Thạc Sĩ Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến Vũng Tàu - Gò Công bằng hệ cọc ly tâm và cọc

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2014



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
I. Tính cấp thiết của đề tài: 1
II. Mục đích của đề tài: 5
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 5
IV. Kết quả đạt được của luận văn: 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7
1.1. Giới thiệu chung vùng nghiên cứu . 7
1.2. Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới 10
1.3. Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước 21
1.4. Kết luận chương 1 24
1.5. Những vấn đề nghiên cứu của luận văn: 25
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN TUYẾN
VŨNG TÀU – GÒ CÔNG 26
2.1. Vị trí và quy mô dự án: 26
2.1.1. Vị trí công trình dự kiến: 26
2.1.2. Quy mô của dự án .26
2.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án .27
2.3. Điều kiện tự nhiên của vùng dự án: 28
2.3.1. Đặc điểm về thủy văn thủy lực: .28
2.3.2. Đặc điểm về sóng gió: 28
2.3.3. Đặc điểm về bão: .29
2.3.4. Đặc điểm về thủy triều: 30
2.3.5. Đặc điểm về địa hình: .31
2.3.6. Đặc điểm về địa chất: 31
2.3.7. Một số đặc điểm chính của tuyến công trình: 32
2.4. Một số giải pháp kết cấu đê biển có thể áp dụng cho xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu -
Gò Công 33
2.4.1. Giải pháp đê có lõi bằng vật liệu tại chỗ kết hợp gia cố nền và mái: .33

2.4.2. Giải pháp đê bằng hệ thống các xà lan bê tông cốt thép nối tiếp nhau 35
2.4.3. Giải pháp đê biển bằng hệ cọc ly tâm kết hợp với cọc xiên: 36
2.4.4. Giải pháp đê biển có cấu tạo bằng hệ thống tường ô vây: 38
2.4.5. Giải pháp đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ: 40
2.4.6. Giải pháp đê biển có cấu tạo bằng hệ thống xà lan tạo chân 41
2.5. Kết luận chương 2: .42
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐÊ
BIỂN BẰNG HỆ CỌC LY TÂM VÀ CỌC XIÊN .44
3.1. Bố trí chung giải pháp kết cấu: 44
3.1.1. Thân đê: 44
3.1.2. Đỉnh đê: 45
3.1.3. Gia cố chân đê: 46
3.2. Các thông số thiết kế: .46
3.3. Tính toán xác định các thông số cơ bản của đê .47
3.3.1. Cao trình đỉnh đê: 47
3.3.2. Cao trình mặt dầm cầu công tác 49
3.3.3. Bề rộng mặt đê: .49
3.4. Tính toán kiểm tra ổn định tổng thể của đê: .50
3.4.1. Tính toán ổn định kết cấu đê biển: 50
3.4.2. Tính toán kiểm tra ổn định thấm: 62
3.4.3. Tính toán kết cấu dầm cầu công tác: .69
3.5. Kết luận chương 3 72
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH 73
4.1. Biện pháp thi công cọc trong nước: 73
4.1.1. Thi công cọc trong nước bằng hệ sàn đào: .73
4.1.2. Thi công cọc trong nước bằng tàu đóng cọc trên hệ nổi: 78
4.2. Biện pháp thi công một số cấu kiện khác: 83
4.2.1. Thi công cọc chèn và kín nước giữa các cọc 83
4.2.2. Thi công dầm cầu công tác: .84

4.2.3. Thi công gia cố chân đê: .85
4.3. Kết luận chương 4 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92



HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1. Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam .1
Hình 1.2. Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP. Hồ Chí Minh 2
Hình 1.3. Vị trí tuyến đê biển đề xuất nhìn từ Google Earth 3
Hình 1.4. Giải pháp quy hoạch vùng Tp.HCM và Đồng Tháp Mười .7
Hình 1.5. Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển .9
Hình 1.6. Bản đồ đê biển ở Hà Lan .10
Hình 1.7. Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ 11
Hình 1.8. Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan .12
Hình 1.9. Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk .13
Hình 1.10. Vị trí tuyến đê biển Saemangeum .14
Hình 1.11. Mặt cắt ngang đê Saemangeum 15
Hình 1.12. Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga 16
Hình 1.13. Mặt cắt ngang đê St.Peterburg 17
Hình 1.14. Một số hạng mục công trình đê biển St. Peterburg .18
Hình 1.15. Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier .18
Hình 1.16. Mặt cắt ngang New Orleans 19
Hình 1.17. Đê NamPho – Bắc Triều Tiên .20
Hình 1.18. Các hạng mục chính của đê biển Nam Pho .21
Hình 1.19. Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam .22
Hình 1.20. Một số công trình đê biển ở Việt Nam 23
Hình 2.1. Vị trí dự kiến vùng tuyến đê biển Vũng Tàu – Gò Công .26
Hình 2.2. Mực nước quan trắc tại Vũng Tàu tháng 01/2005 30
Hình 2.3. Cắt dọc địa hình tại vị trí tuyến đê chính 31
Hình 2.4. Cắt ngang kết cấu đê biển dạng 1 .33
Hình 2.5. Cấu tạo đê biển dạng 2 .35
Hình 2.6. Kết cấu mặt cắt đê biển dạng 3 .38
Hình 2.7. Kết cấu đê biển dạng tường ô vây 39

Hình 2.8. Mặt cắt ngang đê biển dạng 5 .40
Hình 2.9. Mặt cắt ngang đê phương án 6 .41
Hình 3.1. Bình đồ vị trí hố khoan trên tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công .31
Hình 3.2. Mặt cắt ngang thân đê .44
Hình 3.3. Cấu tạo hàng cọc chịu lực thân đê 45
Hình 3.4. Cấu tạo dầm đỉnh đê 46
Hình 3.5. Cắt dọc tường cọc .54
Hình 3.6. Sơ đồ ngoại lực tác dụng lên công trình .55
Hình 3.7. Mô hình bài toán trong Plaxis .56
Hình 3.8. Biến dạng tổng thể tường cọc, đất nền 57



Hình 3.9. Chuyển vị nền theo phương ngang .57
Hình 3.10. Chuyển vị nền theo phương đứng .58
Hình 3.11. Ứng suất hiệu quả trong nền .58
Hình 3.12. Chuyển vị trong cọc chính 59
Hình 3.13. Nội lực trong cọc chính .59
Hình 3.14. Chuyển vị trong cọc chống .60
Hình 3.15. Nội lực trong cọc chống 61
Hình 3.16. Mô hình tính toán - THTT 67
Hình 3.17. Mô hình tính toán - THKT 67
Hình 3.18. Dòng thấm qua công trình - THTT .67
Hình 3.19. Dòng thấm qua công trình - THKT .68
Hình 3.20. GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THTT 68
Hình 3.21. GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THKT 68
Hình 3.22. Gradien cửa ra - THTT .69
Hình 3.23. Gradien cửa ra - THKT .69
Hình 3.24. Mô hình kết cấu trên phần mềm Sap2000 .70
Hình 3.25. Nội lực sinh ra trong cấu kiện .71
Hình 4.1. Mặt bằng hệ sàn đạo và xà lan định vị đóng cọc 74
Hình 4.2. Cắt ngang biện pháp thi công cọc bằng sàn đạo .74

Hình 4.3. Sàn đạo thi công cọc xiên .75
Hình 4.4. Thi công cọc công trình New Orleans 76
Hình 4.5. Bố trí sàn đạo dạng đường ray 77
Hình 4.6. Thi công cọc tại Cảng Quốc tế Sp-PSA .78
Hình 4.7. Tàu đóng cọc Biển Đông CT16 79
Hình 4.8. Màn hình dữ liệu trên tàu 80
Hình 4.9. Thi công cọc tại cảng Nghi Sơn - Thanh Hóa 81
Hình 4.10. Tàu đóng cọc TDC 09 .82
Hình 4.11. Thi công cọc tại cảng Dung Quất .82
Hình 4.12. Thi công cọc nhà máy nhiệt điện Ômôn – Cần Thơ .83
Hình 4.13. Thi công kín nước giữa các cọc 83
Hình 4.14. Thi công lắp ghép dầm mũ đầu cọc 85
Hình 4.15. Cấu kiện chống sóng chân đê 86
Hình 4.16. Cần cẩu lắp đặt kết hợp với thợ lặn hỗ trợ dưới nước 86
Hình 4.17. Thi công thả rọ đá bằng phao chuyên dụng 87

BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Chiều cao sóng và chu kỳ sóng theo tần suất lặp lại 29
Bảng 2.2: Mực nước đỉnh triều tại các trạm thủy văn ứng với tần suất xuất hiện 30
Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật của các cấu kiện 55
Bảng 3.2: Thông số kết cấu được mô phỏng trong phần mềm Plaxis 55
Bảng 3.3: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền (KH5) 56
Bảng 3.4: Tổ hợp mực nước tính toán và kiểm tra thấm 62
Bảng 3.5: Kết quả tính toán thấm .69
Bảng 3.6: Kết quả tính toán kết cầu dầm cầu công tác .71