Lựa chọn giải pháp hợp lý đảm bảo ổn định bờ sông sài gòn đoạn thuộc địa phận tỉnh bình dương,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - PHẠM NGỌC BẢY LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH BỜ SƠNG SÀI GỊN ĐOẠN THUỘC ĐỊA PHẬN TỈNH BÌNH DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - PHẠM NGỌC BẢY LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH BỜ SƠNG SÀI GỊN ĐOẠN THUỘC ĐỊA PHẬN TỈNH BÌNH DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG Thành Phố Hồ Chí Minh – 2013 LỜI CẢM ƠN Ngay từ bắt đầu đề tài, trình triển khai đề tài hồn thành đề tài mình, tác giả nhận nhiều hỗ trợ, quan tâm, giúp đỡ thầy cô hướng dẫn, nhà khoa học, bạn đồng nghiệp quan liên quan Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu Nhà trường, Phịng Tổ chức – Hành chính, Phịng ban Nhà trường, Ban Đào tạo – Trường Đại học Giao thông Vận tải – Cơ sở giúp đỡ tác giả trình học tập, nghiên cứu tiến hành đề tài Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Hùng - Phó Giám đốc Thường trực trường Đại học Giao thông vận tải - Cơ sở 2, thầy hướng dẫn tận tình, hỗ trợ giúp đỡ tác giả với bầu nhiệt huyết suốt q trình nghiên cứu hồn thành đề tài Đề tài thể góc nhìn tác giả vấn đề nghiên cứu, tác giả chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học, bạn đồng nghiệp để hoàn thành đề tài; tác giả mong muốn đem kết luận, kiến nghị đề tài vào ứng dụng thực tế ngành giao thông vận tải Xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng KS Phạm Ngọc Bảy năm 2013 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 6 Hạn chế đề tài CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẠT LỞ VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG ĐANG ĐƢỢC ÁP DỤNG 1.1 Tổng quan tình hình sạt lở ven sơng Sài Gịn 1.2 Tổng quan giải pháp ổn định công trình ven sơng 14 1.2.1 Giải pháp tƣờng chắn dạng mềm 14 1.2.1.1 Cấu tạo điển hình tƣờng chắn dạng mềm 14 1.2.1.2 Mặt cắt ngang cọc ván 17 1.2.1.3 Hƣ hỏng điển hình tƣờng chắn dạng mềm 20 1.2.2 Giải pháp tƣờng chắn tƣờng bê tơng cốt thép cọc đóng 22 1.2.2.1 Cấu tạo điển hình tƣờng chắn tƣờng bê tơng cốt thép cọc đóng 22 1.2.2.2 Hƣ hỏng điển hình tƣờng bê tơng cốt thép cọc đóng 24 1.2.3 Giải pháp tƣờng chắn tƣờng có cốt 26 1.2.4 Giải pháp kè mái nghiêng 27 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 1.2.5 Giải pháp kè tƣờng cọc xi măng đất 28 1.2.6 Ƣu nhƣợc điểm phạm vi áp dụng giải pháp ổn định cơng trình ven sông phổ biến 30 1.3 Qui hoạch xây dựng cơng trình ven sơng đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng 32 1.4 Phân vùng địa chất 33 1.5 Nhận xét chƣơng 34 CHƢƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH VEN SƠNG35 2.1 Lý thuyết tính tốn theo phƣơng pháp giải tích 35 2.1.1 Sự phân bố ứng suất trọng lƣợng thân 35 2.1.2 Lực tập trung tác dụng mặt đất 36 2.1.3 Lực tập trung tác dụng nằm ngang mặt đất 37 2.1.4 Lực tập trung tác dụng lòng đất 38 2.1.5 Tải trọng đƣờng thẳng 39 2.1.6 Tải trọng hình băng 40 2.1.7 Tải trọng phân bố tam giác 40 2.1.8 Tính tốn ổn định tổng thể cơng trình 41 2.1.8.1 Các giả thiết tính tốn 41 2.1.8.2 Phƣơng trình cân mơmen 43 2.1.8.3 Phƣơng trình cân lực 44 2.1.8.4 Phƣơng trình cân giới hạn tổng qt 44 2.2 Tính tốn thiết kế giải pháp ổn định bờ sơng điển hình 45 2.2.1 Giải pháp tƣờng chắn dạng mềm 45 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 2.2.1.1 Sơ đồ khối tính tốn tƣờng chắn dạng mềm 45 2.2.1.2.Tiêu chuẩn đánh giá tƣờng cứng, tƣờng mềm 47 2.2.1.3 Tính tốn cơng trình tƣờng chắn tƣờng tầng neo 48 2.2.1.4 Tính tốn ổn định trƣợt sâu cơng trình tƣờng chắn 53 2.2.1.4.1 Sơ đồ tính tốn ổn định trƣợt 53 2.2.1.4.2 Cách xác định tâm trƣợt nguy hiểm 54 2.2.2 Giải pháp tƣờng chắn tƣờng bê tông cốt thép cọc đóng 56 2.2.2.1 Sơ đồ khối tính tốn tƣờng chắn bê tơng cốt thép cọc đóng 56 2.2.2.2 Ngun tắc tính tốn 58 2.2.2.2.1 Xác định vị trí tâm đàn hồi 59 2.2.2.2.2 Xác định góc quay bệ 61 2.2.2.2.3 Xác định phản lực ngang tác dụng đầu cọc 62 2.2.2.2.4 Tính ổn định cơng trình tƣờng chắn bệ cọc cao 63 2.3 Thuận lợi khó khăn tính tốn cơng trình ổn định bờ sông đất yếu theo phƣơng pháp giải tích 67 2.3.1.Thuận lợi thiết kế 67 2.3.2 Khó khăn thiết kế 67 2.4 Lý thuyết tính tốn theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn 70 2.4.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn 70 2.4.2 Ứng dụng phần mềm Plaxis tính tốn giải pháp kết cấu ổn định cơng trình bờ sơng 72 2.5 Nhận xét chƣơng 74 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng CHƢƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HỢP LÝ ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH BỜ SƠNG SÀI GỊN ĐOẠN THUỘC ĐỊA PHẬN TỈNH BÌNH DƢƠNG 75 3.1 Nguyên tắc lựa chọn kết cấu ổn định bờ sông 75 3.2 Lựa chọn thông số đầu vào tính tốn 77 3.3 Kết tính tốn giải pháp tƣờng chắn mềm 78 3.3.1 Kết cấu tƣờng chắn không neo 79 3.3.2 Kết cấu tƣờng chắn tầng neo 80 3.3.3 Kết cấu tƣờng chắn kết hợp vải địa kỹ thuật 82 3.3.4 So sánh kinh tế kỹ thuật tƣờng chắn dạng mềm 84 3.4 Đề xuất giải pháp tƣờng chắn bán liên tục 88 3.4.1.Cơ sở trình tự thiết kế 88 3.4.2 Phân tích tính tốn thiết kế tƣờng TBL 90 3.5 Kết tính tốn giải pháp tƣờng chắn bê tơng cốt thép cọc đóng 92 3.5.1 Kết cấu tƣờng chắn không neo 93 3.5.2 Kết cấu tƣờng chắn tầng neo 96 3.5.3 Kết cấu tƣờng chắn kết hợp vải địa kỹ thuật 98 3.5.4 So sánh tính kinh tế kỹ thuật tƣờng chắn cọc đóng 100 3.6 Đề xuất giải pháp hợp lý ổn định cơng trình ven sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng 104 3.7 Nhận xét chƣơng 105 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 4.1 Kết nghiên cứu 106 4.2 Những tồn hƣớng nghiên cứu 106 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần vấn đề ổn định cơng trình ven sơng Sài Gịn xảy thƣờng xun có chiều hƣớng diễn biến phức tạp Điều gây ảnh hƣởng lớn đến hệ thống hạ tầng kỹ thuật; tính mạng tài sản nhân dân; cơng trình văn hố, di tích lịch sử; đất ven sông Nguyên nhân gây ổn định công trình ven sơng tƣợng khai thác cát bất hợp lý làm thay đổi dòng chảy, xây dựng cơng trình khơng theo qui hoạch lấn chiếm hành lan an tồn ven sơng, cho phép tàu thủy tải trọng lớn lƣu thông qua lại sông gây tƣợng sóng vỗ sạt lở cơng trình ven sơng Cơng tác thiết kế xây dựng cơng trình ven sơng theo kinh nghiệm, để an toàn đơn vị tƣ vấn thiết kế sử dụng kết cấu chƣa hợp lý nhƣ: lựa chọn chiều sâu cọc lớn, áp dụng giải pháp đắt tiền cho cơng trình nhỏ nên hiệu kinh tế kỹ thuật không cao Một số giải pháp truyền thống nhƣ: giải pháp đóng cừ tràm, kè mái nghiêng, sau thời gian đƣa vào khai thác sử dụng chƣa hiệu Gần số công trình sử dụng giải pháp nhƣ: tƣờng chắn cọc ván dự ứng lực, tƣờng bê tông cốt thép cọc, nhiên giải pháp cấu tạo tính tốn chƣa hợp lý nên hiệu mặt kinh tế kỹ thuật chƣa cao Để có sở đƣa giải pháp hợp lý tác giả đƣa nhiều giải pháp đảm bảo ổn định, giá thành hạ, nghiên cứu khắc phục tồn công tác tƣ vấn thiết kế Theo qui hoạch tỉnh Bình Dƣơng đến năm 2015, có tuyến đƣờng ven sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng, phục vụ yêu cầu phát triển kinh tế xã hội Chính vậy, việc nghiên cứu ”lựa chọn giải pháp hợp lý đảm bảo ổn định bờ sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng”, để đƣa đặc điểm chung dạng địa tầng nhƣ giải pháp đảm bảo ổn HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng định cơng trình ven sông cần thiết Đề tài giúp tƣ vấn chủ đầu tƣ có thêm giải pháp lựa chọn q trình đầu tƣ xây dựng cơng trình khơng có ý nghĩa địa phận tỉnh Bình Dƣơng cịn có ý nghĩa khu vực đồng sơng Cửu Long Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đề xuất giải pháp cấu tạo tính tốn hợp lý đảm bảo ổn định bờ sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp khác điều kiện địa chất khác nhau, đƣa giải pháp cấu tạo tính toán hợp lý Phạm vi nghiên cứu: Lĩnh vực nghiên cứu giải pháp hợp lý đảm bảo ổn định cơng trình ven sơng có phạm vi rộng lớn Hiện Việt Nam có nhiều giải pháp đƣợc đƣa vào sử dụng tùy thuộc vào điều kiện cụ thể Trong nội dung luận án tác giả tập trung phân tích số giải pháp kết cấu thƣờng đƣợc sử dụng bao gồm: - Giải pháp sử dụng tƣờng chắn dạng mềm (cọc ván dự ứng lực, cọc ống thép ); - Giải pháp sử dụng tƣờng chắn cọc; Với điều kiện nhƣ chiều cao đất đắp thay đổi từ 3-4.5m, chiều dày lớp đất yếu từ 12-18m khu vực chiều dày lớp đất yếu lớn 18m Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu chủ đạo phƣơng pháp lý thuyết theo giải tích phƣơng pháp phần tử hữu hạn, kết hợp với số liệu thống kê thực tế Dựa vào cơng trình đƣợc triển khai để phân tích, đánh giá, kết để đƣa giải pháp hợp lý đảm bảo ổn định bờ sông với điều kiện cụ thể khu vực nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: Cung cấp sở khoa học lựa chọn chuyển vị ngang hợp lý Độ xác phƣơng pháp giải tích phƣơng pháp phần tử hữu hạn HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Ý nghĩa thực tiễn: cung cấp sở thực giải pháp cấu tạo hợp lý cơng trình ổn định ven sơng cho chiều cao đắp địa chất khác đoạn sông Sài Gịn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng Hạn chế đề tài Do điều kiện kinh nghiệm chuyên môn, quan trắc thực tế chƣa thực đƣợc thời gian nghiên cứu làm luận án có hạn nên lƣợng thơng tin thu thập đƣợc cịn hạn chế Việc phân tích giải pháp ổn định bờ sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng dựa yếu tố địa chất đặc trƣng chƣa sâu cụ thể Vì chƣa có điều kiện quan trắc nên độ tin cậy đề tài mang tính lý thuyết; Trong tƣơng lai cần kết hợp quan trắc để kiểm tra lại phù hợp giải pháp cấu tạo lý thuyết tính tốn HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 93 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Tƣờng chắn không neo; 2- Tƣờng chắn tầng neo; 3- Tƣờng chắn kết hợp bên trải vải địa kỹ thuật; 3.5.1 Kết cấu tƣờng chắn khơng neo Mơ tả tốn: Dùng kết cấu tƣờng bê tông cốt thép dạng chữ L đặt cọc đóng làm tƣờng chắn Kích thƣớc tƣờng bê tơng, chiều dài cọc, đƣờng kính cọc, loại vật liệu sử dụng, phụ thuộc vào chiều cao đất đắp, tải trọng sau lƣng tƣờng điều kiện địa chất thủy văn CỘT ĐỊA CHẤT ĐIỂN HÌNH BÙN SÉT MÀU XÁM XANH CÁT SÉT, HẠT MỊN, MÀU XÁM XANH KẾT CẦU RỜI RẠC DÀY TRUNG BÌNH 10M, SPT: 4-9 Hình 16 Thơng số hình học tốn tƣờng chắn không neo HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 94 Hình 17: Các kích thƣớc tƣờng chắn Bảng 9: Các kích thƣớc tƣờng chắn ứng với chiều cao đắp thay đổi Chiề u cao đất đắp [m] 3.0 3.5 4.0 4.5 H H1 H2 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B8 [m] 4.0 4.7 5.4 6.2 [m] 3.5 4.0 4.5 5.0 [m] 0.5 0.7 0.9 1.2 [m] 1.4 1.5 1.6 1.7 [m] 0.6 0.6 0.7 0.7 [m] 0.5 0.5 0.5 0.5 [m] 0.7 0.7 0.7 0.7 [m] 1.0 1.2 1.3 1.5 [m] 0.7 0.7 0.7 0.7 [m] 0.3 0.3 0.4 0.4 Đườn g kính cọc Chiề u dài cọc [m] [m] 30.0 35.0 40.0 45.0 0.35 0.40 0.45 0.50 Hệ số ổn địn h Chuyể n vị đỉnh tường chắn cm 1.36 2.05 1.35 2.15 1.36 2.31 1.37 2.42 Từ bảng 3.9 nhận thấy chiều cao đất đắp thay đổi từ 3.0-4.5m kích thƣớc bề rộng tƣờng chắn từ 1.45-1.75m, chiều dài cọc từ 30-45m đƣờng kích cọc 0.35-0.5m để phù hợp với yêu cầu chịu lực, tiết kiệm chi phí xây dựng HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 95 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Hình 18: Mơ hình kết cấu tƣờng chắn bê tơng cốt thép không neo HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 96 Hình 19: Mơ hình cọc kết cấu tƣờng chắn bê tông cốt thép 3.5.2 Kết cấu tƣờng chắn tầng neo Mơ tả tốn: Dùng kết cấu tƣờng bê tông cốt thép dạng chữ L đặt cọc đóng làm tƣờng chắn Để giảm kích thƣớc tƣờng bê tơng, chiều dài cọc, đƣờng kính cọc, loại vật liệu sử dụng, phía bên tƣờng chắn bố trí hố neo, kích thƣớc hố neo, đƣờng kính dây neo, khoảng cách từ hố neo đến tƣờng chắn phụ thuộc vào chiều cao đất đắp, tải trọng sau lƣng tƣờng điều kiện địa chất thủy văn CỘT ĐỊA CHẤT ĐIỂN HÌNH BÙN SÉT MÀU XÁM XANH CÁT SÉT, HẠT MỊN, MÀU XÁM XANH KẾT CẦU RỜI RẠC DÀY TRUNG BÌNH 10M, SPT: 4-9 Hình 20: Mơ hình kết cấu tƣờng chắn bê tơng cốt thép tầng neo Bảng 10: Các kích thƣớc tƣờng chắn tầng neo Chiều cao đất đắp [m] 3.0 H H1 H2 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B8 [m] 4.00 [m] 3.50 [m] 0.50 [m] 1.45 [m] 0.45 [m] 0.50 [m] 0.75 [m] 0.90 [m] 0.75 [m] 0.25 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 3.5 4.0 4.5 4.60 5.20 5.80 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 97 4.00 4.50 5.00 0.60 0.70 0.80 1.55 1.65 1.75 0.50 0.55 0.60 0.50 0.50 0.50 0.75 0.75 0.75 1.05 1.20 1.35 0.75 0.75 0.75 0.30 0.35 0.40 Chiều dài dây neo Đƣờng kính cọc Chiều dài cọc [m] [m] [m] 15.5 0.30 30.00 1.35 2.14 16.2 0.35 35.00 1.36 2.13 17.4 0.40 40.00 1.36 2.15 18.6 0.45 45.00 1.35 2.34 Hệ số ổn định Chuyển vị đỉnh tƣờng chắn [cm] Từ bảng 3.10 nhận thấy chiều cao đất đắp thay đổi từ 3.0-4.5m chiều dài dây neo thay đổi từ 15.5-18.6m để phù hợp với yêu cầu chịu lực, tiết kiệm chi phí xây dựng HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 98 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Hình 21: Mơ hình kết cấu tƣờng chắn bê tơng cốt thép tầng neo 3.5.3 Kết cấu tƣờng chắn kết hợp vải địa kỹ thuật Mơ tả tốn: Dùng kết cấu tƣờng bê tông cốt thép dạng chữ L đặt cọc đóng làm tƣờng chắn Để giảm kích thƣớc tƣờng bê tơng, chiều dài cọc, đƣờng kính cọc, loại vật liệu sử dụng, phía bên tƣờng chắn bố trí lớp lƣới địa kỹ thuật, số lớp, chiều dài lớp, cƣờng độ lƣới địa kỹ thuật phụ thuộc vào chiều cao đất đắp, tải trọng sau lƣng tƣờng điều kiện địa chất thủy văn CỘT ĐỊA CHẤT ĐIỂN HÌNH BÙN SÉT MÀU XÁM XANH CÁT SÉT, HẠT MỊN, MÀU XÁM XANH KẾT CẦU RỜI RẠC DÀY TRUNG BÌNH 10M, SPT: 4-9 Hình 22: Mơ hình tính tốn tƣờng chắn bê tơng cốt thép kết hợp vải địa kỹ thuật Bảng 11: Các kích thƣớc tƣờng chắn kết hợp với vải địa kỹ thuật HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ Chiều cao đất đắp [m] 3.0 3.5 4.0 4.5 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 99 H H1 H2 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B8 [m] 4.00 4.60 5.20 5.80 [m] 3.50 4.00 4.50 5.00 [m] 0.50 0.60 0.70 0.80 [m] 1.45 1.55 1.65 1.65 [m] 0.45 0.50 0.55 0.55 [m] 0.50 0.50 0.50 0.50 [m] 0.75 0.75 0.75 0.75 [m] 0.90 1.05 1.20 1.20 [m] 0.75 0.75 0.75 0.75 [m] 0.25 0.30 0.35 0.35 Khoảng cách lớp vải địa kỹ thuật z (m) Số lớp vải địa kỹ thuật Chiều dài vải địa kỹ thuật Đƣờng kính cọc Chiều dài cọc Lvdkt(m) [m] [m] Hệ số ổn định Chuyển vị đỉnh tƣờng chắn cm 0.5 6 0.30 30.00 1.36 2.36 0.5 7 0.35 35.00 1.36 2.31 0.5 8 0.40 40.00 1.35 2.34 0.5 9 0.40 40.00 1.35 2.42 Từ bảng 3.11 nhận thấy chiều cao đất đắp thay đổi từ 3.0-4.5m số lớp chiều dài lớp vải địa kỹ thuật thay đổi để phù hợp với yêu cầu chịu lực, tiết kiệm chi phí xây dựng HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 100 Hình 23: Mơ hình tƣờng chắn bê tơng cốt thép kết hợp vải địa kỹ thuật 3.5.4 So sánh tính kinh tế kỹ thuật tƣờng chắn cọc đóng Bảng 12: Chi phí đầu tƣ xây dựng kết cấu tƣờng chắn cọc đóng (1m/dài) Chiều cao đất đắp (m) Tƣờng chắn không neo Tƣờng chắn tầng neo Tƣờng chắn + vải địa kỹ thuật H 3.0 3.5 4.0 4.5 18.62 21.68 28.07 34.93 15.82 18.43 23.86 29.69 11.87 13.82 17.90 22.27 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 101 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Hình 24: Biểu đồ mối quan hệ giải pháp kết cấu chi phí xây dựng Từ hình 3.24 nhận thấy phƣơng án tƣờng chắn + vải địa kỹ thuật có chi phí thấp (22.27 triệu đồng/1m dài) phƣơng án; giải pháp tƣờng chắn không neo có chi phí lớn (34.93 triệu đồng/1m dài); phƣơng án tƣờng chắn tầng neo có chi phí trung bình Bảng 13: Tổng hợp hệ số ổn định giải pháp tƣờng chắn cọc đóng Chiều cao đất đắp (m) Tƣờng chắn không neo Tƣờng chắn tầng neo Tƣờng chắn + vải địa kỹ thuật 3.0 1.36 1.35 1.36 3.5 1.35 1.36 1.36 4.0 1.36 1.36 1.35 4.5 1.37 1.35 1.35 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 102 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Hình 25: Biểu đồ quan hệ giải pháp, chiều cao đất đắp hệ số ổn định Bảng 14: Tổng hợp chuyển vị ngang tƣờng chắn cọc đóng Chiều cao đất đắp (m) H Tƣờng chắn không neo cm Tƣờng chắn tầng neo cm Tƣờng chắn + vải địa kỹ thuật cm 3.0 2.05 2.14 2.36 3.5 2.15 2.13 2.31 4.0 2.31 2.15 2.34 4.5 2.42 2.34 2.42 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 103 Hình 26: Biểu đồ quan hệ chuyển vị ngang, chiều cao đất đắp tƣờng chắn Bảng 15: so sánh ƣu nhƣợc điểm phƣơng án tƣờng chắn cọc đóng Hạng mục Tƣờng chắn khơng Tƣờng chắn neo (1) tầng neo (2) Tƣờng hợp chắn vải địa kết kỹ thuật (3) Kỹ thuật - Kết cấu tƣờng chắn - Kết cấu tƣờng chắn - Kết cấu tƣờng chắn bê tông cốt thép dự bê tông cốt thép dự bê tông cốt thép dự ứng lực ổn định dƣới ứng lực ổn định ứng lực ổn định tác động sóng vỗ dƣới tác động dƣới tác động theo thời gian, tuổi sóng vỗ theo thời sóng vỗ theo thời thọ cao Thi công gian, tuổi thọ cao gian, tuổi thọ cao đơn giản - Thi công phức tạp - Thi công phức tạp - Thời gian thi công (1) đơn nhanh giản (3) phƣơng án - Cần biện pháp phụ - Thời gian thi công - Thời gian thi công trợ thi công bệ cọc, lâu (1) lâu tốn nhanh (3) - Cần biện pháp phụ - Cần biện pháp phụ trợ thi công bệ cọc trợ thi công bệ cọc Mỹ thuật - Đảm bảo mỹ quan HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 - Đảm bảo mỹ quan - Đảm bảo mỹ quan Luận văn thạc sĩ 104 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng - Giá thành cao - Giá thành thấp - Giá thành thấp phƣơng án (1) cao (3) 3.6 Đề xuất giải pháp hợp lý ổn định cơng trình ven sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng Qua tính tốn với số liệu địa chất, chiều cao đắp từ 3.0m÷4.5m ứng với vùng địa Chi phí chất, tác giả tổng hợp: Bảng 16: Tổng hợp kết giải pháp chi phí thấp Tƣờng chắn dạng mềm dùng cọc ván bê tông dự ứng lực Vùng Vùng Vùng Từ Tƣờng chắn bê tơng cốt thép cọc đóng Chiều Thời Chiều cao Thời dày lớp gian đất đắp Giá thành gian thi Giá thành đất yếu thi cho 1m/dài công cho 1m/dài công (triệu đồng) 100m triệu đồng 100m (tháng) (tháng) 16.44 8.9025 3.5 17.34 4.7 10.365 10.5 từ 12m đến 18m 20.76 5.3 13.425 12 4.5 21.83 16.7025 13.5 11.87 12 không áp dụng 3.5 13.82 14 lớn chiều dài cọc ván 18m 17.9 16 không đủ 4.5 22.27 18 bảng 3.8; 3.15 3.16 nhận thấy phƣơng án tƣờng chắn cọc đóng có chi phí thấp 8.9025 triệu đồng/1m dài, thời gian thi công lâu tháng Cần biện pháp biện pháp thi công phụ trợ gây cản trở dịng chảy q trình thi cơng Chỉ phù hợp áp dụng cho nơi dòng chảy nhỏ Phƣơng án tƣờng chắn dạng mềm dùng cọc ván dự ứng lực thời gian thi công nhanh tháng, giá thành đắt 16.44 triệu đồng/1m dài, không áp dụng đƣợc chiều sau lớp đất yếu lớn 18m Không cần biện pháp phụ trợ thi công bệ cọc nên khơng gây cản trở dịng chảy HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 105 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 3.7 Nhận xét chƣơng Trên sở phân tích kết chƣơng 1, tác giả đề xuất giải pháp ổn định cơng trình ven sơng tỉnh Bình Bƣơng gồm giải pháp, tƣờng chắn dạng mềm, tƣờng chắn bê tông cốt thép cọc, tƣờng không neo, tƣờng tầng neo, tƣờng kết hợp vải địa kỹ thuật Căn vào kết tính tốn ổn định, chuyển vị ngang, giá thành phƣơng án hợp lý để đảm bảo ổn định công trình ven sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận tỉnh Bình Dƣơng dùng giải pháp tƣờng chắn kết hợp vải địa kỹ thuật HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 106 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết nghiên cứu Cơng tác thiết kế cơng trình ổn định ven sông phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố điều kiện địa chất, thủy văn, khai thác cơng trình, phƣơng pháp tính tốn thiết kế Các ổn định cơng trình gồm có ngun nhân chủ quan nhƣ giải pháp cấu tạo chƣa hợp lý yêu cầu chịu lực, khách quan nhƣ tác động dòng chảy, địa chất thay đổi đột ngột, gặp thấu kính Phân tích ƣu nhƣợc điểm, phạm vi áp, dạng hƣ hỏng điển hình giải pháp tƣờng chắn dạng mềm tƣờng chắn cọc đóng Các phƣơng pháp giải tích khối lƣợng tính tốn lớn Phƣơng pháp phần tử hữu hạn có nhiều ƣu điểm xét đƣợc tƣơng tác kết cấu đất Căn vào kết tính tốn, so sánh giá thành với cơng trình ổn đinh bờ sơng Sài Gịn đoạn thuộc địa phận Bình Bƣơng dùng giải pháp tƣờng chắn kết hợp vải địa kỹ thuật hợp lý nhiên thời gian thi công lâu 4.2 Những tồn hƣớng nghiên cứu Cần quan trắc chuyển vị ngang để so sánh kiểm tra lại lý thuyết tính tốn; Do đặc thù Miền Nam có giao thơng thủy, nên thiết kế phải xét đến tải trọng sóng vỗ Xét đến biến đổi khí hậu, nƣớc dâng, điều kiện thay đổi dòng chảy để đƣa giải pháp cấu tạo hợp lý Cần triển khai nghiên cứu tốn ổn định kết cấu bờ sơng mơ hình khơng gian 3D, nhằm đem lại kết tính tốn phù hợp với điều kiện làm việc thực tế kết cấu đƣợc sử dụng HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18 Luận văn thạc sĩ 107 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quang Chiêu (2004), Thiết kế thi công đắp đất yếu, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Quang Chiêu (2004) Tường chắn đất, Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Thị Bạch Dƣơng (2008) Giáo trình phân tích kết cấu hầm tường cừ phần mềm Plaxis 22TCN-262-2000, Quy trình khảo sát, thiết kế đường tơ đắp đất yếu, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2000 Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam Plaxis version 3D Tunnel Reference Manual, www.plaxis.nl; ProSheet V2-2 Reference http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/page/index/name/software; Manual, TCXD 57-73 - Tiêu chu n thiết kế tường chắn cơng trình th y cơng, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 1975; 22TCN 222-95 - Tải trọng tác động lên cơng trình th y, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 1995; 10 22TCN 207-92 - Cơng trình tường chắn cảng biển - Tiêu chu n thiết kế, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 1992; 11 14TCN 130-2002 - Hướng dẫn thiết kế đê biển, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2002; 12 TCVN 4253-86 - Nền cơng trình th y cơng tiêu chu n thiết kế, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2006; 13 22TCN 272-05 - Tiêu chu n thiết kế cầu, Bộ Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2005; 14 TCXDVN 385-2006 - Gia cố đất yếu trụ xi măng đất, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2007; 15 Công ty Cổ phần 620 Bình Minh- Thiết kế định hình cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực, năm 2010 16 22TCN 219-94 – Cơng trình tường chắn cảng sơng, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 1995; 17 TCVN 285-2002 – Cơng trình th y lợi- Các qui định ch yếu thiết kế, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2006; 18 Hồ sơ cơng trình: Xây dựng đƣờng ven sơng Sài Gịn giai đoạn (Từ ngã ba Cây Dầu Đ Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Tri Phƣơng đến cầu Thổ Ngữ) P Chánh Nghĩa – TX Thủ Dầu Một – tỉnh Bình Dƣơng; 19 http://www.dathoa.com.vn; 20 Đề tài NCKH sinh viên : Nghiên cứu, đánh giá ổn định mái dốc đƣờng Geoslope & PlaxisV.8, SVTH: Lại Văn Tứ, GVHD: Trần Văn Thuận năm 2008 HVTH: Phạm Ngọc Bảy- K18