Phân tích giải pháp tường chắn dạng cọc đan kết hợp cho đọan có lòng sông hẹp ở thành phố cà mau

Ký hiệu Đơn vị Giải thìch q0 KN/m2 hoạt tải trên mặt đất đắp, KN/m3 dung trọng lớp đất thứ i, hi m chiều cao lớp đất thứ i, Ci KN/m2 lực dính của lớp đất thứ i,  a độ hệ số áp lực đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN HUỲNH PHƯƠNG THẢO

PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN DẠNG CỌC - ĐAN

KẾT HỢP CHO ĐOẠN CÓ LÕNG SÔNG HẸP

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN HUỲNH PHƯƠNG THẢO MSHV: 12814698

Ngày, tháng, năm sinh: 21-04-1986 Nơi sinh: Bạc Liêu

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60.58.60

I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN YICHS GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN DẠNG CỌC –

ĐAN KẾT HỢP CHO ĐOẠN CÓ LÕNG SÔNG HẸP Ở THÀNH PHỐ CÀ

MAU

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tổng quan về nguyên nhân sạt lở của lòng sông hẹp và giải pháp tường chắn

- Cơ sở lý thuyết tình toán ổn định bờ kè ven sông trên đất yếu

- Ảnh hưởng của chiều dài cọc và khoảng các bố trì cọc đến tình ổn định của tường

chắn

- Ứng dụng tình toán cho công trính thực tế

- Kết luận và kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/03/2014

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/12/2014

LỜI CẢM ƠN

- Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thầy đã tận tính hướng dẫn, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trính thực hiện luận văn cũng như truyền cho

tôi lòng đam mê nghiên cứu khoa học: PGS TS Võ Phán, TS Võ Ngọc Hà

- Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô bộ môn Địa Cơ Nền Móng, những người đã truyền cho tôi các kiến thức quý giá trong quá trính học tập tại trường cũng như khi công tác ngoài xã hội

- Xin gửi lời cảm ơn đến các học viên trong lớp Địa Kỹ thuật Xây dựng khóa

2013, những người đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trính thực hiện luận văn

- Tuy vậy, với những hạn chế về số liệu cũng như thời gian thực hiện, chắc chắn luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô, đồng nghiệp và bạn bè để luận văn thêm hoàn thiện và có đóng góp vào thực tiễn

Trân trọng!

Học viên

Nguyễn Huỳnh Phương Thảo

LỜI CAM ĐOAN

- Tôi xin cam đoan: bản luận văn tốt nghiệp này là công trính nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, thu thập các số liệu, nghiên cứu khảo sát tính hính thực tế dưới sự hướng dẫn

khoa học của TS.Võ Ngọc Hà, PGS.TS Võ Phán

- Các số liệu, mô hính tình toán và những kết quả trong luận văn là trung thực được xuất pháp từ kinh nghiệm và thực tiễn, các số liệu thực tế được chỉ rõ nguồn trìch dẫn trong danh mục tài liệu tham khảo

Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên

CÁC KÝ HIỆU

Chú ý: dấu (‘) sau các ký hiệu biểu thị cho trường hợp phân tìch ứng suất cĩ hiệu

(ESA)

Ký hiệu Đơn vị Giải thìch

q0 KN/m2 hoạt tải trên mặt đất đắp,

KN/m3 dung trọng lớp đất thứ i,

hi m chiều cao lớp đất thứ i,

Ci KN/m2 lực dính của lớp đất thứ i,

 a độ hệ số áp lực đất chủ động,

độ là góc nghiêng của lưng tường

độ là góc nghiêng của đất đắp

độ là góc ma sát giữa đất và tường

độ là góc ma sát trong của đất

gn KN/m3 dung trọng của nước,

z m chiều cao phần vật ngập trong nước,

gn KN/m3 dung trọng của nước,

S m2 diện tích bản đáy,

fs KN Lực ma sát mặt bên của cọc

m Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đaát

Ea KN/m hợp lực của tường chắn đất tác dụng lên khối đất

R phản lực của khối đất bên ngồi tác dụng lên lăng thể

trượt theo mặt phẳng BC

độ gĩc ma sát trong của đất

độ gĩc nghiêng của lưng tường so với phương thẳng đứng

δ độ gĩc ma sát giữa tường và đất

độ gĩc hợp bởi mặt trượt BC và phương ngang

z, L m chiều sâu thực tế tiết diện cọc trong đất và chiều sâu hạ

cọc thực tế

Eb KN/m4 mơ đun đàn hồi ban đầu của cọc

I m4 mơ men quán tình tiết diện ngang của cọc

bc m chiều rộng quy ước của cọc, nếu D 0.8m thì bc =

D+1m, khi D < 0.8m thì

z

y KN/m2 áp lực vào đất

y m độ chuyển vị

yo – m chuyển vị ngang của tiết diện ngang cọc (m) ở mặt đất

với cọc đài cao

HH- m/T chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực Ho = 1

HM- l/T chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực Mo = 1

MH- l/T gĩc xoay tiết diện cọc bởi lực Ho = 1

MM- l/T góc xoay tiết diện cọc bởi lực Mo = 1

- KN/m3 tổng ứng suất tiếp trên mặt phẳng trượt

gh- KN/m3 tổng ứng suất tiếp giới hạn trên mặt phẳng trượt,

: hệ số động lực lấy theo bảng 3

n : KN/m3 trọng lượng riêng của nước

g : m/s2 gia tốc trọng trường

b, h : m chiều rộng và chiều cao cọc theo hướng vuông góc với

dòng chảy đối với cọc đơn Riêng đối với cọc có thanh giằng và phênh chắn, b là khoảng cách giữa 2 tim cọc liền nhau

u : m/s lưu tốc bính quân mặt cắt khi chưa xây dựng công trính

ứng với mức nước ngang đỉnh cọc, coi lưư tốc này trên đỉnh cọc, coi lưu tốc này phân bố đều trên đường thủy trực

: T/m3 dung trọng của đất nền, có xét tới lực đẩy nổi của nước : độ góc ma sát trong của đất ở đáy sông

h: m độ cao của cọc

E’: KN/m lực tác dụng ở điểm N

t: m độ vượt sâu của cọc kể tù điểm N

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1.Vấn đề thực tiễn và tình cấp thiết của đề tài: 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Phương pháp nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

5 Giới hạn của đề tà 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ VÀ GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN CHO LÒNG SÔNG HẸP 3

1.1 Tổng quan về nguyên nhân gây sạt lở 3

1.2 Cơ chế gây sạt lở và các yếu tố gây ảnh hưởng 3

1.2.1 Cơ chế sạt lở 3

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng …… ………….……… ……….4

1.2.2.1.Ảnh hưởng của yếu tố dòng chảy 4

1.2.2.2.Ảnh hưởng của vật liệu dòng chảy 4

1.2.2.3.Tương tác giữa dòng chảy – lòng dẫn và quá trính xói lở 4

1.3.Đặc điểm các công trính bảo vệ bờ 5

1.3.1 Các dạng mặt cắt ngang của công trính bờ kè 5

1.3.2 Các giải pháp công trính bảo vệ bờ 6

1.4.Giới thiệu hính thức và các giải pháp kết cấu xây dựng công trính 7

1.4.1 Phương án cho kết cấu đỉnh kè và thân kè 7

1.4.2 Phương án cho kết cấu chân kè 8

1.4.2.1 Thảm bê tông tự chèn lưới thép (Thảm P.D.TAC-M) 9

1.4.2.2 Thảm bê tông FS (thảm bê tông túi khuôn) 10

1.4.2.3 Quy mô kết cấu phù hợp cho khu vực dự án 11

1.4.3.Tường chắn trọng lực 12

1.4.4 Tường chắn bán trọng lực 12

12

1.4.6 Tường ổn định cơ học (MSE) 13

1.4.7 Tổng quan về kết cấu tường dạng cọc đan kết hợp 14

1.4.7.1 Thân tường 17

1.4.7.2 Dầm mũ 18

1.4.7.3 Vật liệu đắp 18

1.4.7.4 Thoát nước 19

1.4.7.5 Khe nối 19

1.5 Nhận xét 19

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN CỌC – ĐAN VEN SÔNG TRÊN ĐẤT YẾU 21

2.1 Tình áp lực đất lên tường chắn [4], [5], [6] 21

2.1.1.1 Áp lực đất chủ động 21

2.1.1.2 Áp lực đất bị động 22

2.1.2 Lý thuyết Coulomb 22

2.1.2.1 Áp lực đất chủ động 22

2.1.2.2 Áp lực đất bị động 25

2.2 Ổn định bản bê tông gia cố mái 26

2.3 Sơ đồ tình toán cọc chịu tải trọng ngang [7],[8] 27

2.4.Ổn định nền quanh cọc 28

2.5 Kiểm tra ổn định của đất nền dưới bản tường chắn 29

2.6 Kiểm tra ổn định trượt phẳng của tường chắn 29

2.7 Kiểm tra ổn định lật của tường chắn 30

2.8 Kiểm tra ổn định trượt sâu của tường chắn 30

2.9 Biểu thức tổng quát tình ổn định tổng thể công trính 30

2.9.1 Phương pháp tình theo mặt trượt giả định 31

2.9.2 Ổn định hệ tường gia cố bờ kè chịu tải trọng ngang 32

2.9.3 Ổn định kết cấu mái 32

2.10 Tình toán công trính tường cọc không neo, kiểm tra ổn định chung theo mặt trượt cung tròn 33

2.10.1 Điều kiện kiểm tra ổn định trượt chung theo mặt trượt cung tròn 33

2.10.2 Sơ đồ tình toán ổn định trượt 33

2.10.3 Cách xác định tâm trượt nguy hiểm 33

2.10.4 Xác định hệ số ổn định truợt theo phương pháp phân mảnh 34

2.11 Cơ sở lý thuyết về tình ổn định và biến dạng bằng phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis 35

2.11.1 Mô hính phần tử FEM 35

2.11.2 Lý thuyết biến dạng 35

2.11.3 Lý thuyết cố kết 37

2.11.4 Chọn lựa mô hính sử dụng trong Plaxis 38

2.11.5.Công thức tình toán của mô hính Mohr – Coulomb 39

2.11.6 Tình toán các thông số sử dụng trong mô hính Mohr Coulomb 41

2.12 Nhận xét chương 2 46

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU HỢP LÝ CHO TƯỜNG CHẮN DẠNG CỌC ĐAN KẾT HỢP 47

3.1 Độ sâu ngàm cọc [12] 47

3.1.1.Cọc chống 47

3.1.2 Cọc treo (cọc ma sát) 47

3.1.2.1 Phương pháp giải tìch [12] 48

3.1.2.2 Phương án đồ giải [12] 49

3.2 Khoảng cách bố trì cọc [13] 51

3.3 Độ chôn sâu tấm đan BTCT [13] 51

3.3.1 Chiều sâu chôn tường [13] 52

3.4 Tình toán tường cọc BTCT 53

3.4.1 Phương pháp giải tìch (Lý thuyết cân bằng giới hạn) 53

3.4.2 Tường cọc đóng trong đất sét không neo 53

3.4.3 Tường cọc đóng trong đất sét có neo 56

3.4.4 Tình toán theo hướng dẫn thiết kế tường cọc bản của Nhật 57

3.4.4.1 Trường hợp không neo 57

3.4.4.2 Trường hợp có neo 59

3.4.5 Phương pháp toán đồ và lập bảng 61

3.4.6 Phương pháp tình toán dầm trên nền đàn hồi 61

3.4.6.1 Dựa theo phương trính vi phân trục võng của dầm 62

3.6.6.2 Mô hính hoá phần tử hữu hạn 63

3.4.7 Phương pháp mô hính hóa hệ kết cấu tường cọc và đất nền thành một khối làm việc đồng thời 63

3.4.8 Tình toán ổn định hệ tường cọc bản BTCT và đất nền 64

3.4.8.1 Kiểm tra lật đối với điểm neo 64

2.4.8.2 Kiểm tra ổn định trượt phẳng 65

2.4.8.2 Kiểm tra ổn định trượt phẳng 66

3.5 Nhận xét chương 3 68

CHƯƠNG IV :ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ69 4.1 Giới thiệu về công trính và địa chất công trính 69

4.2 Điều kiện dịa chất khu vực xây dựng bờ kè 70

4.3 Cơ sở thiết kế 71

4.4 Phương án: hạ cọc sâu kết hợp đan bê tông cốt thép 72

4.4.1 Cao trính đỉnh kè 74

75

75

4.4.4 Cao trính đáy kè 75

4.4.5 Mực nước thiết kế 75

4.4.6 Tải trọng khai thác 75

4.5 Tình toán ổn định tường chắn 76

4.5.1 Tình toán giải tìch tường cọc bê tông cốt thép không neo 76

4.5.1.1 Áp lực đất chủ động 76

4.5.1.2 Áp lực đất bị động 78

4.5.2 Tình toán chiều sâu chôn cọc 80

4.5.2.1 Chiều sâu chôn cọc được tình toán theo công thức sau 80

4.6 Tình toán giải tìch tường cọc bản bê tông cốt thép dự ứng lực có neo 80

4.6.1 Tình toán moment uốn lớn nhất của cọc 82

4.7 Ứng dụng Plaxis 3D kiểm tra ỏn định tường chắn 82

4.7.1 Trính tự thi công tường chắn [3], [5] 84

4.7.2 Các thông số đầu vào trong mô hính Plaxis [8] 84

4.7.3 Các thông số về đất 85

4.7.4 Các thông số của tường trong đất 85

4.7.5 Mô phỏng và phân tìch các giai đoạn thi công theo mô hính Palxis 3D…… 86

4.7.5.1 Trường hợp không neo 87

4.7.5.2 Trường hợp có neo 91

7.8 Nhận xét chương 4 102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO………105

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Bảng tra góc ma sát ngoài .24

Bảng2.2: Hệ số tỉ lệ K theo loại đất 26

Bảng 2.3: Các mô hình vật liệu dùng trong Plaxis 39

Bảng 2.4: Các thông số mô hình dùng trong Plaxis 39

Bảng 3.1: Các kích thước của tường theo loại kết cấu 52

Bảng 3.2: Các kích thước của tường theo độ dốc 52

Bảng 3.3: Hệ số an toàn 60

B Bảng 3.4: Vị trí điểm xoay 60

Bảng 4.1: Hố khoan địa chất 70

Bảng 4.2: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 71

Bảng 4.3: Tính toán các hệ số áp lực ngang của đất theo Morh Coulumn 76

Bảng 4 85

Bảng 4.5: Đặc trưng vật liệu cọc 350mm mác bê tông 300 86

Bảng 4.6: Đặc trưng vật liệu dầm chống mác bê tông 300 86

Bảng 4.7: Đặc trưng vật liệu đan BTCT mác bê tông 300 86

Bảng 4.8: Chuyển vị của cọc trường hợp tường không neo 89

Bảng 4.9: Chuyển vị của cọc Trường hợp thay đổi khoảng cách cọc với chiều dài cọc và độ dày đan không đổi 94

Bảng 4.10: Chuyển vị của đan Trường hợp thay đổi khoảng cách cọc với chiều dài cọc và độ dày đan không đổi 94

Bảng 4.11: Nội lực dầm Trường hợp thay đổi khoảng cách cọc với chiều dài cọc và độ dày đan không đổi 95

Bảng 4.12: Chuyển vị của cọc Trường hợp thay đổi chiều dày đan, giữ nguyên khoảng cách và chiều dài cọc 96

Bảng 4.13: Chuyển vị của đan Trường hợp thay đổi chiều dày đan, giữ nguyên khoảng cách và chiều dài cọc 96

Bảng 4.14: Nội lực dầm Trường hợp thay đổi chiều dày đan, giữ nguyên khoảng cách và chiều dài cọc 97

Bảng 4.15: Chuyển vị của cọc Trường hợp thay đổi chiều dài cọc, giữ nguyên khoảng cách cọc và chiều dài đan 98 Bảng 4.16: Chuyển vị của đan Trường hợp thay đổi chiều dài cọc, giữ nguyên khoảng cách cọc và chiều dài đan 100 Bảng 4.17: Nội lực dầm Trường hợp thay đổi chiều dài cọc, giữ nguyên khoảng cách cọc và chiều dài đan 101

MỤC LỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ lực tác động lên mái dốc khi có áp lực thủy động 5

Hính 1.2 Các dạng mặt cắt ngang của công trính bờ kè 6

Hính 1.3 : Bảo vệ bề mặt bờ sông bằng tấm BTCT 6

Hính 1.4 : Bảo vệ bề mặt mái dốc bằng thảm cát .7

Hính 1.5: Kết cấu kè mái đứng 7

Hính 1.6: Kết cấu dạng cừ bản nhựa 8

Hính 1.7: Kết cấu tường góc BTCT 8

Hính 1.8: Mái sông bảo vệ bằng thảm đá; 9

Hính 1.9: Thiết bị thả thảm đá trên sông .9

Hính 1.10: Thi công lưới thảm trên phao nổi 10

Hính 1.11: Thiết bị thả thảm xuống lòng sông 10

Hính 1.12: Bảo vệ bờ bằng thảm bê tông fs 10

Hính 1.13: Kè bờ sông Đồng Nai khu vực Tp Biên Hòa 11

Hính 1.14: Kè bờ sông Tiền khu vực cống Xuân Hòa thành phố Mỹ Tho 11

Hính 1.15 : Tường chắn trọng lực 12

Hính 1.16 : Tường chắn bán trọng lực … 12

Hính 1.17 : Hệ thống cọc bản .13

Hình 1.18 : Tường cọc bản và hệ thống neo 13

Hính 1.19 : Vật liệu địa kỹ thuật gia cố mái dốc 14

Hính 1.20: Phương án tường chắn cọc đan kết hợp 14

Hính 1.21: Mặt cắt cấu tạo các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo cọc 15

Hính 1.22: Mặt đứng cấu tạo các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo cọc 15

Hính 1.23: Cấu tạo kết cấu bờ kè kiểu neo cọc 15

Hính 1.24: Cấu tạo các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo thanh, kiểu neo bản 16

Hính 1.25: Cấu tạo tường cọc không neo 17

Hình 1.26: Tiết diện cọc chữ T 18

Hính 2.1: Cân bằng Mohr-Rankine (chủ động) … 21

Hính 2.2: Cân bằng Mohr-Rankine (bị động) 22

Hính 2.3: Tình toán áp lực đất chủ động theo Coulomb 23

Hính 2.4: Sơ đồ cọc chịu tải trọng ngang 27

Hính 2.5: Sơ đồ tình toán ổn định trượt 33

Hính 2 6: Cách xác định tâm trượt nguy hiểm 34

Hính 2.7: Mặt dẻo trong mô hính Mohr – Coulomb 39

Hính 2.8: Mô hính mặt dẻo Mohr – Coulomb với ứng suất chình 40

Hính 2.9: Xác định H50 và t50 theo phương pháp Casagrande 42

Hính 2.10: Xác định Eo và E50 từ thì nghiệm ba trục thoát nước C-D 43

Hính 2.11: Xác định Eoed từ thì nghiệm nén cố kết 44

Hính 2.12: Xác định góc giãn nở trong Mohr Coulomb 46

Hính 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên cọc 48

Hính 3.2: Tình cọc bằng đồ giải 50

Hính 3.3: Sơ đồ tình tường cọc bản trong nền sét 54

Hính 3.4: Sơ đồ tình tường cọc bản có neo trong nền sét 56

Hính 3.5: Áp lực đất tác dụng lên tường cọc bản bê tông dự ứng lực 57

Hính 3.6: Sơ đồ tình toán moment lớn nhất trong tường cọc bản bê tông 58

Hính 3.7: Sơ đồ tình toán chuyển vị đầu cọc 59

Hính 3.8: Sơ đồ tình toán tường cọc trường hợp có neo 59

Hính 3.9: Sơ đồ lực tác động lên tường cọc trường hợp có neo 60

Hính 3.10: Toán đồ để tím chiều sâu chôn cọc 61

Hính 3.11: Sơ đồ tình toán coi cọc bản có độ cứng hữu hạn 62

Hính 3.12: Sơ đồ tình toán ổn định lật tường cọc bản 64

Hình 3.13: Sơ đồ tình toán ổn định trượt phẳng tường cọc bản 65

Hính 3.14: Sơ đồ tình toán ổn định trượt cung tròn 67

Hính 4.1: Mặt bằng tổng thể 69

Hính 4.2: Mặt bằng kè 70

Hính 4.3: Mặt đứng kè 73

Hính 4.4: Mặt cắt điển hính kè không neo 73

Hính 4.5: Mặt cắt điển hính kè có neo 74

Hình 4.6: Sơ đồ tình toán moment uốn lớn nhất lên cọc bản bê tông 83

Hính 4.7: Cấu tạo tường không neo 87

Hính 4.8: Một phân đoạn tường không neo 87

Hính 4.9: Chuyển vị cọc trong tường không neo khi cọc cắm vào tầng đất yếu 88

Hính 4.10: Chuyển vị một phân đoạn tường không neo khi cọc cắm vào tầng đất yếu 88

Hính 4.11: Chuyển vị cọc trong tường không neo khi cọc cắm vào tầng đất cứng 89

Hính 4.12: Chuyển vị một phân đoạn tường không neo khi cọc cắm vào tầng đất cứng 89

Hính 4.13: Biểu đồ thể hiện chuyển vị ngang của cọc không có neo 90

Hính 4.14: Biểu đồ thể hiện chuyển vị đứng của cọc có neo 90

Hính 4.15: Cấu tạo tường có neo 91

Hính 4.16: Một phân đoạn tường có neo trường hợp thi công 91

Hình 4.17: Một phân đoạn tường có neo trường hợp vận hành 92

Hính 4.18: Nội lực của tường trường hợp có neo 92

Hính 4.19: Chuyển vị của cọc trường hợp có neo 93

Hính 4.20: Nội lực của dầm trường hợp có neo 93

Hính 4.21: Nội lực của đan trường hợp có neo 94

Hình 4.22: Biểu đồ thể hiện chuyển vị ngang khi thay đổi khoảng cách của cọc có neo (đơn vị x10-3) 95

Hính 4.23: Biểu đồ thể hiện lực cắt của đan khi thay đổi khoảng cách cọc 95

Hính 4.24: Biểu đồ thể hiện mô ment của đan khi thay đổi khoảng cách cọc 96

Hính 4.25: Biểu đồ thể hiện chuyển vị ngang của đan khi thay đổi khoảng cách của cọc có neo (đơn vị x10-3) 97

Hính 4.26: Biểu đồ lực cắt của đan khi thay đổi khoảng cách của cọc có neo 97

Hính 4.27: Biểu đồ mô ment của đan khi thay đổi khoảng cách của cọc có neo 98

Hính 4.28: Biểu đồ thể hiện chuyển vị ngang của cọc có neo (đơn vị x10-3) 99

Hính 4.29: Biểu đồ thể hiện chuyển vị theo chiều sâu của cọc có neo 99

Hính 4.30: Biểu đồ thể hiện lực cắt của đan trường hợp cọc có neo 100

Hính 4.31: Biểu đồ thể hiện moment của đan trường hợp cọc có neo 100

Hính 4.32: Biểu đồ thể hiện lực cắt của dầm trường hợp cọc có neo 101

Hính 4.33: Biểu đồ thể hiện moment của dầm trường hợp cọc có neo 101

TÓM TẮT

Thành phố Cà Mau là địa phương có mạng lưới sông ngòi và kênh rạch dày đặc, đứng hàng đầu trong các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu long Với đặc điểm sông rạch chằn chịt, giao thông thủy đóng vai trò chủ đạo thành phố Cà Mau được hính thành tại vị trì hội tụ các tuyến kênh sông trong khu vực nêu trên Tuy nhiên cùng với sự biến động của triều cường, tác động của dòng chảy đã dẫn đến tính hính sạt lở nghiêm trọng hàng năm tại đây

Vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là phải xây dựng các tuyến kè để bảo vệ nhà cửa và sản xuất của người dân Tuy nhiên, nguồn kinh phì để thực hiện cho dự án này còn nhiều hạn chế và vị trì xây dựng tuyến kè này chủ yếu là ở lòng sông hẹp với chiều sâu không lớn, không thìch hợp để đặt các dạng kè tường trọng lực Trên

cơ sở lý thuyết tình toán, phân tìch và lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý cho dạng sông đặc trưng này mang ý nghĩa thiết thực

ABSTRACT

Ca Mau City's local network of rivers and canals dense, leading province in the Mekong Delta Featuring a criss-cross rivers, waterways play a major role in Ca Mau city is formed at the position convergence river canals in the above areas However, along with the fluctuation of tides, currents impact of the situation led to serious erosion annually here

Urgent problems posed today is to build embankments to protect homes and people's production However, funding for the implementation of this project is limited and location embankments built mainly in the narrow riverbed with no great depth, not appropriate to place significant gravity wall On the basis of theoretical calculations, analyzing and selecting appropriate structural solutions for specific types of river carries practical significance

MỞ ĐẦU

1.Vấn đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài:

Thành phố Cà Mau là địa phương có mạng lưới sông ngòi và kênh rạch dày đặc, đứng hàng đầu trong các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long, chiếm gần 7,85% tổng diện tìch tự nhiên của toàn tỉnh

Giao thông thủy đóng vai trò chủđạo gắn liền với sự hính thành và phát triển của thành phố Cà Mau trong lĩnh vực buôn bán giao thương với các dãy phố ven sông sầm uất

Tuy nhiên cùng với sự biến động của triều cường, tác động của dòng chảy, sóng, tàu ghe,… dẫn đến tính hính sạt lở nghiêm trọng hàng năm tại Cà Mau Quá trính sạt lở thường xảy ra vào mùa mưa hàng năm, do đặc điểm địa chất tầng mặt là bùn sét ở trạng thái chảy, do đó sau một vài cơn mưa dầm đầu mùa, nền đất trở nên bời rời, lực dình của đất giảm xuống đáng kể, đồng thời do tác động của sóng, thủy triều lên xuống dẫn đến sạt lở bờ sông, làm thiệt hại đến tài sản và đe dọa tình mạng của cộng đồng dân cư sinh sống ven sông rạch

Theo thống kê mới nhất của Sở NN&PTNT tỉnh Cà Mau, mỗi năm bính quân các tuyến kênh Cà Mau sạt lở 0,5m, bờ biển lở bính quân 5m trên chiều dài khoảng 254km

Vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là phải xây dựng các tuyến kè để bảo vệ nhà cửa và sản xuất của người dân Tuy nhiên, nguồn kinh phì để thực hiện cho dự án này còn nhiều hạn chế và vị trì xây dựng tuyến kè này chủ yếu là ở lòng sông hẹp với chiều sâu không lớn, không thìch hợp để đặt các dạng kè tường trọng lực Chình

ví lý do đó, việc phân tìch và lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý cho dạng sông đặc trưng này là cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu ổn định, chuyển vị của tường chắn dạng cọc đan kết hợp gồm các mục tiêu sau đây:

- Sự ổn định của công trính ở trạng thái tự nhiên và trong điều kiện bất lợi dưới sự ảnh hưởng của dao động mực nước

- Chuyển vị của tường khi thay đổi chiều dài cọc

- Chuyển vị của tường khi thay đổi độ dày của đan BTCT

- Ổn định của tường khi thay đổi chiều dài ngàm vào đất của đan BTCT

- Nội lực phát sinh trong tường khi thay đổi khoảng cách bố trì cọc

- Kiểm tra ổn định và lựa chọn giải kết cấu tường chắn hợp lý

3 Phương pháp nghiên cứu:

- Tổng hợp và phân tìch kết quả nghiên cứu lý thuyết liên quan đến vấn đề đề cập

- Thu thập các tài liệu về điều kiện thi công thực tế, các số liệu trong hồ sơ khảo sát địa chất công trính ở khu vực

- Trên cơ sở tổng hợp các phương pháp tình toán, thiết lập bài toán và dùng phần mềm Plaxis, Geo-slope để kiểm tra và so sánh với kết quả giải tìch

- Dựa trên kết quả đề ra các kiến nghị về giải pháp thi công hợp lý và hiệu quả

4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài:

Xác định chiều dài và khoảng cách hợp lý của cọc đan kết hợp trong ổn định công trính ven sông nhằm giải quyết những vấn đề mất ổn định của bờ sông bằng giải pháp hợp lý mang lại lợi ìch về kinh tế, đảm bảo an toàn cho dân sinh

mang lại hiệu quả kinh tế cao

5 Giới hạn của đề tài:

Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên đề tài có một số hạn chế sau :

+ Chỉ mới tình toán và mô phỏng cho đoạn có lòng sông hẹp ở vùng đặc trưng thành phố Cà Mau

+ Chưa xét ảnh hưởng của tải trọng động của dòng chảy lên công trính

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ VÀ GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN CHO LÕNG SÔNG HẸP

1.1 Tổng quan về nguyên nhân gây sạt lở

Khi sạt lở xảy ra thường có nhiều hơn một nguyên nhân Theo [1], có năm nguyên nhân gây trượt lở :

- Tăng cao độ dốc của sườn, của mái dốc khi cắt xén, khai đào hoặc xói lở khi thi công mái quá dốc

- Làm giảm độ bền của đất đá do biến đổi trạng thái vật lý khi tẩm ướt, trương nở, giảm độ chặt, phong hóa, phá hủy kết cấu tự nhiên …hoặc do phát triển các hiện tượng từ biến trong đất đá

- Tác động của áp lực thủy tĩnh và thủy động lên đất đá, gây nên biến dạng thấm ( xói ngầm, chảy trôi, biến thành trạng thái cát chảy…)

- Biến đổi trạng tháo ứng suất của đất đá ở trong đới hính thành sườn dốc và thi công mái dốc

- Tác động bên ngoài : chất tải trên sườn dốc, mái dốc, kể cả những khu kế cận của đỉnh dốc, dao động địa chấn và vi địa chấn…

Cơ chế gây sạt lở và các yếu tố gây ảnh hưởng

Hiện tượng sạt lở xảy ra ở rất nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam Đặc biệt ở những công trính nằm trên mái dốc, công trính chạy dọc theo các hệ sống sông rạch

1.2.1 Cơ chế sạt lở

Cơ chế sạt lở đất rất phức tạp Sạt lở đất được giải thìch là sự mất cân bằng giữa thành phần kháng trượt và thành phần gây trượt Khi mái dốc ổn định sự cân bằng này được duy trí Tuy nhiên, trong một trường hợp nào đó, điều kiện cân bằng này không còn tồn tại Sự phá vỡ cân bằng có thể do giảm thành phần kháng trượt hoặc tăng thành phần gây trượt hoặc cả hai

Cơ chế mất ổn định tổng thể của công trính trên đất yếu và đất sét thường xuất hiện dưới dạng khối trượt cung tròn, trượt ngang hoặc nếu nền quá yếu có thể

bị phá hoại trực tiếp có hiện tượng lún chím [2]

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng 1.2.2.1 Ảnh hưởng của yếu tố dòng chảy

Vào mùa lũ lưu lượng, lưu tốc dòng chảy lớn lại trùng vào mùa gió có triều cường gây ra sóng lớn tác động vào bờ Dòng chảy chịu ảnh hưởng của thủy triều, nhất là khi triều rút, sự thoát nước nhanh tạo ra lưu tốc lớn

1.2.2.2.Ảnh hưởng của vật liệu dòng chảy

Kết cấu trầm tìch ven bờ yếu, kém chặt sìt do chưa qua quá trính nén chặt tự nhiên, đất luôn bị bão hòa nước, độ gắn kết thấp dễ bị dòng chảy làm xói mòn gây sạt lở

1.2.2.3.Tương tác giữa dòng chảy – lòng dẫn và quá

trình xói lở

Quá trính phát triển của xói lở hoặc bồi là sự tương tác liên tục của dòng chảy đối với lòng dẫn Dòng chảy có lưu tốc (cục bộ) cao hơn khả năng kháng xói của lòng dẫn tất yếu gây xói lòng dẫn Biến đổi của lòng dẫn lại tạo nên những thay đổi về cấu trúc của dòng chảy

Tác động của áp lực thủy tĩnh: Vào các thời kỳ mùa lũ hoặc khi triều dâng, phần đất đá ngập nước nằm trong trạng thái bị đẩy nổi và trọng lượng của nó không

đủ để giữ yên các khối đất đá nằm ở phìa trên Đất đá ở phìa trên gần như mất điểm tựa bắt đầu dịch chuyển và làm cho phần đất đá trong trạng thái bị đẩy nổi bên dưới

bị trượt Ngoài ra, đất đá ở trạng thái đẩy nổi cũng làm giảm ứng suất pháp có hiệu

