NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH KÈ TƯỜNG ĐỨNG BẰNG CỌC ĐẤT XI MĂNG

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B

NÔNG NGHI P & PTNT

I H C TH Y L I

NGUY N DANH BÁ

NGHIÊN C U GI I PHÁP
KÈ T

NG

NG B NG C C

N

T XI M NG

LU N V N TH C S K THU T

Hà N i – 2010

NH


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B

NÔNG NGHI P & PTNT

I H C TH Y L I

NGUY N DANH BÁ

NGHIÊN C U GI I PHÁP
KÈ T

NG

NG B NG C C

N

NH

T XI M NG

Chuyên ngành:

Xây d ng công trình th y

Mã s :

60 – 58 - 40

LU N V N TH C S K THU T

Ng

ih

ng d n khoa h c: PGS.TS Nguy n Qu c D ng

Hà N i - 2010



1

L IC M N

Lu n v n "Nghiên c u gi i pháp n đ nh kè t
m ng” đ

c hoàn thành theo n i dung c a đ c

ng đ ng b ng c c đ t - xi

ng nghiên c u, đáp ng yêu c u

đ t ra.
Trong Lu n v n đã s d ng các k t qu nghiên c u, s li u đ

c th c hi n

b i Trung tâm công trình Ng m, Vi n Th y công. Tác gi xin trân tr ng cám n vì
s giúp đ c a PGS.TS Nguy n Qu c D ng và t p th cán b Trung tâm trong vi c
góp ý, cho phép khai thác s d ng tài li u.
Trong su t quá trình h c t p, Tác gi luôn nh n đ

cs h

c a các Th y, Cô trong khoa Sau đ i h c, khoa Th y công, tr

ng d n t n tình

ng đ i h c Th y l i.

Tác gi xin trân tr ng c m n s quan tâm giúp đ quý báu đó.
Tác gi c a lu n v n xin đ

c bày t lòng bi t n sâu s c t i công ty Xây

d ng và chuy n giao công ngh Th y l i- vi n Khoa h c Vi t Nam đã t o đi u ki n
cho tác gi trong công tác đ hoàn thành ch

Tác gi c a lu n v n xin đ

ng trình h c t p.

c g i l i c m n t i t p th l p cao h c 15

c ng nh gia đình đã luôn đ ng viên, c v cho tác gi trong quá trình hoàn thành
lu n v n.

Lu n v n th c s k thu t


2

M CL C
M C L C ..................................................................................................................1
T
0

T
0

M

U ....................................................................................................................4

CH

NG 1: T NG QUAN CÁC LO I KÈ B O V B ..................................7

T
0

T
0

T
0

T
0

1.1. D ng t

ng đ ng............................................................................................7

T
0

T
0

1.2. D ng mái nghiêng. ..........................................................................................9
T
0

T
0

1.3 Các hình th c gia c b o v mái nghiêng ....................................................10

T
0

T
0

1.4. M t s lo i khác ............................................................................................13
T
0

T
0

1.5. K t lu n ch
T
0

ng 1 ........................................................................................18
T
0

CH
NG 2: GI I THI U KÈ L N BI N H LONG VÀ CÁC PH
NG
ÁN THI T K .........................................................................................................19
T
0

T
0

2.1. i u ki n t nhiên. .......................................................................................19
T
0

T
0

2.2. Các ph

ng án k t c u đ

c đ xu t ........................................................20

2.2.1. Ph

ng án 1: K t c u t

ng c BTCT-DUL ........................................20

2.2.2. Ph

ng án 2: K t c u đê đá đ ..............................................................21

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

2.2.3. Ph ng án 3: K t c u c c BTCT + đá đ + k t c u kè đá h c mái
nghiêng ..............................................................................................................22
T
0

T
0

2.2.4. Ph ng án 4: K t c u t ng góc BTCT trên n n c c vuông k t h p c c
c .......................................................................................................................24
T
0

T
0

2.2.5. Ph
T

0

ng án 5: T

ng góc BTCT trên n n c c vuông k t h p đá đ . ....25
T
0

2.2.6. Ph ng án 6: T ng góc BTCT trên n n c c vuông k t h p vòi voi
( conson) ch n đá. .............................................................................................26
T
0

T
0

2.2.7. Ph
T
0

ng án 7: K t c u đê đ t mái nghiêng .............................................27

2.3 So sánh các ph
T
0

2.4. K t lu n ch
T
0

T
0

ng án k t c u đê ...............................................................28
T
0

ng 2 ........................................................................................32
T
0

CH
NG 3: CÔNG NGH
D NG
N NH KÈ B
T
0

Lu n v n th c s k thu t

T
0

C C
T – XI M NG VÀ KH N NG NG
................................................................................33


3
3.1. Gi i thi u chung v công ngh tr n sâu t o c c xi m ng đ t ...................33

T
0

T
0

3.2. Tình hình ng d ng

Vi t nam .................................................................34

T
0

T
0

3.3. M t s d ng b trí k t c u c c đ t – xi m ng ............................................36
T
0

T
0

3.4. Gi i thi u m t s d án đã làm trên Th gi i ...........................................37
T
0

T
0

3.5. Nguyên t c chung thi t k x lý đ t y u b ng c c đ t xi m ng. .............40
T
0

T
0

3.6. Tính toán gia c n n đ t y u b ng c c đ t xi m ng theo ph ng pháp
n n t ng đ ng .................................................................................................41
T
0

T
0

3.6.1. Tính toán theo tr ng thái gi i h n 1 .....................................................41
T
0

T
0

3.6.2. Tính toán theo tr ng thái gi i h n 2 .....................................................43
T
0

T
0

3.7. Yêu c u t i thi u đ i v i thi t k c c xi m ng đ t. ..................................44

T
0

T
0

3.8. C
T
0

ng đ kháng nén qu tham kh o qua các d án .................................44
T
0

3.9. Gi i thi u m t s d án s d ng c c đ t xi m ng đ gia c n n kè ........46
T
0

T
0

3.10. K t lu n ch
T
0

ng 3 ......................................................................................50
T
0

CH

NG 4: GI I PHÁP NÂNG CAO N NH KÈ T
NG
NG B NG
C C
T XI M NG .............................................................................................51
T
0

T
0

4.1.
T
0

t v n đ ....................................................................................................51
T
0

4.2. Nâng cao n đ nh c a c ván BTCTDUL ..................................................52
T
0

T
0

4.3. Gia c c c đ t xi m ng cho ph
T
0

ng án kè vòi voi .....................................54
T
0

4.3.1. S li u tính toán .....................................................................................55
T
0

T
0

4.3.2. S đ tính toán mô ph ng. .....................................................................59
T
0

T
0

4.3.3. K t qu tính toán. ...................................................................................66
T
0

4.4. K t lu n ch
T
0

T
0

ng 4. .......................................................................................77

T
0

K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................78
T
0

T
0

TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................80
T
0

Lu n v n th c s k thu t

T
0


4

M

U

1. Tên Lu n v n: "Nghiên c u gi i pháp

n đ nh kè t

ng đ ng b ng c c đ t - xi

m ng”.
2. M c tiêu: Nghiên c u ng d ng c c đ t – xi m ng đ

n đ nh kè b d ng t

ng

đ ng trên n n đ t y u nh m thu n l i cho thi công và gi m giá thành.
3. S c n thi t c a v n đ nghiên c u
Kè b là m t k t c u đã đ

c s d ng nhi u đ b o v b sông, b bi n. Nói

chung, đ gi m giá thành xây d ng, kè mái nghiêng là h p lý nh t. V i m t s d
án, do yêu c u s d ng ph i làm kè t

ng đ ng. Kè t

ng đ ng có th là d ng kè

b n góc, ho c ghép các t m BTCT d a vào các c c đóng. V i vùng đ t y u, g n
đây đã s d ng kè b ng các c ván BTCT ng su t tr

c. Tuy nhiên, do n n đ t y u

sâu, chi u cao kè l n, vi c thi công san n n phía sau nh h

ng và làm m t n đ nh

c a kè. Nhi u s c công trình x y ra do nguyên nhân nh v y.
ã có m t s d án do n

c ngoài thi t k s d ng c c đ t – xi m ng đ

nâng cao n đ nh c a kè b ng c c ván BTCT, nh d án c i t o sông Nhiêu L c Th Nghè do Cty CDM c a M thi t k . Tuy nhiên, các tài li u hi n nay ch a trình
bày ph

ng pháp tính toán c th . M t khác, trong nhi u tr

kè b ng c c ván đ t và đòi h i ph

ng h p vi c s d ng

ng ti n thi t b thi công đ c ch ng.

Nghiên c u s d ng c c đ t-xi m ng đ nâng cao n đ nh c a kè t

ng đ ng

là v n đ có ý ngh a khoa h c và th c ti n.
4. Ph m vi nghiên c u: Lu n v n đi sâu vào kè l n bi n vùng đ t y u v i các yêu
c u c th sau:
1. Kè đ

c xây d ng đ l n bi n . Tr

c tiên ph i xây d ng kè đ làm

phòng tuy n ch ng sóng bão b o đ m an toàn cho khu v c l n bi n phía
trong trong quá trình thi công c ng nh khai thác lâu dài sau này.

Lu n v n th c s k thu t


5
2. Do yêu c u s d ng kè ph i có d ng t

ng đ ng, m t ch n ngoài b ng bê

tông c t thép đ k t h p làm ch neo đ u thuy n.
5. N i dung nghiên c u
1. Phân tích u nh

c đi m c a các k t c u kè b vùng đ t y u.

đ nh t ng th c a kè t

ng đ ng.

2. Trên m t d án c th , đ xu t ph
đ tìm ph

c bi t là n

ng án k t c u, so sánh kinh t - k thu t

ng án ch n.

3. Tính toán n đ nh và đ b n cho các k t c u chính có s d ng c c đ t – xi
m ng đ t ng c
6. Ph

ng n đ nh.

ng pháp nghiên c u
Ph

ng pháp nghiên c u lý thuy t:

- Tham kh o các tài li u trong và ngoài n
- Các h s thi t k các d án trong n
- S d ng các ph n m m th

c.

c.

ng m i hi n có.

7. C u trúc c a Lu n v n
Lu n v n g m 4 ch

ng:

Ch

ng 1: T ng quan các lo i kè b o v b .

Ch

ng 2: Gi i thi u kè l n bi n H long và các ph

Ch

ng 3: Gi i thi u công ngh Jet-grouting và kh n ng ng d ng kè.

Ch

ng 4: Gi i pháp nâng cao n đ nh kè t

ng án thi t k .

ng đ ng b ng c c đ t xi m ng.

Ph n K t lu n và Ki n ngh
8. Nh ng k t qu đ t đ

c c a Lu n v n

− Nâng cao n đ nh c a kè b o v b trên vùng đ t y u là v n đ c n
thi t, đáp ng yêu c u b c xúc c a th c ti n. Lu n v n đã t ng k t

Lu n v n th c s k thu t


6
m t s d ng (k t c u c ng nh v t li u) kè b đã và đang s d ng, t
đó ch n v n đ nghiên c u nâng cao n đ nh b ng c c đ t xi m ng là

v n đ có tính m i, tính khoa h c và th c ti n.
− Trên c s m t d án v i nh ng yêu c u đ t ra c th , Lu n v n đã đ
xu t nhi u ph

ng án k t c u và so ch n ph

ng án trên các tiêu chí:

đ b n, n đ nh, thu n l i trong thi công, giá thành, ... Nh ng phân
tích trình bày trong Lu n v n làm sâu s c thêm c s lý thuy t và th c
ti n c a k t c u kè t
t v n.

Lu n v n th c s k thu t

ng đ ng và có giá tr tham kh o cho các k s


7

CH

NG 1

T NG QUAN CÁC LO I KÈ B O V B
B sông, b bi n ch u tác đ ng c a dòng ch y nên d b xói l , c n ph i làm
kè b o v . Trong tr

ng h p khác, do nhu c u phát tri n kinh t ven bi n, xây d ng

các đi m du l ch c nh quan ven b sông vùng đô th c ng có nhu c u kè b . Có th
phân lo i kè b thành 2 lo i (1) Kè thành đ ng và (2) Kè mái nghiêng. V t li u làm
kè, k t c u kè c ng có nhi u lo i nh phân tích d
1.1. D ng t
+

i đây.

ng đ ng

u đi m:

- Kh i l

ng v t li u ít, đòi h i duy tu không nhi u, có th s d ng m t trong c a

kè đ neo đ u tàu thuy n.
- Ph n th ng đ ng th
nên b o đ m ch t l

ng đ

c gia công trên b (ch đ ng công ngh ch t o)

ng.

- Gi i pháp thi công và t c đ thi công hi u qu cao.
+ Nh

c đi m:

- Ph n l c m t đ ng t

ng đ i l n, d m t n đ nh, nên ch s d ng thích h p

v i vùng có n n đ a ch t t

ng đ i t t. Nhi u s c đã x y ra v i lo i kè này s

trình bày trong ph n sau.
- Công ngh thi công hi n đ i, đòi h i đ chính xác cao.
- Các hình th c t

ng đ ng có th áp d ng: t

ng c c b n bê tông c t thép d

ng l c (BTCTDUL) có neo ho c không neo, thùng chìm (caisson), t
pháp k t c u Tensar…
* Các lo i kè t

ng đ ng đang đ

+) C b n BTCTDUL

Lu n v n th c s k thu t

c s d ng

ng ch n gi i

8
T tr

c đ n nay các công trình xây d ng, giao thông, c u c ng, công trình kè

ch ng xói l b o v b sông, b bi n v t li u th
t

ng ch n đ gia c b o v . Do v y, kh i l

th i gian thi công kéo dài nh h

ng đ

c s d ng là c c bê tông +

ng v t li u s d ng th

ng r t l n,

ng đ n sinh ho t và cu c s ng c a nhân dân.

Trên th gi i t nh ng n m 1990

các n

c phát tri n nh Nh t B n, Hà Lan,

M , đã nghiên c u và ng d ng ph bi n công ngh c bê tông c t thép d

ng l c

(Prestressed Concrete Sheet Piles) thay th công ngh truy n th ng trên.
D ng t

ng đ ng c BTCTDUL tính u vi t đã đ

c kh ng đ nh và d n tr

thành s l a ch n đ gia c b t i các khu v c dân c đông đúc và h n ch gi i t a
đ n bù. Vi c l a ch n có neo hay không neo ph thu c vào tính ch t đ t n n, kh
n ng đáp ng cho vi c b trí thi t b đóng c c dài và yêu c u khai thác tuy n kè.
Th i gian qua đã x y ra m t s s c nghiêng kè do áp l c đ t phía sau l ng
t

ng. Hình 1. 1 là hình nh kè b nghiêng ra ngoài sông do nh h

san n n phía trong:

Hình 1. 1 Hình nh kè b nghiêng
Lu n v n th c s k thu t

ng c a thi công


9
+) C b n nh a Vinyl
C b n nh a đ

c ch t o t PVC (Poly vinyl choloride) và các ph gia đ c bi t.

Do v y, b n nh a có đ b n cao, c b n nh a do M - Hà Lan ch t o có đ b n
kho ng 30 – 50 n m.
t ng kh n ng ch u l c, c b n nh a đ
b n nh a liên k t v i nhau qua kh p n i âm d

c c u t o g n d ng d m ch I, các
ng g n v a khít v i nhau. C b n

nh a có nhi u lo i.
- Chi u dày b n nh a: 5 – 12,5 mm
- Chi u r ng: 250 – 330 mm
- Chi u dài: 5 – 10m
Tùy theo yêu c u c th c a t ng công trình đ tính toán l a ch n lo i c có kích
th

c phù h p.

1.2. D ng mái nghiêng
+

u đi m:

- Tiêu hao n ng l

ng sóng tri t đ nên ph n x sóng nh không gây nhi u đ ng

cho vùng ph c n.

