CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP TƯỜNG CHĂN CỨNG BẢO VỆ BỜ SÔNG BẰNG
3.1. Giới thiệu công trình kè sông Bằng
3.1.3. Đặc ủiểm ủiều kiện tự nhiờn tuyến kố
3.1.3.1. Đặc ủiểm ủịa hỡnh
Đó khảo sỏt và lập bản ủồ tỷ lệ 1/500, diện tớch ủo vẽ 3,5ha. Để ủảm bảo tớnh thống nhất và ủồng bộ cho cụng trỡnh ở cỏc giai ủoạn, hệ tọa ủộ khống chế mặt bằng và cao ủộ ủược xuất phỏt từ hai ủiểm hạng cao của Nhà
nước, chất lượng bản ủồ ủảm bảo cho việc lập D.A.Đ.T và cỏc giai ủoạn thiết kế tiếp theo.
Địa hỡnh tỉnh Cao Bằng là vựng nỳi ủồi tương ủối thấp xen kẹp với cỏc thung lũng sụng và bồn ủịa kộo dài từ vựng nỳi Hoa Nam (Trung Quốc) ủộ cao trung bỡnh toàn tỉnh khoảng từ 600 ủến 700m so với mực nước biển và cú sự thấp dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Sông suối trong toàn tỉnh cũng có hướng chảy Tây Bắc - Đông Nam như phần thượng nguồn sông Gâm, sông Bằng, sụng Quay Sơn với diện tớch ủỏ vụi chiếm ủến 40% diện tớch tự nhiờn ủược phõn bố tập trung chủ yếu ở vựng nỳi phớa Bắc nờn mạng lưới sụng suối trong tỉnh ủược xếp vào loại rất thưa với D = 0,41km/km2, tổng cỏc con sụng có chiều dài lớn hơn 2km trong toàn tỉnh là 1194 con sông, nhưng chỉ có 41 con sụng cú chiều dài lơn hơn 10km. Những con sụng này phõn bố khụng ủều trên toàn tỉnh và phụ thuộc rất nhiều vào tính chất nham thạch trên lưu vực sụng. Cú thể thấy rằng phớa Tõy của tỉnh do ủịa hỡnh dốc, chia cắt mạnh nờn các con sông thường rất nhỏ vớu diện tích lưu vực thường bé hơn 200km2. Phớa Đụng của tỉnh ủịa hỡnh tương ủối bằng phẳng nờn cỏc con sụng ở ủõy thường lớn với diện tích lưu vực thường lớn hơn 200km2. Thị xã Cao Bằng ủược xõy dựng phần lớn trờn bỏn ủảo hỡnh mu rựa và dải ủất thung lũng nằm dọc hai bờ sông Bằng và sông Hiến xung quanh có các dãy núi bao bọc. Sông Bằng bắt nguồn từ Nà Cài cao ủộ +600m bờn Trung Quốc chảy vào Việt Nam theo hướng Tõy Bắc - Đụng Nam qua ủịa phận tỉnh Cao Bằng và trở lại Trung Quốc. Độ dốc của lũng sụng tương ủối lớn, tại ủịa bàn chảy qua thị xó tuy cú giảm song vẫn ủạt ủến 0,001 do vậy dũng chảy cú tốc ủộ khỏ cao, lượng bựn cỏt tập trung theo dũng chảy khỏ lớn. Chớnh vỡ vậy ủịa hỡnh khu vực xõy dựng công trình rất phức tạp, bờ sông cây cỏ mọc um tùm. Sát mép bờ là nhà dân, phần thềm sụng hẹp một số chỗ khụng cú thềm sụng do dõn ủổ ủất lấn chiếm xây dựng nhà.
3.1.3.2. Đặc ủiểm ủịa chất cụng trỡnh
a) Khỏi quỏt chung cấu trỳc ủịa chất vựng cụng trỡnh
Đất ủỏ trong phạm vi khảo sỏt cú thành phần khỏ phức tạp. Trong phạm vi xõy dựng cụng trỡnh tiến hành khoan tại 10 mặt cắt với 20 hố khoan ủịa chất (10 hố trờn bờ và 10 hố dưới nước) với chiều sõu khảo sỏt từ mặt ủất xuống 8m với các hố trên bờ và 6m với các hố dưới nước. Đoạn từ T109 ÷ T118 tiến hành khoan 10 hố (5 hố trên bờ và 5 hố dưới nước). Đoạn từ T130+15 ÷ BX14 khoan 6 hố (3 hố trên bờ và 3 hố dưới nước). Đoạn từ T141
÷ T145+20,4 khoan 4 hố (2 hố trên bờ và 2 hố dưới nước).
b) Cấu trỳc ủịa tầng
Địa tầng tuyến kố ủược phõn chia từ trờn xuống gồm cỏc lớp sau : - Lớp 1: Đất san lấp - Sét pha mầu xám nâu, nâu gụ trạng thái nửa cứng, cú chỗ cứng. Kết cấu chặt vừa ủến kộm chặt. Trong tầng cú lẫn gạch ủỏ vụn. Lớp này phân bố rộng dọc bờ sông có bề dày trung bình 1,6m.
Theo kết quả thớ nghiệm mẫu ủất trong phũng lớp ủất này cú cỏc giỏ trị chỉ tiêu cơ lý trung bình sau:
Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 1
Giá trị
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 27
Nhóm hạt bụi 0,06 >d> 0,002 % 41
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 32
2 Độ ẩm tự nhiên W % 24,8
3 Khối lượng thể tích t/n ρ g/cm3 1,85
4 Khối lượng thể tích khô ρd g/cm3 1,48
5 Khối lượng riêng ρs g/cm3 2,69
6 Hệ số rỗng tự nhiên εo - 0,815
Giá trị
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Max Min TB
7 Độ rỗng n % 45
8 Độ bão hòa G % 82
9 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 41,9
10 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 21,5
11 Chỉ số dẻo Id % 20,4
12 Độ sệt Is - 0,16
13 Sức kháng cắt
σ = 0,5 daN/cm2 τ0,5 daN/cm2 0,337
σ = 1,0 daN/cm2 τ1,0 daN/cm2 0,444
σ = 1,5 daN/cm2 τ1,5 daN/cm2 0,550
Lực dính kết c daN/cm2 0,23
Góc ma sát trong ϕ Độ 12002’
14 Hệ số nén lún
Ứng suất từ 0-0,5 cm2/daN a0-0,5 cm2/daN 0,058 Ứng suất từ 0,5-1,0cm2/daN a0,5-1,0 cm2/daN 0,035 Ứng suất từ 1,0-2,0 cm2/daN a1,0-2,0 cm2/daN 0,031 ứng suất từ 2,0-3,0 cm2/daN a2,0-3,0 cm2/daN 0,025
15 Áp lực tính toán h = b = 1 m Ro daN/cm2 1,26
16 Mụ ủun biến dạng Eo daN/cm2 137
17 Hệ số thấm K cm/s 4,4*10-5
- Lớp 2: Bồi tớch là sột pha nhẹ ủến cỏt pha màu xỏm vàng nhạt, kộm chặt. Trong lớp ủụi chỗ lẫn ớt sạn sỏi nhỏ, vật chất hữu cơ ủang phõn hủy.
Nguồn gốc hiện ủại (aQ), cú bề dày trung bỡnh khoảng 2,2m.
Theo kết quả thớ nghiệm mẫu ủất trong phũng lớp ủất này cú cỏc giỏ trị chỉ tiêu cơ lý trung bình sau:
Bảng 3.2: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2
Giá trị
TT Tên chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 34
Nhóm hạt bụi 0,06 >d> 0,002 % 51
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 15
2 Độ ẩm tự nhiên W % 45,2
3 Khối lượng riêng ∆ g/cm3 2,64
4 Hệ số thấm K cm/s 5,7*10-5
- Lớp 2a: Cát pha nhẹ, có chỗ là thấu kính cát hạt nhỏ màu xám vàng nhạt, cú chỗ xỏm ủen nhạt, bóo hũa nước, rời rạc, kộm chặt. Nguồn gốc bồi tích (aQ), có bề dày trung bình khoảng 2,2m.
Theo kết quả thớ nghiệm SPT lớp ủất này cú giỏ trị N30 = 4 bỳa
- Lớp 2b: Hỗn hợp cát, cuội, sỏi màu xám vàng nhạt, bão hòa nước, kết cấu rời rạc. Cuội sỏi ủa phần, chủ yếu là thạch anh ủường kớnh d = (1,0 ữ 3,0)cm, cỏ biệt ủến 9cm trũn cạnh, cứng chắc. Nguồn gốc bồi tớch (aQ), cú bề dày trung bình khoảng 2,6m.
Theo kết quả thớ nghiệm mẫu ủất trong phũng lớp ủất này cú cỏc giỏ trị chỉ tiêu cơ lý trung bình sau:
Bảng 3.3: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2b
Giá trị TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Dăm cục 100 > d > 20 % 45 40 43
Sỏi sạn 20,0 > d >
10,0
% 25 19 23
10,0 > d > 4,0 % 7 2 5
Giá trị TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Max Min TB
4,0 > d > 2,0 % 18 13 15
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 1,0 % 7 1 4
1,0 >d> 0,5 % 4 1 3 0,5 >d> 0,25 % 5 1 3 0,25 >d> 0,1 % 4 2 3
d < 0,1 % 7 2 4
2 Độ ẩm tự nhiên W % 6,1 4,1 5,1
3 Khối lượng riêng ∆ g/cm3 2,75 2,70 2,72
4 Hệ số thấm K cm/s 6,8*10-3
5 Giá trị SPT N30 búa 11,2
- Lớp 3a: Sột ủến sột pha nặng màu xỏm ghi nhạt, cú chỗ màu ủỏ gạch.
Trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa, bề dày trung bình 2,5m.
Theo kết quả thớ nghiệm mẫu ủất trong phũng và thớ nghiệm SPT ngoài hiện trường lớp này có các giá trị chỉ tiêu cơ lý trung bình sau:
Bảng 3.4: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 3a
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 10
Nhóm hạt bụi 0,06 >d> 0,002 % 51
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 39
2 Độ ẩm tự nhiên W % 29,6
3 Khối lượng thể tích t/n ρ g/cm3 1,93
4 Khối lượng thể tích khô ρd g/cm3 1,49
5 Khối lượng riêng ρs g/cm3 2,72
6 Hệ số rỗng tự nhiên εo - 0,826
7 Độ rỗng n % 45
8 Độ bão hòa G % 97
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB
9 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 35,3
10 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 18,5
11 Chỉ số dẻo Id % 16,8
12 Độ sệt Is - 0,66
13 Sức kháng cắt
σ = 0,5 daN/cm2 τ0,5 daN/cm2 0,250
σ = 1,0 daN/cm2 τ1,0 daN/cm2 0,339
σ = 1,5 daN/cm2 τ1,5 daN/cm2 0,438
Lực dính kết c daN/cm2 0,16
Góc ma sát trong ϕ Độ 10037’
14 Hệ số nén lún
Ứng suất từ 0-0,5 cm2/daN a0-0,5 cm2/daN 0,061 Ứng suất từ 0,5-1,0cm2/daN a0,5-1,0 cm2/daN 0,057 Ứng suất từ 1,0-2,0 cm2/daN a1,0-2,0 cm2/daN 0,047 Ứng suất từ 2,0-3,0 cm2/daN a2,0-3,0 cm2/daN 0,028
15 Áp lực tính toán h = b = 1 m Ro daN/cm2 1,06
16 Mụ ủun biến dạng Eo daN/cm2 46
17 Hệ số thấm K cm/s 4,9*10-6
18 Giá trị SPT N30 Búa 7,5
- Lớp 4: Đá sét bột kết màu xám trắng, xám ghi nhạt, xám nhạt. Đá phong húa mạnh ủến vừa, tương ủối cứng, cú bề dày trung bỡnh 1.45m.
Theo kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng lớp này có các giá trị chỉ tiêu cơ lý trung bình sau:
Bảng 3.5: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 4
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị 1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 28
Nhóm hạt bụi 0,06 >d> 0,002 % 49
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 24
2 Độ ẩm tự nhiên W % 11,8
3 Khối lượng thể tích t/n ρ g/cm3 2,3
4 Khối lượng thể tích khô ρd g/cm3 2,04
5 Khối lượng riêng ρs g/cm3 2,71
6 Hệ số rỗng tự nhiên εo - 0,326
7 Độ rỗng n % 25
8 Độ bão hòa G % 98
9 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 27,7
10 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 16,9
11 Chỉ số dẻo Id % 10,8
12 Độ sệt Is - -0,47
13 Sức kháng cắt
σ = 0,5 daN/cm2 τ0,5 daN/cm2 2,50
σ = 1,0 daN/cm2 τ1,0 daN/cm2 2,88
σ = 1,5 daN/cm2 τ1,5 daN/cm2 3,17
Lực dính kêt c daN/cm2 2,17
Góc ma sát trong ϕ Độ 33048’
14 Hệ số nén lún
Ứng suất từ 0-0,5 cm2/daN a0-0,5 cm2/daN 0,006 Ứng suất từ 0,5-1,0cm2/daN a0,5-1,0 cm2/daN 0,003 Ứng suất từ 1,0-2,0 cm2/daN a1,0-2,0 cm2/daN 0,002 Ứng suất từ 2,0-3,0 cm2/daN a2,0-3,0 cm2/daN 0,001 15 Áp lực tính toán h = b = 1 m Ro daN/cm2 6,23
16 Mụ ủun biến dạng Eo daN/cm2 440
17 Hệ số thấm K cm/s 4,9*10-5
- Lớp 4a: Đá dăm vun kết TUF núi lửa màu xám nâu, xám ghi nhạt. Đá phong húa vừa, nứt nẻ khỏ mạnh. Trong tầng ủụi chỗ xen kẹp thấu kớnh sột.
Theo kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng lớp này có các giá trị chỉ tiêu cơ lý trung bình sau:
Bảng 3.6:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 4a
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị trung bình
1 Độ ẩm tự nhiên W % 5,84
2 Khối lượng thể tích t/n γw g/cm3 2,21
3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm3 2,09
4 Khối lượng riêng ∆ g/cm3 2,71
5 Hệ số rỗng tự nhiên εo - 0,298
6 Độ rỗng n % 22,95
7 Độ bão hòa G % 53,1
8 Cường ủộ khỏng nộn khi khụ Rk daN/cm2 132
9 Cường ủộ khỏng nộn bóo hũa Rbh daN/cm2 72
Hỡnh 3.5: Mặt cắt ủịa chất cụng trỡnh ủại diện của tuyến nghiờn cứu