N®s.191 Độ dày tầng phản lọc bằng tấm bê tông không cát có thể sử dụng 10~20cm. Khi chất đất vách là đất sét hoặc cát hạt nhỏ, tại mặt ngoài tấm bê tông không cát nên lắp thêm tầng phản lọc bằng vật đan thấm nước hoặc cát thô vừa có độ dày 10~15 cm. Khi chất đất vách rãnh là đất sét hoặc cát bột nhỏ, có thể tại khoảng cách giữa vật đan và đất hố trải thêm một tầng cát vừa có độ dày 10~15 cm. Trong rãnh ngầm thấm nước nên sử dụng đá cuội, sỏi, đá dăm cỡ nhỏ, cát hạt thô hoặc đá phiến được sàng chọn rửa sạch để đắp, trong lỗ khoan dạng nghiêng nên lắp đặt ống thấm nước đường kính tương ứng, ống thấm nước có thể chọn dùng ống bằng vật liệu PVC, ống thép, ống thấm nước dạng mềm, ống bằng BTCT không cát hoặc ống bê tông. Gián cách rãnh ngầm thấm nước 30 ~ 50 m, gián cách hầm thấm nước 120m và mặt phẳng chuyển gẫy khúc, điểm dốc dọc thay đổi thì nên đặt giếng kiểm tra. Khi vách giếng kiểm tra kết hợp với giếng thấm nước thì nên đặt tầng phản lọc. Trong giếng kiểm tra nên đặt thang kiểm tra, miệng giếng nên đặt nắp giếng. Khi độ sâu lớn hơn 20m nên đặt thêm công trình an toàn (lan can). Cửa thoát nước của rãnh thấm thường sử dụng đầu tường, phần dưới của nó lộ ra và lỗ thoát nước khớp với lỗ ống thoát nước rãnh thấm. Nền móng của đầu tường nên chôn vào tầng đất tương đối ổn định kiên cố. ở ngoài đầu tường nên tiếp nối một đoạn rãnh thoát nước có xây trát, độ dài của nó do tính toán quyết định. e) Rãnh thấm bê tông không cát. Rãnh thấm bê tông không cát là dùng bản vách bê tông không cát, BTCT chống ngang, tấm đạy bê tông cốt thép và nền móng bê tông thường tạo thành, bê tông không cát là do xi măng, vật liệu thô, sỏi cuội thiên nhiên tạo nên. Dùng bê tông không cát tạo thành các loại xây trát có khe rỗng thấm nước, trong rãnh thấm thoát nước dùng bê tông không cát làm vách rănh, để thay thế cho tầng phản lọc và công trình lỗ thấm thi công khó khăn, có được khả năng thấm nước, ưu điểm của nó là thi công đơn giản và tiết kiệm vật liệu. Bê tông không cát có cường độ nhất định, có thể bỏ đi vật liệu dùng để đắp trong rãnh thấm. Khi sử dụng nên chú ý đến điều kiện tầng đất nơi đó và công nghệ chế tạo. Mặt cắt rãnh thấm nước bằng bê tông không cát (hình4-9) N®s.192 (a) Mặt cắt rãnh thấm nước (b) Bản vách bê tông không cát Hình 4-9. Cấu tạo rãnh thấm nước bằng bê tông không cát (đơn vị: cm). f) Rãnh thấm ta luy Rãnh thấm ta luy dùng để hong khô ta luy bị thấm ướt và dẫn thoát nước mạch ngầm hoặc nước đọng ở tầng trên ta luy, tác dụng chống đỡ ta luy. Loại rãnh này phù hợp với ta luy nền đào có chất đất và độ dốc ta luy không quá 1:1, cũng có thể dùng gia cố ta luy nền đắp chất đất dễ phát sinh sụt trượt bề mặt. Hình dạng bình