Phân tích đánh giá khả năng ổn định và biến dạng công trình kè hòa bình bạc liêu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN TUÂN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH KÈ HỊA BÌNH - BẠC LIÊU Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 605861 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS BÙI TRƯỜNG SƠN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày……tháng……năm 2014 Thành phần đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… Xác nhận Chủ tịch hội đồng đánh giá LV Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN TUÂN MSHV: 12860433 Ngày, tháng, năm sinh: 17/02/1984 Nơi sinh: BẠC LIÊU Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (CT) Mã ngành: 605861 TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH KÈ HỊA BÌNH - BẠC LIÊU NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Tính tốn, phân tích đánh giá ổn định chọn lựa giải pháp cơng trình kè Hịa Bình - Bạc Liêu phương pháp giải tích - Mơ đánh giá khả ổn định cơng trình điều kiện làm việc đồng thời cọc bêtông phần mềm Plaxis 2D - Kết luận kiến nghị: từ kết tính tốn giải tích mô phần mềm Plaxis 2D rút kết luận cơng trình ghi nhận kinh nghiệm cho thiết kế khác NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/02/2014 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2014 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS BÙI TRƯỜNG SƠN Tp HCM, ngày……tháng 06 năm 2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS Bùi Trường Sơn CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) PGS.TS Võ Phán TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên tơi suốt trình thực luận văn truyền cho tơi lịng đam mê nghiên cứu khoa học: TS Bùi Trường Sơn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến q thầy mơn Địa Cơ Nền Móng, người truyền đạt cho hiểu phương pháp tiếp cận giải vấn đề cách khoa học, hành trang quý ln gìn giữ sau trường làm việc Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ thời gian học tập làm luận văn tốt nghiệp vừa qua Trân trọng! Học viên Trần Tuân LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Trần Tn TĨM TẮT Phân tích đánh giá khả ổn định biến dạng cơng trình kè Hịa Bình - Bạc Liêu Trong tính tốn cơng trình kè, việc tính tốn cấu kiện ổn định mái dốc thường thực riêng rẽ Việc mô phân tích làm việc đồng thời cấu kiện cho phép làm rõ vai trò cấu kiện đánh giá khả ổn định hợp lý Kết phân tích luận văn cho thấy việc chọn lựa cấu kiện gây số bất lợi cho khả ổn định tổng thể cơng trình Đây kinh nghiệm cần thiết tính tốn thiết kế cơng trình kè khu vực có đất yếu ABSTRACT Analysing and evaluating stability and deformation of Hoa Binh jetty in Bac Lieu province In design of jetty, calculation of detail of construction and slope stability usually carries out separately Simulation and analysis of combined operation of construction details allow to determine role of every detail and evaluate stability more reasonable Analysis results of the thesis show, that choice of details may cause disadvantage for total stability of construction These are the necessary experiences in design jetty in the soft soil area MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC KÈ 1.1 Tổng quan số dạng cơng trình bảo vệ bờ kè đất yếu .3 1.2 Các ngun tắc tính tốn ổn định cơng trình kè .8 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH BỜ KÈ VEN KÊNH TRÊN ĐẤT YẾU 2.1 Phương pháp tính tốn ổn định mái dốc sở trạng thái cân giới hạn 16 2.2 Ổn định đất đắp đất yếu ven kênh .23 2.3 Ổn định bê tông gia cố mái bờ kè hệ cọc chịu tải trọng ngang .34 2.4 Nhận xét chương 47 CHƯƠNG TÍNH TỐN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH BỜ KÈ KÊNH HỊA BÌNH TỈNH BẠC LIÊU 3.1 Giới thiệu cần thiết xây dựng cơng trình điều kiện địa chất cơng trình .48 3.2 Cơ sở thiết kế 50 3.3 Tính tốn kiểm tra ổn định tường chắn 52 3.4 Phân tích kết cấu điều kiện thi công để chọn lựa phương án cho cơng trình kè Hịa Bình (Bạc Liêu) 59 3.5 Mơ phỏng, đánh giá cơng trình bờ kè kênh Hịa Bình (Bạc Liêu) phần mềm Plaxis .67 3.6 Kết luận chương 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 -1- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Khu vực cơng trình kè chống sạt lở hai bên bờ kênh Hịa Bình nằm tuyến kênh xáng Cà Mau - Bạc Liêu, kênh cấp Trung ương quản lý Kênh có chiều rộng trung bình từ 38 ÷ 45m, chiều sâu kênh từ -2,0 ÷ -2,5m Đây trục giao thông thủy thị trấn Hịa Bình nằm tuyến kênh từ Thành phố Cà Mau đến Thành phố Bạc Liêu kênh Hịa Bình nối kênh Cái Cùng biển nên số lượng tàu thuyền qua lại kênh hàng ngày lớn Dân cư sinh sống dọc tuyến kênh Hịa Bình phía Quốc lộ 1A đông đúc với nhà cửa san sát, lấn chiếm lòng kênh làm thu hẹp dòng chảy Phần lớn cơng trình nhà tạm, nhà sàn Các cơng trình nhà cửa xây dựng kè tạm bê tông, nhấp nhơ, nhà tạm bên bờ kênh xây dựng cừ tràm, gỗ chắp nối nghiêng lệch, nguy hiểm gây mỹ quan đô thị Hàng năm, tượng sạt lở bờ thường xuyên xảy đe dọa đến an tồn tính mạng người dân tuyến đường liên xã, huyện ven kênh Do đó, việc lên phương án, giải pháp tính tốn xây dựng bờ kè hai bên bờ kênh Hịa Bình cần thiết quan trọng nhằm ngăn chặn tình trạng sạt lở bờ kênh, đảm bảo an toàn, ổn định cơng trình kiến trúc, phịng tránh thiệt hại tài sản, tính mạng người sạt lở bờ kênh hàng năm gây Do đoạn kênh Hòa Bình đoạn kênh tương đối thẳng, nguyên nhân sạt lở co hẹp dịng chảy tàu thuyền qua lại nên chọn hướng cơng trình khơng tác động đến dịng chảy chính, tăng khả ổn định bờ cách bọc cho bờ lớp áo che chở cho bờ đất mềm yếu phía Giải pháp cơng trình trường hợp ưu tiên chọn lựa kè kết hợp tường chắn đất Khu vực kênh rạch có địa hình thấp nên xây dựng cần thiết phải tiến hành nạo vét, làm đất tạp san lấp Dưới tác dụng đất đắp san lấp, trình cố kết diễn đất gây biến dạng tác động đến độ ổn định tổng thể bê tông cốt thép hệ thống cọc giữ bố trí ven kênh - 74 - có đáy, tải trọng khối san lấp sau lưng tường truyền vào đất gây áp lực ngang lớn lên hệ cọc gây chuyển vị Kết mô cho thấy chuyển vị ngang dọc theo hàng cọc phân bố đồng theo độ sâu lớp sét mềm nên không gây moment lớn gây nứt gãy cọc Hình 3.14 Chuyển vị đứng cơng trình kè cố kết năm (phương án 4) Hình 3.15 Mặt cắt ngang chuyển vị đứng vị trí san lấp cơng trình kè cố kết năm (phương án 4) Độ lún khối đất sau tường kè phân bố khơng đồng theo phương ngang (hình 3.14 3.15) Ở độ lún lớn (chuyển vị đứng lớn nhất) xảy khu vực đáy đạt giá trị lớn sau chịu tải: 10,6cm tùy thuộc vào độ dốc máy taluy bên Độ lún sau cố kết năm đạt ổn định có giá trị không đáng kể (12,9cm 14,1cm) chủ yếu xảy khu vực khơng có bê tơng đáy Giá trị độ lún hồn tồn chấp nhận cơng trình san lấp đất yếu Ở đây, thấy chiều cao san lấp thay đất khu vực không lớn (