Nghiên cứu giải pháp kết cấu hợp lý cho thân cống vùng triều trên nền đất yếu

Quy mô công trình ..... C ng ng m BTCT truy n th ng PHÍA ĐỒ NG PHÍA SÔ NG... - Ph ng pháp tính toán theo h ph ng; - Ph ng pháp tính toán theo bài toán không gian.

L I C M N

Sau th i gian th c hi n lu n v n, v i s ph n đ u n l c c a b n thân và d i s giúp đ t n tình c a các th y cô, b n bè và đ ng nghi p, lu n

v n: ’’Nghiên c u gi i pháp k t c u h p lý cho thân c ng vùng tri u trên n n

đ t y u’’đã đ c hoàn thành

Tác gi xin chân thành c m n đ n toàn th th y giáo, cô giáo

tr ng ai h c Th y l i, khoa Sau đ i h c, khoa Công trình tr ng i h c

Th y l i đã t n tâm gi ng d y tác gi trong su t quá trình h c t p t i tr ng

Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i TS V Hoàng H ng, PGS.TS Nguy n Quang Hùng đã h ng d n, giúp đ t n tình trong th i gian tác gi làm lu n v n

Tác gi xin chân thành g i l i c m n t i lãnh đ o cùng t p th C

s 2 tr ng i h c Th y l i đã t o đi u ki n thu n l i v m i m t trong su t

th i gian tác gi h c t p và làm lu n v n

Tác gi xin c m n s giúp đ đ n toàn th th y giáo, cô giáo b

th i gian tác gi làm lu n v n

Tác gi xin chân thành c m n đ n gia đình đã khích l , đ ng viên,

h tr và t o đi u ki n t t nh t v m i m t cho tác gi trong su t quá trình

h c t p và th c hi n lu n v n

Tác gi xin chân thành c m n đ n Ban giám đ c công ty C ph n

T v n Xây d ng B n Tre, cô, chú, anh, ch , em đ ng nghi p công ty t o đi u

ki n và giúp đ kinh nghi m cho tác gi trong su t quá trình h c t p và th c

hi n lu n v n

TÁC GI

M C L C

1 Tính c p thi t c a tài 1

2 M c đích c a tài 2

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u: 2

4 K t qu d ki n đ t đ c 2

CH NG 1: T NG QUAN C NG VÙNG TRI U 3

1.1 Khái quát v c ng vùng tri u 3

1.1.1 Khái ni m 3

1.1.2 Phân lo i 3

1.1.3 Ph m vi ng d ng 5

1.1.4 Tình hình xây d ng c ng vùng tri u trên th gi i và Vi t Nam 5

1.2 Các hình th c k t c u c ng vùng tri u đã đ c xây d ng 15

1.2.1 C ng l thiên BTCT truy n th ng 15

1.2.2 C ng ng m BTCT truy n th ng 17

1.2.3 C ng đ p tr đ 18

1.2.4 C ng đ p tr phao 19

1.2.5 C ng đ p xà lan 20

1.3 V n đ nghiên c u c a lu n v n 21

1.3.1 t v n đ 21

1.3.2 Nghiên c u l a ch n gi i pháp k t c u thân c ng 21

CH NG 2: NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP K T C U THÂN C NG TRÊN N N T Y U 23

2.1 c đi m t nhiên khu v c đ ng b ng sông C u Long 23

2.1.1 c đi m chung 23

2.1.2 i u ki n đ a ch t n n 27

2.2 xu t gi i pháp k t c u c ng phù h p 29

2.2.1 Hình th c k t c u 29

2.2.2 Ph ng pháp tính toán 29

2.3 Gi i pháp tính toán k t c u thân c ng h p lý cho đ t n n y u 62

2.3.1 Gi i thi u ph n m m phân tích k t c u SAP2000 62

2.3.2 xu t ph m vi áp d ng 65

CH NG 3: TÍNH TOÁN K T C U C NG C U VÁN – HUY N BÌNH I – T NH B N TRE 68

3.1 Gi i thi u công trình 68

3.1.1 Quy mô công trình 68

3.1.2 S li u tính toán 68

3.1.3 Tr ng h p tính toán ki m tra 72

3.1.4 T i tr ng tính toán 72

3.2 Phân tích k t c u c ng theo bài toán không gian b ng ph n m m SAP2000 74

3.2.1 Mô t k t c u thân c ng 74

3.2.2 Mô hình hóa k t c u c ng 75

3.2.3 Phân tích k t c u c ng 81

3.2.4 ánh giá k t qu 110

K T LU N VÀ KI N NGH 112

TÀI LI U THAM KH O 115

DANH M C CÁC HÌNH V Hình 1-1 : p Hollandse Ijssel barrier 6

Hình 1- 2 : Công trình Lower – Rhine 7

Hình 1 - 3 : p ch n sóng bão Hartel – Hà Lan 8

Hình 1 - 4 : p Sông Thame ( Anh) 8

Hình 1 - 5 : p Ems - c 9

Hình 1 - 6 : C ng Ba Lai 11

Hình 1 - 7 : T ng th công trình ng n m n, gi ng t Th o long 11

Hình 1 - 8 : C ng Láng Thé 12

Hình 1 - 9 : C ng kênh 284 13

Hình 1 - 10 : C t ngang c ng truy n th ng v i c a van ph ng t đ ng đóng m 15

Hình 1 - 11 : C t d c c ng truy n th ng c a van ph ng t đ ng đóng m 15

Hình 1 - 12 : C t ngang c ng truy n th ng v i c a van cung 15

Hình 1 - 13 : C t d c c ng truy n th ng v i c a van cung 16

Hình 1 - 14 : K t c u c ng tròn 17

Hình 1 - 15 : C ng h p hình ch nh t 17

Hình 1 - 16 : K t c u c ng đ p tr đ 18

Hình 1 - 17 : K t c u c ng đ p tr phao 19

Hình 1 - 18 : K t c u c ng đ p xà lan 20

Hình 2 - 1 : B n đ đ ng b ng Sông C u Long 24

Hình 2 - 2 : S đ tính k t c u thân c ng vùng tri u trong lu n v n 32

Hình 2 - 3 : Áp l c đ t tác d ng lên tr biên 34

Hình 2 - 4 : Áp l c đ t tác d ng lên tr biên 35

Hình 2 - 5 : Áp l c n c tác d ng lên khe c a khi v n hành đóng c a gi n c 36

Hình 2 - 6 : Áp l c n c tác d ng lên khe c a khi v n hành đóng c a ng n tri u 36

Hình 2-7 : M t c t c u ki n ch u u n 40

Hình 2- 8 : S c kháng tr c và s c kháng bên c a c c ch u l c ngang 55

Hình 2-9 : S đ tính h s n n 57

Hình 2-10 : Quan h gi a ph n l c và chuy n v c a đ t xung quanh c c 58

Hình 2-11 : Xác đ nh modun ph n l c n n 59

Hình 2-12 : Các đ ng đ ng ng su t 62

Hình 2-13 : Ph n m m SAP 2000 63

Hình 2-14 : Th vi n m u m t s d ng k t c u thông d ng nh t 63

Hình 2-15: H thanh trong SAP 2000 65

Hình 2-16 : H t m trong SAP 2000 65

Hình 3-1 : Chi ti t c t d c k t c u thân c ng 74

Hình 3-2 : Chi ti t m t b ng k t c u thân c ng 75

Hình 3-3 : Thân c ng đ c mô hình hóa b ng ph n t kh i 77

Hình 3-4 : Thân c ng đ c mô hình hóa b ng ph n t kh i 78

Hình 3-5 : Thân c ng đ c mô hình hóa b ng ph n t kh i và v 78

Hình 3-6 : Thân c ng đ c mô hình hóa b ng ph n t v 78

Hình 3-7 : S đ áp l c đ t (ALD) 81

Hình 3-8 : S đ áp l c n c ng m (ALNn) 81

Hình 3-9 : S đ l c do dàn van (DV) và c u giao thông (CGT) 81

Hình 3-10 : S đ l c tính toán khi đóng c a tr n c 82

Hình 3-11 : S đ áp l c c a van vào khe van khi đóng van tr n c (CV-1) 82

Hình 3-12 : S đ áp l c n c khi đóng van tr n c (ALNcl-1) 83

Hình 3-13 : S đ l c th m tác d ng vào b n đáy (ALNt1) 83

Hình 3-14 : S đ l c đ y n i tác d ng vào b n đáy (ALNđn1) 83

Hình 3-15 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH1 84

Hình 3-16 : Bi u đ n i l c c a c c 85

Hình 3-17 : Ph m u chuy n v c ng do TH1* 85

Hình 3-18 – Ph m u ng su t S22 c a b n đáy và t ng bên do TH1* 86

Hình 3-19 :S đ l c tính toán khi đóng c a ng n tri u 87

Hình 3-20 : S đ áp l c c a van vào khe van khi đóng van tr n c (CV-2) 87

Hình 3-21 : S đ áp l c n c khi đóng van ng n tri u (ALNcl-2) 88

Hình 3-22 : S đ l c th m tác d ng vào b n đáy (ALNt2) 88

Hình 3-23 : S đ l c đ y n i tác d ng vào b n đáy (ALNđn2) 88

Hình 3-24 – Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH2 89

Hình 3-25 – Bi u đ n i l c c a c c 90

Hình 3-26 – Ph m u chuy n v c ng do TH2* 90

Hình 3-27 – Ph m u ng su t S22 c a b n đáy và t ng bên do TH2* 91

Hình 3-28 : S đ l c tính toán khi đ p đê quai s a ch a c ng 92

Hình 3-29 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH3 92

Hình 3-30 : Bi u đ n i l c c a c c 93

Hình 3-31 : Ph m u chuy n v c ng do TH3* 94

Hình 3-32 : Ph m u ng su t S22 c a t ng bên do TH3* 94

Hình 3-33 – S đ l c tính toán trong giai đo n thi công 95

Hình 3-34 : S đ áp l c đ t (ALD1) 95

Hình 3-35 : S đ áp l c đ t (ALD2) 96

Hình 3-36 : S đ áp l c n c ng m (ALNn) 96

Hình 3-37 : S đ l c do c u giao thông (CGT1) 96

Hình 3-38 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH4 97

Hình 3-39 : Bi u đ n i l c c a c c 98

Hình 3-40 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH4* 98

Hình 3-41 : Bi u đ n i l c c a c c 99

Hình 3-42 – S đ l c tính toán trong giai đo n thi công dùng h thanh ch ng 100

Hình 3-43 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH5 101

Hình 3-44 : Bi u đ n i l c c a c c 102

Hình 3-45 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t ng bên c ng do TH5* 102

Hình 3-46 : Bi u đ n i l c c a c c 103

Hình 3-47 : L c ch ng l n nh t thanh trên phía h l u 106

DANH M C CÁC B NG BI U B ng 1 - 1: M t s c ng ng n m n t nh B n Tre 14

B ng 2-1 : B ng ki m tra đ a ch t m t s công trình trên t nh B n Tre 29

B ng 2-1 : H s đ m b o kn 38

B ng 2-2 : H s t h p t i tr ng nc 38

B ng 2-3 : Phân c p công trình c ng 39

B ng 2-4 : H s đi u ki n làm vi c ma 39

B ng 2-5 : H s đi u ki n làm vi c mb2 39

B ng 2-6 : H s đi u ki n làm vi c mb 40

B ng 2-7 : C ng đ ch u nén Rn , c ng đ ch u kéo R k , mô đun đàn h i E c a bê tông (kG/cm²) 40

