Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI MẠC QUANG KIÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT SƯỜN NÚI, MÁI DỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ Hµ Néi, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI MẠC QUANG KIÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT SƯỜN NÚI, MÁI DỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Mã số: Xây dựng cơng trình thủy 605840 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN TRỌNG TƯ Hµ Néi, 2012 Luận văn thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Trong khuôn khổ hạn chế luận văn, với kết khiêm tốn việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc”, tác giả luận văn hy vọng đóng góp phần nhỏ bé phục vụ thực tế cho lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế thi cơng xây dựng cơng trình có hố móng sâu phát triển mạnh mẽ nước ta Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo – PGS.TS.Nguyễn Trọng Tư tận tình giúp đỡ, cho nhiều nhận xét, cách tiếp cận kiến thức hướng giải để hoàn thiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bộ môn thuỷ công, thi công, học đất, Khoa Cơng trình - Trường Đại học Thuỷ lợi, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả tài liệu, thông tin khoa học kỹ thuật đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hồn thành luận văn Do trình độ thời gian có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi tồn tại, hạn chế, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp trao đổi chân thành Tác giả mong muốn vấn đề tồn tác giả phát triển nghiên cứu sâu góp phần đưa kiến thức khoa học vào phục vụ sản xuất Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Luận văn thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tên là: Mạc Quang Kiên Học viên lớp : 17C2 Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bầy luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học Hà nội, ngày tháng 06 năm 2012 Tác giả Mạc Quang Kiên Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Luận văn thạc sĩ U Mục lục MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG I Error! Bookmark not defined TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC Error! Bookmark not defin CHƯƠNG Error! Bookmark not defined CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT Error! Bookmark not defined 2.1 Đặc điểm dạng trượt mái dốc: Error! Bookmark not defined T T T T T T T T T T T T 2.2 Mơ hình tính tốn bảo vệ mái dốc neo đất:Error! Bookmark not defined T T 2.2.1 Phân loại neo đất Error! Bookmark not defined T T 2.2.2 Cấu tạo neo đất Error! Bookmark not defined T T 2.2.3 Ứng dụng neo đất Error! Bookmark not defined T T 2.2.4 Nghiên cứu ứng dụng neo đất gia cố mái dốc tháp điều áp – Cơng trình T thủy điện Hủa Na Error! Bookmark not defined T 2.3 Phân tích kết tính tốn: Error! Bookmark not defined T T 2.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ mái dốc kết hợp neo đất:Error! Bookmark not T T CHƯƠNG 3: Error! Bookmark not defined BIỆN PHÁP THI CÔNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT Error! Bookmark not defined 3.1 Mặt thi công neo đất Error! Bookmark not defined T T T T T T T T 3.1.1 Các vấn đề chung Error! Bookmark not defined T T 3.1.2 Qui mô khu phụ trợ Error! Bookmark not defined T T 3.2 Công nghệ thi công neo đất Error! Bookmark not defined T T T T 3.2.1 Khoan neo Error! Bookmark not defined T T 3.2.2 Lắp đặt cáp neo Error! Bookmark not defined T T 3.2.3 Phụt vữa neo Error! Bookmark not defined T T 3.2.4 Căng kép cáp neo đỡ Error! Bookmark not defined T T 3.3 Áp dụng công nghệ thi công neo đất cho mái dốc tháp điếu áp – Công T T T trình thủy điện Hủa Na Error! Bookmark not defined T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined 1) Kết luận Error! Bookmark not defined T T T 2) T T T T T T Kiến nghị Error! Bookmark not defined T Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Luận văn thạc sĩ Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -0- U Luận văn thạc sĩ Mục lục MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 2.1 Đặc điểm dạng trượt mái dốc: T T T T T T T T T T T T 2.2 Mơ hình tính tốn bảo vệ mái dốc neo đất: T T 2.2.1 Phân loại neo đất T T 2.2.2 Cấu tạo neo đất 14 T T 2.2.3 Ứng dụng neo đất 17 T T 2.2.4 Nghiên cứu ứng dụng neo đất gia cố mái dốc tháp điều áp – Cơng trình T thủy điện Hủa Na 22 T 2.3 Phân tích kết tính tốn: 30 T T 2.