ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------

LÊ PHƯƠNG NAM

ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CHIỀU DÀI BẦU NEO
TRONG BIỆN PHÁP DÙNG NEO ĐỂ GIA CỐ TALUY
ĐƯỜNG MIỀN NÚI

CHUYÊN NGÀNH : XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ
MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.30

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2008


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1 : ....................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ...................................................

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

THẠC SĨ
Tp. HCM, ngày

tháng

năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Nguyễn Thị Thu Thủy
Phái: Nữ
Ngày, tháng, năm Sinh: 15 – 06 – 1977
Nơi Sinh: Quảng Ngãi
I. TÊN ĐỀ TÀI : PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC NỀN ĐƯỜNG ĐẮP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng naêm 2008


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
------------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
-------------------------------------Tp.HCM, ngày tháng 12 năm 2008.

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : Lê Phương Nam
Ngày, tháng, năm sinh : 14/02/1979
Chuyên ngành : Xây Dựng Đường Ô Tô Và Đường Thành Phố.
Mã nghành : 60.58.30


Phái : Nam
Nơi sinh : Đà Nẵng.
MSHV : 00105016.

I. TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN CHIỀU DÀI BẦU NEO TRONG BIỆN PHÁP DÙNG NEO
ĐỂ GIA CỐ TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
1. Nhiệm vụ:
Nghiên cứu các phương pháp tính tốn chiều dài bầu neo (chiều dài dính bám) của biện pháp
dùng hệ thống nhiều neo trong một hố khoan để gia cố taluy đường miền núi.
2. Nội dung luận văn :
Chương : Mở Đầu.
Chương 1: Tổng quan về các nguyên nhân gây sạt lở mái taluy dương và giải pháp phòng chống.
Chương 2: Nghiên cứu các dang mất ổn định và phương pháp tính tốn ổn định mái dốc taluy.
Chương 3: Tổng quan về giải pháp dùng neo trong đất và phương pháp thiết kế.
Chương 4: Nghiên cứu thiết kế gia cố taluy dương bằng hệ thống nhiều neo trong một lỗ khoan.
Chương 5: Ứng dụng tính tốn ổn định taluy dương bằng hệ thống hệ thống nhiều neo trong một lỗ
khoan cho một cơng trình cụ thể
Chương : Kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: / / 2008
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01 / 12 / 2008
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. VÕ PHÁN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH

TS. VÕ PHÁN
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.

Ngày
TRƯỞNG PHỊNG ĐT - SĐH

tháng

năm 2008

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của Tiến Sĩ Võ Phán _
người thầy đã thường xuyên theo dõi, hướng dẫn trong thời gian qua để tơi có thể
hồn thành luận văn này. Qua đây tác giả bày tỏ lời cảm ơn đối với Trường Đại
Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, khoa Sau Đại Học, khoa Xây Dựng, bộ
môn Cầu Đường, bộ mơn Địa Cơ Nền Móng. Tác giả xin chân thành cảm ơn các
thầy cô đã truyền đạt kiến thức trong các năm qua. Xin chân thành cảm ơn công ty
cổ phần Tư Vấn Thiết Kế Giao Thơng Vận Tải phía Nam và các đồng nghiệp, bạn
bè đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi trong q trình học tập và thu thập tài liệu
để hoàn thành luận văn. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến gia đình đã động
viên, khuyến khích và tạo mọi điều kiện để tác giả học tập cũng như hoàn thành
luận văn này.
]^

MUÏC LUÏC


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Với luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu ổn định mái dốc mái taluy dương
đường miền núi bằng biện pháp dùng neo trong đất. Trên cơ sở lý thuyết tính tốn

khả năng chịu lực thơng qua chiều dài dính bám của neo, tác giả phân tích bài tốn
tổng qt về ổn định mái taluy dương khi sử dụng hệ thống “nhiều neo trong một
lỗ khoan” nhằm mục đích đạt được sức chịu tải lớn nhất với chiều dài neo tối ưu và
hướng sử dụng nó làm một trong những biện pháp gia cố chống sạt lở mái taluy
dương.
Một số kết luận rút ra từ luận văn:
1. Trong các biện pháp gia cố chống sạt lở mái taluy đường miền núi, giải
pháp dùng neo để gia cố cũng là một giải pháp hợp lý. khối lượng lớn
(70-80%) công tác đào đất, tránh gây ảnh hưởng quá nhiều vào mơi
trường xung quanh .
2. Trong phạm vi góc nghiêng đề nghị đặt neo so với phương đứng từ 150 ÷
450 , hệ số an tồn Kmin thay đổi tăng dần đối với góc nghiêng từ 150-300
nhưng qua góc nghiêng 300 hệ số an toàn Kmin lại giảm dần. Như vậy, với
góc nghiêng đặt neo là 300 cho hệ số an toàn Kmin lớn nhất.
3. Sự phân bố ứng suất dọc trên tồn bộ chiều dài dính bám của neo không
đồng đều dẫn tới việc sẽ không nâng cao được sức chịu tải của neo khi
tăng chiều dài dính bám của neo.
4. Với cách sử dụng từng đoạn chiều dài dính bám của neo ngắn bố trí xen
kẽ nhau như hệ thống SBMA nêu trên đã nâng cao được hiệu quả của
phương pháp dùng neo. Qua các cơng trình thực tế được thực hiện ở các
nước phát triển trên thế giới, gần hơn là các nước trong khu vực ASEAN
đã chứng minh được rằng khả năng chịu tải của neo khi dùng hệ thống
SBMA cao hơn sức chịu tải của neo thông thường từ 80-200%.


ABSTRACT
In this thesis, the author focused on studying the solutions to improve the
stability of slopes reinforced by anchor technology. Based on the theory of
ultimate anchor load from fixed length mechanism, the author analysed the
general problem about stabling of slopes reinforced by the single bore multiple

anchor system (SBMA) to have maximum ultimate anchor load with
effectest tendon fixed length. It is concluded the methods to use anchor in
slope as following:
- Stability of slopes reinforced by anchor technology is available method. This
method will reduce cut quantities very much (70-80%).
- At field of applycation about reinforcement direction, angle of 300 is best
because it make Kmin maximun
- There are non-uniform distribution of bond stress along fixed length at all
stage of loading.
- With stabling of slopes reinforced by the single bore multiple anchor system
(SBMA) to make more ultimated anchor load than normal anchor (80%-200%)


MỤC LỤC
........&..... .
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
LỜI CẢM ƠN
ABSTRACT
TÓM TẮT LUẬN VĂN
MỞ ĐẦU .................................................................................................... trang 1
I. Tính cấp thiết của đề tài........................................................................... trang 1
II. Mục đích nghiên cứu đề tài .................................................................... trang 3
III. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... trang 4
IV. Những hạn chế của việc nghiên cứu ..................................................... trang 4
CHƯƠNG 1_ TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ MÁI
TA LUY DƯƠNG VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG......................... trang 6
1.1 Các nguyên nhân chính gây sạt lở mái taluy ........................................ trang 6
1.1.1 Độ dốc và chiều cao mái taluy ........................................................... trang 7
1.1.2 Hoạt động của nước mặt và nước ngầm............................................. trang 7
1.2 Một số giải pháp chống sạt lở taluy trong thực tế................................. trang 8

1.2.1 Giải pháp cắt cơ, bạt mái , giảm tải ................................................... trang 8
1.2.2 Giải pháp bê tông phun lưới cốt thép ................................................ trang 9
1.2.3 Giải pháp tường chắn có cốt .............................................................. trang 10
1.2.4 Giải pháp tường chắn gia cố mái taluy .............................................. trang 10
1..2.5 Giải pháp dùng neo đất gia cố taluy.................................................. trang 13
CHƯƠNG 2_ NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG MẤT ỔN ĐỊNH VÀ PHƯƠNG
PHÁP TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TALUY ............................. trang 17
2.1 Các dạng dịch chuyển đất đá trên sườn dốc.......................................... trang 17
2.1.1. Trượt.................................................................................................. trang 17
2.1.2 Sạt lở ................................................................................................. trang 18
2.1.3 Trượt lở ............................................................................................. trang 18
2.1.4 Trượt trơi ............................................................................................ trang 18
2.2 Các phương pháp tính tốn ổn định mái dốc ........................................ trang 19
2.2.1 Trượt theo mặt phẳng......................................................................... trang 19


2.2.2 Phương pháp trượt trụ tròn................................................................. trang 21
a. Phương pháp phân mảnh cổ điển (Của Petterson và Fellenius)
b. Phương pháp của Bishop
2.3. Nhận xét ............................................................................................... trang 28
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP NEO TRONG ĐẤT VÀ
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ................................................................... trang 30
3.1. Khái niệm, phân loại, phạm vi ứng dụng neo ...................................... trang 30
3.1.1 Khái niệm .......................................................................................... trang 30
3.1.2 Phân loại neo đất ................................................................................ trang 30
3.1.2.1 Theo loại vật liệu cấu tạo dây neo................................................... trang 30
3.1.2.2 Theo phương pháp phun vữa xi măng và phạm vi sử dụng............ trang 34
3.2. Cấu tạo neo trong đất ........................................................................... trang 35
3.2.1 Vật liệu ............................................................................................... trang 37
3.2.1.1 Thanh neo (thép dự ứng lực)........................................................... trang 37

3.2.1.2 Cơ cấu định tâm và cơ cấu đệm ..................................................... trang 37
3.2.1.3 Hộp nối............................................................................................ trang 38
3.2.1.4 Các lớp bảo vệ................................................................................. trang 38
3.2.1.5 Bản đỡ ............................................................................................. trang 38
3.2.1.6 Xi măng........................................................................................... trang 39
3.3 Thiết kế neo trong đất ........................................................................... trang 39
3.3.1 Nguyên lý chung ................................................................................ trang 39
3.3.2 Phân tích ổn định mái dốc khi có neo gia cố ..................................... trang 39
3.3.3 Các dạng phá của hệ thống neo ......................................................... trang 41
3.3.3.1 Sự phá hoại của thanh cốt thép hoặc dây neo ................................. trang 41
3.3.3.2 Sự phá hoại của khối đất ................................................................. trang 42
3.3.3.3 Sự pháp hoại của giao diện giữa vữa/đất ........................................ trang 43
3.3.3.4 Sự pháp hoại của giao diện giữa vữa/dây neo................................. trang 44
3.3.3.5 Sơ đồ thiết kế hệ thống neo trong đất ............................................. trang 45
3.3.3.6 Xác định chiều đoạn dính bám của neo .......................................... trang 48
a. Xác định sức chịu tải cực hạn và chiều dài bầu neo trong đất rời
b. Xác địng sức chịu tải cực hạn và chiều dài bầu neo trong đất dính


