Tài liệu Luận văn ứng dụng lưới địa kỹ thuật trong thiết kế tường chắn có cốt cho công trình đường dẫn đầu cầu kênh nước mặn huyện Cần Giờ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT ------------------O0O------------------ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT CHO CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG DẪN ĐẦU CẦU KÊNH NƯỚC MẶN - HUYỆN CẦN ĐƯỚC, TỈNH LONG AN SVTH : Đặng Quý Tân MSSV : 30504235 GVHD : TS. Nguyễn Đình Tứ KS. Đặng Trung Chính TP. HCM, tháng 1/2010 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ LỜI CÁM ƠN Bốn năm rưỡi ngồi trên ghế giảng đường đại học là một thời gian cực kỳ quan trọng đối với mỗi sinh viên. Bởi vì trong thời gian này, mỗi sinh viên phải tự nổ lực phấn đấu học thật tốt, đồng thời cũng phải than gia tốt các phong trong Đoàn Hội…cùng với sự nổ lực của mình, thì sự giúp đỡ về nhiều mặt của ba mẹ, thầy cô, bạn bè…là rất quan trọng đối với bản thân sinh viên trong việc đón nhận những kiến thức chuẩn bị cho hành trang bước vào đời. Và giai đoạn này là lúc sinh viên tổng kết lại toàn bộ kiến thức đã học thông qua luận văn tốt nghiệp này. Sinh viên không thể thực hiện được luận văn tốt nghiệp của mình nếu không có sự giúp đỡ của ba mẹ, thầy cô, bạn bè. Hãy cho sinh viên được gửi những lời cám ơn xuất phát từ chính đáy long của mình:  Con xin cám ơn ba mẹ, ba mẹ đã sinh con ra, nuôi dưỡng con và tạo điều kiện cho con học thành tài. Con mong ba mẹ hãy nhận những lời cám ơn sâu sắc nhất của con.  Em xin cám ơn các thầy cô trong khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí nói chung và bộ môn Địa kỹ thuật nói riêng đã truyền thụ những kiến thức vô cùng quý báu cho nghề nghiệp sau này của em.  Em xin cám ơn thầy Tiến sĩ Nguyễn Đình Tứ và anh Đặng Trung Chính đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn em hoàn thành luận văn này.  Và cuối cùng, tôi xin cám ơn các bạn trong lớp 305KT đã giúp đỡ, chia sẻ, động viên trong những lúc thất bại cũng như thành công. SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN ....................................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................................... iii DANH SÁCH BẢNG BIỂU ............................................................................................... vii TÓM TẮT LUẬN VĂN ....................................................................................................... x CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ TỈNH LONG AN ................................................................. 1 1.1. Vị trí địa lý.................................................................................................................. 1 1.2. Địa hình. ..................................................................................................................... 1 1.3. Khí hậu ....................................................................................................................... 2 1.3.1. Nhiệt độ ................................................................................................................. 2 1.3.2. Độ ẩm .................................................................................................................... 2 1.3.4. Lượng mưa ............................................................................................................ 2 1.3.4 Lượng bốc hơi....................................................................................................... 3 1.4. Diện tích ..................................................................................................................... 3 1.5. Cơ sở hạ tầng. ............................................................................................................. 3 1.6. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu. ....................................................................... 5 1.6.1. Đặc điểm địa chất công trình khu vực. ................................................................... 5 1.6.2. Đặc điểm địa chất thủy văn. ................................................................................... 9 CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT .................................................... 10 2.1. Lịch sử phát triển. ..................................................................................................... 10 2.2. Cấu tạo và đặc điểm. ................................................................................................. 10 2.2.1. Cấu tạo. ............................................................................................................... 10 2.2.2. Đặc điểm.............................................................................................................. 12 2.3. Cơ chế hoạt động. ..................................................................................................... 12 2.3.1. Cơ chế interlock. .................................................................................................. 12 2.3.2. Phân bố tải trọng. ................................................................................................ 14 2.4. Hiệu quả của việc sử dụng lưới địa kỹ thuật. ............................................................. 15 2.4.1. Giảm độ dày lớp vật liệu. ..................................................................................... 