Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển trên nền đất yếu, áp dụng cho đê nam đình vũ hải phòng

LỜI CẢM ƠN Với nỗ lực thân với giúp đỡ tận tình thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè gia đình giúp tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Nguyễn Chiến, người hướng dẫn trực tiếp vạch định hướng khoa học cho luận văn Xin cảm ơn Nhà trường, thầy cô giáo Trường Đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đại học sau Đại học giúp đỡ thời gian tác giả học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trình học tập hoàn thiện luận văn Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, em gia đình động viên, tạo điều kiện cho tác giả hồn thành q trình học tập viết luận văn Hà Nội, ngày tháng Tác giả Lê Mỹ Linh năm 2014 BẢN CAM KẾT Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu, áp dụng cho đê Nam Đình Vũ - Hải Phịng” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu không chép từ nguồn thông tin khác Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm, chịu hình thức kỷ luật Nhà trường Học viên Lê Mỹ Linh MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐÊ BIỂN .3 1.1.TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Trong nước 1.2 TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG, GIÓ LÊN ĐÊ BIỂN .10 1.2.1 Gió 10 1.2.2 Sóng .12 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NỀN ĐẾN KẾT CẤU ĐÊ BIỂN 13 1.3.1 Các dạng mặt cắt đê biển điều kiện áp dụng .13 1.3.2 Yêu cầu chung thiết kế mặt cắt đê biển 15 1.3.3 Sự ổn định đê biển đất yếu 16 1.4 ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN 17 1.4.1 Về cấu tạo hình học kết cấu đê 18 1.4.2 Về điều kiện làm việc tương tác tải trọng với cơng trình 22 1.5 GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 25 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 26 2.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC VÙNG ĐẤT BÁN NGẬP Ở CỬA SƠNG VEN BIỂN .26 2.1.1 Mơi trường đất .26 2.1.2 Địa chất vùng bán ngập cửa sông ven biển 26 2.2 ĐỀ XUẤT CÁC DẠNG KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 28 2.2.1 Đê có lõi vật liệu chỗ kết hợp gia cố mái: 28 2.2.2 Đê biển tường cừ kết hợp với cọc xiên 29 2.2.3 Đê hệ thống xà lan bê tông cốt thép nối tiếp 31 2.2.4 Đê biển có cấu tạo hệ thống tường ô vây 32 2.2.5 Đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ 33 2.2.6 Đê biển có cấu tạo hệ thống xà lan tạo chân 34 2.3 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN 35 2.3.1 Lý thuyết phân tích ổn định mái dốc .35 2.3.2 Ứng dụng mơ hình tốn 43 2.3.3 Lựa chọn phần mềm tính tốn .45 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 46 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG CHO ĐÊ BAO KHU VỰC NAM ĐÌNH VŨ – HẢI PHÒNG .48 3.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN ĐÊ BAO NAM ĐÌNH VŨ 48 3.2 CÁC ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG ĐÊ BAO NAM ĐÌNH VŨ 49 3.2.1 Địa chất cơng trình : 49 3.2.2 Khí tượng, thủy hải văn 56 3.2.3 Vật liệu xây dựng .66 3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ĐƯỢC CHỌN .69 3.3.1 Tuyến cơng trình .69 3.3.2 Kết cấu đê 69 3.3.3 Đặc điểm điều kiện làm việc đê biển Nam Đình Vũ 70 3.4 TÍNH TỐN CHO ĐÊ BIỂN MÁI NGHIÊNG 74 3.4.1 Thiết kế mặt cắt ngang đê: 74 3.4.2 Tính tốn ổn định đê .80 3.4.3 