Nghiên cứu ổn định và biến dạng tường kè bảo vệ công trình ven sông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VĂN ANH TRÍ NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TƯỜNG KÈ BẢO VỆ CƠNG TRÌNH VEN SƠNG Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học :TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét : PGS.TS CHÂU NGỌC ẨN Cán chấm nhận xét : TS BÙI TRƯỜNG SƠN Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TPHCM, ngày 27 tháng năm 2011 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Châu Ngọc Ẩn TS Bùi Trường Sơn TS Trần Xuân Thọ TS Đỗ Thanh Hải TS Võ Ngọc Hà 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 PGS TS CHÂU NGỌC ẨN TRƯỞNG KHOA KT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -TP.HCM, ngày …… tháng ……… năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : VĂN ANH TRÍ Ngày tháng năm sinh : 04 - - 1977 Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Phái : NAM Nơi sinh : BẾN TRE MSHV: 09090313 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TƯỜNG KÈ BẢO VỆ CƠNG TRÌNH VEN SƠNG II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ổn định bờ kè tường cọc bảo vệ công trình ven sơng NỘI DUNG: Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định cơng trình tường kè ven sơng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định biến dạng tường kè Chương 3: Phân tích ổn định biến dạng tường kè bảo vệ bờ Khu xử lý nước thải rạch Ông Đốc – Khu công nghiệp An Hiệp – Bến Tre Kết luận kiến nghị III-NGÀY GIAO NHIỆM VU : 20-06-2010 IV-NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 01-07-2011 V-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS TRẦN XUÂN THỌ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS TRẦN XUÂN THỌ CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS VÕ PHÁN TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp hoàn thành với cố gắng thân hướng dẫn, hỗ trợ thầy, cô anh chị em đồng nghiệp Đây tổng hợp kiến thức mà tác giả tiếp thu khoảng thời gian học tập chương trình cao học Địa kỹ thuật xây dựng Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Tác giả xin gởi lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sĩ Trần Xuân Thọ, người quan tâm, hướng dẫn tận tình thời gian thực luận văn Tác giả xin cảm ơn tất thầy tham gia giảng dạy chun ngành hết lịng truyền đạt kiến thức quí báu suốt trình đào tạo Tác giả xin trân trọng cảm ơn Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Bến Tre tạo điều kiện thuận lợi công tác để tác giả hồn thành khố học Tác giả xin cảm ơn kỹ sư Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ Thiết Bị Công Nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Bến Tre nhiệt tình giúp đỡ tác giả cơng tác khảo sát cơng trình Cuối xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên suốt thời gian học tập hồn thành luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng năm 2011 Học viên thực VĂN ANH TRÍ TĨM TẮT LUẬN VĂN Nội dung luận văn thực phân tích tính tốn ổn định bờ kè tường cọc bảo vệ cơng trình ven sơng Trong luận văn, tác giả sử dụng phương pháp giải tích dựa lý thuyết áp lực đất Coulomb, phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Plaxis kiểm tra so sánh với kết đo đạc thực tế Áp dụng phân tích cho cơng trình kè bảo vệ bờ khu xử lý nước thải Rạch ông Đốc – khu công nghiệp An Hiệp tỉnh Bến Tre Từ nghiên cứu đề tài, tác giả đề xuất lựa chọn giải pháp thiết kế sơ tường cọc bản, ước lượng thay đổi chiều dài cọc theo vị trí neo, kiến nghị hệ số an tòan áp lực đất bị động thay mặt trượt cong mặt trượt phẳng theo lý thuyết áp lực đất Coulomb, kiến nghị mô hình tính tóan cho đất theo điều kiện địa chất cơng trình Những kết nghiên cứu sử dụng để tính tóan thiết kế cho cơng trình bờ kè tường cọc với điều kiện tương tự Việc nghiên cứu cần thực với cơng trình tương tự để có quy luật chung, áp dụng cho cơng trình đất yếu khu vực Đồng sông Cửu Long ABSTRACT This thesis is focused on analysing and calculating the stability of sheet pile wall to protect riverside constructions The soil pressure theory of Coulomb, the finite element method are used to analyse and compare with the measurement of sheet pile wall movements The sheet pile wall, which protects Wastewater treatment construction and Ong Doc canal, An Hiep Industry Park, is applied to be analysed Based on the obtained results, the author proposed chosing the preliminary design of sheet pile walls, estimated the change of sheet plie length in case of changing anchor position, the safety factor of passive soil pressure to correct the difference caused by the supposition of flat sliding surface instead of curved one, proposed a soil model when using FEM for this construction The obtained results can be used for the design of other sheet pile walls with the similar conditions It’s needed to analyse the similar constructions to find out the general way using for the Mekong Delta soft soils MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài ……………………………………………… Nội dung nghiên cứu ………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu …………………………………………… Tính khoa học thực tiễn đề tài ……………………………… Hạn chế đề tài …………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CƠNG TRÌNH TƯỜNG KÈ VEN SƠNG 1.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………… 1.2 Tổng quan đất yếu ………………………………………………… 1.3 Các dạng tường kè …………………………………………………… 1.4 Ổn định tường kè ven sông ……………………………………… 10 1.5 Một số cố tường kè …………………………………………… 12 1.6 Nhận xét ……………………………………………………………… 13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TƯỜNG KÈ 14 Các phương pháp tính tốn tường cọc ……………………………………… 2.1.1 Phương pháp tính tốn tường cọc theo điều kiện cân giới hạn 14 2.1.2 Phương pháp tính tốn tường cọc theo mơ hình Winkler 15 2.1.3 Phương pháp phần tử hữu hạn ………………………………… 18 2.1 14 2.2 Phân tích biến dạng tường cọc đất yếu ven sông 21 2.3 Xác định áp lực ngang tác dụng lên tường kè ……………………… 23 2.3.1 Bài tóan 1: Tường cọc khơng neo ……………………………… 23 2.3.2 Bài tóan 2: Tường cọc đóng đất có neo …………………… 27 2.4 Kiểm tra ổn định tường kè …………………………………………… 31 2.5 Nhận xét ……………………………………………………………… 31 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TƯỜNG KÈ BẢO VỆ BỜ KHU XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ RẠCH ÔNG ĐỐC – KHU CÔNG NGHIỆP AN HIỆP – BẾN TRE 33 Đặt vấn đề …………………………………………………………… 33 3.1 3.2 Giới thiệu cơng trình ……………………………………………… 33 3.3 Đặc điểm địa hình – địa chất cơng trình …………………………… 35 3.3.1 Điều kiện địa hình - thủy văn …………………………………… 35 3.3.2 Điều kiện địa chất …………………………………………………… 35 3.4 Phân tích ổn định tường kè phương pháp giải tích …………… 38 3.5 Phân tích ổn định tường kè phương pháp phần tử hữu hạn …… 47 3.6 Kết quan trắc trường ……………………………………… 59 3.8 Đánh giá kết tính tóan số liệu tính tóan thực tế ……………… 65 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 LÝ LỊCH KHOA HỌC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, với phát triển kinh tế, yêu cầu phát triển hạ tầng kỹ thuật lớn, việc xây dựng khu công nghiệp ven sông để thuận lợi việc vận chuyển nguyên vật liệu, hàng hóa địi