15 2.4.2. Tăng vòng đời công trình. .................................................................................... 15 2.4.3. Tăng khả năng chịu lực. ....................................................................................... 15 2.4.4. Kiểm soát lún chênh lệch. .................................................................................... 16 2.5. Ứng dụng lưới Địa kỹ thuật trong xây dựng. ............................................................. 16 2.5.1. Ứng dụng của lưới Địa kỹ thuật 1 trục. ................................................................ 16 2.5.2. Ứng dụng của lưới Địa kỹ thuật 2 trục và 3 trục................................................... 19 2.5.3. Ứng dụng lưới Địa kỹ thuật trong điều kiện Việt Nam. ......................................... 21 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 25 3.1. Giới thiệu .................................................................................................................. 25 3.2. Xác định thông số cơ bản .......................................................................................... 26 3.2.1. Hệ số áp lực của đất ........................................................................................... 26 3.2.2. Thông số tường: ................................................................................................... 26 3.3. Kiểm toán ổn định bên ngoài..................................................................................... 26 3.3.1. Kiểm định an toàn trượt ngang bên ngoài: ........................................................... 26 3.3.2. Kiểm định an toàn ổn định lật bên ngoài:............................................................. 27 3.3.3. Kiểm định sức chịu tải của đất nền: ..................................................................... 28 3.3.4. Kiểm định trượt tổng thể: ..................................................................................... 29 3.4. Kiểm toán ổn định bên trong ..................................................................................... 29 3.4.1. Kiểm toán kéo đứt lưới ......................................................................................... 29 3.4.2. Kiểm toán kéo tuột lưới ........................................................................................ 31 3.4.3. Kiểm toán mối nối ................................................................................................ 31 SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN iii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ 3.5. Sử dụng phần mềm MSEW thiết kế.......................................................................... 32 CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT CHO CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG DẪN ĐẦU CẦU KÊNH NƯỚC MẶN ............... 40 4.1. Quy mô hạng mục thiết kế. ....................................................................................... 40 4.2. Giới thiệu dự án ........................................................................................................ 40 4.2.1. Phương án 1: Tường chắn bằng bê tông cốt thép. ................................................ 41 4.2.2. Phương án 2:Tường chắn có cốt gia cố bằng lưới địa kỹ thuật, bề mặt gạch block BOSTD .......................................................................................................................... 42 4.2.3. So sánh hai phương án thiết kế. ............................................................................ 43 4.3. Tính toán chi tiết. ...................................................................................................... 46 4.4. Tính toán thiết kế nhánh phải .................................................................................... 48 4.4.1. Chiều cao thiết kế 4.6m ........................................................................................ 48 4.4.2. Chiều cao thiết kế 4.0m ........................................................................................ 53 4.4.3. Chiều cao thiết kế 3.0m ........................................................................................ 58 4.5. Tính toán thiết kế nhánh trái. ..................................................................................... 62 4.5.1. Chiều cao thiết kế 4.4 m ....................................................................................... 62 4.5.2. Chiều cao thiết kế 3.8 m ....................................................................................... 67 4.5.3. Chiều cao thiết kế 2.8 m ....................................................................................... 71 4.6. Yêu cầu vật liệu. ....................................................................................................... 76 4.6.1. Lưới địa kỹ thuật 1 trục ....................................................................................... 76 4.6.2. Vật liệu tự nhiên................................................................................................... 77 4.6.3. Vải địa kỹ thuật .................................................................................................... 