Nghiên cứu ứng dụng phương pháp cọc kháng trượt trong ổn định mái Taluy

Ổn định nền đường luôn là vấn đề khó khăn khi thiết kế các tuyến đường vùng núi, trong đó đặc biệt là vấn đề bảo đảm ổn định chống sụt trượt cho mái taluy
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp cọc kháng trượt trong ổn định mái Taluy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 3(44).2011 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỌC KHÁNG TRƯỢT TRONG ỔN ĐỊNH MÁI TALUY A PRELIMINARY STUDY OF ANTI-SLIDING PILE SOLUTIONS IN THE STABILITY MAINTENANCE OF THE ROOF OF THE TALUS Lê Nguyễn Quốc Việt Đỗ Hữu Đạo Bùi Phú Doanh Công ty Cổ phần Tư vấn và Trường Đại học Bách khoa, Trường Đại học Xây dựng Xây dựng Q.E.S Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Ổn định nền đường luôn là vấn đề khó khăn khi thiết kế các tuyến đường vùng núi, trong đó đặc biệt là vấn đề bảo đảm ổn định chống sụt trượt cho mái taluy. Ở Việt Nam, các giải pháp thường sử dụng trong thiết kế như: Đào giật bậc, tường chắn rọ đá, tường chắn trọng lực bê tông cốt thép (BTCT), và các giải pháp gia cố mái taluy bằng neo trong đất, neo ứng suất trước. Tuy nhiên, các giải pháp này vẫn chưa phát huy được hiệu quả, vẫn xuất hiện các hiện tượng sụt trượt trên các tuyến đường đã thi công xong như QL7, QL8 đặc biệt là Đường Hồ Chí Minh đoạn qua địa phận Miền Trung. Phương pháp dùng cọc kháng trượt để xử lý ổn định mái taluy đã và đang được ứng dụng thiết kế cho nhiều tuyến đường ô tô cao tốc, đường sắt cao tốc tại Trung Quốc với các ưu điểm: Công nghệ thi công đơn giản, kiểm soát được chất lượng công trình, chiếm ít diện tích và không phá vỡ cảnh quan môi trường. Nghiên cứu áp dụng phương pháp cọc kháng trượt trong ổn định mái taluy ở điều kiện địa chất Việt Nam là nội dung chính của bài báo. ABSTRACT Road bed foundation stabilization is always a difficult issue in the construction of roads in mountainous areas, especially how to stabilize the foundation and prevent the slipperiness of slope paving. In Vietnam, there are some engineering solutions such as step-leveling, building rocky wall, concrete wall, and reinforcement by anchor or pre-tention. However, these solutions are not so efficient. There are still some slipperiness and over-settlement on the constructed roads such as the International Road No. 7 and No. 8, and especially the Ho Chi Minh Highway in the Highlands. The method of using anti-sliding pile to stabilize the slope paving has currently been applied in the engineering for highways and express railways in China with such advantages as simple construction technology, controllability of quality, occupation of less space and fewer impacts on the environment. This article focuses on the study of the anti- slipperiness piles method for the stabilization of the talus. 1. Đặt vấn đề Với diện tích đồi núi chiếm 70% và khí hậu vùng nhiệt đới gió mùa, hệ thống đường giao thông của Việt Nam xuất hiện phổ biến hiện tượng trượt mái taluy của các tuyến đường vùng núi, đặc biệt vào mùa mưa lũ. Hiện tượng này gây ra nhiều thiệt hại như: tăng giá thành công trình, làm chậm tiến độ thi công; mất an toàn lao động dễ gây thiệt hại về người; nguy hiểm cho phương tiện tham gia lưu thông, thiệt hại kinh tế và kéo theo một loạt hậu quả xấu về mặt xã hội. 102 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 3(44).2011 Các giải pháp thiết kế đã và đang áp dụng hiện nay trong vấn đề xử lý ổn định taluy vẫn thực sự chưa phát huy hết hiệu quả, vẫn xuất hiện nhiều hiện tượng sụt trượt trên các tuyến đường giao thông. Nhằm từng bước giải quyết và tiến tới đảm bảo xử lý triệt để ổn định cho các mái taluy đường miền núi chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, các giải pháp mới trong vấn đề xử lý ổn định, đánh giá và so sánh để chọn ra một giải pháp hợp lý, đảm bảo ổn định lâu dài, có giá thành hợp lý để xây dựng công trình. Nghiên cứu lý thuyết tính toán cọc kháng trượt và khả năng ứng dụng giải pháp cọc kháng trượt trong ổn định mái taluy là một trong những đề tài thiết thực cần được đưa vào trong hệ thống các tiêu chuẩn thiết kế hiện nay. Các tác giả bài báo dựa trên kết quả nghiên cứu của Trung Quốc [6] hệ thống lại lý thuyết tính toán và bằng phương pháp phần tử hữu hạn – FEM [9] – thông qua phần mềm địa kỹ thuật Plaxis để tính toán cụ thể cho một số mặt cắt nền đường thực tế. Qua đó có những khuyến nghị khi áp dụng giải pháp này tại Việt Nam. 2. Nội dung và kết quả nghiên cứu 2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán cọc kháng trượt trong ổn định mái taluy: Bao gồm các bước sau: - Kiểm toán ổn định trượt mái taluy; - Tính toán sức kháng trượt của cọc kháng trượt theo giả thiết cọc đơn; - Tính ổn định mái taluy khi có cọc kháng trượt. Cọc kháng trượt tn tn Hình 1. Mặt cắt ngang mái taluy ban đầu Hình 2. Mặt cắt ngang mái taluy có cọc kháng trượt 2.1.1. Biểu thức tổng quát tính lực kháng trượt của cọc: 1 P = b ∫ ( K O .σ opt + Ka.σ apt + K c .C ).dz (2.1) 0 Với: Ko, Ka, Kc là các hệ số ảnh hưởng của áp lực đất tĩnh, áp lực đất chủ động và lực dính của khối trượt được xác định theo hình dạng tiết diện cọc, cách bố trí cọc và chỉ tiêu cơ lý của nền đất; b: đường kính qui ước của cọc (cọc tiết diện chữ nhật lấy cạnh lớn). Ta có σ, σ0pt,σapt tại lớp đất thứ j được xác định như sau: σ0ptj = σ0j (2.2) σ0j, σaj là thành phần nằm ngang của cường độ áp lực đất tĩnh và áp lực đất chủ động tại lớp đất thứ j (hình 1), tính σ0j, σaj theo công thức: 103 TẠP CHÍ KHOA HỌ ...