Báo cáo thiết kế cống Kênh Cụt, thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang

Cống Kênh Cụt được xây dựng trên đoạn Kênh Cụt (sông Rạch Sỏi) thuộc phường An Hòa và phường Rạch Sỏi, Tp.Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang.Tên dự án: Tiểu dự án cống Kênh Cụt, thuộcDự ánQuản lý thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng Đồng bằng Sông Cửu Long (WB6).Địa điểm: Thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên GiangNội dung và yêu cầu tính toánCác nội dung tính toán trong phụ lục tính toán này bao gồm các vấn đề sau:Tính toán thấm qua công trình;Kiểm tra trạng thái chảy, tính tiêu năngLựa chọn kích thước gia cố rọ đá lòng dẫn thượng hạ lưu công trình;Tính toán kết cấu kè lòng dẫn, kiểm tra ổn định tổng thể kè;Tính toán mang cống: Kết cấu mang, thấm và ổn định mang;Tính toán kết cấu trụ giữa, trụ biên: Gia cố nền móng, ổn định trượt, lật; kiểm tra lún trụ cống, tính toán cốt thép trụ cống;Tính toán mố cầu, trụ dẫn cầu giao thông, lớp áo đường, ổn định đường đầu cầu, kết cấu sàn giảm tải;Khung vây thi công: chiều dày bịt đáy, kết cấu khung vây.

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG QUÁT 5

1.1 Mở đầu 5

1.1.1 Giới thiệu chung 5

1.1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ dự án 5

1.2 Những căn cứ và cơ sở để thiết kế 6

1.2.1 Luật, quy định liên quan 6

1.2.2 Các quy định tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng liên quan 8

1.2.3 Các tài liệu tham khảo khác 10

1.3 Nội dung và yêu cầu tính toán 10

Chương 2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CHI PHỐI THIẾT KẾ 12

2.1 Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo 12

2.1.1 Vị trí địa lý 12

2.1.2 Địa chất công trình và địa chất thủy văn 13

2.2 Khí tượng thủy văn, sông ngòi 15

2.3 Các thông số cơ bản của công trình 18

2.4 Chỉ tiêu thiết kế công trình 20

Chương 3 TUYẾN CÔNG TRÌNH 22

3.1 Tuyến công trình 22

3.2 Bố trí các hạng mục công trình 23

Chương 4 THIẾT KẾ CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 24

4.1 Quy mô công trình đã phê duyệt 24

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 25

5.1 Kết luận 25

5.1.1 Về tài liệu dùng trong thiết kế 25

5.1.2 Tiêu chuẩn và phương pháp tính toán 25

5.2 Kiến nghị 25

Chương 6 CÁC KẾT QUẢ KÈM THEO 26

6.1 Tính toán thấm qua công trình 26

6.1.1 Mục đích và biện pháp chống thấm 26

6.1.2 Trường hợp tính toán 26

6.1.3 Cơ sở tính toán, kiểm tra 27

6.1.4 Biện pháp và tính toán thấm cho nền công trình 27

6.2 Tính toán tiêu năng 31

6.2.1 Mục đích tính toán: 31

6.2.2 Trường hợp tính toán: 31

6.2.3 Kết quả tính toán 33

6.2.4 Kiểm tra khả năng xói lòng dẫn 33

6.2.5 Xác định kích thước sân sau, chiều dày gia cố rọ đá 34

6.3 Tính toán kết cấu kè lòng dẫn 37

6.3.1 Các điều kiện biên 37

6.3.2 Mô hình tính toán 37

6.3.3 Kết quả tính toán 38

6.3.4 Kiểm tra chuyển vị và cáp neo 38

6.3.5 Kiểm tra ổn định trượt tổng thể kết cấu kè lòng dẫn 40

6.3.6 Tính toán kết cấu dầm mũ 41

6.4 Tính toán kiểm tra lún khu san lấp khuôn viên 42

6.5 Tính toán kết cấu mang cống 43

6.5.1 Tính cáp mang cống 44

6.5.2 Chuyển vị đầu cừ mang cống 44

6.5.3 Tính toán thấm mang cống 45

6.5.4 Kiểm tra ổn định trượt tổng thể mang cống 46

6.6 Tính toán ổn định kết cấu trụ giữa 47

6.6.1 Kết cấu trụ 47

6.6.2 Tải trọng tính toán 48

6.6.3 Kết quả tính toán 50

6.6.4 Kiểm tra khả năng của nền tự nhiên dưới đáy móng 58

6.6.5 Kiểm tra điều kiện về trượt của công trình 60

6.6.6 Kiểm tra ổn định lật 61

6.6.7 Lựa chọn giải pháp pháp gia cố nền 61

6.6.8 Tính toán chiều dài, sức chịu tải của cọc 62

6.6.9 Tính toán sức chịu tải ngang của cọc 65

6.6.10 Tính toán số lượng cọc 68

6.6.11 Bố trí cọc tại đáy bệ trụ và dầm van 71

6.6.12 Tính toán ngoại lực tác dụng vào từng đầu cọc 72

6.6.13 Kiểm toán khả năng chịu tải trọng ngang của cọc 77

6.6.14 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền mũi cọc 80

6.6.15 Tính toán lún trụ giữa 84

6.7 Tính toán ổn định kết cấu trụ biên 86

6.7.1 Kết cấu trụ 86

6.7.2 Tải trọng tính toán 87

6.7.3 Kết quả tính toán 88

6.7.4 Kiểm tra khả năng của nền tự nhiên dưới đáy móng 97

6.7.5 Kiểm tra điều kiện về trượt của công trình 98

6.7.6 Kiểm tra ổn định lật 99

6.7.7 Tính toán sức chịu tải của cọc 99

6.7.8 Tính toán số lượng cọc 99

6.7.9 Bố trí cọc tại đáy bệ trụ và dầm van 101

6.7.10 Tính toán ngoại lực tác dụng vào từng đầu cọc và kiểm tra điều kiện chịu lực ngang của trụ biên 102

6.7.11 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền mũi cọc và tính toán lún trụ biên 110 6.7.12 Kiểm tra chuyển vị của đỉnh trụ pin 111

6.8 Tính toán bố trí cốt thép trụ cống 115

6.8.1 Phương pháp tính toán bố trí cốt thép 115

6.8.2 Tính toán cốt thép trụ pin 117

6.8.3 Tính toán cốt thép bệ trụ 121

6.9 Tính toán kết cấu mố cầu giao thông 126

6.9.1 Tải trọng và tổ hợp tải trọng 126

6.9.2 Tính toán tải trọng tác dụng 127

6.9.3 Tính toán chiều dài cọc 128

6.9.4 Tính toán số lượng cọc mố cầu 133

6.9.5 Kiểm tra lại sức chịu tải của cọc mố cầu 134

6.9.6 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền mũi cọc 137

6.9.7 Tính toán lún mố cầu 138

6.10 Tính toán kết cấu trụ dẫn cầu giao thông 140

6.10.1 Tải trọng và tổ hợp tải trọng 140

6.10.2 Kết quả tính toán lực tác dụng lên trụ dẫn 141

6.10.3 Tính toán chiều dài cọc 141

6.10.4 Tính toán số lượng cọc trụ dẫn 144

6.10.5 Kiểm tra lại sức chịu tải của cọc mố cầu 144

6.10.6 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền mũi cọc 147

6.10.7 Tính toán lún trụ dẫn 147

6.10.8 Kiểm tra cốt thép trụ cầu 148

6.10.9 Kiểm tra cốt thép xà mũ 150

6.11 Tính toán ổn định đường đầu cầu, kết cấu sàn giảm tải 151

6.11.1 Mặt cắt tính toán 151

6.11.2 Các tải trọng tác dụng 151

6.11.3 Tính toán sàn giảm tải 153

6.11.4 Kiểm tra lún, ổn định đường đầu cầu vị trí có sàn giảm tải 154

6.11.5 Lún theo thời gian 157

6.11.6 Tính toán kết cấu và kiểm tra nứt sàn giảm tải 160

6.11.7 Tính toán đoạn đường đầu cầu phạm vi không có sàn giảm tải 160

6.12 Tính toán kết cấu áo đường 162

6.12.1 Cấu tạo áo đường 162

6.12.2 Tính toán kết cấu áo đường: 162

6.12.3 Kiểm tra độ võng đàn hồi đối với kết cấu áo đường 166

6.12.4 Kiểm tra tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền và cá lớp vật liệu 167

6.12.5 Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp vật liệu liền khối 169

6.13 Tính toán kết cấu khung vây thi công trụ cống 172

6.13.1 Xác định chiều dài cừ larsen khung vây 172

6.13.2 Xác định chiều dày bê tông bịt đáy 173

6.13.3 Kiểm tra kết cấu khung vây 173

6.13.4 Kiểm tra chiều dày bê tông bịt đáy và lượng thấm đơn vị 178

6.14 Kiểm tra kết cấu cọc cống 178

Phụ lục 2: TÍNH TOÁN TRỤ BIÊN 181

Phụ lục 3: TÍNH TOÁN MỐ CẦU 194

Phụ lục 4: TÍNH TOÁN TRỤ DẪN CẦU GIAO THÔNG 205

Chương 1 TỔNG QUÁT 1.1 Mở đầu

1.1.1 Giới thiệu chung

1 Tên công trình: CỐNG KÊNH CỤT

2 Tên dự án: Tiểu dự án cống Kênh Cụt, thuộcDự ánQuản lý thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng Đồng bằng Sông Cửu Long (WB6)

3 Địa điểm: Thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang

4 Chủ đầu tư:

Chủ đầu tư: Sở Nông nghiệp và PTNT Kiên Giang

- Địa chỉ liên hệ: 1066 Nguyễn Trung Trực - Tp.Rạch Giá - Tỉnh Kiên Giang

- Điện thoại: 077.3812 445, 3810 627 ; Fax: 077.3812 417

Đại diện chủ đầu tư:BQL dự án đầu tư xây dựng trực thuộc Sở Nông nghiệp và

PTNT Kiên Giang

- Địa chỉ liên hệ: 09 Huỳnh Tịnh Của - Tp.Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang

- Điện thoại: 077.3812 423 - 3962 273 ; Fax : 077.3811 986

5 Tổ chức lập thiết kế Bản vẽ thi công:

Đơn vị thiết kế: Liên danh Công ty cổ phần xây dựng và Thương mại Thiên

Minh – Công ty cổ phần tư vấn và xây dựng Thành Sen

Địa chỉ: Thanh Lãm – Phường Phú Lãm – Quận Hà Đông – TP Hà Nội

Văn phòng: Số 7 – Ngõ 95 – đường Chùa Bộc – Quận Đống Đa – TP Hà Nội Chủ nhiệm công trình: ThS Đỗ Thanh Minh

6 Nguồn vốn:

Nguồn vốn để thực hiện gồm vốn ODA từ Ngân hàng Thế giới (vốn kết dư của

dự án WB6)và vốn đối ứng của ngân sách địa phương

1.1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ dự án

a Mục tiêu của dự án:

Bảo vệ và tăng cường hiệu quả sử dụng nguồn nước vùng tứ giác long xuyên (TGLX) nhằm duy trì mức tăng năng suất sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Khai thác tổng hợp và phát triển bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên trong vùng và không ảnh hưởng đến vấn đề chuyển đổi sản xuất của vùng dự án

Từng bước khép kín tuyến đê biển đoạn đi qua thành phố Rạch Giá đáp ứng mục tiêu Chương trình củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang theo quyết định 667/QĐ-TTg ngày 27/5/2009 của Thủ tướng Chính phủ Kết hợp hình thành tuyến đường giao thông ven biển theo Quyết định số 129/QĐ-TTG ngày 18/01/2010 của Chính phủ vềquy hoạch chi tiết đường bộ ven biển Việt Nam và quy hoạch xây dựng của thành phố Rạch Giá để đảm bảo an ninh, quốc phòng, và góp phần phát triển cơ sở hạ tầng và kinh tế khu vực;

Về lâu dài, việc xây dựng công trình sẽ bảo đảm an toàn dân sinh, bảo vệ môi trường sinh thái vùng ven biển, thích ứng với nguy cơ nước biển dâng và tác động xấu của biến đổi khí hậu

- Đảm bảo thoát lũ, kết hợp tiêu chua, xổ phèn cho vùng TGLX;

- Điều tiết nguồn nước ngọt trong mùa khô phục vụ phát triển nông nghiệp, dân sinh, vệ sinh nông thôn Cần thiết có thể điều tiết dẫn mặn phục vụ nuôi trồng thủy sản;

- Tạo địa bàn phân bố dân cư và kết hợp phát triển giao thông bộ khu vực thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang

1.2 Những căn cứ và cơ sở để thiết kế

1.2.1 Luật, quy định liên quan

Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/6/2014;

Luật Đấu thầu số 43/2013/QH13 ngày 26/11/2013;

Nghị định số 63/2014/NĐ-CP ngày 26/6/2014 của Chính phủ về hướng dẫn thi hành Luật đấu thầu và lựa chọn nhà thầu xây dựng theo Luật Xây dựng;

Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12 tháng 5 năm 2015 của Chính phủ về quản

lý chất lượng và bảo trì công trình xây dựng;

- Nghị định số 59/2015/NĐ – CP ngày 18/6/2015 của Chính phủ về việc quản lý

dự án đầu tư xây dựng công trình ;

- Nghị định số 32/2015/NĐ-CP ngày 25/3/2015 của Chính phủ về Quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình

Quyết định số 48/2008/QĐ-TTg ngày 03 tháng 4 năm 2008, han hành hướng dẫn chung lập báo cáo nghiên cứu khả thi dự án sử dụng vốn hỗ trợ phát triển chính thức của nhóm 5 ngân hàng (Ngân hàng Phát triển Châu Á, Cơ quan Phát triển Pháp, Ngân hàng Hợp tác Quốc tế Nhật Bản, Ngân hàng Tái thiết Đức, Ngân hàng thế giới);

Quyết định số 2568/QĐ-UBND ngày 29/11/2011 của UBND tỉnh Kiên Giang về việc điều chỉnh dự toán xây dựng công trình;

Quyết định số 31/2013/QĐ-UBND ngày 20/12/2013 của UBND tỉnh Kiên Giang v/v ban hành bảng quy định giá các loại đất năm 2014 trên địa bàn tỉnh;

Quyết định số 16/2012/QĐ-UBND ngày 06/04/2012 của UBND tỉnh Kiên Giang v/v ban hành quy định bồi thường, hỗ trợ và tái định cư khi nhà nước thu hồi đất trên địa bàn tỉnh Kiên Giang;

