Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật trong xây dựng đê quai lấn biển tiên lãng hải phòng

-1MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, việc lấn biển trở thành chiến lược lâu dài nước ta nhiều nước giới Trong cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước trước sức ép quỹ đất dành cho công nghiệp ngày thu hẹp, việc quai đê lấn biển cấp thiết Việt Nam với hàng ngàn đảo quần đảo chiều dài bờ biển dài 3000km kéo dài từ Bắc vào Nam vị trí thuận lợi để phát triển kinh tế ven biển xây dựng sở hạ tầng ven biển Chính địi hỏi phải xây dưng sở hạ tầng để bảo vệ khu dân cư đặc khu kinh tế khu công nghiệp ven biển Việt Nam với 24 tỉnh có đê biển chạy dài từ Quãng Ninh tới Kiên Giang, hệ thống đê bảo vệ cho sản xuất công, nông nghiệp nuôi trồng thủy sản nhân dân sống ven biển, Những năm gần nhiều đoạn đê biển bị sạt lở lún sụt yếu tố khí hậu gây lũ lụt, bão lớn tượng sóng thần nghiêm trọng Để lại hậu nặng cho nhân dân sinh sống ven biển, làm thiệt hạ kinh tế hư hỏng sở hạ tầng ven biển, thay đổi hệ sinh thái ven biển Để bảo vệ dân cư sở vật chất ven biển việc xây cải tạo hệ thống đê biển có cần thiết quan trọng Hệ thống đê biển nước ta hình thành qua nhiều hệ, phần lớn thi công thủ công, vật liệu đắp đê không đạt tiêu chuẩn cấp phối hạt, vấn đề lún sụt đê biển tránh khỏi, thân đê đắp đất yếu Do việc sửa chữa cải tạo gặp nhiều khó khăn Giải pháp sử dụng túi vải địa kỹ thuật để xử lý cố làm tuyến đê biển giải pháp hợp lý Với khả chịu kéo phân bố áp lực nên đất giảm tượng lún khơng Bên cạnh sử dụng túi vải địa kỹ thuật tận dụng vật liệu địa phương cát biển nguồn vật liệu dồi dào, vật liệu bơm vào túi bơm liên tục đầy túi mà không cần dừng lại chờ cố kết Bên cạnh việc thi cơng túi vải địa kỹ thuật đơn giản, thi công chủ yếu máy Đề tài tập trung nghiên cứu tính tốn túi vải cường độ chịu lực khả làm việc với đất yếu quai đê lấn biển Từ đưa kiến nghị cần thiết -2ứng dụng giải pháp thực tế xây dựng cơng trình lấn biển Do đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật xây dựng đê quai lấn biển Tiên Lãng - Hải Phịng" có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Mục đích nghiên cứu đề tài Hệ thống hóa sở lý luận công nghệ thi công đê biển vật liệu địa phương chứa túi vải địa kỹ thuật, xây dựng đê biển phân tích chế làm việc kết cấu đê biển với đất yếu Nghiên cứu, tính tốn xác định thơng số hình học túi vải, ứng suất bề mặt túi từ lựa chọn thơng số thiết kế cho túi, đánh giá ổn định, lún tổng thể thân đê biển túi vải chứa cát đất yếu Dùng phần mền GeoCoP(3.0) phần mềm chuyên dụng phát triển công ADAMA - Engineering - Hoa Kỳ dùng tính tốn thảm vải địa kỹ thuật túi vải địa kỹ thuật, phần mềm PLAXIS 8.2 phần mềm chun dụng tính tốn Địa kỹ thuật hãng phần mềm Địa kỹ thuật Quốc tế PLAXIS BV Hà Lan PLAXIS 8.2 xây dựng sở phân tích tốn Địa kỹ thuật phương pháp phần tử hữu hạn Có thể giải tốn phân tích ứng suất biến dạng, đánh giá ổn định cường độ khối đất đá, toán thấm cố kết theo thời gian với mơ hình thành phần Các mơ hình mơ đặc tính phi tuyến đất phụ thuộc thời gian môi trường đất đá Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu giải pháp sử dụng túi vải địa kỹ thuật chứa lõi cát để làm thân đê biển thay cho vật liệu truyền thống ông cha ta sử dụng Dùng phần mềm Plaxis (8.2) để tính tốn dạng mặt cắt đê biển cổ điển truyền thống đại đất yếu từ lựa chọn kết cấu thân đê biển Dùng phần mềm GeoCoP(3.0) để tính tốn túi vải địa kỹ thuật áp dụng thi cơng đê biển Bài tốn ứng dụng tính tốn cho thân đê quai lấn biển huyện Tiên Lãng Hải Phòng -34 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ứng dụng túi vải địa kỹ thuật cho cơng trình lấn biển, đê biển cơng trình bảo vệ bờ Nghiên cứu đất yếu giải pháp xử lý đất yếu xử lý biện pháp kết cấu cơng trình, xử lý móng cơng trình đặc biệt xử lý cơng trình Sử dụng phần mềm GeoCop(3.0) để tính tốn thông số túi vải Sử dụng phần PLAXIS 8.2 xây dựng sở phân tích toán địa kỹ thuật phương pháp phần tử hữu hạn Có thể giải tốn phân tích ứng suất biến dạng, đánh giá ổn định cường độ khối đất, toán thấm cố kết theo thời gian với mơ hình thành phần Kết đạt Tổng quan tình hình đê biển nước ta đê biển nước giới Tổng kết vấn đề đất yếu biện pháp xử lý đất yếu để xây dựng cơng trình Tính tốn kích thước độ bền túi vải địa kỹ thuật, từ kết tính tốn tính tốn lún cho toàn thân đê Sử dụng thành thạo hai phần mềm chun dụng tính tốn địa kỹ thuật là: phần mềm GeoCop(3.0) phần mềm PLAXIS 8.2 Nội dung luận văn Chương I: Tổng quan đê biển cơng trình bảo vệ bờ biển Chương II: sở lý thuyết phương pháp tính tốn túi vải địa kỹ thuật xây dựng cơng trình Chương III: Tính tốn túi vải địa kỹ thuật, ổn định tổng thể, tính lún biên pháp thi cơng cơng trình đê quai lấn biển Tiên Lãng – Hải Phòng Kết Luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục tính tốn -4CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐÊ BIỂN VÀ CÁC CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN 1.1 Tổng quan đê biển Việt Nam Nước ta có đường bờ biển dài 3600km, trải dài từ Móng Cái đến Hà Tiên Trong có 1400km trực tiếp với biển Bờ biển có nhiều vùng vịnh nhiều cửa sông đổ biển, tạo nên nhiều cồn cát bãi cát Bãi Cháy (Quãng Ninh), Đồ Sơn (Hải Phịng), Sầm Sơn (Thanh Hóa), Cửa Lị (Nghệ An)… Đê biển Việt Nam hình thành qua nhiều hệ với quy mơ khác có nhiệm vụ bảo vệ an toàn ổn định đời sống dân cư ven biển, khu du lịch, vùng sản xuất nông nghiêp, nuôi trồng thủy sản… Hầu hết tuyến đê làm đất, mái đê bảo vệ trồng cỏ lát đá Các tuyến đê củng cố nầng cấp nhân dân bỏ công đắp nhà nước hổ trợ kinh phí Một số tuyến đê bờ biển bị sạt lở kè lát mái bảo vệ, kè lát mái làm đá hộc, lát khan khung bê tông cốt thép khung đá xây Dưới lớp đá hộc thiết kế tầng lọc ngược cấu tạo gồm dăm lót dày 10 đến 15cm, cát lót dày 10cm lớp vải địa kỹ thuật Hệ thống đê sơng, đê biển đảm bảo an toàn mức độ định tuỳ theo tầm quan trọng nhân sinh, kinh tế khu vực bảo vệ, số tuyến đê đầu tư khôi phục, nâng cấp thông qua dự án PAM dự án hỗ trợ ADB chống với gió bão cấp mức nước triều tần suất 5%, nhiều tuyến chưa tu bổ, nâng cấp đảm bảo an tồn với gió bão cấp Mặt khác, điều kiện kinh tế việc đầu tư chưa tập trung đồng bộ, kiên cố, lại chịu tác động thường xuyên mưa bão nên hệ thống đê, kè biển tiếp tục bị xuống cấp đê biển tỉnh Miền Trung, Nam Định, Hải Phịng, Thanh Hố, Hà Tĩnh Việc quy hoạch tuyến đê tiêu chuẩn an toàn đê biển chưa đề cập đầy đủ Theo xu phát triển chung, vùng ven biển nước ta vùng kinh tế trọng điểm động ngày đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân an ninh quốc phòng Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghiệp, du lịch, việc chuyển đổi cấu sản xuất (tăng nuôi trồng thuỷ, hải sản) khôi phục làng -5nghề truyền thống, tuyến đê nói chung đê biển nói riêng khơng có mục tiêu ngăn lũ, ngăn mặn chung mà phải kết hợp đa mục tiêu, vừa ngăn lũ, kiểm soát mặn bảo đảm an toàn dân sinh, kinh tế cho vùng đê bảo vệ, đồng thời kết hợp tuyến đường giao thông ven biển quan trọng phục vụ phát triển kinh tế, du lịch, an ninh quốc phòng Hệ thống đê biển cần phải quy hoạch, đưa tiêu chuẩn an toàn theo trình độ giới điều kiện Việt Nam Bên cạnh biến đổi khí hậu tồn cầu, đê biển có tầm quan trọng việc ngăn mặn giữ ngọt, chống biển lấn, khai hoang chống lũ lụt bảo vệ vùng đất ven biển bảo vệ đặc khu kinh tế quan trọng 1.2 Tình hình đê biển giới Ngày với phát triển khoa học công nghệ, vật liệu máy móc thi cơng đại giới xây dựng nhiều tuyến đê biển Điển tuyến đê biển Saemangeum Hàn Quốc, Đê biển Afsluitdijk Hà Lan… Đê biển Saemangeum bao quanh vùng biển có diện tích 401 km2 Với chiều dài 33,9 km, nằm biển Hồng Hải cửa sơng Saemangeum Đê biển Afsluitdijk với tổng chiều dài 32km, rộng 90m, cao mực nước biển trung bình 7,25m Cơng trình chạy dài từ mũi Den Oever thuộc tỉnh Noord Holland lên đến mũi Zurich thuộc tỉnh Friesland Cơng trình thi cơng vịng sáu năm, từ 1927 đến 1933 Đê biển Deep Bay Hongkong dài 3,5km, để đảm bảo mái đê ổn định thời gian ngắn, không cho đất đắp lún xuống bùn, đồng thời để tiết kiệm đất đắp người ta sử dụng vải địa kỹ thuật với chức năng: bảo vệ, phân cách gia cố đất yếu Đê bảo vệ thành phố New Orleans (Mỹ) người ta dùng vải địa kỹ thuật Nicolon trải đất yếu để giảm kích thước-tiết kiệm khối lượng đắp Việc bảo vệ đê biển, bờ biển nước có bờ biển đặc biệt quan tâm thành phố ven biển Đê biển tác dụng bảo vệ bờ tạo vùng trú ẩn cho tàu thuyền bảo vệ cảnh lớn có gió bão -61.3 Các cơng trình bảo vệ bờ biển Việt Nam Đê biển Việt Nam hình thành từ sớm nhằm bảo vệ sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy hải sản Các tuyến đê biển tạo thành từ vùng đất rộng lớn kép kín với đê sông, năm tuyến đê biển củng cố nâng cấp Hiện việc đầu tư nâng cấp cải tạo tuyến đê kè bảo vệ bờ biển quan tâm từ kinh phí giải pháp kỹ thuật, vật liệu kết cấu cơng trình Tuyến đê biển cải tạo nâng cấp đê vật liệu đất đắp đá đổ chưa có đột phá lớn việc thay đổi vật liệu thân đê Bảo vệ mái đê cấu kiện bê tơng cốt thép tự chèn có liên kết ngàm với Chân kè thường ống buy lõi đá hộc lăng thể đá hộc Với điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, điều kiện kinh tế chưa cho phép đê biển Việt Nam thi công tương lai gần tính tốn thiết kế cho nước tràn qua đỉnh đê với lưu lượng cho phép Tuy nhiên vật liệu xây dựng đê biển chủ yếu đất mềm yếu rời rạc đặt đất yếu nước tràn qua đỉnh thường làm hư hỏng cơng trình Vấn đề đặt nghiên cứu kết cấu thân đê nhăm đảo bảo an toàn cho tồn tuyến đê điều kiện khí hậu 1.3.1 Hình dạng kích thước Mặt cắt đê miền có khác rõ rệt: Miền bắc: mặt cắt đê có dạng hình thang, mặt đê có bề rộng từ B=3÷5m, đê phía biển có hệ số mái m=3÷4 mái phía đồng khu dân cư m=2÷3, cao độ đỉnh đê biển miền bắc thay đổi khoảng +(4÷5)m.Với cao độ đê biển chống mực nước dâng tổng hợp ứng với tần suất p=5% có gió bão cấp Miền trung: tỉnh miền trung thường gặp nhiều thiên tai bão lụt, địa hình có độ dốc lớn nên thời gian tập trung nước lũ nhanh mùa mưa sông đổ biển nhanh nên mực nước biển dâng cao làm nhiễm mặn đồng ruộng ngập sở hạ tầng vùng ven biển Mặt cắt đê có dạng hình thang bề rộng đỉnh đê B=1,5÷3m, mái đê phía biển m=2÷2,5; mái đê phía đồng m=1,5÷2; cao độ đỉnh đê biến đổi từ +(1,5÷4) Cục có tuyến cao Nghi Xuân (Hà Tĩnh) +4,5÷5,0m -7Miền Nam: đê biển bị chia cắt thành nhiều đoạn ngắn có nhiều sơng nhỏ đổ biển nhiều cồn cát lớn Mặt cắt đê biển khơng đồng bộ, có tuyến đê bề rộng đỉnh đê B=2÷3m, bên cạnh có tuyến đê biển bề rộng đỉnh đê B=6÷8m, mái đê dốc hai phía (m=1÷2) số tuyến đê biển quan trọng hệ số mái đạt (m=1,75÷2), cao độ đỉnh đê nhìn chung cịn thấp có nới cịn thấp mực nước triều cao nhất, điển hình tuyến đê phía đơng tỉnh Cà Mau 1.3.2 Vật Liệu đắp thân đê Miền Bắc: thân đê đắp đất thịt, đất phù sa cửa sông, số tuyế đê đắp đất lẫn cát Một số đoạn đê đắp hoàn toàn đất cát đê Hải Thịnh, Hải Hậu, Nam Định Một số tuyến đê phía trước có bãi sú vẹt chắn sóng Miền Trung: thân đê đắp đất thịt nhẹ pha cát, có tuyến đắp đất sét pha cát Một số tuyến nằm sâu phía thân đê đắp cát tuyến đê huyện Quãng Xương, Diễn Châu, Kỳ Anh, Vĩnh Trinh… Miền Nam: đất đắp đê tùy theo chất đất vùng, loại đất thường sử dụng để đắp đê là: đất thịt nhẹ, đất thịt nặng, đất pha sét, pha cát bùn nhão… Tuyến đê đắp đất yếu thường bùn Vì khó xây dựng cơng trình kiên cố cống ngăn triều, cơng trình bảo vệ đồng ruộng 1.3.3 Lớp bảo vệ mặt đê phía giáp biển Miền Bắc: Phần lớn bảo vệ cỏ, đoạn chịu trực tiếp sóng bảo vệ kè đá lát mái, lát bê tông đúc sẵn đá hộc lát khan khung xây chia ô cắt khớp Miền Trung: hầu hết bảo vệ trồng cỏ, số đoạn năm gần xây dựng cứng hóa kè lát mái lát bê tơng đúc sẵn tuyến đê chịu ảnh hưởng trực tiếp sóng biển phía trước chân đê cịn bảo vệ rừng sú vẹt, đước phá sóng 1.4 Những cố hư hỏng đê biển thường gặp Nhìn chung đê biển Việt Nam vùng chịu ảnh hưởng lớn bất lợi đê biển miền Bắc miền Trung, khí hậu biến đổi nhiều chịu ảnh hưởng nhiều trận bão lũ lớn năm Đê biển Nam chịu ảnh hưởng điều kiện tự -8nhiên bất lợi chịu ảnh hưởng trực tiếp sóng biển cao so với yếu tố sông Hệ thống đê biển Việt Nam đủ điều kiện đáp ứng chịu bão cấp mực nước triều trung bình, chưa đủ để áp ứng vấn đề biến đổi khí hậu tồn cầu Các dạng hưu hỏng thường gặp là: Những đoạn đê trực diện với biển, chịu ảnh hưởng trực tiếp gió bão, triều cường sóng lớn, thường dễ bị sạt sập, có trường hợp mái sạt sập sóng trơi 1/3÷1/2 thân đê Sạt sập tượng phổ biến đê biển Việt Nam, tuyến đê đắp cát có tầng lọc ngược lớp chống thấm, mà đoạn đê có lát đá kè mái lát bê tông tự chèn bảo vệ mái Những đoạn đê có kết cấu bảo vệ yếu, sóng sẻ làm sập mái đê phía biển Những đoạn đê bảo vệ cứng phía biển, cấp đê biển chưa đáp ứng tần suất thiết kế nên sóng leo tràn qua đỉnh đê làm hư hỏng mái đê phía đồng dẫn đến tượng vỡ đê Nhiều đoạn đê trước có rừng chắn sóng nên đoạn đê đảm bảo an toàn trước điều kiện bất lợi tư nhiên Hiện rừng chắn sóng bị phá hủy, đê chịu trực tiếp sóng thủy triều Do không nâng cấp bảo vệ sẻ có nguy vỡ đê Trường hợp lũ lớn, lượng nước phía đồng tập trung nhanh lưu lượng lũ cửa sơng khơng kịp, sóng triều mực nước biển thấp nguyên nhân gây vỡ đê Những đoạn đê có yếu nước triều lên xuống nhanh, dòng chảy triều moi rỗng dẫn đến sạt lở sập đê đoạn xung yếu 1.5 Các phương pháp xây dựng đê biển truyền thống Đê biển đê cửa sơng Việt Nam hình thành từ năm 30 kỷ trước, số tuyến đê khu vực ven biển Nam Bộ từ Vũng Tàu đến Kiên Giang hình thành sau giải phóng Miền Nam năm 1975 Do điều kiện kinh tế, khoa học công nghệ chưa phát triển nên phần lớn đê biển Việt Nam có đc đắp thủ cơng vật liêu đắp chổ, hàm lượng cát đất cát cao -9Những tuyến đê xây dựng trước phần lớn tự phát, manh múi khơng có quy hoạch tổng thể Thi cơng thủ cơng nhân dân tự làm với vật liệu đắp chổ, phương tiện đắp thô sơ chủ yếu sức người sức kéo trâu bò Đất đổ cao dần thành đê, khối đắp khơng đầm nén Kích thước đê không áp dụng theo quy định quy phạm Do đê biển bảo vệ đc với hệ số an toàn bé Thân đê biển phận quan trọng đê biển, chịu tải trọng đê biển Ơng cha ta trước thường sử dụng vật liệu thông thường đất tốt, có tiêu lý đảm bảo ổn định cho đê Đất đắp đê thường khai thác mỏ vật liệu nằm xa vị trí cơng trình Tuy nhiên dự án đê biển có xu hướng lấn biển đắp đất nước khó khăn Để thuận tiện cho xây dựng giảm giá thành cơng trình nghiên cứu dùng vật liệu chổ để đắp đê biển, loại vật liệu thường cát, cát, sét có hệ số rỗng lớn độ ngậm nước cao 1.6 Khái quát chức tính chất vật lý vải địa kỹ thuật 1.6.1 Chức vải địa kỹ thuật Trong loại cơng trình đất, vải địa kỹ thuật thực chức đơn lẻ kết hợp tuỳ thuộc vào ứng dụng: 1.6.1.1 Chức phân cách Lớp vải địa kỹ thuật dùng để ngăn cách hai lớp vật liệu có kích thước hạt khác (có đặc tính khác khả thấm, độ ma sát, khả chịu tải), tác động ứng suất ứng suất phương tiện vận chuyển tác động lên làm cho vật liệu hạt giữ ngun vẹn đặc tính học 1.6.1.2 Chức gia cường Vải địa kỹ thuật có tính chịu kéo cao Người ta lợi dụng đặc tính để truyền cho đất cường độ chịu kéo theo kiểu gia cố cốt cho đất chứa đất vào túi vải địa kỹ thuật - 10 1.6.1.3 Chức bảo vệ Ngoài độ bền học bền kéo, chống đâm thủng cao … vải địa kỹ thuật cịn có tính bền mơi trường (chịu nước mặn) khả tiêu thoát nước nhanh Nên vải địa kỹ thuật kết hợp với vật liệu khác thảm đá, rọ đá, đá hộc, bê tơng … để chế tạo lớp đệm chống xói cho đê, đập, bờ biển, trụ cầu, chống thẩm lậu bờ, lịng dẫn, trải vải xuống đáy sơng thay cho bè chìm giữ hình dạng dịng chảy khơng đổi 1.6.1.4 Chức lọc Lớp vải địa kỹ thuật đóng vai trò lớp lọc đặt hai lớp đất có độ thấm nước cỡ hạt khác nhau, chức lớp lọc tránh trôi đất từ phía đất có cỡ hạt mịn vào lớp vật liệu thơ Lớp lọc nhằm đảm bảo dịng nước khơng có áp suốt tuổi thọ cơng trình 1.6.1.5 Chức tiêu thóat nước Khả thấm theo phương vng góc với mặt phẳng vải địa kỹ thuật khơng dệt để chế tạo mương tiêu nước ngầm Dòng thấm đất tập trung đến rãnh tiêu có bố trí lớp vải lọc dẫn đến khu tập trung nước đường ống tiêu Vải địa kỹ thuật dùng để nước cần có đủ chiều dày để chuyển lưu lượng nước cần 1.6.2 Tính chất vật lý vải địa kỹ thuật 1.6.2.1 Kích thước hình học vải địa kỹ thuật thương phẩm Chiều rộng vải: vải địa kỹ thuật thương phẩm có chiều rộng chuẩn từ 5m đến 5.5m Nếu chiều rộng lớn phải chắp nối - Chiều dài vải: khống chế cho cuộn lại thành cuộn tiện cho việc vận chuyển thi công Tùy thuộc khối lượng đơn vị thể tích vải, chiều dài vải thay đổi từ 50m đến 200m 1.6.2.2 Khối lượng đơn vị diện tích vải địa kỹ thuật (g/m2) Là khối lượng tính gam 1m2 vải, thí nghiệm theo tiêu chuẩn 14TCN 93-1996 Chỉ tiêu liên quan đến độ dày độ rỗng vải, phản ánh gián tiếp khả thấm nước sức chịu chọc thủng vải - 98 - Hình 3.48 Chuyển vị theo phương y sau năm d, Sau thi thi cơng 10 năm Hình 3.49 Chuyển vị lún sau 10 năm Hình 3.50 Chuyển vị tổng hợp sau 10 năm - 99 - Hình 3.51 Chuyển vị theo phương x sau 10 năm Hình 3.52 Chuyển vị theo phương y sau 10 năm - 100 Trường hợp 2: Đắp đê quai đá hộc Hình 3.53 Mơ hình tốn a, Sau thi thi cơng xong tuyến đê Hình 3.54 Chuyển vị lún sau đắp xong Hình 3.55 Chuyển vị tổng hợp sau thi công xong - 101 - Hình 3.56 Chuyển vị theo phương x sau thi cơng xong Hình 3.57 Chuyển vị theo phương y sau thi công xong b, Sau thi thi cơng năm Hình 3.58 Chuyển vị lún sau đắp xong năm - 102 - Hình 3.59 Chuyển vị tổng hợp sau thi công xong năm Hình 3.60 Chuyển vị theo phương x sau thi cơng xong năm Hình 3.61 Chuyển vị theo phương y sau thi công xong năm - 103 c, Sau thi thi cơng năm Hình 3.62 Chuyển vị lún sau đắp xong năm Hình 3.63 Chuyển vị tổng hợp sau đắp xong năm Hình 3.64 Chuyển vị theo phương x sau đắp xong năm - 104 - Hình 3.65 Chuyển vị theo phương y sau đắp xong năm d, Sau thi thi cơng 10 năm Hình 3.66 Chuyển vị lún sau đắp xong 10 năm Hình 3.67 Chuyển vị tổng hợp sau đắp xong 10 năm - 105 - Hình 3.68 Chuyển vị theo phương x sau đắp xong 10 năm Hình 3.69 Chuyển vị theo phương y sau đắp xong 10 năm - 106 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết đạt Nội dung luận văn CHƯƠNG I 1.1 Tổng quan đê biển Việt Nam 1.2 Tình hình đê biển giới 1.3 Các cơng trình bảo vệ bờ biển Việt Nam 1.4 Những cố hư hỏng đê biển thường gặp 1.5 Các phương pháp xây dựng đê biển truyền thống 1.6 Khái quát chức tính chất vật lý vải địa kỹ thuật .9 1.6.1 Chức vải địa kỹ thuật 1.6.2 Tính chất vật lý vải địa kỹ thuật .10 1.6.3 Vấn đề ứng dụng vải địa kỹ thuật xây dựng 12 1.7 Các công trình Việt Nam Thế Giới sử dụng vải địa kỹ thuật 14 1.7.1 Dự án Cửa Lở, Tam Hải, Quảng Nam 14 1.7.2 Kè mỏ hàn Lộc An – Bà Rịa – Vũng Tàu 14 1.7.3 Cơng trình bảo vệ bờ biển Đồi Dương – thành phố Phan Thiết .15 1.7.4 Kè bảo vệ khu Resort làng Tre – Bình Thuận 15 1.7.5 Đảo Barren, Nam Carolina, Hoa Kỳ 16 1.7.6 Cảng Busan, Hàn Quốc 16 1.8 Kết Luận chương I 17 CHƯƠNG II 18 2.1 Nền đất yếu .18 2.1.1 Các biện pháp xử lý kết cấu cơng trình .19 - 107 2.1.2 Các biện pháp xử lý móng 19 2.1.3 Các biện pháp xử lý 20 2.1.3.1 Phương pháp xử lý đệm cát 21 2.1.3.2 Phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm 22 2.1.3.3 Phương pháp xử lý đất yếu cọc cát 23 2.2 Các đặc tính vải địa kỹ thuật 24 2.2.1 Độ bền kéo vải địa kỹ thuật .25 2.2.2 Độ bền chọc thủng vải địa kỹ thuật 25 2.2.3 Độ bền lâu dài vải địa kỹ thuật 25 2.3 Những nguyên tắc tính tốn thiết kế cơng trình đất mềm yếu .26 2.4 Phân tích ổn định tổng thể đê biển .27 2.5 Phân lún tổng thể đê biển 28 2.5.1 Tính toán lún ban đầu .29 2.5.2 Tính tốn lún cố kết theo cộng lún lớp theo Môduyn biến dạng .29 2.5.3 Tính tốn lún cố kết theo cộng lún lớp theo hệ số rỗng 31 2.5.4 Tính lún tổng cộng 31 2.5.5 Tính toán lún theo thời gian .32 2.6 Tính tốn túi vải địa kỹ thuật 34 2.7 Kết Luận chương II 37 CHƯƠNG III 38 3.1 Vị trí vùng dự án .38 3.2 Đặc điểm Khí hậu, thủy hải văn .39 3.2.1 Mây & Nắng .39 3.2.2 Mưa 39 3.2.3 Độ ẩm .40 3.2.4 Khí áp, gió bão .40 3.2.5 Giông, Bão hiệu ứng bão .41 3.2.6 Thuỷ văn sông 42 3.2.7 Hải văn 44 - 108 3.3 Điều kiện địa hình, địa mạo 46 3.4 Điều kiện địa chất cơng trình .47 3.5 Lưạ chọn giải pháp phần mềm tính toán .48 3.6 Phần mềm GeoCoP(3.0) 50 3.6.1 Giới thiệu phần mềm GeoCoP(3.0) .50 3.6.2 Giao diện chương trình .50 3.6.3 Ứng dụng tính tốn 55 3.7 Phần mềm PLAXIS 8.2 62 3.7.1 Giới thiệu phần mềm PLAXIS 8.2 63 3.7.2 Cơ sở lý thuyết giải toán ứng suất biến dạng PLAXIS 8.2 .63 3.7.3 Ứng dụng tính tốn 64 3.7.4 Các điều kiện biên toán 65 3.7.5 Các trường hợp tính toán 66 3.7.6 Tính tốn kiểm tra lại kết chương trình Plaxis 73 3.7.7 Kết đạt .80 3.7.8Biện pháp thi công thân đê túi vải địa kỹ thuật 81 3.8 Kết luận chương III 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 Các kết đạt luận văn 84 Một số vấn đề tồn .86 Kiến nghị .86 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 88 PHỤ LỤC 1: TÍNH TỐN TÚI VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 88 PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN LÚN BĂNG PHẦN MỀM PLAXIS 94 - 109 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Kè mỏ hàn Cửa lở 14 Hình 1.2: Kè mỏ hàn Lộc An 14 Hình 1.3: Cơng trình bảo vệ bờ biển Đồi Dương 15 Hình 1.4: Kè bảo vệ khu Resort làng Tre 15 Hình 1.5: Sử dụng túi vải địa kỹ thuật đảo Barren 16 Hình1.6: Sử dụng túi vải địa kỹ thuật xây dựng cảng Busan 16 Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn vỏ túi vải địa kỹ thuật 34 Hình 3.1: Bản đồ địa hình khu vực dự án 47 Hình 3.2: Menu chương trình 50 Hình 3.3: Menu nhập số liệu đầu vào 51 Hình 3.4: Menu nhập thông số vật liệu bơm túi vải 51 Hình 3.5: Menu thông số hiệu chỉnh 52 Hình 3.6: Menu xác định kiểu phân tích 52 Hình 3.7: Hiển thị kết số 53 Hình 3.8: Hiển thị kết hình ảnh 53 Hình 3.9 Menu lựa chọn dạng cố kết 54 Hình 3.10 Menu lún cố kết 54 Hình 3.11 Kết lún cố kết hình vẽ 55 Hình 3.12 Mặt cắt ngang điển hình thân đê 65 Hình 3.13 Đồ thị lún tổng thể sau 10 năm (không đắp đê quai phản áp) 67 Hình 3.14 Chuyển vị tổng hợp sau 10 năm 68 Hình 3.15 Chuyển vị lún theo phương x sau 10 năm 68 Hình 3.16 Mặt trượt tổng thể thân đê 69 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn hệ số ổn định tổng thể đê quai 69 Hình 3.18 Đồ thị lún tổng thể sau 10 năm ( đắp đê quai phản áp) 70 Hình 3.19 Chuyển vị tổng hợp sau 10 năm (đắp đê quai phản áp) 71 Hình 3.20 Chuyển vị tổng hợp sau đắp xong 10 năm (đắp đê quai phản áp) 71 Hình 3.21 Mặt trượt tổng thể thân đê (đắp đê quai phản áp) 72 Hình 3.22 Đồ thị biểu diễn hệ số ổn định tổng thể đê quai (có đê quai phản áp) 72 Hình 3.23 Sơ đồ xếp lớp túi vải địa kỹ thuật 81 - 110 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Dao động mực nước triều đảo Hòn Dấu 44 Bảng3.2: Các thơng số tính tốn trường hợp (thi công nước) 57 Bảng3.3: Các thông số tính tốn trường hợp (thi cơng cạn) 57 Bảng 3.4: Kết tính tốn trường hợp TH1.1 57 Bảng 3.5: Kết tính tốn trường hợp TH1.2 58 Bảng 3.6: Kết tính toán trường hợp TH1.3 58 Bảng 3.7: Kết tính tốn trường hợp TH2.1 59 Bảng 3.8: Kết tính tốn trường hợp TH2.2 60 Bảng 3.9: Kết tính tốn trường hợp TH2.3 60 Bảng 3.10: Chỉ tiêu lý địa chất 66 Bảng 3.11 Kết tính lún phương án 1: Khơng đắp đê quai đá hộc 67 Bảng 3.12 Kết tính lún phương án 2: Đắp đê quai đá hộc 70 Bảng 3.13 Ứng suất thân đất 73 Bảng 3.14 Ứng suất tăng thêm 75 Bảng 3.15 Độ lún tổng cộng 76 Bảng3.16 Kết thí nghiệm cắt, nén nhanh không cố kết lớp đất 78 Bảng 3.17 Kết tính tốn độ lún tổng cộng 79 - 111 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, thực hiện, tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật chun ngành xây dựng cơng trình thủy với đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật xây dựng đê quai lấn biển Tiên Lãng - Hải Phịng" Trước hết tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trịnh Minh Thụ tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy Lợi; Phòng đào tạo Đại học sau đại học; Khoa Cơng trình cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu hồn thành đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo công ty TNHH tư vấn phát triển hạ tầng IDCC – Hội đập lớp phát triển nguồn nước Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập làm luận văn Xin cảm ơn Cơng ty cổ phần tư vấn xây dựng Hồng Hà giúp đỡ tơi q trình thu thập tài liệu làm đề tài Xin cảm ơn đến đồng nghiệp, bạn bè, người thân gia đình động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập hồn thành luận văn Trong khn khổ luận văn thạc sĩ, trình độ điều kiện thời gian có hạn, luận văn khơng thể tránh khỏi tồn tại, hạn chế Tác giả mong muốn tiếp tục nhận bảo thầy, cô giáo góp ý bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2012 Tác giả Nguyễn Đình Nam - 112 LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Đình Nam, tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố Trong cơng trình khoa học Tác giả Nguyễn Đình Nam ...- 2ứng dụng giải pháp thực tế xây dựng cơng trình lấn biển Do đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật xây dựng đê quai lấn biển Tiên Lãng - Hải Phịng" có ý nghĩa... cho thân đê quai lấn biển huyện Tiên Lãng Hải Phòng -34 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ứng dụng túi vải địa kỹ thuật cho cơng trình lấn biển, đê biển cơng trình bảo vệ bờ Nghiên cứu đất... lý vải địa kỹ thuật chứng tỏ phù hợp sử dụng để xây dựng đê biển Việt Nam Các ứng dụng vải địa kỹ thuật sử dụng trọng xây dụng dân dụng, giao thông thủy lợi Các cơng trình bảo vệ bờ sử dụng túi