Nghiên cứu giải pháp kết cấu hợp lý cho thân cống vùng triều trên nền đất yếu

-i-

L IC M

N

Sau th i gian th c hi n lu n v n, v i s ph n đ u n l c c a b n
thân và d

i s giúp đ t n tình c a các th y cô, b n bè và đ ng nghi p, lu n

v n: ’’Nghiên c u gi i pháp k t c u h p lý cho thân c ng vùng tri u trên n n
đ t y u’’đã đ

c hoàn thành.

Tác gi xin chân thành c m n đ n toàn th th y giáo, cô giáo
tr

ng

ai h c Th y l i, khoa Sau đ i h c, khoa Công trình tr

ng

Th y l i đã t n tâm gi ng d y tác gi trong su t quá trình h c t p t i tr

ih c
ng.

Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i TS. V Hoàng H ng,

PGS.TS. Nguy n Quang Hùng đã h

ng d n, giúp đ t n tình trong th i gian

tác gi làm lu n v n.
Tác gi xin chân thành g i l i c m n t i lãnh đ o cùng t p th C
s 2 tr

ng

i h c Th y l i đã t o đi u ki n thu n l i v m i m t trong su t

th i gian tác gi h c t p và làm lu n v n.
Tác gi xin c m n s giúp đ đ n toàn th th y giáo, cô giáo b
môn K t c u công trình tr

ng

i h c Th y l i đã giúp đ t n tình trong

th i gian tác gi làm lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n đ n gia đình đã khích l , đ ng viên,
h tr và t o đi u ki n t t nh t v m i m t cho tác gi trong su t quá trình
h c t p và th c hi n lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n đ n Ban giám đ c công ty C ph n
T v n Xây d ng B n Tre, cô, chú, anh, ch , em đ ng nghi p công ty t o đi u
ki n và giúp đ kinh nghi m cho tác gi trong su t quá trình h c t p và th c
hi n lu n v n.

TÁC GI

-ii-

C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
c l p - T do - H nh phúc

B N CAM K T
Tôi xin cam k t t t c các nghiên c u trong lu n v n này là k t qu
nghiên c u c a tôi th c hi n trong khoá h c cao h c t i Tr
l i d

i s h

ng

i h c Thu

ng d n nghiên c u khoa h c c a TS. V Hoàng H ng và

PGS.TS. Nguy n Quang Hùng. Tôi xin ch u trách nhi m hoàn toàn v l i cam
k t c a mình./.
Tp.H Chí Minh, ngày 05 tháng 12 n m 2014
H c viên

Nguy n Vi t Toàn


-iii-

M CL C
1.

Tính c p thi t c a

2.

M c đích c a

3.

Cách ti p c n và ph

4.

K t qu d ki n đ t đ

CH

tài...............................................................................1

tài......................................................................................2
ng pháp nghiên c u: .................................................2
c .............................................................................2

NG 1: T NG QUAN C NG VÙNG TRI U ...........................................3
Khái quát v c ng vùng tri u ....................................................................3

1.1.

1.1.1. Khái ni m.................................................................................................3
1.1.2. Phân lo i ..................................................................................................3
1.1.3. Ph m vi ng d ng ....................................................................................5
1.1.4 Tình hình xây d ng c ng vùng tri u trên th gi i và Vi t Nam ................5
Các hình th c k t c u c ng vùng tri u đã đ

1.2.

c xây d ng .....................15

1.2.1. C ng l thiên BTCT truy n th ng .........................................................15
1.2.2. C ng ng m BTCT truy n th ng ............................................................17
1.2.3. C ng đ p tr đ .....................................................................................18
1.2.4. C ng đ p tr phao .................................................................................19
1.2.5. C ng đ p xà lan .....................................................................................20
V n đ nghiên c u c a lu n v n .............................................................21

1.3.

t v n đ ..............................................................................................21

1.3.1.

1.3.2. Nghiên c u l a ch n gi i pháp k t c u thân c ng .................................21
CH

NG 2: NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP K T C U THÂN

C NG TRÊN N N
2.1.

T Y U ..............................................................................23

c đi m t nhiên khu v c đ ng b ng sông C u Long .........................23

2.1.1.

c đi m chung .....................................................................................23

2.1.2.

i u ki n đ a ch t n n ...........................................................................27
xu t gi i pháp k t c u c ng phù h p.................................................29

2.2.

2.2.1. Hình th c k t c u ...................................................................................29
2.2.2. Ph
2.3.

ng pháp tính toán ...........................................................................29

Gi i pháp tính toán k t c u thân c ng h p lý cho đ t n n y u ...............62


-iv-

2.3.1. Gi i thi u ph n m m phân tích k t c u SAP2000 .................................62
xu t ph m vi áp d ng .......................................................................65

2.3.2.
CH

NG 3: TÍNH TOÁN K T C U C NG C U VÁN – HUY N BÌNH

I – T NH B N TRE ...........................................................................................68
3.1.

Gi i thi u công trình ...............................................................................68

3.1.1. Quy mô công trình .................................................................................68
3.1.2. S li u tính toán .....................................................................................68
3.1.3. Tr

ng h p tính toán ki m tra ...............................................................72

3.1.4. T i tr ng tính toán .................................................................................72
3.2.

Phân tích k t c u c ng theo bài toán không gian b ng ph n m m

SAP2000................................................................................................................74
3.2.1. Mô t k t c u thân c ng ........................................................................74
3.2.2. Mô hình hóa k t c u c ng ......................................................................75
3.2.3. Phân tích k t c u c ng ...........................................................................81
3.2.4.

ánh giá k t qu ..................................................................................110

K T LU N VÀ KI N NGH ..............................................................................112

TÀI LI U THAM KH O ....................................................................................115

DANH M C CÁC HÌNH V
Hình 1-1 :

p Hollandse Ijssel barrier .....................................................................6

Hình 1- 2 : Công trình Lower – Rhine .......................................................................7
Hình 1 - 3 :

p ch n sóng bão Hartel – Hà Lan .......................................................8

Hình 1 - 4 :

p Sông Thame ( Anh) ..........................................................................8

Hình 1 - 5 :

p Ems -

c ........................................................................................9

Hình 1 - 6 : C ng Ba Lai ..........................................................................................11
Hình 1 - 7 : T ng th công trình ng n m n, gi ng t Th o long ............................11
Hình 1 - 8 : C ng Láng Thé......................................................................................12
Hình 1 - 9 : C ng kênh 284 ......................................................................................13
Hình 1 - 10 : C t ngang c ng truy n th ng v i c a van ph ng t đ ng đóng m ...15


-v-

Hình 1 - 11 : C t d c c ng truy n th ng c a van ph ng t đ ng đóng m ...........15
Hình 1 - 12 : C t ngang c ng truy n th ng v i c a van cung..................................15
Hình 1 - 13 : C t d c c ng truy n th ng v i c a van cung......................................16
Hình 1 - 14 : K t c u c ng tròn ...............................................................................17
Hình 1 - 15 : C ng h p hình ch nh t ......................................................................17
Hình 1 - 16 : K t c u c ng đ p tr đ ......................................................................18
Hình 1 - 17 : K t c u c ng đ p tr phao .................................................................19
Hình 1 - 18 : K t c u c ng đ p xà lan ......................................................................20
Hình 2 - 1 : B n đ đ ng b ng Sông C u Long .......................................................24
Hình 2 - 2 : S đ tính k t c u thân c ng vùng tri u trong lu n v n ......................32
Hình 2 - 3 : Áp l c đ t tác d ng lên tr biên ............................................................34
Hình 2 - 4 : Áp l c đ t tác d ng lên tr biên ............................................................35
Hình 2 - 5 : Áp l c n

c tác d ng lên khe c a khi v n hành đóng c a gi n

c ....36

Hình 2 - 6 : Áp l c n

c tác d ng lên khe c a khi v n hành đóng c a ng n tri u ..36

Hình 2-7 : M t c t c u ki n ch u u n .......................................................................40
Hình 2- 8 : S c kháng tr

c và s c kháng bên c a c c ch u l c ngang ..................55

Hình 2-9 : S đ tính h s n n ................................................................................57
Hình 2-10 : Quan h gi a ph n l c và chuy n v c a đ t xung quanh c c ..............58

Hình 2-11 : Xác đ nh modun ph n l c n n. .............................................................59
Hình 2-12 : Các đ

ng đ ng ng su t .....................................................................62

Hình 2-13 : Ph n m m SAP 2000 ............................................................................63
Hình 2-14 : Th vi n m u m t s d ng k t c u thông d ng nh t ............................63
Hình 2-15: H thanh trong SAP 2000 ......................................................................65
Hình 2-16 : H t m trong SAP 2000 ........................................................................65
Hình 3-1 : Chi ti t c t d c k t c u thân c ng ...........................................................74
Hình 3-2 : Chi ti t m t b ng k t c u thân c ng ........................................................75
Hình 3-3 : Thân c ng đ

c mô hình hóa b ng ph n t kh i ...................................77

Hình 3-4 : Thân c ng đ

c mô hình hóa b ng ph n t kh i ...................................78

Hình 3-5 : Thân c ng đ

c mô hình hóa b ng ph n t kh i và v .........................78


-vi-

Hình 3-6 : Thân c ng đ

c mô hình hóa b ng ph n t v ......................................78

Hình 3-7 : S đ áp l c đ t (ALD) ...........................................................................81
Hình 3-8 : S đ áp l c n

c ng m (ALNn)............................................................81

Hình 3-9 : S đ l c do dàn van (DV) và c u giao thông (CGT) ............................81
Hình 3-10 : S đ l c tính toán khi đóng c a tr n

c ...........................................82

Hình 3-11 : S đ áp l c c a van vào khe van khi đóng van tr n
Hình 3-12 : S đ áp l c n

c khi đóng van tr n

c (CV-1) .......82

c (ALNcl-1) ...........................83

Hình 3-13 : S đ l c th m tác d ng vào b n đáy (ALNt1) ....................................83
Hình 3-14 : S đ l c đ y n i tác d ng vào b n đáy (ALNđn1) .............................83
Hình 3-15 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH1...........84

Hình 3-16 : Bi u đ n i l c c a c c .........................................................................85
Hình 3-17 : Ph m u chuy n v c ng do TH1* ........................................................85
Hình 3-18 – Ph m u ng su t S22 c a b n đáy và t

ng bên do TH1* ................86

Hình 3-19 :S đ l c tính toán khi đóng c a ng n tri u ..........................................87
Hình 3-20 : S đ áp l c c a van vào khe van khi đóng van tr n
Hình 3-21 : S đ áp l c n

c (CV-2) .......87

c khi đóng van ng n tri u (ALNcl-2) ........................88

Hình 3-22 : S đ l c th m tác d ng vào b n đáy (ALNt2) ....................................88
Hình 3-23 : S đ l c đ y n i tác d ng vào b n đáy (ALNđn2) .............................88
Hình 3-24 – Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH2 ..........89

Hình 3-25 – Bi u đ n i l c c a c c ........................................................................90
Hình 3-26 – Ph m u chuy n v c ng do TH2* .......................................................90
Hình 3-27 – Ph m u ng su t S22 c a b n đáy và t

ng bên do TH2* ................91

Hình 3-28 : S đ l c tính toán khi đ p đê quai s a ch a c ng ..............................92
Hình 3-29 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH3...........92

Hình 3-30 : Bi u đ n i l c c a c c .........................................................................93
Hình 3-31 : Ph m u chuy n v c ng do TH3* ........................................................94
Hình 3-32 : Ph m u ng su t S22 c a t

ng bên do TH3* ...................................94

Hình 3-33 – S đ l c tính toán trong giai đo n thi công ........................................95
Hình 3-34 : S đ áp l c đ t (ALD1) .......................................................................95


-vii-

Hình 3-35 : S đ áp l c đ t (ALD2) .......................................................................96
Hình 3-36 : S đ áp l c n

c ng m (ALNn)..........................................................96

Hình 3-37 : S đ l c do c u giao thông (CGT1) ....................................................96
Hình 3-38 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH4...........97

Hình 3-39 : Bi u đ n i l c c a c c .........................................................................98
Hình 3-40 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH4*.........98

Hình 3-41 : Bi u đ n i l c c a c c .........................................................................99
Hình 3-42 – S đ l c tính toán trong giai đo n thi công dùng h thanh ch ng ...100
Hình 3-43 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH5.........101

Hình 3-44 : Bi u đ n i l c c a c c .......................................................................102

Hình 3-45 : Ph m u mômen M22 c a b n đáy và t

ng bên c ng do TH5*.......102

Hình 3-46 : Bi u đ n i l c c a c c .......................................................................103
Hình 3-47 : L c ch ng l n nh t thanh trên phía h l u .........................................106

DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1 - 1: M t s c ng ng n m n

t nh B n Tre ..............................................14

B ng 2-1 : B ng ki m tra đ a ch t m t s công trình trên t nh B n Tre ............29
B ng 2-1 : H s đ m b o k n ...................................................................................38
B ng 2-2 : H s t h p t i tr ng n c .......................................................................38
B ng 2-3 : Phân c p công trình c ng .....................................................................39
B ng 2-4 : H s

đi u ki n làm vi c m a .................................................................39

B ng 2-5 : H s

đi u ki n làm vi c m b2 ...............................................................39

B ng 2-6 : H s

đi u ki n làm vi c m b ...............................................................40

B ng 2-7 : C

ng đ ch u nén R n , c

ng đ ch u kéo R k , mô đun đàn h i E c a

bê tông (kG/cm²) ......................................................................................................40
B ng 2-8 : B ng giá tr ξ r tính c u ki n ch u u n, nén l ch tâm và kéo l ch tâm ......41
B ng 2-9 : B ng tra các h s A, B, D theo ϕ .......................................................49
B ng 2-10 : C

ng đ tiêu chu n đ t d

i m i c c q p ........................................50

B ng 2-11 : C

ng đ tiêu chu n các l p đ t t i m t bên c c f i .........................51


-viii-

B ng 2-12 : B ng tra h s n n theo K.X. Zavriev ...............................................54
B ng 2-13 : B ng tra k h theo J.E.Bowles dùng cho móng c c. ............................54
B ng 3 - 1 : Các tr

ng h p s d ng n

c trong quá trình v n hành ...............69

B ng 3-2 : S li u v đ a ch t n n c ng C u Ván - huy n Bình

i - t nh B n Tre ...70

B ng 3-3 : H s l ch t i n .......................................................................................73
B ng 3-4 : T h p l c tính toán ..............................................................................74
B ng 3-5 : B ng k t qu tính đ c ng c a lò xo gán vào c c trong mô hình k t
c u thân c ng trong SAP2000 ................................................................................80
B ng 3-6 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH1 ..............84

B ng 3-7 :Chuy n v thân c ng do t h p t i tr ng TH1* ...................................86
B ng 3-8 :

ng su t trong b n đáy và t

ng bên do t h p t i tr ng TH1* .....86

B ng 3-9 : N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH2 .............89