hỏi phải đảm bảo tính ổn định bền vững Đồng sông Cửu Long khu vực có hệ thống sơng rạch chằng chịt, đất khu vực nhìn chung đất yếu, việc xây dựng cơng trình cần tính tốn đảm bảo ổn định Các khu công nghiệp đầu tư nhiều khu vực mà đa số lựa chọn vị trí cho thuận lợi mặt giao thơng, giao thông thủy, để đem lại hiệu kinh tế cao Hiện tượng sạt lở bờ sông diễn phổ biến khu vực làm ảnh hưởng khơng nhỏ đến an tồn cho cơng trình ven bờ khơng có biện pháp bảo vệ hợp lý Việc tìm giải pháp phù hợp với điều kiện địa chất khu vực, đảm bảo ổn định, kinh tế mỹ quan yêu cầu đặt người làm công tác xây dựng Tường cọc giải pháp sử dụng để giải vấn đề có nhiều phương pháp tính tốn sử dụng giải pháp Việc nghiên cứu để lựa chọn giải pháp hợp lý cho tường so sánh phương pháp tính tốn để chọn kết tin cậy điều cần thiết Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu phân tích ổn định tường kè bảo vệ cơng trình ven sơng với điều kiện tự nhiên địa chất thực tế Ứng dụng phương pháp phân tích làm việc đồng thời tường kè đất xung quanh mơ hình đất Harderning soil để tính tóan ổn định biến dạng hệ tường cọc bản, so sánh với kết quan trắc thực tế cơng trình Nhận xét, đánh giá kết thu nhằm kiến nghị giải pháp an toàn, kinh tế đầu tư Luận văn bao gồm nội dung sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định cơng trình tường kè ven sơng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định biến dạng tường kè Chương 3: Phân tích ổn định biến dạng tường kè bảo vệ bờ Khu xử lý nước thải rạch Ơng Đốc – Khu cơng nghiệp An Hiệp – Bến Tre Kết luận kiến nghị Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu phương pháp phân tích ổn định tường kè tác dụng tải cơng trình ven sơng theo tiêu chuẩn ngồi nước Mơ tính tóan phương pháp phần tử hữu hạn: Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm tính tốn Plaxis để mơ phân tích ổn định biến dạng cho cơng trình tường kè bảo vệ bờ khu xử lý nước thải rạch Ơng Đốc – Khu cơng nghiệp An Hiệp – Bến Tre Quan trắc trường: Quan trắc chuyển vị biến dạng cơng trình thực tế để so sánh với kết tính tốn Tính khoa học thực tiễn đề tài Xác định giải pháp có lợi mặt kinh tế để bảo vệ bờ sơng, góp phần xây dựng giải pháp xử lý bảo vệ cơng trình ven sơng đất yếu tỉnh Bến Tre nói riêng Đồng sơng Cửu Long nói chung Tạo điều kiện thuận lợi để khai thác giao thông thủy khu vực, phát triển khu công nghiệp ven sông, thúc đẩy phát triển kinh tế Hạn chế đề tài Do thời gian hạn chế nên tập trung phân tích ổn định cho cơng trình Bến Tre mà chưa mở rộng cho khu vực khác Không phân tích tải trọng động khả chịu lực cơng trình, khơng kiểm tra ổn định tổng thể 55 Chuyển vị đất giai đọan thi cơng cố kết cơng trình tổng hợp theo bảng sau: Bảng 3.9: Kết chuyển vị đất theo giai đọan thi công Bước tính tốn Giai đoạn thi cơng Chuyển vị ngang đất Sh(m) 24x10 -3 Chuyển vị thẳng đứng đất Sv(m) 20.4 x10-3 Phase Thi công tường cọc Tổng chuyển vị đất S(m) 27.8x10 -3 Phase Thi công cọc neo 28.86x10-3 24.1x10 -3 21.2 x10-3 Phase Thi công bệ neo - dầm 28.92x10-3 24.1x10 -3 21.3 x10-3 mũ Phase Kích neo 28.94x10-3 24.1x10 -3 21.2 x10-3 Phase San lấp mặt 31.44x10-3 25.1x10 -3 25.1 x10-3 Phase Hạ mực nước trước 37.3x10-3 29.6x10 -3 26.6 x10-3 40.1x10-3 32x10 -3 28.8 x10-3 108.4x10-3 104.4x10 -3 69.5 x10-3 tường Phase Nền đất cố kết thời gian chờ thi cơng hạng mục phía sau tường Phase Tải thi cơng cơng trình Khu xử lý nước thải Để thấy rõ chuyển vị theo thời gian đất nền, tác giả thêm vào phase chất tải thi cơng cơng trình thời gian ngày để kiểm tra chuyển vị tức thời, kết chương trình tính tóan cho kết gần giống phase Từ biểu đồ chuyển vị theo thời gian đất cơng trình thể hình 3.18 56 Chuyển vị ngang đất theo thời gian 400 Thời gian (ngày) 350 300 250 200 150 100 50 Chuyển vị ngang (mm) 0 20 40 60 80 100 120 Hình 3.18 Chuyển vị ngang đất theo thời gian Chuyển vị chi tiết phần tử tường kè theo chiều sâu q trình chất tải thi cơng cơng trình sau lưng tường thể theo bảng: Bảng 3.10: Kết chuyển vị chi tiết cọc Node 676 678 675 677 683 686 684 685 687 830 865 688 829 866 701 828 905 702 Tọa độ X [m] 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Tọa độ Y [m] Chuyển vị Ux [m] Chuyển vị Uy [m] 30 30 29.5 29.5 29 29 28.5 28.5 28 28 28 27.625 27.625 27.625 27.25 27.25 27.25 26.875 0.1044 0.1043 0.1004 0.1004 0.0963 0.0963 0.091 0.091 0.0841 0.084 0.0842 0.0786 0.0786 0.0788 0.0738 0.0737 0.0739 0.07 -0.026 -0.026 -0.026 -0.027 -0.026 -0.026 -0.023 -0.024 -0.018 -0.023 -0.024 -0.02 -0.022 -0.021 -0.022 -0.022 -0.02 -0.023 57 827 904 704 826 909 703 825 908 710 824 912 709 823 913 712 822 916 711 821 915 717 820 919 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 26.875 26.875 26.5 26.5 26.5 26.125 26.125 26.125 25.75 25.75 25.75 25.375 25.375 25.375 25 25 25 24.625 24.625 24.625 24.25 24.25 24.25 0.0699 0.0699 0.0663 0.0662 0.067 0.0627 0.0626 0.0626 0.0591 0.0592 0.0592 0.056 0.0559 0.0558 0.0528 0.0527 0.0526 0.0496 0.0496 0.0495 0.0467 0.0466 0.0465 -0.021 -0.02 -0.023 -0.021 -0.02 -0.023 -0.021 -0.019 -0.023 -0.02 -0.018 -0.022 -0.02 -0.018 -0.022 -0.02 -0.018 -0.021 -0.019 -0.017 -0.021 -0.019 -0.017 Qua kết tính tóan trên, ta thấy chuyển vị tường tăng dần theo áp lực tác dụng lên tường, trình cố kết tường chuyển dịch ngang không lớn Sau chất tải thi công (q= 27kN/m2) , tường chuyển dịch phía sơng với giá trị tương đối lớn (7.24 cm) 3.5.3.2 Nội lực tường kè Kết tính tóan moment, lực cắt tường kè giai đọan thi cơng tính tóan cụ thể chương trình Trong đó, nội lực lớn giai đọan thi cơng cơng trình sau lưng tường thể hình 3.19 58 (a) (b) Hình 3.19 Biểu đồ Momen (a) lực cắt (b) tường sau chất tải Biểu đồ moment lực cắt phù hợp với tính tóan theo phương pháp giải tích, giá trị moment lực cắt đảm bảo tường kè ổn định 3.5.3.3 Ổn định tường kè q trình thi cơng cố kết Bảng 3.11: Hệ số ổn định giai đọan thi cơng Bước tính tốn Giai đoạn thi cơng Hệ số ổn định FS (Msf) Phase 11 Kiểm tra ổn định thi công tường cọc 7.56 Phase 12 Kiểm tra ổn định thi công cọc neo 8.07 Phase 13 Kiểm tra ổn định thi công bệ neo 5.54 Phase 14 Kiểm tra ổn định kích chống 5.05 Phase 15 Kiểm tra ổn định SLMB 3.12 Phase 16 Kiểm tra ổn định hạ MNN 2.71 Phase 17 Kiểm tra ổn định cố kết 2.70 Phase 18 Kiểm tra ổn định có tải tác dụng 1.43 Nhận xét : Với hệ số Msf ln lớn ta nhận thấy cơng trình đạt ổn định q trình thi cơng sử dụng 3.6 Quan trắc tường kè sau thi cơng tường 59 3.6.1 Mục đích việc quan trắc Việc tính tóan tường kè theo phương pháp phần tử hữu hạn xác định chuyển vị tường Trong phương pháp này, đất mơ mơ hình khác tùy thuộc lọai cơng trình lọai đất Ta cần thực việc quan trắc chuyển vị tường kè để so sánh việc tính tóan thực tế nhằm kiểm tra phù hợp việc chọn lựa mơ hình tính tóan mơ 3.6.2 Thiết bị đo Việc đo đạc thực với hỗ trợ kỹ sư đo đạc, thiết bị đo máy tòan đạc điện tử Nikon DTM 322 Nhật, mia gương Độ xác thiết bị 5" đo góc 1mm đo cạnh 3.6.3 Q trình quan trắc Do cơng trình khởi công từ trước chia thành nhiều giai đọan thi công nên công tác quan trắc chuyển vị tường kè giai đọan thi công kè chưa ghi nhận Kết quan trắc thực giai đọan thi cơng Trạm xử lý nước thải phía sau tường kè, lúc bờ kè thi cơng hịan chỉnh Trong q trình khai thác sử dụng, chuyển vị tường tương đối nhỏ chuyển vị ngang cơng trình chủ yếu diễn q trình thi cơng, việc quan trắc để kiểm tra, so sánh với sơ đồ tính tóan, lựa chọn mơ hình tính tóan phù hợp với thực tế có khuyến cáo phù hợp cho đơn vị có liên quan cơng trình Thực quan trắc lần vào thời điểm ngày 14/10/2010, 17/01/2011 11/5/2011 Trong đó, thời điểm tháng 01/2011 thực đơn vị thi công chuẩn bị tập trung vật liệu thi công hạng mục Trạm xử lý nước thải phía sau tường Việc đo lún đất sau lưng tường đo thước thép thời điểm tháng 10/2010 , thời điểm đất cố kết khỏang tháng sau thi công tường Giá trị độ lún đo 3,1cm, độ xác khơng cao nên có tính chất tham khảo Trong giai đọan sau thi công Trạm xử lý nước thải không quan trắc độ lún vật tư công trình bố trí khơng tập trung, mốc lưu bị hư hỏng q trình thi cơng phương tiện thi cơng nhà thầu 60 Hình 3.20 Quan trắc chuyển vị kè giai đọan thi công Trạm xử lý nước thải SƠĐỒ VỊ TRÍ ĐẠC, THEODÕI CHUYỂNVỊ KÈ KCNANHIỆP LẦNKIỂMTRA1 (THÀNH) LẦNKIỂMTRA2 (THAØNH) BANGTHONGKE GOC&CANH 10 11 12 13 14 15 16 LẦNKIỂMTRA3 (THÀNH) BANGTHONGKE GOC&CANH BANGTHONGKE GOC&CANH STT SO DOGOC CANH-DAI TOADOX TOADOY STT SO DOGOC CANH-DAI TOADOX TOADOY STT SODOGOC CANH-DAI TOADOX TOADOY 266.4045 153.362 1135674.513 531419.995 266.4043 153.365 1135674.514 531419.998 266.4031 153.388 1135674.526 531420.020 273.5712 154.253 1135655.035 531421.478 273.5711 154.257 1135655.036 531421.482 273.5701 154.282 1135655.043 531421.507 278.2209 156.072 1135642.980 531422.436 278.2201 156.077 1135642.982 531422.441 278.2141 156.114 1135642.997 531422.480 279.0019 156.421 1135641.217 531422.582 279.0018 156.425 1135641.218 531422.587 279.0006 156.461 1135641.222 531422.623 283.4429 159.467 1135627.845 531423.474 283.4429 159.467 1135627.845 531423.474 283.4429 159.467 1135627.845 531423.474 288.5238 164.127 1135612.646 531424.417 288.5238 164.126 1135612.648 531424.416 288.5239 164.117 1135612.649 531424.407 289.2952 164.805 1135610.744 531424.540 289.2951 164.804 1135610.745 531424.539 289.2943 164.797 1135610.754 531424.535 294.0307 170.649 1135596.227 531425.541 294.0307 170.652 1135596.226 531425.544 294.0310 170.676 1135596.216 531425.566 298.0805 177.308 1135582.197 531426.571 298.0799 177.313 1135582.196 531426.576 298.0749 177.349 1135582.192 531426.614 10 298.3643 178.229 1135580.462 531426.740 10 298.3641 178.234 1135580.461 531426.745 10 298.3627 178.270 1135580.456 531426.783 11 302.1122 185.486 1135567.026 531427.735 11 302.1120 185.489 1135567.025 531427.742 11 302.1109 185.527 1135567.015 531427.776 12 305.4818 194.062 1135552.330 531428.675 12 305.4813 194.066 1135552.330 531428.679 12 305.4753 194.104 1135552.327 531428.723 13 306.1703 195.297 1135550.290 531428.789 13 306.1698 195.301 1135550.289 531428.794 13 306.1638 195.348 1135550.281 531428.844 14 309.1600 203.916 1135536.825 531429.720 14 309.1595 203.921 1135536.824 531429.725 14 309.1532 203.972 1135536.814 531429.781 15 312.1754 214.155 1135521.794 531430.787 15 312.1752 214.159 1135521.793 531430.791 15 312.1725 214.205 1135521.785 531430.845 16 312.4159 215.649 1135519.679 531430.948 16 312.4157 215.653 1135519.678 531430.953 16 312.4132 215.703 1135519.666 531431.008 17 316.3022 231.852 1135497.780 531432.830 17 316.3016 231.856 1135497.779 531432.835 17 316.2946 231.906 1135497.771 531432.897 18 319.5018 249.098 1135475.662 531434.703 18 319.5012 249.103 1135475.662 531434.709 18 319.4928 249.157 1135475.659 531434.787 17 18 Hình 3.21 Sơ đồ bố trí điểm đo quan trắc chuyển vị kè giai đọan thi công Trạm xử lý nước thải 3.6.4 Kết quan trắc 61 Bảng 3.12 Kết đo đạc tường kè ngày 14/10/2010 Điểm đo Tọa độ X Tọa độ Y Góc Cạnh Điểm 266.4045 153.362 1135674.513 531419.995 Điểm 273.5712 154.253 1135655.035 531421.478 Điểm 278.2209 156.072 1135642.980 531422.436 Điểm 279.0019 156.421 1135641.217 531422.582 Điểm 283.4429 159.467 1135627.845 531423.474 Điểm 288.5238 164.127 1135612.646 531424.417 Điểm 289.2952 164.805 1135610.744 531424.540 Điểm 294.0307 170.649 1135596.227 531425.541 Điểm 298.0805 177.308 1135582.197 531426.571 Điểm 10 298.3643 178.229 1135580.462 531426.740 Điểm 11 302.1122 185.486 1135567.026 531427.735 Điểm 12 305.4818 194.062 1135552.330 531428.675 Điểm 13 306.1703 195.297 1135550.290 531428.789 Điểm 14 309.16 203.916 1135536.825 531429.720 Điểm 15 312.1754 214.155 1135521.794 531430.787 Điểm 16 312.4159 215.649 1135519.679 531430.948 Điểm 17 316.3022 231.852 1135497.780 531432.830 Điểm 18 319.5018 249.098 1135475.662 531434.703 Bảng 3.13 Kết đo đạc tường kè ngày 17/01/2011 Điểm đo Góc Cạnh Tọa độ X Tọa độ Y Điểm 266.4043 153.365 1135674.51 531419.998 Điểm 273.5711 154.257 1135655.04 531421.482 Điểm 278.2201 156.077 1135642.98 531422.441 62 Điểm 279.0018 156.425 1135641.22 531422.587 Điểm 283.4429 159.467 1135627.85 531423.474 Điểm 288.5238 164.126 1135612.65 531424.416 Điểm 289.2951 164.804 1135610.75 531424.539 Điểm 294.0307 170.652 1135596.23 531425.544 Điểm 298.0799 177.313 1135582.20 531426.576 Điểm 10 298.3641 178.234 1135580.46 531426.745 Điểm 11 302.1120 185.489 1135567.03 531427.742 Điểm 12 305.4813 194.066 1135552.33 531428.679 Điểm 13 306.1698 195.301 1135550.29 531428.794 Điểm 14 309.1595 203.921 1135536.82 531429.725 Điểm 15 312.1752 214.159 1135521.79 531430.791 Điểm 16 312.4157 215.653 1135519.68 531430.953 Điểm 17 316.3016 231.856 1135497.78 531432.835 Điểm 18 319.5012 249.103 1135475.66 531434.709 Bảng 3.14 Kết đo đạc tường kè ngày 11/5/2011 Điểm đo Góc Điểm 266.4031 153.388 1135674.526 531420.02 Điểm 273.5701 154.282 1135655.043 531421.507 Điểm 278.2141 156.114 1135642.997 531422.48 Điểm 279.0006 156.461 1135641.222 531422.623 Điểm 283.4429 159.467 1135627.845 531423.474 Điểm 288.5239 164.117 1135612.649 531424.407 Điểm 289.2943 164.797 1135610.754 531424.535 Cạnh Tọa độ X Tọa độ Y 63 Điểm 294.031 170.676 1135596.216 531425.566 Điểm 298.0749 177.349 1135582.192 531426.614 Điểm 10 298.3627 178.27 1135580.456 531426.783 Điểm 11 302.1109 185.527 1135567.015 531427.776 Điểm 12 305.4753 194.104 1135552.327 531428.723 Điểm 13 306.1638 195.348 1135550.281 531428.844 Điểm 14 309.1532 203.972 1135536.814 531429.781 Điểm 15 312.1725 214.205 1135521.785 531430.845 Điểm 16 312.4132 215.703 1135519.666 531431.008 Điểm 17 316.2946 231.906 1135497.771 531432.897 Điểm 18 319.4928 249.157 1135475.659 531434.787 Bảng 3.15 Kết chuyển vị ngang tường kè TỌA ĐỘ Y CHUYỂN VỊ Chuyển vị 2-3 Tổng chuyển vị 0.003 0.022 0.025 531421.482 531421.507 0.004 0.025 0.029 531422.436 531422.441 531422.480 0.005 0.039 0.044 Điểm 531422.582 531422.587 531422.623 0.005 0.036 0.041 Điểm 531423.474 531423.474 531423.474 0.000 0.000 0.000 Điểm 531424.417 531424.416 531424.407 -0.001 -0.009 -0.010 Điểm 531424.540 531424.539 531424.535 -0.001 -0.004 -0.005 Điểm LẦN LẦN LẦN Điểm 531419.995 531419.998 531420.020 Điểm 531421.478 Điểm Chuyển vị 1-2 64 Điểm 531425.541 531425.544 531425.566 0.003 0.022 0.025 Điểm 531426.571 531426.576 531426.614 0.005 0.038 0.043 Điểm 10 531426.740 531426.745 531426.783 0.005 0.038 