Tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven song, biển Phú Yên

LVTS38 Tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven song, biển Phú YênLVTS38 Tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven song, biển Phú Yên

B GIO DC V O TO B XY DNG TR NG I HC KIN TRC H NI Ngô đình thiện tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven sông, biển phú yên LU N VN TH C S Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp H NI - 2011 B GIO DC V O TO B XY DNG TR NG I HC KIN TRC H NI Ngô đình thiện Khóa: 2008-2011 lớp: 2008x tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven sông, biển phú yên LU N VN THC S K THUT Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp Mã số: 60.58.20 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. vơng văn thành H N I - 2011 vi danh mục hình ảnh, bản vẽ, đồ thị Trang Hỡnh 1.1: Kố ngang (kố m hn) 8 Hỡnh 1.2: Kố dc b 8 Hỡnh 1.3: Cụng trỡnh hn hp 9 Hỡnh 1.4: ờ mỏi nghiờng 9 Hỡnh 1.5 : Súng 12 Hỡnh 1.6: ng tn sut nc dõng do bóo ti Tuy Ho 15 Hỡnh 1.7. ng tn sut chiu cao súng cc tr nc sõu cho Tuy Hũa tớnh toỏn theo SPM 1984 19 Hỡnh 1.8: Biu hoa súng ngoi khi Tuy Ho 20 Hỡnh 1.9 : C bờ tụng ct thộp 23 Hỡnh 1.10 : T ng ỏ xp 23 Hỡnh 1.11 : Kố ven sụng 24 Hỡnh 2.1: S mt ct ngang mt mỏi dc 29 Hỡnh 2.2: S cỏc dng mt trt theo mt phng góy khỳc 29 Hỡnh 2.3 : S dng mt trt l cung trũn 30 Hỡnh 2.4 : ng cong quan h Cgh = f ( gh ) 31 Hỡnh 2.5: S tớnh toỏn n nh theo phng phỏp phõn m ónh 33 Hỡnh 2.6: S tớnh n nh xem khi t trt l vt rn nguyờn khi 34 Hình 2.7: a, Mái dốc vô hạn với dòng chảy song song mặt dốc; b, Phân tách trọng lợng W 37 Hình 2.8: Các lực tác dụng lên lăng thể ở mái dốc không thoát nớc 38 Hình 2.9: Các lực tác dụng lên lăng thể ở mái dốc thoát nớc 39 Hình 2.10: Trợt mặt dốc theo mặt phẳng, cao hữu hạn 40 Hình 2.11: Phơng pháp phân mảnh 42 Hỡnh 2.12: S tớnh toỏn theo phng phỏp ca W. Fellenius 44 Hỡnh 2.13: S tớnh toỏn theo phng phỏp ca W.Bishop 45 Hỡnh 2.14 : S nguyờn lý tớnh toỏn 49 vii Hình 2.15 : Ph ương pháp phân m ảnh 62 Hình 3.1 : Mặt cắt ngang thiết kế kè tường đứng 80 Hình 3.2 : S ơ đ ồ áp lực sóng lên tường đứng 82 Hình 3.3 Biểu đồ áp lực sóng tính toán lên tường đứng 83 Hình 3.4 : S ơ đ ồ mô hình tính toán: đ ất nền và tường kè 86 Hình 3.5: Mô hình đ ất nền & tường kè và lưới phần tử hữu hạn 89 Hình 3.6 : S ơ đ ồ vị trí các điểm nút phần tử và vị trí của các kiểm tra ổn định (trong vùng khối trượt) và ứng suất nền (tại đáy m ũi c ừ bản) 89 Hình 3.7 : Khả năng h ình thành m ặt trượt sâu về phía lưng tường, tổ hợp tải trọng thiết kế 90 Hình 3.8 : L ư ới biến dạng sau khi chịu tải trọng ở trạng thái giới hạn 90 Hình 3.9: Hệ số an toàn ổn định trượt , tổ hợp tải trọng thiết kế, K = 3,76 91 Hình 3.10 : Phân bố ứng ứng suất tại đáy nền tường kè 92 Hình 3.11: Phát triển ứng suất nén trong nền tại m ũi c ừ ván (điểm G, H) 92 Hình 3.12 : Mô men uốn trong cọc cừ bản trường hợp tổ hợp tải trọng thiết kế 93 Hình 3.13 : Khả năng h ình thành m ặt trượt sâu về phía biển, tổ hợp tải trọng kiểm tra - ổn định khi bị xói chân sau bão 94 Hình 3.14: Hệ số an toàn ổn định trượt, tổ hợp tải trọng kiểm tra - ổn định khi bị xói chân sau bão, K = 2,41 95 Hình 3.15: Khả năng h ình thành m ặt trượt sâu về phía biển, tổ hợp tải trọng kiểm tra - chênh lệch mực nước thượng lưu qua tường kè 96 Hình 3.16: Hệ số an toàn ổn định trượt , tổ hợp tải trọng kiểm tra - chênh lệch mực nước thượng lưu qua tường kè, K = 1,95 96 Hình 3.17: Khả năng h ình thành m ặt trượt sâu khi không có hàng cọc thứ 2 – tổ hợp tải trọng thiết kế 97 Hình 3.18: Kh ả năng hình thành mặt trượt sâu khi không có hàng cọc th ứ 2 – t ổ hợp tải trọng thiết kế 98 Hình 3.19: H ệ số an toàn ổn định trượt, khi không có hàng c ọc thứ 2 – t ổ h ợp tải trọng kiểm tra K = 1,41 99 viii Danh môc c¸c b¶ng biÓu Trang Bảng 1.1: Tần suất bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào Nam v ĩ tuyến 17°N và tỉnh Phú Yên 17 Bảng 1.2: Kết quả tính toán sóng cực trị nước sâu trong bão 19 Bảng 3.1: Tải trọng phân bố A (Áp lực sóng tính toán) 86 Bảng 3.2 Tham số đất nền tường kè 87 Bảng 3. 3 Tham số tính toán của tường kè 88 ii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn đã đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Ngô Đình Thiện i lời cảm ơn Trớc hết tôi xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất cả các thầy cô trong Khoa sau đại học - Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội với những chỉ dẫn và giúp đỡ trong quá trình học tập cũng nh khi tiến hành làm luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Vơng Văn Thành ngời trực tiếp hớng dẫn khoa học, các thầy giáo trong Bộ môn Nền móng - Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho nội dung của luận văn. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn gia đình và các bạn đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Tôi rất mong nhận đợc sự đóng góp của quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp. Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2011 Tác giả Ngô Đình Thiện 1 M Ở ĐẦU * TÍNH C ẤP THIẾT CỦA ĐỀ T ÀI Vi ệt Nam l à m ột quốc gia nằm tr ên b ờ c ủa Biển Đông thu ộc Thái Bình Dương, v ới h ơn 75% dân số sống dọc t heo b ờ biển d ài hơn 3200 km, Việt Nam thu ộc v ào loại các nước bị uy hiếp nhiều nhất bởi sự biến đổi khí hậu toàn c ầu và m ực n ước biển dâng. Câu hỏi hiện nay không còn là “ Li ệu các hi ện t ượng có ảnh hưởng đến đất nước ta không? ” mà là “ Ứng phó như th ế nào đ ể giảm thiểu thiệt hại, bảo vệ tối đa thành quả lao động quá khứ và tiếp t ục phát triển bền vững ”. Vùng duyên h ải mi ền Trung được cấu tạo bởi một đất kẹp giữa dãy Trư ờng Sơn về phía Bắc, và vùng cao nguyên Nam Trung Bộ (Tây Nguyên) v ề phía Nam, và Biển Đông. Dải đất bị chia cắt bởi nhiều nhánh núi Trường Sơn vươn ra đ ến tận biển, và một số con sông ngắn và lưu vực chả y v ề phía Bi ển Đông. Từ vài thập kỷ gần đây, rừng đầu nguồn bị tàn phá nhiều, địa mạo vùng duyên h ải Trung bộ ngày càng không ổn định, các cơn lũ tràn và lũ quét đ ổ ra Biển Đông thường xuyên hơn. Lòng sông, địa mạo các cửa sông thay đ ổi nhiều sau mỗi mùa l ũ, hậu quả của nó l àm cho cơ sở hạ tầng vùng ven sông bi ển khá nặng nề. Những năm gần đây tình hình vùng ven sông biển bị xâm th ực xảy ra nhiều hơn do hiện tượng lũ quét và biển dầng. Đ ể bảo vệ cơ sở hạ tầng cảng cá trước hiện tượng lũ quét và biển dâng phải sử dụng mái dốc. Thực tế cho thấy, mặc dù k ết cấu k è được thiết kế khá kiên c ố nh ưng hàng năm số lượng mái dốc, kè chắn vẫn bị trượt lở gây thiệt h ại không nhỏ. Tính toán và gia c ố ổn định mái dốc trong công tr ình cảng cá, phù hợp v ới địa chất ven sông, bi ển tỉnh Phú Y ên là một việc làm cần thiết. Từ việc nghiên c ứu n ày, chúng ta có thể đánh giá hiệu quả của giải pháp thiết kế và tính phù hợp với điều kiện địa chất công trình và kỹ thuật thi công, lựa chọn 2 đư ợc giải pháp tối ưu. Kết quả nghiên cứu sẽ góp ph ần nâng cao hiệu quả qu ản lý kỹ thuật, kinh tế đối với dự án xây dựng. * M ỤC ĐÍCH V À NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU : M ục đích: Lu ận văn nghi ên cứu nhằm đưa ra một cách tiếp cận mang tính t ổng quát khi giải quyết b ài toán ổn định mái dốc trong công trình cảng cá có xét đ ến các yếu tố khách quan v à chủ quan. Trên cơ sở phân tích, kiểm tra và đánh giá các công tr ình đã thực hiện, để từ đó, đưa ra một số kiến nghị về giải pháp gia cố mái dốc tối ưu phù hợp với điều kiện địa chất công trình và điều ki ện thi công mà v ẫn đảm bảo các chỉ ti êu thông số kinh tế, xã hội, kỹ thuật h ợp lý của dự án. Nhi ệm vụ: Nghiên c ứu áp dụng các lý thuyết tính toán về ổn định mái dốc trong công trình c ảng cá có xét đến sự làm việc đồng thời của các giải pháp gia c ố bằng các phương pháp phâ n tích, t ổng hợp. S ử dụng các phương pháp, lựa chọn giải pháp hợp lý. Áp dụng phần mềm plaxis cho một công trình được áp dụng tại Phú Yên. * PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU: Phân tích các s ố liệu thống kê. Đi ều tra, khảo sát các công trình xây dựng, tổng hợp các tài li ệu của các tác gi ả đã nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến đề tài rút ra những vấn đê chung v ề xử lý gia cố mái dốc và những vấn đề đặt ra về mặt công trình đáp ứng y êu cầu ổn định của chúng. Tính toán các v ấn đ ê kỹ thuật của mái dốc, phân tích đ ánh giá, đ ề xuất gi ải pháp v à khả năng ứng dụng vào điều kiện xây dựng các công trình ven sông, bi ển tỉnh Phú Y ên. * Đ ỐI T ƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Đ ối t ượng nghiên cứu là các công trình xây dựng. 3 Ph ạm vi nghiên cứu: Khảo sát các công trình xây dựng, tổ ng h ợp các tài li ệu của các tác giả đ ã nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến đề tài rút ra nh ững vấn đề về xử lý gia cố mái dốc công tr ình xây dựng và những vấn đề đ ặt ra nhằm đáp ứng y êu cầu ổ n đ ịnh của chúng. Từ đó, có giải pháp gia cố ổn đ ịnh mái dốc trong công trình c ảng cá, ph ù hợp với địa chất ven sông, biển t ỉnh Phú Y ên. * HƯ ỚNG KẾT QUẢ NGHI ÊN C ỨU Đề xuất giải pháp và khả năng ứng dụng gia cố mái dốc trong công trình cảng cá, phù h ợp với địa chất ven sông, biển tỉnh Phú Yên. [...]... 15 ] 4 Ổn định mái dốc và biện pháp tăng cường ổn định 1.4.1 Cấu tạo mái dốc trong cảng cá: Đối với các cơng trình gia cố bờ và ngăn sóng như đê, kè, các cơng trình chức năng chịu lực như bến, mố trụ Kết cấu mái dốc sẽ là giải pháp tốt với các ưu điểm về tính mềm của kết cấu, tính thấm nước tốt, khả năng tăng cường ổn định nền đối với vùng địa chất yếu, ngồi ra còn có các ưu điểm về mỹ quan và tính. .. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC VÀ BÀI TỐN TÍNH TỐN CỤ THỂ CHO CƠNG TRÌNH CẢNG CÁ 2.1 Khái qt chung về ổn định mái dốc [ 12 ] Mái dốc là khối đất có mặt giới hạn là mặt dốc (Hình vẽ 2.1) Mái dốc được hình thành do tác động tự nhiên ( sườn núi, bờ sơng ) hoặc do tác động nhân tạo (taluy, đất đắp , hố móng, đê, kè ) Hình 2.1: Sơ đồ mặt cắt ngang một mái dốc [ 4 ] Mái dốc càng thoải thì độ ổn định càng... xác định thơng qua tính tốn xói lở Sau khi xây dựng xong, phần kết cấu bảo vệ chống xói sẽ nằm chìm dưới mặt bãi biển (chỉ làm v iệc trong điều kiện bão) do vậy sẽ khơng làm ảnh hưởng đến cảnh quan mơi trường cũng như là các hoạt động bình thường của đoạn bãi biển 1.4.2 u cầu về ổn định, chống trượt