LỜI CẢM ƠN
Lun vn thc s chuyên nghành xây dng công trình thu vi tài “Nghiên
cứu đánh giá quá trình lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng
của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu” c hoàn thành vi
s c gng n lc ca bn thân cùng vi s giúp nhit tình ca Khoa Công trình,
các thy cô giáo trng i hc Thu Li ã to mi iu kin và ng viên giúp
v mi mt. Tác gi xin chân thành cm n các c quan, n v và cá nhân nói
trên.
c bit, tác gi xin bày t lòng bit n sâu sc ti thy giáo hng dn
TS. Hoàng Vit Hùng và PGS.TS Trnh Minh Th ã trc tip hng dn và tn
tình giúp trong thi gian thc hin lun vn.
S thành công ca lun vn gn lin vi quá trình giúp , ng viên c v
ca gia ình, bn bè và !ng nghip. Tác gi xin chân thành cm n.
Trong khuôn kh lun vn thc s, do iu kin thi gian có hn nên không
th" tránh khi nh#ng khim khuyt, r$t mong nhn c ý kin óng góp quý báu
ca các thy cô giáo, các anh ch và bn bè !ng nghip.
Hà Nội, ngày 27 tháng 02 năm 2014
Tác giả Bùi Thị Mịn MỤC LỤC
PH'N M( 'U
1
I.Tính c$p thit ca tài 1
II. Mc ích ca tài 2
III. Phng pháp nghiên c%u 2
IV. Ni dung lun vn 3
V.Kt lun và kin ngh.
3
CH)*NG I
4
T+NG QUAN V, XÂY D-NG Ê BI.N TRÊN N,N /T Y0U
4
1.1. Hin trng ê bi"n Vit Nam 4
1.1.1. a ch$t nn và $t p ê bi"n min Bc 4
1.1.2. a ch$t nn và $t p ê bi"n min Trung 12
1.1.3. a ch$t nn và $t p ê bi"n min Nam 20
1.1.4. a ch$t nn và $t p ê bi"n Bc Liêu 23
1.1.5. a ch$t nn và $t p ê bi"n Cà Mau 24
1.2.Các iu kin biên a k1 thut trong tính toán thit k ê bi"n 26
1.2.1 Tng quan 26
1.2.2 Nh#ng khía cnh a k1 thut liên quan n ch%c nng chn gi# nc 28
1.2.3. c trng C hc $t c bn trong thit k công trình $t 31
1.3.Kt lun chng 1 36
CH)*NG II
37
90
4.1 t v$n 90
4.2. Gii thiu công trình ê bi"n Bc Liêu 90
4.2.1.Ví trí a lý 90
4.2.2. a hình, a mo: 91
4.2.3. a ch$t công trình 92
4.2.4. Khí tng, thy vn 93
4.2.5.Tình hình dân sinh - kinh t - xã hi: 95
4.2.6. Tình hình u t xây dng c s2 h tng k1 thut ca vùng d án: 97
4.2.7. Quy mô tuyn ê bi"n ông Nàng Rn d kin xây dng: 101
4.3. xu$t phng án thi công tuyn ê ông Nàng Rn 101
4.3.1 Xác nh chiu cao p gii hn cho phép theo lý thuyt: 102
4.3.2 Xác nh chiu cao p gii hn theo kt qu nghiên c%u ca lun vn:
102
4.3.3 Ki"m ch%ng kt qu nghiên c%u khi mô phng li ê bi"n ông Nàng Rn
b;ng phn mm PLAXIS 103
4.4 Kt lun chng 4 107 K0T LU<N VÀ KI0N NGH=
108
I. Nh#ng kt qu t c ca lun vn 108
II. T!n ti 108
II. Kin ngh 109
TÀI LI>U THAM KH8O
110
Hình 1.2:Mt ct i"n hình tuyn ê ven bi"n Hi Phòng
9
Hình 1.3:Mt ct i"n hình ê bi"n Nam nh
10
Hình 1.5:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Thanh Hóa
14
Hình 1.6:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Ngh An
16
Hình 1.7:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Hà Tnh
17
Hình 1.8:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Qung Tr
19
Hình 1.9:Mt ct a ch$t i"n hình tuyn ê khu vc Th?a Thiên Hu
20
Hình1.10: 6ng su$t @ng hng.
31
Hình 1.11:8nh h2ng ca tc tng ti n tc c kt và cng chng ct
35
Hình 2.1: Mô hình Terzaghi
38
Hình 2.2. Kt qu thí nghim xác nh h s áp lc nc l rng ban u ca $t
bùn
sét
46
Hình 3.1 Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 8 lp, trng
hp 1
69
Hình 3.2 Véc t chuy"n v khi ki"m tra n nh khi p-
kt qu p 8 lp, trng
Hình 3.10: Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-
kt qu p 8 lp, trng
hp 2
74
Hình 3.11: H s an toàn ΣM
sf
= 1.26 , sau khi kt thúc lp p th% 8
74
Hình 3.12: Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p
kt qu p 6 lp-Trng
hp 3
75
Hình 3.13: Kt qu ph chuy"n v- ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp-
Trng hp 3
76
Hình 3.14 Bi"u ! áp lc nc l rng theo thi on p
kt qu p 6 lp-Trng
hp 3
76
Hình 3.15 Li bin dng khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp-Trng
hp 3
77
84 Hình 3.27:Kt qu ng @ng chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 4
lp, mi lp dày 1m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày.
84
Hình 3.28:Kt qu ph chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 4 lp, mi
lp dày 1m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày.
85
Hình 3.29:Kt qu ph chuy"n v ngang trong khi p trng hp 6 p 4 lp, giá
tr chuy"n v ngang ln nh$t 0,12m
85
Hình 3.30:Bi"u ! bi"u diAn quá trình tiêu tán áp lc nc l rng d vi thi gian
86
Hình 3.31:Li bin dng tng th" trng hp 6 p 6 lp, mi lp dày 0.65m, thi
gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày.
86
Hình 3.32:Kt qu ph chuy"n v %ng trong khi p trng hp 6 p 6 lp, mi
lp dày 0.65m, thi gian ch gi#a các lp cách nhau 70 ngày.
87
Hình 3.33:Bi"u ! bi"u diAn quá trình tiêu tán áp lc nc l rng d vi thi gian
87
Hình 3.34 Véc t chuy"n v khi ki"m tra n nh khi p-kt qu p 6 lp-Trng
hp 6
88
Hình 3.35: H s an toàn ΣM
sf
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Báng 1.1 .Bng tng hp chB tiêu c lý lp $t 2 7
Bng 1.2: Tng hp các chB tiêu c lý ca $t ven bi"n Hi Phòng. 8
Bng 1.3:ChB tiêu c lý trung bình lp 1 khu vc Nam nh 9
Bng 1.4:ChB tiêu c lý trung bình lp 2 khu vc Ninh Bình 11
Bng 1.5:ChB tiêu c lý chung ca lp 2 khu vc Thanh Hóa 14
Bng 1.6:ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Ngh An 15
Bng 1.7:ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Hà Tnh 17
Bng 1.8: ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Qung Tr 18
Bng 1.9: ChB tiêu c lý chung ca lp 1 khu vc Th?a Thiên Hu 19
Bng 1.10: ChB tiêu c lý chung ca lp 2 khu vc Bc Liêu 24
Bng 1.11: Cng DEm tt các chB tiêu c lý ca FGc lp a ch$t 26
Bng1.12. Nh#ng biên liên quan n kt c$u a k1 thut 30
Bng 3.1: Tng hp thông s $t yu nn ê bi"n 2 các a phng 64
Bng 3.2 Tng hp các trng hp tính toán 65
Bng 3.3:Tng hp kt qu tính toán trng hp 1 68
Bng 3.4:Tng hp kt qu tính toán trng hp 2 72
Bng 3.5:Tng hp kt qu tính toán trng hp 3 75
Bng 3.6:Tng hp kt qu tính toán trng hp 4 78
Bng 3.7:Tng hp kt qu tính toán trng hp 5 80
Bng 3.8:Tng hp kt qu tính toán trng hp 6 83
Bng 3.9: Tng hp kt qu tính toán cho các trng hp 89
Bng 4.1: ChB tiêu c lý ca các lp $t nn 93
Bng 4.2: Tình hình phân b dân s trong vùng d án 96
Bng 4.3: Hin trng s3 dng $t 97
Bng 4.4: Kt qu tính toán ki"m tra li %ng dng bng 3.9 103
1
khn, nó òi hi s kt hp cht chd gi#a kin th%c khoa hc và kinh nghim thc
t " gii quyt , gim c ti a các s c, h hng công trình khi xây dng trên
nn $t yu.
2
c tính ca $t yu cn phi c ci thin " phc v các yêu cu thc t
trong quá trình xây dng và s3 dng công trình. $t yu thng có em cao và
s%c kháng ct không thoát nc th$p. $t thuc dng c kt bình thng và có kh
nng th$m nc th$p. Mc nc ngm trong nn $t thng n;m gn b mt, cách
t? 0,5 n 2,5m. Mt s trng hp $t yu có hàm lng h#u c cao và có c lp
than bùn. i vi mt vài loi $t, do lún th% c$p chim t? 10-25% lún tng
cng. Trong mt s khu vc ca các thành ph, mt ct a k1 thut cho th$y nn
$t bao g!m các lp $t vi cht, c%ng, th$m và chiu dày khác nhau. Nói
chung $t sét yu là loi $t có s%c chu ti th$p và tính nén lún cao. Vì vy vic
phân tích quá trình c kt ca $t dính bão hòa nc di tác dng ca khi p t?
ó khng ch tc tng ti và xu$t bin pháp x3 lý nên là ht s%c c$p thit cho
các nhà qun lý và cán b k1 thut thu li.
Vì vy trong lun vn này la chn tài: “Nghiên cứu đánh giá quá trình
lún cố kết của nền đất dính bão hoà nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng
nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu” nh;m mc ích gii quyt các v$n ã nêu 2
trên.
II. Mục đích của đề tài
- Nghiên c%u quá trình c kt ca nn $t dính bão hòa nc, t? ó xu$t
gii pháp thi công công trình p trên nn $t yu " x3 lý ci thin $t nn .
- Nghiên c%u %ng dng c th" cho trng hp nn $t yu bão hòa nc
vùng ê bi"n Bc Liêu.
III. Phương pháp nghiên cứu
- Thng kê s liu: Tng hp các kt qu nghiên c%u ã có, thng kê s liu
Nc ta có khong 3260 km ê bi"n, phn ln c xây dng t? nh#ng nm
30 ca th k trc, có nhiu on ã xung c$p nghiêm trng. Theo d oán ca
các nhà chuyên môn, hin nay ê bi"n ca Vit Nam chB chu c gió bão mnh
c$p 9 và triu trung bình, nu bão mnh hn và kt hp vi triu cng thì nguy c
v ê 2 nhiu tuyn xung yu là iu khó tránh khi.
Thng kê mi nh$t cho th$y, trong s 1450km ê bi"n t? Qung Ninh n
Qung Nam có khong 600km cha c ci to, nâng c$p hoc cha c m
bo cao trình theo thit k. Trong s này, hàng lot i"m en dA v, xung c$p ã
xu$t hin. H thng ê bi"n t? Qung Ngãi n Kiên Giang c ng ang b xung c$p
r$t nghiêm trng nhng cha c gia c, tu s3a bên cnh ó li thng xuyên phi
chng chu vi sóng ln và triu cng. Di ven bi"n ông t? Bà Ra - V ng Tàu
n m i Cà Mau c ng có mt s on b st l2 làm cho thm r?ng ngp mn nhiu
ni b thu hfp dn, thm chí có on không còn r?ng phòng h. Vì th c% mi mùa
ma bão n, ngi dân vùng ven bi"n li sng trong cnh nm np lo s trc
nguy c v ê, chy l . Qua ánh giá, phân tích các nguyên nhân gây h hng ê
gn ây thì nguyên nhân chính là do ê n;m trên a ch$t nn mm yu.
Hin trng a ch$t nn và vt liu p ca h thng ê bi"n Vit Nam có th"
tóm tt chung nh sau:
1.1.1. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Bắc
Dc theo di b bi"n min Bc Vit Nam là các thành to trm tích trg thuc
thng Haloxen h t%, ngu!n gc trm tích bi"n và sông - bi"n hn hp, thành
phn trm tích ht vn vi u th là nhóm sét - cát - bi, $t có kin trúc sét - bi,
cát - bi, c$u to phân lp. Do nh h2ng ca h b!i tích sông bi"n ti vùng b bi"n
hình thành tng b!i tích ht thô tích t khá dày di các dng c!n cát, n cát và bãi
cát mng ven b, kéo dài nh liên tc.[10]
Hot ng ca sóng và gió bi"n ã nh h2ng trc tip vào quá trình trm
tích, làm thay i thành phn, tính ch$t, s phân b và th n;m ca các lp $t dn
n tính ch$t, bn, trng thái ca các lp $t cha n nh, m%c nén cht còn
5
tng xen ln.
Lp 2 là $t á sét có mu xám en, xám sáng, có ch%a ch$t h#u c là rA và
thân cây trng thái t? dgo v?a n dgo mm, ôi ch là dgo chy, chiu dày ca lp
này 2 t?ng v trí ca mt $t có khác nhau, chiu dày trung bình là 1,2m. Phân b
trên b mt t nhiên các huyn Hi Ninh, Cem Ph, Yên Hng và mt phn huyn
Hoành B!.
6
Lp 3 là lp $t sét n;m sát di lp 2a. $t có màu vàng loang l, thm,
trng sáng, trng thái dgo c%ng n dgo mm.Theo tài liu thu thp lp $t này chB
xu$t hin cc b ti huyn Hi Ninh.
Lp 4: á gc, loi cát kt, bt kt, sét kt n;m xen kfp nhau, n;m ngay
di lp 2a. á có màu thm, b phong hoá n%t ng v vn mnh. Nhiu i"m á
l ngay trên mt $t, á ti có cng ln, ghè búa khó v.
0
2
4
6
-2
-4
0
2
4
6
-2
7 Báng 1.1 .Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 2
Huyn
Hi
Ninh
Hoành
B!
Yên
Hng
Cem ph
TB
>20
20,0-10,0
10,0-5,0
11,23
6,49
Ht cát
0,1-0,05 16,73
18,08
8,98
12,07
13,97
0,05-0,01 23,42
19,65
30,04
14,94
22,01
Ht bi
0,01-0,005 26,66
30,25
3
)
1,87
1,860
1,87
1,87
1,87
Dung trng khô γ
c
(g/cm
3
)
1,45
1,44
1,44
1,45
1,44
Khi lng riêng G (g/cm
46,12
ChB tiêu vt lý
H s rng ε
0
0,85
0,85
0,86
0,86
0,86
Gii hn chy W
T
(%) 36,56
37,34
37,57
35,97
36,86
Gii hn dgo W
0,52
0,50
Góc ma sát trong ϕ()
6
0
12'
6
0
8'
6
0
15'
7
0
57'
6
0
38'
Lc dính kt C(kG/cm
2
) 0,19
0,04
p=2,0 0,034
0,037
0,035
0,027
0,03
H s nén lún a
(cm
2
/kG)
p=3,0 0,027
0,029
0,028
0,022
0,03
S%c chu ti quy c R (kG/cm
2
)
b tác ng b2i sóng bi"n.
Lp 2. Lp này n;m di lp 1 vi b dày trung bình khong 3.6m. áy lp
kt thúc 2 sâu t? 6.2 n 11.0m. $t thuc loi sét pha màu nâu xám, nâu xm
ln h#u c, v sò, v hn trng thái dgo mm.
Lp 3. Lp này n;m di lp 2 vi b dày trung bình khong 3.6m. áy lp
kt thúc 2 sâu t? 9.7 n 12.7m. $t thuc loi bùn sét pha màu nâu xám, xám
en ln tp ch$t. ây là lp $t có s%c chu ti yu, bin dng r$t mnh.
Lp 4. Lp này n;m di lp 3 vi b dày trung bình khong 3.3m. áy lp
kt thúc 2 sâu t? 12.0 n 20.0m. $t thuc loi sét pha màu xám tro, xám vàng,
xám ghi trng thái dgo mm. ây là lp $t có s%c chu ti trung bình, bin dng
trung bình.
Bảng 1.2: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất ven biển Hải Phòng.
Các chB tiêu c lý
Tên lp
h
tn
(g/cm
3
) C (kg/cm
2
) i ()
a
1-2
(cm
2
/kg)
K (cm/s)
0,089
3
0
31'
0,074
12,3.10
-5
Lp 4 1,81
0,143
9
0
12'
0,033
12,2.10
-5
- 9 Tªn hè
Cao ®é (m)
Kho¶ng c¸ch
0
2
4
6
8
10
7,5
8,9
13,7
18,0
§
1
2
3
4Hình 1.2:Mặt cắt điển hình tuyến đê ven biển Hải Phòng
1.1.1.3. Khu vực Nam Định
- Lp 1. $t p thành phn á cát, á sét nhf, kt c$u cht n cht v?a, trng
thái cht n dgo, chiu dày lp thay i t? 4.2m n 4.7m.
- Lp 2. Lp cát bi, cát ht nh màu xám vàng, xám nht n xám en ch%a
v c, hn. Kt c$u kém cht, bão hoà nc trng thái cht v?a n ri.
- Lp 3. Á sét nng màu nâu, xám nâu thành phn !ng nh$t trung bình, kt
c$u kém
Bảng 1.3:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 1 khu vực Nam Định
Dung trng t
γ
w
1.1.1.4. Khu vực Ninh Bình
- Lp : $t p sét pha màu xám vàng trng thái dgo mm.
- Lp 1. Lp $t sét nhf n bi nng màu nâu g n xám h!ng, trng thái
dgo chy. Phân b trên toàn b b mt a hình khu vc chiu dày trung bình lp
2.4m.
- Lp 2. $t sét màu xám nâu, xám xanh, trng thái chy, lp nay n;m trc
tip di lp 1. b dày trung bình lp 1.8m.
- Lp 3: $t bi màu xám nâu, trng thái dgo chy. Do các l khoan cha
khoan ht chiu sâu lp nên cha xác nh c b dày lp.
Bảng 1.4: Mặt cắt địa chất điển hình khu vực Ninh Bình
- 11 Bảng 1.4:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2 khu vực Ninh Bình
>20
20,0-10,0
10,0-5,0
Ht si sn
5,0-2,0
2,0-0,5 0,1
0,5-0,25 0,16
0,25-0,1 0,36
Ht cát
1,332
rng n (%) 56,88
ChB tiêu vt lý
bão hoà G (%) 95,7
Gii hn chy W
T
(%) 45,56
Gii hn dgo W
p
(%) 25,26
Hn
Atterber
ChB s dgo W
n
20,3
st B 1,044
Lc dính kt C(kG/cm
2
) 0,044
Góc ma sát trong ϕ() 3
0
44'
- 12 1.1.2. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Trung
Nn ê bi"n min Trung thay i theo nhiu tuyn, ti các vùng m phá nn
gn nh nn ê bi"n min Bc, thành phn mùn và cát mn nhiu, các vùng còn li
thành phn cát nhiu hn.[10]
Qua nghiên c%u các ct a tng ti khu vc này cho th$y vt liu trm tích
ca di c!n cát là các lp trm tích i Tân sinh(Kz) ã l$p y nn móng c có tui
C sinh (Pz). Do nh h2ng ca vn ng Tân kin to, dãy Trng Sn c nâng
lên ã thúc ey quá trình bào mòn và b!i t nhanh chóng ph l$p vùng st võng 2
phía ông " to nên di !ng b;ng ven bi"n, trong ó có khu vc c!n cát. Vì vy,
vt liu ca di c!n cát ven bi"n có ngu!n gc t? dãy Trng Sn, ó chính là các
thành to trm tích h t%, ch yu là h thng Hôlôxen. Các quá trình a mo
sông, bi"n, gió ã to nên b mt ca a hình hin ti.
c i"m trm tích Hôlôxen 2 khu vc c!n cát ven bi"n n ày có thành phn
thch hc ch yu là cát thô, cát nh và cát mn màu trng, xám, vàng nht, có s
thay i v ht, thành phn, màu sc t? bi"n vào $t lin và có ch%a qung sa
khoáng (cát thu tinh vi h àm lng SO2 ti 98 - 99%), than bùn và sét. Tng cát
Hôlôxen c ng nh các tng cát khác ven bi"n u có kh nng ch%a nc tt và
thun là nc ngt. ây thc s là mt thun li ln " s3 dng và ci to thiên
nhiên vn ã khc nghit 2 ây.
Trên b mt a hình hin i có các di !i, c!n cát 2 các v trí và a th
khác nhau là d$u vt các t bi"n tin, bi"n thoái; ca các hot ng nâng và lún st
10.0m.
- Lp 4: Sét - sét pha nng màu xám nâu g, nâu h!ng. kt c$u kém cht,
trng thái dgo chy n dgo mm. N;m di lp 3. chiu dày cha xác nh.
- 14 Bảng 1.5:Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 2 khu vực Thanh Hóa
Thành phn ht
+ Si sn %
+ Ht cát 37.17 %
+ Ht bi 35.00 %
+ Ht sét 27.83 %
em t nhiên W 46.1 %
Dung trng t nhiên
γ
w
1.43 g/cm
3
ChB s dgo
I
P
16.28 %
st I
B
0.867
Góc ma sát trong
φ
6
0
30’
Lc dính C 0.127 KG/cm
2
bão hoà
G
98.08 %
H s nén lún
a
1-2
0.086 cm
2
/KG
Mô uyn tng bin dng Eo 6.42 KG/cm
2
0,01-0,005
2,75
Thành phn c ht (%)
Ht sét
<0,005
em t nhiên W (%) 26,83
Dung trng t nhiên γ
ω
(g/cm
3
) 1,92
Dung trng khô γ
c
(g/cm
3
) 1,51
Khi lng riêng G (g/cm
3
) 2,68
bão hoà G (%) 92,80
rng n (%) 43,70
ChB tiêu vt lý
H s rng ε
0
0,775
Gii hn chy W
T
(%)
Gii hn dgo W
p
- Lp : $t p hn hp thành phn là cát pha, sét pha màu xám nâu, xám
vàng, xám ghi trng thái n3a c%ng n c%ng.
- Lp 1. $t á sét nng màu xám xanh nht, nâu en ch%a h#u c trng thái
dgo mm. Din phân b xu$t hin trên hu ht b mt khu vc nghiên c%u. Chiu
dày tng thay i ln t? 2m n hn 10m (do có phm vi h khoan không khoan
ht c chiu dày tng). B dày trung bình 6m.
- Lp 2. $t á sét nhf - cát pha màu xám sáng kt c$u kém cht, bão hoà
nc.Tng này có din phân b rng, n;m di lp 1 chiu dày trung bình tng
6.5m
- Lp 3. Cát ht mn màu xám sáng, kt c$u kém cht, $t em t, bão hoà
nc.Chiu dày lp cha xác nh.
Dng phân b a ch$t ki"u 2
- Lp $t p: Hn hp thành phn là cát pha, sét pha màu xám vàng, xám
ghi, trng thái dgo c%ng n n3a c%ng ch%a sn.
- Lp 1: Cát pha màu xám en, xám trng, trng thái dgo mm n dgo chy,
ch%a h#u c. B dày trung bình khong 2.5m.