Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật địa chất: Đánh giá khả năng lún của tuyến đê chắn sóng phía nam trong quá trình thi công và vận hành công trình tại luồng tàu Sông Hậu, tỉnh Trà Vinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 

ĐOÀN KHẮC PHÚ

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÚN CỦA TUYẾN ĐÊ CHẮN SÓNG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Địa Chất Mã số: 8520501

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Sơn Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Bùi Trọng Vinh Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Đặng Xuân Trường

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 05 tháng 01 năm 2024

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: 1 Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Đậu Văn Ngọ 2 Ủy viên: TS Nguyễn Hữu Sơn 3 Cán bộ phản biện 1: TS Bùi Trọng Vinh 4 Cán bộ phản biện 2: TS Đặng Xuân Trường 5 Thư ký: TS Đào Hồng Hải

Xác nhận của Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ

TS BÙI TRỌNG VINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-oOo -

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-oOo - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 Thu thập tài liệu, tổng hợp và phân tích số liệu khảo sát, tài liệu tham khảo

2 Phân tích mẫu thực nghiệm, ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn trong đánh giá, dự báo lún trong ngắn hạn và dài hạn

3 Đánh giá kết quả quan trắc với số liệu phân tích, đề xuất phương án quan trắc và vận hành tuyến đê lâu dài, hiệu quả

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/02/2023

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: …/01/2024 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU SƠN

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, Phòng Đào tạo sau đại học đã tạo điều kiện cho tôi được thực hiện luận văn, tạo điều kiện về cơ sở vật chất để tôi có thể thuận lợi tìm kiếm và nghiên cứu thông tin

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy TS Nguyễn Hữu Sơn người

đã tận tình hướng dẫn, cũng như hết lòng chỉ bảo để tôi hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn toàn thể Quý thầy cô đã tham gia giảng dạy chương trình cao học đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí - Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Đây là kiến thức quý báu làm nền tảng cho tôi thực hiện luận văn

Lời cuối cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè, những người luôn sẵn sàng chia sẻ, động viên và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Xin chúc những điều tốt đẹp nhất đến Thầy TS Nguyễn Hữu Sơn, Quý thầy/cô, gia

đình và bạn bè

Tp HCM, ngày … tháng … năm 2024 Học viên

Đoàn Khắc Phú

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Việc nghiên cứu xây dựng các công trình đê biển nhằm chủ động phòng chống thiên tai và giảm nhẹ các tác hại của nước biển dâng, kết hợp mở rộng thông quan hàng hóa, phát triển kinh tế là rất quan trọng và cần thiết đối với nhiều vùng, miền ở Việt Nam Tuy nhiên, giải pháp xây dựng đê biển như thế nào để vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, vừa phù hợp với điều kiện thực tế mang lại hiệu quả kinh tế cao, lâu dài là những vấn đề cần phải được xem xét nghiên cứu một cách kỹ lưỡng

Đê chắn sóng phía Nam (dài 2.400m) thuộc dự án Luồng cho tàu biển trọng tải lớn vào sông Hậu được xây dựng với mục tiêu mở rộng luồng tàu, thông quan hàng hóa, ổn định lâu dài cho tàu biển ra vào, kết hợp bảo vệ khu nước khu vực cảng chung của Trung tâm Điện lực Duyên Hải Quá trình lún của tuyến đê diễn ra liên tục, từ khi bắt đầu thi công đến khi hoàn thành và tiếp diễn trong quá trình vận hành về sau Nguyên nhân chính gây lún của tuyến đê có rất nhiều, trong đó có do tải trọng của công trình và tính chất cố kết của nền đất

Luận văn tập trung nghiên cứu, đánh giá nguồn cát thay thế cho hố móng và phân tích ổn định, dự báo lún bằng phương pháp mô hình toán phần tử hữu hạn Kết quả nghiên cứu cho thấy, nguồn cát lấy tại khu vực Định An, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh đạt các yêu cầu kỹ thuật về chất lượng cát thay thế nền là góc ma sát trong ≥ 30o, dung trọng tự nhiên ≥ 18 kN/m3, hàm lượng lọt qua sàng 0,075mm < 15% Kết quả phân tích ổn định bằng mô hình phần tử hữu hạn Plaxis cho thấy, độ lún của tuyến đê giai đoạn đầu khi thi công lớn là 0,56m và không có qui luật, sau đó dự báo độ lún sẽ giảm dần theo thời gian, sau 25 năm là 0,43m và sau 25 năm tiếp theo chỉ là 0,026m

Những phân tích, đánh giá, kiểm toán bằng mô hình một lần nữa chứng minh thiết kế kỹ thuật của dự án là phù hợp với số liệu quan trắc thực tế và việc sử dụng cát biển làm vật liệu thay thế cho hố móng là hiệu quả và đảm bảo ổn định

Từ khóa: đê biển, đê chắn sóng, luồng tàu sông Hậu, dự báo lún

ABSTRACT

The study and construction of sea dykes in order to proactively prevent natural disasters and mitigate the harmful effects of sea level rise, in combination with the expansion of cargo clearance and economic development, is very important and necessary for many regions in Vietnam However, how to build a sea dyke solution to both ensure the technical requirements and suit the actual conditions with high and long-term economic efficiency are issues that need to be considered and studied thoroughly

The Southern breakwater (2,400m long) of the Channel project for large ships entering the Hau River was built with the goal of expanding the channel, customs clearance of goods, stabilizing the seagoing vessels to enter and exit, and connect them to the river to protect the water area of the common port area of Duyen Hai Power Center The settlement process of the dike route takes place continuously, from the beginning of construction to completion and continues in the later operation The main causes of subsidence of the dike line are many, including due to the load of the work and the consolidation nature of the ground

This dissertation focuses on researching and evaluating alternative sand sources for foundation pits and analyzing stability and settlement prediction using finite element mathematical modeling method The research results show that the sand source taken in Dinh An area, Duyen Hai district, Tra Vinh province meets the technical requirements for sand quality to replace the foundation, which is internal friction angle ≥ 30o, natural density ≥ 18 kN/m3, content passing through 0.075mm sieve < 15% The results of stability analysis using the Plaxis finite element model show that the settlement of the dike route in the first stage when the construction is large is 0,56m and there is no rule, then it is predicted that the settlement will decrease gradually over time, after 25 years is 0.43m and after the next 25 years is only 0.026m The analysis, evaluation and model audit once again proved that the technical design of the project is consistent with the actual monitoring data and that the use of sea sand as an alternative material for the foundation pit is effective and ensure stability

Key word: sea dyke, breakwater, Hau river channel, subsidence forecast

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan luận văn này do chính tác giả thực hiện dưới sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn là Thầy TS Nguyễn Hữu Sơn Các số liệu, kết quả trong

luận văn là trung thực Luận văn có tham khảo các tài liệu, thông tin được đăng trên các tạp chí, bài báo theo danh mục tài liệu tham khảo, được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Tác giả luận văn

Đoàn Khắc Phú

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của đề tài 1

2.Mục tiêu luận văn 2

3.Nội dung luận văn 2

4.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5.Phương pháp nghiên cứu 3

6.Ý nghĩa của đề tài 4

7.Cấu trúc luận văn 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ TUYẾN ĐÊ 6

1.1.Một số quy mô, kết cấu tuyến đê trên thế giới [1] 6

1.1.1.Đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 6

1.1.2.Đê chắn sóng Oostende – Bỉ 7

1.1.3.Đê biển Saemangeum – Hàn Quốc 8

1.1.4.Đê biển Andhra Pradesh - India 9

1.1.5.Công trình New Orleans - Mỹ 10

1.2.Một số quy mô, kết cấu tuyến đê ở Việt Nam 12

1.3.Quy mô, kết cấu tuyến đê chắn sóng phía Nam [2] 15

1.3.1.Kết cấu đê chắn sóng phía Nam 15

1.3.2.Thiết kế kỹ thuật tuyến đê [2,3] 20

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG TUYẾN ĐÊ 25

2.1.Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 25

2.1.1.Điều kiện địa hình [6] 25

2.1.2.Điều kiện địa chất [7] 26

2.1.3.Điều kiện thủy hải văn 29

2.2.Trình tự thi công tuyến đê [5] 34

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VẬT LIỆU CÁT BIỂN VÀ DỰ BÁO LÚN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG VÀ VẬN HÀNH 41

3.1.Thí nghiệm nguồn vật liệu cát biển san lấp hố móng [3, 5, 8] 41

3.1.1.Thành phần hạt (hàm lượng hạt mịn) [10] 41

3.1.2.Dung trọng tư nhiên 42

3.1.3.Thí nghiệm xuyên CPTu [11, 13] 42

3.1.4.Đánh giá kết quả cát san lấp vào trong hố móng 60

3.2.Yêu cầu thiết kế về độ lún của tuyến đê [5, 8] 61

3.2.1.Chức năng tuyến đê 61

3.3.4.Kết quả dự báo lún tính toán bằng Plaxis [13, 14] 71

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ QUAN TRẮC LÚN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO TRÌ CÔNG TRÌNH TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH 77

4.1.Phương pháp quan trắc lún tuyến đê [5, 17] 77

4.1.1.Nhiệm vụ quan trắc và lựa chọn phương pháp đo 77

4.1.2.Thiết bị, phần mềm phục vụ quan trắc lún 80

4.1.3.Kết quả quan trắc 81

4.2.Đánh giá kết quả quan trắc và kết quả mô hình toán [16] 84

4.3.Đề xuất giải pháp bảo hành công trình an toàn và hiệu quả [5, 17] 84

4.3.1.Yêu cầu kỹ thuật bảo trì 84

4.3.2.Vật liệu xây dựng và kết cấu công trình 84

4.3.3.Kiểm tra, giám sát trạng thái làm việc của công trình 85

4.3.4.Kiểm tra định kỳ và quan trắc công trình 87

4.3.5.Bảo dưỡng và sửa chữa công trình 89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Vị trí đê biển phía Nam 2

Hình 1.2: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 7

Hình 1.3: Tổng thể đê biển Oostende – Bỉ 8

Hình 1.4: Tổng thể đê biển Saemangeum – Hàn Quốc 9

Hình 1.5: Mặt cắt ngang đê biển Saemangeum 9

Hình 1.6: Khu vực đê biển Andhra Pradesh, India 10

Hình 1.7: Mặt cắt ngang đê biển Andhra Pradesh 10

Hình 1.8: Vị trí dự án để bể New Orleans 11

Hình 1.9: Mặt cắt ngang đê biển New Orleans 11

Hình 1.10: Đê biển tại Ninh Thuận 13

Hình 1.11: Đê biển chống ngập, sạt lở tại biển Tân Thành, Gò Công, Tiền Giang 13

Hình 1.12: Hình ảnh đê chống sạt lỡ bờ biển Cửa Đại 13

Hình 1.13: Đê biển Tây tỉnh Cà Mau 14

Hình 1.14: Mặt bằng tổng thể quy mô tuyến đê 15

Hình 2.2: Địa tầng khu vực đoạn đầu đê biển 29

Hình 2.3: Biểu đồ nhiệt độ và lượng mưa hằng tháng trong ngày và đêm ở ĐBSCL 30

Hình 2.4: Hoa dòng chảy trong gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam 31

