Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Đánh giá công tác khảo sát, tính toán ổn định mái dốc phục vụ thi công đường cao tốc Nội Bài Lào Cai, 264km
I NHẬN ĐỊNH TỔNG QUÁT SAU CHUYẾN ĐI THỊ SÁT HIỆN TRƯỜNG
TỪ 21 ĐẾN 23 THÁNG 06 NĂM 2011 – NHỮNG ĐỊNH HƯỚNG CƠ BẢN
Đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai có điểm đầu là nút giao thông
giữa quốc lộ 2 và đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài (Hà Nội) và
điểm cuối là xã Quang Kim (huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai). Phần lớn đường
cao tốc sẽ đi ven theo bờ sông Hồng. Tuyến này đi qua địa bàn 5 tỉnh, thành
phố là Hà Nội, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Yên Bái và Lào Cai, nối với đường cao
tốc Côn Minh - Hà Khẩu của Trung Quốc và là một hợp phần trong dự án
phát triển cơ sở hạ tầng giao thông của Hành lang kinh tế Côn Minh - Hà
Nội - Hải Phòng. Điểm đầu tại nút giao thông quốc lộ 18A với quốc lộ 2,
điểm cuối tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai, vị trí đấu nối với
đường cao tốc Côn Minh-Hà Khẩu (Trung Quốc).
Dự án này khởi công từ quý 3 năm 2009 và dự
kiến hoàn thành vào năm 2013.
Dự án được thiết kế theo tiêu chuẩn đường cao
tốc. Mặt cắt ngang giai đoạn I đoạn Nội Bài-Yên Bái đi
qua thành
phố Hà
Nội, các
tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Yên Bái gồm 4 làn xe, tốc độ
thiết kế tối đa 100 km/giờ; đoạn Yên Bái-Lào Cai gồm
2 làn xe, tốc độ thiết kế tối đa 80 km/giờ./.
Dự án đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai có tổng chiều
dài 264Km, đi qua các tỉnh trung du và đồi núi phía Bắc.
Ngoại trừ đoạn đầu đi qua tỉnh Vĩnh Phúc đa số là đường đắp cao trên địa hình tương đối bằng phẳng,
các đoạn còn lại qua các tỉnh Phú Thọ, Yên Bái, Lào cai nhiều đoạn cắt qua các đồi thấp hay đi
ngang qua sườn núi nên có mái dốc đào khá cao, tiềm ẩn nguy cơ sạt lở nếu không có biện pháp xử lý
gia cố phù hợp.
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật của Dự án này, do hạn chế về thời gian và số liệu khảo sát nên
không có điều kiện làm đủ các khảo sát và kiểm toán cho các đoạn đào sâu và đắp cao. Chủ đầu tư đã
thống nhất phê duyệt Thiết kế Kỹ thuật với lưu ý rõ là công tác Điều tra Khảo sát bổ sung và tính
toán kiểm toán ổn định mái dốc ở các đoạn nhạy cảm này sẽ được Nhà thầu thực hiện trong giai đoạn
Thiết kế Bản vẽ thi công và sẽ được thẩm tra bởi Tư vấn Giám sát Quốc tế.
Vì một số lý do, công tác này đã không được thực hiện từ đầu Dự án như đáng ra phải làm, để có thể
đưa ra được giải pháp tối ưu về kinh tế và kỹ thuật, khi vấn đề GPMB vẫn còn đang triển khai.
Theo bản vẽ điển hình trong thiết kế Kỹ thuật được phê duyệt, mái dốc taluy đào qua đất được thiết
kế 1:1; với các vùng đào qua lớp đá mái dốc được chỉ định là 1:0,5 với một vài biện pháp gia cố được
chỉ định trong bản vẽ điển hình từ số H-2-02 đến H-2-06.
Với thiết kế điển hình này có hai vấn đề chính cần xem xét
+Với mái dốc cắt qua đá, với chiều cao mái dốc lớn hơn 12m, theo các thông lệ thiết kế và
tham khảo trong 22 TCN 4054-05, cần có các mái dốc phù hợp dao động từ 1:0,5 đến 1:1,25 tùy loại
đá và mức độ phong hóa (bảng 24 -22 TCN 4054-05 – Độ dốc mái đường đào). Qua khảo sát cho
thấy trên Dự án Nội Bài Lào Cai mức độ phong hóa của đá rất khác nhau nên việc áp dụng đại trà
1:0,5 là có nhiều rủi ro trong cả quá trình thi công và khai thác. Thực tế trên một số điểm đã xảy ra
sạt lở cục bộ trong lớp đá phong hóa với độ dốc taluy đào 1:0,5, thậm chí 1:1.
Sạt lở mái dốc đào qua lớp đá phong hóa với độ dốc 1:1
+Với mái dốc cắt qua đất, nhìn chung độ dốc 1:1 áp dụng cho các mái dốc đào dưới 12m về
cơ bản đã được áp dụng cho các tuyến đường trên phạm vi cả nước và trong khu vực các tỉnh tuyến đi
qua và được đánh giá là đảm bảo ổn định. Tuy nhiên ở một số vị trí mái dốc cao và có các vùng đất
không đồng nhất, dễ xói rửa thì cũng tồn tại một số vấn đề cần xem xét. Theo khuyến cáo trong bảng
24 trong 22TCN 4054-05, cũng cần tham khảo độ dốc các tuyến đường khu vực xung quanh và tham
khảo áp dụng độ dốc 1:1,25 đối với đất dính.
