Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu giải pháp ổn định kè bê tông dự ứng lực công trình Cảng Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LỜI CAM DOAN

“Tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn này là do chính tôi thực hiện, các số liệu,hình ảnh, biểu đồ trong dé tải đều la chan thực, không trùng lặp với bắt kỳ nghiên cứu.

nào trước đây Các biểu đồ, số liệu và tải liệu tham khảo đều được trích dẫn, chú thích.

Hà Nội ngày tháng năm2017“Tác giả luận van

Huỳnh Võ Thái Bình

LỜI CẢM ON

Lời đầu tiên cho học viên gửi đến Trường Đại học Thủy Loi, quỷ Thầy Cô trong Khoa Công tinh, Bộ môn Dia Kỹ thuật lòng biết ơn sâu sắc vì sự tân tinh mà các Thầy C6 đã giảng dạy, hưởng dẫn và truyền dat cho học viên những kiến thức quỷ báu, kinh

ơn chânnghiệm thực tiễn trong các học kỳ vừa qua Học viên xin bảy tỏ lồng

Hoe viên xin chân thành cảm ơn Thấy P.GS TS Hoàng Việt Hùng, người Thầy đã hết

lồng giúp đỡ và hướng dẫn học viên trong thời gian học tập, cũng như trong quá trình

thực hiện luận văn Thầy đã hỗ trợ học viên rit nhiều về việc bổ sung kiến thức chuyên môn, nguồn tài liệu và những lõi động viên quỷ báu trong quá trnh học viên học tp,

nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.

Hạc viên xin chân thành cảm ơn các Thầy GS.TS Trịnh Minh Thy, PGS.TS Hoàng

Việt Hùng, PGS.TS Bài Văn Trường, PGS.TS Nguyễn Hữu Thái, TS Nguyễn

Quang Tuần, TS Đỗ Tuần Nghĩa, TS Phạm Quang Tú, TS Nguyễn Văn Lộc và

các thấy cô trong Bộ môn Địa Kỹ thuật diy nhiệt huyết và ling yêu nghề, tạo điều

kiện tốt nhất cho học vic học tập và nghiên cứu, luôn tận tâm giảng day và cung cấp,

cho học viên nhiều tư liệu quan trong và cằn thiết, giáp học viên giảm bớt rất nhiều

khó khăn trong thời gian thực hiện luận văn.

Hoe viên xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô, Anh Chị nhân viên của Phòng Đảo tạoĐại học & Sau Đại học thuộc Trường Đại học Thủy Lợi và bạn bẻ, gia đình đã giúp đỡvà tạo mọi điều kiện thuận lợi cho học viên trong suốt quá trình học tập và thực hiệnluận văn,

MỤC LỤC

DANH MỤC BIEU BANG vii

DANH MỤC CÁC VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGU Vili MỞ DAU 1 CHƯƠNG I TONG QUAN VE CÁC CONG TRINH KE TREN BIA BAN TINH

SOC TRANG 41.1, Đặt van dé 4

1.2, Nguyên nhân dẫn đến st lở ở khu vục ĐBSCL hiện nay 5

1.2.3, Do ảnh hường của thiên ta 51.2.4, Do ảnh hưởng của việc khai thc ett phép 61.2.5 Do ảnh hưởng của tức động bên ngoài 6

13 Một số sự cổ về tưởng kể ở vũng DBSCL 7 1.4, Tổng quan về công trnh tường kỳ ta inh Sóc Trăng: "

1.4.1, Tường kề trong lực (tường trong lực dùng đã hdc, rd "1.4.2 Tường kề và cọc bê tông cốt thép ớ

1.5 Một số giải pháp công nghệ mới trong công trình tường kè: 20

1.5.2 Ba ke bể tông cốt thép 21

Kết luận chương 1 2 CHUONG 2, CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN TƯỜNG KE - COC BE TONG cor THÉP DỰ UNG LUC 24

2.1 Các dang ái trọng và phân lai ti trong: Các loại ngoi lự tắc dụng: a4

2.1.1 Ap lực đất 2 2.1.2 Áp lực nước +

2.1.3 Lực neo 37

2.1.4, Anh hưởng của chuyển vị thân tường cit đối với áp lực đắt 38

2.2, Phương pháp tính toán tường eit bản bê tông cốt thép dự ứng lực: 40

2.2.1, Tải liệu và các bước tin toán 40

2.22 Các giả thuyét tinh toán sắc định nội lực và chiều di cử 41

2.2.3 Tinh kết cầu tường eit BTCT DUL kiểu không có neo (Conson) 412.2.4, Tinh kết cấu tường cit BTCT DUL kiểu có neo 482.2.5 Thiết kế cir ban BTCT DUL 52

2.2.6 Thiết kế thanh neo, bộ phận giữ neo 32

2.2.7 Kiểm ta én định của trờng cit và đất nền “4

Kết luận chương 2 59 CHUONG 3 PHAN TICH UNG DỤNG LỰA CHON KET CẤU KE HỢP LÝ CHO

KHU VUC CANG SOC TRANG 60

3.1 Thú thập tả liệu, xử lý phân ích số liệu, ti liệu phục vụ tính toán 03.1.1 Tải liệu địa chất công trình s0

3.1.2 Tài liệu về công trình và tải trọng 61

3.2 Lựa chọn phần mém dùng trong tinh toán 643.3 Xây dựng bài toắn mô phông tường ké bể tông dự ng lực 643.3.1 Trường hợp không ding neo 63.3.2 Giải pháp cirbé tông dự ứng lực cổ neo m

DANH MỤC HÌNH VA BIEU ĐỎ.

Hình 1.1 Sat lở bờ sông tại huy tách tinh Sóc Trăng,Hình 1.2 Nạn khai thác cát bừa bai hiện nay.

Hình 1.3 Tau cao tốc chạy trên sông.

pho’ bieán.

Hình 1.5 Bờ ké Phong Di {Cần Tho) bị sat lở.

Hình 1.6 Sự cổ sat lờ kè Nhơn Mỹ, huyện Ké Sách, tỉnh Sóc Trăng.Hình 1.7 Sạt lỡ bở tại huyện Cầu Kẻ - Tinh Trả Vinh

Hình 1.13 Tường kẻ bảo vệ bờ sông Maspero thành phố Sóc Trăng

Hình 1.14 Tường ké bảo vệ cảng cá Trần Để Sóc Trăng,

Hình 1.15 Coc van bê tông dự ứng lực tại công trình kẻ sông Ngã Năm.

Hình 1.22 Các dạng tiết điện tường cọc bản

Hình 2.1 Vang tròn Mohr ứng suất ở điều kiện cân bằng giới hạn

"Hình 2.2 Quan hệ giữa áp lực đất với chuyển vị của tường.

Hình 2.3 Trang tái bị động và chủ động Rankine

Hình 24 Sơ đồ tính toán áp lực chủ động và điểm đặt theo Rankine

2.5 Sơ đồ tính toán áp lực bị động và điểm đặt theo Rankine.

nh 2.6 Sơ dé tính áp lực chủ động của đắt rời theo Coulomb Hình 2.7 So đồ tinh áp lực chủ động của đt dính theo Coulomb Hình 2.8 Sơ đồ tính áp lực chủ động của đất theo đỗ giải

Hình 2.9 Sơ đồ tính áp lực bị động theo Coulomb,

Hinh 2.10 Tính áp lực đắt khi mặt đắt lắp chéo nghiêng.

Hình 2.11 Tính áp lực dat nghĩ khi mặt dat ngang, lưng tường đứng.

Hinh 2.12 Bồ tí lục neo trờng eit chắn đất

Hình 2.13 Biển đổi khác nhau của hân tường gây ra sục khác nhau vé áp lực đấtHình 2.14 Sơ đồ chuyển dich tường cử dang conson và phân bổ áp lực đất

Hình 2.15 Tinh tường cử bản conson bằng phương pháp cân bằng tinh

Hình 2.16 Tính tường cir bản conson bằng phương pháp H.Blum.

Hình 2.17 Sơ đồ phân b

sâu cắm vào trong dit khác nhau Hình 2.18 Sơ đồ phân bổ.

sâu cắm vào trong đắt khác nhau

Hình 2.19 Sơ đồ tính toán theo phương pháp dam đẳng trị

Hinh 2.20 Sơ đồ tính chiều dài thanh neo.

Hình 2.21 Sơ dé tính toán ôn định lật tường cử.

Hình 2.22 Sơ đồ tính toán én định trượt phẳng tường cử.Hình 2.23 Sơ đồ tính toán dn định trượt cung tròn.

Hình 3.1 Kết cau kè bê tông cốt thép dự ứng lực điển hình trong khu vực cảng cá.

Hình 3.2 Dikiện biên của bài toán (File Ianial)

inh 3.3 Điều kiện biên bài toán ở gai đoạn bất đầu gia tảiHình 3.4 Chuyển vị ngang của hệ tưởng cvà nỀn

Hình 3.5 Kết quả lưới chuyển vị của hệ công nh Hình 3.6 Kết quả chuyển vị đứng của hệ công trình

Hình 3.7 Dé thị chuyển vị ngang của cit bê tông dự ứng lực

Hinh 3.8 Điều kiện biên của bài toán cử bị tông dự ứng lực c6 neo gia cường,

Hình 3.9 Kết quả chuyển vị đứng của hệ kẻ neo-dắt

inh 3.10 Kết quả chuyên vị ngang hệcữ-neo-đấtHình 3.11 Lưới chuyển vị của hệ công tỉnh

Hình 3.12 Biểu đồ chuyển vị của tường cit bê tông dự ứng lực

DANH MỤC BIEU BANG

ải và momemt kháng uốn lon nhất của cọc bản BTCT dự ứng1Bảng 1.1 Giá trị chiều

lực do công ty KOBE (Japan) sản x

Bảng 1.2 giá trị hình học của cọc bản BTCT dự ứng lực do Công ty KOBE sản xuất 1863

Bảng 3.1 Tôm tt đặc trưng cơ lý iêu chuẫn ca các lớp đất

DANH MỤC CAC VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NCU

TCVN “Tiêu chuẩn Việt Nam.

Công trình thủy lợi

SPHH Sai phân hữu hạn PTHH Phần từ hữu hạn.

TEM Phuong pháp phin tử hữu hạn

eve Bê lông thường

BTCT DƯI Bê tông cốt thép dự ứng lực.

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết cin đề tài

Đồng bing Sông Cửu Long luôn đối mặt với tỉnh bình sạt lở quanh khu vục bờ Sông

“Tiền, Sông Hậu trong thời gian qua diễn biển ngày cảng phức tap có thể gia tăng về

phạm vi và quy mô, nguyên nhân cơ bản do địa chất khu vục Đồng bằng Sông Cứu Long nổi chung, tinh Sóc Trăng nói riêng được cấu tạo từ các dạng trim tích phủ sa rất

¡ xói lỡ dưới tác dụng của dòng chảy và sóng, đặc biệt là khu vực chạy đọc theo.cit sông trên địa bản thành phố Sóc Trăng Ngoài ra, côn chịu ảnh hưởng không nhỏcủa te động từ biến đổi khí hậu, âm tăng lượng nước, ding chảy phức tạp gây sói lữ

đẫu ngập nước gây áp lục sau trồng kẻ, Vn đỀ vỀ các sự cổ trong ngành xây dựng

như thông tin từ các báo đãi đã và dang xảy ra thường xuyên hơn, mà trong đó sự cỗ

trong các công trình trình thủy lợi ngày càng nhiều Trong thời gian gần đây, những dự.

