Sói lở và sạt trượt do mất ổn định mái dốc là vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt phổ biến trong mùa mưa bão ở các khu vực miền núi và trung du Việt Nam, gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Mái dốc có thể được chia thành hai loại chính là mái dốc tự nhiên và mái dốc nhân tạo, với độ ổn định phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình, điều kiện địa chất, sức chống cắt của vật liệu, tình trạng nước ngầm và các tác động ngoại lực. Để bảo vệ và ổn định mái dốc hiệu quả, cần dựa vào kết quả khảo sát cụ thể nhằm lựa chọn biện pháp tính toán và gia cố phù hợp.
Công nghệ “Grid beam” (dầm lưới), được phát triển và ứng dụng rộng rãi bởi công ty Raito Kogyo tại Nhật Bản từ hơn 30 năm qua, đã chứng tỏ tính hiệu quả cao trong việc bảo vệ bề mặt và ổn định mái dốc. Đây là giải pháp sử dụng hệ thống dầm lưới thi công bằng công nghệ phun bê tông, vừa bảo vệ bề mặt mái dốc tự nhiên hoặc nhân tạo, vừa đảm bảo ổn định lâu dài. Hệ thống dầm lưới có thể được dùng độc lập để chống xói lở hoặc kết hợp với neo đất và đinh đất nhằm tăng cường độ ổn định của mái dốc, đặc biệt với những công trình yêu cầu độ an toàn cao. Năm 2002, có hơn 4,600 công trình tại Nhật Bản áp dụng công nghệ này.
Kết cấu của hệ dầm lưới bao gồm các ván khuôn thép gia cường, với kích thước mặt cắt điển hình là 200 × 600 × 600 mm và khoảng cách giữa các dầm từ 1.5 đến 3.0 m. Để đảm bảo khả năng chịu lực của hệ thống, các điểm giao cắt của dầm được tính toán kỹ lưỡng nhằm chịu lực căng tối đa từ neo đất hoặc đinh đất, với khả năng chịu tải từ 300 đến 500 kN. Sự linh hoạt về hình học của dầm bê tông cho phép hệ lưới bám sát theo bề mặt hiện trạng của mái dốc, tạo nên khả năng liên kết chắc chắn và ổn định.
Phương án dầm lưới liên tục có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm thân thiện với môi trường khi cho phép mặt dốc sau khi thi công có thể cải tạo hài hòa với cảnh quan xung quanh. Phương pháp này không yêu cầu kỹ năng thi công đặc biệt, dễ triển khai và tiết kiệm thời gian. Hơn nữa, hệ thống này có thể áp dụng cho các mái dốc có độ cao lớn, đáp ứng tốt cho các yêu cầu phức tạp trong thi công mái dốc tại các khu vực đồi núi và địa hình hiểm trở.
Phương pháp lưới dầm phun bê tông được áp dụng hiệu quả cho các công trình (1) bảo vệ và ổn định mái đốc; (2) phòng chặn sập mái đốc; (3) gia cố mặt cắt đất; (4) gia cố và cải tạo cấu trúc hiện hữu; (5) gia cố đê; (6) cải tạo thảm thực vật tại các mái dốc bị xói lở.
Hình 1. Quy trình thi công hệ lưới dầm phun bê tông kết hợp neo đất
[1] Yoji Samaru và Koji Sugiyama (2005) Slope Stabilization Using the Shotcrete Grid Beam System in Japan, Shotcrete – Spring 2005.
[2] Raito Kogyo, “Plant Manual of UNILAP Method”, Raito Kogyo ., Ltd, 2000.
[3] Raito Kogyo, “Technical Manual of UNILAP Method”, Raito Kogyo ., Ltd, 2003.
[4] Raito Kogyo, “Technical Manual of Shotcrete Grid Beam – Free Frame”, Raito Kogyo ., Ltd, 2006.
[5] Japan Slope Protection Association, “Guideline for Grid Beam Design and Construction,” Japan Slope Protection Association, 1995.
[6] Japan Society of Civil Engineers, Tokyo Japan, 2006 Recommendations for Shotcreting – Slope stabilization.
[7] Japan Road Association, Tokyo Japan, 2009 Highway Civil Engineering – Guideline for Earth Cutting and Slope Stabilization Works.