Nghiên cứu kết cấu kè trên nền đất yếu bảo vệ chống sạt lở khu vực thanh đa thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ************************** ĐẶNG HỮU TRINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KẾT CẤU KÈ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU BẢO VỆ CHỐNG SẠT LỞ – KHU VỰC THANH ĐA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MÃ SỐ NGÀNH : 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Thầy hướng dẫn khoa học : TS PHẠM VĂN LONG Thầy chấm nhận xét 1: Thầy chấm nhận xét 2: Luận Văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2004 PHẦN I Nghiên cứu TỔNG QUAN PHẦN II Nghiên cứu sâu VÀ phát triển PHẦN III KẾT LUẬN kiến nghị TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : ĐẶNG HỮU TRINH Sinh ngày : 04 – 03 – 1977 Nơi sinh : ĐÀ NẴNG Địa liên lạc : 1041 Lạc Long Quân P.10 – Q.TB Tp.HCM Nơi công tác : Xí nghiệp Tư vấn Xây dựng Điện thoại : 8.982.241 Quá trình đào tạo : - 1995 → 2001 : Sinh viên trường đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh Khoa Kỹ thuật Xây Dựng - 2002 → 2004 : Học viên cao học ngành Công Trình Trên Đất Yếu khóa 13 – Trường Đại Học Bách Khoa T.P Hồ Chí Minh Quá trình công tác : 2001 → : Xí nghiệp Tư vấn Xây dựng ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ……………………………………………………………………… CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc …………………………………………… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: ĐẶNG HỮU TRINH NGÀY THÁNG NĂM SINH: 04-03-1977 CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU PHÁI: NAM NƠI SINH: ĐÀ NẴNG MÃ SỐ: 31.10.02 I/-TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KẾT CẤU KÈ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU BẢO VỆ CHỐNG SẠT LỞ KHU VỰC THANH ĐA - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1.NHIỆM VỤ: Nghiên cứu tính toán ổn định biến dạng, đề xuất giải pháp tính toán hợp lý cho công trình kè bảo vệ chống sạt lở ven sông Sài Gòn điều kiện đất yếu thành phố Hồ Chí Minh 2.NỘI DUNG: Mở đầu PHẦN I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Chương : Nghiên cứu tổng quan trình hình thành đặc điểm đất yếu ven sông Sài Gòn Chương 2: Nghiên cứu tổng quan nguyên nhân giải pháp công trình kè chống sạt lở ven sông Sài Gòn PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương 3: Nghiên cứu tính toán kết cấu kè phương pháp Phần tử hữu hạn Chương 4: Ứng dụng kết nghiên cứu để chọn giải pháp cấu tạo phương pháp tính toán cho công trình thực tế ven sông PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 09/ 02/2004 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/11/2004 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : THẦY HƯỚNG DẪN THẦY HƯỚNG DẪN TS PHẠM VĂN LONG TS PHẠM VĂN LONG CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG Th.S VÕ PHÁN Nội dung đề cương Luận Văn Thạc Só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 2004 PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH TS CHÂU NGỌC ẨN Lời cảm ơn! Để hoàn thành Luận văn Thạc só này, chân thành biết ơn tất q Thầy Cô tận tình truyền đạt kiến thức suốt trình học, thời gian làm luận văn cao học Trước hết, xin chân thành cám ơn Tiến Só Phạm Văn Long, người tận tình giúp đỡ, dẫn cặn kẽ cho kiến thức, kinh nghiệm q báu suốt thời gian làm luận văn, với quan tâm giúp đỡ thường xuyên thầy nguồn động viên lớn để hoàn thành luận văn cao học Xin chân thành biết ơn Thầy GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG, chủ nhiệm ngành Công trình đất yếu, truyền đạt hết kiến thức thầy cho tất môn học Thầy phụ trách đồng thời giúp đỡ, động viên, nhắc nhở nhiều thời gian làm luận án Xin chân thành biết ơn Tiến só Châu Ngọc Ẩn – ngøi truyền đạt cho kiến thức q báu trình học, giúp đỡ giải đáp thắc mắc vấn đề khoa học ý kiến đóng góp quan trọng thầy giúp đỡ nhìn nhận vấn đề khoa học tốt Xin tỏ lòng cảm ơn đến lãnh đạo tập thể thầy cô Phòng Quản lý sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, bạn bè giúp đỡ suốt khóa học TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: Nghiên cứu kết cấu kè đất yếu bảo vệ chống sạt lở khu vực Thanh Đa – Thành phố Hồ Chí Minh Tóm tắt: Phần lớn vùng đất khu vực ven sông Sài Gòn có tầng trầm tích dày Đặc trưng lớp sét yếu có sức chống cắt bé biến dạng lớn Thêm vào đó, chịu tác động mạnh mẽ thủy triều biển Đông, kết hợp với mưa nhiều vào tháng hè làm gia tăng áp lực gây trượt tác động lên khối đất ven bờ gây nên tượng sạt lở bờ Các tượng sạt lở diễn khắp nơi, diện rộng mức báo động Có nhiều phương án khác để xử lý khắc phục tượng, cố nêu Trong nội dung luận án này, tác giả nghiên cứu dạng kết cấu kè có cọc tham gia chịu tải trọng ngang chống trượt sâu phương pháp PTHH sử dụng chương trình Plaxis 3D, từ kiến nghị số giải pháp kết cấu kè phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội cho khu vực thành phố Hồ Chí Minh Nghiên cứu chuyển dịch ngang đất, chuyển vị ngang cọc ứng với thay đổi khoảng cách cọc hệ công trình, sơ đồ bố trí cọc khác nhau, mô hình địa chất khác Xem xét ảnh hưởng, tác động vải địa kỹ thuật đến chuyển dịch ngang công trình, đến áp lực tác động lên tường chắn nội lực hệ cọc So sánh kết từ lời giải chương trình Plaxis 3D chương trình Plaxis 2D với mô hình tương đương, từ rút kết nhận xét SUMMARY OF THESIS Title Of Thesis Research on the solutions of embankment structure on soft ground at the bank of a river for protecting it from an erosion in Thanh Da area – Ho Chi Minh City Abstract The bank of Sai Gon River is covered by large area of thick and soft clay deposit layer which are presented by very low shear strength value and high deformation characteristic In addition, due to be strongly affected by the tide of Eastern Sea as well as the rainfall in summer months, the sliding pressure impacting the embankment at riverside increases to cause the erosion The erosion phenomenon is occurring in everywhere, large area and it is being alerted There are many solutions to solve the phenomenon In the content of the thesis, the author is going to research on the forms of embankment structure with piles supporting horizontal load and resisting the overall by the finite element method (FEM) , PLAXIS 3D Program From that outcome the author suggests some embankment structures to be suitable with economic conditions and social conditions in Ho Chi Minh City currently Research on horizontal deformation of soft clay and horizontal displacement of piles according to variety of distance between piles, variety of diagram of placing piles and geological model difference in the construction The thesis also considers the influence and impact of reinforcement geotextile layers to horizontal deformation of the structures and pressure impacting to stone wall, and internal force of pile system as well By comparison the results from the solution of PLAXIS 3D program and that of PLAXIS 2D program with the results of equilibrium model, the outcome will be suggested - 116 - +0.0 8.8 -10.0 10.7 ~ 3b -20.0 20.1 21.8 3a 23.6 27.5 -30.0 30.0 30.0 3b 30.0 Hình 4.7 : Mặt cắt địa chất công trình Chú thích : - Lớp : Bùn sét màu xám đen lẫn tàn tích hữu cơ, xác thực vật - Lớp : Sét màu xám vàng, xám hồng, trạng thái dẻo cứng - Lớp 3a : Cát sét màu xám đen, trạng thái dẻo - Lớp 3b : Cát sỏi sạn xám vàng, nâu vàng, trạng thái chặt vừa - Lớp : Sét xám màu vàng sậm, nâu vàng, lẫn cát mịn, nửa cứng – cứng 4.2.2.3 Chạy chương trình : Thông số nhập vào Ở công trình này, từ kết thí nghiệm cắt cánh, sau nhân với thông số µ để hiệu chỉnh theo Bjerum với công thức sau : Su = µ.Sucắt cánh µ : phụ thuộc vào số dẻo (Ip) đất Ta có kết sau : - 117 - Từ TN cắt cánh Su (kN/m) 10 20 30 40 50 60 70 80 Ñ o ä saâ u ( m ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Từ TN cắt cánh Giá trị tính toán Đồ thị 4.3 : Biểu đồ giá trị Su Các thông số địa chất Kí hiệu Cát đắp Đất đắp Cừ tràm Bùn sét Sét cát Đơn vị Model MC MC MC MC MC - Type of behaviour Type Drain Udrain Udrain Udrain Udrain - Natural unit weight γunsat 18.06 18.06 14.46 14.46 18.69 kN/m3 Saturated soil weight γsat 20 18.54 14.67 14.67 19.05 kN/m3 Young's modulus Eref 30000 3750 30000 150xSu 30000 kN/m2 ν 0.3 0.3 0.3 0.35 0.25 - cref 30 25 215 Su 16.6 kN/m2 Friction angle ϕ 0 15.8 ° Dilatancy angle ψ 0 0 ° Rinter 0.7 0.7 0.7 0.67 0.75 − Thông số Material model Poisson's ratio Cohesion Strength reduction factor inter - 118 - Thông số cọc BTCT Thông số Cọc 30x30cm Đà giằng 50x50 Tường đỉnh Đơn vị EA 2.39E+06 6.63E+06 7.95E+06 kN/m EI 1.79E+04 1.66E+05 5.96E+05 kNm2/m d 0.3 0.5 0.3 m ω 2.25 6.25 7.5 kN/m/m ν 0.2 0.2 0.2 − Các thông số vềvải địa kỹ thuật PEC35 Thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị Độ cứng chống chuyển vị dọc trục EA 350 kN/m Kết : Hình 4.8 : Sơ đồ lưới biến dạng trường chuyển vị coïc - 119 - -30 M/d (kN.m/m) -20 -10 10 -60 -40 Q/d (kN/m) -20 20 0.01 0 -2 -2 -2 -4 -4 -4 -6 -6 -6 -8 -8 -8 -10 -10 H(m) H(m) H(m) -40 Ux coc (m) 0.015 0.02 0.025 -10 -12 -12 -12 -14 -14 -14 -16 -16 -16 -18 -18 -18 Đồ thị 4.4 : Biểu đồ nội lực chuyển vị cọc Nhận xét kết tính: • Từ kết tính toán cho giá trị Momen lớn 20 kNm/m, giá trị lực cắt Qmax = 45 kN/m Giá trị nhỏ nhiều so với khả chịu tải theo vật liệu cọc, đảm bảo điều kiện làm việc kết cấu công trình • Chuyển vị ngang cực đại cọc