Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích giải pháp tường chắn dạng cọc - đan kết hợp cho đọan có lòng sông hẹp ở Thành phố Cà Mau

CÁC KY HIỂUChú ý: dau ‘ sau các ký hiệu biểu thị cho trường hợp phân tích ứng suất có hiệuESA.Ky hiệu q0YhiCiha m KN/mˆ độđộđộđộđộ KN/m?KN/mỶm2 KN KN/m độđộđộđộ KN/m4m4 KN/m* m/TlL/TI/T

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN HUYNH PHUONG THAO

PHAN TICH GIAI PHAP TUONG CHAN DANG COC - DAN

KET HOP CHO DOAN COL NG SÔNG HEP

Ở THÀNH PHO CA MAU

CHUYEN NGANH : DIA KY THUẬT XÂY DUNG

MA SO NGANH : 60.58.61

TP Hỗ Chí Minh, tháng 12 năm 2014

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HOC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

Cán bộ hướng dinkhoahgc1 : TS VÕ NGỌC HACán bộ hướng dân khoa học 2 : PGS TS VO PHAN

Cán bộ cham nhận xét 1 TT

Cán bộ chấm nhận xét 2 "

Luận Văn Thạc Sĩ được bảo vệ tại HỘI DONG CHAM BAO VỆ LUẬN VANTHAC SĨ TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA, ngày tháng năm 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNGH A XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯƠNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYEN HUỲNH PHƯƠNG THẢO MSHV: 12814698

Ngày, tháng, năm sinh: 21-04-1986 Nơi sinh: Bạc Liêu

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60.58.60I TÊN DE TÀI: PHAN YICHS GIẢI PHÁP TƯỜNG CHAN DẠNG CỌC -DAN KET HỢP CHO DOAN CÓ L_ NG SÔNG HẸP Ở THÀNH PHO CA

MAU

Il NHIEM VU VA NOI DUNG:- Tổng quan về nguyên nhân sat lở của long sông hẹp va giải pháp tường chan.- Cơ sở lý thuyết tính toán 6n định bờ kè ven sông trên đất yếu

- Anh hưởng của chiêu dai cọc và khoảng các bô trí cọc dén tính ôn định của tườngchăn.

- Ứng dụng tính toán cho công trình thực tế- Kết luận và kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

IH NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/03/2014.IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 07/12/2014.V CAN BO HƯỚNG DAN 1: TS VÕ NGOC HÀ

VI CÁN BỘ HƯỚNG DAN 2: PGS TS VÕ PHÁN

Cân Thơ, ngày 07 tháng 12 năm 2014

CÁN BO HƯỚNG DAN 1 CAN BO HUONG DAN 2 CHU NHIEM BO MON PAO TAO

(Họ tên va chữ ky) (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

TS Vð Ngọc Hà PGS.TS Võ PhánTS Lê Bá Vinh

TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

- Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thầy đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn cũng như truyền cho

tôi lòng đam mê nghiên cứu khoa học: PGS TS Võ Phán, TS Võ Ngọc Hà.

- Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô bộ môn Địa Cơ Nền Móng,những người đã truyền cho tôi các kiến thức quý giá trong quá trình học tập tại

trường cũng như khi công tác ngoài xã hội.

- Xin gửi lời cảm ơn đến các học viên trong lớp Địa Kỹ thuật Xây dựng khóa2013, những người đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn

- Tuy vậy, với những han chế về số liệu cũng như thời gian thực hiện, chắcchan luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự đóng góp ýkiến từ quý thầy cô, đồng nghiệp va bạn bè dé luận văn thêm hoàn thiện và có đónggóp vào thực tiễn

Trân trọng!

Học viên

Nguyễn Huỳnh Phương Thảo

LOI CAM DOAN

- Tôi xin cam đoan: ban luận văn tốt nghiệp nay là công trình nghiên cứu

thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh

điển, thu thập các số liệu, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tế dưới sự hướng dẫnkhoa học của TS.Võ Ngọc Hà, PGS.TS Võ Phán.

- Các số liệu, mô hình tính toán và những kết quả trong luận văn là trungthực được xuất pháp từ kinh nghiệm và thực tiễn, các số liệu thực tế được chỉ rõnguồn trích dẫn trong danh mục tài liệu tham khảo

Một lan nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực cua loi cam két trén

CÁC KY HIỂUChú ý: dau (‘) sau các ký hiệu biểu thị cho trường hợp phân tích ứng suất có hiệu

(ESA).Ky hiệu

q0YhiCiha

m

KN/mˆ

độđộđộđộđộ

KN/m?KN/mỶm2

KN

KN/m

độđộđộđộ

KN/m4m4

KN/m*

m/TlL/TI/T

là góc nghiêng của lưng tường

là góc nghiêng của đất đắplà góc ma sát giữa đất và tườnglà góc ma sát trong của đất

dung trọng của nước,chiều cao phần vật ngập trong nước,

dung trọng của nước,điện tích bản đáy,Lực ma sát mặt bên của cọc

Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất

hợp lực của tường chan dat tác dụng lên khôi đât phản lực của khôi đât bên ngoài tác dụng lên lăng thêtrượt theo mặt phăng BC

-sóc ma sát trong của đấtgóc nghiêng của lưng tường so với phương thăng đứng

øóc ma sát gitra tường va datgóc hợp bởi mặt trượt BC và phương ngang

chiêu sâu thực tế tiết diện cọc trong dat và chiều sâu hạ

cọc thực tê _mô đun dan hoi ban dau của cọcmô men quán tính tiết diện ngang của cọcchiêu rộng quy ước của cọc, nêu D > 0.8m thì bc =D+1m, khi D < 0.5m thì

áp lực vào đấtđộ chuyên VỊ

chuyén vị ngang của tiết diện ngang cọc (m) ở mặt đấtVỚI coc dai cao

chuyén vi ngang của tiết diện cọc bởi lực Ho = 1chuyền vị ngang của tiết diện cọc bởi lực Mo = 1sóc xoay tiết diện cọc bởi lực Ho = 1

MM _

Ms ss\

oe

KNKN

KN/m?KN/m`

KN/m`m/s2

khác

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng (kê cả

trọng lượng tường và đât trên bản móng)hệ sô an toàn ôn định trượt sâu, tùy theo tô hợp tải và h

hệ số an toàn ồn địnhtong các luc chỗng trượt ( lực giữ)tong các lực gây trượt

tông ứng suat tiép trên mặt phăng trượt

tong ứng suất tiếp giới hạn trên mặt phăng trượt,hệ sô động lực lây theo bảng 3

trọng lượng riêng của nước

gia tốc trọng trườngchiêu rộng và chiều cao cọc theo hướng vuông góc vớidòng chảy đối với cọc đơn Riêng đối với cọc có thanhgiang và phênh chắn, b là khoảng cách giữa 2 tim cọcliên nhau

lưu tốc bình quân mặt cắt khi chưa xây dựng công trìnhứng với mức nước ngang đỉnh cọc, coi lưư tốc này trênđỉnh cọc, coi lưu tốc nay phân bố đều trên đường thủy

MỤC LỤCMODAU 1

1.Van đề thực tiễn và tính cấp thiết của dé tài: ¿-¿- - kStxEEEEE E215 11111 xe |

2 Mục tiêu nghiÊn CỨU - (<< 1 19991010 1 0 l3 Phương pháp nghiÊn CỨU - (<< 1 1 E991 10001 vn 2

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của GE PP cecscscescscsceevaceeeaceees 25 Giới hạn của để ta eseessesseessseesnessneesnsesneesnsesncesncesncessccsscsasecuecseceaeeeneesneesne seasesaeesserses 2

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP CHONG SAT LO VÀ GIẢI PHÁPTƯỜNG CHAN CHO LONG SÔNG HẸP - 252v 2E site 31.1 Tổng quan về nguyên nhân gây sat lỞ - -G- cv S333 S33 EEEE SE cThnhnhnhrrr 31.2 Cơ chế gây sat lở và các yếu t6 gây ảnh hưởng, -¿- - - k+k+EsE sesescscscssscseseees 31.2.1 Cơ chế sat ÏỞ: - 5+5 t2 t2 h2 t2 t2 1.2 2 1 31.2.2 Các yếu tổ ảnh hưởng - -c- c1 SH HH HE TH nh Sky nh SH như nu nà 41.2.2.1.Ảnh hưởng của yếu tố dòng Chay - - - 2E SESEEESESESEEEEEEEkEEEErkrkrkrkrrrree 41.2.2.2.Ảnh hưởng của vật liệu dòng chảyy -¿- - 56+ SESEEESESESEEEEEEEkrkeErErkrkrkrrrree 41.2.2.3.Tương tac giữa dòng chảy — lòng dẫn và quá trình xói lở - -5 2 s52 41.3.Đặc điểm các công trình bảo VE ĐỜ - - - -c c c0 1 113311111111195 211111111 1 kg ng vờ 51.3.1 Các dạng mặt cắt ngang của công trình bờ kè - ¿+ + +*+E+E+E£E+E+E£xzxzxrxexecee 5

1.3.2 Các giải pháp công trình bảo vệ ĐỜ - - << << 5c 1001131311111 1111888233 11111 11 khe 6

1.4.Giới thiệu hình thức và các giải pháp kết cau xây dựng công trình - 71.4.1 Phương án cho kết cầu đỉnh kè và thân kè + + s + Sx+k+E‡k‡v SESEeEerrerererered 71.4.2 Phương án cho kết cầu chân Kè - + + s9 SE SE tk kE KEEE E5 E11 rkrkrki 8

1.4.2.1 Tham bê tông tự chèn lưới thép (Tham P.D.TÁC-M) cà ++<<s2 91.4.2.2 Tham bê tong FS (thảm bê tông túi khuôn)) 555555552 + s2 10

1.4.2.3 Quy mô kết cầu phù hợp cho khu vực dự án 5-5 + + +E+E+x+Eeesesrsrsresee 111.4.3.Tường chắn trong LUC cccececccscscesscesesssssssevscsescsesesecscscesecscscscacscasavave vevsestssesssscseaees 121.4.4 Tường chăn ban trọng LC ¿ - - - +52 S22 9E 9E12121515 15 1 1 1111111111 xe 121.4.5 Tường cọc bản kết hợp neo ¿6-56 s22 E123 E1 121521151111 11 1111111111 121.4.6 Tường 6n định co học (IMSE)) - - + + + SE E2 3 1 1 111 1111 T11 rườt 131.4.7 Tổng quan về kết cấu tường dạng cọc đan kết hợp -. + << se csss+xsxcxzzxrxd 14

I xÄ@Nj ái na 4 17

Fan hổ 181.4.7.3 Vật liệu đắp ch h1 1 11 111g sessecscsvsesesesssesssscasssacscscacacavevevenens 18

-2.9.1 Phương pháp tính theo mặt trượt gia định << 1111 sssssseeesses 3l

2.9.2 Ôn định hệ tường gia cố bờ kè chịu tải trong ngang cece c+c+c+csrersrsrsrrees 322.9.3 Ôn định kẾt cầu mái -c:- St St té TT HH HH nh hư 322.10 Tính toán công trình tường cọc không neo, kiểm tra ôn định chung theo mặt trượt

CUNG (LOM eee 33

2.10.1 Điều kiện kiểm tra 6n định trượt chung theo mặt trượt cung tròn 332.10.2 Sơ đỗ tính toán ôn định trot eceeeeseesecseeeseeseesneesneesecseeseceseesusensesneesseeneenseeses 332.10.3 Cách xác định tâm trượt nguy hiỂm -¿-¿- ¿+ + 2 SE 2E£E+E2EEEEEEEEEEEESErrkrkrkrree 33

2.10.4 Xác định hệ số 6n định truợt theo phương pháp phân mảnh 342.11 Cơ sở lý thuyết về tính 6n định và biến dạng bằng phần mềm phan tử hữu hạn

PP[AXIS CC -Q Q00 0001100020 0100 2 HH HH ng cu HH c0 0035 605 6 tenes 35

2.11.1 Mô hình phần tử EEMM - - £EE 2 SE SE2EEE2 EEEEEE9E5EE 1121115151111 rk 352.11.2 Lý thuyết bién dạng - - + 2561 3E S233 3 1511311111111 111101115011 01 1111 ye 352.11.3 Lý thuyẾt C6 KkẾT +5: St t1 1 1211151111111 011 11 111115150111 T111 101 1111111 37

2.11.4 Chon lựa mô hình sử dụng trong PÏaXIS - «55 S553 3333313155555 s52 382.11.5.Công thức tính toán của mô hình Mohr — Coulomb . « «<< +++ 39

2.11.6 Tính toán các thông số sử dụng trong mô hình Mohr Coulomb 4]

3.4 Tính toán tường cọc BÏIÌCÏT” «c9 HT vn 53

3.4.1 Phương pháp giải tích (Lý thuyết cân bằng giới hạn) - 5-5 555s5s+scxzezescee 533.4.2 Tường cọc đóng trong đất sét không NeO cecccccssssssssesessssesessssssesescseseseseeseseess 533.4.3 Tường cọc đóng trong đất sét CO TI€O - - E3 1915151511818 E8 111 11111 rkrki 563.4.4 Tính toán theo hướng dẫn thiết kế tường cọc bản của Nhật - -: 57

3.4.4.1 Trường hợp không n€O - + 9 nọ re 573.4.4.2 Trường hợp CÓ n€O - -cG Lọ T v 59

3.4.5 Phương pháp toán d6 va lập bảng 5-5522 32 E2 E21 1115252125111 1111 cxe, 613.4.6 Phương pháp tính toán dầm trên nền đàn hồi - ¿2 2 252 +£+£+£2££szEz£zzze: 613.4.6.1 Dựa theo phương trình vi phân trục võng của đầm 2 + 2 2+s+s+s+cee: 62

3.6.6.2 Mô hình hoá phần tử hữu hạn 2-5 + + 2 2 2 SE SE SE SE EkkEErEeEeErreree 633.4.7 Phương pháp mô hình hóa hệ kết cấu tường cọc và đất nền thành một khói làm việc

901150110777 63

3.4.8 Tính toán 6n định hệ tường coc bản BTCT va đất nên -.- 52c ccscszscs2 643.4.8.1 Kiểm tra lật đối với điỀm neo c-ctcxts te he 642.4.8.2 Kiểm tra ôn định trượt phăng - ¿2 - +9 SEEE+E£E#ESEEEE£EEEE E2 1E EEeErrrrres 652.4.8.2 Kiểm tra ôn định trượt phăng - ¿+ 2+2 EE+E£E+E£EEEE£E£EeEeEEErkrkrrrrsrred 66

3.5 Nhận xét chương - TY nọ HT 68

CHUONG IV :UNG DUNG TINH TOAN CHO CONG TRINH THUC TE694.1 Giới thiệu về công trình và địa chất 0013056: — 694.2 Điều kiện dia chất khu vực xây dựng bờ kè -.¿ - 5-5252 SE Sx SE EErkererersrrred 704.3 CO na KE cố ố ố ố ố ốốố ốốố.ố 714.4 Phương án: hạ cọc sâu kết hợp dan bê tông cốt thép ¿ - <2 2 2 2+s+s+escze: 72

A.A.1 Cao trinh dinh Ke ẽ 74

4.4.2 Cao trình các công trình hiện hữu liên quan - 55 55 **+*s<es+ssesss 75

4.4.3 Chon cao trình đỉnh kè Q0 Q00 1111111111 n HH HH eg 754.4.4 Cao trình đáy Kè cọ ko ke 75

4.4.5 Mực nước thiẾt kỂ + xxx t2 E211 1.11121171117121 1.1.1.1 75

4.4.6 Tải trọng khai thác - 90.10 nọ HT 75

4.5 Tính toán 6n định tường chăn - + - ¿52 2 SE 2E£E# E8 E319 E1 12131515 5 1111 2 764.5.1 Tính toán giải tích tường cọc bê tông cốt thép không neo -. - - 2 25552 764.5.1.1 Áp lực đất chủ động -¿- k1 22121 121551311 11117111 111101111111 0101 1111 re 764.5.1.2 Áp lực đất bị động ¿ - + S121 121515 111 11111111111 11111 1111011150101 01 1110 y0 784.5.2 Tính toán chiều sâu chôn CỌC ¿-G- - + E153 18 SE Sư v2 1111211 ng reree 804.5.2.1 Chiều sâu chôn cọc được tính toán theo công thức Sau - << << << <«+ 804.6 Tính toán giải tích tường coc bản bê tông cốt thép dự ứng lực có neo 304.6.1 Tính toán moment uốn lớn nhất của CỌC - - 56 Sẻ Sẻ Sẻ S2 E2 EsESE£sE+EEEeEEEeEseseexei 824.7 Ung dung Plaxis 3D kiểm tra ỏn định tường Chan oo ecceeeceeeeeeeeeeesesteeeeeeseees 824.7.1 Trình tự thi công tường chắn [3], [S] c.cccccccscscscsesesssscscscscsescesesstetsestetetssseseees 844.7.2 Các thông số đầu vào trong mô hình Plaxis [8] - + 2s <2 <+s+£z£zzszszse2 84

4.7.3 Các thông số về đất ¿ - - + e1 1 151211 111111111101 110115050111 T1 1111.0111111 re 854.7.4 Các thông số của tường trong đất - 5+ <Se SE tt S32 2 121211151111 11 11111111 xe 85

4.7.5 M6 phỏng va phân tích các giai đoạn thi công theo mô hình Palxis 3D SÓ

A.7.5.1 Truong hop s0 šnạ 874.7.5.2 Trường hợp CO I€O - c1 10000020 01 10 10 10 10v ng và 9]7.8 Nhận xét chương 4 - HH gọn ng he 102

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ : .: 2222222222222 103

TAI LIEU THAM KHAO 105

MUC LUC BANG BIÊUBang 2.1: Bang tra góc Ma Sat NGOAL Ồ oo o0 o0 0 6 66 96.9 9.9999999999999999966959 0666966666666 24Bảng2.2: Hệ số tỉ lệ K theo loại đẤT( 5-5 << 5< <9 SE E.EsSesesessse 26

Bang 2.3: Các mô hình vật liệu dùng trong PÏaXỈS 5555 < 5 5 s56 S54 39

Bảng 2.4: Các thông số mô hình dùng trong PlaXis 5-5 «<< «e eseseses 39Bảng 3.1: Các kích thước của tường theo loại kết cấu < e5 sec «esesss es 52Bang 3.2: Cac kích thước của tường theo độ dỐc -s << 5< s es se esesssseses 52Bang 3.3: HE 86 an tOana c.cccccccsscscscscsssssssscsssssssssssessssssssssssssssssssssssssessssssessssssssesesees 60B Bang 3.4: Vị trí Gi€M XOAY cccssscssscssscsssssssssssesssssssssssssssssesssesessssssssssesesesssseeees 60Bảng 4.1: Hồ khoan địa €hất 5-5 xe 9v vu sgee 70Bảng 4.2: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 55-55 =<ssssssese 71Bảng 4.3: Tính toán các hệ số áp lực ngang của dat theo Morh Coulumn 76Bang 4.4: Các thông số về đất tự nhiên 5 5 5 5 < se se se seeseeeseseses 85

Bang 4.5: Dac trưng vật liệu coc 350mm mác bề tông 300 << << << <2 86

Bang 4.6: Đặc trưng vat liệu dam chong mác bê tông 300 5 5 << S6

Bang 4.7: Đặc trưng vật liệu đan BTCT mac bê tông 30Ú so s< < o< e< «<< S6

Bang 4.8: Chuyển vị của cọc trường hợp tường không neo -.s << 89Bang 4.9: Chuyén vị của cọc Trường hợp thay đổi khoảng cach cọc với chiều dài cọcvà độ dày đan không đối se E99 exessEe ssesesese 94

Bảng 4.10: Chuyển vị của đan Trường hợp thay đổi khoảng cách cọc với chiều dàicọc và độ dày đan không đỔI << << 99v cư xe gg sesee 94Bảng 4.11: Nội lực dầm Trường hợp thay đối khoảng cách cọc với chiều dai cọc vàđộ dày đan không đổỔI - 2 - ° ° ° E4 9 9ø ư sư 99s 90 95Bảng 4.12: Chuyển vị của cọc Trường hợp thay đổi chiều dày đan, giữ nguyênkhoảng cách và chiều đài COC <- 5 << se SE xxx s2eEes se 96Bảng 4.13: Chuyển vị của dan Trường hợp thay đổi chiều day đan, giữ nguyênkhoảng cách và chiều đài COC <- 5 << se SE xxx s2eEes se 96Bảng 4.14: Nội lực dầm Trường hợp thay đổi chiều dày đan, giữ nguyên khoảng cach

VA CHIEU Al COC 0 97

Bảng 4.15: Chuyển vị của cọc Trường hợp thay đổi chiều dài cọc, giữ nguyênkhoảng cách cọc và chiều đài dan - << << << << eøeøøesesesesessee 98Bang 4.16: Chuyển vị của đan Trường hop thay đổi chiều dài cọc, giữ nguyênkhoảng cách cọc và chiều dài dan -5 5-5-5 55 5S se + se sEeEesesesesesese 100Bang 4.17: Nội lực dầm Trường hợp thay đổi chiều dài cọc, giữ nguyên khoảng cáchcọc và chiều đài AN 25555 S5 xxx ve vu gexEsesesesessee 101

MỤC LUC HÌNH VEHình 1.1 Sơ đồ lực tác động lên mái dốc khi có áp lực thủy động -. 5Hình 1.2 Các dạng mat cắt ngang của công trình bờ kè -cccceereeeree 6

Hình 1.3 : Bảo vệ bê mặt bờ sông băng tam BÏTC T, << S1 + 1s re 6

Hình 1.4 : Bảo vệ bề mặt mái dốc bang thảm Cat cceeeecceccceeesssscccseeessessceees | teseeneeees7

Hinh 1.5: Két cau kè mái ẨỨng - - - << 199.1 9n ke 7Hình 1.6: Kêt cầu dang ctr bản nhựa - - c2 2223331 911111111111 1 1n ng vv 8

Hình 1.7: Kết cau tường góc B TCTT ¿+ - 6+2 SE EE£E£ESEEEEEEEEEEEEEEEErkrkree 8Hình 1.8: Mái sông bảo vệ bằng thảm đá: - csesesesescsessesesesssesssseseseeteen 9Hình 1.9: Thiết bị tha thảm đá trên sông _ -. -5-5+:

Hình 1.10: Thi công lưới thảm trên phao nỗi + 5-5 +s2 +£££££££E+£z£zzezxd 10Hình 1.11: Thiết bị thả thảm xuống lòng sông - ¿5-5-5 +5+S22<2<2 s2 z£z£zcxd 10Hình 1.12: Bảo vệ bờ bằng thảm bê tông ÍS 5-5-5252 525222 ‡E+Ez£2££Ezezesree, 10Hình 1.13: Kè bờ sông Đồng Nai khu vực Tp Biên Hòa - 5-52 5255¿ 11Hình 1.14: Kè bờ sông Tiền khu vực công Xuân Hòa thành phố Mỹ Tho IIHình 1.15 : Tường chắn trọng lực ¿5 + + S2 SE SE2S2E£ 2E EEEEEEEEEE 12111 ceee 12Hình 1.16 : Tường chắn bán trọng lực - 7+ 2 2+<+s+£scscszereee 12Hình 1.17 : Hệ thống COC DAN <4 13Hình 1.18 : Tường cọc bản và hệ thống neo ¿+5 5 252 2s+E+Ez£zzzczrsred 13Hình 1.19 : Vật liệu địa kỹ thuật gia cố mái dốc ¿-¿-5- +c+c+c+£z+sczrereced 14Hình 1.20: Phương án tường chắn cọc đan kết hợp - - - + + + + £ +£z£z£xesez 14Hình 1.21: Mặt cat câu tạo các bộ phận kết cau bờ kè kiểu neo cọc - 15Hình 1.22: Mặt đứng cầu tạo các bộ phận kết cau bờ kè kiểu neo cọc 15Hình 1.23: Cau tạo kết cầu bờ kè kiểu neo CỌC -cc- te 2 EESeEE+ESEEeErsrerssrs es 15Hình 1.24: Cau tạo các bộ phận kết cầu bờ kè kiểu neo thanh, kiểu neo bản 16Hình 1.25: Cau tạo tường cọc không ne0 seseseseseseseseccececssssevevevees kEErkrkrkrkrreree 17Hình 1.26: Tiết diện cọc chữ T cs- xxx tt treo 18Hình 2.1: Cân bang Mohr-Rankine (chủ động) ¿ - - + 2 2 2+s+£+£s£ecscsced 21Hình 2.2: Cân băng Mohr-Rankine (bị động) - + 2 252 2E+s+E2££Ezezezezrrered 22Hình 2.3: Tính toán áp lực đất chủ động theo Coulomb - 2-55 <<: 23

Hình 2.4: Sơ đồ cọc chịu tải trọng nØan8 -¿-c- c- sxstsxsEsE3 ve ng, 27Hình 2.5: Sơ đồ tính toán 6n định truot c.ccccccccccsccsessecesceccescsscsscsecseesecscescescsaeseesees 33Hình 2 6: Cách xác định tâm trượt nguy hiểm s56 SE 34

Hình 2.7: Mặt dẻo trong mô hình Mohr — Coulomb - << << -+++<+<++>+ss2 39

Hình 2.8: Mô hình mặt dẻo Mohr — Coulomb với ứng suất chính - 40

Hình 2.9: Xác định H50 và t50 theo phương pháp Casagrandke 42Hình 2.10: Xác định Eo và E50 từ thí nghiệm ba trục thoát nước C- 43

Hình 2.11: Xác định Eoed từ thí nghiệm nén cô kẾt ¿c2 65s £+E+E+e£sEsesxd 44

Hình 2.12: Xác định góc giãn nở w trong Mohr Coulomb -‹-«« «<< << <<+ 46

Hình 3.1: Sơ đồ lực tác GUNG 1EN 0777 48Hình 3.2: Tính coc băng d6 giải - s11 S E1 n1 ngư, 50Hình 3.3: Sơ đô tính tường cọc bản trong nên S€t ceeescsseseseceseseseeseescececeseesees 54Hình 3.4: Sơ đô tính tường cọc bản có neo trong nên sét -. 5s s sex sec: 56Hình 3.5: Ap lực đất tác dụng lên tường cọc bản bê tông dự ứng lực 57Hình 3.6: Sơ đô tính toán moment lớn nhất trong tường cọc bản bê tông 58Hình 3.7: So đô tính toán chuyển vị đầU CỌC cecssescescescsscsecssesecsceae AE se reeg 59Hình 3.8: Sơ đồ tính toán tường cọc trường hợp có neo -:-scsesececee 59Hình 3.9: So đồ lực tác động lên tường cọc trường hợp có neo -ssc- 60Hình 3.10: Toán đô dé tìm chiều sâu chôn cọc - ¿+ ++s++eSeE+ESeEEzsssssssrsse 61Hình 3.11: Sơ d6 tính toán coi cọc bản có độ cứng hữu hạn 62Hình 3.12: Sơ đô tính toán Ổn định lật tường cọc bản - + cesssssi 64Hình 3.13: Sơ đô tính toán 6n định trượt phang tường cọc bản -s-s 5c: 65Hình 3.14: So đô tính toán 6n định trượt CUNØ ẦFÒN - SSSSS S3 s33 <+2 67Hình 4.1: Mặt băng tong thỂ - - - - ExSE SE SE 5811 1 1E 910111 11 ng nga 69Hình 4.2: Mặt bang kè - G6 tt S 111v E911 1g ng cưng, 70

Hình 4.3: Mặt đứng kè - 1011110100102 211111111110 111111 ng nen 73

Hình 4.4: Mặt cắt điển hình kè không neO cccccesessescecescsceescecesescsvecsceseses keeEseseeed 73Hình 4.5: Mat cat điển hình kè có ne0 ccccceccccccsescscesseseeseseesceseseeseeecseesees cececseeseeeeess 74Hình 4.6: Sơ đồ tính toán moment uốn lớn nhất lên coc bản bê tông S3Hình 4.7: Câu tạo tường không n€o - «6 s3 SE 1E ve ng ve S7

Hình 4.8: Một phan đoạn tường không ne€o - << + S19 Y1 ng87

Hình 4.9: Chuyén vị cọc trong tường không neo khi coc căm vao tang dat yéu 88

Hình 4.10: Chuyén vị một phân đoạn tường không neo khi coc căm vào tang datHình 4.11: Chuyển vị coc trong tường không neo khi coc căm vào tang đất cứng 89

Hình 4.12: Chuyén vị một phân đoạn tường không neo khi cọc căm vào tang đất2115077 4 S9Hình 4.13: Biéu đồ thé hiện chuyển vị ngang của cọc không có neo 90

Hình 4.14: Biểu đồ thể hiện chuyển vị đứng CUA COC CỐ I€O c2 90Hình 4.15: Cau tạo tường CÓ 'I€O 1E St cv S11 E1 1 E1 EE175251 3 seseavscees 9]Hình 4.16: Một phan đoạn tường có neo trường hợp thi công .- 9]

Hình 4.17: Một phân đoạn tường có neo trường hợp vận hành - 92

Hình 4.18: Nội lực của tường trường hợp CO nñ€o - s2 311511 xxxsrsee 92Hình 4.19: Chuyến vị của cọc trường hợp €ó neo - + + s6 +e+c+£+£+szszxzxresrees 93Hình 4.20: Nội lực của dầm trường hợp C6 n€o - - - + + se se sex sxcv sesrree 93Hình 4.21: Nội lực của đan trường hop CO €O s55 S223 51511 1xxe 94Hình 4.22: Biểu đồ thé hiện chuyển vị ngang khi thay đôi khoảng cách của cọc có neo (đơnP3 95

Hình 4.23: Biểu đồ thé hiện lực cat của đan khi thay d6i khoảng cách cọc 95

Hình 4.24: Biéu đồ thé hiện mô ment của đan khi thay đối khoảng cách cọc 96

Hình 4.25: Biểu đồ thé hiện chuyển vị ngang của dan khi thay đối khoảng cách của cọc có¡59800310 S1 sa 97

Hình 4.26: Biéu đồ lực cắt của dan khi thay đôi khoảng cách của coc có neo 97

Hình 4.27: Biéu đồ mô ment của đan khi thay đối khoảng cách của cọc có neo 98

Hình 4.28: Biểu đồ thể hiện chuyển vi ngang của cọc có neo (đơn vi x10-3) 99

Hình 4.29: Biểu đồ thể hiện chuyển vị theo chiều sâu của cọc có neo 99

Hình 4.30: Biéu đồ thé hiện lực cat của dan trường hợp coc có neo 100

Hình 4.31: Biéu đồ thể hiện moment của đan trường hợp cọc có neo 100

Hình 4.32: Biểu đồ thé hiện lực cắt của dầm trường hop cọc có neo - 101

Hình 4.33: Biéu đồ thé hiện moment của dầm trường hop cọc có neo 101

TÓM TẮT

Thành phố Cà Mau là địa phương có mạng lưới sông ngòi và kênh rạch dàyđặc, đứng hang dau trong các tỉnh vùng Đồng băng sông Cửu long Với đặc điểmsông rach chan chit, giao thông thủy đóng vai trò chủ đạo thành phố Cà Mau đượchình thành tai vi trí hội tụ các tuyến kênh sông trong khu vực nêu trên Tuy nhiêncùng với sự bién động của triều cường, tác động của dòng chảy đã dẫn đến tình hình

sạt lở nghiêm trọng hàng năm tại đây.

Vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là phải xây dựng các tuyến kè để bảo vệ nhàcửa và sản xuất của người dân Tuy nhiên, nguồn kinh phí để thực hiện cho dự ánnày còn nhiều hạn chế và vị trí xây dựng tuyến kè nay chủ yếu là ở lòng sông hepvới chiều sâu không lớn, không thích hợp để đặt các dạng kè tường trọng lực Trêncơ sở lý thuyết tính toán, phân tích và lựa chọn giải pháp kết cau hợp lý cho dạngsông đặc trưng này mang ý nghĩa thiết thực

ABSTRACT

Ca Mau City's local network of rivers and canals dense, leading province inthe Mekong Delta Featuring a criss-cross rivers, waterways play a major role in CaMau city is formed at the position convergence river canals in the above areas.However, along with the fluctuation of tides, currents impact of the situation led toserious erosion annually here.

Urgent problems posed today is to build embankments to protect homes andpeople's production However, funding for the implementation of this project islimited and location embankments built mainly in the narrow riverbed with no greatdepth, not appropriate to place significant gravity wall On the basis of theoreticalcalculations, analyzing and selecting appropriate structural solutions for specifictypes of river carries practical significance.

MO DAU

1.Van đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài:

Thành phô Cà Mau là địa phương có mạng lưới sông ngòi và kênh rạch dày

đặc, đứng hàng đầu trong các tỉnh vùng Đồng băng sông Cửu Long, chiếm gần7,85% tong dién tich tu nhién cua toan tinh

Giao thông thủy đóng vai trò chủ đạo gan liền với sự hình thành và phat triểncủa thành phố Cà Mau trong lĩnh vực buôn bán giao thương với các dãy phố vensông sam uất

Tuy nhiên cùng với sự bién động của triều cường, tác động của dòng chảy,sóng, tau ghe, dẫn đến tình hình sat lở nghiêm trong hang năm tại Cà Mau Quátrình sạt lở thường xảy ra vào mùa mưa hàng năm, do đặc điểm địa chất tầng mặt làbùn sét ở trạng thái chảy, do đó sau một vải cơn mưa dầm đầu mùa, nền đất trở nênbời rời, lực dính của đất giảm xuống đáng kể, đồng thời do tác động của sóng, thủytriều lên xuống dẫn đến sạt lở bờ sông, làm thiệt hại đến tài sản và đe dọa tính mạngcủa cộng đồng dân cư sinh sống ven sông rạch

Theo thông kê mới nhất của Sở NN&PTNT tỉnh Cà Mau, mỗi năm bình quâncác tuyến kênh Cà Mau sat lở 0,5m, bờ biển lở bình quân 5m trên chiều dài khoảng

254km.

Vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là phải xây dựng các tuyến kè để bảo vệ nhàcửa và sản xuất của người dân Tuy nhiên, nguồn kinh phí để thực hiện cho dự ánnày còn nhiều hạn chế và vị trí xây dựng tuyến kè nay chủ yếu là ở lòng sông hepvới chiều sâu không lớn, không thích hợp để đặt các dạng kè tường trọng lực Chínhvì lý do đó, việc phân tích và lựa chọn giải pháp kết cau hợp lý cho dang sông đặctrưng này là cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu 6n định, chuyển vi của tường chắn dạng cọc đan kết hop gồm các

mục tiêu sau đây:

- Sự ôn định của công trình ở trạng thái tự nhiên và trong điêu kiện bât lợidưới sự ảnh hưởng của dao động mực nước.

- Chuyển vị của tường khi thay đổi chiều dai cọc

- Chuyển vị của tường khi thay đổi độ dày của đan BTCT.- Ôn định của tường khi thay đôi chiều dai ngàm vào đất của đan BTCT- Nội lực phát sinh trong tường khi thay đôi khoảng cách bố trí cọc

- Kiểm tra ôn định va lựa chọn giải kết cầu tường chắn hợp lý

3 Phương pháp nghiên cứu:

- Tổng hợp và phân tích kết quả nghiên cứu lý thuyết liên quan đến vấn đề đề

Giải quyết van đề mất 6n định tai vị trí công trình và vùng lân cận đang diễnra ngày càng nhiều và phức tạp trong những năm gần đây bằng giải pháp hợp lýmang lại hiệu quả kinh tẾ cao

5 Giới hạn của đề tài:

Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên dé tài có một số hạn chế sau :

+ Chỉ mới tính toán và mô phỏng cho đoạn có lòng sông hẹp ở vùng đặc

trưng thành phố Cà Mau

+ Chưa xét ảnh hưởng của tải trọng động của dòng chảy lên công trình.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP CHONG SAT LO VÀGIẢI PHAP TƯỜNG CHAN CHO L_ NG SONG HEP

1.1 Tổng quan về nguyên nhân gay sat lở

Vấn dé sat lở và mat ôn định mái dốc đã được nhiều tác giả nghiên cứu từ ratlâu bởi tính chất quan trong của nó Sat lở có thể cướp di sinh mạng của nhiềungười, đất đai, nhà cửa Khi sạt lở xảy ra thường có nhiều hơn một nguyên nhân

Theo [1], có năm nguyên nhân gây trượt lo:

- Tăng cao độ dốc của sườn, của mái dốc khi cắt xén, khai đào hoặcxói lở khi thi công mái quá dốc

- Làm giảm độ bền của đất đá do biến đổi trạng thái vật lý khi tamướt, trương nở, giảm độ chặt, phong hóa, phá hủy kết cau tự nhiên hoặc dophát triển các hiện tượng từ biến trong đất đá

- Tác động của áp lực thủy tinh và thủy động lên đất đá, gây nên biéndạng thâm ( xói ngầm, chảy trôi, biến thành trang thái cát chảy )

- Biến đối trạng tháo ứng suất của đất đá ở trong đới hình thành sườndốc và thi công mái dốc

- Tác động bên ngoài : chất tải trên sườn dốc, mái dốc, kế cả nhữngkhu kế cận của đỉnh đốc, dao động địa chan và vi địa chan

Cơ chế gây sat lở va các yêu tô gây ảnh hưởng

Hiện tượng sạt lở xảy ra ở rất nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam Đặc biệt ởnhững công trình nằm trên mái dốc, công trình chạy dọc theo các hệ sống sông rạch.1.2.1 Cơ chế sat 16

Cơ chế sạt lở đất rất phức tạp Sạt lở đất được giải thích là sự mất cân bằnggiữa thành phần kháng trượt và thành phan gây trượt Khi mái dốc 6n định sự cânbăng nảy được duy trì Tuy nhiên, trong một trường hợp nào đó, điều kiện cân bằngnày không còn tôn tại Sự phá vỡ cân băng có thể do giảm thành phần kháng trượthoặc tăng thành phần gây trượt hoặc cả hai

Cơ chế mat ôn định tong thé của công trình trên đất yếu và đất sét thườngxuất hiện dưới dạng khối trượt cung tròn, trượt ngang hoặc nếu nên quá yếu có thểbị phá hoại trực tiếp có hiện tượng lún chim [2].

1.2.2 Các yêu to ảnh hưởng1.2.2.1 Anh hưởng của yều tô dòng chảy

Vào mùa lũ lưu lượng, lưu tốc dòng chảy lớn lại trùng vào mùa gió có triềucường gây ra sóng lớn tác động vào bờ Dòng chảy chịu ảnh hưởng của thủy triều,nhất là khi triều rút, sự thoát nước nhanh tạo ra lưu tốc lớn

1.2.2.2.Anh hưởng của vật liệu dòng chảy

Kết cau trầm tích ven bờ yếu, kém chặt sít do chưa qua quá trình nén chặt tự

nhiên, đất luôn bị bão hòa nước, độ gắn kết thấp dễ bị dòng chảy làm xói mòn gây

Tác động của áp lực thủy tĩnh: Vào các thời kỳ mùa lũ hoặc khi triều dâng,phan đất đá ngập nước năm trong trang thái bị đây nỗi va trọng lượng của nó khôngđủ dé giữ yên các khói đất đá nam ở phía trên Dat đá ở phía trên gần như mat điểmtựa bắt đầu dịch chuyển và làm cho phan dat đá trong trạng thái bị day nối bên dướibị trượt Ngoài ra, đất đá ở trạng thái đây nỗi cũng làm giảm ứng suất pháp có hiệuở tại mặt trượt đã xác định hoặc đang dự đoán, do đó sức chống cắt của đất đá giảmxuống và có thé phát sinh trượt

Tác động của áp lực nước thủy động: Nước mưa, nước mặt ngắm xuống đấttheo các lỗ hong, khoảng trống có trong đất đá và tạo ra dòng thấm lưu thông trong

đất đá Sự vận động thấm của nước dưới đất gây ra áp lực thủy động cĩ ảnh hưởng

dén sự biên đơi trạng thái ứng suat cua dat đá cau tạo bờ và gây ra biên dạng thâm.

a

AAAA AAS

Hình 1.1 : So đồ luc tác động lên mái dốc khi cĩ áp luc thủy động

Từ sơ đồ trên cho thấy áp lực thủy động hướng theo phương dịng thấm và cĩgiá trị cảng lớn khi độ thâm nước của đất đá càng bé Trong những thời gian biếnđối đột ngột gradien áp lực, áp lực thủy động sẽ tác động vào đất đá ở bờ và gây

trượt lở bờ.

1.3.Đặc điểm các cơng trình bảo vệ bờ

Cơng trình bờ kè là một trong những phương pháp thường được sử dung débảo vệ các cơng trình ven sơng phơ biến khá nhiều nước Tuy nhiên hiệu quả của bờkè trong việc chồng sạt lở tại những khu vực cĩ khả năng sạt lở cao ở khu vực CàMau cần b6 sung, bởi vì một số cơng trình đã và đang thi cơng đã gặp sự cơ và gâythiệt hai lớn về người và tai sản Trong tính tốn bờ kè ven sơng, 6n định cơng trìnhbờ kè là van dé quan trọng hàng đầu cần phải xét

1.3.1 Các dạng mặt cắt ngang của cơng trình bờ kè

Trong thực tế xây dựng cơng trình bờ kè , thường gặp các dạng mặt cắt

ngang của địa hình như sau (hình 1-1):

> Boké dạng thang đứng (a): khối lượng xây lắp lớn nhưng tiện lợi khi

sử dụng, đặc biệt ở những nơi cĩ lịng sơng sâu Loại này được sử dụng rộng rãi

đa&c biệt 60 những nơi cou nhiều tàu thuyền qua lại và chiếm diện tích khơngđáng kẻ

> Bờ kè nghiêng (b) : đơn giản và rẻ tiền nhưng khơng thuận tiện choviệc khai thác và sử dụng Loại kè này chủ yếu dung bảo vệ bờ

> Bo kè hỗn hop nửa nghiêng nửa đứng (c) và (d) : được sử dụng ở

những nơi có mực nước thâp hoặc mực nước cao kéo dài trong năm.

MNCN Li - MNCN x KO

Hình 1.2: Các dang mặt cat ngang của công trình bờ kè

1.3.2 Các giải pháp công trình bảo vệ bờ:

Mục đích của công trình bảo vệ bờ là tạo sự bảo vệ bề mặt mái dốc đểngăn chặn thấm do mưa lớn để cho mái dốc có thé được khô ráo, chống XÓI dotác động của sóng, dòng chảy, tăng 6n định chống trượt của mái dốc có côngtrình bên trên Những phương pháp bảo vệ bề mặt mái dốc chăng hạn như trồngcỏ, đá hộc đồ rỗi, đá hộc lát khan, đá hộc xây, thảm rọ đá và các tấm bê tông đúc

san

Hình 1.4 : Bao vệ bê mặt mái dốc bằng thảm cát.

1.4.Giới thiệu hình thức và các giải pháp kết cấu xây dựng công trình1.4.1 Phương án cho kết cau đỉnh kè và thân kè

Tường đỉnh kè trong phương án kè mái

đứng thường được sử dụng bằng mộtsố kết câu có khả năng chịu tải trọngngang lớn Cọc bê tông cốt thép ứngsuất trước hay còn gọi là dự ứng lực(DUL) là loại kết cấu được sử dụng

phô biên nhờ những đặc diém nôi trội:

Hình 1.5: Kết cấu kè mái đứng- Độ bên cao: Momen chống uốn lớn, cường độ bê tông đạt Rb= (600-800)kg/cm? (gấp 2-3 lần BT thường)

- Sản xuất theo dây chuyền công nghiệp nên được kiểm soát và đảm bảo chấtlượng vật liệu, giảm thiểu các khuyết tật, thời gian thi công nhanh

- Chống xâm thực tốt, đặc biệt trong môi trường nước mặn và chua phèn.- Tiết kiệm vật liệu BT do kích thước mặt cắt nhỏ nhưng khả năng chịu lực cao

Ngoài cọc BTCT_UST ra con

có thể sử dụng cừ larsen, cừ bảnnhựa tổng hợp làm kết cấu chotường đứng Mỗi loại vật liệu nàyđều có những ưu điểm riêng songviệc sử dụng ở điều kiện nước ta vẫnchưa được phổ biến rộng rãi do

những đặc điêm về công nghệ và giáthành chưa phù hợp.

li,

IỆ TẾ

Hình 1.6: Kết cấu dang cir ban nhựa

Phương án tường đứng cũng có

một giải pháp khá phố biến và hiệuqua đó là áp dụng kết cau tường gócbê tông cốt thép Đặc điểm của loạikết cau này tương tự như tường góctrong công trình bến nhưng có quymô nhỏ hơn, tường chỉ cao từ 2 đến3m cho nên vì vậy có thé bó trí neohoặc không tùy thuộc vào từng điều

kiện cụ thê.

Hình 1.7: Kết cấu trởng góc BTCTTrong trường hợp không dùng neo có thé bồ trí thêm tường chống dé đảm bảo6n định cho kết cau Kết cau tường góc nay phù hop với những nơi có điều kiện địachất tương đối tốt và cũng không can nhiều không gian dé thi công

Dù vậy áp dụng loại kết cau này cho công trình kè cũng có nhược điểm là thicông tương đối phức tạp (do phải thi công đồ bê tông liền khối tại chỗ) nên phụ thuộcnhiều vào điều kiện mực nước, do đó thời gian thi công tương đối lâu

1.4.2 Phương án cho kết cấu chân kè:

Chân kè trong 2 phương án kè mái đứng và kè mái nghiêng có cùng chức

năng và điều kiện làm việc như nhau vi vậy giải pháp kết cau là như nhau

Do đặc điểm năm ngập trong nước hoặc trong phạm vi dao động của mựcnước nên điều kiện thi công kết câu mái kè thường rất khó khăn

Giải pháp pho biến cho kết cau bảo vệ lòng sông trong thời gian qua thườngđược sử dụng bằng thảm đá

Hình 1.8: Mái sông bdo vệ bằng thảm — Hình 1.9: Thiết bị tha thảm da trên

da song

Tham đá được sử dung phố biến do đặc điểm vật liệu đá hdc có thé khai thácdễ dàng ở nhiều địa phương trong nước, lưới thảm hiện nay cũng được sản xuấttrong nước Thiết bị thi công thảm cũng được các đơn vi sản xuất đại trà và trình độthi công thả thảm cũng được cải tiễn làm cho năng suất thả nâng cao hơn trước Đối vớiphạm vi chật hẹp thảm đá có thé được thi công bang thủ công dễ dàng

Tham đá thường có khối lượng lớn, lại được liên kết với nhau nên độ 6n địnhcao, và đặc biệt kết câu của thảm đá mềm dẻo nên có khả năng tự điều chỉnh theođịa hình khi bién dạng

1.4.2.1 Thảm bê tông tự chèn lưới thép (Tham P.D.TAC-M)

Đây là một công nghệ mới trong lĩnh vực xây dựng công trình bảo vệ bờ, có

khả năng biến dạng theo nền nên khá bền vững Với những ưu điểm khá nổi bật nhưdiện tích 1 thảm lớn (150 đến 200m?) nên hạn chế được khe hở giữa các thảm.Thảm P.Đ.TAC-M phù hợp với điều kiện nền mềm yếu do chiều dày thảm là khá

Hình 1.10: Thi công lưới thảm trên Hình 1.11: Thiết bị thả thảm xuống lòng

phao nổi sông

1.4.2.2 Thảm bê tông FS (thảm bê tông túi khuôn)

Đây là một loại vật liệu mới, công nghệ mới trong xây dựng công trình bảo

vệ bờ và đã được áp dụng ở một số nước tiên tiễn trên thế gIỚI

Thảm được may bang soi tong hợp có độ bền cao, thảm có chiều dày 10 25em Thảm được trải trên mái công trình sau đó dùng bom áp lực cao day vữa bêtông vào các túi nhỏ trên thảm, tạo thành một tắm thảm bê tông phủ kín mái công

-Những tru điểm nội bật của thảm bê

tong fs:- Với bom có ap lực lớn vữa bê tông

sẽ tự dàn trải che kín nền.- Thich hợp với nên mém yếu dophân bố lực déu, có khả năng tự điềuchỉnh mái dan tới phăng

- Trải liên tục từ dưới lên trên.

Hình 1.12: Bao vệ bờ bằng thảm bê

tong fs

- Do được thi công bang cơ giới hoá cao nên thời gian thi công nhanh

Nhược điêm của loại thảm này:

- Túi thảm được sản xuất bằng công nghệ hiện đại của nước ngoài nên phảinhập khẩu dẫn đến giá thành cao.

- Công nghệ thi công phức tạp, thiết bị thi công chuyên dụng lớn, chưa phổbiến ở trong nước

1.4.2.3 Quy mô kết cầu phù hợp cho khu vực dự án:

Đôi với các công trình kè bảo vệ bờ tại cho (kè bám sát bờ sông và lòng sông)

thường được chia ra 2 loại kết cấu chính: Kè bảo vệ bờ mái đứng và kè bờ máinghiêng Sơ đỗ kết cau của 2 loại công trình kè nảy như sau:

Kêt câu kè mái đứng Két câu kè mái nghiêng

Ô

le 8 Jo° Đỉnh kè

= = = =m—

Đỉnh kè

Mực nước cao TKMực nước cao TK

Hình 1.13: Kè bờ sông Đông Nai khu Hình 1.14: Ke bo sông Tién khu vực

vực Tp Biên Hoa công Xuán Hoa thành phô Mỹ Tho

Hình 1.16 : Tường chắn bán trọng lực.1.4.5 Tường cọc bản kêt hợp neo

Cọc bản thường cấu tạo băng thép hoặc bêtông cốt thép dự ứng lực códạng bản, dạng chữ Z hoặc hình cánh cung nhằm tăng moment kháng uốn Cocbản thường được sử dụng làm tường chắn có neo hoặc không neo Cọc được hạvào đất bằng búa đóng hoặc búa rung, cọc bản BTCT dự ứng lực được hạ bằng

xối nước hoặc hỗ trợ bằng búa rung Cọc bản thép dễ thi công, chịu được lực

a) BTCT dự ứng lực b) Cọc ván thép

Hình 1.17 : Hệ thong coc ban

Su ôn định cua loại tường này được đảm bao băng cách chôn chan tườngvao trong nên Dé giảm bot độ sâu chôn trong dat của tường và dé tăng độ cứng

của tường có thể sử dụng kết hợp với hệ thông neo

Hình 1.18 : Tường cọc bản và hệ thông neo [3]

1.4.6 Tường 6n định cơ học (MSE)

Tường được cầu tạo bằng cách đưa các vật liệu chịu kéo (các thanh kimloại, tim kim loại hoặc các thanh vật liệu chịu kéo tốt, hay là bằng các tâm vảiđịa kỹ thuật ) vào đất dé khắc phục nhược điểm cơ ban của đất là không chịu

kéo được.

Hình 1.19 : Vat liệu địa kỹ thuát gia có mái dốc [3]

1.4.7 Tổng quan về kết cấu tường dang coc đan kết hop

Tường chan dang cọc đan kết hợp là loại kết cau tường mong gém nhiều cọcriêng lẻ đóng sâu và trong đất và tam chăn hợp thành, 6n định của nó là nhờ vàophan cọc đóng vảo trong dat và hệ thống neo giữ của tường mặt, thuộc loại tườngchắn đất loại nhẹ Dựa theo sự khác nhau của phương thức neo có thé chia thành

kiêu neo thanh, kiêu neo bản và kiêu neo cọc.

DAM là NỀN BƯƠNG

======== | || TÂMtHAN_ reve

COG NEOV

Hình 1.21: Mat cắt cấu tao các bộ phán kết cấu bờ kè kiểu neo cọc

at.NAA

Hình 1.22: Mặt đứng cấu tao các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo coc

ki

2+”TIM ĐƯỚNG

Tường chắn kiểu cọc neo là loại tường chôn cọc BTCT vào trong lớp đất6n định rồi ghép các tam chăn đất vào.Loại này thích hợp với nên móng tươngđối kém, lực trượt của khối đất sau tường tương đối lớn, yeu cau chén coc kha

sâu, diện tích dao dat chôn cọc nhỏ nên có lợi trong việc dam bao thi công.

dựng.

Câu tạo các bộ phận bờ kè cọc đan kết hợp thông thường gồm 3 bộ phận

chính kêt cầu đỉnh, kết câu tâm chăn và kêt cau cọc neo.

1, Dam mũ

2 Tường mat

3a Tầng lọc ngược3b Khối đá giảm tải3c Cát (đất lấp sau tường)

4 Bích neo5 Đệm va

Tường chăn kiểu neo thanh mỗi cấp thường cao 5-óm, giữa 2 cấp chừamột bac rộng 1-2m Để tiện chôn trụ và lắp đặt các tắm chăn đất, mặt tườngthường làm thăng đứng Khoảng cách giữa các trụ được xác định theo thiết bịcau lắp hiện trường va năng lực chống nhồ của neo, thường từ 2.5-3.5m Tùytheo chiều cao mỗi trụ có thé bố trí từ 2-3 thanh neo, vi trí của thanh neo phảiphân bố điều momen uốn của trụ để tiện bố trí cốt thép Thanh neo là 1 thanhhoặc 1 số thanh cốt thép làm thành, có thé căm ngang vao đất, cũng có thé cămdốc xuống dưới 100-450, lỗ neo chèn vữa xi măng cát, do đó mà có định thanhneo trong lớp đất Chiều dài cỗ định hữu hiệu thanh neo trong lớp đá thườngkhông nhỏ hơn 4m, trong lớp đất không nhỏ hơn 5m Kích thước mặt cắt của cộtvà của tam chắn đất xác định bằng tính toán

Tường mặt: gồm nhiều cọc đơn đóng liền, liên kết với đan BTCT tạothành bức tường tường mặt là cọc BTCT thường gồm có những tiết diện sau:

Vật liệu đắp sau tường phải dùng cát, sỏi thoát nước tốt, hoặc vật liệu đádam, không dùng đất có tính trương nở

Đất đắp sau tường : thường dùng hai loại vật liệu là cát và đá hộc Cát có

øóc ma sát giữa các hạt 9 =20+35" da hộc có góc ma sát giữa các viên da@ =4l+45 ` Đất lấp sử dụng đá hộc có lợi về mặt chịu lực (làm giảm áp lực đất

chủ động tác dung lên tường mặt) song giá thành lại cao, vì vậy người ta thường

kết hợp khối đá giảm tải ( gdm lớp đá 1x2 và lớp đá 3x4) và cát Giữa cát và đángười ta xử ly tầng lọc ngược dé chống hiện tượng cát theo dòng nước ngầm trôivào lăng thé đá Tang loc ngược thường được câu tạo 3 lớp có kích thước hạt lớn

dân theo chiêu dòng nước ngầm

1.4.7.4 Thoát nước

Tường chắn đất phải có biện pháp thoát nước thích đáng dé phòng nướcmưa thấm xuống và gây xói đất sau tường, làm giảm năng lực chịu tai của nềnmóng tăng lực đây sau tường và tăng nhanh tốc độ rỉ của cốt thép chịu kéo

Thân tường đồ bê tông phải đặt lỗ thoát nước để thoát nhanh nước đọngsau lung tường Lỗ thoát nước có thé là lỗ tròn đường kính 5-10cm hoặc lỗ chữnhật 5x10cm Khoảng cách giữa các lỗ từ 2-3m B6 trí xen kẽ trên dưới Cửathoát nước của lỗ thoát nước dưới cùng phải cao hơn mặt đất 0.3m Miệng vàcửa lỗ thoát nước phải bố trí tầng lọc ngược dé tránh ứ tac

Khi vật liệu đắp kém thoát nước (dùng đất hạt mịn) dé đọng nước, phải bốtrí thoát nước sau lưng tường, làm tầng lọc ngược để tăng nhanh việc thoát nước,ngăn ngừa nước cuốn trôi các hạt mịn, giảm nhỏ áp lực nước tác dụng sau lưng

tường

1.4.7.5 Khe nối

Nhằm tránh việc nền móng lún không đều ảnh hưởng bat lợi đến tình hìnhchịu lực của thân tường cần phải bố trí các khe lún ở các chỗ tinh chất nên móngthay đôi hoặc chiều cao thay đổi

Nên căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất để phân đoạn thiết kế và thicông tường chắn Chiều rộng khe lún thường 2-3cm, dùng nhựa ma tít để chèn

kín ở mặt trong, mặt ngoài.1.5 Nhận xét

- Như vay, qua những tài liệu thu thập giới thiệu ở trên cho thấy van dé sat lởcủa bờ sông gồm nhiều nguyên nhân như: tải trọng công trình trên bể mặt, (côngtrình giao thong, nhà 6), giao thông thủy, khai thác cát trái phép xây nha lan chiếm

bờ song,

- Do đó việc xây dựng các tuyến kè để bảo vệ bờ là điều cấp thiết Tuynhiên, trong xây dựng các công trình bảo vệ bờ ở khu vực thành phố Cà Mau vàcác vùng lân cận là khu vực có bề dày nên đất yếu tương đối lớn việc tính toánôn định bờ kè có một số đặc điểm riêng do đặc thù địa chất công trình

- Kinh phí các tuyến kè trong nội ô thành phố thường do Nhà nước và dâncùng làm, nếu dùng các phương pháp xử lý như tường trọng lực, tường bán trọnglực, clr larsen; bản BTCT, tường đá hộc sẽ rất tốn kém, chỉ có những đoạn kèxung yếu có lòng sông rộng và sâu hoặc tuyến kè kết hợp làm đường giao thông thìmới sử dụng phương pháp nâng cao ôn định của kè, nếu những đoạn kè của bờ sônghep và chiều sâu không lớn, người ta thường dùng kè dang cọc đan kết hợp dé chanđất là hiệu quả và hợp lý.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN ÔN ĐỊNH TƯỜNGCHAN CỌC - DAN VEN SONG TREN DAT YEU

Việc tính toán ôn định bờ kè ven sông bao gôm các van dé sau: ôn định hệtường chắn, 6n định đất đắp trên đất yêu ven sông

2.1 Tính áp lực đất lên tường chan [4], [5], [6]

Ap lực đất tac dụng lên tường chan được tính toán dựa các lý thuyết sau :2.1.1 Lý thuyết Mohr-Rankine

Lý thuyết Mohr- Rankine dùng dé tính áp lực đất lên tường chăn dựa trên cácgia thiết sau:

- Giữa dat và tường không có ma sat- Sự hiện diện của tường không ảnh hưởng đến sức chỗng cat của dat- Ở tại độ sâu z bat kì, áp lực phân bố song song với mặt dat

2.1.1.1 Áp lực đất chủ động

a_~

Øi — 93

BC —sing =—— = 2 = —-

ACO > +ccot gp 6, +0,+2ccot gp (2.1)

Biến đổi ta có:

~ ~

O;=0,,0,; =O,=-/7Zo,=K,yz-2cJK, (2.3)