Các biện pháp bảo vệ mái dốc đá

Để bảo vệ mái dốc đá khỏi mất ổn định, có rất nhiều cách, nói thế cho nhanh. Có thể là một phương pháp bảo vệ độc lập hoặc kết hợp hai hay nhiều phương pháp một lúc để bảo vệ mái dốc. Nói vậy có nghĩa là có rất nhiều cách bảo vệ mái dốc. Tuy nhiên, chọn cách nào tốt nhất, tối ưu nhất, kinh tế nhất thì không hề đơn giản. Các kỹ sư địa kỹ thuật thường chỉ có thể đưa ra phương án sao cho an toàn, còn kinh tế thì ... còn tùy thuộc vào chủ đầu tư.

Có thể kể ra một số nhóm phương pháp chủ yếu sau: thay đổi hình dạng mái dốc, tiêu thoát nước cho mái dốc, gia cố mái dốc và kết hợp các phương pháp kể trên.


Thay đổi hình dạng mái dốc. Biện pháp này gồm các công tác như giảm độ cao mái dốc, giảm độ nghiêng mái dốc (bạt mái), tạo bậc cho mái dốc nhằm giảm tải. Đặc biệt là bạt, cắt, hay múc loại bỏ các vị trí nguy hiểm có thể gây trượt, sụt hay đá rơi, đá lăn như những khu vực có đá treo leo, hay những khu vực có đá yếu, đá bị phong hóa mạnh hoặc tồn tại các mặt phân cách bất lợi. Để thực hiện thể là nổ mìn tạo biên, dùng thiết bị đào đắp, hay dùng thủy lực để tách loại bỏ các khối đá có thế nằm không ổn định. Biện pháp này mang tính chất phòng ngừa, hiệu quả với các mái dốc nhân tạo ngay từ khi xây dựng. Biệt pháp này cũng đòi hỏi được duy trì liên tục theo thời gian, bởi quá trình phong hóa và tác động của mưa sẽ làm tính chất vật liệu mái dốc thay đổi. Biện pháp này tỏ ra khá hiệu quả và thích hợp với điều kiện ''nhà nghèo'', song song với nó cũng có thể kết hợp với các biện pháp khác.

Kiểm soát nước mặt và nước ngầm.  Đây cũng là giải pháp mang tính chất phòng ngừa. Các công tác kiểm soát nước mặt gồm có làm hệ thống thu gom và tiêu nước, phủ thảm thực vật hoặc sử dụng vật liệu bao phủ bề mặt mái dốc, đặc biệt là những chỗ xung yếu nơi có đá nứt nhẻ. Việc này chủ yếu ngăn không cho nước mặt thấm vào đá mái dốc, ngăn ngừa xói lở và hạn chế tác nhân phong hóa. Bên cạnh nước mặt, việc kiểm soát nước ngầm cũng giữ vai trò rất quan trọng. Việc hạn chế nước ngầm trong mái dốc chủ yếu là để giảm áp lực nước khe nứt, là một tác nhân gây trượt đáng kể. Để thực hiện biện pháp này có thể sử dụng các đường tiêu nước nằm ngang đặt trong mái dốc hay tạo các giếng thu nước. Đối với các mái dốc lớn, có thể cần đến các hầm hoặc hào tiêu nước. Thông thường các đường tiêu nước nằm ngang được lắp đặt bằng cách khoan ngang tạo các lỗ khoan rồi đặt các ống đục lỗ vào đó. Các ống tiêu nước này cần bảo trì theo thời gian bởi nó có thể bị tắc dẫn đến việc thoát nước không hiệu quả.

Gia cố mái dốc. Đây là biện pháp kiên cố lâu dài, bao gồm gia cố bên trong mái dốc và bề mặt mái dốc.
Gia cố bên trong mái dốc nhằm tăng cường khối đá mái dốc, tăng sức chống trượt của khối đá mái dốc dọc các bề mặt phân tách như khe nứt, đứt gẫy, hay mặt phân lớp. Biện pháp này có thể sử dụng neo đá, chốt đá kết hợp với đai bê tông, khung neo, tường chắn, kè hay lưới bảo vệ trên bề mặt. Ngoài ra, việc gia cố bên trong mái dốc còn có thể tăng cường ổn định của khối đá bằng các vật liệu kết dính. Các chất kết dính như xi măng hay vật liệu kết dính tổng hợp khác được bơm vào giữa các khe nứt tao nên liên kết giữa các khối đá bên trong mái dốc. Tùy thuộc vào trường hợp cụ thể để chọn các cách khác nhau.
Neo đá có nhiều loại, có thể là neo ma sát thông thường, neo kết hợp với kết dính để liên kết với đá quanh neo, neo dự ứng lực. Nhiệm vụ chính của neo là giữ các khối đá (block) có nguy cơ trượt, liên kết các khối đá lại với nhau tạo thành một khối ổn định hơn. Neo dự ứng lực được sử dụng cho các khối đá mái dốc đã có dấu hiệu mất ổn định hoặc cá mái dốc mới khai đào. Phần ứng suất trước sẽ tăng áp lực nén lên bền mặt các khe nứt trong khối đá, và do đó tăng sức kháng cắt. Neo thường (không dự ứng lực) được sử dụng nhờ vào sức kháng kéo và kháng cắt của bản thân neo, gia cố khối đá mái dốc một cách bị động. Đó là ban đầu khi chưa có dịch chuyển, sức kháng cắt của neo sẽ làm tăng ma sát giữa các mặt phân tách hay mặt yếu. Khi đã có dịch chuyển giữa thì sức kháng kéo của neo sẽ được huy động và áp lực pháp tuyến trên mặt khe nứt sẽ tăng lên.

Gia cố bề mặt mái dốc thường là phun phủ bề mặt bằng bê tông hoặc dùng lưới phủ. Việc phun phủ bề mặt chủ yếu bảo vệ bề mặt mái dốc khỏi xói lở và phong hóa, đồng thời cũng hỗ trợ bảo vệ ổn định của các khối tảng đá nhỏ trên bề mặt mái dốc. Việc dùng lưới phủ chủ yếu đề phòng đá lăn, đá rơi gây nguy hiểm.

Thông thường khi chống trượt cho mái dốc nói chung, cho mái dốc đá nói riêng thường áp dụng kết hợp nhiều biện pháp kể trên. Tùy vào điều kiện cụ thể mà áp dụng. Ví dụ với mái dốc đá cứng có dấu hiệu mất ổn định bởi khe nứt thì có thể dùng neo kết hợp thoát nước. Với mái dốc đá phong hóa nứt nẻ mạnh có khả năng trượt thì phải kết hợp cả neo, tiêu nước và phủ bề mặt. Với mái dốc đá có nguy cơ đá đổ, đá lăn thì hoặc là loại bỏ các khối tảng có thể đổ, rơi hay dùng neo kết hợp lưới phủ...