Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, dƣới hƣớng dẫn PGS., TS Nguyễn Văn Ngọc Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Các tài liệu tham khảo luận văn có sở khoa học có nguồn gốc hợp pháp Tác giả KS Mai Xuân Chính i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu khoa Sau Đại học, trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam, dƣới hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, bạn lớp tích lũy cho số kiến thức định chuyên môn Xây dựng Công trình thủy đƣợc giao đề tài luận văn Thạc sỹ “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông” Đề tài đƣợc hoàn thành với nội dung nhƣ đề đề cƣơng nghiên cứu với nỗ lực cố gắng thân hƣớng dẫn tận tình TS Bùi Ngọc Tài Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn nên luận văn tồn số thiếu sót định cần đƣợc thầy cô đóng góp ý kiến nhằm tiếp tục hoàn thiện luận văn để đóng góp phần cho công việc có liên quan, phục vụ cho công xây dựng đất nƣớc Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Công trình, Viện đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam, cảm ơn quan tạo điều kiện để hoàn thành tốt công việc Đặc biệt xin gửi lởi cảm ơn chân thành đến thầy PGS., TS Nguyễn Văn Ngọc trực tiếp hƣớng dẫn luận văn Tôi xin gừi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn thạc sỹ Xin trân trọng cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG 1.1 Các nguyên nhân gây xói lở bồi tụ bờ sông 1.2 Tổng quan kết cấu công trình bảo vệ bờ sông: 1.3 Tình hình nghiên cứu xói lở bờ sông: 17 CHƢƠNG CƠ SỞ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG 41 2.1 Tính toán ổn định phƣơng pháp cung trƣợt: 41 2.2 Tính toán khả chịu lực: 44 CHƢƠNG ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN THỰC TẾ 47 3.1 Giới thiệu tóm tắt đoạn sông Luộc đoạn Km45+950-Km46+750: 47 3.3 Tính toán xác định kết cấu hợp lý 55 3.4 Phân tích lựa chọn phƣơng án: 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI KÈ 1/PL iii DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 3.1 Các trạm thủy - Hải Văn 49 3.2 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất 50 3.3 Bảng lựa chọn cấp phối đá 57 3.4 Ƣu nhƣợc điểm phƣơng án 64 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình 1.1 Tên hình Khối đất gián đoạn dƣới tác động dòng chảy, sóng bị Trang phá vỡ khỏi mái dốc 1.2 Sạt lở dỏ áp lực nƣớc vết nét dòng thấm 1.3 Mất ổn định dạng trƣợt dòng 1.4 Mất ổn định theo mặt trƣợt cong 1.5 Sạt lở sông Hồng gây thiệt hại cho công trình ven bờ 10 1.6 Sạt lở bờ luồng Bạch Đằng - Hải Phòng 10 1.7 Sạt lở bờ tuyến luồng Nam Triệu - Hải Phòng 11 1.8 Sạt lở bờ sông Văn Úc - Hải Phòng 11 1.9 Bờ sông Ngàn Mọ - Hà Tĩnh có nguy sạt lở cao 12 1.10 Sạt lở bờ sông Yên - Đà Nẵng 12 1.11 Sạt lở bờ sông An Hóa - Đồng Tháp 13 1.12 Sạt lở đất sông Mã khiến đất canh tác bị trôi 13 1.13 Kè bảo vệ bờ rọ đá 14 1.14 Đoạn kè cũ từ K40 + 840 đến K 41 - Hữu sông Luộc phân 15 thân bị phá hủy 1.15 Hiện tƣợng sạt lở bờ gần cống An Ninh- Hữu sông Thái 16 Bình 1.16 Kè thƣợng lƣu cống Ba Đồng –Hữu sông Luộc bị phá 16 hỏng 1.17 Đất bờ sông Văn Úc bị nƣớc xói trôi với tốc độ lớn 16 1.18 Kết cấu bó rồng 18 1.19 Kết cấu rồng 18 1.20 Kết cấu rọ đá 18 1.21 Một số kết cấu gia cố chân bờ 19 1.22 Gia cố chân bờ rọ đá khối bê tông 20 v Số hình Tên hình Trang 1.23 Kết cấu gia cố đá hộc lát khan 21 1.24 Gia cố bờ đá xây 22 1.25 Trải vải địa kỹ thụât làm tầng lọc mái kè 23 1.26 Một số loại thảm bêtông túi khuôn 23 1.27 Kết cấu thảm FS 24 1.28 Thảm túi cát kè thảm túi cát bờ sông Sài Gòn 24 1.29 Bảo vệ bờ GeoTube 25 1.30 Bảo vệ bờ cừ Lasen nhựa 26 1.31 Thảm bêtông liên kết dây nilon chống xói đáy 27 sông Trƣờng Giang – Trung Quốc 1.32 Kè lát mái thảm bêtông 28 1.33 Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lƣới thép 29 1.34 Các rồng đá túi lƣới đơn 30 1.35 Thảm rồng đá túi lƣới 30 1.36 Thảm đá bảo vệ bờ sông 30 1.37 Khối Amorloc 31 1.38 Khối Tri-lock 31 1.39 Cấu tạo khối Hydroblock 32 1.40 Kè mỏ hàn hai hàng cọc ống BTCT sông 33 Brahmaputra – Jamuna – Băngladet 1.41 Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận) 34 hệ thống công trình hoàn lƣu 1.42 Kè mỏ hàn rọ đá 34 1.43 Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông 35 1.44 Kè kết hợp loại vải địa kỹ thuật thực vật 36 1.45 Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn sợi đai giữ 37 ổn định phát triển thực vật 1.46 Thả khối vật liệu hộ chân thùng chứa vi 39 Số hình Tên hình Trang 2.1 Xác định vùng tâm trƣợt nguy hiểm mái đập 42 2.2 Sơ đồ tính ổn định trƣợt mái đập, đất theo phƣơng pháp 43 Ghécxêvanốp 3.1 Bờ hữu sông Luộc - phạm vi Km46 48 3.2 Cung trƣợt bờ hữu sông luộc 48 Vị trí cách Km 46 phía hạ lƣu 400m Kết cấu kè phƣơng án - chân kè đá hộc thả rối, thân 3.3 52 kè, đỉnh kè đá hộc lát khan 3.4 Kết cấu kè phƣơng án - chân kè đá hộc thả rối kết hợp rọ 53 thép lõi đá, thân kè đá lát khan khung đá xây, đỉnh kè đá hộc xây 3.5 Kết cấu kè phƣơng án - chân kè đá hộc thả rối kết hợp 54 rồng, thân kè đá lát khan khung đá xây, đỉnh kè đá hộc xây 3.6 Mặt cắt kết cấu công trình 68 3.7 Mặt kết cấu công trình 69 3.8 Các chi tiết công trình 71 vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm đầu thập kỷ kỷ 21, với biến đổi mạnh mẽ khí hậu toàn cầu dẫn tới xuất nhiều thiên tai, nhiều bão, nhiều lũ lớn khắp lục địa Việt Nam Hiện tƣợng sạt lở bờ sông, bờ biển nƣớc ta diễn với tần suất lớn lơn, chu kỳ nhanh hơn, cƣờng độ mạnh hơn, kéo dài có nhiều điểm dị thƣờng Hiện tƣợng xói lở bồi tụ trình hoạt động tự nhiên, có đoạn sông bị xói lở, có đoạn sông bị bồi tụ Đó hệ mối tƣơng tác dòng chảy lòng sông mà nguyên nhân gây qua trình vận chuyển bùn cát từ nơi đến nơi khác Tƣơng tác sóng, gió, dòng triều bờ biển mà trực tiếp cân vận chuyển bùn cát dọc bờ nguyên nhân gây xói - bồi ổn định bờ sông, bờ biển Tuy hoạt động bình thƣờng tự nhiên song tƣợng xói - bồi bờ sông, bờ biển phức tạp, chịu chi phối nhiều yếu tố Do ảnh hƣởng xói - bồi, đặc biệt ảnh hƣởng xói sạt lở bờ sông, bờ biển vô nghiêm trọng Ở nƣớc ta, hình thức kè chủ yếu là: kè lát mái hộ bờ, kè mỏ hàn, kè chống sóng đê biển loại kết cấu chủ yếu là: kè đá khan, kè đá xây, kè khan xây khung, kè bê tông định hình … Đánh giá chung trạng công trình đê, kè bảo vệ bờ nhiều công trình ổn định xung yếu Hƣ hỏng phổ biến đoạn kè đê sông xói lở chân, xô sạt mái, lún biến dạng kè, nguyên nhân địa chất yếu, quy mô kè hạn chế nên thƣợng hạ lƣu kè thƣờng bị xói lở Một số đoạn kè bị hƣ hỏng nhƣ kè Cát Bà, kè đê bao khu bãi rác Đình Vũ số đoạn kè đê sông nhƣ sông Luộc, sông Thái Bình, sông Văn Úc… Trong năm vừa qua đoạn sông xây dựng kè bảo vệ bờ Tuy nhiên, số đoạn kè xây dựng lâu, kết cấu kè chƣa đảm bảo, dƣới tác dụng dòng chảy, khí hậu xâm hại ngƣời nhiều đoạn bị hƣ hỏng nặng, biện pháp xử lý kịp thời thời gian tới với tốc độ xói lở nhƣ tuyến đê, kè có nguy sạt nở sát chân đê làm vỡ đê, ảnh hƣởng đến tính