78 4.6.4. Yêu cầu thi công................................................................................................... 78 4.7. Biện pháp thi công. ................................................................................................... 81 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 87 PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 88 SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ vị trí tỉnh Long ........................................................................................... 2 Hình 2-1: Lưới địa kỹ thuật. ................................................................................................. 11 Hình 2-2: Lưới địa kỹ thuật được để ngoài công trường ...................................................... 11 Hình 2-3: Các loại lưới địa kỹ thuật ..................................................................................... 12 Hình 2-4: Cơ chế “ interlock” .............................................................................................. 13 Hình 2-5: Mô hình hoá cơ chế “ interlock” ........................................................................... 13 Hình 2-6: Mô hình hoá cơ chế “ interlock” .......................................................................... 13 Hình 2-7: Mô hình hoá cơ chế “ interlock” .......................................................................... 14 Hình 2-8: Dàn trải tải trọng khi không dùng lưới .................................................................. 14 Hình 2-9: Dàn trải tải trọng khi gia cường bằng lưới. ........................................................... 15 Hình 2-10: Mặt cắt ngang mái dốc. ..................................................................................... 16 Hình 2-11: Thi công mái dốc ở Trung Quốc. ........................................................................ 17 Hình 2-12: Mái dốc sau khi hoàn thiện ở Trung Quốc. ......................................................... 17 Hình 2-13: Thi công mái dốc tạo giải pháp xanh ở Hàn Quốc. ............................................. 18 Hình 2-14: Tường chắn có bề mặt là gạch block Dự án ở Trung Quốc. ................................ 18 Hình 2-15: Tường chắn có bề mặt là tấm bê tông panel đúc sẵn cao 7.5m Dự án giao lộ Avenue- New Delhi- Ấn Độ. ................................................................................................ 19 Hình 2-16: Tải lưới trên đầm lầy của Anh. ........................................................................... 19 Hình 2-17: Xe cơ giới không vào được khi không có lưới. ................................................... 20 Hình 2-18: Xe cơ giới vào dễ dàng khi có lưới. ................................................................... 20 Hình 2-19: Hạng mục đường băng sân bay Riga - Latvia...................................................... 21 Hình 2-20: Công trình ứng dụng lưới địa kỹ thuật ở Bình Dương. ....................................... 22 Hình 2-21: Công trình ứng dụng lưới địa kỹ thuật ở Hải Phòng. .......................................... 23 Hình 2-22: Thi công tường chắn ở khu công nghiệp Tân Cảng Sóng Thần. .......................... 24 Hình 3-1: Cấu trúc tường chắn có cốt. ................................................................................. 25 Hình 3-2:Biến dạng trượt ngang. ......................................................................................... 27 Hình 3-3: Biến dạng lật. ...................................................................................................... 27 Hình 3-4: Nền chịu tải. ......................................................................................................... 28 Hình 3-5: Trượt tổng thể ...................................................................................................... 29 Hình 3-6: Kéo đứt lưới ......................................................................................................... 30 Hình 3-7: Kéo tuột lưới ........................................................................................................ 31 SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN v LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Hình 3-8: Cửa sổ quản lý phần mềm MSEW ........................................................................ 32 Hình 3-9: Thông số bề mặt tường ......................................................................................... 32 Hình 3-10: Tính toán thông số mối nối ................................................................................. 33 Hình 3-11: Sức bền mối nối ................................................................................................. 33 Hình 3-12: Thông số đất ...................................................................................................... 34 Hình 3-13: Nhập thông số của 3 loại đất............................................................................... 34 Hình 3-14: Nhập số loại lưới sử dụng – loại vật liệu ............................................................. 35 Hình 3-15: Nhập thông số kỹ thuật của lưới ......................................................................... 35 Hình 3-16: Kết quả chiều cao, dài, loại lưới ......................................................................... 36 Hình 3-17: Bảng hiệu chỉnh thong số đầu vào ...................................................................... 