đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng_2

Header Page of 95 MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Hải Phòng thành phố trực thuộc Trung Ương, có diện tích tự nhiên 1.519,2 km2 bao gồm quận nội thành, quận Đồ Sơn, huyện ngoại thành, huyện đảo Khu vực đất liền phân thành hệ thống thủy lợi Vĩnh Bảo, Tiên Lãng, Đa Độ, An Dương Thủy Nguyên Thành phố Hải Phòng nằm ven biển nên đất canh tác 70% bị nhiễm mặn Sơng ngịi dày đặc chia cắt đất đai thành hệ thống riêng biệt Vụ Đơng Xn có nước mặn xâm nhập sâu vào sông ảnh hưởng đến nguồn nước phục vụ sản xuất sinh hoạt Ngồi hàng năm Hải Phịng cịn thường xuyên bị bão lũ, số vùng thấp trũng, bị ngập ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp đời sống nhân dân Bão có xu gia.tăng tần số cường độ Số bão lớn từ cấp 10 đến cấp 12 chiếm tỷ trọng lớn so với thập kỷ trước Số bão gây nước dâng 2m chiếm 11% tổng số bão Trung bình năm Hải Phịng.bị ảnh hưởng ÷ bão kèm theo mưa lớn nước triều.dâng gây ngập lụt vùng cửa sông ven biển Tuyến đường 353 (Từ Cầu Rào Đồ Sơn) thành phố xác định quan trọng trình phát triển kinh tế biển Thành phố Hải Phịng Ngồi nhiệm vụ chiến lược quốc phịng, cịn tiềm lớn kinh tế thủy hải sản, thương mại du lịch… Đê biển I tuyến đê lấn biển thay tuyến đê đường 14 năm 1980 Mặt cắt đê đủ tiêu chuẩn thiết kế theo dự án PAM 5325 (1950-2000) Tuyến đê biển I có điểm xuất phát từ Cầu Rào đến Núi Độc với tổng chiều dài 17,59km Tuyến đê có nhiệm vụ ngăn mặn, bảo vệ phòng chống lụt bão, đảm bảo an tồn.tính mạng người khu kinh tế nằm dọc theo tuyến đường 353 Đặc điểm tuyến đê thường xuyên bị tác động sóng biển, khu vực phạm vi chịu ảnh hưởng bão Công tác củng cố, nâng cấp tuyến đê trở nên nhiệm vụ vơ cấp bách Chính tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp thiết kế kè Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page1 of 95 Header Page of 95 mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng” với mục tiêu đưa giải pháp cho việc thiết kế hệ thống kè mỏ hàn để bảo vệ tuyến đê có, giảm thiểu tác động biển đối với.đời sống sinh hoạt nhân dân Mục đích nghiên cứu đề tài Đưa giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Phạm vi nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu: Tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Thu thập số liệu, đánh giá từ đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đê biển I tuyến đê đặc biệt xung yếu điều kiện sóng, dịng chảy khắc nghiệt, bãi ngồi bị xói lở khơng ổn định biến động theo mùa, khơng có chắn sóng chắn sóng phát triển chậm, nhiều cống đê bị xuống cấp cần đầu tư thực đồng biện pháp cơng trình để tăng cường mức bảo đảm phòng chống lụt bão Việc nghiên cứu giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I góp phần đáp ứng yêu cầu chiến lược phát triển kinh tế chung khu vực, có ý nghĩa thiết thực việc hồn thành mục tiêu đề Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page2 of 95 Header Page of 95 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN VIỆT NAM VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU, CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ ĐÊ VÀ BÃI TRƢỚC ĐÊ 1.1 Tổng quan hệ thống đê biển Việt Nam Lịch sử hình thành đê biển nước ta có từ kỷ thứ 13 Thời kỳ đầu những.đoạn đê nhỏ lẻ, thấp yếu vùng Bắc Bộ, sau nối kết lại, đăp bồi trúc mở rộng tu sửa thêm, để đến trở thành hệ thống tương đối khép kín, "trường thành trước biển" dài tổng cộng 1670km Trong thập kỷ gần đây, bên cạnh nỗ lực nhà nước nhân dân ta, số dự án củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển thực hiện, cụ thể PAM 5325 (1996-2000), PAM 4617 (1993-1998) FAO hay từ nguồn tài trợ khác CARE, ADB (2000), CEC, OXFAM giúp cho hệ thống đê biển khu vực được.củng cố nâng cấp cách đáng kể Tuy nhiên, cơng tác đầu tư cịn thiếu đồng bộ, chủ yếu tập trung.vào việc đắp tôn cao, áp trúc thân đê đất khai thác địa phương.“Hơn nửa tổng chiều dài đê nói chưa đạt tiêu thiết kế cần thiết Do vậy, đê nhanh bị xuống cấp thường xuyên hư hỏng Một số khu vực biển tiến, rừng phòng hộ trước đê bị xâm hại, đê biển thường xuyên bị sạt lở, hư hỏng đê Hải Hậu, Giao Thủy thành phố Nam Định, đê Cát Hải, Đồ Sơn, Vinh Quang, Cầm Cập thành phố Hải Phòng; đê.Hà Nam thành phố Quảng Ninh; đê Y Vích, Hậu Lộc tỉnh Thanh Hóa Hình 1.1 - Đê biển ngăn mặn xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, Quảng Ninh bị hư hại nghiêm trọng “Đặc biệt năm 2005, vùng ven biển nước ta liên tiếp chịu ảnh hưởng trực tiếp nhiều bão: số 2, số số với sức gió mạnh cấp 11, cấp 12, giật cấp 12, vượt mức thiết kế đê biển Bão số lại đổ vào thời Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page3 of 95 Header Page of 95 kỳ.triều cường (là tổ hợp bất lợi gặp) dẫn đến cố nghiêm trọng nước.biển tràn qua đỉnh đê, gây sạt lở 54 km đê thuộc Hải Phòng, Nam Định, Thái Bình, Thanh Hóa; vỡ đứt số đoạn thuộc tuyến đê Cát Hải (Hải Phòng), Hải Hậu, Giao Thủy (Nam Định), với tổng chiều dài 1.465m” Hình 1.2 - Đê biển Nam Định bị hư hại nghiêm trọng sau bão số năm 2005 “Khu vực phía Nam đê biển hình thành muộn với tổng chiều dài đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang khoảng 896,84 km, bao gồm: 283,09 km đê cửa sơng, 568,38 km đê biển, 45,37 km kè biển Hiện trạng đê biển khu vực chưa khép kín, thiếu hợp lý việc kết hợp giao thông, không đảm bảo ổn định lâu dài khu vực biển tiến; mặt cắt ngang đê hầu hết thấp bé; địa chất đê yếu, nhiều đoạn bị lún, sụt chưa xử lý, thiếu tính ổn định; diện tích rừng chắn sóng bị thu hẹp làm giảm khả chống sóng uy hiếp nghiêm trọng hệ thống đê biển; hệ thống cống ngăn mặn, giữ cịn thiếu chưa đồng bộ; cơng tác quản lý đê biển chưa trọng mức dẫn đến nhiều tuyến đê biển bị xuống cấp” Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page4 of 95 Header Page of 95 Hình 1.3 - Tuyến kè đê biển Gành Hào (Bạc Liêu) bị sạt lở nghiêm trọng Đê yếu, thiếu đồng bộ, kỹ thuật không cao lịch sử hình thành đê biển có từ vài trăm năm qua nguyên nhân thiếu quy hoạch chung đê biển nước Chúng ta có chủ trương đắn việc kết hợp quy hoạch đê biển với đường giao thông thực tế chưa thực Hiện nay, cấp quản lý đê đường chưa có thống nhất, kết hợp với để bàn việc phối hợp lập quy hoạch, kế hoạch cụ thể cho lĩnh vực Bên cạnh việc phân cấp đê cịn nhiều bất cập nên khó sử dụng Do đó, việc nâng cấp đê “mạnh chạy”, việc đầu tư chưa hợp lý Thực tế có đoạn đê được.kiên cố hóa cao, không theo tiêu chuẩn kỹ thuật Trong vùng đồng Nam bộ, nhiều đoạn đê bị xẻ đứt, nhiều đoạn đê chưa khép kín, chưa có giải pháp xử lý Việc san cồn cát thay cho đê biển để làm resort, biệt thự du lịch phải xem xét cách cẩn thận Để chủ động ứng phó với tình hình biến đổi khí hậu, đối phó với diễn biến bất thường tình hình thời tiết quản lý, phát triển hồn thiện hệ thống đê biển, việc xây dựng quy hoạch hệ thống đê biển phát triển hệ thống.các công trình bảo vệ đê bãi trước đê cần được.ưu tiên “Chiến lược phát triển bền vững biển hải đảo Việt Nam” Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page5 of 95 Header Page of 95 1.2 Tổng quan hệ thống đê điều khu vực nghiên cứu Hệ thống đê điều Hải Phịng có bao gồm 24 tuyến đê với tổng chiều dài gần 416 km, đó, có 58 km đê biển Hệ thống đê biển Hải Phòng đầu tư lớn, đa số tuyến đê đại, kiên cố vững Tuy nhiên, mùa mưa bão đến, nỗi lo sức chịu đựng bão gió tuyến đê, đặc biệt số đoạn đê ổn định, đê xung yếu ln thường trực Hình 1.4 - Nhiều đoạn đê kè biển Cát Hải, Hải Phịng bị sóng kht sâu gây sạt lở nghiêm trọng sau bão số năm 2013 Đê biển I tuyến đê lấn biển thay tuyến đê đường 14 năm 1980 Mặt cắt đê đủ tiêu chuẩn thiết kế theo dự án PAM 5325 (1950-2000) Tuyến đê biển I có điểm xuất pháp từ Cầu Rào đến Núi Độc với tổng chiều dài 17,59km Tuyến đê có nhiệm vụ ngăn mặn, bảo vệ phịng chống lụt bão, đảm bảo an tồn tính mạng người khu kinh tế nằm dọc theo tuyến đường 353 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page6 of 95 Header Page of 95 Hình 1.5 - Tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng Đặc điểm tuyến đê thường xuyên bị tác động sóng biển, khu vực chịu ảnh hưởng bão Vì hệ thống đê kè phịng chống sóng, bão ngăn chặn xâm nhập biển có vai trị quan trọng 1.3 Các giải pháp bảo vệ đê bãi trƣớc đê 1.3.1 Rừng ngập mặn Rừng ngập mặn giải pháp kỹ thuật hiệu giúp giảm chiều cao sóng, chống xói bờ, chống sạt lở đê, tăng khả lắng đọng phù sa mở rộng bãi bồi, góp phần bảo vệ mơi trường biển Nhiều bão lớn đổ vào nước ta năm qua, nơi rừng ngập mặn trồng bảo vệ tốt thì.những đoạn đê biển ngun vẹn trước sóng gió lớn, cho dù đắp từ đất nền, đoạn đê biển xây dựng kiên cố kè đá hay bê tông rừng ngập mặn bị chặt phá để chuyển sang mục đích ni trồng thủy sản bị tan vỡ Theo đánh giá, qua trận bão vừa qua ảnh hưởng đến Việt Nam giới, điều rõ ràng rừng ngập mặn che chắn, bảo vệ khu vực ven biển cách chắn cơng trình bê tơng trước tàn phá sóng biển nước mặn Hình 1.6 - Rừng phòng hộ bảo vệ đê biển Trà Vinh Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page7 of 95 Header Page of 95 Thực tế chứng minh, bảo vệ rừng ngập mặn có giá trị to lớn trước ảnh hưởng ngày tăng cao tình hình biến đổi khí hậu, giúp giảm tới nửa lượng ảnh hưởng sóng biển, ngăn ngừa nước biển dâng, góp phần đặc biệt quan trọng bảo vệ dân cư hạ tầng.cơ sở khu vực ven biển Rừng ngập mặn có tác dụng làm giảm mạnh độ cao sóng triều cường Độ cao sóng biển giảm mạnh sau qua dải rừng ngập mặn, với mức biến đổi từ 75% ÷ 85%, từ 1,3m xuống 0,2m - 0,3m “Theo số nghiên cứu rừng trồng.6 tuổi với chiều rộng 1,5 km giảm độ cao sóng từ m ngồi khơi xuống cịn 0,05 m vào tới bờ đầm bờ đầm khơng bị xói lở Cịn nơi khơng có rừng ngập mặn với khoảng cách độ cao sóng cách bờ đầm 1,5 km m, vào đến bờ cịn 0,75 m làm bờ đầm bị xói lở” 1.3.2 Cơng trình ngăn cát giảm sóng dạng mái nghiêng 1.3.2.1 Mỏ hàn “Mỏ hàn cơng trình bảo vệ bờ, có tác dụng làm cho phương dịng hải lưu gần bờ thích ứng với phương truyền sóng, che chắn cho bờ bị sóng xiên góc truyền tới tạo vùng nước yên tĩnh, ngăn chặn bùn cát.chuyển động dọc bờ, gây bồi lắng vào hai mỏ hàn, mở rộng nâng cao thềm bãi để củng cố đê, bờ Mỏ hàn áp dụng cho vùng bãi biển có dịng chảy ven dọc bờ chiếm ưu thế, vùng bãi biển bị xâm thực, không trồng chắn sóng” Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page8 of 95 Header Page of 95 Hình 1.7 - Hệ thống mỏ hàn bảo vệ bờ biển Anh Ở Việt Nam, gần đặc biệt sau thiệt hại to lớn bão số năm 2005 gây với hệ thống đê biển, giải pháp kỹ thuật cơng trình ngăn cát, giảm sóng - chủ yếu mỏ hàn (mỏ hàn thẳng, mỏ hàn chữ T) nhiều địa phương (đặc biệt Bắc Bộ Bắc Trung Bộ) sử dụng để ngăn cát, giảm sóng, gây bồi tạo bãi chống lở xói Đó hệ thống mỏ hàn bảo vệ đê biển Nam Định, Quảng Bình, Hà Tĩnh, mỏ hàn mềm Hịa Dn (Thừa Thiên Huế) Việc kết hợp mỏ hàn đê chắn sóng tách bờ dạng mỏ hàn chữ T áp dụng số cơng trình như: Hệ thống cơng trình Nghĩa Phúc bảo vệ đê biển Nghĩa Hưng, hệ thống cơng trình Kiên Chính, Hải Thịnh II bảo vệ đê biển Hải Hậu, hệ thống cơng trình Đơng Tây cống Thanh Niên bảo vệ đê biển Hải Hậu - tỉnh Nam Định 1.3.2.2 Tường giảm sóng “Tường giảm sóng cơng trình sử dụng để che chắn sóng cho vùng sau tường, giảm dịng ven bờ giảm tác động sóng vào vùng bờ bãi, chống xâm thực, làm lắng đọng bùn cát” 1.3.2.3 Cơng trình kết hợp ngăn cát - giảm sóng Để tăng hiệu làm giảm ảnh hưởng sóng biển đến vùng bờ bãi, gây bồi chống xâm thực, nên bố trí thành hệ thống nhiều mỏ hàn, tường giảm sóng hay kết hợp tường giảm sóng mỏ hàn Xem xét trường hợp cụ thể khu vực xây dựng cơng trình để lựa chọn kết cấu phù hợp Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page9 of 95 Header Page 10 of 95 Mỏ hàn Tường giảm sóng a) Đê bao ngăn b) Hệ thống mỏ hàn hình chữ T c) Hệ thống cơng trình phức hợp phương ngang, phương.dọc cao thấp khác Hình 1.8 - Các sơ đồ bố trí hệ thống cơng trình phức hợp 1.3.3 Cơng trình ngăn cát giảm sóng dạng thành đứng: 1.3.3.1 Cơng trình kết cấu trọng lực Theo vật liệu xây dựng, cơng trình phân thành hình thức sơ đồ hình 1.9 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page10 of 95 10 Header Page 67 of 95 + P (T) : Tải trọng trục tiêu chuẩn Tải trọng tiêu chuẩn trục xe ôtô 10T P = 5T + k = 1,2 : hệ số xung kích + n: số trục tính tốn đường, n=2 + N : số đường Thân mỏ bố trí hai đường thi công hai bên nên N = Cánh chữ T, ảnh hưởng thuỷ triều cần đẩy nhanh tiến độ thi công, chiều rộng khối đá hộc làm đường thi cơng phía bờ 6,4m, phía biển 11,2m nên bố trí phía bờ làn, phía biển đường thi công nên N = Riêng mũi cánh chữ T chiều rộng khối đá hộc làm đường thi cơng hai phía bờ biển 11,2m bố trí thêm phía bờ nên N = - b (m) : Chiều rộng chân đê Kết tính tốn cho mặt cắt thể bảng 3.19 Bảng 3.19 - Kết tính tốn ứng suất đáy móng cơng trình mặt cắt Mặt cắt TT MH1-C1 Tải trọng xe thi công MH2-C1 MH3-C1 MH3-C1 MH1C3 MH2C3 MH3C3 MH3C3 MH1C6 MH2C6 MH3C6 MH3C6 MH1C9 MH2C9 MH3C9 MH3C9 MH1T1 MH2T1 MH3T1 MH3T1 MH1T3 MH2T3 MH3T3 MH3T3 G (T) 24 24 24 24 48 36 b (m) 15 12,6 13,2 14,2 27,8 22 m 1,3 1,3 1,3 1,3 2,24 1,3 (T/m2) 2,08 2,48 2,36 2,20 2,24 2,13 3.7.4 Tính tốn áp lực tiêu chuẩn đất Áp lực tiêu chuẩn đất Rtc = m (A.b  B.h)  D.ctc  Trong đó: m = 1,0: Hệ số điều kiện làm việc Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page67 of 95 67 (3.9) Header Page 68 of 95  (T/m3): Dung trọng bão hoà nước Ctc ( T/m2): Lực dính tiêu chuẩn b (m): Chiều rộng chân đê h(m): Chiều sâu hố móng tính từ mặt đất tự nhiên A, B, D: Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát jtc đất (Tra bảng 3-2 sách “Những phương pháp xây dựng đất yếu”) Kết tính tốn cho mặt cắt bảng 3.20 Bảng 3.20 - Kết tính tốn áp lực tiêu chuẩn đất mặt cắt Măt cắt T ctc  tính T (T/m (T/m tốn ) ) Các thơng số tính tốn R (T/m 2) s (T/m 2) 15 1,5 0,165 1,66 4,08 12,35 4 2,66 0,74 9016 ’ 15 1,0 0,165 1,66 4,08 10,78 3 2,66 15 0,9 0,165 1,66 4,08 10,56 2,66  (độ) b h (m) (m) 0,74 9016 ’ A B D MH1C1 MH2C1 MH3C1 1,85 0,74 9016 ’ MH4C1 1,80 2404 3’ 15 0,9 4,04 6,61 0,763 27,67 2,66 MH1C3 0,74 9016 ’ 12, 0,6 0,165 1,66 4,08 3 8,81 2,68 MH2C3 1,85 0,74 9016 ’ 12, 0,4 0,165 1,66 4,08 8,29 2,68 MH3C3 1,85 0,74 9016 ’ 12, 0,5 0,165 1,66 4,08 8,47 2,68 MH4C3 2404 3’ 12, 0,8 4,04 6,61 0,763 23,35 2,68 MH1C6 1,8 0,85 6052 ’ 13, 0,5 0,117 1,46 3,80 7,55 2,67 MH2C6 1,8 0,85 6052 ’ 13, 0,4 0,117 1,46 3,80 7,29 2,67 1 MH3C6 0,85 6052 ’ 13, 0,4 0,117 1,46 3,80 7,37 2,67 1,85 1,85 1,85 1,8 1,8 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page68 of 95 68 Header Page 69 of 95 0,85 6052 ’ 13, 0,6 0,117 1,46 3,80 7,92 2,67 0,74 9016 ’ 14, 0,6 0,165 1,66 4,08 4 9,33 2,55 0,74 9016 ’ 14, 0,5 0,165 1,66 4,08 9,09 2,55 1,85 0,74 9016 ’ 14, 0,5 0,165 1,66 4,08 9,12 2,55 1,8 2404 3’ 14, 0,6 4,04 6,61 0,763 24,24 2,55 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,42 2,53 1,8 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,53 4 2,53 MH3T1 1,8 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,53 4 2,53 MH4T1 1,8 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,55 2,53 MH1T2 0,74 9016 ’ 22 0,4 0,165 1,66 4,08 11,26 2,50 2 MH2T2 1,85 0,74 9016 ’ 22 0,5 0,165 1,66 4,08 11,44 2,50 MH3T2 1,85 0,74 9016 ’ 22 0,4 0,165 1,66 4,08 11,23 2,50 MH4T2 2404 3’ 22 0,5 4,04 6,61 0,763 34,22 2,50 MH4C6 1,8 MH1C9 1,85 MH2C9 MH3C9 MH4C9 MH1T1 MH2T1 1,85 1,8 1,85 1,8 Theo kết tính tốn mặt cắt có s < R Như đặt móng trực tiếp lên đất thiên nhiên 3.8 Tính tốn kiểm tra lún 3.8.1 Tính tốn vùng chịu nén Chiều sâu nén chặt chiều sâu ứng với chiều dày vùng ảnh hưởng tính từ đáy cơng trình đến vị trí thoả mãn điều kiện: sz < 0,2s*z Trong đó: sz ứng suất gây lún trọng lượng thân cơng trình s*z ứng suất gây lún tải trọng thân đất Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page69 of 95 69 Header Page 70 of 95 Để tính sz s*z ta chia đất lớp phân tố có chiều dày 2m - Tính tốn ứng suất gây lún tải trọng gây Ứng suất gây lún tải trọng thân móng tính theo cơng thức: sz = K Po (3.10) Trong đó: + Po = s0 (m2): áp lực gây lún đáy cơng trình + K: hệ số phụ thuộc tỷ số L/B độ sâu tương đối điểm tính z/B tra bảng III-9, giáo trình học đất (Vũ Cơng Ngữ) - Tính tốn ứng suất gây lún trọng lượng thân đất Ứng suất gây lún tải trọng thân đất tính theo cơng thức: sđz = gihi (3.11) - Tính tốn ứng suất gây lún tổng cộng: s*z = sz + sđz = K Po + gihi (3.12) 3.8.2 Kiểm nghiệm độ lún đất - Phương pháp tính lún: Cộng lún lớp phân tố - Trường hợp không kể đến biến dạng hông đất, độ lún cơng trình tính theo cơng thức sau: n S   Pi hi Ei (3.13) Trong đó: P i : Ứng suất tải trọng gây điểm lớp đất i P i = Po + .hi Po: Ứng suất trọng lượng thân cơng trình gây đáy cơng trình (tiếp xúc đáy cơng trình đất nền) hi : Chiều dày lớp đất i Ei : Môđun biến dạng lớp đất i E= 1  i  : Hệ số rỗng Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page70 of 95 70 Header Page 71 of 95 : Hệ số nén lún : Hệ số tính từ hệ số Poisson đất =1- 2 1  Giá trị  lấy gần sau: + Cát:  = 0.76 + Cát pha:  = 0.72 + Sét pha:  = 0.57 3.8.3 Trường hợp tính tốn Để tính lún cho cơng trình, tính cho trường hợp: - Lún ban đầu thiết bị thi công lớp đá hộc thân mỏ cánh chữ T thời gian thi công - Lún trọng lượng thân cơng trình 3.8.4 Kết tính tốn 3.8.4.1 Mỏ hàn số Mặt cắt MH1- C1 Bảng 3.21 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình (mỏ hàn số 1) Líp TT ®Êt 10 11 Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,10 1,60 2,10 2,60 3,10 3,60 4,10 4,60 5,10 5,60 h 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 P  4,22 0,898 4,15 0,899 4,01 0,900 3,79 1,048 3,54 1,052 3,27 1,056 3,00 1,060 2,69 1,064 2,46 1,068 2,30 1,070 2,11 1,073 Tổng 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page71 of 95 71 Mô đun đàn hồi E (T/m2) 18,22 18,23 18,24 9,81 9,83 9,85 9,87 9,89 9,90 9,92 9,93  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,10 0,08 0,08 0,11 0,10 0,09 0,09 0,08 0,07 0,07 0,06 0,93 Header Page 72 of 95 Bảng 3.22 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi cơng (mỏ hàn số 1) Líp TT ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,10 1,60 2,10 2,60 3,10 3,70 h 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,60 P  2,07 0,917 2,03 0,918 1,96 0,918 1,85 1,077 1,73 1,078 1,60 1,080 1,46 1,082 Tổng 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 Mô đun đàn hồi E (T/m2) 18,41 18,41 18,42 9,95 9,96 9,96 9,97  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,05 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,32 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình tải trọng thiết bị thi công là: S= 0,93+0,32 = 1,25 cm 3.8.4.2 Mỏ hàn số Mặt cắt MH2- C1 Bảng 3.23 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình (mỏ hàn số 2) TT 10 11 Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,20 1,80 2,30 2,80 3,30 3,80 4,30 4,80 5,30 5,60 h 0,60 0,60 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,30 P  4,22 0,898 4,13 0,899 3,94 0,901 3,69 0,903 3,43 1,053 3,16 1,057 2,90 1,061 2,65 1,065 2,42 1,068 2,22 1,071 2,07 1,073 Tổng 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page72 of 95 72 Mô đun đàn hồi E (T/m2) 18,22 18,23 18,24 9,11 9,83 9,85 9,87 9,89 9,91 9,92 9,93  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,10 0,10 0,09 0,12 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06 0,04 0,93 Header Page 73 of 95 Bảng 3.24 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 2) TT Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,20 1,80 2,30 2,80 3,30 3,70 h 0,60 0,60 0,60 0,50 0,50 0,50 0,40 P  2,07 0,917 2,02 0,918 1,97 0,918 1,83 1,077 1,65 1,080 1,52 1,082 1,42 1,083 Tổng 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 Mô đun đàn hồi E (T/m2) 18,41 18,41 18,42 9,95 9,96 9,97 9,98  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,03 0,32 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình tải trọng thiết bị thi công là: S= 0,93+0,32 = 1,25 cm 3.8.4.3 Mỏ hàn số Mặt cắt MH3- C1 Bảng 3.25 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình (mỏ hàn số 3) TT 10 11 Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,60 h 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,60 P  4,22 0,898 4,18 0,898 4,05 0,900 3,84 0,901 3,59 0,904 3,32 0,906 3,05 1,059 2,79 1,063 2,55 1,066 2,34 1,069 2,12 1,073 Tæng 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page73 of 95 73 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,22 18,22 18,24 18,25 18,27 18,30 9,86 9,88 9,90 9,91 9,93  0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,08 0,08 0,08 0,08 0,07 0,07 0,09 0,08 0,07 0,07 0,07 0,84 Header Page 74 of 95 Bảng 3.26 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 3) TT Lớp đất Lp Lp Cao trình z (m) 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 3,80 h 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,30 P  2,07 0,917 2,04 0,918 1,98 0,918 1,88 0,919 1,76 0,920 1,62 0,921 1,47 1,082 1,37 1,084 Tæng 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 Mô đun đàn hồi E (T/m2) 18,41 18,41 18,41 18,42 18,43 18,45 9,97 9,98  0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,04 0,02 0,29 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình tải trọng thiết bị thi cơng là: S= 0,84+0,29 = 1,13 cm 3.8.4.4 Mỏ hàn số Mặt cắt MH3- C1 Bảng 3.27 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình (mỏ hàn số 4) TT 10 11 12 Líp ®Êt Lớp Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,40 0,90 1,40 1,90 2,40 2,90 3,40 3,90 4,40 4,80 5,30 5,60 h 0,40 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 0,50 0,30 P  4,23 0,6230 4,19 0,8983 4,07 0,8993 3,61 0,9035 3,37 0,9056 3,11 0,9080 2,84 0,9104 2,84 0,9104 2,60 0,9126 2,40 0,9144 2,22 1,0711 2,07 1,0733 Tæng 0,0600 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,1190 0,1190 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page74 of 95 74 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 20,56 18,22 18,23 18,27 18,29 18,32 18,34 18,34 18,36 18,38 9,92 9,93  0,76 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,08 0,10 0,10 0,09 0,08 0,07 0,07 0,07 0,06 0,05 0,08 0,04 0,87 Header Page 75 of 95 Bảng 3.28 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 4) TT Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,40 0,90 1,40 1,90 2,40 2,90 3,40 3,80 h 0,40 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 P  2,12 0,6230 2,10 0,9171 2,04 0,9176 1,81 0,9197 1,69 0,9208 1,56 0,9220 1,43 0,9232 1,44 0,9231 Tæng 0,0600 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 Mô đun ®µn håi E (T/m2) 20,56 18,40 18,41 18,43 18,44 18,45 18,46 18,46  §é lón S (cm) 0,76 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,04 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,31 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân cơng trình tải trọng thiết bị thi công là: S = 0,87+0,31 = 1,18 cm 3.9 Tính tốn ổn định trƣợt cung trịn cho cơng trình phần mềm GeoSLOPE/W 5.11 3.9.1 Sơ đồ tính toán Xét dến hai thành phần theo phương thẳng đứng phương nằm ngang lực tương tác thỏi đất Pl Pr Hình 3.5 - Sơ đồ tính ổn định trượt cung trịn Trong đó: - W trọng lượng thỏi đất Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page75 of 95 75 Header Page 76 of 95 - Sm lực chống trượt huy động đáy thỏi – theo phương tiếp tuyến với đáy thỏi - N lực pháp tuyến đáy thỏi - Pl lực tương tác theo phương thẳng đứng mặt bên trái thỏi - Pr lực tương tác theo phương thẳng đứng mặt bên phải thỏi - El lực tương tác theo phương ngang mặt bên trái thỏi - Er lực tương tác theo phương ngang mặt bên phải thỏi - u áp lực khe rỗng đáy thỏi -  chiều dài đáy thỏi - c, lực dính, góc ma sát đất đáy thỏi 3.9.2 Các phương trình cân Phương trình cân mơ ment: Mo = Điểm lấy mô ment (o) tâm khối trượt Phương trình sở cho việc xác định hệ số ổn định Phương trình cân lực cho thỏi đất Fv = (v – phương thẳng đứng) Phương trình dùng để xác định lực pháp tuyến đáy thỏi đất (N) Sử dụng phương trình cân mơ ment tâm khối trượt, hệ số ổn định xác định theo công thức sau:  c   ( N  u )tg  Fs   (W  Pl  Pr) sin  , ' (3.14) Để xác định lực pháp tuyến N ta sử dụng phương trình Fv =  Ncos + Pr - W - Pl+ Sm sin = (3.15) với Sm = [c'+(N-u)tg '] / Fs Thay Sm vào phương trình (3) được: N W  Pl  Pr c ,  sin  u tg , sin   Fs Fs m Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page76 of 95 76 (3.16) Header Page 77 of 95 m=cos+(sin tg') / Fs Thay vào (3.14) đơn giản hoá thu  c  cos   (W  Pl  Pr u cos  )tg  , Fs  ' W sin  m (3.17) Trong phương trình (3.17) m có chứa Fs nên phương trình phi tuyến Để giải phương trình người ta thường sử dụng phương pháp lặp “Do vị trí mặt trượt nguy hiểm chưa xác định nên để tìm mặt trượt người ta sử dụng phương pháp thử sai; mặt trượt trụ tròn đặc trưng tâm trượt bán kính cung, để tìm cung trượt có Fsminmin ta giả thiết lưới tâm trượt, tương ứng với tâm trượt giả thiết bán kính cung trượt; với cung trượt sử dụng cơng thức (3.14) tính hệ số Fs từ hệ số Fs cung trượt có tâm trượt ta tìm cung trượt có hệ số Fsmin ứng với tâm đó; tương ứng với tâm trượt lưới ta tìm trị số Fsmin tâm từ ta tìm tâm trượt có Fsminmin Cung trượt có Fsminmin cung trượt nguy hiểm mái dốc nằm bên lưới lưới tâm đủ lớn” [1] Để sử dụng chương trình phù hợp với TCVN, lấy điều kiện kiểm tra ổn định trượt mái cơng trình theo công thức : 1.15 ≤ K = Fsminmin (3.18) 3.9.3 Kết tính tốn Kết tính tốn phần mềm GeoSLOPE/W 5.11 CANADA theo phương pháp Bishop cho hệ số Fminmin sau: Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page77 of 95 77 Header Page 78 of 95 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page78 of 95 78 Header Page 79 of 95 Hình 3.6 - Kết tính cỏc mt ct i din TT Tên mắt cắt Fsminmin MH1- C2 MH1- C4 MH1- C6 MH1- C8 MH1- C10 MH1- T1 3,575 3,656 3,719 3,926 3,652 4,927 - Như mặt cắt thoả mãn: 1.15 ≤ K = Fsminmin Kết luận: Cơng trình đảm bảo ổn định Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page79 of 95 79 Header Page 80 of 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Đề tài luận văn đã góp phần làm rõ mặt lý luận thực tiễn việc nghiên cứu, đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng - Luận văn đánh giá thực trạng hệ thống đê điều nói chung, đê biển nói riêng thành phố Hải Phịng, sâu phân tích dựa số liệu khảo sát, thống kê, thu thập từ đề giải pháp cơng trình giải pháp kết cấu để bảo vệ cho tuyến đê nghiên cứu - Luận văn đề xuất tiêu kỹ thuật tính tốn ổn định cho tuyến kè mỏ hàn bảo vệ đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phịng Kiến nghị - Trong tình hình nước biển dâng có chiều hướng gia tăng biến đổi khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến cơng trình đê biển thành phố, cơng tác nghiên cứu đánh giá, phân tích nguyên nhân, đưa giải pháp ứng phó vơ cấp thiết - Từ thực trạng khu vực cơng trình, diễn biến thời tiết ngày trở nên phức tạp, bão lũ xuất với cường độ ngày mạnh hơn, phạm vi ảnh hưởng rộng việc xây dựng hệ thống kè mỏ hàn chắn sóng trước đê biển I cần thiết, đảm bảo an tồn tính mạng tài sản cho hộ dân, giúp hộ dân yên tâm sản xuất, giảm thiểu thiệt hại thiên tai gây mùa mưa bão đến gần Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page80 of 95 80 Header Page 81 of 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO ThS Nguyễn Công Mẫn (1996), Hướng dẫn thực hành dùng phần mềm SLOPE/W, Đại học Thủy lợi Trần Minh Quang (2007), Cơng trình biển, NXB Giao thông vận tải PGS.TS Đào Văn Tuấn (2011), Cơng trình đê chắn sóng bảo vệ bờ biển, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn (2002), Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 - 2002: Hướng dẫn thiết kế đê biển, Hà Nội Bộ Xây dựng (2002), Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285 2002 Cơng trình thủy lợi - Các qui định chủ yếu thiết kế, Hà Nội Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam (2007-2009), Xác định chiều cao sóng tính tốn thiết kế đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng nông nghiệp sở hạ tầng Hải Phòng (2009), Báo cáo kết khảo sát khoan địa chất khu vực đê biển I, Hải Phòng Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam (2009), Báo cáo kết khảo sát địa hình khu vực Hải Phịng, Hà Nội Tài liệu khí tượng thuỷ văn, thuỷ triều khu vực Đồ Sơn, Hải Phòng Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page81 of 95 81 ... I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Thu thập số liệu, đánh giá từ đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố. .. dân Mục đích nghiên cứu đề tài Đưa giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Phạm vi nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu: Tuyến đê biển. ..Header Page of 95 mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng” với mục tiêu đưa giải pháp cho việc thiết kế hệ thống kè mỏ hàn để bảo vệ tuyến đê có, giảm thiểu tác động biển đối với.đời