Nghiên cứu giải pháp xây dựng đê biển vũ tàu gò công bằng tổ hợp xà lân bê tông cốt thép với vật liệu tại chỗ

LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn GS.TS Trần Đình Hịa vạch định hướng khoa học tận tình hướng dẫn tác giả suốt q trình hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường đại học Thủy Lợi giúp đỡ suốt thời gian tác giả học tập nghiên cứu trường Cảm ơn anh chị em Trung tâm công trình đồng ven biển đê điều – Viện Thủy Công - Viện khoa học Thuỷ lợi Việt Nam người sát cánh tác giả trình nghiên cứu Đặc biệt đồng nghiệp thuộc Bộ mơn phát triển cơng nghệ mới, nhóm thực đề tài đê biển Vũng Tàu – Gị Cơng đóng góp cho tác giả nhiều ý kiến hay cung cấp nhiều thơng tin bổ ích Xin cảm ơn ban chủ nhiệm đề tài cụm đề tài thuộc chương trình:” Nghiên cứu xác lập sở khoa học thực tiễn cho việc xây dựng tuyến đê biển đa mục tiêu Vũng Tàu – Gị Cơng” cung cấp cho tác giả số liệu đầu vào cần thiết dùng trình làm luận văn Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân gia đình ln quan tâm, động viên, khuyến khích tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Bùi Mạnh Duy BẢN CAM KẾT Họ tên học viên: Bùi Mạnh Duy Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp xây dựng đê biển Vũng Tàu – Gị Cơng tổ hợp xà lan bê tông cốt thép với vật liệu chỗ” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu, tính tốn trung thực, khơng chép từ nguồn thông tin khác Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật Khoa Nhà trường Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên cao học Bùi Mạnh Duy MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài II Mục đích đề tài: .5 III Đối tượng phạm vi nghiên cứu : IV Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: IV Kết đạt luận văn: .6 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan dạng công trình đê biển giới[3] 1.1.1 Đê biển Hà Lan 1.1.2 Dự án đê biển Saemangeum – Hàn Quốc 10 1.1.3 Đê biển bảo vệ thành phố St Peterburg – Nga 12 1.1.4 Cơng trình New Orleans - Mỹ 14 1.1.5 Đê biển Nam Pho - CHDCND Triều Tiên 16 1.1.6 Các cơng trình sử dụng kết cấu 17 1.2 Tổng quan dạng cơng trình đê biển nước 21 1.3 Kết luận chương 23 1.4 Những vấn đề nghiên cứu luận văn 24 CHƯƠNG LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN TUYẾN VŨNG TÀU – GỊ CƠNG 25 2.1 Vị trí quy mơ dự án 25 2.1.1 Vị trí cơng trình dự kiến 25 2.1.2 Quy mô dự án 25 2.2 Mục tiêu nhiệm vụ dự án 26 2.3 Điều kiện tự nhiên vùng dự án 27 2.3.1 Đặc điểm thủy văn thủy lực 27 2.3.2 Đặc điểm sóng gió 28 2.3.3 Đặc điểm bão 29 2.3.4 Đặc điểm thủy triều 30 2.3.5 Đặc điểm địa hình 31 2.3.6 Đặc điểm địa chất 31 