Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu cho công rình kè bảo vệ bờ sông ba tại khu vực phường phù đổng tp tuy hòa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẶNG KHOA ĐÃM NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO CƠNG TRÌNH KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG BA TẠI KHU VỰC PHƯỜNG PHÚ ĐÔNG, THÀNH PHỐ TUY HÒA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng- Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẶNG KHOA ĐÃM NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO CƠNG TRÌNH KÈ BẢO VỆ BỜ SƠNG BA TẠI KHU VỰC PHƯỜNG PHÚ ĐƠNG, THÀNH PHỐ TUY HỊA Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Hướng Đà Nẵng - Năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đặng Khoa Đãm ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I MỤC LỤC II TOM TẮT LUẬN VAN V DANH MỤC CÁC BẢNG VI DANH MỤC CÁC HÌNH VII MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn .2 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu .3 1.2 Điều kiện tự nhiên 1.3 Đặc điểm địa chất .4 1.4 Đặc điểm khí tượng, khí hậu, thủy hải văn 1.4.1 Đặc điểm khí tượng, khí hậu 1.4.2 Đặc điểm thủy văn 1.4.3 Đặc điểm hải văn 1.5 Xói lở bờ sơng, bồi lấp lịng sơng, cửa biển sơng ba giải pháp tổng thể CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHO ĐOẠN KÈ NGHIÊN CỨU 13 2.1 Một số giải pháp giải pháp kỹ thuật xử lý đất yếu 13 2.2 Hiện trạng đoạn kè nghiên cứu .15 2.2.1 Đoạn 1: từ k0+000  k1+100 15 2.2.2 Đoạn 2: từ k1+100  k1+455,3 16 2.2.3 đoạn 3: từ k1+455,3  k1+585,3 17 2.2.4 Đoạn 4: từ k1+585,3 k2+879,5 18 2.2.5 Đoạn 5: từ k2+879,5  k3+825,8 18 iii 2.3 Phân tích phương án xử lý đề xuất trước 19 2.3.1 Cơ sở phân tích 19 2.3.2 Phương án 1: cừ bê tông cốt thép dự ứng lực (btdul) 20 2.3.3 Phương án 2: gia cố đất yếu cọc đất xi măng 21 2.3.4 Phương án 3: thay đất yếu cát 22 2.3.5 Phương án 4: phương án nắn tuyến vào bên mặt để tránh đất yếu .23 2.4 Đề xuất giải pháp cho đoạn kè nghiên cứu 24 2.4.1 Các đề xuất phương án xử lý 24 2.4.2 Giải pháp xử lý đề xuất: 24 2.4.3 Phân tích ưu nhược điểm phương án đề xuất .27 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN CHỌN 28 3.1 Đặc trưng địa chất đất đoạn kè nghiên cứu .28 3.2 Phân khu tính tốn lựa chọn mặt cắt tính tốn 31 3.2.1 Khu A mặt cắt đại diện tính tốn 32 3.2.2 Khu B mặt cắt đại diện tính tốn 33 3.3 Nguyên tắc tính tốn độ ổn định độ lún đất yếu 34 3.3.1 Tính ổn định 34 3.3.2 Tính độ lún 34 3.4 Tính tốn khu a (mặt cắt c9) – trường hợp đắp lần .37 3.4.1 Xác định chiều cao phòng lún đắp đê 39 3.4.2 Kiểm toán điều kiện ổn định: 42 3.4.3 Tính thời gian chờ lún cần thiết để đạt độ cố kết u = 99% 43 3.5 Tính tốn khu B (mặt cắt C30) - Trường hợp đắp lần 43 3.5.1 Xác định chiều cao phòng lún đắp đê 44 3.5.2 Kiểm toán điều kiện ổn định: 48 3.5.3 Tính thời gian chờ lún cần thiết để đạt độ cố kết u = 99% 49 3.6 Lựa chọn biên pháp xử lý kế hoạch xây dựng 49 3.6.1 Nhận xét kết tính tốn cho khu A (c9) khu B (c30): 49 3.6.2 Phân tích lựa chọn biện pháp xử lý 50 3.6.3 Các yêu cầu kỹ thuật công tác thi công xử lý đất yếu: .51 3.6.4 Dự kiến phân đợt thi công xử lý: 51 3.7 Kiểm toán, xử lý đảm bảo điều kiện ổn định đắp theo giai đoạn 52 iv 3.7.1 Kiểm toán khu a (c9) 52 3.7.2 Kiểm toán khu b (c30) 53 3.8 Tính tốn độ lún đắp giai đoạn .54 3.8.1 