Tài liệu đánh giá và đề xuất một số giải pháp chống sạt trượt mái taluy đoạn đèo la hy, đường la sơn nam đông tỉnh thừa thiên huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ---------- oOo ---------- PHAN NGỌC HẢI ĐĂNG ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƢỢT MÁI TALUY ĐOẠN ĐÈO LA HYĐƢỜNG LA SƠN –NAM ĐÔNG - TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Đà Nẵng, 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ---------- oOo ---------- PHAN NGỌC HẢI ĐĂNG ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƢỢT MÁI TALUY ĐOẠN ĐÈO LA HYĐƢỜNG LA SƠN –NAM ĐÔNG - TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số: 85.80.205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ HỮU ĐẠO Đà Nẵng, 2018 LỜI CẢM ƠN Trong khuôn khổ hạn chế của luận văn, với những kết quả còn khiêm tốn trong việc nghiên cứu đề tài “Đ nh gi và đề xu t m t số giải ph p chống sạt tr t m i ta luy đoạn đ o La Hy - đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế t c giả luận văn hy vọng đóng góp m t phần nhỏ bé phục vụ thực tế cho lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế và thi công xây dựng c c công trình giao thông vùng miền núi. T c giả xin đ c bày tỏ lòng cảm n sâu sắc tới Thầy gi o: TS. Đỗ Hữu Đạo đã tận tình giúp đỡ, cho nhiều nhận xét, c ch tiếp cận những kiến thức mới và h ớng giải quyết để hoàn thiện luận văn. T c giả xin chân thành cảm n c c thầy gi o trong Khoa xây dựng Cầu - Đ ờng, Tr ờng Đại học BK Đà Nẵng, đã tạo điều kiện giúp đỡ t c giả về c c tài liệu, thông tin khoa học kỹ thuật và đóng góp nhiều ý kiến quý b u cho bài luận văn. Cuối cùng t c giả xin gửi lời cảm n chân thành đến gia đình, bạn b , đồng nghiệp đã đ ng viên và tạo mọi điều kiện thuận l i để t c giả hoàn thành luận văn. Do trình đ và thời gian có hạn nên luận văn không tr nh khỏi những tồn tại, hạn chế nên t c giả r t mong nhận đ c mọi ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành. T c giả mong muốn những v n đề còn tồn tại sẽ đ c t c giả ph t triển và nghiên cứu sâu h n góp phần đ a những kiến thức khoa học vào phục vụ trong thực tế. T c giả luận văn Phan Ngọc Hải Đăng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những n i dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và ch a đ c công bố trong b t kỳ công trình khoa học nào. Đà Nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2018 C nhân cam kết Phan Ngọc Hải Đăng TÓM TẮT Đ o La Hy t km12+100 đến km20+300), đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế với đ c điểm m i dốc lớn và phức tạp, điều kiện m a nhiều vào mùa m a nên th ờng xảy ra sạt tr t. Bên cạnh đó c c giải ph p khắc phục đã p dụng nh : t ờng chắn bê tông và rọ đ , tuy nhiên sạt tr t còn tiếp tục xảy ra nên hiệu quả mang lại không cao. Do vậy việc đ nh gi nguyên nhân, c chế gây sạt tr t để tìm m t giải ph p xử lý kịp thời là cần thiết. Bài b o này giới thiệu những kết quả nghiên cứu về hiện trạng sạt lở trên c c m i dốc dọc theo đ ờng La S n - Nam Đông ở đoạn đ o La Hy thu c t nh Th a Thiên Huế, tổng h p c c điểm sạt lở trong khu vực nghiên cứu, đ nh gi c c điều kiện tự nhiên và nhân tạo có ảnh h ởng trực tiếp đến sự m t ổn định của m i dốc. Mô phỏng số bằng phần mềm PLAXIS 8.2 để tính to n ổn định của c c điểm sạt tr t và kiến nghị m t số giải ph p khắc phục nhằm góp phần duy trì sự hoạt đ ng ổn định, lâu dài của tuyến đ ờng huyết mạch này. Từ khóa: m i dốc, sạt tr t, ổn định, giải ph p khắc phục, đ ờng đ o. ABSTRACT La Hy mountain pass (from km12+100 to km20+300), La Son - Nam Dong Road, Thua Thien Hue Province has many high complex slopes. Moreover, there is always heavy rainfall on this area in rainy seasons. In addition, solutions have been applied such as retaining walls and gabions, however, the sliding still occurs so it is not high efficiency. Therefore, evaluating the cause and the mechanism causing the slip to find timely solutions is necessary. This paper presents the results of studies on the current erosion status on slopes along La Son - Nam Dong road in La Hy mountain pass, Thua Thien Hue province, combining erosion points in the study area, evaluating the natural and artificial conditions which have direct effects on the instability of slope. FEM modelling by PLAXIS 8.2 software to calculate the stability of the sliding points, and basing on findouts, we contribute some solutions to maintain the stable operations as the longevity of this vital route. Key words: slope, slip, stabilization, solution, mountain pass. MỤC LỤC MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Tính c p thiết của đề tài: ............................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:...................................................................................2 3. Đối t ng nghiên cứu: ................................................................................................ 2 4. Ph ng ph p nghiên cứu: ............................................................................................ 2 5. Phạm vi của đề tài: ......................................................................................................2 6. Kết quả dự kiến: ..........................................................................................................2 Chƣơng 1 – THỰC TRẠNG VỀ SẠT TRƢỢT MÁI TALUY TRÊN TUYẾN ĐƢỜNG VÙNG NÚI CỦA TỈNH THỪA THIÊN HUẾ. ..........................................3 1.1 Giới thiệu về sạt tr t s ờn dốc, m i dốc địa hình đồi núi khu vực t nh Th a Thiên Huế, c c khu vực lân cận và hiện trạng m i dốc công trình tại đ o La Hy - tuyến đ ờng La S n - Nam Đông. ............................................................................................ 3 1.1.1 Điều kiện tự nhiên xã h i: ......................................................................................3 1.1.1.1 Vị trí tuyến đ ờng nghiên cứu: ...........................................................................4 1.1.1.2 Đ c điểm địa hình, địa mạo: ................................................................................4 1.1.1.3 C u trúc địa ch t: .................................................................................................4 1.1.2 Hiện trạng sạt tr t m i taluy trên c c tuyến đ ờng vùng núi Th a Thiên Huế và vùng lân cận: ....................................................................................................................5 1.1.3 Hiện trạng sạt tr t m i taluy c c công trình tại đ o La Hy - tuyến đ ờng La S n - Nam Đông. ....................................................................................................................6 1.2 Nhận diện c c dạng h hỏng m t ổn định tại hiện tr ờng và kết h p với hồ s thiết kế để đ nh gi nguyên nhân gây sạt tr t m i taluy: ......................................................8 1.2.1 Kh i niệm hiện t ng sạt tr t: ..............................................................................8 1.2.2 Phân loại hiện t ng sạt tr t m i ta-luy: .............................................................. 8 1.2.2.1 Tr t đ t: .............................................................................................................8 1.2.2.2 Sụt lở đ t đ : ........................................................................................................9 1.2.2.3 Xói sụt đ t đ : ......................................................................................................9 1.2.2.4 Đ đổ, đ lăn: .....................................................................................................10 1.3 C c giải ph p th ờng sử dụng xử lý và phòng chống sạt tr t m i taluy. ..............11 1.4 C sở lý thuyết tính to n ổn định m i dốc: ............................................................. 13 1.4.1 Ph ng ph p cân bằng giới hạn. ..........................................................................13 1.4.1.1 Nhóm ph ng ph p theo lý thuyết cân bằng giới hạn của khối rắn. Giả thiết tr ớc hình dạng của m t tr t). .....................................................................................13 1.4.1.2 Nhóm ph ng ph p dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn thuần tuý.................15 1.4.2 Ph ng ph p phần tử hữu hạn. .............................................................................16 1.4.2.1 C sở lý thuyết ..................................................................................................16 1.4.2.1.1 Lý thuyết biến dạng ........................................................................................ 16 1.4.2.1.2 Ph ng ph p phần tử hữu hạn ........................................................................17 1.4.2.1.3 Tích phân hàm ẩn của c c mô hình đàn dẻo kh c nhau .................................18 1.4.2.1.4 Ph ng ph p tính l p toàn b .........................................................................19 1.4.2.2 C c b ớc c bản của ph ng ph p PTHH ........................................................ 20 1.5 C sở tính to n ổn định m i ta luy bằng phần mềm PTHH Plaxis: ........................ 20 1.5.1 Tổng qu t: .............................................................................................................20 1.5.2 C c mô hình đ t trong phần mềm Plasix 8.2:.......................................................21 1.6 Kết luận ch ng 1: ..................................................................................................25 Chƣơng 2 - ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT NHÓM GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƢỢT ĐOẠN ĐÈO LA HY – ĐƢỜNG LA SƠN – NAM ĐÔNG . .....................26 2.1 Thống kê c c điểm sạt tr t tại đoạn đ o La Hy thu c tuyến đ ờng La S n- Nam Đông: ............................................................................................................................. 26 2.2 Thực nghiệm tại hiện tr ờng c c vị trí sạt tr t cụ thể trên đoạn đ o La Hy: ........28 2.2.1 Khối l ng khảo s t: ............................................................................................ 28 2.2.2 Tiêu chuẩn khảo s t xây dựng đ c p dụng và n i dung công t c khảo s t: .....29 2.2.2.1 Khảo s t địa ch t: .............................................................................................. 29 2.2.2.1.1 Mục đích: ........................................................................................................29 2.2.2.1.2 Ph ng ph p khảo s t: ...................................................................................29 2.2.3 Khối l ng c c loại công t c khảo s t:.................................................................29 2.3 Thí nghiệm tại phòng thí nghiệm về c lý đ t đ m i taluy tại c c điểm sạt tr t: 30 2.3.1 Công t c x c định vị trí lỗ khoan: ........................................................................30 2.3.2 Kết quả ,số liệu khảo s t địa ch t sau khi thí nghiệm, phân tích: ........................ 30 2.3.2.1 Vị trí sạt lở số 01 Km13+345.00): ...................................................................30 2.3.2.2 Vị trí sạt lở số 02 Km14+835): ........................................................................32 2.3.2.3 Vị trí sạt lở số 03 Km15+120.00): ....................................................................32 2.3.2.4 Vị trí sạt lở số 04 Km17+130.00): ...................................................................34 2.3.2.5 Vị trí sạt lở số 05 Km19+238.00): ...................................................................36 2.4 Đề xu t c c nhóm giải ph p xử lý, gia cố: .............................................................. 37 2.4.1 Đ nh gi kh i qu t hiệu quả c c công trình phòng chống bảo vệ m i taluy đã thi công trong vùng nghiên cứu: ......................................................................................... 37 2.4.2 C c giải ph p phi công trình:................................................................................38 2.4.3 C c giải ph p công trình: ......................................................................................39 2.4.3.1 Nhóm giải ph p phòng chống xử lý, gia cố đổ đ , đ lăn .................................39 2.4.3.2 Biện ph p xử lý, gia cố tho t n ớc m t và phòng h bề m t m i dốc, s ờn dốc: .......................................................................................................................................40 2.4.3.3 Biện ph p phòng chống t c dụng ph hoại của n ớc d ới đ t: ........................ 41 2.4.3.4 Giải ph p giảm tải trọng phía trên khối đ t đ dịch chuyển: ............................ 42 2.4.3.5 C c giải ph p xây dựng công trình chống đỡ ....................................................42 2.4.3.6 C c biện ph p cải tạo tính ch t của đ t đ : .......................................................47 2.4.3.7 Đối với sạt tr t khu vực đ o La Hy đ ờng La S n – Nam Đông , có thể lựa chọn nhóm c c biên ph p sau: .......................................................................................48 2.5 Kết luận ch ng 2: ..................................................................................................50 Chƣơng 3 – KIỂM TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG, QUẢN LÝ SẠT TRƢỢT ĐOẠN ĐÈO LA HY. .......................................................51 3.1 Tính to n, kiểm to n tại m t số điểm tr t và nguy hiểm: .....................................51 3.1.1 C c dữ liệu đầu vào để tính to n: .........................................................................51 3.1.1.1 Tính đổi tải trọng xe c trên m t đ ờng. ........................................................... 51 3.1.2 Tính to n và kiểm to n. ........................................................................................ 52 3.1.2.1 Kiểm to n m i dốc hiện trạng. ..........................................................................53 3.1.2.1.1 Tại vị trí 1. ......................................................................................................53 3.1.2.1.2 Tại vị trí 3. ......................................................................................................54 3.1.2.1.3 Tại vị trí 4. ......................................................................................................56 3.1.2.1.4 Tại vị trí 5 : Kiểm tra ổ định t ờng chắn đ t ..................................................57 3.1.2.2 Kiểm to n m i dốc khi đã vẽ lại bình đồ thiết kế thay thế. ............................... 59 3.1.2.2.1 Bằng phần mềm Plasix để tìm mối quan hệ giữa hệ số m i m với hệ số ổn định sum-Msf :...............................................................................................................59 3.1.2.2.2 Tại vi trí 1: ......................................................................................................61 3.1.2.2.3 Tại vị trí 3: ......................................................................................................63 3.1.2.2.4 Tại vị trí 4: ......................................................................................................65 3.1.3 Kiểm to n khi sử dụng Công nghệ “soil nailing . ..............................................68 3.1.3.1 Công nghệ “soil nailing . ..................................................................................68 3.1.3.2 Chạy phần mềm Plaxis 8.2 ................................................................................70 3.1.3.2.1 Với vị trí 1. .....................................................................................................70 3.1.3.2.2 Với vị trí 3. .....................................................................................................72 3.1.3.2.3 Với vị trí 4. .....................................................................................................74 3.1.3.3 M t số yêu cầu khi p dụng vào thi công : ........................................................ 76 3.2 Đề xu t qu trình quản lý, duy tu bảo d ỡng sử dụng trên tuyến đ ờng La S n Nam Đông: ....................................................................................................................77 3.3 Kết luận ch ng 3: ..................................................................................................78 KẾT LUẬN ..................................................................................................................79 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ...................................80 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................81 PHẦN PHỤ LỤC ...........................................................................................................1 Ký hiệu DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH Tên hình Trang Hình 1.1. Vị trí t nh Th a Thiên Huế – Việt Nam .......................................................... 3 Hình 1.2. Vị trí huyện Nam Đông - Th a Thiên Huế .....................................................4 Hình 1.3. Vị trí tuyến đ ờng La S n – Nam Đông , t nh Th a Thiên Huế ....................4 Hình 1.4. Khắc phục sạt tr t trên tuyến Quốc l 49 ......................................................5 Hình 1.5. Sạt tr t trên tuyến Quốc l 49 .......................................................................5 Hình 1.6. Rào chắn tại tại km12 + 450 trên tuyến đ ờng tr nh Huế .............................. 6 Hình 1.7. Khắc phục sạt tr t đ t đ trên đ o Hải Vân ..................................................6 Hình 1.8. Sạt tr t đ t đ làm h hại hệ thống tho t n ớc m i ta luy Tại km13+235 đến km13+260). ...............................................................................................................7 Hình 1.9. Có điểm sạt tr t l đ gốc Tại km 14+835). ................................................7 Hình 1.10. M i taluy d ng bị sụt lở đ t đ nghiêm trọng Tại km 15+105 đến km 15+132) ............................................................................................................................ 