a) Thi cụng ống buy chõn khay:
- Hệ thống ống buy chõn khay cú tỏc dụng chống đẩy trồi trong khi thi cụng thõn đờ quai, đồng thời làm chõn khay của lớp bảo vệ mỏi đờ. Ống buy cú kết cấu bờ tụng cốt thộp M250, đỳc sẵn bằng phương phỏp thủ cụng kết hợp hệ thống giàn rung.
- Đặt ống buy vào vị trớ đúng bằng cần cẩu. Đúng ống buy xuống nền bằng mỏy đúng cọc rung (giống như mỏy đúng cọc ống).
- Thả đỏ hộc vào bờn trong ống buy chõn khay bằng thủ cụng.
b) Thi cụng đống đỏ lăng trụ:
Đỏ hộc được vận chuyển đến vị trớ thi cụng bằng phương tiện vận chuyển nổi (tàu, thuyền), thả đỏ từ tàu thuyền thi cụng lăng đỏ trụ phản ỏp bằng thi cụng cơ giới (sử dụng mỏy đào đặt trờn xà lan).
c) Thi cụng tỳi cỏt làm thõn đờ quai:
- Cắm cọc tiờu định vị tỳi cỏt bằng phương phỏp thủ cụng; - Trải tỳi vải địa kỹ thuật bằng phương phỏp thủ cụng;
- Hỳt và bơm cỏt vào tỳi vải địa kỹ thuật bằng cơ giới, dựng tàu hỳt chuyờn dựng hỳt cỏt từ bói bồi, bơm vào tỳi qua “vũi voi” đó may sẵn.
d) Thi cụng lớp đỏ hộc bảo vệ phớa ngoài tỳi vải địa kỹ thuật chứa cỏt:
Tỳi cỏt được bảo vệ mặt ngoài bằng lớp đỏ hộc dày 1,50m, đỏ hộc được vận chuyển từ nơi khai thỏc đến vị trớ thi cụng bằng phương tiện nổi (tàu, thuyền), chuyển đỏ từ tàu thuyền, thi cụng lớp đỏ bảo vệ mặt ngoài tỳi cỏt bằng phương phỏp cơ giới kết hợp thủ cụng (đỏ hộc được bốc từ tàu, thuyền lờn mỏi đờ bằng mỏy xỳc, lỏt đỏ mặt đờ bằng thủ cụng).
e) Thi cụng lớp chuyển tiếp giữa đỏ hộc bảo vệ tỳi cỏt và lớp bảo vệ mặt đờ quai bằng phương phỏp cơ giới kết hợp thủ cụng:
Chuyển tiếp giữa lớp đỏ hộc bảo vệ bờn ngoài tỳi cỏt với lớp cấu kiện bảo vệ mặt đờ quai cú 2 lớp đỏ, thứ tự từ trong ra ngoài cú thứ tự nhỏ dần, bao gồm: lớp đỏ nhỏ cú đường kớnh 4x6cm, tiếp đến lớp đỏ dăm cú đường kớnh 2x4cm. Vận chuyển đỏ nhỏ, đỏ dăm từnơi khai thỏc đến vị trớ cụng trỡnh bằng phương tiện nổi (tàu, thuyền). Bốc đỏ nhỏ, đỏ dăm từ tàu, thuyền lờn mỏi đờ bằng mỏy xỳc đặt trờn xà lan, làm phẳng đỏ dăm theo mỏi bằng thủ cụng.
f) Thi cụng lớp bảo vệ mặt đờ quai:
- Đỳc tấm cấu kiện bờ tụng M300 bảo vệ mặt bằng phương phỏp thủ cụng: vị trớ đỳc cấu kiện nằm trong mặt bằng hai cảng thi cụng ở cửa sụng Văn Úc và cửa sụng Thỏi Bỡnh. Vật tư xi măng, sắt thộp phục vụ thi cụng cỏc cấu kiện được chuyờn chở đến mặt bằng thi cụng bằng ụ tụ theo đường bộ, hoặc chuyờn chở bằng tầu thuyền theo đường thủy đến vị trớ hai cảng thi cụng. Chuẩn bị khuụn đỳc theo thiết kế, đỳc, bảo dưỡng bờ tụng đỳng quy trỡnh đểbờ tụng đạt cường độ thiết kế.
- Thi cụng hệ thống khung bờ tụng cốt thộp M250:
Hệ thống khung bờ tụng cốt thộp bao cấu kiện bảo vệ mặt đờ được thi cụng đổ tại chỗ, gia cụng cốt thộp khung, đổ bờ tụng khung bằng phương
phỏp thủ cụng, sử dụng nhõn cụng kết hợp với mỏy trộn bờ tụng loại nhỏ và mỏy đầm dựi.
- Thi cụng lớp cấu kiện bảo vệ mặt đờ bằng thủ cụng kết hợp cơ giới: Lớp bảo vệ mặt đờ là những cấu kiện bờ tụng M300 đỳc sẵn theo kớch thước hỡnh học đó được thiết kế, được gọi là tấm “õm dương”. Khi thi cụng cỏc tấm gối lờn nhau để chống bong trúc dưới tỏc dụng lực hỳt lụi ra phớa ngoài của súng biển. Cấu kiện được vận chuyển từ nơi đỳc sẵn đến vị trớ thi cụng bằng tàu thuyền, di chuyển cấu kiện từ tàu thuyền dựng cẩu loại nhỏ, đặt chốn cỏc cấu kiện vào cỏc khung bờ tụng cốt thộp dựng cơ giới kết hợp thủ cụng.
3.5. Kết luận chương 3.
Chương 3 của luận văn tập trung vào nghiờn cứu phương ỏn thõn đờ bằng tỳi cỏt. Cỏc kết quả đạt được như sau:
- Xỏc định được cỏc kớch thước cơ bản của mặt cắt đờ, trong đú cao trỡnh đỉnh đờ được xỏc định với điều kiện cho phộp súng tràn trong bóo tràn qua đỉnh với lưu lượng [q]=10l/s/m vẫn đảm bảo an toàn.
- Phõn tớch ứng suất - biến dạng và ổn định của đờ và nền bằng phần mềm Plaxis. Kết quả tớnh toỏn xỏc định được độ lỳn của đờ và nền qua từng giai đoạn đắp, hệ số an toàn ổn định tổng thể của đờ và nền, từ đú khẳng định độ dốc mỏi đờ phớa biển đó chọn là hoàn toàn hợp lý (m=3,5 và m=4,0).
- Tớnh toỏn cỏc thành phần của lớp bảo vệ mỏi, đảm bảo đờ làm việc an toàn với điều kiện súng giú của khu vực.
- Đưa ra trỡnh tự và biện phỏp thi cụng quai đờ lấn biển Tiờn Lóng theo phương ỏn thõn đờ bằng tỳi cỏt với vải địa kỹ thuật. Thời gian thi cụng giỏn đoạn chờ cố kết: đắp đờ đến cao trỡnh +0,0 thỡ dừng lại để chờ cố kết 120 ngày; đắp đến +2,0 để chờ cố kết 150 ngày; đắp đến +4,5 để chờ cố kết 180 ngày và đắp nền đường để chờ cố kết 180 ngày.
Kết quả nghiờn cứu cho thấy tớnh khả thi của phương ỏn kết cấu đờ bằng tỳi cỏt - vải địa kỹ thuật và là cơ sởđể so sỏnh với phương ỏn kết cấu khỏc.
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
1. Kết quảđạt được của luận văn
Với nội dung “ Nghiờn cứu lựa chọn phương ỏn kết cấu hợp lý cho đờ bao lấn biển Tiờn Lóng – Hải Phũng” luận văn đó đạt được cỏc kết quả sau:
(1) Về tổng quan: đó chỉ rừ được vai trũ của quai đờ lấn biển trong việc mở rộng diện tớch canh tỏc và phỏt triển kinh tế biển. Tuy nhiờn cụng việc quai đờ lấn biển cũng phải vượt qua nhiều khú khăn do địa chất nền yếu, vựng đắp đờ bị ngập và chịu ảnh hưởng nhiều của nước dõng, giú bóo. Vỡ vậy, bờn cạnh kinh nghiệm thi cụng truyền thống cần phải ỏp dụng nhiều cỏc giải phỏp kỹ thuật và vật liệu tiờn tiến trong cỏc cụng trỡnh quai đờ lấn biển.
