Assessing the stability of the breakwaters field model for the large tonnage to the hau river

Để đủ cơ sở đánh giá chất lượng nguồn vật liệu cát san lấp vào trong hố móng và ổn định khi đắp đê nhằm đảm bảo chất lượng, tiến độ, tiết kiệm kinh phí nguồn vật liệu hàng chục tỷ đồng c

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HỮU SƠN

ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM ĐÊ CHẮN SÓNG LUỒNG TÀU TRỌNG TẢI LỚN VÀO SÔNG HẬU ASSESSING THE STABILITY OF THE BREAKWATERS FIELD MODEL FOR THE LARGE TONNAGE TO THE HAU RIVER

Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất

Mã số chuyên ngành: 8520501

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2019

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HỮU SƠN

ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM ĐÊ CHẮN SÓNG LUỒNG TÀU TRỌNG TẢI LỚN VÀO SÔNG HẬU ASSESSING THE STABILITY OF THE BREAKWATERS FIELD MODEL FOR THE LARGE TONNAGE TO THE HAU RIVER

Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất

Mã số chuyên ngành: 8520501

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2019

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Đậu Văn Ngọ đã quan tâm giúp đỡ, tận tình hướng dẫn và cung cấp tài liệu tham khảo giúp tác giả hoàn thành để

tài luận văn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô giảng viên Bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Địa chất và Dầu khí đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong thời gian làm luận văn thạc sỹ

Chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM, Phòng Đào tạo sau đại học, Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, Bộ môn Địa kỹ thuật, Phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành nhiệm vụ

Trang 6

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đê chắn sóng phía Nam dài 2.400m để bảo vệ luồng tàu biển trọng tải 10.000 tấn đầy tải, tàu 20.000 tấn giảm tải, kết hợp bảo vệ khu nước bể cảng chung của Trung tâm Điện lực Duyên Hải tại khu vực cửa kênh Tắt, tỉnh Trà Vinh là công trình giao thông cấp đặc biệt

Quá trình thi công cát thay thế vào trong hố móng chưa đạt yêu cầu cho triển khai các bước tiếp theo Để đủ cơ sở đánh giá chất lượng nguồn vật liệu cát san lấp vào trong

hố móng và ổn định khi đắp đê nhằm đảm bảo chất lượng, tiến độ, tiết kiệm kinh phí nguồn vật liệu hàng chục tỷ đồng cho dự án cần tiến hành xây dựng một mô hình thực nghiệm hiện trường trên tuyến đê để đủ cơ sở triển khai bước tiếp theo là yếu tố quyết định sự thành công của dự án này

Mô hình thực nghiệm hiện trường một đoạn điển hình dài 50m của tuyến đê chắn sóng nhằm thử nghiệm, phân tích và đánh giá chất lượng của cát sau khi lấp vào trong hố móng, kiểm tra ổn định trượt, lún theo mô hình lý thuyết với kết quả quan trắc lún thực

tế tại hiện trường so sánh với hồ sơ thiết kế của của dự án và đây là lần đầu tiên mô hình thực nghiệm hiện trường đê chắn sóng được thử nghiệm tại Việt Nam

Kết quả thử nghiệm, phân tích và đánh giá cho thấy nguồn cát lấy tại khu vực Định

An, Huyện Duyên Hải, Tỉnh Trà Vinh đạt các yêu cầu kỹ thuật về chất lượng cát thay thế nền vào trong hố móng, hệ số ổn định trượt đảm bảo điều kiện ổn định, độ lún quan trắc thực tế nhỏ hơn so với mô hình lý thuyết

Những phân tích, đánh giá trên mô hình thực nghiệm hiện trường đã khẳng định được chất lượng nguồn vật liệu cát thay thế vào trong hố móng, độ ổn định trượt và lún của tuyến đê chắn sóng phía Nam, đủ cơ sở cho thi công đại trà

Trang 7

ABSTRACT

The 2.400m long Southern dyke was built to protect the fairway for ships with full load tonnage of 10,000 tons, load-off ships of 20,000 tons, and to protect the general closing port water area of the Duyen Hai Power Center in Tat canal, Tra Vinh province

is a special traffic construction

The basis in using the subsidence sand for backfilling into the pit is not sufficient enough for implementing the next steps In order to assess the quality of the sand using

to backfill into the pit and their stability when using for embankment to ensure the project’s quality and the progress and save construction costs up to VND 10 billions, it

is necessary to build an experimental field model on the dyke to have more sufficient basis to implement the next steps, which is a crucial factor for the success of this project

The experimental field model of a typical 50m long section of the dyke to test, analyze and assess the quality of the sand for backfilling into the pit, checking the stability of sliding and subsidence according to the theoretical model with the results from the ac-tual monitoring of subsidence in the field compared to the construction design of the project This is the first time the experimental model of the dyke is put into test in Vi-etnam

The results from testing, analyzing and assessing show that the sand source in Dinh

An, Duyen Hai county, Tra Vinh provinces meets the technical requirements of the substitute sand for backfilling into the pit, with the sliding stability coefficient is as-sured for the stable conditions, and the results from the actual monitoring subsidence is smaller than the theoretical model

The analyzing and assessing results from the experimental field model has confirmed the quality of the substitute sand materials for the pit, the stability of sliding and sub-sidence of the Southern dyke, so there are sufficient basic for mass construction

Trang 8

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất

kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định Tác giả luận văn

Chữ ký

Nguyễn Hữu Sơn

Trang 9

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN ii

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT xiv

MỞ ĐẦU 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỂ NGHIÊN CỨU VỀ TUYẾN ĐÊ CHƯƠNG 1 CHẮN SÓNG 7 1.1 Tổng quan về các dạng đê biển trên thế giới và Việt Nam [3] 7

Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới 7

1.1.1 Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước 16

1.1.2 1.2 Nhận xét chung các dạng tuyến đê biển 18

1.3 Tổng quan về tuyến đê biển chắn sóng phía Nam [8] 19

Qui mô, kết cấu đê chắn sóng phía Nam 19

1.3.1 Thiết kế kỹ thuật của đê chắn sóng phía Nam [8,9] 23

1.3.2 Điều kiện ổn định đê chắn sóng [8] 26

1.3.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC VÀ VỊ TRÍ XÂY DỰNG CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG 28

2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 28

Đặc điểm địa lý tự nhiên [12,13] 28

2.1.1 Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn [8] 29

2.1.2 2.2 Đặc điểm điều kiện địa chất khu vực nghiên cứu [12,13] 35

Địa tầng 35 2.2.1

Trang 10

2.3 Đặc điểm địa chất khu vực cảng [8] 37

37

2.4 Đặc điểm địa chất đoạn xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường [8,9] 38

THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VẬT LIỆU CHƯƠNG 3 CÁT THAY THẾ VÀO TRONG HỐ MÓNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG 42

3.1 Mô hình thực nghiệm hiện trường [8,9] 42

3.2 Trình tự xây dựng mô hình hiện trường [9] 43

3.3 Phương pháp thi công và thử nghiệm cát 46

Công tác thi công thử nghiệm cát [9] 46

3.3.1 Thi công bơm cát vào vị trí thử nghiệm 47

3.3.2 Khối lượng công việc đã thực hiện 50

3.3.3 Thí nghiệm vật liệu cát lấy tại hố móng 50

3.3.4 Thử nghiệm xuyên CPTu [6, 14, 15,18] 53

3.3.5 Tổng hợp kết quả thử nghiệm cát thay thế vào trong hố móng 64

3.3.6 Đánh giá kết quả cát san lấp vào trong hố móng thử nghiệm 65

3.3.7 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHƯƠNG 4 TRƯỢT VÀ LÚN SO SÁNH VỚI SỐ LIỆU QUAN TRẮC LÚN 66

4.1 Cơ sở lý thuyết trong phân tích ổn định 66

Các giả thuyết tính toán [22] 66

4.1.1 Một số phương pháp tính ổn định [22] 67

4.1.2 Các yếu tố ngẫu nhiên trong tính toán ổn định trượt nền đắp [22] 70

4.1.3 4.2 Ứng dụng phần mềm Geostudio Slope/W và Plaxis trong phân tích ổn định 71

Giới thiệu phần mềm Geostudio Slope/W và Plaxis [23] 71

4.2.1 Nội dung và phương pháp tính toán 72

4.2.2 4.3 Tính toán ổn định ngắn hạn 74

Các giá trị thông số đất vào mô hình 74

4.3.1 Khai báo cao trình mực nước và tải trọng phân bố (nếu có) vào mô hình 75

4.3.2 Kết quả phân tích ổn định ngắn hạn 75 4.3.3

Trang 11

Đánh giá kết quả kiểm tra ổn định 784.3.4

4.4 Dự báo lún cho từng giai đoạn thi công 78

Các giai đoạn tính toán lún điển hình 794.4.1

Các thống số đất và vật liệu dùng cho quá trình tính lún 804.4.2

Kết quả dự báo lún tính toán bằng Plaxis 804.4.3

Đánh giá kết quả kiểm tra lún 824.4.4

4.5 Đánh giá về kết quả quan trắc lún thực tế tại tim đê 83

Phương pháp quan trắc lún 834.5.1

Kết quả quan trắc lún 874.5.2

Đánh giá kết quả quan trắc lún 874.5.3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

Trang 12

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 1 1: Bản đồ đê biển ở Hà Lan 7

Hình 1 2:Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ 8

Hình 1 3: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 9

Hình 1 4: Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk 9

Hình 1 5: Đê biển Saemangeum 10

Hình 1 6: Mặt cắt ngang đê Saemangeum 10

Hình 1 7: Vị trí tuyến đê biển St Peterburg - Nga 11

Hình 1 8: Mặt cắt ngang đê St.Peterburg 12

Hình 1 9: Một số hạng mục công trình đê biển St Peterburg 12

Hình 1 10: Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier 13

Hình 1 11: Mặt cắt ngang New Orleans 14

Hình 1 12: Đê Nam Pho – Bắc Triều Tiên 15

Hình 1 13: Hạng mục chính của đê biển Nam Pho 16

Hình 1 14: Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam 17

Hình 1 15: Một số công trình đê biển ở Hải Phòng, Nam Định 17

Hình 1 16: Một số công trình đê biển ở Trà Vinh, Kiên Giang 18

Hình 1 17: Mặt bằng tổng thể tuyến đê 19

Hình 1 18: Mặt bằng đoạn 1 từ lý trình Km2+300 đến Km2+400 19

Hình 1 19: Mặt cắt ngang điển hình Đoạn 1 20

Hình 1 21: Mặt cắt đoạn 3 từ lý trình Km0+000 đến Km1+075 22

Hình 1 23: Độ lún dự báo tại tim đê 27

Trang 13

Hình 2 1: Vị trí địa lý của dự án 28

Hình 2 2: Vị trí địa lý của dự án 29

Hình 2 3: Hình vẽ thể hiện hướng gió hàng năm tại ĐBSCL 30

Hình 2 4: Biểu đồ phân phối hướng gió trung bình 30

Hình 2 5: Phân phối lượng mưa ở ĐBSCL 31

Hình 2 6: Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực ngoài khơi 32

Hình 2 7: Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực gần bờ 33

Hình 2 8: Hoa dòng chảy 34

Hình 2 9: Địa chất khu vực cảng 37

Hình 2 10: Vị trí mặt bằng vị trí hố khoan 39

Hình 2 11: Mặt cắt địa chất công trình 40

Hình 2 12: Mặt cắt địa chất tại khu vực ngoài biển 40

Hình 3 1: Đoạn mô hình thực nghiệm hiện trường (từ Km0+250 đến Km0+300) 42

Hình 3 3: Nạo vét móng đê 43

Hình 3 4: Lấy và san đắp cát vào móng đê 44

Hình 3 5: Đổ đá vào móng đê 45

Hình 3 6: Lắp khối phủ 45

Hình 3 7: Hoàn thiện đá lót 46

Hình 3 8: Thí nghiệm mẫu cát 51

Hình 3 9: Thí nghiệm dung trọng 53

Hình 3 10: Thí nghiệm xuyên CPTu 54

Hình 3 11: Biểu đồ quan hệ σ’; ϕ’ và qC 56

Hình 3 12: Đường thực nghiệm của Robertson và Campanella 56

Trang 14

Hình 3 13: Sơ đồ vị trí xuyên CPTu 57

Hình 3 14: Biểu đồ phân loại đất theo Robertson và nnk, (1990) 57

Hình 3 15: Biểu đồ xuyên tại hố xuyên CPTu 03 61

Hình 3 16: Biểu đồ quan hệ độ sâu thí nghiệm - φ và γ 64

Hình 4 1: Mặt trượt theo phương pháp cân bằng tĩnh trong điều kiện tới hạn 68

Hình 4 2: Phương pháp phần tử hữu hạn để xác định mặt trượt 69

Hình 4 3: Mặt cắt 0+250 của đê chắn sóng 72

Hình 4 4: Lỗ khoan tham chiếu MKN4-MKN5 72

Hình 4 5: Mô hình bài toán sau khi tinh chỉnh bằng phần mềm Slope/W 73

Hình 4 6: Mô hình bài toán sau khi tinh chỉnh bằng phần mềm Slope/W 73

Hình 4 7: Mô hình bài toán sau khi tinh chỉnh bằng phần mềm Plaxis 73

Hình 4 8: Mô hình bài toán sau khi khai báo mực nước dâng và tải trọng 75

Hình 4 9: Kết quả ổn định trong giai đoạn thi công (trường hợp 1) 76

Hình 4 18: Ứng suất hữu hiệu của nền 80

Hình 4 19: Chuyển vị ngang của đê 81

Hình 4 20: Chuyển vị đứng của đê 81

Trang 15

Hình 4 21: Quan hệ lún tại tim và độ lún tại biên 81

Hình 4 22: Độ lún theo thời gian ứng với các trường hợp 1-5 82

Hình 4 23: Độ lún theo thời gian ứng với các trường hợp 6-8 82

Hình 4 24: Mốc quan trắc và đo đạc độ lún 85

Hình 4 25: Biểu đồ lún theo thời gian (s-t) 87

Trang 16

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1: Kết quả tính toán chiều rộng đỉnh đê 24

Bảng 1 2: Trọng lượng khối bảo vệ chân 25

Bảng 1 3: Trọng lượng lớp trung gian và lõi đê 25

Bảng 1 4: Kết quả dự báo lún 27

Bảng 2 1: Bảng tần suất xuất hiện mực nước cao nhất hàng năm 34

Bảng 2 2: Bảng tuần suất xuất hiện mực nước thấp nhất hàng năm 35

Bảng 3 1: Bảng khối lượng thử nghiệm 50

Bảng 3 2: Bảng kết quả thử nghiệm 51

Bảng 3 3: Bảng kết quả thí nghiệm 52

Bảng 3 4: Phân loại đất dựa trên tỷ số áp lực nước lỗ rỗng và sức kháng xuyên 58

Bảng 3 5: Bảng kết quả thí nghiệm tại vị trí xuyên số 3 (CPTu 03) 58

Bảng 3 6: Bảng số liệu kết quả thí nghiệm xuyên CPTu 62

Bảng 3 7: Bảng tổng hợp kết quả tổng hợp 64

Bảng 4 1: Các trường hợp phân tích ổn định 74

Bảng 4 2: Các thống số đất dùng để tính ổn định ngắn hạn 74

Bảng 4 3: Bảng kết quả tính toán ổ định trượt mặt cắt Km0+250 75

Bảng 4 4: Các giai đoạn tính lún đê 79

Bảng 4 5: Các thông số đất phân tích theo Mohr Coulomb Model 80

Bảng 4 6: Các thông số đất phân tích theo model Soft – Soil Model 80

Bảng 4 7: Kết quả phân tích lún theo phần mềm Plaxis 82

Bảng 4 8: Kết quả quan trắc lún ngày 31/5/2015 86

Trang 17

Bảng 4 11: Kết quả quan trắc lún ngày 29/8/205 86Bảng 4 12: Bảng tổng hợp kết quả quan trắc lún tim đê 87

Trang 18

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

φ: góc ma sát trong của cát

CPTu: xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng

L i: chiều dài của đoạn đê

B đ: bề rộng đỉnh đê

B c: bề rộng chân khối bảo vệ

n: số khối xếp trên đỉnh đê

W: khối lượng khối phủ danh định

WR: khối lượng riêng của vật liệu làm khối phủ

k∆: hệ số lớp giới hạn chảy

h b , d s : chiều sâu nước tại chân thềm và trước thềm

H s: chiều cao sóng tính toán

∆: tỷ trọng vật liệu làm khối so với nước

γc: khối lượng riêng của vật liệu làm khối

γw: khối lượng riêng của nước biển

γ: dung trọng tự nhiên của cát

k: hệ số ổn định

TKKT: thiết kế kỹ thuật

Uy: lún dưới đáy nền đê

Ux: lún ở mép đê

CDL: mực nước theo hệ hải đồ

qc: sức kháng xuyên đầu mũi

fs: sức kháng ma sát thành

FT: Lực tác dụng lên một đơn vị diện tích

AT: diện tích mũi côn

qt: sức kháng xuyên đầu mũi hiệu chỉnh

u: áp lực nước lỗ rỗng

Rf: tỷ số ma sát

S: ứng suất cắt giới hạn tại điểm bất kỳ

σn: ứng suất pháp giới hạn

Trang 20

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đê biển, từ xưa đã được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu cho việc chống lại các tác hại do gió bão, chắn sóng, thủy triều, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai Hiện nay, với sự phát triển khoa học và kỹ thuật, đê biển được xây dựng để tổng hợp nhiều mục tiêu như tạo hồ dự trữ nước ngọt phục vụ phát triển nông nghiệp, thủy sản, hình thành các khu đô thị, khu kinh tế, cảng biển mới, tạo trục giao thông kết nối các vùng, các khu kinh tế, phát triển du lịch trong vùng, xây dựng các nhà máy,…

Xây dựng luồng tàu biển cho tàu mớn nước đến 8m, trọng tải 10.000 tấn đầy tải, tàu 20.000 tấn giảm tải, các tàu có thông số kỹ thuật phù hợp chuẩn tắc luồng để hành hải vào các cảng trên sông Hậu; đáp ứng thông qua lượng hàng hóa tổng hợp 21,0÷22,0 triệu tấn/năm cho giai đoạn đến 2020 Hình thành bể cảng tại khu vực cửa kênh Tắt, Trà Vinh và phối hợp với dự án xây dựng cảng của Trung tâm điện lực Duyên Hải thuộc 05 xã Long Toàn, Long Khánh, xã Dân Thành, xã Long Vĩnh, xã Ngũ Lạc, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh và 03 xã Đại An, xã Đôn Xuân, xã Đôn Châu và thị

trấn Định An, huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh với diện tích sử dụng đất khoảng 1.455 ha

Hạng mục bảo vệ luồng (đê chắn sóng phía Nam) là đê chắn sóng dài 2.400m để bảo

vệ luồng biển, kết hợp bảo vệ khu nước bể cảng chung bao gồm bến cảng của Trung

tâm Điện lực Duyên Hải Loại, cấp công trình bảo vệ luồng là công trình giao thông -

Cấp đặc biệt với thời hạn hoàn thành là 22 tháng

Qua quá trình thi công cát thay thế vào trong hố móng đoạn Km0+000-Km0+100 sử dụng cát tận thu thuộc dự án Nạo vét luồng phục vụ tìm kiểm cứu nạn kết hợp cát tận thu trên tuyến đường thủy nội địa cửa sông Ba Động (Vàm Láng Nước) thuộc huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh (trữ lượng 245.000m3), qua kiểm tra có góc ma sát <300(dao động từ 27.50÷27.90) chưa đạt yêu cầu chỉ tiêu cát thay thế nền, được đề nghị bóc

bỏ và thay thế bằng lớp cát mới đảm bảo chất lượng Nguồn vật liệu cát tại 18 vị trí mỏ thuộc các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Trà Vinh, Tiềng Giang, Bến Tre, Vĩnh Long chưa đánh giá được các yếu tố chủ quan, khách quan, chất lượng, trữ lượng và tính chất cơ lý cát thay thế hố móng để làm cơ sở thi công đại trà Bên cạnh đó, ổn

Trang 21

định trượt và dự báo lún trong giai đoạn thi công tại các điểm dưới đáy nền đê Uy và mép đê Ux ứng với cao trình đỉnh đê thiết kế chưa được đánh giá, kiểm tra thực tế

Để đủ cơ sở đánh giá nguồn vật liệu cát san lấp vào trong hố móng và ổn định trượt, lún đê chắn sóng nhằm đảm bảo chất lượng, tiết kiệm kinh phí nguồn vật liệu hàng chục tỷ đồng cho dự án, kịp tiến độ thi công dự án, tạo ra khu nước được che chắn rộng, có tiềm năng phát triển cảng biển và cảng chuyên dụng cho khu vực trong tương lai Đây là một dự án lớn và đặc biệt quan trọng đối với việc phát triển kinh tế-xã hội các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long cần phải nghiên cứu xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường một đoạn tuyến đê điển hình thuộc gói thầu của dự án với mỏ cát Định An thuộc xã Long Vĩnh và xã Đông Hải, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh (mỏ Thanh Quân) nằm cách chân công trình trung bình 20km và có tổng trữ lượng khai thác 1.860.00m3 nhằm đánh giá chất lượng nguồn vật liệu, ổn định trượt và lún của mô hình thực nghiệm hiện trường làm cơ sở thi công đại trà là yếu tố quyết định sự thành công của dự án này và vô cùng cấp bách Đây chính là tính cấp thiết của luận văn

Vị trí đê chắn sóng phía Nam

Đề tài luận văn: “Đánh giá ổn định mô hình thực nghiệm đê chắn sóng luồng tàu

trọng tải lớn vào sông Hậu” tập trung nghiên cứu mô hình thực nghiệm hiện trường

và đánh giá một cách kỹ lưỡng các kết quả với các nội dung sau:

Hàm lượng hạt mịn, dung trọng tự nhiên của lớp cát, góc ma sát trong sau khi thi công vào trong hố móng

Kiểm tra tính toán ổn định trượt theo mô hình lý thuyết với mô hình thực nghiệm hiện

Trang 22

Kiểm tra, đánh giá lún tại điểm dưới đáy nền đê Uy ứng với cao trình đỉnh thiết kế giữa

mô hình lý thuyết so với kết quả quan trắc lún tại hiện trường

Hầu hết các nghiên cứu hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng việc xây dựng mô hình hiện trường thực nghiệm rất cần thiết để khẳng định mô hình tính toán lý thuyết phù hợp với mô hình thực nghiệm Tuy nhiên, ở Việt Nam đây là lần đầu tiên mô hình thực nghiệm hiện trường đê chắn sóng với quy mô thi công thực nghiệm một đoạn điển hình trên tuyến đê chắn sóng có chiều dài 2,4 km nhằm ngăn dòng bùn cát dọc bờ bồi lấp đoạn luồng biển và che chắn sóng đảm bảo độ yên tĩnh yêu cầu cho khu bến của dự án Cảng biển Trung tâm Điện lực Duyên Hải và các khu bến dự kiến xây dựng trong bể cảng như khu bến tổng hợp, bến tiếp chuyển than

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Khảo sát, chọn vị trị trí xây dựng mô hình hiện trường một đoạn 50m với quy mô và kích thước thực tế như kết cấu tuyến đê

Thử nghiệm, phân tích và đánh giá chất lượng nguồn vật liệu mỏ với các thông số tính toán của cát sau khi lấp vào trong hố móng mô hình thực nghiệm hiện trường của tuyến đê chắn sóng

Tính toán, đánh giá ổn định trượt và lún theo mô hình lý thuyết so với kết quả quan trắc lún thực tế cho điểm dưới đáy nền đê

3 Mục tiêu của luận văn

Kiểm tra, đánh giá tính chất cơ lý của cát thay thế vào trong hố móng (hàm lượng hạt mịn, dung trọng tự nhiên, góc ma sát trong φ0) của mỏ cát Định An (mỏ Thanh Quân) với mô hình thực nghiệm hiện trường

Phân tích, đánh giá ổn định trượt và lún theo mô hình lý thuyết so với kết quả quan trắc lún thực tế tại điểm dưới đáy nền đê (Uy) ứng với cao trình đỉnh đê thiết kế với mô hình thực nghiệm hiện trường

4 Luận điểm cần bảo vệ

Trang 23

Kết quả kiểm tra, đánh giá chất lượng nguồn vật liệu mỏ cát tại khu vực cửa Định An được san lấp vào trong hố móng của mô hình thực nghiệm tại hiện trường so với thông

số kỹ thuật tính toán của vật liệu của thiết kế

Kết quả phân tích, đánh giá ổn định trượt và lún theo mô hình lý thuyết so với kết quả quan trắc lún thực tế tại điểm dưới đáy nền đê Uy với cao trình đỉnh đê

5 Nội dung nghiên cứu của luận văn

Lựa chọn đoạn đê điển hình để xây dựng mô hình thử nghiệm với quy mô kết cấu như tuyến đê chắn sóng phía Nam phù hợp với điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu Lấy mẫu thử nghiệm các chỉ tiêu cơ lý vật liệu cát thay thế trong hố móng gồm hàm lượng hạt mịn, dung trọng tự nhiên và góc ma sát trong theo công thức thực nghiệm của Roberson và Cabal [6] để kiểm tra chất lượng cát sau khi thi công vào trong hố móng

Phân tích, đánh giá và so sánh ổn định trượt, độ lún theo lý thuyết so với kết quả quan trắc lún thực tế với điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

6 Phương pháp nghiên cứu của luận văn

Thu thập số liệu thiết kế, hồ sơ thiết kế, số liệu địa chất, điều kiện tự nhiên khu vực, khảo sát hiện trường

Quy trình xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường với điều kiện tư nhiên phù hợp với phạm vị nghiên cứu

Lấy mẫu, thử nghiệm vật liệu cát thay thế vào trong hố móng của mô hình thực nghiệm hiện trường

Ứng dụng mô hình lý thuyết để phân tích, tính ổn định trượt, lún so với kế quả quan trắc lún thực tế tại đáy nền đê

Kế thừa kết quả từ các công trình nghiên cứu trước

7 Những điểm mới về mặt khoa học của luận văn

Trang 24

Lần đầu tiên xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường được thực hiện một đoạn điển hình của tuyến đê chắn sóng ở Việt Nam được phân tích, đánh giá một cách rõ ràng, nhằm đánh giá chất lượng, giảm chi phí hàng chục tỷ đồng, đấy nhanh tiến độ và tận dụng được nguồi tài nguyên cát biển của địa phương cho dự án

Cung cấp số liệu cơ lý cát mỏ tại khu vực cửa Định An như hàm lượng hạt mịn, dung trọng tự nhiên, góc ma sát trong phục vụ cho các dự án có quy mô thiết kế tương tự trong tương lai, cho các nhà quản lý, đơn vị thiết kế, thi công và tận dụng được nguồn tài nguyên cát biển này

Xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường cần được thực hiện trước khi tiến hành thi công đại trà đối với các dự án lớn, dự án trọng điểm để điều chỉnh mô hình lý thuyết

và thực nghiệm sát với thực tế nhằm khẳng định chất lượng, biện pháp thi công, tiến

độ và tận dụng nguồn vật liệu sẵn có của địa phương nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư cho

dự án và nguồn tài nguyên của đất nước

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường trước khi tiến hành thi công đại trà là rất cần thiết cho các dự án đê chắn sóng nhằm điều chỉnh giữa mô hình lý thuyết phù hợp với thực tế

Góp phần cung cấp số liệu cơ lý của cát mỏ tại khu vực cửa Định An với các thông số

cơ bản như: hàm lượng hạt mịn, dung trọng tự nhiên, góc ma sát trong được thay thế vào trong hố móng của mô hình thực nghiệm hiện trường

Có thể ứng dụng phương pháp và kết quả tính toán ổn định trượt, độ lún theo mô hình

lý thuyết so với số liệu quan trắc tại các điểm dưới đáy nền theo điều kiện tự nhiên và địa chất khu vực nghiên cứu

Kết quả của luận văn là cơ sở giúp các nhà quản lý, đơn vị thiết kế nghiên cứu, đề xuất xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường trước khi thực hiện các dự án lớn trong thời gian tới và đặc biệt quan trọng nhằm tránh rủi ro trong khâu thiết kế và thi công công trình

9 Cơ sở tài liệu

Trang 25

Bộ bản vẽ thiết kế, số liệu điều kiện tự nhiên của dự án đê chắn sóng phía Nam do đơn

vị thiết kế và đơn vị thi công của dự án

Luận án sẽ kế thừa và sử dụng những kết quả đã được nghiên cứu của cục Địa chất – Khoáng sản; của Liên đoàn Địa chất công trình – địa chất thủy văn miền Nam

Các tài liệu địa chất, địa chất thủy văn được thực hiện từ các đề tài nghiên cứu khoa học, các báo cáo đã được công bố trong các Hội nghị khoa học trong và ngoài nước, các luận văn thạc sĩ, luận án tiến sĩ của các tác giả trong và ngoài nước Các phần mềm ứng dụng Geo-Slope, Plaxis và thiết bị thiết bị xuyên CPTu

10 Cấu trúc luận văn

Mở Đầu

Chương 1: Tổng quan các vấn nghiên cứu về tuyến đê chắn sóng

Chương 2: Điều kiện tự nhiên khu vực và vị trí xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường

Chương 3: Thử nghiệm và đánh giá chất lượng vật liệu cát thay thế vào trong hố móng

mô hình thực nghiệm hiện trường

Chương 4: Ứng dụng mô hình lý thuyết tính toán ổn định trượt và lún so sánh với số liệu quan trắc lún

Kết luận và kiến nghị

Trang 26

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỂ NGHIÊN CỨU VỀ TUYẾN ĐÊ

CHƯƠNG 1

CHẮN SÓNG

1.1 Tổng quan về các dạng đê biển trên thế giới và Việt Nam [3]

Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới

1.1.1

Trên thế giới cho đến nay đã và đang xây dựng những tuyến đê biển có quy mô lớn với nhiệm vụ chắn sóng, thủy triều, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai

Các dạng công trình đê biển có kết cấu chủ yếu hiện nay bao gồm:

Đê biển dạng truyền thống mái nghiêng;

Đê biển có kết cấu dạng tường đứng;

Đê biển có kết cấu dạng xà lan, thùng chìm,

Đê biển Hà Lan

1.1.1.1

The Netherlands với nhiều khu vực ngập lụt, nhiễm mặn, phèn hoá, châu thổ chịu lũ chính của lưu vực sông Rhin, thường xuyên hứng chịu triều cường của biển Bắc Vì đặc điểm này mà người Hà Lan đã trở thành một trong những chuyên gia số một về thuỷ lợi và công trình biển

Hình 1 1: Bản đồ đê biển ở Hà Lan

Đê biển tại Hà Lan đã được sử dụng để bảo vệ lũ lụt trong hàng trăm năm qua nên có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế đê biển Hiện nay, nhiều quốc gia đã và đang áp dụng các dạng thiết kế đê của Hà Lan trong việc xây dựng đê biển

Trang 27

Trong thiết kế đê biển, chủ yếu là kết cấu đê dạng mái nghiêng, mặt cắt điển hình của

đê biển được thường có thiết kế sau đây:

Độ dốc mái đê phía biển thường lấy 1:3→1:6, thiết kế này có thể làm giảm các tác động của sóng biển

Độ dốc mái đê phía đất liền từ 1:2→1:3, giảm thiểu diện tích chiếm đất phía sau công trình và tối đa hóa sự ổn định của đê

Các lớp không thấm nước: thường bao gồm đất sét nhưng đôi khi được bổ sung bởi nhựa đường nhằm vào mục đích bảo vệ phần lõi cát

Khối bảo vệ chân (chân khay): đây là lớp bảo vệ ngoài cùng của bãi biển và ngăn ngừa các ảnh hưởng của sóng làm mất bãi do tác động vận chuyển bùn cát ngang cũng như dọc bờ

Phần lõi của đê thường là cát để đảm bảo rằng nước ngấm qua thân đê có thể chảy ra Phần lõi này hỗ trợ cho các lớp phủ và gia tăng trọng lượng cho cấu trúc của đê biển góp phần chống lại áp lực nước cao

Kênh thoát nước: cho phép dòng thấm sau khi chảy ra được tiêu thoát đi, đảm bảo kết cấu đê biển không bị suy yếu khi gặp trường hợp bão hòa nước

Hình 1 2:Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ

Đê biển ở Hà Lan đã được nâng cấp hai lần trong thế kỷ 20 Tất cả đê biển đều cần thiết được xây dựng đến cao trình +4,30 Sau trận lũ thảm họa năm 1953, cao trình đê

đã được quyết định nâng lên đến mức +7,65m Phần nửa dưới của đê cho thấy cao

Trang 28

Đê biển Afsluitdijk là một trong những minh chứng điển hình nhất cho đất nước Hà Lan trong lĩnh vực đê biển Công trình này chạy dài từ mũi Den Oever (Noord Hol-land) lên đến mũi Zurich (Friesland) Mục đích chính của dự án là nhằm giúp Hà Lan giảm thiểu tối đa các tác động của biển Bắc đến hoạt động thuỷ sản và nông nghiệp khu vực các tỉnh phía Bắc

Hình 1 3: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan

Tổng chiều dài tuyến đê biển hơn 30km, rộng 90m; với độ cao ban đầu 7,50m trên mực nước biển trung bình, nền đất yếu được xử lý bằng thảm cây nhấn chìm bằng đá hộc; 5 cống thoát với tổng lưu lượng qua cống 5.000m3/s, mỗi cống có 5 cửa rộng 12m, sâu 4m; âu thuyền đảm bảo cho tàu có tải trọng 6000 tấn Thời gian thi công được tiến hành trong khoảng thời gian có 6 năm từ 1927 đến 1933, chân đê cơ bản được mở rộng dần bằng cách đóng cọc và phun trực tiếp sét tảng lăn xuống biển từ tàu thi công, tạo nên hai chân đập nhỏ song song đồng thời, phần lòng giữa được bổ sung bằng cát, bề mặt trên cùng được phủ cát, đất, trồng cỏ và trải nhựa phục vụ mục đích giao thông

Hình 1 4: Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk

Hiện nay mực nước phía trong đất liền được kiểm soát và điều chỉnh mức thấp hơn mực nước biển bên ngoài khoảng 5÷6m

Trang 29

Dự án đê biển Saemangeum – Hàn Quốc

1.1.1.2

Đê biển có một hệ thống đường giao thông ở phía trên được bao quanh một vùng biển

có diện tích 401km2 bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố Seoul Với chiều dài 33,9 km; nằm giữa biển Hoàng Hải và cửa sông Saemangeum, và được xây dựng năm 1991

và hoàn thành năm 2010 Dự án được kỳ vọng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và kết nối giao thông thuận lợi giữa hai khu vực quan trọng là Gunsan và Buan (rút ngắn khoảng cách giữa 2 khu vực này từ

99 km xuống còn 33 km)

Hình 1 5: Đê biển Saemangeum

Tuyến đê từ hai bờ kết nối với 3 đảo tạo thành 4 đoạn Bốn đoạn này có chiều cao khác nhau do cao trình đáy biển khác nhau, đoạn đê thấp nhất có chiều cao trung bình 16m và chiều rộng đáy đê là 198m Đoạn cao nhất có chiều cao trung bình 35m với chiều rộng chân đê 290m Cao trình đỉnh đê so với mực nước biển từ 8,50m đến +11,0m

Hình 1 6: Mặt cắt ngang đê Saemangeum

Trang 30

Đê có kết cấu dạng mái nghiêng với vật liệu hỗn hợp bao gồm đá, dăm sỏi và cát Thân đê được chia thành nhiều phần, trên đỉnh là đường giao thông rộng 35m

Đê biển bảo vệ thành phố St Peterburg – Nga

1.1.1.3

Vị trí công trình nằm gần vịnh Neva và vịnh Phần Lan, nối liền các thị trấn Gorki; Kronstadt và Lomonosov với chiều dài tổng cộng là 25,4km, trong đó có 22,2km băng ngang vịnh Phần Lan ở độ sâu trung bình 2,9m

Hệ thống đê biển được xây dựng với mục đích bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi mực nước dâng lên với tần suất 0,01%, kết hợp làm đường giao thông vành đai gồm 6 làn

xe

Hình 1 7: Vị trí tuyến đê biển St Peterburg - Nga

Dự án được bắt đầu từ năm 1978 và tạm dừng từ năm 1990 đến đầu những năm 2000,

dự án tiếp tục vào năm 2005 và cuối cùng được khánh thành vào năm 2011 Tổng chi phí xây dựng của dự án là 109 tỷ Rubles (khoảng 3,85 tỷ USD)

Dự án bao gồm một tuyến đê bằng đất và đá liên kết các phần giữa các công trình cửa

xả và cổng hằng hải từ Kotlin đến phần bờ vịnh Phần Lan với chiều dài đập là 23,4km Bốn đập (D1-D4) tổng chiều dài 8118,5m nằm trong vùng nước phía nam, đập D5 dài 2025m nối đến Kotlin và 6 đập (D6-D11) dài tổng cộng 13223m nằm trong vùng phía bắc của vịnh Neva Chiều rộng nhỏ nhất của đập là 29m để bảo đảm cho việc xây dựng đường cao tốc 6 làn xe Đập D3 cao nhất tại điểm cắt ngang luồng hàng hải hiện hữu Đập có đặc điểm liên quan đến điều kiện địa chất khác nhau của phần đất nền, đến kỹ thuật xây dựng và sử dụng vật liệu xây dựng

Trang 31

Hình 1 8: Mặt cắt ngang đê St.Peterburg

Điều kiện địa chất công trình trên toàn chiều dài tuyến, kết cấu đê sử dụng vật liệu xây dựng tại chỗ để đảm bảo cho độ bền vững cần thiết của công trình trong điều kiện ngập nước, chống được các tác động mạnh của sóng biển và lực va của băng trôi Phần đỉnh đê có tính triệt tiêu sóng đặc biệt nhờ cấu tạo mái dốc bằng đá hộc; gờ tiêu sóng rộng 8m ở cao độ +3,0m; mái dốc nối tiếp phía trên bằng các tấm bê tông cốt thép chuyển tiếp đến tường chắn sóng cao 8,0m; tiếp giáp với cửa xả hoặc bằng đá