B ng 3-10 : Chuy n v thân c ng do t h p t i tr ng TH2* ................................91
B ng 3-11 :

ng su t trong b n đáy và t

ng bên do t h pTH2* ....................91

B ng 3-12 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH3 ............93

B ng 3-13 :Chuy n v thân c ng do t h p t i tr ng TH3* .................................94
B ng 3-14 :

ng su t trong b n đáy và t

ng bên do t h p t i tr ng TH3* ...94

B ng 3-15 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH4 ............97

B ng 3-16 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH4* ..........99

B ng 3-17 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH5 ..........101

B ng 3-18 :N i l c m t s ph n t b n đáy và t

ng bên c ng do TH5* ........103

B ng 3-19 : B ng ki m tra s phù h p ti t di n l a ch n v i n i l c tính toán
k t c u thân c ng ...................................................................................................104
B ng 3-20 : B ng k t qu ki m tra kh n ng ch u c t c a k t c u ...................105
B ng 3-21 : B ng k t qu ki m tra n t c a k t c u ...........................................106

-1-

M
1. Tính c p thi t c a

U

tài

Ngày nay v n đ th t k k t c u h p lý cho công trình đóng m t vai
trò và ý ngh a quan tr ng nh m xác đ nh kích th

c h p lý c a k t c u trên c

s đ m b o đ đ b n v i m t c t ti t di n ch u l c nh nh t t
vi c gi m kh i l

ng v t li u.

ng ng v i

i u này làm gi m giá thành cho công trình,

mang l i nhi u l i ít cho Nhà đ u t .
Trong th c t , k t c u thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u th
đ

ng

c thi t k d a theo các Quy ph m, Tiêu chu n thi t k hi n hành. Các tiêu

chu n m c dù đ

c xây d ng trên c s lý thuy t và th c nghi m nh ng ch a

ph n ánh h t đi u ki n t nhiên n i xây d ng công trình, nên ph
này th

ng pháp

ng ph i ch p nh n t n kém v t li u và m t c t thi t k ch a

d ng

h p lý nh t. Ngoài ra, m t nguyên nhân n a d n đ n h qu bài toán c a nhà
thi t k hi n nay là chi phí thi t k t l thu n v i giá tr xây l p.
l i ích cho Nhà thi t k thì h s an toàn công trình đ

mang l i

c nâng cao đi u này

gây th t thoát cho Nhà đ u t . Vì v y bài toán k t c u công trình nói chung và
k t c u thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u nói riêng mang tính ch t c p
thi t, nh t là trong giai đo n hi n nay khi công trình lo i này r t nhi u, nh t là
khu v c T nh B n Tre.
Th c t cho th y, bài toán k t c u h p lý đã có t lâu nh ng th
ch áp d ng cho công trình dân d ng, k t c u thép, k t c u áo đ
trình bi n, … h u nh ch a đ

tri u trên n n đ t y u. Không ch

ng

ng, công

c áp d ng tính toán k t c u thân c ng vùng
Vi t Nam mà các n

c có n n xây d ng

công trình th y l i phát tri n nh Hà Lan, M , Trung Qu c, Nh t B n,…c ng
ít khi tìm th y tài li u ho c công trình nghiên c u gi i pháp k t c u h p lý
thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u.


-2-

2. M c đích c a

tài

xu t gi i pháp và xây d ng ph

ng pháp tính toán k t c u h p lý

thân c ng vùng tri u trên n n đ t y u khu v c t nh B n Tre.
3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u:

D a trên các lo i hình k t c u c ng đã đ
v c T nh B n Tre, đánh giá u nh

c áp d ng hi n nay

khu

c đi m và ki n ngh gi i pháp k t c u

thân c ng phù h p.
T s li u đi u tra công trình c ng C u Ván, qua tài li u tham kh o
cùng v i s

h tr c a ph n m m chuyên d ng SAP 2000, Excel, Auto

CAD,.. phân tích, tính toán và đ xu t kích th
4. K t qu d ki n đ t đ

c c ng h p lý.

c

a ra gi i pháp k t c u thân c ng h p lý nh t

khu v c t nh B n

Tre.
Xây d ng ph

ng pháp tính toán k t c u đ đ a ra m t c t k t c u

h p lý v kinh t và k thu t.
Áp d ng cho công trình c ng C u Ván - huy n Bình
Tre.

i - t nh B n


-3-

CH

NG 1: T NG QUAN C NG VÙNG TRI U

1.1. Khái quát v c ng vùng tri u
Khái ni m

1.1.1.

C ng vùng tri u là m t lo i công trình th y làm nhi m v ki m soát
kh ng ch m c n
C ng n m

c và đi u ti t n

vùng ch u nh h

c ph c v nhi u m c đích khác nhau.

ng c a th y tri u lên xu ng theo m t chu k

th i gian ph thu c bi n chuy n th y v n. S thay đ i lên xu ng ph thu c
vào l c h p d n t m t Tr ng (ph n ch y u) và t các thiên th khác nh m t
Tr i (ph n nh ) t i m t đi m b t k trên b m t Trái

t trong khi Trái

quay đã t o nên hi n t

c ròng (tri u xu ng)

ng n

c l n (tri u lên) và n

t

vào nh ng kho ng th i gian nh t đ nh trong m t ngày.
1.1.2. Phân lo i
Có hai hình th c c ng dùng ph bi n cho vùng tri u là c ng l thiên
và c ng ng m
1.1.2.1. C ng l thiên (c ng h )
Là m t lo i công trình th y l i h đ
l

ng và kh ng ch m c n

c xây d ng đ đi u ti t l u

c nh m đáp ng các yêu c u c p n

c, phân l ,

tiêu úng, ng n tri u, gi ng t, ng n m n. ây là hình th c c ng ph bi n nh t
c a c ng vùng tri u. Theo nhi m v và m c đích s d ng đ

c chia thành

nh ng lo i sau đây :
C ng l y n

c:đ

c xây d ng đ l y n

h ch a ph c v các yêu c u dùng n

c t sông, kênh ho c t

c;

