Nghiên cứu ứng dụng neo gia cố các tấm lát mái bảo vệ đê biển

Bài viết Nghiên cứu ứng dụng neo gia cố các tấm lát mái bảo vệ đê biển trình bày kết quả thí nghiệm trong phòng đánh giá khả năng neo giữ của các mũi neo và các thao tác thi công. Mật độ bố trí neo phụ thuộc vào trọng lượng của tấm lát mái, áp lực sóng, cấp độ của đê và loại đất đắp đê. Mời các bạn cùng tham khảo.

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NEO GIA CỐ CÁC TẤM LÁT MÁI BẢO VỆ ĐÊ BIỂN NCS.ThS.Hoàng Việt Hùng PGS.TS Trịnh Minh Thụ GS.TS Ngơ Trí Viềng Đại học Thủy lợi Tóm tắt: Từ trước đến nay, tính tốn thiết kế lát mái đê biển đề cập đến ổn định nhờ trọng lượng thân Các sáng chế gần cải tiến hình dạng lát mái kiểu liên kết cạnh Tuy nhiên tác dụng sóng biển, xảy phá huỷ cục lát dẫn đến phá huỷ mảng xảy vỡ đê Mục đích neo gia cố tăng cường ổn định cho lát mái hạn chế chuyển vị mảng gia cố tác dụng sóng áp lực nước lỗ rỗng thân đê Giải pháp công nghệ neo gia cố lát mái bố trí thêm neo cắm vào đất để giữ cho lát mái ổn định Giải pháp sử dụng mũi neo xoắn, dùng thiết bị xoắn mũi neo vào đất đến độ sâu thân đê liên kết dây mềm neo với lát mái Bài báo kết thí nghiệm phòng đánh giá khả neo giữ mũi neo thao tác thi cơng Mật độ bố trí neo phụ thuộc vào trọng lượng lát mái, áp lực sóng, cấp độ đê loại đất đắp đê I ĐẶT VẤN ĐỀ Tấm lát mái đê biển kết cấu bảo vệ quan trọng đê biển Rất nhiều nghiên cứu, sáng chế nhằm mục đích cải tiến kết cấu bảo vệ vững đảm bảo an toàn cho đê tác dụng sóng biển Tuy nhiên thực tế xảy tình trạng mảng gia cố bị bong tróc sóng (Ảnh 1) lún sụt Tình trạng kỹ thuật dẫn đến an toàn cho đê biển Nguyên nhân việc bong tróc mảng gia cố, thấy trọng lượng viên gia cố không đủ giữ ổn định tác dụng ngoại lực Còn vấn đề lún sụt mảng gia cố loại trừ ngun nhân thi cơng kém, Ảnh 1: Kè đê biển bị sập sóng có phần nguyên nhân lôi vật liệu lọc sóng rút Sự lơi vật liệu lọc II BỐ TRÍ NEO GIA CỐ TẤM LÁT MÁI ngồi xảy chuyển vị mảng Mục đích kỹ thuật giải pháp tăng gia cố lớn tác dụng áp lực đẩy ngược thêm ổn định cho lát mái hạn chế từ thân đê sóng rút Vậy để khắc phục chuyển vị mảng gia cố tác dụng tình trạng trên, giải pháp neo gia cố lát sóng áp lực nước lỗ rỗng thân mái nhóm nghiên cứu đề xuất làm gia đê Để đạt mục đích nhằm gia cố tăng trọng lượng viên gia cố hạn chế lát mái, nhóm nghiên cứu đề xuất bố trí chuyển vị mảng gia cố Mái đê biển thêm neo xoáy vào đất để giữ cho bảo vệ kiên cố lát mái ổn định (hình 1) 72 Hình 1: Bố trí neo cho lát mái 1) Mũi neo 2) Dây neo 3) Chốt liên kết Giải pháp sử dụng mũi neo xoắn, dùng thiết bị xoắn mũi neo vào đất đến độ sâu thân đê liên kết dây mềm neo với lát mái Mức độ dày, thưa neo phụ thuộc vào trọng lượng lát mái, áp lực sóng, cấp độ đê loại đất đắp đê Hình 2a III MÔ TẢ CÁC CHI TIẾT CỦA GIẢI PHÁP “Neo gia cố lát mái bảo vệ đê biển” bao gồm ba phận chính: Mũi neo: Có thể mũi neo xoắn nhựa cứng, mũi neo ấn, mũi neo lò xo, mũi neo liên kết với gia cố mái dây neo Mũi neo xoắn với chi tiết hình vẽ 2a, mũi neo làm nhựa để đảm bảo tránh ăn mòn nước biển, đồng thời rãnh xoắn giúp dễ dàng thi công xốy mũi neo vào đất, kích thước mũi neo xác định dựa thí nghiệm phòng để rút khả chịu tải mũi neo Hình 2b Hình 2c Hình 2: Chi tiết dạng mũi neo gia cố Dạng mũi neo thứ hai mũi neo ấn vào đất (hình vẽ 2b) chế tạo nhựa, để có kích thước mũi neo hợp lý có khả chịu lực kéo nhổ lớn, phải tiến hành thí nghiệm phòng với khối đất lớn để kích thước tiêu chuẩn mũi neo Dạng mũi neo thứ ba mũi neo lò xo, mũi neo làm thép bọc nhựa xoắn vào đất, công tương tự hai loại mũi neo (hình 2c) dùng cho loại đất mềm yếu có trạng thái dẻo, dẻo mềm Dây neo: Dây neo dùng để liên kết mũi neo với lát mái, số lĩnh vực khác dây neo thường thép sợi bện, với mơi trường ăn mòn nước biển mặn, đề xuất dây neo nhựa mềm Hiện chúng tơi thí nghiệm để xác định độ bền dây neo bao gồm thí nghiệm xác định độ bền kéo, độ dãn dài dây để đặt hàng chế tạo hàng loạt Dây neo nhựa mềm đề xuất nhóm nghiên cứu thay đổi vật 73 liệu so với dạng dây neo truyền thống thép neo bê tông Với thân đê biển đắp đất neo bê tơng khơng thể phù hợp tính cứng nó, dây neo thép bị nước biển ăn mòn Chốt liên kết với lát mái Để liên kết dây neo với lát mái, phải bố trí lỗ neo lát mái, lỗ neo có đường kính khoảng 5-7 cm, có bố trí thép 6 8 chốt ngang, thép vừa dùng để vận chuyển lát mái vừa dùng để chốt dây neo Sau chốt dây neo xong, dùng vữa xi măng lấp kín lỗ neo Chúng tơi thí nghiệm lực kéo chốt neo sau xi măng bịt lỗ neo khô Kết thí nghiệm cho thấy khả giữ chốt lớn Có thể ứng dụng tốt thực tế IV THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG NEO GIỮ CỦA MŨI NEO Mục đích thí nghiệm phòng xác định khả neo giữ mũi neo với kích thước mũi neo khác nhằm chọn kích thước tối ưu mũi neo xoắn Các thí nghiệm tiến hành trực tiếp 3m3 khối đất mơ hình đắp bể kính Đất đắp mơ hình đất lấy Km 24 đê biển Giao Thuỷ Nam Định với tiêu lý đất cho bảng Bảng 1: Chỉ tiêu lý đất thí nghiệm TT Tên tiêu Độ ẩm chế bị Khối lượng riêng ướt chế bị Khối lượng riêng khô chế bị 10 11 Tỷ trọng Hệ số rỗng Độ lỗ rỗng Độ bão hoà Giới hạn chảy Giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Chỉ số chảy 12 Khối lượng riêng khô max 13 Độ ẩm tối ưu 14 15 Góc ma sát Hệ số thấm Ký hiệu  cb  k Đơn vị % Trị số 12 g/cm3 2.13 1.90 g/cm   n S LL PL PI LI  kmax 2.67 0.41 29 26 23.00 17.49 5.51 -0.99 % % % % %  tn  k g/cm3 1.902 % 12 độ Cm/s 16.07 2,4.10-4 Bảng 2: Thành phần hạt đất thí nghiệm ĐK hạt % lọt ĐK Sét 0.00 9.28 10 100 >10 0.00 0.00 0.00 điện tử OCS-A giới hạn đo 50kN mũi neo kích thước khác có chi tiết nêu Ảnh 2: Các thiết bị đấu nối cho thí nghiệm Mòi neo N§10 Trình tự thí nghiệm: Lắp cáp vào mũi neo khố cáp để dây neo khơng bị trượt kéo lực lớn Tiếp đến lắp mũi neo vào cần xoáy dây cáp luồn vào cần xốy dẫn ngồi Xốy mũi neo vào khối đất mơ hình Để khối đất khơng bị phá vỡ kéo neo, mũi neo cần xoáy sâu vào khối đất Đấu nối cáp kéo với lực kế tiến hành kéo neo Trong trình tăng tải, đọc số đọc lực kế kết thúc thí nghiệm số đo lực kế đột ngột giảm Lúc neo khơng ổn định bị phá hoại hồn tồn Kết thí nghiệm chọn hai mũi neo điển hình ký hiệu NĐ10 NĐ11 vừa có khả neo giữ vừa dễ thi cơng (Ảnh 3) Mòi neo N§ 11 Ảnh 3: Hai mũi neo điển hình chọn từ kết thí nghiệm Các thơng số hai mũi neo trình Kết thí nghiệm cho thấy, khả neo bày bảng Các mũi neo có kích thước giữ neo gia cố lớn Chẳng hạn neo lớn khó thi cơng đặc biệt khó thi công NĐ10 neo nhỏ khả neo giữ thủ công tới 350 kg Mũi neo NĐ11 khả neo giữ tới 870 kg Vì bố trí neo gia cố cho lát Bảng 3: Các thơng số hai mũi neo mái trọng lượng lát mái tăng chuyển vị mảng gia cố giảm Khắc phục bong tróc lát mái lún Mũi neo Mũi T sụt mảng lát mái xói trôi vật liệu lọc Thông số NĐ neo T chuyển vị lớn mảng gia cố NĐ10 11 V KẾT LUẬN Khả neo giữ 3,5 kN 8,7 kN Với giải pháp neo giữ lát mái đề Bề rộng cánh xoáy 2,5 cm 3.5 cm xuất kết thí nghiệm kéo neo Bước xốy 7,0 cm 12 cm phòng thí nghiệm, chắn độ ổn định Chiều dài tổng cộng 30 cm 35 cm lát mái tăng lên, mức độ an toàn bảo vệ Đường kính thân neo cm cm mái đê có bão triều cường cải Đường kính tổng cm 14 cm thiện Về mặt kinh tế mũi neo nhựa dây neo cộng nhựa đảm bảo độ bền chống xâm thực giá 75 thành rẻ với loại vật liệu khác Nhờ có neo gia cố mà mảng lát mái hạn chế chuyển vị áp lực nước đẩy ngược từ thân đê sóng rút Nhóm nghiên cứu tiếp tục tiến hành thí nghiệm để xác định mật độ bố trí neo mái, phân bố lực neo giữ cho lát mái hồn thiện cơng nghệ, mở rộng ứng dụng cho đê biển mà cho mục đích gia cố cơng trình khác Tài liệu tham khảo Hoàng Việt Hùng - Tổng hợp giải pháp gia cường đê biển tràn nước- Tạp chí Địa kỹ thuật - Trang 32 số /2009 Hoàng Việt Hùng - Trịnh Minh Thụ - Ngơ Trí Viềng - Bản mơ tả sáng chế: “Neo gia cố lát mái bảo vệ đê biển” theo số đơn 1-2010-01012 nộp ngày 22-4-2010 Đặng Ngọc Thắng - Tổng quan kết cấu bảo vệ mái đê sử dụng đê biển Nam Định- Tuyển tập hội thảo lần thứ đề tài KC08-15/06-10-Tháng 1/2010 Krystian W, Pilarczyk – Dikes and Revestments A.A.Balkema/ Rotterdam/ Brookfield / 1998 Krystian W, Pilarczyk- Geosynthetics and Geosystems in Hydraulic and Coastal Engineering A.A.Balkema/ Rotterdam/ Brookfield /.2000 Abstract ANCHOR OF CONCRETE BLOCKS FOR APPLICATION TO SEA DIKE SLOPE Protected slope by interlocking units (concrete blocks and mats) is popular types of revetments However, instability of interlocking units still occurs near the point of maximum downrush, where uplift forces are higher or wave impact Anchor of concrete blocks is a new choice of protection, higher resistance against uplift and reducible displacement of revetments Anchor of concrete blocks has three essentially parts: anchor head, tendon and fixed anchor The anchor head is made from plastic with twisted slot High tensile plastic cable is used for tendon Fixed anchor is connected to concrete blocks The number of anchors depend on weight of concrete blocks, wave forces and dike funtion This paper is results testing for allowable pull of anchored concrete blocks in the Geo-laboratory of WRU Vietnam 76 ... thưa neo phụ thuộc vào trọng lượng lát mái, áp lực sóng, cấp độ đê loại đất đắp đê Hình 2a III MƠ TẢ CÁC CHI TIẾT CỦA GIẢI PHÁP Neo gia cố lát mái bảo vệ đê biển bao gồm ba phận chính: Mũi neo: ... Mũi neo NĐ11 khả neo giữ tới 870 kg Vì bố trí neo gia cố cho lát Bảng 3: Các thơng số hai mũi neo mái trọng lượng lát mái tăng chuyển vị mảng gia cố giảm Khắc phục bong tróc lát mái lún Mũi neo. .. Có thể mũi neo xoắn nhựa cứng, mũi neo ấn, mũi neo lò xo, mũi neo liên kết với gia cố mái dây neo Mũi neo xoắn với chi tiết hình vẽ 2a, mũi neo làm nhựa để đảm bảo tránh ăn mòn nước biển, đồng