Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ quảng ninh đến quảng nam thu thập, tổng hợp, phân tích đánh giá các giải pháp truyền thống đã và đang thực hiện

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







BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU
THU THẬP, TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC
GIẢI PHÁP TRUYỀN THỐNG ĐÃ VÀ ĐANG THỰC HIỆN


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

7579-8
22/12/2009

Hà Nội 2009

Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

1
MC LC
I. P THEO THI GIAN 3

I.1. Gii thiu chung 3
I.1.1. Ch dn chung: 3
I.1.2. iu kin/C s la chn phng phỏp: 3
I.1.3. C s lý thuyt ca phng phỏp 3
1.4. u nhc im ca phng phỏp: 5
I.2. Cỏc yờu cu kho sỏt a cht 5
I.3. Tớnh toỏn p bng phng phỏp tng t ch lỳn 6
I.3.1. Tớnh toỏn cỏc thụng s p 6
I.3.2. Tớnh toỏn kim tra n nh: 9
I.3.3. Tớnh toỏn lỳn 10
II. NNG CAO N NH BNG PHN P 12
II.1. Cỏc quy nh chung: 12
II.1.1. iu kin a hỡnh: 12
II.1.2. Vt liu p: 12
II.1.3. iu kin thi cụng: 12
II.2. Xỏc nh thụng s mt ct: 13
II.2.1. Mt ct ờ: 13
II.2.2. Mt ct b phn ỏp: 13

II.3. Phng phỏp xỏc nh thụng qua vựng bin dng do: 13
II.4. Phng phỏp toỏn gii: 14
II.5. Tớnh toỏn n nh: 15
II.5.1. Xỏc nh h s n nh 15
II.5.2. Lỳn 15
III. O THAY TH TON B HOC MT PHN MểNG 16
III.1. Mụ t v nguyờn lý 16
III.1.1. Mt ct v mụ t 16
III.1.1.2. C ch tng n nh 17
III.2. Phm vi ỏp dng 17
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

2
III.3. Thiết kế lớp đất thay thế 17
III.3.1. Đệm cát 17
III.3.2. Đệm đất 25
III.4. Thi công lớp đất thay thế: 27
III.4.1. Thi công đệm cát: 27
III.4.2. Thi công đệm đất: 27
III.5. Một số giải pháp kết hợp: 27
III.5.1. Lót 1 (hoặc một vài) lớp vài ĐKT ở hố đào và trong thân đê; 27
III.5.2. Khối đất thay thế có thể được bọc trong một túi vải ĐKT 28
IV. GIA CỐ NỀN BẰNG XƠ DỪA, CÀNH CÂY 29
IV.1. Mô tả mặt cắt kết cấu, cách bố trí gia cố đất bằng xơ dừa, cành cây 29
IV.2. Phạm vi áp dụng 31
V. GIA CỐ NỀN BẰNG CỌC CÂY 31
V.1. Gia cố nền bằng mảng cừ tràm: 31
V.1.1. Phương pháp 1: Dựa vào tương quan giữa lực gây cắt và lực chống cắt với
lực cản trong đất yếu theo điều kiện sau đây: 31

V.1.2. Phương pháp 2: Cung trượt trụ tròn. 33
V.2. Cọc cừ tràm 34
V.2.1. Tính toán cọc tràm theo sức chịu tải: 34
V.2.2. Tính toán cọc tràm theo khả năng biến dạng 34
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

3
I. ĐẮP THEO THỜI GIAN
I.1. Giới thiệu chung
I.1.1. Chỉ dẫn chung:
- Thiết kế mặt cắt đê cần tiến hành cho từng phân đoạn. Các phân đoạn được
chia theo điều kiện nền đê, vật liệu đắp đê, điều kiện ngoại lực và yêu cầu sử dụng.
Mỗi phân đoạn chọn ra một mặt cắt ngang đại diện làm đối tượng thiế
t kế thân đê, căn
cứ vào đó để có cơ sở xác định cần hay không cần có biện pháp xử lý nền, thân đảm
bảo độ ổn định của đê trong quá trình làm việc cũng như có giải pháp thi công hợp lý
cho từng phân đoạn.
I.1.2. Điều kiện/Cơ sở lựa chọn phương pháp:
Tuyến đê thường chạy dài qua các vùng đất yếu, nếu dùng các phương pháp xử
lý nền s
ẽ rất tốn kém. Chỉ ở những đoạn đê xung yếu, có chiều cao trên 5m cần xây
dựng trong thời gian ngắn, hoặc những tuyến đê kết hợp làm đường giao thông mới xử
dụng các biện pháp xử lý nền. Đối với những tuyến đê không cao và cho phép kéo dài
thời gian thi công, thì biện pháp hiệu quả là chia chiều cao đê thành hai hoặc ba lớp và
đắp nâng cao dần trong nhiều năm tạo điều kiện
để cho đất nền cố kết tăng khả năng
chịu tải.
Trước khi tính toán ổn định tổng thể mái dốc đê trên nền đất yếu cần phải xác
định chiều cao giới hạn cho phép [H
gh

] của khối đất đắp theo khả năng chịu tải của nền
đất yếu. [H
gh
] được tính theo công thức sau:
[H
gh
]=
®
u
K
C.14,5
γ
(1-1)
Hay [H
gh
]=
)tg.14,51(xK
xC14,5
w®
ϕγ -

Nếu chiều cao yêu cầu của đê (h
đê
) thấp hơn chiều cao giới hạn cho phép,
h
đ
≤H
gh
, ta có thể đắp đê trực tiếp trên nền thiên nhiên.
Nếu h

đ
≥H
gh
tức là đất nền không đủ khả năng chịu tải trọng của đê thì phải tìm
giải pháp nâng cao sức chịu tải của nền đất yếu trước khi đắp đê đúng chiều cao yêu
cầu.
I.1.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp
Tốc độ thi công công trình về mặt cơ học là tốc độ tăng tải trọng lên nền đất.
Sức chống cắt (góc ma sát trong ϕ
và lực dính C) của đất phụ thuộc vào trạng thái độ
chặt - độ ẩm của nó. Đất yếu có hệ số rỗng và độ ẩm tự nhiên lớn thì sức chống cắt rất
nhỏ. Khi tác dụng áp lực nén chưa vượt quá khả năng chịu tải của đất nền, nước lỗ
rỗng của đất thoát ra làm giảm độ ẩm (W), giảm hệ số rỗng (e), và tă
ng dung trọng khô
(γ
c
) của đất. Theo lý thuyết cố kết thì quá trình lèn chặt đất dính bão hòa nước là quá
trình ứng suất trung hòa (n
t
) giảm đi và ứng suất hiệu quả (p
t
) tăng lên. Mặt khác, theo
lý thuyết Coulomb thì cường độ chống trượt của đất tỷ lệ với p
t
:
t = p
t
.tgϕ + c (1-2)
Như vậy, tốc độ tăng tải càng chậm thì càng có thời gian để đạt trị số ứng suất
p

t
lớn và sức chịu tải của nền tăng.
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

4
Da vo c im trờn, phõn on ờ theo chiu cao v p t trong nhiu thi
on khỏc nhau nhm nõng cao dn sc chu ti ca t nn cho phự hp vi chiu cao
khi t p. Cỏc bc thc hin nh sau:
Xỏc nh chiu cao gii hn cho phộp [H
gh
]=
K
H
gh
(1-3)
Trong ú:
H
gh
- chiu cao p gii hn ca khi t p i vi nn t yu trng
thỏi t nhiờn ban u theo cụng thc:
H
gh
=
đ
C).2+(


(1-4)
Vi: C - lc dớnh n v ca t nn;