Lựa chọn phương án kết cấu đê mái nghiêng: 99 3.5 BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐÊ ĐẤT MÁI NGHIÊNG .100 3.5.1 Trình tự thi công 100 3.5.2 Yêu cầu Kỹ thuật bước thi công .100 3.5.3 Tổ chức thi công tuyến đê .103 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG .104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .105 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Một số tiêu phân biệt loại đất mềm yếu [10] 27 Bảng 3.1: Chỉ tiêu lý lớp đất từ lớp 1c đến lớp 3c 54 Bảng 3.2: Chỉ tiêu lý lớp đất từ lớp đến lớp 7b 54 Bảng 3.3: Chỉ tiêu lý lớp đất từ lớp 7c đến lớp 7g .55 Bảng 3.4: Đặc trưng nhiệt độ trung bình tháng năm (1960÷2010) 56 Bảng 3.5: Đặc trưng độ ẩm tương đối trung bình tháng năm trạm 56 Bảng 3.6: Đặc trưng bốc piche trung bình tháng năm trạm 57 Bảng 3.7: Bảng tần suất gió trạm Hịn Dấu 58 Bảng 3.8: Tọa độ điểm trích rút kết tính tốn tham số sóng chân cơng trình 62 Bảng 3.9: Kết tính tốn tham số sóng với cấp gió 12 theo hướng E (Đơng) .64 Bảng 3.10: Kết tính tốn tham số sóng với cấp gió 12 theo hướng S (Nam) 64 Bảng 3.11: Kết tính tốn tham số sóng với cấp gió 12 theo hướng SE (Đông Nam) 65 Bảng 3.12 : Thống kê mỏ đất xây dựng vùng 67 Bảng 3.13: Thống kê mỏ đá xây dựng cơng trình 67 Bảng 3.14: Thống kê mỏ cát xây dựng cơng trình .68 Bảng 3.15: Bảng giá trị a theo cấp cơng trình 74 Bảng 3.16 : Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất hố khoan M78 80 Bảng 3.17 : Các thông số khai báo mơ hình 83 Bảng 3.18: Kết tính tốn chuyển vị SĐ1 theo Plaxis 86 Bảng 3.19: Kết tính tốn chuyển vị SĐ1 theo Plaxis 92 Bảng 3.20: Thông số vật liệu cừ bê tông ma sát cao 94 Bảng 3.21: Thông số vật liệu lớp cát hạt trung xử lý 94 Bảng 3.22: Kết tính tốn chuyển vị theo giai đoạn đắp 96 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đê biển Afsluitdijk – Hà Lan .3 Hình 1.2: Chân đê hư hỏng nặng – đê Hải Phịng .6 Hình 1.3: Sạt cục mái đê biển Thái Bình .7 Hình 1.4: Vỡ đê biển Giao Thủy (Nam Định) Hình 1.5: Bờ biển xã Hải Dương, thị xã Hương Trà, Thừa Thiên Huế sạt lở 1.000m Hình 1.6: Đoạn đê biển Cà Mau bị sóng đánh vỡ .9 HINH 1.7: BỜ BIỂN TIẾN THANH – PHAN THIẾT BỊ GIO VA MƯA GAY SẠT LỞ 11 Hình 1.8: Lũ cát làm bồi lấp bờ biển Tiến 11 Hình 1.9: Sơ đồ sóng bình thường vỗ vào bờ biển 12 Hình 1.10: Sơ đồ sóng lớn gây xói lở bờ biển 12 Hình 1.11: Các dạng mặt cắt ngang đê biển 14 Hình 1.12: Sơ đồ cấu tạo mặt cắt đê biển 15 Hình 1.13: Mặt cắt thiết kế đê biển điển hình 16 Hình 1.14: Đê bị trượt phẳng lớp đất yếu 16 Hình 1.15: Lún cố kết lớp đất yếu 17 Hình 1.16: Đê biển chịu sóng tràn vùng đệm đa chức theo cách tiếp cận 18 hệ thống ComCoast [12] .18 Hình 1.17: Quan điểm xây dựng đê biển lợi dụng tổng hợp thân thiện với môi trường sinh thái Hà Lan [12] 20 Hình 1.18: Đê sơng an tồn cao Nhật Bản [12] .21 Hình 1.19: Dải ngầm giảm sóng xa bờ .23 Hình 1.20: Giải pháp cản sóng phù hợp với cảnh quan mái đê biển Norderney (biển Bắc, nước Đức) [12] 24 Hình 2.1: Cắt ngang kết cấu đê biển có lõi vật liệu chỗ kết hợp gia cố mái 28 Hình 2.2: Các dạng khối phủ mái đê biển 29 Hình 2.3: Mặt cắt ngang đê biển tường cừ kết hợp với cọc xiên .30 Hình 2.4: Mặt cắt ngang đê hệ thống xà lan bê tông cốt thép nối tiếp 31 Hình 2.5: Kết cấu đê biển dạng tường ô vây 33 Hình 2.6: Mặt cắt ngang đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ 34 Hình 2.7: Mặt cắt ngang đê biển có cấu tạo hệ thống xà lan tạo chân .35 Hình 2.8: Xác định mơmen chống trượt, gây trượt với mặt trượt trụ tròn 38 Hình 2.9: Xác định góc ma sát lực dính huy động 41 Hình 3.1: Hình ảnh vệ tinh khu vực dự án 49 Hình 3.2: Khoan khảo sát đê đắp phương pháp đắp lấn 50 Hình 3.3: Mặt cắt địa chất điển hình dọc tuyến đê từ hố khoan M76 đến M79 .51 Hình 3.4: Biểu đồ cường độ kháng cắt khơng nước theo chiều sâu 55 Hình 3.5: Hoa gió trạm Hịn Dấu 58 Hình 3.6: Sơ đồ vị trí điểm trích số liệu sóng .62 Hình 3.7: Sơ đồ tuyến cơng trình 69 Hình 3.8: Kết cấu điển hình đê bê tông 72 Hình 3.9: Kết cấu điển hình đê đất mái nghiêng (phương án chọn) 73 Hình 3.10: Kết cấu đê mái nghiêng không xử lý (sơ chọn) 82 Hình 3.11: Mơ hình tính tốn SĐ1(khơng xử lý nền) .83 Hình 3.12: Lưới phần tử phân tích SĐ1 (không xử lý nền) 83 Hình 3.13: Điểm khảo sát chuyển vị SĐ1 (khơng xử lý nền) 84 Hình 3.14: Chuyển vị đứng điểm khảo sát theo trình đắp (SĐ1) 84 Hình 3.15: Chuyển vị ngang điểm khảo sát theo trình đắp( SĐ1) 85 Hình 3.16: Hệ số ổn định Msf= 1,092 đắp tới +5,00m (SĐ 1) 87 Hình 3.17: Chuyển vị lưới phổ chuyển vị (SĐ1) 87 Hình 3.19: Mơ hình tính tốn SĐ1 (phương án tăng hệ số mái) .90 Hình 3.20: Lưới phần tử phân tích SĐ (phương án tăng hệ số mái) 90 Hình 3.21: Điểm khảo sát chuyển vị SĐ1 (Phương án tăng hệ số mái) 90 Hình 3.22: Chuyển vị đứng điểm khảo sát theo trình đắp (SĐ1- PA tăng hệ số mái) 91 Hình 3.23: Chuyển vị ngang điểm khảo sát theo trình đắp (SĐ1 – PA tăng hệ số mái) 91 Hình 3.24: Hệ số ổn định Msf= 1,18 đắp tới +5,00m (SĐ1 –PA tăng hệ số mái) 93 Hình 3.25: Chuyển vị lưới phổ chuyển vị (SĐ1 –PA tăng hệ số mái) 93 Hình 3.26: Mơ hình tính tốn phương án .95 Hình 3.27: Lưới phần tử phân tích phương án .95 Hình 3.28: Điểm khảo sát chuyển vị phương án 95 Hình 3.29: Chuyển vị đứng điểm khảo sát theo trình đắp(PA 2) 96 Hình 3.30: Chuyển vị ngang điểm khảo sát theo trình đắp (PA 2) .97 Hình 3.31: Hình dạng mặt trượt đắp tới +5,00m (PA2) 98 Hình 3.32: Hệ số ổn định Msf= 1,281 đắp tới +5,00 (PA2) .99 Hình 3.33: Mực nước hạp long .103 Hình 3.34: Vị trí hạp long tuyến đê kè ngầm chắn bùn 103 PHẦN MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội Hải Phòng tới năm 2020, kinh tế đối ngoại tiếp tục xác định lĩnh vực kinh tế động lực thành phố Trong hoạt động đầu tư nước ngồi có vai trò đặc biệt quan trọng, động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội thành phố theo định hướng công nghiệp hoá - đại hoá Để thực mục tiêu này, biện pháp quan trọng xây dựng phát triển khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải Khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải quy hoạch bao gồm: khu Cơng nghiệp Nam Đình Vũ 1, khu cơng nghiệp Nam Đình Vũ khu Phi thuế quan Dự án đầu tư xây dựng đê biển Nam Đình Vũ thuộc khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải dự án xây dựng đê bao lấn biển dài Việt Nam Tổng chiều dài toàn tuyến đê 14.987 km Tuyến đê biển cơng trình đê có nhiệm vụ bảo vệ vùng lấn biển trực tiếp diện tích khoảng 2100 3000 vùng bờ biển phía để xây dựng khu công nghiệp tập trung thành phố Hải Phịng Tồn tuyến đê xây dựng chủ yến đất yếu bùn sét, màu xám, xám đen, lẫn hữu phân hủy, đôi chỗ kẹp lớp cát mỏng, trạng thái chảy Một vài đoạn ngắn xen kẹp lớp bùn sét pha (bùn cát pha), màu xám, xám đen, đôi chỗ lẫn vỏ don hến, trạng thái chảy chảy Hai lớp đất yếu có chiều sâu trung bình từ 15m đến 23 m Mặt khác tuyến đê biển Nam Đình Vũ tuyến đê lấn biển, chịu tác động mạnh sóng, bão mơi trường, địa chất yếu, phức tạp phương án biện pháp cơng trình phải thỏa mãn yêu cầu: (1) Kết cấu phải vững chắc, chịu tác động lớn mơi trường như: sóng, gió, dịng chảy, tác động bất thường mơi trường q trình thi cơng …; (2) Nền đất yếu nên kết cấu thân đê, xử lý phải dạng kết cấu mềm giảm nhẹ tối đa trọng lượng thân; (3) Công nghệ thi công không phức tạp, phù hợp với trình độ khả thi cơng có Việt Nam; (4) Thời gian thi cơng nhanh tuyến đê tiền đề để dự án khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải sớm hoàn thành (5) Tận dụng nguyên, vật liệu địa phương cát, đá, xi măng v.v Vì đề tài “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu, áp dụng cho đê Nam Đình Vũ - Hải Phịng” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao 2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu đề xuất giải pháp áp dụng cho đê biển Nam Đình Vũ – Hải Phịng đảm bảo cơng trình an tồn kinh tế ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật hợp lý cho kết cấu đê biển Nam Đình Vũ - Hải Phịng Từ tính tốn phân tích ứng suất biến dạng, phân tích ổn định giải pháp, lựa chọn biện pháp kết cấu hợp lý đảm bảo cơng trình an tồn kinh tế CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Cách tiếp cận Tiếp cận từ thực tế : từ yêu cầu điều kiện xây dựng thực tế ( tuyến đê bao Nam Đình Vũ) đến nghiên cứu hình thức bố trí kết cấu đê bao phù hợp, có tính khả thi Tiếp cận khoa học đại : giải pháp công trình kết cấu chọn đề xuất sở áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đại, tính tốn theo phương thức mơ hình phù hợp - Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu; + Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mơ hình tốn phần mềm ứng dụng; + Phương pháp phân tích, tổng hợp đề xuất phương án kỹ thuật hợp lý 102 Chú ý: Khi triều lên, triều rút nước tràn qua đỉnh đê với lớp đá hỗn hợp bảo vệ mặt đê cát an tồn nhiên có khó khăn thu hẹp mặt cắt thoát nước giai đoạn hạp long Hoành triệt cống để bơm bùn Tồn tuyến đê kè ngầm khép kín xây cống xong buộc phải hồnh triệt không cho nước vào, tổng lượng nước đê bao lớn với cống có 11m cửa, lưu tốc qua cống gây xói lở thượng hạ lưu cống Chỉ mở cống toàn khu vực bờ bao đắp tôn lên cao trình mặt bờ bao +1,0 giữ đáy cống tạm thời cao trình +1,0 Bơm bùn vào khu vực đê bao Bùn bơm từ bờ lấn song song với bơm cát dọc theo tuyến đê bao tiếp tục mở rộng mặt đê bao vật liệu cát, tối thiểu có chiều rộng 100m để làm đường thi công, bãi vật liệu tuyến +3,0m phục vụ cho thi công đoạn sau Nghiêm cấm đổ bùn trực tiếp gần tuyến đê bao ảnh hưởng đến chất lượng xử lý đường, tuyến đường, bãi vật liệu Thi công đê kè vượt triều Tuyến đê bao chắn bùn tạo tuyến đê kè vượt triều tuyến đường thi cơng bãi vật liệu mái phía biển bảo vệ chống xói sóng dịng chảy Tuyến đê vượt triều lên cao trình +3,0 mặt rộng 60m (trong mặt đê vượt triều rộng 35m mặt 25m lợi dụng làm đường thi công) thi công mái kè chịu áp lực sóng lớn có chiều dày D=24cm cấu kiện TAC-CM5874 lên đỉnh +3 Đoạn mái kè chịu áp lực sóng lớn tuyến lắp ghép cấu kiện TAC-CM5874 có chiều dài 24cm Mặt chờ lún, bù lún đảm bảo cao trình thiết kế Thi cơng mặt giảm sóng mố phá sóng đảm bảo cho tuyến đê vượt triều trình thi cơng hạn chế trường hợp sóng tràn qua cơng trình khơng bị xói lở cần phải lát mặt rộng 8m hàng mố phá sóng, giảm tốc độ dịng chảy sóng lên mặt cơng trình Mở cống cho nước vào tạm thời cao trình đáy +1,0 Để hỗ trợ cho giai đoạn hạp long khép kín tuyến đê vượt triều 103 Hạp long tuyến đê vượt triều Hạp long thực thủy triều rút thời gian hạp long thời gian triều rút t1 cộng với thời gian triều lên t2 Thl = t1 + t2 Mực nước hạp long HHL có chênh lệch đầu nước khơng gây xói khơi trơi vật liệu hạp long bao tải cát phía đá hộc, chiều cao hạp long 2m Đê vượt triều +3.00 MNHL +1.00 +0.00 m=5.0 Đê kè ngầm chắn bùn Hình 3.33: Mực nước hạp long San chờ lún San mở rộng mặt đê vượt triều làm đường thi cơng dọc tuyến cơng trình mở rộng bãi vật liệu phục vụ thi công 10 Thi cơng tuyến đê giảm sóng leo lên cao trình +5 Cao trình mặt đê giảm sóng leo thống tồn tuyến Các đoạn đê sơng sóng leo thấp, đỉnh đê thấp kết hợp xây dựng cảng nên phần chống sóng tràn theo thiết kế cảng Đoạn trực tiếp với biển có đà gió lớn với hình thái mặt cắt hỗn hợp có giảm sóng có mố phá sóng mái nhám với cao trình đê đất mái nghiêng an tồn Hình 3.34: Vị trí hạp long tuyến đê kè ngầm chắn bùn 3.5.3 Tổ chức thi cơng tuyến đê 3.5.3.1 Dẫn dịng thi cơng - Giai đoạn 1: đắp đê đến cao độ +1,0 m (CĐLĐ), khơng cần dẫn dịng - Giai đoạn 2: xử lý đắp đến cao độ +3,0 m (CĐLĐ) khép tuyến, dẫn dòng qua kênh chừa sẵn phía đê Nước chảy qua cống tạm thời cao trình đáy cồng +1,0; 104 - Với cống dùng biện pháp đóng cừ vây thi cơng: khơng phải dẫn dịng 3.5.3.2.Tổ chức giao thơng thi công - Vận chuyển nguyên vật liệu, vật tư khác giới theo tuyến đê - Trong điều kiện cho phép tận dụng cát khu vực Cát Bà Quảng Ninh (khu vực Hà Nam) để vận chuyển đường thuỷ nhằm giảm cự ly hạ giá thành Đất đắp lấy khu vực Hải Phòng khu vực Yên Hưng, Hà Nam (tỉnh Quảng Ninh) kể đất vùng bờ biển với cơng nghệ xử lý thích hợp 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương 3, Luận văn tiến hành nghiên cứu phương án bố trí kết cấu hợp lý cho dự án đê bao khu vực Nam Đình Vũ, thành phố Hải Phịng Trong phần kết cấu tập trung cho phương án đê đất mái nghiêng, áp dụng cho phần lớn chiều dài đê Dự án Luận văn tập hợp đầy đủ điều kiện xây dựng Dự án: điều kiện địa hình, địa chất, khí tượng, thuỷ - hải văn, vật liệu xây dựng điều kiện khác Điều cần lưu ý đê Nam Đình Vũ xây địa chất phức tạp, lớp đất yếu phân bố mặt, rải rác toàn tuyến xen kẹp có chiều sâu từ 15 – 23m Căn vào điều kiện địa hình, địa chất, cụ thể Luận văn chia tuyến đê thành hai đoạn với mặt cắt đại biểu có kết cấu khác nhau: đoạn vùng nước sâu hẹp, đê có kết cấu dạng tường hệ cọc bê tông cốt thép; đoạn vùng nước nông, bãi rộng, trực diện với biển, dung kết cấu đê đất mái nghiêng Với đê mái nghiêng sử dụng phần mềm Plaxis để mô ứng suất biến dạng đê trình xây dựng cho sơ đồ kết cấu: đê đồng chất không xử lý đê xử lý lớp cát thay với hàng cọc cừ ma sát Kết tính tốn xác định mặt cắt ổn định cho sơ đồ Qua phân tích, luận văn kiến nghị chọn kết cấu cho đoạn đê mái nghiêng xử lý lớp cát thay dày 1,5 m kết hợp với hàng cọc cừ ma sát Luận văn đề xuất biện pháp thi công đê đất mái nghiêng điều kiện địa hình, địa chất thuỷ - hải văn điển hình Dự án Nam Đình Vũ 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Trong luận văn, hướng nghiên cứu tác giả từ tổng quan chung chương 1, chương 2, đến giải toán cụ thể chương Từ tổng quan nghiên cứu đê biển giới Việt Nam, giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu, giới thiệu dự án đê biển Nam Đình Vũ – Hải Phòng, kết hợp với lý thuyết phương pháp phân tích ổn định mái dốc phương pháp tính toán phần tử hữu hạn với hỗ trợ phần mềm Plaxis 2D để tính tốn ổn định cho đê đất mái nghiêng Từ chọn giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển Nam Đình Vũ hợp lý nhất, đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Cụ thể tác giả đạt kết sau: (1) Ở Việt Nam, đê biển cơng trình quan trọng để bảo vệ vùng đất, cơng trình khu vực dân cư kinh tế ven biển Đê biển thành phần quan trọng tổ hợp cơng trình lấn biển nhằm mở rộng khu kinh tế ven biển Đê biển thường phải làm việc điều kiện bất lợi chịu ảnh hưởng trực tiếp sóng, gió, nước biển dâng Vì nghiên cứu kết cấu đê biển để đảm bảo an toàn trường hợp cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao (2) Trên sở áp dụng công nghệ vật liệu tiên tiến, đại, kết hợp với kinh nghiệm đắp đê truyền thống, đề xuất nhiều dạng mặt cắt đê biển khác Trong thực tế xây dựng, cần vào điều kiện địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng, quy mơ cơng trình điều kiện khác để phân tích lựa chọn dạng mặt cắt phù hợp để tính tốn (3) Với đê biển xây dựng đất yếu, lún biến dạng đê yếu tố định việc lựa chọn kết cấu thân đê, kích thước mặt cắt đê, giải pháp xử lý cơng nghệ xây dựng đê Vì vậy, tính tốn thiết kế thân đê cần thu thập đầy đủ điều kiện địa chất vật liệu đắp đê, tiến hành phân tích tính tốn xử lý để đảm bảo độ bền ổn định đê (4) Khi phân tích ứng suất – biến dạng thân đê đất yếu, cần phải xét đến toán cố kết thấm trình chất tải hay trình tự thời gian thi công Để 106 mô tả tương đối xác thực trình này, luận văn sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn lựa chọn phần mềm Plaxis để tính tốn (5) Áp dụng cho tuyến đê bao Nam Đình Vũ, Luận văn tiến hành phân tích điều kiện xây dựng, đề xuất dạng mặt cắt điển hình cho khu vực khác : a) Đê dạng tường hệ cọc bê tông cốt thép cho đoạn vùng nước sâu hẹp Và b) Kết cấu đê đất mái nghiêng cho đoạn vùng nước nông, bãi rộng (6) Đi sâu nghiên cứu cho hai dạng mặt cắt đê đất mái nghiêng, thơng qua phân tích tính toán, Luận văn xác định mặt cắt đê ổ định theo sơ đồ : - Sơ đồ 1: Đê mái nghiêng không xử lý, mái đê phía biển cần làm thoải để đảm bảo ổn định (m1 = 2; m2 = 5; m3 = 7), khối lượng đắp đê khối lượng gia cố mái lớn - Sơ đồ : Đê mái nghiêng có xử lý, kích thước mặt cắt đê nhỏ so với sơ đồ (m1 = 2; m2 = 3,5; m3 = 5); hình thức xử lý: Thay phần lớp cát dày 1,5 m kết hợp đóng hàng cọc cừ ma sát Qua so sánh luận văn kiến nghị chọn sơ đồ cho dạng đê mái nghiêng Dự án nghiên cứu (7) Kết phân tích cho thấy với đất yếu đê Nam Đình Vũ, thời gian chờ đất cố kết hoàn toàn dài Tuy nhiên khoảng nửa thời gian sau q trình cố kết, độ lún cịn lại nhỏ Vì vậy, xem xét phương án rút ngắn thời gian chờ cố kết để đẩy nhanh tiến độ thi cơng, phải thơng qua tính tốn để khống chế chiều cao dự phòng lún đê đảm bảo đồ bền thân đê phía NHỮNG HẠN CHẾ TỒN TẠI Các giải pháp mà tác giả đưa có tính thực tiễn cao, với số liệu địa chất thơng số cơng trình xác Có thể đưa giải pháp thực tế sản xuất để áp dụng thiết kế thi cơng cho đê biển Nam Đình Vũ –Hải Phịng Tuy nhiên giới hạn luận văn thời gian không cho phép, luận văn tác giả khơng trình bày nhiều phương án khác nghiên cứu, kể phương án kết cấu đê khác Tổng hợp kết cấu đê đưa nghiên cứu có cách nhìn tổng quan thấy 107 tính ưu việt phương án chọn Ngoài kết tính tốn trường hợp khác sơ đồ khơng trình bày đầy đủ luận văn, khơng trình bày kết tính tốn trường hợp khơng nhìn thấy hợp lý lựa chọn phươg án kết cấu HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Việc nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu vấn đề phức tạp, nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Để giải vấn đề cách triệt để cần phải có thêm nhiều nghiên cứu sâu lĩnh vực - Cần nghiên cứu mơ hình đất phức tạp hơn, mơ xác ứng xử loại đất sét yếu, bãi bồi ven sông ven biển Từ có kết giải pháp hiệu - Khi tính tốn biến dạng, ổn định đất cần phải xét thêm đến lực tác động sóng biển, lực động phương tiện thi cơng giới để lựa chọn nhiều biện pháp thi công đê biển đất yếu cách linh hoạt - Đê biển Nam Đình Vũ – Hải Phịng dự án đê lấn biển lớn Việt Nam Dự án có suất đầu tư lớn gặp nhiều vấn đề kỹ thuật tổ chức thi công phức tạp Cần tiến hành thí nghiệm thực tế, q trình thực dự án cần làm thử đoạn để đo ứng suất biến dạng cọc bê tông, đo chuyển vị đê đất để rút kinh nghiệm cho đoạn khác bổ sung cho lý thuyết tính tốn Để có nhìn sâu rộng vấn đề hồn thiện thiết kế, thi cơng Đảm bảo cơng trình đáp ứng mục tiêu, nhiệm vụ đề TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Q An, Nguyễn Cơng Mẫn, Hồng Văn Tân (1998), Tính tốn móng theo trạng thái giới hạn, Nxb Xây dựng Bộ môn Địa kỹ thuật: Giáo trình “Giới thiệu địa kỹ thuật” (Biên dịch từ sách “An introduction to Geotechnical Engineering” tác giả “ Robert D.Holtz William D.Kovacs”) Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn; Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển ban hành theo Quyết định số 1613/QĐ-BNN-KHCN ngày 09/7/2012; Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương, (2003) Cơ học đất, Nxb Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Quang Chiêu, Nguyễn Xuân Đào, (2004) Ứng dụng giải pháp kỹ thuật xử lý đất yếu đường ô tô sân bay, NXB Xây dựng PGS.TS Trịnh Văn Cương, Địa kỹ thuật tài liệu giảng dạy sau đại học 2002 Khổng Trung Duân – Nghiên cứu tăng cường độ chịu lực đất đắp cốt gia cố xây dựng đê vùng ven biển Đỗ Văn Đệ, (2008) Phần mềm Plaxis ứng dụng vào tính tốn cơng trình thủy cơng Nxb Xây dựng, Hà Nội PGS.TS Trần Đình Hịa, Ths.Trần Minh Thái, KS Ngô Thế Hưng, KS Vũ Tiến Thư, KS Bùi Cao Cường, ThS Vũ Quốc Công, Viện Thủy công – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Một số giải pháp kết cấu xây dựng đê lấn biển áp dụng cho tuyến đê biển Vũng Tàu – Gị Cơng 10 Vũ Cơng Ngữ nnk (2006), thí nghiệm đất trường ứng dụng phân tích móng, NXB Khoa học kỹ thuật 11 Hoàng Văn Tân, Phan Xuân Trường, Trần Đình Ngơ, Nguyễn Hải, Phạm Xn (2006) Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu, Nxb Giao thông Vận tải 12 Nguyễn Việt Tiến, Trung tâm TV&CGCN Thủy Lợi Việt Nam, Nghiên cứu xây dựng đê biển an tồn cao theo hướng hài hịa với môi trường sinh thái, 2012 13 Nguyễn Quang Tuấn nnk (2009); Xây dựng tảng WEBGIS phục vụ cho hệ thống trợ giúp tìm kiếm thơng tin dịch vụ du lịch tỉnh Quảng Trị Đặc san Khoa học Công nghệ Kinh tế, Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Quảng Trị, 2009 14 Ngơ Trí Viềng, 2010; Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp khoa học công nghệ đảm bảo ổn định độ bền đê biển có trường hợp sóng, triều cường tràn qua đê 15 Whitlow, R (1997) Cơ học đất, tập Bản dịch Nguyễn Uyên Trịnh Văn Cương Tiếng Anh 16 Bowles (1997), Foundation analysis and design, McGraw-hill international editions 17 EurOtpo, 2007, Wave Overtopping for Sea Defences and Related Structures: Assessment Manual 18 FHWA HI 97-013 (10-1998), Design and construction driver pile foundations, National highway institute 19 Hasnita bt himan (2010), Performance of full scake embankment on soft clay reinforced with bamboo - Geotextile composite at the interface University teknologi Malaysia 20 John Willey & Sons, Hand book geotechnical engineering 21 Plaxis 2D Reference manual Version 8.0 (2008) 22 R Whilow, Basic soil mechanics, Copublished in the United States with John Willey & Sons, New York 23 Tuan, T.Q, Oumeraci, H., 2010 A numerical model of wave overtopping on seadikes, Coastal Engineering, Elsevier, 57, pp 757-772 24 Saravut Jaritngam (October 2003), Design concept of the soil improvement for road construction on soft clay 25 Yasser A.Hegazy and Brian H.Jasperse, Stablilization Of Soft soil by soil mixing, Kenneth B.Andromalos PHỤ LỤC PHỤ LỤC TÍNH TỐN PHỤ LỤC 1: TÍNH TỐN ĐÊ ĐẤT - SĐ1 (KHÔNG XỬ LÝ NỀN) Chuyển vị đắp tới cao trình +1,00m Hình PL1-1: Chuyển vị ngang đắp tới +1,00m Hình PL1-2: Chuyển vị đứng đắp tới +1,00m Khi đắp tới cao trình +3,00m Hình PL1-3: Chuyển vị ngang đắp tới +3,00m Hình PL1-4: Chuyển vị đứng đắp tới +3,00m Khi đắp tới cao trình +5,00m Hình PL1-5: Chuyển vị ngang đắp tới +5,00m Hình PL1-6: Chuyển vị đứng đắp tới +5,00m PHỤ LỤC : TÍNH TỐN ĐÊ ĐẤT - SĐ1 (KHÔNG XỬ LÝ NỀN VÀ TĂNG HỆ SỐ MÁI) Chuyển vị đắp tới cao trình +1,00m Hình PL2-1: Chuyển vị ngang đắp tới +1,00m Hình PL2-2: Chuyển vị đứng đắp tới +1,00m Khi đắp tới cao trình +3,00m Hình PL2-3: Chuyển vị ngang đắp tới +3,00m Hình PL2-4: Chuyển vị đứng đắp tới +3,00m Khi đắp tới cao trình +5,00m Hình PL2-5: Chuyển vị ngang đắp tới +5,00m Hình PL2-6: Chuyển vị đứng đắp tới +5,00m PHỤ LỤC : TÍNH TỐN ĐÊ ĐẤT – PHƯƠNG ÁN CHỌN Chuyển vị đắp tới cao trình +1,00m Hình PL3-1: Chuyển vị ngang đắp tới +1,00m Hình PL3-2: Chuyển vị đứng đắp tới +1,00m Khi đắp tới cao trình +3,00m Hình PL3-3: Chuyển vị ngang đắp tới +3,00m Hình PL3-4: Chuyển vị đứng đắp tới +3,00m Khi đắp tới cao trình +5,00m Hình PL3-5: Chuyển vị ngang đắp tới +5,00m Hình PL3-6: Chuyển vị đứng đắp tới +5,00m ... - Hải Phịng” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao 2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu đề xuất giải pháp áp dụng cho đê biển Nam Đình Vũ – Hải. .. tế Đình Vũ – Cát Hải sớm hoàn thành (5) Tận dụng nguyên, vật liệu địa phương cát, đá, xi măng v.v Vì đề tài ? ?Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu, áp dụng cho đê Nam Đình Vũ. .. tài luận văn: ? ?Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xây dựng đê biển đất yếu, áp dụng cho đê Nam Đình Vũ - Hải Phịng” Tơi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu không chép