Nghiên cứu ứng dụng giếng thoát nước đường kính lớn nhằm tăng cường khả năng tự ổn định mái dốc kết hợp thu nước phục vụ sinh hoạt trên địa bàn tỉnh Điện Biên
Tóm tắt Nghiên cứu ứng dụng giếng thoát nước đường kính lớn nhằm tăng cường khả năng tự ổn định mái dốc kết hợp thu nước phục vụ sinh hoạt trên địa bàn tỉnh Điện Biên: ... chống trƣợt hiệu quả là phải loại bỏ đƣợc hoàn toàn hoặc làm suy yếu các nguyên nhân trực tiếp gây trƣợt, kết quả cuối cùng là dịch chuyển trƣợt giảm dần và dừng hẳn. Tác động trực tiếp lên các đại lƣợng trực tiếp nêu trên là nƣớc trong đất. Nƣớc trong đất có thể làm giảm độ bền của k...ng cắt lớn để có thể chặn đƣợc những cung trƣợt lớn. Giếng thoát nƣớc nằm sâu trong đất nên hạn chế đƣợc việc chặt phá cây cối và lớp thảm phủ thực vật để thi công, giữ đƣợc cảnh quan môi trƣờng và xói bề mặt mái dốc. Giếng bằng bê tông cốt thép liên kết, có thể thi công bằng hai phƣơn...h thƣớc mô hình là: chiều rộng 350 m, chiều dài 350 m, chiều cao 170 m. Giếng có kích thƣớc là D = 3 m; chiều dài L = 8 m; chiều dày giếng d = 0,3 m. Tải trọng tính toán bao gồm: tải trọng bản thân các lớp đất, áp lực nƣớc tác dụng lên thành giếng. Điều kiện biên: biên phƣơng X đƣợc cố đ...
nsity make soil and rock saturated, rises groundwater level, reduces soil shear strength and simutanously increases the self weight of soil and rock. Extreme Rainfall thereby increases the driving forces, reduces resisting forces, and finally failure surface is formed. There are not many effective solutions for landslide mitigation and prevention. For solve it, this paper introduces a new solution to improve the ability to self-stabilize the deep-seated landslide on the hill slope using a structure with two fuctions. It is large diameter vertical well of two-fuctions combined, i.e. drainage and retaining. The effectiveness of piles and and groundwater drainage were simulated and analysed by 3D finite element software. The results of analysis show that the phreatic line is lowered and the safety factor of the slope is significantly increased compared to the unreinforced slope. Key words: Landslide, large diameter vertical well. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * Điện Biên là một tỉnh miền núi có địa hình phức tạp, diện tích có độ dốc lớn hơn 25% chiếm trên 80% toàn bộ diện tích của tỉnh, đồng thời bị chia cắt mạnh bởi những dãy núi cao và khe sâu. Khi có mƣa với cƣờng độ lớn thƣờng tạo ra trƣợt lở đất, lũ quét, lũ bùn đá. Là tỉnh nằm trong vùng động đất có thể xảy ra bất thƣờng, dự báo lên tới cấp 8 tức là từ 7,8 độ Richter. Năm 1983 động đất tại Tuần Giáo 6,7 độ Richter, năm 2001 tại Điện Biên 5,3 độ * Viện Thuỷ Công, Viện Khoa học Thủy l i Việt Nam Số 3 - Ngõ 95 Chùa Bộc - Đống Đa - Hà Nội ** Ban Quản lý Trung ơng các Dự án Thủy l i Số 23 Hàng Tre - Hoàn Kiếm - Hà Nội. Richter. Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm, phổ biến trong khoảng từ 1700-2500 mm, nơi nhiều nhất trên 2800mm và thấp nhất 1500 mm, tuy nhiên sự phân bố lƣợng mƣa không đều, chủ yếu tập trung vào 03 tháng mùa mƣa là tháng 6, 7 và 8, lƣợng mƣa chiếm từ 60% đến70% lƣợng mƣa cả năm. Kết hợp giữa địa hình dốc với cƣờng độ mƣa lớn nên hiện tƣợng trƣợt lở hàng năm rất lớn. Hiện tại trên địa bàn tỉnh Điện Biên có 673 điểm trƣợt lở, trong đó có 375 điểm trƣợt lở nhỏ, 139 điểm trƣợt lở lớn, còn lại là các điểm trƣợt lở trung bình. Ngoài ra còn có 14 điểm lũ quét và 82 điểm xói lở bờ sông suối [1]. Trong khoảng từ năm 2013 đến năm 2017 có khoảng gần 235 đầu mối công trình Thủy lợi, ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 18 Nƣớc sạch bị sạt lở đất vùi lấp, khoảng 25km tuyến kênh mƣơng bị sạt lở đất gây vùi lấp và hƣ hỏng [2]. Trƣợt lở mái đất là một dạng thiên tai gây nhiều tổn thất, thƣờng xảy ra trong mùa mƣa. Mƣa lớn kéo dài gây bão hoà đất, mực nƣớc ngầm dâng cao, tính chất cơ lý của mái đất giảm kéo theo một khối trƣợt lớn. M i khối trƣợt có thể chia ra ba thời kỳ phát triển nhƣ sau: 1) thời kỳ chuẩn bị trƣợt là thời kỳ làm giảm dần độ ổn định của các khối đất đá; 2) thời kỳ thành tạo trƣợt thực thụ, tính ổn định của đất đá mất đi tƣơng đối nhanh hoặc rất đột ngột; 3) thời kỳ tồn tại - thời kỳ ổn định trƣợt, lập lại độ ổn định của các khối đất đá. Thông qua cơ chế hình thành và động lực phát triển của quá trình trƣợt lở đất, đá có thể kiến nghị các giải pháp công trình nhằm hạn chế hoặc loại trừ hiện tƣợng trƣợt xảy ra. Các giải pháp thƣờng đƣợc sử dụng để ổn định mái đất dốc hiện nay gồm: Tƣờng chắn đất; cắt cơ giảm tải kết hợp làm rãnh thoát nƣớc; neo kết hợp bọc phủ mái; neo kết hợp thoát nƣớc nằm ngang; đinh đất, đinh đất kết hợp neo, .v.v [3], [4], [5]. Hình 1: S t lở đất gây h hỏng công trình thủy l i tr n địa bàn tỉnh Điện Bi n Đối với các mái dốc tồn tại cung trƣợt lớn đồng thời mực nƣớc ngầm dâng cao về mùa mƣa thì các giải pháp ổn định thƣờng dùng hiện nay gặp phải những khó khăn, hạn chế, gồm: (1) Mực nƣớc ngầm trong mái dốc dâng cao do có nguồn nƣớc mặt hoặc nƣớc ngầm bổ sung vào trong thân mái dốc, đồng thời có thể do khả năng thoát nƣớc của đất thấp, kết cấu ổn định mái dốc không có hệ thống thoát nƣớc hoặc hệ thống thoát nƣớc bị hƣ hỏng; (2) Với cách làm rãnh thoát nƣớc kết hợp bọc phủ bê tông trên bề mặt, mái dốc nhƣ hiện nay sẽ chỉ hạn chế đƣợc nƣớc mƣa thấm vào tầng chứa nƣớc mà không hạ thấp đƣợc mực nƣớc ngầm vốn có, hoặc ngấm từ nguồn nƣớc ngầm khác vào trong mái dốc; (3) Với cách đặt các ống thu nƣớc ngang trong mái đất, đƣờng kính ống nhỏ và chiều dài hạn chế nên dễ bị lấp tắc và năng lực thoát nƣớc có hạn, hiệu quả hạ thấp mực nƣớc ngầm không cao. Trƣờng hợp mái dốc tồn tại cung trƣợt lớn và mực nƣớc ngầm cao, việc giảm lực gây trƣợt bằng cách thoát nƣớc quan trọng hơn là việc gia tăng khả năng chống trƣợt bằng các giải pháp kết cấu chống đỡ nhƣ: tƣờng chắn, neo hoặc đinh đất. Cần phải có một giải pháp kết hợp đƣợc việc giảm lực gây trƣợt bằng cách thoát nƣớc ngầm với việc tăng khả năng chống trƣợt bằng cọc chống trƣợt đƣờng kính lớn [6], [7]. Giải pháp mới đề xuất là giếng thoát nƣớc đƣờng kính lớn vừa có tác dụng chống trƣợt, vừa có tác dụng thoát nƣớc mặt và nƣớc ngầm. Một ví dụ cụ thể về ổn định khối trƣợt sâu sẽ đƣợc phân tích bằng phần mềm phần tử hữu hạn để làm sáng tỏ hiệu quả của giải pháp. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 19 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 2.1. Ảnh hƣởng của nƣớc ngầm đến ổn định mái dốc Sự ổn định của sƣờn dốc, mái dốc hoặc khả năng trƣợt của chúng phụ thuộc trực tiếp vào góc nghiêng của mái dốc, độ bền của đất đá cấu tạo nên mái dốc, áp lực nƣớc thủy động và thủy t nh trong mái dốc và các yếu tố gián tiếp làm thay đổi giá trị của ba đại lƣợng trực tiếp nêu trên. Tổ hợp giải pháp phòng chống trƣợt hiệu quả là phải loại bỏ đƣợc hoàn toàn hoặc làm suy yếu các nguyên nhân trực tiếp gây trƣợt, kết quả cuối cùng là dịch chuyển trƣợt giảm dần và dừng hẳn. Tác động trực tiếp lên các đại lƣợng trực tiếp nêu trên là nƣớc trong đất. Nƣớc trong đất có thể làm giảm độ bền của khối đất đá tạo nên mái dốc cũng nhƣ làm tăng áp lực thủy động và thủy tỉnh trong mái dốc gây ra sự mất ổn định của mái dốc. Vì vậy, việc thoát nƣớc trong các khối đất đá sẽ giúp mái dốc tự ổn định. Nƣớc trong đất tồn tại chủ yếu dƣới các dạng nhƣ: (1) Nƣớc trong khoáng vật của hạt đất, là loại nƣớc nằm trong tinh thể khoáng vật của hạt đất, nó tồn tại dƣới dạng phân tử H2O hoặc ở dạng ion H + và OH - loại nƣớc này ít ảnh hƣởng đến sức kháng cắt của đất; (2) Nƣớc kết hợp mặt ngoài của đất, là loại nƣớc đƣợc giữ lại trên bề mặt hạt đất dƣới tác dụng của các lực hoá lý. Tuỳ theo mức độ kết hợp mạnh yếu khác nhau thì đƣợc phân thành 2 loại là nƣớc hút bám và nƣớc màng mỏng; (3) Nƣớc tự do, là loại nƣớc nằm ngoài phạm vi lực hút phân tử, loại này đƣợc phân thành 2 loại là: Nƣớc trọng lực và nƣớc mao dẫn: + Nƣớc trọng lực: Là nƣớc tự nhiên nằm trong các khe hổng của đất, nó có thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác dƣới tác dụng của trọng lực, thƣờng đƣợc gọi là nƣớc ngầm hoặc nƣớc mạch. Khi chảy qua các l hổng, với tốc độ thấm lớn nó có thể sinh ra áp lực thuỷ động lên các hạt đất. + Nƣớc mao dẫn: là nƣớc dâng lên theo các đƣờng l hổng giữa các hạt đất dƣới tác dụng của lực mao dẫn. Nƣớc mao dẫn làm tăng độ ẩm của đất, làm giảm sức chịu tải của nền, làm tăng trọng lƣợng riêng của đất. Loại nƣớc này có ảnh hƣởng đáng kể đến các tính chất cơ học của đất. Trong các loại nƣớc trong đất nêu trên thì chỉ có nguồn nƣớc tự do là tác động trực tiếp lên các yêu tố gây trƣợt. Vì vậy, việc triển khai các giải pháp thoát nƣớc mái dốc có thể làm tăng khả năng tự ổn định của mái dốc từ đó hạn chế và giảm thiểu rủi ro do trƣợt lở đất gây ra. 2.2. Lựa chọn giải pháp ổn định mái dốc Trƣờng hợp mái dốc tồn tại cung trƣợt lớn và mực nƣớc ngầm cao, việc sử dụng các giải pháp thông thƣờng không giảm đƣợc đáng kể lực gây trƣợt. Nghiên cứu này kiến nghị giải pháp cọc chống trƣợt đƣờng kính lớn kết hợp thu nƣớc bằng kết cấu lọc thành bên có đƣờng kính từ 1,5 m đến 6,0 m (xem Hình 2) dùng để ổn định mái đất dốc đã có nguy cơ tồn tại cung trƣợt sâu từ 5,0 m đến 40,0 m và có mực nƣớc ngầm dâng cao do mƣa thấm hoặc nguồn nƣớc ngầm từ bên ngoài mái dốc nhƣ hồ chứa. Mực nƣớc ngầm cao làm tăng trọng lƣợng khối trƣợt, gây bão hòa đất, làm giảm khả năng kháng cắt của đất, từ đó làm giảm khả năng tự ổn định của mái dốc và cuối cùng phát sinh trƣợt mái dốc. Vì vậy, hạ mực nƣớc ngầm và ngăn chặn nguồn nƣớc chảy vào mái dốc là giải pháp quan trọng để tăng ổn định mái dốc. Thành giếng có các cửa sổ đƣợc gắn thêm các kết cấu lọc để thu nƣớc vào giếng, sau đó thoát ra bằng các đƣờng ống thoát nằm ngang và đổ vào các rãnh tiêu nƣớc mặt trên mái dốc. Các ống thoát nƣớc nằm ngang có thể bố trí ở nhiều cao trình để tăng năng lực thu thoát nƣớc. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 20 Hình 2: Kết cấu giếng đứng đ ng kính lớn 1- Đ ng mái dốc tự nhi n; 2- Mực n ớc ngầm trong mái; 3- Cung tr t giả định; 4- Thành giếng bằng b tông cốt th p BTCT ; 5- Cửa sổ thu n ớc có lớp lọc; 6- Ống thoát n ớc ngang; 7- Bơm dự phòng tr ng h p các ống thoát n ớc ngang bị t c; 8- Rãnh thoát n ớc mặt; 9- Mực n ớc ngầm h xuống khi giếng ho t động; 10- N ớc m a. Do giếng có đƣờng kính lớn, diện tích xung quanh rộng, có thể bố trí nhiều cửa sổ tạo ra diện tích thu nƣớc lớn. Đƣờng mực nƣớc ngầm hạ thấp khi giếng hoạt động có thể tính toán dựa vào mật độ bố trí giếng và khả năng thấm của đất. Ngoài chức năng hạ thấp mực nƣớc ngầm, giếng thoát nƣớc đƣờng kính lớn còn có tác dụng nhƣ cọc chống trƣợt để làm tăng ổn định mái dốc. Thành giếng bằng bê tông cốt thép có tác dụng chống lại lực cắt khi cung trƣợt đi qua. Do giếng có đƣờng kính lớn nên khả năng chống cắt lớn để có thể chặn đƣợc những cung trƣợt lớn. Giếng thoát nƣớc nằm sâu trong đất nên hạn chế đƣợc việc chặt phá cây cối và lớp thảm phủ thực vật để thi công, giữ đƣợc cảnh quan môi trƣờng và xói bề mặt mái dốc. Giếng bằng bê tông cốt thép liên kết, có thể thi công bằng hai phƣơng pháp: (i) Đúc sẵn từng đốt, hạ xuống bằng phƣơng pháp đào moi, liên kết các đốt lại bằng mối nối đảm bảo chịu lực; hoặc (ii) Đào giếng đến đâu đổ bê tông thành giếng đến đó (theo phƣơng pháp top-down). 3. ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 3.1. Giới thiệu công trình Công trình cấp nƣớc sinh hoạt bản Lịch Cang xã Nậm Lịch huyện Mƣởng Ẳng – tỉnh Điện Biên đƣợc Xây dựng năm 2016 để cấp nƣớc sinh hoạt cho 200 hộ dân với các hạng mục công trình đập dâng cửa lấy nƣớc bằng triron, hệ thống đƣờng ống dẫn nƣớc, bể cấp nƣớc tập trung: Tuy nhiên, do trƣợt lở đất đã làm bồi lấp hoàn toàn khu vực đầu mối và triron lấy nƣớc (Hình 3). Vì vậy, để giải quyết vấn đề trên đề tài đã tiến hành tích hợp đập ngầm, giếng chống trƣợt, hệ thống thu nƣớc đáy sông vào công trình cũ, phối cảnh công trình nhƣ sau (Hình 4). Hình 3: Đầu mối bị bồi lấp hoàn toàn, triron lấy n ớc bị bùn cát lấp đầy ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 21 Để giải quyết vấn đề trên đề tài đã tiến hành tích hợp đập ngầm, giếng chống trƣợt, hệ thống thu nƣớc đáy sông vào công trình cũ, phối cảnh công trình nhƣu sau (Hình 4). Hình 4: Phối cảnh công trình thử nghiệm 3.2. Phƣơng pháp phân tích ổn định Sử dụng phần mềm Địa kỹ thuật Midas GTS để tính toán ổn định thấm và trƣợt tổng thể cho tƣờng chắn. Phần mềm Midas GTS là một hệ thống phần mềm Địa kỹ thuật và Kết cấu đƣờng hầm hiện đại. Midas GTS đƣợc phát triển dựa trên kinh nghiệm về phân tích phần tử hữu hạn và công nghệ đồ hoạ đƣợc Midas IT tích luỹ liên tục từ năm 1989 [8]. 3.2.1 Ổn định thấm Xác định đƣờng bão hòa trong nền đất, tức áp lực nƣớc tác dụng lên lƣng tƣờng chắn bằng mô hình tính toán thấm trong phần mềm Midas GTS, sử dụng các phƣơng trình tính toán cơ bản sau đây: - Trƣờng hợp dòng thấm ổn định: x y z H H H k k k Q x x y y z z t (1) - Trƣờng hợp dòng thấm không ổn định: x y z s H H H H k k k Q S x x y y z z H t (2) Trong đó: H: Cột nƣớc tổng, (m); kx: Hệ số thấm theo phƣơng x, (m/s); ky: Hệ số thấm theo phƣơng y, (m/s); kz: Hệ số thấm theo phƣơng z, (m/s); Q: Lƣu lƣợng vào/ra trong một đơn vị thể tích trên một đơn vị thời gian, (m3/s); : Hàm lƣợng thể tích nƣớc; t: Thời gian, (s); : Hệ số lƣợng tích trữ nƣớc; Ss: Lƣợng tích trữ nƣớc. 3.2.2 Ổn định trượt tổng thể Hình 5: Cơ chế triết giảm , c Phƣơng pháp lựa chọn để tính toán ổn định trƣợt cho tƣờng chắn là phƣơng pháp triết giảm , c. Nguyên lý tính toán là giảm dần sức bền kháng cắt của vật liệu đất đắp đến điểm giả định xảy ra mất ổn định trƣợt. Tỷ lệ triết giảm sức kháng cắt tối đa tại thời điểm đó đƣợc coi là yếu tố an toàn tối thiểu, xem công thức (3). Hệ số an toàn chống trƣợt đƣợc xác định trên cơ sở của sự phá hoại cắt nhƣ sau: s f F (3) Trong đó: : Sức kháng cắt của vật liệu, tannc , (kN/m 2 );f: Sức kháng cắt của mặt trƣợt, tanf f n fc (kN/m2). f c c SRF (4) 1 tantanf SRF (5) SRF là hệ số triết giảm cƣờng độ, mà phụ ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 22 thuộc vào số lần lặp để hội tụ và chỉ tiêu không cân bằng đƣợc quy định bởi ngƣời sử dụng. 3.3. Trƣờng hợp tính toán Các trƣờng hợp tính toán đƣợc xây dựng trên mô hình 2D và 3D để phân tích khả năng giữ ổn định mái dốc và khả năng thu nƣớc của kết cấu lọc trên thành giếng, các trƣờng hợp tính toán cụ thể nhƣ sau: TH1: Đánh giá hiện trạng vị trí công trình; TH2: Gia cố mái dốc bằng giếng thoát nƣớc ngang, bố trí kết cấu lọc trên thành giếng. 3.4. Xâ dựng mô hình tính toán Mô hình tính toán đƣợc lập trên phần mềm Midas GTS với kích thƣớc mô hình là: chiều rộng 350 m, chiều dài 350 m, chiều cao 170 m. Giếng có kích thƣớc là D = 3 m; chiều dài L = 8 m; chiều dày giếng d = 0,3 m. Tải trọng tính toán bao gồm: tải trọng bản thân các lớp đất, áp lực nƣớc tác dụng lên thành giếng. Điều kiện biên: biên phƣơng X đƣợc cố định phƣơng X, biên phƣơng Y đƣợc cố định phƣơng Y, biên phƣơng Z tại mặt đáy mô hình đƣợc cố định phƣơng X, Y, Z, mặt trên mô hình không gắn điều kiện biên, xem Hình 6. Bƣớc tính toán: tính toán ứng suất do bản thân các lớp đất gây ra, tính toán đào giếng, tính ổn định mái dốc khi lắp đặt xong giếng. Hình 6: Mặt c t ngang bố trí giếng chống tr t tr n cấu trúc địa chất của mái dốc Mái dốc đƣợc cấu tạo bởi các lớp đất nhƣ sau (hình 6). Lớp 1: Sét pha lẫn dăm mảnh màu xám vàng, xám nâu trạng thái dẻo cứng, kết cấu rời rạc (dQ). Lớp 2: Sét pha lẫn dăm mảnh, màu nâu đỏ nâu vàng đốm trắng, trạng thái nửa cứng. Lớp 3a: Đá cát bột phong hóa mãnh liệt đến mạnh màu xám đen, xám nâu. Đá mềm yếu có thể đào đƣợc bằng xà beng, nõn khoan vỡ thành dạng mạnh kích thƣớc tƣ 3-5cm. khe nứt bị lấp nhét bởi đất sét. Lớp 3b: Đá cát bột phong hóa vừa màu xám xanh, xám đen, đá cứng giòn, nõn khoan vỡ thành dạng l hình trụ từ 5-14 cm. mặt khe nứt ngả màu xám đen. Tính chất cơ lý của các lớp đất đƣợc trình tại bảng 1, các thông số về giếng đƣợc trình bày tại bảng 2. Bảng 1: Chỉ ti u cơ lý của cấu trúc mái dốc Lớp đất tự nhiên bão hòa E K c (kN/m 3 ) (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) m/s (kN/m 2 ) (°) Lớp 1 18,8 19,8 0,3 20000 8,61x10-7 22,7 17018’ Lớp 2 19,6 20,6 0.3 25000 3,79x10-8 18,4 16051’ Lớp 3a 27,0 27,3 0,28 120000 5,50x10-7 200 36032’ Lớp 3b 27,1 27,4 0,28 150000 3,00x10-7 500 38012’ Bảng 2: Thông số tính toán khác Vật liệu tự nhiên E K (kN/m 3 ) (kN/m 2 ) m/s Bê tông giếng M300 25,0 0,25 2,5x106 1x10-15 Bê tông lót M150 24,0 0,25 1,5x10 6 1x10 -12 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 23 Hình 7: Xây dựng mô hình tính toán 3.4. Phân tích kết quả tính toán 3.4.1. TH1: Đánh giá hiện tr ng vị trí công trình; a Đ ng bão hoà trong thân mái dốc Hình 8: Đ ng bão hoà trong thân mái dốc b Ổn định mái dốc Hình 9: Ổn định mái dốc, K = 1.073 < [K] = 1,20 c Biến d ng mái dốc ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 24 Hình 10: Biến d ng mái dốc 3.4.2. TH2: Gia cố mái dốc bằng giếng thoát n ớc ngang, bố trí kết cấu lọc tr n thành giếng a Đ ng bão hoà trong thân mái dốc Hình 11: Đ ng bão hoà trong thân mái dốc b Ổn định mái dốc Hình 12: Ổn định mái dốc, K = 1.257 > [K] = 1,20 c Biến d ng mái dốc Hình 13: Biến d ng mái dốc ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 25 3.5. Nhận ét đánh giá Kiểm tra ổn định của mái dốc tự nhiên (TH1) cho thấy hệ số ổn định của mái dốc chỉ đạt K1 = 1.073 < [K] = 1,20, thông qua hệ số tính toán ổn định thấy rằng mái dốc đang ở gần với trạng thái cân bằng giới hạn. Khi có tác động của tải trọng hoặc có mƣa lớn làm giảm cƣờng độ của mái dốc thì khả năng xảy ra trƣợt là rất lớn. Để làm tăng ổn định của mái dốc chuyên đề sử dụng giếng thoát nƣớc ngang, bố trí kết cấu lọc trên thành giếng. Kết quả tính toán cho trƣờng hợp này (TH2) cho thấy hệ số ổn định của mái dốc tăng lên đáng kể từ K1 = 1.073 lên K2 = 1.257 > [K] = 1,20. Thành giếng bằng bê tông cốt thép có tác dụng chống lại lực cắt khi cung trƣợt đi qua. Do giếng có đƣờng kính lớn nên khả năng chống cắt lớn đáng kể để có thể chặn đƣợc những cung trƣợt lớn. Đồng thời trên thành giếng có gắn các cửa sổ lọc nên đã hạ thấp đƣợc đáng kể đƣờng bão hòa, nƣớc đƣợc thu vào giếng thông qua các cửa sổ lọc. Lƣu lƣợng thu đƣợc vào trong giếng tính toán đƣợc lần lƣợt là Qth = 3,02 l/p. 4. KẾT LUẬN Trƣợt lở mái dốc khu vực miền núi phía bắc nói chung, tỉnh Điện Biên nói riêng là một thực trạng khẩn cấp và ngày càng gia tăng bởi những thiệt hại to lớn về con ngƣời và tài sản do nó gây ra. Mặc dù đã đƣợc quan tâm giải quyết từ lâu, song nó chƣa bao giờ là một đề tài cũ, và luôn luôn nóng lên trong m i mùa mƣa lũ. Đồng thời vấn đề cấp nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân vùng cao để ổn định xã hội và phát triển kinh tế, cũng là một vấn đề có ý ngh a thực tiễn cũng không kém phần nóng bỏng. Nhằm giải quyết những vấn đề trên, một giải pháp mới sử dụng giếng thoát nƣớc đƣờng kính lớn đã đƣợc nghiên cứu ứng dụng. Giếng thoát nƣớc đƣờng kính lớn vừa có tác dụng chống trƣợt, vừa có tác dụng lấy nƣớc mặt và nƣớc ngầm, để phục vụ cho sinh hoạt cho ngƣời dân vùng cao. Kết quả tính toán và áp dụng thử cho thấy, đây là một giải pháp hiệu quả, có khả năng áp dụng rộng rãi cho những khu vực có điều kiện tƣơng tự. Lời cảm ơn Nội dung bài báo này thuộc nội dung nghiên cứu của đề tài độc lập cấp Quốc gia “Nghiên cứu đề xuất mô hình tích hợp các giải pháp thu gom, lưu giữ và khai thác các nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho các vùng khan hiếm nước tỉnh Điện Biên.”, mã số: ĐTĐLCN.37/19, do Bộ Khoa học và Công nghệ giao Viện Thủy Công chủ trì thực hiện. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản. Dự án “Điều tra, đánh giá và phân vùng cảnh báo nguy cơ trƣợt lở đất đá các vùng núi Việt Nam” Báo cáo tổng kết dự án, 2020; [2] Sở NN&PTNT tỉnh Điện Biên. Báo cáo“Tổng kết phòng chống thi n tai năm 2018 và kế ho ch ph ơng h ớng thực hiện năm 2019”, 2019 ; [3] R. Whitlow. Cơ học đất, Nhà xuất bản Giáo dục, 1999. [4] Braja M.Das. Foundation Engineering, China machine press, 2016. [5] Nguyễn Bá Kế. Thiết kế và thi công hố móng sâu, Nhà xuất bản Xây dựng, 2010. [6] Richard L. Bateman, Francke C. Walberg. Pile Design Procedure for Stabilizing Channel Slopes, International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering, 483-490, 1998. [7] Donovan Mujah, Fauziah Ahmad, Hemanta Hazarika, Naoto Watanabe. The Design Method of Slope Stabilizing Piles: A Review, International Journal of Current Engineering and Technology, ISSN 2277 – 4106: 224-229, 2013. [8] Midas Geotechnical and Tunnel Analysis System, MIDAS Information Technology Co., Ltd.,., 2014. Ng i phản biện: PGS,TS. PHÙNG VĨNH AN
File đính kèm:
- nghien_cuu_ung_dung_gieng_thoat_nuoc_duong_kinh_lon_nham_tan.pdf