- Dung trng t nhiờn ca t nn.
K - h s an ton cho phộp, chn K=1,25 thỡ [H
gh
] cú giỏ tr bng trung
bỡnh gia chiu cao p an ton H
at
v chiu cao p gii hn H
gh
.
Nu chiu cao yờu cu ca ờ (H

) nh hn [H
gh
] ch cn p mt ln m khụng
cn phõn on theo chiu cao. Nu H

> [H
gh
] thỡ phi phõn on ờ theo chiu cao
p trong nhiu thi on khỏc nhau.
Gi chiu cao lp t p ln th nht l h
1
. Nu dung trng t p l

, ỏp
lc ca lp t th nht tỏc dng lờn nn l P
1
=

1
x h
1
. Mun cho nn c c kt m
khụng b phỏ hoi phi chn h
1
sao cho ỏp lc P
1
ln hn ỏp lc tin c kt ca t
nn, nhng khụng vt quỏ ti trng an ton (P
at
) ca nn t yu. Sau khi p xong
lp h
1
phi ch mt thi gian (T
1
) cn thit t nn t c mc c kt yờu cu
mi tip tc p lp th hai.
Chiu dy lp th hai (h
2
) c xỏc nh thụng qua tớnh toỏn vi yờu cu: ỏp
lc ct t sau khi p lp hai l P
2
=

(h
1
+h
2
) khụng vt quỏ kh nng chu ti ca

nn t yu ó c kt di ỏp lc lp h
1
sau thi gian T
1
.
Nu kt qu tớnh toỏn cú h
1
+h
2
<H

thỡ cn thớnh toỏn cỏc lp p tip theo.
Đợt 1
Đợt 2
Đợt 3
h1
h2
Thời gian
Thời gian
cu=f(t)
C
cu=f(t)
T1 T2
cu
Độ cố kết Ut Chiều cao đắp
Ut=f(t)
C
cu

Hỡnh 2-1: S phõn on p ờ theo chiu cao

Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

5

Hỡnh 2-2: S mt ct ờ p theo thi gian
1.4. u nhc im ca phng phỏp:
1.4.1. u im:
- Tn dng c vt liu ti ch dn n giỏ thnh s r hn so vi cỏc phng
ỏn thi cụng cú ci to nn.
- Do thi gian thi cụng kộo di nờn sau khi thi cụng xong t nn ó c kt mt
phn, thi gian t c n lỳn cu
i cựng ngn v lỳn cui cựng nh, do ú ờ
v cỏc cụng trỡnh trờn ờ lm vic n nh hn.
- Ti trng c tng t t nờn khụng xy ra cỏc hin tng lỳn tri
1.4.2. Nhc im:
Nhc im ln nht ca phng phỏp ny l thi gian thi cụng kộo di do ú
dn n mt s vn nh sau:
- Khõu t chc thi cụng khụng tp trung, liờn tc. Mỏy múc thi cụng cng nh
cụng nhõn lao
ng phi chuyn i chuyn li gia cỏc t thi cụng lm cho hiu ớch
lao ng khụng cao.
- Giỏ thnh cụng trỡnh cú th tng khụng kim soỏt c do yu t trt giỏ.
- Lp t c p trong thi gian ch c kt cú th b tỏc ng ca thiờn nhiờn
nh giú ma, thy triu lờn xung lm bo mũn hay do con ngi khụng cú ý thc o
phỏ nh hng n nng sut ca t thi cụng sau do phi p bự.
- Khụng ỏp dng c
i vi cỏc cụng trỡnh mang tớnh cht sa cha cng nh
cỏc d ỏn ũi hi tin nhanh.
I.2. Cỏc yờu cu kho sỏt a cht
Ngoi cỏc ch tiờu c lý ca t c yờu cu kho sỏt nh trong cỏc tiờu chun

thit k qui nh, i vi trng hp tớnh toỏn p ờ theo thi gian cn thớ nghim xỏc
nh cỏc ch tiờu c lý sau:
- i vi t p:
Trng hp nguy him
i vi s n nh ca ờ l: Khi ờ b rỳt nc t ngt
trong trng hp ang ngp nc bóo ho hon ton. Do vy, nờn chn s khụng
c kt, ct nhanh khụng thoỏt nc (s UU-Unconsolidatel Undrained) i vi cỏc
mu t ch b hon ton bóo ho nc.
Cỏch thc hin: Ly t d nh dựng p ờ tin hnh m nn Proctor xỏc
nh dung trng khụ ln nh
t
cmax
v m thớch hp khi m W
on
. Dựng loi t ú
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

6
ch b mu thớ nghim cú dung trng khụ
c

= K
cmax
m ch b W
cb
= W
on
. Sau ú
mu c bóo ho nc v thớ nghim ct theo s UU.
K - l h s m cht ca t trong thõn ờ, ph thuc vo loi t, trng thỏi

m ca t khi thi cụng v k thut thi cụng.
phc v tớnh toỏn lỳn cho thõn ờ cn tin hnh thớ nghim vi mu t bóo
ho nc nh trờn nhng theo s CU.
- i vi t nn:
phc v
tớnh toỏn p ờ t mt, sc chng ct ca t nn cn c thớ
nghim theo s khụng c kt, ct nhanh khụng thoỏt nc (UU). Thớ nghim trờn
mỏy ba trc ta s xỏc nh c C
u
. Thớ nghim trờn mỏy ct phng ta s cú giỏ tr C,
.
phc v tớnh toỏn p t cỏc giai on tip theo, sc chng ct ca t nn
cn xỏc nh theo s nộn c kt ct nhanh khụng thoỏt nc (CU). Nu thớ nghim
trờn mỏy ba trc cú giỏ tr C
u
hoc thớ nghim trờn mỏy ct phng cú
cu
v C
cu
vi ỏp
lc nộn c kt ly bng ỏp lc ct t P
t
=

h
1
.
Trong quỏ trỡnh c kt cn xỏc nh thi gian t t c kt U
t
. ng vi mi

giỏ tr U
t
cn xỏc nh sc chng ct tng ng. Kt qu thớ nghim cn thng kờ theo
bng s hoc biu t = f(U
t
);
cu
= f(U
t
); C
cu
= f(U
t
) s dng trong tớnh toỏn.
t
U
o

Hỡnh 2-3: Dng biu mc c kt theo thi gian
I.3. Tớnh toỏn p bng phng phỏp tng t ch lỳn
I.3.1. Tớnh toỏn cỏc thụng s p
I.3.1.1. Xỏc nh chiu cao an ton H
at
ca khi t p i vi nn t yu t nhiờn:
t p tri theo mt bng trờn sut chiu ngang mt ờ, cú th xem biu
phõn b ỏp lc ct t cú dng hỡnh ch nht. Ti trng an ton ca nn l:
P
at
=3,14xC
u

(1-5)
Chiu cao an ton H
at
ca khi t p cú dung trng

s l:
H
at
=
đ
u
xC14,3

(1-6)
C
u
- l sc chng ct ca t nn. Nu khụng cú s liu thớ nghim xỏc nh C
u

trờn mỏy ba trc, cú th s dng s liu
, C ca t nn xỏc nh trờn mỏy ct phng
qui i tng ng thnh C
u
theo cụng thc:
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

7
C
u
=

)tg.14,51(
C
w
-
(1-7)
Chiu cao an ton s l:
H
at
=
)tg.14,51(x
xC14,3
wđ
-
(1-8)
I.3.1.2. Xỏc nh chiu cao gii hn cho phộp ca khi t p cú dung trng

trờn
nn t yu t nhiờn:
Vi giỏ tr C
u
c xỏc nh trờn mỏy ct ba trc:
[H
gh
]=
đ
u
K
C.14,5

(1-9)

Vi cỏc giỏ tr , c c xỏc nh trờn mỏy ct phng khi ú dựng cụng thc
tng ng s xỏc nh c:
[H
gh
]=
)tg.14,51(xK
xC14,5
wđ
-
(1-10)
Trong ú: K - h s an ton, chn K=1,25.
I.3.1.3. Chn chiu dy lp t p t u l h
1
:
m bo n nh nn t yu di ờ, chiu dy lp t p th nht (h
1
)
khụng nờn vt quỏ chiu cao an ton (H
at
) i vi t nn, tc l:
h
1
H
at
(1-11)
Trong trng hp cn thit cú th chn H
at
h
1
[H

gh
].
I.3.1.4. Xỏc nh thi on cn ngng thi cụng T
1
:
Sau khi p xong lp h
1
, cn ch mt khong thi gian T
1
t nn t c
c kt yờu cu U
t
di ỏp lc lp t th nht P
1
=

h
1
;
T
1
=tx
n
1
)
h
H
( (1-12)
Trong ú: n - ch s c kt; theo GS.TSKH Lờ Bỏ Lng: ch s n ph thuc
vo ch s do (I

p
) v ch s st I
L
ca t; i vi t bựn, t dớnh trng thỏi
nhóo, do nhóo chn n=2;
t - thi gian nộn mu t cú chiu cao h (h=2cm) di ỏp lc P
1
=

h
1
t n
c kt yờu cu U
1
trong phũng thớ nghim.
H
1
- chiu dy lp t nn chu nộn bi ỏp lc P
1
=

h
1
ca lp t p th
nht.
Gn ỳng cú th chn H
1
=h
1
, cụng thc (1-12) cú th vit:

T
1
=t
n
1
)
h
h
( (1-13)
Trong trng hp khụng cú s liu thớ nghim sc chng ct theo thi gian v
theo mc c kt cú th tớnh toỏn thi gian c kt cho mi lp p theo cụng thc:
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

8
t =
2
v
v
Th
C
(T
v
c xỏc nh t quan h gia c kt U v T
v
) (1-14)
I.3.1.5. Tớnh toỏn kim tra s n nh ca t nn sau thi on T
1
xỏc nh chiu
dy p t lp th hai (h
2

):
Sau thi gian T
1
do tỏc dng nộn c kt c trng chng ct ca t nn s t

cu
, C
cu
. So vi giỏ tr
u
, C
u
trng thỏi t nhiờn ban u sc chng ct ca t nn s
tng:

cu cu u
cu cu cu
CCC=


=

(1-15)
Tớnh toỏn kim tra chiu cao an ton, chiu cao gii hn cho phộp ca ờ sau
thi on T
1
vi cỏc giỏ tr sc chng ct tớnh toỏn theo mc gia tng trung bỡnh:

tt
cu

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







=+


(1-16)
- Chiu cao an ton ca khi t p sau thi on T
1
l:
H
at
=
)tg.14,51(x
xC14,3
tt
cuđ
tt

cu
-
(1-17)
- Chiu cao gii hn cho phộp ca khi t p sau thi on T
1
l:
[H
gh
]=
)tg.14,51(xK
xC14,5
tt
cuđ
tt
cu
-
(1-18)
So sỏnh nu H

[H
gh
], ch cn p thờm lp th hai cú chiu dy h
2
l:
h
2
= H

- h
1

(1-19)
Nu H

> [H
gh
], chiu dy lp t th hai ch c chn:
h
2
= [H
gh
] - h
1
(1-20)
p xong lp t th hai phi ch sau mt thi on T
2
mi p tip.
I.3.1.6. Kim tra kh nng chu ti ca nn:
i vi ờ bin i qua vựng t yu, nhiu trng hp cho thy rng, h s an
ton chng trt K
minmin
>1 nhng ờ vn b phỏ hoi. S phỏ hoi khụng xy ra theo
cung trt trũn hai bờn mỏi dc ờ, m chớnh nn ờ b phỏ hoi kộo theo s sp
gia thõn ờ. Do vy, i vi ờ bin i qua vựng t yu cn phi xột n vn kh
nng chu ti ca nn t yu di ờ v chiu cao gii hn ca
t p trờn thõn ờ.
Trong chuyờn ny chỳng tụi s dng phng phỏp cõn bng gii hn ca
GS.TS Trn Nh Hi dựng ỏnh giỏ kh nng chu ti ca nn t di ờ ó c y
ban Khoa hc K thut Nh nc cụng nhn quyn tỏc gi nm 1984.
Trờn hỡnh 2-4 l s lm vic v tớnh toỏn ca khi t p AABB, chu tỏc
dng ng thi bi lc th

ng ng (t p) v lc nm ngang (nc). Nu ct theo B-
B, phi tớnh trng thỏi ng sut ca nn, khi m ỏp lc t p dng hỡnh thang AABB
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

9
l thng ng, giỏ tr ln nht P = h, cũn q coi nh phõn b u trờn mt B-B do ỏp
lc nc gõy ra.
h
A
A
B
B
H
1
q
P=

h
O
b
y
x

Hỡnh 2-4: S lm vic v tớnh toỏn kh nng chu ti ca nn
m bo cho khi t hon ton n nh, sc chu cho phộp [p], [q] phi ln
hn hoc bng p, q ca t p v nc.
Cỏc giỏ tr [p], [q] c xỏc nh nh sau:
[p] = H
q
h

f
+ H

b + H
c
C > P =

h (1-21)
[q] = n(H
q
h
f
+ H

b + H
c
C) > q = Q/b (1-22)
Trong ú:
[P], [q] - tng ng l sc chu ti ca nn theo phng ng v ngang;
P - Ti trng do khi p tỏc dng lờn nn;
Q - ỏp lc nc ti ỏy khi p;
n = q/P
h,h
f
- tng ng l chiu cao ca ờ v sõu chụn múng (m);
b - l 1/2 chiu rng ỏy ờ (m);

, , C - Tng ng l dung trng (T/m
3
), gúc ma sỏt trong (), lc dớnh

ca t nn (T/m
2
);



- Dung trng ca t p (T/m
3
);
H
q
, H

, H
c
- Tng ng l cỏc h s ph thuc , , C, b tra bng 15-3,
15-4, 15-5 phn ph lc.
I.3.2. Tớnh toỏn kim tra n nh:
I.3.2.1. n nh thm;
- T hp mc nc tớnh toỏn bt li nht l: Mc nc mỏi ngoi ờ dõng cao
n mc nc l thit k, mc nc bờn trong ờ thp nht hoc khụng cú nc.
- Ni dung tớnh toỏn: Tớnh toỏn ng bóo ho thm n nh chng thm ca
mỏi ờ bờn trong. Xỏc nh lu lng th
m q v gradien thm J ti im ra ca dũng
thm.
I.3.2.2. n nh trt cc b v tng th
n nh tng th:
* Cỏc trng hp tớnh toỏn:
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

10
- Giai on thi cụng:
Tớnh toỏn n nh ờ sau tng giai on p. S mt ct nh sau:

Hỡnh 2-5: S tớnh toỏn n nh trong quỏ trỡnh thi cụng
- Giai on qun lớ, khai thỏc
+ Trng hp th nht: ờ va p xong, khi t p gn nh bóo ho
nc, cha c c kt, mc nc bờn trong v bờn ngoi u thp hn chõn ờ.
+ Trng hp th hai: Tớnh toỏn kim tra n nh trt mỏi dc phớa
trong ờ khi mc nc l ngoi ờ cao trỡnh mc nc l thi
t k.

