biện pháp tường chắn bêtông móng nông chịu áp lực đất. - Các giải pháp công nghệ mới: + Biện pháp đầm rơi, đầm lăn để gia cố chặt bề mặt taluy; + Biện pháp sử dụng rọ đá không gỉ (Terramesh, bọc nhựa, ...); + Biện pháp tường đất có cốt dùng Vải địa kỹ thuật và cốt liệu khác; + Biện pháp trồng cỏ Vetiver có khả năng chống xói cao; + Biện pháp gia cố bề mặt bằng khối xây, bêtông, tấm lát; + Biện pháp hạ mực nước ngầm và thoát nước ngầm; + Biện pháp tường chắn móng cọc chống trượt sâu; + Biện pháp xây dựng hành lang hở (tuy-nel hở); + Biện pháp tường vòm neo chống trượt phẳng; + Biện pháp khung dầm neo chống trượt sâu. Để đảm bảo lựa chọn được giải pháp xử lý hiệu quả có thể tham khảo bảng chỉ dẫn lựa chọn biện pháp xử lý tùy thuộc vào mục đích, yêu cầu của từng vị trí cụ thể. Bảng 1. Lựa chọn các biện pháp xử lý [2] Loại Biện pháp xử lý Biện pháp xử lý tình thế, có tính tạm thời - Trượt đất quy mô lớn đến Lựa chọn các biện pháp tạm thời để đảm bảo giao thông có điều kiện như sau: rất lớn - Biện pháp 1: san lấp tạm thời trên mặt đường, bù lún đảm bảo độ êm thuận tạm thời và đặt biển báo hiệu. 5 Phân loại<br /> <br />