Nghiên cứu đánh giá quá trình lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển bạc liêu

LỜI CẢM ƠN Lun vn thc s chuyên nghành xây dng công trình thu vi  tài “Nghiên cứu đánh giá quá trình lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu” c hoàn thành vi s c gng n lc ca bn thân cùng vi s giúp  nhit tình ca Khoa Công trình, các thy cô giáo trng i hc Thu Li ã to mi iu kin và ng viên giúp  v mi mt. Tác gi xin chân thành cm n các c quan, n v và cá nhân nói trên. c bit, tác gi xin bày t lòng bit n sâu sc ti thy giáo hng dn TS. Hoàng Vit Hùng và PGS.TS Trnh Minh Th ã trc tip hng dn và tn tình giúp  trong thi gian thc hin lun vn. S thành công ca lun vn gn lin vi quá trình giúp , ng viên c v ca gia ình, bn bè và !ng nghip. Tác gi xin chân thành cm n. Trong khuôn kh lun vn thc s, do iu kin thi gian có hn nên không th" tránh khi nh#ng khim khuyt, r$t mong nhn c ý kin óng góp quý báu ca các thy cô giáo, các anh ch và bn bè !ng nghip. Hà Nội, ngày 27 tháng 02 năm 2014 Tác giả Bùi Thị Mịn LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là Bùi Th Mn, tôi xin cam oan ây là công trình nghiên c%u ca riêng tôi. Nh#ng ni dung và kt qu trình bày trong lun vn là trung thc và cha c ai công b trong b$t k& công trình khoa hc nào. Tác giả Bùi Thị Mịn MỤC LỤC PH'N M( 'U 1 I.Tính c$p thit ca  tài 1 II. Mc ích ca  tài 2 III. Phng pháp nghiên c%u 2 IV. Ni dung lun vn 3 V.Kt lun và kin ngh. 3 CH)*NG I 4 T+NG QUAN V, XÂY D-NG Ê BI.N TRÊN N,N /T Y0U 4 1.1. Hin trng ê bi"n Vit Nam 4 1.1.1. a ch$t nn và $t p ê bi"n min Bc 4 1.1.2. a ch$t nn và $t p ê bi"n min Trung 12 1.1.3. a ch$t nn và $t p ê bi"n min Nam 20 1.1.4. a ch$t nn và $t p ê bi"n Bc Liêu 23 1.1.5. a ch$t nn và $t p ê bi"n Cà Mau 24 1.2.Các iu kin biên a k1 thut trong tính toán thit k ê bi"n 26 1.2.1 Tng quan 26 1.2.2 Nh#ng khía cnh a k1 thut liên quan n ch%c nng chn gi# nc 28 1.2.3. c trng C hc $t c bn trong thit k công trình $t 31 1.3.Kt lun chng 1 36 CH)*NG II 37 C* S( LÝ THUY0T 37 2.1 Lý thuyt c kt th$m ca Terzaghi 37 2.2. Phân tích quá trình bin i áp lc nc l rng d trong nn 41 2.3.Các nhân t nh h2ng ti quá trình c kt nn $t 48 2.4. Các gii pháp khi xây dng công trình trên nn $t dính yu bão hòa nc .49 2.4.1 Các bin pháp v kt c$u công trình 49 2.4.2 Các bin pháp v móng 51 2.4.3 Các bin pháp x3 lý nn 53 2.4.4 Các bin pháp thi công " x3 lý nn 60 2.5.Kt lun chng 2 62 CH)*NG III 63 MÔ HÌNH HÓA CÁC TR)4NG H5P 6NG D7NG 63 3.1.Gii thiu phn mm tính toán Plaxics 8.2 63 3.2.Phân tích la chn trng hp tính toán 64 3.3. Tính toán thit k mô phng bài toán trên mô hình toán 67 3.3.1 Bài toán: 67 3.3.2 Ni dung tính toán: 68 3.3.3 Kt qu tính toán: 68 3.4. Tng hp và phân tích kt qu bài toán 89 CH)*NG IV 90 6NG D7NG K0T QU8 NGHIÊN C6U V9I Ê BI.N B:C LIÊU 90 4.1 t v$n  90 4.2. Gii thiu công trình ê bi"n Bc Liêu 90 4.2.1.Ví trí a lý 90 4.2.2. a hình, a mo: 91 4.2.3. a ch$t công trình 92 4.2.4. Khí tng, thy vn 93 4.2.5.Tình hình dân sinh - kinh t - xã hi: 95 4.2.6. Tình hình u t xây dng c s2 h tng k1 thut ca vùng d án: 97 4.2.7. Quy mô tuyn ê bi"n ông Nàng Rn d kin xây dng: 101 4.3.  