Công văn số 147/TB-VP ngày 10/5/2012 về việc kết luận của Chủ tịch UBND tỉnh Lê Văn Thi tại buổi làm việc thống nhất vị trí xây dựng cống Kênh Cụt;

Công văn số 10236/BNN-XD ngày 23/12/2014 của Bộ Nông nghiệp và PTNT v/v bố trí vốn đối ứng từ ngân sách địa phương để thực hiện các hạng mục, tiểu dự án

bổ sung mới vào dự án WB6;

Công văn số 02/UBND-KTCN ngày 05/01/2015 của UBND tỉnh Kiên Giang về việc cam kết bố trí vốn đối ứng thực hiện dự án xây dựng cống Kênh Cụt

Căn cứ Quyết định số 2804/QĐ-BNN-XD ngày 16/7/2015 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc phê duyệt điều chỉnh dự án Quản lý thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng ĐBSCL WB6 và phê duyệt TKBVTC bổ sung tiểu dự án cống Kênh Cụt;

Căn cứ Hợp đồng số 78 HĐTV ký ngày 11/9/2015 giữa BQL các dự án đầu tư xây dựng trực thuộc Sở Nông nghiệp & PTNT Kiên Giang và Liên danh Công ty cổ phần xây dựng và thương mại Thiên Minh – Công ty cổ phần tư vấn và xây dựng Thành Sen về việc thực hiện gói thầu “Gói thầu số 1.1: Khảo sát, lập hồ sơ thiết kế bản

vẽ thi công Tiểu dự án cống Kênh Cụt thuộc dự án quản lý thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng Đồng bằng sông Cửu Long (WB6)”

1.2.2 Các quy định tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng liên quan

Các quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng, tiêu chuẩn ngành hiện hành liên quan đến công tác thiết kế:

Các tiêu chuẩn sử dụng

1

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công

trình thuỷ lợi - Các qui định chủ yếu về

thiết kế

QCVN 04-05 : 2012 Bộ

NN&PTNT

2

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thành

phần, nội dung lập Báo cáo đầu tư, lập

dự án đầu từ và Báo cáo kinh tế kỹ

thuật các dự án thuỷ lợi

QCVN 04-01 :2010 Bộ

NN&PTNT

3 Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực

tác dụng lên công trình do sóng và tàu TCVN 8421 2010

4 Đường thi công công trình thủy lợi TCVN 9162 :2012 Bộ

NN&PTNT

5 Công trình thủy lợi – Quy trình tính

toán thủy lực đập tràn TCVN 9147-2012

Bộ NN&PTNT

6 Công trình thủy lợi Quy trình tính toán

thủy lực cống dưới sâu TCVN 9151 2012

Bộ NN&PTNT

7 Yêu cầu thiết kế dẫn dòng công trình

Bộ NN&PTNT

8 Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005 Bộ giao thông

9 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Bộ giao thông

10 Đường đô thị- Yêu cầu thiết kế TCXDVN 104-2007 Bộ giao thông

11 Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế TCVN 4054-2005 Bộ giao thông

12 Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ TCVN 9845 :2013 Bộ giao thông

13 Quy phạm tính toán các đặc trưng thủy

Bộ nông nghiệp

14 Áo đường mềm – các yêu cầu chỉ dẫn

15 Tiêu chuẩn thiết kế áo đường cứng,

16 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về báo

hiệu đường bộ

QCVN 41:2012/BGTVT Bộ giao thông

17 Móng cọc -Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10304-2014 Bộ xây dựng

18 Tiêu chuẩn tính toán lực gió tác dụng

19 Tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu bêtông và

bê tông cốt thép thuỷ công TCVN 4116:1985 Bộ xây dựng

20

Công trình thủy lợi – Yêu cầu kỹ thuật

trong thiết kế cửa van, khe van bằng

thép

TCVN 8299 :2009 Bộ

NN&PTNT

21

Công trình thủy lợi – Yêu cầu kỹ thuật

trong chế tạo và lắp ráp thiết bị cơ khí,

kết cấu thép

TCVN 8298 :2009 Bộ

NN&PTNT

22

Công trình thủy lợi – Máy đóng mở

kiểu xi lanh thủy lực – Yêu cầu kỹ thuật

trong thiết kế, lắp đặt nghiệm thu và

24 Hỗn hợp bê tông thủy công và bê tông

Bộ NN&PTNT

25 Quy trình đóng cọc trong vùng xây

26 Công trình thủy lợi – Nền các công

trình thủy công – Yêu cầu thiết kế TCVN 4253-2012 Bộ KHCN

NN&PTNT

28 Tiêu chuẩn phân cấp đường thủy nội

29 Thông tư 36/2012/TT-BGTVT về quy

định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa

BGTVT Bộ giao thông

TT36/2012/TT-30 Công trình thủy lợi – Thiết kế công

trình bảo vệ bờ sông để chống lũ TCVN 8419 :2010

Bộ Nông nghiệp

31 Công trình bến cảng biển – Tiêu chuẩn

32 Quy trình khảo sát, thiết kế nền đường

ô tô đắp trên nền đất yếu 22TCN 262-2000 Bộ GTVT

33 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thép

làm cốt bê tông

QCVN 7:

34

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thành

phần, nội dung hồ sơ thiết kế kỹ thuật

và thiết kế bản vẽ thi công công trình

thuỷ lợi

QCVN 04-02 : 2010/BNNPTNT

Bộ NN&PTNT

35 Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong

xây dựng

QCVN 2009/BXD Bộ Xây dựng

02-36 Kết cấu bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo

vệ chống ăn mòn trong môi trường biển TCVN 9346:2012 Bộ Xây dựng

37

Công trình thủy lợi – Kết cấu bê tông,

bê tông cốt thép vùng ven biển – Yêu

cầu kỹ thuật

TCVN 9139:2012 Bộ

NN&PTNT

1.2.3 Các tài liệu tham khảo khác

- AASHTO LRFD Qui trình thiết kế cầu, xuất bản lần thứ 2 năm 1998 của Hiệp hội đường ôtô liên bang và các cơ quan giao thông Hoa Kỳ (AASHTO)

- Các Qui trình và Tiêu chuẩn có liên quan

- Sap 2000: Phân tích và tính toán nội lực kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn

- Geo-Slope: Tính toán địa kỹ thuật bằng phương pháp phần tử hữu hạn

1.3 Nội dung và yêu cầu tính toán

Các nội dung tính toán trong phụ lục tính toán này bao gồm các vấn đề sau:

 Tính toán thấm qua công trình;

 Kiểm tra trạng thái chảy, tính tiêu năng

 Lựa chọn kích thước gia cố rọ đá lòng dẫn thượng hạ lưu công trình;

 Tính toán kết cấu kè lòng dẫn, kiểm tra ổn định tổng thể kè;

 Tính toán mang cống: Kết cấu mang, thấm và ổn định mang;

 Tính toán kết cấu trụ giữa, trụ biên: Gia cố nền móng, ổn định trượt, lật; kiểm tra lún trụ cống, tính toán cốt thép trụ cống;

 Tính toán mố cầu, trụ dẫn cầu giao thông, lớp áo đường, ổn định đường đầu cầu, kết cấu sàn giảm tải;

