Trên cơ sở khoa học phải đề suất giải pháp bờ kè cho phù hợp về các mặt như kỹ thuật,kinh tế, an toàn đủ khả năng chống sat lở bờ, ổn định lâu dài, mỹ quan với đoạn sông nghiên cứu... Sa
MỞ DAU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Vĩnh Long là tỉnh nằm trong khu vực ĐBSCL, Vĩnh Long có diện tích tự nhiên 1,479.128km bằng 0.4% diện tích cả nước, dân số năm 2010 là 1,031.994 người, bằng 1,3% dan số cả nước Vĩnh Long là một tỉnh nghèo nhưng lại chịu tác động của thiên tai như lõ lụt, han hán Sông Tiền có nhánh chảy qua thị xã Vĩnh Long bắt đầu từ cầu Mỹ Thuận còn gọi là sông Cổ Chiên Sông Cổ Chiên có chiều đài khoảng 9000m rộng 482m sâu 14,3m tử thị xã Vĩnh Long đến cầu Mỹ Thuận.
Những năm gần đây Vĩnh Long có bước phát triển mạnh mẽ, đặc biệt ngày 17 tháng 7 năm 2007 Bộ Xây Dung đã ký Quyết định số 1010/QĐ-BXD công nhận thị xã Vĩnh Long thuộc tinh Vĩnh Long là Đô thị loại II Đồng thời ngày 10 tháng 4 năm 2009 Chính phủ đã ban hành Nghị định thành lập thành phố Vĩnh Long trên địa giới có sẵn của thị xã Vĩnh Long.
Các vùng hạ lưu của các lưu vực sông ở Việt Nam nói chung cũng như vùng hạ lưu sông Cé Chiên tinh Vĩnh Long nói riêng, hiện tai và tương lai đang là khu vực phát triển của tất cả các ngành kinh tế xã hội nhất là các ngành công nghiệp, xây dựng, đô thị, nông lâm nghiệp, du lịch, giao thông Như vậy sẽ có tác động mạnh mẽ đến dòng sông và nguồn nước, cho nên hạ tầng cơ sở thuỷ lợi nói chung và cụ thé là hạ tầng cơ sở phục vụ công tác phòng chống lũ lụt, bảo vệ bờ sông, luồng lạch đảm bao cho các ngành kinh tế xã hội phát triển bền vững là
Trên một con sông, xói lở và bồi tụ là một quá trình hoạt động tự nhiên, có đoạn sông bị xói lở có đoạn sông bị bởi tụ Đó là hệ quả của mối tương tác giữa dòng chảy và lòng sông mà tác nhân trung gian là bùn cát đi chuyển Tuy là hoạt động bình thường của tự nhiên xong hiện tượng xói — bồi bờ sông rất phức tap chịu sự chỉ phối bởi nhiều yếu tế và không có qui luật Do đó anh hưởng của xói — bồi, đặc biệt là ảnh hưởng của xói sạt lở bờ sông là vô cùng nghiêm trọng.
Trong những thập kỷ cuối của thế ký 20 cùng với những biến đổi mạnh mẽ của khí hậu toàn cầu dẫn tới xuất hiện nhiều thiên tai, nhiều cơn bảo, nhiều cơn lũ lớn trên khắp khu vực ĐBSCL và đoạn sông Cổ Chiên chảy qua thị xã Vĩnh Long
-2- cũng không nằm ngoài sự ảnh hưởng đó Hiện tuong sat lở bờ sông dién ra phức tạp với tần số nhiều hơn có chu kỳ nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, thời gian kéo đài hơn.
Sat lở bờ sông rất đa dạng có đoạn sat lở làm sụp dé các khu dan cư đông đúc, các công trình cầu đường giao thông, cơ sở kinh tế Có đoạn sat lở làm mất đất canh tác, đất sản xuất, mất khu nuôi trồng thủy sản Nguyên nhân sat lở ở các khu vực sạt lở cũng khác nhau Có đoạn sạt lớ do công phá của dòng chảy, do khai thác cát bừa bải, có đoạn sạt lở đo điễn biến lòng sông bên lở bên bồi, dịch chuyển các đoạn cong v.v Có đoạn sat lở đo con nguời, chat tải ra mép bãi sông, xây nhà cửa sát bờ sông, xây dung cầu giao thông đã làm co hẹp dong chảy, dòng lũ.
Mặt khác thị xã Vĩnh Long nằm trên khu vực đỉnh cong của sông Cổ Chiên, dòng chảy phân bố phức tạp, vách bờ có độ cao từ 1m ~ 2m, cầu tạo địa chất bờ sông chủ yếu là bùn sét hữu cơ, rất thuận lợi cho quá trình xâm thực Hoạt động xâm thực chủ yếu đo tác động của thủy triều và sóng tàu thuyén, mặt khác môi trường địa chất bờ sông đang bị hủy hoại nhanh chống đo bàn tay của con người, các công trình } ạt đua nhau lắn chiếm dong sông làm thay đối hướng dòng cháy liên tục tao ra những dòng xoáy có tác dụng xâm thực mạnh mẽ vào bờ và đáy sông, xuất hiện các hỗ xoáy sâu gần bờ Hiện tại tinh trạng sat lở bờ đã và dang gây tai biến, bất én định và nhữnh ảnh hưởng nghiêm trọng đối với nhiều công trình, cùng các khu đân cư tại nhiều điểm đọc sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long.
Với tình hình trên, việc nghiên cứu đánh giá thực trạng, tìm ra các nguyên nhân và xác lập các cơ sở khoa học mang tính kỹ thuật, kinh kế, ổn định lậu dai, mỹ quan về vấn dé chống sat lở bờ sông Từ đó dé ra các giải pháp nhằm khắc phục tình trạng sạt lở bờ sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long là vô cùng cấp thiết Đó cũng là nội dung của dé tài luận văn mà học viên muốn dé xuất
“Nghiên cứu các giải pháp bờ kè sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị Xã Vĩnh
Qua các giải pháp này nhằm giúp học viên nim vững hơn các loại kè, phương pháp phòng chống sat lở bờ và tiếp cận giải quyết một van dé thực tế, bức xúc hiện nay của ĐBSCL, nói chung và đoạn sông Cổ Chiên chảy qua thị xã Vĩnh
NGUYÊN NHÀ XO! LỠ BỘ
BIEN HNH SONG SÔNG —— ONBNH Ape sống ANGEHUOT LONG SONG gi TAU Hal BO THÂM LON lo TOMO! Địt CHAT TRUST TRUOT
XOCHAN — quy pộc YÊU THÂM
PHAN LOẠI NGUYÊN NHÂN XÓI LỞ BO’
Qua khảo sát thực tế dọc bai bên bờ sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long thực tế cho thấy trong những năm gần đây tình hình sạt lở gây mất 6n định bờ sông xảy ra rất nghiêm trọng Từ những thực tế trên nhiệm vụ chủ yếu của luận văn là “Nghiên cứu các giải pháp bờ kè sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị Xã Vĩnh Long” Nhằm mục đích ngăn chặn sạt lở bờ sông, én định mái bờ Các giải pháp phải thật sự mang lại hiệu quả về kỹ thuật, kinh tế, mỹ quan,6n định lâu đài, bảo đảm đủ khả năng chồng sat lở bờ đo thiên tai, thuỷ triều sóng tàu thuyền,
3, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Từ những số liệu địa chất đã thu thập được trong khu vực bờ sông nghiên cứu, mặt khác từ các giải pháp bờ kẻ đã được thi công trong khu vực lân cận Trên cơ sở khoa học phải đề suất giải pháp bờ kè cho phù hợp về các mặt như kỹ thuật, kinh tế, an toàn đủ khả năng chống sat lở bờ, ổn định lâu dài, mỹ quan với đoạn sông nghiên cứu.
Dựa vào số liệu địa chất, từng giải pháp cụ thể, mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 3D và phần mềm Slope/w dé phân tích các giải pháp chống sat lở bờ Trên cơ sở khoa học và đưa ra một giải pháp bờ kè thật cơ bản phù hợp với địa chất khu vực nghiên cứu để én định mái bờ Đảm bảo các mặt kinh tế, kỹ thuật, an toàn, mỹ quan cho từng giải pháp.
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của dé tài
Giúp hiểu biết sâu về các loại bờ kè, các phương pháp phòng chống sạt lở bờ gây mat dn định mái bờ Sat lở dang là vẫn đề nóng khi hàng ngày cùng với sự phát triển của giao thông đường thuỷ, lũ lụt, thuý triều và do con người tác động.
Từ đó đề xuất một giải pháp kinh tế, kỹ thuật, an toàn, mỹ quan để 6 định mái dốc ít xói ít bồi, tạo cảnh quan môi trường doc hai bờ sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long hiện tại và tương lai theo yéu cầu phát triển Thành Phố Vĩnh Long Tạo điều kiện nhằm phát triển kinh tế xã hội và cuộc sống đân cư dọc hai bên bờ sông Cổ Chiên một cách bền vững, lâu dài.
TONG QUAN NGHIEN CUU TÌNH HÌNH SAT LO SONG CO CHIEN
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
Việc tính toán ổn định bờ kè ven sông bao gồm các vấn để sau: ổn định trượt mái dốc, ồn định trượt hệ tường chắn, ổn định đất dap trên đất yếu ven sông, tải trọng tác đụng lên nền đường và tải trọng ngang tác dụng lên tường chắn.
Các dạng mặt trượt mái đốc thường gặp:
- Mặt trượt sườn, chân mặt trượt tré ra ở sườn dốc.
- Mặt trượt chân, chân mặt trượt tré ra ở ngay chân đốc.
~- Mặt trượt sâu, chân mặt trượt trổ ra ở ngoài xa chân dốc.
Hình 2.1 Sơ dé các dang mặt trượt mái dốc 2 Phương pháp tính toán én định mái đốc
Khi đất trên mái đốc sẽ trượt theo mặt trượt hình trụ tròn.
Hình 2.2 Sơ đồ tính ổn định mái đốc theo phương pháp của Fellenius
Xét bài toán phẳng, phân khối đất trượt hình trụ tròn thành các mảnh như hình 2.2 và giả thiết khi trượt, cả khối trượt sẽ cùng trượt một lúc đo đó giữa các mảnh không có lực ngang tác dụng lên nhau trạng thái giới hạn chỉ xảy ra trên mặt trượt.
Như vậy, mỗi mảnh trượt ¡ hình 2.2 sẽ chịu tác dụng của trọng lượng bản thân p¡.
P¡: phân thành hai thành phần: lực tiếp tuyến tại mặt trượt T; =p;.sina; va lực pháp tuyến N; =p;.cosa, lực tiếp tuyến gây trượt, còn lực pháp tuyến gây lực ma sát N,tg; (với tee; là hệ số ma sát của phan đất trên đáy mặt trượt thuộc phạm vi mảnh i) Nếu cần xét đến tác dụng của động đất thì mỗi mánh trượt còn phải chịu thêm một lực gây trượt W; có cánh tay đòn so với tâm O là Z¡,
So sánh tổng mômen đối với tâm trượt O do các lực gây trượt T; và W; của các mảnh i với tổng mômen cản trở trượt N,fg@;+c¡l; của các manh i, ta sẽ biết được mức độ ổn định của mái đốc đối với mặt trượt giả thiết (có tâm O bán kính R) đó cụ thể hệ số ôn định F, sẽ được xác định theo biểu thức sau: isn
Với: Wi: = (0,1 ~ 0.2).P; tuy theo ý nghĩa quan trọng của công trình, khi thiết kế phải xác định lực động đất này theo “Quy chuẩn xây dung’ hoặc tiêu chuẩn ngành (22TCN-221-95)
Nếu đất đồng nhất thì chỉ tiêu cơ lý của đất c;, 9}, y¡ là như nhau ở mỗi mảnh I và ta có: x tg, >.(P.cosa,)+cL
Với: L là chiều đài cung trượt của cả khối trượtKhi tính toán thường chia bể rộng mỗi manh i là 1~ 2m (chia càng nhỏ thì càng chính xác).
Giả thuyết mặt trượt cung tròn bán kính R, tâm trượt O sử dụng nguyên lý phân mảnh khối trượt để xác định hệ số Fs, Đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong các Tiêu chuẩn thiết ké hiện nay, như 22TCN 207- 1992; 22TCN 219-
1994 (Việt Nam); BS-6349 Part1-1984 (Anh); OCDI (Nhật)
Hình 2.3 Sơ dé tính toán ổn định mái đốc theo phương pháp của K,
Biểu thức xác định hệ số an toàn ổn định Fs ằ, cos đ,.tgỉ, Ne A
- G¡: Trọng lượng của phân tố trượt thứ i
- CG, 0¡: Lực đính đơn vị và góc ma sát trong của lớp đất ở đáy khối trượt thứi
- Ly: Chiều đài đoạn cung trượt ở đáy khối trượt thứ i
- 0: Góc nghiêng giữa đường thắng đứng với bán kính tâm trượt đi qua điểm cắt của trục dọc phân tố với mặt trượt.
Cũng như phương pháp của K Terxaghi, A.V Bishop đã giả thiết mặt trượt dạng cung tròn, dua trên cơ sở lý thuyết áp lực nước lỗ rỗng và nguyên ly phân mãnh khối trượt để xác định hệ số an toàn F,
Hình 2.4 Sơ dé tính ổn định mái đốc theo phương pháp của A.V Bishop Biểu thức xác định hệ số an toàn ổn định Fs
- ty: Hệ số áp lực nước lễ rỗng - bị: Chiều rộng phân tố
- C, @: Lực dính và góc nội ma sát của nên đất biến thiên theo cấp tải trọng ngoài tác dụng vào công trình.
Hệ số ma sát Fs được xác định theo phương lặp, trước tiên cho Fs một giá trị ban đầu, sau đó tính lặp thử đúng dần Fs đạt tới độ chính xác yêu cầu Phương pháp này được sử dụng nhiều để tính toán ổn định công trình trên nền đất yếu.
Các đại lượng C’, 9, và rụ thay đổi theo thời gian cố kết của nền đất.
2.4 Phương pháp cia G.B JANPU Tương tự như phương pháp của A.V Bishop và Nichiprovich, giả thiết mặt trượt là cung tròn và tính trực tiếp hệ số F, theo biểu thức
———Ỳ (G —u,b,)+ cos agp +e 5 ae COS @> G,.sin @, 'H i=] i=} i i=]
Cũng như phương pháp trên, phương pháp của G.B JANPU tính hệ số ổn định có xét đến ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng và mức độ cố kết của nền đất theo thời gian Nhóm các phương pháp này thích hợp cho tính én định công trình trên nền đất yếu, nhất là các công trình trọng lực được gia tải cố kết.
2.5 Các dang mặt trượt trong tính toán én định trượt
Theo kết quả quan trắc thực tế và kết quả thí nghiệm các trường hợp mái dốc đất bị mất én định cho thấy nền bị đây trượt theo những mặt trượt nhất định.
Phương pháp dùng mặt trượt giả định không giải quyết vấn dé tìm hình dang của mặt trượt mà gan cho mái đốc các mặt trượt khả di (theo kinh nghiệm) có thể xảy ra, để từ đó tìm ra hệ số an toàn ổn định chống trượt Trong tập hợp các mặt trượt khả di đó, ta tìm được mặt trượt bat lợi nhất tương ứng với hệ số an toàn ổn định nhất (F; min) để đánh giá khả năng ổn định của công trình.
Trong số các mặt trượt khả di nhất có thể xây ra khi công trình bị mat én định là mặt trượt cung tròn và mặt trượt gay khúc có dang bất kỳ và có thể coi là dang mặt trượt tong quát Tuy theo cấu trúc địa tầng của nền đất mà công trình có thể xảy ra trượt theo một trong hai dang trên Việc xác định hệ số an toàn ổn định cho mỗi mặt trượt được thực hiện theo hai cách sau:
Cách 1: Thử đúng dan vòng tron ma sát để tìm ra hệ số Fy min:
Phương pháp này chỉ được sử dụng trong trường hợp giá thiết mặt trượt là cung tròn và thích hợp cho nền đất đồng nhất
Trong các trường hợp nên đất không đồng nhất và tải trọng phân bố phức tạp, việc sử dụng phương pháp này sẽ gặp khó khăn do việc xác định tổng lực ma
- 30 - sát và lực dinh trên mặt trượt sé phức tạp Mặt khác theo phương pháp này, với mỗi mặt trượt giả định ta phải thử dần để tìm ra hệ số an toàn ổn định ơ
Hình 2.4 Xác định hệ số an toàn bằng cách thử đúng dần vòng tròn ma sát Cách 2: Phân mảnh khối trượt: Đây là phương pháp được sử dụng chủ yếu để xác định hệ số an toan ổn định cho các dạng mặt trượt khá nhau,
TÍNH TOÁN ON ĐỊNH MAI DOC CÔNG TRINH KE SONG CO CHIEN DOAN CHAY QUA THI XA VINH LONG
Số liệu đầu vào chung cho cả hai giải pháp 1 và 2 _ ©)
- Cao trình mặt bờ ` và công inh bà, sa 5
- Mực nước ngầm +1.00m - Mực nước tính toán của sông: lấy theo hệ Mũi Nai - Mực nước thấp nhất thiết kế: H„„ = -0.350m - Mực nước cao nhất thiết kế: Hin = +1.55m - Cao độ giằng đỉnh cọc: Hạm cọc = +2.2m - Tổng chiều dài kè là 9km
- Các chỉ tiêu cơ lý đất nền gồm 4 lớp đất chính sau:
Lớp]: Cát san lắp Dung trọng dưới MNN y KN/mÌ Dung trọng trên MNN y ,7KN/m”
Luc dính c=0KN/m Góc ma sát trong p "°
Hệ số thấm k,= ky= 2,9x10° m/day
Hệ sô Poisson (v) 0.3 Mô dun biến dang E 5000 KN/n?
Lớp 2: A sét nặng — sét hữu co màu xám xanh xen kẹp các thấu kính hạt mịn, trang thái đẻo chảy — cháy bé day từ 1m ~ 8m.
Dung trong đưới MNN y = 17,4 KNim
Dung trọng trên MNN y, = 16,3 KN/n?
Hệ sô thâm k, = ky= 3,470x10” m/day
Lớp 3: A cát có màu xám xanh trạng thái chặt vừa, đôi ché có lẫn ít sạn sói, bể day từ 2,5m ~ 15,3m.
Dung trọng dưới MNN y = 18,9 KNAm
Dung trọng trên MNN y ,1KNmm”
Hệ so thâm ky= k, = 2,3x10° m/day
Hệ sô thâm ky= k„= 2,3x10” m/day
Mô dun biên dạng E 8000 KN/m
Lớp 4: Sét — sét cát màu vàng, nâu, xám xanh trạng thái dẻo cứng - nữa cứng, đôi chỗ có lẫn ít sạn sỏi, bể dày trên 30m.
Dung trọng đưới MNN vy ,9 kN/m”
Dung trọng trên MNN z„ ,2 kN/mẺ đ ằ
Lực đớnh ckNmẽ Gúc ma sỏt trong ứ(1
Hệ sô thâm ky =k, = 3,47x10° m/day Hệ sô Poisson (v) 0,3
3.4 Tính toán tải trọng tác dụng lên 2 giải pháp kè bảo vệ bờ
3.4.1 Tính toán tải trọng tác dụng lên giải pháp 1
+ Thông số đầu vào cho phương án 1 - Độ đốc mái ké là m = 2
- Đá hộc xây chít mạch dày 30cm - Chân kẻ dùng ro đá có kích thước 2m x 1m x 0,5m
- Coc bê tông cốt thép kích thước 30cm x 30cm, Lege = -25,30m - Dam mũ có kích thước 30cm x 50cm
- Tường chắn sóng BTCT để giảm sóng do tàu thuyển và do gid, tường chắn sóng có kích thước (cao 1,75m, đày 0,2m
+ Tính toán tải tác dụng lên mặt đường Tải trong tác dụng lên mặt đường gồm: Trọng lượng các lớp cầu tạo mặt đường và trọng lượng xe lưu thông.
+ Tính toán tải tác dụng lên mặt đường do các lớp cấu tạo Trọng lượng tác dụng lên mặt đường gồm các lớp cấu tạo mặt đường theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211-93 Dé dam bao điều kiện làm việc tốt nhất bề day tối thiểu của các lớp cầu tao không được nhỏ hơn 1,5 lần kích cé của vật liệu lớn nhất và không được nhỏ hơn các trị số trong bảng dựa theo tiêu chuẩn ngành
STT Lớp vật liệu Bé day tôi thiểu (cm)
1 Lớp hao mon băng vữa nhựa 1,0
Bê tông nhựa nóng hạt nhỏ và cát hạt lớn 3,0 —5,0 Bê tông nhưa hat min 3,0 Đá đăm, đá sỏi trộn nhưa 8,0
My Bi GÌ Nh Đá dam thâm nhập nhựa
- Tham nhập sâu - Tham nhập nhẹ và bán thâm nhập Đá đăm, sỏi cuội gia cô CKDVC
- Theo phương pháp ket vữa - Theo phương pháp tưới vữa - Theo phương pháp trộn Da dam, cap phối đá dim, cấp phôi sỏi cuội
- Rai trên nền đất chặt Đất hoặc cát gia cô 10,0 -15,0
Các lớp cầu tạo mặt đường 0 - Đất nềnđường
1- Cấp phối cát thiên nhiên dày 60cm (22TCN 304 - 03)2 - Cấp phối đá dam loại I Dmax = 25mm dày 20cm (22TCN 334 - 06)
3 - Bê tông nhựa hạt trung loại II Dmax = 20mm day 7em (22TCN 249-98) 4- Bê tông nhựa hạt mịn loại I Dmax = 15mm dày 5cm (22TCN 249 - 98)
Các lớp câu tạo Chiều Y Hệ số vượt | Tải (Kg/m?) day(m) |(Kgim) | tai (n)
Cat thién nhién 0,6 1450 1,2 1.044,0 Đá dam Dmax = 25 mm 0,2 1600 1,2 384,0 Bê tông nhựa Dmax = 20 mm 0,07 2200 1,2 184,8 Bê tông nhựa Dmax = 15mm _| 0,05 2200 1,2 132,0
+ Tải xe tác dung lên mặt đường theo tiêu chuẩn 22TCN 211-93 Tinh cho trường hợp nguy hiém nhất như sau:
- Cùng lúc xe đỗ kín khắp bể mặt dọc theo kè.
- Có 4 làn xe đậu song song nhau trên mặt đường rộng 10,0m.
Hoạt tải tính theo công
G: trọng lượng 1 xe (chọn xe phụ thuộc vào đường cho tham gia giao thông)
B: bề rộng phân bố ngang của các xe, tính theo biểu thức:
Kích thước xe dién hình (theo tiêu chuân 22TCN 262 - 2000)
Chiều dài | Chiểu rộng | Chiều cao Tải trọng (T)
Xe (m) xe (m) xe (m) Không tải Có tải 4,695 1,840 1,850 1,85 2,550 d: khoang cach téi thiéu giữa 2 xe, chọn d = 0,6m e: bề rộng lớp đôi, chọn e = 0.5m
1: phạm vi phân bố tải trọng theo hướng doc (hướng song song bờ kè)
G=2,55T thì 1 = 2,5m (chiều dai cơ sở) n: số hàng xe xếp Song song n= =3,8, chon n = 4 xe xép hang ngang, tinh cho trường hợp nguy hiểm 10-3 nhất.
Mặt khác dựa vào tiêu chuẩn 22TCN21 1 — 9302 ta có trọng tả! tính toán như sau;
Loại đường Tải trọng | Áp lực tính toán | Đường trục lên mặt đường kính vệt
(daN) (daN/cm? bánh (em) Đường ô tô công cộng 10.000 6,0 33 Trục chính đô thị 12.000 6,0 36 Đường phô và đường 9,500 5,5 33 it quan trong ở đô thi
Tính toán dựa vào tiêu chuẩn 22TCN 211-93 và tra bảng dựa vào tiêu chuẩn 22TCN211 - 9302, Dé đảm bảo trong trường hợp nguy hiểm nhất, ta chọn theo tiêu chuẩn 22TCN211 — 9302 (chọn q = 6,0 daN/cm? = 6,0kN/m?)
Tổng tải trọng tác dụng lên mặt đường đọc kè là: q=q +4; =1,745+6,0=7, 745KN ! mì
- Tải trong do hoạt tai sử dụng sau kè là g =7,745kN /m?
Các trường hợp tính toán.
Trường hợp 1: chiều sõu mực nước trước kố -0.350m, ứ=7,745kN /m?
Trường hợp 2: chiều sâu mực nước trước kè +2,2m, g=7,745kN (mì?
Trong luận văn chỉ xét trường hop chiều sâu mực nước trước kè là - 0.350m, tải trọng 4= 7,745kN / mˆ, đây cũng là trường hợp nguy hiểm nhất.
Hoạt tải sử dụng phõn bế đều khắp trờn mặt đất ứ = 7,745kN / m
3.4.2 Tính toán áp lực đất tác dụng lên tường chắn theo giải pháp 2
Hình 3.2 Sơ dé tính áp lực tác dụng lên tường chan
+ Thông số của giải pháp 2 (giải pháp tường chan đất)
- Độ đốc mái kè là m = 2
- Chân kè dùng ro đá có kích thước 2m x 1m x 0,5m
- Cọc bê tông cốt thép kích thước 30cm x 30cm, Lege = -9,0m
- Dai móng có kích thước cao (h = 0,6m), ngang (b = 1,2m)
- Tường chăn có kích thước cao (h = 1,5m), rộng (b = 0,4m) - Tải trọng tác dụng lên nền đường ạ =7,745kN /mÈ
+ Tính toán áp lực tác dụng lên tường chắn đất Theo sơ đồ tính ta thấy tường thang đứng, lưng tường trơn nhần và mặt đất nằm ngang tức là (6 = 0,¢ =0,a =0) Do dé ta có ngâm:
Cường độ áp lực đất chủ động tại mặt đất tự nhiên (Z = 0) Đại =8 = 7,57x0, 455 = 3.45 KN | me?
Cường độ áp lực đất chủ động tại độ sâu (z = 1), ngang mực nước ngầm: Đại =(g+2H,)k¡ = (T,57+14x1)x0,455 = 9, 82KN / m?
Cường độ áp lực đất chủ động tại độ sâu (z = 1), ngay dưới mực nước
Cường độ áp lực đất chủ động tai độ sâu (z =2, 1m)
Ta =(Py + PSG 45+9,82)2 =6,35kN /m ] y ~{ 2 Pa) -[ se) al — = on ~=1,26m
Ey = (Pos * Pra) P= (BA2-417,47) 5 214,248 /m ằ ~[?2atPa) he (2Á 021g 7 1) — 0 49m
Téng áp lực chủ động tác dụng lên tường
- Ra Var + Ey Van + Eo Yan
3.4.3 Tinh sức chịu tải ngang của cọc theo Tiêu chuẩn TCXD 205-1998
Hình 3.3 Cọc chịu tải trọng ngang và mô hình nền của Winkle
Momen quan tính tiết diện ngang của cọc
_ bxh` — 03x03 12 12 l =6,75x10 m4 Độ cứng tiết điện ngang của cọc
Chiéu rộng quy ước b„ của cọc theo TCXD 205-1998 thì:
Hệ số tỉ lệ K tra bảng 5.1 trang 291 sách nến nền móng của Châu Ngọc An, nền đất là sét va á sét có hệ số tỉ lệ K 0(T/m‘)
Chiều dài tinh đổi của phần cọc trong dat
Khi 1, > 4 trang bảng 2.7 trang 55 luận văn ta có:
Các chuyên vị Ông > Onn > Ou Sy của cọc ở cao trình mặt đât, do các ứng lực đơn vị đặt cao trình này
Mômen uốn và lực cắt của cọc tai cao trình mặt đất
Chuyến vị ngang yo và góc xoay Wo, tại cao trình đầu cọc.
Yo = Hy XO yyy + My Sjyy =1,332x6,4.102 +1,492x2,46102 = 0,013
Chuyên vị ngang yo và góc xoay wo, tại cao trình đỉnh kè,
Ap luc tính toán o (KN /m’), mômen uén M (ANm), lực cắt O (AN) trong các tiếtp z 2 z & điện của coc được tính theo các công thức sau: ha bà A1 đu LT
M,= Oty Ely Ay ~ %,E,T¥ B+ M,C, + Tp, bạ
Trong đó: z, chiêu sâu tinh đổi, z, = G„.Z
Các giá trị Ai, Az, Ay, Bị, Bạ, By, Cy, Co, C3, C4, Dị, Dị, D, tra trong bang G3 củaTCXD 205 — 1998
Bảng tính Mômen uốn My doc thân cọc
2 J“ằ“2| As | Bị | Cs | Dạ |Mẹ& Mụmen(kN.n|
Bang tinh lực cắt Q, doc thân cọc
Z Qy Lyeckt (a) z Le Ag By Cy Dạ (kN) 0| 0 0 0 0 1| 1,332
Bảng tính ứng suất oy theo phương ngang của mặt bên thân coc
ZZ) A | B | G TD, oy Avie gag tnd
3.5 Ding phan mém Slope/w tinh én định mái đốc khi chưa có hai giải pháp để xuất trong luận văn.
+ Thông số đầu vào để tính toán ổn định trượt mái đốc:
- Độ đốc mái kè là m = 2
- Chân kè dùng rọ đá có kích thước 2m x lmx0,5m
- Hệ số an toàn để mái dốc ổn định trượt là [X,„„ = 1.4]
- Tải trong tỏc dụng lờn nờn đường gứ= 7,57&N /mề
Hình 3.4 Tinh toán trượt bằng phần mềm Slope/w pe oh 8 _ h Lop t (anooay
Hình 3.5 Kết quả hệ số an toàn mặt trượt
Hình 3.6 Lực tác dụng lên từng phân tế đất
Strength vs Distance Loe eo] a zz |' h
Hệ sé én định tinh theo phương pháp của Bishop: K yj,=3,022 là tương đối an toàn về mặt ổn định trượt Nếu xét theo qui trình hiện hành (Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262 ~ 2000 “Qui trình khao sát thiết kế nền đường ôtô đắp trên nền đất yếu”: [Kunin =1-4]) Với điều kiện địa chất nơi xây dựng và các loại tải trong tác min dụng lên nền đường, cho thay mái dốc vẫn én định an toàn về trượt.
3.6 Phân tích ôn định kè bằng phần mềm Plaxis 3D
3.6.1 Phân tích ôn định kè theo giải pháp 1
Hình 3.7 Mặt bằng kè sông Cổ Chiên theo giải pháp 1
3.6.2 Két qua phân tích từ phan mềm Plaxis 3D cho giải pháp 1
Mômen(kNm} tực cắt (kN) l ơơ
_ 4 $e z 2 ải pháp kè theo giả tích 6n diđịnh 3.6.3 Ph an
Cổ Chiên theo giải pháp 2
6 tải trọng tác cụng vac au tạo các lớp + Hình 3.10 Sơ đ
3.6.4 Kết qua phân tích từ phần mềm Plaxis 3D cho giải pháp 2
3.7 So sánh kết quả tính toán của các cặp giá trị
3.7.1 So sánh kết quả tính giữa thủ công với Plaxis 3D cho giải pháp 1 + So sánh kết quá Mômen
Tính bằng phần mềm Plaxis 3D Tính bằng thủ công
Chieu sau (m] “R—Tinh bằng thủ công
+ So sánh kết qua lực cắt Q
Lực cắt Q (kN) Lure cat Q {kN} Ỷ a ea ơ or $ + a5 05 1 1,5 4 49 491 0 0 08 0 W fk U
Tính băng thủ công Tính băng phân mêm Plaxis 3D
5 ơ 4 pd —m—Tớnh bằng phần mềm
+ So sánh kết quả áp lực ngang Áp lực ngang (kN/m2) Ấp lực ngang (kN/m2)
Tính băng thủ công Tinh bang phân mém Plaxis 3D
1 -0,5 ie) 0,5 1 1,5 zs —e— Tính bằng thủ công = :
+ So sanh két qua chuyén vi
Chuyển vị coc BTCT (m) Chuyén vj coc BTCT (m)
Tinh bang thủ công Tinh bang phan mém Plaxis 3D
-0,01 ử 0,01 0,02 0,03 0,04 ri —e— Tinh bằng thủ công = , ễ —m—Tính bằng phan mam
3.7.2 So sánh kết quả tính thủ công với Plaxis 3D cho giải pháp 2 + So sánh kết quả Mômen
Chieu sau {m} —®—Tinh bằng thủ công
~ta~ Tinh bằng phần mềm
+ So sánh kết quả lực cắt Q
Chiesa —— Tính bang Chủ cone a Tink bang phan mam
+ So sánh kết quả áp lực ngang Áp lực ngang (kN/m2} Ap lực ngang (kN/m2)
+ So sánh kết quả chuyển vị
Chuyển vị coc BTCT (m) Chuyển vị coc BTCT 0.02 0.0 9.02
Tính băng thủ công Tính băng phân mêm
3.7.3 So sánh kết quá tính bằng Plaxis 3D cho hai giải pháp 1 và 2 + §o sánh kết quả Mômen
+ So sánh kết quả lực cat Q
—e—Giai pháp 1 m—Giai phái; 2 kuc cát (KN}
+ So sánh kết quả áp lực ngang
Tinh bang phan mém Plaxis 3D
+ So sánh két qua chuyên vị Chuyén vi coc BTCT (m) Chuyển vj coc BTCT (m)
Tính bằng phần mềm Plaxis 3D Tính bằng phần mềm Plaxis 3D
- Kết quả tính bằng thủ công có giá trị lớn hơn giá trị tính toán của hai giải pháp kè | và 2 được tính từ phần mém Plaxis 3D.
- Kết quả phân tích từ phần mềm Plaxis 3D cho giá trị của giải pháp 1 nhỏ hơn giá trị của giải pháp 2.
- Kết qua chuyển vị của giải pháp 1 nhỏ hơn chuyên vị của giải pháp 2.
KET LUAN VA KIEN NGHI
Dùng phần mềm Slope/w dé phân tích én định trượt mái bờ sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long Phân tích ổn định khi mái bờ, chân bờ chỉ được gia cố bằng đá hộc xây chít mạch và rọ đá, không đề cập đến hai giải pháp đã đề xuất trong luận văn Kết quả phân tích từ phần mềm Slope/w cho thấy mái dốc vẫn ổn định và không bị trượt Mặt khác hệ số an toàn tính toán lớn hơn hệ số an toàn cho phép Kyin=3,21 >[K,„„ =1.4] thoả điều kiện ổn định trượt.
Dung phần mềm Plaxis 3D để phân tích kết quả chuyển vị hệ kết cấu bảo vệ bờ sông Cô Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long Trong cùng điều kiện địa chất, tải trọng, mực nước ngầm kết quả phân tích từ phần mềm Plaxis 3D cho thấy cả hai giải pháp cọc chuyển vị ngang rất bé.
- Giải pháp 1 chuyển vị 0,0026m - Giải pháp 2 chuyên vị 0,0151m 2 Kiến nghị
Từ kết quả tính toán, mô phỏng và phân tích qua hai giải pháp công trình kè bảo vệ bờ chống sạt lở trên nền đất yếu, có thé rút ra các kiến nghị sau:
- Giảm chiều đài cọc từ 25.3m còn 16.0m, vì vùng trượt không sâu, lớp đất 3 và 4 tương đối tốt.
- Tăng khoảng cách cọc từ 1.5m lên 2.0m Giải pháp 1 hệ kết cấu kè (cột, dam, sàn) chỉ mang tính mỹ quan không có tính chịu lực nhiễu.
+ Giải pháp 2: Cần tính toán, nghiên cứu nhiều hơn để ứng dụng vào chống sạt lở bờ cho khu vực Vĩnh Long nói riêng và cho cả khu vục ĐBSCL nói chung.
+ Ngoài hai giải pháp trên có thể nghiên cứu thêm các giải pháp ở một số nơi đã thi công bảo vệ bờ chống sat lở như:
- Coc ván bê tông cốt thép dy ứng lực - Cừ Larsen
3 Các hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo Đề tai mang tính lý thuyết Mục tiêu chính của luận văn là tim ra một giải pháp chống sat lở bờ, én định mái đốc một cách hop lý mang lại hiệu quả về mặt kinh tế, mỹ quan Đồng thời qua đó từ các cơ sở lý thuyết đã có về tính toán ổn định mái đốc, cần bổ sung để tìm ra một phương pháp rỏ ràng, thống nhất để làm cơ sở cho việc tính toán ổn định mái đốc Trong mô hình tính toán ban đầu đã đơn giản hoá, không xét đến một số yếu tố ảnh hưởng khác đến độ ổn định của mái đốc như tác động của dòng chảy, đòng thấm Thời gian thực hiện luận văn có giới hạn, trình độ chuyên ngành còn hạn chế, trình độ tiếng anh chưa đáp ứng được nhu cầu tìm và đọc tài liệu nước ngoài,
4 Hướng nghiên cứu tiếp theo
Cần có những nghiên cứu tiếp theo để thật sự tìm ra một giải pháp tối ưu chống sạt lở bờ khu vực đất yêu ĐBSCL nói chung cũng như sông Cổ Chiên đoạn chảy qua thị xã Vĩnh Long Tìm ra những vấn để mới mà trong luận văn chúng ta chưa nghiên cứu được hay chưa đề cập đến,
Can nghiên cứu thêm độ én định của mái dốc trong các điều kiện địa chất khác nhau trong khu vực ĐBSCL.
Nghiên cứu sự ảnh hưởng cọc BTCT trong vấn dé bảo vệ bờ chống sạt lở hiện nay.