Đánh giá điều kiện địa chất công trình và đề xuất các giải pháp gia cố bờ sông soài rạp, xã bình khánh, huyện cần giờ, TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN PHÙ NG ĐẮC ĐẠT ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH VÀ ĐỀ X́T CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ BỜ SÔNG SOÀ I RẠP XÃ BÌNH KHÁNH HUYỆN CẦN GIỜ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỊA CHẤT HỌC Mã ngành: 52440201 TP HỒ CHÍ MINH – 12/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỀ X́T CÁC GIẢI PHÁP GIA CỚ BỜ SÔNG SOÀ I RẠP XÃ BÌNH KHÁNH HUYỆN CẦN GIỜ Sinh viên thực hiện: Phùng Đắ c Đạt MSSV: 0250100012 Khóa: 2013 – 2017 Giảng viên hướng dẫn: ThS Thiề m Q́ c T́ n TP HỒ CHÍ MINH – 12/2017 TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2017 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN Bộ mơn: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT Họ tên: PHÙ NG ĐẮC ĐẠT Ngành: ĐỊA CHẤT HỌC MSSV: 0250100012 Lớp: 02_ĐH_ĐKT Tên đồ án: Đánh giá điều kiê ̣n địa chấ t công trin ̀ h và đề xuất các giải pháp gia cố bờ sông Soài Ra ̣p xã Bình Khánh huyê ̣n Cầ n Giờ Nhiệm vụ: - Đánh giá điề u kiê ̣n điạ chấ t công trình khu vực sông Soài Rạp xã Biǹ h Khánh - Đề các giải pháp gia cố bờ sông Soài Ra ̣p Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/08/2017 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 01/12/2017 Họ tên người hướng dẫn: Ths.Thiề m Quốc Tuấ n Người hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nội dung yêu cầu đã thông qua môn Ngày 01 tháng 12 năm 2017 Chủ nhiệm môn (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầ y Cô khoa Điạ Chấ t và Khoáng Sản trường ĐH Tài Nguyên và Môi Trường thành phố Hồ Chí Minh Trong suốt thời gian học tập tại trường dìu dắt Thầy Cơ khoa Địa Chất Khống Sản khoa khác trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường TP.HCM đã truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu chuyên môn lĩnh vực khác Sự tận tụy, say mê, lòng nhân nhiệt tình Thầy Cơ động lực giúp em trau dồi thêm kiến thức vượt qua khó khăn học tập Đă ̣c biê ̣t em xin gửi lời cảm ơn sâu sắ c nhất đế n thầ y Thiề m Quố c Tuấ n đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Đồng thời xin cám ơn tất bạn bè đã gắn bó học tập giúp đỡ suốt thời gian qua, śt q trình thực đồ án tớt nghiệp TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2017 Sinh viên Phùng Đắ c Đa ̣t ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .1 NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Nô ̣i dung 3.2 Pha ̣m vi PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .3 1.1.1 Nghiên cứu nước 1.1.2 Nghiên cứu nước 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên 1.2.2 Dân cư, kinh tế , xã hô ̣i 11 1.2.3 Đă ̣c điể m điạ chấ t 12 1.3 CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐINH ̣ MÁI DỐC 15 1.3.1 Khái niê ̣m 15 1.3.2 Cơ sở lý luâ ̣n 15 1.4 CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ 17 1.4.1 Sử dụng sản phẩm từ sợi tổng hợp có cường độ cao 18 1.4.2 Cải tiến cấu kiện kết cấu cơng trình .20 1.4.3 Cải tiế n khối bêtông lát mái 22 1.4.4 Ứng dụng công nghệ bêtông ứng suất trước chế tạo cọc ván BTCT ứng suất trước…………………………………………………………………………… 22 1.4.5 Sử dụng loại thực vật thân thiện với môi trường (kỹ thụât mềm) 22 1.4.6 Công nghệ gia cố mái bờ chân bờ 24 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.….….….….….…26 2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU 26 2.2 PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA 27 2.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .29 iii 2.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐIẠ CHẤT CÔNG TRÌNH 32 3.1.1 Điề u kiê ̣n điạ hiǹ h đia ma ̣o 32 3.1.2 Cấ u ta ̣o điạ chấ t 33 3.1.3 Điề u kiê ̣n điạ chấ t thủy văn 34 3.1.4 Tiń h chấ t lý .35 3.2 ĐÁNH GIÁ ỔN ĐINH ̣ MÁI DỐC .37 3.2.1 Tính toán ổ n đinh ̣ bờ dố c: 37 3.2.2 Kế t quả tính toán 40 3.3 GIẢI PHÁP GIA CỐ THÍCH HỢP 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 43 ̣ TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC………………………………………………………… 46 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TP Thành phố HCM Hồ Chí Minh TS Tiế n Si ̃ GS Giáo Sư PGS Phó Giáo Sư BT Bê tông BTCT Bê tông cố t thép HK Hố khoan TCN Tiêu chuẩ n ngành TCVN Tiêu chuẩ n Việt Nam ĐBSCL Đồ ng bằ ng sông cửu long KCN Khu công nghiê ̣p v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Mực nước biên đô ̣ triề u vào mùa khô và mùa mưa 11 Bảng 1.2 Tỉ lê ̣ xuấ t hiê ̣n mực nước cao nhấ t năm 2011 .11 Bảng 1.3 Các phân vị địa tầng khu vực huyê ̣n Cầ n Giờ 12 Bảng 2.1 Bảng tổng hợp cao độ, tọa độ hố khoan 27 Bảng 3.1 Phân Loại Địa Hình Ở Cần Giờ 32 Bảng 3.2 Bảng tra trị sớ 1, 2 theo góc dớc  .39 Bảng 3.3 Cấp cơng trình đê sơng xác định theo tiêu chí về sớ dân diện tích bảo vệ 41 Bảng 3.4 Cấp cơng trình đê sơng xác định theo tiêu chí về độ ngập sâu trung bình khu dân cư so với mực nước thiết kế đê 41 Bảng 3.5 Hệ số an tồn ổn định chớng trượt K cơng trình đê bê tông đá xây 42 Bảng 3.6 Độ gia cao an tồn cơng trình đê sơng 42 vi DANH MỤC HÌ NH Hình 1.1 Bản đồ hành huyê ̣n Cầ n Giờ Hình 1.2 Mă ̣t cắ t ngang mô ̣t mái dố c 15 Hin ̣ bờ dố c theo phương pháp mă ̣t trươ ̣t tru ̣ tròn 16 ̀ h 1.3 Sơ đồ tính toán ổ n đinh Hình 1.4 Các lực tác du ̣ng lên các lăng thể phân tố 17 Hin ̀ h 1.5 Trải vải địa kỹ thụât tầng lọc mái kè 18 Hin ̀ h 1.6 Mô ̣t số loa ̣i thảm bê tông túi khuôn .19 Hình 1.7 Kè lát mái thảm tấm bêtông 20 Hình 1.8 Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lưới thép 21 Hình 1.9 Thảm đá bảo vê ̣ bờ sông 21 Hình 1.10 Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ 23 Hin ̀ h 2.1 Sơ đồ vi ̣trí hố khoan .26 Hình 2.2 Công tác chuẩ n bi ̣mă ̣t bằ ng 28 Hin ̀ h 2.3 Công tác khoa khảo sát điạ chất…………………………………………… 28 Hình 2.4 Công tác thí nghiê ̣m SPT……………………………………………………28 Hin ̀ h 2.5 Mẫu đấ t 29 Hình 3.1 Sơ đồ xác định tâm trượt nguy hiểm nhất theo phương pháp V.Fellenius .40 Hình 3.2 Sơ đồ tính toán ổ n đinh ̣ bờ dố c khu vực khảo sát 40 vii TÓM TẮT Thông qua đồ án tố t nghiê ̣p, so với mục tiêu yêu cầu đề tài, đồ án đã giải quyết số vấn đề sau: - Đánh giá điều kiện điạ hin ̀ h địa ma ̣o, điề u kiê ̣n địa chất cơng trình, điề u kiê ̣n điạ chấ t thủy văn khu vực sơng Sồi Ra ̣p xã Bình Khánh huyê ̣n Cầ n Giờ, thấy mức đô ̣ sa ̣t lở của bờ sông Soài Ra ̣p - Thấy diện địa tầng đặc trưng nền đất khu vực - Biết cấu tạo điạ chấ t khu vực nghiên cứu thông qua viê ̣c khoan khảo sát - Lập mă ̣t cắ t địa chất cơng trình khu vực nghiên cứu dựa vào bề dày lớp đất khu vực nghiên cứu - Đánh giá đô ̣ ổn đinh ̣ mái dốc - Thông qua đă ̣c điể m địa hiǹ h địa ma ̣o, các điề u kiê ̣n điạ chấ t công trình, địa chấ t thủy văn tính chất nền đất để đề xuất các giải pháp gia cố bờ sông viii Trong đó: m: Sớ lăng thể trượt, L: Chiều dài cung trượt (m), : Góc ma sát (độ), C: Lực dính kết (T/m2) Điều khó khăn nhất ở vô số mặt trượt khả dĩ, ta phải tìm mặt trựơt nguy hiểm nhất cho trị sớ Kmin Đới với đất dính lý tưởng ( = 0, C  0): mặt trượt nguy hiểm nhất mặt trượt qua chân bờ dớc A, có tâm O giao điểm hai đường OA OB tạo thành góc 1, 2 với mặt dớc mặt đỉnh [Hình 3.1a] Trị sớ 1, 2 thay đổi theo góc dớc  xác định theo [Bảng 3.2] Bảng 3.2 Bảng tra trị số 1, 2 theo góc dốc   1 2 1:5 11o19’ 25o 37o 1:3 18o26’ 25o 35o 1:2 26o34’ 25o 35o 1:1.5 33o47’ 26o 35o 1:1 45o 28o 37o 1:0.58 60o 29o 40o Độ dớc mái dớc (tg) Đới với đất dính thơng thường (  0, C  0): Mặt trượt nguy hiểm nhất qua chân bờ dốc tâm trượt xác định [Hình 3.1b] sau: Từ A (chân bờ dốc) lấy đoạn chiều cao bờ dốc H kéo dài theo phương nằm ngang lấy đoạn 4.5H, điểm M Từ D ở AB dựng đường thẳng đứng cắt MB tại O đường MO, về phía trái điểm O, ta chọn số tâm trượt tùy ý O1, O2, O3… ứng với ta xác định hệ số ổn định K1, K2, K3… nối chúng lại với ta đường cong K Kẻ tiếp tuyến với đường cong K song song với MO, từ tiếp điểm đường cong K hạ đường vuông góc với MO ta O’ tâm trượt nguy hiểm nhất cần xác định 39 O3 O2 O1 O 1 O3 O2 O’ BC O1 O B C H 2   2H A D H 2H A 4.5H Hình 3.1 Sơ đồ xác định tâm trượt nguy hiểm theo phương pháp V.Fellenius Hình 3.1a: Đối với đất dính lý tưởng 3.2.2 Kế t quả tính toán Hình 3.1b: Đối với đất dính thơng thường Ở đây, em sử dụng phần mềm Geo-Slope Office 8.11 để kiểm tốn độ ổn định bờ dớc dọc đoạn sơng nghiên cứu Phương pháp sử dụng tính toán phương pháp Bishop đơn giản (Bishop’Simplied method) Thực chất phương pháp tương tự phương pháp V Fellenius, song tính tốn có xét đến lực tương tác mặt tiếp xúc lăng thể phân tố Khu vực sông Soài Ra ̣p: Ta có đô ̣ sâu đáy sông là 25m nên ta xét bờ dốc đươ ̣c cấ u ta ̣o bởi lớp: Lớp 1: Bùn sét hữu có bề dày 25.0m, trạng thái chảy có đặc trưng lý: w = 14.51kN/m3,  = 5o27’ = 5.45o, C = 14.88kPa Kết tính tốn cho hệ sớ ổn định Kmin = 0.891 < (hình 3.13) Như vậy, bờ dớc mất ổn định Hin ̣ bờ dố c khu vực khảo sát ̀ h 3.2 Sơ đồ tính toán ổ n đinh 40 3.3 GIẢI PHÁP GIA CỐ THÍ CH HỢP Căn vào điều kiện điạ hiǹ h và công trin ̀ h đã xây dựng nhằ m bảo vệ bờ sông Bờ sông ta ̣i đã đươ ̣c gia cố bằ ng đá chưa thâ ̣t sự chắ c chắ n và an toàn nên cầ n đươ ̣c gia cố chắ n và an toàn Căn vào kết khảo sát thưc tế các kế t quả thí nghiệm phòng, ta thấ y ̣ số chố ng trươ ̣t Kmin = 0.891