Hình 2.5: Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực ngoài khơi 32

Hình 2.6: Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực gần bờ 33

Hình 2.7: Trình tự các bước thi công xây dựng đê biển 35

Hình 2.8: Thi công đào đất gần bờ 36

Hình 2.9: Thi công đào đất bằng sà lan có gàu ngược 36

Hình 2.10: Thi công đào đất ngoài khơi 36

Hình 2.11: Thi công lấp cát gần bờ bằng xe cơ giới 37

Hình 2.12: Thi công lấp cát xa bờ bằng bơm 37

Hình 2.13: Thi công lớp đệm 38

Hình 2.14: Thi công lớp lõi 38

Hình 2.15: San phẳng lớp lõi phần gốc đê 38

Hình 2.16: San phẳng lớp lõi trên biển 39

Hình 2.17: Thi công lớp lót chân đê 39

Hình 2.18: Thi công lớp lót trên biển 39

Hình 2.19: Lắp đặt khối phủ gần bờ 40

Hình 2.20: Lắp đặt khối phủ trên biển 40

Hình 3.1 Hình thí nghiệm mẫu cát 42

Hình 3.2: Biểu đồ thí nghiệm xuyên CPTu 53

Hình 3.3: Biểu đồ quan hệ độ sâu – góc ma sát – dung trọng 59

Hình 3.4: Mặt cắt ngang tại lý trình 1+850 của đê chắn sóng 62

Hình 3.5: Mặt cắt dọc tại lý trình 1+850 của đê chắn sóng 63

Hình 3.6: Hố khoan tham chiếu MKN28 63

Hình 3.12: Kết quả tính ổn định dài hạn (trường hợp 6) 68

Hình 3 13: Kết quả tính ổn định dài hạn (trường hợp 7) 69

Hình 3 14: Kết quả tính ổn định dài hạn (trường hợp 8) 69

Hình 3.15: Kết quả tính ổn định dài hạn (trường hợp 9) 69

Hình 3.16: Kết quả tính ổn định dài hạn (trường hợp 10) 70

Hình 3.17: Mô hình lưới phần tử hữu hạn trong Plaxis 72

Hình 3.18: Mô hình bài toán sau khi tinh chỉnh bằng Plaxis 72

Hình 3.19: Kết quả phân tích lún sau 90 ngày 73

ết quả phân tích lún sau 270 ngày 73

Hình 3.22: Kết quả phân tích lún sau thi công 74

Hình 3.23: Kết quả phân tích lún sau 25 năm 75

Hình 3.24: Kết quả phân tích lún sau 50 năm 75

Hình 4.1: Mốc quan trắc và đo đạc độ lún 83

Hình 4.2: Các dạng tác động đến ổn định đê biển 90

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Trình tự kết cấu hố móng và thông số hình học của mặt cắt tuyến đê đoạn 1 17

Bảng 1.2 Trình tự kết cấu hố móng và thông số hình học của mặt cắt tuyến đê đoạn 2 18

Bảng 1.3 Trình tự kết cấu hố móng và thông số hình học của mặt cắt tuyến đê đoạn 3 20

Bảng 1.4: Kết quả tính toán chiều rộng đỉnh đê 22

Bảng 1.5: Trọng lượng khối bảo vệ chân đê 23

Bảng 1.6: Trọng lượng lớp trung gian và lõi đê 24

Bảng 2.1: Tần suất xuất hiện mực nước cao nhất hàng năm 34

Bảng 2.2: Tần suất xuất hiện mực nước thấp nhất hàng năm 34

Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm dung trọng 42

Bảng 3.2: Bảng kết quả thí nghiệm xuyên CPTu 44

Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm xuyên CPTu 54

Bảng 3.4: Bảng tổng hợp kết quả phân tích cát thay thế 60

Bảng 3.5: Thông số các lớp đất phân tích ổn định ngắn hạn 64

Bảng 3.6: Thông số các lớp đất phân tích ổn định dài hạn 64

Bảng 3.7: Thông số các lớp đất và vật liệu phân tích theo Mohr-Coulomb model 64

Bảng 3.8: Thông số các lớp đất phân tích theo Soft-Soil model 65

Bảng 3.9: Kết quả tính toán ổn định theo các trường hợp ngắn và dài hạn 70

Bảng 3.10: Các giai đoạn thi công, vận hành và thời gian thực hiện 71

Bảng 3.11: Kết quả phân tích lún bằng mô hình phần tử hữu hạn Plaxis 76

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật máy đo Leica TS02 80

Bảng 4.2: Kết quả quan trắc lún tại mốc MG-1+800 và mốc MG-1+900 84

Bảng 4.3: Lịch trình kiểm tra định kỳ đê biển 85

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tp HCM : Thành phố Hồ Chí Minh ĐBSCL : Đồng bằng Sông Cửu Long TTĐL : Trung tâm Điện lực

TCN : Trước công nguyên TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VLXD : Vật liệu xây dựng TKKT : Thiết kế kỹ thuật TKCS : Thiết kế cơ sở ĐVTK : Đơn vị thiết kế LDNT : Liên doanh nhà thầu Li : Chiều dài của đoạn đê Bđ : Bề rộng đỉnh đê

φ : Góc ma sát trong của cát

CPTu : Xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng c : Bề rộng chân khối bảo vệ

n : Số khối xếp trên đỉnh đê

W : Khối lượng khối phủ danh định

WR : Khối lượng riêng của vật liệu làm khối phủ

k∆ : Hệ số lớp giới hạn chảy

hb, ds : Chiều sâu nước tại chân thềm và trước thềm

OCDI : Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình cảng và bể cảng Nhật Bản

Hs : Chiều cao sóng tính toán

∆ : Tỷ trọng vật liệu làm khối so với nước γc : Khối lượng riêng của vật liệu làm khối γw : Khối lượng riêng của nước biển

γ : Dung trọng tự nhiên của cát k : Hệ số ổn định

Uy : Lún dưới đáy nền đê Ux : Lún ở mép đê

CDL : Mực nước theo hệ hải đồ qc : Sức kháng xuyên đầu mũi fs : Sức kháng ma sát thành

FT : Lực tác dụng lên một đơn vị diện tích AT : Diện tích mũi côn

qt : Sức kháng xuyên đầu mũi hiệu chỉnh u : Áp lực nước lỗ rỗng

n : Cao độ của mốc thứ j

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam được Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá Liên hợp quốc (UNESCO) xếp vào top 10 nước có mạng lưới giao thông - vận tải đường thuỷ dày đặc nhất thế giới Với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam được thiên nhiên ưu đãi với một hệ thống sông, kênh, hồ và đường ven biển rất phong phú với khoảng 2.360 con sông, kênh, hồ có tổng chiều dài trên 41.000km; 3.200km bờ biển, 112 cửa sông và nhiều vịnh kín Đê biển, từ xưa đã được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu cho việc chống lại các tác hại do gió bão, chắn sóng, thủy triều, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai Hiện nay, với sự phát triển khoa học và kỹ thuật, đê biển được xây dựng để tổng hợp nhiều mục tiêu như tạo hồ dự trữ nước ngọt phục vụ phát triển nông nghiệp, thủy sản, hình thành các khu đô thị, khu kinh tế, cảng biển mới, tạo trục giao thông kết nối các vùng, các khu kinh tế, phát triển du lịch trong vùng, xây dựng các nhà máy,…

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tình trạng xâm nhập mặn, thiếu nước ngọt, ngập úng,… đã và đang là vấn đề cấp bách đe dọa nhiều nơi, nhiều vùng lãnh thổ trên thế giới trong đó có Việt Nam Việc nghiên cứu xây dựng các công trình đê biển nhằm chủ động phòng chống và giảm nhẹ các tác hại của nước biển dâng, kết hợp mở rộng thông quan hàng hóa, phát triển kinh tế là rất quan trọng và cần thiết đối với nhiều vùng, miền ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long Tuy nhiên, giải pháp xây dựng đê biển như thế nào để vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, vừa phù hợp với điều kiện thực tế mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao, lâu dài là những vấn đề cần phải được xem xét nghiên cứu một cách kỹ lưỡng

Đê chắn sóng phía Nam (dài 2.400m) thuộc dự án Luồng cho tàu biển trọng tải lớn vào sông Hậu được xây dựng với mục tiêu mở rộng luồng tàu, thông quan hàng hóa, ổn định lâu dài cho tàu biển có trọng tải 10.000 tấn đầy tải, tàu 20.000 tấn giảm tải ra vào, kết hợp bảo vệ khu nước bể cảng chung của Trung tâm Điện lực Duyên Hải tại khu vực cửa kênh Tắt, tỉnh Trà Vinh là công trình giao thông cấp đặc biệt Quá trình lún của tuyến đê diễn ra liên tục, từ khi bắt đầu thi công đến khi hoàn thành và tiếp diễn trong quá trình vận hành về sau Nguyên nhân gây lún là do tải trọng của công trình tác dụng lên nền đất và do tính chất cố kết của nền đất

Hình 1.1: Vị trí đê biển phía Nam

Với tầm quan trọng của dự án, luận văn “Đánh giá khả năng lún của tuyến đê chắn sóng phía nam trong quá trình thi công và vận hành công trình tại luồng tàu sông Hậu, tỉnh Trà Vinh” tập trung nghiên cứu, đánh giá nguồn cát thay thế cho hố

móng và phân tích ổn định, dự báo lún bằng phương pháp mô hình toán phần tử hữu hạn Plaxis so sánh với kết quả quan trắc lún công trình trong quá trình vận hành

Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ làm cơ sở để đưa ra phương pháp quan trắc lún và giải pháp vận hành tuyến đê an toàn, hiệu quả về sau

2 Mục tiêu luận văn

Thí nghiệm và đánh giá kết quả tính chất cơ lý nguồn cát thay thế vào hố móng của tuyến đê lấy tại khu vực Định An (mỏ Chí Trung)

Ứng dụng mô hình lý thuyết để phân tích lún và tính toán ổn định tuyến đê trong quá trình thi công và vận hành công trình

Đánh giá kết quả tính toán với số liệu quan trắc thực tế nhằm đưa ra dự báo sớm cho các dự án đê biển có quy mô tương tự

3 Nội dung luận văn

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu nêu trên, các nội dung nghiên cứu sau đã được thực hiện:

Phân tích điều kiện địa chất công trình và thủy văn tại khu vực nghiên cứu, số liệu phân tích từ quá trình khảo sát đánh giá dự án, số liệu quan trắc lún, phân tích và đánh giá hiện trạng lún của tuyến đê sau các giai đoạn thi công và vận hành

Vị trí xây dựng Đê

Thí nghiệm phân tích tính chất cơ lý nguồn cát có sẵn tại khu vực Định An (mỏ Chí Trung), huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh Đánh giá kết quả thí nghiệm với yêu cầu kỹ thuật của Dự án

Ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn Plasix tính toán lún và ổn định của tuyến đê trong quá trình thi công ngắn hạn và dài hạn

Tiến hành so sánh kết quả mô hình toán với số liệu quan trắc thực tế, đánh giá mức độ ổn định và hệ số an toàn cho phép khi xây dựng một tuyến đê chắn sóng

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Một đoạn 100m thuộc tuyến đê Nam dài 2.400m tại luồng tàu sông Hậu, tỉnh Trà Vinh Trong đó học viên tập trung nghiên cứu về lún của tuyến đê trong quá trình ngắn hạn và dài hạn bằng mô hình phần tử hữu hạn, từ đó đánh giá kết quả tính toán với số liệu quan trắc thực tế

Thí nghiệm phân tích nhằm chứng minh nguồn vật liệu cát biển tại khu vực Định An đảm bảo điều kiện kỹ thuật là vật liệu thay thế thích hợp cho hố móng tuyến đê

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp tổng quan tài liệu

Phương pháp tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu trong và ngoài nước, từ các bài báo khoa học, báo cáo trong các hội thảo, tạp chí, các báo cáo môi trường quốc gia hằng năm,…

Thực hiện thu thập các mặt cắt địa hình, cửa biển, số liệu thủy văn, số liệu địa chất, lỗ khoan, mặt cắt địa chất tại vị trí khu vực nghiên cứu, xử lý các số liệu, chỉnh biên các số liệu thu thập được để xây dựng mô hình tính toán lún

Kế thừa kết quả từ các công trình nghiên cứu trước đó

5.2 Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu

Các thông tin, số liệu thu thập được tổng hợp, xử lý bằng bảng biểu, excel, word, autocad

5.3 Phương pháp sử dụng phần mềm

Phương pháp mô hình toán là phương pháp chủ đạo trong nghiên cứu này Phương pháp này ứng dụng dựa trên mô hình phần tử hữu hạn Plaxis và các tài liệu, số liệu thu thập được để thiết lập và tính toán mô phỏng diễn biến lún theo thời gian thi công và quá trình vận hành về sau

6 Ý nghĩa của đề tài 6.1 Ý nghĩa khoa học

Ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn với các thông số địa chất khu vực dự án xây dựng tuyến đê trước khi tiến hành thi công là rất cần thiết nhằm đưa ra những đánh giá, dự báo chính xác giúp cho các đơn vị quản lý điều hành hiệu quả và phát triển bền vững

Đề tài có ý nghĩa giúp đánh giá quá trình lún của các công trình tuyến đê có quy mô tương tự và đưa ra giải pháp thi công và vận hành tuyến đê an toàn

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Xây dựng mô hình toán với các điều kiện thực tế trước khi tiến hành thi công là rất cần thiết nhằm đưa ra những đánh giá, dự báo sớm giúp cho người kỹ sư có những giải pháp và phương án xử lý thích hợp

Góp phần cung cấp số liệu tính chất cơ lý của nguồn cát tại khu vực cửa Định An với các thông số cơ bản như: hàm lượng hạt mịn, dung trọng tự nhiên, góc ma sát trong là cơ sở để đánh giá được sử dụng thay thế cát san lấp vào trong hố móng

Kết quả của luận văn cung cấp thông tin hữu ích cho việc đánh giá khả năng lún của tuyến đê bằng mô hình phần tử hữu hạn, từ đó giúp người thiết kế tính toán lựa chọn phương pháp, trình tự thi công hiệu quả, đảm bảo tính ổn định, an toàn và đạt được mục tiêu đề ra sau các giai đoạn vận hành

7 Cấu trúc luận văn

Luận văn được trình bày theo các chương chính sau: Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về tuyến đê

Chương 2: Điều kiện tự nhiên khu vực và trình tự thi công xây dựng tuyến đê Chương 3: Đánh giá chất lượng vật liệu cát biển và dự báo lún trong quá trình thi công và vận hành

Chương 4: Đánh giá kết quả quan trắc lún và đề xuất giải pháp bảo trì công trình trong quá trình vận hành

Kết luận và Kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ TUYẾN ĐÊ

1.1 Một số quy mô, kết cấu tuyến đê trên thế giới [1]

Cư dân vùng thung lũng Indus đã đắp những con đê đầu tiên trên thế giới vào khoảng thiên niên kỷ thứ I TCN, từ đó cho đến nay, nhiều quốc gia trên thế giới đã và đang xây dựng những tuyến đê biển có quy mô nhỏ đến rất lớn với nhiệm vụ chắn sóng, thủy triều, ngăn ngập lụt, bảo vệ mùa màng, dự trữ nước và cả mở rộng thêm đất đai Những quốc gia đi đầu trong việc xây dựng đê phải kể đến như Hà Lan, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, …

Các dạng công trình đê biển có kết cấu chủ yếu hiện nay bao gồm: Đê biển dạng truyền thống mái nghiêng, đê biển có kết cấu dạng tường đứng, dạng xà lan, thùng chìm, …

1.1.1 Đê biển Afsluitdijk – Hà Lan

Dự án Zuiderzee được phát triển ở khu vực vịnh Zuider, vốn là vùng biển ăn sâu vào đất liền thông qua một cửa sổ Trận bão năm 1916 đã làm vỡ nhiều tuyến đê gây ngập úng 300 km2 đất đai, khiến 16 người thiệt mạng và gây thiệt hại lớn về mặt kinh tế Ngay sau cơn bão, chính phủ Hà Lan lên kế hoạch đóng cửa Vịnh bằng một con đê nối hai tỉnh Bắc Hà Lan (phía Nam) tới tỉnh Friesland (phía Bắc) đóng hoàn toàn cửa Vịnh Zuider và cải tạo khu trái đất bằng nhiều quan trọng khác mục công trình quan trọng

Công trình nổi bật nhất của Dự án là con đê biển Afsluitdijk dài 30km, đây cũng là một trong những minh chứng điển hình nhất cho đất nước Hà Lan trong lĩnh vực xây dựng đê biển Tuyến đê biển Afsluitdijk vừa là đê mà cũng là con đường cao tốc với 4 làn xe chạy, rút ngắn đáng kể thời gian di chuyển giữa hai tỉnh Vùng Vịnh Zuider đã được thay thế bằng hồ nước ngọt Ijsselmeer rộng 1100 km2

Cùng với con đê hùng vĩ, và hồ chứa nước ngọt cực lớn, hàng ngàn hecta đất canh tác được tạo ra Nhiều làng mạc và đô thị lớn nhỏ bắt đầu được mọc lên ven hồ tạo nên tỉnh mới Flevoland Việc xây dựng một con đê giữa biển, đặc biệt ở cửa Vịnh là một công việc cực kỳ khó khăn và phức tạp bởi vì dòng chảy chảy vào khu vực

cuốn đi bao nhiêu Các kỹ sư đã tìm ra kết cấu đê hợp lý và biện pháp thi công độc đáo để hoàn thành thành công dự án này

Hình 1.2: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan

Tổng chiều dài tuyến đê biển hơn 30km, rộng 90m; với độ cao ban đầu 7,50m trên mực nước biển trung bình, nền đất yếu được xử lý bằng thảm cây nhấn chìm bằng đá hộc; 5 cống thoát với tổng lưu lượng qua cống 5.000m3/s, mỗi cống có 5 cửa rộng 12m, sâu 4m đảm bảo cho tàu có tải trọng 6000 tấn Thời gian thi công được tiến hành trong khoảng thời gian có 6 năm từ 1927 đến 1933, chân đê cơ bản được mở rộng dần bằng cách đóng cọc và phun trực tiếp sét tảng lăn xuống biển từ tàu thi công, tạo nên hai chân đập nhỏ song song đồng thời, phần lòng giữa được bổ sung bằng cát, bề mặt trên cùng được phủ cát, đất, trồng cỏ và trải nhựa phục vụ mục đích giao thông

1.1.2 Đê chắn sóng Oostende – Bỉ

Ostend là thành phố nằm ở giữa bờ biển Bỉ Mặc dù trong nhiều thế kỷ, Ostend là một trong những cảng quan trọng nhất ở Bỉ, nhưng nó là một bến cảng tương đối nhỏ Để làm cho bến cảng có thể tiếp cận được với các tàu có chiều dài lên tới 200 m, cần phải thực hiện các công việc sửa đổi quan trọng tại lối vào bến cảng Ngoài tầm quan trọng về kinh tế, du lịch và văn hóa cũng đang thu hút rất nhiều người đến Ostend Khoảng 70.000 người sống ở Ostend quanh năm, con số này có thể tăng gấp bốn lần vào mùa hè

Hình 1.3: Tổng thể đê biển Oostende – Bỉ

Các nghiên cứu đã dẫn đến một thiết kế mới của lối vào bến cảng trong đó lối vào cũ (cong) được xác định bởi hai trụ cầu được thay thế bằng một luồng vào mới vuông góc với đường bờ biển cùng với việc xây dựng hai đê chắn sóng bằng đá dăm mới

Đê biển mới sẽ bảo vệ thành phố khỏi lũ lụt do bão với chu kỳ 1000 năm lặp lại, phải đủ cao, rộng và đủ ổn định để làm dịu sóng bão và ngăn lũ lụt cho trung tâm

thành phố Ostend Yếu tố ổn định quan trọng nhất cho bãi biển này là việc xây dựng một tuyến đê chắn sóng vuông góc với đường bờ biển ở phía đông bắc của bãi biển mới Đê chắn sóng làm giảm vận chuyển cát dọc bờ biển chủ yếu theo hướng từ tây nam sang đông bắc Điều này có tác dụng ổn định bãi biển mới và tránh bồi lắng trong luồng vào

1.1.3 Đê biển Saemangeum – Hàn Quốc

Đê chắn biển mang tên Saemangeum bao quanh một vùng biển có diện tích 401 km2 Với chiều dài 33,9 km, nó nằm giữa biển Hoàng Hải và cửa sông Saemangeum và là đê biển dài nhất trên thế giới Được xây dựng từ năm 1991 và hoàn thành năm 2010 Dự án được kỳ vọng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và kết nối giao thông thuận lợi giữa hai khu vực quan trọng là Gunsan và Buan (rút ngắn khoảng cách giữa 2 khu vực này từ 99 km xuống còn 33 km)

Hình 1.4: Tổng thể đê biển Saemangeum – Hàn Quốc

Tuyến đê từ hai bờ kết nối với 3 đảo tạo thành 4 đoạn Bốn đoạn này có chiều cao khác nhau do cao trình đáy biển khác nhau, đoạn đê thấp nhất có chiều cao trung bình 16m và chiều rộng đáy đê là 198m Đoạn cao nhất có chiều cao trung bình 35m với chiều rộng chân đê 290m Cao trình đỉnh đê so với mực nước biển từ 8,50m đến +11,0m

Hình 1.5: Mặt cắt ngang đê biển Saemangeum

Đê có kết cấu dạng mái nghiêng với vật liệu hỗn hợp bao gồm đá, dăm sỏi và cát Thân đê được chia thành nhiều phần, trên đỉnh là đường giao thông rộng 35m

1.1.4 Đê biển Andhra Pradesh - India

Đê biển Andhra Pradesh nằm trên bờ biển Đông Nam Ấn Độ, xây dựng đê với mục đích chắn sóng ngăn tác động do trôi dạt ven biển dọc theo bờ biển và cũng để bảo vệ lớp lót luồng

Hình 1.6: Khu vực đê biển Andhra Pradesh, India

Bài báo đưa ra quy trình các bước để xây dựng một tuyến đê ven biển dựa trên các kết quả phân tích về lỗ khoan, giá trị SPT N và đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu

Hình 1.7: Mặt cắt ngang đê biển Andhra Pradesh

Phân tích ổn định mái dốc phụ thuộc vào thời gian phân tích độ lún đã được thực hiện cho trình tự thi công theo giai đoạn được đề xuất để đảm bảo sự ổn định mong muốn tại mỗi giai đoạn công trình

1.1.5 Công trình New Orleans - Mỹ

Vị trí của dự án nằm trong vùng đất ngập nước của hồ Borgne, phía đông của thành phố New Orleans, gần với nơi hợp lưu của vịnh Intracoastal và cửa ra của sông Mississippi

Hình 1.8: Vị trí dự án để bể New Orleans

Công trình bao gồm một tuyến đê chống bão dài 1,8 km và 2 cửa xả Cửa xả thứ nhất có chiều rộng thông nước là 17m, ngưỡng cống đặt ở cao độ -2,4m Cửa xả thứ 2 được xây dựng để phục vụ cho giao thông thủy trên vịnh Intercoastal Cửa cống có cấu tạo dạng cửa van cổng Mỗi cửa có chiều rộng thông nước là 46m, cao trình ngưỡng cống đặt ở -4,9m

Điều kiện địa chất tại khu vực này tương đối mềm yếu, do đó vấn đề xử lý nền là một trong những thử thách lớn đối với các kỹ sư thiết kế nền móng công trình Toàn bộ tuyến đê có cấu tạo bởi 1.271 cọc ống bê tông dự ứng lực đường kính 1,7m; chiều dài mỗi cọc là 44m, trọng lượng mỗi cọc là gần 96 tấn Hệ thống cọc xiên gia cường có cấu tạo là cọc ống thép được đóng xiên Phần dầm đầu cọc kết hợp làm cầu công tác là những khối bê tông đúc sẵn

Hình 1.9: Mặt cắt ngang đê biển New Orleans

Đất nền được thay thế 1 lớp bằng cấu tạo dạng bên trái và bên phải được đổ bằng đá hộc chạy dọc theo tuyến tường cừ, ở giữa được đổ bằng cát Đáy biển phía trước chân công trình được gia cố bằng một lớp đá hộc kết hợp với vải địa kỹ thuật để bảo vệ và chống lại sự xói mòn

1.2 Một số quy mô, kết cấu tuyến đê ở Việt Nam

Hệ thống đê biển của nước ta cũng đã được hình thành từ rất sớm, từ những con đập dẫn nước đến những con đê ngăn lũ và bảo vệ mùa màng đó là minh chứng rõ nét cho quá trình đấu tranh để thích nghi với những thay đổi của thiên nhiên không ngừng của người ông cha ta Trước những thách thức về nguy cơ nước biển dâng do biến đổi khí hậu toàn cầu, đồng thời nâng cao hiệu quả trong phát triển kinh tế - xã hội vùng ven biển thì đê biển là giải pháp cơ bản và quan trọng để đối phó với nước biển dâng

Hiện nay hệ thống đê biển đã hình thành trên cả nước với tổng chiều dài trên 3.260 km, trong đó 1500 km trực tiếp giáp với biển và 1000 km là đê cửa sông, các tỉnh phía Bắc đến Quảng Nam phần lớn đê có chiều rộng mặt đê 4-5m, cao trình phía biển 3,5 - 5m, đê thiết kế tiêu chuẩn cấp 3 chống đỡ được bão cấp 9 có triều thấp, tuyến đê ĐBSCL gần 1400 km trong đó đê trực tiếp với biển 620 km nhưng phần lớn mới hình thành, có cao trình phía biển Đông +3.5 - 4m, phía biển tây 2,5 - 3m đê thiết kế tiêu chuẩn cấp 4

Đê ở bán đảo Cà Mau đang trong quá trình tích tụ dần do quá trình sụt lún của vùng đất mới bồi Phần lớn đê biển đều đi qua vùng đất có điều kiện hình thành rừng ngập mặn, một số vùng biển bị xâm thực mạnh như Cát Hải, Hải Hậu, Hậu Lộc, Nghi Xuân ở phía Bắc - Mũi Né, Phước Chỉ, Gò Công - Gềnh Hào, phía Nam, cần phải đầu tư kè giảm sóng để giữ chân đê, tạo bãi bồi đến trồng rừng Một số tuyến đê biển đã được nâng cấp hiện nay có cao trình đỉnh phổ biến ở mức +5,5 m (kể cả tường đỉnh) Mặt đê được bê tông hóa 1 phần, nhưng chủ yếu vẫn là đê đất, sình lầy trong mùa mưa bão và dễ bị xói bề mặt

Hình 1.10: Đê biển tại Ninh Thuận

Hình 1.11: Đê biển chống ngập, sạt lở tại biển Tân Thành, Gò Công, Tiền Giang

Tại Quảng Nam, hơn 2.000m bờ biển đã và đang bị xâm thực mạnh bất thường Bãi tắm Cửa Đại - một trong những bãi biển đẹp, phục vụ đại đa số dân và du khách đã không còn Dọc theo bờ biển Cửa Đại thường xuyên bị sóng biển gây ra lở đất, được xây dựng tuyến đê cao tốc dài 1.530m nối tiếp với dự án chống thấm, xả thải bãi cấp và bảo vệ bờ biển Hội An kết hợp với nạo vét Cửa Đại về phía trước Bắc

Hình 1.12: Hình ảnh đê chống sạt lỡ bờ biển Cửa Đại

Đê chắn sóng dạng thang, đỉnh đê rộng 5m, cao trình -0,50m; chân đê bằng thảm rọ đá dày 1m, rộng 12m, xếp trên đáy biển tự nhiên Sau khi hoàn thành, đoạn đê này kết nối tiếp với bờ kè, công trình chống sạt lở bờ biển Cửa Đại ngăn bồi tụ luồng tàu

phía bờ Bắc có chiều dài 1.950m để thông luồng giao đường thủy, cho tàu, thuyền ngư dân ra vào và ca nô cao tốc phục vụ khách du lịch trên tuyến đường thủy Hội An-Cù Lao Chàm được thuận lợi

Năm 2020 tỉnh Cà Mau cũng đã 2 lần ban bố tình trạng khẩn cấp sạt lở đê biển Tây, lần gần nhất là ngày 21/10/2020 liên quan đến 5 vị trí sạt lở với tổng chiều dài 5.835m thuộc địa bàn huyện Trần Văn Thời và U Minh Tất cả các đoạn đê này đang sạt lở rất nghiêm trọng gây nguy hiểm trực tiếp đến các công trình trọng điểm như: Trường học, đường dây điện cao - trung thế, các khu dân cư tập trung và diện tích đất sản xuất nông nghiệp…

Trước nguy cơ thảm họa từ thiên nhiên, những năm qua tỉnh Cà Mau đã huy động hàng ngàn tỷ đồng từ nguồn ngân sách Trung ương và địa phương để xây dựng đê, bờ kè ven biển

Hình 1.13: Đê biển Tây tỉnh Cà Mau

Thành quả đầu tiên của việc xây dựng bờ kè ven biển: Đoạn rừng phòng hộ 5 năm tuổi được trồng thí điểm năm 2015 trong bờ kè thuộc xã Khánh Tiến, huyện U Minh, có chiều sâu 150m, chiều dài 3000m đang phát triển tốt Đây là giải pháp bền vững, ổn định lâu dài cho đê biển Tây

1.3 Quy mô, kết cấu tuyến đê chắn sóng phía Nam [2]

1.3.1 Kết cấu đê chắn sóng phía Nam

Quy mô và kết cấu tuyến đê chắn sóng phía Nam được chia làm 03 đoạn như sau:

Hình 1.14: Mặt bằng tổng thể quy mô tuyến đê 1.3.1.1 Đoạn 1 từ lý trình Km2+300 đến Km2+400

Chiều dài đoạn 1: L1 = 100m; Bề rộng đỉnh đê: Bđ = 6,6m; Hệ số mái dốc: m = 1,6 (phía biển và phía cảng); Bề rộng chân khối bảo vệ: Bc= 5m được thể hiện ở Hình 1.15

Hình 1.15: Mặt cắt dọc đoạn 1

Kết cấu đoạn 1 đê gồm các lớp theo thứ tự từ dưới lên trên như sau:

- Nền đê: Nạo vét lớp đất yếu dưới đáy nền đê với bề rộng 40m, mái dốc nạo vét hố móng về hai bên (phía biển và phía bể cảng) m = 3, cao độ đáy nạo vét -9,0m; thay thế lớp đất nền bằng lớp cát

- Lớp đệm chống xói được bố trí để bảo vệ chân đê, phạm vi kéo dài từ chân lớp phủ ra ngoài ≥ 14m; bằng đá cấp phối có trọng lượng 5 ÷ 200kg/viên, chiều dày 1,0m; cao độ sau khi hoàn thiện của mặt trên lớp đệm là -2,0m - Lớp lõi đê: Sử dụng cấp phối đá hộc có trọng lượng 5÷200kg/viên; cao độ

sau khi hoàn thiện của mặt trên lớp lõi là +4,9m

- Lớp đá hộc lót: Sử dụng cấp phối đá hộc có trọng lượng 300÷700kg/viên; chiều dày lớp 1,3m; cao độ sau khi hoàn thiện của mặt trên lớp đá hộc lót là +6,20m

- Lớp phủ: Sử dụng khối phá sóng Chinese Accropode bằng bê tông mác 350, đá dăm 1x2, xếp thành hàng, chiều dày lớp 1,62m, trọng lượng mỗi khối 5,0 tấn, thể tích 2,1m3, chiều cao khối 1,80m; cao độ sau khi hoàn thành công tác thi công của mặt trên lớp phủ là +7,80m; cao độ mặt đê sau lún cố kết là +7,50m; phía dưới chân đê, xếp khối phá sóng mở rộng ra hai phía (phía biển và phía cảng) B=5,0m được thể hiện ở hình 1.16

Hình 1.16: Mặt cắt ngang điển hình đoạn 1

Bảng 1.1 Trình tự kết cấu hố móng và thông số hình học của mặt cắt tuyến đê đoạn 1

STT Hạng mục Thông số hình học Đơn vị

Giá trị Chưa dự phòng lún

Dự phòng lún 0,3m

1

Nạo vét thay nền (mái dốc nạo vét m =3)

Hình 1.17: Mặt cắt dọc đoạn 2

Hình 1.18: Mặt cắt ngang điển hình đoạn 2

Bảng 1.2 Trình tự kết cấu hố móng và thông số hình học của mặt cắt tuyến đê đoạn 2

STT Hạng mục Thông số hình học Đơn vị Chưa dự Giá trị phòng lún

Dự phòng lún 0,3m

1

Nạo vét thay nền (mái dốc nạo vét m =3)

STT Hạng mục Thông số hình học Đơn vị Chưa dự Giá trị phòng lún

Dự phòng lún 0,3m

6

Xếp khối Chinese

Hình 1.19: Mặt cắt dọc đoạn 3

Hình 1.20: Mặt cắt ngang điển hình đoạn 3

Bảng 1.3 Trình tự kết cấu hố móng và thông số hình học của mặt cắt tuyến đê đoạn 3

STT Hạng mục Thông số hình học Đơn vị Chưa dự Giá trị phòng lún

Dự phòng lún 0,3m

1 Nạo vét thay nền (mái dốc nạo vét m =3)

Đáy nạo vét m -2,5 -5,5 -8,0 - Chiều rộng

trên mái dốc 7;9;12 khối 7;9;12 khối

1.3.2 Thiết kế kỹ thuật tuyến đê [2,3]

- Đoạn 1 dài 100m từ Km 2+300 đến Km2+400: Chinese Accropode 5T (2,1m3);

- Đoạn 2 dài 1.225m từ Km 1+075 đến Km 2+300: Chinese Accropode 3,5T (1,5m3);

- Đoạn 3 dài 1.075m từ Km 0+000 đến Km 1+075 : Chinese Accropode 2,0T (0,8m3)

1.3.2.3 Chiều rộng đỉnh đê

Chiều rộng đỉnh đê tính toán theo kích thước khối phủ Chinese Accropode được lựa chọn thông qua tính toán chiều rộng khối phủ theo công thức dưới đây và kết hợp với tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất khối Accropde

Công thức tính toán chiều rộng theo công thức sau: 𝐵𝐵 = 𝑛𝑛 𝑘𝑘∆(𝑊𝑊𝑊𝑊

Trong đó:

B: chiều rộng đỉnh đê (m);

n: số khối xếp trên đỉnh đê, yêu cầu tối thiểu phải đảm bảo 3 lớp khối; W: Khối lượng khối phủ danh định (T);

WR: Khối lượng riêng của vật liệu làm khối phủ (T/m3); k∆: Hệ số lớp (k∆ = 1,29)

Bảng 1.4: Kết quả tính toán chiều rộng đỉnh đê

Vị trí Số khối

Hệ số Khdanh định ối lượng Dung trBT ọng Chiyêu cều rộng ầu chLựa ọn k∆W (tấn) WR (T/m3) B (m) B (m)

Đoạn 1

(Km 2+300 đến Km 2+400)

Đoạn 2

(Km 1+075 đến Km 2+300)

Đoạn 3

(Km 0+000 đến Km 1+075)

1.3.2.4 Lớp bảo vệ chống sói chân đê

a Trọng lượng đá bảo vệ chống xói chân đê

Trọng lượng khối bảo vệ chân đê được xác định theo công thức của Vandermeer ℎ𝑏𝑏

𝑑𝑑𝑆𝑆 = 0,253(𝐻𝐻𝑆𝑆𝛥𝛥𝛥𝛥𝑛𝑛50)0,7Trong đó:

hb, dS : chiều sâu nước tại chân thềm và trước thềm (m); HS: chiều cao sóng tính toán – H1/3 (m);

∆: tỷ trọng vật liệu làm khối so với nước ∆ = (γc - γw)/γw

γc: khối lượng riêng của vật liệu làm khối (T/m3); γw: khối lượng riêng của nước biển (T/m3)

Bảng 1.5: Trọng lượng khối bảo vệ chân đê

Vị trí

Khoảng cách từ

gốc đê (m)

Hi (m)

MNTK (m)

Cao độđáy

ds (m)

hb (m)

Đườngkính

đáDN50

(m)

yêu cầu(kg)

Lựa chọn

X1 2400 3,12 5,72 -2 7,72 7,72 0,3 29 5÷200kg X2 2000 2,91 5,72 -2 7,72 7,72 0,3 24 5÷200kg X3 1500 2,71 5,72 -1 6,72 6,72 0,2 19 5÷200kg X4 1000 2,53 5,72 -1 6,72 6,72 0,2 16 5÷200kg X5 500 2,35 5,72 0,8 4,92 4,92 0,2 13 5÷200kg X6 100 2,14 5,72 0,8 4,92 4,92 0,2 9 5÷200kg

b Phạm vi bảo vệ chống xói chân đê

Kết cấu đê sử dụng khối Chinese Accropode, phạm vi chống xói chân đê từ (1,0÷1,5)HS và tính toán theo yêu cầu chống xói, phạm vi bảo vệ chống xói đê tối thiểu từ 5 đến 10m

Do miệng hố móng nạo vét rộng từ 14÷25m nên lựa chọn phạm vi bảo vệ chống xói chân đê từ 14 ÷ 25m (theo phạm vi nạo vét thay nền)

c Trọng lượng lớp lót và đá lõi đê

Trọng lượng lớp trung gian được qui định tùy thuộc vào đặc điểm của từng loại khối phủ mái và thường được chọn bằng 1/10 đến 1/20 trọng lượng của khối phủ ngoài; đá lõi đảm bảo nằm trong khoảng 1/200÷1/400 trọng lượng khối phủ mái

Bảng 1.6: Trọng lượng lớp trung gian và lõi đê

Vị trí

Khoảng cách từgốc đê (m)

Phạm vi

Trọng lượng khối phủ (T)

Lựa chọn Trọng lượng lớp

trung gian (kg)

Trọng lượng đá lõi yêu cầu (kg)

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG TUYẾN ĐÊ

2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

2.1.1 Điều kiện địa hình [6]

2.1.1.1 Vị trí địa lý

Trà Vinh là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long; vị trí địa lý giới hạn từ 9°31'46" đến 10°4'5" vĩ độ Bắc và từ 105°57'16" đến 106°36'04" kinh độ Đông Dự án thuộc Huyện Duyên Hải, nằm về phía Nam của tỉnh Trà Vinh giữa hai cửa là Cung Hầu và Định An của hai nhánh sông Cửu Long: Sông Cổ Chiên và Sông Hậu

Trà Vinh là tỉnh duyên hải Đồng bằng sông Cửu Long, có vị trí địa lý: - Phía Đông giáp Biển Đông với 65 km bờ biển

- Phía Tây giáp Vĩnh Long

- Phía Nam giáp Sóc Trăng với ranh giới là sông Hậu - Phía Bắc giáp Bến Tre với ranh giới là sông Cổ Chiên

Hình 2.1: Vị trí địa lý của dự án

Dự án Luồng cho tàu biển trọng tải lớn vào sông Hậu do Cục Hàng Hải Việt Nam làm chủ đầu tư Dự án được xây dựng với mục tiêu mở luồng tàu ổn định, lâu dài cho tàu biển trọng tải 10.000DWT (đầy tải) đến 20.000DWT (giảm tải) ra vào, đảm bảo thông quan lượng hàng hóa của khu vực ĐBSCL