án kẻ bảo vệ công tỉnh ven sông hay các dự án kê ven sông thường xuyên xy ra sự cỗlâm ảnh hưởng rt lớn đến Ngân sich Nhà nước và nguy hại đến tải sản vàtỉnh mạngcủa người dân

Hiện nay, với sự phát tiển về kinh ổ, êu cầu phát riễn hạ tng kỹ thuật là rất lớn,

trong đó việc đầu tư xây dựng Cảng sông Soe Trăng ven sông Saintard tạo điều thuận

lợi cho vệ vận chuyển nguyên vật lều, hàng hia phục vụ đời séng kinh tễ xã hộ ca

tinh và vùng lân cận Tuy nhiên, với đặc thù Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực có.

bệ thống sông ngồi chẳng cit, dia chit phúc tp, n đất nhìn chưng li đất ya,

xây đựng các công trình edn được tính toán đảm bảo ổn định là rit edn thiết

Với tình hình chung như vậy xiệc tim ra gii pháp phù hop với điều kiện địa chất khu vực, đảm bảo ôn định, kinh tế và mỹ quan là những yêu cầu đặt ra đối với những người làm công tác xây dựng Trong rất nhiều giải pháp xử lý để bảo vệ bờ sông thì giải pháp coe bé tông dự ứng lực kết hợp là trong kể là một trong những giải pháp đang được sử dạng để giải quyết những vin đề trên và có nhiều phương pháp tính toán đang được sử dụng đối với giải pháp này, Việc nghiên cứu để lựa chọn giải pháp hop lý cho tường

cũng như so sinh các phương pháp tinh toán để chọn ra kết quả tin cậy là điều hết sức

cần thiết

Cảng Sóc Trăng được xây dựng ở phía Đông Bắc thành phố Sóc Trăng và cách trung tâm 6,8Km, có tọa độ 9°37°6" vĩ độ bắc 106°02"59” kinh độ đông cách cầu Saintanrd 400m về phía song đính, nằm đạc bở tây sông Saintard thuộc địa phận Phường 8 thinh phố Sốc Trăng chịu ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều sông Hậu Được sự đầu tư của

Nha Nước Cảng Sóc Tring đã và dang được xây dựng, vì vậy việc nghiên cứu ứng.

hop tường kè là đề tai cần được quan tâm và nếu được

dụng giải pháp Cọc bê tông

só thể nhân rộng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất về thiệt hại và tăng đến mức cao

nhất về hiệu quả kinh tế, mỹ quan và én định trong khu vực 2 Mục đích của để tài:

Nghiên cửu giải pháp ôn định hệ thống ké bể tông dự ứng lực Để xuất giải pháp đảm,

bảo dn định tổng thé cho cả hệ công trình Kết quả nghiên cứu có áp dụng cho côngtình cụ thể, thực tế

3, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: Ke bê tông dự ứng lục, Cừ bê ông cốt thép dự ứng lực.

Pham vi nghiên cứu: Hệ thống tường cit bản bê tông cốt thép dự ứng lực công trình

Cảng Sóc Trăng tỉnh Sóc Trăng

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Tiếp cân theo hướng kế thừa, tổng hợp, tinh đặc thù của địa phương, báo cáo kết quả

thu thập tai liệu địa chất, thủy văn để kiểm tra tính toán ồn định tường kè bằng phẩn

mém chuyên dùng và để xcác giải pháp thiết kế tường kè công trình

Phương pháp nghiên cứu gồm nghiền cứu tổng quan các dạng kết cấu kề bảo vệ bờ

khu vực Sóc Trăng Nghiên cứu lý thuyết inh toán và nghiên cứu trên mô hình sô, so

sảnh dinh giá kết quả nghiền cứu,

5 Nội dung nghiên cứu.

Nghiên cứu tổng quan về các loại kẻ và kết cấu kẻ đã được áp dụngNghiên cứu cơ sở lý thuyết tinh toán ôn định kẻ và kết cẫu kẻ"Nghiên cứu trạng thai ứng suất biển dạng hệ ké-nén-neo đất

6 Kết quả đạt được của luận văn

“Tổng kết được một số dạng kẻ sông, biển dang áp dụng tại Sóc Trăng và đánh giá ww

nhược điểm của các loại k này

Trình bày cơ sở lý thuyết tính toán một số dạng kẻ điển hình.

Mô phỏng bài oán tinh kể kết sấu bê tông dự ứng lực và lựa chọn được kết cấu kÈ hợp:

lý, thích hợp với điều kiện đất nền và điều kiện tải trọng của công trình Rút ra được.

sắc phân ích, kiến nghị cho dạng kết cấu công trình.

7 Cấu trúc luận văn

'CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE CÁC CƠNG TRINH KE TREN DIA BAN TINH SOC TRANG

1.1 Đặt vấn để

Céng trình ké bio vệ cơng trình ven sơng nhằm mục đích chống sgt lỡ ba sơng và tạo vẻ mỹ quan cho các cơng trình dọc hai bờ sơng, chống sat lở gây hậu quả nghiêm trọng hang năm về tiền của và tính mạng người dân đã xảy ra ở khu vực Đồng bằng sơng Cửu Long Để hạn chế đến mức thấp nhất về những thiệt hai nồi trên, được sự quan tâm của các cấp chính quyên, nhà nước đã đầu tư tiễn tỷ từ ngân sách nhưng kết quả mang lại khơng hồn tộn như mong muốn Nguyên nhân chính là gần đây các sự cĩ đã xãy ra liên tục cĩ thé trong quá trình thi cơng hoặc sau khi các cơng trình được dun vào sử đụng, cũng cơ thé do thiên ti mà trong qué tình tinh tốn thế kế chúng ta khơng thể lường trước Điều này lại đặt ra một nhiệm vụ cho các cấp chính quyền phải dim bảo én định về chỗ ở cho nhân dân, khắc phục sự cố tạo điều kiện phát triển về kinh tế xã hội.

Hình 1.1 Sat lỡ bờ sơng tại huyện Kế Sách tính Sĩc Trăng

Để khc phục sự cổ sat lở, cĩ nhiều giải pháp tường chin đã được thực hiện như tường chắn bêtơng cốt thép, tường bêtơng trong lực, bir kẻ bằng ro da, bờ kề bằng thếp

hình Tường cọc bản cũng là một phương án được chọn để bảo vệ bờ sơng, các cơng.

trình ven bờ, hiện nay đang được ứng dung tại một sổ cơng trinh tương đối quan trọng.

