CHƯƠNG 1: NG QUAN VE ON ĐỊNH MAI DOC VÀ PHƯƠNG PHAP TANG CƯỜNG ON iM MAI DOC 1. Mỡ đầu Mai dốc công tình đất bao gồm mái Je tự nhiên và mái đốc nhân tạo. M: ch nhiên là các mái đốc của địa hình đồi núi ự nhiên, lên quan đến quá trình hình thành. Má ốc nhân tạo là các mái đốc công trình đất hình thành do đào, dip và các tác động của con người.
Dù mái đốc tự nhiên hay nhân tạo, thì yêu cầu về sự ôn định của mái dốc là yêu cầu bắt buộc. Mai đốc én định là mái đốc không bị phá hoại trượt, sự phá hoại mắt ôn định của mũ dốc đã để li những hậu quả nặng n về kin xí hộ và mối trường. Sự phát iển khoa học xây dựng của nhân loại di kèm với sự phát triển về lý thuyết tính toán én định mái đốc công trình đất. Việc tinh toán, dự báo và đỀ xuất biện pháp, đảm bảo én định công tình đã đồng góp không nhỏ cho sự phát tiển của xã hội 1.1 Lịch sử phát triển Lịch sử phát triển các phương pháp tính én định má đất iên quan đến giả dịnh hình dang mặt trượt [2]: ~ Culmman (1776) giả thiết mặt trượt phẳng qua chân mái đc, kết quả nhận được không, chính xác.
~ Collin (1860-1890) thực hiện những khảo sát chỉ tiết ở một số mái đốc bị phá hoại và kết luận mặt trượt có dạng gin như mat trụ tròn. ~ Khoảng năm 1916, các nhà khoa học Thụy Điển lại phát hiện mặt trượt xip xi dạng trụ trên và phát triển phương pháp gọi là phương pháp Thụy Điền ~ Frontard và Risal (1920) để nghị dùng mặt trượt dang xoắn logarit. Dạng này thích hợp khi mái đốc có độ dốc lớn và chỉ cỏ một loại đắt ~ Bishop (1950) sử dung bé mat trượt trụ tròn và chỉ áp dụng phương trình cân bằng mô men đối với khối trượt và phương trình cân bằng lực theo phương đứng. = Janbu (1950-1960) sử dụng bề mặt trượt dang bắt kỳ và chỉ dùng phương trình cân bằng lực đối với khối trượt ~ Morgensten-Prieee (1960) sử dụng bề mặt trượt dang bắt kỳ và ép dụng cả 2 phương, trình cân bằng lực và phương trình cân bằng mô men.
- Fredlund (1970) sử dụng b& mặt trượt hỗn hợp và áp dụng cả 2 phương trình cân bằng lực và phương trình cân bằng mé men. Mặt trượt hỗn hợp gồm một phần là mặt trồn va một phin là mặt phẳng, - Boutrups và Siegel (1970) đề nghị sử dụng lý thuyết xác suất để tim hình dạng bÈ mặt trượt (nghĩa li tim bề mặt trượt ngẫu nbién) và chỉ áp dụng phương trình cân bằng lực ~ Baker và Garber (1977) dùng bé mặt trượt dạng đường cong logarit và ấp dung cả 2 phương trình cân bằng lực và phương trình cân bằng mô men. - Celestino và Duncan (1981) đã sử đụng cự tiễu của him nhiễu biển để tim bề mặt trượt nguy hiểm nhất, nó gồm một số các đoạn thẳng, = Kopaccy (1957) lẫn đầu tiên dé nghị phương pháp vi tích phân biến đổi để hình dạng và vị trí mặt trượt nguy hiểm nhất 1. Cơ sửcác phương pháp tink in định trượy mái đắc Để tính toán ổn định mái dốc, có thé dùng phương pháp phân tích giới hạn hoặc phương pháp cân bằng giới hạn Phương pháp cân bằng giới hạ dựa trên cơ sở gid inh trước mặt rượt (coikh như một cổ thé) và phân tích trạng thái cân bằng giới hạn của các ph twượt giả định trước.
Mức độén định được đánh giá bằng tỷ số giữa thành phần lực chống trượt (do lực ma sát và lực dinh) của đất nêu được huy động hết so với thành. phần lực gây trượt (do trong lượng, áp lực đất. ap lực nước, áp lực thắm. Hiện đã có két quả nghiên cứu cho bai toán ba chiều (phương pháp Wike, Lone) tuy nhiên trong thực tế nhiễu công trình cổ kích thước một chiều khá lớn như: để, dip, trồng chin dit.
nên có nhiều phương pháp giải quyết đổi với bài toán phẳng: Fellenius, Bishop, Spencer, Janbu,. Phương pháp phân tích giới hạn dựa trên cơ sở phân tích img suất trong công trình (khối đất đắp: 42, đập,.) và nên của chúng. Ding các thuyết bền: Morh - Coulomb, Hill Tresea, Nises - Shleiker,. kiểm tra én định cho từng điểm trong toàn miễn.
‘Céng trình được coi là là mắt ôn định khi tập hợp các điểm mắt ồn định tạo thành mặt trượt liên tục. Giải quyết Jn sử dụng các kí thức của sức bị vật liệu, lý thuyết in hồi và dùng phương pháp sai phân để tính toán. Ngày nay đo công cụ máy tính phát tiễn n phương pháp phin tir hữu hạn có phần chiếm tuthé. gn đây ý thuyết phân tích hg thông đã được ứng dụng để phân ích ôn định mãi đất 1.
Các sự cổ trượt lỡ mái đốc ở Việt Nam và biện pháp gia cb Hình1.3:SạlỡđắtườngveBiểđoạCũNã~MiDnhtkNTuận a ee| san qua xã Ngọc Sơn, Thạch Ha ~ Hà Tinh Hình 1.6 Sat ở dat tại Canh Liên ~ Vân Canh ~ Bình Định Hinh 1.7 Vắt nứt xuất hiện trên định mái đắc. Hình L7 là mái đốc công trình đắt mới được vit mái theo độ dốc thiết kế rên tuyến đường giao thông đi Sa Pa. Trong ảnh là vết nứt đài xuất hiện gần đỉnh mái đốc (khoang mâu đỏ trong ảnh). Nguyên nhân phát sinh khe nút căng trên định mãi là do cất mái dốc.
Khái quát chung vé các giải pháp tăng cường Ổn định mái dốc Cé sit nhiều phương pháp giữ én định mái đốc. Mỗi phương pháp có những wa nhược điểm riêng ma tủy thuộc vào địa chất, địa bình hay điều kiện kính tế kỹ thuật mà chọn phương pháp phù hợp nhất. Dưới day là một số phương pháp đã được áp dụng trong và ngoài nước. Phương pháp đắp ditt chân lắc (Loading the Toe): Phuong pháp này dùng có hiệu quả với các loại mái đốc sâu không ổn định.
Một khối dắt đắp dưới chân mái dốc có tác dụng chống lại mômen trượt và giữ én định mái dốc Vật liệu của phin đất dip này có thể là vật liệu lấy từ đỉnh mái đốc (bao gồm cả việc. cân chỉnh mái đốc) hay vt liệu mua từ bên ngoài v8 công trường. ‘On định mái đốc theo cách nay thường không áp dụng với các loại mái nông. Tuy nhiên, có thể áp dung khi có những lớp đất không ôn định, nhờ thổ có thể kiểm soát ốt phạm vị phá hoại của các lớp đất này.
Foie ương khổi đấp tam] men chẳng uot Hin 1.8: Phương pháp dip dắt ở chân mái đắc 1. Phương pháp thoát nước (Drainage Methods): Đối với phương pháp này rit khó dé xác định được tỷ Ig hiệu quả của việc thoát nước. Phương pháp này dùng tốt khi cần én định mái trong thời gian ngắn, vi về lâu dài các đường rãnh cần được bảo tỉ và sửa chữa mà đồ tắt khó kiểm tra thực hiện và kém Phương pháp này chiara nhiễu khe rãnh khác nhau: 1.2 Với loại rãnh nông (hoát nước mại) ~ Mục đích của phương pháp này là giảm nước mặt và do đó sẽ làm giảm áp lực nước lỗ rỗng ở các ting đất sâu hon -C¡ ih rt dễ sữa chữa nhưng cũng rất nhanh hồng. Có hai dang thường đăng là Dang hình xương cá (HemingBone shape) = Dạng hình quân ham (Chevron shape).
Hình dang xương cá Hình dang quân hàm “Hình 1.9: Các dang thi công thường gặp trong phương pháp Thoát nước. Dưới đây là hình ảnh ví dụ mái đốc được giữ ổn định theo phương pháp này Hin 1.10: Hình ảnh mãi thoát nước của mái đắc trên đường thuộc vịnh Runswick, một làng ven biển ở Yorkshire, Anh, 10 1.2 Với loại ranh sâu: “Có rit niu cách thúc thự hiện loại rãnh sâu này với mục đích lâm giảm áp lực nước lỗ tống trong đắc tuy nhiên các vấn đôn định thành vách các rãnh sâu cin được xem xét LÔ loại nay thường thấy kết hợp các dang sau ~ Các rãnh sâu đưa nước thoát di. Các hồ khoan thoát nước đọc. ~ Các hỗ Khoan thoát nước ngang 1.
Phương pháp dùng vải địa kỹ thuật (Geotextiles) ‘Vai địa kỹ thuật là loại vật liệu gia cường đất nhân tạo (thường làm bằng chất déo) “Trong vùng ôn định của mái dốc, lưới địa kỹ thuật gia cường (geogrids) được dùng, vi với chức năng gia cường nhờ cường độ chịu kéo của nó sẽ giúp gia tăng các đặc tính cơ học của công trình đất thông qua sự trơng tác mặt chịu cắt. Ví dụ trong nền đắp lưới địa kỳ thuật gia cường có tác dụng kim giảm mômen phát sinh do khối trượt Loại này rất thường được dùng như một loại neo, nó tạo một phản lực chống lại mômen nhiễu. "Ngoài ra chúng còn được dùng để gia cố trượt nhỏ trong quá trình thi công dio đất, hiệu quả mang lại rất khả quan, LỞ nước ta phương pháp dùng vải địa ky thuật cũng đã áp dụng với một số công tình. Trong tương lai ẽ được sử dụng nhiều vi tinh tiện dụng và giá thành tương đối hợp ý.
var liệu đắp, lưới địaKỹ thuật mặt trượt Hinh 1.11: Mé hình của phương pháp vai địa kỹ thuật với 3 lap vải Hình 1.12: Lưới địa kỳ thuật gia cường (Geogrids) 1.4, Phương pháp cọc bản (Sheet pling): Tây là phương pháp gia cổ tn kém và không thường được ding trữ khi khả năng hồi phục ôn định của mái chiếm tỷ lệ cao. Tuy nhiên, nó lại thường được dùng khi thi công các đảo siu trong đất yêu với áp lực dt lớn. 6 phương pháp này, người ta ding các loại cọc có hình dáng, chất liệu khác nhau tùy Một ví dụ là nố đã được ding ở Team Valley thuộc vùng Đông Bắc nước Anh Hink 1.13: Phương pháp cọc bản 1. Phương pháp cân chỉnh mái taluy (Regrading the Slope): Vel loại này có thể chia thành 3 hướng sau: ~ Cân chỉnh mái đốc để có được góc nghiêng thích hợp.
ảm toàn bộ chiều cao mái dốc và vẫn giữ nguyên độ dốc mái ~ Lay dat từ đình mái đắp 6 chân (như phương pháp Loading the Toe). + Phương pháp cân chính mái tdluy (mái dốc): ‘Cé thể thực hiện bằng cách đào vuốt mái hay đắp thêm để mái thoải hon, Với phương pháp này hiệu quả cao nhất la với ác dạng mái nông không én định. Mãi đốc bạn đầu Lip dit pb Lip dt dip bin Azyarvzr Hình 1.14: Phương pháp cân chink mái đóc 13 + Phương pháp giảm chiều cao mái đốc Với những mái dốc nhân tạo (có th là trong lú thi công đào đắp đắ thì phương pháp hạ cao độ mái dốc rất hữu dụng nhưng thường thì không thể thực hiện vì phải tuân theo yêu cầu thiết kế Với mái đốc tự nhiên phương pháp này có thể được xem xét.