(2) Với đờ bao Tiờn Lóng, trờn cơ sở phõn tớch cỏc tài liệu địa hỡnh, địa chất, vật liệu xõy dựng, thủy hải văn, đó đề xuất 4 dạng kết cấu mặt cắt đại biểu. Qua phõn tớch đó chọn được 2 dạng mặt cắt cú tớnh khả thi cao hơn: đờ bằng tỳi cỏt vải địa kỹ thuật cho vựng nước tương đối nụng và đờ bằng cọc ống bờ tụng cốt thộp cho vựng nước sõu.
(3) Tập trung nghiờn cứu cho đờ bằng tỳi vải địa kỹ thuật, luận văn đó xỏc định được cỏc kớch thước cơ bản của đờ và lớp bảo vệ mỏi, tiến hành phõn tớch ứng suất – biến dạng và ổn định tổng thể của đờ và nền, từ đú lựa chọn mặt cắt hợp lý của đờ và đề xuất cỏc giải phỏp kỹ thuật thi cụng đờ.
(4) Mặt cắt đờ được chọn là sự kết hợp của kết cấu truyền thống và hiện đại: lừi đờ bằng tỳi cỏt vải địa kỹ thuật, mặt phớa biển là mỏi nghiờng được bảo vệ bằng cấu kiện bờ tụng cốt thộp lắp ghộp trờn tầng đệm là lớp lọc truyền thống; chõn mỏi cú hàng cừ bằng ống buy và lăng trụđỏ phớa ngoài để bảo vệ. Đỉnh đờ cú tường chắn súng, cho phộp súng trong bóo cú thể tràn qua ở mức độ nhỏ; mặt đờ được gia cố và kết hợp làm đường giao thụng. Mỏi hạ lưu phần nhụ cao trờn cao độ san nền được gia cố chống xúi khi súng tràn.
(5) Phần mềm Plaxis được lựa chọn để phõn tớch trạng thỏi ứng suất – biến dạng và ổn định tổng thể cho thõn đờ và nền theo từng giai đoạn đắp, từ đú xỏc định được khỏ chớnh xỏc khối lượng đắp đờ (cú xột đến bự lỳn), cũng
như đỏnh giỏ được sự hợp lý của cỏc kớch thước mặt cắt đờ.
2. Một sốđiểm tồn tại
- Mặc dự đó đề xuất một số dạng kết cấu mặt cắt cho đờ Tiờn Lóng, nhưng do khuụn khổ luận văn nờn mới chỉ tớnh toỏn kỹ cho một dạng kết cấu, mà chưa tớnh cho cỏc dạng khỏc.
- Trong luận văn chưa xem xột đến cỏc phương phỏp xử lý khỏc nhau, mà chỉ mới xột sơ đồ đắp đờ trờn nền tự nhiờn. Thực tế sơ đồ này là phự hợp với thõn đờ bằng tỳi cỏt vải địa kỹ thuật, nhưng việc xử lý gia tăng khả năng chịu lực của nền cú thể giỳp giảm nhỏ kớch thước mặt cắt, tiết kiệm khối lượng đắp đờ, do đú cần được tớnh toỏn và so sỏnh.
3. Hướng tiếp tục nghiờn cứu
Hiện nay, việc nghiờn cứu kết cấu hợp lý cho đờ bao lấn biển đang được nhiều nhà khoa học quan tõm nghiờn cứu. Để giải quyết vấn đề một cỏch triệt đểhơn cần phải cú thờm nhiều nghiờn cứu sõu hơn về lĩnh vực này.
-Cần nghiờn cứu cỏc mụ hỡnh đất nền phức tạp hơn, nhưng mụ phỏng chớnh xỏc hơn ứng xử của cỏc loại đất sột yếu, bói bồi ven sụng ven biển. Từ đú sẽ cú cỏc kết quả và giải phỏp hiệu quả nhất.
-Khi tớnh toỏn biến dạng, ổn định đất nền cần phải xột thờm đến cỏc lực tỏc động của súng biển, cỏc lực động của cỏc phương tiện thi cụng cơ giới để cú thể lựa chọn nhiều biện phỏp thi cụng đờ biển trờn nền đất yếu một cỏch linh hoạt hơn.
-Đờ quai lấn biển Tiờn Lóng – Hải Phũng là một dự ỏn lớn, đũi hỏi vấn đề kỹ thuật cao, tổ chức thi cụng phức tạp. Do đú, cần tiến hành cỏc thớ nghiệm thực tế, trong quỏ trỡnh thực hiện dự ỏn cần làm thử một đoạn để đo chuyển vị của đờ và đất nền để rỳt kinh nghiệm cho cỏc đoạn khỏc và bổ sung cho lý thuyết tớnh toỏn, để cú cỏi nhỡn sõu rộng hơn về vấn đề từ đú hoàn thiện thiết kế, thi cụng đỏp ứng được cỏc mục tiờu, nhiệm vụđề ra của cụng trỡnh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Ban chuẩn bị dự ỏn tuyến đờ quai lấn biển Tiờn Lóng (2011)
Hồ sơ dự ỏn đầu tư xõy dựng tuyến đờ quai lấn biển huyện Tiờn Lóng- TP.Hải Phũng.
2. Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn (2012)
Tiờu chuẩn kỹ thuật thiết kế đờ biển 2012 (Ban hành theo Quyết định số 1613/QĐ-BNN-KHCN ngày 09/7/2012 của Bộ trưởng Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn)
3. Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn (2002) 14TCN 130-2002 Hướng dẫn thiết kế đờ biển
4. Nguyễn Quang Chiờu, Nguyễn Xuõn Đào, (2004).
Ứng dụng cỏc giải phỏp kỹ thuật xử lý nền đất yếu đường ụ tụ và sõn bay, Nxb Xõy dựng, Hà Nội.
5. Trịnh Văn Cương (2002)
Địa kỹ thuật, tài liệu giảng dạy sau đại học
6. ĐỗVăn Đệ (2008)
Phần mềm Plaxis ứng dụng vào tớnh toỏn cỏc cụng trỡnh thủy cụng, Nxb Xõy dựng, Hà Nội.
7. Trần Đỡnh Hũa, Trần Minh Thỏi, Vũ Quốc Cụng, Ngụ Thế Hưng, Vũ Tiến Thư, Bựi Cao Cường - Viện thủy cụng, Viện khoa học thủy lợi Việt Nam (2011).
Một số giải phỏp kết cấu trong xõy dựng đờ lấn biển ỏp dụng cho tuyến đờ biển Vũng Tàu – Gũ Cụng.
8. Nguyễn Quyền, Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Chiến (2001)
9. Tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 8421:2010
Cụng trỡnh thủy lợi – Tải trọng và lực tỏc dụng lờn cụng trỡnh do súng và tàu.
10. Nguyễn Uyờn (2008)
Xử lý nền đất yếu trong xõy dựng, Nxb Xõy dựng, Hà Nội.
Tiếng Anh
11. FHWA HI 97-013 (1998)
Design and construction driver pile foundations, National highway institute
12. John T.Christian, A.M. ASCE and Jan Willem Boehmer
Plane strain consolidation by finite elements, Journal of the soil mechanics and foundations divison proceeding of the American Society of Civil
Engineers – 1970.
13. Hasnita bt himan (2010)
Performance of full scake embankment on soft clay reinforced with bamboo -
Geotextile composite at the interface. University teknologi Malaysia.
14. Saravut Jaritngam (October 2003)
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN
PHỤ LỤC 1: TÍNH TOÁN THAM SỐ SểNG TRÀN 1. Hệ số triết giảm súng tràn
a) Hệ số chiết giảm do cơ đờ ( γ b)
+ − = x d L B h co co b 1 . 0,5 0,5.cos π. γ Với 0,6≤γb≤1,0
Bcơ - Bề rộng của cơ đờ (m); Chiều rộng cơ theo quy định khụng được vượt quỏ ẳ chiều dài súng. Chọn Bcơ =3,0m.
Lcơ - Chiều dài tớnh toỏn của cơ đờ (m), được xỏc định theo hỡnh PL3.2;
Lcơ = Hs.m1 + Bcơ + Hs.m2=2,3.3,5+3,0+2,3.4,0=20,25(m). Với: m1, m2 - Hệ số mỏi trờn cơ và dưới cơ;
Hs - Chiều cao súng thiết kế tại chõn đờ. dh - Độ ngập sõu của cơ đờ (m);
Với dh = 0 nếu cơ nằm ngang với MNTK; dh < 0 nếu cơ nằm trờn MNTK;
dh > 0 nếu cơ nằm dưới MNTK. x - Tham số được xỏc định như sau:
x = Ru2% khi Ru2% > - dh> 0 (cơ nằm trờn MNTK); x = 2Hs khi 2Hs >dh≥ 0 (cơ nằm dưới MNTK).
Với đờ bao Tiờn Lóng, cơ đờ nằm ngang với MNTK nờn dh = 0, x=4,6m. → γ b = 0,852.
b) Hệ số chiết giảm do gúc súng tới( γ β )
Hệ số chiết giảm do gúc súng tới (γβ) trong tớnh toỏn được xỏc định theo cụng thức sau:
γβ = 1-0,0022x|β| với 00≤ |β| ≤ 800 γβ = 1-0,0022x80 với |β|> 800
Trong đú: β là gúc giữa phỏp tuyến của trục đoạn đờ thiết kế và hướng súng tới trước chõn cụng trỡnh (xem Hỡnh PL3.1). Nếu hướng súng tới chõn cụng trỡnh vuụng gúc với trục đờ (trường hợp nguy hiểm nhất) thỡ β = 00
, khi đú γβ = 1.
Hỡnh PL1.2-Gúc hợp bởi hướng súng đến chõn cụng trỡnh so với phỏp tuyến đường bờ
Với đờ bao Tiờn Lóng, ta cú β>800
nờn γβ=0,824.
c) Hệ số triết giảm do tường đứng trờn mỏi đờ ( γ v)
Hệ số triết giảmdo tường đứng trờn mỏi đờγ vđược xỏc định theo cụng thức:
γ v = 1,35 – 0,0078.αw
Trong đú: αw là gúc nghiờng mặt tường (gúc giữa mặt trước của tường và đường nằm ngang).
Trường hợp tường cú độ dốc 1:1 (αw=45°): γ v =1,0.
Với đờ bao Tiờn Lóng, thiết kế tường đỉnh thẳng đứng nờn γ v =0,65.
d) Hệ số chiết giảm do độ nhỏm mỏi đờ ( γ f)
Hệ số triết giảm do độ nhỏm mỏi đờ γf phụ thuộc vào loại vật liệu (cấu kiện) bảo vệ mỏi đờ, được tra theo Bảng 1- phụ lục C, Tiờu chuẩn thiết kế đờ biển 2012.
Với đờ bao Tiờn Lóng, lựa chọn kết cấu bảo vệ mỏi bằng cấu kiện bờ tụng tự ghộp → γf =1,0
e) Xỏc định tham số súng thiết kế
Khu vực xõy dựng đờ bao lấn biển Tiờn Lóng thuộc Vựng I, với tần suất thiết kế P=0,67%, tra bảng B.1 phụ lục B – Tiờu chuẩn thiết kế đờ biển 2012 ta cú: Ho= 11,36m; Tp=13s tại súng nước sõu.
Hỡnh PL1.3 - Sơ đồ 5 vựng tớnh súng ven bờ
Sử dụng phần mềm SWAN 1D truyền súng nước sõu tới chõn cụng trỡnh ta được:
+ Chiều cao súng tại chõn cụng trỡnh: Hs=2,3m + Chu kỳ phổ súng: Tp=8,7s.
f) Xỏc định chỉ số tương tự súng vỡ ( ξm-1,0)
Chỉ số tương tự súng vỡ (hay cũn gọi là số Irribaren) được xỏc định theo cụng thức: 0 , 1 0 tan − = m qđ s α ξ
Trong đú: Sm-1,0 – Độ dốc của súng thiết kế 2 0 , 1 0 0 , 1 0 0 , 1 2 − − − = = m m m m m gT H L H s π
Với Tm-1,0 là chu kỳ phổsúng, được tớnh theo quan hệ: Tp=(1,1ữ1,2) Tm-1,0 Tp là chu kỳ phổ súng, Tp=8,36s; Giỏ trị thụng dụng của là : Tm Tp 7,6s 1 , 1 0 , 1 = = −
αqđ – Gúc giữa mỏi đờ và đường nằm ngang (độ)
co mỏi u s B L R H qđ =1,5 −+ 2% tanα
Với Hs, - Chiều cao súng thiết kế, Hs =2,3m.
Ru2% - Chiều cao súng leo thiết kế, tớnh theo cụng thức:
0