mái dốc trong cảng cá : Mái dốc đối với các đặc trưng của mơi trường ven sơng biển có tính xói lở và tính. .. vùng biển - hải đảo và là nơi tránh trú bão cho các tàu thuyền hoạt động trong vùng + Mái dốc trong cơng trình cảng cá là cơng trình bảo vệ bờ ven sơng biển, là dạng cơng trình giữ cho đường bờ được ổn định hoặc phát triển theo ý muốn của con người, tránh sự tàn phá của sóng, gió, dòng chảy, triều, nước dâng + Ổn định mái dốc trong cảng cá nhằm bảo vệ bờ chống xói lở giữ đất, tạo luồng lạch ra vào cảng. .. tròn ABC, đối với mái dốc có thể giả thiết nhiều mặt trượt có tâm O và bán kính khác nhau là R, mỗi mặt trượt được đặc trưng bởi một hệ số ổn định khác nhau Nhiệm vụ cơ bản của 28 tính tốn ổn định mái dốc là xác định được mặt trượt nguy hiểm nhất trong số mặt trượt giả thiết tương ứng với hệ số ổn định nhỏ nhất, rồi so sánh với hệ số ổn định cho phép của cơng trình mà quy phạm đã quy định để có thể... số ổn định nhỏ nhất b./ Giả thiết mặt trượt có dạng là một cung tròn: Hình 2.3 : Sơ đồ dạng mặt trượt là cung tròn [ 4 ] Giả thiết về mặt trượt có dạng cung tròn do học giả Thụy Điển K.E Pettecxơn đề xuất năm 1916 Về sau, được nhiều nhà nghiêng cứu về ổn định mái dốc xác nhận giả thiết này phù hợp với nhiều cơng trình thực tế, nhất là đối với những mái dốc đồng chất Phương pháp tính tốn ổn định mái dốc. .. th¸i ỉn ®Þnh th× hƯ sè ỉn ®Þnh lu«n > 1 Đối với mái dốc ven sơng, biển trong điều kiện bình thường có thể có các hư hỏng cục bộ như: xói mái đê dưới tác dụng của sóng và làm dịch chuyển các viên lát mái, xói mặt do mưa, nhất là đoạn mái có thành phần hạt cát nhiều Sạt trượt do hiện tượng rò rỉ thấm lâu ngày khi gặp lũ và triều cao Mái dốc mất ổn định trong điều kiện khí tượng thủy văn khơng bình thường:...4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MÁI DỐC TRONG CƠNG TRÌNH CẢNG CÁ 1.1.Tổng quan và ổn định mái dốc trong cơng trình cảng cá Phú n + Cảng cá là nơi phải đảm trách các chức năng cơ bản sau đây [ 7 ] : - Là nơi tiếp nhận, sơ chế, bảo quản, phân phối tiêu thủ sản phẩm hải sản... yếu là giữ ổn định cho tường kè ngay cả khi chân kè bị xói sâu trong bão thiết kế Hàng cọc phía trong kết hợp với hàng cọc phía ngồi có nhiệm vụ gia tăng 22 ổn định chống trượt, chống lật, và giữ cát nền cho tường kè trong các điều kiện làm việc bất lợi như: chịu áp lực cao do sóng trong bão, áp lực đất chủ động, và tải trọng động do phương tiện cơ giới qua lại Chiều dài các hàng cọc được xác định thơng... nước nơng gần bờ bị ứ dềnh nên chảy ngược về biển với tốc độ lớn, lúc này khả năng gây xói vơ cùng lớn 1.3.3 Dòng chảy a./ Dòng chảy vùng ven biển: Dòng chảy xảy ra trong vùng ven sơng, biển là dòng chảy tổng hợp, thơng thường là tổng của một số dòng chảy thành phần như dòng triều, dòng chảy sơng, dòng ven do sóng, dòng gió, dòng mật độ Trong một vùng ven biển nào đó thường một hay hai thành phần trên . trong công trình cảng cá, phù h ợp với địa chất ven sông, biển tỉnh Phú Yên. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MÁI DỐC TRONG CÔNG TRÌNH CẢNG CÁ 1.1.T ổng quan v à ổn định mái dốc trong công trình. lớp: 2008x tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven sông, biển phú yên LU N VN THC S K THUT Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp Mã. NI Ngô đình thiện tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven sông, biển phú yên LU N VN TH C S Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp H