Tcvn tiêu chuẩn quốc gia tcvn 9901: 2014 Xuất bản lần 1 CÔng trình thủy lợi yêu cầu thiết kế ĐÊ biểN



tải về 2.88 Mb.
trang3/16
Chuyển đổi dữ liệu10.08.2016
Kích2.88 Mb.
#15658
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

8.4.6 Thiết kế tường đỉnh phải tính toán kiểm tra độ bền, kiểm tra ổn định về trượt, lật, ứng suất nền và yêu cầu chống thấm theo quy định của tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi.

8.4.7 Trường hợp đỉnh đê không có tường, thì hai bên mép đê cả về phía biển và phía đồng phải bố trí gờ an toàn giao thông. Các gờ an toàn giao thông cao hơn đỉnh đê từ 0,2 m đến 0,3 m, có thể bố trí ngắt quãng với chiều dài từng đoạn từ 0,5 m đến 1,0 m.

    8.5 Thiết kế các kết cấu chuyển tiếp

Phần nối ghép hay còn gọi là phần chuyển tiếp giữa các bộ phận của đê như: nối tiếp giữa thân và chân đê, giữa nền và thân đê, giữa thân đê và lớp kè mái bảo vệ ngoài cùng, giữa mái kè và đỉnh đê, giữa phần mềm là đất đắp và phần bê tông cứng, đoạn tiếp giáp giữa hai loại cấu kiện (vật liệu) hay giữa hai loại kết cấu hở và kín dùng để bảo vệ mái đê v.v... là những điểm xung yếu trong kết cấu bảo vệ đê nên cần đặc biệt chú ý trong tính toán thiết kế. Hình 6 giới thiệu một số loại kết cấu chuyển tiếp thường sử dụng trong thiết kế đê biển.



Hình 6 - Một số loại kết cấu chuyển tiếp

8.6 Mái đê

8.6.1 Thiết kế gia cố bảo vệ mái đê, kè quy định tại điều 9.

8.6.2 Độ dốc mái đê được thể hiện qua hệ số mái dốc m = cotgα, với α là góc giữa mái đê và mặt phẳng nằm ngang. Độ dốc mái đê được xác định thông qua tính toán ổn định, có xét đến biện pháp thi công, yêu cầu sử dụng khai thác, hình dạng mặt cắt và kết cấu hạng mục gia cố mái. Khi thiết kế có thể sơ bộ chọn hệ số mái dốc theo bảng 8 sau đó phải kiểm tra thông qua kết quả tính toán ổn định và giá trị chiều cao sóng leo để chọn hệ số mái dốc phù hợp. Đối với đê biển đắp bằng đất, hệ số m của mái đê phía đồng thường từ 2,0 đến 3,0 còn mái đê phía biển từ 3,0 đến 5,0.

8.6.3 Khi đê có chiều cao trên 6 m phải làm cơ ở cả hai phía. Mái đê phía đồng có hệ số m < 3,0 có thể bố trí cơ đê ở vị trí cách đỉnh đê từ 2,0 m đến 3,0 m. Bề rộng cơ không nhỏ hơn 1,5 m. Khi có yêu cầu giao thông thì bề rộng cơ phụ thuộc vào yêu cầu giao thông (cấp đường giao thông) nhưng không nhỏ hơn 5,0 m. Khi thiết kế độ dốc mái đê phía trên cơ và phía dưới khác nhau thì độ dốc mái dưới phải thoải hơn mái trên.

Bảng 8 - Sơ bộ chọn hệ số mái dốc của đê biển

Loại hình đê biển và gia cố mái

Hệ số mái dốc m

Phía biển

Phía đồng

1. Đê mái nghiêng:




1. Bên trên mặt nước:

- Đất sét và á sét: Từ 2,0 đến 3,0;

- Đất cát : Từ 3,0 đến 4,0;

2. Bên dưới nước:

- Bùn lẫn cát: Từ 5,0 đến 10,0;

- Đất thịt: Từ 5,0 đến 7,0.



- Mái trồng cỏ

Từ 3,0 đến 5,0

- Đá hộc lát khan

Từ 2,5 đến 3,0

- Đá xây vữa

Từ 2,0 đến 2,5

- Tấm bê tông đúc sẵn các loại

Từ 1,5 đến 2,0

2. Đê dạng tường dốc

Từ 0,3 đến 0,5

3. Đê dạng hỗn hợp

Lấy theo các loại tương ứng

8.6.4 Ở những khu vực bờ biển có chiều cao sóng tính toán trên 2,0 m, để giảm chiều cao sóng leo, tăng cường độ ổn định cho thân đê, cần bố trí cơ đê giảm sóng ở cao trình mực nước thiết kế. Chiều rộng cơ giảm sóng phải lớn hơn 1,5 lần chiều cao sóng nhưng không nhỏ hơn 3,0 m. Tại vị trí cơ giảm sóng, năng lượng sóng tập trung, cần tăng cường gia cố, đặc biệt là ở vùng mép ngoài, đồng thời bố trí đủ lỗ thoát nước. Ở những vùng đê biển quan trọng, cao trình và kích thước cơ giảm sóng cần xác định qua thí nghiệm trên mô hình vật lý.

8.7 Thân đê

8.7.1 Vật liệu đất đắp đê

8.7.1.1 Sử dụng vật liệu đất khai thác tại khu vực lân cận công trình để đắp đê. Đối với đê đất đồng chất nên chọn đất á sét có hàm lượng sét từ 15 % đến 30 %, chỉ số dẻo đạt từ 10 % đến 20 % và không chứa tạp chất để đắp. Chênh lệch cho phép giữa hàm lượng nước của đất đắp và hàm lượng nước tối ưu không vượt quá ± 3 %.

8.7.1.2 Không dùng đất bùn bồi tích, đất sét có hàm lượng nước tự nhiên cao và tỉ lệ hạt sét quá lớn, đất trương nở, đất có tính phân tán để đắp đê.

8.7.1.3 Nếu nguồn đất đắp đê chỉ có loại đất cát hạt rời, thành phần hạt mịn nhỏ hơn 25 %, thì phải bọc bên ngoài một lớp đất thịt với chiều dày không nhỏ hơn 0,5 m.

8.7.2 Yêu cầu về độ nén chặt của thân đê

8.7.2.1 Độ nén chặt tương đối thiết kế của thân đê đất xác định như sau:

a) Đối với đất có tính dính, độ nén chặt tương đối ký hiệu là Ks:

Ks = (4)

b) Đối với đất không có tính dính, độ nén chặt tương đối ký hiệu là Kds :

Kds = (5)

trong đó:

ds là dung trọng khô thiết kế của đất thân đê;

dmax là dung trọng khô cực đại đạt được trong phòng thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn với chính loại đất dùng để đắp đê;

eds là hệ số rỗng nén chặt thiết kế;

emax là hệ số rỗng cực đại đạt được trong phòng thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn;

emin là hệ số rỗng nhỏ nhất đạt được trong phòng thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn.

8.7.2.2 Độ nén chặt thân đê đắp bằng đất không nhỏ hơn các trị số quy định trong bảng 9:

Bảng 9 - Độ nén chặt cho phép đối với thân đê bằng đất

Cấp công trình đê biển

Cấp I và cấp II

III, IV và V

Độ nén chặt của đất có tính dính, Ks, không nhỏ hơn

0,97

0,95

Độ nén chặt của đất không dính, Kds, không nhỏ hơn

0,65

0,62

8.7.3 Công trình qua thân đê

Công trình cắt qua thân đê phải thiết kế riêng theo đúng quy định trong tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi hiện hành. Các vị trí nối tiếp giữa thân đê và công trình qua thân đê phải được xử lý triệt để, đảm bảo an toàn cho đê và nhiệm vụ của đê.



8.8 Hệ thống thoát nước mặt

8.8.1 Các công trình đê đất xây dựng ở vùng mưa nhiều nên bố trí rãnh tiêu nước ở đỉnh đê, mái đê, chân đê và những chỗ nối tiếp mái đê với bờ đất hoặc với các công trình khác.

    8.8.2 Rãnh tiêu nước song song với tuyến trục đê có thể bố trí ở mép trong của cơ đê hoặc chân đê. Rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê bố trí cách nhau từ 50 m đến 100 m, liên thông với rãnh tiêu nước dọc theo phương trục đê. Rãnh tiêu nước có thể làm bằng bê tông, đá xây hoặc gạch xây. Kích thước và độ dốc đáy của rãnh xác định theo tính toán hoặc theo kinh nghiệm từ công trình đã có ở điều kiện tương tự.

9 Tính toán ổn định công trình đê biển

9.1 Tính toán ổn định chống trượt mái đê

9.1.1 Mặt cắt tính toán phải đại diện cho đoạn đê. Căn cứ vào nhiệm vụ của đoạn đê, cấp công trình, điều kiện địa hình, địa chất, kết cấu đê, chiều cao thân đê, vật liệu đắp đê v.v…để lựa chọn mặt cắt tính toán phù hợp.

9.1.2 Các trường hợp tính toán:

a) Trường hợp bình thường (tổ hợp tải trọng cơ bản):

- Mái đê phía trong đồng: Mực nước phía biển là mực nước thiết kế, mực nước phía đồng là mực nước thấp nhất (nếu có). Đê chịu tác động của tải trọng sóng thiết kế (có thể tham khảo phương pháp tính toán áp lực sóng tại phụ lục F);

- Mái đê phía ngoài: Mực nước biển rút nhanh từ mực nước thiết kế đến mực nước chân triều;

b) Trường hợp bất thường (tổ hợp tải trọng đặc biệt):

- Mái đê phía đồng và phía biển trong thời kỳ thi công;

- Mái đê phía đồng và phía biển làm việc với mực nước thiết kế;

- Tuỳ trường hợp cụ thể của tuyến đê, tư vấn thiết kế có thể đề xuất các tổ hợp tải trọng đặc biệt khác;

c) Đê ở vùng mưa nhiều (có lượng mưa trung bình năm từ 2 000 mm trở lên) phải kiểm tra ổn định chống trượt của mái đê phải vận hành khi toàn bộ thân đê đã bị bão hoà nước. Hệ số an toàn được áp dụng theo trường hợp bất thường.

9.1.3 Tính toán ổn định mái đê theo phương pháp quy định trong TCVN 4253:2012, hoặc sử dụng các phần mềm chuyên dụng đã được kiểm định như GEOSLOPE/W.

9.1.4 Hệ số an toàn ổn định chống trượt và chống lật của các công trình đê biển theo quy định trong các bảng 2, bảng 3 và bảng 4 (từ 5.3 đến 5.5).

9.2 Tính toán ổn định đê biển dạng tường đứng

9.2.1 Tường có kết cấu trọng lực

Phải tính toán ổn định theo 5 nội dung sau:

1) Tính toán ổn định chống lật của tường: ngoài việc xét đến trọng lượng bản thân của tường, áp lực đất đắp sau tường còn phải xét đến độ chênh lệch áp lực do sự thay đổi điều kiện mực nước và sóng ở trước và sau tường gây ra gồm:

- Áp lực nước phía ngoài tường tính toán theo mực nước cao, mực nước thấp hoặc mực nước ở đỉnh khối phản áp;

- Áp lực nước phía trong tường tính theo mực nước cao nhất hoặc cùng mực nước với ngoài tường;

- Chênh lệch áp lực sóng tính theo trường hợp đáy sóng chạm tường;

2) Tính toán ổn định chống lật về phía đồng: trong thời gian thi công thân tường có khả năng xuất hiện lật quay quanh mép sau của chân tường. Trường hợp này, phía ngoài tường lấy mực nước cao thời kỳ thi công, phía trong tường lấy mực nước thấp và cao độ đất đắp tương ứng;

3) Tính toán ổn định chống trượt tổng thể: tính toán theo mặt đáy tường hoặc theo các khe ngang của các lớp thân tường;

4) Tính toán ổn định chống trượt phẳng: tính toán theo mặt tiếp xúc giữa lớp đệm đáy tường và đất nền. Khi tính toán trường hợp này thường lấy mực nước thấp hoặc mực nước ngang mặt bãi ở phía ngoài tường, mực nước cao ở phía trong tường;

5) Tính toán ổn định đất nền.



9.2.2 Tường không có kết cấu trọng lực

9.2.2.1 Tính toán ổn định chống lật thân tường theo công thức (6):

K0 = (6)

trong đó:

Ko là hệ số an toàn ổn định chống lật, không nhỏ hơn các trị số quy định trong bảng 4;

Mg là mô men ổn định chống lật đối với mép trước của mặt tính toán, kN.m;

Mo là mô men gây lật đối với mép trước của mặt tính toán, kN.m.



9.2.2.2 Tính toán ổn định chống trượt theo đáy tường hoặc theo các mạch ngang thân tường theo công thức (7):

Ks = (7)

trong đó:

Ks là hệ số ổn định chống trượt, không nhỏ hơn các trị số quy định trong bảng 3;

G là hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt tính toán, kN hoặc kN/m;

P là hợp lực theo phương ngang tác dụng lên mặt tính toán, kN hoặc kN/m;

f là hệ số ma sát theo mặt tính toán, lấy theo bảng 10.

9.2.2.3 Tính toán ổn định chống trượt phẳng của tường phòng hộ theo mặt cắt đáy đệm của phần bệ chân trong đất theo công thức (8):

Ks = (8)

trong đó:

Ks là hệ số ổn định chống trượt, không nhỏ hơn các trị số quy định trong bảng 3;

G là hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên đáy tường, kN hoặc kN/m;

P là hợp lực theo phương ngang tác dụng lên đáy tường, kN hoặc kN/m;

f là hệ số ma sát theo mặt tính toán, lấy theo bảng 10;

G1 là trọng lượng vật liệu của lớp đệm và khối phản áp, kN hoặc kN/m;

P­­­­­­­­­­­­­­­­­­E là áp lực đất bị động, kN hoặc kN/m. Đối với bệ đáy âm PE lấy bằng 30 % trị số tính toán.

Bảng 10 - Hệ số ma sát trong công thức (8)

Vật liệu của hai mặt tiếp xúc

Hệ số ma sát f

1. Bê tông và bê tông

0,55

2. Đá xây và đá xây

0,65

3. Đá hộc và đá hộc

0,70

4. Bê tông và đá hộc (bề mặt sửa phẳng bằng đá dăm)

0,60

5. Đá xây và đá hộc (bề mặt sửa phẳng bằng đá dăm)

0,65

6. Đá đổ và nền cát thô, cát mịn

Từ 0,50 đến 0,60

7. Đá đổ và nền cát bột

0,40

8. Đá đổ và nền đất á cát

Từ 0,35 đến 0,50

9. Đá đổ và nền sét, á sét

Từ 0,30 đến 0,45

9.2.2.4 Đối với đất nền có tính dính, tính toán ổn định chống trượt theo công thức (9):

Ks = (9)

trong đó:

 là góc ma sát trong của đất nền, độ (o);

o là góc ma sát trong giữa đáy tường và nền. Nếu không có số liệu thực đo, có thể lấy o =  ;

C là lực dính kết của đất nền, kPa;

Co là lực dính kết trên mặt trượt, Co lấy từ C đến C;

A là diện tích đáy tường, m2;

Các ký hiệu khác xem công thức (8).

9.3 Tính toán lún

9.3.1 Tính toán lún theo phương pháp tổng cộng độ lún của từng lớp. Độ lún cuối cùng (độ lún tổng cộng) của thân đê và nền đê được tính toán theo công thức (10):

S = m.hi (10)

trong đó:

S là độ lún tổng cộng của thân đê và nền đê, mm;

n là số lớp đất trong phạm vi chịu nén;

e 1i là hệ số rỗng ứng với ứng suất do trọng lượng bản thân đất ở lớp giữa lớp đất thứ i;

e 2i là hệ số rỗng ứng với tổng ứng suất do tác dụng tổng hợp của trọng lượng bản thân trung bình và trọng lượng gia tải trung bình ở giữa lớp đất thứ i;

hi là chiều dày của lớp đất thứ i, mm;



    m là hệ số hiệu chỉnh về điều kiện của đất nền, m chọn như sau:

    - Đối với nền đê thông thường: m = 1,0;

    - Đối với nền đê yếu: m lấy từ 1,3 đến 1,6.

    9.3.2 Độ dày tính lún của nền đê đến vị trí mà ứng suất tăng thêm (gia tải) của đất nền đạt đến 20 % ứng suất bản thân chịu tải của đất nền, được xác định theo điều kiện sau:

    = 0,2 (11)

    trong đó:



    là ứng suất do trọng lượng bản thân của nền đê ở bề mặt lớp tính toán, kPa;

    là ứng suất của lực gia tải của đất nền ở bề mặt lớp tính toán, kPa.

9.4 Tính toán ổn định công trình gia cố mái đê

9.4.1 Tính toán ổn định tổng thể

9.4.1.1 Tính toán ổn định tổng thể gồm ổn định trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê và ổn định trượt theo mặt đáy công trình gia cố bờ:

a) Ổn định trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê tính theo TCVN 8216:2009, hoặc sử dụng các phần mềm chuyên dụng đã được kiểm định như GEOSLOPE/W;

b) Ổn định trượt theo mặt đáy công trình gia cố bờ có thể đơn giản hoá thành trượt tổng thể theo mặt phẳng gẫy khúc FABC, xem hình 7.

a) Giả thiết các giá trị độ sâu trượt khác nhau t, thay đổi B để tính ra hệ số ổn định trượt theo phương pháp cân bằng giới hạn và tìm ra mặt trượt nguy hiểm nhất;

b) Hệ số ổn định K của khối đất BCD được tính toán theo công thức (12):

(12)

(13)

(14)

trong đó:

f1 là hệ số ma sát giữa các lớp gia cố và thân đê;

 là góc ma sát của đất nền, độ (o);

C là lực dính của đất nền, kN/m2;

t là độ sâu trượt, m;

G1 là trọng lượng khối gia cố, kN/m;

G2 là trọng lượng khối đất trượt ABD, kN/m;

G3 là trọng lượng khối đất trượt BCD, kN/m.










9.4.1.2 Phương pháp tính toán như sau:

9.4.2 Tính toán ổn định nội bộ lớp gia cố

9.4.2.1 Kết cấu gia cố mái phải tính toán kiểm tra ổn định của nội bộ khối công trình gia cố. Khối gia cố và thân đê là vật liệu có cường độ chống cắt khác nhau, khi mực nước hạ xuống thấp thường xảy ra trượt theo mặt tiếp xúc có cường độ chống cắt yếu (xem hình 8).





Mực nước kiệt








Hình 8 - Sơ đồ tính toán trượt nội bộ công trình gia cố mái




9.4.2.2 Phương pháp tính toán như sau: Giả thiết mặt trượt đi qua giao điểm giữa mực nước trước công trình và mặt nứt trượt của chân đê (mặt gẫy ABC). Hệ số ổn định K của lớp đá gia cố mái tính theo công thức (15):

K = (15)

trong đó:

 là góc ma sát của khối gia cố mái, độ (o);

f2 là hệ số ma sát trong giữa vật liệu gia cố mái, xác định theo công thức (16):

(16)

(17)

(18)

(19)

n = (20)

m1 là hệ số mái dốc của đê ở trên điểm B;

m2 là hệ số mái dốc của mặt trượt dưới điểm B;

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

9.4.3 Tính toán ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile

Ổn định chống trượt lớp phủ bảo vệ phải thoả mãn yêu cầu sau:

G1 < f1 x G2 (21)

hoặc:


< f1 (22)

    10 Phương pháp xử lý nền đê yếu

10.1 Đắp lăng thể phản áp

10.1.1 Lăng thể phản áp sử dụng cho những tuyến đê có chiều dầy tầng đất yếu lớn. Tuỳ từng trường hợp cụ thể, có thể bố trí lăng thể phản áp ở một phía hoặc cả hai phía đê, kết hợp làm thềm giảm sóng phía biển hoặc đường giao thông phía đồng.

10.1.2 Thiết kế lăng thể phản áp theo trình tự sau:

a) Giả định kích thước của lăng thể phản áp;

b) Tính toán xác định hệ số an toàn ổn định mái đê;

c) Nếu kết quả tính toán chưa phù hợp với quy định trong bảng 2 thì tiếp tục thay đổi kích thước lăng thể phản áp và tính toán lại cho đến khi đạt được yêu cầu ổn định. Khi giả định chiều dày (hoặc chiều cao) lăng thể phản áp có thể lấy từ 1/3 đến 2/5 chiều cao đê, chiều rộng lấy bằng 2,5 lần đến 3,0 lần chiều cao đê.



10.1.3 Thi công lăng thể phản áp tiến hành đồng thời với thi công thân đê.

10.2 Thay nền đất yếu

10.2.1 Ở những khu vực nền đê có độ dày tầng đất yếu dưới 3 m nên áp dụng giải pháp thay nền đất yếu bằng các vật liệu khác có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn.

10.2.2 Khi tầng đất yếu lớn hơn 3 m, có thể áp dụng giải pháp nạo vét tầng đất yếu này đến một độ sâu phù hợp và kết hợp với các giải pháp khác như đắp lăng thể phản áp hoặc gia cường bằng vải địa kỹ thuật v.v.…

10.2.3 Tính toán kiểm tra ổn định của đê theo phương án xử lý.

10.3 Sử dụng vải địa kỹ thuật

10.3.1 Khi lớp tầng đất yếu có bề dầy trên 3,0 m, có thể sử dụng vải địa kỹ thuật trong thân đê và nền đê để lọc, thoát nước, ngăn cách, gia cường, giảm lún không đều, giảm nhỏ biến dạng hông, tăng tính ổn định cho đất nền. Tuỳ từng trường hợp cụ thể, có thể sử dụng từ 1 lớp đến 2 lớp vải địa kỹ thuật phủ trên mặt nền đất yếu.

10.3.2 Lực ma sát F (đơn vị là kPa) giữa vải địa kỹ thuật và đất nền được tính theo công thức (23):

F = α..tg + .C (23)

trong đó:

C là lực dính kết của đất nền, kPa;

 là góc ma sát trong của đất nền, độ (o);

,  là các hệ số xét đến ảnh hưởng của ma sát và lực dính kết, xác định thông qua thí nghiệm kéo, nhổ của vải địa kỹ thuật trong đất. Khi không có số liệu thí nghiệm có thể lấy  = 0,8 và  = 0,0;

 là ứng suất lực theo phương thẳng đứng, kPa.

10.4 Đắp từng lớp chờ cố kết (giải pháp đắp theo thời gian)

10.4.1 Tuyến đê có chiều cao không lớn đi qua các vùng đất yếu và cho phép kéo dài thời gian thi công nên áp dụng biện pháp đắp nâng cao dần để cho đất nền cố kết tăng khả năng chịu tải.



tải về 2.88 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương