I. Giới thiệu về hiện tượng trượt lở đất
Hiện tượng trượt lở đất là một trong những vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến ổn định mái taluy tại các công trình giao thông, đặc biệt là tại các khu vực có địa hình dốc như cao tốc Hạ Long - Vân Đồn. Trượt lở xảy ra khi lực tác động lên mái dốc vượt quá sức kháng của đất đá, dẫn đến sự dịch chuyển của khối đất. Theo Varnes (1978), trượt lở có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm hình thái, kích thước và nguyên nhân gây ra. Việc hiểu rõ về hiện tượng này là rất quan trọng để đưa ra các giải pháp gia cố hiệu quả nhằm bảo vệ công trình.
1.1. Nguyên nhân gây ra trượt lở
Nguyên nhân của hiện tượng trượt lở rất đa dạng, bao gồm yếu tố tự nhiên như mưa lớn, động đất và hoạt động của con người như khai thác tài nguyên. Đặc biệt, tại km 27 + 900 của cao tốc Hạ Long - Vân Đồn, việc thi công đường đã làm thay đổi cấu trúc địa hình, tạo ra điều kiện thuận lợi cho trượt lở. Theo nghiên cứu, hơn 100 vụ trượt lở đã xảy ra trong giai đoạn thi công từ 2016 đến 2018, cho thấy sự cấp thiết trong việc tìm kiếm giải pháp ổn định mái taluy.
II. Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định mái dốc
Để đánh giá ổn định mái taluy, cần áp dụng các phương pháp tính toán khoa học. Lý thuyết cân bằng giới hạn và phương pháp phần tử hữu hạn là hai phương pháp phổ biến được sử dụng để phân tích ổn định mái dốc. Cả hai phương pháp này đều giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của mái dốc như sức kháng cắt của đất, mực nước ngầm và chiều dài neo ứng suất trước. Việc sử dụng phần mềm như GEOSTUDIO và PLAXIS trong tính toán sẽ cung cấp những kết quả chính xác hơn cho việc đánh giá tình trạng ổn định.
2.1. Phương pháp tính toán ổn định
Phương pháp cân bằng giới hạn cho phép đánh giá nhanh chóng tình trạng ổn định của mái dốc thông qua việc so sánh các lực tác động và lực chống lại trượt. Trong khi đó, phương pháp phần tử hữu hạn cho phép mô phỏng chi tiết hơn các điều kiện địa chất và ứng suất trong đất. Sự kết hợp của hai phương pháp này sẽ mang lại cái nhìn toàn diện về tình trạng ổn định của mái taluy tại km 27 + 900, từ đó đưa ra các giải pháp kỹ thuật gia cố phù hợp.
III. Giải pháp gia cố mái dốc tại km 27 900
Đối với khối trượt tại km 27 + 900, việc áp dụng các giải pháp gia cố là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình. Các giải pháp như sử dụng neo ứng suất trước, tường chắn và hệ thống thoát nước được đề xuất nhằm tăng cường sức kháng của mái dốc. Việc khảo sát địa chất và phân tích mô hình số là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế các giải pháp này. Kết quả từ các phần mềm tính toán sẽ giúp đưa ra các phương án tối ưu nhất cho việc gia cố mái taluy.
3.1. Đề xuất các giải pháp cụ thể
Các giải pháp cụ thể bao gồm việc sử dụng neo đất để tăng cường sức kháng cho mái dốc, đồng thời thiết kế hệ thống thoát nước để giảm thiểu áp lực nước trong đất. Ngoài ra, việc xây dựng tường chắn có thể giúp ngăn chặn sự dịch chuyển của khối đất đá. Các giải pháp này không chỉ tăng cường ổn định mái taluy mà còn giảm thiểu rủi ro cho các công trình giao thông trong khu vực, đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông.
