Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông chu thanh hóa

L IC M N Lu n v n th c s chuyên ngành xây d ng công trình thu v i đ tài “Nghiên c u đ xu t gi i pháp b o v b sông Chu – Thanh Hóa” đ c hoàn thành v i s c g ng n l c c a b n thân v i s giúp đ nhi t tình c a Khoa Công trình, th y cô giáo tr ng i h c Thu L i, C c ê u, T ng công ty t v n xây d ng th y l i Vi t Nam t o m i u ki n đ ng viên giúp đ v m i m t Tác gi xin chân thành c m n c quan, đ n v cá nhân nói c bi t, tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo h PGS TS Nguy n C nh Thái tr c ti p h ng d n ng d n t n tình giúp đ 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 trình giúp đ , đ ng viên c v c a gia đình, b n bè đ ng nghi p Tác gi xin chân thành c m n Trong khuôn kh lu n v n th c s , u ki n th i gian có h n nên không th tránh kh i nh ng m khuy t, r t mong nh n đ c ý ki n đóng góp quý báu c a th y cô giáo, anh ch b n bè đ ng nghi p Hà N i, ngày 19 tháng 05 n m 2015 Tác gi T ng Duy Anh L I CAM OAN Tên T ng Duy Anh, xin cam đoan công trình nghiên c u c a riêng Nh ng n i dung k t qu trình bày lu n v n trung th c ch a đ c công b b t k công trình khoa h c Tác gi T ng Duy Anh M CL C PH N M U I TÍNH C P THI T C A TÀI II M C ÍCH NGHIÊN C U C A III CÁCH TI P C N VÀ PH IV K T QU D CH KI N T TÀI NG PHÁP NGHIÊN C U C NG I : T NG QUAN CÁC V N NGHIÊN C U 1.1 H th ng đê u Vi t Nam 1.1.1 H th ng đê B c B B c Trung B 1.1.2 H th ng đê sông, c a sông khu v c Trung Trung B Nam Trung B 1.1.3 H th ng đê bi n 1.1.4 H th ng đê sông, b bao khu v c ng b ng sông C u Long 1.1.5 Kè ch ng xói l biên gi i Vi t Trung 1.2 Hi n tr ng đê u Vi t Nam 1.2.1 ánh giá hi n tr ng n đê sông 1.2.1.1 V kh n ng ch ng l 1.2.1.2 V m t c t hình h c 1.2.1.3 V thân đê 10 1.2.1.4 V n n đê 11 1.2.2 Các nguyên nhân gây m t n đ nh đ n u ki n làm vi c bình th ng c a đê 14 1.2.3 Các bi n pháp b o v 16 1.2.3.1 Tr ng r ng phòng h 16 1.2.3.3 Phân l ch m l vào vùng tr ng 17 1.2.3.4 Ch nh tr n o vét lòng sông, làm thông thoáng bãi sông 17 1.2.3.5 T ng c u ng công tác qu n lý, h đê phòng l t, c ng c h th ng đê 18 1.3 K t lu n 21 CH NG II: LÝ THUY T C B N 22 2.1 Lý thuy t phân tích n đ nh mái d c 22 2.1.1 Ph ng pháp cân b ng gi i h n 22 2.1.1.1 Lý thuy t ph ng pháp cân b ng gi i h n 22 2.1.1.2 Nh n xét chung v ph 2.2 ng pháp cân b ng gi i h n 26 ng d ng mô hình toán 26 2.2.1 Ph ng pháp gi i tích 27 2.2.2 Ph ng pháp ph n t h u h n (PTHH) 28 2.3 L a ch n ph n m m tính toán 28 2.3.1 Gi i thi u v ph n m m Plaxis 29 2.3.2 Ph ng pháp gi m d n liên t c ϕ, c theo ph n m m Plaxis 31 2.4 K t lu n ch CH ng II 34 NG III: NGHIÊN C U GI I PHÁP B O V Ê SÔNG CHU 36 3.1 Gi i thi u đê h u sông Chu 36 3.1.1 Ph m vi hi n tr ng n đê h u sông Chu hi n 36 3.1.2 i u ki n làm vi c n đê h u sông Chu 39 3.1.3 Các s c x y 41 3.2 i u ki n t nhiên 41 3.2.1 i u ki n đ a ch t 41 3.2.2 i u ki n khí h u, khí t ng 41 3.3 L a ch n bi n pháp công trình 42 3.3.1 Nguyên t c chung 42 3.3.2 Ph ng án nghiên c u 42 3.3.3 Các gi i pháp x lý 50 3.3.3.1 Ph ng pháp gia c b ng c c cát 50 3.3.3.2 T ng h s mái 51 3.3.3.3 Tr ng thân thi n v i môi