Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân mất ổn định và giải pháp sửa chữa đê hữu cẩu bắc ninh

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân ổn định giải pháp sửa chữa đê Hữu Cầu - Bắc Ninh " tác giả hoàn thành thời hạn quy định đảm bảo đầy đủ yêu cầu đề cương phê duyệt Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, Khoa cơng trình, Trường Đại học Thuỷ lợi tồn thể thầy, giáo giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thời gian học tập thực luận văn Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Vũ Quốc Vương tận tình hướng dẫn cung cấp thơng tin khoa học cần thiết q trình thực luận văn Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Chi cục Đê điều PCLB Bắc Ninh Sở Nông nghiệp PTNT Bắc Ninh, Công ty CPTVXD NN&PTNT Bắc Ninh giúp đỡ việc thu thập tài liệu nghiên cứu trình thực luận văn Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo Công ty CPTVXD NN&PTNT Bắc Ninh nơi tác giả công tác người thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp khích lệ, ủng hộ, động viên mặt cho tác giả hoàn thành luận văn Do hạn chế mặt thời gian, kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế nên trình nghiên cứu để hồn thành luận văn, chắn khó tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong muốn nhận góp ý, bảo tận tình Thầy, Cô giáo cán đồng nghiệp luận văn Hà Nội, Ngày 16 tháng 08 năm 2013 HỌC VIÊN Nguyễn Trung Dũng BẢN CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Trung Dũng, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học Tác giả Nguyễn Trung Dũng MỤC LỤC Danh mục Mở đầu Trang 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài phạm vi nghiên cứu 3 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt Bố cục luận văn Chương 1: Tổng quan hệ thống đê điều nước 1.1 Tổng quan cơng trình đê điều giới 1.1.1 Lịch sử phát triển đê điều nước 1.1.2 Hệ thống đê điều Hà Lan 1.1.3 Hệ thống đê điều Mỹ 1.1.4 Hệ thống đê điều Nhật Bản 1.2 Tổng quan cơng trình đê điều Việt Nam 10 1.2.1 Tình hình lũ giải pháp phòng chống 10 1.2.1.1 Đặc điểm tự nhiên Việt Nam đồng Bắc Bộ 10 1.2.1.2 Tình hình lũ lụt 11 1.2.1.3 Biện pháp phịng chống 12 1.2.2 Hệ thống đê sông Việt Nam 13 1.2.2.1 Lịch sử hình thành 13 1.2.2.2 Đặc điểm hệ thống đê sông Việt Nam 16 1.2.2.3 Cấu trúc địa chất tính chất địa chất cơng trình lớp đất đê 1.2.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn 18 1.2.2.5 Về cấu tạo thân đê 18 1.2.2.6 Về làm việc đê sông 18 1.2.2.7 Những tác động người vào hệ thống đê 18 1.2.3 Mặt cắt ngang đặc trưng đê sông 19 1.3 Kết luận chương 20 Chương 2: Xác định nguyên nhân gây ổn định dạng ổn định đê Hữu Cầu 21 2.1 Giới thiệu đê Hữu Cầu 21 2.1.1 Khái quát trình hình thành 21 2.1.2 Hiện trạng tuyến đê hữu cầu 21 2.1.3 Điều kiện khí tượng thủy văn 25 2.1.3.1 Khí tượng 25 2.1.3.2 Thủy văn 26 2.1.4 Tài liệu địa hình địa mạo 27 2.1.4.1 Địa hình, địa mạo 27 2.1.4.2 Địa chất thổ nhưỡng 28 2.1.5 Điều kiện dân sinh kinh tế 29 2.1.5.1 Dân số 29 2.1.5.2 Kinh tế 29 2.1.5.3 Văn hoá xã hội 30 2.1.5.4 Về môi trường 31 2.2 Nguyên nhân nhân tố ảnh hưởng đến sạt trượt, lún mái đê vỡ đê31 2.2.1 Nguyên nhân chủ quan 31 2.2.2 Nguyên nhân khách quan 32 2.3 Các dạng ổn định đê sông 2.3.1 Hư hỏng mái đê 2.3.2 Hư hỏng mặt đê 35 36 36 2.3.3 Phân tích làm việc đê, khả phá hoại làm việc an toàn đê 37 2.3.3.1 Loại khả phá hoại bình thường 37 2.3.3.2 Dạng khả phá hoại đặc biệt 40 2.4 Đánh giá tác động dòng chảy mái đê đê 42 2.5 Đánh giá tác động dòng thấm đê 45 2.5.1 Hiện tượng mạch đùn mạch sủi sảy tuyến đê Hữu cầu 45 2.5.2 Hiện tượng thẩm lậu sảy tuyến đê Hữu cầu 46 2.6 Đánh giá tác động địa chất đê 48 2.7 Kết luận chương 48 Chương 3: Đề xuất giải pháp xử lý ổn định đê hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh 49 3.1 Đắp bù xử lý 49 3.1.1 Đắp bù hoàn chỉnh mặt cắt đê 49 3.1.1.1 Cấp cơng trình 49 3.1.1.2 Xác định tiêu chuẩn tiêu thiết kế 50 3.1.1.3 Biện pháp thi cơng đắp bù hồn chỉnh mặt cắt đê 51 3.1.2 Xử lý đê 52 3.2 Xử lý kè mái thượng lưu đê 59 3.2.1 Các thông số kỹ thuật 60 3.2.2 Các giải pháp kết cấu cơng trình 60 3.3 Cơng nghệ xử lý bề mặt đê bê tông tự lèn 65 3.3.1 Khái quát bê tông tự lèn ( BTTL) 66 3.3.2 Tổng quan bê tông tự lèn giới 67 3.3.3 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng BTTL Việt nam 68 3.3.4 Vật liệu chế tạo 69 3.3.4.1 Hàm lượng nước 69 3.3.4.2 Phụ gia mịn 69 3.3.4.3 Cốt liệu nhỏ 70 3.3.4.4 Cốt liệu lớn 71 3.3.4.5 Xi măng 71 3.3.5 Thiết kế cấp phối bê tông tự lèn 71 3.3.6 Các phương pháp thí nghiệm hỗn hợp bê tông tự lèn 73 3.3.6.1 Phương pháp xác định độ linh động ( độ chẩy xoè ) hỗn hợp BTTL phương pháp rút côn 73 3.3.6.2 Phương pháp xác định khả chảy qua cốt thép hỗn hợp BTTL L box 74 3.3.6.3 Phương pháp xác định khả chảy qua cốt thép hỗn hợp BTTL U box 3.4 Tính tốn ổn định cho phương án 75 77 3.4.1 Tính tốn ổn định mái đê 77 3.4.1.1 Phương pháp tính tốn 77 3.4.1.2 Số liệu tính tốn 79 3.4.1.3 Kết tính tốn 80 3.4.2 Tính tốn phương án kè mái thượng lưu đê 83 3.4.2.1 Phương pháp tính tốn 84 3.4.2.2 Các tiêu tính tốn 84 3.4.2.3 Kết tính toán phần mềm GEOSLOPE 85 3.5 So sánh lựa chọn phương án thích hợp 87 3.5.1 Phương án đắp bù hoàn thiện mặt cắt đê 87 3.5.1.1 Kết tính tốn 87 3.5.1.2 Phân tích phương án đắp áp trúc, tôn cao mở rộng mặt cắt đê 88 3.5.2 Xử lý kè mái thượng lưu đê 90 3.5.2.1 Kết tính tốn ổn định 90 3.5.2.2 Tính tốn kinh phí đầu tư 90 3.5.2.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 91 3.5.3 Xử lý bề mặt đê 92 3.5.3.1 Cường độ chịu nén 92 3.5.3.2 Cường độ chịu kéo 92 3.5.3.3 Giá thành 92 3.5.3.4 Mô đun đàn hồi 93 3.5.3.5 Khả chống cắt mặt phẳng đổ 93 3.5.3.6 Độ bền 93 3.6 Kết luận chương 94 Kết luận kiến nghị 95 Tài liệu tham khảo 98 DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH Chương Hình 1.1 Cồn cát - đê biển tự nhiên Hình 1.2 Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan Hình 1.3 Cắt ngang đê biển Afsluitifk - Hà Lan Hình 1.4 Đê biển Afsluitifk - Hà Lan Hình 1.5 Một số cấu kiện bảo vệ bờ Hình 1.6 Một vài mặt cắt kè biển Mỹ Hình 1.7 Hình ảnh cơng trình bảo vệ bờ giới 10 Hình 1.8 Một cảnh đắp đê thời Trần 14 Hình 1.9 Các đê sơng vùng đồng sơng Hồng 15 Hình 1.10 Đê sơng Hồng ngày 16 Hình 1.11 Mặt cắt ngang đặc trưng đê 19 Chương 21 Hình 2.1 Mặt cắt ngang địa chất điển hình đê hữu cầu 29 Hình 2.2 Một số hình ảnh mở rộng mặt đê ứng dụng tỉnh Vĩnh Phúc 33 Hình 2.3 Tập kết vật liệu trái phép 33 Hình 2.4 Mặt cắt đê đại diện 34 Hình 2.5 Xe có tải trọnglớn lại đê 34 Hình 2.6 Một số dạng sạt lở mái đê 36 Hình 2.7 Một số hình ảnh sạt lở mái đê thực tế 36 Hình 2.8 Một số hình ảnh lún, sụt, bong vỡ mặt đê thực tế 37 Hình 2.9 Các dạng trượt mái đê 38 Hình 2.10 Dòng thấm qua đê mùa lũ 38 Hình 2.11 Trượt mái đê với 39 Hình 2.12 Dịng thấm thân đê lũ rút nhanh 40 Hình 2.13 Sự hình thành mạch đùn, mạch sủi 40 Hình 2.14 thấm thân đê khơng đồng 41 Hình 2.15 Sơ đồ đường thấm tập trung đê 41 Hình 2.16 Các dạng hang thấm tập trung Chương 42 49 Hình 3.1 Mặt cắt đắp áp trúc hoàn chỉnh mặt cắt đê Hữu Cầu 51 Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn khoan vữa 54 Hình 3.3 Sơ đồ bố trí hố khoan vữa 57 Hình 3.4 Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép 61 Hình 3.5 Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép kết hợp lăng thể đá hộc 62 Hình 3.6 Kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc 64 Hình 3.7 Thi cơng bê tơng tự lèn bê mặt bê tơng tự lèn 67 Hình 3.8 Sử dụng BT tự lèn cho Mố neo cầu Akashi-Kaikyo 68 Hình 3.9 Sử dụng BT tự lèn cho tồ nhà T34 Trung Hồ 69 Hình 3.10 Phương pháp thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông tự lèn 72 Hình 3.11 Thí nghiệm xác định độ chẩy x hỗn hợp BTTL 74 Hình 3.12 L-box thí nghiệm khả chảy qua cốt thép hỗn hợp BTTL 75 Hình 3.13 U-box thí nghiệm khả chảy qua cốt thép hỗn hợp BTTL 76 Hình 3.14 Sơ đồ tính ổn định mái đê theo phương pháp cân giới hạn 78 Hình 3.15 Sơ đồ tính tốn trường hợp mực nước sơng +8.4 80 Hình 3.16 Đường bão hòa đường đẳng cột nước thân đê trường hợp mực nước sơng +8.4 Hình 3.17 80 Gradien thấm thân đê (Jmax=0.74) trường hợp mực nước sông +8.4 81 Hình 3.18 Ổn định mái đê (K = 1,564) trường hợp mực nước sơng +8.4 81 Hình 3.19 Sơ đồ tính tốn trường hợp đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 82 Hình 3.20 Đường bão hịa đường đẳng cột nước thân đê trường hợp đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 Hình 3.21 Gradient thấm thân đê (Jmax = 0.56) trường hợp đắp mở rộngmặt đê với mực nước +8.4 Hình 3.22 82 83 Ổn định mái đê (Kmin = 2.218) trường hợp đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 83 Hình 3.23 Tính tốn với mặt cắt kè trạng 85 Hình 3.24 Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép 86 Hình 3.25 Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép kết hợp lăng thể đá hộc 86 Hình 3.26 Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc 87 Hình 3.27 Đắp mở rộng mặt cắt phía sơng 88 Hình 3.28 Đắp mở rộng mặt cắt phía đồng 89 DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương Bảng 3.1 Cao trình mực nước thiết kế trạm thủy văn 50 Bảng 3.2 Cao trình mực nước kiệt trạm thủy văn 60 Bảng 3.3 Thành phần cấp phối BTTL sử dụng tro bay nhiệt điện phả lại, bột đá vôi Silicafume 73 Bảng 3.4 Chỉ tiêu lý lớp đất đê 79 Bảng 3.5 Bảng trị số đặc trưng lý lớp đất kè 84 Bảng 3.6 Bảng trị số đặc trưng lý đá thả rời 85 Bảng 3.7 Bảng kết tính tốn ổn định kè 90 Bảng 3.8 Bảng so sánh kinh phí phương án kết cấu (10m dài) 90 Bảng 3.9 Cấp phối BTTL 25MPa 92 Bảng 3.10 Cấp phối bê tông thường 25MPa 92 Bảng 3.11 Kết cường độ chịu nén cấp phối 25MPa so sánh 92 Bảng 3.12 So sánh giá thành 1m3 bê tơng (đơn vị tính: ngàn đồng) 93 84 Trong luận văn tính cho ba mặt cắt C6 với mặt cắt trạng mặt cắt có biện pháp cơng trình 3.4.2.1 Phương pháp tính tốn Sử dụng phương pháp tính ổn định tổng thể theo phương pháp xét đến ổn định cung trượt trụ trịn phần mềm GEOSLOPE để tìm tâm cung trượt nguy hiểm Phương pháp Bishop, giả thiết tâm cung trượt, giả thiết cung trượt có dạng trụ tròn, chia lăng thể trượt thành dải nhỏ, xác định thành phần lực gây trượt chống trượt để tính cân lực Từ cơng trình cấp III xác định được: - Lưu lượng, mực nước lớn thiết kế P = 0,5%; kiểm tra P = 0,1%; - Tần suất lưu lượng lớn để thiết kế chặn dịng: 5%; - Hệ số an tồn ổn định nhỏ mái kè (Cơng trình thứ yếu, cấp III) [Kcp]: + Trường hợp bản: [K] = 1,3; Trường hợp đặc biệt: [K] = 1,1; + Hệ số tin cậy: Kn = 1,2 Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,0 3.4.2.2 Các tiêu tính tốn Các tiêu tính tốn lấy từ tiêu lý đất phịng thí nghiệm trọng lượng riêng đất, góc ma sát trong, lực dính C, hệ số thấm đất trình bày bảng 3.5 Chỉ tiêu lý đá thả rời theo bảng 3.6 Bảng 3.5: Bảng trị số đặc trưng lý lớp đất kè Địa điểm Kè Phù yên Đặc trưng lý Góc ma sát ϕ Lực dính C Đơn vị Lớp 1a Lớp Lớp Lớp 2a 2b Lớp độ 15043’ 8014’ 6045’ 4012’ 15023’ Kg/cm2 0.3 0.143 0.140 0.103 0.236 85 Bảng 3.6: Bảng trị số đặc trưng lý đá thả rời Địa điểm Đặc trưng lý Đơn vị Đá thả rời độ 30000’ Lực dính C Kg/cm2 0,0 Dung trọng T/m3 2,3 Góc ma sát Tại vị trí kè ϕ 3.4.2.3 Kết tính tốn phần mềm GEOSLOPE Đối với dạng kết cấu hộ chân chúng tơi tính tốn với hai trường hợp, ba phương án kết cấu hộ chân nêu thể Hình 3.23; Hình 3.24; Hình 3.25; Hình 3.26 Hình 3.23: Tính tốn với mặt cắt kè trạng 86 Hình 3.24: Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép Hình 3.25: Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép kết hợp lăng thể đá hộc 87 Hình 3.26: Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc 3.5 So sánh lựa chọn phương án thích hợp 3.5.1 Phương án đắp bù hồn thiện mặt cắt đê 3.5.1.1 Kết tính tốn a Mặt cắt đê trạng Căn vào kết tính tốn phần ta có Gradient thấm lớn chân đê : Jmax = 0.74 Hệ số ổn định mái đê: Kminmin = 1.56 - Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216:2009, trị số gradient thấm cho phép [J] = 0.75 Ở gradient thấm lớn chân đê Jmax = 0.74 < [J] Vậy đê đảm bảo an toàn thấm - Hệ số ổn định mái đê K = 1.564 > [K] = 1.30 Vậy mái đê đảm bảo ổn định b Mặt cắt đắp áp trúc tôn cao Căn vào kết tính tốn phần ta có Gradient thấm lớn chân đê : Jmax = 0.56 Hệ số ổn định mái đê: Kminmin = 2.218 88 - Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216:2009, trị số gradient thấm cho phép [J] = 0.75 Ở gradient thấm lớn Jmax = 0.56 < [J] Vậy đê đảm bảo an toàn thấm - Hệ số ổn định mái đê K = 2.218 > [K] = 1.30 Vậy mái đê đảm bảo ổn định 3.5.1.2 Phân tích phương án đắp áp trúc, tôn cao mở rộng mặt cắt đê Căn vào kết tính tốn ta thấy với mặt cắt trạng đê đảm bảo an toàn mực nước thiết kê, nhiên trường hợp bất lợi gây ổn định cho đê Với mặt cắt sau đắp áp trúc tơn cao hệ số gradient hệ số ổn định mái đê đáp ứng đảm bảo an tồn Đắp áp trúc, tơn cao mở rộng mặt cắt đê gồm dạng - Đắp mở rộng mặt đê phía sơng - Đắp mở rộng mặt đê phía đồng a Đắp mở rộng mặt đê phía sơng Dạng thường bố trí nơi có lịng sơng, bãi sơng rộng Hình 3.27: Đắp mở rộng mặt cắt phía sơng Điều kiện ứng dụng: - Thường thực nơi có lịng sơng, bãi sơng rộng, đắp áp trúc mái đê phía sơng khơng ảnh hưởng đến nhu cầu lũ lịng sơng Khi áp dụng dạng mặt cắt phải xem xét đến Quy hoạch phòng lũ 89 Đối với đê Hữu Cầu qua địa bàn tỉnh tỉnh Bắc Ninh, hệ thống lịng sơng, bãi sơng thường biên đối theo đoạn dạng mở rộng áp dụng mặt cắt đê có long song rộng khơng có kè mái thượng lưu đê b Đắp mở rộng phía đồng Hình 3.28: Đắp mở rộng mặt cắt phía đồng Dạng thường bố trí nơi có khu dân cư sinh sống xa chân đê có kè lát mái thượng lưu Điều kiện áp dụng: - Hình thức mặt cắt thường bố trí vị trí có khu dân cư xa chân đê Khi áp dụng hình thức cần xét đến mật độ dân cư gần chân đê, tính tốn cụ thể phương án đền bù, giải phóng mặt bằng… Đối với đê Hữu Cầu qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh, có nhiều đoạn qua khu vực có dân cư sinh sống, áp dụng hình dạng mặt cắt dẫn đến việc đền bù giải phóng mặt tốn Vì hình thức mở rộng áp dụng mặt cắt đê xa khu dân cư có kè lát mái phía thượng lưu đê Kết luận: Tuyến đê Hữu Cầu qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh dài 53,49 km xuất nhiều dạng địa hình khác ứng với dạng địa hình phân tích mà chọn phương án mở rộng mặt cắt đê phía sơng phía đồng cho phù hợp Đảm bảo kinh phí thấp mà đảm bảo an tồn cho đê 90 3.5.2 Xử lý kè mái thượng lưu đê 3.5.2.1 Kết tính tốn ổn định Qua tính tốn mặt cắt trạng mái bờ sơng bị ổn định chưa có biện pháp cơng trình điều thể thực tế, cụ thể bờ sơng bị xói lở Với phương án kết cấu dạng xây dựng kè lát mái rồng hộ chân cho kết hệ số ổn định tương đối nhỏ so với hai phương án lại, phản ánh sát thực tế qua nhiều năm theo dõi phương án kết cấu bị phá hoại Kết tính tốn thể bảng 3-6 Như vậy, phương án kết cấu lát mái rồng lăng thể đá hộc hộ chân ổn định Bảng 3.7: Bảng kết tính tốn ổn định kè Tên kè M/c tính tốn Hiện trạng Dạng kết cấu Dạng kết cấu Dạng kết cấu Phù Yên ( C6) 0.913 1.212 1.305 1.319 3.5.2.2 Tính tốn kinh phí đầu tư Trên sở đưa dạng thức kết cấu cho kè Phù Yên, để so sánh lựa chọn nhanh phương án kết cấu vừa đảm bảo kỹ thuật, vừa đảm bảo kinh tế, học viên tính tốn để so sánh cho hệ quy chiếu mặt cắt đại diện kè 10m, từ đưa kinh phí đầu tư cho phương án theo bảng 3-7: Bảng 3.8: Bảng so sánh kinh phí phương án kết cấu (10m dài) Dạng kết cấu so sánh Dạng kết cấu kè lát mái hộ chân rồng thép Dạng kết cấu kè lát mái hộ chân rồng thép lăng thể đá hộc Dạng kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc Đơn vị Kinh phí Triệu đồng 172,98 Triệu đồng 606,22 Ghi Tính cho 10m dài kè Triệu đồng 387,00 91 Trên sở tính tốn kinh tế thấy phương án kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc có giá thành rẻ dạng kè lát mái hộ chân rồng thép lăng thể đá hộc Đây tiêu chí lựa chọn giải pháp cho kết cấu cơng trình 3.5.2.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu Phân tích ưu nhược điểm phương án: Đối với dạng kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép: + ưu điểm: Giá thành rẻ phương án + Nhược điểm: Tuổi thọ cơng trình khơng cao, bị phá hoại chưa đánh giá hết vận động hố xói đáy sơng, ổn định Đối với dạng kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép, kết hợp lăng thể đá hộc hộ chân: + ưu điểm: Giải vấn đề vận chuyển bùn cát đáy sông, đảm bảo ổn định bền vững nâng cao tuổi thọ cơng trình + Nhược điểm: Giá thành cơng trình cao, thi công phức tạp, thời gian thi công dài, khó quản lý Đối với dạng kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc hộ chân: + Có ưu điểm: Giải vấn đề vận chuyển bùn cát đáy sông, đảm bảo ổn định bền vững nâng cao tuổi thọ cơng trình, thi cơng đơn giản, thuận tiện, dễ dàng quản lý, cải tạo tu bổ, có giá thành thấp dạng + Nhược điểm: kết cấu mái kè mực nước thi công kết cấu tơi rời, nên trình thi công phải tuân thủ nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật quản lý vật liệu đầu vào để đảm bảo chất lượng cơng trình Kết luận: Qua tính tốn ổn định, kinh phí đầu tư, đặc thù địa phương việc lựa chọn kết cấu cơng trình bảo vệ bờ quan trọng vừa đảm bảo tính kỹ thuật, vừa phù hợp ngân sách địa phương đảm bảo mục tiêu nhiệm vụ cơng trình đề phương án kè lát mái hộ chân thả đá lăng thể ổn định mái bờ phù hợp với vị trí khơng trực tiếp qua khu dân cư lớn, lịng sơng khơng sâu 92 Cịn vị trí qua khu dân cư lớn, cơng trình quan trọng, lạch sơng sâu cần sử dụng dạng kết cấu rồng đá lưới thép kết hợp lăng thể đá hộ chân Vì vậy, dạng kết cấu cơng trình bảo vệ bờ áp dụng phổ biến đoạn sông Cầu qua địa bàn tỉnh 3.5.3 Xử lý bề mặt đê 3.5.3.1 Cường độ chịu nén Bảng 3.9: Cấp phối BTTL 25MPa Vật liệu dùng cho 1m3 bê tông Mác bê Bột tông XM Cát (MPa ) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) 25 320 900 Đá TB 925 100 đá 90 Silica Puzolan Fume Nước Visco V-mar Crete (kg) (kg) (kg) (ml) (ml) - 10 160 6450 215 Bảng 3.10: Cấp phối bê tông thường 25MPa Đá 2x4 Cát Vàng Ximang PC40 Phụ Gia Nước Độ sụt Kg Kg Kg lít lít cm 1218 622.35 327 5.26 185 6-:-8 Bảng 3.11: Kết cường độ chịu nén cấp phối 25MPa so sánh Kích thước mẫu Cường độ nén ngày Cường độ nén ngày Cường độ nén 28 ngày (cm) (Mpa) (Mpa) (Mpa) BTTL 15x30 25.23 29.31 31.61 BT thường 15x31 23.4 25.73 27.58 Tên cấp phối 3.5.3.2 Cường độ chịu kéo Cường độ chịu kéo BTTL có giá trị tương tự bê tơng truyền thống 3.5.3.3 Giá thành 93 Bảng 3.12: So sánh giá thành 1m3 bê tơng (đơn vị tính: ngàn đồng) Thành Tiền Tên vật liệu Đơn giá BT BTTL BT Thường BTTL Thường Xi măng Kg 320 327 1.30 416.00 425.10 Đá m3 0.66 0.87 300.00 198.21 261.00 Cát vàng m3 0.67 0.461 110.00 73.33 50.71 Nước lít 160 185 0.10 16.00 18.50 SILICA-FUME lít 10 11.00 110.00 Phụ gia lít 7.9 42.00 331.80 Phụ gia lít 5.3 47.00 249.10 Bột đá kg 90 0.50 45.00 Tổng cộng 1,190.35 1,004.41 Theo tính tốn trên, ta thấy giá thành 1m bêtông tự lèn cao 1m3 bêtông Đơn vị Khối lượng thường 1.185 lần bêtông cường độ 3.5.3.4 Mô đun đàn hồi BTTL thường có hàm lượng hồ xi măng cao bêtơng truyền thống nên giá trị E thường nhỏ so với bêtông truyền thống 3.5.3.5 Khả chống cắt mặt phẳng đổ Bề mặt BTTL sau đổ ninh kết xong thường có độ bóng bêtơng thường có khả chống thấm tốt bêtông thường nên khả chống cắt mặt phẳng BTTL thường thấp bêtông thường Do bề mặt BTTL cần phải có biện pháp tạo nhám thật tốt lần đổ 3.5.3.6 Độ bền Bê tông tự lèn với đặc tính tốt làm giảm thiểu yếu tố ảnh hưởng đến bề mặt nên có khả chống thấm tốt hơn, độ bền tốt ¾ Kết Luận: - Bêtơng tự lèn với tính vượt trội độ bền, khả tự chảy tự lèn chặt khả chống phân tầng cực tốt ngày nghiên cứu, phát 94 triển ứng dụng rộng rãi toàn Thế giới BTTL coi thay hoàn hảo cho loại bêtơng thường đặc tính làm việc - Trong điều kiện có nghiên cứu đầy đủ đặc tính vật liệu có kiểm sốt tốt chất lượng thi cơng hồn tồn sử dụng vật liệu địa phương để chế tạo cấp phối bêtơng tự lèn có đặc tính đảm bảo yêu cầu phù hợp với mục đích sử dụng Đặc biệt chế tạo cấp phối bêtơng có cường độ cao - Độ linh động tuyệt vời, khả tự làm đầy, khả chảy qua vật cản không bị phân tầng bêtơng tự lèn làm cho có tính ứng dụng cao cơng trình xây dựng đặc biệt vị trí dày đặc cốt thép, kết cấu thành mỏng, kết cấu có điều kiện thi cơng khó khăn nước, cao, kết cấu dầm, cột xiên… Đặc biệt công tác sửa chữa kết cấu bị tổ ong, kết cấu chịu lực bị hư hỏng trình khai thác việc sử dụng bêtông tự đầm giải pháp hiệu - Khi sử dụng bêtông tự đầm cho kết cấu xây dựng giảm 30% chi phí nhân cơng, giảm từ 2-2.5% giá thành, giảm chi phí sử dụng đầm tiết kiệm khoảng 25% thời gian thi công Tuy nhiên, BTTL có số nhược điểm như: - Bêtơng tự lèn có mơ đun đàn hồi thấp hơn, ảnh hưởng đến đặc tính biến dạng kết cấu bêtông dự ứng lực - Giá thành BTTL cao so với bêtông thường 1.185 lần 3.6 Kết luận chương Trong chương tác giả sâu vào tính tốn, phân tích, tính tốn biện pháp xử lý cố đê hữu cầu So sánh tiêu mặt kỹ thuật kinh tế phương án kè mái thượng lưu đê, gia cố bề mặt đê bê tông tự lèn bê tơng thường Qua lựa chọn phương án áp dụng xử lý cố tuyến đê Hữu Cầu Qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh Vừa đảm bảo kinh tế an toàn cho hệ thống đê Đẩy nhanh tiến độ thi công đảm bảo nhu cầu giao thông liên tục thuận lợi 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt luận văn Trong bối cảnh biến đổi khí hậu tồn cầu diễn phức tạp nay, tầm quan trọng vị trí nguồn nước sơng, suối thiên nhiên người lớn Bên cạnh diễn biến dòng chảy phức tạp gây ẩn hoạ khó lường đe doạ, gây thiệt hại lớn người tài sản Chính vậy, để việc khai thác sử dụng nguồn nước tổng hợp có hiệu giai đoạn nay, cần sâu vào tìm hiểu chế, nguyên nhân gây ổn định hệ thống đê điều, để từ có biện pháp cơng trình xử lý cho phù hợp Trên sở tài liệu khảo sát, thu thập điều tra thực địa, kết hợp với lý thuyết, tham khảo tài liệu chuyên ngành chỉnh trị dịng sơng luận văn nghiên cứu, phân tích vấn đề liên quan đến đoạn sông Cầu qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh Các kết đạt sau : Trình bày tổng quan hệ thống đê điều nước tài liêu phân tích, đánh giá xác định số nguyên nhân biện pháp khắc phục dạng hư hỏng đê thường gặp Thống kê đánh giá trạng hệ thống đê điều địa bàn tỉnh Bắc Ninh đặc biệt tuyến đê Hữu Cầu, phân tích đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu Phân tích đánh giá nguyên nhân dẫn đến ổn định hệ thống đê Hữu Cầu dạng ổn định đê Hữu Cầu tầm quan trọng hệ thống đê Hữu cầu tỉnh Băc Ninh làm sở để đề biện pháp khăc phục cố gây ổn định Luận văn sâu vào nghiên cứu phương án xử lý đê mặt đê cơng trình bảo vệ bờ Đắp tôn cao mở rộng mặt đê kết hợp phịng lũ giao thơng Xử lý khoan vữa ximang gia cố đoạn đê có địa chất xấu Biện pháp kè mái thượng lưu bảo vệ đê Tác giả xâu vào nghiên cứu biện pháp xử lý mặt đê bê tông tự lèn nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công, rút ngắn thời gian thi công để phục vụ giao thông liên tục thuận lợi Tính tốn ổn định tổng thể kết cấu mái kè theo phương pháp Bishop phần mềm Geoslope dạng kết 96 cấu kè Qua tính tốn dạng kết cấu đưa ổn định, kết hợp với quản lý theo dõi thực tế tác giả đề xuất giải pháp bảo vệ bờ, đưa hai loại hình thức kết cấu cơng trình kè lát mái hộ chân áp dụng cho đoạn sông Cầu qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh, là: + Kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép, kết hợp lăng thể đá hộc + Kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc Phân tích đánh giá hiệu kinh tế việc xử lý mặt đê bê tông chuyền thống bê tông tự lèn, tác giả đưa bê tông tự lèn vào việc xử lý bề mặt đê Như vậy, sở kết hợp lý thuyết với thực tiễn luận văn góp phần giúp học viên nắm phương pháp nghiên cứu khoa học, làm tiền đề cho công trình nghiên cứu khoa học sau Với kết đạt luận văn áp dụng vào thực tế cho việc thiết kế, quản lý, tu hệ thống đê điều đoạn sông Cầu qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh Hạn chế Việc xác định nguyên nhân gây ổn định đê phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong bao gồm yếu tố tự nhiên, người chiến lược phát triển Nhà nước vùng cụ thể Hơn yếu tố khơng biến đổi cách ngẫu nhiên (khó xác định xác) mà chúng tác động lẫn tạo nên phức tạp cho toán đặt Trong luận văn này, tác giả cố gắng tìm hiểu, tích lũy phân tích để tính tốn Song thời gian có hạn, kiến thức khoa học tích lũy thân cịn ít, hạn chế khả phân tích kinh nghiệm thực tế Do nội dung luận văn thực đề tài nhiều tồn sau: 1) Chưa đưa hết giải pháp mở rộng mặt đê kết hợp phòng lũ giao thơng 2) Khi tính tốn, so sánh phương án chưa xét đến tốc độ thời gian thi công phương án 3) Các tính tốn cụ thể cịn ít, chưa phong phú Thêm vào đó, số tài liệu, số liệu thu thập chưa cập nhật làm 97 4) Do đặc thù hệ thống đê điều theo dạng tuyến nên tính tốn, ứng dụng tác giả khơng thể hết tính chất tồn tuyến đê hữu Cầu thành phố Bắc Ninh Kiến nghị hướng nghiên cứu luận văn Trên sở kết nghiên cứu đạt luận văn thời gian tới tác giả sâu vào nghiên cứu thêm số dạng mặt cắt đê, kết cấu kè bảo vệ mái thượng lưu đê Xử lý bề mặt đê phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội vùng từ lựa chọn phương án xử lý cố đê phù hợp để áp dụng cho hệ thống đê điều địa bàn toàn tỉnh Bắc Ninh Ngoài thời gian tới tác giả sâu vào nghiên cứu tính tốn, lựa chọn nhiều phương án xử lý đê, mặt đê mái đê vừa đảm bảo an toàn cho hệ thống đê đồng thời kết hợp với giao thông đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội địa phương 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ mơn thi cơng (2004), Thi cơng cơng trình thủy lợi Tập I, Tập II, Đại học Thủy lợi, Nxb Xây dựng, Hà Nội Chi cục Đê điều PCLB Bắc Ninh (2012), Báo cáo đánh giá trạng cơng trình đê điều phương án hộ đê năm 2012 tỉnh Bắc Ninh GS.TSKH Cao Văn Chí, PGS.TS Trịnh Văn Cương (2003), Cơ học đất, Trường đại học thủy lợi, Nxb Xây dựng, Hà Nội Công ty CP tư vấn xây dựng nông nghiệp PTNT Bắc Ninh (2009), Tài liệu thiết kế cơng trình đê Hữu Cầu Trịnh Văn Cương (2004), Địa kỹ thuật cơng trình “Bài giảng Cao học ngành cơng trình thuỷ lợi”, Hà Nội 2004 QPTL.A6.77, Tiêu chuẩn phân cấp đê Nguyễn Quyền (2001), Bài giảng thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ, NXB Xây dựng, Hà Nội TCXDVN 285:2002, Cơng trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế TCVN 4253:1986, Nền cơng trình thủy cơng - Tiêu chuẩn thiết kế 10 TCVN 8644:2011, Cơng trình thủy lợi - u cầu kỹ thuật khoan vữa gia cố đê 11 Trường Đại học Thủy lợi, Bài giảng “Thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ sơng, bờ biển” 12 Trường Đại học Thủy lợi, Giáo trình “Thủy cơng” 13 Tơn Thất Vĩnh (2003), Cơng trình bảo vệ bờ, đê, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 14 Tôn Thất Vĩnh, Bài giảng cao học ngành cơng trình “Địa kỹ thuật cơng trình” 15 PGS.TS Hồng phó Un (2012), Hồn thiện cơng nghệ sản xuất thi cơng bê tơng tự lèn xây dựng cơng trình thủy lợi ” ... ? ?Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân ổn định giải pháp sửa chữa đê Hữu Cầu - Bắc Ninh " có ý nghĩa thực tiễn cao 3 )Mục đích Đề tài phạm vi nghiên cứu: Mục đích đề tài - Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân. .. việc nghiên cứu đánh giá nguyên nhân gây ổn định đê Hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh đề xuất giải pháp khắc phục cho hệ thống đê tỉnh Bắc Ninh, với hệ thống đê Hữu Cầu cấp thiết Vì nên đề tài nghiên cứu ? ?Nghiên. .. nguyên nhân gây ổn định đê Hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh - Đề xuất giải pháp khắc phục cố sạt lở mái đê, đảm bảo an toàn cho đê Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: ổn định đê Hữu Cầu tác