Hình 1 9: Một số hạng mục công trình đê biển St Peterburg

Công trình New Orleans - Mỹ

1.1.1.4

Năm 2005, siêu bão Katharina đổ bộ vào đất liền New Orleans với vận tốc gió lên tới

140 dặm một giờ (193km/h), kèm theo là chiều cao nước dâng lên đến 6m, vượt đỉnh

và tràn qua một nửa của hệ thống bảo vệ lũ lụt, nó đã nhấn chìm phía đông nam của Lousiana Đã có hơn 1.830 người bị mất nhà cửa khi cơn bão đi qua và hậu quả mà nó

để lại trong các khu vực ven biển của sông Mississippi, Alabama và Louisiana là rất lớn Các hệ thống đê hiện tại không được thiết kế chống lũ có tần suất lớn Sau khi cơn bão đi qua, vấn đề cấp thiết đặt ra với thành phố New Orleans là nhu cầu về một hệ thống đê biển bảo vệ cho các cơn bão mới

Trang 32

Vị trí của dự án nằm trong vùng đất ngập nước của hồ Borgne, phía đông của thành phố New Orleans, gần với nơi hợp lưu của vịnh Intracoastal và cửa ra của sông Mis-sissippi

Hình 1 10: Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier

Mục tiêu của công trình được thiết kế là để làm giảm nguy cơ thiệt hại do bão cho một

số khu vực dễ bị ảnh hưởng nhất như: phía đông của New Orleans, các ga tàu điện ngầm và khu vực St Bernard Parish

Công trình bao gồm một tuyến đê chống bão dài 1,8 km và 2 cửa xả Cửa xả 1 có chiều rộng thông nước là 17m, ngưỡng cống đặt ở cao độ -2,4m Cửa xả thứ 2 được xây dựng để phục vụ cho giao thông thủy trên vịnh Intercoastal Cửa cống có cấu tạo dạng cửa van cổng Mỗi cửa có chiều rộng thông nước là 46m, cao trình ngưỡng cống đặt ở -4,9m

Điều kiện địa chất tại khu vực này tương đối mềm yếu, do đó vấn đề xử lý nền là một trong những thử thách lớn đối với các kỹ sư thiết kế nền móng công trình

Toàn bộ tuyến đê có cấu tạo bởi 1.271 cọc ống bê tông dự ứng lực đường kính 1,7m; chiều dài mỗi cọc là 44m, trọng lượng mỗi cọc là gần 96 tấn Hệ thống cọc xiên gia cường có cấu tạo là cọc ống thép được đóng xiên 1:1,5 Phần dầm đầu cọc kết hợp làm cầu công tác là những khối bê tông đúc sẵn

Trang 33

Hình 1 11: Mặt cắt ngang New Orleans

Đất nền được thay thế 1 lớp bằng cấu tạo dạng bên trái và bên phải được đổ bằng đá hộc chạy dọc theo tuyến tường cừ, ở giữa được đổ bằng cát

Đáy biển phía trước chân công trình được gia cố bằng một lớp đá hộc kết hợp với vải địa kỹ thuật để bảo vệ và chống lại sự xói mòn

Chi phí xây dựng của dự án là hơn 1,1 tỷ USD Dự án được thiết kế bởi Hiệp hội các

kỹ sư của quân đội Mỹ Đây là dự án dân sự lớn nhất của họ từ trước tới nay và lớn nhất trên thế giới về công nghệ Foodwall Việc thiết kế theo phương án tường cọc cừ

đã giảm được ít hơn một nửa khối lượng vật liệu so với đê biển bình thường

Đê biển Nam Pho - CHDCND Triều Tiên

Trang 34

Hình 1 12: Đê Nam Pho – Bắc Triều Tiên

+ Giải quyết nhu cầu tưới tiêu và mở rộng diện tích đất nông nghiệp

Đê biển Nam Pho không chỉ giúp nền kinh tế của khu vực Nam Pho phát triển mà còn biến sông Taedong thành một hồ nước nhân tạo, đảm bảo nước sạch phục vụ cho nông nghiệp, cuộc sống hàng ngày của người dân và tránh nguy cơ lũ lụt

Đê có kết cấu dạng đê mái nghiêng bằng vật liệu đất đá hỗn hợp, đê được kết hợp làm tuyến đường sắt, đường cao tốc, đường đi bộ Ngoài tuyến đê chính, công trình còn có

36 khoang cửa cống tiêu thoát nước, 3 âu thuyền cho phép tàu thuyền có tải trọng lên đến 50.000 tấn qua lại hàng ngày

Trang 35

Hình 1 13: Hạng mục chính của đê biển Nam Pho

Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước

1.1.2

Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực ổ bão Tây Bắc Thái Bình Dương với đường bờ biển dài trên 3.260 km, tỷ lệ giữa đường bờ biển so với diện tích lục địa là rất lớn Do vậy hệ thống đê biển của nước ta cũng đã được hình thành từ rất sớm, là minh chứng cho quá trình chống chọi với thiên nhiên không ngừng của người Việt Nam Hiện nay dọc theo bờ biển đã có các hệ thống đê biển với quy mô khác nhau được hình thành qua nhiều thời kỳ, bảo vệ cho sản xuất, dân sinh kinh tế của các vùng trũng ven biển

Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chỉ có hệ thống đê ven bờ biển, chủ yếu có kết cấu là đê đất, cao trình đỉnh đê thấp, thường ở cao độ +5,0m; bề rộng đỉnh đê khoảng từ 2,0m đến 5,0m; điều này cũng gây khó khăn cho việc duy tu, bảo dưỡng đặc biệt là sau những trận sạt lở đê do bão lũ Đê biển miền Bắc thuộc loại lớn nhất cả nước tập trung chủ yếu ở các tỉnh Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định Một số tuyến đê biển đã được nâng cấp hiện nay có cao trình đỉnh phổ biến ở mức +5,5 m (kể cả tường đỉnh) Mặt

đê được bê tông hóa 1 phần, nhưng chủ yếu vẫn là đê đất, sình lầy trong mùa mưa bão

và dễ bị xói bề mặt

Trang 36

Hình 1 14: Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam

Đê biển Cát Hải, Hải Phòng Đê biển Đồ Sơn, Hải Phòng

Đê biển Thịnh Long, Nam Định Đê biển Nghĩa Hưng - Nam Định

Hình 1 15: Một số công trình đê biển ở Hải Phòng, Nam Định

Trang 37

Với ĐBSCL, tổng chiều dài tuyến đê là khoảng 1.359 km, trong đó 618 km đê biển và

741 km đê cửa sông Chiều dài đê cửa sông là 30 km cho sông lớn và 10÷15 km cho các sông rạch nhỏ Hầu hết các tuyến đê biển nằm dọc và cách bờ biển 200÷500m đối với tuyến biển Tây, 500÷2.000 m đối với các tuyến biển Đông

Theo dự báo, nếu không chủ động ứng phó trong một khoảng thời gian ngắn nữa do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, nước biển dâng cao sẽ làm cho khoảng 15.000÷20.000 km2 tại ĐBSCL bị ngập, trong đó có 9/13 tỉnh bị ngập gần như hoàn toàn, làm cho sản xuất nông nghiệp gặp khó khăn lớn

Trong khi đó, độ cao và sức chịu đựng của hệ thống tuyến đê biển tại ĐBSCL hiện chưa đáp ứng yêu cầu ngăn nước biển dâng và sức tàn phá của sóng biển với cường độ mạnh Đoạn đê biển đi qua huyện U Minh, Trần Văn Thời, Phú Tân ở tỉnh Cà Mau và huyện Hòn Đất ở tỉnh Kiên Giang thuộc tuyến biển Tây, kéo dài từ Cà Mau đến Kiên Giang dài khoảng 260km hiện bị xói lở nghiêm trọng

Theo quy hoạch gần 620km đê biển và hơn 740km đê cửa sông tại vùng ĐBSCL được nâng cấp hoặc xây dựng mới với chiều rộng mặt đê 6m kết hợp giao thông, mái trong

mt=2÷3, mái ngoài mn=3÷4, lưu không 10m phía đồng và 50m phía biển; bên ngoài đê

là rừng phòng hộ để bảo vệ và giảm sóng

Đê Hiệp Thạnh - Trà Vinh Đê biển Rạch Giá - Kiên

Hình 1 16: Một số công trình đê biển ở Trà Vinh, Kiên Giang

1.2 Nhận xét chung các dạng tuyến đê biển

Qua tình hình tổng quan chung thấy rằng đê biển ngăn triều, chống bão, bảo vệ phạm

Trang 38

kết cấu truyền thống, tận dụng vật liệu tự nhiên, thiết bị và biện pháp thi công khá đơn giản, đã có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và thi công Hiện nay, ở Việt Nam chưa được quan tâm đến việc xây dựng mô hình thực nghiệm trước khi cho khiển khai thi công đại trà cho các dự án lớn, trọng điểm để điều chỉnh mô hình lý thuyết với mô hình thực nghiệm nhằm đảm bảo chất lượng, giảm chi phí đầu tư và tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có của từng địa phương, khu vực mà dự án xây dựng Trong luận văn này, lần đầu tiên triển khai xây dựng mô hình thực nghiệm hiện trường có quy mô, kết cấu một đoạn điển hình trên tuyến đê chắn sóng với điều kiện tự nhiên, địa chất khu vực

dự án

1.3 Tổng quan về tuyến đê biển chắn sóng phía Nam [8]

Qui mô, kết cấu đê chắn sóng phía Nam

Chiều dài: L1 = 100m; Bề rộng đỉnh đê: Bđ = 6,6m; Hệ số mái dốc: m = 1,6 (phía biển

và phía bể cảng); Bề rộng chân khối bảo vệ: Bc= 5m

Trang 39

Kết cấu đoạn đầu đê gồm các lớp theo thứ tự từ dưới lên trên như sau:

Nền đê: Nạo vét lớp đất yếu dưới đáy nền đê với bề rộng 40m, mái dốc nạo vét hố móng về hai bên (phía biển và phía bể cảng) m = 3, cao độ đáy nạo vét -9,0m; thay thế lớp đất nền bằng lớp cát

Lớp đệm chống xói được bố trí để bảo vệ chân đê, phạm vi kéo dài từ chân lớp phủ ra ngoài ≥ 14m; bằng đá cấp phối có trọng lượng 5 ÷ 200kg/viên, chiều dày 1,0m; cao độ sau khi hoàn thiện của mặt trên lớp đệm là -2,0m

Lớp lõi đê: Sử dụng cấp phối đá hộc có trọng lượng 5÷200kg/viên; cao độ sau khi hoàn thiện của mặt trên lớp lõi là +4,9m

Lớp đá hộc lót: Sử dụng cấp phối đá hộc có trọng lượng 300÷700kg/viên; chiều dày lớp 1,3m; cao độ sau khi hoàn thiện của mặt trên lớp đá hộc lót là +6,20m

Lớp phủ: Sử dụng khối phá sóng Chinese Accropode bằng bê tông mác 350, đá dăm 1x2, xếp thành hàng, chiều dày lớp 1,62m, trọng lượng mỗi khối 5,0 tấn, thể tích 2,1m3, chiều cao khối 1,80m; cao độ sau khi hoàn thành công tác thi công của mặt trên lớp phủ là +7,80m; cao độ mặt đê sau lún cố kết là +7,50m; phía dưới chân đê, xếp khối phá sóng mở rộng ra hai phía (phía biển và phái bể cảng) B = 5,0m

Hình 1 19: Mặt cắt ngang điển hình Đoạn 1

vị

Giá trị Chưa dự phòng lún

Dự phòng lún 0,3m

Trang 40

5,0 (xếp 3 khối)

Số khối xếp trên mái dốc 9 khối 9 khối

Đoạn 2 có quy mô, kết cấu như sau:

Chiều dài: L2 = 1225m (từ lý trình Km1+075 đến Km2+300); Bề rộng đỉnh đê: Bđ = 6,0m; Hệ số mái dốc: m = 1,6 (phía biển và phía bể cảng); Bề rộng chân khối bảo vệ:

Bc= 4,5m

Kết cấu đoạn giữa đê gồm các lớp theo thứ tự từ dưới lên trên tương tự như đoạn 1

Hình 1 20: Mặt cắt ngang điển hình Đoạn 2

Dự phòng lún 0,3m

1 Nạo vét thay nền (mái

dốc nạo vét m =3)

2 Cát thay nền Thay cát đến cao độ m -2,5 -3,0

Định dạng
Số trang	112
Dung lượng	33,4 MB