IV. Kết quả đạt được của luận vă n:
2.4.3.Giải phỏp 3: Đờ biển cú cấu tạo bằng cỏc xà lan bờ tụng cốt thộp nối tiếp nhau
2.4.3.1. Cấu tạo
Tuyến đờ biển được cấu tạo từ cỏc đơn nguyờn xà lan ghộp lại với nhau, cỏc
đơn nguyờn này cú kớch thước khoảng 25x50m được thi cụng tại cỏc bói đỳc đó bố
trớ sẵn hoặc trờn cỏc ụ nổi, sau đú được di chuyển và hạ chỡm tại vị trớ cụng trỡnh trước khi được bơm đầy cỏt để giữổn định.
Cỏc xà lan bờ tụng cốt thộp cú thểđược đỳc đến cao trỡnh thiết kế hoặc chỉđỳc
đến cao trỡnh trờn mực nước thi cụng, sau khi hạ chỡm tại vị trớ cụng trỡnh sẽ tiếp tục
được thi cụng tại chỗđến cao trỡnh thiết kế.
Trước khi hạ chỡm cỏc xà lan, nền cụng trỡnh được xử lý đảm bảo ổn định về
mặt chịu lực đồng thời phải đảm bảo tương đối bằng phẳng. Trong trường hợp cần thiết, nền đờ cú thểđược gia cố bằng cọc xi măng đất, cọc cỏt hay một số giải phỏp thụng thường khỏc để tăng khả năng chịu tải của đất nền
37
Hỡnh 2.10: Cấu tạo đờ biển bằng cỏc xà lan đơn nối tiếp nhau
Để đảm bảo ổn định và làm giảm cỏc ảnh hưởng của súng biển, mỏi đờ được gia cố bằng đỏ hộc đổ trong nước và cấu kiện tetrapods trọng lượng từ 8ữ10 tấn.
Cỏc xà lan sau khi lần lượt hạ chỡm được liờn kết với nhau theo dạng liờn kết mềm vừa đảm bảo độ ổn định tổng thể, vừa đảo bảo điều kiện ổn định chống thấm cho cụng trỡnh.
2.4.3.2. Điều kiện ỏp dụng
Giải phỏp này thường dựng cho cỏc vị trớ đờ biển cú cột nước sõu, chờnh lệch cột nước lớn và địa chất nền mềm yếu.
Đặc biệt giải phỏp này cú thểứng dụng hiệu quả trong xõy dựng cảng biển và hệ thống đờ chắn súng.
2.4.3.3. Ưu nhược điểm Ưu điểm:
- Kết cấu mặt cắt ngang cụng trỡnh ổn định và vững chắc.
- Thời gian thi cụng nhanh và chủđộng, cú thể mở rộng mặt đờ để kết hợp với
đường giao thụng.
Nhược điểm:
- Kỹ thuật thi cụng phức tạp hơn, đặc biệt là việc lai dắt, di chuyển và hạ chỡm cỏc xà lan cú kớch thước lớn trong điều kiện giữa biển, cú tỏc động của súng giú.
- Xử lý tiếp giỏp giữa nền và bản đỏy xà lan, liờn kết giữa cỏc đơn nguyờn xà lan với nhau.
38
2.4.4. Giải phỏp 4: Đờ biển cú cấu tạo bằng hệ thống tường ụ võy
2.4.4.1. Cấu tạo
Đờ biển được hỡnh thành bởi nhiều ụ võy ghộp lại với nhau tạo thành một bức tường ngăn nước. Đường kớnh của một ụ võy trong khoảng từ 20ữ30m tựy thuộc vào việc tớnh toỏn ổn định và cụng năng sử dụng của hệ thống. ễ võy cú cấu tạo bởi cỏc thanh cừ được đúng ken xớt với nhau tạo thành một vũng trũn khộp kớn, chiều dài của cỏc thanh cừ đảm bảo cắm sõu vào lớp đất cú tớnh chất cơ lý tốt, khả năng chịu lực cao. Phần khung ụ võy từ mực nước thấp nhất trở nờn được đổ 1 lớp bờ tụng cốt thộp cú bề dày khoảng 50cm tạo thành một lớp vỏ bọc.
Hỡnh 2.11: Kết cấu đờ biển dạng tường ụ võy
Trong phạm vi ụ võy, sau khi nạo bỏ lớp đất nền xấu trờn mặt, điền đầy bằng vật liệu thay thế, lớp trờn cựng cú thể đổ bằng đỏ hộc và làm bề mặt cấp phối để
phục vụ cho giao thụng đi lại. Ở đoạn tiếp xỳc giữa cỏc ụ võy được thi cụng khộp kớn và đổ bự bằng vật liệu chốn đảm bảo độ kớn nước cho toàn bộ cụng trỡnh.
39 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phớa trước và sau của tường ụ võy được gia cố bằng thảm đỏ kết hợp với cỏc cấu kiện chắn súng như Tetrapods hay Accropode.
2.4.4.2. Điều kiện ỏp dụng
Giải phỏp này thường được ỏp dụng để làm đờ chắn súng cho cảng biển, và phự hợp với cỏc vị trớ cú cột nước thi cụng sõu.
2.4.4.3. Ưu nhược điểm
+ Ưu điểm: Kết cấu cụng trỡnh vững chắc, sử dụng ớt vật liệu đắp, thời gian thi cụng nhanh, giảm thiểu được diện tớch mặt bằng thi cụng.
+ Nhược điểm: Kỹ thuật thi cụng phức tạp, giỏ thành cụng trỡnh cao.
2.4.5. Giải phỏp 5: Đờ biển cú cấu tạo bằng tổ hợp xà lan tạo chõn với vật liệu tại chỗ
2.4.5.1. Cấu tạo
Cỏc xà lan được đỳc sẵn và di chuyển đến vị trớ cụng trỡnh, sau khi hạ chỡm nối tiếp với nhau tiến hành bơm đầy vật liệu vào thõn xà lan tạo thành một hệ thống chõn đờ vững chắc. Tựy thuộc vào tớnh chất và yờu cầu về thi cụng mà chiều cao của cỏc xà lan tạo chõn cú thể bằng hoặc cao hơn mực nước biển tớnh toỏn khi thi cụng cụng trỡnh. Lừi đờ cú cấu tạo bằng vật liệu địa phương đổ trong nước. Mặt đờ cú chiều rộng từ 20ữ30m và cú thể kết hợp làm đường giao thụng bộ.
+5,00 470 2500 302 1400 1244 1800 400 548 Cọc xi măng đất D=80mm,L=8m 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 Cát đắp Cát đắp +2,00 Đá đắp Đá đắp +2,00 Đá đắp Đá đắp i= 1% m=2 i= 1% m=2 m=1.5 4844 m=1.5
Hỡnh 2.12: Mặt cắt ngang đờ bằng tổ hợp xà lan tạo chõn
Tại cỏc vị trớ cú địa chất mềm yếu, nền cụng trỡnh được tớnh toỏn gia cố bằng hệ thống cọc xi măng đất hoặc cọc cỏt.
40
2.4.5.2. Điều kiện ỏp dụng
Giải phỏp này được ỏp dụng thi cụng đờ biển trong điều kiện cột nước sõu, yờu cầu về chiều rộng đỉnh đờ nhỏ, cụng trỡnh cú tớnh chất vĩnh cửu.
2.4.5.3. Ưu nhược điểm
Ưu điểm: Phương ỏn này cú ưu điểm là thi cụng đơn giản, thời gian thi cụng nhanh hơn do cú hệ thống xà lan tạo chõn, giảm thiểu được khối lượng vật liệu tạo lừi đờ và giải phỏp cụng trỡnh cú tớnh kết hợp giữa truyền thống và hiện đại.
Nhược điểm: Việc thi cụng hạ chỡm cỏc xà lan chõn đờ đũi hỏi kỹ thuật thi cụng phải cú độ chớnh xỏc cao.
2.5. Lựa chọn giải phỏp kết cấu
2.5.1. Cụng nghệ xà lan bờ tụng cốt thộp
Xà lan cú kết cấu dạng hộp phao rỗng bằng bờ tụng cốt thộp dạng tường bản mỏng, bờn trong được chia thành nhiều khoang rỗng bởi hệ thống vỏch ngăn nờn cú trọng lượng nhẹ, cú thể nổi và di chuyển trờn mặt nước. Cỏc xà lan này thường
được chế tạo sẵn ở trờn bờ hoặc trờn cỏc ụ nổi sau đú được làm nổi (hạ thủy), lai dắt
đến vị trớ cụng trỡnh và đỏnh chỡm xuống nền đó được chuẩn bị sẵn, cuối cựng cỏc khoang rỗng xà lan được lấp đầy bởi bờ tụng hoặc cuội sỏi và cỏt, đỏ dăm.
Hiện nay, xà lan bờ tụng cốt thộp được sử dụng rộng rói nhất trong lĩnh vực cảng hàng hải như: xõy dựng bến cảng, tường kố và đờ chắn súng.
Trong lĩnh vực xõy dựng đờ chắn súng, xà lan cú ưu điểm nổi bật là đờ cú hỡnh dỏng gọn nhẹ, giảm được khối lượng cỏc vật liệu xõy dựng nhưđất, đỏ,...từđú giảm giỏ thành xõy dựng. Ngoài ra, nú cũn cú ưu điểm khỏc như: Thời gian thi cụng nhanh, giảm thiểu những hư hũng trong quỏ trỡnh xõy dựng, ớt tỏc động đến mụi trường trong thời gian xõy dựng và ớt phải bảo trỡ hơn so với cỏc loại khỏc.
Hiện nay ở nước ta đó ỏp dụng xà lan bờ tụng cốt thộp trong thiết kếđờ biển:
+ Cảng Cỏi Lõn – Quảng Ninh:
Cảng container quốc tế Cỏi Lõn được bắt đầu xõy dựng từ năm 1999 hoàn thành vào năm 2003. Bến cú kết cấu trọng lực sử dụng xà lan bờ tụng cốt thộp khối
41
lớn, được thi cụng trờn ụ nổi sau đú dỡm ụđể làm nổi xà lan. Xà lan sẽđược tàu kộo lai dắt ra khỏi ụ, đưa vào vị trớ lắp đặt và đỏnh chỡm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 2.13: Kết cấu đờ cảng Cỏi Lõn- Quảng Ninh + Đờ chắn súng cảng Tiờn Sa – Đà Nẵng:
Cảng Tiờn Sa – Đà Nẵng được xõy dựng ở phớa cực Tõy của bỏn đảo Sơn Trà,
để mở rộng và nõng cao khả năng tiếp nhận cỏc tàu cú tải trọng lớn.
Cụng trỡnh đờ chắn súng tạo an toàn thủy lực cho cảng Tiờn Sa – Đà Nẵng
được xõy dựng năm 2006 dài 450m do cụng ty Tư vấn Nhật Bản JPC hợp tỏc với tập đoàn MAUNSELL thiết kếđược đặt tại mỏm nhụ phớa Tõy bỏn đảo Sơn Trà. Đờ chắn súng được thiết kế với tần suất súng H2%=9,5m. Trờn chiều dài 450m thỡ cú 160m đờ phớa ngoài được xõy dựng bằng xà lan đặt trờn bệ đỏ. Kớch thước mỗi xà lan (BxHxL)=(18x10,5x20)m.
42
2.5.2. Lựa chọn
Với nhiệm vụ chống lũ, chống ngập ỳng và xõm nhập mặn cho khu vực Tp Hồ
Chớ Minh và vựng Đồng Thỏp Mười, đồng nghĩa với việc luụn phải duy trỡ chờnh lệch mực nước giữa bờn trong và bờn ngoài tuyến đờ. Ngoài ra, tuyến đờ tạo thành tuyến giao thụng nối cỏc tỉnh miền Tõy với cỏc tỉnh ở Nam Trung bộ.
Căn cứ vào yờu cầu, nhiệm vụ nờu trờn, đồng thời dựa trờn cỏc điều kiện tự
nhiờn nhưđịa chất nền tuyến đờ nằm trong vựng địa chất mềm yếu, điều kiện thủy hải văn phức tạp, điều kiện thi cụng hoàn toàn trong nước, điều kiện về giỏ thành cụng trỡnh. Để giải quyết cỏc vấn đề nờu trờn thỡ cần cú giải phỏp kết cấu và nền cụng trỡnh phự hợp, thi cụng dễ dàng, vật liệu sử dụng phải đơn giản, dồi dào và đỏp
ứng yờu cầu thi cụng mà khụng ảnh hưởng đến chất lượng cụng trỡnh. Trong khi đú xà lan bờ tụng cốt thộp đó được ứng dụng rộng rói trờn thế giới và Việt Nam bởi những ưu điểm khi ỏp dụng cụng nghệ này, phự hợp với nền địa chất nền yếu, khả
năng thi cụng nhanh, ớt ảnh hưởng tới mụi trường và giao thụng thủy.
Do đú giải phỏp sử dụng tổ hợp xà lan tạo chõn với vật liệu tại chỗ sẽđỏp ứng
được cỏc mục tiờu như thi cụng đơn giản, vật liệu thi cụng dồi dào và cú sẵn trong nước, thời gian thi cụng nhanh mà khụng ảnh hưởng nhiều bởi thời tiết, khụng cần
điều động mỏy múc chuyờn dụng mà Việt Nam chưa cú, thời gian thi cụng trờn biển ngắn, tận dụng tối đa vật liệu cỏt tạo lừi sẽđược bơm trực tiếp từđỏy biển…
Với giải phỏp kết cấu đờ biển theo tổ hợp xà lan tạo chõn, kớch thước và kết cấu của xà lan được lựa chọn phải thỏa món cỏc điều kiện vềổn định thõn đờ như:
+ Kớch thước mặt cắt ngang đờ phải đủ để bố trớ đường giao thụng và cỏc kết cấu phụ trợ như: lan can, lềđi bộ, làn dừng xe khẩn cấp, tường chắn, …
+ Kết cấu đờ đảm bảo điều kiện ổn định về thấm, bao gồm thấm dưới nền đờ và thấm qua khớp nối giữa cỏc xà lan.
+ Kớch thước và kết cấu đờ đảm bảo điều kiện ổn định dưới tỏc dụng của ỏp lực nước, ỏp lực do súng, giú...ứng với tần suất thiết kế.
Vỡ vậy giải phỏp xõy dựng cho tuyến Vũng Tàu – Gũ Cụng được tỏc giả lựa chọn là tổ hợp xà lan bờ tụng cốt thộp tạo chõn với vật liệu tạo lừi đờ bằng cỏt.
43
2.6. Kết luận chương 2
Lựa chọn giải phỏp kết cấu cụng trỡnh đặc biệt quan trọng trong thiết kế cụng trỡnh núi chung và tuyến đờ biển Vũng Tàu - Gũ Cụng núi riờng. Trong cỏc giải phỏp đó được nờu, nhiều giải phỏp mang tớnh khả thi, cú những giải phỏp mang tớnh cụng nghệ mới, khả năng ỏp dụng trong thực tế chưa cao với điều kiện nước ta.
Cỏc giải phỏp truyền thống đờ mỏi nghiờng đó được ứng dụng thành cụng ở
nhiều nơi trờn thế giới. Giải phỏp này tận dụng được vật liệu tại chỗ, thiết bị và biện phỏp thi cụng khỏ đơn giản, nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và thi cụng. Tuy nhiờn, kớch thước mặt cắt ngang lớn nờn tốn nhiều vật liệu, thời gian thi cụng dài, gõy ụ nhiễm mụi trường và dễ gặp rủi ro trong quỏ trỡnh thi cụng.
Giải phỏp dựng tường đứng kết hợp mỏi nghiờng là giải phỏp cú tớnh mới về
mặt cụng nghệ, phự hợp với cỏc khu vực cú địa chất nền mềm yếu. Tuy nhiờn, giải phỏp này đũi hỏi giải phỏp thi cụng tường cọc cừ nghiờng rất phức tạp.
Giải phỏp dựng tổ hợp xà lan bờ tụng cốt thộp tạo chõn 2 bờn mỏi đờ, giữa đổ
cỏt là một giải phỏp đó được sử dụng nhiều trong việc thi cụng đờ chắn súng cho cảng biển bởi cỏc ưu điểm khi thi cụng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Xà lan được thi cụng trong hố múng.
+ Hỡnh dạng xà lan đó được định hỡnh sẵn nờn cụng tỏc tạo lừi, làm đường sẽ
rất thuận lợi và đảm bảo tiến độ thi cụng.
+ Mặt cắt đờ vừa đảm bảo dạng truyền thống mỏi nghiờng, vừa mang tớnh hiện
đại về kết cấu chõn đờ bảo vệ; phự hợp cho điều kiện địa chất nền mềm yếu; độ sõu cột nước thay đổi lớn... + Khụng cần điều động mỏy múc chuyờn dụng hoạt động trờn biển. + Với diện tớch bản đỏy lớn cú thể khụng cần gia cố nền mà vẫn đảm bảo ổn định cụng trỡnh. Qua phõn tớch ưu nhược điểm của cỏc giải phỏp kết cấu cụng trỡnh, tỏc giả đề
xuất lựa chọn giải phỏp “Kết cấu đờ biển bằng tổ hợp xà lan bờ tụng cốt thộp với vật liệu tại chỗ” ỏp dụng cho tuyến đờ biển Vũng Tàu - Gũ Cụng, để nghiờn cứu, tớnh toỏn và trỡnh bày trong luận văn này.
44
CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO CễNG TRèNH Đấ 3.1. Nguyờn tắc thiết kế
3.1.1. Tổng thể tuyến đờ
- Do chiều dài tuyến đờ rất lớn, vỡ vậy cần phải chia cụng trỡnh thành nhiều kết cấu xà lan riờng lẻ rồi lắp ghộp và liờn kết lại với nhau. Việc này giỳp cho quỏ trỡnh thi cụng, di chuyển và lắp đặt xà lan thuận lợi hơn, đồng thời tạo ra những khớp nối mềm giữa cỏc xà lan để triệt tiờu ứng suất sinh ra do chờnh lệch lỳn.
- Cao trỡnh đỉnh đờ khụng cho phộp súng tràn qua để khụng gõy ảnh hưởng
đến an toàn giao thụng trờn tuyến đờ.
- Chiều rộng mặt đờ đảm bảo bố trớ đường giao thụng cú cấp kỹ thuật là cấp II, cụng trỡnh phụ trợ,….
- Mặt cắt ngang đờ đảm bảo ổn định dưới cỏc điều kiện súng giú, chờnh lệch cột nước...
- Kết cấu bảo vệ phải triệt tiờu được năng lượng của súng tỏc dụng vào đờ.
3.1.2. Kết cấu xà lan
Để cú thể lắp ghộp được ở trong nước đũi hỏi xà lan phải nổi và di chuyển dễ
dàng nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực trong quỏ trỡnh thi cụng và làm việc. Kớch thước của mỗi xà lan cần được lựa chọn hợp lý nhưng số lượng xà lan khụng quỏ nhiều. Hệ thống tường, vỏch bố trớ cõn đối đảm bảo khả năng chịu lực.
3.1.3. Ổn định đờ 3.1.3.1. Ổn định ứng suất nền Giảm nhỏ ứng suất đỏy múng cụng trỡnh bằng việc mở rộng bản đỏy kết hợp hệ thống cọc, lớp gia cố nền và bố trớ kết cấu cụng trỡnh hợp lý. 3.1.3.2. Ổn định trượt, lật Tăng lực ma sỏt giữa đỏy cụng trỡnh với nền và sức chịu tải của nền. 3.1.3.3. Ổn định chống thấm
45
3.1.3.4. Ổn định chống xúi, phỏ hoại chõn và mỏi đờ
Bằng khối đỏ đổ bảo vệ chõn đờ, cục phỏ súng gia cố mỏi đờ nhằm khụng chỉ ổn định chống xúi mà cũn ổn định tổng thể mặt cắt đờ.
3.2. Cỏc thụng số thiết kế
Cỏc thụng số chớnh được sử dụng để xỏc định cỏc kớch thước cơ bản của đờ, tớnh toỏn kiểm tra ổn định của đờ gồm: Mực nước thiết kế và cỏc tham số súng.
Trờn cơ sở mục tiờu, nhiệm vụ của dự ỏn sẽ xỏc định được cấp cụng trỡnh, từ đú xỏc định được cỏc tần suất thiết kế (chu kỳ lặp lại) của cỏc yếu tố như mực nước, súng, giú, bóo....để xỏc định cỏc giỏ trị thiết kế, kiểm tra.
Trong khuụn khổ của luận văn tỏc giả tham khảo và sử dụng kết quả nghiờn cứu của cỏc đề tài liờn quan đến tuyến đờ biển Vũng Tàu - Gũ Cụng.
Ngoài ra cú tham khảo bỏo cỏo “Vung Tau – Go Cụng Dam Viet Nam –