MỤc lục phầN 1 20 MỞ ĐẦU 20 chưƠng 1 21 giới thiệu chung về ĐỒ ÁN 21 Chương 1 nêu ra tính cấp thiết của đồ án, từ đó xác định mục tiêu và phạm VI nghiên cứu, xác định các phương pháp, công cụ cần sử dụng tới khi làm đồ án

→ Chọn B = 5 m

3. 
   Kết cấu đỉnh đê:
   

- Nhằm đảm bảo ổn định cho đỉnh đê, tránh hiện tượng xói đỉnh khi nước tràn qua với lưu lượng tràn cho phép q = 10 l/m/s và phục vụ giao thông thuận tiện bề mặt đỉnh đê được gia cố ba lớp :

Lớp mặt: Bê tông M250 dầy 20 cm, cứ 10 m dài bố trí 1 khe lún 2 lớp giấy dầu tẩm 3 lớp nhựa đường.

Lớp giữa : Vữa xi măng đá mạt M25 dày 5 cm

Lớp dưới cùng (tiếp giáp với đất đắp) : đất thịt > 1,45 T/cm³ dày 50 cm

- Mặt đỉnh đê dốc về phía đồng, độ dốc i = 1%, tập trung thoát nước về các rãnh thoát nước mặt.

- Cao trình mặt đỉnh đê = + 4,8 m

5.3.2 Tường chắn sóng đỉnh đê:

a, Xác định kết cấu, vị trí đặt tường đỉnh

- Lựa chọn kết cấu tường đỉnh:

Tại Việt Nam hiện nay sử dụng một số dạng kết cấu tường sau:



Hình 5.2 – Một số dạng kết cấu tường đỉnh phổ biến.

Dựa vào tính toán phân tích điều kiện kỹ thuật, sóng tại khu vực biển Kim Sơn không lớn, địa phương có khả năng cung cấp vật liệu, lựa chọn dạng kết cấu đầu tiên trong thiết kế đê Bình Minh 3, cao trình tường đỉnh + 5,5 m, kết cấu bằng bê tông cốt thép M250, cứ 10m bố trí khe lún.

- Vị trí đặt tường đỉnh

Hai vị trí đặt tường đỉnh chủ yếu là:

Tường đỉnh được bố trí ở vai ngoài, mép đê phía biển. Mặt phía biển của tường nên có dạng mặt cong hắt sóng.

Hình 5.3

Khi đặt tường đỉnh ở vị trí này thì thực tế lưu lượng tràn qua đê giảm không đáng kể. Khi đặt ở vị trí này thì tường đỉnh đảm bảo an toàn giao thông hơn do lưu lượng tràn trên mặt đường ít hơn khi gặp bão, gió, nước dâng. Mặt khác khi đặt tường ở vị trí này sẽ có tác dụng chắn gió tốt khi thực hiên việc cứu hộ trong bão khi cần thiết.

+) Đặt ở mặt trong (phía đồng):

Trường hợp này lưu lượng tràn qua đê sẽ giảm đi vì khi đó mặt đê được coi như một cơ đê thứ hai, khi sóng tràn qua đê sẽ phải đi qua bề rộng đỉnh đê thì nước ở những con sóng lớn sẽ tràn qua đê còn lượng nước ở những con sóng nhỏ sẽ được giữ lại, và khi đó lưu lượng tràn qua đê sẽ được giảm đi đáng kể.

Do lượng tràn trên mặt đê tăng lên và đặc biệt dưới tác dụng của những con sóng lớn vựơt tần suất thiết kế thì gây mất an toàn cho giao thông. Mặt khác với lưu lượng tràn lớn trên mặt đê kết hợp gió trong bão thì rất khó khăn trong công tác cứu hộ khi cần thiết.

Nhằm đảm bảo về an toàn giao thông cũng như cứu hộ, tường chắn sóng bố trí ở mép đê phía biển.

Khi tính toán ổn định, bỏ qua áp lực đất bị động sau lưng tường chắn, tường chắn chỉ ổn định khi đỉnh đê phần đất sau lưng tường chắn không bị phá hỏng. Các lực tính toán với 1m dài tường bao gồm:

- Trọng lượng bản thân P₁, P₂, P₃ và P₄; và trọng lượng P₅, P₆ của khung BTCT phía biển và khối bê tông phía đồng.

- Áp lực gió tác dụng vào tường;

- Áp lực sóng tác dụng vào tường.

Hình 5.5 – Các lực tác dụng lên tường đỉnh.

• 
  Trọng lượng bản thân tường :
  

P = V..n (5-6)

V – Thể tích tính toán cho 1 m dài tường ( m³)

 - Trọng lượng riêng của vật liệu

Lấy _btct = 24000 ( N/m³)

n – Hệ số vượt tải tra bảng 6-1 tiêu chuẩn 285-2002 TCXDVN

Lấy n_đá = 1,2 với vật liệu đá.

n_bt = 1,05 với bê tông

Chia tường đỉnh thành 4 phần như hình 5.5, trọng lượng của 1m dài tường đỉnh được tính như sau:

P = P₁ + P₂ + P₃ + P₄

P₁ = 1/2.0,5.0,1.24000.1,2 = 720 N = 0,72 kN

P₂ = 0,5.0,3.24000.1,2 = 4320 N = 4,32 kN

P₃ = 0,4.0,4.24000.1,2 = 4608 N = 4,608 kN

P₄ = 0,5.1.24000.1,2 = 14400 N = 14,4 kN

 P = 0,72 + 4,32 + 4,608 + 14,4 = 24,048 (kN)

• 
  Trọng lượng của khung BTCT phía biển :
  

• 
  Trọng lượng bê tông phía đường:
  

• 
  Áp lực gió tác dụng vào tường bao gồm
  

- Áp lực pháp tuyến P_gd ( đặt vào mặt phía trong đồng)

Tải trọng do gió gồm hai thành phần: tĩnh và động, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng do gió W ở độ cao z so với mốc chuẩn xác định.

W = W₀.K.C (5-7)

Trong đó:

W_o - Giá trị của áp lực gió

Theo bản đồ phân vùng huyện Kim Sơn thuộc vùng IIIB (PGS.TS Trần Việt Liễn, GS.TSKH Nguyễn Đăng Bích, Viện Khí tượng thủy văn, Viện KHCN Xây dựng)

 W_o = 1250 N/m²

K - Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao.

Theo bảng B -1, 14TCN 130-2002, với địa hình dạng A, độ cao Z = 5m

 K =1,07

C - Hệ số khí động lấy theo (Lấy theo TCXD 285 – 2002)..

Trường hợp các mặt phẳng thẳng đứng đón gió C = + 0,80 ; C = +0,6

Thay các số liệu vào công thức (5-7)

 Tải trọng gió tác dụng vào tường chắn sóng:

W_gh = 1250. 1,07 . 0,8 = 1070 N/m²

W_gd = 1250. 1,07 . 0,6 = 802,5 N/m²

Áp lực gió tác dụng vào 1m dài tường chắn sóng :

P_gh = 0,5.1.1070 = 535 N = 0,535 kN

P_gd = 0,5.1.802,5 = 401,25 N = 0,401 kN

• 
  Tải trọng của sóng do gió:
  

Trong đó:

* P_đổ - Áp lực sóng tác dụng lên tường;

P_đổ= (5-9)

Với ξ - Hệ số Irribarren

ξ =



g - Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s²

H_SD - Chiều cao sóng tại vị trí trước chân công trình H = 1,57 m.

L_S - Chiều dài sóng L_s = 43,458 m

h - Chiều cao từ chân tường đến mực nước trước sóng,

h = 4,8 - 3,8 = 1 (m)

Thay các giá trị trên vào công thức (5-10)

 P_đổ =

* L_mépnuoc - Khoảng cách từ đường mép nước tới chân công trình;

L_mn = (Z_d – MNTK).cotgα = (4,8 – 3,8).4 = 4 m.

L_mépnuoc = 4 m

* L_leo - Khoảng cách từ dường mép nước tới đường giới hạn của sóng vỡ leo lên bờ khi chưa có công trình;

L_leo = R_u2%.cotgα

Với R_u2% = 1,6. H_s .

Trong đó:

H_s = 1,57 m

- Hệ số triết giảm tổng cộng

= . = 1.0,8.0,988.0,648 = 0,51

Với

=

tan = ¼ = 0,25

 = 1,47

 R_u2% = 1,47 m

Thay vào công thức trên

 L_leo = 1,47 . 4 = 5,88 (m).

Thay vào công thức (5-9)

 Tải trọng do sóng tác dụng lên 1m tường chắn

P_b = 0,7..P_đổ = 0,7.. 44,269 = 9,9 (kN/m²)

• 
  Tải trọng do sóng tác động lên 1m tường chắn sóng theo phương ngang P_x:
  

Với : H - Khoảng cách từ cao trình đỉnh đê đến cao trình đỉnh tường (H = 0,5 m)

Thay số vào công thức (5-10)

 P_x = (kN)

• 
  Tải trọng do sóng tác dụng lên 1m tường chắn theo phương thẳng đứng P_Z:
  

Trong đó: H - Chiều rộng của chân tường chắn sóng (H = 1 m)

Thay số vào công thức ta có:

P_z = 9,9.1 = 4,95 (kN)

Kiểm tra tường có thể bị mất ổn định lật qua trục lật là chân tường phía trong (Điểm 0 trên hình 5-5)

Hệ số an toàn ổn định chống lật (K_0­) của tường chắn sóng :

Công trình an toàn khi K₀ >

Trong đó:

- Hệ số ổn định chống lật

K₀ - Hệ số an toàn chống lật

Với

M_cl - Tổng mô men lực chống lật

M_{gl -} Tổng mô mên lực gây lật

M_gl = M_gd+M_gh+M_px+M_pz = 7,024 kN

 = 2,16

Coi tường đỉnh là công trình thành đứng cấp III, trong điều kiện sử dụng bình thường thì theo quy định trong bảng 2.4 trang 7 (14 TCN 130 – 2002)

= 1,45

 K₀ = 2,16 > = 1,45

 Vậy tường chắn sóng đảm bảo an toàn ổn định chống lật

* Ổn định chống trượt

Hệ số an toàn chống trượt K_t =

Với:

Pg1+Pg2+Px = 3,416 kN

f - Hệ số ma sát giữa đáy công trình và nền (f = 0,45 do đất nền là sét và á sét. Theo bảng H-2 trang 108)

 K_t = 0,45.= 3,3

Tường chắn ổn định chống trượt nếu K_t > [K_t]

Coi tường đỉnh là công trình thành đứng cấp III, trong điều kiện sử dụng bình thường thì theo quy định trong bảng 2.3 trang 6 (14 TCN 130 – 2002)

[K_t] = 1,2

 K_t = 3,3 > [K_t] = 1,2

 Vậy tường chắn sóng đảm bảo an toàn chống trượt.

4. 
   Mái đê:
   

1. 
   Độ dốc mái đê:
   

- Mái phía đồng: thường chọn m = 2 ÷ 4 tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình địa chất khu vực xây dựng, đối với đê Bình Minh 3 chọn m = 3

Hiện nay các nhà khoa học đã đưa ra rất nhiều các giải pháp lựa chọn cho các kết cấu lát mái ở phía biển để giảm thiểu tác động của sóng lên mái đê như:

- Đá hộc đổ rối 2 lớp thường dùng cho thi công vùng ngập nước do nó thường làm cho công trình không đẹp và dễ bị tác động. Chỉ áp dụng cho các bờ biển chịu tác động nhỏ của sóng gây lên.

- Gia cố mái bằng bê tông nhựa đường giải pháp này thường được áp dụng tại những vùng chịu tác động lớn của sóng. Việc thi công loại mái kè này đòi hỏi phải có những thiết bị chuyên dụng và phải kiểm tra độ hư hỏng thường xuyên. Nếu được thiết kế thi công bảo dưỡng tốt, rải kè nhựa đường rất chắc chắn và đáng tin cậy. Loại kè này không cần thiết phải có một lớp lọc dưới nhựa đường. Giải pháp này tuy rất tốt, nhưng trong điều kiện xây dựng ở nước ta nói chung và ở Quảng Ninh nói riêng chưa đủ điều kiện về kinh tế do kinh phí cho phương án này là rất lớn và chưa có các thiết bị chuyên dụng để thi công.

- Gia cố mái bằng cỏ khi sóng tác động không quá lớn (độ leo sóng khoảng 0.5m), gia cố bờ bằng một số loại cây cối khác có thể là một giải pháp tốt đứng trên quan điểm kinh tế. Cỏ có thể sống dưới nước vài tiếng đồng hồ song không thể sống trong một thời gian dài, nên phần chân kè phải làm bằng các loại vật liệu khác.

- Gia cố mái bằng các tấm bê tông đúc sẵn lắp ghép giải pháp này sẽ chống được các tác động của sóng lớn nếu thiết kế đảm bảo yêu cầu tính toán. Dễ dàng trong thi công. Hiện tại trong các bờ biển nước ta đây vẫn là một phương án gia cố mái kè khả thi nhất.

→ Trong thiết kế đoạn đê Bình Minh 3 lựa chọn kết cấu bảo vệ mái phía biển là cấu kiện chèn lệch mặt phẳng (5.6 a)

Tính theo công thức Pilaczyk, K.W : (Hướng dẫn thiết kế đê biển, 14 TCN 130 – 2002)

Trong đó:

H_s - Chiều cao sóng thiết kế, H_s = 1,57 m

, - Trọng lượng riêng của nước và của bê tông (T/m³)

= 1 (T/m³)

= 2,4 (T/m³)

- Hệ số sóng vỡ

(5-12)

Với H_s = 1,57 m, L_s = 43,458 m, tg thay vào công thức ( 5-12)

→

- Hệ số phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, lấy theo bảng 5.5

Bảng 5.5 - Hệ số theo cấu kiện và cách lắp đặt

Loại cấu kiện và cách lắp đặt
Tấm lát đặt nằm	4 ÷ 4,5
Tấm lát đặt trên lớp Geotextile và nền đất sét tốt	5
Tấm lát tự chèn	6
Tấm lát tự chèn trên lớp đệm tốt	8

Từ bảng 5.5 → = 8

Thay các giá trị vào công thức (5 - 11) :

Nhằm tăng cường bảo vệ mái phía biển cũng như thuận lợi trong quy trình thiết kế thi công cấu kiện bảo vệ chọn chiều dầy lớp bảo vệ mái = 20 cm. Kích thước chi tiết cấu kiện bảo vệ mái phía đồng trong hình 5.8

m = V . d

Với m – Khối lượng cấu kiện

V – Thể tích cấu kiện

V = 0,4.0,4.0,2 = 0,032 m³

d – Khối lượng riêng của bê tông, d = 2,4 Tấn/m³

 Khối lượng một cấu kiện: m = 0,032 . 2,4 = 0,0768 tấn = 76,8 kg

5.4.3 Gia cố mái đê phía đồng

Gia cố mái đê phía đồng được thiết kế trên cơ sở phân tích chất đất, cường độ mưa, mức độ cho phép sóng tràn, chiều cao đê, yêu cầu sử dụng (đường lên xuống, cảnh quan môi trường v.v...)

Đoạn đê Bình Minh 3 thiết kế theo tiêu chuẩn sóng tràn do đó, mái phía đồng chịu tác động của sóng tràn với lưu lượng tràn cho phép q = 10 l/m/s. Với điều kiện thiết kế đó lưa chọn hình thức bảo vệ mái đê phía đồng :

- Mái phía đồng phía trên đoạn giáp mặt đê gia cố bằng BTCT đổ tại chỗ với chiều dài 2,3 m về phía chân đê.

5.5. Kết cấu chân khay

5.5.1 Lựa chọn kết cấu chân khay bảo vệ mái phía biển

Chân khay phía biển có tác dụng chắn giữ các cấu kiện mái và giảm xói chân đê. Cần bố trí chân khay ở vị trí nối tiếp chân đê và bãi biển. Loại hình và kích thước chân kè được xác định tuỳ theo tình hình xâm thực bãi và chiều cao sóng H_s. Có hai dạng kết cấu chân khay là chân khay nông và chân khay sâu.

- Chân khay nông:. Áp dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân kè chỉ chỗng đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Các kích thước cơ bản gồm chiều cao, chiều rộng đáy, chiều rộng đỉnh, mái dốc. Vật liệu xây dựng cho loại này thường là có kết cấu tơi rời như đá đổ, đá xếp hoặc cấu kiện bê tông đúc sẵn. Tiếp giáp giữa khối lăng trụ với thân đê và nền đê có tầng lọc ngược

Đá hoặc viên bê tông được dùng nơi ít xói.	Cục bê tông được dùng nơi ít xói. độ sâu hố xói dự báo
Đá hoặc viên bê tông dùng nơi ít xói, xói trung bình.	Cục bêtông kéo sâu chân nơi xói nhiều đến xói ít.
Đá hoặc viên bê tông dùng nơi xói trung bình, xói mạnh.	Tấm bê tông dùng nơi xói trung bình, xói mạnh.

Hình 5.10 - Một số dạng kết cấu chân khay đê phía biển.

- Chân khay sâu: Áp dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi bãi bị xói sâu. Chân kè cắm sâu xuống tối thiểu là 1,0 m. Chân kè sâu có nhiều loại kiểu cọc cừ có một hàng cọc hay nhiều hàng cọc, cọc có thể bằng cọc tre, cọc tràm, bê tông cốt thép, ống buy trong đổ đá hộc (cọc rỗng) hoặc bằng các khối xây như tường chắn đất (hình 3.10). Kích thước cơ bản của kiểu này là cao trình đầu cọc, độ sâu cọc

Hình 5.11: Chân kè kiểu cọc cừ

a: Kiểu hàng một cọc b: Kiểu hai hoặc nhiều hàng cọc

c: Kiểu ống buy d: Kiểu tường chắn

(1) Cọc ; (2) Đá hộc ; (3) Ống buy ; (4) Khối xây ; (5) Tầng lọc ngược

Với điều kiện địa chất, thuỷ hải văn biển Kim Sơn: địa chất yếu, chiều cao sóng không lớn. → Trong thiết kế chọn kết cấu chân khay nông, có dạng như hình 5.12

5.5.2 Tính toán kết cấu chân khay

Chiều sâu bảo vệ yêu cầu đối với chân công trình cần đạt ít nhất bằng chiều sâu hố xói lớn nhất tại vị trí đó. Chiều sâu hố xói lớn nhất được xem là chiều sâu xói cân bằng trong suốt tuổi thọ công trình. Từ kinh nghiệm thực tiễn, có thể lấy từ 0.5 đến 1.0 lần chiều cao sóng tại chân công trình (Pilarczyk và nnk, 1998).

a, Kích thước chân khay chọn theo 14 TCN 130 ­2002.

Hình 5.12 - Cấu tạo chân khay phía biển.

→ Độ sâu chân khay Y = 1 H_s = 1 .1,57 = 1,57 (m),

Chiều rộng chân khay : L = 2.1,57 = 3,14 (m),

→ Chọn Y = 1,5 (m), L = 3 (m), hệ số mái dốc chân khay m = 1

b, Kích thước đá chân khay:

Đá chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Kích thước đá được lựa chọn phải chống được tối thiểu vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê.

(5-13)

Trong đó:

V_max - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s);

L_s, H_s - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);

h - Độ sâu nước trước đê (m);

g - Gia tốc trọng trường (m/s²).

Với H_s = 1,57 (m),

L_s = 43,458 (m),

h = 3,74 (m),

Thay vào công thức (5-7)

= 1,16 (m/s)

Theo 14 TCN – 130 2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển, trọng lượng ổn định viên đá theo V_max được thể hiện trong bảng (5-6)

Bảng 5.6 - Trọng lượng ổn định viên đá theo V_max

Vmax (m/s)	2,0	3,0	4,0	5,0
Gd (kg)	40	80	140	200

Dựa vào bảng trên để đảm bảo ổn định chân đê cũng như thuận lợi cho việc chọn lựa vật liệu trong thi công, chọn đá có khối lượng từ 30 đến 40 kg để thi công chân khay.

5.6. Thân đê

a) Nền đê:

Đê đi qua vùng đất yếu có lớp đất mặt là bùn nhão dày 0,7 m do đó trước khi đắp đê cần xử lý nền bằng cách nạo vét, đắp bù.

b) Vật liệu đắp đê:

Vật liệu địa phương, đất sét pha màu nâu xám có chỉ tiêu cơ lý như sau :

(độ) = 5,91

Lực dính đơn vị C = 7 (kN/m²)

Trọng lượng riêng = 17,1 (kN/m³)

Hệ số thấm: K = 7,7 . 10^-5 (m/s)

Thành phần hạt của đất là: d₁₀ = 0,125 mm d₅₀ = 0,35 mm

d₆₀ = 0,450 mm d₈₅ = 0,65 mm

c) Lớp lọc:

Lớp lọc là bộ phận chuyển tiếp quan trọng giữa thân đê và lớp bảo vệ, chức năng chính là bảo vệ vật liệu thân đê khỏi sự xói mòn và rửa trôi dưới tác dụng của sóng ngoài ra còn nhằm giảm nhỏ áp lực đẩy ngược lên mái kè, ngăn ngừa việc phát sinh áp suất thủy tĩnh cao trong thân đê, hạn chế hư hỏng liên quan đến địa kỹ thuật như thấm ngược, rò rỉ…

Để đảm bảo tính an toàn và ổn định cho tuổi thọ công trình, đồng thời với nhiều ưu điểm ( đa dạng về chủng loại và chức năng, độ dày nhỏ, dễ dàng trong thi công, giá thành hợp lý…) vải địa kỹ thuật đã và đang được sử dụng phổ biến, rộng rãi trong công trình biển. Khi thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi, vải địa kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Lớp lọc có thể bằng vật liệu truyền thống hoặc vải địa kỹ thuật, với điều kiện kinh tế Khi thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi, vải địa kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Yêu cầu về tính thấm nước.

Độ thấm của vải địa kỹ thuật cần phải cao hơn so với đất được bảo vệ. Để đảm bảo tính thấm của lớp dưới lớp đất lót thì giới hạn hệ số thấm của vải địa kỹ thuật theo đề nghị của một số tác giả thay đổi trong khoảng từ K_vải > (5÷100)K_đất.

+ Yêu cầu về chặn đất.

Khi cho phép dòng nước chảy qua lớp vải địa kỹ thuật thì lớp vải phải có khe hở đủ nhỏ để giữ lại phần đất ở thượng lưu của vải, hạn chế hiện tượng xói đất. Giới hạn đưa ra là:

D_w < (2÷3)d₈₅

Trong đó:

D_w – Kích cỡ lỗ hở biểu kiến của vải địa kỹ thuật (mm)

d₈₅ - Cỡ đường kính hạt = mm của mẫu đất có lượng hạt chiếm 85%

Trong thiết kế đê Bình Minh 3 lựa chọn vải lọc TS 21 trong thi công lớp lọc. Vải TS 21 có các tính chất kỹ thuật như bảng sau :

Bảng 5.7 - Các tính chất chính của vải địa kỹ thuật TS 21

Tính chất	Đơn vị đo	TS 21
Khối lượng đơn vị diện tích	g/m2	95
Độ dày dưới áp lực 2 KN/m2	mm	1,1
Cường độ chịu kéo	KN/m	5,9
Độ dãn dài khi đứt ()	%	70/40
Sức kháng chọc thủng (rơi côn)	mm	25
Kích thước lỗ lọc hữu dụng (Dw)	mm	0,13
Hệ số thấm ở áp lực 2 KN/m2	cm/s	0,5
Lưu lượng thấm ở áp lực 2 KN/m2	l/m2/s	450

• 
  Kiểm tra yêu cầu thấm:
  

Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật phải thỏa mãn yêu cầu:

k_g 

Trong đó:

k_g: Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật

t: Độ dày của vải (t = 1,1 mm)

k: Hệ số thấm của đất (k = 7,7.10^-5 cm/s)

d_50­: Đường kính hạt đất có 50% khối lượng hạt đất nhỏ hơn (d₅₀ = 0,35 mm)

Thay số vào công thức (4.43) ta có:

k_g  = 0,448.10^-4 (cm/s)

Vải TS 21 có hệ số thấm ở áp lực 2KN/m² : k_g = 0,5 cm/s > k_g = 0,484.10^-4 (cm/s

 Đạt yêu cầu về thấm.

• 
  Kiểm tra yêu cầu chặn đất
  

Tính hệ số đồng nhất của đất nền:

C_u = = = 3,6

Trong đó:

d₆₀: đường kính của hạt đất có 60% khối lượng hạt nhỏ hơn.

d₁₀: đường kính của hạt đất có 10% khối lượng hạt nhỏ hơn.

Tính tỷ số d₈₅/d₅₀:

Ta có: = = 1,86

Theo Bảng 2-7 trang 16 (14 TCN 110 – 1996), với Cu = (3  6) và d₈₅ < 2.d₅₀.

 Kích thước lỗ lọc của vải D_w theo yêu cầu chặn đất:

D_w  1,2d₅₀

Thay số ta có D_w  1,2.0,35 = 0,42 (mm)

• 
  D_w  0,42 (mm)
  

Vải TS 21 có kích thước lỗ lọc hữu dụng là D_w = 0,13 mm < 0,42 (mm) do đó đạt yêu cầu chặn đất.

 Vậy với cấp phối hạt đất đắp đê thì loại vải (TS 21) thỏa mãn yêu cầu chặn đất và thấm nước theo tiêu chuẩn nghành 14 TCN 110 – 1996

Theo tiêu chuẩn nghành 14 TCN 130-2002 cần bố trí lớp đá dăm lót dày 15  20 cm giữa vải địa kỹ thuật và lớp bảo vệ. Theo điều kiện thực tế tại vị trí công trình, bố trí lớp đá dăm (1x2) cm dày 15cm.

Như vậy tầng đệm đê Bình Minh 3 gồm có 3 lớp như sau:

- Nối tiếp với đất thân đê là lớp đất thịt dày 50 cm

- Tiếp theo là lớp Geotextile, chọn loại TS 21

- Giữa lớp Geotextile và lớp phủ mái bố trí lớp đá răm (1 x 2 )cm dày 15 cm

Lớp vải lọc đặt trên nền đất thịt từ chân tường chắn sóng kéo xuống hết chân khay bảo vệ mái phía biển.

5.7. Hệ thống thoát nước mặt

Theo thiết kế, đê Bình Minh 3 cho phép tràn với lưu lượng q = 10 l/m/s, do đó cần bố trí rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 100m. Nước dồn vào các rãnh đứng và chảy vào kênh tiêu ngay gần chân mái đê phía đồng.

5.8. Xây dựng các cống trên đê:

• 
  Cống CT9:
  

Nhiệm vụ:

Cấp nước cho 762 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B2 và B3'.

Các chỉ tiêu thiết kế:

- Cao trình đáy cống: (-1,90)

- Khẩu độ cống: hai cửa, mỗi cửa có BxH = 4x6,2 m

Kết cấu cơ bản:

- Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#.

- Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép.

- Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời.

• 
  Cống CT10:
  

Nhiệm vụ:

Tiêu nước cho 1181 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B5 và B2 cộng với phần phụ trách của cống CT4.

Các chỉ tiêu thiết kế:

- Cao trình đáy cống: (-1,90)

- Khẩu độ cống: ba cửa (2 cửa có BxH = 3,1x4 m và 1 cửa có BxH = 4,7x6,1m )

Kết cấu cơ bản:

- Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#.

- Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép.

- Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời.

• 
  Cống CT11:
  

Nhiệm vụ:

Cấp nước cho 1364 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B5 và B3' cộng với phần phụ trách của cống CT6 và của kênh KC5

Các chỉ tiêu thiết kế:

- Cao trình đáy cống: (-1,90)

- Khẩu độ cống:bốn cửa (2 cửa có BxH = 3,1x4 m và 2 cửa có BxH = 4,4x6,1m )

Kết cấu cơ bản:

- Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#.

- Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép.

- Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời.

CHƯƠNG 6

TÍNH ỔN ĐỊNH

6.1 Tính ổn định mái đê

6.1.1 Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho công trình

GEO –SLOPE Office là bộ phần mền địa kỹ thuật của GEO-SLOPE International Canada dùng để phân tích ổn định mái đất – đá. Do chỉ kiểm tra phần ổn định trượt cho công trình cho nên trong phạm vi đồ án chỉ trình bày về SLOPE /W là một trong 6 phần mềm Địa kỹ thuật trong bộ GEO SLOPE Office.

- Một số đặc điểm chính của phần mềm Slope/W là:

+ Slope/W V.6 là phần mềm ứng dụng lý thuyết cân bằng giới hạn để xác định hệ số an toàn của mái đất, đá. Trong Slope/W bao gồm nhiều phương pháp tính khác nhau để tính hệ số an toàn như: phương pháp Bishop, Janbu, Spencer, Mogor-Price, Crop of Engineers, GLE và ứng suất phần tử giới hạn. Do đó mà người tính được tự do lựa chọn phương pháp tính hệ số an toàn.

+ Slope/W có các lựa chọn cho phép tính toán khối trượt gồm nhiều loại đất đá, nập trong nước hoặc không và theo các khối trượt khác nhau như trượt trụ tròn, dạng gẫy khúc trong trường hợp có lớp đất mềm yếu, có nền đá, trượt theo các mặt cắt giả định như theo mái hố móng …

+ Slope/W cho phép tích hợp với Seep/W do đó có thể sử dụng các kết quả từ Seep/W

Khi tính toán ổn định của các công trình đắp trên nền đất yếu, đa số các phương pháp thường tính theo mặt trượt giả định là cung tròn và xét trạng thái cân bằng của khối trượt. Để tính toán đơn giản đồ án áp dụng phương pháp phân mảnh của W.Bishop (trạng thái cân bằng giới hạn) với giả thiết là tổng các lực tương tác bằng không trên trục nằm ngang.

Các bước tính toán :

1. Giả thiết trước một tâm trượt, với tâm trượt đó giả thiết các mặt trượt trụ tròn. Xác định hệ số ổn định của khối đất trượt theo từng mặt trượt. Tìm hệ số ổn định nhỏ nhất K_min cho tâm trượt này.

2. 
   Giả thiết các tâm trượt khác và xác định K_min cho từng tâm trượt
   

3. So sánh các giá trị K_min để tìm ra K_min nhỏ nhất. Mặt trượt ứng với K_min nhỏ nhất là mặt trượt nguy hiểm nhất. So sánh giá trị K_min này với hệ số ổn định cho phép của công trình theo qui phạm để có kết luận về mặt cắt thiết kế

Tính toán ổn định mái dốc theo phương pháp phân thỏi, khối trượt có hình dạng bất kỳ được chia thành các thỏi như hình 6-1.

Hình 6-1. Khối trượt cung tròn



Hình 6-2 .Sơ đồ phương pháp phân mảnh tính trượt cung tròn

• 
  Các giả thiết :
  

- Độ bền của đất xác định theo định luật Coulomb.

Với :

 : cường độ chống cắt.

c’, ’ : lực dính, góc ma sát trong

- Hệ số an toàn thuộc thành phần dính và ma sát là như­ nhau cho mọi loại đất:

- Hệ số an toàn F là nh­ư nhau cho các thỏi ( n thỏi )

• 
  Lực tác dụng lên các thỏi gồm:
  

- Trọng lượng bản thân : W

- Lực động đất : kW, đặt tại trọng tâm thỏi

- Tải trọng tác dụng trên đỉnh thỏi D.

- Lực tác dụng trên hai mặt bên của thỏi : E_L, E_R, X_L,X_R

- Lực tác dụng tại đáy thỏi : Lực pháp tuyến N

- Lực tiếp tuyến tại mặt đáy thỏi đ­ược huy động để thoả mãn điều kiện cân bằng giới hạn S_m

• 
  Lực tác dụng lên cung trượt: áp lực nước A_R, A_L.
  

Để đơn giản hóa các tác giả đề nghị các giả thiết. Theo phương pháp Bishop đơn giản, giả thiết chênh lệch lực tương tác giữa các thỏi X_R-X_L=0 (không có lực cắt giữa các thỏi). Biểu thức tính ổn định theo phương pháp Bishop đơn giản:

(6-1)

6.1.2 Kết quả tính ổn định mái đê theo phần mềm Geo - Slope/W V.6

1. 
   Ổn định chống thấm
   

Đê mái nghiêng ổn định chống thấm khi có garadien thấm nhỏ hơn

Theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 -2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển: = 0,5. Theo kết quả chạy chương trình Seep/ W có:

Gradien thấm J = 0,35 < = 0,5

 Công trình ổn định thấm

b) Ổn định chống trượt mái

Đê mái nghiêng ổn định chống trượt khi có hệ số an toàn ổn định chống trượt K_minmin <

Theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 -2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển: Với công trình cấp 3 làm việc trong điều kiện bình thường = 1,15.

Theo kết quả chạy chương trình Slope/ W có:

- Mái phía đồng:

K_minmin = 1,165 > = 1,15

 Mái phía biển ổn định chống trượt

K_minmin = 1,693 > = 1,15

 Mái phía biển ổn định chống trượt

Như vậy đê thiết kế ổn định đủ điều kiện làm việc.

6.2 Tính toán áp lực sóng lên mái nghiêng

6.2.1. Tính áp lực sóng lớn nhất

Đối với mái dốc được gia cố bằng cấu kiện bê tông lắp ghép có hệ số mái 1,5  m  5, biểu đồ áp lực sóng thể hiện trên hình 6.1. Trong biểu đồ này, áp lực sóng tính toán lớn nhất P_d (KPa) xác định theo công thức:

P_d = k_s k_t P_tcl _gH_s (6-2)

Trong đó:

k_s  Hệ số xác định theo công thức:

=

k_t  Hệ số lấy theo bảng E-1 theo 14 TCN 130-2002

Từ bảng E-1 ứng với L_s/H_s = 43,458/1,57 = 27,68 nội suy được k_t = 1,385

P_tcl  Trị số lớn nhất của áp lực sóng tương đối trên mặt dốc tại điểm 2 (Hình 5.1) lấy theo bảng E-2 của 14 TCN 130-2002

P_tcl­ phụ thuộc vào dựa vào bảng E-2 nội suy được

P_tcl­ = 3,89

Hình 6.1. Biều đồ áp lực sóng tính toán lớn nhất tác dụng lên mái dốc được gia cố bằng các tấm bản

Thay các giá trị trên vào (5.2) ta có:

P_d = k_s k_t P_tcl _g H_s = 0,969.1,385.3,89.10,1.1,57 = 82,78 KN/m²

2. 
   Tính tung độ điểm đặt các áp lực
   

Theo 14 TCN 130-2002 phụ lục E trang 97:

+) Tung độ Z₂(m) của điểm 2 (điểm đặt của áp lực sóng tính toán lớn nhất P_d) được xác định theo công thức:

(6-3)

Trong đó: A và B là các đại lượng tính bằng m, xác định theo công thức sau:

(6-4)

= 1,57 1,85 (m)

(6-5)

= 1,32 (m)

(m)

+) Tung độ Z₃ (m) ứng với chiều cao sóng leo lên mái dốc R_u2% tính toán theo phương pháp tất định:

 Z₃ = R_u2% = 1,47 m

+) Tọa độ các điểm có áp lực 0,4P và 0,1P được xác định theo phụ lục E 14TCN -2002 như sau:

P = 0,4P_d tại

Trong đó:

= (m)

 P = 0,4P_d tại

P = 0,1P_d tại

Theo kết quả tính toán trên thì vùng chịu tác động của sóng lớn nhất nằm trong khoảngL = 1,1m đến L = 2,34m.

2. 
   Tính ổn định cục bộ cho cấu kiện lát mái khi cấu kiện chịu áp lực sóng lớn nhất:
   

Tấm cấu kiện làm bằng BT M250 kích thước 40.40.20 cm có diện tích bề mặt là 0,16m² chịu tác động sóng lớn nhất là:

P_max = 0,4.0,4.P_d = 0,16. 82,78 =13,24 kPa

Theo kết quả thực nghiệm thì bê tông M250 có khả năng chịu lực là 25 kPa do đó cấu kiện có khả năng chịu được áp lực sóng cả trong điều kiên áp lực sóng là lớn nhất

2. 
   Tính ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile
   

Theo Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130-2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển

Ổn định chống trượt lớp phủ bảo vệ phải đảm bảo:

tgα < f₁

Trong đó :

tgα = ¼ = 0,25

f₁ hệ số ma sát giữa lớp gia cố với đất đê

f₁ = 0,45

Lớp phủ bảo vệ mái thỏa mãn điều kiện ổn định.

Каталог: nonghocbucket -> UploadDocument server07 id50526 114188
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Khoa Dầu Khí Lời mở đầu
UploadDocument server07 id50526 114188 -> MỤc lục mở ĐẦU 10 Xuất xứ của dự án 10
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Thiết kế MÔn học nhà MÁY ĐIỆn lời nóI ĐẦU
UploadDocument server07 id50526 114188 -> ĐỀ TÀi ngân hàng trung ưƠng trưỜng trung cấp kt-cn đÔng nam
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Seminar staphylococcus aureus và những đIỀu cần biếT
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Bài thảo luận Đánh giá chất lượng sản phẩm dầu thực vật Môn Phân Tích Thực Phẩm Nhóm 2 : Hoàng – Hùng Hiếu Hồng
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Luận văn tốt nghiệp gvhd: pgs. Ts nguyền Ngọc Huyền MỤc lục danh mục các chữ viết tắT
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Aïi Hoïc Quoác Gia Tp
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Mục lục Tổng quan về thịt
UploadDocument server07 id50526 114188 -> Gvhd: Nguyễn Minh Hùng Đề tài: Tìm Hiểu & Nghiên Cứu cpu

tải về 1.13 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: