Nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ phun hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt thực vật đa loại bảo vệ bề mặt bờ dốc

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 18 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ PHUN HỖN HỢP BÙN ĐẤT KẾT HỢP HẠT THỰC VẬT ĐA LOẠI BẢO VỆ BỀ MẶT BỜ DỐC NGUYỄN Ả À* NGUYỄN ỨC MẠN *, NGUYỄN T L N *, NGUYỄN T Ị P ƢƠNG T ẢO*, TRẦN T AN V ỆT** Application research of spraying soil mixed grass seeds method in protecting the slope surface Abstract: The vegetable matter on the slope, especially the cut embankment through the hilly and mountainous areas, does not only create the ecological landscape, but also has an important role in preventing surface erosion, reducing local slide and increasing slope stability due to their ability to enhancing soil shear strength due to their root system [1-4]. Research results and application of the spraying soil mixed grass seeds method at Bac Giang - Lang Son highway and on samples in the laboratory of Geotechnical Department, University of Transport and Communications shows that this solution not only effectively creates a green cover on the slope surface, especially with slope that have infertile soil layer or weathered sedimentary rock, but also increased significantly in soil shear strength (cohesion increased 2.25 - 2.27 times and the friction angle increased from 1.23 to 1.79 times) and the slope stability safety factor increased from 0.99% to 14.88%. Keywords: Slope surface, vegetable matter, green solution, plant root, slope. 1. ẶT VẤN Ề * Ứng dụng giải pháp xanh che phủ và nhằm bảo vệ bề mặt bờ dốc là hƣớng ƣu tiên áp dụng từ nhiều năm qua trên thế giới và ngày càng đƣợc quan tâm ở Việt Nam. Tác dụng đƣợc thừa nhận từ lớp thực vật phủ trên bờ dốc không chỉ chống xói bề mặt, giảm nguy cơ sụt trƣợt, đặc biệt với trƣợt nông hay cục bộ, mà còn tạo cảnh quan sinh thái và bảo vệ môi trƣờng [1-16]. Việc tạo lớp phủ thực vật trên các bờ dốc hiện nay phổ biến sử dụng nhƣ cấy khóm trực tiếp, giâm cành, gieo hạt cỏ thủ công, trồng thủ công trên bao đất sinh thái hay kết hợp ô ngăn hình mạng (Geocell). Giải pháp thủ công này có ƣu * Trường Đại học Giao thông vận tải ** Công ty CP PTCN bảo vệ bờ dốc ATV Việt Nam Email: haihadkt@utc.edu.vn điểm lớn là dễ triển khai và khai thác nguồn nhân công địa phƣơng tốt, xong hiệu quả phủ xanh phụ thuộc nhiều vào đặc điểm thổ nhƣỡng trên mặt bờ dốc, độ dốc địa hình, chất lƣợng thi công và thƣờng chỉ sử dụng đƣợc một loại cỏ hay thực vật. Khắc phục đƣợc nhiều nhƣợc điểm lớn này, trong cùng điều kiện khí hậu, độ dốc địa hình, giải pháp công nghệ phun hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt thực vật đa loại không chỉ tạo và giữ lớp đất màu có chất kết dính cũng nhƣ dinh dƣỡng để duy trì sự sinh trƣởng của thực vật trong giai đoạn ban đầu, mà còn đồng thời tạo lớp phủ thực vật nhiều tầng từ cỏ mọc nhanh thấp (ví dụ nhƣ cỏ gà), kết hợp cỏ mọc lan rễ chùm cao (ví dụ cỏ Tƣớc mạch) hay với cây thân gỗ nhƣ đậu săng... rễ cọc mọc chậm [16]. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thử nghiệm ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 19 đƣợc triển khai của nhóm nghiên cứu và công ty ATV Việt Nam tại một số vị trí bờ dốc nền đƣờng đào có điều kiện địa chất khác nhau tại 10 vị trí (khoảng 10000m2) trên cao tốc Bắc Giang - Lạng Sơn từ năm 2019 cho thấy, hiệu quả với tốc độ phủ xanh nhanh (cỏ sinh trƣởng nhanh), tạo lớp phủ thực vật kín nhiều lớp, mà còn phủ xanh tốt ngay trong điều kiện bờ dốc không có lớp đất - lớp đá bột kết và sét kết phong hóa với độ dốc địa hình 45 - 55 độ. Khi thử nghiệm trong phòng, hệ rễ không chỉ phát triển nhanh, sâu và thể hiện rõ mật độ thay thế chiếm chỗ trong nền đất, mà kết quả thí nghiệm cắt mẫu đất cho thấy sự gia tăng đáng kể về sức chống cắt và rất phù hợp một số nghiên cứu đã có [16]. 2. NG ÊN CỨU T Ử NG ỆM G Ả P P CÔNG NG Ệ P UN N ẤT K T ỢP ẠT T ỰC VẬT A LOẠ ẢO VỆ Ề MẶT Ờ DỐC Giải pháp phun hạt cỏ, hạt thực vật lên mặt bờ dốc đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới áp dụng từ những năm 50-70 thế kỷ trƣớc [1,16]. Việc trộn hạt cỏ hay hạt thực vật với đất mùn có sử dụng thiết bị phun lên bờ dốc, hoặc tạo lớp thảm hay bao sinh thái chứa sẵn hạt cỏ ... hiện đƣợc sử dụng rất phổ biến tại Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc ... Giải pháp công nghệ phun hỗn hợp bùn đất trộn hạt thực vật đƣợc áp dụng lần đầu năm 1950 tại Mỹ, đến năm 1977 áp dụng rộng rãi trên khắp Châu Âu [16]. Tại Trung Quốc, giải pháp này đƣợc áp dụng lần đầu năm 1996, sau nhiều cải tiến, hoàn thiện và đến 2018 đã ban hành tiêu chuẩn kỹ thuật CJJ/T 292-2018 liên quan công nghệ này. Năm 2018 lần đầu giải pháp công nghệ này đƣợc đƣa về Việt Nam, và trong khoảng từ tháng 5 đến 12 năm 2019 đƣợc nhóm nghiên cứu và Công ty CP Phát triển Công nghệ bảo vệ bờ dốc ATV Việt Nam triển khai thi công thí điểm cho 10 vị trí bờ dốc nền đào có điều kiện địa hình, địa chất, cũng nhƣ độ cao khác nhau rải rác trên đoạn tuyến Km70+069 - Km70+521, Km86+320 - Km86+920, Km89+760 - Km90+056 và Km91+006 - Km91+560 trên đƣờng cao tốc Bắc Giang - Lạng Sơn. Các vị trí thử nghiệm này đƣợc gia cố đề phòng mất ổn định bờ dốc theo thiết kế với kết cấu đinh đất độ dài khác nhau kết hợp khung bê tông cốt thép. Giải pháp phun hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt cỏ đa loại đƣợc đề nghị ứng dụng thi công thử nghiệm để tạo lớp phủ xanh, chống xói mòn và bảo vệ bề mặt bờ dốc. Phù hợp với yêu cầu tại [1,2,3,16], các vị trí bờ dốc lựa chọn thi công thử nghiệm đã đƣợc gia cố nhằm đề phòng trƣợt khối bằng. Điều kiện địa chất của bờ dốc đặc trƣng bởi thành phần đất đá phong hóa không đều từ các đá trầm tích lục nguyên (sét kết, bột kết). Tất cả các vị trí này đều không có đủ lớp đất màu cần thiết cho sự phát triển của thực vật giai đoạn đầu, đặc biệt một số vị trí bề mặt bờ dốc là đá phong hóa rất nghèo dinh dƣỡng cho phát triển thực vật. Lựa chọn cây trồng là một phần quan trọng trong công việc thiết kế công trình phủ xanh. Nó không chỉ quyết định hiệu quả của việc phủ xanh dốc, mà còn trực tiếp quyết định phƣơng pháp quản lý bảo trì và chi phí trong giai đoạn sau đó. Nhiều nghiên cứu cũng nhƣ theo [16] chỉ ra rằng, khi phủ xanh bờ dốc ƣu tiên sử dụng các loài cây bản địa để nhanh chóng hình thành các quần thể thực vật ổn định và tích hợp chúng vào thảm thực vật của khu vực. Trong thử nghiệm này, 03 giống thực vật đƣợc lựa chọn phù hợp chỉ dẫn chung theo [16]: 1) Loại cỏ phát triển nhanh chóng, dễ phục hồi và dễ thoái hóa – cỏ gà hay còn gọi cỏ chỉ (Bermuda); 2) Cỏ mọc lan sống lâu mọc chậm hơn loại cỏ thứ nhất lựa chọn giống Tƣớc mạch (Bromegrass - bromus inermis); 3) Loại cây bụi thân gỗ, rễ cọc, thích nghi điều kiện bờ dốc đất đá kém dinh dƣỡng sử dụng cây đậu săng (Pigeon Pea - cajanus cajan). Ngoài việc cho phép phủ xanh trên các bờ ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 20 dốc có cấu tạo địa chất kém dĩnh dƣỡng, điểm nhấn kỹ thuật khác đáng chú ý là việc lựa chọn nhiều giống thực vật khác nhau ngoài không chỉ tạo lớp phủ nhiều lớp, mà còn sử dụng loại cỏ mọc nhanh (Bermuda) dƣỡng sinh và giữ ẩm cho giai đoạn đầu sinh trƣởng của các giống thực vật còn lại. Ngoài công tác thiết kế hỗn hợp bùn đất, lựa chọn và chuẩn bị giống hạt thƣc vật cũng nhƣ các công tác chuẩn bị thi công liên quan khác, trình tự thi công thử nghiệm áp dụng theo [16] gồm các bƣớc chính sau: Rải và định vị 01 lớp lƣới thép d4mm, mắt lƣới 40x40mm trên bề mặt bờ dốc để giữ lớp phủ nền (lớp đất màu) (Hình 1); phun 2 lớp bùn đất mầu trộn chất kết dính (đảm bảo lực dính đơn vị c>25kPa), chất hữu cơ (không nhỏ hơn 5%) để tạo lớp phủ nền đủ dày 5-6cm; lớp phun bùn đất lần thứ 3 đƣợc trộn thêm hạt của 03 loại thực vật đã lựa chọn (Hình 2); hoàn thành công tác phun lớp phủ nền có hạt thực vật tiến hành che phủ bờ dốc bằng lớp màng địa kỹ thuật tự tiêu (vải địa kỹ thuật không dệt loại mỏng tự tiêu) (Hình 3). Công tác chăm sóc sau đó tiến hành phụ thuộc thời tiết để lựa chọn số lần cũng nhƣ thời điểm tƣới nƣớc cho thực vật sinh trƣởng và phát triển ở giai đoạn đầu. H nh 1. Lắp đặt và ghim giữ lưới thép mạ k m trên mặt bờ dốc giữ lớp đất phun H nh 2. Phun hỗn hợp bùn đất lẫn hạt thực vật H nh 3. Phủ lớp vải địa kỹ thuật tự tiêu bảo vệ chống xói giai đoạn đầu sau khi phun bùn đất Sau 7 ngày, cỏ mọc nhanh 4-7cm Sau 21 ngày, 2 loại cỏ dài 10 – 20cm Sau 40 ngày, cỏ Tƣớc mạnh phát triển mạnh 4 tháng cây đậu săng phủ kín H nh 4. Quá tr nh phát tri n cỏ và thực vật tại km91+200 trên Cao tốc Bắc Giang - Lạng Sơn Điểm dễ nhận thấy từ nghiên cứu thử nghiệm giải pháp phun hỗn hợp bùn đất với hạt thực vật đa nguồn gốc không chỉ lợi thế về thời gian sinh trƣởng và phát triển nhanh của lớp cỏ, tồn tại qua mùa đông khắc nghiệt, mùa mƣa dễ bị rửa trôi đất, mà đặc biệt còn có thể phủ xanh trên bề mặt bờ dốc nền đào từ các đá trầm tích cơ học rất nghèo dinh dƣỡng (Hình 5). ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 21 H nh 5. Thảm thực vật phủ xanh trên bờ dốc cấu tạo địa chất nghèo dinh dưỡng sau 40 – 70 ngày 3. PHÂN TÍCH VAI TRÒ LỚP RỄ THỰC VẬT TỚI ỔN ĐỊNH BỀ MẶT BỜ DỐC Trong nghiên cứu này, tƣơng tự thi công thử hiện trƣờng, lựa chọn 03 loại gồm cỏ gà (Bermuda), cỏ Tƣớc mạch (Bromegrass) và cây đậu săng (Pigeon Pea) để thực hiện thử nghiệm, phân tích quá trình phát triển và vai trò lớp rễ của chúng tới sự gia tăng sức kháng cắt của đất trên các mẫu trong phòng. 3.1. Nghiên cứu thử nghiệm Cùng với quá trình thi công thử nghiệm tại hiện trƣờng, mô hình thử nghiệm trong phòng đƣợc thực hiện với 5 thùng mẫu thu thập tại chính vị trí thi công trên đƣờng cao tốc Bắc Giang – Lạng Sơn. Quá trình tạo mô hình thử nghiệm đƣợc thực hiện gồm các bƣớc chính: (1) lớp đất nghèo dinh dƣỡng nhƣ tại hiện trƣờng đƣợc bố trí trong thùng xốp có lỗ thoát nƣớc ở đáy và cạnh bên; (2) trộn hỗn hợp bùn đất, hạt cỏ và thực vật, phân bón hóa học, chất phụ gia; (3) rải lớp hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt thực vật đa loại, dày khoảng 5cm; (4) nuôi trồng các mẫu thử nghiệm trong các điều kiện môi trƣờng khác nhau (giàu và nghèo ánh sáng) và thƣờng xuyên quan sát quá trình phát triển của chúng. Kết quả thử nghiệm trên các mẫu trong phòng thể hiện rõ, ở điều kiện tự nhiên mẫu cỏ và thực vật phát triển phù hợp cũng nhƣ khá tƣơng đồng với thi công thực tế ngoài công trƣờng. Nghĩa là, khi đủ ánh sáng, sau 7 - 14 ngày loại cỏ mọc nhanh (cỏ gà) đã phát triển đƣợc 4 - 15 cm, và sau 14 ngày cỏ thứ 2 (Tƣớc mạnh) cũng xuất hiện đạt chiều cao 1 - 4 cm. H nh 6. Quá tr nh nghiên cứu th nghiệm trong các môi trường khác nhau Trƣờng hợp ít thuận lợi khi thiếu ánh sáng và kém chăm sóc (tƣới nƣớc ít hơn), hạt giống nảy mầm sau một thời gian dài hơn ngay cả với các mẫu thử nghiệm trong phòng. 3.2. Sự thay đổi cƣờng độ chống cắt của đất khi có lớp rễ thực vật Các nghiên cứu về tác dụng của rễ thực vật nói chung, rễ cỏ nói riêng tới sự gia tăng cƣờng độ chống cắt của đất đƣợc nghiên cứu khá nhiều trên thế giới, điển hình có công trình nghiên cứu của Wu (1979,1988,2010,2015) [4], Khalilnejad và nnk (2012) [5], [6], [8]–[10]. Wu và cộng sự (1979) đã đƣa ra phƣơng pháp xác định độ gia tăng cƣờng độ chống cắt của đất khi có hỗ trợ của rễ thực vật [4]:  r r r c RAR.t cos .tan sin 1,2.RAR.t       (1) với cr là độ gia tăng cƣờng độ lực dính của lớp đất chứa rễ thực vật; RAR là mật độ diện tích rễ thực vật (Root Area Ratio). tr là cƣờng độ chịu kéo của rễ thực vật; θ và θ lần lƣợt là góc chịu cắt của rễ thực vật và góc ma sát trong của đất chứa rễ thựa vật. Mật độ diện tích rễ RAR giảm dần theo độ ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 22 sâu theo quy luật hàm mũ (Young, 2005; Tuan và Oumeraci, 2011). Để nghiên cứu sự gia tăng cƣờng độ kháng cắt của đất khi có rễ thực vật, bƣớc đầu làm cơ sở đánh giá định lƣợng hiệu quả lớp phủ thực vật nói chung, của giải pháp phủ xanh bằng phun bùn đất lẫn hạt thực vật, ở đây thực hiện thông qua thí nghiệm cắt mẫu đất trực tiếp theo TCVN 4199-1995. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chống cắt của đất nghiên cứu đƣợc thực hiện với hai trƣờng hợp có và không có lớp phủ thực vật đƣợc lấy trực tiếp trên các mẫu trong hộp thử nghiệm. Tổ hợp 03 mẫu đất mỗi loại đƣợc tiến hành thí nghiệm cắt tại phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật, trƣờng Đại học GTVT, kết quả trung bình thể hiện trên bảng 1. Hình 7. Mẫu đất th nghiệm có rễ thực vật ảng 1. Cƣờng độ chống cắt của các mẫu đất nghiên cứu Chỉ tiêu Lớp phủ Không có lớp phủ thực vật Cỏ mọc lan (cỏ gà, tước mạch) Cỏ bụ i (đậu săng) γ (kN/m3) 17,00 18,70 18,70 c (kPa) 67,63 81,52 30,00 θ (độ ) 27,01 39,37 22,03 Kết quả thí nghiệm cho thấy sự có mặt của rễ thực vật trong lớp đất phủ làm gia tăng đáng kể cƣờng độ chống cắt của đất. Cƣờng độ lực dính của đất gia tăng 2,25 – 2,72 lần (tăng 125 – 172%) khi có rễ thực vật, còn góc ma sát trong của đất tăng 1,23 – 1,79 lần (23 – 79%). Kết quả xác định sự thay đổi cƣờng chống cắt này phù hợp với nghiên cứu của nhiều tác giả trên thế giới nhƣ O.S. Nyambane và cộng sự (2011) [6], M. Mazzuoli và cộng sự (2016) [11], C. Zhou và cộng sự (2019) [12]. Với kết quả nghiên cứu này, dễ nhận thấy “hệ thống kết cấu rễ thực vật” có tác dụng giữ cho các phần tử hạt đất không những khỏi bị cuốn trôi đi dƣới tác dụng của dòng chảy mà còn làm gia tăng mạnh mẽ khả năng chống phá hủy khối đất phần có lớp rễ phủ thực vật. Khi bộ rễ thực vật ăn xuống xuyên qua mặt trƣợt tiềm năng của khối đất, các dịch trƣợt dọc theo đó sẽ làm xuất hiện ứng suất kéo trong rễ cỏ, thành phần ứng suất tiếp tuyến với mặt trƣợt sẽ trực tiếp góp phần kháng trƣợt, trong khi đó thành phần ứng suất pháp tuyến với mặt trƣợt sẽ làm tăng áp suất tác dụng trực tiếp lên mặt trƣợt, qua đó cũng góp phần kháng trƣợt. Với đặc điểm này, có thể thấy, lớp rễ và thảm thực vật không chỉ góp phần cản dòng chảy mặt khi mƣa, chống xói mòn bề mặt, tạo cảnh quan sinh thái, mà hơn hết có tác dụng chống mất ổn định cục bộ dạng sụt trƣợt nông và rất nông bề mặt bờ dốc rõ ràng. 3.3. Ph n t ch vai trò của rễ thực vật đối với ổn định bề mặt bờ dốc bằng mô hình số Trong nghiên cứu này, tác dụng của lớp rễ thực vật trong việc gia tăng sự ổn định bề mặt của bờ dốc đƣợc phân tích sơ bộ trên mô hình số theo phƣơng pháp cân bằng giới hạn bằng phần mềm Geostudio mô đun Slope/W, và theo phƣơng pháp phân tử hữu hạn bằng Plaxis 2D. Theo các nghiên cứu về tính chất thực vật của các loại cỏ phủ xanh trên bờ dốc [4], [5], [8], [9] và trực tiếp đo trên các mẫu thử nghiệm, thì có tới 60% tổng lƣợng rễ cỏ tập trung ở lớp sát mặt dày 5 - 10 cm và chiều dày làm việc của thảm cỏ thông thƣờng (độ ăn sâu của rễ cỏ) chỉ vào khoảng 20 cm đến 30 cm tính từ bề mặt [4], ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 23 [9], [10]. Cốt đất đƣợc cỏ ken dày tại lớp sát mặt làm gia tăng liên kết giữa các hạt đất, ngăn không cho các hạt đất bị nƣớc cuốn trôi. Lớp sát mặt này có tính dẻo khi bị ẩm và có độ thấm cao. Nhờ các tính chất này mà lớp sát mặt có khả năng chống xói cao hơn nhiều so với các lớp đất ở phía dƣới sâu [4], [6], [8]. Mặt cắt địa chất phân tích mô hình số lấy tại km 70+500 trên cao tốc Bắc Giang – Lạng Sơn với các thông số đất nền theo kết quả khảo sát phục vụ thiết kế. Các trƣờng hợp phân tích mô hình số đánh giá tác dụng của lớp rễ thực vật đƣợc thi công bằng giải pháp phun hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt thực vật đa loại gồm: (1) Không có lớp phủ thực vật (đất không có dễ thực vật); (2) có lớp phủ cỏ lan - có lớp rễ cỏ xuyên đều vào lớp đất phủ dày 35cm; (3) trƣờng hợp có lớp phủ cây bụi - đất có rễ cỏ và rễ cây đậu săng xuyên đều vào lớp đất phủ dày 75cm. Mặt cắt lựa chọn tính toán gồm các lớp đất đá chính: lớp đất phủ - sét pha lẫn ít sạn (lớp 2); lớp đá bột kết và sét kết phong hóa mạnh (lớp 9a); lớp bột kết và sét kết phong hóa vừa tới mạnh (lớp 9b). Các thông số đất nền cơ bản sử dụng phân tích mô hình số thể hiện bảng 2. ảng 2. Thông số đất nền sử dụng ph n t ch Thông số Không có lớp phủ thực vật Khi có rễ cỏ mọc lan lớp mặt Khi có cây bụi lớp mặt Lớp 2 Lớp 9a Lớp 9b γ (kN/m3) 18,7 26,6 26,6 17,0 18,7 c (kPa) 30,00 30,00 54,00 67,83 81,52 θ (độ) 22,03 22,03 16,6 27,01 39,37 Lop 2 9B CL CL 9A 9B 2.041 BỜ DỐC CÓ LỚP PHỦ THỰC VẬT (CỎ MỌC LAN) X 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 98 103 108 113 Y 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 H nh 8. Mô hình phân tích ổn định trượt cục bộ Kết quả phân tích ổn định trƣợt cục bộ bờ dốc bằng mô hình số cho thấy sự gia tăng đáng kể hệ số ổn định cục bộ tại các cơ khi có lớp phủ thực vật (Hình 8, Bảng 3). ảng 3. ệ số ổn định trƣợt cục bộ Vị trí phân tích Điều kiện bề mặt bờ dốc Không có lớp phủ thực vật Có cỏ mọc lan Có cây bụi Cơ đào số 2 1,082 1,134 1,243 Cơ đào số 3 1,162 1,227 1,329 Khi có lớp rễ cỏ mọc lan xuyên sâu vào trong đất giả thiết dày 35cm, hay lớp rễ cây bụi sâu 75cm, sử dụng thông số sức chống cắt có xét tới sự gia tăng nhờ lớp rễ thực vật này, kết quả phân tích mô hình số cho thấy, hệ số ổn định trƣợt cục bộ tăng lên đáng kể (tăng 4,81 % - 14,88%) (Hình 9). ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 24 0.500 1.000 1.500 Không có lớp phủ thực vật Có cỏ mọc lan Có cây bụi 1.082 1.134 1.243 1.162 1.227 1.329 Cơ đào số 2 Cơ đào số 3 H nh 9. Sự gia tăng hệ số ổn định trượt cục bộ khi có lớp rễ cỏ và thực vật Sử dụng phần mềm Plaxis 2D phân tích ổn định tổng thể bờ dốc theo phƣơng pháp phân tử hữu hạn cho trƣờng hợp đất đá ở trạng thái tự nhiên và bão hòa khi có hoặc không có lớp phủ thực vật với các thông số đất nền nhƣ bảng 2. Hệ số ổn định trƣợt tổng thể cũng đƣợc cải thiện khi có lớp phủ thực vật dày trên bề mặt. Trƣờng hợp đất đá ở trạng thái tự nhiên, hệ số ổn định trƣợt tăng 0,99 – 1,49%, còn bão hòa là 2,42 – 4,36% nhờ tác dụng lớp rễ cỏ và thực vật (Bảng 4 và Hình 10) ảng 4. ệ số ổn định trƣợt tổng thể Trạng thái đất đá Không có lớp phủ thực vật Có cỏ mọc lan Có cây bụi Tự nhiên 1,411 1,425 1,432 Bão hòa 1,033 1,058 1,078 Dễ nhận thấy, tác dụng lớp rễ cỏ và thực vật thể hiện rõ tới sự gia tăng mức độ ổn định bờ dốc khi đất đá ở trạng thái bão hòa (tăng 2,42 - 4,36%) trong khi ở trạng thái tự nhiên tăng ít hơn khá nhiều (tăng 0,99 - 1,49%) (Bảng 4, Hình 11). 0.800 1.200 1.600 Không có lớp phủ thực vật Có cỏ mọc lan Có cây bụi 1.411 1.425 1.432 1.033 1.058 1.078 Tự nhiên Bão hòa H nh 10. Sự gia tăng hệ số ổn định trượt tổng th khi có lớp rễ cỏ và thực vật Ngoài ra, dựa vào hình ảnh phân tích mô hình số trên phần mềm Plaxis cho thấy, mặt trƣợt dự báo có xu thế tăng dần về độ sâu khi có lớp cỏ mọc lan và cỏ với cây bụi (Hình 12, 13, 14). Nghĩa là, chiều sâu mặt trƣợt tăng theo xu thế gia tăng hệ số ổn định trƣợt dự báo khi mà lớp rễ thực vật xuyên sâu vào lớp đất bề mặt tăng. H nh 11. Mặt trượt dự báo khi không có lớp phủ thực vật H nh 12. Mặt trượt dự báo khi có lớp cỏ mọc lan (rễ cỏ xuyên sâu 35cm) ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 25 H nh 13. Mặt trượt dự báo khi có lớp cây bụi (rễ cỏ và thực vật xuyên sâu 75cm) 3.4. iệu quả của giải pháp bảo vệ bề mặt bờ dốc bằng phun hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt thực vật đa loại Sau 2 năm thử nghiệm hiện trƣờng, qua mùa đông 2018 và 2019, mùa mƣa 2019 và 2020, tới hiện tại mùa đông 2020, thể hiện rõ đƣợc hiệu quả việc phủ xanh bờ dốc bằng giải pháp phun hỗn hợp bùn đất kết hợp hạt thực vật đa loại. Với 3 loại cỏ và thực vật lựa chọn thử nghiệm cỏ gà, Tƣớc mạch và đậu săng, không chỉ có thời gian sinh trƣởng khác nhau, đa dạng sinh học, tạo lớp phủ thực vật bề mặt 2- 3 tầng, mà còn tạo đƣợc lớp rễ bám phủ bề mặt và xuyên sâu nhờ cây bụi thân gỗ - đậu săng. Điểm dễ nhận thấy khác, sau gần 3 năm, phần lớp đá phong hóa nghèo dinh dƣỡng, cỏ hay thảm thực vật tự nhiên chƣa xuất hiện trên mặ