ở tại mặt trượt đã xác định hoặc đang dự đoán, do đó sức chống cắt của đất đá giảm xuống và có thể phát sinh trượt

Tác động của áp lực nước thủy động: Nước mưa, nước mặt ngấm xuống đất theo các lỗ hổng, khoảng trống có trong đất đá và tạo ra dòng thấm lưu thông trong

đất đá Sự vận động thấm của nước dưới đất gây ra áp lực thủy động cĩ ảnh hưởng đến sự biến đổi trạng thái ứng suất của đất đá cấu tạo bờ và gây ra biến dạng thấm

Hình 1.1 : Sơ đồ lực tác động lên mái dốc khi cĩ áp lực thủy động

Từ sơ đồ trên cho thấy áp lực thủy động hướng theo phương dịng thấm và cĩ giá trị càng lớn khi độ thấm nước của đất đá càng bé Trong những thời gian biến đổi đột ngột gradien áp lực, áp lực thủy động sẽ tác động vào đất đá ở bờ và gây trượt lở bờ

1.3.Đặc điểm các cơng trình bảo vệ bờ

Cơng trính bờ kè là một trong những phương pháp thường được sử dụng để bảo vệ các cơng trính ven sơng phổ biến khá nhiều nước Tuy nhiên hiệu quả của bờ

kè trong việc chống sạt lở tại những khu vực cĩ khả năng sạt lở cao ở khu vực Cà Mau cần bổ sung, bởi ví một số cơng trính đã và đang thi cơng đã gặp sự cố và gây thiệt hại lớn về người và tài sản Trong tình tốn bờ kè ven sơng, ổn định cơng trính

bờ kè là vấn đề quan trọng hàng đầu cần phải xét

1.3.1 Các dạng mặt cắt ngang của cơng trình bờ kè

Trong thực tế xây dựng cơng trính bờ kè , thường gặp các dạng mặt cắt ngang của địa hính như sau (hính 1-1) :

 Bờ kè dạng thẳng đứng (a): khối lượng xây lắp lớn nhưng tiện lợi khi

sử dụng, đặc biệt ở những nơi cĩ lịng sơng sâu Loại này được sử dụng rộng rãi đặc biệt ở những nơi có nhiều tàu thuyền qua lại và chiếm diện tìch khơng đáng kể

 Bờ kè nghiêng (b) : đơn giản và rẻ tiền nhưng khơng thuận tiện cho việc khai thác và sử dụng Loại kè này chủ yếu dung bảo vệ bờ

 Bờ kè hỗn hợp nửa nghiêng nửa đứng (c) và (d) : được sử dụng ở những nơi có mực nước thấp hoặc mực nước cao kéo dài trong năm

Hình 1.2: Các dạng mặt cắt ngang của công trình bờ kè

1.3.2 Các giải pháp công trình bảo vệ bờ:

Mục đìch của công trính bảo vệ bờ là tạo sự bảo vệ bề mặt mái dốc để ngăn chặn thấm do mưa lớn để cho mái dốc có thể được khô ráo, chống xói do tác động của sóng, dòng chảy, tăng ổn định chống trượt của mái dốc có công trính bên trên Những phương pháp bảo vệ bề mặt mái dốc chẳng hạn như trồng

cỏ, đá hộc đổ rối, đá hộc lát khan, đá hộc xây, thảm rọ đá và các tấm bê tông đúc sẵn …

Hình 1.3 : Bảo vệ bề mặt bờ sông bằng tấm BTCT

Hình 1.4 : Bảo vệ bề mặt mái dốc bằng thảm cát

1.4.Giới thiệu hình thức và các giải pháp kết cấu xây dựng công trình

1.4.1 Phương án cho kết cấu đỉnh kè và thân kè

Tường đỉnh kè trong phương án kè mái đứng thường được sử dụng bằng một

số kết cấu có khả năng chịu tải trọng ngang lớn Cọc bê tông cốt thép ứng suất trước hay còn gọi là dự ứng lực (DUL) là loại kết cấu được sử dụng phổ biến nhờ những đặc điểm nổi trội:

- Chống xâm thực tốt, đặc biệt trong môi trường nước mặn và chua phèn

- Tiết kiệm vật liệu BT do kìch thước mặt cắt nhỏ nhưng khả năng chịu lực cao

Hình 1.6: Kết cấu dạng cừ bản nhựa

Ngoài cọc BTCT_UST ra còn

có thể sử dụng cừ larsen, cừ bản nhựa tổng hợp làm kết cấu cho tường đứng Mỗi loại vật liệu này đều có những ưu điểm riêng song việc sử dụng ở điều kiện nước ta vẫn chưa được phổ biến rộng rãi do những đặc điểm về công nghệ và giá thành chưa phù hợp

Phương án tường đứng cũng có một giải pháp khá phổ biến và hiệu quả đó là áp dụng kết cấu tường góc

bê tông cốt thép Đặc điểm của loại kết cấu này tương tự như tường góc trong công trính bến nhưng có quy

mô nhỏ hơn, tường chỉ cao từ 2 đến 3m cho nên ví vậy có thể bố trì neo hoặc không tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể

Hình 1.7: Kết cấu tường góc BTCT

Trong trường hợp không dùng neo có thể bố trì thêm tường chống để đảm bảo

ổn định cho kết cấu Kết cấu tường góc này phù hợp với những nơi có điều kiện địa chất tương đối tốt và cũng không cần nhiều không gian để thi công

Dù vậy áp dụng loại kết cấu này cho công trính kè cũng có nhược điểm là thi công tương đối phức tạp (do phải thi công đổ bê tông liền khối tại chỗ) nên phụ thuộc nhiều vào điều kiện mực nước, do đó thời gian thi công tương đối lâu

1.4.2 Phương án cho kết cấu chân kè:

Chân kè trong 2 phương án kè mái đứng và kè mái nghiêng có cùng chức năng và điều kiện làm việc như nhau ví vậy giải pháp kết cấu là như nhau

Do đặc điểm nằm ngập trong nước hoặc trong phạm vi dao động của mực nước nên điều kiện thi công kết cấu mái kè thường rất khó khăn

Giải pháp phổ biến cho kết cấu bảo vệ lòng sông trong thời gian qua thường được sử dụng bằng thảm đá

Hình 1.8: Mái sông bảo vệ bằng thảm

đá

Hình 1.9: Thiết bị thả thảm đá trên

sông

Thảm đá được sử dụng phổ biến do đặc điểm vật liệu đá hộc có thể khai thác

dễ dàng ở nhiều địa phương trong nước, lưới thảm hiện nay cũng được sản xuất trong nước Thiết bị thi công thảm cũng được các đơn vị sản xuất đại trà và trính độ thi công thả thảm cũng được cải tiến làm cho năng suất thả nâng cao hơn trước Đối với phạm vi chật hẹp thảm đá có thể được thi công bằng thủ công dễ dàng

Thảm đá thường có khối lượng lớn, lại được liên kết với nhau nên độ ổn định cao, và đặc biệt kết cấu của thảm đá mềm dẻo nên có khả năng tự điều chỉnh theo địa hính khi biến dạng

1.4.2.1 Thảm bê tông tự chèn lưới thép (Thảm P.D.TAC-M)

Đây là một công nghệ mới trong lĩnh vực xây dựng công trính bảo vệ bờ, có khả năng biến dạng theo nền nên khá bền vững Với những ưu điểm khá nổi bật như diện tìch 1 thảm lớn (150 đến 200m²) nên hạn chế được khe hở giữa các thảm Thảm P.Đ.TAC-M phù hợp với điều kiện nền mềm yếu do chiều dày thảm là khá nhỏ

Nhưng có một số hạn chế của kết cấu này như: việc thi công lắp đặt đòi hỏi phải chình xác, hệ thống phao tiêu, thiết bị thi công cồng kềnh và tương đối phức tạp dẫn đến việc áp dụng chưa được phổ biến rộng rãi

Hình 1.10: Thi công lưới thảm trên

phao nổi

Hình 1.11: Thiết bị thả thảm xuống lòng

sông

1.4.2.2 Thảm bê tông FS (thảm bê tông túi khuôn)

Đây là một loại vật liệu mới, công nghệ mới trong xây dựng công trính bảo

vệ bờ và đã được áp dụng ở một số nước tiên tiến trên thế giới

Thảm được may bằng sợi tổng hợp có độ bền cao, thảm có chiều dày 10 - 25cm Thảm được trải trên mái công trính sau đó dùng bơm áp lực cao đẩy vữa bê tông vào các túi nhỏ trên thảm, tạo thành một tấm thảm bê tông phủ kìn mái công trình

Những ưu điểm nội bật của thảm bê tông fs:

- Với bơm có áp lực lớn vữa bê tông

sẽ tự dàn trải che kìn nền

- Thìch hợp với nền mềm yếu do phân bố lực đều, có khả năng tự điều chỉnh mái dần tới phẳng

- Trải liên tục từ dưới lên trên

Hình 1.12: Bảo vệ bờ bằng thảm bê

tông fs

- Do được thi công bằng cơ giới hoá cao nên thời gian thi công nhanh

Nhược điểm của loại thảm này:

- Túi thảm được sản xuất bằng cơng nghệ hiện đại của nước ngồi nên phải nhập khẩu dẫn đến giá thành cao

- Cơng nghệ thi cơng phức tạp, thiết bị thi cơng chuyên dụng lớn, chưa phổ biến ở trong nước

1.4.2.3 Quy mơ kết cấu phù hợp cho khu vực dự án:

Đối với các cơng trính kè bảo vệ bờ tại chỗ (kè bám sát bờ sơng và lịng sơng) thường được chia ra 2 loại kết cấu chình: Kè bảo vệ bờ mái đứng và kè bờ mái nghiêng Sơ đồ kết cấu của 2 loại cơng trính kè này như sau:

Mặt đất tự nhiên

Mực nước cao TK

Đỉnh kè

Hình 1.13: Kè bờ sơng Đồng Nai khu

vực Tp Biên Hịa Hình 1.14: Kè bờ sơng Tiền khu vực cống Xuân Hịa thành phố Mỹ Tho

Hình 1.15 : Tường chắn trọng lực

1.4.4 Tường chắn bán trọng lực

Độ ổn định của tường được đảm bảo không những chỉ do trọng lượng bản thân tường và bản móng mà còn do trọng lượng của khối đất đắp nằm trên bản móng

Hình 1.16 : Tường chắn bán trọng lực

1.4.5 Tường

Cọc bản thường cấu tạo bằng thép hoặc bêtông cốt thép dự ứng lực có dạng bản, dạng chữ Z hoặc hính cánh cung nhằm tăng moment kháng uốn Cọc bản thường được sử dụng làm tường chắn có neo hoặc không neo Cọc được hạ vào đất bằng búa đóng hoặc búa rung, cọc bản BTCT dự ứng lực được hạ bằng

xối nước hoặc hỗ trợ bằng búa rung Cọc bản thép dễ thi công, chịu được lực ngang và lực neo lớn, nhưng dễ bị ăn mòn trong môi trường nước

a) BTCT dự ứng lực b) Cọc ván thép

Hình 1.17 : Hệ thống cọc bản

Sự ổn định của loại tường này được đảm bảo bằng cách chôn chân tường vào trong nền Để giảm bớt độ sâu chôn trong đất của tường và để tăng độ cứng của tường có thể sử dụng kết hợp với hệ thống neo

Hình 1.18 : Tường cọc bản và hệ thống neo [3]

1.4.6 Tường ổn định cơ học (MSE)

Tường được cấu tạo bằng cách đưa các vật liệu chịu kéo (các thanh kim loại, tấm kim loại hoặc các thanh vật liệu chịu kéo tốt, hay là bằng các tấm vải địa kỹ thuật …) vào đất để khắc phục nhược điểm cơ bản của đất là không chịu kéo được

Hình 1.19 : Vật liệu địa kỹ thuật gia cố mái dốc [3]

1.4.7 Tổng quan về kết cấu tường dạng cọc đan kết hợp

Tường chắn dạng cọc đan kết hợp là loại kết cấu tường mỏng gồm nhiều cọc riêng lẻ đóng sâu và trong đất và tấm chắn hợp thành, ổn định của nó là nhờ vào phần cọc đóng vào trong đất và hệ thống neo giữ của tường mặt, thuộc loại tường chắn đất loại nhẹ Dựa theo sự khác nhau của phương thức neo có thể chia thành kiểu neo thanh, kiểu neo bản và kiểu neo cọc

Hình 1.21: Mặt cắt cấu tạo các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo cọc

Hình 1.22: Mặt đứng cấu tạo các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo cọc

Hình 1.23: Cấu tạo kết cấu bờ kè kiểu neo cọc

Tường chắn kiểu cọc neo là loại tường chôn cọc BTCT vào trong lớp đất

ổn định rồi ghép các tấm chắn đất vào.Loại này thìch hợp với nền móng tương đối kém, lực trượt của khối đất sau tường tương đối lớn, yêu cầu chôn cọc khá sâu, diện tìch đào đất chôn cọc nhỏ nên có lợi trong việc đảm bảo thi công

Hình 1.24: Cấu tạo các bộ phận kết cấu bờ kè kiểu neo thanh, kiểu neo bản

Tường chắn kiểu neo thanh dựa vào lực chống nhổ, lực chống kéo của các thanh thép neo vào trong lớp đất đá ổn định hoặc chôn trong khu vực ổn định của vật liệu đáy (khu bị động hoặc khu trung hòa) để chống lại tác dụng của đất truyền qua tấm chắn đất Loại tường này có ứng suất đáy móng nhỏ, số công nề

ìt, có thể chế tạo sẵn các cấu kiện, khi chiều cao lớn có thể phân cấp để xây dựng

Cấu tạo các bộ phận bờ kè cọc đan kết hợp thông thường gồm 3 bộ phận chình, kết cấu đỉnh, kết cấu tấm chắn và kết cấu cọc neo

Hình 1.25: Cấu tạo tường cọc không neo

1.4.7.1 Thân tường

Khi cấu tạo thân tường chắn phải căn cứ vào yêu cầu bảo đảm cường độ

và độ ổn định, dựa vào nguyên tắt hợp lý về kết cấu, mặt cắt kinh tế và thi công thuận lợi để xác định

Tường chắn kiểu neo thanh mỗi cấp thường cao 5-6m, giữa 2 cấp chừa một bậc rộng 1-2m Để tiện chôn trụ và lắp đặt các tấm chắn đất, mặt tường thường làm thẳng đứng Khoảng cách giữa các trụ được xác định theo thiết bị cẩu lắp hiện trường và năng lực chống nhổ của neo, thường từ 2.5-3.5m Tùy theo chiều cao mỗi trụ có thể bố trì từ 2-3 thanh neo, vị trì của thanh neo phải phân bố điều momen uốn của trụ để tiện bố trì cốt thép Thanh neo là 1 thanh hoặc 1 số thanh cốt thép làm thành, có thể cắm ngang vào đất, cũng có thể cắm dốc xuống dưới 100-450, lỗ neo chèn vữa xi măng cát, do đó mà cố định thanh neo trong lớp đất Chiều dài cố định hữu hiệu thanh neo trong lớp đá thường không nhỏ hơn 4m, trong lớp đất không nhỏ hơn 5m Kìch thước mặt cắt của cột

và của tấm chắn đất xác định bằng tính toán

Tường mặt: gồm nhiều cọc đơn đóng liền, liên kết với đan BTCT tạo thành bức tường tường mặt là cọc BTCT thường gồm có những tiết diện sau:

kết hợp khối đá giảm tải ( gồm lớp đá 1x2 và lớp đá 3x4) và cát Giữa cát và đá

người ta xử lý tầng lọc ngược để chống hiện tượng cát theo dòng nước ngầm trôi vào lăng thể đá Tầng lọc ngược thường được cấu tạo 3 lớp có kìch thước hạt lớn dần theo chiều dòng nước ngầm

b c =1.2-2.0m

h c = 0.15-0.2m b= 0.3-0.4m h= 0.45-0.75m

1.4.7.4 Thoát nước

Tường chắn đất phải có biện pháp thoát nước thìch đáng đề phòng nước mưa thấm xuống và gây xói đất sau tường, làm giảm năng lực chịu tải của nền móng tăng lực đẩy sau tường và tăng nhanh tốc độ rỉ của cốt thép chịu kéo

Thân tường đổ bê tông phải đặt lỗ thoát nước để thoát nhanh nước đọng sau lưng tường Lỗ thoát nước có thể là lỗ tròn đường kình 5-10cm hoặc lỗ chữ nhật 5x10cm Khoảng cách giữa các lỗ từ 2-3m Bố trì xen kẽ trên dưới Cửa thoát nước của lỗ thoát nước dưới cùng phải cao hơn mặt đất 0.3m Miệng và cửa lỗ thoát nước phải bố trì tầng lọc ngược để tránh ứ tắc

Khi vật liệu đắp kém thoát nước (dùng đất hạt mịn) dễ đọng nước, phải bố trì thoát nước sau lưng tường, làm tầng lọc ngược để tăng nhanh việc thoát nước, ngăn ngừa nước cuốn trôi các hạt mịn, giảm nhỏ áp lực nước tác dụng sau lưng tường

1.4.7.5 Khe nối

Nhằm tránh việc nền móng lún không đều ảnh hưởng bất lợi đến tính hính chịu lực của thân tường cần phải bố trì các khe lún ở các chỗ tình chất nền móng thay đổi hoặc chiều cao thay đổi

Nên căn cứ vào điều kiện địa hính, địa chất để phân đoạn thiết kế và thi công tường chắn Chiều rộng khe lún thường 2-3cm, dùng nhựa ma tìt để chèn kìn ở mặt trong, mặt ngoài

1.5 Nhận xét

- Như vậy, qua những tài liệu thu thập giới thiệu ở trên cho thấy vấn đề sạt lở của bờ sông gồm nhiều nguyên nhân như : tải trọng công trính trên bề mặt, (công trình giao thông, nhà ở), giao thông thủy, khai thác cát trái phép, xây nhà lấn chiếm

bờ sông,…

- Do đó việc xây dựng các tuyến kè đề bảo vệ bờ là điều cấp thiết Tuy nhiên, trong xây dựng các công trính bảo vệ bờ ở khu vực thành phố Cà Mau và các vùng lân cận là khu vực có bề dày nền đất yếu tương đối lớn việc tình toán

ổn định bờ kè có một số đặc điểm riêng do đặc thù địa chất công trính

- Kinh phí các tuyến kè trong nội ô thành phố thường do Nhà nước và dân cùng làm, nếu dùng các phương pháp xử lý như tường trọng lực, tường bán trọng lực, cừ larsen; bản BTCT, tường đá hộc…sẽ rất tốn kém, chỉ có những đoạn kè xung yếu có lòng sông rộng và sâu hoặc tuyến kè kết hợp làm đường giao thông thí mới sử dụng phương pháp nâng cao ổn định của kè, nếu những đoạn kè của bờ sông hẹp và chiều sâu không lớn, người ta thường dùng kè dạng cọc đan kết hợp để chắn đất là hiệu quả và hợp lý

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN CỌC – ĐAN VEN SÔNG TRÊN ĐẤT YẾU

Việc tình toán ổn định bờ kè ven sông bao gồm các vấn đề sau: ổn định hệ tường chắn, ổn định đất đắp trên đất yếu ven sông

- Sự hiện diện của tường không ảnh hưởng đến sức chống cắt của đất

- Ở tại độ sâu z bất kí, áp lực phân bố song song với mặt đất

2 cotcot