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...

pdf9 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 28 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu 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, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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:

  • pdfnghien_cuu_ung_dung_gieng_thoat_nuoc_duong_kinh_lon_nham_tan.pdf
Ebook liên quan