Gia cố mái dốc, nút giao Tianliao, đường cao tốc quốc gia số 3, Đài Loan

Dự án này nằm ở lối ra phía nam của Giao lộ Tianliao, Đường cao tốc Quốc gia số 3. Nó đồng thời cũng nằm ở giao lộ của các làng Nan’an và Xide ở quận Tianliao. Lưu lượng giao thông qua khu vực này rất lớn bởi vị trí trọng yếu của nó. Ngoài ra, khu vực này nằm trên địa hình đồi núi và thường có mưa lớn tập trung nên công tác phòng chống mất ổn định mái dốc là rất quan trọng.

Kiến tạo địa chất tại khu vực này là đá bùn mềm và thảm thực vật rất nghèo nàn trên bề mặt mái dốc. Mưa lớn tập trung cũng ngày càng xảy ra thường xuyên hơn trong những năm gần đây do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Đá bùn dễ bị ảnh hưởng bởi lượng mưa lớn, do đó gây xói mòn nghiêm trọng. Sự xâm nhập của nước mưa liên tục khiến đá bùn nở ra và tan rã. Chính quyền đã lắp đặt một số cọc chắn để bảo vệ. Tuy nhiên, những cọc này không đủ để bảo vệ mái dốc. Độ bền của đá bùn đã bị suy giảm do phong hóa lâu ngày và cuối cùng gây ra hiện tượng sạt trượt mái dốc. Việc sụt lở gây nguy hiểm nghiêm trọng đến an toàn giao thông tại nút giao, do đó phải tiến hành ngay biện pháp khôi phục.

Dựa trên việc nghiên cứu và so sánh các phương pháp được đề xuất, chủ đầu tư và tư vấn thiết kế cuối cùng đã quyết định áp dụng công nghệ gia cố đất sử dụng ACEGrid^® và ACESandbag^TM để phục hồi mái dốc. Giải pháp tốt nhất đã xét đến độ ổn định tổng thể của mái dốc, sự hạn chế không gian lân cận cho xây dựng và nhu cầu phủ thảm thực vật để tăng tính thẩm mỹ. Mái dốc đất được gia cố bằng khối đắp cao với 2 cơ có chiều cao 7 m và 11 m. Chiều dài ngàm trung bình của ACEGrid^® là 12,5 m. Chiều rộng của cơ đầu tiên lên đến 8 m để đảm bảo độ ổn định chung của mái dốc. Cường độ kéo thiết kế của ACEGrid^® cho mái dốc là 200 kN/m. Độ sâu của ACEGrid^® ở móng là 1 m với chiều dài ngàm là 12,5 m. Việc đào đất phải được kiểm soát cẩn thận trong một phạm vi giới hạn do không gian chật hẹp và kiến tạo địa chất yếu tại đây.
Trong quá trình đào, kỹ sư nhận thấy độ ẩm của đất cao hơn độ ẩm được tìm thấy trong quá trình khảo sát địa chất. Mặc dù các vật liệu cố kết trong quá trình đào có khả năng tự hỗ trợ, nhưng độ sâu của công tác đào đối với cấu trúc đất gia cố tại cơ thứ 2 lên đến 11 m. Việc đào phải được tiến hành thận trọng theo từng bước với khối lượng đào hạn chế để tránh nguy cơ sập. Ngoài ra, để ngăn chặn khả năng trượt do lượng mưa xối xả bất ngờ trong quá trình đào, các cọc ray thép bổ sung với các tấm thép đã được lắp đặt ở chân dốc để tạm thời giữ kết cấu.
Xem xét sự xói mòn bề mặt và nhu cầu phủ thảm thực vật, ACESandbag ™ (bao cát chống xói mòn cao) được chọn làm bề mặt bao quanh. Nó không chỉ có lợi cho việc định hình bề mặt mà còn cải thiện khả năng chống xói mòn của bề mặt cấu trúc. Nó cũng tạo điều kiện thuận lợi cho thảm thực vật phát triển.
Để giải quyết vấn đề lượng mưa và nước ngầm lớn tại khu vực này, hệ thống thoát nước cũng được thiết kế đặc biệt cho dự án này. Đầu tiên, một lớp rọ đá được thi công ở chân mái dốc đào để thoát nước ngầm ở độ sâu lớn hơn. Thứ hai, các bản thoát nước cùng với bao địa kỹ thuật chứa sỏi được xếp chồng lên nhau trên bề mặt mái đào để phát triển một hệ thống ngăn chặn sự thấm nước ở mặt sau của kết cấu đất gia cố một cách hiệu quả. Mái dốc đất gia cố được xây dựng bằng việc sử dụng vật liệu hạt mịn. Do đó, tất cả các phần tử thoát nước bao gồm rọ đá, bao địa kỹ thuật và ống thoát nước được quấn xung quanh bằng một lớp vải địa kỹ thuật có chức năng ngăn chặn việc hao hụt và khả năng lún sau này của kết cấu.

Tư vấn thiết kế đã quyết định lựa chọn công nghệ đất gia cố để khôi phục lại mái dốc bị sạt lở. Các loại đất không phù hợp trong quá trình đào không được phép chuyển đi do các quy định về môi trường. Do đó, đất phong hóa mạnh, bùn kết hoặc sét hạt mịn, đất bùn phải được sử dụng làm đất đắp dốc. Để giảm thiểu rủi ro do sử dụng vật liệu đắp kém chất lượng, nhà thầu đã tiến hành đầm chặt đất với độ ẩm chính xác. Các vật liệu tại chỗ đã được thi công thành công với chất lượng tốt. Việc thi công như vậy đã tối đa hóa việc sử dụng các vật liệu tại chỗ và giảm đáng kể chi phí xử lý các vật liệu không phù hợp và việc nhập các vật liệu đắp từ nơi khác. Ngoài ra, nó không chỉ đẩy nhanh tiến độ xây dựng một cách đáng kể mà còn giải quyết được vấn đề hạn chế về măt bằng xây dựng và khó khăn khi đóng cọc đối với các loại đất không phù hợp. Sử dụng trực tiếp vật liệu tại chỗ để gia cố mái dốc đất chính là lợi ích lớn nhất của dự án này.
Việc xây dựng toàn bộ dự án trong vòng chưa đầy 5 tháng, đã giảm đáng kể sự bất tiện của giao thông địa phương. Hiện tại, mái dốc sau khi hoàn công đang ở trong tình trạng tốt và hoàn toàn hòa hợp với môi trường tự nhiên do thảm thực vật phát triển tốt. Mái dốc cũng không bị hư hại sau một số trận mưa lớn sau đó và chứng tỏ độ an toàn tuyệt vời của nó.
Dự án này nằm ở lối ra của nút giao đường cao tốc nên việc thiết kế kết cấu phải chú ý đến tính thẩm mỹ. Hình dạng của mái dốc được thiết kế với đường cong đẹp và mượt mà để lái xe thuận tiện và cũng tạo cho người tham gia giao thông cảm giác thẩm mỹ tốt về mặt thị giác. Thân thiện với môi trường và tạo cảnh quan đẹp là mục tiêu xây dựng của các dự án hiện nay. Sử dụng công nghệ đất gia cố để phục hồi sạt lở đất chắc chắn là mô hình tốt nhất của sự kết hợp hoàn hảo giữa an toàn, cảnh quan thiên nhiên và bảo vệ hệ sinh thái.