tr ng 51 3.3.3.4 Khoan ph t 52 3.3.3.5 S d ng k t c u mái kè 53 3.3.3.6 X lý n n b ng ph 3.3.3.7 Ph vôi 3.3.4 ng pháp c k t hút chân không 54 ng pháp gia c b ng c c đ t-vôi, đ t-xim ng, c c cát-xim ng- 55 xu t ph ng án x lý 56 3.4 Tính toán n đ nh cho đo n đê h u sông Chu, xã Thi u Tâm 56 3.4.1 Tính toán n đ nh v i h s mái khác b ng Plaxis 56 3.4.2 S d ng ph ng pháp đóng c c đ n đ nh mái đê 62 3.4.2.1 S d ng c c c larsen 62 3.4.2.2 S d ng c c bê tông 69 3.5 K t lu n 78 K T LU N VÀ KI N NGH 79 DANH M C HÌNH V Hình 1.1 M t s đê sông Hình 1.2 Vi t Nam ê bi n Vi t Nam Hình 1.3 M t c t ngang đ c tr ng c a đê Hình 1.4 S t l đê .14 Hình 1.5 N t gây s t l , v đê 15 Hình 1.6 N o vét lòng sông 18 Hình 1.7 Xây d ng c ng c đê 18 Hình 2.1 Xác đ nh mômen ch ng tr t, gây tr t v i m t tr t tr tròn 24 Hình 2.2 Xác đ nh góc ma sát l c dính huy đ ng 31 Hình 2.3 Quan h ∑Msft ~ chuy n v .34 Hình 3.1 o n đê t K0+350 – K0+950 đê h u sông Chu 36 Hình 3.2 Kè Th Nguyên 37 Hình 3.3 H s p t i K38+950 kè Thi u Tâm 38 Hình 3.4 C u Tòng Tân .38 Hình 3.5 H s p t i K38+950 42 Hình 3.6 L rò t đ ng sang sông t i K39 43 Hình 3.7 M t c t đ a ch t đê t i K38+760 .44 Hình 3.8 K t qu l i bi n d ng c a đê 46 Hình 3.9 S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n c .47 Hình 3.10 K t qu ph chuy n v c a đê 48 Hình 3.11 H s n đ nh Msf=1.026 49 Hình 3.12 Thi công x lý n n b ng c c cát .50 Hình 3.13 Tr ng ch n sóng b o v đê 51 Hình 3.14 Tr ng ven b sông, b bi n b o v b 52 Hình 3.15 Thi công khoan ph t 52 Hình 3.16.M t s d ng kè đê sông 53 Hình 3.17 X lý n n đ t y u b ng ph ng pháp c k t hút chân không 54 Hình 3.18 Gia c n n b ng c c xi m ng đ t .55 Hình 3.19 K t qu l i bi n d ng c a đê v i h s mái đ p M=3.00 57 Hình 3.20 K t qu s gia t ng chuy n v c a đê v i h s mái đ p M=3.00 58 Hình 3.21 K t qu ph chuy n v c a đê v i h s mái đ p M=3.00 .59 Hình 3.22 H s n đ nh Msf=1.187 v i h s mái M=3.00 60 Hình 3.23 C c c Larsen 62 Hình 3.24 V trí đ t c c .63 Hình 3.25 L i bi n d ng c a đê 65 Hình 3.26 K t qu ph chuy n v c a đê 66 Hình 3.27 K t qu s gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình 3.28 H s n đ nh Msf=1.312 68 Hình 3.29 C c c BTCT d Hình 3.30 L c 67 ng l c 70 i bi n d ng c a đê 74 Hình 3.31 K t qu ph chuy n v c a đê 75 Hình 3.32 S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình 3.33 H s c .76 n đ nh Msf=1.273 77 DANH M C B NG BI U B ng 2.1: Ch tiêu c lý dùng tính toán 45 B ng 2.2: Các t h p t i tr ng tính toán n đ nh v i h s mái 56 B ng 2.3: K t qu t h p tính toán n đ nh v i h s mái 61 B ng 2.4: T h p tính toán s d ng c c c Laser SP-IV 64 B ng 2.5: T ng h p k t qu t h p tính toán s d ng c c c Laser SP-IV .69 B ng 2.6: T h p tính toán s d ng c c c SW 500-B100 .73 B ng 2.7: T ng h p k t qu t h p tính toán s d ng c c c SW 500-B100 78 PH N M I TÍNH C P THI T C A U TÀI ê hay g i đê u, m t công trình thành l y b ng đ t hình thành nên d c theo b sông, ho c b bi n đ ng n n ê có hai d ng đ m t khu v c c th c ng p c hình thành t nhiên nhân t o ê t nhiên đ thành b i s l ng đ ng c a tr m tích sông, dòng n sông Khi tràn qua b , v n t c dòng n c hình c tràn qua b c gi m làm v t li u dòng n c l ng đ ng theo th i gian mà cao d n, cao đ n m c h n b m t c a vùng đ t b l t Còn đê nhân t o ng i xây d ng nên c t đ ng n n c tràn gây ng p l t ê nhân t o có đê lo i v nh c u, nh ng c ng có đê lo i t m th i đ i v i nh ng tr vùng đ t ng h p kh n c p Trên th gi i, t thiên niên k th nh t tr c công nguyên, c dân v n minh thung l ng Indus đ p nh ng đê đ u tiên r i M i vùng đ t, tùy theo đ a hình t p quán dân t c, kh n ng u ki n khoa h c k thu t riêng bi t mà ng xây d ng đê b ng nhi u hình th c khác i ta i v i Vi t Nam b i đ a hình đ c bi t có b bi n dài d c theo lãnh th , sông su i r t nhi u, có nh ng sông qu c t đ n Vi t Nam m h l u cu i nh sông H ng, sông à, sông C u Long nên vi c ph i xây d ng đê đ ng n n đ c ng p l t u t t y u ng nhiên c ng ph i b n v ng, quy mô h n so v i đê c a n Riêng t i Thanh Hóa có h n 1.008 km đê, ch a k đê vùng đ p ch ng úng, ng n l , h n 160 kè, 900 c ng d c th gi i đ a ph ng i đê H th ng đê u b o v cho h n 2,5 tri u dân 200.000 đ t canh tác c a 17 huy n, th xã, thành ph t nh Th c t , ph n l n h th ng đê u c a t nh đ c xây d ng cách lâu, thân đê nh , th p, y u, nhi u công trình kè, c ng xu ng c p, nguy c v đê th ng tr c Trên n đê sông l n đê sông x y nhi u s c nh : S t tr s t tr t đê sông Chu thu c đ a ph n xã Thi u Phúc Thi u Hóa), t mái đê kè t s ng B i (Th ch Thành), n t d c m t đê h u sông Mã thu c đ a ph n xã Thi u Quang (Thi u Hóa), s t chân kè V nh Minh (V nh L c) Theo đánh giá Báo cáo ánh giá hi n tr ng công trình đê u tr cl n m 2011, đê sông Chu m t nh ng n đê tr ng y u c a t nh M c dù đ tu, b o d ng th c ng xuyên, nh ng ngu n v n h n h p, h ng m c đ u t không đ ng b v i vi c công trình đê đ c đ u t xây d ng t lâu nên hàng n m vào mùa m a l , r t nhi u đo n b s t l , xung y u, đe d a tr c ti p đ i s ng mùa màng c a nhân dân Công tác c i t o, ch nh trang tu b đê u nói chung n đê sông Chu nói riêng có ý ngh a quan tr ng, phù h p v i xu th phát tri n chung c a khu v c Qua đó, t ng tu i th phát huy t i đa hi u qu c a công trình th y l i, n đ nh đ i s ng cho ng ph i dân góp ph n thúc đ y phát tri n kinh t xã h i c a đ a ng vùng d án II M C ÍCH NGHIÊN C U C A TÀI - Tu b nâng c p, x lý tr ng m xung y u đê sông Chu, t nh Thanh Hóa - Phòng ch ng l , đ m b o an toàn đê u, b o v dân c ph m vi d án - K t h p phát tri n giao thông III CÁCH TI P C N VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U - i u tra hi n tr ng, đ a ch t đê - Tính toán, nghiên c u ph ng án b o v đê - K th a tài li u, c s d li u, k t qu nghiên c u V i cách ti p c n cho phép đ tài ti t ki m đ IV K T QU D - KI N T c nhi u công s c, kinh phí th i gian C m b o an toàn đê u, phòng ch ng l t bão, b o v dân c ph m vi vùng d án - K t h p t ng c ng n ng l c giao thông ph c v công tác ki m tra, c u h , c u n n, dân sinh kinh t góp ph n phát tri n kinh t xã h i cho đ a ph khu v c ng l M=3,n c rút t MNLTK=11m đ n MNDBT=5m Hình PL 1-28: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-29: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-30: K t qu ph chuy n v c a đê c Tính toán n đ nh c c c Laser SP-IV a C c c Laser SP-IV đóng t i CT 12.28, MNLTK=11m Hình PL 1-31: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-32: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-33: K t qu ph chuy n v c a đê c b C c c Laser SP-IV đóng t i CT 12.28, MNDBT=5m Hình PL 1-34: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-35: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-36: K t qu ph chuy n v c a đê c c C c c Laser SP-IV đóng t i CT 12.28, MNKTK=1m Hình PL 1-37: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-38: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-39: K t qu ph chuy n v c a đê c d C c c Laser SP-IV đóng t i CT 8.28, MNLTK=11m rút xu ng MNDBT=5m Hình PL 1-40: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-41: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-42: K t qu ph chuy n v c a đê c e C c c Laser SP-IV đóng t i CT 8.28, MNLTK=11m Hình PL 1-43: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-44: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-45: K t qu ph chuy n v c a đê c f C c c Laser SP-IV đóng t i CT 8.28, MNDBT=5m Hình PL 1-46: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-47: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-48: K t qu ph chuy n v c a đê c g C c c Laser SP-IV đóng t i CT 8.28, MNKTK=1m Hình PL 1-49: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-50: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-51: K t qu ph chuy n v c a đê c Tính toán n đ nh c c c BTCT SW 500-B100 a C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 12.28, MNLTK=11m Hình PL 1-52: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-53: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-54: K t qu ph chuy n v c a đê c b C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 12.28, MNDBT=5m Hình PL 1-55: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-56: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-57: K t qu ph chuy n v c a đê c c C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 12.28, MNKTK=1m Hình PL 1-58: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-59: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-60: K t qu ph chuy n v c a đê c d C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 8.28, MNLTK=11m rút xu ng MNDBT=5m Hình PL 1-61: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-62: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-63: K t qu ph chuy n v c a đê c e C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 8.28, MNLTK=11m Hình PL 1-64: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-65: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-66: K t qu ph chuy n v c a đê c f C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 8.28, MNDBT=5m Hình PL 1-67: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-68: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-69: K t qu ph chuy n v c a đê c g C c c BTCT SW 500-B100 đóng t i CT 8.28, MNKTK=1m Hình PL 1-70: L i bi n d ng c a đê Hình PL 1-71: S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n Hình PL 1-72: K t qu ph chuy n v c a đê c