Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền đất yếu khu vực ven biển huyện kim sơn ninh bình, phục vụ đánh giá ổn định tuyến đê biển bình minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỖ ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC VEN BIỂN HUYỆN KIM SƠN – NINH BÌNH, PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH TUYẾN ĐÊ BIỂN BÌNH MINH NGÀNH MÃ SỐ : KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT : 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Lê Trọng Thắng HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Hà Nơi, ngày tháng năm 2014 Tác giả Đỗ Anh Tuấn MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang MỞ ĐẦU Chương 1: Tổng quan cơng trình nghiên cứu đất yếu, cấu trúc đất yếu 11 1.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu đất yếu 11 1.2 Tổng quan cấu trúc đất yếu 15 Chương 2: Đặc điểm tự nhiên địa chất cơng trình khu vực nghiên cứu 21 2.1 Điều kiện tự nhiên 21 2.2 Đặc điểm trầm tích đệ tứ, địa chất thủy văn 24 2.2.1 Đặc điểm trầm tích đệ tứ 24 2.2.1.1 Hệ đệ tứ, thống Pleistoxen – trên, hệ tầng Hà Nội 25 2.2.1.2 Hệ đệ tứ, thống Pleistoxen trên, hệ tầng Vĩnh Phúc 25 2.2.1.3 Hệ đệ tứ, thống Holoxen, phụ thống – giữa, hệ tầng Hải Hưng 26 2.2.1.4 Hệ đệ tứ, thống Holoxen, phụ thống trên, hệ tầng Thái Bình 26 2.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn 27 2.2.2.1 Tầng chứa nước Holoxen (qh2) 27 2.2.2.2 Tầng chứa nước lỗ hổng Holoxen (qh1) 27 2.2.2.3 Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistoxen (qh) 27 2.3 Đặc điểm địa chất cơng trình khu vực nghiên cứu 28 2.3.1 Đặc điểm địa hình 28 2.3.2 Đặc điểm địa tầng tính chất lý lớp đất 28 Chương 3: Phân chia cấu trúc đất yếu đánh giá khả xây dựng kiểu cấu trúc 36 3.1 Cơ sở phân chia 36 3.2 Đặc điểm kiểu cấu trúc phân chia 36 3.2.1 Cấu trúc kiểu I 36 3.2.2 Cấu trúc kiểu II 37 3.3 Đánh giá khả ổn định lún cơng trình kiểu cấu trúc 38 3.3.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn 39 3.3.1.1 Xác định độ lún cuối đất 39 3.3.1.2 Xác định độ lún theo thời gian 42 3.3.2 Kiểm tra ổn định lún cơng trình đê cấu trúc kiểu I 42 3.3.2.1 Xác định độ lún cuối 43 3.3.2.2 Xác định độ lún theo thời gian 47 3.3.3 Kiểm tra ổn định lún cơng trình đê cấu trúc kiểu II 48 3.3.3.1 Xác định độ lún cuối 48 3.3.3.2 Xác định độ lún theo thời gian 51 3.4 Kiểm tra ổn định trượt đê 53 3.4.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn 53 3.4.2 Tính tốn trượt đê 55 3.5 Nhận xét 58 Chương 4: Hiện trạng tuyến đê nghiên cứu, kiến nghị giải pháp xử lý 59 4.1 Hiện trạng tuyến đê nghiên cứu 59 4.2 Kiến nghị giải pháp xử lý 63 4.2.1 Giải pháp giữ ổn định cho đê 63 4.2.2 Giải pháp bảo vệ mái đê phía biển 67 4.2.2.1 Lát đá khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn 67 4.2.2.2 Gia cố mái đê nhựa đường 68 4.2.2.3 Thảm bê tông 69 4.2.2.4 Thảm đá 69 4.2.2.5 Thảm túi địa kỹ thuật chứa cát 69 4.2.2.6 Hệ thống ống địa kỹ thuật chứa cát 70 4.2.2.7 Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp 70 4.2.3 Giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng 70 4.2.3.1 Trồng cỏ 70 4.2.3.2 Thảm ba chiều sợi tổng hợp 71 4.2.3.3 Giải pháp kết cấu bê tông thủy công giảm vận tốc xói sóng tràn 71 Kết luận 73 Tài liệu tham khảo 74 Phụ lục 77 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm 22 Bảng 2.2 Thống kê mực nước lũ 23 Bảng 2.3 Bề dày lớp 29 Bảng 2.4 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp 29 Bảng 2.5 Bề dày lớp 31 Bảng 2.6 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp 31 Bảng 2.7 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp 32 Bảng 2.8 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp 34 Bảng 3.1 Phần độ lún cố kết lại ∆S trục tim đê 41 Bảng 3.2 Kết tính ứng suất tim đê cho cấu trúc kiểu I 43 Bảng 3.3 Kết tính lún cố kết tim đê mặt cắt K8 +800 -:K11 +50 Cấu trúc kiểu I 46 Bảng 3.4 Bảng tính lún theo thời gian – Cấu trúc kiểu I 47 Bảng 3.5 Kết tính ứng suất tim đê cho cấu trúc kiểu II 49 Bảng 3.6 Kết tính lún cố kết tim đê mặt cắt K7 +630 -:K8 +750 Cấu trúc kiểu II 50 Bảng 3.7 Bảng tính lún theo thời gian – Cấu trúc kiểu II 52 Bảng 3.8 Hệ số an toàn ổn định trượt đê đất yếu (K) 55 Bảng 3.9 Kết tính tốn cho cung trượt có tâm O 57 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Bản đồ vị trí tuyến đê biển Bình Minh 21 Hình 3.1 Cấu trúc kiểu I 37 Hình 3.2 Cấu trúc kiểu II 38 Hình 3.3 Mặt cắt điển hình đê Bình Minh 39 Hình 3.4 Biểu đồ phân bố ứng suất tim đê K8 + 800-:- K11 + 50 – Cấu trúc kiểu I 45 Hình 3.5 Biểu đồ quan hệ độ lún thời gian - Cấu trúc kiểu I 48 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố ứng suất tim đê K7 + 630 -:- K8+750 – Cấu trúc kiểu II 50 Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ độ lún thời gian – Cấu trúc kiểu II 52 Hình 3.8 Sơ đồ tính tốn theo phương pháp tra bảng cổ điển 53 Hình 3.9 Sơ đồ tính tốn theo phương pháp mặt trượt mặt trụ trịn 54 Hình 3.10 Sơ đồ mặt trượt 56 Hình 4.1 Hiện trạng đê Hàn Khẩu thuộc tuyến đê biển Bình Minh III 59 Hình 4.2 Mơ hình đắp bệ phản áp 65 Hình 4.3 Cát chảy gây tượng hố tử thần 66 Hình 4.4 Hiện tượng mạch đùn, mạch sủi xuất tuyến đê Bình Minh III Hình 4.5 Một số dạng cấu kiện bê tông lắp ghép 66 Hình 4.6 Mơ hình kè túi địa kỹ thuật chứa cát 69 Hình 4.7 Giải pháp trồng cỏ bảo vệ mái đê phía đồng 71 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Bãi bồi Kim Sơn dài khoảng 15km tính từ cửa sơng Đáy phía đơng huyện Kim Sơn đến cửa sơng Càn phía tây, vùng bãi bồi có chiều rộng lớn nước ta Trung bình hàng năm bãi bồi Kim Sơn lấn biển từ 80 đến 100m độ bồi cao trung bình từ đến 8cm/năm Vùng bãi bồi đê Bình Minh Bình Minh có diện tích 1450 ha, có độ cao từ 0.00 đến +1.00m Đây vùng bãi bồi có tiềm kinh tế cao huyện Kim Sơn nói riêng tỉnh Ninh Bình nói chung, đầu tư khai thác hướng Vùng ven biển Kim Sơn, nằm hệ thống phòng thủ chiến lược quân tỉnh Ninh Bình nói riêng khu vực nói chung Thực trạng vùng kinh tế ven biển có mật độ dân cư thưa thớt, dân số công giáo tập trung đông tỉnh, chiếm 70% dân cơng giáo tồn tỉnh Vị trí lại xa trung tâm đầu não tỉnh, việc huy động nhanh lực lượng phương tiện tác chiến chỗ gặp nhiều khó khăn trở ngại có cố xảy Do việc phát triển kinh tế xã hội vùng đòi hỏi phải phối hợp chặt chẽ với an ninh quốc phịng, với cơng tác phịng chống lụt bão cứu hộ đê điều có cố xảy Ở thời điểm trước cao độ bãi bồi đoạn trực biển nằm đê Bình Minh Bình Minh (phía đơng 680 ha, phía tây 155 khép kín đê bao bảo vệ) nuôi trồng thuỷ sản áp dụng công nghệ kỹ thuật, hình thức ni tiên tiến để nâng cao suất đạt hiệu kinh tế nâng cao đời sống nhân dân Vùng chưa khép kín bồi lắng tương đối nhiều, cao trình bãi khoảng (-0.20) đến (+0.30); với cao trình bãi phù hợp để tạo mặt thống ni tơm Hơn đến nhu cầu diện tích ao đầm ni trồng thuỷ sản tăng cao, nhân dân đầu tư thâm canh diện tích lớn khu vực phía đơng phía tây hai đê Bình Minh Bình Minh với nguồn kinh phí cơng sức lớn Mặt khác, biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu chịu tác động BĐKH nước biển dâng Một giải pháp quan trọng, tích cực hiệu để thích ứng đối phó với tác động BĐKH nước biển dâng nhằm bảo vệ dân cư, khu kinh tế, phát triển kinh tế - xã hội chống đất vùng ven biển đầu tư xây dựng nâng cấp hệ thống đê biển Tuy nhiên, hệ thống đê biển Bình Minh xây dựng đất yếu nên thường xảy tượng sụt lún, sạt lở thân đê Mặt khác vật liệu dùng để đắp đê đắp đất chỗ chất lượng nên gặp trận bão, gió kèm theo triều cường, dễ bị hư hỏng Chính đề tài “ Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc đất yếu khu vực ven biển huyện Kim Sơn – Ninh Bình, phục vụ đánh giá ổn định tuyến đê biển Bình Minh” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn quan trọng Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Môi trường địa chất đê thân đê với tượng địa chất xảy Phạm vi nghiên cứu: Các tuyến đê biển Bình Minh thuộc huyện Kim Sơn – Ninh Bình, nơi xảy quan hệ tương tác thân đê cấu trúc đất yếu Mục tiêu đề tài: - Nghiên cứu đặc điểm xây dựng kiểu cấu trúc nền, đặc biệt cấu trúc đất yếu phục vụ xây dựng đánh giá ổn định tuyến đê biển Bình Minh - Kiến nghị giải pháp xử lý thích hợp để cơng trình đạt ổn định lâu dài Nội dung nghiên cứu: Để đạt mục tiêu đặt cần nghiên cứu nội dung sau: - Đánh giá tổng quan vấn đề nghiên cứu - Làm rõ đặc điểm khí tượng, thủy văn, địa hình, địa mạo, địa chất, địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm địa chất cơng trình phân chia kiểu cấu trúc khu vực ven biển Kim Sơn – Ninh Bình - Đánh giá trạng đê đê tuyến nghiên cứu - Phân tích yếu tố gây ổn định đê, điều kiện phát sinh, phát triển tượng địa chất gây cố đê đoạn có cấu trúc khác - Nghiên cứu giải pháp, công nghệ xử lý đê thân đê, kiến nghị giải pháp xử lý thích hợp đảm bảo ổn định lâu dài cho đê Phương pháp nghiên cứu: Để tiến hành nghiên cứu nội dung trên, luận văn sử dụng tổ hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu: thu thập tài liệu có địa lý tự nhiên, địa hình địa mạo, địa chất, địa chất thủy văn , làm rõ đặc điểm chung khu vực - Phương pháp thực nghiệm: tiến hành công tác nghiên cứu thực địa, khoan thăm dị, lấy mẫu, thí nghiệm phịng trường - Phương pháp tính toán lý thuyết: sử dụng phương pháp khác để mơ hình hóa q trình địa chất, đánh giá ổn định đê 57 mái dốc phía đất liền gần trạng thái cân giới hạn Do vậy, tác dụng dòng chảy mặt sườn đê dễ dàng bị xói mịn, chí bị sạt lở mức độ khác Nghiêm trọng hơn, nước sóng leo tràn qua đê dễ dàng gây ổn định sườn đê biển, tạo khối trượt nơng dạng dịng chảy dẫn đến phá hủy hoàn toàn đê biển theo chiều từ đất liền biển * Như với đặc điểm độ hạt cát mịn ven biển đồng Bắc Bộ, để dòng chảy dọc bờ di chuyển hạt cát, sóng phải có chiều cao tối thiểu 0,25m Như vậy, để bảo vệ đê cách hữu hiệu, chiều rộng RNM cần đủ lớn để giảm chiều cao sóng trung bình xuống 0,25m Khi đó, chân khay đê biển không bị phá hủy Các kết nghiên cứu cho thấy hệ số giảm sóng “r” trung bình RNM đạt khoảng 0,12/100m Với chiều cao sóng trung bình năm khu vực 0,8 -1,0m, chiều rộng tối thiểu RNM, góp phần bảo vệ đê cách hữu hiệu khoảng 500m đến 600m 4.2 Kiến nghị giải pháp xử lý 4.2.1 Giải pháp giữ ổn định cho đê Hệ thống đê biển Bình Minh bao gồm tuyến đê Bình Minh 1, Bình Minh Bình Minh Trong đê Bình Minh Bình Minh thành đường dân sinh xã ven biển huyện Kim Sơn, thời gian thi công hai tuyến đê cách lâu trải qua trình tu sửa, nâng cấp kiên cố hóa thành đường giao thơng nên chúng ổn định Vì vậy, luận văn đề cập đến tuyến đê Bình Minh 3, tuyến đê vừa có nhiệm vụ ngăn nước mặn, lấn biển vừa tuyến đường giao thông phục vụ lại người dân quanh vùng Trong năm gần tuyến đê biển Bình Minh đầu tư, nâng cấp, mặt đê trải bê tông dày, mái đê lát đá xếp bê tông Trên sở cấu trúc phân chia, đưa số kiến nghị xử lý để giữ ổn định lâu dài cho đê: 58 - Dựa vào kết tính tốn cấu trúc kiểu I kiểu II thấy tuyến đê trình lún cố kết, vấn đề dẫn đến tình trạng hạ thấp mặt đê, ảnh hưởng đến việc ngăn nước biển nước biển dâng Để khắc phục tình trạng giải pháp đắp thêm đất cho đủ cao trình thiết kế coi phù hợp Quá trình đắp thêm đất diễn theo lộ trình lún thân đê thơng qua hệ thống quan trắc lún Vì tuyến đê đường giao thông phục vụ lại cho người dân nên nâng cấp đê cần phải xem xét đến vật liệu sử dụng để đắp, phải phù hợp với tiêu chuẩn đường giao thông nơng thơn kiên cố hóa mặt đê bê tơng tốt - Theo kết tính tốn ổn định trượt đê cho hai kiểu cấu trúc đê xảy tượng trượt cục số đoạn phía hạ lưu (phía đồng), đê có lớp đất yếu bề dày lớn Giải pháp xử lý đưa đắp bệ phản áp phía hạ lưu: Bệ phản áp đóng vai trị đối trọng, tăng độ ổn định cho phép đắp với chiều cao lớn, đạt độ lún cuối thời gian ngắn Bệ phản áp cịn có tác dụng, chống sóng, chống thấm nước So với việc làm thoải mái dốc taluy, với khối lượng đất đắp bệ phản áp có lợi giảm mô men lực trượt nhờ tập trung tải trọng chân taluy Khi chiều rộng bệ phản áp tăng giá trị hệ số an tồn F tăng lên Chiều cao chiều rộng bệ phản áp xác định theo cường độ chống cắt, chiều dày lớp đất hệ số an toàn yêu cầu Kích thước bệ phản áp thường lấy sau: + Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ chiều cao đắp trực tiếp giới hạn Hgh nên từ 1/3 ÷ 1/2 chiều cao đắp + Để tiết kiệm đất, chiều rộng bệ phản áp L rút xuống (2/3 ÷ 3/4) chiều dài trồi đất ứng với cung trượt nguy hiểm (theo 59 kinh nghiệm số nước chiều rộng L khơng cần phải chùm kín hết chiều dài trồi đất này) Bệ phản áp Hình 4.2: Mơ hình đắp bệ phản áp Bệ phản áp giải pháp tăng độ ổn định đắp có thêm tác dụng hạn chế thành phần lún đất yếu bị đẩy ngang sang hai bên tác dụng tải trọng đắp - Cấu trúc kiểu II có lớp cát mịn, chặt phân bố bên lớp đất yếu Trong xây dựng cơng trình đặt cấu trúc kiểu tuơng đối tốt ổn định bên đất yếu lớp cát chặt, cho phép đặt móng cọc Nhưng việc thi cơng khơng đơn giản đào bỏ lớp phủ làm xuất lộ lớp cát gây tượng cát chảy, xói ngầm làm ổn định đê Vì vậy, trước thi cơng địi hỏi phải tính tốn kỹ lưỡng đưa giải pháp phù hợp xử lý tượng cát chảy, xói ngầm Giải pháp phổ biến áp dụng thiết kế hố khoan thu nước, hệ thống giếng xung quanh cơng trình nhằm mục đích hạ thấp mực nước ngầm, giảm áp lực thủy động khắc phục tượng cát chảy Đối với khu vực hạ lưu thượng lưu đê tránh đào bới lớp phủ để lộ lớp cát bên ảnh hưởng tới đê 60 Hình 4.3: Cát chảy gây tượng hố tử thần - Trước biến đổi phức tạp khí hậu toàn cầu nước biển dâng, tượng mạch đùn, mạch sủi phát sinh với quy mô lớn diện rộng gây nguy vỡ đê Nguyên nhân gây nên tượng mực nước biển dâng cao, áp lực nước tầng chứa nước đê gia tăng vượt cột nước giới hạn, làm phá vỡ tầng bảo vệ Biện pháp sử dụng để khắc phục tượng sử dụng giếng giảm áp biện pháp kỹ thuật quan trọng để xử lý mạch đùn, mạch sủi, đảm bảo an toàn cho hệ thống đê Hình 4.4: Hiện tượng mạch đùn, mạch sủi xuất tuyên đê Bình Minh III 61 4.2.2 Giải pháp bảo vệ mái đê phía biển 4.2.2.1 Lát đá khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn - Phổ biến hình thức bảo vệ mái đá đổ, đá lát khan, cấu kiện bê tông đúc sẵn, cấu kiện bê tông lắp ghép với dạng liên kết khác Đá hộc với kích thước xác định nhằm đảm bảo ổn định tác dụng sóng đẩy nước, dòng chảy Đá xếp chặt theo lớp để bảo vệ mái Với loại kè thường có số biểu hư hỏng lún sụt, chuyển dịch xô lệch, dồn đống khung bê tông cốt thép Hình thức sử dụng hầu hết tuyến đê biển + Ưu điểm: ghép chèn chặt làm cho viên đá hộc viên khác giữ bề mặt gồ ghề viên đá, khe hở ghép lát lớn thoát nước mái đê nhanh, giảm áp lực đẩy liên kết mềm dễ biến vị theo độ lún Bề mặt gồ ghề, độ nhám lớn làm giảm sóng leo lên mái giảm vận tốc dòng rút Về mặt kỹ thuật thi cơng sửa chữa dễ dàng + Nhược điểm: bị lún cục tác dụng sóng dồn nén, liên kết chèn bị phá vỡ, đá tách rời Vì trọng lượng thân nhỏ nên dễ bị sóng trơi đất tạo nhiều hang hốc lớn, sụt sạt nhanh, gây hư hỏng cho đê - Cấu kiện bê tông tự chèn dùng cấu kiện bê tơng có kích thước trọng lượng đủ lớn đặt liên kết tạo thành mảng bảo vệ chống xói cho mái phía biển tác động sóng dòng chảy Để gia tăng ổn định giảm thiểu kích thước cấu kiện người ta khơng ngừng nghiên cứu cải tiến hình dạng cấu kiện liên kết cấu kiện hình thức tự chèn Kết cấu loại dễ thoát nước, dễ biến dạng với đê nên có độ ổn định kết cấu tương đối cao - Các cấu kiện bê tông đúc sẵn có xu hướng chuyển từ dạng “bản” sử dụng phổ biến sang dạng “cột” để tăng ổn định dễ 62 sửa chữa có cố Có nhiều dạng kết cấu bê tơng gia cố, hình dạng kết cấu gia cố dựa tiêu chí liên kết mảng giảm sóng Tính đến thời điểm tại, gia cố mái đê biển cấu kiện bê tông đúc sẵn phổ biến ưu điểm trội ổn định mảng gia cố tác động sóng dễ thi cơng thuận tiện dùng thi cơng giới + Ưu điểm: có khả phân bố xung lực cục cho cấu kiện bên cạnh Vì giảm tượng lún sâu cục bộ, đồng thời nối với ngàm đối xứng dạng nêm hai chiều đan giằng vào chặt chẽ tạo kết cấu lớn khớp nối dích dắc hạn chế dịng xói trực tiếp xuống + Nhược điểm: ban đầu loại cấu kiện có chiều dày độ vát nhỏ dễ bị gãy, sứt mẻ q trình vận chuyển thi cơng, loại có độ dày lớn nên khắc phục nhược điểm Hình 4.5: Một số dạng cấu kiện bê tông lắp ghép 4.2.2.2 Gia cố mái đê nhựa đường Vật liệu thường dùng kết hợp với vật liệu khác để gia cường, chẳng hạn nhựa đường xếp đá, nhựa đường xếp bê tông khối, đê biển nhiều nước tiên tiến Nauy, Ha Lan, Mỹ số nước khác 63 4.2.2.3 Thảm bê tông Các cấu kiện bê tông nối với tạo thành mảng liên kết Các cấu kiện liên kết với dây cáp, móc, cấu kiện thường đệm cao su lấp đầy sỏi, gạch, xỉ Phải bố trí tầng lọc ngược thảm bê tông với thân đê Cấu kiện thường xuyên cải tiến hình dạng liên kết kiểu cấu kiện 4.2.2.4 Thảm đá Các rọ đá thép bọc chất dẻo chất dẻo đựng đầy đá gọi “thảm đá” Thảm đá dùng để chống xói cho đê bờ sơng bờ biển tác động sóng dịng chảy Ý tưởng kết cấu liên kết đá nhỏ lại thành khối lớn để sóng dịng chảy khơng phá hỏng 4.2.2.5 Thảm túi địa kỹ thuật chứa cát Các túi địa kỹ thuật bơm đầy cát đặt lớp vải địa kỹ thuật, liên kết với thành hệ thống gọi thảm túi cát để bảo vệ mái dốc đê, bờ sông, bờ biển Hình 4.6: Mơ hình kè túi địa kỹ thuật chứa cát 64 4.2.2.6 Hệ thống ống địa kỹ thuật chứa cát Sử dụng ống địa kỹ thuật có đường kính từ 0.5m đến 2.5m, kích thước tùy thuộc vào u cầu cơng trình Chiều dày ống trung bình khoảng 60 – 100m Định vị ống vào vị trí dự kiến sau bơm dung dịch tỷ lệ phần cát phần nước, ống đầy cát vữa xi măng Hình thành mặt cắt đê biển kết cấu dự định xây dựng 4.2.2.7 Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp Sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp làm chức gia cố dạng đất có cốt, chức phân cách lớp vật liệu có nhóm đường kính hạt khác nhau, gia cường làm đắp đê đất yếu Như tăng cường ổn định tổng thể cho đê Vải địa kỹ thuật dệt từ sợi tổng hợp dùng làm tăng ổn định mảng gia cố mái đê, sợi tổng hợp dệt thành màng địa kỹ thuật làm chức chống thấm, chức phân cách lớp vật liệu Nhìn chung với thay đổi công nghệ vật liệu giải nhiều vấn đề kỹ thuật, đảm bảo an toàn ổn định lâu dài cho đê biển 4.2.3 Giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng 4.2.3.1 Trồng cỏ Trồng cỏ để bảo vệ chống xói mái đê phía đồng sử dụng từ lâu phổ biến giới Trồng cỏ hình thức kết cấu đơn giản thân thiện với môi trường Cỏ trồng mái dốc để cỏ dễ tạo thành lớp bảo vệ chống xói bề mặt đê, trồng cỏ ô chia khối xây cấu kiện đúc sẵn Nhìn chung giải pháp trồng cỏ đánh giá hiệu giải pháp sử dụng từ lâu cỏ, rễ cỏ có tác dụng chống xói bề mặt đê có dịng chảy tràn Tuy nhiên, lớp bảo vệ chịu lưu lượng tràn định 65 Hình 4.7: Giải pháp trồng cỏ bảo vệ mái đê phía đồng 4.2.3.2 Thảm ba chiều sợi tổng hợp Thảm ba chiều sợi tổng hợp kết hợp với trồng cỏ tăng cường chịu tải cho lớp đất, tạo điều kiện thuận lợi ban đầu cho cỏ phát triển Bảo vệ mái đê theo công nghệ đảm bảo điều kiện thân thiện với môi trường tăng khả chống xói so với thảm cỏ thơng thường 4.2.3.3 Giải pháp kết cấu thủy công giảm vận tốc xói sóng tràn Giải pháp bố trí bể bê tơng đựng nước sóng tràn đỉnh đê, sóng tràn vào bể, bố trí ống dẫn nước để tiêu nước hạ lưu Trên tổng hợp giải pháp công nghệ bảo vệ mái tăng cường ổn định cho đê biển * Lựa chọn giải pháp: Trên sở giải pháp nêu trên, trạng thực tế tuyến đê biển Bình Minh để giữ ổn định lâu dài cho thân đê: - Đối với mái đê phía biển: chịu ảnh hưởng trực tiếp từ biển Do vùng biển huyện Kim Sơn trình biển thối, sóng biển khơng lớn, khu vực trước đê bãi bồi rộng trồng sú vẹt có tác dụng cản sóng 66 nên giải pháp lựa chọn lát đá khan vừa đảm bảo ổn định cho mái đê, vừa mang lại hiệu kinh tế dễ dàng thi công sửa chữa - Đối với mái đê phía đồng: chịu ảnh hưởng từ biển Thực tế hầu hết tuyến đê nước ta sử dụng giải pháp trồng cỏ mái đê phía đồng Hiệu giải pháp kiểm chứng rõ ràng, mang lại hiệu rõ rệt 67 KẾT LUẬN Khu vực nghiên cứu có phân bố lớp đất yếu, bề dày tương đối lớn yếu tố gây ổn định cho đê Bình Minh Cấu trúc đất yếu khu vực nghiên cứu chia làm kiểu: - Cấu trúc kiểu I: Đất yếu nằm lớp sét pha trạng thái dẻo mềm, bên lớp bùn lỗng mỏng - Cấu trúc kiểu II: Đất yếu phân bố nằm nông lớp bùn lỗng, bên lớp cát hạt mịm, chặt bão hòa nước Theo kết tính tốn, tuyến đê Bình Mình trình lún cố kết nên giải pháp đắp thêm đất nâng cao trình mặt đê phù hợp đơn giản dễ thực hiện, mang lại hiệu - Do số đoạn đê xảy tượng trượt cục mái đê phía đồng nên áp dụng giải pháp đắp bệ phản áp phía hạ lưu để đảm bảo an toàn cho tuyến đê - Trong cấu trúc kiểu II, có lớp cát chặt tương đối dày trung bình khoảng 11,0m bên lớp đất yếu, nguyên nhân xảy tượng cát chảy, xói ngầm, mạch đùn, mạch sủi gây ổn định đê lớp đất yếu bị đào làm xuất lộ lớp cát Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy giáo bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn, giúp đỡ quý báu tận tình thầy hướng dẫn PGS.TS Lê Trọng Thắng tồn thể thầy Bộ mơn Gửi lời cảm ơn tới Cơng ty CP tư vấn XD Ninh Bình nơi công tác, tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quang Chiêu, Plere Lareal, Nguyễn Thành Long, Vũ Đức Lục, Lê Bá Lương (1998), Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, nhà xuất Giao thông vận tải – Hà Nội Nguyễn Quang Chiêu (2004), Thiết kế thi công đắp đất yếu, NXB Xây dựng – Hà Nội Cơng ty CP tư vấn XD Ninh Bình (2001), Thuyết minh dự án “Hàn đê biển Bình Minh 3” Cơng ty CP tư vấn XD Ninh Bình (2008), Hàn nâng cấp tuyến đê biển Bình Minh Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học cơng nghệ Lê Huy Hồng (1984), Điều kiện địa chất cơng trình đồng bắc Việt Nam, tóm tắt luận án PTS khoa học Địa lý – Địa chất, Hà Nội Nguyễn Khắc Linh (2000), Địa chất môi trường phát triển bền vững, Tuyển tập báo cáo khoa học, Tạp chí Kinh tế địa chất nguyên liệu khoáng, Cục địa chất khoáng sản Việt Nam Vũ Cao Minh (1984), Cấu trúc địa cơ, tài liệu hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kỹ thuật lần thứ 11 Lê Văn Nãi (1998), Môi trường xây dựng bản, nhà xuất xây dựng Hà Nội 10 Nguyễn Huy Phương (1991), Đánh giá tượng biến dạng cơng trình xây dựng đất yếu Hà Nội giải pháp thiết kế móng nơng, Tuyển tập cơng trình khoa học Đại học Mỏ – Địa chất 11 Lê Hồng Quân (2008), “Phân chia kiểu cấu trúc khu vực thành phố Hải Dương kiến nghị giải pháp móng thích hợp cho 69 cơng trình xây dựng dân dụng, công nghiệp” Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Hà Nội 12 Hồng Văn Tân, Trần Đình Ngơ, Phan Xuân Trường, Nguyễn Hải (1973), Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu, nhà xuất xây dựng – Hà Nội 13 Nguyễn Thanh (1984), Về việc phân loại thành lập đồ cấu trúc cơng trình xây dựng Việt Nam, Tài liệu hội khoa học toàn quốc Địa kỹ thuật lần thứ 11, Hà Nội 14 Lê Trọng Thắng (1994): “Ảnh hưởng thời gian nén đến kết thí nghiệm xác định hệ số nén lún số loại đất yếu khu vực Hà Nội” 15 Lê Trọng Thắng (1995), Nghiên cứu kiểu cấu trúc đất yếu khu vực Hà Nội đánh giá khả sử dụng chúng xây dựng, luận án Phó Tiến sĩ Khoa học Địa lý – Địa chất 16 Tạ Đức Thịnh, Tổng quan đất yếu phương pháp xử lý đất yếu Việt Nam 17 Tạ Đức Thịnh, Nguyễn Huy Phương (2002), Giáo trình Cơ học đất 18 Phạm Văn Tỵ (1991), Sự biến đổi tính chất lý đất đá Việt Nam mối quan hệ với mức độ thành đá biến chất chúng, Tuyển tập cơng trình khoa học Đại học Mỏ – Địa chất 19 Phạm Văn Tỵ (1994), Bảo vệ môi trường địa chất Hà Nội, Báo cáo khoa học hội nghị khoa học lần thứ 11 Đại học Mỏ – Địa chất 20 Viện khoa học thủy lợi (2009), Quy chuẩn thiết kế đê biển; Giải pháp đắp đê vật liệu địa phương đắp đê đất yếu từ Quảng Nam đến Quảng Ninh 21 Lomtadze V D (1978), Địa chất cơng trình – Thạch luận cơng trình (bản dịch), nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp – Hà Nội 70 22 Morareskul N.N (1981), móng than bùn (bản dịch), Nhà xuất Xây dựng – Hà Nội 23 Ximaghin B.G Kônvalov P.A (1982), Biến dạng nhà (bản dịch) Nhà xuất Xây dựng – Hà Nội 24 22 TCN 262-2000: Quy trình khảo sát thiết kế đường ôtô đắp đất yếu – Tiêu chuẩn thiết kế Nhà xuất giao thông vận tải 25 Một số tài liệu khác: Các tiêu chuẩn ngành: TCXD VN245 – 2000; Các tiêu chuẩn phân loại đất ASTM; F.P.Xavarensky, N.V Kolomendky; E.M.Xergeep; GOXT – 25100-95 71 PHỤ LỤC ... vực nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm địa chất công trình phân chia kiểu cấu trúc khu vực ven biển Kim Sơn – Ninh Bình - Đánh giá trạng đê đê tuyến nghiên cứu - Phân tích yếu tố gây ổn định đê, ... Nghiên cứu đặc điểm xây dựng kiểu cấu trúc nền, đặc biệt cấu trúc đất yếu phục vụ xây dựng đánh giá ổn định tuyến đê biển Bình Minh 3 - Kiến nghị giải pháp xử lý thích hợp để cơng trình đạt ổn định. .. kiểu cấu trúc Tuyến đê biển Bình Mình bao gồm hệ thống đê bao (Bình Minh 1, Bình Minh Bình Minh 3) Trong đó, đê Bình Minh xây dựng từ năm 2000, nên phần tính tốn ổn định cho tuyến đê Bình Minh tuyến