c. Xác định sức chịu tải cực hạn và chiều dài bầu neo trong đá
3.3.3.7 Thiết kế độ sâu của neo đất đảm bảo ổn định chung ...................... trang 57
3.3.3.8 Thiết kế đầu neo trong đất............................................................... trang 57
3.3.3.9 Xác định khoảng cách giữa các neo................................................ trang 59
3.3.3.10 Thử tải neo .................................................................................... trang 59
a. Qui trình thử tải
b. Tiến hành thử tải
c. Ứng xử biến dạng từ biến
d. Tải trọng khóa neo
3.3.3.11 Bảo vệ neo..................................................................................... trang 65
a. Ăn mòn và sự ảnh hưởng của ăn mòn đến neo trong đất

b. Bảo Vệ chống hiện tượng ăn mịn trong neo
3.4 Cơng nghệ thi cơng neo đất................................................................... trang 72
3.4.1 Trình tự thi cơng neo.......................................................................... trang 72
3.4.2 Máy thi công ...................................................................................... trang 81
3.5 Nhận xét ................................................................................................ trang 82
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ GIA CỐ BẰNG HỆ THỐNG NHIỀU
NEO TRONG MỘT LỔ KHOAN .................................................... trang 85
4.1 Khái niệm, lịch sử hình thành .............................................................. trang 85
4.1.1 Khái niệm ........................................................................................... trang 85
4.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển......................................................... trang 87
4.2 Cấu tạo của hệ thống SBMA................................................................. trang 88
4.2.1 Dây neo của neo đơn vị...................................................................... trang 90
4.1.2 Hệ thống kích thủy lực....................................................................... trang 90
4.3 Nguyên tắc thiết kế................................................................................ trang 91
4.3.1 Nguyên lý chung ................................................................................ trang 91
4.3.1.1 Ảnh hưởng của giao diện vữa/đất đến khả năng chịu lực của neo . trang 91
4.3.1.2 Ảnh hưởng của giao diện dây neo/vữa đến khả năng chịu lực của neo
............................................................................................................... trang 94
4.3.1.3 Xác định chiều dài dính bám của neo trong đất rời ........................ trang 96
4.3.1.4 Xác định chiều dài dính bám của neo trong đất dính...................... trang 97
4.3.1.5 Nguyên lý thiết kế ống bọc dây neo............................................... trang 98


4.4 Biện pháp thi cơng và kiểm sốt chất lượng ......................................... trang 105
4.4.1 Biện pháp thi công ............................................................................. trang 105
4.4.2 Kiểm soát chất lượng ......................................................................... trang 106
4.5 Nhận xét ................................................................................................ trang 109
CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TALUY DƯƠNG BẰNG
HỆ THỐNG SBMA CHO MỘT CƠNG TRÌNH CỤ THỂ ................. trang 110
5.1 Mơ tả cơng trình ................................................................................... trang 110

5.1.1 Vị trí và địa hình, địa chất khu vực thiết kế ....................................... trang 110
5.1.1.1 Vị trí ................................................................................................ trang 110
5.1.1.2 Quá trình sảy ra hiện tượng sụt trượt .............................................. trang 111
5.1.1.3 Khí hậu thủy văn ............................................................................. trang 111
5.1.1.4 Đặc điểm địa tầng............................................................................ trang 111
5.1.1.5 Đặc điểm địa chất thủy văn............................................................. trang 112
5.1.1.6 Đặc điểm địa chất............................................................................ trang 113
5.1.1.7 Mặt cắt ngang hiện trạng điển hình................................................. trang 114
5.1.2 Kết luận, kiến nghị của công tác khảo sát địa chất ............................ trang 116
5.2 Nội dung thiết kế................................................................................... trang 116
5.2.1 Mơ hình hóa mặt cắt........................................................................... trang 116
5.2.2 Các phương án thiết kế....................................................................... trang 117
5.2.2.1 Phương án đào giảm tải................................................................... trang 117
5.2.2.2 Phương án tường chắn taluy dương ................................................ trang 118
5.2.2.3 Phương án sử dụng neo thông thường ............................................ trang 119
5.2.2.4 Phương án sử dụng hệ thống SBMA .............................................. trang 125
5.3 Kết luận ................................................................................................ trang 127
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ....................................................................... trang 129
I. Kết luận.................................................................................................... trang 129
II. Kiến nghị ................................................................................................ trang 130


1

CHƯƠNG _MỞ ĐẦU
I.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Hiện nay, để đáp ứng xu thế phát triển của nền kinh tế nước nhà, mạng lưới


giao thông đang được xây dựng nhanh chóng nhằm làm cơ sở hạ tầng vững chắc.
Trong đó, hệ thống giao thông đường bộ đang nhận được sự quan tâm đặc biệt hơn
cả; nhiều tuyến đường quốc lộ và tỉnh lộ được đầu tư cải tạo nâng cấp lại hoặc xây
dựng mới tỏa đi khắp các vùng miền của đất nước. Nhằm cụ thể hóa chính sách của
Đảng và Nhà Nước về xóa đói giảm nghèo và rút ngắn khoảng cách giàu nghèo
giữa nông thôn và thành thị tạo sự phát triển cân bằng giữa các vùng thành thị và
nông thôn, nhiều tuyến đường nối liền những trung tâm đơ thị lớn, huyện lị, thị xã,
những nơi có điều kiện kinh tế phát triển đến những vùng nông thơn, vùng núi,
vùng sâu vùng xa, vùng dân tộc ít người nơi có đồi sống kinh tế cịn lạc hậu, điều
kiện kinh tế kém phát triển đã và đang được xây dựng mạnh mẽ.
Đặc điểm địa hình của nước ta với ¾ diện tích là vùng đồi núi lại nằm dọc
theo vùng duyên hải nên có sự chênh lệch về cao độ giữa các vùng là khá lớn. ngoài
ra do vị trí nằm trong khu vực có sự xuất hiện của bão nhiều nhất trên thế giới nên
hằng năm nước ta phải chịu ảnh hưởng thường xuyên của mưa bão với cường độ
ngày càng tăng
Với những đặc điểm đặc thù về địa hình và vị trí nêu trên thì phần lớn mạng
lưới giao thông sẽ là những tuyến đường đi qua vùng đồi núi. Đặc điểm thường gặp
ở những tuyến đường này là địa hình bị chia cắt liên tục, nhiều đèo dốc, độ dốc
ngang và độ dốc dọc tự nhiên thay đổi liên tục do vậy những loại mặt cắt ngang
thiết kế thường gặp của những tuyến đường này thường có dạng đặc biệt như đào
sâu hoặc đắp cao. Bên cạnh đó, nếu tuyến đường này đi qua những vị trí có điều
kiện địa chất phức tạp (đất đá phong hóa hoặc đất sét xen lẫn sỏi sạn....) thì sẽ dễ
dẫn tới hiện tượng sụt lở, mất ổn định mái taluy nhất là lúc vào mùa mưa bão.
Sự trượt lở mái taluy gây hư hỏng nền – mặt đường làm tắc ngẽn giao thông,
làm hư hại hay sụp đổ các cơng trình xây dựng xung quanh, gây nguy hiểm đến tính
mạng con người trong khu vựa sụt trượt . . Nếu khơng được phịng chống và có biện


2


pháp xử lý kịp thời sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, phải tốn nhiều cơng của mới
có thể sửa chữa, khắc phục được. Đường Hồ Chí Minh, Quốc Lộ 1A các đoạn qua
đèo, Quốc Lộ 8A, Đường Nối Khánh Lê với Tỉnh Lâm Đồng_Tỉnh Khánh Hòa,
Quốc Lộ 20B_Tỉnh Lâm Đồng . .là một trong những tuyến đường qua vùng núi bị
sạt lở cần quan tâm.
Có nhiều nguyên nhân gây ra sạt lở mái taluy đường miền núi như điều kiện
địa chất, địa mạo, khí hậu, độ dốc và chiều cao taluy, hoạt động của nước mặt và
nước ngầm, ....Trong đó ngun nhân chính là độ dốc và chiều cao taluy, hoạt động
của nước mặt và nước ngầm.
Trong một vài năm trở lại đây tình hình mưa bão ở nước ta sảy ra với mật độ
dày hơn, cường độ ngày càng lớn, nhiều cơn bão có cường độ cấp 13-14 (siêu bão)
đã vượt khỏi bảng phân phân cấp cường độ, nước lũ ở đầu nguồn chảy về cộng với
mưa lớn liên tục trong nhiều ngày do bão gây ra đã gây nên hiện tượng sạt lở trên
khá nhiều tuyến đường miền núi trong đó có những tuyến đường nêu trên. Vì thế
việc tìm ra các giải pháp gia cố mái taluy chống sạt lở đường miền núi là một nhu
cầu bức thiết nhằm hạn chế tối đa các thiệt hại về người và của do bão lũ gây ra.
Từ trước đến nay đã có nhiều biện pháp gia cố chống sạt lở mái taluy như :
cắt cơ, bạt mái giảm tải, trồng cỏ kết hợp với phủ lưới bảo vệ, tường chắn có cốt,
tường chắn trọng lực,dùng neo đất gia cố mái taluy,.....
Trong các biện pháp trên thì biện pháp dùng neo để gia cố mái taluy đã có từ
lâu trên thế giới nhưng tại Việt Nam sử dụng neo trong đất là một việc mới mẻ và
chưa có quy trình hướng dẫn thiết kế và thi cơng dạng cơng nghệ này, việc áp dụng
neo để gia cường mái dốc rất ít và chỉ xảy ra ở những cơng trình có sự tham gia của
tư vấn thiết kế và thi cơng của nước ngồi như cơng trình cửa hầm đèo Hải Vân, gia
cố chống sạt lở taluy dương ở nhánh phía tây, nhánh phía đơng của Đường Hồ Chí
Minh. Và các loại neo sử dụng ở trên về cơ bản đều là neo tiêu chuẩn mà đã được
sử dụng từ những thập niên 60s mặc dù về cấu tạo nó có những cải tiến kỹ thuật
đáng kể nhẳm nâng cao khả năng chịu lực của neo. Tuy nhiên những cải tiến này
vẫn chưa khắc phục được những hạn chế cố hữu của neo tiêu chuẩn về chiều dài



3

neo làm hạn chế khả năng nâng cao sức chịu tải của neo, phạm vi địa chất vùng ứng
dụng được kỹ thuật neo cũng tương đối nhỏ hẹp.
Đến những thập niên 70-80 khi mà kỹ thuật neo đất thực sự phát triển mạnh
mẽ trên thế giới thì đã có nhiều hướng nghiên cứu nhằm khắc phục những nhược
điểm trên. Một trong những hướng nghiên cứu đó là một cơng nghệ mới ứng dụng
trong neo đất, hệ thống “nhiều neo trong 1 lỗ khoan“.
Hướng nghiên cứu của đề tài đặt ra là nghiên cứu cơ sở lý thuyết công
nghệ neo trong đất trên cùng với các phương pháp tính tốn chiều dài dính
bám của hệ thống “nhiều neo trong một lỗ khoan“ nhằm mục đích đạt được
sức chịu tải lớn nhất với chiều dài neo tối ưu và hướng sử dụng nó làm một
trong những biện pháp gia cố chống sạt lở mái taluy dương trên một số đường
vùng núi của Miền Trung và Tây Nguyên. Đề tài nghiên cứu mang tên là :“
Nghiên cứu tính tốn chiều dài bầu neo trong biện pháp dùng neo để gia cố
taluy đường miền núi“
II.

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI:
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu cơ sở lý thuyết của biện pháp dung
neo đất với hướng mới là cơ sở lý thuyết tính tốn của cơng nghệ “Hệ thống nhiều
neo trong một lỗ khoan” để gia cố chống sạt lở mái taluy đường miền núi
Mục tiêu cụ thể đề ra của đề tài:
•

Nghiên cứu các nguyên nhân gây ra sạt lở mái taluy đường miền núi.

•


Kế thừa những phương pháp tính tốn chiều dài bầu neo (chiều dài dính
bám) của hệ thống neo tiêu chuẩn từ đó nghiên cứu cơ sở lý thuyết của
cơng nghệ neo mới.

•

Từ cơng trình cụ thể, nghiên cứu tính tốn tổng hợp mối liên hệ góc
nghiêng đặt neo và hệ số an toàn của taluy Kmin .

•

Ứng dụng hệ thống neo trên để tính tốn thiết kế gia cố chống sạt lở một
tuyến đường miền núi ở miền Trung . Đồng thời nghiên cứu tính tốn so
sánh phương pháp giữa giải pháp dùng neo thông thường ở những đề tài
nghiên cứu cũ và hệ thống neo mới.


4

III.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Nghiên cứu lý thuyết tính tốn từ đó tính tốn ứng dụng cho 1 cơng trình xây
dựng thực tế, cụ thể như sau:
•

Trên cơ sở lý thuyết tính tốn chiều dài dính bám của neo (chiều dài bầu
neo) nghiên cứu và đưa ra các cơng thức tính tốn chiều dài dính bám
của neo trong “Hệ thống nhiều neo trong 1 lỗ khoan”.


•

Nghiên cứu cấu tạo của cơng nghệ neo mới và phạm vi ứng dụng của nó.

•

Nghiên cứu lý thuyết phương pháp tính tốn ổn định mái dốc taluy
dương và các phần mềm ứng dụng để kiểm tốn ổn định mái dốc thơng
dụng hiện nay.

•

Áp dụng tính toán thiết kế gia cố chống sạt lở một tuyến đường miền núi
bằng cách là dựa vào khả năng chịu tải của từng neo (được xác định từ
chiều dài dính bám cụ thể của từng neo) và sơ đồ bố trí neo, sử dụng
phần mềm kiểm tốn Slope/W để mơ phỏng mặt trượt trên mặt cắt ngang
tự nhiên cơng trình và trắc ngang có bố trí neo, tiến hành kiểm tốn sự ổn
định mái dốc taluy sau khi bố trí neo theo phương pháp Bishop, Ordinary
và Janbu. Từ đó đưa ra một số các kiến nghị về chiều dài bầu neo thích
hợp để nâng cao khà năng chịu lực của neo.

IV.

NGHỮNG HẠN CHẾ CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU:
Ứng dụng công nghệ neo trong đất để gia cố mái taluy dương là vấn đề

tương đối mới ở Việt Nam. Chưa có nhiều cơng trình thực tế trong nước để đúc kết
kinh nghiệm và thời gian nghiên cứu có hạn nên luận án cịn nhiều vấn đề tồn tại
sau:
•


Có những hạn chế về lượng thông tin liên quan và kinh nghiệm nghiên
cứu các tài liệu ngoại văn cũng như các tài liệu trong nước.

•

Đây là cơng nghệ mới chỉ được thực hiện ở nước ngồi vì vậy các thơng
tin về những vấn đề sảy ra cũng như kinh nghiệm xử lý trong quá trình
xây dựng hầu như khơng có.


5

•

Các số liệu khảo sát về địa chất khơng đầy đủ nên không đánh giá tổng
quát hết cho các tỉnh thuộc khu vực miền núi mà chỉ có tính chất cục bộ
tại một số tại một số địa phương.

•

Độ tin cậy của các cơng thức tính tốn chiều dài bầu neo phụ thuộc rất
lớn vào các thông số đầu vào như các chỉ tiêu cơ lý đất, lực ma sát tại
giao diện vữa/đất và giao diện vữa/dây neo… . Nhưng hiện nay ở nước ta
chưa có các thí nghiệm cụ thể tại hiện trường về những hệ số dùng trong
các cơng thức tính tốn. Ở giai đoạn đầu của việc áp dụng cơng nghệ này
có thể tham khảo các thơng số tính tốn dùng trong các tiêu chuẩn Anh,
Mỹ hoặc các nghiên cứu thực nghiệm đã được thừa nhận rộng rãi.

•


Số liệu tính tốn chưa nhiều, chưa tính tốn cho tất cả các trường hợp
nên chưa đủ số liệu để kết luận cho mọi trường hợp ứng dụng tại nước ta.

•

Chưa phân tích sâu ảnh hưởng của chiều dài bầu neo đến sự ổn định của
hệ thống neo, cũng như tồn bộ mái dốc.

•

Bỏ qua yếu tố chuyển vị ngang khi thực hiện kiểm tốn một cơng trình
cụ thể.


6

CHƯƠNG 1_TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ

MÁI TA LUY DƯƠNG VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG.
1.1 .

CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY SẠT LỞ MÁI TALUY :[1],[2]
Hiện tượng phá hoại mái dốc taluy dương chung qui lại đều do sự phá hoại

trạng thái cân bằng của đất đá trên sườn dốc tự nhiên hoặc mái dốc đào. Việc đất đá
trên mái dốc dịch chuyển theo các dạng khác nhau chỉ xảy ra trong những điều kiện
nhất định. Các đặc tính nội tại vốn có của bờ dốc, có thể có lợi hay khơng có lợi cho
việc dịch chuyển đất đá trên bờ dốc như: khí hậu, địa chất, địa chất thủy văn, địa
hình, tính chất và trạng thái ứng suất của đất đá.

-

Khí hậu: sự dao động của lượng mưa hàng năm, của nhiệt độ giữa ban ngày
và ban đêm, của sự thay đổi độ ẩm đã ảnh hưởng tới sự ổn định mái dốc.

-

Hiện tượng phong hóa đất đá làm giảm các đặc trưng cơ học của đất đá gây ra
bất lợi cho sự ổn định mái dốc.

-

Động đất và các chuyển động kiến tạo tạo điều kiện cho các chuyển dịch đất
đá trên sườn dốc xảy ra dễ dàng và mãnh liệt hơn.
Ngoài ra những hoạt động của con người cũng tác động khơng nhỏ đến sự

hình thành và phát triển hiện tượng sạt lở:
-

Khơng thốt nước tốt cho bề mặt taluy. Vào mùa mưa, nước mưa dễ dàng
thấm vào đất ở sườn dốc, làm tăng khối lượng thể tích, giảm lực kháng cắt và
thúc đẩy đất sạt lở xảy ra.

-

Hoạt động mở đường mới đã làm mất lớp phủ thực vật trên mái dốc, nghĩa là
làm mất khả năng giữ đất của rễ cây, tạo điều kiện cho sự chuyển dịch đất đá
do tác dụng của trọng lượng bản thân.

-


Nổ mìn phá đá làm đường gây các chấn động lớn làm xáo động đất ở mái
dốc, dẫn đến tình trạng mất ổn định mái dốc.
Làm thay đổi các đặc trưng hình học của mái dốc theo hướng làm mất ổn

định mái dốc như: tăng chiều cao đối với mặt đường đắp, tăng góc nghiêng bờ dốc
do đào bạt mái dốc nền đường.


7

Trong tất cả các nguyên nhân kể trên thì những tác động sau đây được xem
là nguyên nhân chính gây ra sự hình thành và phát triển hiện tượng sạt lở :
1.1.1

Độ dốc và chiều cao mái taluy :

Thực tế cho thấy trên các đoạn xảy ra sạt lở mái taluy, sạt lở xảy ra phần lớn
là do ở những mái dốc có đặc điểm cấu tạo tầng phủ là đất lẫn đá hoặc đất loại sét,
đất loại cát. Mái dốc có độ cao từ 10 – 15m, có nơi độ dốc cao đến 30m. Mái dốc có
độ dốc 1:0.75 – 1:1.
Các sườn dốc tự nhiên có khuynh hướng thoải dần, tiến đến độ dốc tương
ứng với góc nghỉ của đất, đá mà lúc đó mái dốc ổn định, khơng bị sạt lở, trượt lở.
Khi xây dựng những đoạn tuyến phải làm mới, do đó, đã phải đào bạt mái dốc mở
rộng nền đường. Việc đào bạt mái dốc, mở rộng nền đường đã làm thay đổi độ dốc
sườn và có xu hướng làm tăng độ dốc mái và tất nhiên, độ ổn định sẽ giảm xuống.
Tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá cấu tạo nên mái dốc mà mỗi taluy đều có
một độ dốc giới hạn tương ứng, khi độ dốc taluy thiết kế mới vượt qua độ dốc giới
hạn này thì taluy sẽ xảy ra sạt trượt. Mặt khác, do bạt mái dốc làm đường, làm mất
đi bề mặt tầng phủ taluy khiến cho diện tích bề mặt của đất đá bên trong ở taluy tiếp

xúc trực tiếp với mơi trường bên ngồi tăng lên, do đó, dưới tác động của nước mưa
và nhiệt độ làm cho lớp đất loại sét cấu tạo nên sườn dốc bị trương nở, dẫn đến việc
tăng dung trọng của đất đồng thời làm giải yếu tính chống cắt của đất trên mái dốc,
tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xói lở và phong hóa mạnh.
1.1.2

Hoạt động của nước mặt và nước ngầm :

1.1.2.1

Nước mưa :

Nước mưa là nguồn cung cấp cho nước mặt tạo thành những dòng chảy trên
bề mặt địa hình, làm xói mịn, cuốn trơi đất đá, những sản vật phong hóa và cả
những mảng núi lớn. Kết quả là tạo nên các hiện tượng xói sụt và sụt trượt, hoặc
hình thành lúc đầu là những mương xói, rãnh xói, về sau là những điểm sụt trượt
lớn.
1.1.2.2

Nước ngầm : tác động tức thời ở các mặt :

-

Làm tăng trọng lượng thể tích của khối đất đá

-

Làm giảm sức kháng cắt của đất mà chủ yếu là lực dính



8

-

Tạo nên áp lực thủy động và xói ngầm

Hình 1.1: Mái taluy sạt lở khi ngậm nước
1.2 .

MÔT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ TALUY TRONG THỰC

TẾ:[3],[5]
1.2.1

Giải pháp cắt cơ, bạt mái giảm tải:

Biện pháp này thích hợp ở vị trí có địa chất đất đá phong hóa nặng. Sửa mặt
bờ dốc là làm thay đổi hình dáng bên ngồi của bờ dốc theo khuynh hướng có lợi
cho sự ổn định, bằng cách làm giảm nhẹ bớt trọng lượng phần trên của bờ dốc như:
hạ thấp bờ dốc, làm thoải bờ dốc, làm bờ dốc có nhiều bậc thềm, đồng thời kết hợp
với biện pháp thoát nước cho sườn dốc như: gia cố rãnh biên, rãnh đỉnh để đạt được
hiệu quả tốt hơn.

Hình 1.2: Giải pháp cắt cơ giảm tải


9

1.2.2


Giải pháp bê tông phun lưới cốt thép:

Nguyên tắc của biện pháp này là trên bề mặt taluy ta đặt lưới cốt thép vuông
và dùng các thanh neo để định vị, rồi phun vào lưới cốt thép bằng vữa xi măng.
Lưới cốt thép được bọc bê tông này sẽ gắn chặt khối đất đá lại với nhau là tăng khả
năng chịu khả năng liên kết ( chịu tải ) của tồn bộ khối đất đá trên taluy. Hơn nữa
nó lại như lớp áo bọc ngoài chống lại mọi sự phá hoại do điều kiện bất lợi của môi
trường torng suốt thời kỳ khai thác đường.

Hình 1.3: Sơ đồ gia cố taluy dương bằng “Bê tông phun lưới cốt thép”


10

Ưu điểm :
-

Làm tăng lực dính kết và khả năng chống cắt trên bề mặt khối đất đá. Việc
dính kết của bê tông phun và đất đá taluy làm cho bề mặt tiếp xúc khơng
những có thể chịu được lực hướng bức xạ mà cịn có thể chịu được lực tiếp
tuyến nên có thể cải thiện được tính phân bố không đều của tải trọng và giảm
được hệ số momen uốn trong lớp chống đỡ bảo vệ.

-

Có khả năng thích ứng tương đối lớn. Hơn nữa, trong khối đất đá taluy do
thanh neo có chiều dài nhất định theo hướng trục chịu nén nên tạo được tính
dẻo dai (lâu bền) tương đối lớn của khối đất đá taluy

-


Dễ dàng điều chỉnh các thơng số, loại hình chống đỡ, cách bảo vệ lưới neo
phun, phương thức gia cố, bước (kích thước bố trí) chống đỡ bảo vệ và trình
tự thi cơng sao cho thích hợp với điều kiện đia hình và chiều cao mái taluy
đào.

-

Có tác dụng bịt kín bề mặt mái taluy chống xói lỡ bề mặt, chống phong hóa
và xâm thực của các điều kiện bất lợi của thiên nhiên như gió, mưa, bão....

Khuyết điểm :
-

Địi hỏi kỹ thuật công nghệ thi công cao, chất lượng tay nghề công nhân có
tính chun nghiệp.

-

Giá thành xây dựng khá cao.

1.2.3

Giải pháp tường chắn đất có cốt :

Áp dụng cho sườn dốc đá hay đất có dộ dốc lớn từ 700 - 800. Xây dựng trên
dải đất dọc tuyến bằng đất có cốt làm tường cách ly không cho đất lăn ra đến mặt
đường xe chạy. Kích thước của tường phụ thuộc vào sự lở đất đá của mái dốc
đường. Chiều cao từ 3 - 4m. Vật liệu làm tường có cốt như: tường rọ đá trọng lực
kết hợp với neo đất cũng làm bằng lưới thép mạ chống rỉ. Tường chờ cách chân

taluy đường một khoảng từ 2-5m, tùy thuộc vào lượng đất đá sạt lở.
1.2.4

Giải pháp tường chắn gia cố mái taluy :


11

1.2.4.1 Dùng kết cấu tường rọ đá :
Cấu tạo chung của loại kết cấu này là những rọ đan bằng sợi thép φ 2 -6mm,
đương kính mắt lưới D = 50 - 150mm, tạo thành những rọ lưới thép có dạng hình
hộp (1000x500x500), (1000x1000x500),mm. . .bên trong các rọ thép được nhồi
bằng đá hộc hoặc cuội đường kính D = 100 - 250mm. Các khối rọ đá được liên kết
với nhau bằng các mối dây thép buộc hoặc bằng neo, được sắp xếp và bố trí theo
dạng dậc cấp theo chiều cao và tỷ lệ tường B/H = (3/4 – 2/3).

Hình 1.4: Gia cố mái taluy dương bằng tường rọ đá
Ưu điểm :
-

Kết cấu rọ đá cho phép nước ngầm thốt qua các khe hở giữa các viên đá, do
đó giảm được áp lực thủy động của đất sau tường kè.

-

Liên kết với nhau bằng các mối nối mềm, tường kè rọ đá có thể biến dạng,
chuyển vị trong phạm vi nhất định, có tác dụng làm giảm áp lực chủ động của
đất sau tường kè.

-


Kết cấu rọ đá có cấu tạo và thi công đơn giản

-

Về mặt giá thành rẻ hơn so với các kết cấu khác cùng loại

Nhược điểm :


12

-

Kết cấu rọ đá có tuổi thọ ngắn

-

Về mặt chịu lực: kết cấu rọ đá chỉ phát huy tốt khả năng chịu lực với chiều
cao tường kè hạn chế trong khoảng 5 m trở lại.

-

Thi công đơn giản bằng thủ cơng, do đó khơng thể cơ giới hóa.

1.2.4.2 Dùng kết cấu tường chắn bằng bêtông xi măng hoặc đá hộc xây vữa :
Hiện nay tường chắn có nhiều loại hình khác nhau: mỗi một loại chỉ nên sử
dụng trong một số điều kiện cụ thể mới đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Trong xây dựng các loại cơng trình chống đỡ nói chung và cơng trình tường
chắn nói riêng chỉ phát huy được tác dụng khi móng của chúng phải đảm bảo đặt

trên nền đất tốt hay nền đá ổn định. Nhờ tựa trên nền móng vững chắc và nhờ trọng
lượng bản thân, nên chúng tạo được lực chống trượt cần thiết để cân bằng với lực
gây trượt. Chiều cao tường H = 2 – 6 m để kè chân dốc chống sụt lở đất. Móng
tường chắn là móng nơng đặt trên đá gốc.
Ưu điểm :
- Cơng trình ổn định với nước như: nước mưa, nước ngầm . . . khơng bị ăn
mịn do nước và khơng khí ẩm. Vì vậy, ít tốn cơng duy tu bảo dưỡng khi đưa
cơng trình vào sử dụng.
-

Thi cơng tường trọng lực đơn giản, tận dụng được nguồn nguyên đá tại nơi
xây dựng (ở miền núi).

Nhược điểm :
- Giá thành cao, đặc biệt trong trường hợp trượt sâu phải sử dụng cọc khoan
nhồi làm móng tường thì càng đắt.
-

Địi hỏi nhiều vật tư kỹ thuật

-

Phải điều tra kỹ về địa chất cơng trình và điều kiện đặt móng.


13

Hình 1.5: Gia cố mái taluy dương bằng giải pháp tường chắn ốp đá hộc xây vữa
1.2.5


Giải pháp dùng neo đất gia cố taluy:

Neo đất là một lắp đặt có khả năng truyền tải trọng kéo được đặt vào đến một
lớp đất chịu tải, sự lắp đặt này về cơ bản bao gồm một đầu neo, chiều dài neo tự do
và bầu neo
Tùy theo tính chất của cơng việc mà có các loại neo tạm thời và loại neo lâu
dài.
Về cấu tạo, trên thực tế neo gồm có các loại sau: thanh thép cường đô cao,
các sợi thép dự ứng lực và các thanh Polime.
Về mặt ứng dụng neo đất thường được sử dụng cho những mái taluy
cao và có độ dốc lớn,những nơi cần khả năng chống lật trượt rất lớn như dùng kết
hợp với tường chắn để bảo vệ thân đập thủy điện, khu vực khó khăn trong giảm
phóng mặt bằng, . Neo đất có thể lắp đặt được trong nhiều loại địa chất khác nhau
nhưng đặc biệt thích hợp với địa chất là đá phong hóa rời rạc.


14

Tịa nhà
Cọc ván
Neo

Cột
điện

Neo

Tường
chắn


Tường
chắn
Cọc
ván

Neo

Mố

Tịa nhà

Mái dốc

Sàn
Neo

Neo

Lực nhổ

Neo

Hình 1.6: Phạm vi ứng dụng của giải pháp neo đất
Hình ảnh một số cơng trình thực tế sử dụng neo:

Hình 1.7: Dùng neo đất gia cố mái taluy ở Hầm Hải Vân


15


Hình 1.8: Dùng neo gia cố mái taluy khu dân cư

Hình 1.9: Dùng neo gia cố thân đập thủy điện