Sạt lở mái dốc đào 1:1 mà nguyên nhân do không làm hệ thống thoát nước tạm trước khi đào
Vào tháng 10 năm 2010, các Nhà thầu A8,A7 và A3 đã tiến hành các khảo sát địa chất bổ sung cho
các đoạn đào sâu và đắp cao trong phạm vi Hợp đồng của mình.
Vào tháng 2 năm 2011, các Nhà thầu A7 và A8 đã đệ trình Báo cáo tính toán trong đó thông tin rằng
hầu hết các đoạn đào sâu hơn 12m đều không đảm bảo ổn định và đã đề ra phương án thiết kế cho
một đoạn với 4 giải pháp so sánh.
+Giải pháp 1: Đào mái dốc thoải hơn, cụ thể là 1:1,75
+Giải pháp 2: Mái dốc dưới cùng vẫn giữ 1:1, trên mái dốc này đặt tường chắn trọng lực cao
khoảng 6m, phía trên tường chắn bạt mái dốc 1:1,75 có các cơ 2m.
+Giải pháp 3: Đặt tường chắn bê tông cốt thép ở bậc dưới cùng (dạng chữ L) và đào thoải mái
dốc phía trên tường chắn thành 1:1,75
+Giải pháp 4: Kết hợp các giải pháp trên một cách phù hợp tùy từng vị trí cụ thể.
Tư vấn đã kiểm tra Báo cáo của Nhà thầu và đã tiến hành đi kiểm tra hiện trường các gói thầu A8,
A7,A6 và A3. Nhìn chung các Báo cáo của Nhà thầu đều dựa trên số liệu khảo sát không đầy đủ và
dùng phương pháp luận không thực tế nên kết quả tính toán không phản ánh được thực trạng công
trình, do đó Tư vấn không thể phê duyệt được các đề xuất này.
Việc chưa chính thức phê duyệt được Hồ sơ Thiết kế bản vẽ thi công cho các đoạn này đã dẫn đến
các bất cập trên công trường do Nhà thầu đã không thể chờ đợi, đã tiến hành đào một số đoạn trên
công trường:
+Không thi công được hệ thống thoát nước mái dốc
+Không có biện pháp xử lý các sạt lở cục bộ đã xảy ra, có thể kéo theo hư hỏng diện rộng.
+Ảnh hưởng đến tiến độ thi công chung do không điều phối đất sang các đoạn đắp.
Chính vì vậy một nghiên cứu tổng thể về vấn đề này cần được tiến hành để đưa ra các cách tiếp cận
phù hợp với các hướng dẫn cụ thể để các Nhà thầu có thể tiến hành công tác Khảo sát và tính toán ổn
định và đệ trình các biện pháp xử lý phù hợp trên cơ sở ưu tiên tận dụng các phương án sẵn có trong
Hợp đồng, kiểm soát được cả giá thành và tiến độ thi công.
II TỔNG QUÁT CÔNG TÁC KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC
NHẬN XÉT NHỮNG “VẤN ĐỀ TỒN TẠI”
Qua nghiên cứu “Báo cáo Kết quả Khảo sát” - nhằm cung cấp bức tranh tổng thể về điều kiện
địa chất, địa chất thủy văn, địa kỹ thuật công trình, các thông số cần thiết phục vụ tính toán ổn định
mái dốc và qua đó đề ra biện pháp gia cố-xử lý bảo đảm công trình ổn định – ở một số gói thầu (A8,
A6, A3) kết hợp với kết quả sau chuyến đi thị sát thực tế của nhóm cán bộ và chuyên gia kỹ thuật
Getinsa, cho phép rút ra một số nhận định sau:
II. 1 TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT DỌC TUYẾN ĐƯỜNG
Tìn hiểu về đặc điểm địa chất chung là dữ liệu rất quan trọng phục vụ cho công tác khảo sát,
phân tích và nghiên cứu nguyên nhân là mất ổn định mái dốc tuyến đường cắt qua miền đồi núi, qua
đó đề xuất các biện pháp gia cố, bảo vệ thích hợp.
Theo bản đồ Địa chất Việt Nam, Tỷ lệ 1: 200 000, Tờ Bắc Quang, thì địa tầng đất đá chủ yếu
phát triển thuộc 3 hệ tầng chính:
a) Hệ tầng Sinh Quyền (PR1-2 sq):
- Đây là thành tạo biến chất của đất đá chủ yếu từ đá trầm tích (sét, cát, đá vội) để trở thành các
loại đá phiến (phiến 2 mica, phiến thạch anh, phiến hornblen-biotit-epidot, gneiss và ít đá hoa
cương.
- Hệ tầng này phát triển dọc tuyến đường từ điểm cuối Lao Cai về Yên Bái, địa phận Đông An.
b) Phức hệ Xóm Giấu (PRxg):
Trước, trong khi khoan khảo sát và trong khi khai mở hố đào cắt mái dốc sườn núi, cần tiến
hành “Đo vẽ ĐCCT” tại mặt cắt cần khảo sát, tuân theo Tiêu chuẩn 22TCN – 171-87 và các sách kỹ
thuật tương ứng. Thông qua các vệt lộ (tự nhiên và khai đào) tiến hành xác định, phân loại và mô tả
đất, đá trong phạm vi nghiên cứu, sơ bộ phân chia các đới (tàn tích, phong hóa, đá gốc), đo đạc các
nứt nẻ đứt gẫy vắt gặp (loại, thế nằm, hướng cắm, độ hở, lấp nhét, độ nhám v.v….). Kết quả công tác
này đã vẽ sơ bộ bức tranh về địa tầng đất đá nơi khảo sát, qua đó định hướng cho công tác khoan, lấy
mẫu và thí nghiệm trong phòng, ngoài trời.
2) Công tác khoan bố trí hố khoan và độ sâu khoan:
- Khảo sát bằng khoan chỉ nên bố trí vào các mặt cắt mái dốc cao (≥ 12m), lựa chọn mặt cắt
bất lợi nhất trong phạm vi mặt cắt sườn núi.
- Ví trí các hố khoan nên bố trí 01 ở đỉnh mái dốc và 01 ở gần chân mặt cắt mái dốc. Có thể
thay thế hố khoan dưới chân mái dốc bằng hô đào thăm dò hay bố trí 01 hố đào thăm dò, vừa có thể
quan sát thực tế địa tầng, vừa có thể lấy mẫu khối nguyên dạng để thí nghiệm trong phòng.
- Độ sâu khoan biến đổi theo mặt đá, nhìn chung biến đổi từ 10 đến 15m, song điều kiện kết
thúc cần đạt là: Khoan hết “đới tàn tích và đá phong hóa cao” (cấp IV-V), thâm sâu khoảng 1m vào
đới đá gốc có mức độ phong hóa trung bình đến đá tươi.
3) Phương pháp khoan, lấy mẫu và thí nghiệm SPT:
a) Do phải sử dụng phương pháp khoan xoay thổi rửa vùng đồi núi, nên cần sử dụng phương
pháp khoan lấy lõi toàn phần, sử dụng ống “lồng đôi” với đá đất tàn tích-phong hóa và “ống khoan
đơn” với đá cứng ít phong hóa nứt nẻ. Với đá phong hóa mềm có thể sử dụng lưỡi khoan hợp kim và
với đá cứng phải dùng lưỡi kim cương. Cần phân biệt và ghi rõ tốc độ khoan và xoay trong các đới
tàn tích, phong hóa với đá cứng.
b) Lấy mẫu nguyên dạng:
- Mẫu nguyên dạng lấy trong hố khoan: Với đới đất tàn tích lấy bằng phương pháp đóng ống
mẫu cứng, song nên sử dụng ống thành mỏng, cứng để cắt mẫu. Với đá có thể lấy bằng mẫu lõi
khoan.
- Mẫu nguyên dạng lấy trong hố đào: Trong hố đào thăm dó, đào mở mái dốc cần lấy “mẫu
khối” nguyên dạng, kích thước nhỏ nhất 20 x 20 cm để thí nghiệm trong phòng. Mẫu khối nguyên
dạng được có thể lấy trong cả đất tàn tích, đới đá phong hóa và đới đá tươi. Sau khi lấy xong cần bọc
ngay bằng Nylon kín để giữ nguyên dạng, cho vào hộp gỗ chèn chặt và vận chuyển nhẹ nhàng về
phòng thí nghiệm.
- Mẫu xem dung để mô tả địa tầng lấy trong lõi khoan, ống mẫu SPT và mẫu nguyên dạng.
c) Thí nghiệm SPT cần tiến hành trong các hố khoan, với khoảng cách khoảng 2m một lần,
tiến hành trong đất tàn tích và đá phong hóa mềm xốp. Thí nghiệm trong đới đá phong hóa khá cứng,
có thể đóng và đếm tối đa 50 búa, ghi độ sâu xuyên thực tế (ví dụ 50 búa/ 7cm).
4) Phương pháp mô tả, phân loại đất đá và phân chia địa tầng.
a) Với miền đồi núi, khi mô tả địa tầng với đất thì đầu tiên phải phân biệt nguồn gốc, có 03
loại chính:
- Đất “bồi tích”: Là sản phẩm trầm tích có vận chuyển, tạo thành sét bụi, cát sạn sỏi có nguồn
gốc bồi tích sông, phân bố ở bên thềm và lòng sông và thung lũng.
g
- Đất tàn tích: Là sản phẩm phong hóa tai chỗ của đá chuyển hoàn toàn thành đất, phân bố ở
bờ ngoài đồi, núi.
- Đất sườn tích: Là sản phảm vận chuyển ngắn trên sườn và chân đồi núi của đất tàn tích. Đo
2 loại sau này khá giống nhau nên thường gộp làm một
b) Khi mô tả đá phong hóa có thể phân biệt 03 đới, thường ảnh hưởng nhiều đến khả năng
trượt mái dốc:
- Đới tàn tích là sản phảm phong hóa triệt để đá gốc (là đá magma, biến chất hay trầm tích)
thành đất mà không phân biệt được cấu trúc đá gốc. Đới này thường nằm phủ trên cùng đồi núi như
mô tả trên.
- Đới đá phong hóa cao đến triệt để (cấp độ IV-V) là đá bị phong hóa hóa học manh mẽ đến
triệt, để thành loại “đất chặt cứng” hay “đá mềm yếu”. Loai dở đất-dở đá này vẫn nhận biết được
cấu trúc đá gốc.
