NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP XÀ LAN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

B GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C TH Y L I

----------------0O0----------------

NGUY N H I HÀ

NGHIÊN C U TÍNH TOÁN
TRÊN N N

N NH
TY U

LU N V N TH C S K THU T

Hà N i - 2010

P XÀ LAN


B GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

NG

I H C TH Y L I

----------------0O0----------------

NGUY N H I HÀ

NGHIÊN C U TÍNH TOÁN
TRÊN N N
Chuyên ngành
Mã s

N NH
TY U

P XÀ LAN

: Xây d ng công trình th y
: 60-58-40

LU N V N TH C S K THU T
Ng

ih

ng d n khoa h c:
1. PGS.TS Tr n ình Hòa

2. PGS.TS Tr nh Minh Th

Hà N i - 2010


Lu n v n th c s k thu t

-iL IC M

N

Tác gi xin chân thành bày t lòng bi t n đ n PGS.TS Tr n
ng

ình Hoà,

i đư t n tình giúp đ tác gi r t nhi u trong v n đ ti p c n công ngh

m i c ng nh đ nh h

ng nh ng nghiên c u trong th i gian làm lu n v n.

Tác gi xin chân thành c m n PGS.TS Tr nh Minh Th đư h

ng d n

và có nh ng ý ki n quý báu trong l nh v c h c thu t đ c bi t là đ a k thu t.
Nh ng ch b o c a Th y giúp tác gi đ nh h

ng nghiên c u tr

c đây và

trong th i gian làm lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n GS.TS Tr
tài s n xu t th nghi m c p nhà n
ng

i đư v ch ra nh ng đ nh h

ng

ình D , ch nhi m đ

c v đ p xà lan và ThS. Tr n V n Thái,

ng khoa h c cho tác gi .

Xin chân thành c m n các đ ng nghi p trong Trung tâm
Ven bi n và

ê

ng b ng

i u, Vi n Th y công, Vi n khoa h c thu l i Vi t Nam và

nh ng đ ng nghi p khác đư cùng tác gi nghiên c u và áp d ng công ngh
đ p xà lan trong th i gian qua.
Xin c m n các th y cô giáo

Tr

ng

i H c Th y L i, phòng

ào

t o và Sau đ i h c v s giúp đ trong th i gian tác gi h c t p và nghiên c u.
Cu i cùng tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n B , M đư ch b o,
dìu d t tác gi đ n ngày hôm nay. Xin c m n V , Con gái và nh ng ng
thân trong gia đ nh đ ng viên đ tác gi chuyên tâm nghiên c u.
Hà N i, 08 tháng 12 n m 2010
Tác gi

Nguy n H i Hà

Chuyên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

i


Lu n v n th c s k thu t

-ii-

M CL C
PH N M
U ............................................................................................................ 1

1. Tính c p thi t c a tài ................................................................................................................1
2. M c đích c a tài.........................................................................................................................2
3. Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u ...............................................................................2
4. B c c lu n v n ................................................................................................................................2
CH
NG 1: T NG QUAN CÁC V N
C N NGHIÊN C U.......................... 4
1.1. Nhu c u và tình hình ng d ng công ngh đ p xà lan trong th c t ................................4
1.1.1 Nhu c u th c t ng d ng công ngh đ p xà lan .............................................................. 4
1.1.2 Tình hình ng d ng đ p xà lan n c ta .......................................................................... 5
1.2. T ng quan nghiên c u và ng d ng công ngh ng n sông trên th gi i và trong
n c ....................................................................................................................................................7
1.2.1 Trên th gi i.......................................................................................................................... 7
1.2.2. Trong n c ......................................................................................................................... 13
1.3. K t lu n ch ng 1 ..................................................................................................................... 24
CH
NG 2:
P XÀ LAN VÀ C S TệNH TOÁN N NH ........................ 27
TRÊN N N
T Y U ............................................................................................... 27
2.1. c đi m đi u ki n làm vi c c a p xà lan ....................................................................... 27
2.2. Các tính ch t c lý và ng x c a n n đ t y u.................................................................... 28
2.2.1. c đi m và phân lo i n n đ t y u................................................................................... 28
2.2.2. C ng đ ch ng c t không thoát n c Su ....................................................................... 29
2.2.3. Các ph ng pháp xác đ nh l c dính không thoát n c.................................................. 29
2.2.4. T ng quan gi a ch s d o Ip v i s c kháng c t Su ...................................................... 36
2.2.5. Mô đun không thoát n c c a sét .................................................................................... 37
2.3. Các ph ng pháp tính toán c đi n ...................................................................................... 37
2.3.1. Theo ph ng pháp c a Meyerhof .................................................................................... 39
2.3.2. Theo ph ng pháp c a Brinch Hansen ........................................................................... 40

2.3.3. Theo ph ng pháp c a Vesic ........................................................................................... 42
2.4. Mô hình tính toán...................................................................................................................... 44
2.4.1. Tiêu chu n Mohr- Coulomb ............................................................................................. 44
2.4.2. Tiêu chu n Tresca .............................................................................................................. 49
2.5. K t lu n ch

ng 2 ..................................................................................................................... 50

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-iii-

CH
NG 3: NG D NG TệNH TOÁN N NH
P XÀ LAN ..................... 52
3.1. Gi i thi u chung ........................................................................................................................ 52
3.1.1. Công trình c ng Minh Hà ................................................................................................. 52
3.1.2 c đi m đ a ch t n n công trình ...................................................................................... 54
3.2. Tính toán n đ nh b ng các ph ng pháp c đi n............................................................. 55
3.2.1. Tính toán t i tr ng công trình............................................................................................ 55
3.2.2. Phân tích n đ nh công trình ............................................................................................. 59
3.3. Tính toán n đ nh công trình theo ph ng pháp ph n t h h n ................................. 62
3.3.1. Ph n m m Plaxis ................................................................................................................ 62
3.3.2. Ph ng pháp chi t gi m c ng đ ch ng c t (Shear Strength Reduction) ................. 63
3.3.3. Thông s mô hình tính toán .............................................................................................. 65
3.4. K t qu tính toán n đ nh đ p xà lan.................................................................................... 69
3.4.1. Chuy n v t ng th đ t n n................................................................................................ 69

3.4.2. ng su t phân b d i n n ............................................................................................... 70
3.4.3. Phân tích n đ nh đ p xà lan theo ph ng pháp gi m c ng đ .................................. 71
3.4.5 .Nh n xét v k t qu tính toán............................................................................................ 75
3.5. xu t các gi i pháp x lý ti p xúc gi a đáy đ p và n n ................................................ 76
3.6. K t lu n ch ng 3 ..................................................................................................................... 78
CH
NG 4: K T LU N VÀ KI N NGH ............................................................. 79
4.1. K t lu n ....................................................................................................................................... 79
4.2. Ki n ngh ..................................................................................................................................... 80
TÀI LI U THAM KH O .......................................................................................... 81
Ti ng Vi t ..................................................................................................................... 81
Ti ng Anh ..................................................................................................................... 81
PH L C TệNH TOÁN ............................................................................................. 83

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-ivTH NG KÊ HỊNH V

Hình 1.1 : C ng Ph c Long - B c Liêu
Hình 1.2 : C ng R ch Lùm – Cà Mau
Hình 1.3 : Các c ng thu c d án Ô Môn- Xà No
Hình 1.4: S c tàn phá kh ng khi p c a c n l
Hình 1.5 :M t s hình nh c ng Veerse gat dam
Hình 1.6 : p Braddock – M
Hình 1.7 :D án ng n các c a sông Vinece – Italia
Hình 1.8 : K t c u chung đ p Tr đ
Hình 1.9: Công trình Th o Long khi hoàn thành

Hình 1.10: Mô hình t ng th m t đ n nguỔên ồà lan
Hình 1.11: C t ngang xà lan
Hình 1.12: Mô hình t ng th m t đ n nguỔên ồà lan
Hình 1.13 : Mô hình c u t o xà lan
Hình 1.14 :C u t o đ p ồà lan di đ ng
Hình 2.1: Hình th c móng công trình trên n n đ t Ổ u
Hình 2.2. S đ m t n đ nh c a đ p ồà lan ch u tr i tr ng ph c t p
Hình 2.3. Vòng tròn Mohr v i thí nghi m không c k t, không thoát
n c
Hình 2.4. Thí nghi m nén không h n hông
Hình 2.5. Bi u đ s c kháng c t Su theo chi u sâu

5
6
6
8
10
12
13
14
17
19
20
20
21
23
27
28
30

Hình 2.6: H s đi u ch nh  theo ch s d o (theo Bjerrum)

34

Hình 2.7: T ng quan su/N v i ch s d o (Terổaghi)
Hình 2.8: T i tr ng ồiên l ch tâm theo ph ng c nh L
Hình 2.9: T i tr ng tác d ng lên móng
Hình 2.10:
l ch tâm ng v i móng ch nh t
Hình 2.11: Quan h gi a ng su t và bi n d ng
Hình 2.12: M t ch Ổ d o Tresca trong không gian ng su t
Hình 3.1: M t b ng ồà lan
Hình 3.2: M t c t d c ồà lan

36

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

31
33

38
38
39
45
50
52
52

Lu n v n th c s k thu t

-v-

Hình 3.3: M t c t ngang ồà lan
Hình 3.4: S c kháng c t theo đ sâu t i v trí công trình
Hình 3.5: S đ l c tác d ng lên công trình
Hình 3.6: Quan h chênh l ch m c n

c và góc nghiêng t i tr ng 

Hình 3.7: Quan h gi a h s n đ nh v i chênh l ch m c n c
Hình 3.8. Ph n t tam giác trong Plaồis
Hình 3.9: Quan h ng su t pháp và ng su t c t, gi m c ng đ
ch ng c t
Hình 3.10: Ki m tra đ

ng cong Msf v i chuỔ n v

Hình 3.11: Mô hình tính toán theo Plaxis
Hình 3.12: S đ chia l i tính toán
Hình 3.13: Bi u đ chuỔ n v n n v i H= 1,0m
Hình 3.14: Bi u đ chuỔ n v đ t n n v i H= 1,5m
Hình 3.15: Bi u đ chuỔ n v đ t n n v i H= 2,2m
Hình 3.16: Bi u đ

ng su t h u hi u v i H= 1,0m

Hình 3.17: Bi u đ

ng su t h u hi u v i H= 1,5m

Hình 3.18: Bi u đ

ng su t h u hi u v i H= 2,2m

Hình 3.19 : T ng chuỔ n v gia t ng, phân tích n đ nh v i H= 1,0m
Hình 3.20 : T ng chuỔ n v gia t ng, phân tích n đ nh v i H= 1,5m
Hình 3.21 : T ng chuỔ n v gia t ng, phân tích n đ nh v i H= 2,2m
Hình 3.22: Phân b đi m d o d

i n n v i H= 1,0m

Hình 3.23: Phân b đi m d o d

i n n v i H= 1,5m

Hình 3.24: Phân b đi m d o d

i n n v i H= 2,2m

Hình 3.25: H s n đ nh và đ chênh m c n c th ng h l u
Hình 3.26: M t b ng b trí d m chân r ng ch ng tr t đáỔ ồà lan
Hình 3.27 : C t ngang b trí d m chân r ng ồà lan

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

53
54
55

56
59
62
63
65
68
69
70
70
71
72
72
71
72
72
72
72
73
75
75
75
76
76


Lu n v n th c s k thu t

-vi-

TH NG KÊ B NG BI U

B
B
B
B
B
B
B

ng 2.1. M t s ch tiêu phân bi t lo i đ t m m Ổ u
ng 2.2. Phân lo i đ t sét theo đ nh Ổ
ng 3.1: Tính toán t i tr ng ng v i các tr ng h p
ng 3.2: Tính t i tr ng c c h n và h s n đ nh công trình
ng 3.3: T ng h p ch tiêu c lý đ t n n
ng 3.4: Chi u dài móng tính toán L’
ng 3.5: H s n đ nh đ p ồà lan theo các ph ng pháp

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

29
34
57
60
66
67
74


Lu n v n th c s k thu t

-1PH N M

1. Tính c p thi t c a

U

tài

p xà lan l n đ u tiên đ

c nghiên c u thông qua đ tài c p nhà n

KC12-10 ph n A v các gi i pháp ti n ti n t o ngu n n
p xà lan đ

c

c vùng ven bi n.

c ti p t c nghiên c u sâu h n qua đ tài nghiên c u c p B “

Nghiên c u đ p xà lan di đ ng áp d ng cho vùng tri u” [3] và ti p theo là áp
d ng d án s n xu t th nghi m c p nhà n

c ” Hoàn thi n công ngh thi t

k , ch t o thi công và qu n lý v n hành đ p xà lan di đ ng ” [5] mư s
DADL-2004/06 Vi n khoa h c Th y L i đư nghiên c u và ng d ng thành
công đ p xà lan di đ ng.
p xà lan là m t lo i công trình ng n sông m i, đ
ng d ng l n đ u

Vi t Nam.

c nghiên c u và

p xà lan có hi u qu kinh t k thu t cao,

giá thành r h n so v i công trình truy n th ng, ít đ n bù gi i phóng m t
b ng, có th chuy n đ i v trí khi quy ho ch vùng thay đ i, s n xu t ch t o
đ

c hàng lo t, k t c u nh nên phù h p v i các vùng đ t y u.

nhi u công trình d ng đ p xà lan đ

n nay đư có

c áp d ng vào th c t mang l i hi u qu

cao v kinh t . B Nông nghi p và PTNT c ng đang chu n b phê duy t quy
ho ch th y l i đ ng b ng sông C u long v i hàng tr m c ng d ng đ p xà lan
th c hi n trong nh ng n m t i.
p xà lan đư đ

c xây d ng ch y u đ t trên n n đ t sét y u t nhiên.

N n đ t y u này có góc ma sát trong kho ng t 30 đ n 50, l c dính theo
ph

ng pháp c t nhanh tr c ti p kho ng t 0,03 đ n 0,05 kG/cm2, nói chung

s c ch u t i đ ng nh .

p xà lan áp d ng trong các công trình ng n sông

không ch ch u t i tr ng đ ng, mà còn ch u t i tr ng ngang và mô men. Khi
tính toán n đ nh đ p xà lan, các công th c ch y u s d ng trong TCXDVN
4253-86 [1]. Các nghiên c u tr

c đây ch a đi sâu nghiên c u n đ nh đ p xà

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-2-

lan trên n n đ t y u có xét đ n t i tr ng ph c t p: t i tr ng đ ng, t i tr ng
ngang và mô men.
Vì v y đ tài “Nghiên c u tính toán n đ nh đ p xƠ lan trên n n đ t
y u” là h t s c c n thi t, có ý ngh a khoa h c và th c ti n cao.
2. M c đích c a

tài

- Nghiên c u tính toán n đ nh đ p xà lan trên n n đ t y u,
xu t gi i pháp x lý ti p giáp đáy đ p xà lan và đ t n n.

-

3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u

- Cách ti p c n:
Ti p c n b ng cách tr c ti p ho c gián ti p thông qua các t ch c, cá
nhân khoa h c hay các ph

ng ti n thông tin đ i chúng; qua các k t qu

nghiên c u công trình ng n sông trên th gi i c ng nh trong n

c đư có k t

h p tìm hi u, thu th p, và phân tích đánh giá các tài li u có liên quan, đo đ c
kh o sát th c t hi n tr ng nh ng v trí đ xu t xây d ng công trình, t đó đ
ra ph

ng án c th phù h p v i tình hình đi u ki n c th c a n

- Ph

ng pháp nghiên c u:

c ta.

+ Ph

ng pháp đi u tra kh o sát, thu th p t ng h p tài li u.

+ Ph

ng pháp nghiên c u lý thuy t, s d ng mô hình toán và các ph n

m m ng d ng.
+ Ph

ng pháp chuyên gia và h i th o

+ Ph

ng pháp phân tích, t ng h p.

4. B c c lu n v n
Ngoài ph n M đ u kh ng đ nh tính c p thi t c a đ tài, các m c tiêu c n
đ tđ

c khi th c hi n đ tài, các cách ti p c n và ph

đ tđ

c các m c tiêu đó. B c c c a lu n v n bao g m các ch

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

ng pháp th c hi n đ
ng nh sau:

Lu n v n th c s k thu t
CH

-3-

NG 1: T ng quan các v n đ c n nghiên c u
Ch

ng này t ng quan các công ngh ng n sông trong n

gi i. Trong đó đ p xà lan là công ngh m i, b
khu v c đ ng b ng sông C u Long và đ t đ
Trong ch

NG 2:
Ch

c áp d ng r ng rưi

c hi u qu kinh t nh t đ nh.

ng còn t ng quan v n đ nghiên c u n đ nh đ p xà lan trên n n

đ t y u, nh ng k t qu đ t đ
CH

cđ uđ

c và trên th

c và h

ng nghiên c u.

p xƠ lan vƠ c s tính toán n đ nh

ng này t ng quan đ c đi m làm vi c c a đ p xà lan và c a n n đ t

y u. Phân tích u nh

c đi m c a các thí nghi m trong phòng và hi n tr

t đó đ ngh thí nghi m c t cánh đ thu th p s c kháng c t không thoát n
c a đ t sét y u.

ng,
c

ng th i phân tích công th c c đi n áp d ng cho công trình

trên n n đ t sét y u đ xác đ nh góc nghiêng t i tr ng gi i h n ng v i n
đ nh đ p xà lan chuy n ti p tr ng thái n đ nh theo t i tr ng đ ng sang tr ng
thái n đ nh theo t i tr ng ngang trong tr
tr
CH

ng h p đ n gi n nh t, móng đ t tr c ti p trên n n.
NG 3:
Ch

tr

ng h p t ng quát và so sánh cho

ng d ng tính toán n đ nh đ p xƠ lan trên n n đ t y u

ng này phân tích n đ nh đ p xà lan Minh Hà, Cà Mau v i các

ng h p m c n

c chênh l ch th

c đi n, áp d ng ph

ng h l u t ng d n. Trong ph

ng pháp c a Brich Hansen, Vesic và ph

t h u h n áp d ng ph n m m Plaxis.

ng pháp

ng pháp ph n

xu t gi i pháp x lý ti p xúc đáy

đ p xà lan và đ t n n.
CH

NG 4: K t lu n vƠ ki n ngh

Nêu lên nh ng k t qu đ t đ

c trong quá trình nghiên c u và h

nghiên c u.
Cùng m t s ph l c k t qu tính toán.

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

ng


Lu n v n th c s k thu t
CH

-4-

NG 1: T NG QUAN CÁC V N

C N NGHIÊN C U

1.1. Nhu c u và tình hình ng d ng công ngh đ p xà lan trong th c t
1.1.1 Nhu c u th c t

ng d ng công ngh đ p xà lan

Trong nh ng n m g n đây,

m t s t nh thu c đ ng b ng Sông C u Long

nh B n Tre, Trà Vinh, Sóc Tr ng, B c Liêu, Cà Mau, Kiên Giang đư chuy n
hàng tr m nghìn ha đ t tr ng lúa kém hi u qu sang nuôi tr ng thu s n. Trên
th c t đang n y sinh mâu thu n gay g t v tranh ch p ngu n n

c cho hai vùng

sinh thái trên:

n

Vùng sinh thái n

c ng t: yêu c u ng n m n gi ng t đ tr ng lúa

Vùng sinh thái n

c m n: yêu c u cung c p ngu n n

c m n, và có ngu n

c ng t đi u ti t đ m n đ nuôi tôm.
Theo th ng kê

công trình

vùng đ ng b ng sông c u long hi n nay c n hàng tr m

các vùng phân ranh lúa tôm c n đ u t xây d ng, n u xây d ng

theo ki u c ng truy n th ng thì m t m t không đ kinh phí, m t khác không

phù h p v i yêu c u s n xu t có nhi u bi n đ ng nh hi n nay.
Tr

c tình hình c p bách nh v y, v n đ c n đ t ra là ph i có m t hình

th c đ p đáp ng đ

c các yêu c u sau:

- K t c u đ n gi n, đ m b o yêu c u yêu c u ng n m n, gi ng t, tiêu
thoát l , không ph i gi i to đ n bù, đ m b o yêu c u giao thông thu , k t
h p giao thông b , thi công l p đ t đ n gi n và di đ ng d dàng t i v trí khác
trên kênh khi có yêu c u v thay đ i vùng s n xu t. V n đ quan tr ng là tuy
công trình t m th i v v trí l p đ t nh ng b n thân k t c u công trình ph i
b n v ng hi n đ i và làm vi c có đ tin c y cao.
- Chi phí đ u t th p phù h p v i kh n ng tài chính c a nhà n
ph

c và đ a

ng.
Xu t phát t đòi h i phát tri n kinh t xư h i vùng ven bi n trong b i

c nh chuy n đ i c c u s n xu t, có th k t lu n r ng ch có đ p xà lan di
ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t
đ ng ra đ i m i đáp ng đ

-5c các yêu c u b c bách v kinh t k thu t và xư

h i vùng tôm – lúa, đó chính là tính c p thi t c a d án.
1.1.2 Tình hình ng d ng đ p xà lan

n

c ta

Sau khi đ tài: ”Nghiên c u thi t k ch t o đ p ng n m n di đ ng,
ph c v chuy n đ i c c u kinh t vùng đ ng b ng Sông C u Long” [3] đ
nghi m thu. N m 2004 nhà n

c

c cho phép ti n hành th c hi n d án s n xu t

th nghi m DA L-2004/06 Hoàn thi n công ngh thi t k , ch t o thi công
và qu n lý v n hành đ p xà lan di đ ng áp d ng cho vùng tri u ph c v các
công trình ng n sông vùng ven bi n. Sau khi các đ tài nghiên c u đ

c đánh

giá, t ng k t, công ngh đ p xà lan di đ ng đư ng d ng th nghi m thành
công vào m t s công trình nh :
+ N m 2004: Hoàn thành công trình Ph
c tn

c Long – B c Liêu, chênh l ch

c H=0,7m, đ sâu 3,7m, chi u r ng kênh 32m, chi u r ng c ng 12m.

Hình 1.1 : C ng Ph c Long - B c Liêu
+ N m 2005: Hoàn thành c ng Thông L u t nh B c Liêu v i chênh l ch
c tn

c H=2,2m, đ sâu 3,5m, chi u r ng kênh 25m, chi u r ng c ng B =

10m.

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-6-

+ N m 2007: Hoàn thành c ng Minh Hà t nh Cà Mau v i chênh l ch c t
n

c H=2,3m, đ sâu 3,5m, chi u r ng thông n

c B=10m; Hoàn thành 7

c ng thu c ti u d án Ô Môn - Xà No đ a bàn t nh H u Giang, Kiên Giang,
TP C n Th , các c ng có chi u r ng thông n
+

N m

c t 5-10m.

2008:

Hoàn thành c ng R ch
Lùm – Cà Mau có b
r ng

thông

n

c

B=10m, c a van t
đ ng m t chi u.
Hình 1.2 : C ng R ch Lùm – Cà Mau
+ T n m 2008 - đ n nay: Các c quan có th m quy n đư phê duy t d
án đ u t , phê duy t thi t k b n v thi công cho g n 100 công trình

ng

B ng Sông C u Long, trong đó c ng có chi u r ng c a l n nh t là 12m. Có
nhi u c ng đư thi công c b n hoàn thành nh 9 c ng thu c đ a bàn t nh Sóc
Tr ng thu c H th ng phân ranh m n ng t t nh Sóc Tr ng - B c Liêu

C ng R ch G p – C n Th 1
khoang 5m, c a van Inox-compsite
cao 4,3m

C ng Th y l i tám th c – H u
Giang 1 khoang 5m

Hình 1.3 : Các c ng thu c d án Ô Môn- Xà No

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-7-

1.2. T ng quan nghiên c u và ng d ng công ngh ng n sông trên th
gi i và trong n c
1.2.1 Trên th gi i
T nh ng n m gi a th k 20, các n
thu t và ch u nh h

c có ti m l c v kinh t , khoa h c k

ng n ng n c a thiên tai nh l l t, tri u c

ng đư b t tay

vào nghiên c u các gi i pháp công trình đ xây d ng các công trình ng n nh ng
con sông l n ph c v phát tri n kinh t và phòng ch ng thiên tai, đ c bi t là nh
ng c a thu tri u.

h

Hà Lan [6]:
Hà Lan là n
bi n. Ng

c có ph n l n đ t t nhiên có cao đ th p h n m c n

i Hà Lan luôn ph i ch ng ch i v i Bi n B c. Tr

c

c nh ng n m

gi a c a th k 20 khi mà h th ng đê bao và các công trình ng n sông ch a
đ

c xây d ng ng

i Hà Lan luôn ph i s ng chung v i n

ph i h ng ch u nh ng tr n l , sóng do tri u c
ng

c bi n, hàng n m

ng gây thi t h i r t l n v

i và c a. M t trong nh ng s ki n kh ng khi p nh t và có tính quy t

đ nh nh t đ n chi n l

c ng n sông c a Hà Lan là tr n l n m 1953.

Vào n m 1953 M t th m ho đư x y ra

Zeeland và Nam Hà Lan, m t

tr n sóng thu tri u đư phá v m t vài đo n đê, gây ra l l t trên các đ o và
làm 1835 ng

i ch t, h u h t 200.000ha đ t b ng p l t. 40.000 ngôi nhà và

300 cánh đ ng b phá hu , 72.000 ng

i m t nhà c a. Ngoài ra còn nhi u

thành ph , làng m c khác c ng b thi t h i n ng n . Tr n l l ch s này có th
đ

c coi nh m t th m ho dân t c.

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-8-

Hình 1.4: S c tàn phá kh ng khi p c a c n l
ng n nh ng th m ho t ng t , chính ph Hà Lan đã đ ra d án
Delta Plan nh m b o v ng

i dân vùng Tây nam Hà Lan (Zeeland và Nam

Hà Lan) ch ng l i bi n B c. Vi c th c hi n d án kéo dài t n m 1958 đ n
n m 1987 và tiêu t n hàng t Guilder (ti n Hà Lan). T t c các đ p đê bao,
c ng đư gi m chi u dài c a b bi n xu ng còn 70km, t o ngu n d tr n

c

ng t, phòng ch ng l và đ t d u ch m h t cho nh ng cánh đ ng mu i.
Trong d án này, m t s công ngh xây d ng m i đã đ
và ng d ng. M t trong nh ng công ngh th

ng xuyên đ

c nghiên c u

c áp d ng đó là

công ngh xà lan phao. Công ngh này s d ng các k t c u d ng h p phao
r ng đ

c đúc s n, sau đó đ

c di chuy n đ n v trí công trình và h chìm

xu ng n n. Sau đó đ h n h p đá, s i và cát vào trong và th

ng h l u đ

làm đ p ng n sông.
M t s công trình trong d án Delta ng d ng công ngh xà lan phao:
a.

p Veerse gat [6]
p Veerse gat đ

c xây d ng đ b o v cho vùng Walcheren, B c –

Beveland và Nam – Beveland kh i các th m ho t thu tri u Bi n B c. Công
trình đ

c hoàn thi n n m 1961.

Vi c ng n các c a sông r ng b ng đ p là r t ph c t p. Tr ng tâm chính
ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-9-

c a v n đ trên th c t là trong quá trình thay đ i c a thu tri u có g n 70
tri u m3 n

c ch y qua Veersegat.

ó là đi u c c kì khó kh n đ xây d ng

m t đ p ch n trong đi u ki n hai l n n

c lên xu ng m i ngày. Các công

ngh truy n th ng ch c ch n s th t b i vì dòng ch y quá m nh nên h ph i
phát tri n công ngh m i.
K t c u đ p Veersegat là khá ph c t p. Xà lan là k t c u r ng l n đ
chia ra thành các vách ng n.

c

i u đ c bi t là trên các xà lan đ u có các l

h ng có g n c a van, đi u này là c n thi t vì các xà lan không nh ng ph i
ng n n

c mà còn ph i cho thu tri u ch y vào và rút ra trong su t quá trình

thi công.
Các xà lan đ
các c a van đ

c đánh chìm vào v trí khi cho n

c m ra đ n

c vào trong nó, sau đó

c có th ch y qua. Khi chuy n ti p gi a tri u

lên và xu ng, dòng ch y là nh nh t, khe h gi a các đ n nguyên xà lan đ

đ

c l p đ y b i cát và s i.
th

đ m b o n đ nh cho công trình, trong lòng và

ng và h l u xà lan ng

cùng mái đ

i ta đ đá to sau đó đ n m t l p cát và cu i

c b o v b ng bê tông nh a đ

ngang c a Veersegat đã đ

c

ng. Nh v y, m t con đ p ch n

c t o ra v i m t đ

ng giao thông

trên đ nh

đ p.

Thi công đúc ồà lan trong h móng

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

Di chuỔ n ồà lan đ n v trí công trình


Lu n v n th c s k thu t

-10-

L p ghép và h chìm ồà lan

Công trình đã hoàn thi n

Hình 1.5 :M t s hình nh c ng Veerse gat dam
b.

p Grevelingen [6]
p Grevelingen đ

c b t đ u xây d ng vào n m 1958 và đ

c hoàn

thành 10 n m sau đó v i chi u dài tuy n đ p là 6km. Công trình g m 3 đo n
đ

c thi công theo 3 ph

ng án khác nhau: Khu v c đ o c a Oude Tonge

đ

c đ p b ng cát l y t d

i bi n, sau đó đo n h p và sâu

phía Nam đ

ch n l i b i các xà lan, cu i cùng đo n r ng và nông phía B c đ
b ng các kh i bê tông l n đ
c.

c

c ng n l i

c th xu ng b i h th ng Cáp treo.

p Brouwers [6]
p Brouwers đ

c xây d ng đ ng n c a Brouwerhavense b o v cho

vùng Goerree Overflakkee and Schouwen Duiveland. Do chi u r ng c a
Brouwerhavense r t l n 6,5km, t c đ dòng ch y l n nên h đã nghiên c u và
k t h p ng d ng c hai ph
lan và ph

ng án thi công tiên ti n lúc đó là ph

ng án xà

ng án cáp treo.

M :
+

p Braddock [6]

T i M , trong d án xây d ng các b c n

c trên sông Monongahela đ

ph c v cho v n t i thu , có r t nhi u công trình ng n sông l n đ

c xây

d ng. Trong đó đ p Braddock là m t đi n hình cho vi c xây d ng công trình
ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-11-

ngay trên sông v i nguyên lý d ng phao.

p g m 5 khoang, m i khoang

r ng 33,6m
Toàn b đ p đ
lan này đ

c ghép b i hai đ n nguyên xà lan bê tông, nh ng xà

c đúc trong h móng cách v trí công trình 25,9 d m trong khi các

ph n vi c t i v trí h móng công trình c ng đ
nguyên bao g m ng

c hoàn thi n. M i đ n

ng c a van, m t ph n b tiêu n ng và ph n đ tr pin.

n nguyên 1 có chi u dài theo tim đ p là 101,6m bao g m nh ng khoang
tràn t do, khoang c a van đi u ti t ch t l
thông th

ng.

ng n

c và m t khoang c a van

n nguyên 2 có chi u dài theo tim đ p là 80,8m g m hai

khoang c a van thông th

ng. M i đ n nguyên đ u có kích th

c t th

ng

l u v h l u là 31,9m và t t c các khoang c a r ng 33,6m.
Sau khi các đ n nguyên đ

c ch t o xong trong h móng, chúng đ

c

làm n i và di chuy n ra v trí công trình và đánh chìm xu ng n n c c đã đ

c

chu n b s n.

Ch t o ồà lan trong h móng

Di chuỔ n ồà lan đ n v trí công trình

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-12-

T ng th đ p Braddock

nh v , đánh chìm xà lan
Hình 1.6 :

p Braddock – M

Italia:
Trong d án xây d ng các công trình gi m nh l t l i do tri u c
cho thành ph Venice-Italia, các chuyên gia c a Italia đư đ xu t ph
ng n 3 c a nh n n

ng

ng án

c t v nh Vinece là c a LiDo, Malamocco, Chioggia

b ng h th ng g m 78 c a van b ng thép trên h th ng xà lan, m i c a cao
18-28m, r ng 20m, dày 5m (hình 1.7). C a van là lo i Clape phao tr c d
khi c n tháo l thì b m n
tri u thì b m n

i

c vào b ng c a van đ c a h xu ng, khi c n ng n

c ra kh i b ng đ c a t n i lên. D án này d ki n làm

trong 10 n m và tiêu t n t i 4,8 t USD.

ây là lo i hình công trình áp d ng

nguyên lý phao n i trong v n hành và l p đ t c a van cho công trình c đ nh.
D án này là tâm đi m c a nhi u h i th o khoa h c
1994 đ n nay, hi n nay d án đư đ

Italia t ch c t n m

c quy t đ nh đ u t xây d ng t 2006 –

2014.

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-13-

Hình 1.7 :D án ng n các c a sông
1.2.2. Trong n

Vinece – Italia

c

1.2.2.1 Công ngh ng n sông d ng truỔ n th ng [4]
Công trình ng n sông vùng ven bi n v i m c đích ng n m n, gi ng t
và tiêu l

đ t o ngu n n

gi i đư đ
sông t

tr

c cho dân sinh, nông nghi p

n

c ta và trên th

c nghiên c u và xây d ng r t nhi u. H u h t các công trình ng n
c đ n nay đ u đ

c xây d ng theo công ngh truy n th ng,

nguyên lý c a lo i công trình này nh sau:
Nguyên lý n đ nh:
- Ch ng tr

t b ng ma sát đ t.

- Ch ng l t dùng tr ng l
Ch ng th m: - B ng đ

ng công trình.
ng vi n b n đáy.

Ch ng xói: - B ng k t c u tiêu n ng kiên c , b tiêu n ng, sân tiêu
n ng, sân sau, h xói d phòng.
Thi công: - Ng n dòng, d n dòng, đào h móng, b m c n n
n n, đ móng công trình và xây d ng công trình lên đó.
ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

c, x lý


Lu n v n th c s k thu t

-14-

Công trình d ng kh i t ng b ng BTCT, ph

ng pháp thi công c

truy n là đ p đê quây vây quanh h móng, d n dòng thi công, đào h móng,
b mn

c và xây d ng công trình.
u đi m: Công trình kiên c , thi công trong h móng khô nên ch t

l

ng thi công t t, đư có nhi u kinh nghi m thi t k và thi công.
Nh

c đi m: M t s công trình xây d ng theo công ngh truy n th ng

này còn nh ng t n t i sau:
Công trình thu h p dòng ch y nhi u nên làm thay đ i c nh quan môi
tr

ng t nhiên, có nh ng công trình thu h p ch đ n 10-20%, đa s là 50%,

kh i l

ng công trình l n, th i gian thi công kéo dài, giá thành đ u t l n nên

hi u qu công trình ch a cao. Và đ c bi t đ i v i m t s sông l n, n i n

c

sâu, sông r ng, đ a ch t n n m m y u thì công ngh này đ t.
Vi c tính toán n đ nh công trình theo ph

ng án xây d ng truy n

th ng đ n nay đư có h n các b tiêu chu n và quy trình, quy ph m c a ngành
và c a Nhà n

c.

1.2.2.2 Công ngh ng n sông ki u đ p tr đ [7]
Nh m kh c ph c m t s nh
th ng, Vi n khoa h c Thu
Tr

ng

c p nhà n

c đi m c a công trình ng n sông truy n

l i Vi t Nam, nhóm nghiên c u c a GSTS

ình D đư đ xu t m t s công ngh m i thông qua đ tài khoa h c
c" Nghiên c u áp d ng công ngh tiên ti n trong cân b ng, b o v

và s d ng có hi u qu ngu n n
trình khoa h c công ngh
nghiên c u đ

c Qu c gia" mư s KC 12-10 thu c ch

KC 12 t n m 1991 1995.

ng

tài đư đ xu t và

c m t s gi i pháp công trình làm vi c theo nguyên lý m i và

đ i m i công ngh thi công nh m t ng hi u qu đ u t trong đó có gi i pháp:
đ p Tr đ . ây là m t lo i công trình theo nguyên lý hoàn toàn m i.
i/ Nguyên lý k t c u đ p Tr đ
- Nguyên lý
ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

Lu n v n th c s k thu t

-15-

n đ nh công trình: D a vào h th ng c c c m sâu vào n n;
th m: Ch ng th m theo nguyên lý đ
làm b n đáy;

n đ nh

ng vi n đ ng b ng b n c , không c n

n đ nh xói: M r ng kh u đ c ng đ t ng kh n ng thoát l ,

đ ng th i gi m nh và phân b đ u l u t c sau h l u nh h n l u t c xói cho
phép c a đ t n n.
-

K tc u
p Tr đ là công trình ng n sông bao g m các tr b ng bê tông c t

thép, các tr này ch u l c cho toàn b công trình, móng tr là các c c c m sâu
vào n n, gi a các tr có d m đ van liên k t v i tr , d

i d m đ van và tr

là c ch ng th m đóng sâu vào n n, các thanh c liên k t v i nhau, đ nh c
liên k t v i d m đ van và tr , trên d m đ van là c a van k t h p v i các tr
đ ng n và đi u ti t n

c, chi ti t xem hình 1.8.

p Tr đ ch u l c t p trung

các tr b ng h c c nên có th k t h p

làm c u giao thông v i t t c các k t c u c u thông d ng. Tuy nhiên kh u đ
nh p c u ph thu c vào vi c l a ch n kh u đ khoang đ đ m b o kh n ng
ch t o c a van.
p Tr đ đ

c thi t k m r ng kh u đ thoát n

cđ mb ol ut c

qua công trình nh h n l u t c xói cho phép c a đ t n n nên k t c u gia c
ch ng xói cho th

ng h l u ch c n b ng th m đá ho c t m BTCT.

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-16-

Hình 1.8 : K t c u chung đ p Tr đ
ii/ Gi i pháp thi công

Ngoài các gi i pháp thi công truy n th ng trong h móng khô, đ p Tr
đ th

ng đ

c thi công theo công ngh tiên ti n trong khung vây c c ván

thép, trong thùng ch p ho c hoàn toàn d

in

c đây chính là tính u vi t c a

công ngh .
+ Thi công trong khung vây c c ván thép
Các k t c u c c, c ch ng th m có th đ
n

c thi công b ng h n i trong

c, l p d ng h khung ch ng c ván thép bao quanh v trí tr , d m đ van,

hút khô n

c bên trong và thi công các k t c u còn l i, tháo d khung vây c c

ván thép, gia c th

ng h l u công trình và cu i cùng l p đ t c a van.

+ Thi công b ng thùng ch p

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ


Lu n v n th c s k thu t

-17-

Các k t c u c c, c ch ng th m, d m van đ
trong n

c thi công b ng h n i

c, dùng thùng ch p bao quanh v trí tr đ thi công tr và các k t

c u còn l i, tháo d thùng ch p, gia c th

ng h l u công trình và cu i cùng

l p đ t c a van.

Hình 1.9: Công trình Th o Long khi hoàn thành
+ Thi công hoàn toàn d

in

c:

Các k t c u c c, c ch ng th m, d m đ van, khe van đ

b ng h n i trong n

c, ph n c c d

công các k t c u còn l i, gia c th

in

c thi công

c có th đ bê tông trong n

c, thi

ng h l u công trình và cu i cùng l p đ t

c a van.
Hi n nay, công ngh này đư đ
trong c n

c áp d ng nhi u cho các công trình

c nh C ng Phó Sinh (B c Liêu), C ng Sông Cui (Long An),

C ng Hi n L

ng (Qu ng Ngưi),

p Th o Long (Hu ), Ba Thôn,

(Thành ph H Chí Minh), v.v… công ngh đư t ng b

á Hàn

c hoàn thi n, phù

h p v i t ng khu v c xây d ng và đư đem l i hi u qu kinh t k thu t, xã h i
cao góp ph n vào s nghi p phát tri n kinh t đ t n

c. Bên c nh hi u qu v

k thu t - xã h i, công ngh đ p Tr đ ti t ki m đ

c khá nhi u kinh phí đ u

t xây d ng công trình. Công ngh này c ng đư đ t gi i th
n m 2004 và đ

c c p b ng

c quy n sáng ch n m 2007.

ChuỔên ngành: XâỔ d ng công trình th Ổ

ng VIFOTECH