Tiến Sĩ Tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven song,

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KIẾN TRÚC
NĂM 2011


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MÁI DỐC TRONG CÔNG TRÌNH CẢNG CÁ. 4
1.1. Tổng quan và ổn định mái dốc trong công trình cảng cá Phú Yên. 4
1.2. Đặc thù của mái dốc trong công trình cảng cá. 4
1.2.1. Kè ngang (Kè mỏ hàn) 4
1.2.2. Kè dọc bờ 5
1.2.3. Công trình hỗn hợp 6
1.2.4. Đê mái nghiêng 6
1. 3. Các thông số môi trường ven sông biển và đặc thù của Phú Yên 7
1.3.1. Đặt vấn đề 7
1.3.2. Mực nước 7
1.3.3. Dòng chảy 8
1.3.4. Sóng 9
1.3.5. Thông số môi trường ven sông biển Phú Yên 10
1.4. Ổn định mái dốc và biện pháp tăng cường ổn định 19
1.4.1. Cấu trúc mái dốc trong cảng cá 19
1.4.2. Yêu cầu về ổn định, chống trượt mái dốc trong cảng cá 22
1.4.3. Các giải pháp cải tạo mái dốc 23
1.4.4. Các giải pháp xây dựng công trình bảo vệ 24

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC VÀ BÀI TOÁN CỤ THỂ CHO CÔNG TRÌNH CẢNG CÁ. 26
2.1. Khái quát chung về ổn định mái dốc. 26
2.1.1. Các giả thiết 26
2.1.2. Trạng thái cân bằng giới hạn của mái dốc 28
2.1.3. Mô hình tính toán thứ nhất 29
2.1.4. Mô hình tính toán thứ hai 31
2.2. Các phương pháp ổn định mái dốc công trình 32
2.2.1. Khái quát chung 32
2.2.2. Phân tích ổn định mái dốc theo lý thuyết trượt phẳng 33
2.2.3. Phân tích ổn định mái dốc theo lý thuyết trượt cung tròn. 38
2.3. Bài toán tính toán ổn định mái dốc có gia cố cho công trình cảng cá. 43
2.3.1. Lý thuyết áp lực đất lên tường chắn 43
2.3.2. Lý thuyết áp lực đất Culông 45
2.3.3. Áp lực chủ động và áp lực bị động của đất dính lên tường chắn 47
2.3.4. Nghiên cứu tính toán ổn định về tường chắn đất 52
2.3.5. Tính toán ổn định mái dốc làm việc đồng thời với các thành phần gia cố 55
2.3.6. Bài toán ổn định mái dốc có các biện pháp gia cố 57
2.4. Áp dụng một số phần mềm tính ổn định mái dốc công trình 69
2.4.1. Phương pháp tính toán ổn định bằng phần mềm Geo – slope 69
2.4.2. Phương pháp tính toán ổn định bằng phần mềm Plaxis 70

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC CÓ GIA CỐ. 71
3.1. Tên Công trình 71
3.2. Địa điểm xây dựng 71
3.3. Điều kiện địa chất công trình 71
3.4. Điều kiện địa chất thủy văn 72
3.5. Tính toán 74
Kết luận và Kiến nghị 97
Tài liệu tham khảo

MỞ ĐẦU
* TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt Nam là một quốc gia nằm trên bờ của Biển Đông thuộc Thái Bình Dương, với hơn 75% dân số sống dọc theo bờ biển dài hơn 3200 km, Việt Nam thuộc vào loại các nước bị uy hiếp nhiều nhất bởi sự biến đổi khí hậu toàn cầu và mực nước biển dâng. Câu hỏi hiện nay không còn là “ Liệu các hiện tượng có ảnh hưởng đến đất nước ta không?” mà là “ Ứng phó như thế nào để giảm thiểu thiệt hại, bảo vệ tối đa thành quả lao động quá khứ và tiếp tục phát triển bền vững”.
Vùng duyên hải miền Trung được cấu tạo bởi một đất kẹp giữa dãy Trường Sơn về phía Bắc, và vùng cao nguyên Nam Trung Bộ (Tây Nguyên) về phía Nam, và Biển Đông. Dải đất bị chia cắt bởi nhiều nhánh núi Trường Sơn vươn ra đến tận biển, và một số con sông ngắn và lưu vực chảy về phía Biển Đông. Từ vài thập kỷ gần đây, rừng đầu nguồn bị tàn phá nhiều, địa mạo vùng duyên hải Trung bộ ngày càng không ổn định, các cơn lũ tràn và lũ quét đổ ra Biển Đông thường xuyên hơn. Lòng sông, địa mạo các cửa sông thay đổi nhiều sau mỗi mùa lũ, hậu quả của nó làm cho cơ sở hạ tầng vùng ven sông biển khá nặng nề. Những năm gần đây tình hình vùng ven sông biển bị xâm thực xảy ra nhiều hơn do hiện tượng lũ quét và biển dầng.
Để bảo vệ cơ sở hạ tầng cảng cá trước hiện tượng lũ quét và biển dâng phải sử dụng mái dốc. Thực tế cho thấy, mặc dù kết cấu kè được thiết kế khá kiên cố nhưng hàng năm số lượng mái dốc, kè chắn vẫn bị trượt lở gây thiệt hại không nhỏ.
Tính toán và gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với địa chất ven sông, biển tỉnh Phú Yên là một việc làm cần thiết. Từ việc nghiên cứu này, chúng ta có thể đánh giá hiệu quả của giải pháp thiết kế và tính phù hợp với điều kiện địa chất công trình và kỹ thuật thi công, lựa chọn được giải pháp tối ưu. Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả quản lý kỹ thuật, kinh tế đối với dự án xây dựng.

* MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU :
Mục đích: Luận văn nghiên cứu nhằm đưa ra một cách tiếp cận mang tính tổng quát khi giải quyết bài toán ổn định mái dốc trong công trình cảng cá có xét đến các yếu tố khách quan và chủ quan. Trên cơ sở phân tích, kiểm tra và đánh giá các công trình đã thực hiện, để từ đó, đưa ra một số kiến nghị về giải pháp gia cố mái dốc tối ưu phù hợp với điều kiện địa chất công trình và điều kiện thi công mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu thông số kinh tế, xã hội, kỹ thuật hợp lý của dự án.
Nhiệm vụ: Nghiên cứu áp dụng các lý thuyết tính toán về ổn định mái dốc trong công trình cảng cá có xét đến sự làm việc đồng thời của các giải pháp gia cố bằng các phương pháp phân tích, tổng hợp.
Sử dụng các phương pháp, lựa chọn giải pháp hợp lý.
Áp dụng phần mềm plaxis cho một công trình được áp dụng tại Phú Yên.

* PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Phân tích các số liệu thống kê.
Điều tra, khảo sát các công trình xây dựng, tổng hợp các tài liệu của các tác giả đã nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến đề tài rút ra những vấn đê chung về xử lý gia cố mái dốc và những vấn đề đặt ra về mặt công trình đáp ứng yêu cầu ổn định của chúng.
Tính toán các vấn đê kỹ thuật của mái dốc, phân tích đánh giá, đề xuất giải pháp và khả năng ứng dụng vào điều kiện xây dựng các công trình ven sông, biển tỉnh Phú Yên.

* ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Đối tượng nghiên cứu là các công trình xây dựng.
Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các công trình xây dựng, tổng hợp các tài liệu của các tác giả đã nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến đề tài rút ra những vấn đề về xử lý gia cố mái dốc công trình xây dựng và những vấn đề đặt ra nhằm đáp ứng yêu cầu ổn định của chúng. Từ đó, có giải pháp gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với địa chất ven sông, biển tỉnh Phú Yên.

* HƯỚNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Đề xuất giải pháp và khả năng ứng dụng gia cố mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với địa chất ven sông, biển tỉnh Phú Yên.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quỳ (1970), Cơ học đất, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp.
2 Trần Lê Hòa Bình (1996) Tính toán công trình bảo vệ bờ biển trong điều kiện Việt Nam, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành xây dựng công trình biển, Trường Đại học xây dựng Hà Nội.
3 Hoàng Tất Đạt (2007) Nghiên cứu bài toán ổn định mái dốc có kể đến biện pháp gia cố chống trượt, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp, Trường Đại học kiến trúc Hà Nội.
4 Lê Xuân Mai (2002) Nghiên cứu tính toán ổn định mái dốc có cốt, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành cơ học đất- nền móng- công trình ngầm, Trường Đại học xây dựng Hà Nội.
5 Đỗ Thanh Ngà ( 1999) Xác định tác động của sóng biển lên mái đê, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành xây dựng công trình biển, Trường Đại học xây dựng Hà Nội.
6 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Đăng Dũng (2006),cơ học đất, Nxb Khoa Học và Kỹ Thuật
7 Phạm Văn Giáp, Nguyễn Hữu Đẩu, Nguyễn Ngọc Huệ (2008), công trình bến cảng, Nhà xuất bản xây dựng.
8 Trần Minh Quang (2007), Công trình biển, Nhà xuất bản giao thông vận tải.
9 Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Uông Đình Chất(2002), nền và móng các công trình dân dụng và công nghiệp, Nxb xây dựng
10 Phan trường Phiệt (2008), Áp lực và tường chắn đất, Nhà xuất bản xây dựng.
11 Phan trường Phiệt (2005), Cơ học đất ứng dụng và tính toán công trình trên nền đất
12 Trần Văn Việt (2008), Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ trhuật, Nhà xuất bản xây dựng.
13 Tài liệu hố khoan địa chất đất nền khu vực xây dựng công trình do Xí nghiệp Tư vấn xây dựng - Công ty 508 thực hiện tháng 01 năm 2010.
14 Tài liệu khảo sát địa hình do Xí nghiệp Tư vấn xây dựng - Công ty 508 thực hiện năm 2009, bao gồm bình đồ tỷ lệ 1/1000 và các mặt cắt ngang phần trên cạn khu vực tuyến đường Nam Tuy Hòa đến Khu Công nghiệp Hòa Hiệp 1
15 Hồ sơ khảo sát thiết kế công trình bảo vệ bờ biển do Công ty cổ phần tư vấn xây dựng công trình giao thông 5 thực hiện năm 2010.
16 Quy phạm phân cấp đê QP.TL.A.6 - 77
17 Hướng dẫn thiết kế đê biển 14TCN 130-2002
18 Hướng dẫn thiết kế tường chắn công trình thuỷ lợi HD. TLC- 4-76 (tái bản năm 2003)
19 Tải trọng và tác động lên công trình thuỷ 22TCN 222-95
20 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995
21 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế 1008TCVN - 4116
22 Tiêu chuẩn 14TCN110-1996 thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật trong công trình Thủy lợi.
23 Sổ tay tính toán sóng tràn EurOtop (2007)
24 TCXDVN375:2006 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất (2006).Nxb xây dựng
25 Bộ giao thông vận tải , tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông , tập 4.
26 Bộ giao thông vận tải , tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông ,tập 5.
27 BS 8081: 1989, neo trong đất, Nxb xây dựng 2001
28 D.G.Fređlun, H.Rahardjo (2000), cơ học đất cho đất bão hoà , tập 1, Nxb Giáo dục
29 D.G.Fređlun, H.Rahardjo(2000), cơ học đất cho đất bão hoà , tập 2, Nxb Giáo dục.
30 Roy Whitlow (1989), cơ học đất , tập 1, Nxb Giáo dục.
31 Roy Whitlow (1989), cơ học đất , tập 2, Nxb Giáo dục.
32 Klien G.K(1964), Tính toán tường chắn đất, Trường cao đẳng Hà Nội.