Chương 6 — Mái dốc Đất có cốt (RSS): Đánh giá Dự án¶

6.1 Giới thiệu¶

Mái dốc đất có cốt (RSS) là một mái dốc đất, dốc hơn mức đất có thể đứng khi không có cốt, mà tính ổn định của nó được cung cấp bởi các lớp cốt gia cường nằm ngang kéo dài từ mặt dốc vào tận đất ổn định phía sau mặt trượt tới hạn. Khác với tường MSE, mặt dốc nghiêng, và ổn định của kết cấu là một bài toán ổn định mái dốc tổng thể, không phải bài toán vật thể cứng.

RSS là giải pháp tự nhiên khi góc dốc yêu cầu vừa phải, khi có sẵn đất tại chỗ, khi muốn phủ thực vật, và khi nền quá yếu cho một bức tường. Đây cũng là kỹ thuật sửa chữa chuẩn cho một mái dốc đã phá hoại hoặc đang trượt.

6.2 Các hệ mái dốc đất có cốt¶

Các loại hệ thống. Hệ RSS được phân biệt theo:

Loại cốt — địa kỹ thuật tổng hợp (vải hoặc lưới địa kỹ thuật), phổ biến nhất, hoặc kim loại (lưới, lưới thanh) cho các ứng dụng đặc thù.
Xử lý mặt dốc — quấn trần, quấn phủ thực vật (dạng chiếm ưu thế, thường gọi là mái dốc đất có cốt phủ thực vật, VRSS), hoặc quấn gia cố.
Phân kỳ thi công — đắp mới hoàn toàn, hoặc sửa chữa mái dốc hiện hữu bằng cách đào theo bậc.

Vật liệu thi công. Đất đắp có cốt lại phải có ma sát và thoát nước tự do; cốt phải đạt các yêu cầu về từ biến, hư hại khi thi công và độ bền như với tường; vật liệu xử lý mặt dốc (thảm chống xói, thực vật hoặc gia cố) được chọn theo môi trường và tuổi thọ thiết kế.

6.3 Phương pháp thiết kế¶

Cân nhắc sử dụng. RSS được ưu tiên khi góc mặt dốc yêu cầu tương đối thoải (để cốt làm việc hiệu quả), khi nền yếu, khi cần phủ thực vật, và khi dạng phá hoại là trượt nông hoặc trung bình chứ không phải trượt sâu.

Thiết kế cốt để hỗ trợ đầm chặt. Một mái dốc có cốt nhẹ có thể được dùng đơn thuần để cho phép đầm chặt đất mặt dốc — vai trò của cốt là giữ mặt dốc trong thi công, không phải cung cấp ổn định lâu dài.

Thiết kế cốt để dựng dốc và sửa chữa mái dốc. Cốt được thiết kế để nâng hệ số an toàn của mặt trượt tới hạn lên giá trị yêu cầu. Cơ học là phân tích cân bằng giới hạn cải tiến có cốt trình bày ở Chương 7.

Thiết kế có hỗ trợ máy tính. Vì mặt trượt tới hạn chưa biết, thiết kế RSS thường được làm bằng chương trình ổn định mái dốc tìm kiếm mặt trượt tới hạn và kể đến lực cốt.

Đánh giá ổn định ngoài. Mái dốc có cốt vẫn có thể phá hoại bên ngoài — trượt dọc một lớp nền yếu, phá hoại sức chịu tải, hoặc trượt sâu đi qua bên dưới vùng có cốt — nên ổn định ngoài phải được kiểm tra độc lập với thiết kế cốt bên trong.

6.4 Trình tự thi công¶

Xây mái dốc có cốt theo từng lớp: chuẩn bị và tạo bậc cho nền, đặt cốt ở cao độ thiết kế, đắp và đầm đất, quấn mặt dốc, rồi lặp lại. Mặt dốc được bảo vệ trong thi công và phủ thực vật hoặc gia cố sau đó.

6.5 Xử lý mặt dốc hướng ra ngoài¶

Thực vật thân cỏ. Gieo hạt hoặc phun hỗn hợp phủ mặt quấn; đơn giản và rẻ, nhưng chỉ giới hạn ở góc mặt dốc thoải và khí hậu ôn hòa, và dễ tổn thương trước khi thực vật bám trụ.

Kỹ thuật sinh học đất (thực vật thân gỗ). Dùng cành giâm sống, lớp cành và các kỹ thuật sinh học khác trên mặt dốc dốc hơn và ở khí hậu ẩm hơn; rễ cây gia cường đất mặt dốc trong khi cây cối bảo vệ bề mặt.

Gia cố. Nơi thực vật không sống được, hoặc nơi mặt dốc chịu dòng chảy, mặt dốc được gia cố — bằng đá, khối bê tông có khớp, hoặc lưới bảo vệ hay lớp bê tông phun phủ lên đoạn quấn.

6.6 Cấu tạo chi tiết¶

Lan can và rào phòng hộ — truyền tải va vào một phần tử kết cấu, không truyền vào mặt dốc.
Thoát nước — chặn nước mặt phía trên mái dốc và dẫn đi; kiểm soát nước ngầm để không nâng áp lực lỗ rỗng trong vùng có cốt.
Vật cản — đường ống và kết cấu thoát nước làm gián đoạn cốt; phải cấu tạo quanh chúng.

6.7 Các nghiên cứu tình huống¶

Sổ tay ghi lại năm công trình đã xây dựng minh họa phạm vi ứng dụng RSS:

Dự án cải tạo độ dốc đường Dickey Lake — mái dốc có cốt dùng để mở rộng và dựng dốc nền đường.
Dự án mở rộng đường Salmon–Lost Trail — mở rộng đường bằng mái dốc có cốt nơi chân dốc không thể dịch ra ngoài.
Dự án đắp nền đường thay thế Cannon Creek — nền đắp thay thế được xây có cốt.
Dự án sửa chữa đường Pennsylvania SR 54 — sửa chữa mái dốc đường đang phá hoại.
Xa lộ Massachusetts — ứng dụng kỹ thuật sinh học đất — xử lý mặt dốc bằng kỹ thuật sinh học trên một mái dốc có cốt.

6.8 Thiết kế chuẩn RSS¶

Như với tường, sổ tay cung cấp các thiết kế RSS chuẩn cho các hình học và điều kiện thường gặp, để mái dốc thông thường không phải thiết kế lại từ đầu.

6.9 Các điểm then chốt cần ghi nhớ¶

RSS là bài toán ổn định mái dốc, không phải bài toán vật thể cứng — mặt trượt tới hạn chi phối.
Dùng cùng loại cốt như tường, nhưng mặt dốc nghiêng và thường phủ thực vật.
Kiểm tra ổn định trong (cốt) và ổn định ngoài (nền) riêng biệt.
Xử lý mặt dốc (thực vật hay gia cố) là quyết định thiết kế dựa trên khí hậu, góc dốc và mức phơi lộ.
Thoát nước là nguyên nhân phổ biến nhất gây hư hại RSS.