Nghiên cứu ổn định và biến dạng của công trình đường vào cầu trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở đồng bằng sông cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ……………………………… NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG VÀO CẦU TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐBSCL CHUYÊN NGHÀNH MÃ SỐ NGHÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU : 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 12 Năm 2004 MỤC LỤC Nội dung Phần A Phần I : Nghiên Cứu Tổng Quan Mở đầu Chương 1: Nghiên cứu tổng quan ổn định biến dạng Trang công trình đường vào cầu điều kiện đất yếu lũ lụt Đồng Bằng Sông Cửu Long 1.1 Tình hình xây dựng công trình đường dẫn vào cầu ĐBSCL 1.2 Các nghiên cứu tính toán ổn định biến dạng công trình đường đất yếu tác giả nước: a Vấn đề ổn định b Vấn đề biến dạng 1.3 Các giải pháp thiết kế đường dẫn tiêu biểu a) Đường dẫn cho cầu nhỏ, địa chất không yếu b) Đường dẫn vào cầu lớn, địa chất phức tạp c) Ổn định mái dốc 1.4 Nghiên cứu thành công thất bại công trình đường dẫn xây dựng đất yếu 1.4.1 Các công trình bị cố tiêu biểu 1.4.2 Phân tích nguyên nhân thất bại đối bên liên quan với thiết kế thi công đường dẫn vào cầu a) Đơn vị tư vấn thiết kế 3 6 12 b) Đơn vị thi công: c) Chủ đầu tư d) Các ảnh hưởng đưa vào sử dụng 1.4.3 Dự đoán công trình xảy cố 1.4.4 Nhận xét sâu phát triển Phần II : Nghiên Cứu Đi Sâu Và Phát Triển Chương 2: Nghiên Cứu Đất Yếu Và Lũ Lụt ĐBSCL 2.1- Khái Quát Về Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) 2.2 Đặc Điểm Địa Chất Công Trình ÑBSCL 11 12 13 13 18 21 29 32 32 2.3 Đặc Trưng Cơ Lý Của Đất Nền Vùng ĐBSCL 2.4 Lý Thuyết Thống Kê Các Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất 2.5 Các thí nghiệm xác định tính chất học đất yếu 2.5.1 Thí nghiệm cắt không cố kết, không thoát nước UU (Unsonsolidate 33 Undrained) 2.5.2 Thí nghiệm cắt cố kết không thoát nước CU (Consolidated – 33 undrained) 2.5.3 Thí nghiệm xác định CD (Cố kết thoát nước) 2.5.4 Thí nghiệm nén trục 2.5.5 Thí nghiệm nén lún 2.6 Thống Kê Các Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất công trình cầu Khánh An – U mInh - Cà Mau 2.7 Nhận xét sâu phát triển Chương 3: Nghiên cứu giải pháp cấu tạo đường dẫn vào cầu điều kiện đất yếu lũ lụt ĐBSCL 34 34 37 47 48 48 Khái quát 49 Điều kiện xuất phát nghiên cứu ổn định biến dạng đường vào 50 cầu điều kiện đất yếu lũ lụt ĐBSCL 53 Một số giải pháp tiêu biểu áp dụng 59 Mặt cắt cấu tạo tiêu biểu cho đường vào cầu đắp cao 66 Giải pháp vật liệu cấu tạo khối đắp 75 Xác định chiều cao đường đắp đất yếu 80 Nghiên cứu nhóm giải pháp xử lý đường đất yếu 82 Cấu tạo thiết bị quan trắc phương pháp quan trắc 85 Nhận xét nghiên cứu sâu phát triển Chương 4: Nghiên cứu tính toán ổn định đường dẫn vào cầu 85 điều kiện đất yếu lũ lụt ĐBSCL 86 4.1 Mô hình toán cho ổn định đường dẫn 88 4.2 Tính ổn định định theo tải trọng an toàn qat 91 94 4.3 Tính ổn định theo tải trọng cho phép 94 4.4 Đánh giá ổn định dựa vào lý thuyết cân giới hạn 96 4.5 Ổn định chống lún trồi 97 4.6 Phương pháp cân giới hạn mặt trượt hình trụ tròn 4.6.1 Theo W.Fellenius.(phương pháp phân mảnh cổ điển) 105 4.6.2 Theo A.V Bishop (1955) 108 4.6.3 Phương pháp cân giới hạn tổng quát (General limits 109 equilibrium GLE) theo Fredlund 111 4.6.4 Ổn định đường dẫn kể đến lực dòng thấm 113 4.6.5 Ổn định lũ mực nước dâng ngang thân đường dẫn 4.6.6 Phương pháp tính toán ổn định tổng thể 114 4.6.7 Ổn định đường dẫn hợp áp lực nước lỗ rỗng âm 116 4.6.8 Ảnh hưởng áp lực nước lỗ rỗng từ trạng thái âm chuyển qua dương đường dẫn 117 4.6.9 Tính toán ổn định thời kỳ thi công 4.6.10 Tổng hợp so sánh phương pháp cân giới hạn thường sử dụng 117 4.7 Các trường hợp tính toán ổn định thông số đặc trưng sức chống cắt sử dụng tương ứng theo 22-TCN-262 “Tiêu chuẩn khảo 117 sát tiết kế đường đất yếu” 119 4.7.1 Phân loại trường hợp 4.7.2 Các đặc trưng sức chống cắt đưa vào tính toán xác định sau tùy thuộc theo phân lạo 4.8 Tính toán hệ số ổn định gia cường vải địa khối đắp 4.9 Nhận xét sâu phát triển Chương 5: Nghiên cứu tính toán biến dạng đường dẫn vào cầu điều kiện đất yếu ngập lũ Đbscl 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 Tính toán biến dạng đường bên đường dẫn 5.2 Chuyển vị ngang đất chân đường dẫn Nhận xét sâu phát triển 126 127 127 128 130 136 141 Tính toán biến dạng tức thời SI đường dẫn Tính toán biến dạng Sc tức độ lún cố kết giai đoạn thứ Biến dạng chuyển vị ngang Tính toán độ lún theo thời gian trường hợp thoát nước chiều kết hợp hệ thống thoát nước thẳng đứng 144 5.1.5 Biến dạng từ biến ứng suất pháp 147 5.1.6 Biến dạng từ biến ứng suất tiếp 150 5.1.7 Dự báo tăng sức chống cắt đường dẫn trình cố kết 5.3 Chương 6: Ứng Dụng Tính Toán n Định – Biến Dạng đường vào cầu đắp cao 5.5m giải pháp bấc thấm kết hợp gia tải đắp theo giai đoạn có tăng cường vải địa kỹ thuật khối đắp 6.1 Giới thiệu Đường dẫn vào cầu Khánh An : 6.2 Số Liệu địa chất mặt cắt địa chất 6.3 Tính ổn định định theo tải trọng an toàn qat 6.4 Phương án xử lý bấc thấm 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 Xác định vùng hoạt động Ha Tính toán cố kết Tính toán giai đoạn đắp Tính độ lún tổng cộng cho giai đoạn đắp 6.5 Tóm tắt Nội dung tính toán 6.6 Nhận xét sâu phát triển Phần III : Nhận Xét Kết Luận Và Kiến Nghị Chương 7: Nhận xét kết luận kiến nghị 7.1 Nhận xét kết luận 7.2 Kiến nghị hướng nghiên cứu 150 153 154 154 155 158 158 159 163 165 170 182 183 186 186 188 Phần B Tài liệu tham khảo Sơ yếu lý lịch Phụ lục TÓM TẮT LUẬN VĂN Xuất phát từ thực tiễn cố thường xảy cho đường dẫn vào cầu, nguyên nhân vấn đề ổn định biến dạng, từ xuất phát luận văn nghiên cứu tìm nguyên nhân thường gây cố ổn định, biến dạng, chủ yếu ổn định, nghiên cứu sâu phát triển chủ đạo ổn định Trên sở nghiên cứu tổng quan tình hình xây dựng đường dẫn vào cầu đất yếu ĐBSCL, cố tiêu biểu, từ đưa nhận định dạng cố thường xảy đường dẫn lún giới hạn cho phép, đường dẫn ổn định trượt cục bộ, trượt sâu, trượt đường mố Trên sở nghiên cứu giải pháp áp dụng, đưa ba giải pháp mặt cắt cấu tạo, từ ba giải pháp cấu tạo chọn giải pháp cấu tạo để nghiên cứu sâu phát triển giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm, kết hợp gia tải tải đắp, tăng cường vải địa kỹ thuật khối đắp Sau đưa mặt cắt tiêu biểu chọn, phần chương trình bày sở lý thuyết tính toán cho thông số cấu tạo chiều cao đắp, ổn định mái dốc, vật liệu đắp đường dẫn, bệ phản áp, đệm cát Chương trình bày sở lý thuyết cho dạng ổn định, từ tính toán theo tải trọng an toàn, tải trọng cho phép phương pháp tính toán ổn định cung trượt trụ tròn, sâu nghiên cứu tính toán mặt trượt trụ tròn, trình bày công thức giải tích cho cân theo phương pháp A.V Bishop GLE, so sánh rút nhận xét chọn phương pháp GLE làm phương pháp để tính toán FEM, kết so sánh với phương pháp A.V Bishop tính toán trường hợp ổn định cho công trình thực tế cầu Khánh An –Cà Mau Từ công thức giải tích A.V Bishop, xét mô hình đường dẫn gặp điều kiện lũ lụt thực tế tượng ngập nước ngang thân đường, dòng thấm qua thân đường, đới bão hoà khối đắp, mô hình hoá tượng đưa công thức giải tích có xét đến ảnh hưởng tham số trên, từ rút nhận xét nhân tố làm tăng hay giảm hệ số an toàn Từ kết tính toán cho công trình thực tế kiểm chứng lại tính đắn công thức giải tích trước Chương nghiên cứu sâu dạng biến dạng đường, tổng hợp trình bày lý thuyết biến dạng áp dụng Tiêu biểu độ lún cố kết, độ lún từ biến Trên sở lý thuyết trình bày, ứng dụng tính toán vào công trình thực tế đường dẫn vào cầu Khánh An – Cà Mau, kết thể chương Cuối sau thực luận văn, tác giả rút nhận xét kết luận kiến nghị cấu trúc chương 7, chương đưa nhận xét kết luận cho chương từ chương đến chương thực từ rút số kết luận cho vấn đề cấu tạo, ổn định biến dạng cho đường vào cầu Đồng thời đưa kiến nghị cho hướng nghiên cứu ABSTRACT In practice problems have happened to the Bridge Entrance The reasons are identified as the issues of settlement and stability Those situations have led to this thesis which is to research the stability and settlement of the Bridge Entrance, especially the causes of stability To begin, the thesis conducts a situation analysis about the Bridge Entrance on the weak soil of Mekong delta Some typical cases are studied Then it goes to some suggestions to common problems happened to the “limit Bridge Entrance have sunk past limit, partial instability Bridge Entrance, deep slide, to slide Bridge Entrance and abutent In the next place, after common solutions are studied, this thesis focuses on solutions of “mat cat cau tao” It then chooses one solution for detail research, that is “xu ly nen dat bang bac tham”, associated with “gia tai bang tai dap”, enforced by “vai dia ky thuat khoi dap” After typical “mat cat” is determined, chapter continues on theoretical basis for structure parameters such as height of “nen dap”, stability of “mai doc”, materials for “dap duong dan”, “be phan ap”, “dem cat”… Chapter presents the theory about forms of stability, from safe-weight to tolerable-weight calculation, to stability calculation by “khung truot tru tron”, focusing on the “mat truot tru tron” This chapter also presents formula of balance, by A.V Bishop and GLE method Through contrast and assessment, GLE is decided as the main method calculated by FEM It will be applied for a real project of Khanh An – Ca Mau Bridge The result is then compared to the calculation by A.V Bishop method From A.V Bishop formula, the thesis studies examples in the condition of flood: road submerge, road absorb, saturation It creates models and constructs formula, considering the above parameters Next it concludes what factors increase or decrease the safety index The result calculated for real project will be used to validate the formula Chapter focuses on forms of settlement It synthesizes and presents settlement theory being applied, such as consolidation settlement, creep settlement From presented theories, the thesis then applies into the real project of building the bridge entrance to Khánh An – Cà Mau The result is shown in Chapter The final part of the thesis is the author’s conclusion and suggestion in chapter This chapter is to generalize all previous ones, from to 6, then go to some conclusions for the issues of structure, stability and settlement for Bridge Entrance, along with some suggestions for other researches -1- MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) vùng châu thổ hạ lưu thuộc hệ thống sông Mê Kông, với đặc điểm địa chất trẻ trình hình thành, thường xuyên bồi đắp phù xa hàng năm nhánh sông mêkông đường đổ biển, vựa lúa lớn nước, vùng kinh tế với nhiều tiềm bước đầu khai phá ĐBSCL triển khai nhiều dự án xây dựng sở hạ tầng, đặc biệt công trình giao thông, cầu đường dự án quốc lộ 1, cầu Mỹ Thuận, cầu Cần Thơ nối Vónh Long với Cần Thơ, cầu Rạch Miễu, tới đường cao tốc Sài gòn - Trung lương Với địa chất bên đặc trưng đất yếu, nhiều nơi yếu việc phải xử lý móng giải pháp thiết kế hợp lý để đặt công trình lên nhu cầu khách quan Các công trình giao thông ngày nhiều, với địa hình đan xen sông rạch chằng chịt cầu qua sông, rạch nhiều, cố công trình cho đường dẫn vào cầu diễn gây tổn thất lớn chi phí sửa chữa nâng cấp, tiêu biểu cố cầu đường Nguyễn Hữu Cảnh – TP HCM Ngoài nguyên nhân nhà thầu xây lắp thực không thiết kế, nguyên nhân khâu tư vấn thiết kế, kỹ sư thiết kế chưa hiểu đầy đủ đất yếu giải pháp gia cố hợp lý dẫn đến đặt công trình lên bị cố xảy lún, sạt, trượt - 182 toàn trường hợp thay đổi không đáng kể Kết phù hợp với mô hình phân tích lý thuyết chương b Trường hợp tạo thành đường bão hoà thân đắp cao trình +2.5 Trường hợp thường xảy đường dẫn gần cửa sông, đợt triều cường đường dẫn bị ngập phần đến cao trình dự đoán +2.5, sau nước rút nhanh tạo thành đường bão hòa bên khối đắp, đường dẫn hạ lưu công trình thủy lợi hồ chứa, đợt xả lũ đường dẫn bị ngập, sau đóng xả mực nước rút nhanh tạo đường bão hoà Hình 6.14 Hệ số an toàn cung trượt nguy hiểm đường dẫn có đới bão hoà +2.5 Hệ số an toàn tình F=1.197 xấp xỉ 1.2 hệ số an toàn chấp nhận - 183 Kết luận: Qua phân tích trường hợp có đới bão hòa ngập ngang thân đường dẫn đồng thời hình thành đới bão hoà đắp đường dẫn cho thấy, trường hợp có đới bão hòa hệ số ổn định giảm mạnh, trường hợp có thêm áp lực nước ngang thân đường ngược lại làm tăng hệ số ổn định, kết qủa phù hợp với kết công thức lý thuyết tìm trương - 184 c Trường hợp nguy hiểm trình đắp gia tải theo thời gian Căn vào tiến độ đắp đường dẫn theo giai đoạn ta thấy đường dẫn có khả bị ngập lũ trình đắp Hình 6.15 Kết Hệ số an toàn xuất Slope/w Chọn đắp giai đoạn đường đắp đến cao trình +4.8, hình thành đới bão hoà cao trình +2.5 xuống tới cao trình +2.0, phân tích tìm hệ số ổn định slope/w cho kết sau Hệ số an toàn theo phương pháp GLE F = 1.027< 1.2 (hệ số an toàn cho phép) Điều chứng tỏ cần phải có biện pháp gia cường làm tăng độ ổn định đường d Biện pháp gia cố tăng cường vải địa địa kỹ thuật để tăng hệ số ổn định cho đường dẫn Lớp vải địa thứ nhất: Ngăn cách lớp đất yếu với tầng đệm cát, loại vải không dệt cường độ chịu kéo 15KN/M, tác dụng chủ yếu để giảm lún, ổn định thi công lớp đắp đầu tiên, cường độ chịu kéo lớp thứ không lớn để thi công cắm bấc thấm kim tiêm ghim bấc thấm xuyên thủng dễ dàng Slope/w modul môtả riêng vải địa kỹ thuật, mô tả vải địa kỹ thuật tương tự làm việc neo Xác định tải neo theo 22TCN 248-98 “Vải địa kỹ thuật xây dựng đắp đất yếu” - 185 N =Nmax/k = 15/2 =7.5KN (k=2 vải polyetylen) Xác định N theo điều kiện ma sát l1 Lực ma sát neo vào khối trượt N ≤ ∑ γ w hi f ' Hệ số ma sát : f’=(4/9)*tg350 = 0.311 11 11 11 Lớp vải 15Kn Lớp vải 150Kn N2 l1 1,4 11 hi 1:2 hi 5,5 l2 33 Hình 6.16 Sơ đồ tính vải địa kỹ thuật thân đắp chuyển qua neo bời slope/w Căn biểu đồ xuất cung trượt slope/w để xác định chiều dài đoạn cung trượt li hi N2 = [5.5x(6.8-4.4)+0.5x(4.8+1.4)*7.2+1.4*2]*18*0.311= 214.5KN Lực ma sát neo vào thân đường: Chiều dài neo vào thân đường dài neo khối trượt ta có N1>N2 (không cần tính N1) Vậy lực neo tính với lớp vải thứ Nneo = 7.5KN/m Chọn lớp thứ lớp thoát nước ngang, tức bề mặt lớp đệm cát 50cm, tính toán tương tự cao trình +1.9 Cường độ theo điều kiện ma sát: Căn biểu đồ xuất cung trượt slope/w để xác định chiều dài đoạn cung trượt li hi N = (3.2*2.9+6.4*1.6)18*0.311 = 109.27 T - 186 Vậy chọn loại vải địa kỹ thuật có cường độ chịu kéo 150KN/m N = Nmax/2 = 75KN Vậy mô tả vải địa kỹ thuật lớp thư neo với chiều dài = 1m, lực phân bố dọc neo =7.5kn/m, neo vào khối đất đắp cung trượt Lớp thứ neo với tải neo 75KN neo phạm vi cung trượt Sau gia cố lớp vải địa kỹ thuật trên, hệ số ổn định theo GLE tăng lên F=1.220 (tăng 18.79%) Hình 6.17 Kết hệ số an toàn cung tượt nguy hiểm xuất Slope/w có vải địa Kết luận : sau gia cố lớp vải địa kỹ thuật trên, hệ số an toàn F=1.22 >1.2 đạt yêu cầu e Tính toán ổn định theo phương dọc Plaxis 7.2 - 187 Mố BTCT cao 5.5m, cọc bê tông 40x40 M300 khoảng cách 1.2m, bố trí hàng đứng, hàng xiên 1:6, cắm vào lớp đất thứ 3, cao độ mũi cọc –22m, thỏa điều kiện cắm vào lớp đất cứng - 10m Mô hình hoá mố cầu thành tường chắn phần tử có độ cứng lớn, cắt dải có chiều dài 1m theo phương dọc, độ cứng mố cầu qui độ cứng tương đương, độ cứng cọc qui số lượng cọc mdài qui độ cứng tương đương, mô hình hóa phần tử cọc phần dầm plaxis 7.2 Các lớp đất khai báo theo kết thống kê địa chất trình bày đầu chương kết khác kết thí nghiệm hệ số thấm v.v khai báo đặc trưng cho lớp đất Hình 6.18 Mô hình phần tử đường mố Plaxis Cho trường hợp tải Kết tìm hệ số an toàn sau giải Plaxis 7.2 - 188 - Hình 6.19 Kết phân tích hệ số an toàn Plaxis 7.2 Hệ số an toàn F =1.501, kết nhỏ ổn định theo phương ngang Trường hợp có tải q=2.275T/m2 - 189 - Hình 6.20 Mô hình cho trường hợp có tải 2.275T/m2 Kết phân tích hệ số an toàn Plaxis 7.2 Kết phân hệ số an F= 1.260, kết nhỏ so với phương dọc thỏa mãn điều kiện an toàn F>1.2 (theo 22TCN 262-2000) f Tính toán chuyển vị ngang chân đường giai đoạn cố kết thứ Theo Bourgres Tavenes Trị lớn biến dạng ngang Ymax Ymax = 0.16 S S : Độ lún ổn định giai đoạn cố kết Theo tính toán beân treân S=2.661 m Ymax = 0.16 S = 0.426m - 190 9+2x1=11m β 1:2 ymax D=16m p s τ,γ n 5.5m 11m o Hình 6.21 Tính chuyển vị ngang chân taluy 6.4 Tóm tắt nội dung tính toán a) b) c) d) e) f) g) h) i) Thoáng kê xử lý số liệu Địa chất Chọn phương án xử lý hợp lý Tính toán tốc độ cố kết bấc thấm có bấc thấm Tính toán ổn định theo giai đoạn chất tải Tính độ lún cố kết Sc cho giai đoạn Dự tính độ lún chuyển vị ngang Dự tính độ lún ổn định sau trình gia tải Tính chiều cao đắp bù lún Tính toán ổn định theo phương ngang theo A.V Bishop GLE cho giai đoạn đắp đưa vào sử dụng Slope/w j) Tính toán trường hợp làm việc nguy hiểm, đưa hệ số an toàn cho trường hợp từ đưa giải pháp gia cố vải địa tìm hệ số an toàn tương ứng k) Tính biến dạng chuyển vị ngang chân công trình xác định chuyển vị ngang lớn l) Thiết kế hệ thống quan trắc m) Tính toán ổn định cho hệ thống đường mố Plaxis 7.2 n) Kết hợp với giải pháp cấu tạo đưa vẽ thiết kế chi tiết 6.5 Nhận xét sâu phát triển Đối với tầng đất yếu bão hoà nước Đồng Bằng Sông Cửu Long đặc biệt địa chất khu vực bán đảo Năm Căn Cà Mau, chiều dày lớp đất sét hữu trạng thái dẻo chảy từ 16- 24m, biến dạng chủ yếu biến dạng cố kết giai đoạn thứ nhất, ta đẩy nhanh tốc độ cố kết, cho đất yếu thực giai - 191 đoạn biến dạng cố kết trước đạt đến độ lún ổn định giai đoạn cố kết sơ cấp trước xây dựng đường dẫn Biến dạng từ biến thường kéo dài, ta tính toán dự đoán, tốc độ độ lớn mà can thiệp để đẩy nhanh trình này, cần có dự đoán xác, tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện lý thuyết Việc đắp theo giai đoạn giải pháp đơn giản, giá thành rẻ tốn nhiều thời gian, điều kiện địa chất yếu khu vực Năm Căn Cà Mau việc đắp theo giai đoạn cho giải pháp xử lý PVD điều gần tránh khỏi, trình gia tải cần quan trắc áp lực nước lỗ rỗng theo chiều sâu để định thời gian gia tải cho xác Đoạn chuyển tiếp 20m BỆ PHẢN ÁP L=11m, H=1.4m 2000 Đoạn nối tiếp mố dài 10m, rộng 9+2x1 +5.5 1:2 900 900 1100 3300 1:2 12 Bấc thấm Hình 6.22 Mặt cắm bấc thấm 12 120 120 12 Chi tiết A 120 120 280 MẶT BẰNG CẮM BẤC THẤM Chi tiết A 3100 900 700 BỆ PHẢN ÁP L=11m, H=1.4m +1.4 Biên danh cắm bấc thấm +1.4 10000 Đoạn rộng 7+2x1, L=100m (Chiều dài tuỳ cầu) 1100 A 1000 A - 192 - 1100 280 0 12 -25.0 -19.0 140 11 Chiều dài bấc thấm 1600 i=2% 1:2 1100 +5.5 Vải địa loại 15kn/m 3120 Phạm vi cắm bấc thấm Đệm cát 1.9m Tầng thoá t nước ngang cát hạt trung 100 Cừ tràm d8-10 L4.0m 0.00 Bấc thấm 3x10 loại A1 Thai Miltec International Co, Ltd xem g tiêu kỹ thuật 6.2 Bóc hữu 0.5m