BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI MẠC QUANG KIÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT SƯỜN NÚI, MÁI DỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ Hµ Néi, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI MẠC QUANG KIÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT SƯỜN NÚI, MÁI DỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy Mã số: 605840 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYN TRỌNG TƯ Hµ Néi, 2012 Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 LỜI CẢM ƠN Trong khuôn khổ hạn chế của luận văn, với những kết quả còn rất khiêm tốn trong việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc”, tác giả luận văn hy vọng đóng góp một phần nhỏ bé phục vụ thực tế cho lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế và thi công xây dựng các công trình có hố móng sâu đang phát triển mạnh mẽ ở nước ta. Tác giả xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo – PGS.TS.Nguyễn Trọng Tư đã tận tình giúp đỡ, cho nhiều nhận xét, cách tiếp cận những kiến thức mới và hướng giải quyết để hoàn thiện luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong Bộ môn thuỷ công, thi công, cơ học đất, Khoa Công trình - Trường Đại học Thuỷ lợi, đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả về các tài liệu, thông tin khoa học kỹ thuật và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho bài luận văn. Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn. Do trình độ và thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi những tồn tại, hạn chế, tác giả rất mong nhận được mọi ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành. Tác giả mong muốn những vấn đề còn tồn tại sẽ được tác giả phát triển và nghiên cứu sâu hơn góp phần đưa những kiến thức khoa học vào phục vụ sản xuất. Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Mạc Quang Kiên Học viên lớp : 17C2 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bầy trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. Hà nội, ngày 2 tháng 06 năm 2012 Tác giả Mạc Quang Kiên Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 U Mục lục 1TMỞ ĐẦU1T Error! Bookmark not defined. 1TCHƯƠNG I1T Error! Bookmark not defined. 1TTỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC1T Error! Bookmark not defin 1TCHƯƠNG 21T Error! Bookmark not defined. 1TCƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 1T Error! Bookmark not defined. 1T2.1. Đặc điểm các dạng trượt mái dốc:1T Error! Bookmark not defined. 1T2.2. Mô hình tính toán bảo vệ mái dốc bằng neo trong đất:1TError! Bookmark not defined. 1T2.2.1 Phân loại neo trong đất1T Error! Bookmark not defined. 1T2.2.2 Cấu tạo của neo trong đất1T Error! Bookmark not defined. 1T2.2.3 Ứng dụng của neo trong đất1T Error! Bookmark not defined. 1T2.2.4 Nghiên cứu ứng dụng neo trong đất gia cố mái dốc tháp điều áp – Công trình thủy điện Hủa Na 1T Error! Bookmark not defined. 1T2.3. Phân tích kết quả tính toán:1T Error! Bookmark not defined. 1T2.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ mái dốc kết hợp neo trong đất:1TError! Bookmark not 1TCHƯƠNG 3:1T Error! Bookmark not defined. 1TBIỆN PHÁP THI CÔNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 1T Error! Bookmark not defined. 1T3.1.1T 1TMặt bằng thi công neo trong đất.1T Error! Bookmark not defined. 1T3.1.1. Các vấn đề chung1T Error! Bookmark not defined. 1T3.1.2. Qui mô khu phụ trợ1T Error! Bookmark not defined. 1T3.2.1T 1TCông nghệ thi công neo trong đất.1T Error! Bookmark not defined. 1T3.2.1 Khoan neo1T Error! Bookmark not defined. 1T3.2.2 Lắp đặt cáp neo1T Error! Bookmark not defined. 1T3.2.3 Phụt vữa neo1T Error! Bookmark not defined. 1T3.2.4 Căng kép cáp neo và bản đỡ1T Error! Bookmark not defined. 1T3.3.1T 1TÁp dụng công nghệ thi công neo trong đất cho mái dốc tháp điếu áp – Công trình thủy điện Hủa Na. 1T Error! Bookmark not defined. 1TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ1T Error! Bookmark not defined. 1T1)1T 1TKết luận.1T Error! Bookmark not defined. 1T2)1T 1TKiến nghị.1T Error! Bookmark not defined. Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -0- Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 U Mục lục 1TMỞ ĐẦU1T 1 1TCHƯƠNG I1T 4 1TTỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC1T 4 1TCHƯƠNG 21T 8 1TCƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 1T 8 1T2.1. Đặc điểm các dạng trượt mái dốc:1T 8 1T2.2. Mô hình tính toán bảo vệ mái dốc bằng neo trong đất:1T 9 1T2.2.1 Phân loại neo trong đất1T 9 1T2.2.2 Cấu tạo của neo trong đất1T 14 1T2.2.3 Ứng dụng của neo trong đất1T 17 1T2.2.4 Nghiên cứu ứng dụng neo trong đất gia cố mái dốc tháp điều áp – Công trình thủy điện Hủa Na 1T 22 1T2.3. Phân tích kết quả tính toán:1T 30 1T2.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ mái dốc kết hợp neo trong đất:1T 30 1TCHƯƠNG 3:1T 32 1TBIỆN PHÁP THI CÔNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 1T 32 1T3.1.1T 1TMặt bằng thi công neo trong đất.1T 32 1T3.1.1. Các vấn đề chung1T 32 1T3.1.2. Qui mô khu phụ trợ1T 32 1T3.2.1T 1TCông nghệ thi công neo trong đất.1T 34 1T3.2.1 Khoan neo1T 34 1T3.2.2 Lắp đặt cáp neo1T 39 1T3.2.3 Phụt vữa neo1T 42 1T3.2.4 Căng kép cáp neo và bản đỡ1T 48 1T3.3.1T 1TÁp dụng công nghệ thi công neo trong đất cho mái dốc tháp điếu áp – Công trình thủy điện Hủa Na. 1T 54 1TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ1T 63 1T1)1T 1TKết luận.1T 63 1T2)1T 1TKiến nghị.1T 64 -1- Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết và ý nghĩa thực của đề tài Trong giai đoan phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ hội nhập, Việt Nam đang và sẽ đầu tư nhiều cơ sở hạ tầng mới như: đường giao thông, đường hầm, bãi đổ xe ngầm, các công trình ngầm nhằm tận dụng không gian ngầm. Những công trình này thường có mái dốc lớn hoặc hố móng sâu, do các điều kiện về mật độ, giá thành không cho phép mở rộng mái dốc và mở rộng hố móng. Khi đó, sử dụng các công nghệ xây dựng mới cũng sẽ được ứng dụng nhiều hơn trong thiết kế và thi công. Ứng dụng neo trong đất trong thi công xây dựng sẽ có nhiều hiệu quả, nó có tác dụng làm ổn định kết cấu chống lại sự chuyển vị quá mức của kết cấu xây dựng bằng việc ứng dụng thanh neo hoặc cáp dự ứng lực được cố định một đầu vào trong lòng đất đá và được căng kéo để tạo ra tải trọng neo. Neo trong đất thường được sử dụng trong việc ổn định tường chắn đất, ổn định mái dốc và chống sạt lở, ổn định kết cấu chịu lực đẩy nổi, ổn định chống lật cho kết cấu đập, ổn định mố trụ cầu dây văng, ổn định và tăng khả năng làm việc của hầm. Tuy nhiên để neo trong đất nói chung và hệ thống tường neo được ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam, góp phần làm đa dạng các phương pháp thi công công trình xây dựng trong nước, vì vậy phải nghiên cứu lý thuyết tính toán, cũng như nghiên cứu các giải pháp sử dụng neo trong đất để có hiệu quả trong đó có yếu tố khoảng cách bố trí hợp lý của neo cho hệ thống tường vây giữ ổn định hố đào. Sau khi nghiên cứu lý thuyết về neo trong đất, phân tích bằng phần mềm Geo-Slope của Canada. Kết quả phân tích cho thấy nếu bố trí khoảng cách neo hợp lý sẽ đẩy nhanh tiến độ và giảm giá thành công trình. -2- Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Vậy đề tài “Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa đối với khoa học và thực tiễn. 2. Mục tiêu của luận văn Nghiên cứu cấu tạo và các ứng dụng của neo trong đất (Ground anchor). Nghiên cứu lý thuyết tính toán neo trong đất. Nghiên cứu tính toán tối ưu góc nghiêng so với phương ngang, khoảng cách, độ lớn lực hợp lý của các hàng neo cáp dự ứng lực. Trường hợp nghiên cứu được cụ thể hoá cho dự án “Gia cố mái dốc Tháp điều áp – Công trình thủy điện Hủa Na” 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: Tổng hợp tài liệu nghiên cứu, giáo trình, quy phạm đã có ở trong và ngoài nước. Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn và mô hình tính toán có xét đến sự làm việc đồng thời của hệ tường vây và neo trong đất đối với hố móng đào sâu, với sự hỗ trợ của phần mềm địa kỹ thuật Plaxis để phân tích kết quả. 3.1) Cách tiếp cận: - Nghiên cứu thông qua tài liệu: giáo trình neo trong đất, các quy phạm về thiết kế ổn định mái dốc công trình… - Nghiên cứu hồ sơ thiết kế ổn định mái dốc công trình. - Nghiên cứu tình hình địa chất công trình tại khu vực thiết kế. 3.2) Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu thông qua lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. - Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ của phần mềm Geo-Slope để phân tích kết quả. - Lựa chọn kỹ thuật và biện pháp tổ chức thi công chống trượt các sườn núi, mái dốc. -3- Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 4. Nội dung của luận văn Ngoài phần mở đầu, luận văn gồm bốn chương cụ thể như sau: Chương I: Tổng quan về các giải pháp chống trượt mái dốc. Nội dung của chương này được đề cập về lịch sử phát triển của neo. Chương II: Cơ sở khoa học tính toán ổn định mái dốc bằng biện pháp neo trong đất. Nội dung của chương này được đề cập về phân loại, cấu tạo, ứng dụng của neo trong đất và mô hình tính toán, với sự hỗ trợ của phần mềm Geo- Slope để phân tích “Áp dụng cho gia cố mái dốc Tháp Điều áp - Công trình thủy điện Hủa Na”. Chương III: Biện pháp thi công ổn định mái dốc bằng biện pháp neo trong đất. Nội dung của chương này được đề cập mặt bằng thi công, công nghệ thi công neo trong đất. Áp dụng cho “Gia cố mái dốc Tháp điều áp – Công trình thủy điện Hủa Na” Kết luận và kiến nghị 5. Những đóng góp của luận văn Tối ưu các yếu tố góc nghiêng, khoảng cách neo và lực neo để tăng khả năng ổn định của mái dốc trong quá trình thi công cũng như vận hành Bố trí mặt bằng, biện pháp thi công hợp lý để đẩy nhanh tiến độ thi công công trình và giảm giá thành xây dựng công trình. [...]... trường - Biện pháp khắc phục trượt mái dốc: + Cắt nước trong mọi trường hợp để không cho nước tràn trên mái dốc + Tìm các biện pháp để hạ thấp đường bão hoà, không cho phép đường bảo hoà đâm ra mái dốc + Đưa hố móng công trình ra khỏi phạm vi các khe nước tụ thuỷ… + Trong trường hợp cần thiết phải sử dụng hệ thống khoan neo gia cố để tăng ổn định cho mái dốc 2.2 Mô hình tính toán bảo vệ mái dốc bằng neo... đề cấp thiết Một trong các biện pháp đó là dùng các loại neo (neo thường hoặc neo ứng suất trước) để làm ổn định mái dốc đất đá Theo các tài liệu đã công bố, nếu chèn các lớp neo vào mái dốc nền đào trong qúa trình thi công hoặc mái dốc có xu hướng mất ổn định trong khi khai thác thì sẽ làm tăng tính ổn định của mái dốc, đồng thời cho phép sử dụng những mái dốc với độ dốc và chiều cao lớn mà vẫn đảm... Kiên - Lớp 17C2 -8- Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 2.1 Đặc điểm các dạng trượt mái dốc: Việc tính toán ổn định mái dốc là bắt buộc đối với tất cả các mái dốc hố móng công trình có chiều cao tương đối lớn, thời gian sử dụng dài Đặc biệt là các mái dốc hố móng của các công trình chính sau khi đào ra chỉ được đắp trả lại một phần phần còn lại... trung nên việc thực hiện tính toán ổn định mái dốc là một việc rất quan trọng quyết định đến việc an toàn của công trình sau này - Nguyên nhân trượt mái dốc: Có rất nhiều nguyên nhân gây ra mất ổn định cho công trình, đối với mái dốc các nguyên nhân chính như sau: + Khi đào chân mái công trình làm đường bão hoà đâm ra mái và hình thành dòng nước chảy trên mặt mái gây mất ổn định + Do mưa lớn với thời... ngày làm cho đường bão hoà trong mái đất dâng cao gây mất ổn định + Do các thiết bị thi công đi trên cơ mái làm gia tăng tải trọng trên mái gây mất ổn định Trong một số trường hợp việc giảm tải trên mái dốc cũng gây ra mất ổn định + Các nguyên nhân khác như: Động đất, đá lăn, sạt lở, - Tác hại trượt mái dốc: Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -9- Luận văn thạc sĩ + Làm sạt sụt mái dốc gây nguy hiểm cho người và... chọn giải pháp kỹ thuật và xác định quy mô kích thước của công trình không hợp lý Phương pháp phân tích đánh giá ổn định mái dốc chưa phản ánh đúng thực tế làm việc của công trình Quá trình thi công không đảm bảo chất lượng, không tuân thủ qui trình công nghệ như : đắp không đúng qui tắc, lèn ép không đạt độ chặt yêu cầu, dùng đất xấu, Do đó việc nghiên cứu tìm các biện pháp tăng ổn định cho các mái dốc. .. CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC Việt Nam là một nước nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm thường xuyên xảy ra nhiều trận bão, lũ lớn Tuy nhiên, địa hình nước ta đa phần là đồi núi, nhất là khu vực miền Trung và Tây Nguyên, địa hình ở đây ngắn và dốc nên khi mưa lớn sẽ hình thành dòng chảy rất nhanh gây nên hiện tượng sụt trượt và xói lở bề mặt làm... - Lớp 17C2 -20- 2.2.3.3 Luận văn thạc sĩ Ổn định và chống sạt lở mái dốc Neo trong đất thường được sử dụng kết hợp với tường, dầm ngang, khối bê tông để ổn định mái dốc và chống sạt lở Neo trong đất cho phép đào sâu để xây dựng các đường cao tốc mới (hình 2.13a) Neo trong đất còn sử dụng để ổn định các khối đất đá phía trên mái dốc và ổn định mặt trượt (hình 2.13b) Các dầm ngang và khối bê tông được... truyền tải trọng từ neo vào đất tại bề mặt mái dốc để giữ ổn định mái dốc ngay vị trí đào Việc lựa chọn sử dụng dầm ngang hay các khối bê tông phụ thuộc các điều kiện kinh tế, mỹ quan, duy tu bảo dưỡng trong quá trình khai thác sử dụng Hình 2.13 Ứng dụng neo trong đất ổn định mái dốc và chống sạt lở 2.2.3.4 Ổn định kết cấu Các neo cố định thường được sử dụng để chống lại lực đẩy nổi lên Lực đẩy nổi được... như sau: - Lớp đất sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA 1 ) thành R R phần là á sét lẫn ít dăm dầy 6-7m, mái dốc phía Tây dầy tới 20m - Đới đá phong hóa mạnh (IA 2 ) : Tại tim tháp điều áp dầy 13-15m, mái R R dốc phía Nam, Tây Nam dầy tới 30-40m, thành phần đá phiến kết tinh, phong hoá mạnh mềm yếu đến trạng thái dăm sét - Đới đá phong hóa (IB) : Tại tim tháp dầy 25m Mái dốc phía Nam và phía . tốn trong việc nghiên cứu đề tài Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc , tác giả luận văn hy vọng đóng góp một phần nhỏ bé phục vụ thực tế cho lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế và. 1TTỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC1T 4 1TCHƯƠNG 21T 8 1TCƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 1T 8 1T2.1. Đặc điểm các dạng trượt mái dốc: 1T 8 1T2.2 Vậy đề tài Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc là hết sức cần thiết, có ý nghĩa đối với khoa học và thực tiễn. 2. Mục tiêu của luận văn Nghiên cứu cấu tạo và các