mạng, tài sản công trình văn hoá khu vực mà công trình bảo vệ Vậy việc Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông cần thiết Vì đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông” đề tài thiết thực có ý nghĩa thực tiễn cao từ làm sở cho nghiên cứu nhằm mục đích đảm bảo ổn định an toàn cho công trình đê, kè bảo vệ bờ sông nƣớc ta nói chung thành phố Hải Phòng nói riêng Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông nhằm mục đích chọn đƣợc công trình bảo vệ bờ sông có kết cấu hợp lý để đảm bảokinh tế kỹ thuật Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tƣợng nghiên cứu: Công trình đê kè bảo vệ bờ sông Phạm vi nghiên cứu: Các dạng kết cấu công trình đê, kè bảo vệ bờ khả thi áp dụng cho công trình đê, kè bảo vệ bị xói lở Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Dùng phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp xây dựng tính toán thực tiễn, tính toán tìm giải pháp khả thi tối ƣu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê, kè bảo vệ bờ sông việc làm vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn Trên sở áp dụng cho đoạn sông khác mà diễn biến đƣợc đánh giá nhƣ CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG 1.1 Các nguyên nhân gây xói lở bồi tụ bờ sông Cũng nhƣ nhiều nƣớc giới, sạt lở bờ sông vấn đề lớn xúc nƣớc ta [7] Sạt lở bờ diễn hầu hết triền sông hầu hết địa phƣơng có sông Sạt lở bờ sông ảnh hƣởng trực tiếp đến kinh tế xã hội địa phƣơng Ở vùng hạ lƣu hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình, hệ thống sông ngòi miền Trung đồng sông Cửu Long, dòng sông mang nhiều bùn cát lại chảy bồi tích dễ xói bồi nên trình xói lở - bồi đọng diễn liên tục theo thời gian không gian Xói lở bồi đọng không diễn vào mùa lũ mà vào mùa kiệt Quá trình xói, bồi, biến hình lòng dẫn, sạt lở bờ mái sông, bờ biển điều kiện tự nhiên có tác động ngƣời vô phức tạp Việc xác định nguyên nhân, chế, tìm giải pháp quy hoạch, công trình nhằm phòng, chống hạn chế tác hại trình sạt lở việc làm có ý nghĩa lớn an toàn khu dân cƣ, đô thị, công tác quy hoạch, thiết kế xây dựng đô thị Dƣới số nguyên nhân gây sạt lở bồi tụ: 1.1.1 Nguyên nhân sạt lở: - Do cấu tạo vùng bờ : Một số vùng bờ có thành tạo trầm tích phù sa cổ đƣợc lớp thảm thực vật phủ dày, điều kiện môi trƣờng ẩm ƣớt cao độ dẻo độ kết dính tốt, nơi thảm thực vật thƣa thớt thảm thực vật che phủ, bị phơi nắng thiếu nƣớc thƣờng xuyên, chúng nƣớc dần, co rút lại, hậu bị nứt nẻ, trở nên khô xốp thấm nƣớc trở lại chúng bị bở rời, tơi vụn Khi cần động lực nhỏ (sóng gió), chúng bị nƣớc làm dịch chuyển mang Đây điều kiện thuận lợi để trình xói lở bờ vùng diễn mạnh mẽ - Do sóng : Sóng gió hay tàu thuyền lại sông gây ra, sóng vỗ vào bờ tạo áp lực, tạo dòng chảy ven bờ gây sạt lở, sóng gió gây sạt lở bờ thƣờng xảy vùng cửa sông, nơi có đà gió dài 14) TCXDVN 285-2002 (2002), Công trình thuỷ lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế, Hà Nội 15) Bộ NN PTNT (1991), 14TCN-84-91, Qui trình thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để phòng chống lũ, Hà Nội 16) http://www.willowbankservices.co.uk/rock-rolls/ 17) http://www.externalworksindex.co.uk/entry/32830/Maccaferri/Reno-mattressgabions/ 18) http://www.pondsuk.co.uk/concrete-revetment-materials/ 19) http://www.archiexpo.com/prod/midwest-construction-products/concreteblocks-erosion-control-125095-1249881.html 20) http://www.nl.all.biz/hydro-block-g250#.VQfXH46UdZs 21) http://www.vetiver.org/g/contaminated-water.htm 22) http://jprenvironmental.blogspot.com/ 23) http://www.vawr.org.vn/ 74 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI KÈ Trƣờng hợp tính toán: Ta tính toán ổn định mái bờ sông với trƣờng hợp sau: -Khi mực nƣớc sông rút nhanh từ MNDBT đến mực nƣớc thấp xảy (tổ hợp tải trọng bản) -Khi mực nƣớc sông rút nhanh từ MNDGC đến mực nƣớc thấp xảy mùa lũ (tổ hợp tải trọng bản) Tính toán ổn định mái phƣơng pháp cung trƣợt a,Phương pháp tính toán : Theo phƣơng pháp mặt trƣợt trụ tròn a1 Tìm vùng có cung trượt nguy hiểm: Sử dụng kết hợp phƣơng pháp Filennít Fanđêép - Theo phƣơng pháp Filennít tâm trƣợt nguy hiểm nằm đƣờng MM1 (hình 41 - a, b, c, d, e) Các trị số a, b phụ thuộc độ dốc mái m, tra Bảng 4-1 – giáo trình thuỷ công tập I, với m = 1,75 ta có: a = 350, b = 260; m = 2,0 ta có: a = 350, b = 250 - Theo phƣơng pháp Fanđêép tâm tâm trƣợt nguy hiểm nằm lân cận hình thang cong bcde (hình vẽ) Các trị bán kính r R phụ thuộc hệ số mái m chiều cao đê Hđ, tra Bảng 4-2 – giáo trình thuỷ công tập I, với m = 1,75 ta có: r = 7,5m, R = 16,875m; với m=2,0 ta có: r = 6,04m, R = 14,09m Kết hợp hai phƣơng pháp, ta tìm đƣợc phạm vi có khả chứa cung tâm trƣợt nguy hiểm đoạn AB Trên ta giả định tâm O1, O2, O3… Vạch cung trƣợt qua điểm Q1 chân đê, tiến hành tính hệ số an toàn ổn định K1, K2, K3 …cho cung tƣơng ứng Vẽ biểu đồ quan hệ giữ Ki vị trí tâm Oi ta xác định đƣợc trị số Kmin ứng với tâm O đƣờng thẳng M1M Từ vị trí tâm Omin ứng với Kmin đó, kẻ đƣờng NN1 vuông góc với đƣờng M1M Trên đƣờng NN1 ta lại lấy tâm O khác, vạch cung qua điểm Q1 chân đập, tính K ứng với cung này, vẽ biểu đồ trị số K theo tâm O, ta xác định đƣợc trị số Kmin ứng với điểm Q1 chân đê 1/PL a2 Xác định hệ số an toàn K cho cung trượt Mái đê đảm bảo an toàn trƣợt thỏa mãn điều kiện: Kmin > [K] Theo phƣơng pháp mặt trƣợt trụ tròn, sử dụng công thức Ghécxêvanốp, với giả thiết xem khối trƣợt vật thể rắn, áp lực thấm đƣợc chuyển thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trƣợt hƣớng vào tâm Chia khối trƣợt thành dải có chiều rộng nhƣ hình vẽ (hình - - f) Ta có công thức tính toán sau: K  (N n  Wn )tg n   C n l n (4.1)  Tn Trong đó: jn Cn: Là góc ma sát lực dính đơn vị đáy dải thứ n ln : Là bề rộng đáy dải thứ n Wn : Áp lực thấm đáy dải thứ n: Wn = gn hn ln (4.2) hn : Chiều cao cột nƣớc từ đƣờng bão hoà đến đáy dải Nn, Tn : thành phần pháp tuyến tiếp tuyến trọng lƣợng dải- n Gn Nn = Gncosan , Tn = Gnsinan , Gn = b(ồgi Zi)n (4.3) Với: Zi chiều cao phần dải tƣơng ứng có dung trọng gi Chú ý gi, với đất đƣờng bão hoà lấy theo dung trọng tự nhiên, đất dƣới đƣờng bão hoà lấy theo dung trọng bão hoà nƣớc (quy định phù hợp với phƣơng pháp Ghécxêvanốp xét) Ta tiến hành lập bảng để tính toán K theo công thức trên: Các cột Bảng: Cột (n): Ghi thứ tự dải, xác định dựa vào sơ đồ tính ổn định trƣợt mái đê đất theo phƣơng pháp Ghécxêvanốp Cột 2: Ghi giá trị sinan = (n/m), với m lấy lấy từ (10 20), chọn m=10 m: đƣợc xác định cho phù hợp tuỳ theo cung trƣợt khác n: thứ tự dải đất nói Cột 3: Ghi giá trị cos  n  (1  (sin  n ) (4.4) Cột 4: Ghi giá trị chiều dài cung tròn dải đất, đƣợc xác định theo công thức: 2/PL Ln = (b/ cosan ), đó: (4.5) - b chiều rộng dải đất đƣợc xác định theo công thức: b = (R/m) - R bán kính cung trƣợt - m số nói Cột (Z1): Ghi trị số chiều sâu đất từ đƣờng biên đê đến đƣờng bão hoà trọng tâm dải thứ i tƣơng ứng với cột (1) Cột (Z2): Ghi trị số khoảng cách đất đắp đê lớp nằm phía dƣới đƣờng bão hoà Cột (Z3): Ghi trị số khoảng cách đất lớp nằm phía dƣới đƣờng bão hoà Cột (Z4): Ghi chiều sâu đá đƣờng bão hoà Cột (Z5): Ghi chiều sâu đá ngập nƣớc Cột 10 (g1): Trọng lƣợng riêng tự nhiên đất đắp đê lớp g1 = gwđắp đê (T/m3) Cột 11 (g2): Trọng lƣợng riêng bão hoà đất đắp đê lớp 2: g2 = gbhlớp = 1,69(T/m3) Cột 12 (g3): Trọng lƣợng riêng bão hoà lớp đất 3: g3 = gbhlớp 3(T/m3) Cột 13 (g4): Trọng lƣợng riêng tự nhiên đá: g4 = gtnđá = 2,5 (T/m3) Cột 14 (g4): Trọng lƣợng riêng bão hoà đá: g5 = gbhđá = 2,5 (T/m3) Cột 15 (Gn): Tính Gn theo công thức: Gn = b(∑gi Zi) = (R/m).( ∑gi Zi) (4.6) Cột 16 (hn): Tính hn (là chiều cao cột nƣớc từ đƣờng bão hoà đến điểm xét mặt trƣợt), ta có: hn = h2 + h3 + h5 Cột 17 (Tn): Tính: Tn = Gn sina (4.7) Cột 18 (Nn): Tính: Nn = Gn cosa (4.8) Cột 19 (Wn): Tính: Wn = gn hn ln (4.9) với: ln = (b/ cosa ) ; gn = (T/m3) Cột 20 (Cn): Ghi trị số Cn , với điều kiện là: - Nếu điểm xét nằm đƣờng bão hoà Cnlớp = 0,2 (T/m2) - Nếu điểm xét nằm dƣới đƣờng bão hoà, nhƣng lớp Cnlớp = 0,2 (T/m2) 3/PL - Nếu điểm xét nằm dƣới lớp Cnlớp = 0,6 (T/m2) Cột 21 : Tính trị số Cn ln Cột 22 : Tính trị số tgj Cột 23 : Thành phần Rt = ∑(Nn - Wn).tgjn 4/PL a) b) 5/PL c) d) 6/PL e) f) Hinh 4.1 Sơ đồ tính toán ổn định trƣợt cung tròn 7/PL Bảng 4.1 Bảng quan hệ Kmim bán kính R 8/PL Bảng 4.2 Tính toán ổn định cho cung trƣợt O1 với R1= 13,37m; m = 10 n sina cosa Ln Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 g1 g2 g3 g4 g5 Gn hn Tn Nn 10 12 13 14 15 16 17 18 Wn Cn(tb) Cn.ln tgj 19 20 21 22 Rt 23 0,70 0,71 1,89 1,65 0,09 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 5,51 0,09 3,86 3,93 0,17 0,20 0,38 0,07 0,25 0,60 0,80 1,69 0,72 3,01 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 12,17 3,01 7,30 9,73 5,09 0,20 0,34 0,07 0,31 0,50 0,87 1,56 4,84 0,47 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 16,15 4,84 8,08 13,99 7,56 0,20 0,31 0,07 0,43 0,40 0,92 1,48 4,31 0,60 0,27 1,13 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 20,48 6,04 8,19 18,77 8,92 6,00 8,86 0,11 1,05 0,30 0,95 1,42 1,51 1,47 3,20 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 22,80 6,18 6,84 21,75 8,77 6,00 8,51 0,11 1,38 0,20 0,98 1,38 0,80 2,02 2,84 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 20,82 5,66 4,16 20,40 7,82 6,00 8,29 0,11 1,34 0,10 0,99 1,36 2,05 2,81 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 18,45 4,86 1,84 18,35 6,61 6,00 8,16 0,11 1,25 0,00 1,00 1,35 1,74 2,07 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 14,28 3,81 0,00 14,28 5,15 6,00 8,12 0,11 0,97 -1 -0,10 0,99 1,36 1,28 1,25 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 9,32 2,53 -0,93 9,27 3,44 6,00 8,16 0,11 0,62 -2 -0,20 0,98 1,38 0,45 0,42 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 3,19 0,87 -0,64 3,13 1,20 6,00 8,29 0,11 0,20 44,70 K1 = 1,504 9/PL 59,40 7,82 Bảng 4.3 Tính toán ổn định cho cung trợt O2 với R2= 13,84m; m = 10 n sina cosa Ln Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 g1 g2 g3 g4 g5 Gn hn Tn Nn Wn Cn(tb) Cn.ln 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 tgj Rt 22 23 0,70 0,71 1,94 1,29 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 4,53 0,00 3,17 3,23 0,00 0,20 0,39 0,07 0,22 0,60 0,80 1,73 0,41 2,66 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 10,53 2,66 6,32 8,42 4,60 0,20 0,35 0,07 0,26 0,50 0,87 1,60 4,09 0,50 0,33 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 15,54 4,42 7,77 13,46 7,06 0,20 0,32 0,07 0,43 0,40 0,92 1,51 3,61 0,14 1,90 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 19,23 5,65 7,69 17,63 8,53 6,00 9,06 0,11 0,97 0,30 0,95 1,45 1,25 1,01 3,24 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 20,83 5,50 6,25 19,87 7,98 6,00 8,70 0,11 1,27 0,20 0,98 1,41 0,69 1,59 2,77 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 18,89 5,05 3,78 18,51 7,13 6,00 8,48 0,11 1,21 0,10 0,99 1,39 1,52 2,82 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 16,89 4,34 1,69 16,81 6,04 6,00 8,35 0,11 1,15 0,00 1,00 1,38 1,42 1,98 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 12,92 3,40 0,00 12,92 4,71 6,00 8,30 0,11 0,88 -1 -0,10 0,99 1,39 1,05 1,17 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 8,27 2,22 -0,83 8,23 3,09 6,00 8,35 0,11 0,55 -2 -0,20 0,98 1,41 0,40 0,39 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 2,91 0,79 -0,58 2,85 1,12 6,00 8,48 0,11 0,18 60,76 7,11 49,26 K2 = 10/PL 1,378 Bảng 4.4 Tính toán ổn định cho cung trợt O3 với R3= 14,22m; m = 10 n sina cosa Ln Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 g1 g2 g3 g4 g5 Gn hn Tn Nn 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0,70 0,71 1,99 0,95 0,60 0,80 1,78 0,50 Wn Cn(tb) Cn.ln tgj Rt 22 23 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 3,85 0,00 2,70 2,75 0,00 0,20 0,40 0,07 0,19 2,41 0,55 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 9,42 2,41 5,65 7,54 4,28 0,20 0,36 0,07 0,22 0,87 1,64 3,39 0,55 0,68 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 15,24 4,07 7,62 13,20 6,68 0,20 0,33 0,07 0,44 0,40 0,92 1,55 2,66 2,34 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 17,96 5,00 7,18 16,46 7,76 6,00 9,31 0,11 0,93 0,30 0,95 1,49 1,13 0,62 3,13 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 18,82 4,88 5,65 17,95 7,27 6,00 8,94 0,11 1,14 0,20 0,98 1,45 0,49 1,22 2,78 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 17,24 4,49 3,45 16,89 6,52 6,00 8,71 0,11 1,10 0,10 0,99 1,43 1,10 2,76 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 15,36 3,86 1,54 15,28 5,52 6,00 8,57 0,11 1,04 0,00 1,00 1,42 1,14 1,89 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 11,69 3,03 0,00 11,69 4,31 6,00 8,53 0,11 0,79 -1 -0,10 0,99 1,43 0,85 1,13 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 7,50 1,98 -0,75 7,46 2,83 6,00 8,57 0,11 0,49 -2 -0,20 0,98 1,45 0,32 0,39 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 2,67 0,71 -0,53 2,61 1,03 6,00 8,71 0,11 0,17 41,50 K3 = 1,661 11/PL 62,43 6,50 Bảng 4.5 Tính toán ổn định cho cung trợt O1' với R1’ = 12,88m; m = 10 n sina cosa Ln Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 g1 g2 g3 g4 g5 Gn hn Tn Nn 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 Wn Cn(tb) Cn.ln tgj Rt 22 23 0,70 0,71 1,80 0,56 0,49 0,45 4,51 0,49 3,15 3,22 0,88 0,20 0,36 0,07 0,16 0,60 0,80 1,61 2,86 0,50 0,03 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 10,65 2,89 6,39 8,52 4,65 0,20 0,32 0,07 0,26 0,50 0,87 1,49 3,39 0,35 1,10 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 16,20 4,49 8,10 14,03 6,68 0,20 0,30 0,07 0,50 0,40 0,92 1,41 2,07 0,11 2,85 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 18,80 5,03 7,52 17,23 7,07 6,00 8,43 0,11 1,08 0,30 0,95 1,35 0,99 0,91 3,00 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 18,72 4,90 5,62 17,86 6,62 6,00 8,10 0,11 1,20 0,20 0,98 1,31 0,26 1,45 2,79 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 17,31 4,50 3,46 16,96 5,92 6,00 7,89 0,11 1,18 0,10 0,99 1,29 1,26 2,61 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 15,19 3,87 1,52 15,11 5,01 6,00 7,77 0,11 1,08 0,00 1,00 1,29 1,25 1,78 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 11,54 3,03 0,00 11,54 3,90 6,00 7,73 0,11 0,81 -1 -0,10 0,99 1,29 0,91 1,07 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 7,42 1,98 -0,74 7,38 2,56 6,00 7,77 0,11 0,51 -2 -0,20 0,98 1,31 0,34 0,38 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 2,68 0,72 -0,54 2,63 0,95 6,00 7,89 0,11 0,18 56,55 6,95 39,48 K1' = 1,608 12/PL Bảng 4.6 Tính toán ổn định cho cung trợt O2' với R2'= 14,76m; m = 10 n sina cosa Ln Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 g1 g2 g3 g4 g5 Gn hn Tn Nn Wn Cn(tb) Cn.ln 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 tgj Rt 22 23 0,70 0,71 2,07 1,62 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 5,19 0,00 3,63 3,70 0,00 0,20 0,41 0,07 0,25 0,60 0,80 1,85 1,14 2,50 0,45 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 11,52 2,50 6,91 9,21 4,61 0,20 0,37 0,07 0,31 0,50 0,87 1,70 4,42 0,60 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 15,50 4,42 7,75 13,42 7,53 0,20 0,34 0,07 0,40 0,40 0,92 1,61 4,74 0,26 0,50 0,77 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 20,14 5,77 8,06 18,46 9,29 6,00 9,66 0,11 0,98 0,30 0,95 1,55 2,32 1,20 2,70 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 22,16 6,22 6,65 21,14 9,62 6,00 9,28 0,11 1,23 0,20 0,98 1,51 0,94 1,81 2,96 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 21,12 5,71 4,22 20,69 8,60 6,00 9,04 0,11 1,29 0,10 0,99 1,48 2,11 2,80 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 18,58 4,91 1,86 18,49 7,28 6,00 8,90 0,11 1,19 0,00 1,00 1,48 1,65 2,20 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 14,58 3,85 0,00 14,58 5,68 6,00 8,86 0,11 0,95 -1 -0,10 0,99 1,48 1,23 1,29 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 9,34 2,52 -0,93 9,29 3,74 6,00 8,90 0,11 0,59 -2 -0,20 0,98 1,51 0,46 0,37 1,14 1,67 1,73 2,50 2,50 3,00 0,83 -0,60 2,94 1,25 6,00 9,04 0,11 0,18 64,80 7,36 40,54 K2' = 13/PL 1,780 b,Kết tính tính: Kết tính toán đƣợc thể bảng hình vẽ phụ lục Từ bảng tính K1, K2, K3, K1’,K2’ ta vẽ đƣờng quan hệ: Từ ta xác định đƣợc hệ số K bé nhất: Kmin = 1,37 c, Đánh giá tính hợp lý mái: Mái đê đảm bảo an toàn trƣợt thỏa mãn điều kiện: Kmin > [K] Trong [K] phụ thuộc cấp công trình tổ hợp tải trọng, tra QPVN 11-77, với công trình cấp II tổ hợp tải trọng đặc biệt ta có [K] = 1,2 So sánh ta nhận thấy: [K] = 1,2 < Kmin Kết luận: Kè đảm bảo ổn định trƣợt 14/PL [...]... bờ sông Văn Úc - Hải Phòng 11 Hình 1.9 Bờ sông Ngàn Mọ - Hà Tĩnh có nguy cơ sạt lở rất cao Hình 1.10 Sạt lở bờ sông Yên - Đà Nẵng 12 Hình 1.11 Sạt lở bờ sông An Hóa - Đồng Tháp Hình 1.12 Sạt lở đất trên sông Mã khiến đất canh tác bị cuốn trôi 13 Hình 1.13 Kè bảo vệ bờ bằng rọ đá 1.2.2 Hệ thống công trình đê kè bảo vệ bờ sông của Hải Phòng: Hệ thống đê điều Hải Phòng đƣợc xây dựng với nhiệm vụ đảm bảo. .. hàng nghìn tỷ đồng để xây dựng các công trình bảo vệ bờ sông trên khắp cả nƣớc Tuy nhiên về công nghệ sử dụng để xây dựng các công trình này vẫn chủ yếu dựa vào giải pháp truyền thống, thiên về các loại hình kết cấu vật liệu cổ điển nhƣ kè lát mái, kè mỏ hàn bằng đá hộc, đá xây, tấm bêtông đơn giản Tiêu chuẩn 14TCN 84-91 [14]- Qui trình thiết kế công trình bảo vệ bờ sông chống lũ của Bộ Nông nghiệp và... Nam Vì vậy việc nghiên cứu cập nhật, ứng dụng các công nghệ mới trong công trình bảo vệ bờ sông chống lũ vào điều kiện thực tế ở Việt Nam là một yêu cầu cấp bách và có ý nghĩa thực tiễn cao 1.2 Tổng quan kết cấu công trình bảo vệ bờ sông: 1.2.1 Hệ thống đê kè sông của Việt Nam: Theo báo cáo của Cục Đƣờng thủy nội địa Việt Nam, hiện trên tuyến đƣờng thủy nội địa quốc gia đã đƣa vào quản lý, khai thác... Kinh và Đồ Sơn Hệ thống đê An Dƣơng và 4 quận: Hồng Bàng, Lê Chân, Ngô Quyền, Hải An Hiện nay hệ thống đê sông thành phố Hải Phòng hình thức kè chủ yếu là: kè lát mái hộ bờ, kè đá khan, kè đá xây, kè khan xây khung, kè tấm bê tông định hình Đánh giá chung về hiện trạng công trình kè bảo vệ bờ là còn nhiều công trình kém ổn định và xung yếu Hƣ hỏng phổ biến đối với các đoạn kè đê sông là xói lở chân, xô... công nghệ bảo vệ bờ sông chống xói lở đã đƣợc đƣa ra và đạt đƣợc những hiệu quả nhất định trong việc hạn chế xói lở, bảo vệ an toàn cho dân cƣ và hạ tầng cơ sở ven sông Cho đến nay, việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới, cải tiến giải pháp công nghệ cũ nhằm nâng cao hơn nữa công tác bảo vệ bờ sông chống sạt lở vẫn đang đƣợc tiếp tục Ở Việt Nam, để đối phó với hiện tƣợng sạt lở bờ sông, hàng năm đã... cửa sông ra biển: Ở bất kỳ cửa sông ra biến nào, sự giao thoa giữa các yếu tố sông biển thƣờng để lại sản phẩm của các cuộc tranh chấp đó là các bãi cát, ngƣỡng cát dƣới dạng các bãi chắn cửa Các bãi chắn cửa ảnh hƣởng lớn đến thoát lũ và giao thông thủy Quá trình nghiên cứu các giải pháp bảo vệ bờ sông trên Thế giới đã đƣợc thực hiện liên tục trong hàng thập kỷ qua Nhiều giải pháp công nghệ bảo vệ bờ. .. việc vận chuyển hàng hóa và hành khách Kè bảo vệ bờ sông hiện có rất nhiều hình thức: Kè lát mái, kè mỏ hàn, kè mềm… - Kè lát mái thƣờng đƣợc sử dụng chống xói, lở bờ tại các đoạn sông hẹp và có nhiều tàu thuyền qua lại, vật liệu làm kè bằng đá xếp khan, đá xây, tấm bê tông - Hình thức kè mỏ hàn, kè mềm thƣờng đƣợc sử dụng trong công trình lấn biển, vật liệu làm kè thƣờng bằng các khối đá, tấm bê tông... hƣớng dẫn quy trình cho các loại công trình truyền thống nhƣ trên 6 Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nhiều nghiên cứu mới ứng dụng các thành tự khoa học công nghệ tiên tiến trong các ngành vật liệu, kết cấu xây dựng để tăng cƣờng hiệu quả bảo vệ bờ sông đã đƣợc tiến hành, thử nghiệm và đƣa vào sử dụng rộng rãi, thay thế, bổ sung cho các giải pháp truyền thống... các công nghệ mới nhằm bảo vệ bờ sông [8], với mục tiêu chung là tối ƣu về kinh tế cũng nhƣ tuổi thọ của công trình Tuy nhiên, việc lựa chọn hình thức kết cấu nhƣ thế nào phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện tự nhiên, quy luật diễn biến lòng dẫn của từng khu vực Dƣới đây là một số giải pháp đã đƣợc áp dụng trong thực tế: 1.3.1 Các biện pháp bảo vệ mái dốc đất thông thường [3] 1.3.1.1 Vật liệu và cấu kiện... chân bờ : Hình 1.21 Một số kết cấu gia cố chân bờ Đối với gia cố bờ ở các vùng khác nhau, có các biện pháp gia cố khác nhau, tại chân bờ có biện pháp gia cố đặc biệt với 2 tác dụng: - Không cho các vật liệu trên mái dốc trƣợt xuống dƣới - Chống xói ở chân mái dốc Có nhiều hình thức để gia cố chân bờ: - Nếu chân bờ thoải có thể dùng bè chìm phủ mặt - Nêu chân bờ dốc dùng các loại kết cấu công trình