Nghiên cứu lựa chọn phương pháp xây dựng và tính toán ổn định đê được đắp bằng đất tại chỗ ở đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI THỰC HIỆN : NGUYỄN NGỌC PHÚC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ ĐƯC ĐẮP BẰNG ĐẤT TẠI CHỔ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU MÃ SỐ: 311.00.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 12 NĂM 2002 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài : NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ ĐƯC ĐẮP BẰNG ĐẤT ĐẮP TẠI CHỔ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Hướng dẫn khoa học: PGS - TS TRẦN THỊ THANH GS – TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Chấm nhận xét 1: Chấm nhận xét 2: GS – TS CAO VĂN TRIỆU TS LÊ BÁ KHÁNH LUẬN ÁN ĐƯC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN ÁN CAO HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH Tài liệu tham khảo tại: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH THƯ VIỆN KHOA HỌC TỔNG HP TP HỒ CHÍ MINH TP HCM 12/2002 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -oOo - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên cao học viên : NGUYỄN NGỌC PHÚC Ngày tháng năm sinh : 19 / 12 / 1976 Chuyên ngành : CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Khoá : K11 ( 2000-2003) Phái : NAM Nơi sinh : LONG AN Mã số ngành : 31.10.02 I-TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ ĐƯC ĐẮP BẰNG ĐẤT ĐẮP TẠI CHỔ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : 1- NHIỆM VỤ : Nghiên cứu lựa chọn phương pháp xây dựng tính toán ổn định đê đắp đất đắp chổ Đồng Bằng Sông Cửu Long 2- NỘI DUNG : Phần I : TỔNG QUAN : Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu nước nghiên cứu vấn đề tính toán ổn định đê đắp đất chổ Phần II : NGHIÊN CỨU ĐI SÂU PHÁT TRIỂN Chương 2: Nghiên cứu trình thành tạo đất yếu đồng sông Cửu Long Chương 3: Cấu tạo đê đắp đất đắp chổ đồng sông Cửu Long Chương 4: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định đê đắp đất đắp chổ đồng sông Cửu Long Chương 5: Tính toán công trình cụ thể Phần III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương 6: Kết luận kiến nghị III-NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V- HỌ VÀ TÊN CÁN BÔ HƯỚNG DẪN : - CÁN BÔ HƯỚNG DẪN THỨ : - CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THỨ : VI- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : - CÁN BÔ CHẤM NHẬN XÉT : - CÁN BÔ CHẤM NHẬN XÉT : Cán hướng dẫn Cán hướng dẫn PGS TS TRẦN T THANH GS TSKH NGUYỄN V THƠ TS TRẦN THỊ THANH GS TSKH NGUYỄN VĂN THƠ TS CAO VĂN TRIỆU Ph.D LÊ BÁ KHÁNH Cán nhận xét Cán nhận xét TS CAO V TRIỆU Ph.D LÊ B KHÁNH Nội dung Đề cương Luận n Cao Học thông qua Hôi Đồng Chuyên Ngành PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Ngày…… tháng…… năm 2002 CHỦ NHIỆM NGÀNH GS TSKH LÊ BÁ LƯƠNG LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu chương trình cao học hướng dẫn dạy tận tình thầy GS.TSKH Lê Bá Lương, GS.TSKH Hoàng Văn Tân, GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ, TS Châu Ngọc n, PGS.TS Trần Thị Thanh, TS Lê Bá Khánh Thầy Cô tham gia giảng dạy số chuyên đề cho ngành Công Trình Trên Nền Đất Yếu Em Thầy Hội Đồng chuyên ngành trí giao nhiệm vụ cho em thực tốt Luận n Cao Học Em chân thành cảm tạ: - Giáo sư - Tiến só khoa học Nguyễn Văn Thơ Phó giáo sư – Tiến só Trần Thị Thanh trực tiếp hướng dẫn để em hoàn thành luận án Thạc sỹ kỹ thuật - Giáo sư - Tiến só khoa học Lê Bá Lương, Giáo sư – Tiến só khoa học Hoàng Văn Tân, Tiến só Châu