- T n d ng đ
h n ch đ

c ngu n v t li u đ a ph

ng. Cao trình đ nh có th gi m th p do

c chi u cao sóng leo.

- Thi t b thi công đ n gi n có th k t h p đ
công trong cùng m t công tr

c c thi t b hi n đ i, thô s và th

ng.

- Công tác tính toán n đ nh mái b đ n gi n không c n đòi h i th m dò đ a ch t
quá sâu.
+ Nh
-L

c đi m:
ng v t li u và s c lao đ ng t n hao nhi u trong tr

- H n ch t n d ng đ

Lu n v n th c s k thu t

ng h p đ sâu l n.

c các mép kè trong và ngoài đ neo đ u tàu thuy n.


10
- T c đ thi công ch m, th

ng ph i k t h p đê quây và thi công vào lúc tri u

rút.
- Chân kè th
làm đ

ng nh h

ng đ n lu ng tàu và di n tích m t đ t l n, khó k t h p

ng giao thông phía trong kè.

1.3. Các hình th c gia c b o v mái nghiêng
Các hình th c b o v b đã và đang đ

c s d ng r ng rãi

Vi t Nam và trên

th gi i r t phong phú, đa d ng.
1.3.1. B o v b ng k t c u t i r i
Lo i k t c u t i r i linh ho t bao g m đá t nhiên, đá ch , bê tông đúc s n l p
ghép liên k t v i nhau b ng ma sát, b o v b b ng chính tr ng l

ng b n thân.

Lo i c u ki n này d bi n d ng theo n n, d s a ch a song đ ch ng đ
tr ng l
Th

c sóng thì

ng c a t ng c u ki n ph i r t l n.
n đ nh t ng th v ng ch c, vì v t li u r i n u x y ra m t n đ nh c c b

(lún, s t…) ít nh h

ng đ n toàn b tuy n kè. Do đó thích h p v i h u h t các lo i

đ t n n. S l i lõm c a đ a hình không nh h

ng đ n thi công, thích ng đ

cv i

tác đ ng moi, xói c a sóng.
M t s lo i k t c u t i r i linh ho t có kh n ng t đi u ch nh đ
đ nh. Tuy nhiên, lo i k t c u này ch y u dùng đ gi m n ng l
ti p vào b nên th

ng sóng đánh tr c

ng ch áp d ng trong các công trình đê bi n. Tr

h

ng ch t o các c c bê tông âm d

h

ng chuy n sang ch t o các c t bê tông n đ nh b ng tr ng l

có u đi m gi m đ

c nên khá n
c đây, có xu

ng x p ngàm vào nhau. Hi n nay, có xu

c áp l c âm do sóng đ y mái kè b t lên.

ng. K t c u này

ng d ng công ngh

này không nh ng thi công b ng th công mà thi công c b ng c gi i và chuyên
môn hóa cao.

ây là hình th c gia c có tính th m m cao, có kh n ng ch ng xói

t t. Tuy nhiên đi u ki n thi công là t
đ t m m y u.

Lu n v n th c s k thu t

ng đ i khó kh n đ i v i khu v c n

c sâu,


11
Ti n b h n là kè đ
ph

c c u t o b i các kh i bê tông đúc s n có d ng kh i l p

ng, kh i ch nh t, kh i l c l ng, kh i tr …x p li n nhau.

liên k t gi a các kh i nh ma sát

các m t ti p xúc.

tác d ng c a sóng, dòng ch y thì tr ng l

lo i này duy trì s

duy trì n đ nh khi nó ch u

ng b n thân c a t ng c u ki n ph i đ

l n.
1.3.2. Gi i pháp có k t c u r i linh ho t t đi u ch nh
Trong công trình b o v b có k t c u t i r i, thì tr ng l
ph i đ l n đ ch ng đ

c tác đ ng c a sóng và dòng ch y.

c a m i c u ki n mà v n ch ng đ
t ng c u ki n có tr ng l

ng c a m i c u ki n
gi m tr ng l

ng

c tác đ ng c a sóng và dòng ch y c n liên k t

ng nh l i v i nhau thành t ng b ng dài ghép li n k

nhau ho c thành m ng l n. Tuy nhiên các liên k t này ch thích ng v i các lo i n n
t

ng đ i n đ nh, không có hi n t

ng lún c c b l n, đ c bi t l p l c đ m b o,

các m i liên k t b n v ng. Trên th gi i liên k t linh ho t t o thành m ng đã đ
s d ng cho nhi u công trình, song các m i liên k t th

c

ng b phá h ng khi xây

d ng trên n n đ t y u. ây chính là nh ng t n t i h n ch c a lo i liên k t này.

kh c ph c ng

i ta s d ng các c u ki n riêng bi t có hình d ng h p lý t

liên k t có kh n ng t đi u ch nh. Nguyên t c đ ch t o và ng d ng m t c u ki n
ph c hình (d d ng) cho công trình b o v b là:
- Tr ng l

ng ph i nh h n kh i bê tông hình h p trong cùng m t đi u ki n ng

d ng.
- Có tính cài n i cao gi a các kh i khi x p thành l p.
i u ki n th nghi m m i kh i

m in

c r t khác nhau. Vì v y d

cùng m t s y u t t nhiên gi ng nhau, có th tr ng l
n i.

Lu n v n th c s k thu t

i tác đ ng

ng ch n khác nhau

m i

12
1.3.3. Gi i pháp b o v có k t c u li n kh i
* B o v b b ng đá xây li n kh i
Có hai hình th c b o v b b ng đá xây li n kh i:
- Xây đá b ng cách đ v a lót n n, sau đó xây t ng viên đá thành t m có chi u
r ng tùy ý, t o kh p n i b ng bao t i nh a đ

ng.

- á chít m ch b ng cách x p đá chèn ch t, sau đó đ v a chít m ch phía trên.
+

u đi m:

- Liên k t các viên đá l i v i nhau thành t m l n đ tr ng l
khe h gi a các hòn đá đ

c b t kín ch ng đ

ng đ

n đ nh. Các

c dòng xói nh h

ng tr c ti p

xu ng n n.
- S d ng đ

c các lo i đá có kích th

c và tr ng l

ng nh , v t li u d mua, thi

công đ n gi n d dàng.
+ Nh

c đi m:

- Trong tr

ng h p mái lún không đ u làm cho t m l n đá xây, đá chít m ch lún

theo t o v t n t gãy theo m ch v a, khi đó dòng ch y s tác đ ng tr c ti p xu ng
n n, moi v t li u thân công trình gây lún s p công trình nhanh chóng.
- Do thi công t i ch nên công vi c b o d
d n t i ch t l

ng công trình th

ng khó th c hi n đ

c hoàn ch nh

ng không đ t theo yêu c u thi t k .

* B o v b b ng t m bê tông đ t i ch
Công trình b o v b c u t o b ng t m bê tông hay BTCT đ t i ch đ

thành các t m có các kích th
ho c 20x20m.

c chia

c khác nhau: 2x2m, 4x4m, 5x5m, 10x10m, 15x15m

gi m áp l c đ y n i có b trí thêm các l thoát n

c. V m t k t

c u, lo i này thu c lo i k t c u v nh c u nh ng vì xây d ng trên n n đ t y u và thi
công t i ch nên công trình d b đ t gãy s p t ng m ng. Lo i k t c u này đã đ
s d ng

nhi u n

c

c và th gi i nh ng hi n nay đã h n ch dùng lo i này đ b o

v b .

Lu n v n th c s k thu t


13
* B o v b b ng các c u ki n bê tông đúc s n
Các c u ki n bê tông b ng hình h p vuông ho c h p ch
1x0.4x0.25m ho c 0.5x0.5x0.15m… đ

c xây b ng v a, sau đó trát m t ngoài m t

l p v a dày 2 -3cm t o thành t ng b n kích th
C u ki n bê tông đúc s n ch t l
tr ng l

nh t kích c :

c 2x4m ho c 2x6m.

ng t t, thi công nhanh nh ng v i nh ng kh i

ng l n thì thi công g p nhi u khó kh n. N u công tác xây trát không đ m

b o thì d

i tác d ng c a sóng và dòng ch y các c u ki n bê tông b bi n d ng và

v t li u thân công trình d b moi ra gây h h i công trình.
1.4. M t s lo i khác
1.4.1. Th m r đá
Th m đá Reno Mattress g m có 4 b ph n: t m đáy, t m m t bên, vách ng n và
n p đ y. M i t m đ

c gia công t s i l

i thép b n xo n đôi hình l c giác nung

m m, trong k m và b c m t l p PVC đ c bi t, liên t c dày t 0,4-0,6mm.

đáy, các m t bên và m t ngoài cùng c a m i t m th m là các t m l

m t

i liên ti p nhau

t o thành m t khoang ch a nhi u ng n có m t trên h . Vách ng n đ

c đ t cách

nhau 1m. M t đáy, vách ng n n p đ y c ng dùng lo i l

t t c mép

c a t m vách l

i đ u có dây thép tráng k m b c PVC v i đ

dây dùng đ đan l
+

i nh m t ng c

ng kính l n h n lo i

ng thêm kh n ng ch u l c c a k t c u.

c áp l c c a sóng và dòng ch y tác đ ng. Do l

c b c m t l p PVC đ c bi t nên có th ch ng l i s

trong môi tr
L

ng t .

u đi m:

K t c u th m đá ch u đ
đ

it

ng n

c m n và môi tr

đ t không n đ nh

n mòn, b o v công trình

ng b ô nhi m.

i b n kép hình l c giác cho phép k t c u ch u đ

không b đ t gãy.

i thép

c lún không đ u khá l n mà

c đi m này đ c bi t quan tr ng khi k t c u đ

c đ t trên n n

vùng có th b xói ng m do sóng và dòng ch y tác đ ng.

Th m đá có th làm ch c n ng thoát n
mái đ t n đ nh.
Lu n v n th c s k thu t

c giúp gi m áp l c lên mái d c, gi cho


14
Ngu n v t li u luôn có s n, ít ph i b o d
+ Nh
Tr ng l
m i kín đ

ng.

c đi m:
ng c a th m r t n ng mà di n tích th m không l n, ph i n i nhi u th m
c lòng sông.

Thi công các công trình lòng sông c n b o v t i đ sâu l n h n 10m g p r t
nhi u khó kh n, v trí c n tr i th m không chính xác, m c đ lún, tr

tc am i

th m khác nhau, các th m ch ng lên nhau hay tách xa nhau khó đi u ch nh, đ c bi t
mái sông có n n m m y u, lún không đ u đã làm cho các th m l ch nhau, h n n
đ t b xói trôi m t n đ nh.
Th m m kém, hay b đ t s i thép. V i các vùng du l ch rác r

i, túi nilông bám

vào trong r t m t m quan.
1.4.2. Gia c mái kè b ng c u ki n bê tông Tsc-178
Th m bê tông t chèn theo sáng ch c a Ti n s Phan

c Tác đã đ

c th

nghi m trong nhi u công trình. ây là m t d ng m i trong xây d ng công trình b o
v b . Hình th c gia c đ p, đ m b o kh n ng ch ng xói l mái. Tuy nhiên do n n
đ a ch t y u th

ng b lún s t c c b và khi lún s t khó thay th s a ch a. R t khó

kh n trong vi c thi công t i v trí n

c sâu.

1.4.3. Th m bê tông FS
Th m FS đ

c c u t o b ng cách b m bê tông t

i vào trong các ng v i

đ nh d ng. V t li u đ nh d ng th m bê tông (Fabric formwork) đ

KT

c c u t o b i hai

l p v i đ a k thu t đ c bi t lo i d t (Woven geotextile) có đ b n cao t o khuôn
v i cho phép b m bê tông ( ho c v a xi m ng vào trong đ t o thành th m bê tông
b n ch c ch ng th m và b o v công trình.
Công ngh và v t li u th m bê tông đ

c phát minh t n m 1996 c a nhóm các

chuyên gia Công ty Losiger - Th y S ( b ng sáng ch s 784625) và sau đó đ
hoàn thi n và ng d ng r ng rãi

Lu n v n th c s k thu t

các n

c M , Nh t, Hà Lan, Hàn Qu c…

c


15
+

u đi m c b n c a th m bê tông:

- Bi n pháp thi công đ n gi n, th i gian thi công nhanh chóng.
- Thích h p v i n n m m y u do phân b l c đ u, v a bê tông tr i che kín n n,
tr i liên t c t d

i lên trên.

- Th m bê tông có th thi công trong đi u ki n ng p n

c, n i th

ng xuyên có

dòng ch y mà không c n các bi n pháp x lý đ p đê quây ho c tháo n

c làm khô

h móng.
- V t li u đ nh d ng th m bê tông b ng s i t ng h p có đ b n cao, tr ng l
nh nên thu n l i khi v n chuy n và thi công, đ c bi t

ng

nh ng n i có đ a hình ph c

t p.
Th m bê tông có nhi u lo i: lo i tiêu chu n ( Standard type) d ng l

i ( mesh

type), d ng phi n (Slab type) và d ng t m l c (fillter type). Tùy tính ch t t ng công
trình, đi u ki n đ a ch t, đ a hình và th y v n dòng ch y đ tính toán ch n lo i th m
bê tông có kích th

c và đ dày phù h p.

Th m bê tông có đ dày 5-50cm:
- Lo i th m có chi u dày 5-15cm: b m v t li u v a xi m ng (Mortar)
- Lo i th m có chi u dày 20-50cm: b m v t li u bê tông (concrete)
Thông th

ng th m bê tông ch ng xói l b dùng lo i có đ dày 15-30cm.

1.4.4. Kh i bê tông d hình
Có nhi u lo i k t c u kh i bê tông d hình đ

c s d ng làm kh i ph mái v i

nhi u tên g i khác nhau: kh i Tetrapod, Tribar, Dolos, Stabit, kh i ch T, kh i ch
U… Kh i Tetrapod đã đ

c s d ng ch y u là trong các công trình ng n cát, gi m

sóng c a các b n c ng và trong các công trình b o v b c a sông, ven bi n.
1.4.5. C ch ng xói mòn Vetiver
C Vetiver là lo i c l u niên thu c h Andropogoneae, không có lông c ng, d o
ch c, nh n. Cây m c thành khóm l n t g c r , có thân th ng đ ng cao 0.5 – 1.5m,
Lu n v n th c s k thu t

16
r

n sâu vào đ t đ n 3m. Tr ng c đ gi b đem l i hi u qu kinh t nh t đ nh và

b o v môi tr

ng, đ i v i nh ng khu v c không th dùng k t c u c ng.

1.4.6. Kè m m công ngh túi cát GST (Stabiplage)
V i ch c n ng chính là thay th cho các l p l c ng
k t c u đá h c đ

c ng d ng trong các công trình b o v b bi n

niên 50 c a th k tr
công trình.

c b ng cát s i bên d

i

Hà Lan t th p

c, v i đ a k thu t t o ra cu c cách m ng trong xây d ng

i v i các công trình b o v b v i

yêu c u sau: ch n đ t t t, th m n

KT đáp ng đ

c đ ng th i các

c t t, ch ng t c, đ b n thi công, tu i th cao.

Trong h n n a th k qua, v i đ a k thu t ngày càng phát tri n c v tính n ng k
thu t và l nh v c áp d ng. Gi i pháp s t o nên m t l p che ch n b m t vách b
b ng các ng v i đ a k thu t đ n cát nh m gi m nh tác đ ng th y l c c a dòng
ch y, sóng lên b sông, đ ng th i t ng c

ng đ ch u l c c a đ t tr m tích t o nên

b sông b ng k thu t phun v a xi m ng áp l c cao. Gi i pháp ng d ng túi cát v i
đ a k thu t đã đ
truy n th ng
1.4.7. L
L

c ng d ng t đ u th p niên 1990 nh m thay th cho v t li u

các công trình đê, kè b o v b bi n.

i đ a k thu t Tensar gia c b

i đ a k thu t gi ng nh t bìa đ c l , có th cu n tròn l i, r ng v a đ đ cài

ch t v i đ t, s i chung quanh. L

i đ a k thu t làm b ng ch t Polypopylene (PP),

Polyester(PE) hay b c polyetylen-teretalat(PET) v i ph
L
-L

i đ a k thu t có hai nhóm chính:
i m t tr c: có s c kéo theo m t h

gia c mái d c, t
-L

ng( h

ng d c máy), th

ng dùng đ

ng, th

ng dùng đ gia c n n đ

ng ch n đ t…

i hai tr c: có s c ch u kéo c hai h

đê, đ p, n n móng công trình. Trái v i v i, h
h nh

ng pháp ép dãn d c.

ng ngang máy có s c ch u kéo l n

ng d c máy.

M t s tính n ng s d ng c a l

i đ a k thu t Tensar:

- S c ch u kéo l n không thua gì các thanh kim lo i.
Lu n v n th c s k thu t

ng,


17
- Tính cài ch t v i v t li u chung quanh, t o nên m t l p móng v ng ch c, nh t
là ch ng l i s tr

t c a đ t đ p dùng làm đê, đ p, t

ng ch n đ t.

- Tính đa n ng: h u nh thích h p v i m i lo i đ t đá. Thi công d dàng không
c n đ n máy móc.
-C

ng đ ch u kéo cao; h s rão th p, 1.45 sau 120 n m; bi n d ng nh : 11%

t i tr ng t i đa.
- Tính tr : ít b h y ho t b i th i ti t, tia c c tím, b i môi tr

ng chung quanh

nh đ t có axit, ki m và các ch t đ c h i khác.
D a vào các đ c tr ng riêng c a l
đ

i đ a k thu t Tensar. Công ngh Tensar

c s d ng r ng rãi đ gi i quy t các v n đ

n đ nh n n móng và gia c đ t, ti t

ki m đáng k chi phí và th i gian.
Công ngh s n xu t c a Tensar ch t o đ
m i n i có c

c m t c u trúc l

i đ c bi t, g m các

ng đ cao và c nh ch c ch n, nh đó t o ra các g vuông và dày gi

v t li u. C ch này giúp cho các viên v t li u bám ch t vào l

i và d n đ n hi u

qu liên k t c h c cao.

M i liên k t này giúp ng n ng a hi n t
nên đ

c m t góc ch ng tr

ng các viên v t li u xê d ch, t đó t o

t hi u qu cao. C ch này còn đ

c bi t đ n nh là

“r nén” vì các m i liên k t gi c đ nh và r nén các h t v t li u m t cách hi u
qu . S k t h p này đ m b o r ng, trong các l p v t li u gia c b ng l

i k thu t

Tensar:
N u tác d ng m t l c th ng đ ng thì s c c ng trong l
nh . S đ t đ
L

i t o ra các bi n d ng r t

c hi u qu gia c t i vùng ch u t i.

i đ a k thu t Tensar và v t li u đ t đ p t o nên m t l

i t ng h p – L p n

đ nh c h c Tensar.

ây chính là ti n đ hình thành gi i pháp k t c u Tensar ng d ng cho x lý n n
đ t y u và làm c t trong thi t k , thi công.

Lu n v n th c s k thu t


18
1.5. K t lu n ch

ng 1

Thi t h i hàng n m do hi n t

ng xói l b sông là r t l n. V n đ theo dõi,

nghiên c u sâu t đó làm c s khoa h c cho vi c đ xu t đ

c gi i pháp kè b có

hi u qu cao v kinh t và k thu t là h t s c c n thi t và c p bách.
Có nhi u lo i kè b đã đ
u và nh

c ng d ng nh gi i thi u

trên, m i lo i có nh ng

c đi m khác nhau, ph m vi ng d ng khác nhau. Vi c l a ch n k t c u

kè ph i d a vào các đi u ki n c th (1)

n mòn c a môi tr

i u ki n t nhiên (đ a hình, đ a ch t, tính

ng, ... (2) M c đích s d ng khác: ngoài ch c n ng b o v

ch ng xói l , kè có th còn có yêu c u làm b n neo đ u thuy n, đi m ng m c nh,
đ

ng đi d o, .... (3)

i u ki n thi công (4) Kh n ng đ u t (v n) và (5) Các yêu

c u khác.
Ph m vi nghiên c u c a lu n v n: Lu n v n đi sâu vào kè l n bi n vùng đ t m m
y u v i các yêu c u c th sau:
1. Kè đ

c xây d ng đ l n bi n . Tr

c tiên ph i xây d ng kè đ làm phòng

tuy n ch ng sóng bão b o đ m an toàn cho khu v c l n bi n phía trong trong
quá trình thi công c ng nh khai thác lâu dài sau này. Trong quá trình thi
công ph i b o đ m v sinh môi tr

ng vùng v nh (không đ bùn ch y v o

ho c đ y tr i vào ra ngoài vùng cho phép)
2. Kè ph i có d ng t

ng đ ng, m t ch n ngoài b ng bê tông c t thép đ k t

h p làm ch neo đ u thuy n. Phía trong kè là m t tuy n đ

ng giao thông n i

b , t i tr ng xe H13. K t c u kè ph i đ m b o m thu t, c nh quan.
3. Trong kh n ng kinh t cho phép c a ch đ u t

Lu n v n th c s k thu t


19

CH

NG 2

GI I THI U KÈ L N BI N H LONG VÀ
CÁC PH

NG ÁN THI T K

2.1. i u ki n t nhiên
2.1.1 V trí đ a lý
- Thành ph h Long thu c t nh Qu ng Ninh n m trong khu v c đông b c B c
b , ch y dài theo ven bi n v nh B c b , cách th xã C m Ph 30.0km, cách th đô
Hà N i 160km.
- V trí đ a lý: 106050’ – 107030’kinh đ đông.

P

P

P

P

200 55’ – 21005’ v đ b c.
P

P

P

P

2.1.2 Mô t đ a hình đ a m o
a hình toàn b d án là ven bi n, đ a hình t

ng đ i ph c t p, n

c ng p sâu,

đ sâu trung bình -1.5m, ch sâu nh t có cao đ -2.0m.
2.1.3.

a ch t

- L p 1: Bùn sét pha l n v sò màu xám xanh, xám ghi. Tr ng thái ch y đ n d o

ch y.
- L p 2: Sét pha l n s n màu xám vàng, nâu đ .Tr ng thái d o c ng.
- L p 3: Sét pha l n s n màu xám vàng. Tr ng thái d o m m.
- L p 4: á vôi màu nâu vàng l n xám tr ng.
2.1.4. M c n

c dùng trong thi t k

-M cn

c cao thi t k (MNCTK):

+2.25 m

-M cn

c th p thi t k (MNTTK):

-2.71 m

2.1.5. T i tr ng xe trên đ

ng sau kè

- T i tr ng dùng trong thi t k : H10
Lu n v n th c s k thu t


20
2.1.6. Các ch tiêu tính toán thi t k

- C p công trình: c p III
- H s an toàn t ng th :
+ i u ki n s d ng bình th
+ i u ki n s d ng b t th

ng:
ng:

[K] = 1,15
[K] = 1,05

2.1.7. Tuy n công trình

Tim tuy n có t ng chi u dài: 969.02m
2.2. Các ph

2.2.1. Ph
-T

ng án k t c u đ

ng án 1: K t c u t

c đ xu t trong giai đo n thi t k c s

ng c BTCTDUL

ng c c: C c BTCTDUL mác M700 lo i SW-740 dài 25 m, kích th

c

r ngx Cao xdày = 996 x 880 x 160 (mui), mô men gây n t Mm~ - 95 .20 T.m;
- D m m BTCT mác M300, kích th

c ti t di n b x h - 0.8 x 1.0 m, có c u

t o g r ng O.8m đ đ b n gi m t i;
-T

ng góc và t

m;

Lu n v n th c s k thu t

ng ch n sóng k t c u BTCT mác M300 dày 0.2 m cao 5.0


21
- Kh i đá ph n áp tr
l

ct

ng r ng 9.0 m dày 2.0 m, bóng đá h c có kh i

ng15 ÷ l00 kg//viên;
- Kh i đá gi m t i sau đê có ti t di n hình thang b r ng m t 1,5m; mái d c

m = 1;

- T ng l c ng
chi u dày các l p l n l

c 3 l p: l p đá 2 x 4 em; l p đá 1 x 2 em; l p đá 0.5 x 1.0 cm
t là 10 cm, 20 cm, 20 cm; mái d c m - 1 ~ 1 .25 .

- B n gi m t i b ng BTCT mác M300 dày 0.3m chia thành 2 đo n, m i đo n
dài 13m;
- Cát l p sau đê (không thu c kh i l

ng đê) có

= l,8T/m3 ; > 30o , đ
P

P

P

P

đ m ch t k >0.95;

2.2.2. Ph

ng án 2: K t c u đê đá đ

- Kh i đá lõi đê: đá h c có kh i l

ng 1 5 ÷ 100 kg/1viên, mái d c phía

trong, phía ngoài m = 1 .5;
- Kh i đá đ tr

c đê: đá xô b , dày 1 .0 m, r ng 1 0 m;

Lu n v n th c s k thu t


22
- Kh i đá gia c ngoài: đá h c có kh i l

ng > 1 T n, chi u r ng 10 m chi u

cao
-T

ng h t sóng: b ng BTCT mác M300 cao 4.4m, có d ng cong đ tiêu và

h t sóng d dàng;
- T ng l c ng

c: bao g m 3 l p: đá 2x4 em; đá lx2 cm; đá 0.5xl cm, m i

l p dày 20 cm; mái d c m = l.5;
- Cát san l p (không thu c d án): cát có ch tiêu c lý ~ = l,8tlm3 ; ~ > 30o ,
đ đ m ch t k >095 ;
- K t c u bên trên (không thu c d án) : d ki n quy ho ch là đ

ng giao

thông h đê vì v y k t c u có th là bê tông nh a ho c bê tông xi m ng.

2.2.3. Ph

ng án 3: K t c u c c BTCT + đá đ + k t c u kè đá h c mái nghiêng

- C c BTCT, ti t di n O.4÷0.4 m dài 20 m có 2 hàng c c đóng xiên 6:l, b
c ctheo ph

ng d c 2.90 m;

- ài c c BTCT ti t ki m bxh=2.0x0.5(m);

Lu n v n th c s k thu t

c