diện rãnh thấm ta luy có thể làm hình dây hình phân nhánh và hình vòm đối với đất ướt cục bộ mà phạm vi tương đối lớn, nên dùng hình phân nhánh như hình 4-10, khi đất bề ngoài ta luy ngấm ướt nên dùng bố trí kết hợp của hình vòm và hình dây hình 4-11. Chiều rộng nói chung lớn hơn 1,3 ~ 1,5 m. Hình 4-10. Bố trí phân bố mặt phẳng hình dây. Rãnh thấm ta luy nên vuông góc mặt ta luy, đáy rãnh thấm chôn trong tầng đất tương đối khô ráo, ổn định ở dưới tầng đất ngấm ướt của ta luy, chiều sâu ngấm nước làm thành hình bậc thang, độ dốc N®s.193 2~4% mặt cắt dọc của rãnh thấm ta luy (hình 4-12). Hình 4-11. Bố trí mặt phẳng hình vòm. Hình 4-12. Mặt cắt dọc rãnh thấm ta luy. Mặt cắt dọc rãnh thấm ta luy thông thường sử dụng hình chữ nhật chiều rộng của nó không nên nhỏ hơn 1,2 m. Chu vi bên ngoài lắp đặt tầng phản lọc. Trong rãnh thấm dùng vật liệu thấm nước hạt nhỏ đã rửa sạch để bổ sung thêm. Phần đỉnh rãnh thấm thông thường dùng đá phiến lát khan một lớp để che đậy, bề mặt của nó bằng mặt phẳng ta luy. Khi cần thiết có thể dùng lại bề mặt đá phiến lát khan, dùng vữa xi măng trát lại. Cửa ra nước ở phần dưới rãnh thấm ta luy, thường sử dụng đá phiến xây khan để chồng lên, tác dụng của nó là vật liệu bổ sung cho phần trong của rãnh thấm tường chắn và lấy nước trong đất tụ dần vào rãnh thấm hoặc nước ngầm thoát vào rãnh biên nền đào hoặc trong rãnh thoát nước nền đắp. g) Rãnh thấm tường chắn Rãnh thấm tường chắn chủ yếu là tác dụng chống đỡ, thoát nước ngầm và làm khô mặt đất. Rãnh thấm tường chắn thông thường sử dụng bố trí hình dây đai, mặt cắt sử dụng dạng hình chữ nhật, chiều rộng thông thường 2~3m, khoảng cách giữa các rãnh thấm thường từ 8~15m. Độ sâu thường đến vị trí mạch nước ngầm và nơi có nhiều nước trong đất, theo hướng chuyển động trượt. Đáy rãnh N®s.194 nên đặt ở tầng đất ổn định hoặc trong nền đá dưới mặt trượt. Có thể theo hình dạng mặt trượt làm thành hình bậc thang, độ dài của bậc sau cùng nên tương đối dài, để tăng thêm khả năng chống trượt của nó, đáy rãnh lát rải phòng thấm. Bộ phận bổ sung của rãnh thấm tường chắn nên dùng đá có dung trọng tương đối lớn lát khan, vách rãnh có thể xem tính chất tầng đất của vách rãnh để bố trí hoặc không đặt tầng phản lọc. Phần đỉnh rãnh thấm có thể dùng đá phiến xây khan một lớp che đậy, bề mặt của nó dùng vữa cát xi măng trát lại, đề phòng trừ nước mặt đất thấm vào. Mặt cắt dọc rãnh thấm tường chắn như hình 4-13 Hình 4-13. Mặt cắt dọc rãnh thấm tường chắn Rãnh thấm tường chắn có thể xem điều kiện địa chất và nước ngầm bố trí thành nhiều loại hình dạng, rãnh thấm tường chắn có thể sử dụng đơn độc cũng có thể kết hợp với tường chắn chống trượt sử dụng như hình 4-14 (a) Bố trí mặt bằng sử dụng đơn độc, (b)Bố trí mặt bằng sử dụng phối hợp Hình 4-14. Bố trí rãnh thấm tường chắn. Phương pháp tính toán rãnh thấm tường chắn như hình 4-14a, giả định bố trí rãnh thấm tường chắn làm cho thể đất ở giữa hình thành vòm tự nhiên, đường tên vòm lấy bằng một nửa khoảng cách giữa hai rãnh thấm, thể đất dưới vòm tự nhiên, do tác dụng làm khô của rãnh thấm sẽ được ổn định. Tổng lực trượt xuống T của mỗi đường rãnh thấm bằng F 1 cộng với phân lực F ’ 2 và F ’ 3 trượt xuống song song với áp lực sườn chân vòm hai bên, có thể tính như công thức dưới đây: T = F 1 + F’ 2 + F’ 3  E( b + d ) ( 4-1) Trong đó: E - lực đẩy ta luy trựơt của mỗi mét chiều rộng phía sau rãnh thấm (kN/m); N®s.195 b - chiều rộng rãnh thấm (m); d - khoảng cách giữa hai rãnh thấm (m). Nếu không tính ma sát của vách rãnh thấm (lệch về an toàn) thì lực chống đỡ của rãnh thấm R có thể tính theo công thức: R = V   f = A b  f   = L  h  b    f (4-2) Trong đó: V - thể tích của vật liệu đắp vào rãnh thấm (m 3 ); A - diện tích mặt sườn của cả rãnh thấm (m 2 ); b - chiều rộng mặt cắt rãnh thấm(m); L - chiều dài hướng dọc rãnh thấm(m); h - chiều cao bình quân của rãnh thấm(m);  - dung trọng của vật liệu đắp rãnh thấm ( kN /m 3 ); f - hệ số ma sát của đáy nền và vật liệu đắp rãnh thấm. Khi sử dụng đơn độc rãnh thấm tường chắn, tính đến cân bằng của lực trượt xuống với lực giữ rãnh thấm và đưa vào hệ số an toàn chống trượt k (thường dùng 1,3): R = KTcos - T sin . f ( 4-3) Nếu đã biết lực đẩy trượt ta luy và căn cứ vào vị trí mặt trượt, điều kiện thi công, định ra được chiều rộng rãnh thấm b và độ cao bình quân h, do công thức trên có thể tìm được chiều dài rãnh thấm L hoặc định ra được độ sâu bình quân và chiều dài rãnh thấm, tìm chiều rộng rãnh thấm. h) Hầm thấm nước Hầm thấm nước còn gọi là hầm tiết nước. Nó dùng để cắt thoát hoặc dẫn thoát nước ngầm nằm tương đối sâu hoặc sử dụng phối hợp với giếng thấm dạng đứng (ống thấm), để thoát nước ngầm trong tầng đất phức tạp có nhiều tầng chứa nước. Khi đặt hầm thấm nước cần phải nắm được tư liệu về địa chất thuỷ văn và kiểm tra rõ ràng thứ tự tầng phân bố và lưu lượng của nước ngầm để xác định chính xác vị trí hầm ngầm. Hình 4-15 là mặt cắt hầm dạng tường thẳng đứng thường dùng. N®s.196 Hình 4-15. Mặt cắt hầm thấm nước dạng vòm. i) Thoát nước bằng lỗ nằm ngang Thoát nước bằng lỗ nằm ngang hoặc còn gọi là thoát nước lỗ khoan mặt phẳng, là dùng máy khoan đặt nằm ngang, hướng tầng chứa nước thể đất trượt đục lỗ phẳng có góc nghiêng nhỏ, sau đó dùng ống thép hoặc ống nhựa cắm vào lỗ khoan làm lỗ dẫn thoát nước ngầm làm khô đất. Bố trí lỗ bằng phẳng tầng đơn như hình 4-16. Vị trí lỗ phẳng đặt ở dưới mực nước ngầm, trên tấm đỉnh tầng cách nước, cố gắng mở rộng phạm vi hong khô đất. Khoảng cách giữa lỗ phẳng theo hệ số thẩm thấu của tầng chứa nước và mức độ hong khô yêu cầu để xác định thường từ 5~15 m là được. k) Thoát nước liên hợp bằng giếng thấm tụ nước và lỗ nằm ngang Khi nước ngầm trong khối trượt ở dưới sâu, hoặc nhiều tầng chứa nước có thể dùng giếng đứng có đường kính lớn (đường kính có thể tới 3.5m) và phối hợp sử dụng lỗ khoan nằm ngang để hạ thấp mực nước ngầm và hong khô khối đất gần kề (xem hình 4-17). Phần đỉnh ống thấm hoặc giếng thấm tụ nước nên dùng vật liệu ngăn thấm che đậy, để phòng bị tắc, giếng thấm tụ nước hình tròn cũng có thể sử dụng kết cấu bê tông không cát, để thay thế vật liệu thấm nước đắp thêm và đặt tầng phản lọc. Trong công trình các loại rãnh thấm thoát nước ngầm, hầm thấm nước và giếng thấm, thường dùng tầng phản lọc để giữ đất hạt nhỏ trong tầng đất chứa nước bị thấm trôi đi, làm tắc công trình thoát nước ngầm. Hiện nay tầng phản lọc thường dùng có tầng phản lọc bằng đá dăm cuội hoặc cát, tầng phản lọc bằng tấm bê tông không cát và tầng phản lọc bằng vải địa kỹ thuật. Vải địa kỹ thuật có cường độ nhất định, tính mềm dai và tính liên tục, nó có thể trực tiếp rải đặt tại nơi cần đặt tầng phản lọc, như hai vách bên của rãnh thấm tường chắn, rãnh thấm ta luy và bộ phận bậc thang của đáy rãnh. N®s.197 Hình 4-16. Bố trí lỗ thoát nước tầng đơn. Hình 4-17. Giếng tụ nước. 4.2. Phòng hộ nền đường 4.2.1. Phòng hộ mặt ta luy nền đường Nước mặt ta luy nền đường chảy men theo sườn dốc, tốc độ chảy nhỏ, nó có quan hệ với độ dốc ta luy và trạng thái mặt ta luy. Khi ta luy thoải, gồ ghề hoặc có cây cỏ mọc thì tốc độ chảy chậm, ngược lại là nhanh. Tác dụng phá hỏng của nước chảy trên mặt luy nền đường là sự rửa mòn mặt ta luy, ban đầu chỉ là sự xói đi các hạt nhỏ và chuyển đến chân ta luy hoặc rãnh sườn đường, lâu dần hình thành rãnh nếp nhăn, rãnh chân gà, rãnh xói, tiến đến phá hoại ổn định ta luy nền đường. Do vậy đối với sự rửa mòn của dòng nước mặt đất ta luy nền đường, nên kịp thời phòng hộ mặt ta luy và xây dựng công trình thoát nước, bảo đảm thoát nước thông suốt. Phòng hộ mặt ta luy nên căn cứ vào tính chất đất đá, điều kiện địa chất thửy văn của ta luy, độ dốc và chiều cao ta luy để chọn dùng biện pháp phòng hộ thích hợp. 1. Phòng hộ bằng thực vật Trên mặt ta luy gieo trồng loại cỏ, như hình 4-18, thích hợp với chất đất ở độ dốc ta luy nhỏ hơn 1: 1,25 hoặc ta luy đá phong hoá nghiêm trọng. Nếu chất đất không thích hợp trồng cỏ, có thể đắp vào một lớp đất trồng trọt (dày 5 ~10cm). Cỏ trồng sau khi sống có thể ngăn trở xói lở với tốc độ chảy 0.1 ~ 0.6m/s. N®s.198 Trên ta luy trồng cây hoa ngọn nhỏ, cũng là một loại cây phòng hộ ta luy tương đối tốt. Hình 4-18. Hai hình thức trồng cỏ ta luy ở tầng đất trồng trọt (đơn vị : cm). Trồng vầng cỏ như hình 4-19. Tác dụng và điều kiện sử dụng thích hợp giống như trồng cỏ, nhưng khả năng ngăn chặn xói lở mạnh hơn, có thể ngăn tác dụng xói lở1,8m/s, đường sắt Trung Quốc sử dụng rộng rãi phương pháp này. Phương pháp trồng vầng cỏ có hai loại là trồng cỏ ô vuông và trồng cỏ toàn mặt. Vầng cỏ, có vầng cỏ tự nhiên và vầng cỏ mạng thủ công. Khi trồng vầng cỏ căn cứ vào độ dốc ta luy và tốc độ chảy, có thể sử dụng phương pháp lát phẳng (song song với mặt ta luy), ghép bằng chồng mép nhau, vuông góc mặt taluy, hoặc rải đặt so với mặt ta luy thành vầng cỏ chồng lên nhau nghiêng bằng một nửa góc ta luy. Trồng cây, lấy bụi cây thì tốt, nên chọn loại cây trồng mà bộ dễ phát triển để rễ sống được, như cây hoè bông tím, ngoài việc bảo hộ ta luy còn có giá trị kinh tế lớn. Trồng cây và trồng cỏ đều có thể tiến hành phối hợp. N®s.199 Hình 4-19. Cấu tạo lát vầng cỏ (đơn vị: cm). 2. Gia cố và gia cường mặt ta luy Đối với ta luy không thích hợp sử dụng phòng hộ thực vật, như ta luy chất đá dễ phong hoá như đá vôi diệp thạch, đá bùn biến chất nông, có thể phòng hộ bằng phương pháp trát vữa, phun vữa, trát mặt, tưới vữa. Một mặt đề phòng dòng nước xói lở mặt ta luy, mặt khác ngăn chặn phong hoá tróc bong từng mảng. Trát vữa như hình 4-20, thích hợp với ta luy đá đất sét dễ phong hoá, dốc ta luy không hạn chế. Thông thường sử dụng các vật liệu như vôi, xỉ than, đất sét, cát, cốt giấy. (a) rãnh nền đào (b) phần đỉnh khảm vào (c) trát vào tầng đá cứng mềm Hình 4-20. Cấu tạo mặt trát ( đơn vị cm) N®s.200 Đối với ta luy chất đá không giống nhau, dùng lưới dây thép cọc mỏ neo phun vữa xi măng phòng hộ, vữa xi măng dày từ 8 ~ 10 cm. Tỷ lệ phối hợp vật liệu và tỷ lệ xi măng, nước, thông thường nên thông qua phun thử để xác định. Thiết kế mặt bảo hộ có khe co dãn và lỗ thoát nước. Nên chú ý mặt bảo hộ phun vữa xi măng, thích hợp với ta luy đào đắp ổn định, nước ngầm không phát triển, ta luy dốc lớn tương đối khô ráo, thi công mặt trát vữa cát tương đối đơn giản, mà lượng dùng xi măng của mặt bảo hộ phun vữa xi măng tiết kiệm, có thể chấp nhận được. Do sự phát triển vật liệu được hợp thành vải địa kỹ thuật, sản phẩm đan thổ công không dệt có thể dùng để phòng hộ mặt ta luy đối với ta luy không thích hợp cho thực vật sinh trưởng, có thể dùng vải địa kỹ thuật để phòng hộ mặt ta luy. Nước ngoài dùng loại kết cấu phòng hộ phức hợp này để thu hiệu quả rất tốt. Kết cấu của nó là trên mặt ta luy rải vật liệu đan thổ công không dệt dùng để thoát nước, bảo đảm chắc chắn ổn định ta luy, trên vật đan phủ lớp màng mỏng cách nước phòng trừ nước ngấm vào và có tác dụng giữ nhiệt nhất định. Cũng có thể hợp hai lớp thành một lớp sử dụng màng thổ công phức hợp thay thế, đồng thời bao gồm phát huy tác dụng của hai loại trên. Mặt trên cùng giải lớp màng thổ công nhựa đường làm thành tầng bảo hộ giữ ấm, phòng nước như hình 4-21. Hình 4-21. Phòng hộ kép bằng vật liệu hợp thành thổ công ( đơn vị: cm) 3. Lát đá bảo vệ ta luy Đối với ta luy chất đất các loại đất lẫn đá, mà dốc nhỏ hơn 1/1, mặt ta luy chịu sự xói dội của dòng nước mặt sản sinh rãnh xói, dòng bùn, tầng ngoài cục bộ nhỏ trượt sụt, đều có thể sử dụng phòng hộ bằng lát đá bảo hộ ta luy. Lát đá phòng hộ ta luy có mấy loại dưới dây: a) Lát đá khan một lớp Như hình 4-22, lát đá khan sử dụng thích hợp với chất đất, ta luy nhỏ hơn 1/1,25, ta luy đất lẫn đá và thường có ít nước ngầm thấm ra, độ dày thường là 0,3m. Khi ta luy là đất dễ xói mòn như đất bột, cát rời rạc và đất cát dính, dùng đá phiến lát khan nên đặt tầng đệm cát, đá dăm hoặc sỏi có chiều dày không nhỏ hơn 0,1m. Nền móng của nó nên xếp đến đáy rãnh biên. [...]... ng trung bình c a ñáy n n ñ p, H - chi u cao n n ñư ng, h - Chi u dày l p ñ t y u (hình 5-7 ) H s an toàn c a n n ñư ng ñư c tính theo công th c: q gh ; ( 5-9 ) F= q Trong ñó: qgh - áp l c gi i h n c a n n ñ t y u; q - ng su t ñáy n n ñ p t i tim ñư ng do t i tr ng n n ñ p gây ra N®s.225 qgh = Cu.Nc; (kPa); Hình 5-7 Sơ ñ phá ho i c a n n ñư ng có ñáy r ng N®s.2 26 ( 5-1 0) Cu- l c dính ñơn v xác ñ nh b ng... ñó: τ - ng su t c t tác d ng trên m t ph ng h p v i m t tác d ng c a σ1 m t góc α b t kỳ σ - ng su t pháp f = tgϕ - h s ma sát c a ñ t Hình 5 .6 C- l c dính ñơn v H s n ñ nh K c a 1 ñi m b t kỳ trong ñ t móng ñư c tính như sau: K= N®s.224 σ ⋅ f +C ; τ ( 5-4 ) Trong ñó: σ = σ1 cos2α + σ3 sin2α; τ = (σ1 - σ3) sin α cosα Trong ñó: σ1 và σ 3- ng su t chính t i ñi m ñang xét trong ñ t móng (σ1 > σ3) - góc... th ð m W H s lư ng tích t r ng e h u cơ (%) nhiên (%) γ(kN/m3) > 1,0 W>WL 16~ 19 0,5 1,5 > 3,0 10~50 < 1 0 -6 < 25 < 5 300 > 10,0 > 50 . gia cường. N®s.202 Hình 4-2 4. Tường phòng hộ bằng đá phiến xây vữa (đơn vị: cm). c) Tường bảo vệ bằng đá phiến xây vữa Như hình 4-2 4, tường bảo vệ xây vữa đá phiến, xây đá phiến độ dày 0.4 ~. phòng trừ xói mòn như hình 4-2 5. Hình 4-2 5. Vầng cỏ phòng hộ xói lở. b) Thả đá phòng hộ N®s.207 Hình 4-2 6. Thả đá phòng hộ. Thường dùng mặt cắt thả đá phòng hộ như hình 4-2 6. Tầng phản lọc trong hình vẽ. công không dệt (vải địa kỹ thuật). c) Phòng hộ ta luy bằng xây khan đá phiến Phòng hộ ta luy bằng xây đá phiến bao gồm hai loại là đá phiến xếp khan ( hình 4-2 7) và đá phiến xây vữa ( hình 4-2 8).