Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ quảng ninh đến quảng nam nghiên cứu giải pháp đắp đê biển theo công nghệ đất có cốt VĐKT

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐẮP ĐÊ BIỂN THEO CÔNG NGHỆ ĐẤT CÓ CỐT VĐKT THUỘC ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM ” Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂ Y DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Nguyễn Quốc Dũng Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam 7579-9 22/12/2009 Hà Nội 2009 Chuyên đề 16: Nghiên cứu giải pháp đắp đê biển theo công nghệ đất có cốt VĐKT Đề tài: Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ QN - QN 1 5.6. THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN THEO CÔNG NGHỆ ĐẤT CÓ CỐT VĐKT 2 5.6.1. Thiết kế mái dốc đê có cốt 2 5.6.1.1. Các hệ số được sử dụng trong thiết kế 3 5.6.1.2. Các trạng thái giới hạn 4 5.6.1.3. Ổn định bên ngoài 6 5.6.1.4. Ổn định nội bộ 6 5.6.1.5. Ổn định hỗn hợp 13 5.6.1.6. Các trạng thái giới hạn sử dụng 14 5.6.2. Thiết kế đê trên nền đất yếu với móng đất có cốt 15 5.6.2.1. Cốt được dùng để khố ng chế độ ổn định của nền đắp 16 5.6.2.2. Cốt tăng cường được sử dụng để góp phần khống chế cả ổn định và lún của nền đắp 26 5.6.3. Cốt vải địa kỹ thuật gia cố đất 35 5.6.3.1. Các chức năng của VĐKT khi làm cốt cho đất 35 5.6.3.2. Chọn vải để gia cố 35 5.6.3.3. Chọn VĐKT theo độ bền cơ h ọc 36 5.6.3.4. Chọn VĐKT theo yêu cầu chặn đất và thấm nước 38 5.6.3.5. Yêu cầu tuổi thọ 39 5.6.4. Thi công, kiểm tra chất lượng VĐKT gia cố đất 39 5.6.4.1. Yêu cầu và nguyên tắc thi công đê biển theo công nghệ 39 5.6.4.2 Thi công đê biển theo công nghệ đất có cốt 45 5.6.4.3. Kiểm tra chất lượng thi công 53 Chuyên đề 16: Nghiên cứu giải pháp đắp đê biển theo công nghệ đất có cốt VĐKT Đề tài: Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ QN - QN 2 Chuyên đề 16 5.6. THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN THEO CÔNG NGHỆ ĐẤT CÓ CỐT VĐKT Đất, đặc biệt là đất yếu thường có góc ma sát trong và lực dính nhỏ, có loại đất có lực dính tương đối thì góc ma sát gần như bằng không, và thường dễ bão hoà nước và lượng ngậm nước khi bão hoà lớn. Do vậy, khi làm việc, bất cứ sự tăng tải nào cũng có thể làm tăng áp lực nước lỗ rỗng. Đối với đấ t dính, nước lỗ rỗng thoát rất chậm, áp lực nước lỗ rỗng sẽ tăng rất nhanh khi có sự tăng tải bên ngoài. Áp lực nước lỗ rỗng đã bị tăng cao này dễ gây mất ổn định đất nền và thân công trình. Để cải thiện khả năng chịu tải của loại đất này cần đưa thêm vật liệu có khả năng tiếp thu được lực kéo hoặc ứng suất cắt vào trong khối đất. Cách mà từ xa xưa đã làm đó là sử dụng các vật liệu tự nhiên như: rơm, xơ dừa, thân cây, cành cây, thép, , và ngày nay với sự phát triển của công nghệ chế tạo vật liệu thì nó là các vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp dưới dạng thảm, lưới (gọi chung là VĐKT) có sức kháng kéo và độ bền cao. Việc đưa các vật liệu này vào trong đất theo hướng ch ịu ứng suất kéo chính sẽ tạo ra một vật liệu tổng hợp có đặc thù nổi trội so với đất và cốt riêng rẽ. Vật liệu tổng hợp đất có cốt vừa có tính chịu nén và tính bám dính của đất, vừa có tính bền kéo cao của cốt, nên sẽ phù hợp cho nhiều loại công trình đất có điều kiện làm việc bất lợi. Phần chỉ dẫn dưới đây trình bày 02 phương pháp: - Gia cố cho mái dốc (thân đê); - Gia cố cho nền. Phương pháp trình bày, Phần thiết kế của 02 phương pháp sẽ trình bày riêng, các nội dung liên quan đến cốt VĐKT và thi công sẽ trình bày chung. 5.6.1. Thiết kế mái dốc đê có cốt Đê biển, đê cửa sông được xây dựng từ nhiều loại đất khác nhau, có thể là cát hoặc đất dính. Đất cát có mái dốc ổn định bằng với góc tự nhiên hoặc góc ma sát trong của cát. Đất dính có thể tạo mái t ự nhiên lớn hơn góc ma sát trong, có thể dựng đứng vì tính dính của đất có khả năng hạn chế biến dạng ngang của đất khi chịu lực. Hệ thống đê biển, đê cửa sông ngoài tải trọng tác dụng trên đỉnh (đê kết hợp làm đường giao thông) nó còn chịu một tải trọng trên mái có tính lặp lên mái đê có thể sẽ không ổn định đối với một số loại đất, vì vậ y cần phải có biện pháp tăng cường độ. Dùng VĐKT để làm cốt là giải pháp kỹ thuật để tăng cường độ chịu lực của mái dốc và đảm bảo ổn định cho công trình đất. Gia cố cho mái dốc (thân) đê có thể bao gồm một số ứng dụng dưới đây: (i)- Để tăng cường các vật liệu đất đắp khi làm đê mới (hình 5.1a, 5.1b); (ii)- Để tăng cườ ng các mái dốc đã bị phá huỷ hoặc đắp mở rộng mặt cắt đê (đê nâng cấp) (hình 5.1c); [...]... tng cng (hỡnh 5.21a); - Lỳn múng cc (hỡnh 5.21b) (a) (b) Nền đắp Không ổn định mép Cốt gia cờng Nền đắp Cốt gia cờng Nền yếu Nền yếu Cọc xử lý nền (c) Cọc xử lý nền (d) Nền đắp Nền đắp Cốt gia cờng Tải trọng thẳng đứng Vật liệu đắp dịch chuyển ngang Cốt gia cờng Nền yếu Nền yếu Cọc xử lý nền (e) Cọc xử lý nền Nền đắp Cốt gia cờng Nền yếu Cọc xử lý nền Hỡnh 5.21 Cỏc trng thỏi gii hn phỏ hoi i vi nn p trờn... ngoi ti (bng 5.2) ti: Nghiờn cu gii phỏp p ờ bng vt liu a phng v p ờ trờn nn t yu t QN - QN 28 Chuyờn 16: Nghiờn cu gii phỏp p ờ bin theo cụng ngh t cú ct VKT qs- ngoi ti tỏc dng (a) (b) Cốt gia cờng Cốt gia cờng Nền đắp Nền đắp Nền yếu Nền yếu Cọc xử lý nền Cọc xử lý nền Hỡnh 5.22 Cỏc trng thỏi gii hn s dng i vi nn p t trờn cc (a) Dón ct tng cng; (b) Lỳn múng 4 Phm vi b trớ nhúm cc: Vựng úng cc phi... c tho món i vi mi v trớ dc theo ỏy ca nn p: MD MRS + MRP + MRR (5-43) Trong o: MD- mụmen gõy trt (ó nhõn h s) mi vớ trớ dc theo ỏy nn p; MRS- mụmen gi do t (ó nhõn h s) ti mi vớ trớ dc theo ỏy nn p; MRP- mụmen gi do cc theo theo ỏy ca nn p; MRR- mụmen gi do ct v trớ theo theo ỏy ca nn p 9 Dón ct: dón di cho phộp ln nht trong ct max phi c hn ch bo m lỳn lch khụng xy ra b mt nn p (hỡnh 5.22a) õy... (hỡnh 5.22b) Gii hn mộp ca mi cc ngoi ó c xỏc nh theo cụng thc: Lp = H(n - tgp) (5-28) Trong ú: Lp- khong cỏch nm ngang gia mộp ngoi ca m cc ngoi cựng v chõn ca nn p (hỡnh 5.23) H- chiu cao nn p; 1/n- dc ca mỏi dc nn p; p- gúc so vi phng thng ng ca ng ni mộp ngoi m cc ngoi cựng vi vai nn p (hỡnh 5.23) Ls Lp n H p 1 Nền đắp Mũ cọc Cốt gia cờng Cọc xử lý nền Hỡnh 5.23 Gii hn ngoi ca m cc 5 Phõn b ti trng... Nghiờn cu gii phỏp p ờ bin theo cụng ngh t cú ct VKT bo m khụng t ti trng thỏi gii hn phỏ hoi v kộo t ct tng cng trong sut thi k tớnh toỏn ca ct, cn phi tuõn th theo iu kin sau: TD Tr fn (5-26) Trong ú: TD- cng ( bn) thit k ca ct tng cng c tớnh theo hng dn trong phn la chn cng kộo ca vi mc 5.6.3.3 fn- h s nh hng riờng phn, ph thuc hỡnh loi kt cu v hu qu phỏ hoi v mt kinh t, theo [10] cú th la chn... gii phỏp p ờ bin theo cụng ngh t cú ct VKT hung nu ct khụng cú th bin dng trong khi thi cụng thỡ ct s khụng chu ti trng tỏc dng cho n khi t yu di nn p b lỳn Phng trỡnh i vi Trp trờn thớch hp vi cỏc loi ct cú th bin dng trong sut quỏ trỡnh thi cụng cht ti, ngha l thớch hp vi loi ct cú kh nng dón di nh ct l cỏc VKT loi pụlime Ngoại lực tác dụng, q Nền đắp s a Mũ cọc H WT Trp Cọc Trp Cọc Cốt đáy tăng cờng... tuy nhiờn, vic tớnh toỏn theo iu kin khụng thoỏt nc s n gin hn v thng cho ta mt gii phỏp ỳng n hn v phng din bo m n nh ngn hn Cỏc thụng s v cng chu ct khụng thoỏt nc cú th c thay vo cỏc biu thc hỡnh 5.17a Lc kộo Troj yờu cu i vi 1m di nn p ti mi im j dc theo ỏy nn p (hỡnh 5.17a) cú th c xỏc nh theo biu thc di õy: Troj.Yj = MRRj = MDj - MRSj (5-20) Trong ú: Yj- cỏnh tay ũn theo hng thng ng ca mụmen... ti: Nghiờn cu gii phỏp p ờ bng vt liu a phng v p ờ trờn nn t yu t QN - QN 10 Chuyờn 16: Nghiờn cu gii phỏp p ờ bin theo cụng ngh t cú ct VKT yi- tay ũn momen i vi VKT (chỳ ý rng cỏc v trớ bin dng theo chiu rng, cỏnh tay ũn momen ny cú th tr thnh bng R, thụng thng l mt giỏ tr bin dng theo chiu rng) n- s lỏt ct; m- s lp vi N i = Ni - Ui.xi Ui = hi.w - ỏp lc nc l rng hi- chiu cao ca nc trờn ỏy cung trũn... (d) Trt ngang; (e) n nh tng th Cỏc trng thỏi gii hn ny c cp chi tit trong cỏc hng dn tip theo di õy Lc kộo ln nht Tr trng thỏi gii hn phỏ hoi trờn 1m chiu di nn p trong ct ỏy tng cng phi c xỏc nh nh sau: (a) Theo hng dc chiu di nn p, lc kộo ln nht phi l lc kộo cn cú chuyn ti trng p thng ng lờn cỏc m cc Trp; (b) Theo hng ngang chiu rng nn p, lc kộo ln nht phi l tng ca lc kộo cn cú chuyn ti trng p thng... cng ỏy (b) Cỏc chiu di neo bỏm ca ct ti v trớ j dc theo ỏy nn p Hỡnh 5.17 Trỡnh t ỏnh giỏ n nh theo phng phỏp phõn tớch mt trt trũn Bn cnh phng phỏp trỡnh by hỡnh 5.17a, cỏc phng phỏp Bishop v Janbu cng cú th c ci tin xỏc nh Tro ti: Nghiờn cu gii phỏp p ờ bng vt liu a phng v p ờ trờn nn t yu t QN - QN 20 Chuyờn 16: Nghiờn cu gii phỏp p ờ bin theo cụng ngh t cú ct VKT m bo cho lc Troj cú th cú . 16: Nghiên cứu giải pháp đắp đê biển theo công nghệ đất có cốt VĐKT Đề tài: Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ QN - QN 1 5.6. THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN THEO. 16: Nghiên cứu giải pháp đắp đê biển theo công nghệ đất có cốt VĐKT Đề tài: Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ QN - QN 7 thường được thực hiện trên. Chuyên đề 16: Nghiên cứu giải pháp đắp đê biển theo công nghệ đất có cốt VĐKT Đề tài: Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ QN - QN 10 19 cho đến nay