Phòng chống đá lở, đá rơi bằng lưới thép cường độ cao chống ăn mòn

Khoa học - Công nghệ và đổi mới sáng tạo<br /> <br /> <br /> <br /> Phòng chống đá lở, đá rơi<br /> bằng lưới thép cường độ cao chống ăn mòn<br /> Nguyễn Đức Mạnh, Nguyễn Đình Dũng<br /> Trường Đại học Giao thông Vận tải<br /> <br /> <br /> Hiện nay, các bờ đá ta luy dương trên các tuyến đường giao thông vùng núi nước ta thường được thiết<br /> kế và thi công dốc đứng với chiều cao lớn, thậm chí với cả những loại đá có kết cấu không ổn định…<br /> nhưng lại ít được chú trọng trong việc phòng chống đá rơi, đá lở. Vì vậy, hiện tượng đá lở, đá rơi xuất<br /> hiện không chỉ vào mùa mưa lũ mà ngay cả ở mùa khô trên nhiều tuyến đường. Sau 3 năm triển khai thử<br /> nghiệm (2016-2018), giải pháp sử dụng thép cường độ cao chống ăn mòn kết hợp đinh đá cáp biên, cáp<br /> đỉnh để ổn định bề mặt bờ dốc đất đá nứt nẻ tại quốc lộ 6 đã khẳng định hiệu quả thiết thực trong việc<br /> giảm thiểu nguy cơ đá lở, đá rơi trên các tuyến đường giao thông vùng núi nước ta.<br /> <br /> Nguy hiểm thường trực chống ăn mòn (hệ lưới - neo) để các công trình thoát nước mặt<br /> ngăn giữ đá lở, đá rơi trên các bờ và nước ngầm... Tuy nhiên, các<br /> Các bờ dốc đá cứng thuộc ta<br /> dốc đá nói chung là nhu cầu cấp giải pháp này vẫn còn gặp nhiều<br /> luy dương nền đường đào vùng<br /> thiết. khó khăn trong quá trình thi công<br /> núi thường dốc đứng (góc dốc<br /> cũng như giá thành đầu tư. Một<br /> 60÷900), chiều cao lớn (thường Giải pháp nào cho vấn đề đặt ra? hệ thống kết cấu “mềm” linh hoạt<br /> từ 30-50 m đến 70-90 m), được<br /> Để ổn định bờ dốc đất đá nói gồm lưới thép cường độ cao siêu<br /> cấu tạo từ các loại đá có thành<br /> chung, bờ dốc đá nứt nẻ nói riêng, mạ kết hợp đinh đá, cáp biên và<br /> phần, tính chất, mức độ phong<br /> các giải pháp truyền thống hay cáp đỉnh sử dụng để ổn định bề<br /> hóa và nứt nẻ khác nhau. Hiện<br /> truyền thống kết hợp với vật liệu mặt bờ dốc đất đá làm việc theo<br /> tượng đá lở, đá đổ, đá rơi hay đá<br /> và công nghệ hiện đại đã từng nguyên tắc thiết lập mặt cắt cân<br /> trượt theo lớp xảy ra rất phổ biến<br /> được áp dụng tại Việt Nam, gồm: bằng đã được áp dụng rộng rãi<br /> ở trong nước cũng như nhiều nơi<br /> sửa mặt bờ dốc để giảm độ cao, và rất hiệu quả tại hầu khắp các<br /> trên thế giới. Tại Việt Nam, nhiều<br /> góc dốc và tải trọng trên bờ dốc; nước ở châu Âu, châu Mỹ, Nhật<br /> tuyến đường quan trọng như<br /> gia cố và che phủ mặt bờ dốc như Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Ấn<br /> đường Hồ Chí Minh, các quốc lộ<br /> ốp mái bằng đá xây, phun phủ Độ, Indonesia… chính là sự lựa<br /> 3, 3B, 4A, 4B, 4D, 6, 12, 14, 15,<br /> vữa, phun phủ bitum, phun phủ chọn tốt để áp dụng tại nước ta<br /> 34, 70, 217, 279, các tuyến tỉnh<br /> ximăng…; làm chắc đất đá hay trong thời gian tới.<br /> lộ ở vùng núi hay đường sắt Bắc<br /> Nam và Hà Nội - Lào Cai… thường liên kết các khe nứt bằng việc Giải pháp này sử dụng lưới<br /> xuyên xuất hiện đá lở, đá rơi, ảnh sử dụng xi măng, chất kết dính thép có mắt ô vuông hoặc lục<br /> hưởng nghiêm trọng đến an toàn khác (đặc biệt là silicat, keo hóa giác tạo bởi các sợi thép hay cáp<br /> khai thác công trình, kinh tế cũng học hay vữa cường độ cao); xây xoắn cường độ chịu kéo rất cao<br /> như tính mạng con người. Chính dựng các công trình chống trượt (1.770-2.550 MPa), chịu được tác<br /> vì vậy, việc áp dụng các giải pháp kiên cố như tường chống bằng động từ các yếu tố môi trường<br /> kỹ thuật mới, trong đó có sử dụng bê tông hay bê tông cốt thép, thông thường và chống ăn mòn<br /> hệ kết cấu “mềm” linh hoạt bằng tường bê tông cốt thép hay khung bằng lớp mạ đặc biệt. Lưới này<br /> việc kết hợp neo giữ bởi các đinh bê tông cốt thép kết hợp hệ neo được phủ lên mặt bờ dốc đất đá<br /> đá với lưới thép cường độ cao cáp hoặc bu lông đá; xây dựng cần bảo vệ và ghim giữ nhờ các<br /> <br /> <br /> 34<br /> Soá 4 naêm 2019<br /> quanh của đinh đá được huy động để ổn định khối đất đá nhờ sức kháng kéo và kháng cắt<br /> của bản thân đinh đá được gia cố trên bờ dốc một cách bị động. Khi chưa có sự dịch<br /> chuyển, sức kháng cắt của đinh đá sẽ làm tăng ma sát giữa các mặt phân tách hay các mặt<br /> yếu có trong khối đá nứt nẻ. Khi có sự dịchkhoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo<br /> chuyển thì sức kháng kéo của đinh đá sẽ<br /> được huy động và áp lực pháp tuyến trên bề mặt khe nứt sẽ tăng lên.<br /> <br /> Bố trí chung đinh đá/đinh đất Lưới thép cường<br /> độ cao<br /> Neo cáp<br /> Đinh đá với<br /> tấm đệm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Mặt trượt tiềm tàng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình<br /> Hình 1. 1. Sơ<br /> Sơ đồ đồhệbố<br /> bố trí trílướihệ<br /> thống thépthống<br /> cường độlưới thép<br /> cao chống cường<br /> ăn mòn gia cố độ cao<br /> bờ dốc chống<br /> (Nguồn ăn mòn gia cố bờ dốc<br /> Geobrugg).<br /> <br /> <br /> đinh đất hay đinh đá có kết hợp lực pháp tuyến trên<br /> 2 bề mặt khe nhiều tảng hay khối liên kết kém<br /> các dây cáp biên và cáp đỉnh tạo nứt sẽ tăng lên. và là một trong số “điểm đen”<br /> thành hệ linh hoạt gia cố nhằm thường xuyên xuất hiện đá lở, đá<br /> Hiệu quả ổn định bờ dốc khi<br /> ổn định bờ dốc (hình 1). Thông rơi, gây nguy hiểm và cản trở giao<br /> sử dụng lưới thép cường độ cao<br /> thường, cáp biên được nối bằng thông.<br /> chống ăn mòn đã được kiểm<br /> ren vào các gờ đinh đá, bên trên<br /> chứng ở nhiều nước trên thế giới, Giải pháp lưới thép cường độ<br /> và dưới được gắn vào neo cáp ở<br /> chúng đặc biệt hiệu quả trong cao chống ăn mòn với các đinh<br /> các góc. Đinh đá (có thể gọi neo<br /> phòng chống đá lở, đá rơi. đá, cáp biên, lưới thép cường<br /> thường) là hệ thống ổn định kết<br /> độ cao Tecco cũng như các chi<br /> cấu, chống lại sự chuyển dịch Ứng dụng tại Việt Nam<br /> tiết phụ trợ của Hãng Geobrugg<br /> quá mức của khối đá bằng cách<br /> Tại Việt Nam, từ năm 2016 (Thụy Sỹ) đã được tính toán theo<br /> tạo ra ứng suất truyền vào trong<br /> đến nay, 3 đoạn bờ dốc đá nguyên tắc thiết kế địa kỹ thuật<br /> khối đá. Đinh đá có nhiệm vụ giữ<br /> thuộc phần ta luy dương gồm: thông thường. Các giá trị cơ bản<br /> các khối đá nguy cơ mất ổn định,<br /> Km128+602÷Km128+677, khối đá nứt nẻ sử dụng tính toán<br /> liên kết các khối đá lại với nhau<br /> Km129+310÷Km129+381 và ổn định bờ dốc gồm: góc ma sát<br /> tạo thành một khối ổn định hơn.<br /> Km129+990÷Km130+037 trên trong φ’=400; lực dính kết đơn vị<br /> Nói cách khác, phần lõi thép và<br /> quốc lộ 6 thuộc địa phận xã Tòng c’=0 kPa; trọng lượng thể tích<br /> vữa bao quanh của đinh đá được<br /> Đậu, huyện Mai Châu, tỉnh Hòa γ=27 kN/m3.<br /> huy động để ổn định khối đất đá<br /> Bình đã được thi công thử nghiệm<br /> nhờ sức kháng kéo và kháng cắt Bờ dốc được ổn định bằng<br /> giải pháp công nghệ mới này để<br /> của bản thân đinh đá được gia lưới thép cường độ cao Tecco®<br /> ổn định bờ dốc và chống đá lở,<br /> cố trên bờ dốc một cách bị động. G65/3 (cường độ kéo đứt >1.770<br /> đá rơi.<br /> Khi chưa có sự dịch chuyển, sức MPa), đường kính sợi thép 3 mm,<br /> kháng cắt của đinh đá sẽ làm Các vị trí lựa chọn thi công thử chiều rộng mắt lưới 65 mm, có<br /> tăng ma sát giữa các mặt phân nghiệm nằm bên phải quốc lộ 6 lớp mạ đặc biệt (hợp kim Zn/Al-<br /> tách hay các mặt yếu có trong hướng Hà Nội - Sơn La, cao 60 m, alloy, chống ăn mòn) của Hãng<br /> khối đá nứt nẻ. Khi có sự dịch độ dốc lớn (hệ số bờ dốc 1/0,2). Geobrugg. Liên kết các tấm lưới<br /> chuyển thì sức kháng kéo của Cấu tạo địa chất là các đá vôi nứt thép bằng khóa nối được chế tạo<br /> đinh đá sẽ được huy động và áp nẻ mạnh, phong hóa không đều, từ thép đúc cường độ cao đặc<br /> <br /> <br /> 35<br /> Soá 4 naêm 2019<br /> đá rơi<br /> đátrên<br /> rơi trên<br /> bờ dốc.<br /> bờ dốc.<br /> VớiVới<br /> giảigiải<br /> pháppháp<br /> nêunêu<br /> trên,<br /> trên,<br /> bờbờ<br /> dốc<br /> dốc<br /> không<br /> khôngcòn<br /> cònxuất<br /> xuấthiện<br /> hiệncác<br /> các tảng<br /> tảng hay<br /> hay khối<br /> đácũng<br /> đá rơi rơi cũng<br /> nhưnhư<br /> lăn lăn<br /> trêntrên<br /> mặtmặt đường<br /> đường nhưnhư trước,<br /> trước, bềbề mặtbờbờdốc<br /> mặt dốcổn<br /> ổnđịnh,<br /> định,thực<br /> thực vật<br /> vật phát<br /> phát triển<br /> bìnhKhoa<br /> bình học đinh<br /> - Công<br /> thường,<br /> thường, đánghệ<br /> đinh đá thép<br /> và vàvàthép<br /> đổi mới sáng<br /> không<br /> không có có tạo<br /> biểu<br /> biểu hiệndịch<br /> hiện dịchchuyển<br /> chuyểncũng<br /> cũngnhư<br /> nhưăn<br /> ăn mòn<br /> mòn đặc<br /> đặc biệt<br /> (hình(hình<br /> 2). 2).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Hiệu quả ổn định bờ dốc chống đá lở của lưới thép cường độ cao chống ăn mòn trên quốc lộ 6 (10/2018).<br /> HìnhHình<br /> 2. Hiệu<br /> 2. Hiệu<br /> quảquả<br /> ổn định<br /> ổn định<br /> bờ bờ<br /> dốcdốc<br /> chống<br /> chống<br /> đáđá<br /> lởlở<br /> của<br /> củalưới<br /> lướithép<br /> thépcường<br /> cườngđộ<br /> độ cao<br /> cao chống<br /> chống ăn<br /> biệt mạ kẽm loại Tecco T3. Lưới khối đá rơi cũng như lăn trên mặt đá tại các khu vực tập trung dân<br /> mònđược<br /> mòn<br /> trênbao<br /> trên<br /> quốcquốc<br /> phủ lộ mặt<br /> bề 6lộ(10/2018).<br /> 6 (10/2018).<br /> bờ dốc hiện đường như trước, bề mặt bờ dốc cư, công trình giao thông... ?<br /> trạng, kết hợp với hệ thống đinh ổn định, thực vật phát triển bình<br /> Cùng Cùngvới vớihiệuhiệuquảquả bước bướcđầuđầu như như<br /> đá loại Gewi d=32 mm chống ăn thường, đinh đá và thép không có<br /> đãđã nêu nêutrên,trên,giảigiảipháppháp còn<br /> TÀI LIỆUcòn mang<br /> THAM mang<br /> KHẢO lại lại nhiều<br /> nhiều ưu<br /> biểu hiện dịch chuyển cũng như 1. Nguyễn Sỹ Ngọc (2014), Cơ học<br /> điểmmòn,<br /> nổi chiều<br /> điểm nổi khác<br /> bật bậtdàikhác<br /> 4,3<br /> như: m,<br /> như:<br /> giữkhoảng<br /> giữ<br /> nguyênnguyên hiệnhiệntrạngtrạng bờbờ dốc dốc khikhi thithicông,<br /> công, vừathi<br /> vừa thicông<br /> công vừavừa khai<br /> đá, Nhà xuất bản Giao thông Vận tải,<br /> cách giữa các đinh đá 2,0 m, đặt ăn mòn đặc biệt (hình 2).<br /> Hà Nội.<br /> thác<br /> bìnhbình<br /> thác trong thường<br /> lỗ thường<br /> khoan các<br /> đườngcác<br /> tuyến tuyến<br /> kính 76 đường,<br /> đường, thựcthựcvật vật<br /> phátphát<br /> Cùng với hiệu quả bước đầu triển<br /> triển lại<br /> lại sau<br /> sau khiđưa<br /> khi đưavào vào sử sử dụng,<br /> dụng, thân<br /> mm và được lấp đầy vữa xi măng 2. Nghiêm Hữu Hạnh (2005), Cơ<br /> như đã nêu trên, giải pháp còn học đá, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà<br /> thiện<br /> thiệncường với<br /> với môi môi<br /> độ M300. trường;<br /> trường; thiếtthiết bị gọn<br /> bị gọn nhẹ,nhẹ, ít vật<br /> ít vật liệu;<br /> liệu; thithicông<br /> mang lại nhiều ưu điểm nổi bật Nội.<br /> côngđược đượctrêntrênđịađịahình<br /> hình caocao và dốc<br /> đứngđứng Tại(80-85<br /> (80-85 các<br /> 0 vị 0trí đinh đất dùng<br /> ); thi); công<br /> thi côngnhanh nhanh và khác<br /> và<br /> đảm như:<br /> đảmbảobảo giữ nguyên<br /> ổnổn định<br /> định hiện<br /> lâu trạng<br /> lâudài…dài… 3. Marek Cala, Daniel Flum, Rudolf<br /> tấm đệm P33/66 đặt theo chiều bờ dốc khi thi công, vừa thi công Rüegger, Armin Roduner and Stephan<br /> Cùng<br /> ngang Cùng<br /> phủ lên với<br /> với mắt sự phát<br /> sự phát<br /> lưới, triển<br /> kết triển<br /> hợp của<br /> củavừa khoa<br /> khoa<br /> khai học học<br /> thác và vàcông<br /> bình côngnghệ,<br /> thường nghệ,<br /> các việc việc bộtiêu<br /> bộ<br /> Wartmann tiêu chuẩn<br /> chuẩn<br /> (2012), cơ sở<br /> cơ<br /> TECCO® về<br /> Slope<br /> Stabilization System and RUVOLUM®<br /> bắt bu lông để cố định lưới thép tuyến đường, thực vật phát triển<br /> Dimensioning Method. Romanshorn,<br /> thiết<br /> thiếtvà<br /> kế,giảmkế, công<br /> thi thi công<br /> sức và cho<br /> và tải<br /> chịu nghiệmnghiệm thuthu<br /> lưới giải<br /> lại giải<br /> sau pháp<br /> pháp<br /> khi đưa ổn<br /> ổnvàođịnhđịnh<br /> sử bờbờdốc<br /> dụng, dốcbằng<br /> thân bằng lướithép<br /> lưới thép cường<br /> Switzerland, 240p.<br /> cường độ cao<br /> thép. Cáp biên đường kính D=12 thiện với môi trường; thiết bị thi<br /> chốngchống<br /> mm ăn<br /> ănđặtmòn<br /> chèn mòn<br /> mới mới<br /> được<br /> có liên được<br /> kết ban<br /> banlưới<br /> trên hànhhànhchính<br /> công chính<br /> gọn lànhẹ,là ítđiều<br /> điều vậtkiệnkiệnthuận<br /> liệu; thithuận<br /> cônglợi lợicho<br /> cho<br /> 4. B. việc<br /> việc ápdụng<br /> áp<br /> Muhunthan,dụng phổ biến<br /> phổ<br /> Shanzhi Shu,<br /> Omar A. Hattamleh (2011), Analysis<br /> thép tại 4 cạnh bề mặt bờ dốc, được trên địa hình cao và dốc and design of wire mesh/cablenet<br /> công<br /> côngđược nghệ<br /> nghệgắn này này<br /> thờithờigiangian tới tới ở nước<br /> ở nước ta nhằm<br /> ta nhằm đảm đảm bảo bảoanantoàn, toàn,phòng<br /> phòngtránh<br /> và căng với neo cáp đứng (80-850); thi công nhanh và slope protection, Department of Civil<br /> tránhrủi rủi ro<br /> ro do<br /> do trượt<br /> biên D=14,5 and Environmental Engineering,<br /> lởđá<br /> lở đất đất đácác<br /> tại tạimmcác<br /> khuvàkhu<br /> cố định<br /> vực vựctậpbằng<br /> tập<br /> trung đảm<br /> trung bảo<br /> dândân cư,ổn<br /> cư, định<br /> công<br /> công lâu dài…giao<br /> trình<br /> trình giaothông...<br /> thông...<br /> Washington State University.<br /> 4 neo cáp tại mỗi đầu dây cáp.<br /> Cùng với sự phát triển của<br /> TÀITÀILIỆU LIỆUTHAM THAM KHẢO KHẢO<br /> Sau 3 năm thi công và sử khoa học và công nghệ, việc bộ movement types and processes,<br /> 5. D.J. Varnes (1978), Slope<br /> <br /> dụng thử nghiệm, giải pháp lưới tiêu chuẩn cơ sở về thiết kế, thi In  Special report 176: Landslides:<br /> 1. Nguyễn<br /> 1. Nguyễn Sỹ Ngọc<br /> Sỹ Ngọc (2014),<br /> (2014), CơCơ họchọc đá,đá, NhàNhà xuấtbản<br /> xuất bảnGiao<br /> thép cường độ cao chống ăn mòn công và nghiệm thu giải pháp Analysis and Control, Transportation<br /> GiaothôngthôngVận Vậntải,tải, Hà<br /> Hà Nội.<br /> tại 2.<br /> Hòa Bình choHữuthấy hiệu quả ổn định bờ họcdốc bằng lưới thép Research Board, Washington, D.C.<br /> 2.<br /> NghiêmNghiêm Hữu<br /> Hạnh Hạnh (2005),<br /> (2005), CơCơ học đá,đá, Nhà Nhà xuất<br /> xuất bảnbảnXâyXâydựng,dựng,Hà Hà Nội.<br /> Nội.<br /> khả quan của công nghệ mới này cường độ cao chống ăn mòn mới<br /> trong<br /> 3. phòng<br /> Marek chống<br /> 3. Marek đá<br /> Cala, lở,<br /> Cala, đáDaniel<br /> Daniel rơi Flum,<br /> được ban<br /> Flum, hành<br /> Rudolf<br /> Rudolf chính là điều kiện<br /> Rüegger,<br /> Rüegger, Armin Roduner<br /> Armin Roduner and and Stephan<br /> Stephan<br /> trên bờ dốc. Với giải pháp nêu thuận lợi cho việc áp dụng phổ<br /> Wartmann<br /> Wartmann<br /> trên, dốc (2012),<br /> bờ (2012), tại các TECCO®<br /> TECCO®<br /> vị trí được SlopeSlope<br /> biến Stabilization<br /> Stabilization<br /> công nghệ nàySystem System<br /> thời gianandandRUVOLUM®<br /> tới RUVOLUM®Dimensioning Dimensioning<br /> cho là "điểm đen" trên quốc lộ 6 ở nước ta nhằm đảm bảo an toàn,<br /> Method.<br /> Method.<br /> không còn Romanshorn,<br /> Romanshorn,<br /> xuất hiện các Switzerland,<br /> Switzerland,<br /> tảng hay phòng 240p.<br /> 240p.tránh rủi ro do trượt lở đất<br /> <br /> <br /> 36<br /> Soá 4 naêm 2019<br /> <br /> <br /> 4 4<br />