Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích nghiên cứu đề tài là lựa chọn ra một giải pháp phù hợp để ổn định mái dốc vừa đảm bảo về mặt kĩ thuật lại vừa đảm bảo tính kinh tế. Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - VÕ MẠNH HÙNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH MÁI DỐC KHU VỰC HUYỆN NGHI LỘC TỈNH NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DD&CN Hà Nội – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - VÕ MẠNH HÙNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH MÁI DỐC KHU VỰC HUYỆN NGHI LỘC TỈNH NGHỆ AN Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬTXÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DD&CN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ thực Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy định hướng khoa học, liên tục quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Em xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, tác giả cơng trình cơng bố trích dẫn luận văn cung cấp nguồn tư liệu quý báu, kiến thức liên quan q trình nghiên cứu để hồn thành Luận văn Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu Trường, em nhận nhiều giúp đỡ, tạo điều kiện Ban Giám Hiệu, Khoa Sau Đại học, Hội đồng khoa học, Hội đồng Thạc sĩ, chuyên viên, cán phòng, ban chức năng, học viên cao học khác hỗ trợ phương diện hành chính, hợp tác có hiệu suốt trình nghiên cứu khoa học Em xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành giúp đỡ Ngồi ra, em xin gửi lời cảm ơn tới bạn đồng nghiệp, bạn bè cơng tác nhóm cộng tác nghiên cứu tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ học viên thực việc quan trắc, thu thập số liệu, triển khai đề tài nghiên cứu trường Cuối cùng, em gửi lời cảm ơn tới gia đình, người bạn thân thiết liên tục động viên để trì nghị lực, cảm thơng, chia sẻ thời gian, sức khỏe khía cạnh khác sống q trình để hồn thành Luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Võ Mạnh Hùng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Võ Mạnh Hùng MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng, biểu Danh mục hình, sơ đồ MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Các vấn đề cần giải Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƢƠNG ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT HUYỆN NGHI LỘC CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY MẤT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 1.1 Khái niệm chung mái dốc 1.2 Điều kiện địa hình 1.2.1 Điều kiện địa hình Nghệ An nói chung 1.2.2 Điều kiện địa hình, địa chất huyện Nghi Lộc 1.3 Các yếu tố tự nhiên ảnh hƣởng tới ổn định mái dốc 10 1.3.1 Địa hình 10 1.3.2 Khí hậu 10 1.3.3.Sự phong hóa 11 1.3.4 Động đất 13 1.3.5 Nƣớc mặt nƣớc ngầm 17 1.3.6.Thời gian 19 1.4 Các yếu tố ngƣời ảnh hƣởng tới ổn định mái dốc 21 1.4.1 Làm đọng nƣớc mặt bờ dốc 22 1.4.2 Làm lớp phủ thực vật mặt bờ dốc 22 1.4.3 Làm thay đổi địa hình bờ dốc hoạt động khai thác mỏ,thi công công trình xây dựng, giao thơng, thủy lợi 24 1.4.4 Làm thay đổi trạng thái ứng suất bờ dốc 25 1.4.5 Làm xuất chấn động lớn hoạt động quân sự, sản xuất 28 1.4.6 Làm thay đổi điều kiện địa chất thủy văn xây dựng đập hồ chứa nƣớc lớn 29 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC VÀ BÀI TỐN SỬ DỤNG TƢỜNG CHẮN 2.1 Khái quát chung ổn định mái dốc 31 2.1.1 Các giả thiết 31 2.1.2 Trạng thái cân giới hạn mái dốc 33 2.1.3 Phƣơng pháp tính tốn ổn định mái dốc theo mặt trƣợt phẳng 35 2.1.4 Phƣơng pháp tính tốn ổn định mái dốc theo mặt trƣợt trụ tròn38 2.2 Một số phƣơng pháp nâng cao khả làm việc mái dốc 41 2.2.1 Phƣơng pháp gia cố đắp đất chân dốc 41 2.2.2 Phƣơng pháp thoát nƣớc 42 2.2.3 Phƣơng pháp dùng lƣới địa kỹ thuật 44 2.2.4 Phƣơng pháp cọc 48 2.2.5 Phƣơng pháp cân chỉnh mái taluy 49 2.2.6 Phƣơng pháp neo đất 51 2.2.7 Phƣơng pháp trồng mái dốc 52 2.2.8 Phƣơng pháp sử dụng tƣờng chắn 53 2.3 Bài toán sử dụng tƣờng chắn để chống trƣợt 54 2.3.1 Các loại áp lực ngang lên tƣờng chắn 54 2.3.2 Các loại tƣờng chắn loại tƣờng đƣợc sử dụng mái dốc57 2.3.3 Tính tốn tƣờng chắn 59 2.3.4 Một số giải pháp nâng cao khả làm việc tƣờng chắn 64 CHƢƠNG TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC CHO CƠNG TRÌNH THUỘC HUYỆN NGHI LỘC 3.1 Tên cơng trình 69 3.2 Địa điểm xây dựng 69 3.3 Điều kiện địa chất, địa hinh cơng trình 69 3.4 Điều kiện địa chất thủy văn 71 3.5 Xác định khả ổn định mái dốc 72 3.6 Tính tốn 74 3.6.1 Tải trọng tính tốn 75 3.6.2 Thông số thiết kế tƣờng chắn 75 3.6.3 Tính tốn ổn định tƣờng chắn mái dốc 77 3.6.4.Tính tốn ổn định tƣờng chắn plasix 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu Tên bảng, biểu Bảng 1.1 Bảng thay đổi độ bền nén theo thời gian Bảng 1.2 Bảng tra hệ số theo loại đá Bảng 1.3 xác định hệ số C C* Bảng 2.1 Hệ số động đất Kc Bảng 3.1 Số liệu địa chất xóm 8, xã Nghi Hưng DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Số hiệu Tên hình Hình 1.1 Mặt cắt ngang mái dốc Hình 1.2 Trụ địa chất thuộc xã Nghi Hoa, Nghi Lộc Hình 1.3 Trụ địa chất thuộc xã Nghi Vạn, Nghi Lộc Hình 1.4 Trụ địa chất thuộc xã Nghi Mỹ, Nghi Lộc Hình 1.5 Một trận sạt lở đất động đất OSAKA, Nhật Bản Hình 1.6 Đồi núi bị trọc hoạt động khai thác gỗ Hình 1.7 Khai thác đất làm thay đổi địa hình bờ dốc Hình 1.8 Ứng suất bờ dốc thay đổi khai thác đá chân dốc Sơ đồ 1.9 Sơ đồ tính tốn ứng suất Hình 1.10 Nổ mìn khai thác đá gây chấn động bờ dốc Hình 2.1 Mặt cắt ngang mái dốc Hình 2.2 Sơ đồ dạng mặt trượt theo mặt phẳng gãy khúc Hình 2.3 Sơ đồ dạng mặt trượt cung trịn Hình 2.4 Đường cong quan hệ Hình 2.5 Sơ đồ tính biểu đồ áp lực gây trượt Hình 2.6 Sơ đồ trượt trụ trịn Hình 2.7 Ảnh hưởng nước ngầm đến mái dốc Sơ đồ 2.8 Sơ đồ gia cố cách tạo mơ men chống trượt Hình 2.9 Rãnh nước hình xương cá Hình 2.10 Rãnh nước hình quân hàm Hình 2.11 Lưới địa kỹ thuật trục Hình 2.12 Lưới địa kỹ thuật hai trục Hình 2.13 Lưới địa kỹ thuật trục Sơ đồ 2.14 Sơ đồ gia cố lưới địa kỹ thuật Sơ đồ 2.15 Sơ đồ gia cố cọc Sơ đồ 2.16 Sơ đồ gia cố chỉnh taluy Sơ đồ 2.17 Sơ đồ gia cố giảm chiều cao mái dốc Sơ đồ 2.18 Sơ đồ tính tốn ổn định bờ dốc neo Hình 2.19 Trồng mái dốc Sơ đồ 2.20 Sơ đồ gia cố tường chắn Hình 2.21 Áp lực lên tường chắn mái dốc Hình 2.22 Tường chắn trọng lực Hình 2.23 Trượt phẳng đáy tường chắn Hình 2.24 Mất ổn định lật tường chắn Hình 2.25 Kiểm tra cường độ kết cấu tường chắn Hình 2.26 Sự trượt phẳng đáy tường chắn có cọc Hình 2.27 Khả lật quanh mép o tường chắn có cọc Hình 2.28 Kiểm tra cường độ kết cấu tường chắn có cọc Hình 2.29 Chân tường kéo Hình 2.30 Làm chắn trước tường Hình 2.31 Giảm chiều cao khối đất trước tường Hình 2.32 Tăng khối đất sau tường chắn Hình 2.33 Làm mấu tường chắn Hình 2.34 Vát đế tường chắn Hình 3.1 Điều kiện địa chất xóm 8, xã Nghi Hưng Hình 3.2 Mặt cắt ngang mái dốc Hình 3.3 Mặt cắt ngang tường chắn Hình 3.4 Kiểm tra trượt phẳng đáy tường Hình 3.5 Chi tiết tường chắn Hình 3.6 Kiểm tra lật quanh mép O tường chắn Hình 3.7 Kiểm tra cường độ kết cấu tường chắn Hình 3.8 Chi tiết tường chắn Hình 3.9 Thiết lập đơn vị, khai báo kích thước lưới Hình 3.10 Vẽ vùng biên cho mơ hình Hình 3.11 Vẽ tường Hình 3.12 Vẽ phần tử tiếp xúc Hình 3.13 Khai báo đặc trưng đất nền, hệ số tiếp xúc gán vào mô hình Hình 3.14 Khai báo đặc trưng tường, cọc gán Hình 3.15 Chia lưới phần tử Hình 3.16 Biến dạng tường chắn sau chạy Hình 3.17 Chuyển vị ngang tường chắn Hình 3.18 Chuyển vị đứng tường Hình 3.19 Bảng tổng hợp chuyển vị Hình 3.20 Lực nén tác dụng lên tường chắn Hình 3.21 Lực cắt tác dụng lên tường chắn Hình 3.22 Mơ men uốn tác dụng lên tường Hình 3.23 Bảng tổng hợp lực, mômen tác dụng lên tường chắn MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong thực tế xây dựng cơng trình nay, bao gồm cơng trình giao thơng, cơng trình thủy lợi, cơng trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp, cơng trình ngầm Chúng ta gặp cơng trình dạng mái dốc, đường dốc Việc nghiên cứu, tìm hiểu mái dốc, đường dốc điều quan trọng Vì qua đánh giá tính ổn định chúng q trình làm việc Qua đảm bảo tính an tồn sử dụng Điều trở nên quan trọng hơn, Nghệ An nói chung huyện Nghi Lộc nói riêng địa hình đồi núi chiếm tỉ lệ lớn Phải đảm bảo mái dốc, đường dốc vùng đồi núi ổn định để người dân vị trí yên tâm sinh sống Các yếu tố ảnh hưởng đến mái dốc chủ yếu bào gồm nguyên nhân yếu tố tự nhiên yếu tố người Trong yếu tố tự nhiên bao gồm: địa hình, khí hậu, phong hóa, động đất, nước mặt nước ngầm Yếu tố người bao gồm: làm đọng nước mặt bờ dốc, làm lớp phủ thực vật mặt bờ dốc, làm thay đổi địa hình bờ dốc, làm thay đổi trạng thái ứng suất bờ dốc, làm suất chấn động lớn, làm thay đổi điều kiện địa chất thủy văn Dựa yếu tố , ta có biện pháp ổn định mái dốc cho phù hợp như: gia cố đắp đất chân dốc, phương pháp thoát nước, dùng lưới địa kỹ thuật, phương pháp cọc bản, phương pháp cân chỉnh mái taluy, phương pháp neo đất, phương pháp sử dụng tường chắn Rõ ràng có nhiều phương pháp để ổn định mái dốc Vấn đề đặt ta phải lựa chon giải pháp vừa đảm bảo mặt kỹ thuật lại đảm bảo tính tối ưu kinh tế cho giải pháp đó.Tại Nghi Lộc giải pháp ổn định mái dốc vấn đề mà nhiều địa phương địa bàn cần giải Xuất phát từ vấn đề nêu trên, tác giả lựa chọn “Nghiên cứu giải pháp ổn định mái dốc khu vực huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An ” làm đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Lựa chọn giải pháp phù hợp để ổn định mái dốc vừa đảm bảo mặt kĩ thuật lại vừa đảm bảo tính kinh tế Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu mái dốc Đi với giải pháp để ổn định mái dốc Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu giải pháp ổn định mái dốc địa bàn huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An Các vấn đề cần giải Trong trình triển khai nghiên cứu đề tài tập trung giải vấn đề sau đây: - Đưa lý thuyết, khái niệm mái dốc - Nêu nguyên nhân gây ổn định mái dốc - Nghiên cứu, lựa chọn giải pháp tăng cường khả ổn định mái dốc Phương pháp nghiên cứu o Phương pháp lý thuyết o Phương pháp phân tích, đánh giá, lựa chọn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài o Ý nghĩa khoa học Đưa giải pháp hợp lý để ổn định mái dốc, xác định ảnh hưởng áp lực nước lên ổn định mái dốc o Ý nghĩa thực tiễn Đây sở để người tham khảo Qua họ lựa chọn giải pháp để ổn định mái dốc cho phù hợp với điều kiện huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, Luận văn gồm ba chương: Chương 1:Điều kiện địa hình, địa chất huyện Nghi Lộc Các nguyên nhân gây ổn định mái dốc Chương 2: Phương pháp tính tốn ổn định mái dốc tốn sử dụng tường chắn Chương 3: Tính tốn ổn định mái dốc cho cơng trình thuộc huyện Nghi Lộc THƠNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lịng liên hệ với Trung Tâm Thơng tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong thời gian thực luận văn, thông qua hướng dẫn giáo viên, với tìm hiểu qua nguồn tài liệu liên quan Em rút số kết luận sau: 1- Nước ta nói chung huyện Nghi Lộc nói riêng, đồi núi chiếm tỉ lệ diện tích lớn Nhiều cơng trình xây dựng sườn dốc, mái dốc Việc nghiên cứu ổn định mái dốc cần thiết 2- Qua nghiên cứu, người ta nhận rằng: mái dốc bị ổn định trượt, đường trượt chủ yếu nằm hai dạng sau: Mất ổn định mái dốc theo dạng trượt phẳng Mất ổn định mái dốc theo dạng trượt trụ tròn Việc xác định đường trượt mái dốc quan trọng Vì giải pháp để chống trượt ta phụ thuộc vào điều 3- Hiện nay, có nhiều giải pháp để ổn định mái dốc như: Phương pháp gia cố đắp đất chân dốc, phương pháp thoát nước, phương pháp dùng lưới địa kỹ thuật, phương pháp cọc bản, phương pháp cân chỉnh mái taluy, phương pháp trồng mái dốc, phương pháp sử dụng tường chắn 4- Qua công tác khảo sát địa chất, người ta thấy rằng, Nghi Lộc, lớp đất lớp đá cứng Các lớp đá gắn kết với tốt, chúng tạo mặt trượt cho lớp đất xảy ổn định mái dốc Vì vậy, mái dốc huyện ổn định trượt theo đường trượt phẳng Trong trường hợp trượt theo dạng trụ trịn xảy lớp đất lớp đá, Nên ổn định trượt phẳng trường hợp xấu xảy 5- Qua đánh giá trên, người ta thấy rằng: sử dụng tường chắn để ổn định mái dốc giải pháp hữu hiệu Khi sử dụng ta có hai lựa 102 chọn: dùng tường chắn mái dốc, dùng tường chắn kết hợp với cọc ép để tăng khả làm việc Sau hồn thành luận văn, em có số kiến nghị sau: 1- Sử dụng tường chắn để ổn định mái dốc cần xác định xác mặt trượt 2- Sử dụng tường chắn ổn định mái dốc hợp lý cho huyện Nghi Lộc, áp dụng cho khu vực khác 3- Giải pháp ổn định mái dốc tường chắn cần kết hợp với giải pháp như: thoát nước, gia cường bề mặt… Để đạt hiệu cao Qua kết luận kiến nghị trên, em mong muốn kết nghiên cứu sử dụng tài liệu tham khảo, hướng dẫn cho việc ổn định mái dốc huyện Nghi Lộc Ngồi ra, đóng góp vào việc xây dựng giải pháp chung cho việc tính tốn ổn định mái dốc TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, ng Đình Chất (2002) Nền móng cơng trình dân dụng cơng nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội Đinh Xuân Bảng, Vũ Công Ngữ, Lê Đức Thắng (1974)-dịch giả Sổ tay thiết kế móng – tập 1, NXB Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Đức Nguôn (2008) Nền móng điều kiện phức tạp, giảng dùng cho trường Đại Học Kiến Trúc, Hà Nội Nguyễn Thanh Bình (2012).Nghiên cứu ổn định mái dốc cơng trình đường giao thơng vùng núi tác động mưa bão, luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp, trường đại học Kiến Trúc Hà Nội Ngơ Đình Thiện (2011) Tính tốn gia cố ổn định mái dốc cơng trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven sông, biển Phú Yên, luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp, trường đại học Kiến Trúc Hà Nội Hoàng Tất Đạt (2007) Nghiên cứu tốn ổn định mái dốc có kể đến biện pháp gia cố chống trượt, luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp, trường đại học Kiến Trúc Hà Nội PGS.TS Nguyễn Sỹ Ngọc (2003), Ổn định bờ dốc, Nhà xuất GTVT Lê Xn Mai (2002) Nghiên cứu tính tốn ổn định mái dốc có cốt, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành học đất – móng – cơng trình ngầm, Trường đại học xây dựng Hà Nội 9 Trần Văn Việt (2008), Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, nhà xuất xây dựng Tiếng Anh : 10 Fredlund, Rahardjo (2000) Cơ học đất cho đất khơng bão hịa tập 2, NXB giáo dục ( Hiệu đính : Nguyễn Cơng Mẫn ) 11 N A XưTơVích (1987 ), Cơ học đất, NXB nơng nghiệp, Hà Nội 12 R Whitlow (1996), Cơ học đất tập 1, Nhà xuất giáo dục Hà Nội 13 R Whitlow (1996), Cơ học đất tập 2, Nhà xuất giáo dục Hà Nội 14 Gitirana Weather- Related Geo- Hazard Assessment Model For Railway Embankment Stability (2005), Thesis, Saskatchewan Saskatoon, Saskatchevan Canada university of ... mái dốc Đi với giải pháp để ổn định mái dốc Phạm vi nghi? ?n cứu Nghi? ?n cứu giải pháp ổn định mái dốc địa bàn huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An Các vấn đề cần giải Trong trình triển khai nghi? ?n cứu. .. Nghi Lộc giải pháp ổn định mái dốc vấn đề mà nhiều địa phương địa bàn cần giải Xuất phát từ vấn đề nêu trên, tác giả lựa chọn ? ?Nghi? ?n cứu giải pháp ổn định mái dốc khu vực huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ. .. TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - VÕ MẠNH HÙNG NGHI? ?N CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH MÁI DỐC KHU VỰC HUYỆN NGHI LỘC TỈNH NGHỆ AN Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình