Từđiểm A6 đến điểm D (K4+114 đến K14+897) dài 10.783m là hạng mục đờ
đất mỏi nghiờng như sau:
3.4.1.1. Tớnh toỏn cao trỡnh đỉnh đờ
Theo tiờu chuẩn kỹ thuật thiết kếđờ biển [3]. Cao trỡnh đỉnh đờ được xỏc định theo cụng thức:
Zđ = MNCTH + Hsl + a (3-1) Trong đú:
MNCTH: Mực nước cao tổng hợp (m); MNCTH = + 2,901m Hsl: Chiều cao súng leo (m);
a: Độ cao gia cường (m);
a) Xỏc định a:
Giỏ trị của a được xỏc định theo bảng sau:
Bảng 3.15: Bảng giỏ trị a theo cấp cụng trỡnh.
Cấp cụng trỡnh I II III IV V
Trị số gia tăng độ cao a (m) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
Đối với cụng trỡnh tại cửa là cụng trỡnh cấp III, chọn a = 0,4 m.
b) Xỏc định chiều cao súng leo Rslp :
Theo tiờu chuẩn kỹ thuật thiết kếđờ biển [3]:
Hsl: Chiều cao súng leo (m). Chiều cao súng leo được xỏc định theo cụng thức sau: 0 0 1,75. . . . / m γbγ f γβ ξ sl H H = Với 0,5 ≤γb.ξ0≤ 1,8 (3-2) ( 0) 0 . .4,3 1,6/ / m =γ f γβ − ξ sl H H Với 1,8 < γb.ξ0≤ 8ữ10 (3-3) Với 0,6 ≤γb≤ 1,0 Trong đú:
75
Hm0 = Hs: Chiều cao súng cú nghĩa tại chõn cụng trỡnh (chiều cao súng thiết kế) (m);
ξm-1,0: Chỉ số tương tự súng vỡ (hay cũn gọi là số Irribaren);
1,0 1,0 tan m m s α ξ − − = ; 1,0 1,0 2 1,0 2 . m m m Hs Hs s L g T π − − − = = (3-4) γβ: Hệ số chiết giảm do súng tới xiờn gúc; γβ = 1-0,0022x|β| với 00 ≤|β|≤ 800 γβ = 1-0,0022x80 với |β|> 800
Súng xiờn gúc với phương phỏp tuyến của tuyến đờ một gúc β = 450
γr: Hệ số chiết giảm do độ nhỏm trờn mỏi dốc; γr = 0,85
γb: Hệ số chiết giảm khi cú cơđờ;
Hệ số chiết giảm do cơđờ γbđược tớnh theo cụng thức:
1 co. 0,5 0,5. os h b co B d c L x γ = − + π với 0,6≤γb ≤ 1 (3-5) Mặt cắt tớnh toỏn với cỏc thụng số:
+ Độ dốc mỏi đờ: mđ = 2; Độ dốc mỏi cơ giảm súng: mcgs = 3,5; Độ dốc mỏi cơ
phản ỏp (cơ thấp): mcth = 5; + Chiều rộng cơ giảm súng: Bcgs = 8m; Chiều rộng cơ phản ỏp: Bcth = 12m; + Trờn cơ bố trớ mố phỏ súng; mỏi được bảo vệ bằng cấu kiện bờ tụng cú mố nhỏm cao giảm súng leo tốt; Lb = B + 2.Hm0p; x= Rup khi cơ nằm trờn MNTK x = 2. Hmop khi cơ nằm dưới MNTK Thay số tớnh toỏn Hsl = 1,7 m Như vậy cao trỡnh đỉnh đờ chọn:
Zk = MNCTH + Hsl + a = 2,901 + 1,7 + 0,4 = 5,001 m
Đoạn cuối tuyến địa hỡnh cửa sụng Cấm trực diện với biển, thoỏng rộng, đà giú lớn và gần như khụng khỏc so với đoạn trực diện với biển B1-G, độ chờnh chiều cao từ ngoài vào khụng nhiều và lớn hơn so với đọan cửa Bạch Đằng. Bờn cạnh đú
76
sụng Cấm chiều rộng sụng nhỏ và khụng được nối với cỏc nhỏnh sụng khỏc nờn khi nước dồn do súng bị ứ lại dõng lờn cao hơn so với đoạn sụng Bạch Đằng. Đoạn đầu tuyến cửa sụng Bạch Đằng được che khuất sõu vào trong sụng đà giú nhỏ. Thực tế (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tớnh toỏn chiều cao đờ đoạn cuối tuyến cú thấp hơn so với đoạn ngoài biển tuy nhiờn khụng nhiềụ Đểđảm bảo thuận tiện thi cụng thiết kế cả tuyến cựng cao trỡnh +5,0
Lựa chọn cao trỡnh mặt đờ Zđ = +5,0m cho toàn tuyến.
3.4.1.2. Mặt cắt ngang đờ đất mỏi nghiờng
Căn cứ vào điều kiện thực tế của khu vực cho ta thấy hầu hết cỏc cơn bóo đổ bộ
vào Hải Phũng đều rơi vào thời kỳ nước triều thấp hoặc trung bỡnh. Theo tài liệu quan trắc trong vũng 40 năm từ năm 1953 đến năm 1993 chỉ cú 1 đến 2 lần vào ngày 26/7/1955 và trong cơn bóo số 7 năm 1968 rời vào thời kỳ triều cường. Tuy nhiờn cỏc trận bóo hàng năm đều cú thể gõy ra nước dõng trờn dưới 1m với tần suất 88% (theo Viện cơ học Viện KHVN). Như vậy trong vũng 40 năm cú 2 cơn bóo rơi vào lỳc triều cường hay núi cỏch khỏc đỳng với tần suất P=5%. Vỡ vậy đỉnh cơ giảm súng được lựa chọn ở cao trỡnh +3,0m.
Theo kết quả tớnh toỏn sơ bộ chọn mặt cắt hỡnh học cú cỏc thụng số như sau:
Đờ đất mỏi nghiờng hỗn hợp 2 cơ a) Đờ chống súng (thi cụng giai đoạn 3) - Cao trỡnh đỉnh đờ Zđ = +5,0m - Mặt đờ rộng B1 = 3m - Mỏi đờ phớa biển m1 = 2 - Mỏi đờ phớa đất liền md = 2
b) Cơ giảm súng (đờ vượt triều thi cụng giai đoạn 2)
- Cao trỡnh mặt cơ Z2 = +3,0m - Mặt cơ rộng B2 =8m - Mỏi cơ giảm súng m2 = 3,5 c) Cơ phản ỏp (đờ kố ngầm chắn bựn thi cụng giai đoạn 1) - Cao trỡnh mặt cơ từ +0,0 ữ +1,0; - Mặt cơ rộng B3 = 12m; độ dốc i = 12,0
77
- Mỏi cơ m3 = 5
Tựy theo cốt nền tự nhiờn mà chiều cao cơ, chiều rộng mỏi cơ thay đổi theọ
d) Thềm chống xúi
- Chiều rộng cơ chống xúi (thềm chống xúi) tớnh từ chõn mỏi cơ phản ỏp cú chiều rộng L = 11m, Rx = 4,4m.
e) Chõn khay đờ kố biển
Chõn khay trọng lực là khối lăng thể tựa được thiết kếđủ trọng lượng đỡ mỏi
đờ, mỏi đờ chống lỳn, trượt chiều rộng từ chõn mỏi đờ m=3,5 đến chõn mỏi cơ phản ỏp m=5 phụ thuộc chiều cao của cơ.
g) Tường hắt súng
Trong thời gian đầu đang xõy dựng và bơm bựn tụn nền chưa xõy dựng cơ sở hạ
tầng chờ lỳn, cố kết nền bựn, cao trỡnh đỉnh đờ nờn giữ mức +5,0 chấp nhận bóo cấp 12 tràn qua một đoạn đối diện với biờn thoỏng đà giú lớn. Khi cỏc cụng trỡnh, cơ sở hạ
tầng được xõy dựng cú thể xõy thờm tường hắt súng cao từ 0,6 ữ1m nếu cần.
h) Đường ven biển (đường quản lý, cứu hộ cứu nạn và phạm vi bảo vệđờ): Đường ven biển tương lai cú chiều rộng 15m cỏch chõn đờ 10m được bố trớ rónh tiờu nước và vườn hoa cõy xanh trong giai đoạn đầu nền đường được san lấp song song với tuyến đờ (đõy là hạng mục quy hoạch khụng thuộc dự ỏn khụng tớnh khối lượng).
3.4.1.3. Kết cấu đờ
1) Nền đờ
Nền đờ được tớnh toỏn với 2 phương ỏn kết cấu: - Phương ỏn 1: Nền đờ khụng gia cố
- Phương ỏn 2: Nền đờ cú gia cố:
+ Cừ ma sỏt phõn bốứng suất nền kớch thước 20x95cm dài 5mữ7m. + Tỳi vải địa kỹ thuật cường độ cao đựng cỏt hạt trung dày 1,5m. 2) Kết cấu đờ ngầm chắn bựn (cơ phản ỏp thi cụng giai đoạn 1)
a) Kết cấu chõn khay
Chõn khay rộng bằng khoảng cỏch giữa chõn đờ và chõn cơ phản ỏp cấu thành một khối lăng thể tựa cú trọng lượng lớn chống dịch chuyển ngang và chống trượt
78 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mỏi thay thế chõn khay trọng lực 2 hàng ống buy dài 2m đổđỏ hỗn hợp bằng 2 hàng cừ ma sỏt bằng bờ tụng cốt thộp kớch thước 20x95cm dài 5m, phớa trong là tỳi cỏt hạt trung vải địa kỹ thuật cú độ bền cao, dày 1,5m phớa trờn bỏ đỏ hỗn hợp khụng phõn loạị
b) Thềm chống xúi
Thềm chống xúi cú chiều rộng 11m.
Kết cấu bằng đỏ đổ trờn lớp vải địa kỹ thuật cường độ cao ổn định lỳn và cao hơn mặt đất tự nhiờn 1m. Làm phẳng mặt đỏ đổ bằng đỏ dăm dày 20cm. Trờn trải thảm bờ tụng TAC-CI dày 12cm. c) Cơ phản ỏp Cơ phản ỏp là khối vật liệu cú trọng lượng lớn được cõn bằng tải trọng đắp đờ trờn nền yếu chống trồi, trượt. Đặc biệt xỏc định và lựa chọn vị trớ điều chỉnh súng và kớch súng đổ theo ý muốn giảm chiều cao súng leọ Vị trớ điều chỉnh cỏch mỏi m=3,5 là 12m. Cao trỡnh vị trớ súng vấp +0,0.
Độ nghiờng mặt cơ tăng tốc độ dũng rỳt lớp nước trờn i=12. Độ dốc mỏi cơ
giảm độ dốc giảm tốc độ dũng rỳt m=5. Kết quả thớ nghiệm cho thấy cỏc thụng số
lựa chọn trờn là phự hợp
- Mỏi cơ từ +0,0 đến mặt thềm trải thảm TAC-CI dày 12cm trờn lớp đỏ 1x2 dày 20cm trờn lớp đỏ hỗn hợp dày 50cm dưới cựng là lớp vải địa kỹ thuật.
- Mặt cơ phản ỏp được lỏt cấu kiện TAC-CM5874 dày 24cm cú mố nhỏm làm giảm tốc độ dũng đỏy (sỏt mặt cụng trỡnh) giảm tốc độ dũng chảy dưới lớp bảo vệ
hạn chế ỏp suất rỳt vật liệu trong thõn cụng trỡnh.
d) Thõn đờ ngầm và nền đường ven biển
Thõn đờ ngầm được đắp bằng cỏt và bọc bờn ngoài một lớp đỏ hỗn hợp dày 50cm. Phần nền đường ven biển tương lai (hạng mục quy hoạch khụng thuộc dự ỏn)
được đắp bằng đất hỗn hợp hoặc cỏt san lấp thi cụng song song với tuyến đờ biển. Mặt đờ được trải một lớp vải địa kỹ thuật cú độ bền cao bảo vệ mặt đờ, phớa trờn
79
3) Kết cấu đờ vượt triều (cơ giảm súng thi cụng giai đoạn 2)
Mặt đờ vượt triều cú cao trỡnh +3,0 bằng mặt đất san nền, mặt đờ rộng 19,5m trong đú 8m mặt cơ giảm súng và 11,5m chiều rộng đỏy phần đờ giảm súng leọ
Đỏy rộng 30m ở cao trỡnh +1,0m.
a) Kết cấu mỏi chống súng
- Tại cao trỡnh +1,0m chõn đờ vượt triều, dầm bờ tụng cốt thộp đỡ chõn mỏi đỳc sẵn dài 2m. - Nền đất đỏ đắp lốn chặt; - Lớp vải địa kỹ thuật chống mất cỏt thõn đờ; - Lớp đỏ hỗn hợp làm chặt, lỗ rỗng nhỏ nhất, dày 50cm; - Lớp đỏ dăm 4x6 dày 20cm làm phẳng; - Lỏt cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 bờ tụng M300 D24cm cú mố nhỏm; Đỉnh cơ dầm bờ tụng cốt thộp đổ tại chỗ M300. Đổ liền khối với nửa cấu kiện của mỏi cơ m=3,5 và liền khối với nền mố phỏ súng. b) Kết cấu mố phỏ súng Cọc bờ tụng cốt thộp 15x15x200cm M300 đúng sõu xuống 1,5m cao lờn mặt nền 0,5m làm trụ chống lật cho mố phỏ súng. Khoảng cỏch và kớch thước theo bản vẽ.
c) Kết cấu mặt cơ giảm súng Mặt cơ giảm súng được cấu tạo từ dưới lờn trờn - Nền đất đắp lốn chặt; - Lớp vải địa kỹ thuật chống mất cỏt thõn đờ; - Đỏ hỗn hợp cú lỗ rỗng nhỏ nhất, dày 50cm; - Đỏ lút 4x6 tạo mặt phẳng dày 20cm; - Lỏt cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300 khụng cú mố nhỏm. 4) Kết cấu đờ chống súng (thi cụng giai đoạn 3) - Đờ được đắp bằng đất tốt (đất sột) đầm nện kỹ; - Tấm lút vải bạt; - Bờ tụng lút M150 dày 10cm;
- Bờ tụng cốt thộp M300 dày 16cm; mỗi đơn nguyờn dài 10m bố trớ một khe hở
80
3.4.2 Tớnh toỏn ổn định đờ và nền
3.4.2.1 Lựa chọn phiờn bản phần mềm Plaxis để tớnh toỏn
Hiện nay với sự phỏt triển của khoa học, cú rất nhiều cụng cụ phần mềm tớnh toỏn địa kỹ thuật được sử dụng cho tớnh toỏn đờ và nền như: Geostudio (Canada), Geo5 (Italia), Plaxis (Hà Lan),…Mỗi phần mềm thớch hợp với những điều kiện nhất
định. Với trường hợp trong luận văn là đờ đắp trờn nền mềm yếu, biến dạng lớn nờn sử dụng phần mềm Plaxis cú nhiều lợi thế. Để kết quả tớnh toỏn chớnh xỏc, hạn chế
nhiều sai số chủ quan của người dựng, tỏc giả lựa chọn phần mềm Plaxis 2D để tớnh toỏn cho kết cấu đờ đất mỏi nghiờng. Mặt khỏc,với diện đặt tải rộng như mặt cắt đờ
đất đó lựa chọn, biến dạng theo phương dọc tuyến đờ cú thể coi như bằng khụng. Lỳc đú mụ phỏng kết cấu đờ theo bài toỏn phẳng hoàn toàn cú đủđộ tin cậy caọ
3.4.2.2 Lựa chọn mặt cắt tớnh toỏn đờ đất mỏi nghiờng
Trong khuụn khổ luận văn, tỏc giả lưa chọn 1 mặt cắt điển hỡnh tại vị trớ hố (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
khoan M78 là vị trớ mặt cắt cú lớp đất yếu ở trờn mặt sõu nhất để tớnh toỏn.
* Thụng sốđịa chất. Bảng 3.16 : Bảng tổng hợp cỏc chỉ tiờu cơ lý cỏc lớp đất tại hố khoan M78. STT Chỉ tiờu KH Lớp 2 Lớp 3c Lớp 7a 1 Độẩm tự nhiờn W (%) Wtn 52.56 48.81 31.34 2 Khối lượng thể tớch (g/cm3) γw 1.62 1.70 1.91 3 Hệ số rỗng εo 1.508 1.347 0.864 4 Độ rỗng (%) n 59.80 57.13 46.07 5 Độ bóo hoà (%) G 92.60 96.46 97.88 6 Độ sệt Is 1.43 1.37 0.24 7 Gúc ma sỏt trong (độ) ϕ 4°08' 5°19' 15°06' 8 Lực dớnh đơn vị (kG/cm2) C 0.044 0.053 0.237 9 Hệ số thấm (10-6 cm/s) K 7.93 7.66 1.85 10 Mụ đun biến dạng Eo (kG/cm2) Eo 7.80 12.70 109.2
81
* Thụng sốđịa hỡnh
Cao độ tự nhiờn lựa chọn tớnh toỏn là -2.0m
3.4.2.3 Cỏc trường hợp tớnh toỏn đờ đất mỏi nghiờng
Để lựa chọn được mặt cắt đờ đất mỏi nghiờng hợp lý, đảm bảo yờu cầu kỹ thuật và kinh tế nhất cần phải tớnh toỏn thử dần với nhiều sơđồ kết cấu để lựa chọn. - SĐ 1 : Kết cấu đờ đất mài nghiờng đặt trực tiếp trờn nền đất yếụ
- SĐ 2 : Kết cấu đờ đất mỏi nghiờng đặt trờn nền được xử lý bằng lớp cỏt thay nền kết hợp với đúng cừ ma sỏt , trong đú phõn ra :
+SĐ 2a : Thay nền bằng cỏt hạt trung dày 1,5m, bọc giữa 2 lớp vải địa kỹ thuật cường độ cao, kết hợp cỏc trường hợp số lượng hàng cừ ma sỏt cao 20x80x500 cm :
đúng 2 hàng, đúng 3 hàng, đúng 4 hàng.
+ SĐ 2b : Sử dụng 4 hàng cừ ma sỏt cao 20x80x500 cm, và lần lượt tớnh cỏc trường hợp thay nền bằng cỏt hạt trung 1m, 1.5 m, 2m.
Trong giới hạn luận văn, tỏc giả chỉ thể hiện kết quả của 2 trường hợp tớnh toỏn là : SĐ1 - Khụng xử lý nền và phương ỏn chọn cho kết cấu đờ đất mỏi nghiờng kết hợp xử lý nền bằng lớp cỏt thay nền kết hợp với đúng cừ ma sỏt.
3.4.2.4 Trỡnh tự thi cụng đờ đất mỏi nghiờng
Để đảm bảo cụng trỡnh ổn định, giảm biến dạng nền, giảm độ lỳn, tỏc giả kiến nghị trỡnh tự thi cụng mặt cắt đờ như sau : • Thi cụng cỏc kết cấu nền đờ • Đắp đờ lờn đến cao trỡnh +1.0 sau đú chờđất nền cố kết • Đắp đờ lờn đến cao trỡnh +3.0 sau đú chờđất nền cố kết • Đắp đờ lờn đến cao trỡnh +5.0 sau đú chờđất nền cố kết • Hoàn thiện mặt cắt đờ
3.4.2.5 Kết quả tớnh toỏn đờ đất mỏi nghiờng – SĐ1 (khụng xử lý nền) ạ Kớch thước mặt cắt (sơ bộ chọn):
82
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300 Đá dăm 1x2 dày 20cm Cát đắp k=0.9 +0.00 +5.00 +1.00 m=3.5 m=2.0 +3.00 700 800 400 300 400 1000 6178 530 245 Thảm P.Đ.TAC-CI D12 M300 Đá dăm 1x2 dày 20cm Vải địa kỹ thuật
-2.00
m=5.0
+3.00
m=2.0
Vải địa kỹ thuật TS65
Bao tải cát Bao tải cát Cát đắp Đá hộc dày 50cm 592 2725 Đ−ờng ven biển 1210 1500 Cát san nền 2500 Hmax=+2.15 -1.00 Cát đắp i
Vải địa kỹ thuật Đất đắp k=0.9 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D16 M300 Đá dăm 1x2 dày 20cm
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300 Đá dăm 1x2 dày 20cm Vải địa kỹ thuật Đá hỗn hợp dày 50cm Bao tải cát
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300 Đá dăm 1x2 dày 20cm Vải địa kỹ thuật Đá hỗn hợp dày 50cm Bao tải cát
Vải địa kỹ thuật Đất đắp k=0.9 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D16 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm Đất đắp k=0.9 BTCT dày 16cm BT lót M150; 10cm Lót tấm vải bạt Mố phá sóng Đất đắp Đất đắp
83
b. Mụ hỡnh húa bài toỏn bằng Plaxis 2D (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mụ hỡnh được mụ phỏng đỳng với cỏc lớp đất nền và kết cấu vật liệu thực tế đắp đờ. Đất nền gồm cú 3 lớp là lớp 2 trờn cựng, lớp 3d ở giữa, lớp 7c dưới cựng. Cựng với cỏc loại vật liệu đắp đờ nhưđỏ hỗn hợp, cỏt đắp, đất đắp và lớp thảm đỏ.
Bảng 3.17 : Cỏc thụng số khai bỏo trong mụ hỡnh
Điều kiện biờn chuyển vị: khống chế khụng cú chuyển vị đất nền biờn dưới, biờn trỏi và biờn phải
Mụ hỡnh tớnh được mụ phỏng theo hỡnh 3.11
Hỡnh 3.11: Mụ hỡnh tớnh toỏn SĐ1(khụng xử lý nền)
Chia lưới phần tử hữu hạn theo phần mềm Plaxis 2D, phần tử tam giỏc bậc cao, gồm 15 nỳt và 12 điểm ứng suất, xem hỡnh 3.12. Thụng số chia lưới như sau :