36 Hình 3-18: Tính toán thong số đất gia cố theo loại lưới sử dụng ........................................... 37 Hình 3-19: Tính toán áp lực đất ............................................................................................ 37 Hình 3-20: Xác định áp lực đất............................................................................................. 38 Hình 3-21: Cửa sổ quản lý phần mềm .................................................................................. 38 Hình 3-22: Kết quả kiểm định các hệ số an toàn ................................................................... 39 Hình 3-23: Kết quả tính toán chi tiết áp lực lưới ................................................................... 39 Hình 4-1: Hiện trạng hiện hữu .............................................................................................. 40 Hình 4-2. Phương án tường bê tông cốt thép ........................................................................ 41 Hình 4-3: Phương án tường chắn có cốt ............................................................................... 42 Hình 4-4: Bề mặt tường các phương án thiết kế.................................................................... 43 Hình 4-5: Thi công các phương án ...................................................................................... 46 Hình 4-6: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 4,6m. ........................................................................... 50 Hình 4-7: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 4m. .............................................................................. 54 Hình 4-8: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 3m. .............................................................................. 59 Hình 4-9: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 4,4m. ........................................................................... 63 Hình 4-10: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 3,8m. ......................................................................... 68 Hình 4-11: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 2,8m. ......................................................................... 72 Hình 4-12: Hình dạng và thông số kỹ thuật của lưới ĐKT 1 trục .......................................... 76 SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1-1. Chỉ tiêu cơ lý của phụ lớp 2 ................................................................................. 6 Bảng 1-2. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 ........................................................................................ 7 Bảng 1-3. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 ........................................................................................ 8 Bảng 1-4. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 5 ........................................................................................ 9 Bảng 4-1: So sánh tổng hợp hai phương án thiết kế ............................................................. 44 Bảng 4-2: Phân chia chiều cao tường chắn từng nhánh ........................................................ 46 Bảng 4-3: Bố trí lưới cho nhánh phải ................................................................................... 47 Bảng 4-4: Bố trí lưới cho nhánh trái .................................................................................... 48 Bảng 4-5: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 4,6m ...................................... 49 Bảng 4-6: Cách bố trí lưới cho chiều cao 4,6m .................................................................... 49 Bảng 4-7: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 4,6m ....................................... 50 Bảng 4-8: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 4,6m ..................................... 51 Bảng 4-9: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 4,6m ................................................... 51 Bảng 4-10: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới cho chiều cao 4,6m .................................. 52 Bảng 4-11: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 4,6m ......................................... 52 Bảng 4-12: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 4,6m ........................................ 53 Bảng 4-13: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 4,0m .................................... 53 Bảng 4-14: Cách bố trí lưới cho chiều cao 4,0m .................................................................. 54 Bảng 4-15: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 4,0m ..................................... 55 Bảng 4-16: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 4,0m ................................... 55 Bảng 4-17: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 4,0m ................................................. 56 Bảng 4-18: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 4,0m ........................ 56 Bảng 4-19: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 4,0m ......................................... 57 Bảng 4-20: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 4,6m ........................................ 57 Bảng 4-21: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 3,0m .................................... 58 Bảng 4-22: Cách bố trí lưới cho chiều cao 3,0m .................................................................. 58 Bảng 4-23: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 3,0m ..................................... 59 Bảng 4-24: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 3,0m ................................... 60 Bảng 4-25: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 3,0m ................................................. 60 Bảng 4-26: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 3,0m ........................ 61 Bảng 4-27: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 3,0m ......................................... 61 Bảng 4-28: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 3,0m ........................................ 62 SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN vii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Bảng 4-29: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 4,4m .................................... 62 Bảng 4-30: Cách bố trí lưới cho chiều cao 4,4m .................................................................. 63 Bảng 4-31: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 4,4m ..................................... 64 Bảng 4-32: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 4,4m ................................... 64 Bảng 4-33: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 4,4m ................................................. 65 Bảng 4-34: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 4,4m ........................ 65 Bảng 4-35: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 4,4m ......................................... 66 Bảng 4-36: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 4,4m ........................................ 66 Bảng 4-37: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 3,8m .................................... 67 Bảng 4-38: Cách bố trí lưới cho chiều cao 3,8m .................................................................. 67 Bảng 4-39: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 3,8m ..................................... 68 Bảng 4-40: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 3,8m ................................... 69 Bảng 4-41: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 3,8m ................................................. 69 Bảng 4-42: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 3,8m ........................ 70 Bảng 4-43: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 3,8m ......................................... 70 Bảng 4-44: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 3,8m ........................................ 71 Bảng 4-45: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 2,8m .................................... 71 Bảng 4-46: Cách bố trí lưới cho chiều cao 2,8m .................................................................. 72 Bảng 4-47: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 2,8m ..................................... 73 Bảng 4-48: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 2,8m ................................... 73 Bảng 4-49: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 2,8m ................................................. 74 Bảng 4-50: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 2,8m ........................ 74 Bảng 4-51: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 2,8m ......................................... 75 Bảng 4-52: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 2,8m ........................................ 75 SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN viii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ LỜI MỞ ĐẦU Giai đoạn hiện nay, đất nước đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Một đòi hỏi cấp thiết của quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước là phải xây dựng cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh và hiện đại. Với đặc điểm đất yếu phân bố rộng rãi ở nước ta nhất là các tỉnh phía nam, việc xây dựng cơ sở hạ tầng gặp rất nhiều khó khăn. Do đó, một vấn đề cấp bách được đặt ra là phải làm sao chọn những giải pháp xử lý nền đất yếu phù hợp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của công trình và tránh ảnh hưởng đến những công trình xung quanh. Hiện nay, việc áp dụng công nghệ mới là hướng đi phù hợp với xu thế của thời đại. Do đó, nhiều giải pháp kỹ thuật tiên tiến đang từng bước đưa vào áp dụng trong điều kiện VN. Một trong những giải pháp đó là áp dụng Lưới địa kỹ thuật trong thiết kế, thi công các công trình xây dựng. Với hướng nghiên cứu trong đề tài của mình, sinh viên muốn làm sáng tỏ những vấn đề về cơ sở lý thuyết, cách tính toán thiết kế lưới địa kỹ thuật nhằm mục đích đưa lưới địa kỹ thuật vào những ứng dụng rộng rải hơn trong ngành xây dựng. Sinh viên đã cố gắng hoàn thành luận văn này một cách tốt nhất, tuy nhiên những sai sót là không thể tránh khỏi. Kính mong các thầy cô và các bạn chân thành góp ý để sinh viên có thể khắc phục những thiếu sót của mình, hoàn thiện vấn đề nghiên cứu được tốt hơn. SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN ix LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu về việc ứng dụng lưới địa kỹ thuật trong thiết kế tường chắn có cốt. Nội dung của luận văn đi sâu tìm hiểu về cơ sở lý thuyết và những ưu điểm khi thiết kế tường chắn có cốt sử dụng lưới địa kỹ thuật và áp dụng tính toán cho công trình đường dẫn vào đầu cầu Kênh Nước Mặn – huyện Cần Đước – tỉnh Long An. Luận văn gồm 5 chương  Chương 1: Khái quát về tỉnh Long An Trong chương này, sinh viên tập trung giới thiệu sơ lược về tỉnh Long An và điều kiện địa chất công trình của khu vực.  