Đà Nẵng 26/02/2013

ĐÁNH GIÁ TỔNG QUÁT CÔNG TÁC
KHẢO SÁT & TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC
PHỤC VỤ THIẾT KẾ THI CÔNG
&
KIẾN NGHỊ NHỮNG ĐIỀU CHỈNH PHÙ HỢP CHO CÔNG TÁC
KHẢO SÁT, THIẾT KẾ
VÀ THI CÔNG MÁI DỐC CẮT QUA VÙNG ĐỒI NÚI
Dự án: ĐƯỜNG CAO TỐC NỘI BÀI – LÀO CAI, 264KM
TRAN VAN VIET - MAI TRIEU QUANG
Feb 26th 2013

HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 68


Đà Nẵng 26/02/2013

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

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
HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 69


Đà Nẵng 26/02/2013

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.

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):
HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 71


Đà Nẵng 26/02/2013


Hệ Tầng
Sinh Quyền

a) Bản đồ địa chất VN - Đoạn Lào Bai – Yên Bái – Phú Thọ

HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 72


Đà Nẵng 26/02/2013

b) Bản đồ địa chất VN – Đoạn Lào Cai - Yên Bái

c) Bản đồ địa chất - Đoạn Việt Trì – Nội Bài
Hình II.1: Bản đồ địa chất tuyến cao tốc Nội Bài – Lào Cai
e) Hệ tầng Phan Lương (N13 pl)
- Đất đá bao gồm: Tảng kết, cuội kết, sỏi sỏi kết, cát kết, bột kết, sét kết, thấu kính than lignit.
- Hệ tầng nổi lên ở khu vực Tứ Mỹ-Cổ Tiết Tam Thanh và dọc dải Phú Sơn – Vật Lại – Kim
Sơn. Ngoài ra chúng còn có thể nằm sâu ở nhiều khu vực và bị bao phủ bởi Đệ Tứ.
c) Trầm tích Đệ Tứ (Q): Xét về nguồn gốc trầm tích có thể phân thành 3 kiểu:
- “Tàn tích” là sản phẩm trầm tích tại chỗ do phong hóa triệt để của đá gốc thành đất. Sản phẩm
này gọi là “Đất tàn tích” là đới bọc phủ ngoài các đồi núi. Kiểu đất này bắt gặp ở tất cả các
núi đồi và là đối tượng quan trọng cần nghiên cứu gây ra sạt lở mái dốc.
- “Sườn tích” là trầm tích có vận chuyển ngắn của đất đá phong hóa theo sườn và chân đồi nuí –
gọi là sản phẩm sườn tích và phát triển trên sườn và chân núi. Trong thực tế khó phân tách sản
phẩm sườn tích và tàn tích nên người ta hay gộp chung trong mô tả.
- “Bồi tích” là sản phẩm trầm tích có vận chuyển của dòng nước, nên có sự chọn lọc trong phân
bố hạt và thường phát triển dưới các thung lũng, dọc thềm sông và vùng đồng bằng.
HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Tổng hợp các hoạt động nêu
trên đã thực hiện trong thời
gian qua cho phép ra rút ra các
nhận xét và đánh giá như sau.
II.2.1

Gói thầu A8

Gói thầu A8 có điểm
đầu từ Km218+040 thuộc huyện Bảo Thắng đến điểm cuối Km244+155 thuộc TP Lào Cai, với tổng
chiều dài 26.115 km và 4 làn xe, do Nhà thầu Việt Nam Vinaconex thi công.
a) Nhà thầu Vinaconex đã tiến hành khảo sát khá hoàn chỉnh theo đề cương khảo sát được
duyệt, theo đó 103 hố khoan đã tiến hành có chiều sâu trung bình 12m, tổng độ sâu khoan 1106m,
tổng số mẫu thí nghiệm: 399 ND, 88 XĐ, 108 mẫu đá và 501 thí nghiệm SPT. Thông số sử dụng
trong tính toán tổng hợp sau.

HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 74


Đà Nẵng 26/02/2013

Hình II.2: Mặt cắt địa chất đại diện Km 218+820 – A8
- Lớp (2b) Sét pha chứa ít sạn:
 Với N30 = 15-30, có thể phân loại thành đất nửa cứng đến cứng (ASTM D1569)
 γ = 1.83 tons/m3;
Đất tự nhiên: φ = 17015’; C = 24.8 kPa
Đất bão hòa : φs = 11032’; Cs = 15.4 kPa
- Lớp (4a) Sét pha chứa nhiều Sạn Sỏi :

HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 76


Đà Nẵng 26/02/2013

d) Đến thời điểm này (28/06/2011), gói thầu A8 hầu như đã hoàn thiện công tác khảo sát và
tính toán kiểm toán ổn định các mái dốc cao trên 12m. Trong Báo cáo kiểm tra ổn định mái dốc Km
218+300 đến km 243+000 và nút giao số 18 (IC.18) lập tháng 4/2011 đã đệ trình và trong 61 vị trí
tính toán cho thấy:
 Những vị trí mái dốc đạt an toàn theo quy định (Fs ≥ 1.25) bao gồm : Km 219+020, Km
220+250, Km 222+440, Km 224+000, Km 226+180, Km 226+640, Km 227+780, Km 228+296, Km
228+300, Km 229+960, Km 230+000, Km 231+040, Km 232+680, Km 235+860, Km 235+980, Km
236+020, Km 236+040, Km 236+060, Km 240+820, Km 242+693, Km 219+020 (21 vị trí).
 Những vị trí mái dốc không đạt an toàn (với Fs = 0.59-1.207 < 1.25) bao gồm : Km
218+920, Km 222+760, Km 222+980, Km 223+140, Km 223+540, Km 223+640, Km 223+720, Km
223+960, Km 224+140, Km 226+260, Km 226+340, Km 226+580, Km 226+760, Km 226+980, Km
227+380, Km 227+888, Km 228+263, Km 228+560, Km 228+580, Km 228+600, Km 228+820, Km
228+900, Km 229+160, Km 229+260, Km 229+300, Km 229+430, Km 229+680, Km 229+720, Km
229+759, Km 229+840, Km 230+400, Km 230+460, Km 231+400, Km 231+600, Km 240+360, Km
240+420, Km 240+660, Km 240+760, Km 241+160, Km 241+240, Km 240+400, Km 242+580, Km
242+600, Km 02+040, Km 01+860, Km 01+960 (47 vị trí).
II.2.2

Gói thầu A6

Gói thầu A6 có 2 phần: Phần tuyến đường
từ lý trình Km109+750 đến Km190+420 và phần
Đường hầm số 9 xuyên qua nú ở lý trình Km


Hình II.5: Kết quả tính toán ổn định mái dốc cửa phía Nam
2. Cửa hầm phía Bắc: Cắt mái dốc sườn núi phía phải cửa hầm (xem hình II.6)
a) Theo mô tả trong “Cáo cáo tính toán ổn định mái dốc”, mái dốc cửa hầm phía Bắc đã tiến
hành 03 hố khoan (BTN06 đến 08) sâu nhất đến 25m và phần lớn bắt gặp là đá với N > 60. Dự kiến
thí nghiệm các mẫu R4, R6 của BTV.6 song cũng là đá nến không thí nghiệm được.
b) Tính toán ổn định mái dốc đã sử dụng thông số trong bảng cạnh hình 3, trong đó, thông số
lớp 2 thông báo là kết quả thí nghiệm (tuy nhiên không biết lấy ở đâu, vì khoan không lấy được mẫu).
Còn các thông số lớp 3a và 3b được thông báo là chuyển đổi theo phần mềm Rocklab-software. Kết
quả tính toán cho thấy hệ số an toàn chống trượt Fs = 2.198 (Bíhop) và 2.174 (Janbu).
c) Trong báo không nếu lý do, song mái dốc cửa phía Bắc cũng được xử lý Neo sâu 6m,
trong đó 3m vào đá, từ hệ gông BTCT như thể hiện trên hình 3.
Cần lưu ý: Tại hạng mục ổn định mái dốc hai cửa hầm đều đã được xưt lý bằng neo đến nay
đã hoàn tất, trong khi Nhà thầu vẫn chưa cung cấp “Báo cáo kết quả Khảo sát”, như đề cập trong
Báo cáo tính toán ổn định mái dốc .

HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 78


Đà Nẵng 26/02/2013

Hình II.6: Mái dốc cạnh Cửa Bắc, hầm số 9
3. Mái dốc cắt đường gói thầu A6: Bên cạnh tuyến đường hầm, gói thầu A6 tuyến đường
cắt mái dốc đồi núi thuộc địa phận Yên Bái. Hiện nay Nhà thầu chưa tiến hành khảo sát bổ sung để
cung cấp các thông số tính toán kiểm tra ổn định mái dốc, trong khi nhiều đoạn đã thi công đào cắt
mái dốc.
II.2.3


φ
Độ
17030’
13026’

C
kPa
25
18

qu
MPa

Lớp 3: Cát bụi sét lẫn dăm sạn, nửa cứng Tự nhiên
đến cứng.
Bão hòa
Lớp 4: Đá cát bột kết
Tự nhiên
2.7
12.5-46.2
Bão hòa
9.6-39
Ghi chú: thí nghiệm Cắt trực tiếp-cắt nhanh, tương ứng sơ đồ “ứng suất tổng”, φu – cu.

b) Công tính toán ổn định mái dốc:
- Đoan Km 190+420 đến Km 201+000 đã tính toán ổn định mái dốc cho 30 vị trí đào sâu
(ĐS)hay đắp cao (ĐC), với kết quả tổng hợp như sau:
 Những vị trí mái dốc đạt an toàn theo quy định (Fs ≥ 1.25) bao gồm : Km 190+640 (2
mái ĐS), Km 190+86 (ĐS), Km 191+560 (ĐS), Km 192+790 (ĐS), Km 192+920 (ĐC), Km
193+070 (ĐS), Km 194+480 (ĐC), Km 195+020 (ĐS), Km 195+330 (ĐS), Km 196+460 (ĐC), Km

Trang 80


Đà Nẵng 26/02/2013

Lớp đất – đá
Lớp 2: Sét pha bụi cát, dẻo cứng

γ
t/m3
1.98

φ
Độ
14003’
13026’
17059’
12011’
25-27
20

C
kPa
19
18
23
16
22-24
11


- Theo mô tả trong “Báo cáo khảo sát” thì đoạn này nằm trong hệ tầng Sinh Quyền bao gồm
đá gốc là đá Phiến mica, Gneiss kẹp Phiến mica và Quartzite v… Một số hố khoan gặp đá gốc được
mô tả là Quartzite.
- Các lớp đất đá sau: Lớp 1) Đất trồng trọt. Lớp 2) Sét gấy, xám nâu-xám đne, dẻo mềm. Lớp
3) Sét gầy, màu nâu vàng, dỏe cứng-nửa cứng. Lớp 3a) Cát-sét bụi (Cát pha), màu xám nâu-xám tro,
dẻo. Lớp 4) Sét gầy lẫn dăm cục, cát sạn. trạng thái nửa cứng-cứng. Sản phẩm phong hóa triệt để đá
gốc?. Lớp 5a) Cát cấp phối tốt lẫn bụi, chặt. Lớp 5a) Cuội sỏi lẫn sạn cát. Sản phẩm phong hóa đá
gốc. Lớp 6) Đá Quartzite, màu xám xanh, phong hóa nhẹ, nưuts nẻ mạnh, cứng chắc cấp IV-VI. Lớp
7) Đá cát kết, màu xám đen, phong hóa vừa, độ cứng cấp IV-VI.
- Hầu hết các hố khoan không bắt gặp nước dưới đất.
- Đặc trưng cơ lý:
Lớp đất – đá

φ
C
Qu
Độ
kPa
MPa
Lớp 2: Sét gấy xám nâu-đen, dẻo mềm
Tự nhiên
8025’
14.5
Bão hòa
6016’
12.2
Lớp 3: Sét gầy, nâu vàng, dẻo cứng-nửa Tự nhiên
1.89
13020’
19.7


Trang 81


Đà Nẵng 26/02/2013

b) Tính toán ổn định mái dốc:
Trong “Báo cáo “ đã tiến hành 17 mặt cắt đại diện, có chiều cao trên 12m của section 3 và kết
quả được tổng hợp trong bảng dưới đây
- Đoan Km 207+00 đến Km 218+040 đã tính toán ổn định mái dốc cho 17 vị trí đào sâu
(ĐS)hay đắp cao (ĐC), với kết quả tổng hợp như sau:
 Những vị trí mái dốc đạt an toàn 2 vi tri theo quy định (Fs ≥ 1.25) bao gồm : Km
207+220 (ĐS), Km 208+760 (ĐS)
 Những vị trí mái dốc không đạt an toàn theo quy định (với Fs = < 1.25) bao gồm : Km
209+060 (ĐS), Km 209+600 ( ĐS), Km 209+940 ( ĐS), Km 210+178 ( ĐS), Km 210+280 (ĐS), Km
211+120(ĐS), Km 215+220 (ĐS), Km 215+250 (ĐC), Km 215+610 (ĐC), Km 216+010 (ĐS), Km
216+840 (ĐS), Km 217+000 (ĐS), Km 217+080 (ĐS), Km 217+520 (ĐS), Km 217+600 (ĐS). Tổng
số 15 điểm không đạt.
 Biện pháp gia cố-xử lý: Hiện Nhà thầu chưa đưa ra biện pháp gia cố xử lý.

Hình II.8: Vài ví dụ về kết quả tính toán ổn định mái dốc Section 3, A7

II.2.4

Gói thầu A3

Gói thầu A3 trải từ lý trình Km 48+360 đến Km 80+00, nằm chủyếu trên địa bàn Vĩnh Phú,
do Nhà thầu Posco E&C Hàn Quốc thi công.
a) Công tác khảo sát: Một “Báo cáo Khảo sát ĐCCT” do nhà thầu tiến hành và cung cấp
cho thấy, gói thầu A3 đã tiến hành 27 hố khoan chạy dọc tuyến, trong đó có đầy đủ mặt bằng bố trí

Lớp 5: Sét lẫn sỏi sạn, xám vàng – xám
xanh. Sản phẩm phong hóa sét-cát kết

Tự nhiên
Bão hòa
Tự nhiên
Bão hòa
Tự nhiên
Bão hòa
Tự nhiên
Bão hòa
Tự nhiên
Bão hòa
Tự nhiên
Bão hòa

γ (t/m3)

φ (độ)

1.94

12045’
11020’
14010’
11025’
14010’
12000’

1.92

Km 74+330-390 (ĐS); Km 74+560-610 (ĐS); Km 74+810-870 (ĐS); Km 76+480-530 (ĐS). Tất cả
13 vị trí.
 Những vị trí mái dốc không đạt an toàn theo quy định (với Fs = < 1.25) và hạ mái dốc
từ V:H = 1:1 xuống 1:1.25 thì đạt Fs ≥ 1.25, đó là: Km 56+620-720; Km 61+210-350 (2 vị trí).

HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 83


Đà Nẵng 26/02/2013

A3, Km56+190-Km56+270, V : H = 1:1, Fs = 1.269
Hình 2. xxx

c) Giải pháp gia cố-xử lý: Một số vị trí kiểm tóan cho hệ số an toàn thấp hơn giới hạn, được
kiến nghị xử lý bằng cách hạ mái dốc từ 1: 1 xuông 1:1.25 bảo đảm giới hạn an toàn.

A3, Km61+211-Km61+350, V : H = 1.25, Fs = 1.262 OK

Hình 2. xxx

Hình II.10: Ví dụ tính toán một số vị trí tại A3
II.3

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ TỔNG QUÁT CÔNG TÁC KHẢO SÁT
VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÃ TIẾN HÀNH
Qua nghiên cứu công tác kết quả công tác khảo sát, tính toán kiểm toán ổn định mái dốc và đề
xuất giải pháp gia cố xử lý bảo đảm ổn định mái dốc cắt qua các sườn đồi núi xung yếu ở một số gói
thầu nêu trên, cho phép ta rút ra các nhận xét và đánh giá tổng quát chung như sau:

sườn đồi núi thể hiện trong báo cáo khảo sát đều mô tả không có mực nước đưới đất. Tuy nhiên,
trong báo cáo khảo sát đã không mô tả, phân tích và đánh giá khả năng “chứa nước” để của các lớp
đất đá qua đó có nhận định về mực nước có thể vào mùa mưa và mùa khô, đặc biệt là các lớp đất đá
nằm trong phạm vi mặt trượt. Do đó, không thể phân biệt điều kiện bão hòa của các lớp đất đá với
điều kiện tự nhiên “bất lợi nhất” là vào mừa mưa.
II.3.2

Về công tác phân tích và tính toán ổn định mái dốc

a) Về phân tích mặt trượt khả năng.
- Dường như tính toán chỉ thuần túy dựa vào mặt cắt địa tầng theo khoan để lập “mô hình mặt
cắt tính toán. Không kết hợp với đo vẽ ĐCCT để lập mô hình mặt cắt mái dốc sườn đồi núi, qua đó
xác định được “mặt trượt tiềm năng” sát thực tế nhất.
- Tất cả các tính toán đều lấy theo mô hình “trượt cung tròn” với mọi loại đất đá, trong khi kiểu
trượt này chỉ phù hợp với mái dốc trong đất đá tương đối đồng nhất. Trong khi đó nhiều cung trượt
cắt qua các lớp đất có đặc tính khác nhau một cách khiên cưỡng trong khi quy luật trượt luôn xảy ra
với nơi yếu nhất.
- Không phân tích để xác các kiểu mặt trượt thực tế có thể xảy ra ở vùng đồi núi tùy theo cấu
trúc địa chất như: Trượt dịch chuyển có thể xảy ra theo mặt tiếp giáp giữa đới phủ và nền đá gốc;
theo các mặt phân lớp, nứt nẻ-đứt gẫy và trượt “hình nêm” theo hai hệ nứt nẻ khác nhau.
- Đặc biệt là không yêu cầu tiến hành đo vẽ ĐCCT để xác định loại đá mức độ phong hóa và
các họ nứt nẻ-đứt gấy, là yếu tố rất quan trọng trong biệc đánh giá khả năng trượt tong thể mái dốc.
HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 85


Đà Nẵng 26/02/2013

b) Về thông số đặc trưng đất đá áp dụng trong tính toán

hóa cao, thành dạng “đất cứng-đá mềm”, phát triển tiếp theo đến sát chân hoặc sâu hơn mái dốc (mặt
đường). Nền đá gốc Granite có mức độ trung bình đến nhẹ, thành các khối và tảng đá cứng chấc, bắt
gặp ở một số vị trí gần chân mái dốc.
- Đá Phiến mica xen kẹp Gneiss bắt gặp phần lớn địa phận còn lại. Đới đất tàn tích dảy 3-5m
phủ trên. Tiếp theo là đới phong hóa cao dạng “đất cứng-đá mềm” dày khoảng 3-4m,. Dưới đó bắt
gặp đới phong hóa trung bình khá cứng chắc.
b) Gói thầu A7: Địa phận Lào Cai tiếp Giáp Yên Bái.
Đá Phiến mica xen kẹp Gneiss bắt gặp phần lớn mặt cắt. Đới đất tàn tích dảy 3-5m phủ trên.
Tiếp theo là đới phong hóa cao dạng “đất cứng-đá mềm” dày khoảng 3-4m,. Dưới đó bắt gặp đới
phong hóa trung bình khá cứng chắc.
c) Gói thầu A6: Nằm trên địa phận tỉnh Yến Bái.
HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 86


Đà Nẵng 26/02/2013

- Hầm số 9: Cửa phía Nam bắt gặp đá Phiến 2 Mi-ca. Đới tàn tích dày 3-5m phủ trên. Tiếp theo
là đới phong hóa cao thành đá phiến mềm yếu phát triển đến đáy hầm. Không bắt gặp đá cứng.
Cửa phía Bắc gặp đá Gnaiss kẹp Phiến Mica. Đới đất tàn tích dảy 3-5m phủ trên. Tiếp theo là
đới phong hóa cao dạng “đất cứng-đá mềm” dày khoảng 3-4m,. Dưới đó bắt gặp đới phong hóa trung
bình khá cứng chắc.
- Một số mặt cắt tuyến đường đã khai đào bắt gặp chủ yếu đá Gneis kẹp Micaschist với các đới
phong hóa tương tự như trên.
d) Gói thầu A3: Nắm trên địa phận tỉnh Vĩnh Phú, từ Phú Thọ đến Việt Trì.
- Đá mềm sét bột kết thuộc trầm tích Neogene bắt gặp trên dọc tuyến với sạng đồi bát úp. Đá
mềm như đất sét bột có trạng thái từ dẻo cứng phía ngoài đến cứng dần hơn theo chiều sâu. Loại đá
này bắt gặp trên bề mặt hầu hết tuyến đường cắt qua.
- Đá cuội tảng kết kẹp cát sạn kết nằm sâu và phát hiện ở khu vực cầu qua Sông Hồng thuộc địa


III

CÁC VẤN ĐỀ TRONG KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC
VÙNG ĐỒI NÚI

- Mái dốc ở sườn đồi núi được hình thành trong tự nhiên là chịu một quá trình liên hoàn “bào
mòn - rửa trôi - phong hóa - bao phủ” để “tự điều chỉnh” trong trạng thái “ổn định cân bằng động”.
Nghĩa là khi mất trạng thái cân bằng trên thì mái dốc sẽ “tự sạt lở” và khôi phục cân bằng và tái tạo
quá trình.
- Khi ta cắt mái dốc sườn đồi núi, đương nhiên, làm giảm trạng thái “ổn định” đó theo hướng:
giảm hệ số an toàn chống trượt (Fs), làm mất chế độ bao phủ, làm tăng các quá trình phong hóa, bào
mòn, rửa trôi.
- Nguyên lý thiết kế ổn định khi cắt mái dốc qua sườn đồi núi là phải bảo đảm đến hệ số an
toàn chống trượt đến giới hạn quy định (Fs ≥ 1.25 trong trường hợp dự án), có biện pháp bảo vệ tránh
gia tăng các quá trình phong hóa, bào mòn, rửa trôi và trả lại hay thay thế chế độ báo phủ.
III.1 ĐẶC ĐIỂM TRƯỢT MÁI DỐC CẮT
ĐƯỜNG MIỀN ĐỒI NÚI
Khác với mái dốc “đắp đường” trên miền
đồng bằng, mái dốc “cắt đường” miền đồi núi có
a) Trượt cung tròn
b) Trượt cung không tròn
các đặc điểm sau:
1) Mái dốc cắt đường phải cắt qua các loại
Trượt vòng cung - Rotational failure
đất đá khác nhau, từ bản chất thạch hóc đến nguồn
gốc hình thành với các mức độ phong hóa-nứt nẻđộ chặt cứng rất khác nhau.
2) Từ đặc diểm trên dẫn đến có nhiều
“kiểu mặt trượt” khác nhau khi cắt mái dốc đường
và trong thực tế người ta đã tổng hợp thành 6 kiểu

định mái dốc, đó là:
HỘI THẢO ĐỊA KỸ THUẬT - CHUYÊN ĐỀ: ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Trang 88


Đà Nẵng 26/02/2013

a) Cần ap dụng các phương pháp khảo sát và thăm dò thích hợp để lột tả được bản chất địa
tầng và phân tích và xác định các “kiểu mặt trượt khả năng”.
b) Cần áp dụng các phương pháp lấy mẫu và thí nghiệm thích hợp để xác định được thông số
sức kháng khả dĩ đại diện cho mặt trượt để áp dụng trong tính toán.
c) Nhìn chung đánh giá chính xác mức độ ổn định mái dốc miền đồi núi là phức tạp và khó
khăn và “back analysis” là kênh quan trọng cần tham khảo trong đánh giá.
III.2

ĐẶC ĐIỂM KHẢO SÁT MÁI DỐC CẮT ĐƯỜNG MIỀN ĐỒI NÚI

III.2.1 Phương pháp khảo sát
Phương pháp khảo sát phục vụ cho đánh giá mái dốc đường trong miền đồi núi – nơi có nhiều
nguy cơ xảy ra trượt lở mái dốc – được đề cập khá kỹ trong triêu chuẩn Việt Nam 22 TCN 171 – 87
“Quy trình khảo sát địa chất công trình và thiết kế biện pháp ổn định Nền đường vùng có hoạt động
trượt, sụt lở”. Đây là tiêu chuẩn biên soạn từ tiêu chuẩn Liên Xô cũ song nhiều điểm tương đồng với
tải liệu lỹ thuật từ các nước phát triển Âu Mỹ hiện nay, trình bầy sau đây [6].
Theo Glossop L., các phương pháp khảo sát áp dụng cho từng trường hợp phụ thuộc mức độ
phức tạp và quy mô mái dốc, điều kiện hiện trường và đặc điểm địa chất. Một số hay nhiều các
phương pháp khảo sát sau thường áp dụng mái dốc sườn đồi núi [6, 7]:
- Công tác “Điều tra ban đầu” không thể thiếu: Đo vẽ ĐCCT, đo đạc địa hình, chụp ảnh hàng
không, nghiên cứu các công trình có trước và lân cận, nghiên cứu các công trình đào, lịch sử đứt gẫy
kiến tạo hoạt động hoặc núi lửa v.v… Công tác đo vẽ ĐCCT đặc biệt hữu ích khi đi đo vẽ chi tiết các

được xác định và phân tích, sau đó, xác định các yếu tố tác động đến “sức kháng cắt” của khối đá
sao cho một “giá trị khả dĩ” có thể sử dụng trong tính toán ổn định mái dốc.
III.2.4

Vấn đề sức kháng cắt với đá phong hóa - nứt nẻ

Theo Ritcharss [7] sức kháng cắt loại đá nứt nẻ nói chung (jointed rock) là sự kết hợp của 2
thành phần:
- Một phần là sức kháng ma sát cơ sở của bề mặt
nứt nẻ. Góc ma sát cơ sở này được xác định trên bề mặt
Hình III.2
phẳng và nhẵn của vật liệu đá. Nhìn chung giá trị của đó
tương ứng với “sức kháng cắt dư”, nghĩa là ở trạng thái
khi cắt đã bị trượt.
- Một phần sức kháng phụ thêm do mức độ “gồ
ghề-thô ráp” của bề mặt nứt nẻ. Đặc điểm bề mặt kiểu
này cho một giá trị “lực dính biểu kiến” hoặc là gia tăng
góc ma sát trong mặt tiếp sức giữa các nứt nẻ.
Mẫu hình đơn giản sức kháng cắt đá nứt nẻ (hình
III.2) sẽ trở nên phức tạp khi các nứt nẻ đo lại bị tác động
quá trình phong hóa, lấp nhét hoặc nứt nẻ hở không lien
tục.
Yếu tố chủ yếu là suy yếu sức kháng cắt của đá
nứt nẻ-phong hóa là suy giảm “sức kháng nén”. Barton
[x] chứng minh được rằng sức kháng nén đá nứt nẻ phong hóa cho giá trị gần đúng khi lấy sức kháng
nén đá tươi chia cho 4.
Còn Deere & Patton [7] đã tổng hợp các hiệu ứng chính của phong hóa tác động vào sức
kháng trượt như sau:
a) Sự suy giảm khá mạnh mẽ sức kháng cắt ở mức độ ứng suất cao.
b) Sự suy giảm áp lực nén (normal stress level) ở đó kiểu trượt ban đầu đã chuyển từ trượt


a) Trượt cung tròn (Circular Slip) xảy ra
trong điều kiện mái dốc nằm trong điều kiện địa
tầng được xem là đồng nhất từ trên xuống dưới,
(b)
điển hình với đất dính loại sét.
γ, φ’, c’
- Trong phạm vi dự án, gói thầu A3 nằm
trong phạm vi khu vực Phú Thọ - đất đá sét bột
kết hệ tầng Phan Lương (N13 pl) – phần lớp
nằm trong trường hợp này
Hình III.3: Địa tầng đồng nhất
- Khi đó, phương pháp Bishop được áp
dụng trong điều kiện “ứng suất hữu hiệu”, theo công thức (12). Sử dụng sức kháng cắt φ’- c’ của đất
đá:

 [c'.b
n

FS 

1
tg  . tg  '
cos  (1 
)
Fs
Wsin 

 (W  ub).tg  ' ].