0.043 Điểm 11 531427.735 531427.742 531427.776 0.007 0.034 0.041 Điểm 12 531428.675 531428.679 531428.723 0.004 0.044 0.048 Điểm 13 531428.789 531428.794 531428.844 0.005 0.050 0.055 Điểm 14 531429.720 531429.725 531429.781 0.005 0.056 0.061 Điểm 15 531430.787 531430.791 531430.845 0.004 0.054 0.058 Điểm 16 531430.948 531430.953 531431.008 0.005 0.055 0.060 Điểm 17 531432.830 531432.835 531432.897 0.005 0.062 0.067 Điểm 18 531434.703 531434.709 531434.787 0.006 0.078 0.084 Đọan tường kè có cấu tạo mơ chịu tải bãi vật liệu đọan từ điểm 13 đến 15 Ta lấy chuyển vị ngang trung bình đọan kè để so sánh với kết tính tóan mơ Sh1-2 = 0.005  0.005  0.004 0.014   0.0047 (m) = 0.47 cm 3 Sh1-3 = 0.050  0.056  0.054 0.160   0.0533 (m) = 5.33cm 3 Từ kết quan trắc trên, vẽ đường biểu diễn chuyển dịch kè phía sơng Rạch Ơng Đốc hình 3.22 65 48 44 X Y 55 60 TRÍCHCHUYỂNVỊ ĐỌANKÈ TỶ LỆ : Y=1/10 X= 1/100 Hình 3.22 Trích chuyển vị đọan kè 3.7 Đánh giá kết tính tóan số liệu quan trắc thực tế Từ kết quan trắc ghi nhận được, thực so sánh kết tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn giá trị quan trắc để đánh giá chọn phương pháp tính tốn thích hợp Bảng 3.16: So sánh kết tính tốn đo thực tế chuyển vị tường kè Giai đọan Tính theo phương pháp phần tử hữu hạn Đo thực tế Chênh lệch (cm) Chênh lệch (%) Phase 0,69 cm 0.47cm 0.22 cm 46.8% Phase 7.24 cm 5.33 cm 1.91cm 35.8% 66 400 350 Thời gian (ngày) 300 Phần tử hữu hạn 250 Quan trắc 200 150 100 50 Chuyển vị ngang (mm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hình 3.23 Bảng so sánh chuyển vị tường kè theo mô kết quan trắc giai đọan cố kết chất tải thi công - Từ kết trên, ta thấy chuyển vị ngang đầu tường tính theo phương pháp phần tử hữu hạn theo kết quan trắc thực tế chuyển dịch phía sơng - Chênh lệch tính tóan thực tế khơng lớn (khỏang 35 %), từ cho thấy việc tính tóan theo mơ hình thực tin cậy Riêng chênh lệch giai đọan cố kết khỏang 0,22 cm chấp nhận việc đo đạc thực tế phụ thuộc vào độ xác thiết bị đo - Độ lún đất sau lưng tường giai đọan cố kết chờ thi công hạng mục theo phương pháp phần tử hữu hạn 0.4 cm so với thực tế đo đạc khỏang 3cm chênh lệch lớn Riêng giai đọan thi công không kiểm tra việc bố trí mặt đơn vị thi công, vật liệu công trường làm ảnh hưởng đến kết đo, khơng thể kiểm tra kết xác - Việc bố trí bãi tập kết vật liệu phía sau tường với chiều cao lớn tạo tải phân bố gây chuyển vị ngang lớn đầu tường Đây vấn đề chưa tinh đến khuyến cáo hồ sơ thiết kế cơng trình 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Việc thiết kế tường cọc điều kiện đất yếu Bến Tre nói riêng Đồng Bằng sơng Cửu Long nói chung nên chọn giải pháp tường có neo để giảm chiều dài cừ, tiết kiệm chi phí (trường hợp cụ thể đề tài giảm chiều dài tường khỏang 60%) Chỉ điều kiện khơng thể có giải pháp neo hiệu sử dụng phương án tường cừ khơng neo Khi tính tốn tường cọc phương pháp giải tích ta tìm chiều dài tường cừ nội lực tường cọc tương đối đơn giản Tuy nhiên, dùng phương pháp giải tích phải tăng chiều dài cọc để đảm bảo an toàn tăng hệ số an toàn cho áp lực bị động việc áp đặt mặt trượt Mặt khác, phương pháp không xác định chuyển vị tường Khi đặt neo gần vị trí đặt lực P ta có chiều dài cọc ngắn nhất, nhiên đặt sâu không thuận tiện cho thi công, đặt cao tăng chiều dài cọc Do đó, người thiết kế phải lựa chọn vị trí đặt neo cho phù hợp để đảm bảo chiều dài cọc kinh tế Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, thay đổi vị trí neo 0,5m chiều dài cọc thay đổi khỏang 10%, gần điểm đặt lực thay đổi nhiều Khi sử dụng hệ số an tòan cho hệ số áp lực đất bị động, phải xem xét đến tỷ số kp/ka tỷ số nhỏ việc sử dụng FS ảnh hưởng đến chiều dài cọc (trong đề tài việc điều chỉnh FS =1.15 – 1.20 tương đương với việc tăng chiều dài cọc 30% - 40%) Khi tính tóan tóan tường cọc bản, sử dụng mơ hình đất Harderning soil với thơng số từ thí nghiệm nén trục theo sơ đồ CU CD thí nghiệm nén khơng nở hơng cho kết chuyển vị tường có xu hướng tương đồng với kết đo đạc thực tế lớn kết quan trắc khỏang 35%, dùng cho cơng trình thực tế Kiến nghị 68 Khi tính tóan cơng trình tường cọc bảo vệ cơng trình ven sơng cần kết hợp việc phân tích tóan nhiều phương pháp khác để xác định trường hợp bất lợi cho cơng trình.Việc tính tốn tường cọc theo phương pháp giải tích khơng xác định chuyển vị tường cọc mà phải dùng phần mềm hỗ trợ để phân tích tường đất làm việc thành khối Thiết kế tường cừ bản, đặc biệt phía sau tường có cơng trình phải xác định tải trọng tối đa phía sau tường thi cơng để đảm bảo tường cọc khơng bị chuyển vị phía sơng q lớn Cần nghiên cứu thêm chuyển vị thực tế nhiều cơng trình tương tự để có số liệu thực tế đủ lớn, đảm bảo tin cậy, từ xác định mơ hình tính tóan phù hợp với điều kiện đất khu vực đạt yêu cầu an tòan, hợp lý kinh tế Hướng nghiên cứu Nghiên cứu tính tóan tường cọc theo phương pháp phân tích đất cơng trình làm việc đồng thời cho lọai đất khác 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà xuất Đại học quốc gia TPHCM, 2009 Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, Nhà xuất Đại học quốc gia TPHCM, 2009 Trần Quang Hộ, Giải pháp móng cho nhà cao tầng, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2010 Nguyễn Bá Kế, Thiết kế thi cơng hố móng sâu, NXB Xây dựng, 2002 Phan Trường Phiệt, Áp lực đất tường chắn đất, NXB Giáo Dục Hà Nội, 2001 Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh, Xây dựng đê đập - đắp tuyến dân cư ĐBSCL Nguyễn Hữu Đầu (dịch), BS8081: 1989: Neo đất, Nhà xuất xây dựng, 2001 Whitlow, Cơ học đất, NXB Giáo dục, 1999 Trần Xuân Thọ, Bài giảng môn học Áp lực đất tường chắn, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, 2010 10 Tiêu chuẩn thiết kế tường chắn cơng trình thủy cơng TCXD 57-73, Tiêu chuẩn qui định chung thiết kế xây dựng, NXB Giao thông vận tải, 2006 11 Lê Văn Pha, Nghiên cứu tính ổn định biến dạng cơng trình tường cọc có neo đất yếu Đồng sơng Cửu Long, Tạp chí Xây dựng, 2008 12 Đỗ Tấn Long, Nghiên cứu sử dụng hợp lý tường cọc ván bêtông cốt thép dự ứng lực (Lưu vực đồng sông Cửu Long) 13 Braja M.Das, Principles of foundation engineering, PWS Kent Publishing Company-Boston, 1984 14 US Army Corps Engineers, Design of Sheet pile walls, 1994 15 Plaxis – Material Model Manual 16 Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình Đầu tư xây dựng hạ tầng sở Khu công nghiệp An Hiệp Trung tâm nghiên cứu công nghệ thiết bị công nghiệp Trường Đại học Bách Khoa lập năm 2007 ... 09090313 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TƯỜNG KÈ BẢO VỆ CƠNG TRÌNH VEN SƠNG II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ổn định bờ kè tường cọc bảo vệ cơng trình ven sơng NỘI DUNG:... Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định cơng trình tường kè ven sơng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định biến dạng tường kè Chương 3: Phân tích ổn định biến dạng tường kè bảo vệ bờ Khu xử lý... Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định cơng trình tường kè ven sơng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định biến dạng tường kè Chương 3: Phân tích ổn định biến dạng tường kè bảo vệ bờ Khu xử lý