Ngọc n, Tiến só Lê Bá Khánh truyền đạt cho em nhiều kiến thức kinh nghiệm q báo - Các thầy cô Phòng Quản Lý Khoa học Sau Đại Học tạo điều kiện thuận lợi trình học - Sự đóng góp lớn lao vật chất tinh thần gia đình, người thân bạn bè TÓM TẮT LUẬN ÁN Công trình đất đắp đất yếu lónh vực phổ biến Đồng Bằng Sông Cửu Long, nơi mà vân đế xây dựng sở hạ tầng để phục vụ cho đời sống sản xuất, phát triển kinh tế vùng ưu tiên hàng đầu Nhà nước quan tâm Từ việc xây dựng công trình giao thông đến công trình đê đập để ngăn mặn, ngăn lũ bảo vệ khu dân cư phục vụ cho sản xuất nông nghiệp Luận án vào nghiên cứu lựa chọn phương pháp xây dựng tính toán ổn định đê đắp đất chỗ Đồng Bằng Sông Cửu Long Từ sở lý thuyết ổn định khối đất đắp ổn định đất yếu bên dưới, xác định mức độ ổn định tổng thể cho toàn công trình Qua xác định sở lý thuyết, phương pháp tính toán phù hợp cho việc xác định mức độ ổn định đe,â đắp đất chỗ dạng đất mềm yếu, Đồng Bằng Sông Cửu Long ABSTARCT The embankments on weak soil is one of the most popular problems in Mekong delta In there, the infrastrure is in need to serve industry – argriculture people’s material and welfare and to develop the regional economy Many border and coastal dikes and saline enclosure dams have been built The geological characteristics of this region is that the soft soil layer with great depth exist under thin surface layer In this thesis, author would like to study a suitable solution using in – place soils for backfilling dams and dikes in the geological of Mekong delta From the theories about stable for backfilling dams and dikes, stable for the weak soil below, to calculate the level of stable for all them And then to sussgest the suitable theory for backfilling stable, which be constructed in the Mekong delta ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Đồng Bằng Sông Cửu Long ( MEKONG DELTA) vùng châu thổ nằm cuối lưu vực sông Mekong, giới hạn phía bắc biên giới Việt Nam – Campuchia, Tây Ninh Thành Phố Hồ Chí Minh, phía Nam Đông biển Đông, phía Tây vịnh Thái Lan Đồng sông Cửu Long có diện tích tự nhiên 3.900.000 hecta , bao gồm 12 tỉnh Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vónh Long, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang An Giang Đồng Bằng Sông Cửu Long có địa hình phẳng, cao độ phổ biến từ +0,3 đến +0,4 m, mực nước biển (theo hệ mốc cao độ Mũi Nai ) trừ số núi tỉnh An Giang Kiên Giang Ngoài có khu vực có độ cao cục bộ, phân thành vùng theo độ cao sau: Thềm phù sa cổ dọc theo biên giới Việt Nam – Campuchia có độ cao từ + 2,0 đến + 5,0 m Dọc theo sông Tiền sông Hậu có cao độ từ + 1,0 đến +3,0 m Các khu vực ngập lũ sông Tiền, sông Hậu vùng ngập triều ven biển có cao độ từ + 0,3 đến + 1,5 m Do bồi đắp lắng đọng phù sa sông, biển tạo cho Đồng Bằng Sông Cửu Long có địa cao ven sông Tiền, sông Hậu ven biển Nhưng vùng xa sông chính, xa biển nằm sâu đất liền thấp trũng Chính lý đó, vào mùa lũ, nước từ thượng lưu sông Mekong đổ tràn qua khỏi bờ sông tràn theo khu vực biên giới từ phía Campuchia sang Việt Nam làm ngập lũ vùng rộng lớn kéo dài Các công trình thủy lợi, giao thông dân dụng bị ngập chìm ngâm lâu ngày nước, làm cho tuổi thọ công trình ngắn, có nhiều công trình vừa xây dựng năm mà bị xuống cấp, hư hại không sử dụng Bên cạnh đó, điều kiện địa chất Đồng Bằng Sông Cửu Long chủ yếu trầm tích trẻ, chúng có khả lực kém, tính nén lún cao Yêu cầu cấp thiết nghiên cứu giải pháp xây dựng đường – đê đập – đắp tuyến dân cư tránh lũ có tính ổn định lâu dài