Chương 2: Giới thiệu về lưới Địa kỹ thuật Trong chương này, sinh viên giới thiệu về lưới địa kỹ thuật, những tính chất, ưu điểm và những ứng dụng của lưới địa kỹ thuật trong kỹ thuật xây dựng nói chung và trong thực tế xây dựng Việt Nam nói riêng.  Chương 3: Cơ sở tính toán thiết kế lưới Địa kỹ thuật Trong chương này, sinh viên trình bày cơ sở lý thuyết trong tính toán tường chắn có cốt.  Chương 4: Ứng dụng lưới Địa kỹ thuật trong thiết kế tường chắn có cốt cho công trình đường dẫn đầu cầu Kênh Nước Mặn. Trong chương này, sinh viên sẽ trình bày quá trình tính toán thiết kế tường chắn có cốt gia cố bằng lưới địa kỹ thuật E’GRID cho đường dẫn vào cầu tại Mố 2 của cầu Kênh Nước Mặn.  Chương 5: Kết luận và kiến nghị. SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN x LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ TỈNH LONG AN 1.1. Vị trí địa lý. Long An là một tỉnh thuộc đồng bằng song Cửu Long, miền nam Việt Nam, được giới hạn bởi tọa độ địa lý: Từ 10°21'00” đến 12°19'00” vĩ độ Bắc Từ 105°30'00” đến 106°59'00” kinh độ Đông Phía Bắc giáp tỉnh Tây Ninh và Vương quốc Campuchia trên chiều dài biên giới 137,5 km, phía nam giáp tỉnh Tiền Giang, phía tây giáp tỉnh Đồng Tháp, phía đông giáp Thành phố Hồ Chí Minh. 1.2. Địa hình. Tỉnh Long An mang đặc điểm địa hình đồng bằng thấp với bề mặt khá bằng phẳng. Độ cao địa hình thay đổi từ 0,5 – 5m. Dù được xếp vào vùng đồng bằng sông Cửu Long nhưng Long An là phần đất chuyển tiếp giữa Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ, nên địa hình có xu hướng thấp dần từ phía Bắc - Đông Bắc xuống phía Tây - Tây Nam. Phía Bắc và Đông Bắc tỉnh có một số gò đồi thấp, giữa tỉnh là vùng đồng bằng và phía tây nam tỉnh là vùng trũng Đồng Tháp Mười (gồm có 6 huyện chiếm 66,4% diện tích tự nhiên toàn tỉnh) thường xuyên bị ngập hang năm, trong đó có khu rừng tràm ngập phèn rộng 46.300 ha. Địa hình Long An bị chia cắt nhiều bởi hệ thống sông và kênh rạch chằng chịt với tổng chiều dài lên tới 8.912 km. Trong đó có mặt các dạng địa hình sau: Địa hình tích tụ các trầm tích Holocen, địa hình này xuất hiện dưới dạng bãi bồi dọc theo hệ thống song Vàm Cỏ tạo ra các đồng bằng tích tụ sông – biển hỗn hợp. Trên bề mặt của dạng địa hình này phát triển hệ thống sông rạch chằng chịt. Dạng địa hình này phân bố chủ yếu ở phía Bắc của tỉnh. Các đồng bằng tích tụ sông – đầm lầy phân bố chủ yếu ở phía Tây của tỉnh. Dạng địa hình này cũng bị chia cắt bởi hệ thống sông và kênh rạch chính trong vùng. SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Hình 1-1: Sơ đồ vị trí tỉnh Long An 1.3. Khí hậu. Tỉnh Long An chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa nắng. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, mùa nắng kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Sau đây là vài nét đặc trưng về khí hậu của tỉnh Long An. 1.3.1. Nhiệt độ Long An có nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 27,4°C. Thường vào tháng 4 có nhiệt độ trung bình cao nhất là 28,9°C, tháng 1 có nhiệt độ trung bình thấp nhất là 25,2°C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối là 37,7°C và thấp nhất tuyệt đối là 16,8°C. 1.3.2. Độ ẩm Độ ẩm trong vùng thay đổi theo mùa trong năm. Mùa mưa độ ẩm trung bình từ 79% đến 86% và mùa nắng từ 70% đến 79%. Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 80% đến 82%. 1.3.4. Lượng mưa Mùa mưa trong vùng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa rơi chiếm từ 90-94% lượng mưa cả năm, lượng mưa cao nhất vào tháng 8 và tháng 9. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.620mm, lượng mưa năm nhiều nhất là 1.698,8 mm, lượng mưa năm thấp nhất là 1.349,8 mm. Lượng mưa phân bố không đều, giảm dần từ khu vực giáp ranh thành phố Hồ Chí Minh xuông phía Tây và Tây Nam. Các huyện phía SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Đông Nam gần biển có lượng mưa thấp nhất. Cường độ mưa lớn là xói mòn ở vùng gò cao, kết hợp với triều cường gây ra lũ ngập úng ở những vùng trũng ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống của nhân dân. 1.3.4 Lượng bốc hơi Lượng bốc hơi cũng thay đổi theo mùa, về mùa mưa lượng bốc hơi thấp, mùa nắng lượng bốc hơi cao. Tài liệu khí tượng tại trạm tân An cho thấy lượng bốc hơi cao nhất là 1.240 mm/năm và thấp nhất là 857 mm/năm. 1.4. Diện tích Long An có diện tích tự nhiên khoảng 4.491,87 km². Trong đó: - Đất ở: 99000.7 ha - Đất nông nghiệp: 331.286 ha - Đất lâm nghiệp: 1000 ha - Đất chuyên dùng: 28.574 ha - Đất chưa sử dụng: 32.985 ha Tỉnh có 6 nhóm đất chính, nhưng phần lớn là dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ, cấu tạo bở rời, tính chất cơ lý kém, nhiều vùng bị chua phèn và tích tụ độc tố. 1.5. Cơ sở hạ tầng. Trên địa bàn tỉnh Long An có hai loại hình giao thồn chính đó là giao thông đường bộ và giao thông đường thủy.  