xu$t phng án thi công tuyn ê ông Nàng Rn 101 4.3.1 Xác nh chiu cao p gii hn cho phép theo lý thuyt: 102 4.3.2 Xác nh chiu cao p gii hn theo kt qu nghiên c%u ca lun vn: 102 4.3.3 Ki"m ch%ng kt qu nghiên c%u khi mô phng li ê bi"n ông Nàng Rn b;ng phn mm PLAXIS 103 4.4 Kt lun chng 4 107 K0T LU<N VÀ KI0N NGH= 108 I. Nh#ng kt qu t c ca lun vn 108 II. T!n ti 108 II. Kin ngh 109 TÀI LI>U THAM KH8O 110 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mt ct i"n hình tuyn ê ngn mn khu vc Qung Ninh 6 Hình 1.2:Mt ct i"n hình tuyn ê ven bi"n Hi Phòng 9 Hình 1.3:Mt ct i"n hình ê bi"n Nam nh 10 Hình 1.5:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Thanh Hóa 14 Hình 1.6:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Ngh An 16 Hình 1.7:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Hà Tnh 17 Hình 1.8:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Qung Tr 19 Hình 1.9:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Th?a Thiên Hu 20 Hình1.10: 6ng su$t @ng hng. 31 Hình 1.11:8nh h2ng ca tc  tng ti n tc  c kt và cng  chng ct 35 Hình 2.1: Mô hình Terzaghi 38 Hình 2.2. Kt qu thí nghim xác nh h s áp lc nc l rng ban u ca $t bùn sét 46 Hình 3.1 Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 8 lp, trng hp 1 69 Hình 3.2 Véc t chuy"n v khi ki"m tra n nh khi p- kt qu p 8 lp, trng hp 1 69 Hình 3.3 Kt qu ph chuy"n v- ki"m tra n nh khi p- kt qu p 8 lp, trng hp 1 70 Hình 3.4 Kt qu @ng chuy"n v- ki"m tra n nh khi p- kt qu p 8 lp, trng hp 1 70 Hình 3.5 Bi"u ! áp lc nc l rng theo thi on p 71 Hình 3.6: H s an toàn ΣM sf = 1.34 , sau khi kt thúc lp p th% nh$t 71 Hình 3.7: Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p- kt qu p 8 lp, trng hp 2 72 Hình 3.8: Kt qu ph chuy"n v- ki"m tra n nh khi p- kt qu p 8 lp, trng hp 2 73 Hình 3.9: Bi"u ! áp lc nc l rng theo thi on p 73 Hình 3.10: Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p- kt qu p 8 lp, trng hp 2 74 Hình 3.11: H s an toàn ΣM sf = 1.26 , sau khi kt thúc lp p th% 8 74 Hình 3.12: Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p kt qu p 6 lp-Trng hp 3 75 Hình 3.13: Kt qu ph chuy"n v- ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp- Trng hp 3 76 Hình 3.14 Bi"u ! áp lc nc l rng theo thi on p kt qu p 6 lp-Trng hp 3 76 Hình 3.15 Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp-Trng hp 3 77 Hình 3.16 Kt qu ph chuy"n v- ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp- Trng hp 3 77 Hình 3.17: H s an toàn ΣM sf = 1.46 , sau khi kt thúc lp p th% 6 78 Hình 3.18 Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 8 lp-Trng hp 4 79 Hình 3.19:Bi"u ! bi"u diAn quá trình tiêu tán áp lc nc l rng d vi thi gian 79 Hình 3.20: Li bin dng tng th" trng hp 5 p 8 lp 80 Hình 3.21: Kt qu ph chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 8 lp 81 Hình 3.22: Bi"u ! bi"u diAn quá trình tiêu tán áp lc nc l rng d vi thi gian 81 Hình 3.23: Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 8 lp-Trng hp 5 82 Hình 3.24: Kt qu ph chuy"n v- ki"m tra n nh khi p kt qu p 8 lp- Trng hp 5 82 Hình 3.25: H s an toàn ΣM sf = 1.26 , sau khi kt thúc lp p th% 8 83 Hình 3.26:Li bin dng tng th" trng hp 6 p 4 lp, mi lp dày 1m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày. 84 Hình 3.27:Kt qu ng @ng chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 4 lp, mi lp dày 1m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày. 84 Hình 3.28:Kt qu ph chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 4 lp, mi lp dày 1m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày. 85 Hình 3.29:Kt qu ph chuy"n v ngang trong khi p trng hp 6 p 4 lp, giá tr chuy"n v ngang ln nh$t 0,12m 85 Hình 3.30:Bi"u ! bi"u diAn quá trình tiêu tán áp lc nc l rng d vi thi gian 86 Hình 3.31:Li bin dng tng th" trng hp 6 p 6 lp, mi lp dày 0.65m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày. 86 Hình 3.32:Kt qu ph chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 6 lp, mi lp dày 0.65m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày. 87 Hình 3.33:Bi"u ! bi"u diAn quá trình tiêu tán áp lc nc l rng d vi thi gian 87 Hình 3.34 Véc t chuy"n v khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp-Trng hp 6 88 Hình 3.35: H s an toàn ΣM sf = 1.36 , sau khi kt thúc lp p th% 6 88 Hình 4 . 1: V trí d án thuc huyn Vnh Li và mt phn TP Bc Liêu 91 Hình 4. 2: Hình nh v trí d án trên nh v tinh 92 Hình 4. 3: Li bin dng ca công trình sau lp p th% 8 104 Hình 4.4: Tr s áp lc nc l rng sau mi giai on p 104 Hình 4.5: Tr s áp lc nc l rng d sau mi giai on p 105 Hình 4.6: Véc t chuy"n v tng ca công trình p 105 Hình 4.7: Ph chuy"n v tng ca công trình p 106 Hình 4.8: H s an toàn ΣM sf = 1.26 , sau khi kt thúc lp p th% nh$t 106 DANH MỤC BẢNG BIỂU Báng 1.1 .Bng tng hp chB tiêu c lý lp $t 2 7 Bng 1.2: Tng hp các chB tiêu c lý ca $t ven bi"n Hi Phòng. 8 Bng 1.3:ChB tiêu c lý trung bình lp 1 khu vc Nam nh 9 Bng 1.4:ChB tiêu c lý trung bình lp 2 khu vc Ninh Bình 11 Bng 1.5:ChB tiêu c lý chung ca lp 2 khu vc Thanh Hóa 14 Bng 1.6:ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Ngh An 15 Bng 1.7:ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Hà Tnh 17 Bng 1.8: ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Qung Tr 18 Bng 1.9: ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Th?a Thiên Hu 19 Bng 1.10: ChB tiêu c lý chung ca lp 2 khu vc Bc Liêu 24 Bng 1.11: Cng DEm tt các chB tiêu c lý ca FGc lp a ch$t 26 Bng1.12. Nh#ng biên liên quan n kt c$u a k1 thut 30 Bng 3.1: Tng hp thông s $t yu nn ê bi"n 2 các a phng 64 Bng 3.2 Tng hp các trng hp tính toán 65 Bng 3.3:Tng hp kt qu tính toán trng hp 1 68 Bng 3.4:Tng hp kt qu tính toán trng hp 2 72 Bng 3.5:Tng hp kt qu tính toán trng hp 3 75 Bng 3.6:Tng hp kt qu tính toán trng hp 4 78 Bng 3.7:Tng hp kt qu tính toán trng hp 5 80 Bng 3.8:Tng hp kt qu tính toán trng hp 6 83 Bng 3.9: Tng hp kt qu tính toán cho các trng hp 89 Bng 4.1: ChB tiêu c lý ca các lp $t nn 93 Bng 4.2: Tình hình phân b dân s trong vùng d án 96 Bng 4.3: Hin trng s3 dng $t 97 Bng 4.4: Kt qu tính toán ki"m tra li %ng dng bng 3.9 103 1 PHẦN MỞ ĐẦU I.Tính cấp thiết của đề tài Tin DHInh ô DJK JEa ang diAn ra ht s%c sôi ng theo LMGK DHInh công nghip JEa NOKhin i JEa $t nc. POng QRt FGc công DHInh, JKtng S1Kthut; hK thng giao thông, metro, cu, cng, Fng nc sâu, sân bay, p DJy in,công trình thy li, FGc công tHInh công nghip nng, nh#ng cao c vn cao trong FGc dKGn dân sinh,… ang c xây dng trên nh#ng NTng $t trm DUch VWt yu XYo JZa nc 2KDJOnh phKH!K[JUKMinh NOKNTng !ng b;ng sông C3u Long. "Kt c DUnh h#u dng –KS1Kthut – kinh tKhp Q\, FJ]ng ta cn có mt ^Ec _JIn cn Fnh vKFGc c trng c Xn nh$t vKFGc thông sKvt Q\, c Jc, JEa Jc, sinh Jc, a nhit, …Fa $t yu "Kt?KEKH]t ra nh#ng kt lun c Xn nh$t vKnh#ng c i"m a S1Kthut Fa nn $t yu 2KDJOnh phKH!K[JUKMinh NOKNTng châu thK!ng b;ng sông C3u Long, `Jc NKcho vic nghiên c%u DUnh DRGn n nh, bin ang, thit kK^bi `JGp cEng hp Q\; FJn la công nghKthi công F ng nh DUnh DRGn dK XGo KQ]n Fa công DHInh theo thi gian hoc DIm ra ^bi `JGp khc `Jc sKcKFGc công DHInh xây dng trên FGc QRi nn $t yu 2KFGc khu vc _Ei trên. Hn n#a, Vit Nam c bit n là ni có nhiu $t yu, c bit lu vc sông H!ng và sông Mê Kông. Nhiu thành ph và th tr$n quan trng, c bit là nhiu tuyn ê trng i"m c hình thành và phát tri"n trên nn $t yu vi nh#ng iu kin ht s%c ph%c tp ca $t nn, dc theo các dòng sông và b bi"n. Thc t này ã òi hi phi hình thành và phát tri"n các công ngh thích hp và tiên tin " x3 lý nn $t yu. Trong thc t xây dng, có r$t nhiu công trình ê bi"n b lún, sp h hng gây nhiu thit hi ln khi xây dng trên nn $t yu do không có nh#ng bin pháp x3 lý phù hp, không ánh giá chính xác c các tính ch$t c lý ca nn $t. Do vy vic ánh giá chính xác và cht chd các tính ch$t c lý ca nn $t yu " làm c s2 và  ra các gii pháp x3 lý nn móng phù hp là mt v$n  ht s%c khó khn, nó òi hi s kt hp cht chd gi#a kin th%c khoa hc và kinh nghim thc t " gii quyt , gim c ti a các s c, h hng công trình khi xây dng trên nn $t yu. [...]... là hết sức cấp thiết cho các nhà quản lý và cán bộ kỹ thuật thuỷ lợi Vì vậy trong luận văn này lựa chọn đề tài: Nghiên cứu đánh giá quá trình lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu nhằm mục đích giải quyết các vấn đề đã nêu ở trên II Mục đích của đề tài - Nghiên cứu quá trình cố kết của nền đất dính bão hòa nước, từ đó đề xuất... thi công công trình đắp trên nền đất yếu để xử lý cải thiện đất nền - Nghiên cứu ứng dụng cụ thể cho trường hợp nền đất yếu bão hòa nước vùng đê biển Bạc Liêu III Phương pháp nghiên cứu - Thống kê số liệu: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu đã có, thống kê số liệu nền đất yếu ven biển - Phân tích lý thuyết: Phân tích quá trình lún cố kết của đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, từ đó khống... Đối với một vài loại đất, do lún thứ cấp chiếm từ 10-25% độ lún tổng cộng Trong một số khu vực của các thành phố, mặt cắt địa kỹ thuật cho thấy nền đất bao gồm các lớp đất với độ chặt, độ cứng, độ thấm và chiều dày khác nhau Nói chung đất sét yếu là loại đất có sức chịu tải thấp và tính nén lún cao Vì vậy việc phân tích quá trình cố kết của đất dính bão hòa nước dưới tác dụng của khối đắp từ đó khống... đó khống chế tốc độ tăng tải khối đắp để xử lý nền - Mô hình toán: Phân tích quá trình biến đổi áp lực nước lỗ rỗng dư trong nền do đắp đê biển gây ra trên cơ sở mô phỏng mô hình toán, từ đó khống chế tốc độ khối đắp hoặc đề xuất giải pháp gia cường lâu dài 3 - Nghiên cứu ứng dụng: Nghiên cứu cụ thể cho trường hợp nền đất yếu bão hòa nước vùng đê biển Bạc Liêu - Đánh giá, bình luận: Kiểm tra lại việc... sánh kết quả tìm được của hai phương pháp trên IV Nội dung luận văn Lời cám ơn Mở đầu Chương I: Tổng quan về đê biển và đất đắp trên nền đất yếu Chương II: Cơ sở lý thuyết Chương III: Mô hình hóa các trường hợp ứng dụng Chương IV: Ứng dụng kết quả nghiên cứu đối với đê biển Bạc Liêu V .Kết luận và kiến nghị 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Hiện trạng đê biển Việt Nam Nước. .. số mái đê) , trọng lượng của kết cấu, tính thấm, độ cứng cũng như khả năng chống cắt của kết cấu và lớp đất nền bên dưới Thực tế, hiệu quả của một công trình ven bờ, ven biển nói riêng, hoặc công trình nói chung, phụ thuộc rất nhiều vào sự tương tác giữa kết cấu bên trên và đất nền bên dưới Sự tương tác này bao gồm cả vấn đề truyền tải, sức chịu tải của nền, độ biến dạng (lún và dịch chuyển của nền và... mỗi mùa mưa bão đến, người dân vùng ven biển lại sống trong cảnh nơm nớp lo sợ trước nguy cơ vỡ đê, chạy lũ Qua đánh giá, phân tích các nguyên nhân gây hư hỏng đê gần đây thì nguyên nhân chính là do đê nằm trên địa chất nền mềm yếu Hiện trạng địa chất nền và vật liệu đắp của hệ thống đê biển Việt Nam có thể tóm tắt chung như sau: 1.1.1 Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Bắc Dọc theo dải bờ biển miền... Thừa Thiên Huế 1.1.3 Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Nam Vùng bờ biển và vùng ven biển ven bờ Nam Bộ có tổng chiều dài khoảng (852÷875)km Địa hình ở đây khá phức tạp, là nơi tương tác giữa đất liền với biển, thể hiện tác động qua lại đất, nước, gió bão, thuỷ triều, cùng sự ảnh hưởng của hệ thống sông ngòi, đặc biệt là sông Mêkông với các cửa chính.[10] Dải đất ven biển là một vùng bồi tích bằng... cắt Lực dính kết C Kg/cm 13 Góc ma sát trong φ 2 0 0.072 5048’ 1.1.5 Địa chất nền và đất đắp đê biển Cà Mau Việc khảo sát và đánh giá điều kiện địa chất tuyến đê biển Tây tỉnh Cà Mau đã được Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam thực hiện và hoàn thành tháng 5/2010 trong giai đoạn lập dự án Kết quả phân tích thí nghiệm cho thấy: - Lớp 1a: Đất đắp Lớp đất đắp có chiều dày (0,3 ÷ 1,5) m kể từ mặt đất tự nhiên... mất ổn định là nhỏ Các tác động được truyền vào kết cấu và những lớp đất bên dưới sẽ gây ra sự thay đổi về ứng suất trong kết cấu đó và cả những lớp đất bên dưới (thay đổi cả theo thời gian) Điều này dẫn đến hậu quả là những kết cấu bờ và ven biển sẽ bị dịch chuyển ứng hoặc ngang, hoặc thậm chí là mất ổn định Sự biến dạng của nền và của kết cấu không chỉ phụ thuộc vào những tác động bên ngoài, mà . dng công trình thu vi  tài Nghiên cứu đánh giá quá trình lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu c hoàn thành. lun vn này la chn  tài: Nghiên cứu đánh giá quá trình lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu nh;m mc ích gii quyt. thuyt: Phân tích quá trình lún c kt ca $t dính bão hoà nc di tác dng ca khi p, t? ó khng ch tc  tng ti khi p " x3 lý nn. - Mô hình toán: Phân tích quá trình bin i