C ng đi u ti t : xây d ng trên sông, kênh đ dâng cao m c n
t o đi u ki n l y n

c cho các công trình phía th

ng l u;

c

-4-

C ng tiêu : dùng tháo n

c, ch ng úng cho m t vùng nh t đ nh trên

m t h th ng, bên c nh nhi m v tiêu, c ng còn đ m nh n các nhi m v
khác;
C ng phân l : dùng đ tháo m t ph n l u l
m t con sông sang h

ng khác, ho c t p trung n

nh t đ nh nh m h th p đ nh l

ng v mùa l c a

c phân l vào m t vùng

sông chính;

C ng ng n tri u : xây d ng

c a sông ven bi n, ch u nh h

ng

tr c ti p c a th y tri u.

m t th i k nh t đ nh, khi th y tri u dâng, c ng m

đ các công trình l y n

c ng t vào đ ng (do tri u đ y d n lên). Khi tri u rút

vào mùa l , l i d ng chân tri u th p m c ng tháo tiêu n

c t đ ng ra. Vào

mùa khô c ng đóng đ ng n tri u gi ng t. Ngoài ra c ng còn có tác d ng
thay đ i n

c trong đ ng nh m tháo chua r a m n;

C ng tháo cát : đ tháo r a bùn cát l ng đ ng phía tr
trình dâng và đi u ti t n

c các công

c.

1.1.2.2. C ng ng m
Là m t công trình th y l i th
dùng vào vi c c p n

ng đ

cđ td

i m t đê, m t đ p

c, phân l , tiêu úng, ng n tri u, gi ng t, ng n m n.

ây c ng là m t hình th c c ng dùng khá ph bi n c a vùng tri u. M t s
lo i c ng ng m dùng ph bi n hi n nay:
Theo v t li u xây d ng : có các lo i c ng ng m b ng sành, b ng bê
tông, bê tông c t thép và ng kim lo i, ng nh a. Trong th c t xây d ng s
d ng ph bi n nh t là c ng b ng bê tông c t thép và kim lo i, ch trong
tr

ng h p c t n

c th p m i s d ng c ng b ng sành, b ng bê tông và ng

nh a;
Theo hình th c k t c u : có các lo i c ng tròn, c ng h p, c ng
vòm;


-5-

Theo cách b trí : c ng ng m đ t tr c ti p trên n n, c ng ng m đ t
trong hành lang b ng bê tông c t thép. Cách b trí th nh t t

ng đ i kinh t

nh ng ki m tra s a ch a khó kh n n u kh p n i gi a hai đo n ng làm vi c
không t t đ n

l

c rò r s

nh h

ng an toàn c a đ p. Khi tháo n

cv il u

ng r t l n, t i các ch n i ti p ho c các k n t s hình thành chân không,

có th hút h t các h t đ t
ch trong tr
b đ

ng ng

thân đ p vào c ng và làm đ p b tr t lún. Vì v y,

ng h p n n đá t t m i dùng và th

ng đ t m t ph n ho c toàn

trong n n;

Theo hình th c l y n

c, thoát n

c và ng n n

a. L y n

c theo ki u đ t van kh ng ch

b. L y n

c theo ki u c a kéo nghiêng

c

h l u ho c th

ng l u

Theo bi n pháp thi công
a. C ng thi công t i ch
b. C ng đ

c ch t o ho c đúc s n thi công l p ghép.

1.1.3. Ph m vi ng d ng
C ng vùng tri u đ
có đ

c ng d ng r t r ng rãi, đ c bi t

N

c ta, n i

ng b bi n dài và nhi u h th ng sông ngòi thông ra bi n trãi dài t

B c chí Nam.
Tùy vào công n ng s d ng, quy ho ch xây d ng (th y l i, giao
thông, h t ng k thu t,…) và đi u ki n t nhiên (v trí đ a lý, đ a hình, đ a
ch t, th y v n,…) mà s l a ch n hình th c và k t c ng cho phù h p.
1.1.4 Tình hình xây d ng c ng vùng tri u trên th gi i và Vi t Nam
1.1.1.4

c đi m chung

S d ng h p lý ngu n tài nguyên n
nhi u n
hi n t

c trên th gi i quan tâm.
ng th i ti t c c đoan có xu h

c là m t v n đ đang đ

c bi t trong khi t

ng lai s p t i các

ng t ng v t n su t và m nh v c

đ , trong đó n i lên v n đ xâm nh p m n, n

c
ng

c bi n dâng s gây khó kh n


-6-

cho s n xu t nông nghi p, cung c p n

c s ch và làm suy thoái tài nguyên đ t

và n

ng tr c ti p t i sinh m ng và đ i s ng

c. Các d ng thiên tai s

c a ng

nh h

i dân.

1.1.4.2 M t s công trình trên Th gi i
[1].

p ch n sóng Hollandse Ijsel – Hà Lan :

Công trình đ

c kh i công xây d ng trên sông Hollandse IJsel n i

Rotterdam v i bi n b c, kh i công n m 1954 và hoàn thành đ a vào s d ng
n m 1958. V trí xây d ng công trình trên đo n sông r ng 250m.

pg m3

tr t o thành 1 khoang r ng 80m và 1 âu thuy n r ng 24m dài 120m.Trên tr
là 4 tháp b trí thi t b đóng m cao 45m. Hai c a van ph ng r ng 81,2m cao
11,5m n ng h n 635 t n đ

c v n chuy n ra v trí l p đ t b ng tàu kéo. Công

trình này có 2 c a và đóng m l n l

t đ đ m b o an toàn khi có s c . C a

van âu thuy n n ng 60 t n.

Hình 1-1 :

p Hollandse Ijssel barrier

Các k t c u BTCT g m tr ng
khung vây t

ng đ

ng thép. N n móng c a công trình đ

đóng sâu vào n n công trình.

c thi công t i ch trong
c gia c thêm b ng c c


-7-

[2]. Công trình Lower – Rhine:
Công trình Lower – Rhine c a Hà lan đ

c xây d ng trên sông

Rhine kho ng n m 1960. Công trình b trí 2 c a van l

i trai (Visor gate)

m i c a r ng 54m. khi nâng c a, chi u cao thông thuy n là 9,1m. ây là m t
đ p ch n n

c đ phát đi n và ph c v giao thông th y. Trên sông Rhine còn

có hai công trình có k t c u t

ng t đ

c xây d ng t i Amerongen và

Hagestein.

D ng đ p ch n n

c này còn đ

c xây d ng

Nh t B n trên sông

Aji - Osaka. M i c a c a công trình này r ng 57m. Công trình khánh thành
vào n m 1970.

Hình 1- 2 : Công trình Lower – Rhine

[3].

p ch n sóng bão Hartel – Hà Lan:

Công trình đ

c xây d ng trên kênh Hartel đ ch ng n

bão, khánh thành n m 1996. Công trình g m 2 khoang thông n
n

c dâng do
c, đi u ti t

c b ng c a van ph ng. C a l n r ng t i 98m cao 9,3m. C a nh r ng

49,3m. Các c a van đ

c nâng lên th ng đ ng b ng xilanh th y l c g n trên 4

tháp cao. Khi có bão các c a đ
0,2 m đ n

c v n qua l i đ

c.

c h xu ng

v trí cách ng

ng BT kho ng


-8-

Hình 1 - 3 :

[4].

p ch n sóng bão Hartel – Hà Lan

p sông Thame – Anh:

Hình 1 - 4 :

p Sông Thame ( Anh)

ch ng l i sóng và tri u c
khi có bão, n m 1974 các k s ng

ng t bi n B c đ vào sông Thames

i Anh đã tri n khai thi t k và thi công

công trình ng n sông Thames. Hoàn thành và đ a vào s d ng n m 1982.
p ch n sóng sông Thames đ

c xây d ng t i Woolwich cách th đô 17 km.


-9-

Công trình này có chi u r ng t ng c ng 520m g m 4 khoang 61m, 6 khoang
31,5m, c a van cao h n 20m, c a van đ
n

c có th đ

c hàn kín t o thành h p phao nên

c cho vào khi đóng c a và ra khi nâng c a lên.
p ch n sóng Ems –

[5].

Công trình đ

c:

c xây d ng trên sông Ems t n m 1999 đ n n m

2002. Công trình g m 7 khoang thông n

c. C a thông thuy n l n nh t r ng

60m b trí c a van tr xoay (Rotary segmentgate). Hai c a hai bên khoang
này r ng 50m c a van vi n phân (segment gate) còn l i 4 c a r ng 63,5m.
V i t ng chi u dài g n 500m, đây là m t trong nh ng công trình l n nh t
Châu Âu.

Hình 1 - 5 :

N

p Ems -

c

c ta c ng v y, m c dù có ngu n tài nguyên n

c vào lo i trung

bình và có h th ng sông ngòi khá dày đ c nh ng hi u qu s d ng n

c còn

ch a cao b i nhi u nguyên nhân khác nhau. Trong đó, m t ph n khá l n
l

ng n

c ng t b lãng phí do đ t do ra bi n theo các c a sông. Trong đi u

ki n khí h u toàn c u bi n đ i b t l i và th m ph r ng b suy thoái, ngu n
n

c ng t t th

thi u n

ng ngu n ch y v đ ng b ng ngày càng gi m, tình tr ng

c ng t đã và đang x y ra

các vùng châu th .


-10-

Các t nh ven bi n đ ng b ng sông C u Long ch u tác đông tr c ti p
c a th y tri u, m n xâm nh p sâu. Hi n t i di n tích đ t nông nghi p b m n
xâm nh p (có n ng đ kho ng 4g/l) là r t l n, chi u dài xâm nh p trên các
sông chính nhi u n i lên đ n 40Km. Th i gian qua, các t nh này trong đó có
B n Tre đã và s ch u nh ng tác đ ng b t l i do bi n đ i khí h u gây ra.
chu n b và k p th i đ i phó v i tác đ ng b t l i k trên thì ph i
đ u t m t kh i l

ven bi n

ng l n h th ng công trình ng n sông, h th ng đê bao

h l u các sông nên c n r t nhi u tài l c, v t l c và nhân l c.

Trong đó, chi m m t t tr ng không nh là các công trình c ng làm nhi m v
ng n tri u, ng n m n, đi u ti t n
1.1.4.3 M t s công trình

c, tiêu thoát n

c, …

Vi t Nam

[1]. C ng Ba Lai (B n Tre)
Hình th c : Ki u c ng l thiên b ng BTCT, đóng m b ng c a van
t đ ng hai chi u.
- V trí : trên c n, bên b trái sông Ba Lai.
- Cao trình ng
- Kích th

ng

cc a

: -4,20m
: nxBxH = 10x(8x7,2m)

- Chi u r ng thông n

c : 84,0m

- Chi u dài thân c ng

: 16,0m

- Cao trình đ nh tr pin : + 3,0m
- Cao đ d c u

: +5,50m

- C u ô tô trên c ng

: H30-X60, B=7,0m

- Tiêu n ng hai chi u, chi u dài b tiêu n ng th
l u : 17,50m. H phòng xói th

ng l u : 22,6m, h

ng l u có cao đ : -6,0m, phòng xói h l u :

-7,0m.
- Kênh d n th

ng l u dài 1,082m, kênh d n h l u dài 534m, b

r ng đáy kênh d n : 107,6m, cao đ đáy kênh -4,0m, mái kênh d n m = 3,0.

-11-

- X lý n n c ng b ng c c BTCT 35x35cm.
- C a van t đ ng ki u ch nh t b ng thép không g , cao đ đ nh
c a : +3,0m, H=7,2m

Hình 1 - 6 : C ng Ba Lai

[2]. C ng Th o Long (Th a Thiên Hu )

Hình 1 - 7 : T ng th công trình ng n m n, gi ng t Th o long

C ng Th o Long (Th a Thiên Hu ) ng n c a sông H
mô l n nh t n

ng có quy

c ta hi n nay Bxh=485x4m, g m 15 khoang c a m i khoang

r ng 31,5m, c a van Clape tr c d

i đi u khi n b ng xi lanh th y l c, nh p


-12-

c u 33m, m t c u 10m, H30-XB80, chênh l ch m c n
t , gi m 70 t so v i ph

c 1,2m; giá thành 160

ng án truy n th ng.

[3]. C ng Láng Thé (Trà Vinh)

Hình 1 - 8 : C ng Láng Thé

- Hình th c : Ki u c ng l thiên b ng BTCT, đóng m b ng c a
van t đ ng hai chi u.
- Cao trình ng
- Kích th

ng

cc a

: -4,50m
: nxBxH = 10x(10x7,5m)

- Chi u r ng thông n

c : 100,0m

- Chi u dài thân c ng

: 17,0m

- Cao trình đ nh tr pin : + 3,0m

- Cao đ d c u

: +5,50m

- C u ô tô trên c ng

: H18-X80, B=7,0m

- Tiêu n ng hai chi u, chi u dài b tiêu n ng th
l u : 15,0m. H phòng xói th
- Kênh d n th

ng l u : 21,2m, h

ng, h l u có cao đ : -6,50m.

ng l u dài 733m, kênh d n h l u dài 903m, b

r ng đáy kênh d n : 125m, cao đ đáy kênh -4,5m, mái kênh d n m = 3,0.


-13-

- C a van t đ ng ki u ch nh t b ng thép không r , cao đ đ nh
c a : +3,0m, H=7.5m.
[4]. C ng Kênh 284 (Kiên Giang)

Hình 1 - 9 : C ng kênh 284

- Hình th c : Ki u c ng l thiên b ng BTCT, đóng m b ng c a

van t đ ng hai chi u.
- Cao trình ng
- Kích th

ng

: -2,50m

cc a

: nxBxH = 1x(5x4,5m)

- Chi u r ng thông n
- Chi u dài thân c ng

c : 5,0m
: 15,0m

- Cao trình đ nh tr pin : + 2,0m
- Cao đ d c u

: +2,2m

- C u ô tô trên c ng

: H13, B=3,5m

- Tiêu n ng hai chi u, chi u dài b tiêu n ng th
l u : 12m. H phòng xói th
- Kênh d n th

ng l u : 12m, h

ng, h l u có cao đ : -3,50m.

ng l u dài 70m, kênh d n h l u dài 350m, b r ng

đáy kênh d n : 6,0m, cao đ đáy kênh -2,5m, mái kênh d n m = 1,5.


-14-

- C a van t đ ng ki u ch nh t b ng thép không r , cao đ đ nh
c a : +2,0m, H=4,5m.
Theo s li u th ng kê, các công trình c ng ng n m n do Nhà n
đ u t xây d ng

t nh B n Tre :
B ng 1 - 1: M t s c ng ng n m n

Tên c ng

TT
1

Vàm

2

c

n

a đi m S c a, chi u r ng
xây d ng thông n c (m)

t nh B n Tre

Cao
Th i gian V n đ u t
trình
xây d ng (tri u đ)
ng ng

B n Tre 1x5+4x2,5m 15,0

-3,5

1983-1986

175

Cây Da

B n Tre

2x4,5m

9,0

-3,0

1990-1991

4.042

3

Cái L c

B n Tre

1x5m

5,0

-3,0

1992-1994

5.491

4

Tân H

B n Tre

1x7,5m

7,5

-3,0

1996-1997

9.075

5

C Ráng Sâu

B n Tre

1x7,5m

7,5

-3,0

1996-1997

8.735

6

C R ng

B n Tre

1x3m

3,0

-2,5

1996-1997

3.122

7

S n

c

B n Tre

2x7,5m

15,0

-3,0

2000-2002

14.742

8

X o Sâu

B n Tre

1x5m

5,0

-3,0

2000

6.955

9

M

B n Tre

1x7,5m

7,5

-3,0

2000

8.025

10

Cái Bông

B n Tre

1x7,5m

7,5

-3,0

2000

7.350

11

Cái Mít

B n Tre

1x5m

5,0

-3,0

2000-2002

6.678

12

Ba Lai

B n Tre

2x10+8x8m 84,0

-4,2

2000-2004

66.690

13

C ng Nhà Th

B n Tre

1x5m

5,0

-3,0

2013

13.803

14

C ng C u Ván

B n Tre

1x5m

5,0

-3,0

2013

18.562

15

C ng

B n Tre

4x10m

40

-4,4

2013-2014

98.000

16

C ng S n

B n Tre

6x10m

60

-4,5

2013-2014

136.000

ng

ng đào

nh Trung
c2

Ngoài các công trình ng n sông đ u ng d ng công ngh truy n

th ng. Hi n nay, Ban chi n l

Khoa h c Thu l i do GS.TS Tr

c & Phát tri n Công ngh Thu l i - Vi n
ng

ình D ch trì đã nghiên c u đ xu t

hai công ngh ng n sông m i là đ p tr đ và đ p xà lan. Nh ng công ngh
này thích h p cho vi c xây d ng các công trình ng n sông l n, lòng sông r ng
và sâu, đ t n n m m y u và có nh ng u đi m v
th ng.

t tr i h n công ngh truy n


-15-

1.2. Các hình th c k t c u c ng vùng tri u đã đ
1.2.1.

c xây d ng

C ng l thiên BTCT truy n th ng

Hình 1 - 10 : C t ngang c ng truy n th ng v i c a van ph ng t đ ng đóng m

Hình 1 - 11 : C t d c c ng truy n th ng c a van ph ng t đ ng đóng m

Hình 1 - 12 : C t ngang c ng truy n th ng v i c a van cung

-16-

TL: 1/100

+6.90

+5.25

+3.50
+3.00
+2.50

+2.50

MNLN(P=10%): +3.00

+0.50

-3.50
-4.30

-4.30

-6.00

-6.00

-6.00

Hình 1 - 13 : C t d c c ng truy n th ng v i c a van cung

u đi m:
- K t c u b n v ng, kh n ng ch u l c l n, đ

n đ nh cao;

- Tu i th công trình cao;
- Qu n lý v n hành và duy tu s a ch a công trình thu n l i;
- Ph m vi ng d ng r ng rãi đ c bi t là vùng dao đ ng m c n

c

l n, vùng ven bi n;
- Công ngh g n nh đi vào hoàn thi n vì đã tr i qua th i gian dài
ng d ng, tích l y kinh nghi m trong các giai đo n kh o sát, thi t k , thi
công, v n hành khai thác s d ng và duy tu b o qu n.
Nh

c đi m:
- Giá thành cao, kinh phí x lý n n và tiêu n ng t n kém;
- Th i gian thi công dài do bi n pháp thi công làm khô h móng;
- K t c u b n đáy dày t 0,6÷1,0 m, c ng v i các tr pin làm ng

su t tác d ng lên n n l n h n kh n ng ch u t i c a n n, do đó ph i đóng c c
bê tông c t thép khá sâu;
- Di n tích m t b ng thi công xây d ng c ng l n d n đ n công tác đ n
bù gi i phóng m t b ng, tái đ nh c ph c t p, khó kh n và t n kém nh h
không nh đ n ti n đ xây d ng, đôi khi làm m t tính kh thi c a d án.

ng


-17-

1.2.2.

C ng ng m BTCT truy n th ng
PHÍA ÑOÀ
NG

PHÍA SOÂ
NG

Hình 1 - 14 : K t c u c ng tròn

Hình 1 - 15 : C ng h p hình ch nh t

u đi m:
- K t c u b n v ng, kh n ng ch u l c l n, đ

n đ nh cao;

- Tu i th công trình cao;
- K thu t thi công đ n gi n, ph thông nên ng
công, v t li u xây d ng c ng có

i dân có th thi

m i n i, giá thành r ;

- Hi n nay đã có nh ng thi t k đ nh hình đúc s n, vi c thi công, l p
đ t tr nên đ n giãn và ch t l
Nh

ng.

c đi m:
- Th i gian thi công do bi n pháp thi công làm khô h móng;
- H n ch giao thông th y;
-

i v i c ng đúc s n t i v trí kh p n i gi a hai đ t c ng n u x lý

không t t công trình d b s p lún do các h t đ t b n
gây b ng l p đ t quanh kh p n i.

c qua thân c ng cu n ra