- Đới đá phong hóa vừa đến đá cứng (cấp II-III) là đá bị phong hóa là chủ yếu, song bị phong
hóa-nứt nẻ làm cho đá khối yêu đi so với đá tươi nằm sâu hơn.
Trong quá trình khoan nhận xét mô tả theo lõi khoan và mẫu lấy được kết hợp với tốc độ khoan,
chỉ số thu hồi mẫu (R), chỉ số chất lượng đá RQD và kết quả “Đo vẽ ĐCCT” để phân loại đất đá
thành cấp độ theo lớp và chiều sâu hố khoan
5) Phương pháp thí nghiệm
Thí nghiệm không chỉ tiến hành trên mẫu khoan mà quan trọng hơn là mấy được “mẫu khối”
thay mặt lấy được ở các lớp và các đới đất – đá nêu trên. Dù với loại mẫu nào cũng cần thí nghiệm:
- Các chỉ tiêu phân loại với khối lượng thay mặt nhưng hạn chế để phân loại đất đá.
- Thí nghiệm cơ học đặc biệt quan tâm đến việc sác định sức kháng cắt đúng sơ đồ tính toán.
Nếu tính toán ổn định mái dốc theo Bishop, Janbu, Mogestern đều sử dụng sơ đồ “ứng suất hữu hiệu”
nên cần thí nghiệm:
Tốt nhất là thí nghiệm Nén 3 trục, sơ đồ CD (hay CU) cho phép xác định φ’, c’.
hay là thí nghiệm cắt trực tiếp theo sơ đồ CD. Khi đó cần sử dụng máy cắt đặc biệt chế tạo từ
các nước Tư bản, cho phép nén cố kết trước (consolidated-C) và cắt rất chậm để nước có thể
thoát ra (drained-D). Thông số xác định sẽ được φ’, c’ theo đúng sơ đồ ứng suất hữu hiệu.
Thí nghiệm cần tiến hành ở cả 2 trạng thái: tự nhiên và bão hòa để có cơ sở phân tích toàn diện.
6) Phương pháp phân tích ổn định mái dốc
- Cần tiến hành phần tích ổn định mái dốc ở từng mặt cắt đại diện, qua đó xác định các loại
mặt trượt tiềm năng, xác định phương pháp và thông số áp dụng, tiến hành tính toán cho các trường
hợp qua đó có bình luận, so sánh và đưa ra kết luận.
- Trên cơ sở kết quả tính toán ổn định mái dốc để đề xuất giải pháp xử lý thích hợp. Công tác
kiểm toán theo tải trọng động đất cũng được tiến hành nhưng chỉ để tham khảo về mức độ an toàn
của giải pháp thiết kế, nhưng không phải là tiêu chí chính vì không có quy định rõ trong các TCVN
hiện hành.
IV.2.2 Đối với các tuyến đã tiến hành khảo sát và tính toán ổn định mái dốc
Về nguyên tắc, các công việc nêu trên cần tiến hành. Song do công tác khoan thăm dò và
lấy mẫu thí nghiệm trong phòng đã tiến hành nên các công tác sau cần bổ xung để hoàn thiện số liệu:
1) Tiến hành “Đo vẽ ĐCCT” theo Tiêu chuẩn 22TCN – 171-87 như đề cập mục 1 nêu trên.
2) Tiến hành lấy “mẫu khối” nguyên dạng ở các lớp và đới đất đá, trên mặt cắt đã khai đào,
để tiến hành thí nghiệm trong phòng. Nôi dung và yêu cầu thí nghiệm theo mục 5 nêu trên.
Khu vực có xuất hiện đá granit loại nứt nẻ: Đây là khu vực cần xem như đá khi tính toán.
Tuy nhiên do thế nằm của đá bất lợi nên cần giảm cả lực dính và góc ma sát khi kiểm toán. Các
chỉ số của lớp 3b là quá cao đối với đá bột kết phong hóa, cần được giảm xuống.
Kết quả kiểm toán của Tư vấn cho thấy có nguy cơ về sạt lở cao trên khu vực có đá bột kết phong
hóa nặng, như thể hiện trên hình 5.
Trong bảng phân tích của Nhà thầu đã xem toàn bộ địa chất mái dốc là đất, để đơn giản hóa trong quá
trình kiểm toán. Tư vấn cũng đã dùng các giả thiết của Nhà thầu để đưa vào kiểm toán ổn định trên
cùng phần mềm. Kết quả cho thấy cũng có khả năng xảy ra mất ổn định với hệ số nhỏ hơn 1,25, tuy
nhiên cung trượt khả dĩ chỉ nằm trong giới hạn 3 lớp phía trên.
Hình 7. Tính kiểm toán theo các thông số đầu vào do Nhà thầu sử dụng, theo kích thước hình học trong TKKT
3.3. Phá hoại mái dốc do trượt dạng nêm
Trong đợt kiểm tra hiện trường ngày 30 tháng 5 năm 2011, có thể quan sát và đo đạc được một số
mạch đá như ảnh dưới đây.
Các thông số quan trọng của đá này chưa được Nhà thầu nghiên cứu, nhưng tác động của thế nằm
này sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong ổn định mái dốc khu vực xuất hiện đá granit. Do vậy việc
phân tích ổn định cho các nêm đá nứt nẻ này cần được thực hiện
1.177
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Đánh giá công tác khảo sát, tính toán ổn định mái dốc phục vụ thi công đường cao tốc Nội Bài Lào Cai, 264km
I NHẬN ĐỊNH TỔNG QUÁT SAU CHUYẾN ĐI THỊ SÁT HIỆN TRƯỜNG
TỪ 21 ĐẾN 23 THÁNG 06 NĂM 2011 – NHỮNG ĐỊNH HƯỚNG CƠ BẢN
Đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai có điểm đầu là nút giao thông
giữa quốc lộ 2 và đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài (Hà Nội) và
điểm cuối là xã Quang Kim (huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai). Phần lớn đường
cao tốc sẽ đi ven theo bờ sông Hồng. Tuyến này đi qua địa bàn 5 tỉnh, thành
phố là Hà Nội, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Yên Bái và Lào Cai, nối với đường cao
tốc Côn Minh - Hà Khẩu của Trung Quốc và là một hợp phần trong dự án
phát triển cơ sở hạ tầng giao thông của Hành lang kinh tế Côn Minh - Hà
Nội - Hải Phòng. Điểm đầu tại nút giao thông quốc lộ 18A với quốc lộ 2,
điểm cuối tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai, vị trí đấu nối với
đường cao tốc Côn Minh-Hà Khẩu (Trung Quốc).
Dự án này khởi công từ quý 3 năm 2009 và dự
kiến hoàn thành vào năm 2013.
Dự án được thiết kế theo tiêu chuẩn đường cao
tốc. Mặt cắt ngang giai đoạn I đoạn Nội Bài-Yên Bái đi
qua thành
phố Hà
Nội, các
tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Yên Bái gồm 4 làn xe, tốc độ
thiết kế tối đa 100 km/giờ; đoạn Yên Bái-Lào Cai gồm
2 làn xe, tốc độ thiết kế tối đa 80 km/giờ./.
Dự án đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai có tổng chiều
dài 264Km, đi qua các tỉnh trung du và đồi núi phía Bắc.
Ngoại trừ đoạn đầu đi qua tỉnh Vĩnh Phúc đa số là đường đắp cao trên địa hình tương đối bằng phẳng,
các đoạn còn lại qua các tỉnh Phú Thọ, Yên Bái, Lào cai nhiều đoạn cắt qua các đồi thấp hay đi
ngang qua sườn núi nên có mái dốc đào khá cao, tiềm ẩn nguy cơ sạt lở nếu không có biện pháp xử lý
gia cố phù hợp.
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật của Dự án này, do hạn chế về thời gian và số liệu khảo sát nên
không có điều kiện làm đủ các khảo sát và kiểm toán cho các đoạn đào sâu và đắp cao. Chủ đầu tư đã
thống nhất phê duyệt Thiết kế Kỹ thuật với lưu ý rõ là công tác Điều tra Khảo sát bổ sung và tính
toán kiểm toán ổn định mái dốc ở các đoạn nhạy cảm này sẽ được Nhà thầu thực hiện trong giai đoạn
Thiết kế Bản vẽ thi công và sẽ được thẩm tra bởi Tư vấn Giám sát Quốc tế.
Vì một số lý do, công tác này đã không được thực hiện từ đầu Dự án như đáng ra phải làm, để có thể
đưa ra được giải pháp tối ưu về kinh tế và kỹ thuật, khi vấn đề GPMB vẫn còn đang triển khai.
Theo bản vẽ điển hình trong thiết kế Kỹ thuật được phê duyệt, mái dốc taluy đào qua đất được thiết
kế 1:1; với các vùng đào qua lớp đá mái dốc được chỉ định là 1:0,5 với một vài biện pháp gia cố được
chỉ định trong bản vẽ điển hình từ số H-2-02 đến H-2-06.
Với thiết kế điển hình này có hai vấn đề chính cần xem xét
+Với mái dốc cắt qua đá, với chiều cao mái dốc lớn hơn 12m, theo các thông lệ thiết kế và
tham khảo trong 22 TCN 4054-05, cần có các mái dốc phù hợp dao động từ 1:0,5 đến 1:1,25 tùy loại
đá và mức độ phong hóa (bảng 24 -22 TCN 4054-05 – Độ dốc mái đường đào). Qua khảo sát cho
thấy trên Dự án Nội Bài Lào Cai mức độ phong hóa của đá rất khác nhau nên việc áp dụng đại trà
1:0,5 là có nhiều rủi ro trong cả quá trình thi công và khai thác. Thực tế trên một số điểm đã xảy ra
sạt lở cục bộ trong lớp đá phong hóa với độ dốc taluy đào 1:0,5, thậm chí 1:1.
Sạt lở mái dốc đào qua lớp đá phong hóa với độ dốc 1:1
+Với mái dốc cắt qua đất, nhìn chung độ dốc 1:1 áp dụng cho các mái dốc đào dưới 12m về
cơ bản đã được áp dụng cho các tuyến đường trên phạm vi cả nước và trong khu vực các tỉnh tuyến đi
qua và được đánh giá là đảm bảo ổn định. Tuy nhiên ở một số vị trí mái dốc cao và có các vùng đất
không đồng nhất, dễ xói rửa thì cũng tồn tại một số vấn đề cần xem xét. Theo khuyến cáo trong bảng
24 trong 22TCN 4054-05, cũng cần tham khảo độ dốc các tuyến đường khu vực xung quanh và tham
khảo áp dụng độ dốc 1:1,25 đối với đất dính.
Sạt lở mái dốc đào 1:1 mà nguyên nhân do không làm hệ thống thoát nước tạm trước khi đào
Vào tháng 10 năm 2010, các Nhà thầu A8,A7 và A3 đã tiến hành các khảo sát địa chất bổ sung cho
các đoạn đào sâu và đắp cao trong phạm vi Hợp đồng của mình.
Vào tháng 2 năm 2011, các Nhà thầu A7 và A8 đã đệ trình Báo cáo tính toán trong đó thông tin rằng
hầu hết các đoạn đào sâu hơn 12m đều không đảm bảo ổn định và đã đề ra phương án thiết kế cho
một đoạn với 4 giải pháp so sánh.
+Giải pháp 1: Đào mái dốc thoải hơn, cụ thể là 1:1,75
+Giải pháp 2: Mái dốc dưới cùng vẫn giữ 1:1, trên mái dốc này đặt tường chắn trọng lực cao
khoảng 6m, phía trên tường chắn bạt mái dốc 1:1,75 có các cơ 2m.
+Giải pháp 3: Đặt tường chắn bê tông cốt thép ở bậc dưới cùng (dạng chữ L) và đào thoải mái
dốc phía trên tường chắn thành 1:1,75
+Giải pháp 4: Kết hợp các giải pháp trên một cách phù hợp tùy từng vị trí cụ thể.
Tư vấn đã kiểm tra Báo cáo của Nhà thầu và đã tiến hành đi kiểm tra hiện trường các gói thầu A8,
A7,A6 và A3. Nhìn chung các Báo cáo của Nhà thầu đều dựa trên số liệu khảo sát không đầy đủ và
dùng phương pháp luận không thực tế nên kết quả tính toán không phản ánh được thực trạng công
trình, do đó Tư vấn không thể phê duyệt được các đề xuất này.
Việc chưa chính thức phê duyệt được Hồ sơ Thiết kế bản vẽ thi công cho các đoạn này đã dẫn đến
các bất cập trên công trường do Nhà thầu đã không thể chờ đợi, đã tiến hành đào một số đoạn trên
công trường:
+Không thi công được hệ thống thoát nước mái dốc
+Không có biện pháp xử lý các sạt lở cục bộ đã xảy ra, có thể kéo theo hư hỏng diện rộng.
+Ảnh hưởng đến tiến độ thi công chung do không điều phối đất sang các đoạn đắp.
Chính vì vậy một nghiên cứu tổng thể về vấn đề này cần được tiến hành để đưa ra các cách tiếp cận
phù hợp với các hướng dẫn cụ thể để các Nhà thầu có thể tiến hành công tác Khảo sát và tính toán ổn
định và đệ trình các biện pháp xử lý phù hợp trên cơ sở ưu tiên tận dụng các phương án sẵn có trong
Hợp đồng, kiểm soát được cả giá thành và tiến độ thi công.
II TỔNG QUÁT CÔNG TÁC KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC
NHẬN XÉT NHỮNG “VẤN ĐỀ TỒN TẠI”
Qua nghiên cứu “Báo cáo Kết quả Khảo sát” - nhằm cung cấp bức tranh tổng thể về điều kiện
địa chất, địa chất thủy văn, địa kỹ thuật công trình, các thông số cần thiết phục vụ tính toán ổn định
mái dốc và qua đó đề ra biện pháp gia cố-xử lý bảo đảm công trình ổn định – ở một số gói thầu (A8,
A6, A3) kết hợp với kết quả sau chuyến đi thị sát thực tế của nhóm cán bộ và chuyên gia kỹ thuật
Getinsa, cho phép rút ra một số nhận định sau:
II. 1 TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT DỌC TUYẾN ĐƯỜNG
Tìn hiểu về đặc điểm địa chất chung là dữ liệu rất quan trọng phục vụ cho công tác khảo sát,
phân tích và nghiên cứu nguyên nhân là mất ổn định mái dốc tuyến đường cắt qua miền đồi núi, qua
đó đề xuất các biện pháp gia cố, bảo vệ thích hợp.
Theo bản đồ Địa chất Việt Nam, Tỷ lệ 1: 200 000, Tờ Bắc Quang, thì địa tầng đất đá chủ yếu
phát triển thuộc 3 hệ tầng chính:
a) Hệ tầng Sinh Quyền (PR1-2 sq):
- Đây là thành tạo biến chất của đất đá chủ yếu từ đá trầm tích (sét, cát, đá vội) để trở thành các
loại đá phiến (phiến 2 mica, phiến thạch anh, phiến hornblen-biotit-epidot, gneiss và ít đá hoa
cương.
- Hệ tầng này phát triển dọc tuyến đường từ điểm cuối Lao Cai về Yên Bái, địa phận Đông An.
b) Phức hệ Xóm Giấu (PRxg):
Trước, trong khi khoan khảo sát và trong khi khai mở hố đào cắt mái dốc sườn núi, cần tiến
hành “Đo vẽ ĐCCT” tại mặt cắt cần khảo sát, tuân theo Tiêu chuẩn 22TCN – 171-87 và các sách kỹ
thuật tương ứng. Thông qua các vệt lộ (tự nhiên và khai đào) tiến hành xác định, phân loại và mô tả
đất, đá trong phạm vi nghiên cứu, sơ bộ phân chia các đới (tàn tích, phong hóa, đá gốc), đo đạc các
nứt nẻ đứt gẫy vắt gặp (loại, thế nằm, hướng cắm, độ hở, lấp nhét, độ nhám v.v….). Kết quả công tác
này đã vẽ sơ bộ bức tranh về địa tầng đất đá nơi khảo sát, qua đó định hướng cho công tác khoan, lấy
mẫu và thí nghiệm trong phòng, ngoài trời.
2) Công tác khoan bố trí hố khoan và độ sâu khoan:
- Khảo sát bằng khoan chỉ nên bố trí vào các mặt cắt mái dốc cao (≥ 12m), lựa chọn mặt cắt
bất lợi nhất trong phạm vi mặt cắt sườn núi.
- Ví trí các hố khoan nên bố trí 01 ở đỉnh mái dốc và 01 ở gần chân mặt cắt mái dốc. Có thể
thay thế hố khoan dưới chân mái dốc bằng hô đào thăm dò hay bố trí 01 hố đào thăm dò, vừa có thể
quan sát thực tế địa tầng, vừa có thể lấy mẫu khối nguyên dạng để thí nghiệm trong phòng.
- Độ sâu khoan biến đổi theo mặt đá, nhìn chung biến đổi từ 10 đến 15m, song điều kiện kết
thúc cần đạt là: Khoan hết “đới tàn tích và đá phong hóa cao” (cấp IV-V), thâm sâu khoảng 1m vào
đới đá gốc có mức độ phong hóa trung bình đến đá tươi.
3) Phương pháp khoan, lấy mẫu và thí nghiệm SPT:
a) Do phải sử dụng phương pháp khoan xoay thổi rửa vùng đồi núi, nên cần sử dụng phương
pháp khoan lấy lõi toàn phần, sử dụng ống “lồng đôi” với đá đất tàn tích-phong hóa và “ống khoan
đơn” với đá cứng ít phong hóa nứt nẻ. Với đá phong hóa mềm có thể sử dụng lưỡi khoan hợp kim và
với đá cứng phải dùng lưỡi kim cương. Cần phân biệt và ghi rõ tốc độ khoan và xoay trong các đới
tàn tích, phong hóa với đá cứng.
b) Lấy mẫu nguyên dạng:
- Mẫu nguyên dạng lấy trong hố khoan: Với đới đất tàn tích lấy bằng phương pháp đóng ống
mẫu cứng, song nên sử dụng ống thành mỏng, cứng để cắt mẫu. Với đá có thể lấy bằng mẫu lõi
khoan.
- Mẫu nguyên dạng lấy trong hố đào: Trong hố đào thăm dó, đào mở mái dốc cần lấy “mẫu
khối” nguyên dạng, kích thước nhỏ nhất 20 x 20 cm để thí nghiệm trong phòng. Mẫu khối nguyên
dạng được có thể lấy trong cả đất tàn tích, đới đá phong hóa và đới đá tươi. Sau khi lấy xong cần bọc
ngay bằng Nylon kín để giữ nguyên dạng, cho vào hộp gỗ chèn chặt và vận chuyển nhẹ nhàng về
phòng thí nghiệm.
- Mẫu xem dung để mô tả địa tầng lấy trong lõi khoan, ống mẫu SPT và mẫu nguyên dạng.
c) Thí nghiệm SPT cần tiến hành trong các hố khoan, với khoảng cách khoảng 2m một lần,
tiến hành trong đất tàn tích và đá phong hóa mềm xốp. Thí nghiệm trong đới đá phong hóa khá cứng,
có thể đóng và đếm tối đa 50 búa, ghi độ sâu xuyên thực tế (ví dụ 50 búa/ 7cm).
4) Phương pháp mô tả, phân loại đất đá và phân chia địa tầng.
a) Với miền đồi núi, khi mô tả địa tầng với đất thì đầu tiên phải phân biệt nguồn gốc, có 03
loại chính:
- Đất “bồi tích”: Là sản phẩm trầm tích có vận chuyển, tạo thành sét bụi, cát sạn sỏi có nguồn
gốc bồi tích sông, phân bố ở bên thềm và lòng sông và thung lũng.
g
- Đất tàn tích: Là sản phẩm phong hóa tai chỗ của đá chuyển hoàn toàn thành đất, phân bố ở
bờ ngoài đồi, núi.
- Đất sườn tích: Là sản phảm vận chuyển ngắn trên sườn và chân đồi núi của đất tàn tích. Đo
2 loại sau này khá giống nhau nên thường gộp làm một
b) Khi mô tả đá phong hóa có thể phân biệt 03 đới, thường ảnh hưởng nhiều đến khả năng
trượt mái dốc:
- Đới tàn tích là sản phảm phong hóa triệt để đá gốc (là đá magma, biến chất hay trầm tích)
thành đất mà không phân biệt được cấu trúc đá gốc. Đới này thường nằm phủ trên cùng đồi núi như
mô tả trên.
- Đới đá phong hóa cao đến triệt để (cấp độ IV-V) là đá bị phong hóa hóa học manh mẽ đến
triệt, để thành loại “đất chặt cứng” hay “đá mềm yếu”. Loai dở đất-dở đá này vẫn nhận biết được
cấu trúc đá gốc.
- Đới đá phong hóa vừa đến đá cứng (cấp II-III) là đá bị phong hóa là chủ yếu, song bị phong
hóa-nứt nẻ làm cho đá khối yêu đi so với đá tươi nằm sâu hơn.
Trong quá trình khoan nhận xét mô tả theo lõi khoan và mẫu lấy được kết hợp với tốc độ khoan,
chỉ số thu hồi mẫu (R), chỉ số chất lượng đá RQD và kết quả “Đo vẽ ĐCCT” để phân loại đất đá
thành cấp độ theo lớp và chiều sâu hố khoan
5) Phương pháp thí nghiệm
Thí nghiệm không chỉ tiến hành trên mẫu khoan mà quan trọng hơn là mấy được “mẫu khối”
thay mặt lấy được ở các lớp và các đới đất – đá nêu trên. Dù với loại mẫu nào cũng cần thí nghiệm:
- Các chỉ tiêu phân loại với khối lượng thay mặt nhưng hạn chế để phân loại đất đá.
- Thí nghiệm cơ học đặc biệt quan tâm đến việc sác định sức kháng cắt đúng sơ đồ tính toán.
Nếu tính toán ổn định mái dốc theo Bishop, Janbu, Mogestern đều sử dụng sơ đồ “ứng suất hữu hiệu”
nên cần thí nghiệm:
Tốt nhất là thí nghiệm Nén 3 trục, sơ đồ CD (hay CU) cho phép xác định φ’, c’.
hay là thí nghiệm cắt trực tiếp theo sơ đồ CD. Khi đó cần sử dụng máy cắt đặc biệt chế tạo từ
các nước Tư bản, cho phép nén cố kết trước (consolidated-C) và cắt rất chậm để nước có thể
thoát ra (drained-D). Thông số xác định sẽ được φ’, c’ theo đúng sơ đồ ứng suất hữu hiệu.
Thí nghiệm cần tiến hành ở cả 2 trạng thái: tự nhiên và bão hòa để có cơ sở phân tích toàn diện.
6) Phương pháp phân tích ổn định mái dốc
- Cần tiến hành phần tích ổn định mái dốc ở từng mặt cắt đại diện, qua đó xác định các loại
mặt trượt tiềm năng, xác định phương pháp và thông số áp dụng, tiến hành tính toán cho các trường
hợp qua đó có bình luận, so sánh và đưa ra kết luận.
- Trên cơ sở kết quả tính toán ổn định mái dốc để đề xuất giải pháp xử lý thích hợp. Công tác
kiểm toán theo tải trọng động đất cũng được tiến hành nhưng chỉ để tham khảo về mức độ an toàn
của giải pháp thiết kế, nhưng không phải là tiêu chí chính vì không có quy định rõ trong các TCVN
hiện hành.
IV.2.2 Đối với các tuyến đã tiến hành khảo sát và tính toán ổn định mái dốc
Về nguyên tắc, các công việc nêu trên cần tiến hành. Song do công tác khoan thăm dò và
lấy mẫu thí nghiệm trong phòng đã tiến hành nên các công tác sau cần bổ xung để hoàn thiện số liệu:
1) Tiến hành “Đo vẽ ĐCCT” theo Tiêu chuẩn 22TCN – 171-87 như đề cập mục 1 nêu trên.
2) Tiến hành lấy “mẫu khối” nguyên dạng ở các lớp và đới đất đá, trên mặt cắt đã khai đào,
để tiến hành thí nghiệm trong phòng. Nôi dung và yêu cầu thí nghiệm theo mục 5 nêu trên.
Khu vực có xuất hiện đá granit loại nứt nẻ: Đây là khu vực cần xem như đá khi tính toán.
Tuy nhiên do thế nằm của đá bất lợi nên cần giảm cả lực dính và góc ma sát khi kiểm toán. Các
chỉ số của lớp 3b là quá cao đối với đá bột kết phong hóa, cần được giảm xuống.
Kết quả kiểm toán của Tư vấn cho thấy có nguy cơ về sạt lở cao trên khu vực có đá bột kết phong
hóa nặng, như thể hiện trên hình 5.
Trong bảng phân tích của Nhà thầu đã xem toàn bộ địa chất mái dốc là đất, để đơn giản hóa trong quá
trình kiểm toán. Tư vấn cũng đã dùng các giả thiết của Nhà thầu để đưa vào kiểm toán ổn định trên
cùng phần mềm. Kết quả cho thấy cũng có khả năng xảy ra mất ổn định với hệ số nhỏ hơn 1,25, tuy
nhiên cung trượt khả dĩ chỉ nằm trong giới hạn 3 lớp phía trên.
Hình 7. Tính kiểm toán theo các thông số đầu vào do Nhà thầu sử dụng, theo kích thước hình học trong TKKT
3.3. Phá hoại mái dốc do trượt dạng nêm
Trong đợt kiểm tra hiện trường ngày 30 tháng 5 năm 2011, có thể quan sát và đo đạc được một số
mạch đá như ảnh dưới đây.
Các thông số quan trọng của đá này chưa được Nhà thầu nghiên cứu, nhưng tác động của thế nằm
này sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong ổn định mái dốc khu vực xuất hiện đá granit. Do vậy việc
phân tích ổn định cho các nêm đá nứt nẻ này cần được thực hiện
1.177
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links