Tại khu a (c9) .54 3.8.2 Tại khu b (c30) 57 3.8.3 Kết tính độ lún giai đoạn cho khu a (c9) khu b (c30) 60 3.9 Tính thời gian chờ lún để đặt độ cố kết mong muốn giai đoạn lựa chọn khoảng cách cọc cát .61 3.9.1 Tính thời gian chờ lún để đạt độ cố kết mong muốn 61 3.9.2 Lựa chọn khoảng cách cọc cát: 64 3.10 Tính độ gia tăng lực dính đất yếu đạt độ cố kết u=99% đắp giai đoạn1 64 3.11 Kiểm toán điều kiện ổn định đắp theo giai đoạn 65 3.11.1 Kiểm toán khu a (c9) 65 3.11.2 Kiểm toán khu b (c30) 66 3.12 Tính tốn độ lún đắp giai đoạn 67 3.12.1 Kết tính độ lún giai đoạn khu a b 68 3.12.2 Thời gian chờ lún để đạt độ cố kết mong muốn giai đoạn 68 3.12.3 Tính độ gia tăng lực dính đất yếu đạt độ cố kết u=99% đắp giai đoạn 2: 69 3.13 Kiểm toán ổn định tổng thể 69 3.14 Kế hoạch xây dựng 70 3.14.1 Khu vực A (c9) 71 3.14.2 Khu vực B (c30) 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ 74 v TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO CƠNG TRÌNH KÈ BẢO VỆ BỜ SƠNG BA TẠI KHU VỰC PHƯỜNG PHÚ ĐƠNG, THÀNH PHỐ TUY HỊA Học viên: Đặng Khoa Đãm Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Thủy Mã số: 60.58.02.02 Khóa: 31 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Hiện có nhiều giải pháp kỹ thuật để xử lý đất yếu áp dụng như: nhóm giải pháp thay nền, phương pháp học, phương pháp vật lý, phương pháp nhiệt học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học, phương pháp thủy lực,… Tuy nhiên, để áp dụng phương pháp kỹ thuật xử lý đất yếu cơng trình cụ thể vừa đảm bảo kỹ thuật, kinh tế phù hợp với tình hình thực tế vấn đề đơn giản, cụ thể đất yếu cơng trình kè bảo vệ bờ sông Ba khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hịa Đã có nhiều tính tốn đề xuất giải pháp xử lý đất yếu cho công trình nêu có nhiều bất cập, chưa hiệu quả, chưa phù hợp với tình hình thực tế Trước khó khăn, vướng mắc sở phương pháp xử lý đất yếu áp dụng, tác giả nghiên cứu, tính toán, đề xuất giải pháp xử lý đất yếu cho đoạn kè nêu hình thức cọc cát, nước đứng với gia tải trước, có bệ phản áp, kết hợp với gia cường lưới địa kỹ thuật Secugrid 60x60 Q1 Kết nghiên cứu đảm bảo kỹ thuật, kinh tế phù hợp với thực tế áp dụng để thực việc xử lý đất yếu cơng trình có tính chất tương tự Từ khóa - giải pháp kỹ thuật; đất yếu; sông Ba; cọc cát; lưới địa kỹ thuật RESEARCH SOLUTIONS FOR LAND DISPOSAL OF EMBANKMENT WORKS TO PROTECT BA RIVER BANK IN PHU DONG WARD, TUY HOA CITY At the present time, there are many technical solutions for the application of weak soil such as substrate solutions, mechanical methods, physical methods, thermal methods and chemical methods, Biological methods, hydraulic methods, However, it is not a simple matter to apply soil engineering techniques in a particular project, both technically and economically, and in accordance with the actual situation, namely ground Weakness of embankment works to protect Ba river bank in Phu Dong ward, Tuy Hoa city There have been many calculations proposed solutions for soft land for the above works but there are many inadequacies, not effective, not suitable with the actual situation Facing such difficulties, and on the basis of current weak soil treatment methods, the authors have studied, calculated and proposed solutions for the treatment of weak soil for the above mentioned embankment In the form of sand piles, vertical drainage with pre-loading, with oil-based platform, combined with reinforced foundation using Secugrid 60x60 Q1 geogrids The results of the study are technically, economically and practically appropriate and may be applied to the treatment of weak soil of similar structures Key words - technical solution; weak soil; Ba river; sand piles; Geotechnical vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng 1.1 Mực nước triều cao theo tần suất 1.2 Phạm vi ảnh hưởng chế độ thủy động lực cửa sông 2.1 Bảng phân vùng theo phương dọc kè - khu vực A 2.2 Bảng phân vùng theo phương ngang kè - khu vực A 2.3 Bảng phân vùng theo phương dọc kè - khu vực B 2.4 Bảng phân vùng theo phương ngang kè - khu vực B Tổng hợp tiêu lý phục vụ tính tốn ổn định đất nền: 3.1 lớp đất cát 3.2 Tổng hợp tiêu lý đất lớp 3: Lớp bùn sét 3.3 Bảng phân vùng theo phương dọc kè - khu vực A 3.4 Bảng phân vùng theo phương ngang kè - khu vực A 3.5 Bảng phân vùng theo phương dọc kè - khu vực B 3.6 Bảng phân vùng theo phương ngang kè - khu vực B 3.7 Bảng tính hệ số ảnh hưởng I - Khu A 3.8 bảng tính nở hơng - Khu A 3.9 bảng tính hệ số ảnh hưởng I - Khu B 3.10 Bảng tính nở hơng - Khu B 3.11 Kết tính lún, ổn định, thời gian đặt độ cố kết - đắp 01 lần 3.12 Bảng tính hệ số ảnh hưởng I - Khu A giai đoạn 3.13 Bảng tính nở hơng - Khu A giai đoạn 3.14 Bảng tính hệ số ảnh hưởng I - Khu B giai đoạn 3.15 Bảng tính nở hơng - Khu B giai đoạn 3.16 Kết tính độ lún giai đoạn 3.17 Kết tính thời gian phương án chờ cố kết đắp giai đoạn Kết tính độ gia tăng lực dính đất yếu sau đạt độ cố 3.18 kết U= 99% giai đoạn 3.19 Kết tính lún, ổn định, thời gian cố kết giai đoạn 3.20 Kết tính độ lún giai đoạn khu A B 3.21 Kết tính thời gian chờ cố kết đắp giai đoạn C9 C30 Kết tính độ gia tăng lực dính đất yếu sau đạt độ cố 3.22 kết U= 99% giai đoạn 3.23 Kết tính lún, ổn định, thời gian cố kết giai đoạn 3.24 Chỉ tiêu lý vật liệu đất sau cố kết lấy tính tốn 3.25 Bảng kế hoạch xây dựng khu vực A 3.26 Bảng kế hoạch xây dựng khu vực B Trang 25 25 26 26 29 30 32 32 33 33 39 40 45 46 49 55 56 58 59 60 63 64 64 68 68 69 69 69 70 71 vii Số hình 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình Hình ảnh khu vực nghiên cứu Hình ảnh mơ tả địa chất lỗ khoan Hình ảnh sạt lở bờ sơng, ngập úng điển hình sơng Ba Hình ảnh sạt lở, bồi lắp cửa biển Đà Diễn phương pháp cọc xi măng đất Phương pháp dùng giếng cát Phương pháp bơm chân khơng Hiện trạng đoạn thi cơng hồn thành Hiện trạng đoạn thi cơng hồn thành Hiện trạng đoạn thi cơng hồn thành Hiện trạng đoạn phần thi cơng hồn thành Hiện trạng đoạn thi cơng hồn thành Phương án cừ bê tông cốt thép dự ứng lực (BTDUL) Gia cố đất yếu cọc đất xi măng Phương án nắn tuyến Phương án xử lý đất yếu đề xuất Phân khu tính tốn xử lý Mặt cắt đại diện kè - cọc Mặt cắt đại diện kè - cọc 30 Độ lún điểm cách tim đường khoảng x Độ lún cố kết chuyển vị ngang Sơ đồ lún tính cọc (đắp lần) Mặt cắt ngang cọc (đắp lần) Ổn định cọc (đắp lần) Sơ đồ lún tính cọc 30 (đắp lần) Mặt cắt ngang cọc 30 (đắp lần) Ổn định cọc 30 (đắp lần) Mặt cắt ngang cọc (đắp giai đoạn 1) Ổn định cọc (đắp giai đoạn 1) Mặt cắt ngang cọc 30 (đắp giai đoạn 1) Ổn định cọc 30 (đắp giai đoạn 1) Sơ đồ tính lún cọc (đắp giai đoạn 1) Sơ đồ tính lún cọc 30 (đắp giai đoạn 1) Biểu đồ lún theo thời gian khu vực A - giai đoạn Biểu đồ lún theo thời gian khu vực B - giai đoạn Trang 10 14 14 15 16 17 17 18 19 20 21 23 26 32 33 34 35 37 38 42 42 44 48 48 52 53 53 54 54 58 62 63 viii Số hình 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 Tên hình Mặt cắt ngang cọc (đắp giai đoạn 2) Ổn định cọc (đắp giai đoạn 2) Mặt cắt ngang cọc 30 (đắp giai đoạn 2) Ổn định cọc 30 (đắp giai đoạn 2) Sơ đồ tính lún cọc (đắp giai đoạn 2) Sơ đồ tính lún cọc 30 (đắp giai đoạn 2) Biểu đồ lún theo thời gian khu vực A - giai đoạn Biểu đồ lún theo thời gian khu vực B - giai đoạn Ổn định kè hoàn thành đắp Trang 65 66 66 67 67 68 69 69 70 61 Cao độ Độ lún Cao độ sau Stt Vị trí đắp Ghi (m) lún (m) (m) C9 3,00 1,80 0,85 0,95 LK2 C30 3,00 1,80 0,65 1,15 BS3 3.9 Tính thời gian chờ lún để đặt độ cố kết mong muốn giai đoạn lựa chọn khoảng cách cọc cát Việc tính tốn cọc cát dựa sở lý thuyết sau: Ta có: d: Đường kính cọc cát D: Đường kính ảnh hưởng Do có bố trí cọc cát, độ cố kết chung đất yếu tính theo cơng thức: (1-U) = (1-Ur)*(1-Uv) (3.12) Trong đó: - Uv = Độ cố kết theo phương thẳng đứng - Ur = 1-e^-(8Tr/Fn), Độ cố kết theo phương ngang - Tr = Cr*t/D2: Nhân tố thời gian - Cr = Độ cố kết hướng tâm Hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách cọc cát tùy thuộc vào n=D/d Do khơng có số liệu đo đạc tính tốn tạm lấy Ch = 3Ctbv Lấy Cr = Ch * Giả thiết t => Tr = Cr*t/D2 từ tra bảng ta Fn => Ur Tính Tv theo cơng thức: Chiều cao đắp (m) C t Tv  v (3.13) H Nội suy Uv theo Tv tốn đồ Từ ta U ~ t 3.9.1 Tính thời gian chờ lún để đạt độ cố kết mong muốn a) Đối với khu A (C9): Bố trí cọc cát có đường kính 43cm theo mạng lưới tam giác với chiều dài cạnh tam giác 220 cm Ta có: d= 43cm: Đường kính cọc cát D= 220cm: Đường kính ảnh hưởng Do có bố trí cọc cát, độ cố kết chung đất yếu tính theo cơng thức: (1-U) = (1-Ur)*(1-Uv) (3.12) Trong đó: - Uv = Độ cố kết theo phương thẳng đứng - Ur = 1-e^-(8Tr/Fn), Độ cố kết theo phương ngang 62 - Tr = Cr*t/D2: Nhân tố thời gian - Cr = Độ cố kết hướng tâm Hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách cọc cát tùy thuộc vào n=D/d Ở đây: n = D/d = 5,116 Do khơng có số liệu đo đạc tính tốn tạm lấy Ch = 3Ctbv Lấy Cr = Ch = 0,0107734 cm2/s * Giả thiết t = 0,85 tháng = 2193894 s Tr = Cr*t/D2= 0,48649 Fn = 0,95681 => Ur = 0,98288 Tính Tv theo cơng thức: C t Tv  v (3.13) H => Tv= 0,033366 Nội suy Uv theo Tv toán đồ Uv = 0,20577 Thay giá trị vào công thức: (1-U) = (1-Ur)*(1-Uv) (3.12) Vậy độ cố kết chung đạt đất yếu sau thời gian 0,85 tháng kể từ lúc đắp xong đạt độ cố kết U = 99% -0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 Độ lún (m) -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9 Thời gian (tháng) Hình 3.18: Biểu đồ lún theo thời gian khu vực A - giai đoạn b) Đối với khu B (C30): Bố trí cọc cát có đường kính 43cm theo mạng lưới tam giác với chiều dài cạnh tam giác 300 cm Ta có: d= 43cm Đường kính cọc cát D= 300 cm Đường kính ảnh hưởng 63 Do có bố trí cọc cát, độ cố kết chung đất yếu tính theo cơng thức: (1-U) = (1-Ur)*(1-Uv) (3.12) Trong đó: Uv = Độ cố kết theo phương thẳng đứng Ur = 1-e^-(8Tr/Fn), Độ cố kết theo phương ngang Tr = Cr*t/D2: Nhân tố thời gian Cr = Độ cố kết hướng tâm Hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách cọc cát tùy thuộc vào n=D/d Ở đây: n = D/d = 6,976 Do khơng có số liệu đo đạc tạm lấy Ch = 3Ctbv= 0,0227802 cm2/s Lấy Cr = Ch = 0,0227802 cm2/s * Giả thiết t = 0,9 tháng = 2343360 s Tr = Cr*t/D2= 0,59235 Fn = 1,23846 => Ur = 0,9782 Tính Tv theo cơng thức: C t Tv  v (3.13) H => Tv= 0,14506 Nội suy Uv theo Tv toán đồ Uv = 0,42862 Thay giá trị vào công thức : (1-U) = (1-Ur)*(1-Uv) (3.12) Vậy độ cố kết chung đạt đất yếu sau thời gian 0,9 tháng kể từ lúc đắp xong độ cố kết U = 99% 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 -0,1 Độ lún (m) -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 Thời gian (tháng) Hình 3.19: Biểu đồ lún theo thời gian khu vực B - giai đoạn 1 64 3.9.2 Lựa chọn khoảng cách cọc cát: Để chọn phương án bố trí cọc cát hợp lý, trường hợp ta tính tốn độ cố kết cho phương án bố trí cọc cát Sử dụng đường kính cọc cát d = 43cm bố trí theo lưới tam giác đều, khoảng cách cọc cát tính tốn cho phương án từ D = 300, 250, 220 cm Trình tự tính tốn trên, xác định thời gian chờ đạt độ cố kết mong muốn giai đoạn cho phương án sau Bảng 3.17: Kết tính thời gian phương án chờ cố kết đắp giai đoạn Stt Vị trí Thời gian cố kết đạt U=99%(ngày) Ghi 3,0m/cọc 2,5 m/cọc 2,2 m/cọc Khu A (C9) 63 38 25 LK2 Khu B (C30) 27 16 12 BS3 Qua kết tính khoảng cách cọc cát theo phương án nhận thấy: - Thời gian khống chế khu A (C9) định; - Với khoảng cách cọc cát khu A (C9) 2,20m khu B (C30) 3,0m thời gian chờ lún cố kết giai đoạn gần nhau: T = (25  27 ngày) Như chọn bố trí thiết kế sau: + Khu A: Bố trí khoảng cách cọc 2,20m, có thời gian chờ lún cố kết giai đoạn 25 ngày + Khu B: Bố trí khoảng cách cọc cát 3m/cọc, có thời gian chờ lún cố kết giai đoạn 27 ngày 3.10 Tính độ gia tăng lực dính đất yếu đạt độ cố kết U=99% đắp giai đoạn Giả thiết sau đắp, lực dính đất yếu tăng tỷ lệ thuận với độ cố kết theo quan hệ: Cu   HUtgcu (3.14) Thực tế công thức cho độ tăng sức chống cắt tim đắp, Cu gần chân ta luy Vì ta lấy độ tăng trung bình gần là: Cu   HUtgcu (3.15) Vậy cường độ chống cắt dùng để tính chiều cao đắp đất giai đoạn sau là: Cu1 = Cuo + Cu (3.16) Bảng 3.18: Kết tính độ gia tăng lực dính đất yếu sau đạt độ cố kết U= 99% giai đoạn Stt Vị trí Lực dính đất yếu (kPa) Ghi Cuo Cu1 Cu C9 5,90 4,26 10,16 LK2 C30 5,90 4,26 10,16 BS3 Bảng 3.19: Kết tính lún, ổn định, thời gian cố kết giai đoạn 65 Nội dung Độ lún (cm) Hệ số ổn định Kmin Thời gian đạt cố kết U = 99% (ngày) Khu A 85 1,451 Khu B 65 1,419 25 27 Đảm bảo ổn định để Đảm bảo ổn định để thực đắp thời thực đắp Kết luận gian chờ đạt độ cố thời gian chờ đạt độ kết ngắn cố kết ngắn 3.11 Kiểm toán điều kiện ổn định đắp theo giai đoạn 3.11.1 Kiểm toán tại khu A (C9) - Cao trình đắp đất giai đoạn (+1,80m) Lún đợt = 0,85 m - Cao trình đắp đất giai đoạn (+2,90m) - Nền đạt độ cố kết U=99%, lực dính lớp đât yếu Cu1 = 10,16 kPa - Lưới địa kỹ thuật rải giai đoạn 1, cường độ chống kéo rách lưới 80kN/m MẶT CẮT NGANG ĐẮP ĐẤT XỬ LÝ NỀN GIAI ĐOẠN VỊ TRÍ CỌC 3 4 5 7 Hình 3.20: Mặt cắt ngang cọc (đắp giai đoạn 2) Kiểm toán máy tính theo chương trình Bishop 66 KẾT QUẢ TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI PHÍA SÔNG ĐẮP GIAI ĐOẠN VỊ TRÍ CỌC 25 20 TRƯỜNG HP : - Giai đoạn đạt độ cố kết 99% - Giai đọan đắp đến cao trình +2.90 - Có làm bệ phản áp - Rải lưới địa kỹ thuật KẾT QUẢ : - Hệ số ổn định Kmin = 1.294 15 10 1.294 2.90 0.50 Heigth -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Lenght Hình 3.21: Ổn định cọc (đắp giai đoạn 2) Kết F= 1,294 > 1,20, đắp đảm bảo ổn định trình đắp giai đoạn 3.11.2 Kiểm toán tại khu B (C30) - Cao trình đắp đất giai đoạn (+1,80m) Lún đợt = 0,65 m - Cao trình đắp đất giai đoạn (+2,75m) - Lực dính lớp đât yếu Cu1 = 10,16 kPa MẶT CẮT NGANG ĐẮP ĐẤT XỬ LÝ NỀN GIAI ĐOẠN VỊ TRÍ CỌC 30 1 3 4 5 7 Hình 3.22: Mặt cắt ngang cọc 30 (đắp giai đoạn 2) Kiểm tốn máy tính theo chương trình Bishop 110 67 KẾT QUẢ TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI PHÍA SÔNG ĐẮP GIAI ĐOẠN VỊ TRÍ CỌC 30 1.443 21 TRƯỜNG HP : - Giai đoạn đạt cố kết 99% - Giai đoạn đắp đến cao trình +2.75 KẾT QUẢ : - Hệ số ổn định Kmin=1.443 15 2.75 Heigth -3 -9 -15 -21 -27 -33 -5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 Lenght Hình 3.23: Ổn định cọc 30 (đắp giai đoạn 2) Kết F= 1,443 > 1,20 Vậy đắp đảm bảo ổn định trình đắp giai đoạn 3.12 Tính tốn độ lún đắp giai đoạn * Thơng số tính tốn: - Cao trình mặt tính tốn (-1.20m) - Trọng lượng thể tích đất đắp đ =19,70 kN/m3 - Hệ số mái taluy m = 2,00 - Tải trọng xe thi công qui đổi thành chiều cao đất đắp hx = 1,00 m * Sơ đồ khu A cọc C9 SƠ ĐỒ TÍNH LÚN CỌC ĐẮP GIAI ĐOẠN 3 4 5 7 Hình 3.24: Sơ đồ tính lún cọc (đắp giai đoạn 2) 68 * Sơ đồ tính Khu B cọc C30 SƠ ĐỒ TÍNH LÚN CỌC 30 ĐẮP GIAI ĐOẠN 1 3 4 5 7 Hình 3.25: Sơ đồ tính lún cọc 30 (đắp giai đoạn 2) * Trình tự tính tốn: - Giả thiết độ lún tổng cộng đắp Sgt - Xác định hệ số ảnh hưởng ứng suất theo chiều sâu - Tính độ lún khơng nở hơng đất yếu đắp theo phương pháp cộng lún lớp - Tính độ lún cố kết Sc - Tính độ lún tức thời đắp Si - Tính độ lún chuyển vị ngang Sn - Tính độ lún tổng cộng đắp S = Sc + Si + Sn - Việc tính tốn kết thúc Sgt = S (độ lún tổng cộng) - Cao trình mặt đê sau lún đạt cao trình +2.60m 3.12.1 Kết tính độ lún giai đoạn tại khu A và B Bảng 3.20: Kết tính độ lún giai đoạn khu A B Chiều cao Cao độ Độ Cao độ Stt Vị trí đắp đắp lún sau lún Ghi (m) (m) (m) (m) Khu A (C9) 1,95 2,90 0,30 2,60 LK2 Khu B (C30) 1,60 2,75 0,15 2,60 BS3 3.12.2 Thời gian chờ lún để đạt độ cố kết mong muốn tại giai đoạn Trình tự tính tốn thời gian chờ cố kết tính giai đoạn Bảng 3.21: Kết tính thời gian chờ cố kết đắp giai đoạn C9 C30 Thời gian cố kết đạt U= Stt Vị trí Ghi 99% (ngày) Khu A (C9) 24 LK2 Khu B (C30) 26 BS3 69 0 0,2 0,4 0,6 0,8 -0,02 -0,05 0,2 0,4 0,6 0,8 -0,04 Độ lún (m) -0,1 Độ lún (m) -0,15 -0,2 -0,25 -0,06 -0,08 -0,1 -0,12 -0,3 -0,14 -0,16 -0,35 Thời gian (tháng) Hình 3.26: Biểu đồ lún theo thời gian khu vực A - giai đoạn Thời gian (tháng) Hình 3.27: Biểu đồ lún theo thời gian khu vực B - giai đoạn 3.13.3 Tính độ gia tăng lực dính đất yếu đạt độ cố kết U=99% đắp giai đoạn 2: Cường độ chống cắt đât yếu sau đạt độ cố kết 99% giai đoạn là: Cu2 = Cu1 + Cu Bảng 3.22: Kết tính độ gia tăng lực dính đất yếu sau đạt độ cố kết U= 99% giai đoạn Stt Vị trí Lực dính đất yếu (kPa) Ghi Cu1 Cu2 Cu C9 10,16 5,38 15,54 LK2 C30 10,16 5,28 15,44 BS3 Bảng 3.23: Kết tính lún, ổn định, thời gian cố kết giai đoạn 2: Nội dung Khu A Khu B Độ lún (cm) 30 15 Hệ số ổn định Kmin 1,294 1,443 Thời gian đạt cố kết U 24 26 = 99% (ngày) Đảm bảo ổn định để thực Đảm bảo ổn định để thực Kết luận đắp thời gian chờ đắp thời gian chờ đạt độ cố kết ngắn đạt độ cố kết ngắn 3.13 Kiểm toán ổn định tổng thể Sau chờ đạt độ cố kết mong muốn U=99% giai đoạn tiến hành thi cơng gia cố mái Kè phía sông Chỉ tiêu lý vật liệu đất sau cố kết lấy tính tốn sau: Bảng 3.24: Chỉ tiêu lý vật liệu đất sau cố kết lấy tính tốn 70 Stt Lớp địa chất gw (kN/m3) gbh (kN/m3) Cv(kN/m2)  độ Ghi Lớp 18,00 19,70 0,00 35,68 Lớp 15,40 16,50 5,90 6,23 Lớp cố kết 15,40 16,50 15,54 16,23 Lớp 17,80 19,50 0,00 34,7 Lớp 17,20 19,00 0,00 28,68 Đất đắp 18,00 19,70 0,00 35,68 Đá hộc 13,60 18,40 0,20 43,00 Tính tốn ổn định thực máy vi tính chương trình Slope/ Công ty Phần mềm Geo – Slope – Canada KẾT QUẢ TÍNH ỔN ĐỊNH KÈ KHI HOÀN THÀNH VỊ TRÍ CỌC 25 20 TRƯỜNG HP : - Giai đoạn đạt độ cố kết 99% - Tiến hành thi công gia cố mái kè phía sông KẾT QUẢ : - Hệ số ổn định Kmin = 1.829 15 1.829 10 m= 2.60 Heigth -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Lenght Hình 3.28: Ổn định kè hồn thành đắp Kết Kmin = 1,829 > 1,40 Vậy kè bảo đảm an tồn ổn định q trình khai thác sử dụng sau 3.14 Kế hoạch xây dựng Kết tính tốn xử lý đắp sau: 71 3.14.1 Khu vực A (C9) Bảng 3.25: Bảng kế hoạch xây dựng khu vực A Stt Chiều Cao Độ lún sau Cao trình Thời gian Phân đợt đắp cao đắp trình đợt sau lún đạt cố kết (m) đắp (m) đắp (m) (m) U=99% (ngày) Đắp đợt 3,00 1,80 0,85 0,95 Đắp đợt 1,95 2,90 0,30 2,60 Tổng cộng 4,95 1,15 3.14.2 Khu vực B (C30) Bảng 3.26: Bảng kế hoạch xây dựng khu vực B Stt Chiều Cao trình Phân đợt đắp cao đắp (m) đắp (m) 25 24 49 Độ lún Cao trình Thời gian sau đợt sau lún đạt cố kết đắp (m) (m) U=99% (ngày) Đắp đợt 3,00 1,80 0,65 1,15 27 Đắp đợt 1,60 2,75 0,15 2,60 26 Tổng cộng 4,60 0,80 53 Với chiều cao đắp (kể độ cao phịng lún) khơng dự kiến lập kế hoạch xây dựng sau: * Giai đoạn 1: - Đắp đất thân đê khu vực A khu vực B đến cao trình (+1,20m) Riêng khu vực A khu vực xung yếu (đất yếu lộ bề mặt) cần phải xử lý đặc biệt thi công trước với khu B1 B2 Cịn phía đồng (khu B3) thi cơng sau - Thi cơng cọc cát tồn phạm vi xử lý Khu A bố trí khoảng cách cọc 2,2m/cọc, khu B (gồm B1, B2, B3) khoảng cách 3,0m/cọc Sau thi cơng đóng cọc cát xong, tiếp tục đắp tiếp đến cao trình (+1.80m) - Chờ lún cố kết giai đoạn 1: 27 ngày * Giai đoạn 2: - Đắp đất khu A đến cao trình (+2,90m) khu B đến cao trình (+2,75m) - Chờ lún cố kết giai đoạn 2: 26 ngày để đắp đạt đến cao trình thiết kế (+2.60m) - Tiến hành thi cơng hoàn thiện hạng mục kè hồ sơ thiết kế ban đầu 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Luận văn thu thập, tổng hợp số liệu địa hình, địa chất để phục vụ cho việc tính tốn, đề giải pháp cho việc xử lý đất yếu đạt hợp lý, khả thi hiệu - Việc tính tốn tn thủ tiêu chuẩn hành xử lý đắp đất yếu - Việc sử dụng cọc cát trường hợp hợp lý, cho phép tăng nhanh độ lún cố kết theo thời gian, rút ngắn thời gian thi cơng 24 lần (từ 04 năm giảm cịn 02 tháng) - Việc phân giai đoạn đắp nhằm đảm bảo ổn định q trình thi cơng đắp đất xử lý (đắp 01 giai đoạn bị sạt trượt K = 0,871, đắp 02 giai đoạn đảm bảo ổn định q trình thi cơng K > 1,25) - Sau xử lý, kè mái kè đảm bảo ổn định trình sử dụng (Kmin = 1,829) Kiến nghị: - Việc thi công xử lý đất yếu cơng trình ven sơng, biển vốn công việc phức tạp phụ thuộc nhiều thời tiết, chế độ mưa bão, triều, … địi hỏi phải có đội ngũ tư vấn thiết kế, thi cơng có kinh nghiệm, có đủ lực kỹ thuật tài Việc thi công cần thực theo bước, tránh nóng vội mong thành cơng tốt đẹp - Với kết nghiên cứu đề tài nêu trên, cấp quyền quan chức liên quan áp dụng để xử lý đất yếu cho cơng trình kè bảo vệ bờ sơng Ba khu vực phường Phú Đơng, TP Tuy Hịa làm sở để xử lý đất yếu số cơng trình có tính chất tương tự cơng trình kè bảo vệ bờ sơng Ba khu vực phường Phú Đơng, TP Tuy Hịa 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Phương Thảo, Trần Thanh Tùng (2012) Xác định ranh giới đê sông đê cửa sơng phương pháp mơ hình tốn ứng dụng cho cửa sơng ba tỉnh Phú n Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường, Số 38, p 17-22 [2] GS-TS Ngơ Đình Tuấn (Đại học Thủy lợi) Quản lý tổng hợp nguồn nước Sông Ba [3] Quy trình khảo sát thiết kế đường tô đắp đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 262 - 2000 [4] Tiêu chuẩn 9901:2014 Cơng trình Thủy lợi - u cầu thiết kế đê biển [5] Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, đồng tác giả: Pierre Laẻral, Nguyễn Thành Long, Nguyễn Quang Chiêu, Vữ Đức Lục & Lê Bá Lương - NXB Giao thông vận tải - 2001 [6] Phạm Thu Hương, Nguyễn Bá Quỳ, Ngô Lê Long (2011) Ứng dụng mơ hình mike 21 FM nghiên cứu ảnh hưởng sóng dịng chảy đến cửa sơng Đà Rằng tỉnh Phú n Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải, Số 27, p 42-46 [7] Phạm Thu Hương (2012) Nghiên cứu sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp ổn định cửa sông Đà Rằng, tỉnh Phú Yên Luận án tiến sĩ - Trường Đại học Thủy lợi [8] Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (2012) Gia cố đất yếu bấc thấm nước Bộ Khoa học Cơng nghệ 28p [9] Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (2013) Gia cố đất yếu phương pháp cố kết hút chân màng kín khí xây dựng cơng trình giao thông - Thi công nghiệm thu Bộ Khoa học Công nghệ 53p [10] Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (2012) Gia cố đất yếu - Phương pháp trụ đất xi măng Bộ Khoa học Công nghệ 42p [11] Y Chungsik (2015) Settlement behavior of embankment on geosyntheticencased stone column installed soft ground - A numerical investigation Geotextiles and Geomembranes, Vol 43, p.484-492 [12] P.V Long, L.V Nguyen, D.T Bergado, A.S Balasubramaniam (2015) Performance of PVD improved soft ground using vacuum consolidation methods with and without airtight membran Geotextiles and Geomembranes, Vol 43, p.473-483 [13] S Liu, D Zhang, G Du , W Han (2016) A New Combined Vacuum Preloading with Pneumatic Fracturing Method for Soft Ground Improvement Procedia Engineering, Vol 143, p.454-46 [14] I Buddhima, C Jian, R Cholachat (2015) Ground Improvement CaseHistories: Embankments with Special Reference to Consolidation and Other Physical Methods Butterworth-Heinemann, 838p 74 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 75 ... sơng Ba khu vực phường Phú Đơng, TP Tuy Hịa Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Cơng trình kè bảo vệ bờ sơng Ba khu vực phường Phú Đơng, TP Tuy Hịa - Phạm vi nghiên cứu: Đoạn tuy? ??n... toán a) Phạm vi khu B: Là phần diện tích cịn lại, gồm có khu nhỏ: khu B1, B2 B3 Khu nhỏ B1 B2 nằm liền kề đầu thượng hạ lưu khu A khu B3 nằm bên liền kề với khu A, khu B1, khu B2 Khu B có tầng... đề xuất giải pháp cho đoạn kè nghiên cứu - Chương Tính tốn phương án chọn 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu thuộc khu vực bờ hữu sông Ba địa phận phường