 Khung vây thi công: chiều dày bịt đáy, kết cấu khung vây

 v.v

Chương 2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CHI PHỐI THIẾT KẾ

2.1 Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo

2.1.1 Vị trí địa lý

Cống Kênh Cụt được xây dựng trên đoạn Kênh Cụt (sông Rạch Sỏi) thuộc phường An Hòa và phường Rạch Sỏi, Tp.Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang

Vị trí công trình có tọa độ địa lý nằm trong khoảng:

Kinh độ: từ 105o06’29” đến 105o06’54” độ kinh Đông

Vĩ độ: từ 9o57’34” đến 9o57’54” độ vĩ Bắc

Hình 1 Bản đồ phạm vi vùng dự án

Khu vực khảo sát công trình là khu lấn biển, địa hình tương đối bằng phẳng, hai bên bờ sông nhà cửa xây dựng dày đặc, đường giao thông đi lại thuận lợi Hai bờ Kênh Cụt chưa được xây dựng kè bảo vệ bờ

Tại vị trí dự kiến xây dựng cống tuyến sông có bề rộng khoảng 120 mét Địa hình lòng sông tương đối phức tạp, phía nội đồng có độ sâu khoảng -4.50 nông dần tới cửa biển còn -3.50 Tại vị trí tim công trình, bờ phải (nhìn từ biển vào) đang bị bồi, dòng chảy chủ lưu đang lệch về bên trái (phía bờ Bắc)

Do vị trí công trình nằm sát cửa biển nên chịu ảnh hưởng lớn của triều cường, vận tốc dòng chảy lớn

2.1.2 Địa chất công trình và địa chất thủy văn

* Mô tả địa tầng

Lớp 1a: lớp đất mặt là cát san lấp, chỉ gặp ở hố khoan HK1, HK2

Lớp 1: bùn sét màu xám xanh, xám nâu có bề dày trung bình là 7.4 m

Lớp 2: sét màu xám nâu, xám vàng, loang lỗ xám trắng, xám đen, trạng thái dẻo cứng Lớp này có bề dày trung bình là 16.8 m

Lớp 3: sét màu xám trắng, loang lỗ vàng nâu, trạng thái nửa cứng Tại hố khoan HK1, HK2 khoan đến hết chiều sâu hố khoan chưa xác định đáy lớp

Lớp 4: sét lẫn cát màu vàng nâu, loang lỗ xám trắng, trạng thái dẻo mềm, lớp này chỉ gặp tại hố khoan HK3 và HK4 Khoan hết chiều sâu hố khoan chưa xác định đáy lớp

Lớp 2 Sét, dẻo cứng

Lớp 3 Sét, nửa cứng

Lớp 4 Sét lẫn cát, dẻo mềm

STT Chỉ tiêu cơ lý Ký

Lớp 1 Bùn sét

Lớp 2 Sét, dẻo cứng

Lớp 3 Sét, nửa cứng

Lớp 4 Sét lẫn cát, dẻo mềm

2-1 2.5-3.0 2017’ 0.101

2-4 6.0-6.5 2036’ 0.129

2-12 27.0-27.5 15049’ 0.572 24022’ 0.459

* Kết quả thí nghiệm nước

Bảng 3 Các kết quả thí nghiệm nước

vị

Mức cho phép theo TCXDVN 302: 2004

4 Lượng cặn không tan mg/ l < 200 142.50 78.20 34.10 398.71

5 Lượng muối hòa tan mg/ l < 5000 2,287.50 1,196.00 12,597.50 135026

2.2 Khí tượng thủy văn, sông ngòi

a Khí tượng, thủy văn công trình

* Điều kiện khí hậu, thời tiết, khí tượng:

Kiên Giang nằm trong vùng có khí hậu tiêu biểu của khu vực ĐBSCL, khí hậu mang tính nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Mặt khác, Kiên Giang nằm sát biển nên khí hậu còn mang tính chất hải dương Hàng năm có hai mùa khí hậu tương phản rõ rệt: mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 4) và mùa mưa (tháng 5 đến tháng 10)

Vmin(m/s) ĐB Bắc Bắc Tây Tây Tây TTN TTB Tây Tây TN ĐB Tây

Bão: vùng Nam Bộ ít gặp bão Bão thường đến muộn và yếu, chủ yếu là tháng 11

và tháng 12 Mấy tháng đầu mùa mưa (tháng 4&5) cũng có khả năng bị bão nhưng không gây ra thiệt hại lớn như ở Trung Bộ và Bắc Bộ Kiên Giang không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão, nhưng lượng nước mưa do bão chiếm một tỷ trọng đáng kể, nhất là vào cuối mùa mưa

Nắng: Kiên Giang nằm ở vùng vĩ độ thấp, có độ dài của ngày lớn, số giờ nắng

nhiều Trong mùa khô số giờ nắng trung bình mỗi ngày là 7÷8 giờ/ngày Vào mùa mưa, số giờ nắng trung bình 4÷6 giờ/ngày Tổng số giờ nắng trong năm lên tới 2.411 giờ/năm

* Điều kiện thủy văn

Kiên Giang là một tỉnh ở cuối nguồn nước ngọt của nhánh sông Hậu nhưng lại ở đầu nguồn nước mặn của vịnh Thái Lan Chế độ thủy văn của Kiên Giang bị chi phối bởi 3 yếu tố: thủy triều vịnh Thái Lan, chế độ thủy văn của sông Hậu và mưa tại chỗ Các yếu tố này tác động từng thời kỳ, từng vùng khác nhau

Vị trí xây dựng công trình tại thành phố Rạch Giá là vùng chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi thủy triều biển Tây

Thủy triều biển ở đây có dạng hỗn hợp, thiên về nhật triều, biên độ thay đổi từ 0,81,0 m Mực nước chân triều dao động nhỏ hơn mực nước đỉnh triều, do đó thời gian duy trì mực nước thấp lâu hơn so với thời gian duy trì mực nước cao Đường mực nước bình quân gần với đường mực nước chân triều Đặc điểm này rất thuận lợi cho việc tiêu thoát lũ từ sông Hậu qua hệ thống kênh Rạch Giá - Long Xuyên ra biển Tây Trong thời gian mùa lũ, nguồn nước ngọt từ sông Hậu đổ về khá phong phú

Vào mùa khô, do nguồn nước từ thượng nguồn ít (mực nước thấp trên sông Hậu), không có mưa cộng với việc các cửa tiêu thoát nước ra biển không có cống ngăn mặn, nên hiện tượng mặn xâm nhập sâu vào trong nội đồng ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất và sinh hoạt đời sống của nhân dân

Đỉnh triều của biển Kiên Giang cao nhất là +1,00 (tại chợ Rạch Giá cũ) và thấp nhất là -0,72 (tại chợ Rạch Giá cũ)

Bảng 9 Đặc trưng mực nước triều Rạch Giá

Bảng 10 Mực nước cao nhất qua số năm lũ lớn nhất

Bảng 11 Tần suất mực nước tại trạm Rạch Giá

Trạm Tần suất mực nước Max (cm) Tần suất mực nước Min (cm)

* Điều kiện sông ngòi

Thành phố Rạch Giá nằm trên bờ vịnh Rạch Giá là nơi giao lưu của một số con kênh lớn, là các tuyến tiêu thoát lũ cho hệ thống sông Hậu Tại khu vực thành phố Rạch Giá có một số con kênh lớn chảy qua:

Kênh Rạch Giá - Long Xuyên (có tên là Thoại Hà): trước đây là một con kênh tự nhiên, sau đó vào năm 1818 được đào rộng, vét sâu thêm Kênh tiếp nước từ sông Hậu tại thị xã Long Xuyên, chảy qua núi Sập và gặp kênh Rạch Giá - Hà Tiên tại thành phố Rạch Giá Kênh có chiều dài khoảng 58 km Đoạn thuộc tỉnh Kiên Giang 28 km, qua thành phố Rạch Giá 7,5 km Kênh có chiều rộng trung bình 30÷40 m, có đoạn 50÷60

m Độ sâu vào mùa nước đổ từ 3÷4 m Hàng năm vào mùa mưa, nước lớn chảy xiết nên gây xãi lở 2 bờ

Kênh Rạch Giá - Hà Tiên: đây là một kênh đào, được khởi công xây dựng từ năm

1926 đến năm 1930 Kênh có chiều dài 80 km, nối liền thành phố Rạch Giá với thị xã

Hà Tiên Kênh có chiều rộng 40÷60 m; chiều sâu 3m, kênh có tầm quan trọng về giao thông vận tải

Kênh Cái Sắn: được đào năm 1926, nối liền sông Hậu với kênh Ông Hiển, đổ ra biển tại cửa Rạch Sỏi (Kênh Cụt) Kênh rộng 40÷50 m, sâu 4÷5 m; chiều dài 58 km, phần qua tỉnh Kiên Giang 31 km Kênh Cái Sắn có vị trí quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đồng thời dẫn nước ngọt về các huyện và là giao thông đường thủy đi các tỉnh lân cận

Kênh Ông Hiển: có chiều dài 4,5 km; Kênh Đòn Dông: có chiều dài 4,5 km; Kênh Xáng Mới: đoạn chảy qua thành phố có chiều dài 8,5 km; Kênh Cụt - Rạch Sỏi:

có chiều dài 4 km Các kênh này có chiều rộng 30÷40 m, cao trình đáy từ -2.50 ÷ -4.50 Ngoài các kênh trục này còn có các tuyến kênh ngang, có chiều rộng từ 815 m, chiều sâu kênh từ 1,5÷2,5 m

2.3 Các thông số cơ bản của công trình

Phần cống:

- Công nghệ xây dựng : Đập trụ đỡ

- Khẩu độ cống : B=66m (3 khoang, mỗi khoang rộng 22m)

- Cao trình ngưỡng cống : -3.50

- Cao trình đỉnh cửa van : +2.50

- Cao trình đỉnh trụ pin : +3.00

- Trụ cống được gia cố bằng cọc BTCT M300, kích thước 35x35x1500cm

- Giải pháp xây dựng: công trình xây dựng theo công nghệ Đập trụ đỡ Thân cống, dầm van được xây dựng các trụ pin của cống được thi công trong khung vây khô tại lòng sông theo các phân đoạn thi công

- Gia cố thượng hạ lưu: Phía đồng có chiều dài gia cố lòng dẫn phía đồng là 50m (kể từ mép dầm van), sử dụng loại rọ đá thép bọc PVC kích thước 4x2x0,5m Phía sông: Tổng chiều dài gia cố lòng dẫn phía đồng là 50m (kể từ mép dầm van), sử dụng loại rọ đá thép bọc PVC kích thước 4x2x0,5m

- Mang cống: được cấu tạo bởi 2 hàng cừ BTCT dự ứng lực SW500A dài 14m Phía trong được trải vải địa kỹ thuật và đắp đất, cát đến cao trình thiết kế

- Kè gia cố 2 bên bờ lòng dẫn cống: kết cấu kè dạng cừ BTCT dự ứng lực SW500A, neo hàng cừ bằng cáp không rỉ fi25 với mật độ 5m/hàng cáp Phía trong đắp đất, bơm cát đến cao trình thiết kế

Cầu giao thông

Cấp công trình: Công trình giao thông cấp IV

Các chỉ tiêu tiết kế

- Tải trọng cầu giao thông trên cống: HL93, người đi bộ 3x10-3 Mpa

- Vận tốc thiết kế v=60 km/h

- Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu: R = 1400m

- Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu: R = 1000m

- Độ dốc dọc cầu tối đa: i = 5%

Cầu giao thông:

- Chiều rộng mặt cắt ngang cầu là 18 m, trong đó:

+ Phần xe ô tô: 3,5 m x 4 làn = 14 m

+ Lề bộ hành và lan can: 2 m x 2 bên = 4 m

- Cao trình đáy dầm cầu: + 7.00

- Bề rộng thông thuyền: tổng chiều rộng thông thuyền qua cống là 66 m được chia làm 3 khoang, mỗi khoang rộng 22 m

- Kết cấu cầu gồm 09 nhịp dầm BTCT dự ứng lực I 24,54 m, bản mặt BTCT

M300, trên cầu có bố trí chiếu sáng đèn cao áp Các mố trụ cầu đều được xử lý nền bằng cọc BTCT M300, kích thước 35x35x2000cm

- Kết cấu mặt cầu: lớp bê tông nhựa hạt mịn dày 5cm, lớp bê tông nhựa hạt trung dày 7cm, ở dưới là lớp bê tông bản mặt cầu dày 20cm-25,4cm

Đường đầu cầu:

- Độ dốc đường đầu cầu i=5% Chiều rộng đường: B=18m Mái đường m=1.50

- Kết cấu áo đường: 1 lớp bê tông nhựa hạt mịn dày 5cm, một lớp bê tông nhựa hạt trung dày 7cm mặt đường, 1 lớp móng đá cấp phối loại 1 dày 35cm, 1 lớp

đá cấp phối loại 2 dày 15cm Nền đường là cát đắp với độ chặt k>=0,98 Hai bên áo đường đất đắp Mái đường được bảo vệ bởi cấu kiện bê tông lát mái dạng lục lăng

- Dưới nền đường được gia cố bằng hệ sàn giảm tải với chiều dài 20m từ mố cầu trở ra Kết cấu sàn BTCT dày 30cm trên nền cọc 30x30x1180cm

- Hai bên đường bố trí tường hộ lan bảo vệ

Cửa van

Cửa van clape trục dưới: cao trình đỉnh cửa van +2.50, cao trình ngưỡng cửa 3.50, tổng số cửa van: 3 cửa, mỗi cửa có chiều rộng 22m

Thiết bị vận hành: Cửa van được đóng mở bằng xi lanh thủy lực

- Hệ thống điều khiển tự động với chức năng: giám sát, lưu trữ và điều khiển

2.4 Chỉ tiêu thiết kế công trình

a Cấp công trình: cống Kênh Cụt là công trình cấp II

b Các chỉ tiêu thiết kế:

- Tần suất thiết kế cho các hạng mục công trình:

 Mức đảm bảo thiết kế tiêu P = 95%, có tính đến tác động của biến đổi khí

hậu và nước biển dâng (theo tài liệu thiết kế cơ sở)

 Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế và kiểm tra công trình tương ứng: P = 1% và P = 0,5%

 Tần suất thiết kế đối với lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng P = 10%

 Tần suất thiết kế đối với lưu lượng, mực nước thấp nhất để tính ổn định, kết cấu, nền móng P = 95%

Chương 3 TUYẾN CÔNG TRÌNH 3.1 Tuyến công trình

Theo quy hoạch, vị trí công trình cống Kênh Cụt nằm trên tuyến đê biển (tuyến đường ven biển) đi qua thành phố Rạch Giá có tim cầu giao thông trên cống vuông góc với tim kênh, cầu giao thông được kết nối thuận lợi với hệ thống đường giao thông hiện hữu trong khu vực (đường 3/2)