Giao thông đường bộ. Nhìn chung hệ thống giao thông bộ được ưu tiên tập trung đầu tư, góp phần tích cực trong việc phát triển sản xuất và cải thiện đời sống dân cư. Tuy nhiên cũng còn một số tuyến chưa đáp ứng được nhu cầu vận chuyễn, thiếu tính đồng bộ giữa đường và cầu, chưa tạo được các tuyến nhánh liên hoàn. Mạng lưới giao thông khu vực phía Nam hầu như không tăng thêm, chủ yếu là cải tạo, nâng cấp, mở rộng, ngoại trừ một số tuyến giao thông nông thôn. Khu vực phía Bắc mạng lưới giao thông phát triển khá nhanh góp phần khai hoang phục hóa, phân bổ lại dân cư. Tuy nhiên, đến nay khu vực này đường giao thông còn khá thưa thớt, đường tỉnh chỉ có một vài tuyến độc đạo ô tô đi qua, các tuyến nhánh đi vào các cụm SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ dân cư chưa được xây dựng hết nên đã ảnh hưởng đến sự đi lại và việc tổ chức cuộc sống người dân nông thôn. Hiện nay hầu hết các tuyến chính từ tỉnh xuống huyện và các tuyến vào các khu công nghiệp hệ thống cầu và đường đã được xây dựng đồng bộ về tải trọng. Tuy nhiên vẫn còn một số tuyến có các cầu tải trọng thấp, làm hạn chế rất nhiều trong việc khai thác và vận chuyển hàng hóa. Các tuyến giao thông vành đai biên giới trong nhiều năm qua tuy đã được đầu tư nhưng chủ yếu là các tuyến giao thông nông thôn, quy mô nhỏ, cầu đường chưa đồng bộ, đã ảnh hưởng đến việc phòng thủ quốc gia và chống buôn lậu. Xây dựng giao thông nông thôn trong nhiều năm qua trở thành phong trào rộng lớn, kết hợp từ nguồn vốn ngân sách và đóng góp của dân cư. Hiện nay có 156 trên tổng số 188 xã có đường ô tô đến trung tâm (chiếm 83%), còn 32 xã thuộc 7 huyện chưa có đường ô tô đến trung tâm bao gồm 18 tuyến đường với tổng chiều dài 126 km và 140 cầu/6637md. Đầu tư cho ngành giao thông trong thời gian qua không ngừng tăng lên qua các năm. Tuy nhiên nguồn vốn ngân sách cho việc duy tu bảo dưỡng được bố trí hàng năm còn thấp nên chất lượng đường mau xuống cấp. Các chuyên gia kinh tế khuyến cáo cần ưu tiên vốn cho duy tu bảo dưỡng hơn là đầu tư xây dựng mới sẽ mang lại hiệu quả về mặt kinh tế – xã hội lớn hơn nhiều. Đánh giá khái quát chung hệ thống đường bộ trong thời gian qua được tỉnh quan tâm tập trung đầu tư nhưng nhìn chung còn chưa rộng khắp và chưa đồng bộ, ảnh hưởng đến thu hút đầu tư phát triển kinh tế xã hội của tỉnh.  Giao thông đường thủy. Mạng lưới giao thông thủy hầu như không tăng từ năm 1995 đến nay với quy mô 2.559 km. Mật độ đường thủy theo diện tích là 0,59 Km/Km2 và theo dân số là 1,8 Km/vạn dân với các tuyến đường thủy chính là Sông Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây, sông Rạch Cát… Ngoài ra các tuyến đường thủy nông thôn nhất là các huyện thuộc vùng Đồng Tháp Mười người dân có thể dùng ghe, tàu đi lại từ nhà này sang nhà khác, từ khu vực này sang khu vực khác và ghe tàu chính là phương tiện đi lại, làm ăn sinh sống của SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ nhiều hộ gia đình vùng Đồng Tháp Mười. Các xã chưa có đường ô tô đến được trung tâm thì chủ yếu đi lại bằng đường thủy. Tuy nhiên hiện nay mạng lưới đường thủy vẫn chủ yếu dựa vào lợi thế tự nhiên, chưa khai thác được hết tiềm năng hiện có, hệ thống hỗ trợ như phao tiêu, báo hiệu đường thủy nội địa còn thiếu. Hiện tượng lấn chiếm dòng chảy, luồng chạy của tàu, vi phạm hành lang bảo vệ đường thủy nội địa như xây dựng nhà ở, các bến bãi chứa vật liệu xây dựng, họp chợ… chưa được ngăn chặn kịp thời. Nhiều tuyến đường thủy qua khai thác nhiều năm có độ bồi lắng lớn nhưng chưa được nạo vét làm ảnh hưởng đến khả năng đi lại của phương tiện. Long An có tiềm năng về đường thủy rất lớn nhưng lại là một trở ngại cho xây dựng giao thông đường bộ. Hệ thống cấp nước tự nhiên của Long An qua dòng chảy của sông Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây trong tình trạng nhiễm phèn và nhiễm mặn. Tính đến cuối năm 2004 trên phạm vi toàn tỉnh có 100% xã (188/188) có điện lưới quốc gia về đến trung tâm và có 92,7% hộ dân cư có điện thắp sáng. Nhìn chung, các trạm biến áp của tỉnh đều trong tình trạng thừa tải, các nguồn diesel dự phòng chỉ có thể đáp ứng một phần nhu cầu điện năng cho các hộ sử dụng điện ưu tiên trong lúc mất điện . 1.6. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu. 1.6.1. Đặc điểm địa chất công trình khu vực. Theo hồ sơ khảo sát địa chất, khu vực Mố 2 chia thành 5 lớp đất từ trên xuống dưới như sau:  Lớp 1 : Phần đất mặt của khu vực gồm có 2 loại như sau: - Đất đắp gồm lớp mặt là sỏi sạn laterit lẫn sét cứng màu nâu đỏ (nền đường hiện hữu), tiếp theo là lớp sét màu xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng . Hai lỗ khoan LKT1 và LKT15 có vị trí thuộc điểm đầu và điểm cuối của dự án, nằm trên Hương Lộ 23 hiện hữu. - Đất mặt là lớp sét màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng. Lớp gặp ở lỗ khoan còn lại (trừ 2 lỗ khoan dưới nước LKC4 và LKC5). SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Lớp 1 gặp ở tất cả các lỗ khoan trừ 2 lỗ khoan dưới nước LKC4 và LKC5. Bề dày của lớp thay đổi từ 0,5m (LKT5) đến 2,0m (LKT1). Cao độ đáy lớp thay đổi từ 0,66m (LKC2) đến -0,90m (LKT9).  Lớp 2 : BÙN SÉT màu xám xanh. Phụ lớp này được gặp tất cả các lỗ khoan, trừ lỗ khoan LKC4. Các lỗ khoan từ T1 đến T9 (từ điểm đầu tuyến đến bờ kênh), đến độ sâu 10m kết thúc lỗ khoan, bề dày của phụ lớp chưa được khoan qua hết. Bề dày của phụ lớp thay đổi từ 1,6m (LKC5) đến 10,0m (LKC2). Cao độ đáy phụ lớp này thay đổi từ 8,2m (LKC6) đến -9,6m (LKC1). Bảng 1-1. Chỉ tiêu cơ lý của phụ lớp 2. Hàm lượng % hạt cát: 3.9 Thành phần hạt Hàm lượng % hạt bột: 48.6 Hàm lượng % hạt sét: 47.5 Độ ẩm W = 85.1% Dung trọng ướt w = 1.49 g/cm3 Tỷ trọng  = 2.69 Hệ số rỗng e0 = 2.363 Giới hạn chảy Wl = 65.1% Giới hạn dẻo Wp = 31.2 % Chỉ số dẻo Ip = 33.9 Độ sệt B = 1.59 Góc ma sát trong  = 4026’ Lực dính C = 0.073 kG/cm2 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 0–4  Lớp 3 : SÉT màu xám vàng, xám nâu trạng thái dẻo cứng – nửa cứng. Phụ lớp này được gặp ở các lỗ khoan từ LKC4 đến LKC8, LKT10 đến LKT15. Các lỗ khoan từ T10 đến T15 (từ điểm bề kênh phía Long Hựu đến điểm cuối tuyến), đến độ sâu 10m SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ kết thúc lỗ khoan, bề dày của lỗ khoan chưa được khoan qua hết. Bề dày của phụ lớp thay đổi từ 4,2m (LKC7) đến 9,0m (LKT4). Cao độ đáy phụ lớp này thay đổi từ 13,0m (LKC7 và LKC8) đến - 18,0m (LKC4). Bảng 1-2: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 Hàm lượng hạt sỏi sạn : 1.8 % Hàm lượng hạt cát : 18.6 % Thành phần hạt Hàm lượng hạt bột : 33.8 % Hàm lượng hạt sét : 45.8 % Độ ẩm W = 35.0 % Dung trọng ướt w = 1.83g/cm3 Tỷ trọng  = 2.70 Hệ số rỗng e0 = 1.000 Giới hạn chảy Wl = 33.0% Giới hạn dẻo Wp = 21.7% Chỉ số dẻo Ip = 11.3 Độ sệt B = 1.18 Góc ma sát trong  = 19039’ Lực dính C = 0.081kG/cm2 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 3- 4  Lớp 4: CÁT SÉT, màu xám vàng, đôi chỗ kẹp sét, trạng thái dẻo. Lớp này gặp ở lỗ khoan C1,C3 đến C8. Bề dày lớp thay đổi từ 1,7m (LKC3) đến 8,3m (LKC8). Cao độ đáy lớp thay đổi từ - 19,0m (LKC7) đến – 31,0m (LKC1). SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Bảng 1-3: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 Hàm lượng hạt sỏi sạn : 3.6% Hàm lượng hạt cát : 37.9% Thành phần hạt Hàm lượng hạt bột : 25.2% Hàm lượng hạt sét : 33.3% Độ ẩm W = 18.7% Dung trọng ướt w = 2.04 g/cm3 Tỷ trọng  = 2.73 Hệ số rỗng e0 = 0.589 Giới hạn chảy Wl = 31.5 % Giới hạn dẻo Wp = 16.5 % Chỉ số dẻo Ip = 15.0 Độ sệt B = 0.15 Góc ma sát trong  = 16015’ Lực dính C =0.994 kG/cm2 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 19- 39  Lớp 5 : CÁT hạt nhỏ đôi chỗ hạt trung lẫn ít sạn sỏi hay bột sét, kết cấu chặt vừa – chặt. Lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan cầu. Tại lỗ khoan LKC1, LKC2, LKC7, bề dày lớp chưa được khoan qua hết. Bề dày của lớp thay đổi tu7226,2m (LKC4) đến 39,3m (LKC6). Cao độ đáy lớp từ - 53,0m (LKC6) đến - 58,0m (LKC8). SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ Bảng 1-4: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 5 Hàm lượng hạt sỏi sạn : 3.0 % Hàm lượng hạt cát : 81.1 % Thành phần hạt Hàm lượng hạt bột : 7.9 % Hàm lượng hạt sét : 8.0 % Độ ẩm W = 18.5 % Tỷ trọng  = 2.67 Góc nghỉ khi ướt d = 370 Góc nghỉ khi khô w = 270 Hệ số rỗng lớn nhất emax = 1.27 Hệ số rỗng nhỏ nhất emin = 0.556 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 25 – 50 Đặc biệt có một số vị trí trong lớp 5, giá trị SPT là 17 hay 18 búa – xem cụ thể trong phần hình trụ các lỗ khoan. 1.6.2. Đặc điểm địa chất thủy văn.  Nước mặt Kênh Nước Mặn nối liền sông Rạch Cát và Vàm Cỏ, đây là vùng chịu ảnh hưởng nhiều của mưa lũ và của chế độ thủy triều của biển Đông – chế độ bán nhật triều. Mực nước cao xuất hiện vào mùa mưa, còn lại là thời kỳ mực nước thấp.  Nước dưới đất Mực nước ngầm đo được trong các lỗ khoan nằm nông và thay đổi theo mùa. Cụ thể cao độ mực nước biến thiên từ - 0,3m (LKT8) đến - 0,8m (LKT9). SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT 2.1. Lịch sử phát triển. Đất chịu kéo rất yếu và do đó khái niệm gia cường đất từ vật liệu sợi tự nhiên đã có từ thời Babylon. Ví dụ, sậy được bộ tộc Sivalk sử dụng để gia cố cho bùn từ 5000 năm trước công nguyên. Hoặc là từ xa xưa dân ta cũng dùng rơm để trộn với bùn xây nên những búc tường bằng đất sét vững chắc. Ngay cả loài vật, chim cũng biết sử dụng kỹ thuật này như dùng rơm trộn với đất để làm tổ. Mặc dù có nhiều bằng chứng chứng minh rằng gia cường đất xuất hiện từ rất lâu, thế nhưng việc phát triển những khái niệm trên dựa theo những tính toán khoa học lại thuộc về một kỹ sư người Pháp, Henry Vidal. Vidal đã đưa ra công thức tính toán đầu tiên vào năm 1967. Phương pháp này đã phát triển đến hơn 3000 loại kết cấu gia cường đất ở hơn 30 quốc gia. Vài năm trước đây, hầu hết các kết cấu gia cường đất đều sử dụng những thanh thép. Thế nhưng tuổi thọ của các kết cấu này phụ thuộc nhiều vào các yếu tố ăn mòn trong đất và khí hậu của từng quốc gia. Do đó như một tất yếu của tự nhiên, các sản phẩm gia cường bằng nhựa không bị ăn mòn sẽ thay thế dần các thanh thép. Hiện nay có rất nhiều vật liệu nhựa tổng hợp dùng để gia cường đất. Trong đó Lưới địa kỹ thuật là một vật liệu tiên tiến và ngày càng được sử dụng rộng rải để gia cường đất. Lưới địa kỹ thuật được sản xuất đầu tiên năm 1978 tại Anh, bởi công ty Netlon (và hiện giờ là tập đoàn Tensar International). Sau đó đến Stabilenka của Hà Lan. 2.2. Cấu tạo và đặc điểm. 2.2.1. Cấu tạo. Lưới địa kỹ thuật giống như tờ bìa dày có lỗ, có thể cuộn tròn lại. Kích thước lỗ có thể thay đổi tuỳ theo loại lưới địa kỹ thuật rộng vừa đủ để cài chặt với đất, sỏi xung quanh. SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 10