TÌNH HÌNH XÓI L B SÔNG VÀ GI I PHÁP PHÒNG CH NG THÀNHPH H CHÍMINHVÀ NGB NGSÔNGC ULONG .... 26 2.2.MÔHÌNHS PTHHTÍNH TH MTRONGGEOSLOPE-STUDIO ..... Ph ng pháp Bishop ..... GI I THIÊU OAN
Trang 1B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
Trang 2B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
Trang 3-i-
L I CÁM N
Trong th i gian th c hi n Lu n v n, h c viên đã nh n đ c s tr giúp quý báu c a r t nhi u t ch c và cá nhân H c viên mu n đ c bày t lòng cám n chân thành t i các Phòng, Ban cùng t p th Quý th y cô c a tr ng
i h c Th y l i, đ c bi t là các th y cô t i c s 2 đã trang b nh ng ki n
th c m i v khoa h c k thu t xây d ng công trình th y
c bi t, tôi xin g i l i cám n chân thành t i th y giáo h ng d n Phó Giáo s - Ti n s Ph m V n Qu c - ng i đã tr c ti p h ng d n cho tôi
nh ng ki n th c khoa h c trong su t th i gian th c hi n Lu n v n
M t l n n a tôi xin g i l i cám n chân thành sâu s c và l i chúc s c
kh e, h nh phúc, thành công trong cu c s ng t i Quý th y cô c a tr ng i
h c Th y l i, Phó Giáo s - Ti n s Ph m V n Qu c
TÁC GI
Trang 5-iii-
M C L C
M U I
1.TÍNHC PTHI TC A TÀI 1
2.M C ÍCHC A TÀI 1
3.CÁCHTI PC NVÀPH NGPHÁPNGHIÊNC U 2
4.K TQU T C 4
CH NG 1 T NG QUAN 5
1.1.THÀNH T UXÂY D NG CÔNGTRÌNHB O V B SÔNG BSCL VA TPHCM 5
1.2 TÌNH HÌNH XÓI L B SÔNG VÀ GI I PHÁP PHÒNG CH NG
THÀNHPH H CHÍMINHVÀ NGB NGSÔNGC ULONG 12
1.2.1 Tình hình chung v áp d ng thành t u KHCN b o v b sông 13
1.2.2 M t s công trình xây d ng b o v b sông tiêu bi u 15
1.2.3 S d ng b n c c bê tông c t thép d ng l c đ xây d ng kè b o v đô th thành ph H Chí Minh và ng b ng sông C u Long 16
1.3.PH NGPHÁPTÍNHTOÁNT NGKÈVÁNC CBTCTD L 17
1.3.1 M t s s đ mô t h h ng, s c t ng kè b n c c bê tông c t thép 18
1.3.2 Chuy n v ngang c a t ng b n c c 21
1.3.3 Ph ng pháp đ n gi n tính toán t ng kè b n c c BTCT D L 21
1.4.K TLU NCH NG1 25
CH NG 2: PH NG PHÁP MÔ HÌNH S PH N T H U H N TÍNH TOÁN TH M, N NH TRONG GEOSLOPE - STUDIO 2007 VÀ TÍNH TOÁN B N CÔNG TRÌNH TRONG PLAXIS 8.5 26
2.1.KHÁINI MCHUNGV MÔHÌNHS PTHH 26
2.2.MÔHÌNHS PTHHTÍNH TH MTRONGGEOSLOPE-STUDIO 28
2.2.1 Ph ng trình vi phân ch đ o 28
2.2.2 Thu c tính c a đ t 29
2.2.3 Hàm th m 29
2.2.4 Các b c tính toán 32
Trang 6-iv-
2.2.5 Trình xu t k t qu tính toán 33
2.2.6 Nh n xét 34
2.3 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN N NH MÁI D C TRONG GEOSLOPE -STUDIO 34
2.3.1 Khái ni m áp l c n c l r ng và ng su t hi u qu 34
2.3.2 M t s ph ng pháp tính toán n đ nh mái d c trong Slope/W 35
2.3.2.1 Ph ng pháp Bishop 35
2.3.2.2 Các ph ng pháp tính toán n đ nh mái d c khác trong Geo-slope 36 2.4.MÔHÌNHS PTHHTÍNHTOÁN B NCÔNGTRÌNHTRONG 36
2.4.1 Ph ng trình vi phân ch đ o đ tính toán ng su t - bi n d ng 36
36
2.4.1.2 To đ Lode 37
2.4.1.3 39
– 41
2.4.2 i u ki n biên gi i 43
2.4.3 T i tr ng tính toán 43
2.4.4 Thu c tính v t li u 44
44
45
45
46
2.4.4 thông 47
2.4.5 Các b c tính toán 51
2.4.6 Trính xu t k t qu tính toán 55
2.4.7 Nh n xét 55
2.5.K TLU NCH NG2 55
CH NG 3: I U KI N XÂY D NG VÀ GI I PHÁP CH NG XÓI L B T O N SÔNG TH XÃ H U GIANG 57
Trang 7-v-
3.1 GI I THIÊU OAN SÔNG THI XA NGA BAY CUA KÊNH QUAN LÔ
-PHUNGHIÊP 57
3.1.1 Gi i thi u chung 57
3.1.2 i u ki n đ a hình 61
3.1.3 i u ki n đ a ch t công trình 62
3.1.4 i u ki n th y v n th y l c c a đo n sông 65
3.1.5 Di n bi n và d báo xói l b t c a đo n sông 65
3.1.6 Yêu c u giao thông và c 66
3.2.CACPH NGANCÔNGTRINHCHÔNGXOIL B TA OANSÔNG THI XA NGA BAY 67
3.2.1 Kè m hàn ( u nh c đi m, tính kh thi áp d ng) 67
3.2.2 Kè mái d c 69
3.2.3 T ng kè bê tông c t thép (t ng tr ng l c, t ng b n góc) 71
3.2.4 T ng kè dùng b n c c bê tông c t thép ng su t tr c 73
3.3.CHONPH NGANCÔNGTRINHCHÔNGXOIL B TA OAN 78
3.4.KÊTLUÂNCH NG3 78
CH NG 4: TÍNH TOÁN N NH VÀ B N T NG KÈ B N C C BÊ TÔNG C T THÉP D NG L C B T O N S H U GIANG 79
4.1.TÀILI U UVÀO TÍNHTOÁN 79
4.1.1 M t c t đi n hình đ tính toán 79
4.1.2 Ch đ m c n c tính toán 79
4.1.3 Thu c tính c a các l p tính toán 79
4.1.4 Thu c tính c a bê tông c t thép c a b n c c 80
4.1.5 Ph ng án tính toán 81
4.2.K TQU TÍNH TOÁNTH MVÀ N NHPH NGÁN1(THEOD BÁOXÓIL ) 82
4.2.1 L i ph n t c a m t c t tính toán 82
4.2.2 S li u tính toán 82
Trang 8-vi-
4.2.3 K t qu tính toán th m b ng Seep/W: ng bão hòa, l u l ng th m và
Gradient th m 83
4.2.4 K t qu tính toán n đ nh mái d c theo ph ng pháp Bishop 84
4.2.5 S b ch n cao trình đáy b n c c theo đi u ki n d báo xói l 84
4.3.K TQU TÍNHTOÁN NGSU TVÀBI ND NGPH NGÁN2A 84 4.3.1 L i ph n t c a m t c t tính toán 84
4.3.2 S li u tính toán 85
4.3.3 K t qu tính toán ng su t 87
4.3.4 K t qu tính toán bi n d ng 87
4.3.5 So sánh v i các ch tiêu cho phép v c ng đ và bi n d ng 88
4.3.5.1 So sánh v i các ch tiêu cho phép v c ng đ 88
4.3.5.2 So sánh v i các ch tiêu cho phép v bi n d ng 88
4.3.5.3 So sánh v i các ch tiêu n đ nh t ng th 88
4.3.6 K t qu ki m tra các ph ng án chi u dài c cho ph ng án 2A 88
4.4.K TQU TÍNHTOÁN NGSU TVÀBI ND NGPH NGÁN2B 89 4.4.1 L i ph n t c a m t c t tính toán 89
4.4.2.S 90
4.4.3 K t qu tính toán ng su t 91
4.4.4 K t qu tính toán bi n d ng 92
4.4.5 So sánh v i các ch tiêu cho phép v c ng đ và bi n d ng 93
4.4.5.1 So sánh v i các ch tiêu cho phép v c ng đ 93
4.4.5.2 So sánh v i các ch tiêu cho phép v bi n d ng 93