Như vậy với phương án tuyến như trên, công trình sẽ đảm bảo thực hiện được các nhiệm vụ về kỹ thuật cũng như về kinh tế và xã hội Tuyến công trình theo thiết kế

cơ sở là hợp lý

Hình 3 Mặt bằng tim tuyến

3.2 Bố trí các hạng mục công trình

Cống Kênh Cụt được thiết kế theo công nghệ Đập trụ đỡ Công trình được bố trí dạng trên cầu dưới cống Trụ pin và dầm van cống bằng BTCT được thi công trong khung vây khô Cửa van công trình là cửa clape trục dưới, đóng mở bằng xi lanh thủy lực, xi lanh thủy lực được gắn trên bệ đặt trên trụ pin Trên trụ pin có bố trí hốc để chứa thùng dầu cung cấp cho xi lanh vận hành cửa van Trên cống là cầu giao thông HL93, chiều rộng mặt cầu 18m, cao trình đáy dầm cầu +7.00 Cầu gồm 9 nhịp sử dụng dầm I24.54, độ dốc dọc tối đa i=5% Cầu giao thông được bố trí phía đồng, cửa van được bố trí phía biển để thuận lợi trong việc cẩu lắp, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng sửa chữa cửa van Đường đầu cầu có độ dốc i=5% đến cao trình +2.00 để chờ đấu nối với các khu đô thị 2 bên công trình theo quy hoạch

Mang cống được cấu tạo bởi 2 hàng cừ bê tông cốt thép dự ứng lực SW600A đóng thẳng đứng dạng bờ kè, làm tăng tính thẩm mỹ công trình Mặt mang cống được lát bằng cấu kiện gạch Terazzo Hai bên lòng dẫn thượng hạ lưu công trình được kè bằng cừ bê tông cốt thép dự ứng lực SW500A để tạo khuôn viên, cảnh quan 2 bên công trình Gia cố đáy lòng dẫn và tiêu năng thượng hạ lưu cống bằng thảm đá dày 0.5m

Chương 4 THIẾT KẾ CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

4.1 Quy mô công trình đã phê duyệt

Theo Quyết định số 2804/QĐ-BNN-XD ngày 16/7/2015 của Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc phê duyệt điều chỉnh dự án Quản lý phục vụ phát triển nông thông ĐBSCL, bổ sung tiểu dự án cống Kênh Cụt Theo đó cống Kênh Cụt có quy mô cơ bản:

- Cấp công trình: Cấp II

- Tuyến công trình: cống được đặt tại lòng kênh Cụt, trùng với vị trí tuyến đê biển đi qua thành phố Rạch Giá

- Loại cống, kích thước cống: loại cống hở bằng bê tông cốt thép M300, kiểu trụ

đỡ, chiều rộng thông nước B=66m gồm 3khoang, mỗi khoang rộng 22m

- Bản đáy, trụ pin, trụ biên: Cao trình ngưỡng cống: -3.50; cao trình đỉnh cửa van: +2.50; cao trình đỉnh trụ pin, trụ biên, xử lý nền bằng cọc BTCT M300 (có bê tông bịt đáy và bê tông lót)

- Gia cố chống xói thượng hạ lưu cống: bằng rọ đá dày 50cm, bên dưới có lớp vải địa kỹ thuật, gia cố đáy kênh phía đồng dài 53m, phía biển dài 40m

- Kè bảo vệ 2 bờ kênh (trước và sau cống): Bằng cừ BTCT dự ứng lực

- Cầu giao thông quy mô: tải trọng HL93, chiều rộng cầu 18.0m; cao trình đáy dầm cầu: +7.00m

Cửa van cống: Clape trục dưới bằng thép không rỉ, đóng mở bằng xi lanh thủy lực Cao trình đỉnh cửa van +2.50

Nhà quản lý cống: cấp 3, 1 tầng, diện tích 65m2

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận

5.1.1 Về tài liệu dùng trong thiết kế

a Tài liệu địa hình

Công tác đo vẽ khảo sát được thực hiện đúng quy trình quy phạm và tuân thủ các quy định theo Tiêu chuẩn Quốc gia Đủ số liệu và đủ độ tin cậy phục vụ công tác lập

hồ sơ thiết kế

b Tài liệu địa chất

Các tài liệu địa chất được khảo sát đầy đủ đảm bảo cho công tác tính toán thiết kế công trình

5.1.2 Tiêu chuẩn và phương pháp tính toán

- Tiêu chuẩn được sử dụng trong tính toán thiết kế hiệu lực và phù hợp

- Phương pháp tính toán tiên tiến, sử dụng các phần mềm, công cụ tính toán hiện đại, phổ biến và có độ chính xác cao

- Kết quả tính toán: Với những tài liệu đầu vào và công cụ tính được dùng trong tính toán phân tích kết quả nghiên cứu khá tốt đủ độ tin cậy để thi công công trình

5.2 Kiến nghị

Trong quá trình thi công công trình cần tuân thủ nghiêm ngặt những tiêu chuẩn về thi công và nghiệm thu công trình, vật liệu dùng trong thi công phải đảm bảo theo đúng thiết kế đề ra:

Công trình cống Kênh Cụt được thiết kế theo công nghệ Đập Trụ Đỡ, cửa van Clape trục dưới Công trình được thiết kế với các loại vật liệu bền vững trong môi trường chua mặn nên tuổi thọ cao, giá thành rẻ

Liên danh Công ty cổ phần xây dựng và Thương mại Thiên Minh – Công ty cổ

phần tư vấn và xây dựng Thành Sen

Tháng 10 năm 2015

Chương 6 CÁC KẾT QUẢ KÈM THEO 6.1 Tính toán thấm qua công trình

Tài liệu sử dụng: Giáo trình thủy công – Đại học thủy lợi; TCVN 9143-2012

Công trình thủy lợi- Tính toán đường viền thấm dưới đất của đập trên nền không phải

là đá; TCVN 4253-2012 Nền công trình thủy công

6.1.1 Mục đích và biện pháp chống thấm

Tính toán thấm qua công trình với mục đích xác định áp lực thấm lên các bộ phận công trình giới hạn miền thấm, lưu lượng thấm qua công trình đồng thời kiểm tra khả năng xói để có biện pháp gia cố thượng hạ cống, hai bên vai công trình khi dòng thấm thoát ra

Cần kiểm tra điều kiện ổn định thấm cục bộ và ổn định thấm tổng thể

+ Ổn định thấm cục bộ cửa ra dòng thấm: Để không xảy ra hiện tượng đùn đất cục bộ

ở mặt nền hạ lưu công trình thì trị số građien ở cửa ra phải thỏa mãn điều kiện: Jr<Jk + Ổn định thấm chung: Để bảo đảm nền công trình không bị phá hoại dưới tác dụng của dòng thấm, hình dáng kích thước đường viền cần thỏa mãn điều kiện:J<Jktb

6.1.2 Trường hợp tính toán

Khi công trình đi vào làm việc sẽ xuất hiện chênh lệch cột nước thượng hạ lưu cống Để tính toán ổn định công trình, cần chọn các tổ hợp làm việc sao cho với các tổ hợp mực nước này thì công trình đảm bảo được tần suất thiết kế Ptk

Theo mục đích của công trình thì trong quá trình vận hành cống sẽ xuất hiện các tổ hợp mực nước như sau

Ghi chú: Mực nước trong bảng trên đã tính tới điều kiện BĐKH, xem trong thuyết

minh chung công trình Kênh Cụt

Do đất nền là đồng nhất (trong cùng 1 lớp vì lớp 2 chiều dày rất lớn) và kết cấu tương đối đối xứng nên trường hợp tính toán bất lợi của bài toán thấm là trường hợp

mà chênh lệch cột nước thấm lớn nhất Ở đây TVTK tính cho trường hợp ngăn mặn với mặt cắt tính cắt qua dầm van (đường viền thấm nhỏ nhất)

6.1.3 Cơ sở tính toán, kiểm tra

a Để hạ lưu công trình không bị xói cục bộ ở cửa ra thì điều kiện không xảy ra xói lở cục hạ lưu công trình:

Jr ≤Jk

Trong đó Jk cho phép của gradien tới hạn cục bộ của nước ở vùng dòng thấm thoát

ra ở hạ lưu Đối với đất không xói ngầm lấy Jk= 0,3 (TCVN 4253-2012 Nền công trình thủy công)

b Theo điều kiện bền thấm chung:

J<Jktb

Jktb– Giá trị tính toán của gradien tới hạn trung bình của cột nước.Jktb = 1,35 (TCVN 4253-2012 Nền công trình thủy công) [J]cp = m.[J]nền/kn

Trong đó: m – Hệ số điều kiện làm việc, m =1;

kn – Hệ số phụ thuộc cấp công trình, kn = 1,15 – cấp II;

Như vậy: [J]cb= m.Jktb/kn = 1.1,35/1,15 = 1,17

6.1.4 Biện pháp và tính toán thấm cho nền công trình

Để chống thấm cho công trình, cần tăng chiều dài đường viền thấm dưới đáy có thể bằng cách:

- Tăng chiều đường viền thấm – tăng đường viền thấm ngang bằng cách tăng chiều rộng dầm van của công trình;

- Tăng đường viền đứng bằng cách sử dụng hàng cừ chống thấm ;

- Tăng đường viền đứng và đường viền ngang

Sử dụng phương pháp hệ số sức kháng của R R Trugaev.(2)

Sơ đồ và phương pháp tính toán

Coi dòng thấm qua nền cống là dòng thấm ổn định hai hướng trong khối đất đồng chất, dùng phương pháp hệ số sức cản của R.R.Trugaep

3- Tính Gradien ở mặt nền hạ lưu Jr:

Gradien ở mặt nền hạ lưu được xác định theo công thức:

Hình 4 Sơ đồ tình toán thấm

Công thức xác định các hệ số sức cản thành phần như sau:

+ Hệ số sức cản của cửa vào và cửa ra:

Trong trường hợp chung, hệ số sức kháng của bộ phận cửa vào, cửa ra xác định như sau:

v,r = 0,44 + b

Trong đó: b - hệ số sức kháng của bậc được tính bằng công thức:

b 0

aT

 =

a - độ cao của bậc thụt hay chiều dày của bản dầm van

To - bề dày tầng thấm tính toán của nền To=T1 ,

Chiều dày giới hạn của tầng thấm To phụ thuộc vào các trị số hình chiếu ngang L0

và hình chiếu đứng S0 của đường viền thấm, được lấy theo bảng

Bảng 13 Quan hệ tấng thấm tính toán với tỉ số Lo/S 0

dầm van) Jk= 0,125

*) Nhận xét :

+ Công trình đặt trên nền tự nhiên, khi có chênh lệch cột nước sẽ xuất hiện dòng thấm thoát ra với gradient không lớn hơn gradient cho phép của đất nền, do đó không gây ra hiện tượng xói phía hạ lưu

+ Gradient lớn nhất tại cửa ra của dòng thấm Jr = 0,178 (< [Jr]cp = 0,30), đảm bảo vật liệu đất nền không bị xói cục bộ tại vị trí này

+ Gradient lớn nhất trong vùng thấm của dòng thấm J = 0,125 (< [J] = 1,17), đảm bảo vật liệu đất nền không bị xói cục bộ tại vị trí này

+ Như vậy đường viền thấm ngang của dầm van đã đảm bảo chống thấm mà ko cần

sử dụng cừ chống thấm

*) Tính toán chiều dài gia cố thấm vòng:

Thấm vòng qua mang cống được kiểm toán trong mục tính toán thấm mang cống

6.2 Tính toán tiêu năng

Tài liệu sử dụng:Giáo trình thủy lực Tập 1, Tập 2 – Đại học Thủy lợi; Giáo

trình thủy lực công trình – Đại học Cần thơ;Thiết kế cống – Nhà xuất bản Nông nghiệp 1988; TCVN 9160-2012 Công trình thủy lợi- Yêu cầu thiết kế - Dẫn dòng trong xây dựng; Số liệu thủy lực và mô hình thủy lực công trình Kênh Cụt

6.2.1 Mục đích tính toán:

Mục đích tính toán tiêu năng là kiểm tra xem có nước nhảy sau cống hay không và tìm biện pháp gia cố lòng dẫn chống xói hợp lý để tiêu hủy năng lượng thừa, khử dòng xiên, điều chỉnh được sự phân bố dòng chảy để dòng chảy ra được ổn định Sơ đồ tính toán là sơ đồ dòng chảy qua đập tràn

Tổ hợp Z TB, MNTHL cao 0,81 0,79 0,02 229,6

Các bước tính toán chung

Xác định trị số hc’’ so sánh với hh, từ đó xác định được chế độ chảy sau cống

Xác định f(c) theo công thức: ;

Trong đó:

– j: Hệ số lưu tốc tra bảng Pavơxlôpki, j = 0,95

– q: Lưu tốc đơn vị (m³/sm)

– E0: Cột nước toàn phần ở thượng lưu; E0=H0

Từ f(c) tra PL.15-1 “Bảng tra thủy lực” ứng với j = 0,95 ta tìm được c và c’’

Suy ra: hc = c * E0: Là độ sâu tại mặt cắt co hẹp sau công trình

hc'’ = c’’*E0: Là độ sâu liên hiệp với hc sau nước nhảy

So sánh hc’’ với độ sâu hạ lưu ta được các hình thức nối tiếp sau:

hc’’< hh: Nối tiếp bằng nước nhảy ngập

hc’’= hh: Nối tiếp bằng nước nhảy phân giới

hc’’> hh: Nối tiếp bằng nước nhảy phóng xa

2 / 3 0

* ) (

q =

Hình 9 Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống

6.2.3 Kết quả tính toán

Tất cả các trường hợp tính toán đều đảm bảo chế độ nước nhảy sau cống là nước

nhảy ngập Kết quả chi tiết như bảng (bảng dưới)

Kết quả tính toán thấy rằng:

– Trạng thái chảy qua cống là trạng thái chảy ngập

– Trạng thái nước nhảy sau cống là trạng thái nhảy ngập

6.2.4 Kiểm tra khả năng xói lòng dẫn

Tính với 2 trường hợp: Lấy nước nước từ đồng ra và nước từ biển vào Cả 2

trường hợp này cùng xét với tổ hợp 3 cửa van cùng mở như đã nêu

Lưu tốc qua mặt cắt tính toán là v được xác định bằng:

[v] được xác định theo nhiều phương pháp, ở đây tư vấn xác định lưu tốc cho phép theo TCVN 9160-2012 (Với đất bùn, bụi, chiều sâu dòng chảy hơn 3m lấy:

[v]=0,22

Bảng 17 Tổng hợp kiểm tra có kết quả như sau:

Như vậy lưu tốc dòng chảy lớn hơn lưu tốc cho phép Ở đây lựa chọn giải pháp gia

cố lòng dẫn bằng rọ đá

6.2.5 Xác định kích thước sân sau, chiều dày gia cố rọ đá

(Xác định chiều dài gia cố rọ đá)

Đoạn chuyển tiếp thượng hạ lưu dòng chảy: Từ phần bản đáy có kết cấu cứng bằng BTCT sang kết cấu mềm (đất) gọi là đoạn chuyển tiếp Đoạn này bằng rọ đá nên

có kết cấu nửa cứng

Mặc dù không cần phải bố trí hệ thống tiêu năng - phòng xói ở thượng hạ lưu công trình, nhưng để bảo vệ phần công trình đầu mối (cống) cũng như chuyển tiếp từ phần kết cấu cứng (BTCT của cống) sang kết cấu mềm (kênh đất) thì việc gia cố đoạn chuyển tiếp này (còn gọi đoạn nối tiếp thượng hạ lưu cống) bằng rọ đá (hay còn gọi kết cấu nữa mềm) là cần thiết Chiều dài đoạn nối tiếp được xác định bằng 3÷5 lần chiều sâu nước nhảy hoặc kéo dài bằng đoạn mở rộng tường cánh (Theo phần 2 “Cống hở” của Thiết kế cống – Nhà xuất bản Nông nghiệp 1988)

– Chiều sâu nước nhảy lớn nhất được xác định là 3,33m (xem phụ lục kèm theo), suy

ra chiều dài đoạn nối tiếp – L = 16,6m

– Vì công trình thường xuyên chịu ảnh hưởng của biên triều, để an toàn tư vấn chọn chiều dài lớp rọ đá là 50m (kể từ mép dầm van) về 2 phía thượng hạ lưu cống Lựa chọn chiều dài gia cố đoạn nối tiếp là 50m, cao trình đáy rọ đá là -5,5m bằng cao trình phần cuối bệ trụ trụ cống Chiều dày lớp gia cố theo “Thiết kế cống – Nhà xuất bản Nông nghiệp 1988” khoảng 0,4÷0,65m (đá xây khan dày 0,3÷0,5m và

Trường hợp cống mở (nước từ đồng -> biển)

Trường hợp cống mở (nước từ biển-> đồng)

Chênh lệch max 282.3 0.18 0.23 602.77 0.4683 779.45 0.3622

MNHL thấp 34.6 -0.4 -0.39 519.82 0.0666 635.36 0.0545MNHL trung bình 144.1 0.1 0.12 588.06 0.245 753.89 0.1911

lớp đệm dăm cát 0,1÷0,15m) Tuy nhiên do công trình phải thi công trong điều kiện dưới sông nên đề nghị chọn loại rọ đá dày 50cm khá phổ biến trên thị trường

Các thông số đoạn nối tiếp thượng hạ lưu công trình (bố trí 2 phía thượng hạ lưu như nhau) được lựa chọn như sau:

– Mái kênh:

 Vật liệu gia cố: Rọ đá dày 50cm, bên dưới trải vải địa kỹ thuật

 Chiều dài: L = 50,0 m (phía hạ lưu)

 Chiều dài: L = 35,0 m (phía thượng lưu)

 Hệ số mái (phần gia cố rọ đá và nạo vét hạ lưu): m=5,0

– Đáy kênh:

o Vật liệu gia cố: Rọ đá dày 50cm, bên dưới trải vải địa kỹ thuật

 Chiều rộng: B = 90m

Bảng 18 Bảng kết quả tính toán xác định chiều dài gia cố rọ

MNHL trung bình 144.1 0.1 0.12 5.12 0.198 0.372 1.905 3.62 Chảy ngập 9.523

Như vậy Tư vấn lựa chọn chiều dài gia cố rọ đá Thượng hạ lưu cống khoảng 50m

Đối với thượng lưu cống không nạo vét , phía hạ lưu cống nạo vét khoảng 90m (chiều rộng nạo vét B=80m) để tiêu thoát dòng chảy

Mô phỏng tính toán bằng phần mềm Geo5/Sheeting Design

Với các thông số trên, mô phỏng trong phần mềm tính toán như sau:

Hình 11 Mô hình tính toán

C¸p 3x12,7mm

6.3.3 Kết quả tính toán

Hình 12 Kết quả tính toán

Như vậy:

- Moment trong cừ lớn nhất: M=23,9Tm (Chọn cừ SW500A có Mgn= 30,14T)

- Lực neo đầu cừ: T= 12,45T (Bố trí 2m 1 neo)

- Chiều dài cừ cần thiết L= 12,8m (chọn cừ dài 14m)

6.3.4 Kiểm tra chuyển vị và cáp neo

Ở đây Tư vấn lựa chọn hình thức neo là neo hàng cừ phía ngoài với cọc neo thông qua cáp neo (mật độ cừ neo 2m/1 cừ)

Kiểm tra nội lực và chuyển vị trong cừ neo

Để xác định nội lực trongcừ neo, tư vấn mô phỏng kết cấu bằng phần mềm Sap

2000 trong đó:

+ Liên kết giữa cọc và nền được mô phỏng bằng các phần tử spring Độ cứng spring phụ thuộc vào tiết diện cọc, chiều dài cọc, vật liệu cọc (moment cực hạn của cọc), điều kiện địa chất của đất nền Kết quả xác định như bảng tính dưới;

+ Điều kiện biên về chuyển vị: Chuyển vị của cừ neo là 1cm

* Tính toán spring liên kết cọc với nền (vị trí hố khoan HK3)

Bảng 19 Bảng tính toán spring

(kN/m2)

Phi (deg)

Gama (kN/m 3)

TT Layer

CT

Thickn (m)

* Kết quả xác định sức chịu tải ngang của cừ neo neo (ứng với lực neo 12,45T)

Hình 13 Chuyển vị của cừ neo

Như vậy chuyển vị của cừ neo là 1,17cm

Do đó: Lực trong cáp neo là T=12,45T

Lựa chọn diện tích cáp neo là:

2

3 , 3 11300

12450 3

cm T

3,3.44

=

d

F n

Gama (kN/m 3)

Chọn 3 cáp Vậy quy cách cáp neo là 3x12,7mm (F=4cm2)

Chuyển vị đầu cừ kè lòng dẫn bằng tổng chuyển vị của đầu cọc neo và độ dãn của cáp neo

cm EF

l T

10.1,2.4

600.1245017

,1

.17

Kết cấu kè lòng dẫn đảm bảo điều kiện chuyển vị cho phép

6.3.5 Kiểm tra ổn định trượt tổng thể kết cấu kè lòng dẫn

Với điều kiện biên bất lợi như đã nói ở trên, TVTK kiểm tra ổn định trượt bờ kè lòng dẫn bằng phần mềm GeoStudio-Canada module Slope

Hình 14 Kết quả kiểm tra ổn định trượt tổng thể lòng dẫn

Kết quả hệ số ổn định tổng thể về trượt: Kminmin= 1,405

1.405

KIEM TRA ON DINH KE LONG DAN CONG KENH CUT

MNmin=-0,75m +2,00m