Nhu cả u về thiết kế công trình tường kẻ phù hop với điều kiện địa chất khu vực là một

nhu cầu có thực, việc tim ra được giải pháp an toàn với chỉ phí hợp lý là mong muốn

Hiện tượng sat lờ bờ sông ở khu vực đồng bằng sông Cứu Long là do rất nhiễu nguyên

nhân khác nhau gây ra trong đó có nguyên nhân do tự nhiên và cả các nguyên nhân do

gây ra Nhìn chung hiện tượng sat lở trên là do các nguyên nhân chủ yế

Địa chất bờ sông là một trong những yếu tố quyết định đến sự xói lở bờ Kết quả khảo sát ho thấy da phần địa chất các lớp dit bờ sông chủ yếu la bùn hữu cơ, bin sét với

trạng thái chảy, déo chảy và dẻo mềm Với cấu tạo địa chất như trên thì bờ sông rất dễ

bị xói lở đưới tác động của ngoại lực và các yếu tổ tác động khác.

1.2.2 Do thủy triều

Sông ngồi khu vue đồng bằng sông Cửu Long chịu ảnh hưởng của thuỷ triều khá rõ

rệt Chế độ thuỷ triều ở đây là nhật triều với 2 lần lên xuống trong ngày với biên độ triều từng vùng khác nhau nhưng tương đối lớn (thí dụ vũng huyện KẾ Sách tỉnh Sóc

Trăng có thời điểm lên đến từ 2m-2,Sm) Dưới tác động của đồng thắm (khi nước dâng

và rit), các hạt bản, đất bờ sông sẽ bị cuỗn ra ngoài và được dng nước mang di gây

hiện tượng sói I

1.23 Do ảnh hưông của thiên tai

Do hiện tượng mưa bao lớn làm nước ngắm vào trong đất, làm giảm khả năng liên kết giữa các hạt đất đất trở nên yếu dẫn (sức chịu tải của dit giãm xuống) gây ra hiện

tượng sat lỡ bờ sông.

Li cũng là một trong nhưng nguyên nhân gây x6i lở, dưới tác động của ding chảy lũ

sắc hạt bùn, đất tại bờ sông sẽ bị cuốn trôi gây hiện tượng x6i lớ, Dang chảy lũ ti các

Tay Nam Bộ không quá lớn và xây ra với tin suất hiểm nhưng dưới táctau thì tốc độ sat lở bờ sẽ xây ra với mức độ rất

12.4 Do ảnh hướng của việc khai thác cát trái pháp.

“Thời gian gần đây tinh trạng khai thác cất 6 ạt ở các tinh ĐBSCL làm ảnh hướng đến dòng chảy của các dòng sông gây ra tình trạng sat lở đất nghiêm rong

Hình 1.2 Nạn khai thắc cát bửa bãi hiện nay.1.25, Do ảnh hướng của tác dng bên ngoài

Đồng bằng sông Cữu Long có hệ thống giao thông thuỷ rất phát trién với lưu lượng

phương tiện giao thông đường thủy ngảy cảng tăng, mật độ tau thuyền lưu thông trên

sông luôn day đặc với các tàu vận chuyển hàng hoá tai trọng lớn Dưới tác động của

tại bở sông sẽ bị xốilố mức độ sat lở tỹ thuộc vào độ mạnh yênsống ti, lớp đ

của sóng, sóng tau cảng lớn thi mức độ xói lờ cảng lớn đặc biệt đối với sóng của các

tu vận ti lớn chạy sắt bở sông

Hoạt động của con người cũng có ảnh hưởng nhất định đến sự xói lỡ bờ khu vực này Sự khai thác hộ sinh vật trên sông, một số công trinh xây dựng tùy tiệ lần chiếm bờ sông, lòng sông làm thu hep mặt cắt ướt của dong chảy Ngoài ra tình trạng xây dựng 48 bao trân lan trên các sông thượng nguồn làm thay đồi các chế độ thuỷ động lực học

của đông chảy cũng là nguyên nhân gây ra sự xói lở này.

Mỗi nguyên nhân ít nÌ số vai trỏ trong sự xói 16 bờ sông, đối với các tuyến sông ở vùng đồng bằng sông Cửu Long thi hiện tượng xối lờ xảy ra mạnh mẽ nhất là trong mùa mưa lũ bởi vậy có thé khẳng định nguyên nhân chính gây ra sự xói lở bo sông li do sông và đồng chảy mưa lũ kết hợp địa chất khá yêu tại khu vực đồng bằng

sông Cửu Long.

Tình 1.4 Mật độ nhà dan day đặc, hiện tượng lắn chiếm bờ sông kha phỏ biến 1.3 Một số sự cổ về tường kè ở vũng ĐBSCL,

lãm 2004, UBND tinh

“Trong thời gian gần đây, có một số su cổ của tường kẻ như:

in Tho (cũ) triển khai công trình bo kè trái rạch Khai Luông nằm cạnh bến Ninh Kiều với giá trì 9.4 tỷ đồng, Hơn năm năm thi công, chủ đầu tư phải đừng do phát hiện lỗi nghiêm trong trong thiết kế, Theo đó, bờ ké gần bờ nhưng thi

công, bờ kề bi hing chân, chẳng biết ké nơi nao Diễu lạ, công trình trị giá 9,4 tỷ đồng

nhưng kinh phí khắc phục lên đến hơn 26,6 tỷ đồng Và cho đến nay, công trình ton

hàng chục tỷ đồng để sữa chữa nhưng còn dang dd, không biết đến bao giờ hoànthành.

Vio khoảng 23 giờ 30 ngày 08/09/2010 (ngây 01/08/2010) âm lịch Triều cường lên sao kết hợp với mưa và gid lớn đã lâm phần đắt phía trong khu vue tường kề (bao gồm

in nhà tam và chùa Bà) khu vực cách tường cọc ván khoảng 12m- 15m bắt ngờ sat

xuống, toàn bộ phần đất này đè lên đoạn tường cọc ván đã thi công xong trước đó

khoảng 02 thing Phin đất sạt xuống này đã đẩy toàn bộ cọc ván W350B, lóm và

cọc neo (25x25)em L=23,4m cũng hệ thống đã neo dat ra phía sông Hậu một đoạn dai

khoảng 60m Trong đó đoạn bị thiệt hai nặng nhất khoảng 20m sát với kênh hiện

trang, đoạn côn li khoảng 40 m bị dại ra phía sông Hậu đoạn xa nhất là 7,8m so với vi

trí bạn đầu,

Tường kề ở Phong Dién (Cin Thơ) vào đầu năm 2007 làm khoảng 146 căn nhà bị hư hỏng nặng mà nguyên nhân được xác định là do tư vẫn thiết kế đã tính toán không dy đủ các yếu tổ địa chất và các yêu tổ khác ảnh hưởng đến công trình như: tác động của tải do xe tải do việ thu hep lòng sông Công tinh bờ kè huyện Phong Điễn dài sẵn 800m, được đầu tư xây dựng gần 13 tỷ đồng hoàn thành vào đầu năm 2007, chưa êm thu đã bị sat lở và trôi xuống sông hing trăm mét, thiệt hại hon 5 ty đồng Kinh phí khắc phục (gồm: giải tỏa d dời 146 hộ dân: xây dựng khu ti định cư; gia cổ bờ kè; xây dựng công viên bir sông) lên đến 58 tỷ đồng.

Hình 1.6 Sự cổ sat lở kè Nhơn Mỹ, huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Tring

"Ngoài ra, bở kè sông Tid tại thị xã Vĩnh Long cũng bị nghiễng ra sông, khối đất saw

lưng tường bị Kin sup Nguyễn nhân được xác định là do các trận lũ lớn năm 1995 và

1996 làm xói lờ bờ sông ở phía đưới các tắm đan bêtông cốt thép giữa các cọc Các sọc BTCT làm bờ kẻ và cọc neo đều bị nghiêng ra phia song và một số sự cổ khác

Hình 1.7 Sạt lờ bở ai huyện Cầu Kê ~ Tỉnh Trả Vĩnh

Hình 1.8 Sạt lỡ bờ Tỉnh Vĩnh Long.

Hình 1.10 Sat lỡ bờ khom Nguyễn Du- Phường Mỹ Binh- TP Long Xuyên.

10

14 Tổng quan về công trình tường ke tạ tỉnh Sóc Trăng:

IAL Tường kẻ trong lực (tung trọng lực đàng đá hộc ro di):

Là loại tường ké có khối lượng lớn, ôn định của đất sau tường và bản thân tường được.

đảm bảo nhờ vào chính trọng lượng của bản thân tường.

“Tại tinh Sóc Trăng người ta ding tưởng trọng lực bằng đá hoe, ro đá để chồng xói lỡ bờ sông ở các v tí bn ghe thuyén nhỏ ở dia phương Một đặc điểm quan trong của

loại tường nay là dé thi công và không đòi hỏi máy móc phức tạp nên loại tường này.

được sử dụng rit phổ biến Tuy nhiên, do cấu tạo vật liệu nảy là đá nên rất nặng vả lại nin dit ven sông trên địa bin tinh Sóc Trăng do đó không thể làm cao được Hầu hết

các loại này có độ cao không quá 4m.

ễt kế có chân đá ĐỂ dim bio én định loại tring trong lực bằng d hộc, rọ đá được d

mở rộng và thu hẹp ở chiều cao tường Việc thu hẹp bề rộng tường được kết hợp thiết

kế các bậc thang phục vụ cho di gi và vận chuyển hang hóa

Ngày nay, ro đá và thảm đá chủ yếu được làm bằng thép có mạ kẽm hoặc nhôm kẽm, Phin lớn được tring phủ một lớp nhựa bên ngoài để giảm các tác động xâm thực ăn

mòn của môi trường với lõi thép bên trong Một số công trình ăn mòn đặc biệt, ro đá.

và thảm để được làm hoàn toàn bing hợp chit polymer vi chúng có đặc tỉnh tr vượt

trội dưới ác động ăn mòn so với các ật liệu khác.

Turing trong lục sử dụng Ro đá được dũng chủ yếu cho các công trình sau

~ Tường chấn đắt, mồ cầu

- Chống x6i bir sông, biển

+ Lat mái và đầy kênh

~ Bảo vệ mái dé, kè

- Đập trin, bậc nước, đốc nước

1.42 Tường kẻ và cọc bê tông cốt thép

Đây là giải pháp có hiệu quả và dễ thực hiện trong phạm vi rộng không cần những

thiết bị thi công qué hiện đại, phúc tạp trong việc phòng chống sat lở công trinh ven

sông, iết kiệm nhiều chỉ phí đầu tư xây dựng so với các giải pháp khác Tuy nhiên còn

và điều kiện địa chất của khu vực đất nên mà

quyết định chọn lựa giải pháp cho phủ hợp.

phụ thuộc nhiều vào chiều cao mái di

“Tưởng kẻ sử dụng ở đây giống như Tường bản góc hay còn gọi là tưởng chữ L có cầu

tạo thí dụ như sau:

Tường đứng (bản trờng): chiều cao tường 10cm chiều day 25cm,

“Tường bản đáy: b rộng 2 m, chiều dày 30cm.

Hình 1.13 Tường kè bảo vệ bờ sông Maspero thành phố Sóc Trăng.

Hình 1.14 Tường ké bảo vệ cảng cá Trin ĐỂ Sóc Trăng

14.3 Tường cử ván bé tông dự ng lực:

Cách đây hơn 50 năm, Tập đoàn PS MITSUBISHI (Nhật Bản) đã phát minh ra loại~oge vin BTCT dự ứng lực” với kiểu dáng hình học dang sóng của mặt cắt tết diện và

48 được xây dựng thử nghiệm tắt có hiệu quả ở Nhật trong nhiều năm qua.

Hình 1.15 Coc van bê tông dự ứng lực tại công trình kè sông Ngã Năm.Coe vấn PC được ứng dụng vio Việt Nam năm 1999-2001 tại cụm công tình nđiện Phú Mỹ -tỉnh Ba Rịa Vũng Tau (lớn nhất Việt Nam) - với sự giúp đỡ của các nhà

tư vấn Nhật Bản và đặc biệt sự hướng dẫn trực tiếp công nghệ thi công lắp đặt của Nhà sing chế ra cọc vấn bê tông ứng lực trước - Tiền sĩ ITOSHIMA, Công ty C&T đã thi công hoàn hảo hệ thống các kênh dẫn chính và các kênh nhánh với tong chiều dai cừ 42.000m chiều rộng 45m, c

cho các Turbin khí, Hiện nay kênh này vẫn bền vũng và Nhật bản đã chuyển giao công

sâu 8,7m đưa nước từ sông Thị Vevào để giải nhiệt

nghệ này cho ta,+ Ưu điểm

- Rẻ hơn cit larsen

= Để hạ cử nếu khi 3g phải trong thành phố thi có thé dùng búa Diezen để đồng, đơn

giản rẻ tiền và nhanh,

= Cye vin bể tông cốt thép dự ứng lục tận dụng được hết khả năng làm việc chịu nền

của bê tông và chịu kéo cũ thép, tt diện chịu lực ma sắt tăng từ 1.5 ~ 3 lần so với

loại cọc vuông có cùng tiết diện ngang (khả năng chịu tải của cọc tính theo dat nền

~ Khả năng chịu lực tăng: mô men chống uốn, xoắn cao hơn cọc vuông bê tông

thường, do đó chịu được mômen lớn hơn.

~ Sử dung vật liệu cường độ cao (bê tông, cốt thép) nên tit kiệm vật liêu Cường độchịu lực cao nên khi thi công ít bị vỡ đầu cọc, mỗi nối Tuổi tho cao.

Có thể ứng dụng trong nhiều điều kiện địa chất khác nhau.

~ Chế tạo trong công xướng nên kiểm soát được chất lượng cọc, thi công nhanh, mỹ «quan đạp khi sử dụng ở kết cầu nỗi trên mặt đất

~ Kết cấu sau khi thi công xong đảm bảo độ kín, khít Với bề rộng cọc lớn sẽ phát huy

tác dung chắn các loại vật liệu, ngăn nước Phủ hợp với các công trình có chênh lệch.

fp lực trước và sau khí đồng cọc như ở mổ cầu và dưỡng dẫn

~ Cường độ chịu lực cao: tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tăng độ cứng‘va khả năng chịu lực của ván.

~ Thi công để đảng và chính xác, không cin mặt bằng rộng, bởi giải toa mặt bằng rit tốn kém, chỉ cin xi lan và câu vừa chuyên chữ cầu kiện vẫn gp cọc là th công được

+ Nhược điểm:

= Gần khu vực nhà dn không đồng đồng ngoài ra néu thi công phải trình chấn động.

rong khu vực xây chen phải khoan mỗi rồi mới ép được cọc, nên tiền độ thi công tương đối chậm.

+ Công nghệ chế tạo phức tạp hơn cọc đóng thông thường

~ Thi công đồi hỏi độ chính xác cao, thiết bị thi công hiện đại hơn (búa rung, búa thuỷ

lựe, máy cắt nước áp lực )

ết diện = Giá thành cao hơn cọc đóng ruyễn thống có cũng

~ Ma sat âm (nếu có) tác dụng lên cọc tăng gây bắt lợi khi ding cọc vấn chịu lực như

cọc ma sắt trong vùng đất yêu.

Khó thi công theo đường cong có bán kính nhỏ, ch it nỗi phúc tạp âm hạn ch độ

sâu họ cọc

"Một số mật ci, iên kết cọc bản bê tông dự ứng lực

Sau đây là bảng giá tr chitu đãi và moment kháng uốn lớn nhất của cọc bản BTCT dự

Xing lực do công ty KOBE (Japan) sản xuất [14]

Bang 1.1 Giá tri chiéu dai và momemt kháng uốn lon nhất của cọc bản BTCT dự ứngue do cơng ty KOBE (Japan) sản xuất

Bea Bea Bea MomentSộiệlhielke4 cao day rộg kháguố

Bảng 1.2 giá trị hh học của cọc bản BTCT dự ứng lực do Công ty KOBE sin xuất

Cha | Diein Khoafngcateh | Moment Moment khqùng

Hình 1.19 Xưởng sản xuất coe BTCT dự ứng lực của công ty cỗ phn bê tông ChauThới 620,

19

1.5 Một số giải pháp công nghệ mới trang công trình tường kẻ:

ic thanh neo bằng thép tron 675, 80 Mũlà 2 thanh thép chữ I đặt cao hơn mực nước thi công 0,5m, Dam

làm dầm BTCT.

~ Phạm vi sử dụng: Làm bờ kẻ cổ qui mô lớn, làm bên cảng nước sâu cho âu có trọng

tải lớn, ốc dở hàng hóa nặng Xây dựng bảo vệ xói lỡ khu trung tâm dân cư, báo VỆcác công trình quan trọng ven bờ sông, bờ biển.

~ Ue điểm: Tuổi thọ cao, tinh công nghiệp lắp ghép cao, thi công nhanh Chịu được

những nơi có tốc độ dang chảy lớn, bị ngập lũ sâu.

~ Nhược điểm: Giá thành tắt cao do phải nhập cử thép định hình từ nước ngoài Thép

bị ăn môn ở những vùng cổ nước nhiễm phén, nhiễm mặn Loại này ít đồng ở đồng

bằng Sông Cửu Long.

20

(da: OC»450 Lows |

Hình 1.22 Các dang tiết diện tường cọc bản

nó khắc phục được Sự ra đời của cir BTCT đã được áp dụng nhiều nơi trên thể giớ

những nhược điểm của các loại cấu tạo bờ kẻ khác.Bir kẻ BTCT thưởng có dang edu tạo nhue sau:

+ Coe vay bing BTCT, thường có ễ 1diện hình chữ nhật, hình vuông hình cỉ

được đúc sẵn, đồng cọc bờ sông, cắm sâu vào dit với một chiều đi được tính toán

+ Thanh neo bằng BTCT thường cổ tết diện hình vuông 20x 20em, được đỗ ti chỗ

làm chỗ tựa cho cọc bản, ging các cọc vay.

+ Coe bản bằng BTCT, có nhiều dạng tit điện, thường dùng tit diện hình chữ nhật

rong 50em, diy 20em, được đúc sẵn hoặc đổ tại chỗ Coe bản tiếp nhận trực tiếp áp lực

của lớp đất dip đất

+ Dim mũ bằng BTCT đổ tạ chỗ, liên kết các đầu cọc bản, iếp nhận lực của cọc bản truyền vào, sau đó dim mũ truyền lực qua cọc vay và dim neo.

+ Đầm neo bằng BTCT đúc sẵn, thường cổ tiết diện 20 x 20em, 25 x 25em, 30 x

= Ngoài một số dạng tường cọc bản đúc sẵn hoặc đổ tạ chỗ, hiện nay cọc bản BTCT

loại ứng lục trước, đã được áp dụng nhiều nơi rên thé giới, nhưng ở Việt Nam loại

ứng lực trước này chưa được ding nhiễu, vi nước ta chưa chế tạo được, nên phải nhập.

từ nước ngoài, giá thành và chỉ phí vận chuyển rất cao,

= Ưu điễm: Bờ kẻ bằng BTCT kết cấu bin vững, nổi tho cao, d th công Tận dụng được vật liệu có sẵn, giá thành thấp hơn so với thép định hình Được đồng rộng rãi ở

DBSCL, ở những nơi ngập lũ sâu, tốc độ dòng chảy lớn, xói lở bờ mạnh.tực điểm: Khi thi công các cọc bản ghép lại với nhau, các mỗikhi đồng cọc bản vào đất

Chương 1 đã nêu khái quất v tỉnh hình sot lở đất tại bai bên bờ sông ở khu vực đồng bằng sông Cứu Long nói chung và tinh Sóc Trăng nói riêng nhằm thấy được mức độ nguy hiểm khi hiện tượng này xây ra, từ đồ thấy được mức độ cần thiết khi nghiên cứu về vấn đề trong bảo vệ bir sông Đằng thời rong chương này cũng đưa ra một số giả

2

pháp bảo vệ bờ sông truyền thống và ứng dụng công nghệ mới đã được áp dụng ở Việt

Tit trước đến nay các công trình xây dựng, giao thông, cầu cảng, công trình ké vẫn thường được sử dụng là cọc bé tông và tường chin để ga cổ và bảo vệ bở nhưng các

vật liệu trên ngày nay không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng vì khối lượng vật

liệu lớn, thời gian thi công kéo dai ảnh hưởngin sinh hoat và cuộc sống cũa nhândân

Dit nước ta ngày nay dang ở giai đọan mỡ cia, đã chế tạo và ứng dụng phổ biến công nghệ cử bản bê tông cốt thép dự ứng lực của Nhật Bản vào các công trình ven sông như Ba Rịa Vũng Tau, Rạch Giá, Hà Tiên - Kiên Giang, Bạc Liêu, Dồng Nai “Trong trơng Iai, tường cọc bản BTCT dự ứng lục sẽ din thay thế cho các công nghệ cọc bản BTCT truyền thống đã quá xưa cũ.

Hiện nay, các tinh Đồng bằng sông Cửu Long, tinh Sóc Trăng nói ng và cả nước nóichung đang tiếhành chính trang ning cắp đô tị, trong đó việ giải toi, nao vết, xây

dựng mới hệ thống kè bảo vệ sông trong đô thị, cũng như một số hệ thống kè công trình cằu, cảng, thiết nghĩ các nhà quản lý, các chủ đầu tự, các chuyên gia xây dựng cẩn đi sâu xem xét một cách nghiêm túc về khả năng và phạm vi ứng dụng công nghệ sọc vần BTCT dự ứng lực để thực hiện các dự án chỉnh trang, nâng cấp đô thị đạt chất

lượng và hiệu quả hơn.

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN TƯỜNG KE - CỌC BÊ TONG COT THÉP DỰ UNG LUC

2) Ap lực nước

(3) Tải trong tmyền từ móng qua mỗi trường đắt của công tỉnh xây dụng trong phạm

vi vùng ảnh hưởng ( ở gần chân tường cit).

(4) Tải tong thì công: 6d, cin cầu, vật liệu xếp trên hiện trường, lực no giữ tưởng

(5) Tải trọng phụ do biển đổi nhiệt độ.

Tuy theo các điều kiện khác nhau mà các loại tải trọng sẽ xuất hiện ở các dang khácnhau

21.1 Ap lực đất

3.1.1.1 Các loại áp lực đất và điều kiện sản sinh ra ching

Khi tinh ton kết cấu tưởng eit BTCT DUL, áp lực ti động vào bề mặt tiếp xúc vào

bề mat của tường cử với thể đất gọi là áp lục đắt, Độ lớn và quy luật phân bổ của áp

lực đt có liền quan tới các nhân tố hướng và độ lớn của chuyển vị ngang của kết cầu

tường cử, tính chất của đt, độ cứng và độ cao của tường cử chắn giữ, nhưng do việc xác định chúng khá phức tạp ngay trong trường hợp đơn giản nhất nên hiện nay vẫn dung lý thuyết Coulomb với những hiệu chỉnh bằng s liệu thực nghiệm.

"Để phân tích định tính và định lượng áp lực đất tác dung lên tường cử Terzaghi đã làm

thí nghiệm mô hình tìm hiểu mỗi quan hệ giữa áp lực đắt và độ dich chuyển của tường

”

„ khi tường cit chuyển vị về phia đắt dip, áp lực đất tác dụng lên Kết qua cho thi

tường cử giảm từ gi tri ban đầu ứng với trạng thái tĩnh E, t6 giá tị áp lực chủ động

E, khi trong khối đất hình thành một mặt trượt liên tục Ngược lại, nếu cho tường cử chuyển vị về phia đất dip, áp lực đắt tác đụng lên tường tăng từ giả tri ban đầu E, tối

it ráp lực bí động có ép tồi Eye khí trong đất hình thành một mặt trượt liên tụ Như

vây tủy theo hướng và chuyển vị ương đối của tường cử với đất đắp, mà có thể hình

thành ba loại áp lực đất tác dụng lên tường với ba trường hợp sau đây:

= Khi tưởng cit bị khối đất xô về phía không có đất thi khối đất gây ra áp lực đẫy lên

tường cử và sẽ đạt tới giá trị áp lực đất chủ động khi độ dịch chuyển đủ lớn,

= Khi tường ett bị ngoại lực xô về phía dat thi khối dat gây ra áp lực chống đổi với

tường cử và sẽ đạt tới gia trị áp lực bị động khi độ dich chuyển của tường cừ đủ lớn.

~ Trường hợp tường cử đứng yên, khối dit gây ra áp lực đắt tác dụng lên tường cử gọi

là áp lực đất tinh (đắt nghì).

2.1.1.2 Ly thuyết cân bằng giới han của đắt

‘Dem đường cong cường độ chống cất và trang thái ứng suất ở một điểm nào đó trong

dat về thành một hình tròn ứng suất Morh, khi vòng ứng suất O, với đường cường đội

+ ơtang tiếp xúc nhau ở điểm A thì mat cắt qua điểm này đều ở vào trạng thi

cân bằng giới hạn Từ tam giác AABO, ta có.

Hình 223 Vòng trdn Mohr ứng suất ở điều kiện cân bằng giới hạn

Bing cách biển đổi him số lượng giác, ta có mỗi quan hệ của các ứng suất chính khi một điểm nào đó trong đắt ở trạng thái cân bằng giới han là:

Trong đó

, ~ ig suất chính lớn nhất của 1 điểm nào đó trong đất

~ ứng suất chính nhỏ nhất của Ì điểm nào đó rong đất C lực dinh kết của đất

- gốc ma sit trong của đất

Khi điểm nào đó trong đất ở trạng thái phá huỷ cắt, thì trị số a của góc kẹp giữa matsắt với mặt tác đụng của ứng suất chính lớn O, là

3z =90°+ø

26

Tơngthôlứig Í Tonghớl | Tana thalcen | Teng the

suếthong đếtđóp | phôheol_ |_ Béngdannél gph hoot

phiadétdée Bo CChuyéin vvhla dé >

Hình 2.24 Quan hệ giữa áp lực đất với chuyển vị của tường

trên có thé tha„ trong ba loại áp lựcrên thi áp lực đắt bị động lớn.

inh và áp lực đất chủ động là nhỏ nhất Từ phân tích lý luận và thử

nghiệm thực tiễn cho thấy, chuyển vị cần thiết khí phía sau tường cử chắn đất đạt đến

4p lực đắt bị động lớn hơn rất nhiều áp lực đắt chủ động.

31-3 tý tuyết WIW Rankine

W W.Rankine căn cứ trạng thái ứng suất trong vật thé bán không gian vô hạn và điều kiện cân bằng giới hạn tại một điểm trong bán không gian đó đã tìm ra phương pháp tinh toán áp lực đất, Xét trạng thải ứng suất ti điểm M khi đó khối đất ở trang thai tinh (cân bằng) thi mọi điểm đều ở trang thái cân bằng đản hồi, khi đó:

“Thành phin ứng suất pháp tuyển của mặt phẳng ngang là:

G5)

Hình 2.25 ‘Trang thái bị động và chủ động Rankine

Vang tròn Mohr ứng suất © ở điểm này không tiếp xúc với đường bao cường độ châu sắt Khi ø, không đổi, ơ, giảm nhỏ dẫn, ving tròn ứng suất O; xúc với đường

bao cường độ, thể đất đạt đến cân bằng giới bạn, ơ, và ơ, lần lượt là ứng suất chính

lớn nhất và nhờ nhất, khi đó ta có trang thai chủ động Rankine, trong thé đất hai tổ mặt

cot i bảnh gốc ep z 4 + với mặt phẳng ngon (nh 9) Khi ø, Kông đồ,

a, tăng lớn din, vòng tn ứng suit O; cũng tiếp xúc với đường bao cường độ, thể đố

đạt đến cân bằng giới hạn Khi đó ø, là ứng suất chính nhỏ nhất còn ø, là ứng suất

chính lớn nhất, trong thé đất, ai tổ mặt trượt lâm thành góc ø =4'~' với mặt nằmwis

ngàng (hình d), khi đó ta có trạng thái bị động Rankine.

Giả thiết cơ bản và nguyên Iy tính toán.

~ Khi khối đắt đắp sau tường cử đạt trang thái cân bằng giới hạn chủ động (do kh

day tường cir về phía trước - phía không có đắt), hoặc trang thai cân bằng giới hạn bị

động (do ngoại lực xô tường cit về phía sau - về phía dit) thi mọi điểm trong khốiđều ở trạng thải cân bằng giới hạn và thoả mãn điều kiện cân bằng giới hạn Mohr-Coulomb,

28

- Lưng tường cử thẳng đứng, mặt đất nằm ngang, mặt tường cit trơn nhẫn và không có "ma sắt Trên cơ sở phân tích trạng thải ứng suất tại một điểm trên mặt tiếp giáp giữa lưng tường cit vả đất đắp, Rankine tìm ra công thức xác định cường độ áp lực đất, từ 46 vẽ biểu đồ cường độ áp lực đắt dọc theo lưng tường cir rồi tính giá tri tổng áp lực

dat và xác định điểm đặt của nó

Hình 2.26 Sơ đồ tính toán áp lực chủ động và điểm đặt theo Rankine a) Tưởng chắn dịch chuyển ra ngoài; b) Dat cát; c) Dat sét

Tir công thúc (2.8) thấy rằng cường độ áp lục đất chủ động gồm bai phần: một phần do trọng lượng đất gây ra (+ 7z VK, ) có tác dụng day tường cit, một phin do lực dính gây ra ấp lực âm (~2cj, ) cô tác dung niu kéo tường cử, tức làm giảm áp lực đất lên tưởng cử Kết quả cộng biễu đỗ cho ở hình 2.4, tong đồ tồn ti phần biễu đỗ âm có tác dung kéo tường cử lại Do giữa dat lấp và lưng tường không thé chịu ứng suất kéo, do đồ trong phạm vi lực kéo sẽ xuất hiện khe nứt, khi tính toán áp lực dit chủ động thường bỏ qua phần biểu đồ âm đó và biểu đồ phân bổ áp lực đất chỉ còn tam giác abe

Tại a, P,=0=j<K, =2c K,

“rong đố: 2- độ sâu giới bạn (độ sâu vùng chịu

“Tei số tổng ấp lực đắt chủ động tính bằng dig ích biểu đồ abe (hình 24)

diate =H

Thay z, ở biễu thức (2.9) vàn tên sẽ nhận được

E, ác dụng ti điểm cách chan trồng cử một khoảng #4 (hình 2.4)

Trong trường hợp dt rời ( = 0 từ công thức (2.10) suy rư