2.3.7 Một số đặc điểm tuyến cơng trình 33 2.4 Một số giải pháp kết cấu đê biển áp dụng cho xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu Gò Công[3] 33 2.4.1 Giải pháp 1: Đê biển có cấu tạo lõi vật liệu chỗ kết hợp gia cố 34 2.4.2 Giải pháp 2: Đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ 35 2.4.3 Giải pháp 3: Đê biển có cấu tạo xà lan bê tông cốt thép nối tiếp 36 2.4.4 Giải pháp 4: Đê biển có cấu tạo hệ thống tường ô vây 38 2.4.5 Giải pháp 5: Đê biển có cấu tạo tổ hợp xà lan tạo chân với vật liệu chỗ 39 2.5 Lựa chọn giải pháp kết cấu 40 2.5.1 Công nghệ xà lan bê tông cốt thép 40 2.5.2 Lựa chọn 42 2.6 Kết luận chương 43 CHƯƠNG TÍNH TỐN KẾT CẤU CHO CƠNG TRÌNH ĐÊ 44 3.1 Nguyên tắc thiết kế 44 3.1.1 Tổng thể tuyến đê 44 3.1.2 Kết cấu xà lan 44 3.1.3 Ổn định đê 44 3.2 Các thông số thiết kế 45 3.3 Xác định thông số đê 45 3.3.1 Cấp đê thiết kế 45 3.3.2 Cao trình đỉnh đê 46 3.3.3 Chiều rộng mặt đê 47 3.4 Kết cấu xà lan 47 3.4.1 Các kích thước xà lan 48 3.4.2 Xác định thông số xà lan 48 3.4.3 Kiểm tra ổn định xà lan 51 3.5 Kiểm tra ổn định tổng thể đê 55 3.5.1 Ổn định thấm 55 3.5.2 Kiểm tra khả chịu tải nền, lựa chọn giải pháp gia cố 59 3.5.3 Ổn định trượt lật xà lan 67 3.5.4 Ổn định kết cấu xà lan 68 3.5.5 Ổn định tổng thể mặt cắt đê 70 3.6 Bố trí giải pháp kết cấu mặt cắt ngang đê 75 3.6.1 Đỉnh đê 76 3.6.2 Thân đê 76 3.6.3 Chân đê 76 3.7 Kết luận chương 78 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CƠNG CƠNG TRÌNH 79 4.1 Thi công đê 79 4.1.1 Thi công gia cố cọc xi măng đất 79 4.1.2 Nạo vét hố móng 79 4.1.3 Thi công làm phẳng 80 4.2 Chế tạo hạ thủy xà lan 81 4.2.1 Lựa chọn vị trí chế tạo 81 4.2.2 Phương án chế tạo xà lan 81 4.2.3 Hạ thủy (làm nổi) xà lan 84 4.2.4 Di chuyển xà lan đến vị trí cơng trình 85 4.2.5 Định vị xà lan vào vị trí 85 4.2.6 Đánh đắm xà lan vào vị trí 87 4.3 Liên kết xà lan với với 87 4.3.1 Liên kết xà lan với 88 4.3.2 Đổ vật liệu lấp đầy khoang xà lan 88 4.3.3 Liên kết xà lan với 88 4.4 Thi công khối gia cố chân đê 89 4.4.1 Thi công khối đá đổ chân đê 89 4.4.2 Thi công lớp gia cố mái đê 90 4.5 Kết luận chương 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 97 HÌNH MINH HỌA Tác động nặng nề biến đổi khí hậu Việt Nam Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP Hồ Chí Minh Vị trí tuyến đê biển đề xuất (từ Google Earth) Hình 1.3: Bản đồ đê biển Hà Lan Hình 1.4: Mặt cắt ngang đê qua thời kỳ Hình 1.5: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan Hình 1.6: Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk 10 Hình 1.7: Đê biển Saemangeum 11 Hình 1.8: Mặt cắt ngang đê Saemangeum 11 Hình 1.9: Vị trí tuyến đê biển St Peterburg - Nga 12 Hình 1.10: Mặt cắt ngang đê St.Peterburg 13 Hình 1.11: Một số hạng mục cơng trình đê biển St Peterburg 13 Hình 1.12: Vị trí dự án New Orleans Surge Barrier 14 Hình 1.13: Mặt cắt ngang New Orleans 15 Hình 1.14: Đê Nam Pho – Bắc Triều Tiên 16 Hình 1.15: Hạng mục đê biển Nam Pho 17 Hình 1.16: Đê chắn sóng Algeciras 17 Hình 1.17: Cắt ngang tuyến đê chắn sóng xà lan 18 Hình 1.18: Đê chắn sóng Barcelona 18 Hình 1.19: Mặt cắt ngang đê chắn sóng Barcelona 19 Hình 1.20: Đê chắn sóng xà lan cảng Gijón 20 Hình 1.21: Mặt cắt ngang đê phía Bắc cảng Gjón 20 Hình 1.22: Kết cấu điển hình đê biển Việt Nam 21 Hình 1.23: Một số cơng trình đê biển Hải Phịng, Nam Định 22 Hình 1.24: Một số cơng trình đê biển Trà Vinh, Kiên Giang 23 Hình 2.1: Vị trí dự kiến vùng tuyến đê biển Vũng Tàu – Gị Cơng 25 Hình 2.2: Đường trình mực nước 15 ngày triều vị trí cơng trình trước sau có đê biển Vũng Tàu – Gị Cơng 28 Hình 2.3: Hướng gió khu vực Vũng Tàu – Gị Cơng 29 Hình 2.4: Mực nước quan trắc Vũng Tàu tháng 01/2005 30 Hình 2.5: Mực nước tần suất xuất gần Vũng Tàu 30 Hình 2.6: Cắt dọc địa hình vị trí tuyến đê 31 Hình 2.7: Bình đồ vị trí hố khoan tuyến đê biển Vũng Tàu - Gị Cơng 32 Hình 2.8: Cắt ngang kết cấu đê biển dạng mái nghiêng 34 Hình 2.9: Mặt cắt ngang đê biển mái nghiêng kết hợp tường cừ 35 Hình 2.10: Cấu tạo đê biển xà lan đơn nối tiếp 37 Hình 2.11: Kết cấu đê biển dạng tường ô vây 38 Hình 2.12: Mặt cắt ngang đê tổ hợp xà lan tạo chân 39 Hình 2.13: Kết cấu đê cảng Cái Lân- Quảng Ninh 41 Hình 2.14: Cảng Tiên Sa mặt cắt ngang đê chắn sóng xà lan BTCT 41 Hình 3.1: Mặt kết cấu xà lan 50 Hình 3.2: Mặt đứng kết cấu xà lan 50 Hình 3.3: Kết cấu khơng gian xà lan 51 Hình 3.4: Sơ đồ kiểm tra chiều cao mạn khô F xà lan 52 Hình 3.5: Diễn biến tâm tâm ổn định nghiêng 53 Hình 3.6: Mơ hình toán thấm 57 Hình 3.7: Dịng thấm đê - THTT 57 Hình 3.8: Dịng thấm đê - THKT 58 Hình 3.9: Gradient XY - THTT 58 Hình 3.10: Gradient XY - THKT 58 Hình 3.11: Gradien cửa - THTT 59 Hình 3.12: Gradien cửa - THKT 59 Hình 3.13: Cách xác định Klx 69 Hình 3.14: Mơ hình tính tốn tổng thể đê Plaxis 71 Hình 3.15: Biến dạng tổng thể mặt cắt đê chưa có xe 72 Hình 3.16: Biến dạng đứng mặt cắt đê chưa có xe 72 Hình 3.17: Biến dạng ngang mặt cắt đê chưa có xe 72 Hình 3.18: Biến dạng tổng thể mặt cắt đê có xe 73 Hình 3.19: Biến dạng đứng mặt cắt đê có xe 73 Hình 3.20: Biến dạng ngang mặt cắt đê có xe 73 Hình 3.21: Ứng suất tổng mặt cắt đê có xe 74 Hình 3.22: Ứng suất hiệu mặt cắt đê có xe 74 Hình 3.23: Các điểm biến dạng dẻo mặt cắt đê có xe 74 Hình 3.24: Hệ số ổn định mặt cắt đê có xe 75 Hình 3.25: Mặt cắt đê điển hình thiết kế 77 Hình 3.26: Mặt điển hình tuyến đê thiết kế 78 Hình 4.1: Đào hố móng xà lan xáng cạp hệ phao 80 Hình 4.2: Hố móng chế tạo xà lan 82 Hình 4.3: Ụ chế tạo xà lan 82 Hình 4.4: Đường triền thi công 84 Hình 4.5: Phương án làm xà lan 84 Hình 4.6: Di chuyển xà lan đến vị trí cơng trình 85 Hình 4.7: Định vị xà lan vào vị trí 86 Hình 4.8: Bố trí tổng thể hệ thống định vị xà lan 87 Hình 4.9: Mặt kết cấu khớp nối 89 Hình 4.10: Chi tiết kết cấu khớp nối 89 Hình 4.11: Thi cơng kết cấu gia cố chân đê 90 Hình 4.12: Cấu kiện phá sóng chân đê 91 Hình 4.13: Cần cẩu lắp đặt kết hợp với thợ lặn hỗ trợ nước 91 BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Đường mực nước lớn dọc sông Sài Gòn theo số kịch 27 Bảng 2.2 Chiều cao sóng chu kỳ sóng theo tần suất lặp lại 29 Bảng 2.3 Tốc độ gió gần khu vực Vũng Tàu tương ứng với chu kỳ lặp lại 30 Bảng 2.4 Mực nước đỉnh triều trạm thủy văn ứng với tần suất xuất 31 Bảng 2.5 Thông số lý lớp đất 32 Bảng 3.1 Tổ hợp mực nước tính tốn kiểm tra thấm 55 Bảng 3.2 Kết tính tốn thấm 59 Bảng 3.3 Thông số địa chất lớp 66 Bảng 3.4 Đặc trưng lý lớp đất 71 Bảng 3.5 Đặc trưng lý kết cấu xà lan 71 PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Biến đổi khí hậu thách thức mà người trái đất phải đương đầu, ảnh hưởng tới tất vấn đề xã hội, tới tất quốc gia như: tác động tới yếu tố tự nhiên, mơi trường, phát triển kinh tế (trong nơng – lâm nghiệp ảnh hưởng nhiều nhất), đời sống – xã hội… Những năm gần vấn đề biến đổi khí hậu nước biển dâng gây xâm nhập mặn, thiếu nước ngọt, vấn đề úng ngập, thoát lũ nước ta, đặc biệt vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) với xu hướng ngày gia tăng trở lên tiêu cực Đặc biệt khu vực Tp.HCM mưa cực đoan lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn kết hợp triều cường – nước biển dâng làm gia tăng tình trạng ngập lụt cho thành phố (a) Ngập lụt triều cường (b) Lúa chết nhiễm mặn (c) Thiếu nguồn nước (d) Diện tích đất liền bị thu hẹp Tác động nặng nề biến đổi khí hậu Việt Nam Tuổi thọ cơng trình Độ cao lưu khơng, chiều cao sóng leo Chiều cao cột nước trước mái dốc Độ sâu tới đất Độ sâu tới thềm đá TCT = 100 Hlk= Hsl2%,p h = Hct + kc'(Hđ-Hct) Hđ Hct kc' Thơng số gió W10 = k1.kđ.k10.Wt Tốc độ gió: Tốc độ gió thực đo Wt Hệ số tính lại tốc độ gió: 1≥ k1 = 0,675 + 4,5/Wt Hệ số tính đổi tốc độ gió kđ Hệ số chuyển đổi sang độ cao 10m k10 Thơng số sóng: Chiều cao sóng trung bình Htbs Trong vùng Chiều cao sóng Hs1% nước sâu: Hs5% Hs13% Hs1/3 Hs1/10 Trong vùng Hs1% nước nông: Hs10% Hs1/3 Hs1/10 Chu kỳ sóng Ts Chiều dài sóng: Ls = λ = g(Ttbs)2/2π.th(2πh/Ls) Kết luận vùng nước tính: Sóng nước nơng Rp = kΔ.kw.kp.[Htbs.Ls/(1+m2)]0,5 Tính sóng leo Hệ số mái dốc m Hệ số nhám mái dốc lớp terapod: kΔ Hệ số kinh nghiệm kw = f(W/(gh)0,5) W/(gh)0,5 Hệ số tính đổi tần suất tích lũy kp = f(Htbs/h;p%) Htbs/h = 4,34 = 13,90 = 13,90 = 13,15 = 1,00 năm m m m m = 24,37 m/s = 25,00 m/s = 0,86 = 1,00 = 1,14 = 2,35 m = 5,69 m = 4,58 = 3,78 = 3,76 = 4,77 = 5,41 m = 3,85 = 3,76 = 4,77 = 5,50 s = 42,50 m = 4,34 = 2,00 = 0,40 = 1,12 = 2,09 = 2,26 = 0,17 m p% = 0,67 % kβ = 0,96 β =20,00 Hệ số sóng xiên Góc tới III CHIỂU RỘNG ĐỈNH ĐỂ B a) Chiều rộng đỉnh đê *) Theo cấp cơng trình Cấp B1 *) Theo cấp đường giao thông Cấp B2 Đường TCVN b1 Mặt đường 4054-2005 Dải phân cách b2 Chiều rộng lề gia cố b3 Bó vỉa b4 b) Kết cấu đỉnh đê Kết cấu đỉnh để theo kết cấu đường giao thơng cấp II Độ dốc hai phía đoạn thẳng i Độ dốc đoạn đường cong isc IV CHÂN ĐỂ ms Phía biển Độ dốc mái đê thiết kế Cao trình đỉnh chân đê Zchân Chiều rộng chân đê b ml Phía hồ Độ dốc mái đê thiết kế V TÍNH TỐN GIA CỐ MÁI ĐÊ Thiết kế lớp phủ mái a Lớp mái phủ Trọng lượng vật liệu lớp mái phủ Khối bê tông Terapod Khối bê tông Dolos Trong đó: Chiều cao sóng thiết kế Chiều dài sóng Hệ số mái Trọng lượng riêng nước Trọng lượng riêng lớp phủ Hệ số hình học lớp phủ Khối bê tông Terapod = 25,00 = 6,00 = 25,00 m m m = 15,00 m = 1,50 = 6,00 = 2,50 m m m = 1,00 = 2,00 % % = 2,00 = -8,50 = 5,00 = 2,00 m m G = γB.HSD3/{KD.[(γB-γ)/γ]3.cotgφ} G4 = 3,19 T G5 = 2,03 T HSD = Hs1/3 = 3,76 Ls = 42,50 cotgϕ = 2,00 γ = 1,03 γB = 2,50 KD4 = 7,00 m m T/m3 T/m3 Khối bê tơng Dolos KD5 b Cấu tạo cơng trình mái nghiêng δf = n.Cf.G/γB Chiều dày lớp mái phía biển - đổ lớp Khối bê tông Terapod δf2 Khối bê tông Dolos δf3 Số lớp khối phủ n Hệ số theo loại vật liệu gia cố mái Khối bê tông Terapod Cf2 Khối bê tông Dolos Cf3 Chiều dày lớp phủ đá hộc lát khan δd = 0,266.γ.Hs.(Ls/Hs)1/3/[(γd-γ).m0,5] Chiều cao sóng thiết kế HS = Hs4% Chiều dài sóng Ls Trọng lượng riêng đá ϒd = 11,00 = 2,55 = 1,95 = 2,00 = 1,00 = 1,20 = 1,29 m = 4,51 m = 42,50 m = 2,45 T/m3 Thiết kế chân khay Kích thước đá chân khay Vmax = π.Hs/{π.Ls.sinh(4πh/Ls/g)}0,5 Trọng lượng viên đá Gđ Chiều cao sóng thiết kế HS Chiều dài sóng Ls Độ sâu nước trước đê h = 7,47 = 0,25 = 2,35 = 42,50 = 13,90 m/s T m m m PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN LỰC TÁC DỤNG VÀO XÀ LAN Các thông số cao độ tổng thể đê CT mặt đất nạo vét lòng hồ ZMĐTN = -9,00 CT mặt đất thiết kế m Zmđtk = CTTK = -10,00 CT đỉnh đê m ZĐT = 9,00 m CT đỉnh xà lan phía biển Z1 = 4,00 m Hệ số mái nghiêng phía biển m1 = 2,00 m CT đỉnh xà lan phía hồ Z2 = 4,00 m Hệ số mái nghiêng phía hồ m2 = 2,00 m Thông số xà lan Chiều rộng xà lan thiết kế B = 13,00 m Chiều rộng đáy xà lan thiết kế B' = 18,00 m Chiều dài xà lan thiết kế L = 40,00 m Cấu kiện Bản đáy Thành biên Sườn dọc Sườn ngang Sườn gia cường Tổng Dài Rộng Cao m 40 106 37,6 0,2 2,5 m 18 0,3 0,2 12 0,2 m 0,4 13,6 12,6 12,6 4,9 Số lượng Thể tích Khối lượng 1 22 m3 288,0 432,5 189,5 272,2 53,9 1236,0 T 720,0 1081,2 473,8 680,4 134,8 3090,11 Các thơng số mực nước Cao trình mực nước biển max Zsmax = 3,15 m Cao trình mực nước biển Zsmin = -2,80 m Cao trình mực nước hồ max Zlmax = 0,50 m Cao trình mực nước hồ Zlmin = -1,00 m Chiều cao nước dâng bão hstorm = 1,62 m Chiều cao nước dâng biến đổi khí hậu hSLR = 0,75 m Chiều cao sóng thiết kế Hm0 = 5,41 m Tm0,1 = 8,00 s Chu kỳ sóng thiết kế Địa chất đê: φ C T/m2 Su T/m2 γđn T/m3 γbh T/m3 γω T/m3 3,30 0,57 1,70 0,62 1,62 1,54 -22 15,00 15,10 2,98 7,50 1,01 2,01 1,93 -34 22,00 23,00 0,67 1,03 2,03 2,02 Lớp Z m SPT -16 1,00 LỰC TÁC DỤNG LÊN XÀ LAN Áp lực nằm ngang Áp lực nước tĩnh Phía biển Chiều cao cột nước hse = 13,90 Ps = 0,5.L.hse2 = 3864,20 Điểm đặt lực cách đáy XL Phía hồ Chiều cao cột nước T ez1 = 4,63 m hla = 10,50 m Pl = 0,5.L.hla2 = -2205,00 Điểm đặt lực m T ez2 = 3,50 m Giá trị áp lực lên xà lan Fr = -152,86 T Điểm đặt tính đến CTĐTK ezr = -8,16 m Chiều cao đất đắp đến đỉnh xà lan hd1 = 5,00 m Chiều cao đất đắp đến đáy xà lan hd2 = 19,00 m Áp lực đất tác dụng lên xà lan Fr1 = 2016,00 T Điểm đặt so với CTĐTK ezr1 = 5,64 m Áp lực đá đổ đất đắp Áp lực chủ động đất đắp Áp lực bị động Hệ số chiết giảm lực: α = 0,17 Chiều cao đá đổ hr = 14,00 m Áp lực tác dụng lên xà lan Fr2 = -2168,86 T Điểm đặt so với CTĐTK ezr2 = 4,67 m Áp lực đất đắp hoạt tải xe Chiều cao đất đắp = 19,00 m Chiều cao đất đắp xe gây = 0,61 m Áp lực đất tác dụng lên xà lan Điểm đặt so với CTĐTK Fc = 102,48 ezr1 = 7,00 T m Áp lực thẳng đứng Trọng lượng cát đắp xà lan DC1 = 10738,56 T Chiều cao đá đổ hđ = 13,60 m Diện tích cát đắp Fs = 451,20 m2 Điểm đặt eđx = 0,00 m Trọng lượng BTCT M300 DC2 = 3090,11 eex = 0,00 Trọng lượng đá đổ mặt DC3 = 2340,00 eex Trọng lượng đá phía hồ = -2,17 DC4 = 2520,00 eex = 7,75 Trọng lượng cát phía đê DC5 = 3610,00 eex Trọng lượng cát phía đê hoạt tải DC6 = 115,90 eex Áp lực đẩy cơng trình = -7,75 = -7,75 Wttp = -8784,0 eex = 0,30 T m T m T m T m T m T m Tổ hợp đặc biệt: Động đất PGA - Gia tốc đỉnh động đất Gia tốc động đất theo phương ngang PGA=0,0618g = 0,062 (m/s2) ah = 0,5PAG = 0,031 (m/s2) Gia tốc động đất theo phương đứng av = 0,67av = 0,021 (m/s2) Lực quán tính động đất Trọng lượng phần mặt cắt phía bệ trụ G Lực quán tính theo phương ngang Fah = 95,48 (T) Lực quán tính theo phương đứng Fav = 63,97 (T) ez = 4,53 m ex = 0,00 m Áp lực nước tăng thêm = 3090,11 (T) Pnd = 7/8.g.ac(H.y)0,5 Khoảng cách từ mặt nước xuống đáy y = 13,90 (m) Chiều sâu mực nước tính tốn H = 13,90 (m) Áp lực tăng thêm pnd = 0,75 (T/m2) Lực nước tăng thêm Pnd = 208,96 (T) ez = 4,63 (m) Điểm đặt lực Tổ hợp tiêu chuẩn Các loại tải trọng Trọng lượng xà lan Trọng lượng cát đắp xà lan Trọng lượng đá đổ mặt Trọng lượng đá phía hồ Trọng lượng cát phía đê Trọng lượng cát phía đê hoạt tải Áp lực nước phía biển Giá trị ni ni.db Tổ hợp tính tốn ett Ntc Htc Mytc (T) 3090,11 (T) (Tm) 0,00 Tổ hợp kiểm tra Ntt Htt Mytt Nkt Hkt Mykt (T) 3244,62 (T) (Tm) 0,00 (T) 2935,60 (T) (Tm) 0,00 0,00 9664,70 0,00 3090,11 1,05 0,95 0,00 10738,56 1,10 0,90 0,00 10738,56 2340,00 1,10 0,90 2520,00 1,10 0,90 3610,00 1,10 0,90 115,90 1,10 0,90 3864,20 1,00 1,00 2,17 7,75 7,75 7,75 4,63 Áp lực nước phía hồ -2205,00 1,00 1,00 3,50 Áp lực đất chủ động Áp lực đất chủ động hoạt tải 2016,00 1,20 1,20 5,64 102,48 1,20 1,20 7,00 Áp lực đất đá bị động -2168,86 0,80 0,80 4,67 -8784,00 1,00 1,00 0,30 63,97 1,10 0,00 95,48 1,10 4,53 105,03 476,15 208,96 1,10 4,63 229,85 1064,98 3386,69 11613,99 2801,17 7810,97 Áp lực đẩy nước Lực quán tính theo phương đứng Lực quán tính theo phương ngang Lực nước tăng thêm 0,00 11812,42 2340,00 -5070,00 2574,00 -5577,00 2106,00 -4563,00 2520,00 19530,00 27977,50 2772,00 21483,00 30775,25 2268,00 17577,00 25179,75 -898,23 127,49 -988,05 104,31 3610,00 115,90 3971,00 3864,20 17904,13 -7717,50 2205,00 2016,00 11368,00 102,48 3249,00 3864,20 17904,13 -7717,50 2205,00 2419,20 13641,60 -808,40 3864,20 17904,13 -7717,50 2205,00 2419,20 13641,60 717,36 122,98 860,83 122,98 860,83 2168,86 10121,34 1735,09 -8097,07 1735,09 -8097,07 -8784,00 13630,57 1608,82 2652,00 -8784,00 386,93 15717,52 2466,29 2652,00 -8784,00 2652,00 70,37 0,00 PHỤ LỤC 3: KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN Kiểm tra khả chịu lực Đặc trưng đáy Diện tích đáy (m2) F = B.L = 720,00 Moment tĩnh theo Ox Wx = 4800,00 (m3) Moment tĩnh theo Oy Wy = 2160,00 (m3) Chiều sâu chơn móng hm = 1,00 m + Tính tốn áp lực đáy Tiêu chuẩn Tính toán Đặc biệt (T/m2) (T/m2) (T/m2) σmax = Nz/F + Mx/Wx + My/Wy 19,11 23,40 19,75 σmin = Nz/F - Mx/Wx - My/Wy 18,75 20,26 12,51 σav = 0,5*(σmax + σmin) 18,93 21,83 16,13 Cường độ: Tải trọng đào móng po' = γ1.hm = 0,62 T/m2 Ứng suất gây lún đáy móng p = σtb - po' = 21,21 T/m2 + Sức chịu tải R = m.(Aγb + B.q + D.c) Hệ số điều kiện làm việc φ γ c o T/m T/m 3,3 0,62 b hm m m 0,57 18,00 1,00 m = 1,00 Rnền A B D 0,05 1,20 3,44 T/m2 2,87 Kết luận Nền bị phá hoại Biện pháp gia cố cọc xi măng đất *) Loại cọc gia cố Cọc XMĐ Hệ số tải β = 7,62 Đường kính cọc gia cố dc = 0,80 m Sức chịu tải cọc: Q= (ΣSui*πdLi + 3,75.πd2.Nmũi)/2,5 Khoảng cách cọc = 100,73 a = 1,90 m *) Chỉ tiêu thiết kế + Mô đun đàn hồi trụ xi măng Ecol = 4000,00 (T/m2) + Mô đun đàn hồi đất Esoil = 50,00 (T/m2) + Lực dính khơng nước xi măng Cucol = 10,00 (T/m2) + Lực dính đất nền: Cusoil = 1,70 (T/m2) + Góc ma sát trụ xi măng ϕucol = 40,00 độ + Góc ma sát đất ϕusoil = 3,30 độ + Trọng lượng đẩy đất γsoil dn = 0,62 (T/m3) + Trọng lượng đẩy xi măng γcol dn = 1,40 (T/m3) Cọc xi măng đất coi khối hỗn hợp với tiêu tương đương Đường kính cọc xi măng đất D = 0,80 m Acol = 0,50 m Lựa chọn khoảng cách cọc s = 1,40 m Diện tích lưới A = 1,96 Tỷ lệ thay a = 0,26 Diện tích cọc Ecomp= a*Ecol+(1-a)*Esoil = 1063,00 (T/m2) Cucomp= a*Cucol+(1-a)*Cusoil = 3,83 ϕucomp= tan-1[a*tan(ϕucol)+(1-a)*tan(ϕusoil)] = 14,47 γucomp= a*(γucol)+(1-a)*γusoil = 0,82 (T/m2) độ (T/m3) *) Sức chịu tải Rtc= m(A*γb + B*.q + D*.c ) = 24,59 Trong đó: + A, B, D: Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát lớp đất A* = 0,31 B* = 2,23 D* = 4,76 T/m2 Kiểm tra lại a Xác định khả trượt công trình: + Chỉ số mơ hình > Nσ = σmax/(B.γđn) = 1,59 + Hệ số kháng cắt + Hệ số cố kết Hệ số thấm đất Hệ số nén lún Hệ số độ rỗng 0,45 < tgψ = tgφ + c/σtb = 0,42 < Cν = K/(a(1+ε)γ) = 0,13 Kcomp= a*Kcol+(1-a)*Ksoil acomp= a*acol+(1-a)*asoil εcomp= a*εcol+(1-a)*εsoil Ksoil asoil εsoil Kcol acol εcol *) Tính tốn theo sơ đồ trượt hỗn hợp nc.Htt ≤ mR/kn Kiểm toán điều kiện an toàn Lực chống trượt giới hạn Rhh = (σtb.tgφI+cI).b2.L + τgh.b1.L σtb tgφI n = cI/tgφI R = γ1.B' Nγ + B'.cI.Nc + B'.q.Nq σ = R.cosδ'/(B*) - n = 0,002 = 0,01 = 1,57 = 0,002 = 0,015 = 2,10 = 0,01 =0,0015 = 0,04 Đảm bảo = 5904,06 = 21,83 = 0,26 = 12,90 = 1256,32 = 57,58 τgh = R.sinδ'/(B*) = 12,07 Nγ = 1,19 Nc = 14,43 Nq = 3,63 α = 0,38 e = 0,22 B* = 17,57 b*1 = 6,66 b*2 = 10,91 δ' = 9,72 Thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn m/day m2/T m/day m2/T T T PHỤ LỤC 4: NỘI LỰC TRONG KẾT CẤU XÀ LAN Dựa vào phần mềm SAP2000 V14, mô kết cấu xà lan với tổ hợp tải trọng xét trường hợp thi công làm nổi, lai dắt xà lan Kết tính tốn nội lực kết cấu: Mơ men xuất kết cấu: Mô men M11 (Tm) Mô men M22 (Tm) Mô men đáy: Mô men đáy M11 (Tm) Mô men đáy M22 (Tm) Mô men tường ngồi:theo chiều dài xà lan Mơ men tường ngồi M11 (Tm) Mơ men tường ngồi M22 (Tm) Mơ men tường ngồi:theo chiều rộng xà lan Mơ men tường ngồi M11 (Tm) Mơ men tường ngồi M22 (Tm) Mơ men tường sườn bên trong: Mô men tường sườn bên M11 (Tm) Mô men tường sườn bên M22 (Tm)