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ mái dốc kết hợp neo đất: 30 T T CHƯƠNG 3: 32 BIỆN PHÁP THI CÔNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 32 3.1 Mặt thi công neo đất 32 T T T T T T T T 3.1.1 Các vấn đề chung 32 T T 3.1.2 Qui mô khu phụ trợ 32 T T 3.2 Công nghệ thi công neo đất 34 T T T T 3.2.1 Khoan neo 34 T T 3.2.2 Lắp đặt cáp neo 39 T T 3.2.3 Phụt vữa neo 42 T T 3.2.4 Căng kép cáp neo đỡ 48 T T 3.3 Áp dụng công nghệ thi công neo đất cho mái dốc tháp điếu áp – Công T T T trình thủy điện Hủa Na 54 T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 1) Kết luận 63 T T T 2) T T T T T T Kiến nghị 64 T Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -1- Luận văn thạc sĩ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết ý nghĩa thực đề tài Trong giai đoan phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ hội nhập, Việt Nam đầu tư nhiều sở hạ tầng như: đường giao thông, đường hầm, bãi đổ xe ngầm, cơng trình ngầm nhằm tận dụng khơng gian ngầm Những cơng trình thường có mái dốc lớn hố móng sâu, điều kiện mật độ, giá thành không cho phép mở rộng mái dốc mở rộng hố móng Khi đó, sử dụng cơng nghệ xây dựng ứng dụng nhiều thiết kế thi công Ứng dụng neo đất thi cơng xây dựng có nhiều hiệu quả, có tác dụng làm ổn định kết cấu chống lại chuyển vị mức kết cấu xây dựng việc ứng dụng neo cáp dự ứng lực cố định đầu vào lòng đất đá căng kéo để tạo tải trọng neo Neo đất thường sử dụng việc ổn định tường chắn đất, ổn định mái dốc chống sạt lở, ổn định kết cấu chịu lực đẩy nổi, ổn định chống lật cho kết cấu đập, ổn định mố trụ cầu dây văng, ổn định tăng khả làm việc hầm Tuy nhiên để neo đất nói chung hệ thống tường neo ứng dụng rộng rãi Việt Nam, góp phần làm đa dạng phương pháp thi cơng cơng trình xây dựng nước, phải nghiên cứu lý thuyết tính toán, nghiên cứu giải pháp sử dụng neo đất để có hiệu có yếu tố khoảng cách bố trí hợp lý neo cho hệ thống tường vây giữ ổn định hố đào Sau nghiên cứu lý thuyết neo đất, phân tích phần mềm Geo-Slope Canada Kết phân tích cho thấy bố trí khoảng cách neo hợp lý đẩy nhanh tiến độ giảm giá thành cơng trình Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -2- Luận văn thạc sĩ Vậy đề tài “Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu luận văn Nghiên cứu cấu tạo ứng dụng neo đất (Ground anchor) Nghiên cứu lý thuyết tính tốn neo đất Nghiên cứu tính tốn tối ưu góc nghiêng so với phương ngang, khoảng cách, độ lớn lực hợp lý hàng neo cáp dự ứng lực Trường hợp nghiên cứu cụ thể hoá cho dự án “Gia cố mái dốc Tháp điều áp – Cơng trình thủy điện Hủa Na” Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Tổng hợp tài liệu nghiên cứu, giáo trình, quy phạm có ngồi nước Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn mơ hình tính tốn có xét đến làm việc đồng thời hệ tường vây neo đất hố móng đào sâu, với hỗ trợ phần mềm địa kỹ thuật Plaxis để phân tích kết 3.1) Cách tiếp cận: - Nghiên cứu thông qua tài liệu: giáo trình neo đất, quy phạm thiết kế ổn định mái dốc cơng trình… - Nghiên cứu hồ sơ thiết kế ổn định mái dốc công trình - Nghiên cứu tình hình địa chất cơng trình khu vực thiết kế 3.2) Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu thông qua lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn với hỗ trợ phần mềm Geo-Slope để phân tích kết - Lựa chọn kỹ thuật biện pháp tổ chức thi công chống trượt sườn núi, mái dốc Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -3- Luận văn thạc sĩ Nội dung luận văn Ngoài phần mở đầu, luận văn gồm bốn chương cụ thể sau: Chương I: Tổng quan giải pháp chống trượt mái dốc Nội dung chương đề cập lịch sử phát triển neo Chương II: Cơ sở khoa học tính tốn ổn định mái dốc biện pháp neo đất Nội dung chương đề cập phân loại, cấu tạo, ứng dụng neo đất mơ hình tính tốn, với hỗ trợ phần mềm GeoSlope để phân tích “Áp dụng cho gia cố mái dốc Tháp Điều áp - Cơng trình thủy điện Hủa Na” Chương III: Biện pháp thi công ổn định mái dốc biện pháp neo đất Nội dung chương đề cập mặt thi công, công nghệ thi công neo đất Áp dụng cho “Gia cố mái dốc Tháp điều áp – Cơng trình thủy điện Hủa Na” Kết luận kiến nghị Những đóng góp luận văn Tối ưu yếu tố góc nghiêng, khoảng cách neo lực neo để tăng khả ổn định mái dốc trình thi cơng vận hành Bố trí mặt bằng, biện pháp thi công hợp lý để đẩy nhanh tiến độ thi cơng cơng trình giảm giá thành xây dựng cơng trình Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -67- Luận văn thạc sĩ 2008 [21] Mueller, C.G., Long, J.H., Weatherby, D.E., Cording, E.J., Powers III, W.F., and Briaud, J-L (1998) “Summary Report of Research on Permanent Ground Anchor Walls, Vol 3, Model-Scale Wall Tests and Ground Anchor Tests” Report No FHWA-RD-98-067, Federal Highway Administration [22] P.J.Sabatini, D.G.Pass,R.C.Bachus.(1999) “GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO - Ground Anchors and Anchored Systems” Report No FHWA-IF-99-015, Federal Highway Administration [23] Strom, R W, and Ebeling, R M (2001) “State of the practice in the design of tall, stiff, and flexible tieback retaining walls,” Technical Report ERDC/ITL TR-01-1, U.S Army Corps of Engineers Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -68- Mặt gia cố mái dốc Tháp điều áp Mặt cắt gia cố mái dốc Tháp điều áp Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Luận văn thạc sĩ -69- Luận văn thạc sĩ Kết tính toán gia cố trường hợp mái dốc bảng 2.4 MC TDA1 - TH1 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.91 BISHOP: 1.95 JANBU: 1.84 460 440 420 400 380 1.84 360 IA1 340 IA2 320 300 IB 280 260 240 IIA 220 200 180 IIB 160 140 -200 -100 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 100 200 -70- Luận văn thạc sĩ 460 440 MC TDA1 - TH2 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.91 BISHOP: 1.95 JANBU: 1.84 420 400 380 1.67 360 IA2 340 IA1 320 300 280 IB 260 240 IIA 220 200 IIB 180 160 140 -200 -100 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 100 200 -71- Luận văn thạc sĩ 460 MC TDA1 - TH3 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.91 BISHOP: 1.95 JANBU: 1.84 440 420 400 380 1.49 360 IA2 340 IA1 320 300 IB 280 260 240 IIA 220 200 180 IIB 160 140 -200 -100 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 100 200 -72- Luận văn thạc sĩ MC TDA3 - TH1 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.26 BISHOP: 1.38 JANBU: 1.24 1.24 400 350 IA1 IA2 300 IB 250 IIA 200 IIB 150 20 40 60 80 100 120 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 -73- Luận văn thạc sĩ MC TDA3 - TH2 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.12 BISHOP: 1.24 JANBU: 1.11 1.11 400 350 IA1 IA2 300 IB 250 IIA 200 IIB 150 20 40 60 80 100 120 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 -74- Luận văn thạc sĩ 1.14 MC TDA3 - TH3 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.15 BISHOP: 1.17 JANBU: 1.14 400 350 IA1 IA2 300 IB 250 IIA 200 IIB 150 20 40 60 80 100 120 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 -75- Luận văn thạc sĩ MC TDA10 - TH1 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.45 BISHOP: 1.63 JANBU: 1.40 350 1.40 IA1 300 IA2 250 IB 200 IIA IIB 150 20 40 60 80 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 100 120 140 160 180 200 220 240 -76- Luận văn thạc sĩ MC TDA10 - TH2 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY; 1.31 BISHOP: 1.48 JANBU: 1.26 350 1.26 IA1 300 IA2 250 IB 200 IIA IIB 150 20 40 60 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 80 100 120 140 160 180 200 220 240 -77- Luận văn thạc sĩ MC TDA10 - TH3 FACTOR OF SAFETY: ORDINARY: 1.29 BISHOP: 1.32 JANBU: 1.28 350 1.28 IA1 300 IA2 250 IB 200 IIA IIB 150 20 40 60 80 Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 100 120 140 160 180 200 220 240 -78- Luận văn thạc sĩ Một số hình ảnh thi cơng gia cố Tháp điều áp – Thủy điện Hủa Na Lắp đặt máy khoan vào vị trí lỗ khoan Cần khoan Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 -79- Kiểm tra cáp trước lắp đặt Cáp neo đưa vào vị trí thiết kế Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Luận văn thạc sĩ -80- Phụt vữa vào lỗ khoan Lắp đặt khối đúc sẵn Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 Luận văn thạc sĩ -81- Luận văn thạc sĩ Hoàn thiện gia cố mái dốc tháp điều áp – Cơng trình thuỷ điện Hủa Na Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2 ... kết khiêm tốn việc nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc? ??, tác giả luận văn hy vọng đóng góp phần nhỏ bé phục vụ thực tế cho lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế thi công... Vậy đề tài ? ?Nghiên cứu giải pháp chống trượt sườn núi, mái dốc? ?? cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu luận văn Nghiên cứu cấu tạo ứng dụng neo đất (Ground anchor) Nghiên cứu lý thuyết... QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƯỢT MÁI DỐC CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG BIỆN PHÁP NEO TRONG ĐẤT 2.1 Đặc điểm dạng trượt mái dốc: