Yêu cầu khi ñắp ñất nền ñường trên sườn dốc : - Nền ñường phải ñặt trên một sườn dốc ổn ñịnh và bản thân sườn dốc ñó vẫn ổn ñịnh sau khi ñã xây dựng nền ñường.. - Nền ñắp không bị trượt
Trang 13.2.3.3 Phân loại ñất dính
Bảng 3.3 :Phân loại ñất dính
Loại ñất Tỷ lệ cát (2÷0,005 )mm có trong ñất (% khối lượng) dẻo Chỉsố Khả năng sử dụng ñể xây dựng nền ñường
Á cát nhẹ, hạt >50 1÷7 Rất thích hợp
Á sét nặng, bụi <40 12÷17 Ít thích hợp
Sét bụi Không quy ñịnh 17÷27 Ít thích hợp
Sét béo Không quy ñịnh >27 Không thích hợp
ðất cát: dùng làm nền ñường thì nền ñường có cường ñộ cao, ổn ñịnh nước tốt nhưng ñất cát rời rạc không dính nên phải có lớp ñất dính bọc xung quanh ðất cát thường dùng ñể ñắp nền ñường qua vùng ñất yếu (sét bão hoà nước), thay thế các chỗ nền yếu cục bộ ðất sét: tính chất ngược với ñất cát, thể tích thay ñổi theo trạng thái khô, ẩm, ổn ñịnh nước kém Thường ñược sử dụng ñể ñắp nền ñường những nơi cao, thoát nước tốt và phải có biện pháp ñầm nén chặt ðất bụi: Kém dính, ổn ñịnh nước kém, là loại ñất bất lợi nhất ñối với yêu cầu xây dựng nền ñường
Như vậy ñất cát, á cát là vật liệu xây dựng nền ñường thích hợp nhất, sau ñó là ñất á sét
3.2.4 ðộ chặt của nền ñường :
ðộ chặt của nền ñường ñược quy ñịnh như sau ( Theo TCVN4054-05)
Bảng 3.4 : ðộ chặt qui ñịnh của nền ñường
ðộ chặt k Loại công trình
ðộ sâu tính từ ñáy
áo ñường xuống (cm)
Vtt ≥ 40 km/h Vtt < 40 km/h
Khi áo ñường dày trên 60cm 30 ≥ 0,98 ≥ 0,95 Khi áo ñường dày dưới
Nền
ñắp
Bên dưới chiều sâu kể trên
ðất mới
Trang 2ðất nền
tự nhiên (*)
cho ñến
Nền ñào và nền không ñào không ñắp
(ñất nền tự nhiên) (**) 30 - 80 ≥ 0,85 ≥ 0,85
Ghi chú: (*) Trường hợp này là trường hợp nền ñắp thấp
(**) Nếu nền tự nhiên không ñạt ñộ chặt yêu cầu thì phải ñào phạm vi không ñạt rồi ñầm nén lại ñể ñạt yêu cầu
3.3 TÍNH ỔN ðỊNH CỦA NỀN ðƯỜNG TRÊN SƯỜN DỐC
3.3.1 Yêu cầu khi ñắp ñất nền ñường trên sườn dốc :
- Nền ñường phải ñặt trên một sườn dốc ổn ñịnh và bản thân sườn dốc ñó vẫn ổn ñịnh sau khi ñã xây dựng nền ñường
- Nền ñắp không bị trượt trên mặt sườn dốc ñó, ngoài ra bản thân ta luy nền ñường ñào hoặc ñắp của nền ñường cũng phải bảo ñảm ổn ñịnh
3.3.2.Tính toán ổn ñịnh:
3.3.2.1 Trường hợp mặt trượt tương ñối phẳng:
Hình 3 8: Sơ ñồ tính ổn ñịnh của nền ñường trên sườn dốc ( mặt trượt phẳng)
Xét một lớp ñất có chiều cao h, dung trọng ñất, lực dính C,góc nội ma sát, sườn có ñộ dốc is
ðể khối ñất không bị trượt trên mặt trượt thì ñộ dốc của mặt trượt là:
α
γ.h cos
C f
Trong ñó:
F = C + f.Q.cos α : lực giữ
W = Q.sinα : lực gây trượt
is: ñộ dốc của sườn
f: hệ số ma sát giữa khối trượt trên và mặt phẳng
γ: dung trọng khối ñất trượt (T/m3) ở trạng thái ẩm lớn nhất
Q
Trang 3Công trình ñng ôtô - B môn ñng ôtô – ñng thănh ph
C: lực dính ñơn vị giữa khối trượt va mặt trượt (T/m2)
α: góc nghiíng của sườn dốc
h: chiều dăy của khối ñất trượt (m) có thể lấy h =htb hoặc h = hmax
3.3.2.2 Trường hợp trượt trín mặt gêy khúc:
Hình 3- 9 Sơ ñô tính ổn ñịnh của nền ñường trín sườn dốc ( măt trượt gẫy khúc)
- Tại câc chỗ thay ñổi dốc của mặt trượt kẻ câc ñường thẳng ñứng ñể phđn khối trươt thănh từng ñoạn trượt
- Trín từng ñoạn trượt i tính trọng lượng Qi
- Lần lượt tính câc lực gđy trượt Fi, Fi-1, Fi+1
Trong ñó:
αi : ñộ dốc i của mặt trượt ñoạn i
Ci, ϕi : lă lực dính (T/m2) vă góc ma sât giữa khối trượt vă mặt trượt ñoạn i
K : hệ số ổn ñịnh K=1,0÷1,5
Cuối cùng tính ñược lực gđy trượt dưới chđn dốc Fi+1, qua ñó ñânh giâ ổn ñịnh của sừơn dốc:
Nếu Fi+1 ≤ 0 thì sườn dốc ổn ñịnh với hệ số K
Fi-1 > 0 sườn dốc không ổn ñịnh với hệ số K
Ngoăi ra có thể ñânh giâ mức ñô ổn ñịnh riíng của từng khối:
i i i i i
i i i i i i
Sin Q Cos
F
l C i tg Cos Q K
α α
α
ϕ α
) (
.
.
.
1
+
=
−
−
(3-5)
α
αi
αi- 1
Nền đường
Li+1
Li
Q i+1
Q i N Qi-1
F i+1
α ι Li
αi- 1
F i
Q i
F i
Trang 4d i
Mặt trượt
α ι
N i
T i
ϕ
hi i
3.4 TÍNH ỔN ðỊNH MÂI DỐC TA LUY NỀN ðƯỜNG
3.4.1 Băi toân 1 :Một vâch ñất thẳng ñứng thường mất ổn ñịnh, khối ñất sẽ trượt theo
một mặt trượt năo ñó
Xĩt ñiều kiện cđn bằng cơ học của một mảnh ñất i bất kỳ trín mặt trượt của nó ta co ñiều kiện cđn bằng:
Hình 3.10: Sơ ñồ xĩt ñiều kiện cđn bằng cơ học của khối ñất trín mặt trượt
Ti = Qi.sinαi : lực gđy trượt
i
i
Cos
d C N
α + : Lực giữ
Ni = Qi.cosαi
i
i i
i i
Cos
d C tg Q
Q
α ϕ
α
sin
i i
i
Cos h
C tg
tg
α γ
ϕ
+
- Với loại cât có lực dính C=0, ñể taluy ổn ñịnh phải có góc dốc bằng góc nghỉ tự nhiín
- Với ñất dính ổn ñịnh cơ học của mâi dốc còn phụ thuộc chiều cao mâi ta luy hi
Khi hi → 0 thì αi → 900 ; hi → ∞ thì αi → ϕ
Như vậy cấu tạo mâi ta luy nín có dạng trín dốc dưới thoải
Theo giâo sư NN Matslov ñể ñơn giản hoâ vă thím hệ số an toăn K
) (
1
hi
C tg K
tg i
γ ϕ
3.4.2 Phương phâp phđn mảnh cổ ñiển :
Phương phâp năy do W.Fellenuis người Thụy ðiển ñí xuất từ năm 1926 với giả thiết: Khối ñất trín ta luy khi mất ổn ñịnh sẽ trượt theo mặt trượt hình trụ tròn
Trang 5C B
A D
P 2
P 3
P 4
P 5 T 3
Q 3
N 3
L 2
X 3
W 3 R
P i
Ni
T i
N i tgϕi
c i l i
Hình 3.11: Sơ ñồ tính ổn ñịnh mái taluy theo W.Fellenuis
Xét bài toán phẳng, phân khối ñất ra thành các mảnh như hình vẽ và giả thiết khi trượt cả khối trượt se cùng trượt một lúc do ñó giữa các mảnh không có lực ngang tác dụng lên nhau, trạng thái giới hạn chỉ xảy ra trên một mặt trượt
Mỗi mảnh trượt i se chịu tác dụng của trọng lượng bản thân Pi
Tổng lực giữ và tổng lực gây trượt:
Nếu ñất ñồng nhất:
∑
∑
+
+
i i i i
n
i i
R
Z W P
L C P
tg K
1
1
sin
.
cos α
α ϕ
(3-8)
Trong ñó:
Pi : trọng lượng mảnh thứ i
i, Ci : góc ma sát, lực dính của mảnh thứ i
Wi : tác dụng lực ñộng ñất co cánh tay ñòn so với tâm O la Zi
Wi = (0,1 0,2)P xác ñịnh theo TCVN 22TCN 211-95
R : bán kính cung trượt L: chiều dài cung trượt
- Khi bình thường chia bề rộng mỗi mảnh i la 1ñến 2 m (chia càng nhỏ càng chính xác) Trên ñây chỉ mới xác ñịnh ñược hệ số ổn ñịnh K ứng với một mảnh trượt nào
ñó Nhưng chưa chắc mặt trượt này ñã là mặt trượt nguy hiểm nhất ðể tìm trị số Kmin ñối với mái ta luy ñã biết thì giả thiết nhiều mặt trượt khác nhau, tương ứng với mỗi mặt trượt sẽ tìm ñược một hê số K, từ ñó tìm ñược Kmin
Thường người ta dựa vào ñường quỹ tích tâm trượt nguy hiểm
Theo kinh nghiệm thì tâm trượt nguy hiểm nhất sẽ hầu như nằm trên ñường thẳng DI hoặc ñường AB