nhằm giải nhu cầu kinh tế dân sinh cho Đồng Bằng Sông Cửu Long PHẦN I TỔNG QUAN CHƯƠNG : TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC KHI NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ VỀ XÂY DỰNG ĐÊ BẰNG ĐẤT ĐẮP Ở Việt Nam đắp loại công trình xây dựng lâu đời thường gặp Trong hệ thống đê sông đê biển hàng nghìn kilomet với thực trạng dân sinh Đồng Bằng Sông Cửu Long quy hoạch thành cụm dân cư đất đắp nhằm chủ động tránh lũ, chúng có tỉ lệ không nhỏ đắp xây dựng đất yếu Rõ ràng chưa có đánh giá tương đối toàn diện tình hình xây dựng khai thác đắp mà đoạn đắp đất yếu Đại phận chúng đắp đất chổ, loại đất có tính học Nhu cầu xây dựng sử dụng công trình có tính ổn định lâu dài vấn đề cấp thiết Việc xây dựng sở hạ tầng công trình đường đắp, đê ngăn cần thiết phải tính toán ổn định lâu dài Các công trình thủy lợi tường chắn có đặc điểm khác với công trình dân dụng công nghiệp chổ tải trọng thẳng đứng tác dụng lên tải trọng thân thiết bị đặt công trình gây ra, có lực nằm ngang áp lực nước, áp lực đất thường xuyên tác dụng lên công trình Do có tổ hợp tải trọng thẳng đứng nằm ngang nên khả dẫn tới trạng thái giới hạn công trình chủ yếu ổn định cường độ 1.1- TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC : Từ năm 1936 giáo sư Maslov nêu hai trường hợp điển hình hư hỏng đập ổn định cường độ dẫn tới chuyển vị ngang lớn Đập Gros-Bios Pháp xây dựng đất sét chặt nứt nẻ có chiều dày từ đến 10 m Đập dài 550 m cao 28,3 m với cột nước thiết kế 21,1 m hoàn thành năm 1838 Theo quan sát cho biết, đập làm việc với cột nước17,5 m trục đập bị cong phía hạ lưu, cạn nước lòng hồ trục đập lại trở vị trí ban đầu, lập lại nhiều lần chu kỳ nhận độ võng dư, người ta phải có biện pháp xử lý đập Nghiêm trọng tình hình xảy đập Bouzey pháp, có chiều dài 520m, cao 22 m với cột nước thiết kế 15,7 m Đập xây dựng cát kết sét nứt nẻ nhiều Tại độ sâu m kể từ đáy công trình có lớp kẹp sét mỏng độ sâu m lớp đá Lần chứa nước vào 1884 thân đập xuất kẽ nứt dọc, sau đoạn dài 120 m, trục đập bị uốn cong tới 0.37 m Đập bị phá hủy vào năm 1895 Để nghiên cứu cụ thể hình thức ổn định cường độ giáo sư Evđôkimov tiến hành nghiên cứu mô hình cỡ nhỏ phòng thí nghiệm mô hình cỡ lớn trường với béton cốt thép chịu tác dụng tải trọng thẳng đứng nằm ngang đặt cát, tương ứng với sơ đồ toán phẳng Dựa vào sở lý thuyết tương tự động lực học hai hệ thống phương pháp giải tích xác định nguyên lý mô hình áp dụng cho khối đất giáo sư V.A.Florin đề ra, Evđôkimov nêu lên khái niệm số mô hình, làm sở lý thuyết cho việc nghiên cứu thực nghiệm tác giả Phương pháp giải tích xác định nguyên lý mô hình dựa vào phân tích hệ phương trình vi phân cân tónh điều kiện cân giới hạn đất, tiến hành sau: Trạng thái ứng suất giới hạn khối đất biểu thị hệ phương trình cân tónh phương trình cân giới hạn: ∂σ z ∂τ xz + =γ ∂z ∂x ∂τ xz ∂σ x + =0 ∂z ∂x (σ z − σ x )2 + τ xz = sin φ (σ z + σ x + 2.C cot gφ) (1.1) (1.2) (1.3) Tương tự vậy, trạng thái ứng suất giới hạn khối đất mô hình M biểu thị hệ phương sau đây: ∂σ zM ∂τ zxM + = γM ∂z M ∂x M ∂τ zxM ∂σ xM + =0 ∂z M ∂x M (1.4) (1.5) σ 1M − σ M = (σ 1M + σ M + 2n M ) sin φ M (1.6) Laäp hệ số tỷ lệ ứng suất ( σ ; τ ), đặc trưng đất ( γ ; sinϕ ; nM = C.cotgϕ ) kích thước móng ( b ) mô hình M công trình thực tế T sau: σ τ (1.7) mσ = M = M σT τT m Bđ (m) CHIỀU CAO ĐÊ Hđ (m) Pgh Kmin 2.5 P Pgh Kmin P Pgh Kmin 3.5 P Pgh Kmin P Pgh Kmin 4.5 P Pgh Kmin P Pgh Kmin 5.5 P Pgh Kmin P Pgh Kmin P 6.487 1.870 3.470 6.558 1.528 4.292 6.629 1.296 5.114 6.700 1.129 5.936 6.770 1.002 6.758 6.841 0.903 7.580 6.912 0.823 8.402 6.983 0.757 9.224 7.053 0.702 10.046 6.629 1.911 3.470 6.735 1.569 4.292 6.841 1.338 5.114 6.947 1.170 5.936 7.053 1.044 6.758 7.159 0.945 7.580 7.266 0.865 8.402 7.372 0.799 9.224 7.478 0.744 10.046 6.770 1.951 3.470 6.912 1.611 4.292 7.053 1.379 5.114 7.195 1.212 5.936 7.336 1.086 6.758 7.478 0.987 7.580 7.619 0.907 8.402 7.761 0.841 9.224 7.902 0.787 10.046 6.558 1.890 3.470 6.629 1.545 4.292 6.700 1.310 5.114 6.770 1.141 5.936 6.841 1.012 6.758 6.912 0.912 7.580 6.983 0.831 8.402 7.053 0.765 9.224 7.124 0.709 10.046 6.700 1.931 3.470 6.806 1.586 4.292 6.912 1.352 5.114 7.018 1.182 5.936 6.912 1.023 6.758 7.230 0.954 7.580 7.336 0.873 8.402 7.442 0.807 9.224 7.549 0.751 10.046 6.841 1.972 3.470 6.983 1.627 4.292 7.124 1.393 5.114 7.266 1.224 5.936 7.407 1.096 6.758 7.549 0.996 7.580 7.690 0.915 8.402 7.832 0.849 9.224 7.973 0.794 10.046 6.629 1.911 3.470 6.700 1.561 4.292 6.770 1.324 5.114 6.841 1.153 5.936 6.912 1.023 6.758 6.983 0.921 7.580 7.053 0.840 8.402 7.124 0.772 9.224 7.195 0.716 10.046 6.770 1.951 3.470 6.876 1.602 4.292 6.983 1.366 5.114 7.089 1.194 5.936 7.195 1.065 6.758 7.301 0.963 7.580 7.407 0.882 8.402 7.513 0.815 9.224 7.619 0.758 10.046 6.912 1.992 3.470 7.053 1.644 4.292 7.195 1.407 5.114 7.336 1.236 5.936 7.478 1.107 6.758 7.619 1.005 7.580 7.761 0.924 8.402 7.902 0.857 9.224 8.044 0.801 10.046 6.770 1.951 3.470 6.841 1.594 4.292 6.912 1.352 5.114 6.983 1.176 5.936 7.053 1.044 6.758 7.124 0.940 7.580 7.195 0.856 8.402 7.266 0.788 9.224 7.336 0.730 10.046 6.912 1.992 3.470 7.018 1.635 4.292 7.124 1.393 5.114 7.230 1.218 5.936 7.336 1.086 6.758 7.442 0.982 7.580 7.549 0.898 8.402 7.655 0.830 9.224 7.761 0.773 10.046 6.700 1.931 3.470 6.841 1.594 4.292 6.983 1.366 5.114 7.124 1.200 5.936 7.266 1.075 6.758 7.407 0.977 7.580 7.549 0.898 8.402 7.690 0.834 9.224 7.832 0.780 10.046 6.558 1.890 3.470 6.664 1.553 4.292 6.770 1.324 5.114 6.876 1.159 5.936 6.983 1.033 6.758 7.089 0.935 7.580 7.195 0.856 8.402 7.301 0.792 9.224 7.407 0.737 10.046 6.416 1.849 3.470 6.487 1.512 4.292 6.558 1.282 5.114 6.629 1.117 5.936 6.700 0.991 6.758 6.770 0.893 7.580 6.841 0.814 8.402 6.912 0.749 9.224 6.983 0.695 10.046 7.053 2.033 3.470 7.195 1.677 4.292 7.336 1.435 5.114 7.478 1.260 5.936 7.619 1.128 6.758 7.761 1.024 7.580 7.902 0.941 8.402 8.044 0.872 9.224 8.185 0.815 10.046 5.3.2.3 Phương pháp Trần Như Hối: 5.3.2.3.1 Trường hợp đất đắp đầm nén: Bảng 5.60 Bảng giá trị hệ số Kmin cho trường hợp đê đắp lớp; khối đất đắp đầm nén; đê đoạn 1: Bđ m Hđ Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin Pgh P Kmin 2.0 5.858 3.24 1.808 6.489 3.24 2.003 7.121 3.24 2.198 6.016 3.24 1.857 6.647 3.24 2.052 7.279 3.24 2.247 6.174 3.24 1.905 6.805 3.24 2.100 7.437 3.24 2.295 2.5 6.174 4.05 1.524 6.963 4.05 1.719 7.123 4.05 1.759 6.331 4.05 1.563 7.121 4.05 1.758 7.254 4.05 1.791 6.489 4.05 1.602 7.279 4.05 1.797 7.385 4.05 1.823 3.0 6.489 4.86 1.335 7.437 4.86 1.530 7.646 4.86 1.573 6.647 4.86 1.368 7.595 4.86 1.563 7.776 4.86 1.600 6.805 4.86 1.400 7.753 4.86 1.595 7.907 4.86 1.627 3.5 6.805 5.67 1.200 7.254 5.67 1.279 8.168 5.67 1.441 6.963 5.67 1.228 7.385 5.67 1.302 8.299 5.67 1.464 7.121 5.67 1.256 7.515 5.67 1.325 8.429 5.67 1.487 4.0 7.121 6.48 1.099 7.646 6.48 1.180 8.690 6.48 1.341 7.279 6.48 1.123 7.776 6.48 1.200 8.821 6.48 1.361 7.437 6.48 1.148 7.907 6.48 1.220 8.951 6.48 1.381 4.5 7.437 7.29 1.020 8.037 7.29 1.103 9.366 7.29 1.285 7.595 7.29 1.042 8.168 7.29 1.120 9.496 7.29 1.303 7.753 7.29 1.064 8.299 7.29 1.138 9.627 7.29 1.321 5.0 7.753 8.1 9.888 7.254 8.1 8.560 1.073 10.149 8.1 1.253 5.5 7.385 8.91 0.829 8.821 8.91 0.990 10.410 8.91 1.168 0.957 8.429 8.1 7.515 8.91 0.843 8.951 8.91 1.005 10.541 8.91 1.183 7.646 8.91 0.858 9.082 8.91 1.019 10.671 8.91 1.198 6.0 7.646 9.72 0.787 9.366 9.72 0.964 10.932 9.72 1.125 7.776 9.72 0.800 9.496 9.72 0.977 11.063 9.72 1.138 7.907 9.72 0.813 9.627 9.72 0.990 11.194 9.72 1.152 Bñ m Hñ Pgh P Kmin Pgh 1.041 P Kmin Pgh 8.1 1.221 P Kmin Pgh 0.896 P Kmin Pgh 8.1 1.057 10.018 8.1 P Kmin Pgh 1.237 7.385 8.1 P Kmin 2.0 6.331 3.24 1.954 6.963 3.24 2.149 7.595 3.24 2.344 6.647 3.24 2.052 7.279 3.24 2.247 7.254 3.24 2.239 2.5 6.647 4.05 1.641 7.437 4.05 1.836 7.515 4.05 1.856 6.963 4.05 1.719 7.753 4.05 1.914 7.776 4.05 1.920 3.0 6.963 4.86 1.433 7.254 4.86 1.493 8.037 4.86 1.654 7.279 4.86 1.498 7.515 4.86 1.546 8.299 4.86 1.708 3.5 7.279 5.67 1.284 7.646 5.67 1.348 8.560 5.67 1.510 7.595 5.67 1.340 7.907 5.67 1.394 8.821 5.67 1.556 4.0 7.595 6.48 1.172 8.037 6.48 1.240 9.082 6.48 1.402 7.254 6.48 1.119 8.299 6.48 1.281 9.496 6.48 1.465 4.5 7.254 7.29 0.995 8.429 7.29 1.156 9.757 7.29 1.338 7.515 7.29 1.031 8.690 7.29 1.192 10.018 7.29 1.374 7.776 8.1 9.082 5.0 7.515 8.1 0.928 8.821 8.1 1.089 10.280 8.1 1.269 0.960 8.1 1.121 10.541 8.1 1.301 5.5 7.776 8.91 0.873 9.366 8.91 1.051 10.802 8.91 1.212 8.037 8.91 0.902 9.627 8.91 1.080 11.063 8.91 1.242 6.0 8.037 9.72 0.827 9.757 9.72 1.004 11.324 9.72 1.165 8.299 9.72 0.854 10.018 9.72 1.031 11.585 9.72 1.192 0.912 8.690 8.1 5.3.2.3.2 Trường hợp đất đắp không đầm nén: Bảng 5.61 Bảng giá trị hệ số Kmin cho trường hợp đê đắp lớp; đê đoạn 1: Bđ m 3 4 4 Hñ Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin Kmin 2.0 1.788 1.981 2.174 1.837 2.030 2.223 1.885 2.078 2.271 1.933 2.126 2.319 2.030 2.223 2.215 2.5 1.512 1.705 1.745 1.551 1.744 1.777 1.589 1.783 1.809 1.628 1.821 1.840 1.705 1.899 1.904 3.0 1.327 1.521 1.563 1.359 1.553 1.590 1.391 1.585 1.617 1.424 1.483 1.643 1.488 1.536 1.697 3.5 1.194 1.273 1.433 1.222 1.296 1.456 1.250 1.319 1.479 1.277 1.342 1.502 1.333 1.387 1.548 4.0 1.094 1.175 1.335 1.119 1.195 1.356 1.143 1.215 1.376 1.167 1.235 1.396 1.115 1.275 1.459 4.5 1.017 1.099 1.280 1.038 1.117 1.298 1.060 1.134 1.316 0.992 1.152 1.334 1.027 1.188 1.370 5.0 0.954 1.038 1.217 0.893 1.054 1.233 0.909 1.070 1.249 0.925 1.086 1.265 0.957 1.118 1.298 5.5 0.827 0.988 1.166 0.841 1.002 1.180 0.856 1.017 1.195 0.871 1.049 1.209 0.900 1.078 1.239 6.0 0.785 0.962 1.123 0.798 0.975 1.136 0.812 0.988 1.149 0.825 1.002 1.163 0.852 1.029 1.190 5.3.2.4 Phương pháp phần tử hữu hạn (trên sở phân tích chương trình Geoslope- module Sigma): Một số kết hình ảnh phân tích trạng thái ứng suất biến dạng dạng đê đắp đất yếu CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1-THỰC TRẠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐẤT ĐẮP TRONG ĐÓ CÓ CÔNG TRÌNH ĐÊ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG: 6.1.1 Vấn đề liên quan kỹ thuật thi công chất lượng khối đất đắp thân đê: Các tuyến đê Đồng Bằng Sông Cửu Long thường thi công theo phương pháp chủ yếu sau đây: - Đào kênh dẫn, kênh thoát lũ dọc theo tuyến đê, kết hợp dùng đất đào kênh để đắp - Nạo vét đào mở rộng kênh rạch sẵn có dọc theo tuyến đê để đắp đê - Có trường hợp bắt buộc phải đào đất bãi vật liệu, khu ruộng để vận chuyển đắp đê Tùy theo độ ẩm đất đào, tùy theo khoảng cách vị trí đào tuyến đê, tùy theo loại thiết bị máy móc có người ta thự khâu đào đắp khác 6.1.1.1 Trường hợp đào tuyến kênh lấy đất đắp đê: Phương tiện thi công xáng cạp, máy đào gàu ngoạm, đào thủ công vận chuyển đất đắp đê Khi tuyến kênh xa tuyến đê, tầm hoạt động máy đào, đất đào lên ẩm ướt người ta phải dùng biện pháp trung chuyển Đất đào bỏ lên bờ cho khô gió, sau tiếp tục dùng máy đào tự hành, máy ủi phương tiện khác vận chuyển đất lên để đắp Khối đất đắp đầm nén máy đầm bánh xích, máy ủi bánh xích dùng máy đầm chân cừu tải trọng bé 6.1.1.2 Trường hợp nạo vét đào mở rộng kênh rạch sẵn có để lấy đất đắp đê: Trong trường hợp thường sử dụng giải pháp sau: • Nếu tuyến kênh cũ hẹp, cần đào mở rộng nhiều phía gần đê nên đào mở rộng trước để lấy đất đắp đê Giữa kênh cũ phần đào mở rộng chừa lại bờ đất không cho nước từ kênh chảy vào rãnh đào Sau dùng xáng ngoạm xáng thổi đào bỏ bờ đất, kết hợp với nạo vét mở rộng kênh • Nếu tuyến đê xa tuyến kênh, đê kênh có khoảng đất trống, nên đào bãi đất trống cạn để đắp đê trường Sau dùng xáng thổi nạo vét đào mở rộng kênh thổi đất bồi đắp trả lại hố đào • Trường hợp phải nạo vét sâu kênh mở rộng hai bờ kênh có mức độ xáng thổi, đất thổi lên khỏi kênh rạch có dang bùn Cần phải tập trung hỗn hợp nước đất vào bể lắng, thổi qua bờ đê cũ đường giao thông, Sau khoảng thời gian cần thiết nước thoát ra, đất tự nén chặt khô đào vận chyển đắp đê Đất bồi lên xáng thổi, theo kết nghiên cứu sau tháng đạt hệ số nén chặt K khác tuỳ theo loại đất Cụ thể là: Đối với đất cát mịn: K = 0,75 Đối với đất bùn sét: K = 0,70 Đối với bùn sét: K = 0,55 6.1.1.3 Trường hợp đào đất bãi vật liệu vận chuyển đến tuyến đê đắp: Thường dùng máy đào gàu thuận (có kết hợp thủ công) ô tô đổ vận chuyển đất lên đê để đắp Đất san ủi đầm nén theo lớp Vì đất có độ ẩm tự nhiên lớn nên dùng máy đầm loại nặng mà thường dùng máy đầm bánh xích, máy ủi bánh xích để đầm 6.1.2 Vấn đề liên quan tốc độ thi công khả chịu tải đất đê: Nền đê phạm vi độ sâu (5 – 7)m kể từ mặt đất tự nhiên thường gặp dạng đê đề cập phần 6.1.2.1 Dạng 1a: Toàn phạm vi độ sâu (5 – 7)m chịu ảnh hưởng tải trọng đê đất loại sét (sét, sét, cát) trạng thái nửa cứng, dẻo cứng Trong trường hợp đất tương đối tốt, đất đào chỗ dùng để đắp đê tương đối tốt, nên thi công liên tục, không cần xử lý đê 6.1.2.2 Dạng 2a: Trên mặt có lớp đất loại sét trạng thái dẻo cứng, dẻo mềm không dày lắm, có chiều dày từ (0,5 – 1,0)m Dưới lớp lớp đất dính mềm yếu trạng thái chảy lớp bùn Lớp đất dính mặt mỏng, có khả chịu tải tốt lớp đất yếu bên dưới, có tác dụng cản trở lún chìm khối đất đắp vào lớp đất yếu bên Tùy theo chiều dày lớp mặt chiều cao đê đắp nâng cao đê lên phần chia hai lần 6.1.2.3 Dạng 1b: Trên mặt có lớp đất dính mềm yếu đất bùn có độ dày (0,5 – 1,0)m lớp đất tốt Trong trường hợp ủi bỏ lớp đất yếu trước đắp đê, lợi dụng áp lực cột đất đắp đê để đẩy trồi lớp bùn hai bên chân đê Khi lợi dụng áp lực cột đất để đẩy trồi lớp yếu hai bên chân đê, chiều cao yêu cầu hyc khối đất đắp phải thỏa mãn điều kiện sau: 5,7C u h yc > γd hoaëc 5,7C w h yc > γ d (1 − 5,7tgϕ w ) đó: Cu: sức chống cắt đất yếu ϕw, Cw: góc ma sát lực dính lớp đất yếu xác định theo sơ đồ UU máy cắt phẳng γd : dung trọng khối đất đắp thi công 6.1.2.4 Dạng 2b: Toàn lớp đất yếu bên đê phạm vi chịu ảnh hưởng tải trọng đê lớp đất dính mềm yếu lớp bùn, lớp đất tốt nằm sâu Trong trường hợp đất đào đắp đê đất đê xấu, chịu tải Phải tìm biện pháp cải thiện khả chịu tải đất đất đắp đê Nếu đê có chiuều cao h< (2 – 3)m chia đê thành nhiều đoạn luân hoàn để đắp, tạo điều kiện cho đất lần trước khô dần đắp lần sau 6.1.3 Những sai sót hư hỏng cần phòng tránh khảo sát xây dựng quản lý tuyến đê phòng lũ, đê bao, đê biển Đồng Bằng Sông Cửu Long: 6.1.3.1 Khi khảo sát: Khoảng cách hố khoan xa, không phát lớp đất yếu, túi bùn che phủ lớp đất mỏng tương đối tốt bên Khi đắp đê cao, bị phá hoại làm cho đê bên bị lún sập, trượt đổ 6.1.3.2 Khi đào đất đắp đê: Hố đào sâu Lưu không hố đào chân đê không đủ khoảng cách cần thiết dẫn đến trượt mái dốc hố đào mái đê Cần có tính toán kiểm tra ổn định qui định khoảng cách tối thiểu kênh chân đê 6.1.3.3 Khi đắp đất: Đắp đê có chiều cao cục lớn vượt khả chịu tải đất yếu, làm cho khối đất đắp bị chìm ngập vào Cần dựa theo khả chịu tải để có biện pháp gia cố cần thiết, qui định chu trình đắp hợp lý 6.1.3.4 Nhiều đoạn đê bị lún không đều, nứt nẻ: Đê bị lún không nứt nẻ tạo cho mặt đê gồ ghề dễ bị hư hỏng vào mùa mưa Nguyên nhân thi công đầm nén không nơi tiếp đoạn đê có chiều cao khác nhau, đất khác Điều khó tránh, nên thường xuyên kiểm tra, tu bổ hàng năm trước sau mùa lũ 6.1.3.5 Hư hỏng phổ biến mái đê bị xói rửa, tạo nên rãnh xói, mương xói: Nếu không tu bổ kịp thời dẫn đến ổn định đê Nguyên nhân chủ yếu mái đê không bảo vệ tốt Mặt khác đất dùng đắp đê bị nhiễm mặn nhiễm phèn dễ bị trương nở, tan rã, xói rữa tiếp xúc với nước ngọt, nước mưa Đối với đê xung yếu, quan trọng cần lát mái bảo vệ cẩn thận Đối với đoạn đê khác điều kiện lát mái bảo vệ, cần phải tu bổ thường xuyên trước sau mùa mưa lũ 6.2- KẾT LUẬN LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO ĐÊ ĐẮP BẰNG ĐẤT ĐẮP TẠI CHỔ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG : 6.2.1 Đất Đồng Bằng Sông Cửu Long loại đất dính mềm yếu bão hòa nước Địa chất đất dọc tuyến đê thường gặp dạng lớp hai lớp với lớp mặt (nền hai lớp) có chiều dày bé, dao động từ 0.3 m đến 1.5 m 6.2.2 Lớp đất mặt (nền hai lớp) góp phần gia tăng mức độ ổn định Kmin Nhưng chiều cao đê Hđ đủ lớn ( Hđ ≥ 4m) ảnh hưởng lớp đất mặt đến Kmin không đáng kể (hình 5.51) 6.2.3 Nhìn chung việc ổn định đê đắp đất chổ đất yếu chủ yếu phụ thuộc vào mức độ ổn định đất bên Từ sở ta xác định chiều cao tối đa cho đê theo chiều cao giới hạn Hgh tiến hành kiểm tra ổn định mái dốc 6.2.4 Trên sở phân tích toán phương pháp phần tử hữu hạn cho thấy: Lớp đất mặt (nền hai lớp) có tác dụng móng lớn rộng khắp (màng căng), tiếp thu lấy phần lớn tải trọng công trình phân phối lại ứng suất cho lớp đất yếu bên 6.2.5 Có tượng tập trung ứng suất vị trí tiếp xúc chân đê với bề mặt lớp đất mặt ( hai lớp) 6.2.6 Ứng suất thân đê đất yếu bên có tâm điểm phát triển bốn khu vực: - Trong thân đê: phát triển từ điểm nằm trục đối xứng qua thân đê 1 1 cách đỉnh đê đoạn từ  − Hđ 3 2 - Trong đất yếu thân đê: phát triển lớp đất mặt cách trục đối xứng qua thân đê khoảng phía mái dốc hố đào Tải trọng thân đê lớn khoảng cách xa - Trong đất yếu nằm đê hố đào: Phát triển lớp đất mặt cách chân đê khoảng gần bẳng 0,5 lần khoảng cách đào (0,5L) - Trong đất yếu đáy hố đào: phát triển từ điểm nằm trục đối xứng hố đào cách đáy hố đào khoảng gần lần bề rộng đáy hố đào (5Bđ) 6.2.7 Hình thức phá hoại công trình đê (nói riêng ) hay công trình đất đắp (nói chung) đất yếu có chiều dày lớn, chủ yếu diễn hình thức lún chìm 6.2.8 Biến dạng đê toàn đê phù hợp với thuyết biến dạng tổng quát 6.2.9 Khi đất đắp có tiêu gia tăng, hệ số ổn định Kmin tăng, cu thể là: Dung trọng ẩm γw 1.1 lần Dung trọng khô γd 1.2 lần Góc ma sát ϕ Lực dính C Mức độ gia tăng Kmin 1.8 lần 2.5 lần 2.1 lần 6.2.10 Cần ý