7 Hình 1.11. M i taluy d ng bị sụt lở đ t đ nghiêm trọng Đoạn km17+110 đến km 17+150). ........................................................................................................................... 7 Hình 1.12. Lớp bề m t m i taluy d ng bị phong hóa Tại km 14+125). ......................8 Hình 1.13. M i taluy âm bị sạt đang đ c xử lý bằng xây t ờng chắn, phải gia cố bằng rọ đ km19+215-km19+268). ........................................................................................8 Hình 1.14.S đồ tr t đ t ................................................................................................ 9 Hình 1.15. S đồ sạt tr t đ t đ .....................................................................................9 Hình 1.16.S đồ xói sạt đ t đ .......................................................................................10 Hình 1.17. S đồ đ đổ, đ lăn ......................................................................................10 Hình 1.18. Lực t c dụng lên phân tố đ t trong tr ờng h p m t tr t trụ tròn. .............14 Hình 1.19. Lực t c dụng lên phân tố đ t trong tr ờng h p m t tr t tổ h p. ...............14 Hình 1.20. Lực t c dụng lên phân tố đ t trong tr ờng h p m t tr t gãy khúc............14 Hình 1.21. M t chảy dẻo Mohr-Coulomb trong không gian ứng su t chính. ...............22 Hình 1.22. Quan hệ ứng su t-biến dạng đàn dẻo lý t ởng Mohr-Coulomb. .................24 Hình 1.23. Quan hệ hyperbol giữa ứng su t và biến dạng trong thí nghiệm 3 trục chuẩn có tho t n ớc. ................................................................................................................24 Hình 1.24. M t chảy dẻo của mô hình HS trong m t ph ng p-q ...................................24 Hình 1.25. C c đ ờng đồng mức chảy dẻo của mô hình HS trong không gian ứng su t chính. ............................................................................................................................. 24 Hình 2.1. Vị trí 1: vị trí tr t đ t đ , khối sạt tr t t Km13+235 đến Km13+260. ....26 Hình 2.2. Vị trí 1: vị trí tr t đ t đ , khối sạt tr t t Km13+235 đến Km13+260. ....26 Hình 2.3. Vị trí 2: hiện t ng đ đổ đ lăn đoạn t Km14+835. ..................................26 Hình 2.4. Vị trí 2: hiện t ng đ đổ đ lăn đoạn t Km14+835. ..................................26 Hình 2.5 Vị trí 3: vị trí khối sạt lở t Km15+105 đến Km15+132. .............................. 27 Hình 2.6. Vị trí 3: vị trí khối sạt lở t Km15+105 đến Km15+132. ............................. 27 Hình 2.7. Vị trí 4: khối sạt lở t Km17+110 đến Km17+150 sạt lở m i taluy .................28 Hình 2.8. Vị trí 4:khối sạt lở t Km17+110 đến Km17+150 sạt lở m i taluy ..................28 Hình 2.9. Vị trí 5: Sạt lở m i taluy âm vị trí khối sạt lở t Km19+215 đến Km19+268 .......................................................................................................................................28 Hình 2.10. Vị trí 5: Sạt lở m i taluy âm vị trí khối sạt lở t Km19+215 đến Km19+268 .......................................................................................................................................28 Hình 2.11.Trắc ngang sạt tr t tại vị trí 1. ....................................................................31 Hình 2.12.Hình trụ lỗ khoan LK1 tại vị trí 1. ................................................................ 32 Hình 2.13. Trắc ngang sạt tr t tại vị trí 3. ...................................................................33 Hình 2.14. Hình trụ lỗ khoan LK3 tại vị trí 3. ............................................................... 34 Hình 2.15. Trắc ngang sạt tr t tại vị trí 4. ...................................................................35 Hình 2.16 Hình trụ lỗ khoan LK4 tại vị trí 4. ................................................................ 35 Hình 2.17. Trắc ngang sạt tr t tại vị trí 5. ...................................................................37 Hình 2.18. Hình trụ lỗ khoan LK5 tại vị trí 5. ............................................................... 37 Hình 2.19. T ờng hứng đỡ ở chân m i dốc đ ờng đào và nửa đào nửa đắp ................39 Hình 2.21. T ờng ốp m t .............................................................................................. 39 Hình 2.22. Gia cố khối đ không ổn định bằng cọc neo 1- Đầu cọc neo; 2- cọc neo; 3đế neo) ........................................................................................................................... 40 Hình 2.23. Bảo vệ bề m t bằng cỏ Vetiver....................................................................40 Hình 2.24. Bố trí hào chắn n ớc ngầm trên khu tr t ..................................................42 Hình 2.25. C u tạo tho t n ớc sau l ng công trình chống đỡ .......................................44 Hình 2.26. S đồ gia cố tr t bằng cọc a) và chốt b) .................................................44 Hình 2.27. Tại đ ờng cao tốc La S n – Túy Loan Khu vục Nam Đông) ....................44 Hình 2.28. Đinh đ t .......................................................................................................45 Hình 2.29. Neo đ t .........................................................................................................45 Hình 2.30. Neo đinh đ t bảo vệ m i ta luy ....................................................................46 Hình 2.31. ng dụng neo trong đ t ổn định m i dốc và chống sạt lở. ........................... 46 Hình 2.32. ng dụng neo trong đ t, khối bê tông chống sạt lở. ....................................46 Hình 2.33 Mô phỏng hệ neo mềm gia cố m i dốc ........................................................ 47 Hình 3.1. S đồ xếp xe x c định tải trọng xe c ........................................................... 52 Hình 3.2. Trắc dọc khảo s t ........................................................................................... 53 Hình 3.3. Mô hình tính to n ổn định m i dốc .................................................................53 Hình 3.4. Mô hình tải trọng ........................................................................................... 53 Hình 3.5. Phổ chuyển vị ................................................................................................ 54 Hình 3.6. Phổ chuyển vị theo ph ng ngang ...................................................................54 Hình 3.7. Đ ờng cong  M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,542). ..............54 Hình 3.8. Trắc dọc khảo s t ........................................................................................... 54 Hình 3.9. Mô hình tính to n ổn định m i dốc ............................................................... 55 Hình 3.10. Mô hình tải trọng ......................................................................................... 55 Hình 3.11. Phổ chuyển vị .............................................................................................. 55 Hình 3.12. Phổ chuyển vị theo ph ng ngang .................................................................55 Hình 3.13. Đ ờng cong M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,092). .............55 Hình 3.14. Trắc dọc khảo s t ......................................................................................... 56 Hình 3.15. Mô hình tính to n ổn định m i dốc ................................................................ 56 Hình 3.16. Mô hình tải trọng ......................................................................................... 56 Hình 3.17. Đ ờng cong  M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,078). .............56 Hình 3.18.M t cắt qua t ờng chắn theo thiết kế ........................................................... 57 Hình 3.19.M t cắt ngang mô hình .................................................................................57 Hình 3.20. Mô hình tải trọng to n ổn định t ờng chắn .................................................58 Hình 3.21. Tổng chuyển vị của t ờng chắn ..................................................................58 Hình 3.22. Tổng chuyển vị theo ph ng ngang của t ờng chắn ..................................58 Hình 3.23. Tổng chuyển vị theo ph ng đứng của t ờng chắn ....................................59 Hình 3.24. Đ ờng cong M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,43) ................59 Hình 3.25. M t cắt ngang mô hình ................................................................................60 Hình 3.26. Phổ dịch chuyển. ......................................................................................... 60 Hình 3.27 .Phổ dịch chuyển ngang ................................................................................60 Hình 3.28. Đ ờng cong M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1.38) ................60 Hình 3.29. Bình đồ đã xử lý .......................................................................................... 61 Hình 3.30. Trắc dọc đã xử lý ......................................................................................... 62 Hình 3.31. M t cắt ngang tính to n ...............................................................................62 Hình 3.32. Mô hình tính to n ổn định m i dốc .................................................................62 Hình 3.33. Mô hình tải trọng to n ổn định m i dốc ......................................................62 Hình 3.34. Phổ chuyển vị .............................................................................................. 62 Hình 3.35. Phổ chuyển vị theo ph ng ngang .................................................................62 Hình 3.36. Đ ờng cong  M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,557). .............63 Hình 3.37. Bình đồ đã xử lý .......................................................................................... 63 Hình 3.38. Trắc dọc đã xử lý ......................................................................................... 64 Hình 3.39. M t cắt ngang tính to n ...............................................................................64 Hình 3.40.Mô hình tính to n ổn định m i dốc ..................................................................64 Hình 3.41. Mô hình tải trọng to n ổn định m i dốc ......................................................64 Hình 3.42. Phổ chuyển vị .............................................................................................. 64 Hình 3.43. Phổ chuyển vị theo ph ng ngang ..................................................................64 Hình 3.44. Đ ờng cong  M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,117) ..............65 Hình 3.45. Bình đồ đã xử lý .......................................................................................... 65 Hình 3.46.Trắc dọc đã xử lý .......................................................................................... 66 Hình 3.47. M t cắt ngang tính to n ...............................................................................66 Hình 3.48. Mô hình tính to n ổn định m i dốc ............................................................. 66 Hình 3.49. Mô hình tải trọng to n ổn định m i dốc ......................................................66 Hình 3.50. Phổ chuyển vị .............................................................................................. 67 Hình 3.51. Phổ chuyển vị theo ph Hình 3.52. Đ ờng cong M sf ng ngang .............................................................. 67 với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,239) ..............67 Hình 3.53.S đồ neo ......................................................................................................68 Hình 3.54. M t cắt bố trí đinh đ t và t m bê tông l ới thép. ........................................70 Hình 3.55. Bố trí neo và tải trọng. .................................................................................71 Hình 3.56. Mô hình tính to n ổn định m i dốc ................................................................ 71 Hình 3.57. Phổ chuyển vị .............................................................................................. 71 Hình 3.58. Phổ chuyển vị theo ph ng ngang ....................................................................71 Hình 3.59. Phổ chuyển vị theo ph ng đứng .......................................................................71 Hình 3.60. Đ ờng cong M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,608) ..............72 Hình 3.61. M t cắt bố trí đinh đ t và t m bê tông l ới thép .........................................72 Hình 3.62. Bố trí neo và tải trọng ..................................................................................73 Hình 3.63. Mô hình tính to n ổn định m i dốc ............................................................. 73 Hình 3.64. Phổ chuyển vị .............................................................................................. 73 Hình 3.65. Phổ chuyển vị theo ph ng ngang .............................................................. 73 Hình 3.66. Phổ chuyển vị theo ph ng đứng ................................................................ 73 Hình 3.67. Đ ờng cong  M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,381) ..............74 Hình 3.68. M t cắt bố trí đinh đ t và t m bê tông l ới thép .........................................74 Hình 3.69 Bố trí neo và tải trọng ...................................................................................75 Hình 3.70. Mô hình tính to n ổn định m i dốc ............................................................. 75 Hình 3.71. Tổng chuyển vị ............................................................................................ 75 Hình 3.72. Tổng chuyển vị theo ph ng ngang ............................................................ 75 Hình 3.73. Tổng chuyển vị theo ph ng đứng .............................................................. 75 Hình 3.74. Đ ờng cong  M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,379) ..............76 Ký hiệu DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Tên bảng Trang Bảng 1.1. Bảng thống kê vị trí và dạng sạt tr t, nguyên nhân sạt tr t trên đ o La Hy .......................................................................................................................................11 Bảng 1.2. Bảng ch dẫn lựa chọn biện ph p xử lý sạt tr t taluy. ................................ 12 Bảng 2.1.Khối l ng hạng mục công t c khảo s t: .......................................................29 Bảng 2.2.Bảng bố trí vị trí lỗ khoang ............................................................................30 Bảng 2.3.Bảng tổng h p kết quả thí nghiệm lỗ khoan 01 .............................................31 Bảng 2.4.Bảng tổng h p kết quả thí nghiệm vị trí 02: ..................................................32 Bảng 3.1. C c ch tiêu c lý của đ t cho mô hình tính to n Plaxis: .............................. 51 Bảng 3.2.C c đ c tr ng vật liệu của t ờng đứng. ......................................................... 57 Bảng 3.3.C c đ c tr ng vật liệu của bản đ y. ............................................................... 57 Bảng 3.4.Mối quan hệ giữa m và  M sf .....................................................................60 Bảng 3.5. Thống kê hệ số ổn định sum-Msf: ................................................................ 67 Bảng 3.6.Thông số tính to n neo: ..................................................................................69 Bảng 3.7. C c đ c tr ng vật liệu của bản chiều dày 10 cm. ..........................................69 Bảng 3.8. C c đ c tr ng vật liệu của m t BT dày 18 cm. .............................................69 Bảng 3.9. C c đ c tr ng vật liệu của neo Anchor) ......................................................70 Bảng 3.10. C c đ c tr ng vật liệu của vữa phụt Groutbody) .......................................70 Bảng 3.11. Thống kê hệ số ổn định sum-Msf ............................................................... 76 Ký hiệu DANH MỤC PHỤ LỤC Tên phụ lục Trang Phụ lục 1. B o c o tổng h p kết quả thí nghiệm đ t lớp 2 ..............................................1 Phụ lục 2. B o c o kết quả thí nghiệm đ t LK 1 ............................................................. 2 Phụ lục 3. B o c o kết quả thí nghiệm thành phân hạt bằng tỷ trọng kế LK 1 ...............3 Phụ lục 4. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i tự nhiên LK 1 ...................4 Phụ lục 5. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i bão hòa LK 1 ....................5 Phụ lục 6. B o c o kết quả thí nghiệm đ t xây dựng LK 3 .............................................6 Phụ lục 7. B o c o kết quả thí nghiệm thành phân hạt bằng tỷ trọng kế LK 3 ...............7 Phụ lục 8. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i tự nhiên LK 3 ...................8 Phụ lục 9. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i bão hòa LK 3 ....................9 Phụ lục 10. B o c o kết quả thí nghiệm đ t xây dựng LK 4 .........................................10 Phụ lục 11. B o c o kết quả thí nghiệm thành phân hạt bằng tỷ trọng kế LK 4 ...........11 Phụ lục 12. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i tự nhiên LK 4 ...............12 Phụ lục 13. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i bão hòa LK 4 ................13 Phụ lục 14. B o c o kết quả thí nghiệm đ t xây dựng LK 5 .........................................14 Phụ lục 15. B o c o kết quả thí nghiệm thành phân hạt bằng tỷ trọng kế LK 5 ...........15 Phụ lục 16. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i tự nhiên LK 5 ...............16 Phụ lục 17. B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i bão hòa LK 5 ................17 Phụ lục 18. B o c o kết quả thí nghiệm đầm nén lớp 2 ................................................18 Phụ lục 19. B o c o kết quả thí nghiệm nén đ trạng th i khô. ....................................19 Phụ lục 20. B o c o kết quả thí nghiệm nén đ trạng th i bão hòa. .............................. 20 Phụ lục 21. Bình đồ sạt tr t tại vị trí 1. .......................................................................21 Phụ lục 22. Bình đồ sạt tr t tại vị trí 3 ........................................................................21 Phụ lục 23. Bình đồ sạt tr t tại vị trí 4 ........................................................................22 Phụ lục 24. Bình đồ sạt tr t tại vị trí 5 ........................................................................22 1 0 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Trong những năm gần đây, d ới t c đ ng ngày càng b t l i của biến đổi khí hậu dẫn đến sự tăng đ phong hóa ngày càng nhanh ở bề m t bờ dốc, do đó làm giảm đ bền của đ t đ . D ới t c dụng của c c dòng chảy m t, bề m t bờ dốc sẽ bị bào mòn, c c công trình bảo vệ bờ dốc bị ph hoại và c c t c đ ng của con ng ời, xe c nên c c sự cố sạt lở m i taluy ở c c tuyến đ ờng, đ c biệt là c c tuyến đ ờng ở c c vùng đồi núi đang diễn biến phức tạp và tần su t xảy ra nhiều h n. L ng m a lớn kéo dài nh ảnh h ởng của c n bão số: 10,11,12 năm 2017) là nguồn bổ sung quan trọng cho n ớc d ới đ t. M t kh c làm giảm đ bền khối đ t đ bờ dốc, m t kh c làm thay đổi trạng th i ứng su t theo h ớng có hại cho ổn định s ờn dốc, m i dốc. Do vậy, cùng với m a lớn, hiện t ng tr t lở ph t triển mạnh mẽ. Sạt tr t m i taluy xảy ra th ờng xuyên vào b t cứ lúc nào, ảnh h ờng trực tiếp đến hệ thống đ ờng s , đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng của ng ời dân và ph ng tiện tham gia giao thông. Đã có nhiều tuyến đ ờng huyết mạch bị sạt tr t dẫn đến ph hủy, gây cản trở giao thông, công việc đi lại và vận chuyển hàng hóa của ng ời dân. Hàng trăm tỷ đồng của nhà n ớc bị lãng phí cho công t c khắc phục, sửa chữa c c h hỏng, c c hoạt đ ng kinh tế xã h i cũng bị ảnh h ởng, gây thiệt hại to lớn. Tại đoạn đ o La Hy t km12+100 đến km20+300), đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế với đ c điểm m i dốc lớn và phức tạp, điều kiện m a nhiều vào mùa m a nên th ờng xảy ra sạt tr t. C c đ n vị t v n thiết kế, quản lý đã có m t số biện ph p chống sạt tr t, tuy nhiên nguyên nhân, c chế gây sạt tr t và giải ph p xử lý tại đây vẫn ch a đ c nghiên cứu, đề xu t và hệ thống hóa đầy đủ m t c ch khoa học. Những nhân tố gây sạt tr t ch a đ c điều tra nghiên cứu m t c ch kỹ l ỡng, ch d ng lại ở việc x c định những nhân tố chính nh hiện t ng m a gió kết h p b t l i, do kết c u địa hình khu vực… Bên cạnh đó c c giải ph p khắc phục, phòng ng a lại thiếu tính đồng b , m y móc, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm là chính và hiệu quả mang lại không cao. Những biện ph p xử lý, khắc phục sạt lở th ờng sử dụng có thể kể đến nh : ch t bao tải c t, bao tải đ t, thảm đ , xếp đ khan, rọ đ , l t đ khan gia cố bề m t, t ờng chắn xây đ , t ờng chắn đổ bê tông… Do vậy việc nghiên cứu, đề xu t và đ nh gi nguyên nhân, c chế gây sạt tr t để tìm m t giải ph p xử lý kịp thời, đồng thời xây dựng quy trình quản lý, duy tu bảo d ỡng cho đoạn đ o La Hy phù h p với điều kiện ở Th a Thiên Huế, đ c biệt là ở c c huyện miền núi nh Nam Đông là cần thiết. Việc này không ch có ý nghĩa xử lý và phòng chống sạt lở hiệu quả cho vị trí nghiên cứu mà còn cho c c địa điểm kh c trên địa bàn t nh Th a Thiên Huế, nhằm giảm thiểu thiệt hại và tiết kiệm chi phí cho ngân s ch Nhà n ớc, góp phần vào sự ph t triển kinh tế xã h i của t nh. Đó là lý do học viên chọn đề tài „Đánh giá và đ giải há ch ng ái a đ nđ a H đ ng a n - Na Đ ng nh h a hi n H 2 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: - Thống kê thực trạng sạt tr t trên đoạn đ o La Hy thu c tuyến đ ờng La S n Nam Đông. - Đ nh gi nguyên nhân qu trình sạt tr t đ t đ trên s ờn dốc, m i dốc tại c c điểm đã sạt tr t và c c khu vực xung yếu trên đoạn đ o La Hy thu c tuyến đ ờng La S n - Nam Đông. - Đề xu t c c giải ph p công nghệ phòng chống sạt tr t có hiệu quả, xử lý phù h p với điều kiện ở huyện Nam Đông nói riêng và t nh Th a Thiên Huế nói chung tại đ o La Hy, sử dụng vật liệu mới, thân thiện với môi tr ờng và mang lại hiệu quả cao. 3. Đối tƣợng nghiên cứu: - Đối t ng nghiên cứu:s ờn, m i dốc nhằm đảm bảo ổn định m i taluy ở môi tr ờng địa ch t vùng núi của đ ờng ô tô của tuyến đ ờng La S n - Nam Đông về tình hình địa ch t, địa hình, thủy văn,... c c nguyên nhân gây ra tình trạng sạt lở m i taluy để t đó đề xu t c c giải ph p phù h p đề phòng chống sạt lở m i taluy. - Phạm vi nghiên cứu: đoạn km12+100 đến km20+300, đây là đoạn đ o La Hy có nhiều điểm sạt tr t và m t ổn định vào mùa m a bão. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Ph ng ph p thu thập: thu thập hồ s tài liệu, thống kê, đo vẽ, khảo s t hiện trạng. - Ph ng ph p khảo s t: khoan l y mẫu, thí nghiệm c c ch tiêu c lý, tại m t số vị trí đã sạt tr t. - Ph ng ph p tính to n ổn định: sử dụng phần mềm Plaxis 8.2 để kiểm to n ổn định c c điểm sạt tr t và đ nh gi nguy c xảy ra m t ổn định của s ờn dốc. 5. Phạm vi của đề tài: Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết thông qua mô phỏng, thí nghiệm và l y mẫu tại hiện tr ờng sau đó tính to n sử dụng c c số liệu đo đạc, khảo s t tại vị trí sạt lở thực tế tại đ o La Hy t km12+100 đến km 20+30) trên tuyến đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế. 6. Kết quả dự kiến: Qua qu trình thí nghiệm, khảo s t, đo đạc thực tế, nghiên cứu đề xu t những giải ph p để đảm bảo ổn định m i taluy, giảm tình trạng sạt tr t đ ờng tại tuyến đ ờng La S n Nam Đông đoạn qua đ o La Hy dự kiến kết quả nh sau: - Thống kê kết quả đo đạc, khảo s t thực tế về tình hình sạt lở. - Nhận dạng c c h hại trên tuyến đ ờng nghiên cứu làm c sở đề xu t giải ph p. - M t số kết quả thí nghiệm đ t đ tại khu vực nghiên cứu. - Đ nh gi và đề xu t c c giải ph p phù h p để đảm bảo ổn định m i taluy. - Sử dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng tính to n và kiểm to n cho m t số điểm sạt tr t. Dùng công nghệ “soil nailing hay còn gọi là “đinh đ t gia cố m i taluy. - Đề xu t qu trình quản lý sau khi gia cố để giảm rủi ro đến công trình và ph ng tiện tham gia giao thông trên tuyến. 3 1 Chƣơng 1 – THỰC TRẠNG VỀ SẠT TRƢỢT MÁI TALUY TRÊN TUYẾN ĐƢỜNG VÙNG NÚI CỦA TỈNH THỪA THIÊN HUẾ. 1.1 Giới thiệu về sạt trƣợt sƣờn dốc, mái dốc địa hình đồi núi khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế, các khu vực lân cận và hiện trạng mái dốc c ng trình tại đ o La H tu ến đƣờng La Sơn - Nam Đ ng. 1.1.1 Đi kiện ự nhi n ã h i: Th a Thiên Huế là m t trong 4 t nh thu c vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, có tọa đ địa lý 16-16,8 đ vĩ Bắc và 107,8-108,2 đ kinh Đông. T nh Th a Thiên Huế có diện tích tự nhiên là 5.062,59 km², chiếm h n 1,5% diện tích toàn quốc, nằm ven biển vùng Bắc Trung B Việt Nam, phía Bắc gi p t nh Quảng Trị; phía đông gi p biển Đông; phía nam gi p thành phố Đà Nẵng và t nh Quảng Nam; phía tây gi p n ớc C ng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, dân số theo kết quả điều tra tính đến năm 2012 là 1.115.523 ng ời. Th a Thiên Huế nằm trên trục đ ờng giao thông quan trọng xuyên Bắc-Nam, trục hành lang Đông - Tây nối Th i Lan – Lào - Việt Nam theo Quốc l 9. Th a Thiên Huế ở vào vị trí trung đ của cả n ớc, nằm giữa thành phố Hà N i và thành phố Hồ Chí Minh là hai trung tâm lớn của hai vùng kinh tế ph t triển nh t n ớc ta, là n i giao thoa giữa điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã h i của cả hai miền Nam - Bắc. Th a Thiên Huế là m t trong những trung tâm văn hóa, du lịch, trung tâm gi o dục đào tạo, y tế lớn của cả n ớc và là trục ph t triển kinh tế trọng điểm của vùng kinh tế miền Trung. nh 1.1. Vị trí tỉnh Thừa Thiên uế – Việt Nam Huyện Nam Đông là m t huyện miền núi của t nh Th a Thiên Huế. Tổng diện tích tự nhiên 65.051,8 ha trong đó diện tích đ t nông nghiệp có 4.019,38 ha, đ t lâm nghiệp chiếm 41.799,31 ha, còn lại là đ t kh c và ch a sử dụng. Dân số 25.046 ng ời gồm 2 dân t c Kinh và C -tu, trong đó ng ời dân t c thiểu số 9.320 ng ời) chiếm 41%. Toàn huyện có 10 xã và 1 thị Tr n ,trong đó có 7 xã đ c biệt khó khăn mà 6 xã là ng ời dân t c thiểu số chiếm trên 70%. Địa bàn huyện ch có 1 tuyến đ ờng thông th ng ra ngoài. 4 nh 1.2. Vị trí huyện Nam Đông - Thừa Thiên uế 1.1.1.1 Vị trí tuyến đường nghiên cứu: Tuyến đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế, dài 38,5 km, là tuyến giao thông huyết mạch nối trung tâm thành phố Huế t quốc l 1A tại ngã ba La S n đi huyện Nam Đông. Trong đó có đoạn đ o La Hy t km12+100 đến km 20+30) là khu vực nghiên cứu của luận văn. Khu vực nghiên cứu nh 1.3. Vị trí tuyến đường La Sơn – Nam Đông , tỉnh Thừa Thiên uế 1.1.1.2 Đặc điểm địa h nh, địa mạo: - Khu vực khảo s t thu c dạng địa hình đồi núi bóc mòn. - Qu trình địa mạo chủ yếu ở đây là sự bào mòn, vận chuyển và tích tụ c c loại vật liệu trầm tích có thành phần và nguồn gốc kh c nhau. Bề m t địa hình t ng đối dốc, bị chia cắt của nhiều khe suối nhỏ. Thành phần vật ch t chủ yếu của dạng địa hình này là sản phẩm phong ho tại chỗ của đ t đ . Thực vật ph t triển chủ yếu là c c loại cây công nghiệp l y gỗ, cây hoang dại lau l ch, hoa màu và cây ăn quả. Nên m i ta luy ở địa điểm nghiên cứu kém ổn đinh, dễ xảy ra m t ổn định gây ra sạt tr t. 1.1.1.3 Cấu trúc địa chất: Về m t c u trúc địa ch t, phần lớn diện tích vùng nghiên cứu nằm trong tờ bản đồ địa ch t H ng Ho - Huế - Đà Nẵng e-48-xxxv & e-48-xxxvi & e49-xxxi tỷ lệ 1/200.000 do Cục địa ch t Việt Nam xu t bản năm 1995. [16] 5 Thành phần vật ch t chủ yếu là sản phẩm phong ho tại chỗ của đ t đ tại chỗ: Sét pha sỏi sạn cu i, sét màu x m vàng nâu đỏ, đ hòn phủ lên tầng đ gốc…Bên d ới là đ b t kết phong ho mạnh đến nứt nẻ. Nh vậy, đ c điểm khu vực đ o La Hy có địa ch t không ổn định, bề măt địa hình phức tạp t ng đối dốc, thành phần vật ch t chủ yếu của dạng địa hình này là đ b t kết sản phẩm phong hóa tại chỗ của đ t đ ở c c góc nghiêng không dính d ng gì với đ y tầng nên dễ dàng gây ra hiện t ng sạt tr t. 1.1.2 Hiện ng ái a n các n đ ng vùng núi h a hi n H và vùng ân cận: Ngày 20/9/2016, Chi cục Quản lý đ ờng b 2.6 Cục Đ ờng b 2) cho biết, ảnh h ởng t bão số 4 và những ngày m a sau đó đã gây ra hàng chục điểm sạt lở, h hỏng cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh nh nh Tây và Quốc l 49 đi qua địa bàn huyện A L ới Th a Thiên Huế). Theo đó, tại tuyến đ ờng Hồ Chí Minh nh nh Tây xu t hiện tình trạng sạt lở đ t đ taluy d ng nhiều vị trí, đ c biệt là t xã A Roàng đến xã H ng Nguyên Km378+000 đến Km412+500) làm ch tắc giao thông tại 16 điểm, l p cống rãnh với khối l ng đ t đ ớc tính khoảng 6.000m3; sạt lở taluy âm và m i taluy 4 vị trí tại Km387, Km404 và Km406 làm xói lở, h hỏng nhiều cống và nhiều đoạn rãnh dọc đ xây. Riêng tuyến Quốc l 49 đ t đ sạt lở taluy d ng, tại Km75+050 tràn m t đ ờng làm tắc giao thông c ch thị tứ Bốt Đỏ 3 Km); đ t đ l p nhiều đoạn rãnh dọc và cống tho t n ớc với khối l ng ớc tính 300m3. Tình trạng sạt lở tuyến đ ờng này còn làm h hỏng nhiều cống tho t n ớc trên tuyến t Km50+000 đến Km60+000, qua địa bàn 2 xã H ng Nguyên và Hồng Hạ, tuyến đ ờng Hồ Chí Minh và QL49 có khoảng 40 điểm sạt tr t mới và cũ. Trong đó, có nhiều điểm v a khắc phục xong lại “t i diễn sạt tr t và m t số điểm khối l ng đ t đ phải khắc phục, dỡ tải lên đến 25.000m3, gây r t nhiều khó khăn cho lực l ng chức năng.[9] Khu vực sạt tr t H nh 1.4. Khắc phục sạt trượt trên tuyến Quốc lộ 49 Khu vực sạt tr t nh 1.5. Sạt trượt trên tuyến Quốc lộ 49