BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM

BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA MỘT SỐ GIẢI PHÁP
CÔNG NGHỆ ĐỐI VỚI ĐÊ BIỂN THUỘC ĐỀ TÀI:
“
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM
”
Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂ
Y
DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN
Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Nguyễn Quốc Dũng
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam


5.1.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển 13
5.1.2. Yêu cầu 13
5.1.3. Giải bài toán 13
5.2. Đệm đất 16
5.2.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển 16
5.2.2. Yêu cầu 16
5.2.3. Giải bài toán 16
VI. PHƯƠNG PHÁP CỌC CỪ TRÀM 19
6.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển 19
6.2. Yêu cầu 19

2
6.3. Giải bài toán 19
VII. PHƯƠNG PHÁP CỌC CÁT 22
7.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển 22
7.2. Yêu cầu 22
7.3. Giải bài toán 22
VIII. PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC 24
8.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển 24
Sơ đồ mặt cắt đê như trên(hình 1) 24
8.2. Yêu cầu 24
8.3. Giải bài toán 24
IX. PHƯƠNG ÁN ĐÊ ĐẤT CÓ CỐT 26
9.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển tính toán 26
9.2. Yêu cầu 26
9.3. Giải bài toán 27
X. TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ CHO ĐÊ BIỂN CÓ XÉT ĐẾN HIỆU
QUẢ KINH TẾ 31
10.1. Ví dụ 1: Khối đắp có chiều cao nhỏ 31
10.1.1. Mặt cắt đê 31

- Tính toán xác định các thông số hình học thông qua các công thức giải
tích, theo các bước xác định;
- Tính toán sử dụng các phần mền thương mại để tính toán.
- Bước 3: Đánh giá hiệu quả của các giải pháp công nghệ khi có các nghiên cứu
ở bước 1 và 2.
1.3. Cách tiếp cận
- Tiếp cận lý thuyết: Sử dụng các công thức lý thuyết đã được nghiên cứu đề
xuất trong các công nghệ, giới thiệu trong các chuyên
đề;
- Tiếp cận phương pháp tính: Sử dụng các phần mềm thương mai đã có trên thị
trường (có bản quyền), xây dựng các menu chương trình con hỗ trợ để phục vụ cho các
tính toán;
- Tiếp cận thông qua thực tế: Để đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cần dự
vào các tiêu chuẩn, quy chuẩn, các đơn giá hiện hành để đánh giá.
1.4. Điều kiện ban đầu của đê
a/ Các chỉ tiêu c
ơ lý của đất đắp:
+ Đất đắp có: - Dung trong tự nhiên:
3
/1.17 mKN=
ω
γ

- Dung trọng đất khô:
3
/8.11 mKN
k
=
γ


′
=
o
ϕ

- Lực dính đơn vị:
3
/4.4 mKNC =

+ Lớp đất 2 có (chiều dày lớp đất 7m):
- Dung trong tự nhiên:
3
/1.18 mKN=
ω
γ

- Dung trọng đất khô:
3
/2.13 mKN
k
=
γ

- Góc ma sát trong:
806
′
=
o
ϕ



5
2.4. Kiểm tra ổn định
123
4
5
1
2 3
45
6
7
8
9 10
11 12
13 14
1516
17
18 19
m=3
m=2.75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2

Hình 2. Sơ đồ tính toán ổn định đê biển theo mặt cắt thiết kế yêu cầu

0.658
m=3

C
u
=
w
tg
C
ϕ
.14.51−
=
73.3.14.51
4,4
tg−
= 6,12(KN/m
2
)

→ P
at
= 3,14.6,12 = 20,78 (KN/m)
2.1. Chiều cao an toàn của khối đất đắp:H
at
=
d
u
C
γ
.14,3
=
2,17
12,6.14,3

1
,cần chờ một khoảng thời gian T
1
để đất nền cố kết U
1

dưới áp lực P
1
= 
đ
.h
1
Ta có : T
1
= t.
n
1
)
h
H
( , t =
2
v
v
Th
C
=
98,0
02,0.567,0
= 0,000231(Gỉa thiết U=80% tra phụ

⎬
∆ϕ = ϕ − ϕ
⎭
→
⎩
⎨
⎧
=−=∆
=−=∆
8,34,42,8
7,773,343,11
cu
cu
C
ϕ

Giá trị sức chống cắt tính toán theo mức độ gia tăng trung bình sau thời đoạn T
1
:

tt
cu
cu u
tt
cu
cu u
C
C =C+
2
2

u
cu
C
ϕ

7.1. Tính H
at
và [H
gh
] của khối đất đắp sau thời đoạn T
1
là:
H
at
=
).14,5-1.(
.14,3
tt
cud
tt
cu
tg
C
ϕγ
=
)58,7.14,5-1.(1,17
3,6.14,3
tg
= 3,66(m)


1
=4,5-1,2 = 3,3(m)

2. Kiểm tra khả năng chịu tải của nền:
h
A
A
B
B
H
1
q
P=
γ
h
O
b
y
x

Hình 4. Sơ đồ làm việc và tính toán khả năng chịu tải của nền
Các giá trị [p], [q] được xác định như sau:
[p] = γH
q
h
f
+ γH
γ
b + H
c

Q
=
375,17
45
= 2,59(KN/m)
n =
P
q
=
95,76
59,2
= 0,034.
l=
C
b.
γ
=
3,6
375,17.2,17
= 47,44(m)
Tra phụ lục (15-4) với
ϕ
= 7,58,n = 0,034 và l = 40,61
→
H
q
= 1,9;Hg = 0,28;H
c
=
5,037;h

+
−

Ta có :
1
o
ε
=1,514, Từ P= γ
2
1
h
=17,1.
2
2,1
=10,3(KN/m
2
) =1,03(kG/cm
2
)

→
1
1
ε
=1,264
Vậy : S
1thân
=
2,1.
514,11

1
ε+
ε−ε

Ta có: P
1
= γ.H
2
= 17,1.3,3.0,1= 5,643 ; P
2
= γ.
2
2
H
= 2,822(kG/cm
2
)
Từ P
1

→

1
2
ε
= 0,9385
Từ P
2

→

= 0,119+1,011= 1,13(m)
-
Tính lún cho nền:Chia đất nền thành 2 lớp h
1
=h
2
= 1,5m (h
nền
=3m)
*Đắp đê với chiều cao h
1

S
1nền
=
i
n
1i
i0
i1i0
h
1
∑
=
ε+
ε
−
ε

Ta có: P

n
i
i
ii
h
∑
=
+
−
1
1
21
1
ε
ε
ε

Ta có: P
2
= γ.(H
1
+H
2
)= 17,2.(1,2+3,3)= 7,74(m) →
2
ε
= 0,873
Vậy: S
2nền
=

2122
m=3
m=2.75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2
dot 1

Hình 5. Sơ đồ tính toán ổn định cho lớp đắp thứ nhất H = 1,20m

1.755
m=3
m=2.75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2
dot 1

Hình 6. Hệ số ổn định cho lớp đắp thứ nhất H
1
= 1,755

1 2 3
4 5 6
7
8

1.120
m=3
m=2.75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2
dot 1
dot 2

Hình 8. Hệ số ổn định cho lớp đắp thứ nhất H
1
= 1,120

10
- Kết quả kiểm tra ổn định của từng đợt đắp cho thấy, đê hoàn toàn ổn định.
- Vậy đắp đê theo thời gian là hợp lý.

IV. TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP PHẢN ÁP
4.1. Sơ đồ mặt cắt đê biển
Sơ đồ mặt cắt đê như trên(hình 1).
4.2. Yêu cầu
1. Tính toán xác định kích thước bệ phản áp.
2. Kiểm tra ổn định của đê sau khi đắp bệ phản áp.
4.3. Giải bài toán
1. Xác định kích thước bệ phản áp.
Ta xác định theo các bước sau đây:
1.1.Xác định chiều cao tính toán của nền đất đắp:
H=

875,14
875,14
=1
→và = 0,049
4.1.Ứng suất chính của điểm khảo sát đất nền là:

γ
1
=
γ
p=0,205. 84,788 =17,381 (KN/m)

γ
2
=
γ
p=0,049. 84,788 =4,155 (KN/m)
5.1. Xác định góc ở điểm 9 theo công thức sau:
sin
M
=
)hhz(2
cm21
21
++γ+σ+σ
σ
−
σ

=

điểm
z v=z/b1 y d=y/b1 µ б1
v
б2 sinθ θ
1 0 0 0 0 1 84.79 1 84.79 0.000 0.00
2 0 0 3.72 0.25 0.75 63.59 0.75 63.59 0.000 0.00
3 0 0 7.44 0.5 0.5 42.39 0.5 42.39 0.000 0.00
4 0 0 11.16 0.75 0.25 21.20 0.25 21.20 0.000 0.00
5
′

0 0 14.88 1 0 0.00 0 0.00 0.000 0.00
5 3.72 0.25 0.00 0 0.83 70.20 0.41 35.02 0.101 5.80
6 3.72 0.25 3.72 0.25 0.75 63.59 0.35 29.25 0.102 5.87
7 3.72 0.25 7.44 0.5 0.59 50.28 0.24 20.52 0.095 5.45
8 3.72 0.25 11.16 0.75 0.41 34.42 0.13 10.60 0.083 4.75
9 3.72 0.25 14.88 1 0.21 17.38 0.05 4.15 0.050 2.87
10 7.44 0.5 18.59 1.25 0.12 10.17 0.04 3.39 0.018 1.01
11 7.44 0.5 0.00 0 0.71 60.28 0.19 16.28 0.098 5.64
12 7.44 0.5 3.72 0.25 0.66 55.71 0.17 14.67 0.093 5.34
13 7.44 0.5 7.44 0.5 0.55 46.63 0.12 10.26 0.085 4.88
14 7.44 0.5 11.16 0.75 0.43 36.46 0.07 5.85 0.074 4.25
15 7.44 0.5 14.88 1 0.31 26.54 0.05 4.07 0.056 3.21
16 11.16 0.75 0.00 0 0.61 51.38 0.10 8.14 0.078 4.44
17 11.16 0.75 3.72 0.25 0.57 48.07 0.09 7.72 0.073 4.18
18 11.16 0.75 7.44 0.5 0.49 41.55 0.07 5.77 0.066 3.76
19 11.16 0.75 11.16 0.75 0.42 35.53 0.05 4.15 0.058 3.34
20 11.16 0.75 14.88 1 0.32 27.39 0.05 3.90 0.044 2.54
21 14.88 1 0.00 0 0.50 42.39 0.06 5.09 0.055 3.17
22 14.88 1 3.72 0.25 0.48 40.70 0.05 4.24 0.054 3.11

018
023
019
014
015
05*
0
0
0
0
07
00
0
0
000
0
0
0
0
0
0
0
Vùng bi?n
d?ng d?o
3.72m
59.5m
29.75m
1.5m

Hình 9: Vùng biến dạng dẻo

15
16
17
18
19
20
21 22
2324
25
26 27
m=3
m=2.75
3m 1,5m
5m
lop1
lop2

Hình 10. Sơ đồ tính toán ổn định đê có cơ phản áp

13
1.565
m=3
m=2.75
3m 1,5m
5m
lop1
lop2

Hình 11. Hệ số ổn định của đê đắp theo phương pháp phản áp K
minmin

Kiểm tra chiều dày lớp đệm theo điều kiện : σ
1
+σ
2
≤R
tc

Ta có : σ
1
= γ
đ
.h
đ
+γ.h
m
=19.2+0=38(KN/m
2
)
Ứng với:
b
z
m
.2
=
=
375,17
2.2
=0,23 và
b
l

σ
2
= α
0
.(
m
tc
h.
0
γσ
−
)=0.984.(76,95-0)=75,755(KN/m
2
)
Áp dụng công thức:
b
mq
=
l
N
tc
.
2
σ
∑
=
755,75
95,76
=17,649(m)
Ứng với

).
Như vậy điều kiện được thoả mãn và việc chọn chiều dày đệm cát như giả thiết
là hợp lý.
Chiều rộng lớp đệm cát được tính toán theo công thức:
b
đ
= 17,375+2.2.tg30 = 19,683(m)
→
Chọn b
đ
= 16,68 (m).
2. Xác định kích thước lớp đệm cát theo phương pháp đề nghị của B.I. Đalmatov
Giả thiết chọn chiều dày lớp đệm cát h
đ
= 2m và mở rộng đệm cát ở 2 phía mép
móng,mỗi đoạn c = 1,15m.
Cát dùng làm đệm cát là loại cát trung bình
3
/20 mKN=
γ
,và
ϕ
đ
= 40.
Xác định trị số P
max
ứng với các góc
β
= 36, 41, 45 và 50.
Hình vẽ minh hoạ ứng với trường hợp góc

1
T
N
R
b
36°
A
D
E
a
Q

Hình 12. Sơ đồ tính toán lớp đệm cát theo đề nghị của B.I. Đalmatov

15
+Khi
β
= 36 thì mặt trượt AD cắt ở đáy lớp đệm cát với khoảng cách a =
15,791.Lúc đó trị số P
max
được tính toán theo công thức (3-19).
P
max
=
(
)
[
]
[]
⎪

atgtgab
tgkhacbch
atgtgab
tgtgnhkhhahhh
n
dd
ddm
dd
dmdmdmd

=30,128(KN/m
2
)
+ Tương tự khi
β
= 41 thì P
max
= 27,076(KN/m
2
).
+ Khi
β
= 50 thì P
max
= 24,789(KN/m
2
).
+ Khi
β
= 45 thì P

)
Như vậy kích thước lớp đệm cát mà chúng ta chọn là hợp lý.
3. Tính toán sức chịu tải khi đã có đệm cát.
Áp dụng công thức:
R
tc
=m(A
1/4
.
γ
.b+B.q+D.c)
Trong đó: b=17,375m;c=0,05;q =
m
h.
γ
=0 ; m=1;Từ
ϕ
=16,8
o
tra phụ lục bảng II-
1 nền móng được A
1/4
=0,388; B= 2,546; D= 5,124
Như vậy ta có:
Rtc=1.(0,388.17,2.17,375+2,546.0+5,124.3)=131,326(KN/m
2
) (1)
+ Xác định áp suất đáy móng trung bình:
P
tb

5
6
7
1
2 3
4
5
67
8
9
10 11
12 13
14 15
16 17
1819
20
21 22
m=3
m=2.75
H=3m
1,5m
5m
lop1
lop2
Demcat
Dâtdap

Hình 13. Sơ đồ tính toán ổn định đê có đệm cát xử lý nền
17
B
đ
= b.(1+2.n
2
)
Khi
tc
o
σ
= 0,7695(KG/cm
2
)
→
ta chọn n
2
= 0.3
B
đ
= 17,375.(1+2.0,3) = 27,8 (m)
3.1. Kiểm tra lại chiều dày lớp đệm đất dựa vào điều kiện.
Vật liệu dùng làm lớp đệm là đất sét pha cát .Sau khi đầm nén chặt ta được
d
δ
=
1,65(t/m
3
) và
d
γ

2
= α
0
.(
m
tc
h.
0
γσ
− ) = 0,9885.7,695 = 7,607(t/m
2
)
Ứng với φ=20
o
tra bảng (3-2) được A = 0,51, B = 3,06 , D = 5,66
Theo công thức b
mq
= 577,17
1.607,7
375,17.695,7
= (m)
Vậy theo công thức (3-7) ta có:
R
tc
=[Ab
mq
+B(h
m
+h
đ

)
Do đó: q
1
= n
3
.Rtc=

0,5.51,697 = 25,848(t/m
2
)
+ Tương tự ta có ứng suất giới hạn của đất nền ở dưới đáy lớp đệm đất .
q
2
= 0,5.62,774 = 31,387(t/m
2
)
+ Xác định ứng suất ngang do tải trọng của công trình ở mặt trên lớp đệm đất .
Khi đó z = 0 ,y =
9,13
2
8,27
= . Ứng v ới
b
z
= 0, 8,0
375,17
9,13
==
b
y

σ
= 0,11.7,695 = 0,846
Như vậy :
1y
σ
<q
1
.

2y
σ
<q
2
.
Do vậy chọn chiều rộng của lớp đệm đất b
đ
= 27,8 (m) là hợp lý.
2. Tính toán sức chịu tải của nền khi đã có đệm đất.
Áp dụng công thức:
R
tc
=m(A
1/4
.
γ
.b+B.q+D.c)
Trong đó: b=17,375m;c= 9,2kn/m
2
;q =
m

(2)
Từ (1) và (2) ta thấy P
tb
< R
tc
→yêu cầu về nền đảm bảo.
3. Tính toán ổn định.(PP geoslope)
- Kết quả kiểm tra cho thấy đê đã ổn định với hệ số K
min
=1,107.Như vậy dùng
pp đệm đất cũng đã phát huy được hiệu quả để tăng ổn định cho đê.
- Kết quả thể hiện trên hình vẽ Hình 16.

1
2 3
45
6 7 8
9
1
2 3
4
5
67
8
9
10 11
12 13 14 15
16 17
18 19
2021

Sơ đồ mặt cắt đê như trên(hình 1)
6.2. Yêu cầu
1. Tính toán cọc cừ tràm theo sức chịu tải.
2. Tính toán lún ổn định của móng cọc tràm .
3. Tính toán ổn định.
6.3. Giải bài toán
1. Tính toán cọc cừ tràm theo sức chịu tải.
Gỉa thiết cọc cừ tràm có đường kính d
c
=40cm và chiều dài của cọc là l=3m
+ Theo điều kiện vật liệu
P
vl
=0,6.F
c
.R
ng

- Chọn cọc cừ tràm có đường kính d=0,4m.Vậy F
c
=3,14.
4
4,0
2
=0,126 (m
2
)
- Cường độ tính toán của gỗ khi nén dọc thớ,có thể lấy bằng 1300 (T/m
2
)

ϕ
.
Gỉa thiết chọn
δ
= 0,7
ϕ
và
ϕ
=3,73.Tra phụ lục 15-16 ta có :

20
N
c
= 11,853
N
q
= 1,8253
N
γ
=0,2621
K = 0,7448
Như vậy:
Rc=1,3.4,4.11,853+17,2.3.1,8253+0,6.17,2.0,4/2.0,2621=99,737(KN/m
2
)

→
Pgh=101,058.0,126=20,414(KN) (1)
Ta có: P
đ

E
oi
=3500 KN/m
2
:Mô đun biến dạng đàn hồi.
B=17,375m: bề rộng móng đối với móng khối qui ước hình chữ nhật
P
o
=76,95(KN/m
2
) Ứng suất trung bình dưới đáy móng khối qui ước.
Từ m=
518,0
375,17
5,4.2.2
==
b
H
→M=0,95: Hệ số hiệu chỉnh xác định theo chỉ dẫn trong
TCXD 45-78.
K
i
và K
i-1
: các hệ số tra bảng trong TCXD 45-78.
Chia đất nền thành 5 lớp mỗi lớp có chiều dày là 1m →n=5 và z=1m .
Vậy m=2z/b=
375,17
0.2
=0 và hình chữ nhật với tỷ số n=

=4,1.10
-5

→S=17,375.76,97.0,95.4,1.10
-5
=0,0522(m)
3. Tính toán sức chịu tải của nền khi có cọc ứng với tải trọng đê.
Áp dụng công thức:

21
R
tc
=m(A
1/4
.
γ
.b+B.q+D.c)
Trong đó: b=17,375m;c= 8;q =
m
h.
γ
=0 ; m=1;Từ
ϕ
=8
o
tra phụ lục bảng II-1 được:
A
1/4
=0,14
B= 1,55

1
23
4 5
6
7
8910
1
2 3
4
5 6
7
8 910
11
12 13 14
15
16
17
18 192021
22 23
2425
m=3
m=2 . 75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2
coc cu tràm
dat dap


.
32
dC
ε−ε
ε+
π
=

- d = 0,4m
-
d
ω
= 25,3%
-
ch
ω
= 45,6%,A = 45,6-25,3 = 20,3%
-
o
ε
= 1,322, ).5,0.(
.100
A
d
n
k
tk
+=
ω
γ

ε
+
−
=
tk
f
F
n
;
Trong đó: F
nc
= 1,4b(a+0,4b)=1,4.17,375(1+0,4.17,375) = 193,384(m
2
)
f =
4
4.0.14,3
2
= 0,126(m
2
)
Vậy n =
)322,11.(126,0
)971,0322,1.(384,193
+
−
≈
232,523 cọc
1.3. Xác định chiều dài cọc L:
- Xác định chiều sâu nén chặt

ε
xác định được gần đúng các trị số c,
ϕ
,Eo
Khi
nc
ε
= 0,792 ta có C
tc
= 0,2 (t/m
2
) ,
ϕ
= 26
o
, E
o
= 110 (g/cm
2
)
Với
ϕ
= 26
o
ta có : A= 0,84 , B= 4,37 , D= 6,9
Tính R
tc
theo công thức:
R
tc

- Tính toán độ lún dự tính của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát.
Ta có :
O
o
E
a
β
=
Trong trường hợp của bài toán ta xét
4,0
=
β
và a
o
= 00364,0
110
4,0
= (cm
2
/kg)
Xác định áp lực gây lún p theo công thức:
p =
h
o
.
γ
σ
− = 7,695-1,71.0= 7,695(t/m
2
)

20
21 22
m=3
m=2 . 75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2
coc cat
dat dapHình 19. Sơ đồ phân tích ổn định đê xử lý bằng cọc cát

1.594
m=3
m=2.75
3m
1,5m
5m
lop1
lop2
coc cat
dat dap

Hình 20. Hệ số ổn định nhỏ nhất xử lý nền bằng cọc cát K
minmin
= 1,594