đến ổn định mái dốc phía có hố đào trình thi công sau lũ rút 6.2.11 Trong trường hợp giá trị Bđ , Hđ hệ số mái dốc, nhìn chung mối quan hệ hệ số ổn định Kmin mái dốc phía có hố đào tỷ lệ tuyến tính với khoảng cách đào L Từ nội suy ngoại suy xác định khoảng cách đào an toàn cho kênh (hình 45a) 6.2.12 Hệ số ổn định Kmin đất yếu bên tỷ lệ tuyến tính với hệ số mái dốc m Khi m tăng thi Kmin tăng (hình Tùy thuộc vào cấp công trình điều kiện sử dụng mà có yêu cầu hệ số ổn định Kmin khác [31] Trên sở ta xác định vùng chọn phương pháp chiều cao đê hợp lý cho trường hợp bề rộng đỉnh đê Bđ hệ số mái dốc m Bảng hệ số Kmin Cấp công trình Đặc biệt I II III IV Điều kiện sử dụng bình thường 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 Kmin Điều kiện sử dụng bất thường 1.20 1.15 1.10 1.05 1.05 Bảng phân tích so sánh hệ số Kmin theo phương pháp Trường hợp đê lớp, đê doạn BỀ RỘNG ĐỈNH ĐÊ Bđ = 3(m), HỆ SỐ MÁI DỐC m = (ĐẤT ĐẮP ĐƯC ĐẦM NÉN) Bảng 6.1 Có đầm nén Trần nhu hối Bishop Maslov Irapolxki Xokolovxki Prandtl Puzurievxki 1.808 1.623 1.028 1.152 1.497 1.368 1.015 2.5 1.524 1.361 0.825 0.952 1.219 1.094 0.827 1.335 1.138 0.690 0.819 1.034 0.912 0.701 Chiều cao đê 3.5 4.5 1.200 1.099 1.020 1.001 0.897 0.801 0.594 0.521 0.465 0.724 0.652 0.597 0.902 0.803 0.726 0.782 0.684 0.608 0.611 0.544 0.492 0.957 0.752 0.420 0.552 0.664 0.547 0.450 5.5 0.829 0.692 0.383 0.516 0.614 0.497 0.416 0.787 0.655 0.352 0.486 0.572 0.456 0.387 BỀ RỘNG ĐỈNH ĐÊ Bđ = 3(m), HỆ SỐ MÁI DỐC m = (ĐẤT ĐẮP KHÔNG ĐƯC ĐẦM NÉN) Bảng 6.2 Không đầm nén Trần nhu hối Bishop Maslov Irapolxki Xokolovxki Prandtl Puzurievxki 6.3 Kiến nghị: 1.788 1.593 0.898 1.140 1.481 1.353 1.004 2.5 1.512 1.340 0.725 0.945 1.210 1.086 0.820 1.327 1.122 0.606 0.814 1.028 0.906 0.697 Chiều cao đê 3.5 4.5 1.194 1.094 1.017 0.988 0.887 0.792 0.521 0.458 0.409 0.720 0.650 0.595 0.898 0.800 0.723 0.778 0.681 0.606 0.608 0.542 0.490 0.954 0.745 0.370 0.551 0.662 0.546 0.449 5.5 0.827 0.685 0.337 0.515 0.612 0.496 0.415 0.785 0.649 0.310 0.485 0.570 0.455 0.386 Nên xây dựng phương trình tương quan tổng quát biến tiêu lý đất thân đê, đất hình dạng đê (nói riêng) khối đất đắp (nói chung) Biểu đồ so sánh hệ số Kmin theo phương pháp thay đổi theo chiều cao đê Hđ Trường hợp lớp – đất đắp đầm nén (Bề rộng đỉnh đê Bđ =3m; hệ số mái dốc m = 2) Trần nhu Hoái Xokolovxki 1.900 Bishop Maslov Prandtl Puzurievxki Irapolxki 1.700 1.500 Kmin 1.300 1.100 0.900 0.700 0.500 0.300 1.5 2.5 3.5 4.5 Chiều cao đê Hình 6.1 5.5 6.5 Biểu đồ so sánh hệ số Kmin theo phương pháp thay đổi theo chiều cao đê Hđ Trường hợp lớp – đất đắp không đầm nén (Bề rộng đỉnh đê Bđ =3m; hệ số mái dốc m = 2) Trầ n Hố i Xokolovxki 1.9 Bishop Maslov Prandtl Puzurievxki Irapolxki 1.7 1.5 Kmin 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 1.5 2.5 3.5 4.5 Chiều cao đê Hình 6.2 5.5 6.5 ... ĐẤT ĐẮP TẠI CHỔ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : 1- NHIỆM VỤ : Nghiên cứu lựa chọn phương pháp xây dựng tính toán ổn định đê đắp đất đắp chổ Đồng Bằng Sông Cửu Long 2- NỘI DUNG... đất yếu đồng sông Cửu Long Chương 3: Cấu tạo đê đắp đất đắp chổ đồng sông Cửu Long Chương 4: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định đê đắp đất đắp chổ đồng sông Cửu Long Chương 5: Tính toán công... HỌC BÁCH KHOA LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài : NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ ĐƯC ĐẮP BẰNG ĐẤT ĐẮP TẠI CHỔ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Hướng dẫn khoa học: PGS - TS TRẦN