Phạm Thanh Năm
Công ty CPSX đầu tư xây dựng Hưng Việt. Email: [email protected]
Nguyễn Hữu Hoàng
Công ty CPSX đầu tư xây dựng Hưng Việt. Email: [email protected]
Trần Quốc Hoàn
Công ty CPSX đầu tư xây dựng Hưng Việt. Email: [email protected]
Tóm Tắt:
Ổn định mái đắp nền đường tại những khu vực địa hình đồi núi khó khăn hiểm trở luôn là bài toán phức tạp trong lĩnh vực giao thông. Trong bài viết này, chúng tôi đưa ra giải pháp tham khảo, trích dẫn từ dự án thực tiễn: dự án đường giao thông liên vùng kết nối đường Hồ Chí Minh với quốc lộ 70B, quốc lộ 32C tỉnh Phú Thọ đi tỉnh Yên Bái. Tuyến đường thiết kế theo quy mô đường cấp III miền núi, tốc độ thiết kế 60 km/h. Khu vực tuyến đi qua có địa hình khó khăn, tính ổn định của địa chất đất lẫn sỏi sạn là không cao vì vậy cần ưu tiên phương án thiên về nền đắp để kiểm soát tính ổn định của nền đường. Tại các vị trí sát sườn dốc, chiều cao thiết kế lớn, TVTK đưa ra giải pháp tường chắn đất có cốt lưới địa kỹ thuật.
Abstract:
Stabilizing embankments in mountainous areas with difficult terrain is always a complex problem in the field of transportation. In this article, we propose a reference solution, extracted from a real project: Inter-regional traffic project connecting Ho Chi Minh road with National Highway 70B, National Highway 32C from Phu Tho province to Yen Bai province. The route is designed according to the scale of a grade III mountainous road, with a design speed of 60 km/h. The area the route passes through has difficult terrain, the stability of soil and gravel is not high, so priority should be given to embankment solutions to control the stability of the roadbed. We propose MSE polymer solution.
Đặt vấn đề
Tại dự án đường giao thông liên vùng kết nối đường Hồ Chí Minh với quốc lộ 70B, chênh cao thiết kế giữa nền đường và địa chất gốc khá lớn, có nơi lên tới 18 m. Do điều kiện địa chất phức tạp cho nên các lớp đất, dọc tuyến có cao độ mặt lớp, bề dày biến đổi lớn. Địa tầng khu vực xây dựng công trình tương đối phức tạp, bề mặt và bề dày các lớp đất, đá biến đổi mạnh, diện phân bố không đều và xen kẹp nhiều.
Mô tả các lớp đất:
Lớp 1a: đất phủ, đất đắp, thổ nhưỡng, đường giao thông:
Lớp 1b: bùn sét pha, màu xám đen xám nâu, thành phần không đồng nhất.
Lớp 2a: sét ít dẻo, màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm.
Lớp 2b: sét ít dẻo – cát lẫn sét màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng.
Lớp 3: sét ít dẻo – cát sét, màu xám nâu, xám ghi, đôi chỗ lẫn dăm cục, dăm sạn, trạng thái nửa cứng.
Lớp 4: cát lẫn sạn sỏi màu xám ghi; kết cấu chặt vừa đến chặt.
Lớp 6: sỏi sạn cấp phối kém màu nâu vàng đôI chỗ lẫn sét (sản phẩm đá phiến sét phong hoá mạnh); kết cấu rất chặt.
Mô tả địa chất lớp đá:
Lớp 7a: đá phiến sét màu xám ghi, xám nâu, phong hóa nứt nẻ mạnh (đôi chỗ phong hoá thành dăm cục, dăm sạn, xen kẹp sét) TCR = 10 – 30%, RQD = 0 – 20%.
Lớp 7b: đá phiến sét màu xám ghi, xám nâu, phong hóa nứt nẻ mạnh TCR = 20 – 50%, RQD = 0 – 30%.
Bảng 1. Thông số địa chất (vị trí khoan tham khảo):
Giải pháp thiết kế:
Chiều cao tường chắn được tính toán ổn định theo địa chất, có chiều cao đến 18 m.
Hệ số mái tường chắn 1 : m = 1 : 0.2. Tường chắn được chia thành 1 đến 4 bậc cơ tùy thuộc vào chiều cao tường chắn, chiều cao 1 mái dốc điển hình bằng 6 m, chiều sâu ngàm lưới địa tại các lớp được tính toán để đảm bảo ổn định và không bị tuột neo.
Khoảng cách các lớp cốt gia cường Sv = 0,25 m – 0.5 m. Lưới địa kỹ thuật được kéo căng phẳng và định vị chắc chắn trước khi thi công lớp đất phía trên. Lưới địa được trải vào trong theo phương vuông góc với mặt tường có phần chiều dài lưới bó uốn Lu = 1,0 m.
Lưới địa kỹ thuật được bó uốn qua hệ khung thép làm mặt tường, các tấm lưới địa được ghim neo với nhau bằng neo chữ U hoặc chữ J
Các lớp đất được làm đầy san gạt và lu nèn đạt K95 trở lên, lưu ý đất đắp không được lẫn các vật liệu khác như cành cây, rễ cây, túi nilon,…
Lưới địa kỹ thuật gia cường cho tường chắn sử dụng loại UX1500, UX1600 có các giá trị cường lực kéo đứt ngắn hạn tương ứng là 114 Kn/m, 144 Kn/m. Các chủng loại lưới này đảm bảo yêu cầu độ dãn dài khi đứt không vượt quá 11%. .
Phần móng tường chắn được gia cố lu lèn chặt cùng với các lớp cốt lưới địa kỹ thuật. Chiều sâu móng H = 1.0 m tạo lớp nền móng ổn định tăng sức chịu tải.
Lớp đáy móng sử dụng lưới địa kỹ thuật 3 trục TX160 phân bố tải trọng đều tăng cường. Hệ móng kết cấu lưới địa giúp tăng sức chịu tải của nền. Tường chắn được thiết kế trên nền đất có sức chịu tải tối thiểu 2,8 Kg/cm2 – 4,6 Kg /cm2 (theo từng vị trí).
Tính toán ổn định
Cơ dưới : Chiều cao kiểm toán 6 m
Cơ giữa: Chiều cao kiểm toán 6 m
Cơ trên: Chiều cao kiểm toán 6 m
Biện pháp thi công
Đào khuôn móng:
Chiều cao đáy móng, kích thước đảm bảo cos cao độ thiết kế. Lu chặt cường độ K95
Rải cốt
Cốt lưới địa chỉ được rải trên các lớp đất đắp thật nằm ngang và độ bằng phẳng đạt ± 5 cm so với cao độ dự kiến. Phải căng lưới địa đến mức độ tối đa khi rải và bọc cuộn lưới địa.
Bố trí khung thép mặt tường
Việc thiết kế khung thép phía mặt ngoài khi đắp tường đất có cốt lưới địa kĩ thuật bọc cuộn phải được thực hiện theo hồ sơ thiết kế.
Bọc cuộn mặt tường
Phần lưới địa để bọc cuộn phải để thừa ra và lật ra phía ngoài đảm bảo công tác bó uốn toàn bộ bề mặt khi thi công từng lớp. Khi bọc cuộn vẫn phải dùng nhân công kéo căng vải.
Rải và đầm nén đất
Xe máy rải đất không được đi trực tiếp trên cốt địa kĩ thuật và chỉ được đi trên lưới khi lưới đã được phủ một lớp đất dày tối thiểu 10 cm. Do vậy phải bố trí xe chở đất đi lùi để đổ đất trên vải và san gạt theo cách lấn dần. Chiều đi của lưỡi san gạt đất không được đẩy bật mép lưới lên. Để việc san gạt đất trên lưới không làm chùng lưới và không ảnh hưởng đến các phương tiện chống đỡ thành bên thì hướng san gạt đất phải song song với mặt tường và thứ tự rải đất phải từ phía ngoài mặt đường rải dần vào trong. San rải đất thành lớp thật phẳng và nằm ngang. Đầm nén đất ở độ ẩm tốt nhất và khi mưa nhất thiết không được thi công.
Kết Luận
Tường chắn đất sử dụng vật liệu cốt Polymer ứng dụng trong ổn định mái đắp nền đường là công nghệ đã được tính toán và ứng dụng, đáp ứng được những yêu cầu phức tạp. Thực tế thi công đã chứng minh, giải pháp này có nhiều tính ưu việt hơn so với các giải pháp truyền thông như: tính ổn định, độ an toàn, bền bỉ, tận dụng nguyên liệu đắp và dễ thi công hơn.
Chúng tôi mong muốn, giải pháp được biết đến rộng rãi hơn nữa, góp phần giải quyết được bài toán sạt lở nền đường, mái taluy tại các địa phương vùng núi mỗi khi thiên tai, bão lũ.
Tài liệu tham khảo
TCCS 01:2021/VKHVN Gia cố mái dốc bằng lưới địa kỹ thuật gốc Polyme trong xây dựng công trình giao thông – Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu;
TCVN 11823-2017 Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ.
TCVN 13346:2021 Công trình phòng chống đất sụt trên đường ô tô – Yêu cầu khảo sát và thiết kế;
TCVN 4054:2005 Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế;
TCVN 9861:2013 Công trình phòng chống đất sụt trên đường oto – Yêu cầu khảo sát thiết kế;
TCVN 4055:2012 Tiêu chuẩn quốc gia về tổ chức thi công.
Hồ Chất, Doãn Minh Tâm (1985), Sổ tay phòng hộ và gia cố nền đường, Nhà xuất bản GTVT.
Phan Trường Phiệt (2001), áp lực đất và tường chắn đất, Nhà xuất bản xây dựng.
Nguyễn Sỹ Ngọc, ổn định bờ dốc, Trường Đại học GTVT, 2003.
Whitlow, R. Cơ học đất, tập II, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1997.
BS 8081:2015 Code of practice for groute anchors. Neo trong đất.