Hỡnh 2-6: S tớnh toỏn trng hp th nht

Hỡnh 2-7: S tớnh toỏn trng hp th hai
- Ni dung tớnh toỏn: Tớnh toỏn h s n nh nh nht K
minmin


n nh cc b: Xem chi tit trong phn cỏc gii phỏp bo v mỏi ờ bin.
I.3.3. Tớnh toỏn lỳn
lỳn ca thõn ờ v nn ờ cú th tớnh theo cụng thc sau õy:
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

11
S =
i
n
1i
i1

i2i1
h
1
∑
=
ε+
ε
−
ε
(1-23)
ε
1i
và ε
2i
: hệ số rỗng của lớp đất thứ i do ứng suất trung bình của trọng
lượng bản thân đất, do ứng suất trung bình phụ thêm của tải trọng công trình và trọng
lượng khối móng qui ước gây nên, được xác định trên biểu đồ đường cong nén.
h
i
: chiều dày của lớp đất thứ i.
n: số lớp đất khảo sát nằm trong phạm vi chịu nén dưới nền.
Với phương pháp đắp theo thời gian việc tính lún sẽ được tiến hành ứng với
từng giai đoạn đắp (tính lún theo thời gian). Độ lún cuối cùng sẽ là tổng cộng độ lún
của thân và nền.
Để đơn giản trong tính toán có thể tính lún cho nền và thân độc lập nhau.
* Tính lún cho thân:
- Khi đắp đê vớ
i chiều cao H
1
, sau thời gian T

1
thân cố kết với độ cố kết U
1
, lúc
này hệ số rỗng của đất đắp lớp 1 là
1
i1
ε lớp đất đắp lún cố kết một đoạn là S
1
dưới tác
dụng của tải trọng bản thân P=
γH
1
/2.
S
1thân
=
1
1
i0
1
i1
1
i0
H
1
ε+
ε−ε

- Đắp tiếp đến chiều cao H

2
, sau thời gian T
2
lớp thứ nhất đạt độ cố kết U
2
dưới
tác dụng của tải trọng P
1
= γH
2
, hệ số rỗng
1
i2
ε , lớp thứ hai đạt độ cố kết U
3
dưới tác
dụng của tải trọng bản thân P
2
=γH
2
/2, hệ số rỗng
2
i1
ε . Tính toán tương tự như lớp thứ
nhất được:
S
2thân
=
2
1

i0
1
i2
1
i1
H
1
ε+
ε−ε
+
2
2
i0
2
i1
2
i0
H
1
ε+
ε−ε

Tính toán tương tự cho các lớp tiếp theo nếu cần đắp đê với số lần đắp lớn hơn
2. Độ lún cuối cùng của thân là:
S
thân
= S
1thân
+ S
2thân

+
* Tính lún cho nền:
- Chia đất nền thành các lớp có chiều dày h
i
.
- Đắp đê đến chiều cao H
1
, sau thời gian T
1
nền cố kết với độ cố kết U
1
, lúc này
hệ số rỗng của đất nền là
ε
1i
tính toán lún cho nền với tải trọng P=γH
1
, được giá trị S
1
.
S
1nền
=
i
n
1i
i0
i1i0
h
1

∑
=
ε+
ε
−ε

- Tiếp tục đắp đê với chiều cao H
2
. Sau thời gian T
2
nền cố kết với độ cố kết U
2

hệ số rỗng mới của đất nền là ε
2i
. Dưới tải trọng (H
1
+H
2
), độ lún S
2
của nền là:
S
2nền
=
i
n
1i
i1
i2i1

h
1
∑
=
ε+
ε−ε

Tính toán tương tự cho các lớp tiếp theo. Cuối cùng ta được độ lún của nền là:
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

12
S
nền
= S
1nền
+ S
2nền
+
II. NÂNG CAO ỔN ĐỊNH BẰNG PHẢN ÁP
Khi xét thấy việc đắp theo mặt cắt thiết kế không đảm bảo yêu cầu ổn định thì
giải pháp đơn giản nhất là làm phản áp.
Bệ phản áp là các khối đất đá (vật liệu địa phương) đắp ở hai bên chân đê để
chống trượt do xuất hiện vùng biến dạng dẻo dưới nền đất yếu khi làm khối đắp cao.
Bệ phản áp đóng vai trò một đối tr
ọng, tăng ổn định và cho phép đắp đê với chiều cao
lớn hơn, do đó đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian ngắn hơn.
Theo quan điểm của các chuyên gia Hà lan, phản áp ở phía biển còn có tác
dụng như một thềm giảm sóng. Phản áp ở phía đồng có thể kết hợp làm đường giao
thông. Cũng qua trao đổi với chuyên gia Hà lan, nên hạn chế giao thông đi trên mặt
(đỉnh) đê, đặc biệt n

ếu là giao thông có tải trọng lớn thì nên làm đường riêng.
Quy trình thiết kế phản áp gồm các bước sau:
II.1. Các quy định chung:
II.1.1. Điều kiện địa hình:
Giải pháp này chỉ dùng khi đắp đê trên nền đất yếu với tác dụng tăng mức ổn
định chống trượt trồi cho nền. Tuy nhiên muốn cho bệ phản áp phát huy được hiệu quả
để có thể xây dựng nền đắp một giai đoạn thì thể tích của nó phải rất lớn. Vì vậy
phương pháp này chỉ thích hợp nếu phạm vi đắp đất không hạn ch
ế.
II.1.2. Vật liệu đắp:
Vật liệu đắp bệ phản áp là các loại đất hoặc cát thông thường; trường hợp khó
khăn có thể dùng cả đất lẫn hữu cơ. Bệ phản áp thường đuợc đắp cùng một lúc với
việc đắp đê. Vật liệu đắp bệ phản áp không thích hợp với các loại đất yếu là than bùn
loại III và bùn sét.
II.1.3. Điều kiện thi công:
N
ếu không cho máy thi công đi lại trên đó thì không cần đầm nén. Nếu có dùng
cho máy thi công đi lại thì phần dưới của bệ phản áp phải đắp bằng vật liệu thấm nước.
Độ chặt đất đắp bệ phản áp nên đạt K ≥ 0,9 (đầm nén tiêu chuẩn).
II.1.4. Ưu nhược điểm của phương pháp.
II.1.4.1. Ưu điểm:
Tương tự như phương pháp phân đoạn bệ phản áp cũ
ng tận dụng được nguồn
vật liệu địa phương. So với giải pháp làm thoải mái dốc và đắp bệ phản áp thì làm
phản áp tiết kiệm được công tác làm đất và giảm chiều rộng chiếm đất hoặc đồng thời
cả hai. Tính ưu việt của phương pháp đắp phản áp là nó đóng vai trò một đối trọng,
tăng ổn định và cho phép đắp đê với chiều cao lớn hơn, do
đó đạt được độ lún cuối
cùng trong một thời gian ngắn hơn.
Theo quan điểm của các chuyên gia Hà lan, phản áp ở phía biển còn có tác

dụng như một thềm giảm sóng. Phản áp ở phía đồng có thể kết hợp làm đường giao
thông.
II.1.4.2. Nhược điểm:
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

13
Khi lng p ờ v p phn ỏp ln, din tớch chim t nhiu. Chiu cao
khi p phn ỏp khụng c quỏ cao nu khụng chớnh khi phn ỏp s mt n nh.
II.2. Xỏc nh thụng s mt ct:
II.2.1. Mt ct ờ:
Vic tớnh toỏn thit k cỏc thụng s mt ct ờ s b ó c gii thiu chi tit
trong chuyờn tớnh toỏn thụng s mt ct ờ. õy ch a ra cỏc kt qu l cỏc
thụng s mt ct v i vo vn gii quyt bi toỏn n nh bng phn ỏp. Cỏc thụng
s mt ct ờ s b nh sau:
Chi
u rng nh: B
nh

Chiu rng ỏy: B
ỏy

Chiu cao ờ: H
H s mỏi thng h lu: m
tl
, m
hl

II.2.2. Mt ct b phn ỏp:
Kớch thc b phn ỏp bao gm chiu dy (h), chiu rng (L), mỏi dc (). B
rng ca b phn ỏp mi bờn nờn vt quỏ phm vi cung trt nguy him ớt nht t 1-

3m. Chiu cao b phn ỏp khụng quỏ ln cú th gõy trt tri i vi chớnh phn
p phn ỏp c xỏc nh theo hai phng phỏp: Phng phỏp toỏn gii v
phng phỏp xỏc nh thụng qua vựng bin d
ng do. Di õy gii thiu ni dung hai
phng phỏp ny.
II.3. Phng phỏp xỏc nh thụng qua vựng bin dng do:
* Chiu di b phn ỏp cú th xỏc nh theo s hỡnh thnh vựng bin dng do
hai phớa bờn cụng trỡnh, theo lý lun cõn bng gii hn xỏc nh mt trt v trng
thỏi gii hn ca t nn, theo iu kin khng ch ng sut ngang

Hỡnh 2-1: B phn ỏp
Phng phỏp tớnh toỏn kớch thc b phn ỏp da vo s phỏt trin vựng bin
dng do trong nn t. Vi nn ờ ti trng phõn b di dng hỡnh thang v vựng
bin dng do di cụng trỡnh cú dng hỡnh trỏi xoan lừm gia (Hỡnh 2-1). Vựng
bin dng do cho phộp phỏt trin bng na khong cỏch hai mộp ngoi ca b phn
ỏp. Chiu rng vựng bin dng do xỏc nh theo li
ng cong gúc lch
M
cú tr
s bng nhau.
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

14
Vựng bin dng do c v nh sau: Chia nn t thnh mt h li ụ vuụng
ri xỏc nh cỏc ng sut chớnh
1
,
2
hoc
z

,
y
v
xy
ti cỏc im nỳt ca li v
tớnh giỏ tr gúc lch
M
tng ng cỏc im y. V ng cựng tr s
M
. Khu vc ng
vi ng cong
M
= ( - gúc ma sỏt trong ca t nn) l khu vc bin dng do.
Theo kinh nghim thit k, chiu rng b phn ỏp bng hai ln chiu rng vựng bin
dng do.
Tr s gúc lch
M
xỏc nh theo cụng thc:
sin
M
=
)hhz(2
cm21
21
++++



(2-1)
õy:

1
,
2
- ng sut chớnh im kho sỏt trong t nn

1
= àp (2-2)

2
= p (2-3)
à v - h s ph thuc v =
b
z
, d =
b
y
tra bng 15-6, 15-7 phn ph lc.
p - ng sut gõy lỳn trung bỡnh phõn b di ỏy múng.
Hoc theo
z
,
y
,
xy
theo cụng thc:
sin
2

M
=

[]
2
cmyz
2
xy
2
yz
)hhz(2
4)(
++++
+
(2-4)
õy:
z
,
y
,
xy
- thnh phn ng sut nộn theo phng thng ng, phng
ngang v ng sut tip im kho sỏt:

z
= k
z
p (2-5)

y
= k
y
p (2-6)

zy
=


yz
= k

p (2-7)
p =
o
- h
m
(2-8)
k
z
, k
y
, k

- Cỏc h s ph thuc v =
b
z
, d =
b
y
tra bng 15-8.
- trng lng th tớch ca t nn;
z - chiu sõu im kho sỏt;
h

m
- chiu sõu t múng
h
c
=
tg
c
(2-9)
c - lc dớnh n v t nn;
- gúc ma sỏt trong t nn.
* Chiu cao tng phn ỏp c quyt nh trờn c s h s an ton chng trt tho
món iu kin kinh t-k thut.
II.4. Phng phỏp toỏn gii:
Theo phng phỏp toỏn gii thỡ kớch thc b phn ỏp c ly theo kinh
nghim sau ú tin hnh kim tra h s an ton ca ờ p cú b phn ỏp bng cỏch s
dng toỏn .
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

15
Theo kinh nghim ca Trung Quc:
Chiu cao h > 1/3H
Chiu rng L = (2/3-3/4) chiu di tri t
Theo toỏn ca Pilot:
Chiu cao bng 40ữ50% chiu cao p ờ H
Chiu rng bng 2ữ3 chiu dy lp t yu D
Cỏc toỏn tr giỳp cho vic tra cu s c gii thiu trong phn ph lc.
Cỏch thc tra cu s c gii thiu trong vớ d tớnh toỏn c th phn di.
II.5. Tớnh toỏn n nh:
II.5.1. Xỏc nh h s n nh
Trng hp tớnh toỏn v ni dung tớnh toỏn tng t nh ni dung trỡnh by

trong mc I.3.2.2. Tuy nhiờn s tớnh toỏn õy bao gm tớnh toỏn n nh tng th
cho mt ct ờ c nõng cao n nh bng phn ỏp, v tớnh toỏn n nh cho chớnh
khi p lm phn ỏp.
Hỡnh 2-2: S tớnh toỏn
n nh mt ct ờ x lý
bng phn ỏp
II.5.2. Lỳn
lỳn ca ờ c tớnh toỏn theo cụng thc (1-23)
ờ bin l hỡnh loi cụng trỡnh cú v trớ vai trũ rt cao trong nn kinh t, an ninh
chớnh tr v xó hi ca nc ta.Tuy nhiờn, nhỡn chung cỏc tuyn ờ bin ca ta hin
u c xõy dng t thi xa xa, khi nhõn dõn ta bt u bit p ờ bo v t
ai, ti sn v chớnh con ngi. Vỡ vy vic p ờ gn nh ch l vic tn dng
t
phự sa bi p v da trờn ú p cao thờm. Mt khỏc do ờ c p bng th
cụng, do vic p tụn cao trong nhiu nm, vic p ờ cú tớnh cht kờ ba chng u,
m cht khụng theo qui chun.
Cỏc tuyn ờ ch yu c p tri di trờn nn trm tớch bng cụng sc v
kinh nghim, k thut thụ s ca nhõn dõn. c im ca loi
t ny sc chu kộo v
nộn yu; d bóo ho v lng ngm nc ln; kh nng chu ti nh (vo khong 0,5
n 1,0 daN/cm2), cú tớnh nộn lỳn ln v kộo di; d b tỏc ng phỏ hoi ca súng v
dũng ven b. Vn x lý nn gn nh cha c cp n. Thõn ờ luụn cha
nhiu n ho khú lng nh khe rónh ngm, t mi, hang ng vt, h múng c nn

ờ l khi t p hoc san lp. ờ thng c xõy dng trờn cỏc vựng t bi lp
nờn hm lng cỏt khỏ cao, tớnh thm ln. Hoc trong quỏ trỡnh thi cụng do thiu kinh
nghim nờn vic m cht ờ cú th dc theo chiu t thng lu v h lu õy l iu
kin thun li cho dũng thm di chuyn t thng lu v h lu.
T nhng phõn tớch nh trờn, cú th
thy rừ rng rng cht lng ờ bin ca

nc ta nhỡn chung cha m bo yờu cu. Hng nm sau mi t ma l lm thit hi
nng n v ngi v ti sn. khc phc hu qu ú nh nc v cỏc t chc cỏ nhõn
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

16
ó phi tiờu tn s tin hng trm nghỡn t ng khụi phc cỏc tuyn ờ cng nh bự
p thit hi v ngi v ti sn cho nhõn dõn.
Cn phi núi thờm l n ho thỡ vn tim tng trong mi tuyn ờ, trong khi ú
lc lng qun lý mi ch yu do cỏc chi cc ờ iu m nhn, cụng tỏc duy tu, bo
dng cha c lm tt v thng xuyờn. Xột thy, n
u cụng vic nõng cp ờ vn
ch da vo cỏc tuyn sn cú, da vo ú v p nõng cp thờm thỡ cỏc vn nờu trờn
vn khụng gii quyt c trit . Nh vy, hng nm nhõn dõn li phi i mt vi
vn ma l v thit hi.
gii quyt vn ny, vi cỏc tuyn ờ nõng cp, cỏch tt nht l nờn li
dng
ờ c lm phn ỏp, tuyn ờ nõng cp s c kho sỏt a k thut t ú cú
cỏc bin phỏp x lý nn cng nh quyt nh ngun vt liu p m bo yờu cu k
thut. Quy trỡnh thit k thi cụng c thc hin tuõn th cỏc tiờu chun, qui phm
hin hnh. Vi cỏch thc nh vy, cú th chi phớ ban u l rt ln nhng v
lõu di s
r hn rt nhiu so vi phng ỏn nõng cp gi nguyờn tuyn ờ c.
III. O THAY TH TON B HOC MT PHN MểNG
tn dng kh nng cỏc lp di ca t nn, ngi ta thng o b lp t
yu phớa trờn giỏp vi múng (thng l sột nhóo, ỏ sột nho, ỏ cỏt bóo ho nc, bựn,
than bựn ) v thay th bng t cú cng chng ct ln hn, d thi cụng v l vt
liu a phng. õy c d oỏn (cng nh ý kin ca chuyờn gia H lan) l gii
phỏp d thc hin nh
t sau gii phỏp p phn ỏp. Cn chng minh bng vớ d c th.
Vic thay th lp t tt cú th thc hin cho ton b hoc mt phn chiu sõu

lp t yu. Sau khi o múng cú th ri mt lp vi KT gia c. Trong tớnh toỏn, cn
xột thờm yu t tng n nh do tng sõu t múng.
III.1. Mụ t v nguyờn lý.
III.1.1. Mt ct v mụ t
Vic thay t l o b t xu i thay th bng t tt v m cht. Vic
thay t ny s khú khn hn khi thi cụng di nc (trng hp gp vi than bựn) v
thc t ch gii hn vi cỏc chiu sõu n vi một. Mt khỏc, vic thay t cng
thng nh hng n mụi trng (phi tỡm cỏc ch ly
t v cỏc ch t). Vỡ vy
phi cú bin phỏp gii quyt i vi t ny nh x lý hoc lm khụ dựng p tip
phn kt cu thõn ờ phớa trờn hay tn dng lm khi phn ỏp h lu tng cng n
nh cho ờ.

Hỡnh 3-1: Cỏc phng ỏn thay t
a) Thay ton b; b) Thay mt phn
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

17
III.1.1.2. C ch tng n nh
- Vic thay th ton b hoc mt phn t yu bng vt liu cú cng cao
hn v ớt bin dng hn s khc phc c ton b hoc mt phn cỏc vn v lỳn
v n nh.
- Lm tng kh nng n nh ca cụng trỡnh k c khi cú ti trng ngang tỏc
dng, vỡ vt li
u thay th c nộn cht s tng lc ma sỏt v tng sc chng trt.
- Gim kớch thc múng v sõu chụn múng do sc chu ti ca t nn tng.
III.2. Phm vi ỏp dng
o thay th t phự hp cho nhng trng hp cỏc lp v trớ m lp t gn b
mt l nguyờn nhõn chớnh gõy lỳn v mt n nh. Cn u tiờn ỏp dng k thut ny
vi cỏc ng ụ tụ m lp mt l t hu c cú bin dng t bin ln v nh hng

xu i vi kt cu mt ng.
Cú th ỏp dng bin phỏp o thay th
t trong nhng trng hp sau:
- Khi thi hn a cụng trỡnh vo s dng l rt ngn thỡ õy l mt gii phỏp
tt tng nhanh quỏ trỡnh c kt.
- Khi cỏc c trng c hc ca t yu nh m vic ci thin nú bng cỏch c
kt s khụng cú hiu qu t c chiu cao thit k ca nn p.
tớnh kớch thc hp lý nh
t ca phn t o b i cn xột n cỏc im sau:
- V mt kinh t: ch o b ton b lp t yu khi chiu dy t 2 m tr xng.
Thng thỡ giỏ thnh o thay t xp x giỏ thnh lm cc cỏt, tuy nhiờn trỏnh c
thi gian ch t c kt.
- V chiu rng thay t cn c xỏc nh cú xột n kh nng mt
n nh
ca phn t yu cũn li trong khi thi cụng.
Trong trng hp lp t thay th l cỏt thỡ khụng ỏp dng c khi mc nc
ngm cao v nc cú ỏp, vỡ cn phi h thp mc nc ngm v tng m cỏt khụng
n nh (xúi ngm, hoỏ lng).
III.3. Thit k lp t thay th
III.3.1. m cỏt
III.3.1.1. Yờu cu vt liu thay th:
m bo lp m cỏt c n nh di tỏc dng ca ti trng cụng trỡnh
trờn nn t yu cú tớnh nộn ln, cỏc loi cỏt dựng lm lp m yờu cu phi tho món
mt s iu kin sau õy.
-
i vi cỏt vng, hm lng S
i
O
2
khụng nờn nh hn 70% v hm lng

hu c khụng c vt quỏ 5%. Hm lng mica nờn nh hn 1,5% v c
ht cú d>0,25mm chim trờn 50% trng lng, cp phi ri u d = 5-
0,25mm.
-
i vi cỏt en, hm lng S
i
O
2
khụng nờn nh hn 50% v hm lng hu
c khụng c vt quỏ 2%. Hm lng mica v hm lng sột nờn nh
hn 2%.
tit kim vt liu, cú th trn 70% cỏt vng vi 30% cỏt en hay ba phn si
vi hai phn cỏt vng (si nờn chn cú c ht 20-30mm).
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

18
III.3.1.2. Tớnh toỏn cỏc thụng s hỡnh hc lp m cỏt:
Khi thit k lp m cỏt, yờu cu phi m bo cỏc iu kin sau õy:
-Lp m cỏt n nh di tỏc dng ca ti trng cụng trỡnh.
- p lc trờn mt lp t ỏy lp m do ti trng cụng trỡnh phi nh hn ỏp
lc tiờu chun trờn mt lp t ú.
- lỳn ton b c
a lp m v lp t nm di cng nh lỳn khụng u
ca múng phi nh hn giỏ tr gii hn qui nh trong qui phm thit k nn.
Vic xỏc nh kớch thc lp m cỏt mt cỏch chớnh xỏc l mt bi toỏn rt
phc tp. Bi vỡ, nh chỳng ta ó bit, nn t di múng cụng trỡnh khụng cũn l mt
mụi trng hon ton ng nht v ng hng, m l mụi trng gm hai lp (l
p
m cỏt v lp t yu) cú tớnh cht hon ton khỏc nhau, trong ú lp m cỏt cú kớch
thc gii hn khỏc vi lp t yu kớch thc phỏt trin vụ hn theo hai hng. Do

ú, trng thỏi ng sut trong trng hp ny hon ton khỏc vi cỏc trng hp ó
c kho sỏt trong cỏc giỏo trỡnh c hc t. Tuy nhiờn, n gin trong tớnh toỏn,
nhiu tỏc gi ó ngh cỏc phng phỏp gn ỳng da vo cỏc gi thit khỏc nhau

xỏc nh kớch thc lp m cỏt. õy cú th nờu lờn hai xu hng tớnh toỏn kớch
thc lp m cỏt ang c s dng nhiu nht:
- Xem lp m cỏt nh mt b phn ca múng cụng trỡnh v tớnh toỏn nú nh
mt múng nụng t trờn nn thiờn nhiờn. Gi thit ny ch l gn ỳng nhng tớnh toỏn
khỏ n gin.
- Xem lp m cỏt nh mt b phn ca t nn, tc l ng nh
t bin dng
tuyn tớnh. Khi tớnh toỏn kớch thc lp m cỏt cú th vn dng cỏc qui lut phõn b
cng nh cỏc cụng thc xỏc nh ng sut gii thiu trong sỏch c hc t
Di õy s trỡnh by mt s phng phỏp tớnh gn ỳng ang c dựng
Vit Nam.
1/ Xỏc nh kớch thc lp m cỏt da vo iu kin bin dng ca t nn
Theo phng phỏp ny thỡ kớch thc lp m cỏt c thit k phi tho món
iu kin sau õy: Tng ng sut do ti trng ca cụng trỡnh v do trng lng bn
thõn ca t nn v lp m cỏt truyn trờn mt lp t yu di ỏy lp m phi
luụn nh hn hoc bng ỏp lc tiờu chun trờn lp t ú, tc l:

1
+
2
R
tc
(3-1)
Trong ú:

1

- ng sut thng xuyờn do trng lng bn thõn ca t nn v m cỏt tỏc
dng trờn mt lp t yu di ỏy lp m.

1
=

h

+h
m
(3-2)


, - trng lng th tớch ca lp m cỏt v t nn;
h

, h
m
- chiu dy lp m cỏt v chiu sõu t múng

2
- ng sut do ti trng cụng trỡnh gõy ra truyn trờn mt lp t yu di ỏy
lp m.

2
=
0
(
m
tc

0
h ) (3-3)
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

19
α
0
- hệ số xét đến sự thay đổi ứng suất theo chiều sâu phụ thuộc vào tỷ số
b
z2
m =
và
b
l
n =

với z - là chiều sâu kể từ đáy móng đến điểm xét ứng suất
l - chiều dài móng
b - chiều rộng móng
có thể tra bảng 15-9 phần phụ lục.
tc
0
σ
- ứng suất tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng được xác định như sau:
- Trường hợp tải trọng đúng tâm:

F
N
h
tc

mtb
tc
0
∑
+γ=σ
(3-4)
- Trường hợp móng chịu tải trọng lệch tâm:

2
tc
min
tc
max
tc
0
σ+σ
=σ
(3-5)

W
M
F
N
h
tctc
mtb
tc
minmax,
∑
∑

±+γ=σ (3-6)
∑
tc
N
- Tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng của công trình tác dụng ở đáy móng;
∑
tc
M - Tổng mô men tiêu chuẩn do tải trọng của công trình tác dụng ở đáy móng;
F - Diện tích đáy móng;
W - Mô đun chống uốn của tiết diện đáy móng;
γ
tb
- Trọng lực thể tích trung bình của móng và đất tác dụng lên móng, lấy bằng 2t/m
3
;
R
tc
- Áp lực tiêu chuẩn ở trên mặt lớp đất yếu dưới đáy lớp đệm cát, được tính toán
theo công thức cho trong qui phạm thiết kế nền móng,
R
tc
=[Ab
mq
+B(h
m
+h
đ
)]
0
tb

γ +DC
tc
(3-7)
A, B, D - Các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong tiêu chuẩn
ϕ
tc

của đất, tra ở bảng 15-10 phần phụ lục:
b
mq
- Chiều rộng móng qui ước, được xác định như sau:
- Đối với móng băng:
b
mq
=
l
N
2
tc
σ
∑
(3-8)
- Đối với móng chữ nhật:
b
mq
= ∆−+∆
mq
2
F (3-9)

2
bl −
=∆
(3-10)
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

20
F
mq
=
2
tc
N
σ
∑
(3-11)

0
tb
γ - trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất kể từ mặt đất thiên nhiên
đến đáy lớp đệm và có xét đến ảnh hưởng áp lực đẩy nổi của nước.

tc
C - Lực dính tiêu chuẩn của đất nền ở dưới đáy lớp đệm cát.
Để đơn giản trong tính toán, chiều dày lớp đệm cát h
đ
có thể xác định theo công
thức gần đúng sau đây:
h
đ

= Kb (3-12)
Trong đó:
K - Hệ số phụ thuộc vào tỷ số
b
a
và
2
1
R
R

R
1
- Áp lực tiêu chuẩn trên
mặt lớp đệm cát, ở chiều sâu h
m
;
R
2
- Áp lực tiêu chuẩn trên
mặt lớp đất yếu, ở dưới đáy lớp đệm cát,
trên chiều sâu (h
m
+h
đ
), được xác định trên
biểu đồ hình 3-2.
b - Chiều rộng móng.
Sau khi xác định được chiều dày lớp đệm
cát theo công thức (3-12) thì cần phải

kiểm tra lại điều kiện (3-1) và kiểm tra độ
lún dưới móng công trình. Nếu các điều
kiện ở trên không thoả mãn thì có thể tăng
chiều dày lớp đệm cát hoặc tăng diện tích
đáy móng.
Trị số độ lún S dưới móng công
trình được xác định theo công thức:

Hình 3-2: Toán đồ xác định hệ số K
S = S
1
+ S
2
≤ S
gh
(3-13)
Trong đó:
S
1
- Độ lún của lớp đệm cát;
S
2
- Độ lún của các lớp đất dưới đệm cát;
S
gh
- Độ lún giới hạn cho phép đối với mỗi loại công trình, được xác
định theo các qui phạm thiết kế nền và móng hiện hành.
Để bảo đảm ổn định của đất nền xung quanh lớp đệm cát thì chiều rộng lớp
đệm phải có kích thước đủ để biến dạng ngang do tải trọng của công trình gây ra
không lớn và nằm trong giới hạn cho phép.

Theo kinh nghiệm thiết kế, để đảm bảo được yêu cầ
u trên thì góc truyền lực α
thường lấy bằng góc ma sát trong
ϕ
đ
của đệm cát (α=ϕ
đ
) hoặc có thể lấy trong phạm vi
∞
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

21
30-45
0
(=30-45
0
). Khi ú chiu rng lp m cỏt c tớnh toỏn theo cụng thc n
gin sau õy:
b

= b + 2h

tg (3-14)
2/ Xỏc nh kớch thc lp m cỏt theo phng phỏp ngh ca B.I. almatov
Khi xỏc nh kớch thc lp m cỏt di múng cng B.I. almatov ó da vo
iu kin cõn bng gia ỏp lc ngang do lng th trt gõy ra vi ỏp lc t tỏc dng
xung quanh lp m cỏt. ễng ó gi thit rng, s phõn b ỏp lc t tỏc dng xung
quanh lp m cỏt do trng lng bn thõn ging nh
qui lut phõn b ỏp lc thu tnh
v s phõn b ỏp lc di ỏy lp m do ti trng ca cụng trỡnh v do trng lng

bn thõn ca lp m c xem nh phõn b u. Cỏc gi thuyt trờn cú th xem l
hp lý nu t xung quanh lp m l t yu trng thỏi bóo ho nc.
Da vo c s nhng ngh ú, B.I. almatov
ó kho sỏt hai trng hp v
ó thit lp cỏc cụng thc tớnh toỏn kớch thc lp m cỏt cho tng trng hp c th.
Trng hp I: Mt trt AD ct ỏy lp m cỏt (Hỡnh 3-3a) xột iu kin cõn bng
ca lng th trt ADFC v t a giỏc lc khộp kớn ta cú:

Hỡnh 3-3: S tớnh toỏn lp m cỏt theo ngh ca B.I.almatov
a - mt trt AD ct ỏy lp m cỏt
b - mt trt AD ct qua mt phng thng ng CF
tg(
-

)=
1
1
NQ
ET

+
(3-15)
Chuyªn ®Ò: C¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng n©ng cao æn ®Þnh (tr−ît, lón) cña ®ª biÓn

22
E = γh
đ
(h
m
+0,5h

đ
) (3-16)
N
1
=
()
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
++−
ddm
d
mmax
hγhγ
b
b
hγP (3-17)
T = N
1
tgϕ
1
(3-18)
Trong đó:

β - Góc nghiêng ứng với mặt phẳng trượt AD;

ϕ

đ
- Góc ma sát trong của cát trong lớp đệm;
P
max
- Áp lực tối đa (áp lực giới hạn) do tải trọng tính toán tác dụng ở
dưới đáy móng;

ϕ
1
- Góc ma sát trong của cát với lớp đất nằm ở dưới lớp đệm;

γ, γ
đ
- Trọng lượng thể tích của lớp đất yếu và lớp đệm cát.
Sau khi thay các biểu thức (3-16), (3-17), (3-18) vào biểu thức (3-15) và ký
hiệu:
n =
d
b
b

k =
γ
γ
d

đồng thời biến đổi ta sẽ tìm được trị số trung bình của áp lực tối đa P
max
tác
dụng ở đáy móng như sau:

P
max
=
(
)
[
]
[]
⎪
⎪
⎭
⎪
⎪
⎬
⎫
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
ϕ−ϕ−β−
ϕ−β+++
−
ϕ−ϕ−β−
ϕ−β+ϕ−+++
γ
1
1dd

d1mdmdmd
atg)d(tg)abd(
)d(tgkhd)acb(5,0hmc
atg)(tg)ab(
tgtg)nhkhh(a)h5,0h(h
n
(3-19)
Trường hợp 2: Mặt trượt AD cắt qua mặt phẳng thẳng đứng CF. Trong trường hợp
này, các trị số N
1
và T
1
sẽ bằng không, do đó:
P
max
=
()
()
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
β+
−
ϕ−β+
+β+β+γ
k

tg)cb(
ch2
)(tgcb
h2tgcb
b2
tg)cb(
2
m
d
m
2
(3-20)
Để tiện tính toán, công thức (3-20) được đề nghị viết dưới dạng đơn giản như
sau:
p
max
=
[]
)cmB(hm2)kDA(m
b2
111
2
−+−
γ
(3-21)
Trong đó:
M = b + c (3-22)
A
1
=

)(tg
tg
d
2
ϕ−β
β
(3-23)
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

23
B
1
=
)(tg
tg
d


(3-24)
D = tg

(3-25)
Cỏc tr s A
1,
B
1
, D
1
trong cụng thc 3-21 ph thuc v

c tra trong
bng 15-11 phn ph lc:
Nh vy, vic tớnh toỏn kớch thc lp m cỏt s ph thuc vo vic chn tr
s P
max
. Sau khi cho gúc nghiờng thay i ng vi cỏc tr s khỏc nhau v da vo
hai cụng thc (3-19), (3-20) hoc cụng thc (3-21), chỳng ta s tỡm c tr s P
max
ti
thiu trong cỏc kt qu tớnh toỏn. Tr s P
max
ti thiu ny sau khi chn phi tho món
iu kin sau õy:

1,1
p
max
tt
0

(3-26)
Trong ú:

tt
0
- ng sut trung bỡnh tớnh toỏn do ti trng tớnh toỏn tỏc dng ỏy
múng, c xỏc nh nh sau:
- Trng hp múng chu ti trng ỳng tõm:
F
N

h
tt
mtb
tt
0

+=
(3-27)
- Trng hp múng chu ti trng lch tõm:

2
tt
min
tt
max
tt
0
+
=
(3-28)

W
M
F
N
h
tttt
mtb
tt
max

min


+= (3-29)


tt
N v

tt
M - Tng ti trng thng ng tớnh toỏn v tng mụmen tớnh toỏn
tỏc dng ỏy múng.
F - din tớch ỏy múng
W - Mụun chng un ca ỏy múng
Xỏc nh chiu rng lp m theo phng phỏp ca B.I. almatov s cho kt
qu ỏng tin cy v hp lý nht l i vi nn t yu trng thỏi bóo ho nc cú
tớnh nộn ln. Tuy nhiờn, so vi cỏc phng phỏp khỏc thỡ phng phỏp ny cú quỏ
trỡnh tớnh toỏn phc tp hn khi xỏc
nh tr s P
max
ti thiu.
3/ Xỏc nh kớch thc lp m cỏt da vo c s nhng ngh khỏc:
Ngoi hai phng phỏp tớnh toỏn kớch thc lp m cỏt ó c ng dng
nhiu trong thit k sn xut trờn, cũn c nhng phng phỏp ngh khỏc da vo
nhng c s khỏc nhau.
Chng hn, mt s tỏc gi ó ngh xỏc nh kớch thc lp m cỏt d
a vo
s phỏt trin ca vựng bin dng do di ỏy múng. Xu hng ny c ỏp dng khi
thit k m cỏt di cỏc nn ng, nn t p i qua vựng bựn ly
Chuyên đề: Các giải pháp truyền thống nâng cao ổn định (trợt, lún) của đê biển

24
Trong nhng nm gn õy, da vo kt qu thớ nghim mụ hỡnh lp m cỏt
bng quang n hi, vi trng hp h

> 0,4 b
1
(b
1
- na chiu rng ỏy múng)
Tochkov ó a ra mt s ngh sau õy.
Biu ng sut tip xỳc di ỏy lp m cỏt cú dng l mt ng parabol
(hỡnh 3-4) v tr s ng sut ti mt im bt k trờn biu ú c xỏc nh
nh sau:
p
n
= p
max
2
2
1
1
+

(3-30)
Trong ú:
P
max
=
()

+









tghb1
2
b
d1
10
(3-31)

1
0
b2
N

=
(3-32)

1d
b
x
=
(3-33)

Hỡnh 3-4: Biu ng sut tip xỳc di
ỏy lp m cỏt (theo Tochkov)
x - khong cỏch t im kho sỏt ng sut n trc z
b
1
- na chiu rng lp m cỏt (b
1
=
2
b
d
)
Bng cỏch gn ỳng, Tochkov ó ngh biu thc xỏc nh chiu dy h

ca
lp m cỏt ng vi khi vựng bin dng do mi bt u xut hin trong t
yu, cú dng nh sau (trong trng hp bi toỏn phng):
h

= )bK(KK
101
2
0
+
Trong ú:
K
0
=
(

)
[]



+

+

+

+

sin
)sin32,156,0)(hh(416,0hhgcot835,0
dm1dm1

K
1
=
)sin59,107,1(
sin
b835,0
10





1

- trng lng th tớch trung bỡnh ca cỏc lp t nm trờn lp t yu

- trng lng th tớch ca lp t yu
c v
- Lc dớnh v gúc ma sỏt trong ca lp t yu
Cú tỏc gi khỏc nh V.V. Nikolaờv thỡ quan nim rng mt phng thng ng
phõn cỏch gia lp m cỏt v vi lp t yu xung quanh nh mt tng chn
mng m chiu cao ca tng chớnh bng chiu dy h

ca lp m cỏt. Khi ú trờn
tng chn mng s cú hai dng ỏp lc tỏc dng: ỏp lc ch ng E
0
do ti trng ca
cụng trỡnh truyn xung v do trng lng bn thõn ca lp m cỏt gõy ra, v ỏp lc