B ng 2-8 : B ng giá tr ξ tính c u ki n ch u u n, nén l ch tâm và kéo l ch tâmr 41

B ng 2-9 : B ng tra các h s A, B, D theo ϕ 49

B ng 2-10 : C ng đ tiêu chu n đ t d i m i c c qp 50

B ng 2-11 : C ng đ tiêu chu n các l p đ t t i m t bên c c fi 51

B ng 2-12 : B ng tra h s n n theo K.X Zavriev 54

B ng 2-13 : B ng tra kh theo J.E.Bowles dùng cho mó ng c c 54

B ng 3 - 1 : Các tr ng h p s d ng n c trong quá trình v n hành 69

B ng 3-2 :S li u v đ a ch t n n c ng C u Ván - huy n Bình i - t nh B n Tre 70

B ng 3-3 : H s l ch t i n 73

B ng 3-4 : T h p l c tính toán 74

B ng 3-5 : B ng k t qu tính đ c ng c a lò xo gán vào c c trong mô hình k t c u thân c ng trong SAP2000 80

B ng 3-6 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH1 84

B ng 3-7 :Chuy n v thân c ng do t h p t i tr ng TH1* 86

B ng 3-8 : ng su t trong b n đáy và t ng bên do t h p t i tr ng TH1* 86

B ng 3-9 : N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH2 89

B ng 3-10 : Chuy n v thân c ng do t h p t i tr ng TH2* 91

B ng 3-11 : ng su t trong b n đáy và t ng bên do t h pTH2* 91

B ng 3-12 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH3 93

B ng 3-13 :Chuy n v thân c ng do t h p t i tr ng TH3* 94

B ng 3-14 : ng su t trong b n đáy và t ng bên do t h p t i tr ng TH3* 94

B ng 3-15 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH4 97

B ng 3-16 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH4* 99

B ng 3-17 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH5 101

B ng 3-18 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t ng bên c ng do TH5* 103

B ng 3-19 : B ng ki m tra s phù h p ti t di n l a ch n v i n i l c tính toán k t c u thân c ng 104

B ng 3-20 : B ng k t qu ki m tra kh n ng ch u c t c a k t c u 105

B ng 3-21 : B ng k t qu ki m tra n t c a k t c u 106

Trong th c t , k t c u thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u th ng

đ c thi t k d a theo các Quy ph m, Tiêu chu n thi t k hi n hành Các tiêu chu n m c dù đ c xây d ng trên c s lý thuy t và th c nghi m nh ng ch a

ph n ánh h t đi u ki n t nhiên n i xây d ng công trình, nên ph ng pháp này th ng ph i ch p nh n t n kém v t li u và m t c t thi t k ch a d ng

h p lý nh t Ngoài ra, m t nguyên nhân n a d n đ n h qu bài toán c a nhà thi t k hi n nay là chi phí thi t k t l thu n v i giá tr xây l p mang l i

l i ích cho Nhà thi t k thì h s an toàn công trình đ c nâng cao đi u này gây th t thoát cho Nhà đ u t Vì v y bài toán k t c u công trình nói chung và

k t c u thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u nói riêng mang tính ch t c p thi t, nh t là trong giai đo n hi n nay khi công trình lo i này r t nhi u, nh t là khu v c T nh B n Tre

Th c t cho th y, bài toán k t c u h p lý đã có t lâu nh ng th ng

ch áp d ng cho công trình dân d ng, k t c u thép, k t c u áo đ ng, công trình bi n, … h u nh ch a đ c áp d ng tính toán k t c u thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u Không ch Vi t Nam mà các n c có n n xây d ng công trình th y l i phát tri n nh Hà Lan, M , Trung Qu c, Nh t B n,…c ng

ít khi tìm th y tài li u ho c công trình nghiên c u gi i pháp k t c u h p lý thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u

2 M c đích c a tài

xu t gi i pháp và xây d ng ph ng pháp tính toán k t c u h p lý thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u khu v c t nh B n Tre

D a trên các lo i hình k t c u c ng đã đ c áp d ng hi n nay khu

v c T nh B n Tre, đánh giá u nh c đi m và ki n ngh gi i pháp k t c u thân c ng phù h p

T s li u đi u tra công trình c ng C u Ván, qua tài li u tham kh o cùng v i s h tr c a ph n m m chuyên d ng SAP 2000, Excel, Auto CAD, phân tích, tính toán và đ xu t kích th c c ng h p lý

a ra gi i pháp k t c u thân c ng h p lý nh t khu v c t nh B n Tre

Xây d ng ph ng pháp tính toán k t c u đ đ a ra m t c t k t c u

h p lý v kinh t và k thu t

Áp d ng cho công trình c ng C u Ván - huy n Bình i - t nh B n Tre

CH NG 1: T NG QUAN C NG VÙNG TRI U

1.1.1 Khái ni m

C ng vùng tri u là m t lo i công trình th y làm nhi m v ki m soát

kh ng ch m c n c và đi u ti t n c ph c v nhi u m c đích khác nhau

C ng n m vùng ch u nh h ng c a th y tri u lên xu ng theo m t chu k

th i gian ph thu c bi n chuy n th y v n S thay đ i lên xu ng ph thu c vào l c h p d n t m t Tr ng (ph n ch y u) và t các thiên th khác nh m t

Tr i (ph n nh ) t i m t đi m b t k trên b m t Trái t trong khi Trái t quay đã t o nên hi n t ng n c l n (tri u lên) và n c ròng (tri u xu ng) vào nh ng kho ng th i gian nh t đ nh trong m t ngày

c a c ng vùng tri u Theo nhi m v và m c đích s d ng đ c chia thành

nh ng lo i sau đây :

C ng l y n c : đ c xây d ng đ l y n c t sông, kênh ho c t

h ch a ph c v các yêu c u dùng n c;

C ng đi u ti t : xây d ng trên sông, kênh đ dâng cao m c n c

t o đi u ki n l y n c cho các công trình phía th ng l u;

C ng tiêu : dùng tháo n c, ch ng úng cho m t vùng nh t đ nh trên

m t h th ng, bên c nh nhi m v tiêu, c ng còn đ m nh n các nhi m v khác;

C ng phân l : dùng đ tháo m t ph n l u l ng v mùa l c a

m t con sông sang h ng khác, ho c t p trung n c phân l vào m t vùng

nh t đ nh nh m h th p đ nh l sông chính;

C ng ng n tri u : xây d ng c a sông ven bi n, ch u nh h ng

tr c ti p c a th y tri u m t th i k nh t đ nh, khi th y tri u dâng, c ng m

đ các công trình l y n c ng t vào đ ng (do tri u đ y d n lên) Khi tri u rút vào mùa l , l i d ng chân tri u th p m c ng tháo tiêu n c t đ ng ra Vào mùa khô c ng đóng đ ng n tri u gi ng t Ngoài ra c ng còn có tác d ng thay đ i n c trong đ ng nh m tháo chua r a m n;

C ng tháo cát : đ tháo r a bùn cát l ng đ ng phía tr c các công

trình dâng và đi u ti t n c

1.1.2.2 C ng ng m

Là m t công trình th y l i th ng đ c đ t d i m t đê, m t đ p dùng vào vi c c p n c, phân l , tiêu úng, ng n tri u, gi ng t, ng n m n

ây c ng là m t hình th c c ng dùng khá ph bi n c a vùng tri u M t s

lo i c ng ng m dùng ph bi n hi n nay:

Theo v t li u xây d ng : có các lo i c ng ng m b ng sành, b ng bê

tông, bê tông c t thép và ng kim lo i, ng nh a Trong th c t xây d ng s

d ng ph bi n nh t là c ng b ng bê tông c t thép và kim lo i, ch trong

tr ng h p c t n c th p m i s d ng c ng b ng sành, b ng bê tông và ng

nh a;

Theo hình th c k t c u : có các lo i c ng tròn, c ng h p, c ng

vòm;

Theo cách b trí : c ng ng m đ t tr c ti p trên n n, c ng ng m đ t

trong hành lang b ng bê tông c t thép Cách b trí th nh t t ng đ i kinh t

nh ng ki m tra s a ch a khó kh n n u kh p n i gi a hai đo n ng làm vi c không t t đ n c rò r s nh h ng an toàn c a đ p Khi tháo n c v i l u

b L y n c theo ki u c a kéo nghiêng

Theo bi n pháp thi công

a C ng thi công t i ch

b C ng đ c ch t o ho c đúc s n thi công l p ghép

1.1.3 Ph m vi ng d ng

C ng vùng tri u đ c ng d ng r t r ng rãi, đ c bi t N c ta, n i

có đ ng b bi n dài và nhi u h th ng sông ngòi thông ra bi n trãi dài t

cho s n xu t nông nghi p, cung c p n c s ch và làm suy thoái tài nguyên đ t

và n c Các d ng thiên tai s nh h ng tr c ti p t i sinh m ng và đ i s ng

c a ng i dân

1.1.4.2 M t s công trình trên Th gi i

Công trình đ c kh i công xây d ng trên sông Hollandse IJsel n i Rotterdam v i bi n b c, kh i công n m 1954 và hoàn thành đ a vào s d ng

n m 1958 V trí xây d ng công trình trên đo n sông r ng 250m p g m 3

tr t o thành 1 khoang r ng 80m và 1 âu thuy n r ng 24m dài 120m.Trên tr

là 4 tháp b trí thi t b đóng m cao 45m Hai c a van ph ng r ng 81,2m cao

11,5m n ng h n 635 t n đ c v n chuy n ra v trí l p đ t b ng tàu kéo Công trình này có 2 c a và đóng m l n l t đ đ m b o an toàn khi có s c C a van âu thuy n n ng 60 t n

Hình 1-1 : p Hollandse Ijssel barrier

Các k t c u BTCT g m tr ng ng đ c thi công t i ch trong khung vây t ng thép N n móng c a công trình đ c gia c thêm b ng c c đóng sâu vào n n công trình

[2] Công trình Lower – Rhine:

Công trình Lower – Rhine c a Hà lan đ c xây d ng trên sông Rhine kho ng n m 1960 Công trình b trí 2 c a van l i trai (Visor gate)

m i c a r ng 54m khi nâng c a, chi u cao thông thuy n là 9,1m ây là m t

đ p ch n n c đ phát đi n và ph c v giao thông th y Trên sông Rhine còn

có hai công trình có k t c u t ng t đ c xây d ng t i Amerongen và Hagestein

D ng đ p ch n n c này còn đ c xây d ng Nh t B n trên sông Aji - Osaka M i c a c a công trình này r ng 57m Công trình khánh thành vào n m 1970

Hình 1- 2 : Công trình Lower – Rhine

Công trình đ c xây d ng trên kênh Hartel đ ch ng n c dâng do bão, khánh thành n m 1996 Công trình g m 2 khoang thông n c, đi u ti t

n c b ng c a van ph ng C a l n r ng t i 98m cao 9,3m C a nh r ng 49,3m Các c a van đ c nâng lên th ng đ ng b ng xilanh th y l c g n trên 4 tháp cao Khi có bão các c a đ c h xu ng v trí cách ng ng BT kho ng 0,2 m đ n c v n qua l i đ c

Hình 1 - 3 : p ch n sóng bão Hartel – Hà Lan

Hình 1 - 4 : p Sông Thame ( Anh)

ch ng l i sóng và tri u c ng t bi n B c đ vào sông Thames khi có bão, n m 1974 các k s ng i Anh đã tri n khai thi t k và thi công công trình ng n sông Thames Hoàn thành và đ a vào s d ng n m 1982

p ch n sóng sông Thames đ c xây d ng t i Woolwich cách th đô 17 km

Công trình này có chi u r ng t ng c ng 520m g m 4 khoang 61m, 6 khoang 31,5m, c a van cao h n 20m, c a van đ c hàn kín t o thành h p phao nên

n c có th đ c cho vào khi đóng c a và ra khi nâng c a lên

Công trình đ c xây d ng trên sông Ems t n m 1999 đ n n m

2002 Công trình g m 7 khoang thông n c C a thông thuy n l n nh t r ng 60m b trí c a van tr xoay (Rotary segmentgate) Hai c a hai bên khoang này r ng 50m c a van vi n phân (segment gate) còn l i 4 c a r ng 63,5m

V i t ng chi u dài g n 500m, đây là m t trong nh ng công trình l n nh t Châu Âu

Hình 1 - 5 : p Ems - c

N c ta c ng v y, m c dù có ngu n tài nguyên n c vào lo i trung bình và có h th ng sông ngòi khá dày đ c nh ng hi u qu s d ng n c còn

ch a cao b i nhi u nguyên nhân khác nhau Trong đó, m t ph n khá l n

l ng n c ng t b lãng phí do đ t do ra bi n theo các c a sông Trong đi u

ki n khí h u toàn c u bi n đ i b t l i và th m ph r ng b suy thoái, ngu n

n c ng t t th ng ngu n ch y v đ ng b ng ngày càng gi m, tình tr ng thi u n c ng t đã và đang x y ra các vùng châu th

Các t nh ven bi n đ ng b ng sông C u Long ch u tác đông tr c ti p

c a th y tri u, m n xâm nh p sâu Hi n t i di n tích đ t nông nghi p b m n xâm nh p (có n ng đ kho ng 4g/l) là r t l n, chi u dài xâm nh p trên các sông chính nhi u n i lên đ n 40Km Th i gian qua, các t nh này trong đó có

B n Tre đã và s ch u nh ng tác đ ng b t l i do bi n đ i khí h u gây ra

chu n b và k p th i đ i phó v i tác đ ng b t l i k trên thì ph i

đ u t m t kh i l ng l n h th ng công trình ng n sông, h th ng đê bao ven bi n h l u các sông nên c n r t nhi u tài l c, v t l c và nhân l c Trong đó, chi m m t t tr ng không nh là các công trình c ng làm nhi m v

ng n tri u, ng n m n, đi u ti t n c, tiêu thoát n c, …

- Tiêu n ng hai chi u, chi u dài b tiêu n ng th ng l u : 22,6m, h

l u : 17,50m H phòng xói th ng l u có cao đ : -6,0m, phòng xói h l u : -7,0m

- Kênh d n th ng l u dài 1,082m, kênh d n h l u dài 534m, b

r ng đáy kênh d n : 107,6m, cao đ đáy kênh -4,0m, mái kênh d n m = 3,0

C ng Th o Long (Th a Thiên Hu ) ng n c a sông H ng có quy

mô l n nh t n c ta hi n nay Bxh=485x4m, g m 15 khoang c a m i khoang

r ng 31,5m, c a van Clape tr c d i đi u khi n b ng xi lanh th y l c, nh p

- Kênh d n th ng l u dài 733m, kênh d n h l u dài 903m, b

r ng đáy kênh d n : 125m, cao đ đáy kênh -4,5m, mái kênh d n m = 3,0

- C a van t đ ng ki u ch nh t b ng thép không r , cao đ đ nh

c a : +3,0m, H=7.5m

[4] C ng Kênh 284 (Kiên Giang)

Hình 1 - 9 : C ng kênh 284

- Hình th c : Ki u c ng l thiên b ng BTCT, đóng m b ng c a van t đ ng hai chi u

- C a van t đ ng ki u ch nh t b ng thép không r , cao đ đ nh

Ngoài các công trình ng n sông đ u ng d ng công ngh truy n

th ng Hi n nay, Ban chi n l c & Phát tri n Công ngh Thu l i - Vi n Khoa h c Thu l i do GS.TS Tr ng ình D ch trì đã nghiên c u đ xu t hai công ngh ng n sông m i là đ p tr đ và đ p xà lan Nh ng công ngh này thích h p cho vi c xây d ng các công trình ng n sông l n, lòng sông r ng

và sâu, đ t n n m m y u và có nh ng u đi m v t tr i h n công ngh truy n

th ng

-4.30

+2.50

-6.00 -6.00

-6.00 -4.30

MNLN(P=10%): +3.00

+0.50

+2.50 -3.50

+3.00

+5.25 +6.90

Hình 1 - 13 : C t d c c ng truy n th ng v i c a van cung

- Công ngh g n nh đi vào hoàn thi n vì đã tr i qua th i gian dài

ng d ng, tích l y kinh nghi m trong các giai đo n kh o sát, thi t k , thi công, v n hành khai thác s d ng và duy tu b o qu n

Nh c đi m:

- Giá thành cao, kinh phí x lý n n và tiêu n ng t n kém;

- Th i gian thi công dài do bi n pháp thi công làm khô h móng;

- K t c u b n đáy dày t 0,6÷1,0 m, c ng v i các tr pin làm ng

su t tác d ng lên n n l n h n kh n ng ch u t i c a n n, do đó ph i đóng c c

bê tông c t thép khá sâu;

- Di n tích m t b ng thi công xây d ng c ng l n d n đ n công tác đ n

bù gi i phóng m t b ng, tái đ nh c ph c t p, khó kh n và t n kém nh h ng không nh đ n ti n đ xây d ng, đôi khi làm m t tính kh thi c a d án

1.2.2 C ng ng m BTCT truy n th ng

PHÍA ĐỒ NG PHÍA SÔ NG

kh c ph c nh ng h n ch cho c ng công ngh truy n th ng vì ph i

t n kém trong công tác đ n bù gi i phóng m t b ng, tái đ nh c ; đòi h i ngu n kinh phí đ u t r t l n do ph i thi công trên khô, m t s công ngh làm

- Thi công l p ghép các h ng m c công trình d i n c h n ch đ chính xác, giám sát ch t l ng công trình r t khó kh n

Nh c đi m:

- i v i công trình ng n sông l n, do yêu c u m r ng kh u đ

c ng, c t n c sâu và chênh l ch m c n c th ng h l u cao nên k t c u tr pin là r t l n, chi phí cao;

- Vi c giám sát ch t l ng khó kh n;

- Ph thu c vào đ ng th y lai d t t bãi ch t o đ n công tr ng

l p đ t

- p xà lan d thi công, thi công đ c trong đi u ki n đông dân c

ch t h p, không ph i d n dòng thi công do ch t o t i m t đ a đi m khác, di chuy n đ n v trí thi công h chìm vào v trí;

p xà lan n u dùng c a van Clape tr c d i thì r h n c a t đ ng 25%

- Ph thu c vào đ ng th y lai d t t bãi ch t o đ n công tr ng

ra đây là nghiên c u l a ch n gi i pháp k t c u thân c ng h p lý cho khu

v c này đó c ng là n i dung nghiên c u c a lu n v n

1.3.2 Nghiên c u l a ch n gi i pháp k t c u thân c ng

Khu v c t nh B n Tre v i m ng l i sông ngòi dày đ c, biên đ tri u dao đ ng l n ánh giá u, nh c đi m c a các hình th c k t c u c ng vùng tri u k t h p v i kinh nghi m kh o sát, thi t k và thi công các công trình c ng t i khu v c này thì ch a có công trình c ng nào áp d ng công ngh

m i, k c nh ng công trình v a m i tri n khai g n đây nh : c ng nh Trung, c ng S n c 2, đ u s d ng công ngh truy n th ng

Th c t c ng cho th y công ngh c ng truy n th ng này r t thích

h p v i khu v c t nh B n Tre Nó s còn áp d ng r t nhi u cho các công trình

c ng sau này mang l i nhi u l i ích cho Nhà đ u t vi c Nghiên c u ch n

gi i pháp k t c u h p lý thân c ng vùng tri u theo công ngh truy n th ng là

h ng đi đúng đ n và mang l i hi u qu thi t th c

Do n i dung nói trên quá l n, nên đ gi m b t kh i l ng lu n v n

s không đi sâu vào nghiên c u đ a ch t y u mà ch p nh n c ng làm vi c trên

n n đã x lý b ng c c BTCT ây c ng là cách x lý ph bi n và khá h p lý

đ i v i công trình c ng vùng tri u trên n n đ t y u khu v c đ ng b ng Sông

C u Long nói chung và t nh B n Tre nói riêng

K t lu n ch ng 1

Qua khái quát v tình hình xây d ng các công trình c ng trong và ngoài n c k t h p v i các k t c u c ng vùng tri u đã đ c xây d ng n c

ta t x a đ n nay cùng v i đánh giá u, nh c đi m c a t ng lo i k t c u

Xu t phát t th c ti n và đi u ki n t nhiên c a khu v c Qua phân tích đã đ nh h ng đ c v n đ c n nghiên c u

Trong n i dung ti p theo lu n v n đi sâu vào phân tích và nghiên

CH NG 2: NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP K T C U

Sông Mêkông ch y qua lãnh th Vi t Nam chia ra hai nhánh sông

Ti n và sông H u r i đ ra bi n ông Theo chín c a g m : C a Ti u, C a

i, Ba Lai, Hàm Luông, C Chiên, Cung H u, nh An, Ba Th c, Tr n ê (riêng Ba Lai đã có h th ng c ng đ p Ba Lai ng n l i, Ba Th c đã b b i l p)

t nh Long An, Ti n Giang, B n Tre, V nh Long, Trà Vinh, C n Th , Sóc

Tr ng, B c Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, An Giang, ng Tháp, H u Giang

N m ph n cu i c a bán đ o ông D ng, li n k v i vùng kinh t

tr ng đi m phía Nam nên vùng có m i quan h hai chi u r t ch t ch và quan

tr ng N m giáp v i Campuchia và cùng chung sông Mê Kông là đi u ki n giao l u h p tác v i các n c trên bán đ o N m vùng t n cùng Tây Nam

c a T qu c có b bi n dài 73,2 km và nhi u đ o, qu n đ o nh Th Chu, Phú Qu c là vùng đ c quy n kinh t giáp bi n ông và v nh Thái Lan

Vùng n m trong khu v c có đ ng giao thông hàng h i và hàng không qu c t gi a Nam á và ông Nam á c ng nh v i châu Úc và các qu n

đ o khác trong Thái Bình D ng V trí này r t quan tr ng trong giao l u

qu c t

Hình 2 - 1 : B n đ đ ng b ng Sông C u Long

a hình:

Vùng đ ng b ng sông C u Long c a Vi t Nam đ c hình thành t

nh ng tr m tích phù sa và b i d n qua nh ng k nguyên thay đ i m c n c

bi n; qua t ng giai đo n kéo theo s hình thành nh ng gi ng cát d c theo b

bi n Nh ng ho t đ ng h n h p c a sông và bi n đã hình thành nh ng v t đ t phù sa phì nhiêu d c theo đê ven sông l n d c theo m t s gi ng cát ven bi n

và đ t phèn trên tr m tích đ m m n tr ng th p nh vùng ng Tháp M i, t giác Long Xuyên – Hà Tiên, tây nam sông H u và bán đ o Cà Mau ng

b ng sông C u Long có đ a hình b ng ph ng h u h t có cao đ trung bình t 0,7-1,2 m D c theo biên gi i Campuchia cao h n v i cao đ t 2,0-4,0 m, sau đó th p d n xu ng trung tâm đ ng b ng v i cao đ 0,8-1,2 m và ch còn 0,3-0,5 m khu v c giáp tri u và ven bi n

Khí h u:

N n khí h u nhi t đ i m v i tính ch t c n xích đ o th hi n rõ r t Nhi t đ trung bình hàng n m 24 – 270C, biên đ nhi t trung bình n m 2 – 30

0C, chênh l ch nhi t đ ngày và đêm th p, ít có bão ho c nhi u lo n th i ti t

Có hai mùa rõ r t, mùa m a t p trung t tháng 5 - 11, l ng m a chi m t i 99% t ng l ng m a c a c n m Mùa khô t tháng 12 đ n tháng 4 n m sau,

h u nh không có m a

Có th nói các y u t khí h u c a vùng thích h p cho các sinh v t sinh tr ng và phát tri n, là ti n đ cho vi c thâm canh, t ng v

t đai:

Di n tích đ t trong vùng bao g m các nhóm đ t sau:

+ t phù sa: Phân b ch y u vùng ven và gi a h th ng s ng

Ti n và sông H u, di n tích 1,2 tri u ha chi m 29,7% di n tích đ t t nhiên toàn vùng và kho ng 1/3 di n tích đ t phù sa c a c n c Nhóm đ t này có

đ phì cao và cân đ i, thích h p đ i v i nhi u lo i cây tr ng lúa, cây n qu , màu, cây công nghi p ng n ngày;

+ Nhóm đ t phèn: Phân b vùng ng Tháp M i và Hà Tiên, vùng tr ng trung tâm b n đ o Cà Mau v i t ng di n tích 1,2 tri u ha chi m 40% di n tích toàn vùng t có hàm l ng đ c t cao, tính ch t c lý y u,

n t n nhanh;

+ Nhóm đ t xám: Di n tích trên 134.000 ha chi m 3,4% di n tích toàn vùng Phân b ch y u d c biên gi i Campuchia, trên các b c th m phù

sa c vùng ng Tháp M i t nh , t i x p, đ phì th p, đ c t bình

th ng;

+ Ngoài ra còn có các nhóm đ t khác nh đ t cát giông, than bùn,

đ t đ vàng, đ t xói mòn… chi m di n tích không đáng k kho ng 0,9% di n tích toàn vùng;

+ Nhìn chung đ t đai đây r t thu n l i cho phát tri n nông nghi p, thích h p tr ng lúa, d a, mía, d a, cây n qu

Tài nguyên n c:

V i h th ng h l u sông Mê Kông Vi t Nam là hai nhánh sông

Ti n và sông H u t ng l ng n c sông C u Long là 500 t mét kh i Trong

đó sông Ti n chi m 79% và sông H u chi m 21% Ch đ thu v n thay đ i theo mùa Mùa m a n c sông l n vào tháng 9, tháng 10 làm ng p các vùng

tr ng ng Tháp M i, T giác Long Xuyên V mùa này, n c sông mang nhi u phù sa b i đ p cho đ ng b ng V mùa khô, l ng n c gi m nhi u, làm cho thu tri u l n sâu vào đ ng b ng làm vùng đ t ven bi n b nhi m m n nghiêm tr ng

Ch đ n c ng m khá ph c t p, ph n l n đ sâu 100 mét N u khai thác quá nhi u có th làm nhi m m n trong vùng

Tài nguyên khoáng s n:

Tr l ng khoáng s n không đáng k á vôi phân b Hà Tiên, Kiên L ng d ng núi vách đ ng v i tr l ng 145 tri u t n Ph c v s n xu t

xi m ng, vôi xây d ng; cát s i d c sông Vàm C , sông Mê Kông tr l ng kho ng 10 tri u mét kh i; than bùn U Minh, C n Th , Sóc Tr ng, t giác Long Xuyên Ngoài ra còn các khoáng s n khác nh đá, su i khoáng…

2.1.2 i u ki n đ a ch t n n

Vùng BSCL c a Vi t Nam đ c hình thành t nh ng tr m tích phù sa và b i d n qua nh ng k nguyên thay đ i m c n c bi n; qua t ng giai đo n kéo theo s hình thành nh ng gi ng cát d c theo b bi n Nh ng

ho t đ ng h n h p c a sông và bi n đã hình thành nh ng v t đ t phù sa phì nhiêu d c theo đê ven sông l n d c theo m t s gi ng cát ven bi n và đ t phèn trên tr m tích đ m m n tr ng th p nh vùng ng Tháp M i, t giác Long Xuyên – Hà Tiên, tây nam sông H u và bán đ o Cà Mau, đ t ch y u là phù sa sông Ti n, sông H u, đ t than bùn, Glây- mùn, sét và cát Nhìn chung

đ a ch t vùng này đa ph n là đ t y u

c tính c a đ t y u th ng có đ m cao và s c kháng c t không thoát n c th p t thu c d ng c k t bình th ng và có kh n ng th m

n c th p M c n c ng m trong n n đ t th ng n m g n b m t, cách t 0,5m đ n 2,5m M t s tr ng h p đ t y u có hàm l ng h u c cao và có c

l p than bùn i v i m t vài lo i đ t, do lún th c p chi m t 10-25% đ lún

t ng c ng Trong m t s khu v c c a các thành ph , m t c t đ a k thu t cho

th y n n đ t bao g m các l p đ t v i đ ch t, đ c ng, đ th m và chi u dày khác nhau

c đi m c a công trình thu l i nói chung khác v i các công trình giao thông, xây d ng là ngoài ch u t i tr ng đ ng còn ph i ch u t i tr ng ngang, thành ph n t i tr ng ngang trong công trình th y l i th ng r t l n,

ph thu c nhi u vào c t n c tr c và sau công trình Trong khi đó thông

K t qu báo cáo đ a ch t cho th y:

- Kh n ng ch u t i c a đ t nh , ph n l n nh h n 1,50 kg/cm²;

- Mô đun bi n d ng c a đ t th p, ph n l n nh h n 50 kg/cm²;

- S c kháng c t c a đ t nh , l c dính c < 0.1 kg/cm² ( nh h ng

tr c ti p đ n s c kháng c t)

B ng 2-1 : B ng ki m tra đ a ch t m t s công trình trên t nh B n Tre

(kg/cm²)

E (kg/cm²)

Rtc(kg/cm²)

7 Trung tâm y t huy n Ba Tri

(Th tr n Ba Tri, huy n Ba Tri) 0.044 17.64 1.21

- Ph ng pháp tính toán theo h ph ng;

- Ph ng pháp tính toán theo bài toán không gian

C hai ph ng pháp này trong tính toán k t c u đã s d ng m t s

gi thi t đ n gi n hóa sau :

c t,…đ áp d ng các công th c tính toán c b n c a bài toán s c b n v t li u

nh d m c t hay các bài toán siêu t nh d ng khung d m

V i ph ng pháp này không xét t ng th toàn b k t c u mà ch tính toán riêng r t ng b ph n k t c u, coi các b ph n làm vi c đ c l p

+ B n đáy: Tính nh móng bè ch u ph n l c c a n n đ t, n i dung tính toán bao g m: tính toán n i l c trong b n, ki m tra c ng đ ch u u n

c t, đâm th ng;

+ B n sàn trên (n u có): Tính nh k t c u sàn ch u tác đ ng c a t i

tr ng th c t c a công trình, liên k t các b n sàn này là các g i c ng t i các góc c a giao 2 tr biên;

+ H t ng ngang, d c: C t 1m theo ph ng ngang ho c ph ng

d c, tính toán nh h khung siêu t nh làm vi c đ ng th i v i n n, trong đó sàn đáy có s đ là d m đ c kê lên các g i c ng (vì đáy thân c ng đ c liên k t

v i c c);

+ Tr biên: Tính toán nh c u ki n ch u nén u n ch u tác đ ng c a

t i tr ng nén t i chân d m, t ng, áp l c đ t, áp l c n c…

Ph ng pháp này có đ n gi n, d ki m soát Tuy nhiên có m t

nh c đi m l n trong tính toán: k t c u d m d ng thân c ng có d ng không gian g m tr biên, tr pin (n u có), sàn (n u có) và đ t n n làm vi c cùng nhau, có t ng tác qua l i nên vi c tính toán riêng r t ng b ph n là không chính xác

K t c u c ng là m t k t c u không gian có hình d ng, đi u ki n biên

và ch u t i tr ng đ u khá ph c t p, đ gi i bài toán này không th th c hi n

b ng ph ng pháp gi i tích, mà ph i dùng ph ng pháp s M t trong các

ph ng pháp s h u hi u hi n nay là ph ng pháp ph n t h u h n gi i theo chuy n v (mô hình t ng thích) và c ng không th gi i đ c n u không có

s tr giúp c a máy tính đi n t và các ph n m m chuyên d ng

Ph ng pháp này xây d ng trên nguyên lý bi n phân Lagrange v

c c ti u c a th n ng có xét đ n t ng th t ng tác gi a các b ph n k t c u trong tr pin ng th i mô ph ng đ c các đ c tr ng c b n c a ph n t

bi u th m i quan h gi a các l c nút và các bi n d ng nút t ng ng, quan h chuy n v t ng đi m v i ngo i l c tác d ng lên k t c u Ngoài ra v i ph ng pháp tính này có th tính toán cho bài toán l n, đi u ki n biên ph c t p, k t

c u không gian, chi ti t, có th xem và x lý n i l c xu t hi n c c b trong

k t c u, đ ng th i có th ki m tra kh n ng ch ng ch c th ng c a c c đ i v i

k t c u

Khi xét đ n t ng tác trong chuy n v c c b và t ng th , xác đ nh

đ c ng t ng th và các t i tr ng tác d ng t đó xác đ nh đ c các thông s

bi n d ng c a k t c u, tính toán ng su t trong k t c u V i s phát tri n v t

b c c a công ngh thông tin, h n ch c a ph ng pháp ph n t h u h n là

kh i l ng tính toán l n đ c gi i quy t r t nhanh b i ph ng pháp này có

th l p trình tính toán Hi n nay có nh u các ph n m m đã đ c ng d ng vào

tính toán thi t k c a các n c trên th gi i nh Thái Lan, Hàn Qu c, an

M ch, M , Tuy nhiên các ph n m m hi n nay th ng t p trung sâu vào m t khía c nh nh t đ nh, ho c là k t c u ph n trên nh Sap2000, Ansys (Hoa

K )… ho c t p trung phân tích ng su t bi n d ng đ t n n nh Plaxis (Hà Lan), Sigma/w (GeoSlope, CaNaDa)

V i bài toán phân tích ng su t bi n d ng trong k t c u thì th ng

ng d ng ph n m m phân tích k t c u nh SAP2000 ho c ANSYS

V i k t c u d ng t ng b n: B n sàn trên (n u có), b n đáy, tr biên

và tr pin (n u có) đ c mô hình hóa là các ph n t Shell, c c, thanh ch ng (n u có) là các ph n t Frame, các đ c tr ng hình h c và tính ch t v t lý đ c gán t ng ng cho t ng b ph n k t c u

Hình 2 - 2 : S đ tính k t c u thân c ng vùng tri u trong lu n v n

Các b c tính toán :

2.2.2.1 S b ch n ti t di n k t c u thân c ng

L a ch n ti t di n k t c u s b d a trên nh ng c s sau :