Vải địa kỹ thuật gia cố nền đường sắt đô thị (TCVN 11793:2013)

Mục lục

Cơ sở pháp lý
- Phạm vi áp dụng
- Tài liệu viện dẫn
Thiết kế thi công nền đường đường sắt
Kết luận

Vải địa kỹ thuật được ứng dụng rất phổ biến trong gia cố đường cao tốc, nền đất yếu, đê đập, nền móng công trình… Bên cạnh đó, đường sắt cũng là một trong những công trình có tải trọng nặng và cũng được ứng dụng vải địa kỹ thuật để gia cố nền đường đường sắt. Trong bài viết này, Phú Thành Phát sẽ chia sẻ với bạn về tiêu chuẩn thi công gia cố nền đường đường sắt đô thị theo TCVN 11793:2017 để biết thêm về phương pháp ứng dụng vải địa kỹ thuật xây dựng đường sắt nhé!

Cơ sở pháp lý

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn áp dụng cho công tác thiết kế mới đường sắt khổ 1000mm với tốc độ ≥ 120km/h. Thuộc đường sắt quốc gia và đường sắt chuyên dùng.
Bao gồm: mặt bằng, mặt cắt dọc, nền đường, kiến trúc tầng trên đường sắt, đường lánh nạn và giao cắt giữa đường sắt với đường bộ. .
Tiêu chuẩn áp dụng cho công tác thiết kế nâng cấp, cải tạo các công trình đường sắt khổ 1000mm.

Tài liệu viện dẫn

TCVN 11793 : 2017 do Cục đường sắt Việt Nam biên soạn, Bộ Giao Thông vận tải đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố.
TCVN 4527 :1988, Hầm đường sắt và đường ôtô – Tiêu chuẩn thiết kế;
TCVN 4054 :2005, Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế;
TCVN 7572-2 : 2006, Cốt liệu bê tông và vữa – phương pháp thử – Phần 2: Xác định thành phần hạt;
TCVN 8859 : 2011, Lớp móng cấp phối đá dăm trong kết cấu áo đường ô tô – Vật liệu, thi công và nghiệm thu;
TCVN 8893 :2011, Cấp kỹ thuật đường sắt;
TCVN 9436 : 2012, Nền đường ô tô – thi công và nghiệm thu;

Thiết kế thi công nền đường đường sắt

Nguyên tắc chung về nền đường

Nền đường phải đảm bảo độ bền chặt và độ ổn định dài lâu trong mọi điều kiện thời tiết. Ví dụ như nhiệt độ, độ ẩm và nước ngầm. Chống lại tác nhân thiên nhiên để bảo đảm sự ổn định cho kiến trúc tuyến đường. Nền đường đào/đắp phải đảm bảo cường độ, độ chặt và các yêu cầu kỹ thuật khác theo quy định.

Nền đường trên khu gian

Bề rộng mặt nền đường trên khu gian

Bề rộng mặt nền đường từ tim đường chính trên khu gian ra vai đường trong các đoạn đường thẳng. Trên khu gian không được nhỏ hơn trị số ghi trong bảng sau:

Bảng 1 – Quy định bề rộng mặt nền đường tính từ tim đến vai đường trong đoạn thẳng trên khu gian

Cấp đường sắt	Bề rộng từ tim ra vai đường (m)
Đường sắt cấp 1	2,90
Đường sắt cấp 2	2,70
Đường sắt cấp 3	2,50

Bề rộng mặt nền đường đào qua đồi núi ngoài phạm vi bề rộng mặt nền đường tối thiểu ghi ở bảng 1 sẽ có đào rãnh biên ở hai bên hay một bên. Thiết kế rãnh đỉnh phù hợp. Tính toán lưu lượng nước mặt sườn dốc để thiết kế mặt cắt ngang rãnh đỉnh.

Trong đường cong trên khu gian mặt nền đường phải được nới rộng về phía lưng đường cong. Theo quy định tại Bảng 2:

Bảng 2 – Quy định nới rộng nền đường trong đường cong trên khu gian

Bán kính đường cong nằm	Nới rộng đường cong (m)	Ghi chú
Nhỏ hơn 500	0,25	Áp dụng cho tất cả các cấp đường
Từ 500 đến 1000	0,15
Lớn hơn 1000	0

Mui luyện mặt nền đường

Mặt cắt ngang mui luyện nền đường đơn có thể thiết kế thành hình thang. Kích thước chiều dài cạnh trên là 1,4m cao 0,15m. Cạnh dưới nằm ngang và bằng chiều rộng mặt nền đường. Hoặc có thể thiết kế mui luyện theo hình tam giác, có độ dốc từ 3%-6%. Với tuyến đường sắt có hai đường chính, mặt nền đường thiết kế mui luyện theo kiểu hình tam giác, dốc ngang lớn nhất 3% từ giữa hai tim đường chính ra hai bên để thoát nước mặt.

Mái dốc taluy nền đường

Ta luy nền đường đắp và nền đường đào được tính toán xác định dựa theo tính chất cơ học các lớp cấu tạo của nền đất, điều kiện địa chất và phương pháp thi công để quyết định độ dốc mái ta luy.

Mái dốc taluy nền đường đào

a) Độ dốc mái ta luy nền đường đào

Căn cứ vào điều kiện cấu tạo địa chất và độ cao của mái taluy có thể tham khảo Bảng 3 để chọn độ dốc mái cho nền đường đào.

Bảng 3 – Độ dốc mái ta luy nền đường đào

Loại và tình trạng đất đá	Độ dốc mái ta luy nền đường đào khi chiều cao mái dốc
Loại và tình trạng đất đá	≤12m	≥12m
Đất loại dính hoặc kém dính nhưng ở trạng thái chặt vừa đến chặt	1:1	1:1,25
Đất rời	1:1,5	1:1,75
Đá cứng phong hóa nhẹ	1:0,3	1:0,5
Đá cứng phong hóa nặng	1:1	1:1,25
Đá loại mềm phong hóa nhẹ	1:0,75	1:1
Đá loại mềm phong hóa nặng	1:1	1 :1,25
CHÚ THÍCH: Với nền đào đất, chiều cao mái dốc taluy không nên vượt quá 20m. Nền đào đá mềm có mặt tầng đá dốc ra phía ngoài (góc > 25°) thì mái dốc taluy nên dưới 30m.

b) Phân tích chiều cao mái dốc

Khi chiều cao mái dốc cao hơn 12m phải phân tích bằng phương pháp thích hợp. Với mái dốc bằng vật liệu rời rạc, ít dính thì nên áp dụng phương pháp mặt trượt phẳng. Với đất dính kết thì nên dùng phương pháp mặt trượt tròn. Hệ số ổn định nhỏ nhất phải bằng hoặc lớn hơn 1,25.

c) Độ dốc taluy với rãnh thoát nước

Khi mái dốc qua các tầng, lớp đất đá khác nhau thì phải thiết kế có độ dốc tương ứng. Trên bậc thềm phải xây rãnh thoát nước. Có thể sử dụng tiết diện chữ nhật hoặc tam giác. Đảm bảo đủ thoát nước từ tầng taluy phía trên.

d) Thiết kế chiều cao bậc thềm

Khi mái dốc đào đồng nhất về lớp đất, đá nhưng chiều cao lớn thì nên thiết kế bậc thềm. Khoảng chiều cao giữa các bậc thềm từ 6m đến 12m.

e) Bố trí bậc thềm phòng hộ

Khi mái dốc có cấu tạo dễ bị lở, rơi thì giữa mép ngoài của rãnh biên tới chân mái dốc nên có một bậc thềm rộng tối thiểu 1m. Khi đã có tường phòng hộ, mái dốc thấp hơn 12m thì không cần bố trí.

f) Chống xói lở mái dốc

Mái dốc nền đào phải có biện pháp gia cố chống xói lở bề mặt, sạt lở cục bộ. Nếu cần thiết phải xây tường chắn, tường bó chân mái dốc.

g) Thiết kế quy hoạch đất thừa

Phải thiết kế quy hoạch đổ đất thừa từ nền đào. Không được đổ đất xuống sườn dốc, không được đổ xuống ruộng, vườn, sông suối,… bên dưới.

Mái dốc taluy nền đường đắp

a) Độ dốc mái ta luy nền đường đắp

Tùy theo độ cao của mái đắp và loại vật liệu đắp mà xác định độ dốc mái ta luy nền đường đắp. Được quy định trong Bảng 4

Bảng 4 – Độ dốc mái ta luy nền đường đắp

Loại đất đá	Độ dốc mái ta luy nền đường đắp khi chiều cao mái dốc
Loại đất đá	< 6m	Từ 6m đến 12m
Các loại đá phong hóa nhẹ	1:1 ÷ 1:1,3	1 :1,3 ÷ 1,5
Đá khó phong hóa lớn hơn 25cm xếp khan	1:0,75	1:1
Đá dăm, đá sỏi, sạn, cát lẫn sỏi sạn, xỉ quặng.	1:1,30	1 :1,3 ÷ 1,5
Cát to và cát vừa, đất sét và cát pha, đá dễ phong hóa	1:1,50	1 : 1,75
Đất bụi, cát nhỏ	1:1,75 ÷ 2	1 :1,75 ÷ 2

b) Chọn đá và kích cỡ đá

Nền đắp có mái dốc bằng đá thì đá có kích cỡ lớn hơn 25cm. Đá xếp khan (có chêm chèn) trong phạm vi chiều dày 1m – 2m.

c) Đắp đất qua vùng ngập nước

Trường hợp nền đường đắp đất qua vùng ngập nước thì phải áp dụng độ dốc mái dốc đắp bằng 1:2 – 1:3 phạm vi dưới mức nước ngập thông thường hoặc 1:1,75 – 1:2 dưới mực nước thiết kế.

d) Gia cố bề mặt nền đắp

Khi mái dốc cao 8m – 10m phải tạo một bậc thềm rộng từ 1m – 3m. Ngoài ra, mái dốc đường sắt cao nên gia cố bề mặt bằng vải địa kỹ thuật, đá xây hoặc bê tông đúc sẵn.

e) Trường hợp mái dốc >12m

Xét đến áp lực thủy động do gradien thủy lực gây nên. Chiều cao mái dốc đắp đất không nên quá 16m và đắp đá không nên quá 20m.

f) Đắp cao và đắp trên sườn dốc

Thiết kế các giải pháp chống đỡ để tăng độ ổn định (kè chân, kè vai) bằng đá xếp khan, xây vữa, hoặc bê tông xi măng.

g) Gia cố mặt mái dốc

Gia cố bằng các biện pháp thích hợp để chống xói lở do. Hạn chế các tác động của mưa, dòng chảy và của sự thay đổi mức nước.

h) Đảm bảo các nguyên tắc

Tận dụng các chỗ hoang hóa, đất có điều kiện khai thác thích hợp;
Không ảnh hưởng môi trường, tiết kiệm đất đai;
Kết hợp việc khai thác đất với nông, ngư nghiệp.

Độ chặt nền đường

Là yếu tố quyết định đến cường độ và sự ổn định của tuyến đường:

Đối với nền đường đào: dựa trên chỉ tiêu cơ lý của lớp đất. Đối với nền đào bình thường qua vùng đất tốt, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thì cần cày xới và đầm chặt trước khi đắp.
Đối với nền đường đắp: căn cứ vào kết quả tính toán nền đường đặc biệt. Trường hợp đắp trên các vùng thổ nhưỡng bình thường, có thể đắp từng lớp với độ dày và độ chặt theo quy định. Ở những nơi sẵn cát, có thể đắp nền bằng cát, phụ thuộc vào độ dày các lớp đất đắp. Được quy định ở bảng sau:

Bảng 5 – Quy định độ chặt nền đường đắp trong điều kiện bình thường

Vật liệu đắp	Chiều cao đắp (cm)	Độ chặt nền đường (K)
Lớp mặt đắp subbalast	20	K ≥ 0,98
Lớp trên đắp đất	≥50	K ≥ 0,95
Lớp dưới đắp đất (hoặc đắp cát)	Phía dưới thân nền đường đắp	K ≥ 0,90

Cao độ vai đường

Cao độ vai đường phải xác định theo mực nước lũ đối với đường sắt cấp 1, 2. Độ cao vai phải cao hơn mực nước cộng độ cao sóng vỗ, nước dềnh và đề phòng mao dẫn. Cao hơn mực nước ngầm cao nhất hoặc cao hơn mực nước tích tụ (quá 20 ngày) trên mặt đất. Độ dâng cao của nước ngầm xác định theo chiều cao nước mao dẫn trong đất.

Chiều cao tối thiểu của vai đường trên mực nước ngầm và mức nước tích tụ thường xuyên trên mặt đất được thiết kế căn cứ ở bảng sau.

Bảng 6 – Quy định chiều cao vai đường tối thiểu trên khu gian

Loại vật liệu đắp nền đường	Chiều cao vai đường tối thiểu (cm)	Ghi chú
Đất cát to và vừa	30	Chưa xét đến điều kiện đặc biệt của khí hậu trong khu vực tuyến đi qua
Đất cát nhỏ, cát pha, cát bột, phù sa cát, phù sa pha cát bột	50
Đất cát bột, phù sa cát, phù sa sét pha cát bột	110 đến 180
Phù sa pha sét nặng, đất sét	100 đến 120

Đất đắp nền đường

Đất đắp nền đường lấy từ nền đào, từ mỏ đất, từ thùng đấu. Đất từ các nguồn phải được thí nghiệm để phân loại. Không được đắp hỗn độn mà đắp thành từng lớp. Các lớp được đắp xen kẽ nhau. Nếu đắp cát phải đắp bao cả hai bên mái dốc và cả phần đỉnh nền phía trên để chống xói lở bề mặt. Đất đắp đỉnh nền không được dùng vật liệu rời rạc để hạn chế nước mưa xâm nhập. Chiều dày đắp bao hai bên tối thiểu 1m, bề dày đắp tối thiểu 0,3m.

Không dùng các loại đất lẫn muối và lẫn thạch cao (quá 5%), đất bùn, đất than bùn, đất phù sa và đất mùn (quá 10% thành phần hữu cơ) để làm nền đường. Không dùng đất sét nặng có độ trương nở tự do vượt quá 4%. Không dùng đất bụi và đá phong hóa để đắp phạm vi bị ngập nước. Khi sử dụng đá thải, đất lẫn sỏi sạn thì kích cỡ hạt lớn nhất không được vượt quá 2/3 chiều dày lớp đất đầm nén. Không dùng các loại đá đã phong hóa và đá dễ phong hóa (đá sít…).

Xử lý nền đất tự nhiên trước khi đắp

Khi nền tự nhiên có dốc ngang dưới 20%, phải đào bỏ lớp đất hữu cơ rồi đắp trực tiếp. Khi nền tự nhiên dốc ngang từ 20%-50% phải đào thành bậc cấp trước khi đắp nền đường. Khi nền tự nhiên dốc ngang trên 50% phải thiết kế công trình chống đỡ (tường chân, tường chắn, đắp đá, cầu cạn, cầu kiểu ban công…).

Trong phạm vi đáy nền đắp, phải thiết kế các biện pháp thoát nước, ngăn chặn dòng chảy từ sườn dốc phía trên tích đọng lại chân mái dốc nền đắp. Nếu nền đắp qua ruộng, khu vực nước đọng thường xuyên phải thiết kế vét lầy, thay đất. Dùng các loại vật liệu đắp rời rạc có bọc tầng lọc như vải địa kỹ thuật để đắp hoặc dùng thêm vôi trộn với đất có tính dính để xử lý thay đất yếu của đường sắt.

Ở vùng đặc biệt như vùng cát động, cacxtơ, địa chất phức tạp phải điều tra địa chất và thí nghiệm. Sau đó tính toán và tìm các biện pháp cấu tạo cho nền đường ổn định.

Nền đường trong ga

Nguyên tắc chung

Nền đường trong ga phải đảm bảo độ bền chặt, độ ổn định và độ bền vững, phòng ngừa tác động của môi trường (bão, lũ, nước dâng…) và đảm bảo đúng độ chặt quy định.

Thiết kế nền đường trong ga

Căn cứ vào số lượng đường ga, số bãi đường chứa toa xe, số trạm, đường chỉnh bị đầu máy,… để thiết kế đủ mặt bằng bố trí các loại đường đó.
Mặt cắt ngang nền đường trong ga phải tùy thuộc từng loại ga để thiết kế phù hợp.
Độ dốc ngang mặt nền đường ga được xác định theo loại đất đắp nền ga, điều kiện tự nhiên tại khu vực ga và số lượng đường trên cùng một mặt dốc.
Trắc ngang của quảng trường ga, trạm hành khách, và bãi hàng phải thiết kế mặt dốc ngang từ nhà ga, ke khách nghiêng ra phía ngoài.
Chiều rộng nền đường trong ga, trạm phải quyết định theo tính toán thiết kế của từng ga một.
Độ chặt của nền đường ga đào và nền đường ga đắp phải đảm bảo độ chặt như nền đường ngoài khu gian.

Thiết kế công trình thoát nước

Nguyên tắc thiết kế

Công trình thoát nước là một hạng mục quan trọng. Phải đặc biệt quan tâm đến việc thoát hết lượng nước mặt trong khu vực xây dựng công trình tuyến đường. Phải thu gom hết lượng nước mặt, nước thải sinh hoạt, sản xuất, không được để ứ đọng, tụ thủy và dềnh lên dọc hai bên công trình. Điều này sẽ làm suy yếu cường độ nền đường, nền ga, dần dần dẫn đến phụt bùn túi đá và lún, sụt, sạt lở mái taluy nền đào cũng như nền đắp. Có thể ứng dụng vải địa kỹ thuật để làm phương pháp thoát nước cho hệ thống đường sắt.

Tiêu chuẩn thiết kế công trình thoát nước

Phải thiết kế đồng bộ và kết hợp phục vụ thủy lợi, công nghiệp và hòa chung với mạng lưới thoát nước trong khu vực.
Công trình thoát nước mặt nền đường bao gồm rãnh biên (rãnh dọc), rãnh đỉnh, máng nước, mương thoát nước. Tùy vào đặc điểm khu vực địa hình để phù hợp.
Kích thước mặt cắt ngang rãnh biên, rãnh đỉnh, mương thoát nước,… dựa trên lưu lượng nước chảy, đảm bảo nước thoát nhanh.
Đường bảo hộ có chiều rộng phải lớn hơn 2m.
Kích thước của mặt cắt ngang rãnh biên của nền đường không đào, đắp hoặc nền đắp cao <50cm, rãnh đỉnh,… Lưu lượng nước phải đáp ứng tần suất 4% với đường sắt cấp 1, 2 và 5% với đường sắt cấp 3. Mép rãnh thoát nước phải cao hơn mực nước 20cm.
Mặt đáy rãnh biên, rãnh đỉnh, mương thoát nước dọc hai bên đường sắt phải thiết kế với độ dốc nhất định. Độ dốc dọc thông tới cửa cống, hoặc tới vùng đất thấp gần nhất.
Taluy rãnh biên, rãnh đỉnh, mương thoát nước nền đường nên thiết kế 1:1.
Khi đáy và taluy rãnh thoát nước trên nền đất yếu,… Cần có biện pháp phòng xói, lở như ứng dụng vải địa kỹ thuật gia cố mái taluy đường sắt.
Khi nền đường đào có mạch nước ngầm, phải thiết kế công trình thoát nước để hạ mực nước ngầm.
Không được thiết kế để nước từ rãnh đỉnh, mương máng chảy xuống rãnh biên dọc hai bên nền đường đào.
Rãnh dọc nền đường đào phải thiết kế lòng rãnh có độ dốc để thoát nước.
Các đoạn rãnh xây và rãnh BTCT phải đặt một hố lắng có nắp để phục vụ duy tu nạo vét.

Đất dùng cho xây dựng đường sắt

Khái niệm chung đất dùng cho xây dựng đường sắt

Đất dành cho đường sắt là đất để xây dựng công trình đường sắt, đất trong phạm vi bảo vệ công trình và trong phạm vi hành lang an toàn giao thông đường sắt. Đất dùng cho đường sắt phải đảm bảo tính đồng bộ theo tiêu chuẩn của cấp kỹ thuật đường sắt quy định.

Bao gồm 3 loại đất chính:

Đất chiếm dụng vĩnh viễn: Là toàn bộ diện tích đất dành cho việc xây dựng các công trình đường sắt.
Đất mượn để thi công: Là diện tích đất mượn để sử dụng vào công việc làm đường công vụ để thi công cầu vượt, các lán trại, bến, bãi,… phục vụ tập kết vật tư, trang thiết bị thi công đường sắt hoặc đặt đường tạm.
Đất dự phòng: Là diện tích đất dành cho xây dựng công trình đường sắt giai đoạn đầu và diện tích đất dự phòng cho đường sắt mở rộng trong giai đoạn sau.

Tất cả các loại đất sử dụng XDCT đường sắt, đất dự phòng đều phải tiết kiệm và sử dụng đúng mục đích.

Kết luận

Vải địa kỹ thuật được ứng dụng trong các công trình đường sắt khá phổ biến. Có thể ứng dụng xử lý nền đất yếu, làm lớp phân cách hay giữ đất chống xói, lọc – thoát nước,… Trên đây là tiêu chuẩn thiết kế thi công nền đường đường sắt được trích từ TCVN 11793 mà Phú Thành Phát chia sẻ. Hy vọng rằng qua bài viết trên, bạn sẽ biết được vải địa được ứng dụng ở hạng mục nào khi thi công đường sắt. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần tư vấn hoặc yêu cầu báo giá vải địa kỹ thuật. Vui lòng để lại thông tin hoặc liên hệ trực tiếp với Phú Thành Phát. Chúng tôi sẽ hỗ trợ tư vấn và gửi báo giá sớm nhất khi nhận được thông tin.

THÔNG TIN LIÊN HỆ
Trụ sở chính: 15 Đường số 5, KDC Vĩnh Lộc, Bình Hưng Hòa B, Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 028.666.03482 – 0909.452.039 – 0903.877.809
Email: infor@vaidiakythuat.com

Ứng dụng vải địa kỹ thuật gia cố nền đường sắt đô thị (TCVN 11793:2017)