4.4.5.3 So sánh v i các ch tiêu n đ nh t ng th 93
4.5.K TQU TÍNHTOÁN NGSU TVÀBI ND NGPH NGÁN3 93
4.5.1 L i ph n t c a m t c t tính toán 93
4.5.2 S li u tính toán 93
4.5.3 K t qu tính toán ng su t 94
4.5.4 K t qu tính toán bi n d ng 94
4.5.5 So sánh v i các ch tiêu cho phép v c ng đ và bi n d ng 95
Trang 9-vii-
4.5.5.1 So sánh v i các ch tiêu cho phép v c ng đ 95
4.5.5.2 So sánh v i các ch tiêu cho phép v bi n d ng 95
4.5.5.3 So sánh v i các ch tiêu n đ nh t ng th 95
4.5.6 K t qu ki m tra các ph ng án chi u dài c cho ph ng án 3 95
4.6.PHÂNTÍCHHI UQU K THU TC APH NGÁN2A,2BVÀ3 97
4.7.K TLU NCH NG4 98
K T LU N VÀ KI N NGH 99
TÀI LI U THAM KH O 103
Trang 10-viii-
Hình 1.1:B kè kênh xáng Xà No HG Hình 1.2: B kè Maspero Sóc Tr ng 6
Hình 1.3: B kè kênh Thanh a 7
7
Hình 1.5: B kè – 8
Hình 1.6: B – 8
Hình 1.7: 9
Hình 1.8 9
9
Hình 1.10: 9
Hình 1.11: 9
Hình 1.12: 10
Hình 1.13: 10 10
Hình 1.15: 10
Hình 1.16: 10
Hình 1 10
A, Tân H ng, Long An 11
11
11
11
11
Hình 1.2 11
Hình 1.24: B kè ch ng s t l tp Biên Hòa - t nh ng Nai 15
Hình 1.25: B kè ch ng s t l th tr n Tân Th nh - t nh Long An 15
Hình 1.26: B kè c ng Holcim - t nh Bà R a V ng Tàu 16
Hình 1.27: B kè Th D u M t - t nh Bình D ng 16
Trang 11-ix-
Hình 1.28: Tr t vòng cung sâu bên d i chân t ng 19
Hình 1.29: S c t ng b xoay 19
Hình 1.30: S c g y b n c c do ng su t v t quá c ng đ c a v t li u 19
Hình 1.31: S c nh neo và đ t cáp neo 20
Hình 1.32: S c phá v k t c u t i đi m neo cáp 20
Hình 1.33: S đ chuy n v c a t ng b n c c không có neo 21
Hình 1.34: S đ chuy n v c a t ng b n c c có neo 22
Hình 1.35: S đ cân b ng các l c lên t ng ván c c th ng đ ng 23
Hình 1.36: S đ d m c a b n t ng 23
Hình 1.37: Bi u đ phân b ngo i l c Q, l c c t V và Mô men M trên t ng 24
Hình 2.1: C a s khai báo hàm th m 29
Hình 2.2: D ng đ th c a hàm th m 31
Hình 2.3: L a ch n hàm th m 31
Hình 2.4: Nh p s li u tính toán 32
Hình 2.5: ng cong bi u th hàm th m 32
Hình 2.6: C a s khai thác k t qu 33
Hình 2.7: S đ tính l c th m t áp l c n c l r ng tác d ng lên cung tr t 35
Hình 2.8: S đ tính l c th m t áp l c n c l r ng c a PP Bishop đ n gi n 35
Hình 2.9: H ng các thành ph n ng su t 36
Hình 2.10: Tr c h to đ 39
Hình 2.11 ets 45
Hình 2.12 45
Hình 2.13 46
Hình 2.14 Plaxis 47
Hình 2.15 47
Hình 2.16 - Coulomb 48
Hình 2.17 – Soil 49
Hình 2.18 – Soil 50
Hình 2.19: C a s h s tri t gi m c ng đ 50
Trang 12-x-
ettings 51
51
52
52
53
53
.26 53
54
54
55
Hình 3.1: B n đ hành chính th xã Ngã B y 60
69
70
70
71
72
73
Hình 3.8: 73
74
74
Hình 4.1: M t c t đi n hình tính toán 79
Hình 4.2: M t c t ngang t ng c tính toán 81
Hình 4.3: Chia l i ph n t 82
Hình 4.4: ng b o hào và l u l ng th m 83
Hình 4.5: Bi u đ phân b Gradient thu h c xy 83
Hình 4.6: H s n đ nh theo Bishop (0.611) 84
Hình 4.7: Chia l i ph n t m t c t tính toán 85
Hình 4.8: N i l c trong t ng c 87
Hình 4.9: Chuy n v t i đi m A đ nh c Ux=0.564m 87
Trang 13-xi-
Hình 4.10: Chuy n v t i đi m B cách đ nh c 7m – Uy =0.426m 88
Hình 4.11: H s an toàn FS = 1.292 88
Hình 4.12: Chia l i ph n t m t c t tính toán 90
Hình 4.13: N i l c trong t ng c 91
Hình 4.14: Chuy n v t i đi m A đ nh c Ux=0.448m 92
Hình 4.15: Chuy n v t i đi m B cách đ nh c 7m – Uy=0.305m 92
Hình 4.16: H s an toàn FS = 1.538 92
Hình 4.17: Chia l i ph n t m t c t tính toán 93
Hình 4.18: N i l c trong t ng c 94
Hình 4.19: Chuy n v t i đi m A đ nh c Ux=0.08m 94
Hình 4.20: Chuy n v t i đi m B cách đ nh c 7m – Uy=0.312m 95
Hình 4.21: H s an toàn FS = 1.436 95
DANH M C CÁC B NG BI U B ng 3.1: S li u m c n c 65
B ng 3.2: Thông s k thu t c c ván BTCT D L bê tông 620 Châu Th i 75
B ng 3.2: Thông s k thu t c c ván BTCT D L c a CTCP S h u Thiên Tân 76
B ng 4.1: Thu c tính các l p tính toán 79
B ng 4.2: Thu c tính bê tông c t thép b n c c 81
B ng 4.3: Các s li u tính toán 82
B ng 4.4: Các thông s tính toán 85
B ng 4.5: Ki m tra chi u dài c theo các ph ng án 88
B ng 4.6: Các s li u tính toán 90
B ng 4.7: N i l c trong c c 91
B ng 4.8: N i l c trong thanh neo 94
B ng 4.9: Ki m tra chi u dài c 95
Trang 14b Ngoài các gi i pháp đ n gi n truy n th ng nh : Kè mái d c, kè m hàn, mái nghiêng b ng đá h c, lõi đ t, đá xây, t m bê tông, chúng ta đã và đang áp d ng thành t u khoa h c công ngh xây d ng tiên ti n đ ch ng s t l b sông nh : C u
ki n bê tông liên k t m ng, m hàn ki u c c có d m đ nh, m hàn hoàn l u đ o chi u dòng ch y, t ng kè b ng b n c c bê tông c t thép d ng l c…
-trình kè b t đo n sông th xã Ngã B y có ý ngh a quan tr ng trong vi c b o v tính m ng, tài s n c a nhân dân tr c nguy c s t l , mà còn giúp c i thi n môi
tr ng, m ra không gian đô th thông thoáng, t o đi u ki n vui ch i gi i trí cho
ng i dân và đ c bi t là t o ti n đ cho s phát tri n v n hóa, du l ch ch n i Ngã
B y
Vì v y, đ tài lu n “Phân tích n đ nh và đ b n t ng kè b o v b sông
dùng b n c c bê tông c t thép ng su t tr c“ có ý ngh a khoa h c, th c ti n và
c p thi t
2 M C ÍCH C A TÀI
T ng h p, phân tích, đánh giá tình hình xói l b sông, u nh c đi m và
hi u qu c a các lo i k t c u kè ch ng s t l b sông thành ph H Chí Minh và vùng ng b ng sông C u Long
Gi i thi u u nh c đi m, tình hình s d ng b n c c bê tông bê tông c t thép ng su t tr c làm t ng kè b o v b sông, b bi n trên th gi i và t i Vi t Nam
Trang 15-2-
T ng h p các k t qu nghiên c u lý lu n v tính toán n đ nh và đ b n công trình và ph ng pháp mô hình s ph n t h u h n v tính toán n đ nh và đ b n công trình thông qua ng d ng các ph n m m GeoSlope - Studio, Plaxis
Phân tích đi u ki n đ a hình, đ a ch t, th y v n, th y l c, di n bi n xói l , đánh giá nguyên nhân gây s t l b t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L -
Ph ng Hi p t nh H u Giang
Nghiên c u xác đ nh các ph ng án gi i pháp k t c u kè ch ng gây s t l b
t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang
S d ng ph n m m GeoSlope - Studio, trong đó mô đun Seep/W đ tính toán
th m, mô đun Slope/W đ tính toán n đ nh t ng th mái d c b sông cho tr ng
h p hi n tr ng và cho tr ng h p d báo xói sâu h n chân t ng kè đ có c n c xác đ nh s b chi u sâu b n c c bê tông c t thép d ng l c c a b t đo n sông
th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang
S d ng ph n m m Plaxis đ tính toán ng su t, bi n d ng cho h t ng kè
b n c c bê tông c t thép d ng l c và kh i đ t b o v c a b t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang
Phân tích, đánh giá k t qu tính toán n đ nh và đ b n c a h t ng kè và
kh i đ t b o v đ xác đ nh hi u qu k thu t c a gi i pháp s d ng b n c c bê tông
c t thép d ng l c c a b t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng
Hi p t nh H u Giang
3 CÁCH TI P C N VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U
a Cách ti p c n
Thu th p, nghiên c u, ti p thu thành t u khoa h c KHCN trên th
gi i, c p nh t các tài li u k thu t, tài li u nghiên c u, các k t c u công trình kè b o
v b sông th c t trên th gi i
i u tra, thu th p, nghiên c u tình hình xói l và b o v b sông, đ c bi t là
đ i v i các đo n b sông cong ch u tác đ ng c a dòng ch y m nh, b xói l nghiêm
tr ng thành ph H Chí Minh và ng b ng sông C u Long T ng h p v ng
d ng thành t u KHCN trong đó có b n c c bê tông c t thép d
Trang 16-3-
ng l c đ xây d ng các lo i công trình b o v b sông, đ c bi t là đ i v i các đo n
b sông cong ch u tác đ ng c a dòng ch y m nh, b xói l nghiêm tr ng n c ta
toán đ c r i r c hóa b i các ph n t tam giác bi n d ng ph ng 15 đi m nút, k t
qu mô ph ng cho th y đ c tr ng ng su t, chuy n v và h s n đ nh Phân tích
n đ nh và bi n d ng công trình b kè đ c mô ph ng quá trình làm vi c th c t , xét theo t ng giai đo n làm vi c nh : Thi công, san l p, c k t và t i tr ng phân b
đ u trên b m t
Nghiên c u c s lý th ng m i m nh, nhi u ti n ích, n i ti ng c a Geo-Slope v i 3 mô đun Seep/W, Slope/W, Sigma/W
c a Canada, đ n nay đang s d ng r ng rãi Vi t Nam là GeoStudio 2007 đ tính toán, phân tích th m và n đ nh
i u tra, thu th p, phân tích đ c đi m đ a hình, đ a ch t, ch đ th y v n,
th y l c, tình hình xói l và công trình kè đã thi công xây d ng xong cho b t đo n sông cong th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang thu c vùng
ng b ng sông C u Long L y đó làm tr ng h p nghiên c u, phân tích c a lu n
v n
b Ph ng pháp nghiên c u
Các ph ng pháp sau đây đ c s d ng trong lu n v n:
Ph ng pháp t ng h p, phân tích tài li u thu th p trong và ngoài n c
Trang 17-4-
4 K T QU T C
T ng quan thành t u KHCN trên th gi i, c p nh t các tài li u k thu t, tài li u nghiên c u, các k t c u công trình kè b o v b sông th c
t trên th gi i Tình hình xói l b sông, u nh c đi m và hi u qu c a các lo i
k t c u kè ch ng s t l b sông thành ph H Chí Minh và vùng ng b ng sông
C u Long Gi i thi u u nh c đi m, tình hình s d ng b n c c bê tông, bê tông
c t thép ng su t tr c làm t ng kè b o v b sông, b bi n trên th gi i và t i
Vi t Nam
T ng h p nghiên c u ph ng pháp mô hình s ph n t h u h n tính th m và
gi i thi u ph n m m GeoSlope - Studio - 2007 Ph ng pháp mô hình s ph n t
h u h n tính toán đ b n công trình và gi i thi u ph n m m Plaxis
Nghiên c u tr ng h p Kè ch ng s t l b t đo n sông th xã Ngã B y kênh
Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang, bao g m: Phân tích đi u ki n đ a hình, đ a
ch t, th y v n, th y l c, di n bi n xói l , đánh giá nguyên nhân gây s t l b t
đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang Xác đ nh các ph ng án gi i pháp k t c u kè ch ng gây s t l b t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p t nh H u Giang Dùng mô đun Seep/W đ tính toán
th m, mô đun Slope/W đ tính toán n đ nh mái d c b sông cho tr ng h p hi n
tr ng và cho tr ng h p d báo xói sâu h n chân t ng kè đ có c n c xác đ nh
s b chi u sâu b n c c bê tông c t thép d ng l c Dùng ph n m m Plaxis đ tính toán ng su t, bi n d ng cho h t ng kè b n c c bê tông c t thép d ng l c và
kh i đ t b o v c a b t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n L - Ph ng Hi p
t nh H u Giang Phân tích, đánh giá k t qu tính toán n đ nh và đ b n c a h
t ng kè và kh i đ t b o v đ xác đ nh hi u qu k thu t c a gi i pháp s d ng
b n c c bê tông c t thép d ng l c c a b t đo n sông th xã Ngã B y kênh Qu n
L - Ph ng Hi p t nh H u Giang
Rút ra k t lu n và ki n ngh
Trang 18v các công trình ven sông ph bi n khá nhi u trong n c Tuy nhiên hi u qu c a
b kè trong vi c ch ng s t l t i nh ng khu v c có kh n ng s t l cao nh thành
ph H Chí Minh và ng b ng sông C u Long c
c
