Nước dùng cho trộn và bảo dưỡng bê tông cần phải đủ sạch và không chứa
quá nhiều tạp chất như bùn, vật chất hữu cơ, muối hoặc các chất bẩn khác Để
chuẩn bị nước cho bê tông, nước lấy từ nguồn mang theo một lượng chất bẩn rắn thì
cần thiết phải lọc qua bể lắng và lọc bằng các cách khác.
- Nước sạch không có vị mặn có thể sử dụng để trộn và bảo dưỡng bê tông
mà không cần thí nghiệm kiểm tra nào khác. Tất cả nguồn nước không rõ về chất
lượng phải lấy mẫu và phân tích theo các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu.
- Những thí nghiệm cho thấy rằng việc dùng nước sunfat để sản xuất bê tông
với hàm lượng nhỏ hơn 1% không ảnh hưởng xấu đến chất lượng bê tông. Với hàm
lượng khoảng 0,5% cường độ bê tông giảm 4%, với hàm lượng 1% làm cho cường
độ bê tông giảm >10%. Bê tông trộn bằng dung dịch muối Cloride (muối thường)
cho thấy cường độ bê tông giảm đi đáng kể (5% muối thông thường làm giảm
cường độ khoảng 30%).
43 trang |
Chia sẻ: honganh20 | Ngày: 12/02/2022 | Lượt xem: 379 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trọng lượng riêng của vật liệu (KN/m3);
γ - Trọng lượng riêng của nước (KN/m3).
Bảng 7.3: Hệ số Kmh
1.5 2.0 3.0 4.0 5.0
1.5 0.426 0.261 0.13 0.08 0.054
2.0 0.354 0.198 0.087 0.043 0.031
2.5 0.332 0.18 0.076 0.041 0.026
3.0 0.322 0.171 0.07 0.037 0.023
3.5 0.314 0.166 0.067 0.035 0.021
4.0 0.310 0.162 0.0065 0.034 0.020
Bảng 7.4: Hệ số Kb
Ls/Hs 10 15 20 25 30
Kb 0.081 0.122 0.162 0.202 0.243
Chú ý:
- Cần dựng đứng các viên đá khi xếp khan.
- Tính toán theo cả hai công thức 7-5 và 7-6 và lấy kết quả lớn hơn để thiết kế.
- Lớp phủ mái bằng tấm bê tông
Khi thiết kế gia cố mái đê biển bằng tấm bê tông hoặc tấm BTCT, trước hết
cần căn cứ vào lực đẩy nổi dưới tác dụng của sóng để xác định chiều dày của bản,
sH
h
m
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 14
sau đó dựa trên tính toán áp lực sóng của các trường hợp bất lợi để xác định nội lực
và bố trí cốt thép theo phương pháp bản trên nền đàn hồi.
+ Theo qui phạm Liên Xô cũ đề nghị dùng công thức sau để tính toán chiều dày tấm
dưới tác dụng của lực đẩy nổi:
m
m
S
LCHt
b
s
s
2
3
107,0 +−= γγ
γ
(7-5)
Trong đó,
t - Chiều dày của tấm bê tông;
C - Hệ số, C = 1.0 đối với tấm lớn nguyên khối, C = 1.1 đối với tấm bê tông
lắp ghép;
S - Chiều dài (m) cạnh của tấm theo phương vuông góc với đường mép nước
(tức theo phương mái dốc);
γ - Trọng lượng riêng của nước (kN/m3);
γb - Trọng lượng riêng của tấm bê tông (kN/m3);
m = c.tgα: Hệ số mái dốc;
LS - Chiều dài sóng (m);
HS - Chiều cao sóng, tính theo sóng Hs1% (m).
+ Tính theo công thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286-98)
δB = η.Hs. ml
L
t
s
B .
.γγ
γ
− (7-6)
Trong đó:
δB - chiều dày tấm bản bê tông (m);
η- hệ số: η = 0,0075 đối với bản lát khan; η = 0,10 đối với bản phần
trên lát khan, phần dưới chít mạch;
Hs- chiều cao sóng tính toán (m), lấy Hs1%;
Ls- chiều dài sóng (m);
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 15
lt - chiều dài cạnh tấm bê tông theo phương vuông góc với đường mép
nước (m);
m - hệ số mái dốc;
γB, γ - trọng lượng riêng của bê tông và của nước (T/m3).
+ Tính theo công thức Pilarczyk, K.W
δB = 3
2
.. r
B
s IH γγ
γ
ϕ − (7-8)
Trong đó,
Hs - chiều cao sóng có ý nghĩa, lấy Hs1/3 (m);
Ir - hệ số Iribarren, xác định theo công thức Van der Meer, Ir < 3.
ϕ - hệ số phụ thuốc hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, theo bảng 7.3
Bảng 7.3. Hệ số ϕ theo cấu kiện và cách lắp đặt
Loại cấu kiện và cách lắp đặt ϕ
Tấm lát đặt nằm 4 ÷ 4,5
Tấm lát đặt trên lớp Geotextile và nền đất sét tốt 5
Tấm lát tự chèn 6
Tấm lát tự chèn đặt trên lớp đệm tốt 8
Tính toán độ dày theo công thức (7-6) và (7-8), chọn kết quả lớn hơn để thiết kế.
+ Đối với tấm bản lắp ghép ở lân cận đường mép nước chịu áp lực đẩy nổi lớn
nhất, đề nghị xét them ảnh hưởng của dòng chảy hàm khí. Chiều dày tấm bản bê
tông lắp ghép được tính như sau:
ωαγ
γ
α 3,0cos
)/(
66,0
4 32
−×= b
ss
S
HSH
t (7-9)
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 16
Trong đó,
– chiều cao sóng trung bình (m);
HS – Chiều cao sóng, tính theo HS 1% (m);
ω – Hệ số no của tải trọng, xác định theo bảng 7.6;
α – Góc nghiêng mái đê;
S – Chiều dài cạnh của tấm theo phương vuông góc với đường mép nước (m)
γb, γ- trọng lượng riêng của bê tông và của nước (T/m3).
Bảng 7.6. Hệ số ω theo tỉ số S /Hs
S/Hs ≤ 1.0 1.2 ÷ 1.5 2.2 ÷ 2.8 2.5 ÷ 4.3 ≥ 5 ÷ 6
ω 1.0 0.8 0.7 0.6 0.5
C. Các loại cấu kiện lát mái bằng bê tông đúc sẵn
Các loại cấu kiện lát mái thường dùng được thống kê trong bảng sau:
Loại cấu kiện
Hình dạng
Cấu tạo bề mặt
trực tiếp với sóng
Phương thức
liên kết
Hình
Tấm lát độc
lập
- Chữ nhật
- Lục lăng
- Chữ T
- Trơn
- Khuyết lõm
- Mố lồi
- Lỗ thoát nước
Ghép cạnh nhau 7.16
Tấm lát liên
kết mảng
- Chữ nhật
- Lục lăng
- Trơn
- Mố lồi
- Lỗ thoát nước
- Xâu cáp
- Rãnh, hèm
- Âm dương
7.17
Hình 7.16 và 7.17 là một số loại bản bê tông đúc sẵn lát độc lập hoặc có cơ
cấu tự chèn, liên kết mảng sử dụng cho mái đê biển.
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 17
- Tấm lát độc lập
a)
b)
d)
c)
f)
e)
Gê nh«
Lç tho¸t n−íc
Hình 7.16. Một số loại kết cấu bê tông đúc sẵn ghép độc lập trên mái đê
a. Tấm chữ nhật có gờ nhô
b. Tấm chữ nhật có khuyết lõm
c. Tấm chữ T
d. Tấm chữ nhật lỗ mắt cáo
e. Tấm lục lăng có gờ nhô
f. Tấm lục lăng có lỗ thoát nước
- Tấm lát liên kết mảng
B B
B-B
A
A-Aa)
b)
c) d)
e)
A
Hình 7.17. Kết cấu bê tông đúc sẵn có cơ cấu tự chèn, liên kết mảng
a. Chèn lệch, mặt phẳng
b. Chèn lệch, mặt có lỗ
c. Chồng bậc thang
d. Xâu cáp
e. Móc mang
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 18
Trọng lượng tấm bê tông đúc sẵn tính theo công thức ( 7.10 ), chiều dày các
tấm bêtông tính theo công thức (7.11).