CL: Sét màu nâu đỏ, xám xanh lẫn sạn sỏi Latarite trạng thái dẻo cứng OH: Sét màu xám vàng xám xanh trạng thái nửa cứng +1.4 Đệm cát hạt trung 0.5m 240 Mốc quan trắc Đá xây mái taluy kích thước 25x30cm M100 1100 Hình 6.23 MCN A-A Nền đường hoàn chỉnh sau tính toán 900 1100 Vải địa kỹ thuật cường độ 150KN/M CH: Sét màu xám xanh, xám nâu, chứa hữu trạng thái chảy bề mặt đôi chỗ trạng thái mềm bở 550 -16.0 0.00 +1.4 Cừ tràm d8-10 L4.0m MẶ T CẮ T NGANG NỀN ĐƯỜNG - 193 - - 194 CHƯƠNG CÁC NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Các Nhận Xét & Kết Luận Các kết nghiên cứu từ chương đến chương cho phép rút kết luận nghiên cứu sâu phát triển sau 7.1.1 Nghiên cứu tổng quan theo đề tài Hạng mục đường dẫn vào cầu công trình đắp cao địa chất bên lớp đất yếu, hạng mục hay xảy cố ổn định sạt, trượt nhất, đồng thời biến dạng phức tạp thường kéo dài 7.1.2 Nghiên cứu cấu tạo đường dẫn vào cầu Căn vào tải trọng công trình địa chất bên từ chọn mặt cắt cấu tạo thích hợp, mặt cắt cấu tạo thể tổ hợp giải pháp bản, mặt cắt cấu tạo chọn thích hợp phương án xử lý đường dẫn hiệu đảm bảo sau tính toán công trình thoả mãn điều kiện ổn định biến dạng Vải địa kỹ thuật ngày phổ biến có giá chấp nhận được, Việt Nam dã sản xuất Bình Dương, đề nghị mặt phân cách lớp đất yếu lớp đệm cát dùng vải địa kỹ thuật loại không dệt với cường độ tối thiểu 10Kn/m Đối với vải địa gia cường không khối đắp đề nghị ứng dụng vải điạ kỹ thuật làm cốt thường có cường độ từ 50KN/m đến 150KN/m 7.1.3 Nghiên cứu tính toán ổn định Việc sử dụng phương pháp phân tích GLE phức tạp cho kết xác hơn, giải tích phương pháp GLE kể đầy đủ phương trình cân tónh học, kết phù với thực tế Phương pháp GLE giải toán ổn định mái dốc phức tạp, kể đầy đủ đến thông số ảnh hưởng dòng thấm mái dốc ngập nước, đới bão hòa, khe nứt bề mặt, đặc biệt toán liên quan đến học đất không bão hòa giải đầy đủ Phương pháp phân tích ổn định mái dốc theo A.V Bishop sử dụng rộng rãi kết thu đáng tin cậy, nhiên trường hợp đường bão hòa khối đắp kết thu cao phương pháp - 195 GLE, có nghóa hệ số tin cậy thấp hơn, trường hợp có đường bão hoà khối đắp ngược lại kết thu từ phương pháp GLE cao hơn, phù hợp với thực tế Việc đường dẫn xuất đường bão hòa thân khối đắp vô nguy hiểm, đường bão hoà cao, gần mặt đường hệ số an toàn giảm Điều cho ta thấy cần nhanh chóng giảm thấp đường bão hoà khối đắp cách thiết kế đắp vật liệu rời có hệ số thấm lớn, thiết kế đầy đủ hệ thống thoát nước khối đắp dọc theo đường dẫn lớp lọc ống thoát nước Tránh tượng nước đắp không thoát 10 Phương pháp cân mặt trượt trụ tròn thân cung trượt coi khối thống bao gồm phần khối đắp bên phần bên dưới, điều dẫn tới sai lầm ta tăng cường khả chống trượt cách thiên tăng cường khả chống trượt khối đắp, cụ thể cường thêm tải neo vải địa, dẫn đến tính toán lý thuyết dẫn tới đạt hệ số an toàn cho phép theo A.V Bishop thực tế ổn định 11 7.1.4 Đường dẫn khi bị lũ ngập ngang thân đường, ngắn hạn phần nước ngập thêm không làm giảm hệ số an toàn, xét phầp áp lực nước ngập thêm lên mái dốc làm tăng hệ số an toàn cho đường dẫn, sau thời gian hình thành đường bão qua thân đường dẫn trường hợp mực nước thượng hạ lưu đường dẫn không làm giảm đáng kể hệ số ổn định, lâu dài ảnh hưởng cuả sóng lên mái dốc tượng tiêu C, ϕ giảm theo độ ẩm làm giảm hệ số ổn định Nghiên cứu tính toán biến dạng 12 Giải pháp hệ thống thoát nước thẳng đứng giếng cát, bấc thấm kết hợp đắp theo giai đoạn phù hợp với đất bên yếu, giúp giảm nhanh thời gian lún cố kết, nhanh chóng đạt tới độ lún ổn định, thích hợp cho tầng đất yếu dày 16-24m, giá thành cao, thời gian dài giải pháp khác đáp ứng 13 Đối với đất yếu, độ lún ổn định cuối lớn độ lún cố kết giai đoạn thoát nước lỗ rỗng chủ yếu, cần phải tính toán bù lún để đạt cao trình đắp đường dẫn theo thiết kế Khuyến nghị nên để giảm giá thành đắp gia tải, tận dụng phần tải đường làm tải đắp, khỏi công sớm để nhanh chóng ổn định - 196 14 Trong trường hợp đắp theo giai đoạn, cần đưa biểu đồ tiến độ đắp gia tải vào vẽ thi công nhà thầu thực ý đồ thiết kế 15 Kết tính toán biến dạng chuyển vị ngang cho thấy vào khoảng 10% biến dạng cố kết sơ cấp, trường hợp tính toán bỏ qua biến dạng chuyển vị ngang kết tính toán dự tính lún không xác 16 Tính toán chuyển dịch ngang chân công trình đặc biệt công trình bên cạnh, từ đề trình tự thi công hạng mục hợp lý 7.1.5 Nghiêu cứu tính toán ứng dụng cho công trình thực tế 17 Việc nghiên cứu tính toán ứng dụng cho công trình đường dẫn cầu Khánh An – Ca Mau cho thấy với địa chất bên 16m sét hữu trạng thái dẻo chảy, giải pháp xử lý đưa giải pháp tổ hợp nhiều giải pháp bản, bấc thấm chủ đạo, qua cho thấy hiệu ứng dụng rộng lớn giải pháp bấc thấm địa chất sét yếu bão hòa nước ĐBSCL 18 Qua phân tích trường hợp thực tế đường dẫn gặp đới bão hòa, mái dốc ngập nước cho kết hệ số an toàn hoàn toàn phù hợp với phân tích định tính công thức giải tích trình bày chương 7.2 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Đối với đắp tăng cường sử dụng vật liệu làm cốt cừ tràm ngang, vải địa kỹ thuật, thiết kế hệ thống neo kết hợp bảo vệ mái dốc bê tông lắp ghép tạo hình mỹ thuật với neo hệ thống lát mái vào đắp Ngoài việc phải hạ chiều sâu cọc tới cao độ thích hợp Ứng dụng hệ thống neo từ phía sau tường mố vào cọc neo phía đường dẫn để giảm thiểu khả khả trượt đường mố Ứng dụng lý thuyết cân GLE vào việc tính toán ổn định, nghiên cứu ứng dụng học đất không bão hòa vào đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long, thực tế đất yếu ĐBSCL bao gồm đất không bão hòa, dùng mô hình phân tích phần tử hữu hạn để phân tích tổng thể đường mố làm việc đồng thời ... mặt đường, bỏ qua ảnh hưởng tải trọng động xuống đường -3- Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG VÀO CẦU TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU... I : Nghiên Cứu Tổng Quan Mở đầu Chương 1: Nghiên cứu tổng quan ổn định biến dạng Trang công trình đường vào cầu điều kiện đất yếu lũ lụt Đồng Bằng Sông Cửu Long 1.1 Tình hình xây dựng công trình. .. 3: Nghiên cứu giải pháp cấu tạo đường dẫn vào cầu điều kiện đất yếu lũ lụt ÑBSCL 34 34 37 47 48 48 Khaùi quaùt 49 Điều kiện xuất phát nghiên cứu ổn định biến dạng đường vào 50 cầu điều kiện đất