Tấm có hình lục lăng, chữ T thường dùng ở mái đê dốc hơn so với tấm có
hình chữ nhật.
Cách lát: Tấm lục lăng đặt góc nhọn theo chiều mái dốc như trên hình (7.16e,
7.16f) tấm chữ nhật đặt mạch ghép so le.
Lỗ thoát nước có kích thước nhỏ hơn 0,8 đường kính đá lớp đệm, có thể
dùng lỗ hình loe (dưới nhỏ trên to).
D. Lỗ thoát nước và khe biến dạng
- Tác dụng lỗ thoát nước
Giảm áp lực đẩy ngược lên kết cấu kè. Đối với loại gia cố mái kín nước như
đá xây, bê tông đổ tại chỗ cần trừ lỗ thoát nước ở phần mái ngập nước.
- Cách bố trí lỗ thoát nước
Bố trí theo hình hoa mai, đường kính lỗ 5 ÷ 10 cm; khoảng cách ngang dọc
giữa các lỗ từ 2÷3 m.
- Khe biến dạng bố trí cho kết cấu gia cố mái loại kín nước, cách nhau từ 15÷20 m
dọc theo hướng trục đê.
7.4.1.3. Thiết kế tầng đệm, tầng lọc
Giữa kết cấu kè và đất nhất thiết phải bố trí kết cấu chuyển tiếp, vừa làm
nhiệm vụ tầng đệm, tầng lọc ngược, vừa làm nhiệm vụ tiêu hao năng lượng sóng khi
đi qua lớp phủ, bảo vệ vật liệu lõi khi có bão vừa phải, khi thi công.
A. Thiết kế tầng lọc ngược truyền thống
Tầng lọc ngược truyền thống được cấu tạo bằng các lớp cát, sỏi, đá có cấp
phối, có độ dày từng lớp, có tính thấm nước đảm bảo yêu cầu bảo vệ được đất thân
đê, đất nền hoặc đất mái dốc bờ. Yêu cầu cấu tạo và nội dung tính toán trong thiết
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 19
kế cần tuân theo quy phạm thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy lợi (QPTL-C5-
75).
- Tầng lọc ngược phải thõa mãn điều kiện (theo TCN 130-2002):
> 5
20 > > 5 (7-15)
> 20
Trong đó,
d là đường kính hạt của lớp ngoài, là đường kính hạt của lớp trong liền kề:
+ Có đường cong phân bố hạt của các lớp lọc phải gần song song với đường
cong phân bố hạt của đất bờ.
+ Trong trường hợp mái đê gia cố bằng các tấm bê tông, lớp trên cùng của
tầng lọc ngược cần có d50 > rD, với rD là chiều rộng khe hở giữa các tấm bê tông.
- Chiều dày của mỗi lớp lọc δo được xác định theo công thức
δo = 50.d15 (7-16a)
Hoặc lấy theo kinh nghiệm như sau:
+ Lớp trong: δo = ( 10 ÷ 15) cm
+ Lớp ngoài: δo = ( 15 ÷ 20) cm (7-16b)
Lưu ý:
Tầng lọc ngược chính qui thông thường gồm do 2 hoặc 3 lớp vật liệu không
có tính dính tạo thành, đường kính chúng tăng dần theo phương dòng thấm (từ trong
thân đê ra ngoài). Nếu sử dụng đá dăm (3÷5) cm làm vật liệu lọc cho đê đất có tính
dính, độ dày của nó không nên nhỏ hơn (20÷30) cm. Khi dùng sỏi, đá vụn có cấp
phối tự nhiên làm tầng lọc, chiều dài của các viên phiến thạch trong đá vụn phải nhỏ
hơn 15cm, chiều dày tầng lọc không nhỏ hơn 50cm. Nếu thân đê được đắp bằng đất
có hàm lượng cát cao, thì chiều dày tầng lọc cần tăng thêm, có khi đến 60÷90 cm.
B. Thiết kế tầng lọc có sử dụng Geotextile
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 20
B.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của vải địa kỹ thuật dùng trong thiết kế lọc
Trong tính toán vải lọc, thường sử dụng các thông số kỹ thuật của vải sau:
(i) Độ dày tiêu chuẩn
Độ dày của vải địa kỹ thuật có liên quan đến hệ số thấm, sức chịu chọc thủng
và khối lượng của vải. Dưới áp lực khác nhau độ dày của vải có thể thay đổi. Vì thế,
độ dày tiêu chuẩn của vải được xác định ở áp lực qui định là 2Kpa.
Độ dày tiêu chuẩn của vải địa kỹ thuật được xác định theo 14 TCN 92-1996.
(ii) Khối lượng đơn vị diện tích
Là khối lượng tính bằng gam của 1 m2 vải, thí nghiệm theo tiêu chuẩn 14
TCN 93-1996. Chỉ tiêu này liên quan đến độ dày và độ rỗng của vải. Do đó, nó
phản ánh gián tiếp khả năng thấm nước và sức chịu chọc thủng của vải.
(iii) Độ bền chịu kéo
Đặc trưng bằng lực kéo đứt trên 1 đơn vị bề rộng mẫu vải (KN/m). Xác định
bằng các kéo mẫu có kích thước qui định với tốc độ kéo tiêu chuẩn cho đến khi đứt.
Vải địa kỹ thuật có mô đun đàn hồi nhỏ nhưng tăng dần sẽ thích ứng tốt hơn với nền
không bằng phẳng.
(iv) Sức chịu chọc thủng
Chỉ tiêu này biểu thị khả năng của vải tiếp thu các tải trọng động (như đá rơi
trong quá trình thi công). Sức chịu chọc thủng đặc trưng bằng đường kính lỗ thủng
của vải khi hướng một côn nhọn rơi từ độ cao nhất định.
(v) Kích thước lỗ lọc của vải
Đối với vải để lọc, đây là chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định khả năng thấm
nước và giữ đất của vải. Chỉ tiêu này thường được ký hiệu là 090; 095 hoặc Dw.
Kích thước lỗ vải được xác định theo các tiêu chuẩn khác nhau, tùy từng
nước. Tuy nhiên, kết quả thử theo các phương pháp này là tương đối giống nhau.
(vi) Độ thấm xuyên
Là khả năng vải địa kỹ thuật cho nước đi qua theo phương vuông góc khi
chịu cột nước nhất định. Mỗi nước có cách thử khác nhau. Vì thế, chỉ có thể so sánh
khi vải được thử trong cùng một điều kiện. Chú ý rằng các kết quả thí nghiệm độ
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 21
thấm xuyên của vải được xác định trong điều kiện dòng chảy đều (gradient thủy lực
nhỏ hơn 2).
(vii) Khả năng chịu tia cực tím và môi trường
Chỉ tiêu này liên quan đến khả năng của vải chịu tác dụng của tia cực tím và
nhiệt độ ánh nắng mặt trời. Nó được biểu thị bằng sự suy giảm cường độ kéo và độ
dãn dài của vải sau khi bị chiếu tia cực tím.
Khả năng vải địa kỹ thuật chịu tác động của cac môi trường khác nhau cũng
được đánh giá bằng sự suy giảm cường độ kéo của vải sau khi ngâm mẫu trong môi
trường đó.
B.2. Một số lưu ý khi sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp lọc
- Geotextile đặt trực tiếp trên mái đê, cố định ở đỉnh đê và trải xuống tận
chân khay, cần có biện pháp chống chọc thủng của rễ cây, sinh vật và nắng mặt trời.
- Cần bố trí một lớp đệm đá dăm dày 10 ÷ 15 cm giữa vải địa kỹ thuật và lớp
bảo vệ để tránh cho vải địa kỹ thuật không bị các khối đá to làm rách hoặc bịt kín.
- Nếu trong thân đê, thành phần bột hoặc đất sét vượt qua 50%, dưới tác
dụng của dòng chảy, các hạt mịn có thể lọt qua lỗ vải địa kỹ thuật hoặc nhét kín mắt
vải làm cho áp lực thủy tĩnh trong thân để tăng lên. Ở trường hợp đó, có thể cần bố
trí một lớp cát thô giữa đất thân đê và vải địa kỹ thuật, chiều dày khoảng
(15÷20)cm.
- Nên tùy theo thành phần hạt của đất thân đê, mái bờ dốc để lựa chọn loại
hình vải lọc thích hợp theo 14 TCN 110 -1996: “Chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa
kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi”.
B.3. Phương pháp thiết kế vải lọc (phương pháp đồ giải của NICOLON)
Phương pháp này do hãng NICOLON (Hà Lan) đề xuất. Ứng dụng tính cho
các loại đất rời, đất dính, đất phân rã và đất bụi bùn. Sơ đồ tính gồm 7 bước:
Bước 1: Xác định yêu cầu lọc
Bước 2: Xác định các điều kiện biên
Bước 3: Xác định vải theo yêu cầu chặn đất
Bước 4: Xác định vải theo yêu cầu thấm nước
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 22
Bước 5: Xác kiểm tra khả năng chống lấp tắc của vải
Bước 6: Kiểm tra độ bền thi công của vải
Bước 7: Xác định yêu cầu tuổi thọ của vải.
Nội dung chi tiết từng bước như sau:
Bước 1: Xác định yêu cầu lọc
Chặn đất và thấm nước là hai yêu cầu trái ngược nhau, trong từng trường hợp
cụ thể, cần xác định yêu cầu chủ đạo của tầng lọc.
Chẳng hạn, khi vật liệu tiếp giáp có lỗ rỗng tương đối nhỏ (như bấc thấm)
đòi hỏi tầng lọc có khả năng chặn đất cao. Ngược lại, khi vật liệu tiếp giáp có độ
rỗng lớn (sỏi, dăm) thì tiêu chuẩn thấm nước và chống tắc phải được ưu tiên.
Bước 2: Xác định điều kiện biên
- Đánh giá áp lực tiếp giáp
Áp lực tiếp giáp ảnh hưởng đến độ thấm của vải và độ bền của vải khi thi
công
- Định rõ điều kiện biên dòng chảy
Điều kiện dòng chảy có thể ổn định hoặc động. Trong các trường hợp chống
xói bảo vệ bờ biển, bờ sông, là những trường hợp ứng dụng điển hình trong điều
kiện dòng chảy động.
Bước 3: Xác định vải theo yêu cầu chặn đất
Đối với dòng chảy động, chọn vải theo yêu cầu chặn đất được tiến hành theo
sơ đồ hình 2.6 sau:
(Hình 2.6 – 110-1996, P19)
- Xác định thành phần hạt của đất
Đường thành phần hạt của đất dùng để xác định các thông số của đất dùng
cho tính toán chặn đất.
- Xác định chỉ số dẻo
Có thể xác định chỉ số dẻo Atterberg theo TCVN 4197-86. Xem hình 2.6.
- Xác định tiềm năng phân rã của đất
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 23
Đối với đất hạt mịn có độ dẻo nhất định, dùng phép thử nghiệm theo ASTM
D4221 để xác định tiềm năng phân rã của đất. Giá trị này (DHR) dùng để chọn vải
theo sơ đồ trên hình 2.6.
- Xác định kích thước lỗ vải theo yêu cầu chặn đất
Dựa vào tính chất đất, theo sơ đồ hình 2.6 tìm được kích thước lỗ lọc (O95)
của vải.
Bước 4: Xác định vải theo yêu cầu thấm
- Xác định độ thấm của đất (k)
Độ thấm của đất xác định bằng thực nghiệm.
- Trị số gradient thủy lực is thay đổi tùy theo loại công trình. Giá trị có thể
lấy như sau:
Mái bờ, tiếp xúc với dòng chảy: is = 1,0
Mái bờ, tiếp xúc với sóng: is = 10,0
- Xác định hệ số thấm tối thiểu cho phép của vải (kg). Theo Giroud 1988, hệ
số thấm của vải được chọn phải thõa mãn yêu cầu sau:
kg ≥ is.k (7.50)
Giá trị hệ số thấm của vải có thể xác định bằng thực nghiệm hoặc lấy từ
phiếu chất lượng xuất hàng. Giá trị kg có thể suy ra từ độ thấm của vải theo công
thức: kg = ψ.t (7.50)
Trong đó,
Ψ – Độ thấm của vải, sec-1
t – Độ dày vải, cm.
Bước 5: Kiểm tra khả năng chống lấp tắc
Để giảm tối thiểu nguy cơ lấp tắc vải, phải đáp ứng yêu cầu sau:
+ Đối với vải không dệt, dùng loại vải có độ rỗng ≥ 30%.
+ Đối với loại vải dệt, dùng loại có diện tích các lỗ hổng ≥ 4% so với tổng
diện tích bề mặt.
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 24
Trong những trường hợp cần thiết, nên tiến hành thí nghiệm trong phòng để
xác định khả năng lấp tắc của vải theo mức độ giảm hệ số thấm của vải.
Bước 6: Kiểm tra độ bền thi công
Vải phải có độ bền cần thiết tùy theo điều kiện thi công, có thể chọn theo
bảng sau:
Bảng 2.9. Yêu cầu độ bền thi công đối với vải địa kỹ thuật
Tính chất của vải Điều kiện áp dụng
Độ dãn dài, % Lực chọc
thủng phương
pháp ép
pitong, lbs
Lực kéo túm,
lbs
Áp lực tiếp
xúc lớn (dăm
nhọn, đầm
chặt)
80 180 Lắp đặt bình
thường (hệ
thống tiêu)
Áp lực tiếp
xúc nhỏ (sỏi,
cuội đầm nhẹ)
25 80
Áp lực tiếp
xúc lớn (đá rơi
từ độ cao
>3m)
15 80 200 Lắp đặt khắc
nghiệt (hệ
thống chống
xói)
Áp lực tiếp
xúc nhỏ (có
đệm cát hoặc
dăm, độ cao
rơi < 3m)
15 40 90
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 25
Bước 7: Xác định yêu cầu tuổi thọ
Trong quá trình lắp đặt nếu vải bị phơi nắng trong thời gian dài thì phải dùng
vải có hàm lượng muội than cao để chống lão hóa do tia cực tím.
Trong các trường hợp tiếp xúc với hóa chất thì phải thí nghiệm cho từng
trường hợp cụ thể trước khi quyết định chọn vải.
7.4.1.4. Thiết kế chân khay
Để bảo vệ sự ổn định của khối gia cố mái, cần bố trí bệ đỡ tại vị trí nối tiếp
giữa chân đê và bãi biển, gọi là chân khay.
Tác dụng của chân khay chủ yếu là chống đỡ cho khối gia cố mái, giữ cho
mái đê được ổn định. Đồng thời, chân khay cũng bảo vệ cho chân đê không bị sóng
và dòng chảy moi xói.
Loại hình và kích thước chân khay xác định theo tình hình xâm thực bãi
biển, chiều cao sóng (Hs) và chiều dày lớp phủ mái δ.
Chân khay gồm có hai loại: chân khay nông và chân khay sâu.
3Hs-4,5Hs
(1
-2
)d
d
d
2Hs-3Hs
(2
-3
)d
d
d
(2-3)Hs
d
(2-3)Hs
(2
-3
)d
2d
1H
s
a)
b)
c)
d)
e)
1:2
1:2 èng BTCT
1d
§¸ héc
§¸ d¨m
V¶i läc
V¶i läc
§¸ d¨m
§¸ héc
§¸ héc
§¸ héc
§¸ héc
V¶i läc
§¸ d¨m
§¸ d¨m
V¶i läc
V¶i läc
§¸ d¨m
Hình 7.18. Một số hình thức kết cấu chân khay
- Chân khay nông (hình 7.18)
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 26
Chân khay nông áp dụng cho vùng bãi biển có mức độ xâm thực ít, chân khay
chỉ chống đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Một số dạng chân khay nông bao
gồm:
+ Chân khay thềm phủ cao (hình 7.18a)
Đá hộc phủ phẳng trên chiều rộng từ 3 ÷ 4,5 lần chiều cao sóng trung bình
(Hs), chiều dày từ 1 ÷ 2 lần chiều dày lớp phủ mái (δ).
+ Chân khay chôn trong đất (hình 7.18b)
Đá hộc hình thành chân đế hình thang ngược.
Áp dụng: Chân khay chôn trong đất thích hợp cho vùng đất yếu.
+ Dạng mố nhô (hình 7.18c)
Lăng thể đá tạo thành con chạch viền chân đê, có tác dụng tiêu năng lượng
sóng, giảm sóng leo, giữ bùn cát.
Áp dụng: Chân khay dạng mố nhô thường áp dụng cho vùng bãi thấp.
- Chân khay sâu
Đối với những vùng biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi mặt bãi bị xói
sâu, chân khay sâu cắm xuống không nhỏ hơn 1m. Chân khay sâu có nhiều loại,
thường dùng các loại sau:
+ Chân khay bằng cọc gỗ (hình 7.18d)
Chân khay bằng cọc được dùng khi nền là đất dính dễ đóng cọc.
+ Chân khay bằng ống bê tông cốt thép hoặc bằng cọc BTCT (hình 7.18e)
+ Chân khay bằng ống buy (hình 7-19)
Chân khay bằng ống buy bên trong
chèn đá hộc, túi đất, hoặc túi cát được
dùng khi đất nền là cát dễ hạ chìm ống
buy (hình 7-19). Đường kính ống buy có
thể từ 1 ÷ 2m.
Khi dùng chân khay ống buy, nên
dùng loại ống buy có biên dạng bên ngoài là hình đa giác 6 cạnh đều sẽ tăng diện
tiếp xúc ở mối tiếp giáp giữa các ống buy, và vì thế ngăn ngừa được cốt đất nền
thoát ra ngoài khi sóng rút.
- Chân khay kiểu kết hợp
Hình 7-19. Chân khay ống buy tròn
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 27
Có thể kết hợp giữa các kiểu chân khay nêu trên để phù hợp với điều kiện cụ
thể của vị trí xây dựng.
Hình 7-20 là ví dụ sự kết hợp của lăng thể đá đổ gia cố chân và đóng cọc, sử
dụng trong vùng sóng gió lớn.
Hình 7-20. Kết hợp chân kè bệ nổi và cọc bê tông cốt thép
- Kích thước viên đá ở chân khay
Đá dùng cho chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng
tạo ra ở chân đê.
Trọng lượng ổn định của viên đá ở chân kè mái đê biển Gd xác định dựa trên
lưu tốc lớn nhất Vmax , có thể tham khảo trong bảng 7.13.
Bảng 7.13. Trọng lượng ổn định viên đá theo Vmax
Vmax (m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0
Gd (kg) 40 80 140 200
Trong đó,
Vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê được xác định:
Vmax = (7-17)
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 28
Vmax là vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s);
Ls, Hs là chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);
h là độ sâu nước trước đê (m);
g là gia tốc trọng lực (m/s2).
- Cao trình đáy của chân khay
- Cao trình đáy của chân khay được xác định cụ thể cho đoạn kè tại vị trí xây
dựng. Về nguyên tắc, cao trình đáy của chân khay phải đủ thấp để phòng chống xói
lở, đảm bảo an toàn cho kết cấu kè phía trên.
- Không nên chủ quan, định tính khi quyết định cao trình thiết kế đáy của
chân khay. Cần phải điều tra, dự báo xói lở lớn nhất tại vị trí xây dựng, bao gồm:
đánh giá, dự báo xói lở tổng thể toàn vùng và xói lở cục bộ của khu vực xây dựng,
từ đó xác định cao trình đáy chân kè cần thiết.
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 29
7.4.1.5. Tính toán ổn định công trình gia cố mái
A. Tính ổn định tổng thể công trình gia cố mái đê
Hình 7.19. Sơ đồ tính ổn định tổng thể công trình gia cố mái
- Phương pháp tính
(i) Giả thiết các độ sâu trượt khác nhau t, thay đổi B để tính ra hệ số ổn định
trượt theo phương pháp cân bằng giới hạn và tìm ra mặt trượt nguy hiểm nhất.
(ii) Hệ số ổn định của khối đất BCD (hình 7-19) được tính toán như sau:
K =
)cos(.
)sin(..cos.sin.
322
32233333
αα
ϕααααα
+
+++
P
tgPtggG
(7-10)
P2 = G2.sinα2 - G2.cosα2.tgϕ -
2sin
.
α
tC - P1.cos(α1 - α2) (7-11)
P1 = G1.sinα1 - f1.cosα1 (7-12)
Trong đó:
f1- hệ số ma sát giữa các lớp gia cố và thân đê: trường hợp lớp gia cố
đặt trực tiếp lên lớp vải gia cố hoặc lớp vải chống thấm thì chính là hệ số ma
sát giữa lớp gia cố và mặt vải, được xác định thông qua thí nghiệm cắt trực
tiếp;
ϕ- góc ma sát của đất nền;
c- lực dính của đất nền;
t- độ sâu trượt giả thiết;
G1- trọng lượng khối gia cố;
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 30
G2- trọng lượng khối đất trượt ABD;
G3- trọng lượng khối đất trượt BCD.
B. Tính ổn định nội bộ lớp gia cố
1α - 2αMN kiÖt
®¸y
G1
P1G2
P2
a
b
c
1:
m 1
1:m2
2
α
1
α
Hình 7.20. Sơ đồ tính ổn định trượt nội bộ lớp gia cố mái
Kết cấu gia cố không chắc chắn, hoặc chôn sâu khó xuất hiện mặt trượt tổng
thể, thì phải xem xét tính ổn định nội bộ của khối công trình gia cố mái. Thông
thường sự cố này hay xảy ra vào mùa kiệt. Khối gia cố và thân đê là hai loại vật liệu
có cường độ chống cắt khác nhau. Khi mực nước thấp thường hay xả ra theo mặt
tiếp xúc có cường độ chống cắt yếu (hình 7.24).
Giả thiết mặt trượt đi qua giao điểm giữa mực nước trước công trình và mặt
nứt trượt của chân đê. Mặt trượt là mặt gẫy khúc abc. Phía trên điểm gẫy b, khối gia
cố sản sinh lực gây trượt, dựa vào lực ma sát của phần bờ phía dưới để cân bằng.
Hệ số ma sát của khối đê cần thiết để duy trì trạng thái cân bằng giới hạn f2
được tính toán theo công thức:
a1f22-a2f2+a3=0 (7-21)
2
1
212
1
1
2
3
2
1
12
2
1
2
1
122
1
1
22
2
2
1
121
1
1
.11
1
).(
1
1
1
)(
m
mmm
G
Ga
m
mmmn
m
mmm
G
Gma
m
mmnma
+
+++=
+
++
+
−++=
+
−=
Trong đó:
n = f1/f2;
f1 - hệ số gia cố mái với đất đê;
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 31
f2 - hệ số ma sát trong giữa vật liệu gia cố mái.
Hệ số ổn định của lớp gia cố mái đước tính như sau:
2f
tgK ϕ= (7-22)
Với ϕ là góc ma sát trong của khối gia cố.
C. Tính ổn định lớp g
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- de_tai_nghien_cuu_giai_phap_de_dap_de_bang_vat_lieu_dia_phuo.pdf