Đồ án Thiết kế đê Bình Minh 3, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình

MỤC LỤC

Mục lục - 1 -

Lời cảm ơn - 4 -

Phần 1: Mở đầu - 7 -

Chương 1: Giới thiệu chung về đồ án - 8 -

1.1 Tính cấp thiết của đồ án - 8 -

1.2. Mục tiêu của đồ án - 9 -

1.3. Phạm vi đồ án - 9 -

1.4. Các phương pháp nghiên cứu đồ án . - 9 -

1.5. Kết cấu đồ án . - 9 -

Chương 2: Giới thiệu chung huyện Kim Sơn - 11 -

2.1. Điều kiện tự nhiên - 11 -

2.1.1. Vị trí địa lý - 11 -

2.1.2. Đặc điểm địa hình - 12 -

2.1.3. Đặc điểm địa chất - 12 -

2.1.4. Điều kiện khí hậu- khí tượng - 13 -

2.1.5. Đặc điểm chế độ thuỷ văn - 16 -

2.1.6. Đặc điểm hải văn - 17 -

2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Kim Sơn - 19 -

2.2.1. Đặc điểm xã hội - 19 -

2.2.2. Đặc điểm kinh tế huyện Kim Sơn - 19 -

Phần 2: Thiết kế đoạn đê Bình Minh 3 - 22 -

Chương 3: Phân tích lựa chọn mặt cắt đê hợp lý - 23 -

3.1 Nhiệm vụ của công trình - 23 -

3.2 Xác định cấp công trình - 23 -

3.3 Xác định tuyến công trình - 24 -

3.4 Lựa chọn mặt cắt ngang hợp lý - 24 -

3.4.1. Đê biển mái nghiêng - 25 -

3.4.2. Đê biển kiểu tường đứng - 26 -

3.4.3. Đê kiểu hỗn hợp - 27 -

Chương 4: Tính toán điều kiện biên thiết kế - 29 -

4.1 Xác định mực nước thiết kế ( MNTK ) - 29 -

4.1.1. Tính mực nước trung bình và biên độ triều cực trị - 30 -

4.1.2. Tính chiều cao nước dâng trong bão . - 31 -

4.2 Tính toán sóng thiết kế .- 31 -

4.2.1. Tính toán các tham số sóng nước sâu - 31 -

4.2.2. Tính truyền sóng - 37 -

4.2.3. Tính sóng thiết kế - 43 -

Chương 5: Thiết kế đoạn đê biển Bình Minh 3 - 44 -

5.1 Cao trình đỉnh đê - 44 -

5.1.1. Xác định tiêu chuẩn thiết kế - 44 -

5.1.2. Tính toán cao trình đỉnh đê - 45 -

5.2 Chiều rộng và kết cấu đỉnh đê: - 49 -

5.3 Kết cấu đỉnh đê: - 50 -

5.3.1. Mặt đỉnh đê - 50 -

5.3.2. Tường chắn sóng đỉnh đê: - 50 -

5.4 Mái đê: - 58 -

5.4.1. Độ dốc mái đê: - 58 -

5.4.2. Gia cố mái đê phía biển - 59 -

5.4.3. Gia cố mái đê phía đồng - 62 -

5.5. Kết cấu chân khay - 63 -

5.5.1. Lựa chọn kết cấu chân khay bảo vệ mái phía biển - 63 -

5.5.2. Tính toán kết cấu chân khay - 65 -

5.6. Thân đê - 66 -

5.7. Hệ thống thoát nước mặt - 69 -

5.8. Xây dựng các cống trên đê . - 69 -

Chương 6: Tính ổn định - 71 -

6.1 Tính ổn định mái đê bằng phần mềm Geoslope V.6 - 71 -

6.1.1. Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho công trình - 71 -

6.1.2. Kết quả tính ổn định mái đê theo phần mềm Geo - Slope/W V.6 - 73 -

6.2 Tính toán áp lực sóng lên mái nghiêng - 74 -

6.2.1. Tính áp lực sóng lớn nhất - 74 -

6.2.2. Tính tung độ điểm đặt các áp lực - 75 -

6.2.3. Tính ổn định cục bộ cấu kiện lát mái khi chịu áp lực sóng lớn nhất: - 76 -

6.2.4. Tính ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile - 77 -

Chương 7: Trình tự và phương pháp thi công - 78 -

7.1 Thời gian thi công - 78 -

7.2 Trình tự thi công - 78 -

7.3 Phương pháp thi công - 79 -

Phần 3: Chuyên đề Bước đầu nghiên cứu đề xuất phương án phát triể kinh tế vùng bãi bồi huyện Kim Sơn - 80 -

Giới thiệu về chuyên đề - 81 -

Chương 8: Quá trình thành tạo và phát triển bãi bồi huyện Kim Sơn - 82 -

8.1 Lịch sử thành tạo và phát triển - 82 -

8.2 Quy luật thành tạo và phát triển vùng bãi bồi Kim Sơn - 83 -

8.3 Xu thế biến động bãi bồi ven biển Kim Sơn - 84 -

8.3.1. Vận động bùn cát khu vực cửa sông - 85 -

8.3.2. Diễn biến xói bồi - 88 -

8.3.3. Xu thế biến động đất bồi cửa sông Đáy - 88 -

Chương 9: Tiềm năng và hiện trạng sử dụng các loại hình tài nguyên thiên nhiên bãi bồi ven biển Kim Sơn - 90 -

9.1 Tiềm năng các loại hình tài nguyên thiên nhiên bãi bồi ven biển Kim Sơn - 90 -

9.1.1. Tài nguyên khí hậu - 90 -

9.1.2. Tài nguyên đất - 90 -

9.1.3. Tài nguyên khoáng sản - 91 -

9.1.4. Tài nguyên nước mặt - 91 -

9.1.5. Tài nguyên nước ngầm - 95 -

9.1.6. Tài nguyên sinh vật - 96 -

9.2. Hiện trạng khai thác sử dụng các dạng tài nguyên - 96 -

9.2.1. Sử dụng tài nguyên khí hậu - 96 -

9.2.2. Sử dụng tài nguyên đất - 98 -

9.2.3. Sử dụng tài nguyên nước - 99 -

9.2.4. Sử dụng tài nguyên sinh vật - 101 -

Chương 10: Một số giải pháp khai thác sử dụng hợp lý bãi bồi huyện Kim Sơn - 103 -

10.1. Những quan điểm và nguyên tắc định hướng khai thác sử dụng hợp lý bãi bồi ven biển cửa sông Kim Sơn - 103 -

10.2. Những thuận lợi và khó khăn trong việc khai thác và sử dụng hợp lý bãi bồi ven biển Kim Sơn - 104 -

10.2.1. Những thuận lợi - 104 -

10.2.2. Những khó khăn : - 105 -

10.3. Một số giải pháp cơ bản sử dụng hợp lý đất bãi bồi ven biển Kim Sơn - 105 -

10.4. Đề xuất một số mô hình khai thác sử dụng đất bãi bồi ven biển Kim Sơn - 109 -

10.5. Bước đầu lựa chọn phương án phát triển kinh tế và lập quy hoạch .- 111 -

Kết luận đồ án - 113 -

Phụ lục - 114 -

Tài liệu tham khảo - 117 -

 

 

doc117 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 01/04/2013 | Lượt xem: 4673 | Lượt tải: 54download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế đê Bình Minh 3, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
/ Rãnh chèn. c/ Chèn bậc thang. d/ Chèn mặt. e/ Có lỗ xâu cáp. f/ Có móc mang. g/ Chèn lục lăng. h/ Ngàm ba chiều TSC-178. Hình 5.7 - Một số kiểu cục bê tông lắp ghép độc lập. a/ Tấm chữ nhật có gờ nhỏ. b/ Tấm chữ nhật có khuyết lõm. c/ Tấm chữ T. d/ Tấm chữ nhật có đục lỗ. e/ Tấm lục lăng có gờ nhỏ. f/ Tấm lục lăng có lỗ thoát nước. → Trong thiết kế đoạn đê Bình Minh 3 lựa chọn kết cấu bảo vệ mái phía biển là cấu kiện chèn lệch mặt phẳng (5.6 a) b, Tính toán chiều dày lớp phủ mái: Tính theo công thức Pilaczyk, K.W : (Hướng dẫn thiết kế đê biển, 14 TCN 130 – 2002) (m) (5-11) Trong đó: Hs - Chiều cao sóng thiết kế, Hs = 1,57 m , - Trọng lượng riêng của nước và của bê tông (T/m3) = 1 (T/m3) = 2,4 (T/m3) - Hệ số sóng vỡ (5-12) Với Hs = 1,57 m, Ls = 43,458 m, tg thay vào công thức ( 5-12) → - Hệ số phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, lấy theo bảng 5.5 Bảng 5.5 - Hệ số theo cấu kiện và cách lắp đặt Loại cấu kiện và cách lắp đặt 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 trên lớp đệm tốt 8 Từ bảng 5.5 → = 8 Thay các giá trị vào công thức (5 - 11) : → 0,168 (m) Nhằm tăng cường bảo vệ mái phía biển cũng như thuận lợi trong quy trình thiết kế thi công cấu kiện bảo vệ chọn chiều dầy lớp bảo vệ mái = 20 cm. Kích thước chi tiết cấu kiện bảo vệ mái phía đồng trong hình 5.8 Hình 5.8 – Cấu kiện lệch mặt phẳng bảo vệ mái phía biển c, Tính toán khối lượng cấu kiện bảo vệ mái: m = V . d Với m – Khối lượng cấu kiện V – Thể tích cấu kiện V = 0,4.0,4.0,2 = 0,032 m3 d – Khối lượng riêng của bê tông, d = 2,4 Tấn/m3 ® Khối lượng một cấu kiện: m = 0,032 . 2,4 = 0,0768 tấn = 76,8 kg 5.4.3 Gia cố mái đê phía đồng Gia cố mái đê phía đồng được thiết kế trên cơ sở phân tích chất đất, cường độ mưa, mức độ cho phép sóng tràn, chiều cao đê, yêu cầu sử dụng (đường lên xuống, cảnh quan môi trường v.v...) Đoạn đê Bình Minh 3 thiết kế theo tiêu chuẩn sóng tràn do đó, mái phía đồng chịu tác động của sóng tràn với lưu lượng tràn cho phép q = 10 l/m/s. Với điều kiện thiết kế đó lưa chọn hình thức bảo vệ mái đê phía đồng : - Mái phía đồng phía trên đoạn giáp mặt đê gia cố bằng BTCT đổ tại chỗ với chiều dài 2,3 m về phía chân đê. - Phía dưới bảo vệ chống xói bằng trồng cỏ Vetiver trong khung đá xây, Kích thước khung đá xây: mỗi khung đá xây có kích thước dài 10 m (theo chiều dài đê) dầy 0,5 m, giữa các khung bố trí khe lún. Do đê thiết kế cho phép tràn, nên bố trí thêm đoạn bê tông đổ tại chỗ rộng 1m dưới chân đê phía đồng. Bố trí chi tiết như hình 5.9 Hình 5.9 – Bảo vệ mái phía đồng 5.5. Kết cấu chân khay 5.5.1 Lựa chọn kết cấu chân khay bảo vệ mái phía biển Chân khay phía biển có tác dụng chắn giữ các cấu kiện mái và giảm xói chân đê. Cần bố trí chân khay ở vị trí nối tiếp chân đê và bãi biển. Loại hình và kích thước chân kè được xác định tuỳ theo tình hình xâm thực bãi và chiều cao sóng Hs. Có hai dạng kết cấu chân khay là chân khay nông và chân khay sâu. - Chân khay nông:. Áp dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân kè chỉ chỗng đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Các kích thước cơ bản gồm chiều cao, chiều rộng đáy, chiều rộng đỉnh, mái dốc. Vật liệu xây dựng cho loại này thường là có kết cấu tơi rời như đá đổ, đá xếp hoặc cấu kiện bê tông đúc sẵn. Tiếp giáp giữa khối lăng trụ với thân đê và nền đê có tầng lọc ngược Đá hoặc viên bê tông được dùng nơi ít xói. Cục bê tông được dùng nơi ít xói. độ sâu hố xói dự báo Đá hoặc viên bê tông dùng nơi ít xói, xói trung bình. Cục bêtông kéo sâu chân nơi xói nhiều đến xói ít. Đá hoặc viên bê tông dùng nơi xói trung bình, xói mạnh. Tấm bê tông dùng nơi xói trung bình, xói mạnh. Hình 5.10 - Một số dạng kết cấu chân khay đê phía biển. - Chân khay sâu: Áp dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi bãi bị xói sâu. Chân kè cắm sâu xuống tối thiểu là 1,0 m. Chân kè sâu có nhiều loại kiểu cọc cừ có một hàng cọc hay nhiều hàng cọc, cọc có thể bằng cọc tre, cọc tràm, bê tông cốt thép, ống buy trong đổ đá hộc (cọc rỗng) hoặc bằng các khối xây như tường chắn đất (hình 3.10). Kích thước cơ bản của kiểu này là cao trình đầu cọc, độ sâu cọc Hình 5.11: Chân kè kiểu cọc cừ a: Kiểu hàng một cọc b: Kiểu hai hoặc nhiều hàng cọc c: Kiểu ống buy d: Kiểu tường chắn (1) Cọc ; (2) Đá hộc ; (3) Ống buy ; (4) Khối xây ; (5) Tầng lọc ngược Với điều kiện địa chất, thuỷ hải văn biển Kim Sơn: địa chất yếu, chiều cao sóng không lớn. → Trong thiết kế chọn kết cấu chân khay nông, có dạng như hình 5.12 5.5.2 Tính toán kết cấu chân khay Chiều sâu bảo vệ yêu cầu đối với chân công trình cần đạt ít nhất bằng chiều sâu hố xói lớn nhất tại vị trí đó. Chiều sâu hố xói lớn nhất được xem là chiều sâu xói cân bằng trong suốt tuổi thọ công trình. Từ kinh nghiệm thực tiễn, có thể lấy từ 0.5 đến 1.0 lần chiều cao sóng tại chân công trình (Pilarczyk và nnk, 1998). a, Kích thước chân khay chọn theo 14 TCN 130 2002. Hình 5.12 - Cấu tạo chân khay phía biển. → Độ sâu chân khay Y = 1 Hs = 1 .1,57 = 1,57 (m), Chiều rộng chân khay : L = 2.1,57 = 3,14 (m), → Chọn Y = 1,5 (m), L = 3 (m), hệ số mái dốc chân khay m = 1 b, Kích thước đá chân khay: Đá chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Kích thước đá được lựa chọn phải chống được tối thiểu vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. (5-13) Trong đó: Vmax - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s); Ls, Hs - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m); h - Độ sâu nước trước đê (m); g - Gia tốc trọng trường (m/s2). Với Hs = 1,57 (m), Ls = 43,458 (m), h = 3,74 (m), Thay vào công thức (5-7) = 1,16 (m/s) Theo 14 TCN – 130 2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển, trọng lượng ổn định viên đá theo Vmax được thể hiện trong bảng (5-6) Bảng 5.6 - 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 Dựa vào bảng trên để đảm bảo ổn định chân đê cũng như thuận lợi cho việc chọn lựa vật liệu trong thi công, chọn đá có khối lượng từ 30 đến 40 kg để thi công chân khay. 5.6. Thân đê a) Nền đê: Đê đi qua vùng đất yếu có lớp đất mặt là bùn nhão dày 0,7 m do đó trước khi đắp đê cần xử lý nền bằng cách nạo vét, đắp bù. b) Vật liệu đắp đê: Vật liệu địa phương, đất sét pha màu nâu xám có chỉ tiêu cơ lý như sau : (độ) = 5,91 Lực dính đơn vị C = 7 (kN/m2) Trọng lượng riêng = 17,1 (kN/m3) Hệ số thấm: K = 7,7 . 10-5 (m/s) Thành phần hạt của đất là: d10 = 0,125 mm d50 = 0,35 mm d60 = 0,450 mm d85 = 0,65 mm c) Lớp lọc: Lớp lọc là bộ phận chuyển tiếp quan trọng giữa thân đê và lớp bảo vệ, chức năng chính là bảo vệ vật liệu thân đê khỏi sự xói mòn và rửa trôi dưới tác dụng của sóng ngoài ra còn nhằm giảm nhỏ áp lực đẩy ngược lên mái kè, ngăn ngừa việc phát sinh áp suất thủy tĩnh cao trong thân đê, hạn chế hư hỏng liên quan đến địa kỹ thuật như thấm ngược, rò rỉ… Để đảm bảo tính an toàn và ổn định cho tuổi thọ công trình, đồng thời với nhiều ưu điểm ( đa dạng về chủng loại và chức năng, độ dày nhỏ, dễ dàng trong thi công, giá thành hợp lý…) vải địa kỹ thuật đã và đang được sử dụng phổ biến, rộng rãi trong công trình biển. Khi thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi, vải địa kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầu sau: Lớp lọc có thể bằng vật liệu truyền thống hoặc vải địa kỹ thuật, với điều kiện kinh tế Khi thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi, vải địa kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Yêu cầu về tính thấm nước. Độ thấm của vải địa kỹ thuật cần phải cao hơn so với đất được bảo vệ. Để đảm bảo tính thấm của lớp dưới lớp đất lót thì giới hạn hệ số thấm của vải địa kỹ thuật theo đề nghị của một số tác giả thay đổi trong khoảng từ Kvải > (5÷100)Kđất. + Yêu cầu về chặn đất. Khi cho phép dòng nước chảy qua lớp vải địa kỹ thuật thì lớp vải phải có khe hở đủ nhỏ để giữ lại phần đất ở thượng lưu của vải, hạn chế hiện tượng xói đất. Giới hạn đưa ra là: Dw < (2÷3)d85 Trong đó: Dw – Kích cỡ lỗ hở biểu kiến của vải địa kỹ thuật (mm) d85 - Cỡ đường kính hạt = mm của mẫu đất có lượng hạt chiếm 85% Trong thiết kế đê Bình Minh 3 lựa chọn vải lọc TS 21 trong thi công lớp lọc. Vải TS 21 có các tính chất kỹ thuật như bảng sau : Bảng 5.7 - Các tính chất chính của vải địa kỹ thuật TS 21 Tính chất Đơn vị đo TS 21 Khối lượng đơn vị diện tích g/m2 95 Độ dày dưới áp lực 2 KN/m2 mm 1,1 Cường độ chịu kéo KN/m 5,9 Độ dãn dài khi đứt (e) % 70/40 Sức kháng chọc thủng (rơi côn) mm 25 Kích thước lỗ lọc hữu dụng (Dw) mm 0,13 Hệ số thấm ở áp lực 2 KN/m2 cm/s 0,5 Lưu lượng thấm ở áp lực 2 KN/m2 l/m2/s 450 Kiểm tra yêu cầu thấm: Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật phải thỏa mãn yêu cầu: kg ³ Trong đó: kg: Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật t: Độ dày của vải (t = 1,1 mm) k: Hệ số thấm của đất (k = 7,7.10-5 cm/s) d50: Đường kính hạt đất có 50% khối lượng hạt đất nhỏ hơn (d50 = 0,35 mm) Thay số vào công thức (4.43) ta có: kg ³ = 0,448.10-4 (cm/s) Vải TS 21 có hệ số thấm ở áp lực 2KN/m2 : kg = 0,5 cm/s > kg = 0,484.10-4 (cm/s ® Đạt yêu cầu về thấm. Kiểm tra yêu cầu chặn đất Tính hệ số đồng nhất của đất nền: Cu = = = 3,6 Trong đó: d60: đường kính của hạt đất có 60% khối lượng hạt nhỏ hơn. d10: đường kính của hạt đất có 10% khối lượng hạt nhỏ hơn. Tính tỷ số d85/d50: Ta có: = = 1,86 Theo Bảng 2-7 trang 16 (14 TCN 110 – 1996), với Cu = (3 ¸ 6) và d85 < 2.d50. ® Kích thước lỗ lọc của vải Dw theo yêu cầu chặn đất: Dw £ 1,2d50 Thay số ta có Dw £ 1,2.0,35 = 0,42 (mm) Dw £ 0,42 (mm) Vải TS 21 có kích thước lỗ lọc hữu dụng là Dw = 0,13 mm < 0,42 (mm) do đó đạt yêu cầu chặn đất. ® Vậy với cấp phối hạt đất đắp đê thì loại vải (TS 21) thỏa mãn yêu cầu chặn đất và thấm nước theo tiêu chuẩn nghành 14 TCN 110 – 1996 Theo tiêu chuẩn nghành 14 TCN 130-2002 cần bố trí lớp đá dăm lót dày 15 ¸ 20 cm giữa vải địa kỹ thuật và lớp bảo vệ. Theo điều kiện thực tế tại vị trí công trình, bố trí lớp đá dăm (1x2) cm dày 15cm. Như vậy tầng đệm đê Bình Minh 3 gồm có 3 lớp như sau: - Nối tiếp với đất thân đê là lớp đất thịt dày 50 cm - Tiếp theo là lớp Geotextile, chọn loại TS 21 - Giữa lớp Geotextile và lớp phủ mái bố trí lớp đá răm (1 x 2 )cm dày 15 cm Lớp vải lọc đặt trên nền đất thịt từ chân tường chắn sóng kéo xuống hết chân khay bảo vệ mái phía biển. 5.7. Hệ thống thoát nước mặt Theo thiết kế, đê Bình Minh 3 cho phép tràn với lưu lượng q = 10 l/m/s, do đó cần bố trí rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 100m. Nước dồn vào các rãnh đứng và chảy vào kênh tiêu ngay gần chân mái đê phía đồng. 5.8. Xây dựng các cống trên đê: Cống CT9: Nhiệm vụ: Cấp nước cho 762 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B2 và B3'. Các chỉ tiêu thiết kế: - Cao trình đáy cống: (-1,90) - Khẩu độ cống: hai cửa, mỗi cửa có BxH = 4x6,2 m Kết cấu cơ bản: - Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#. - Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép. - Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời. Cống CT10: Nhiệm vụ: Tiêu nước cho 1181 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B5 và B2 cộng với phần phụ trách của cống CT4. Các chỉ tiêu thiết kế: - Cao trình đáy cống: (-1,90) - Khẩu độ cống: ba cửa (2 cửa có BxH = 3,1x4 m và 1 cửa có BxH = 4,7x6,1m ) Kết cấu cơ bản: - Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#. - Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép. - Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời. Cống CT11: Nhiệm vụ: Cấp nước cho 1364 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B5 và B3' cộng với phần phụ trách của cống CT6 và của kênh KC5 Các chỉ tiêu thiết kế: - Cao trình đáy cống: (-1,90) - Khẩu độ cống:bốn cửa (2 cửa có BxH = 3,1x4 m và 2 cửa có BxH = 4,4x6,1m ) Kết cấu cơ bản: - Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#. - Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép. - Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời. CHƯƠNG 6 TÍNH ỔN ĐỊNH 6.1 Tính ổn định mái đê 6.1.1 Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho công trình GEO –SLOPE Office là bộ phần mền địa kỹ thuật của GEO-SLOPE International Canada dùng để phân tích ổn định mái đất – đá. Do chỉ kiểm tra phần ổn định trượt cho công trình cho nên trong phạm vi đồ án chỉ trình bày về SLOPE /W là một trong 6 phần mềm Địa kỹ thuật trong bộ GEO SLOPE Office. - Một số đặc điểm chính của phần mềm Slope/W là: + Slope/W V.6 là phần mềm ứng dụng lý thuyết cân bằng giới hạn để xác định hệ số an toàn của mái đất, đá. Trong Slope/W bao gồm nhiều phương pháp tính khác nhau để tính hệ số an toàn như: phương pháp Bishop, Janbu, Spencer, Mogor-Price, Crop of Engineers, GLE và ứng suất phần tử giới hạn. Do đó mà người tính được tự do lựa chọn phương pháp tính hệ số an toàn. + Slope/W có các lựa chọn cho phép tính toán khối trượt gồm nhiều loại đất đá, nập trong nước hoặc không và theo các khối trượt khác nhau như trượt trụ tròn, dạng gẫy khúc trong trường hợp có lớp đất mềm yếu, có nền đá, trượt theo các mặt cắt giả định như theo mái hố móng … + Slope/W cho phép tích hợp với Seep/W do đó có thể sử dụng các kết quả từ Seep/W Khi tính toán ổn định của các công trình đắp trên nền đất yếu, đa số các phương pháp thường tính theo mặt trượt giả định là cung tròn và xét trạng thái cân bằng của khối trượt. Để tính toán đơn giản đồ án áp dụng phương pháp phân mảnh của W.Bishop (trạng thái cân bằng giới hạn) với giả thiết là tổng các lực tương tác bằng không trên trục nằm ngang. Các bước tính toán : 1. Giả thiết trước một tâm trượt, với tâm trượt đó giả thiết các mặt trượt trụ tròn. Xác định hệ số ổn định của khối đất trượt theo từng mặt trượt. Tìm hệ số ổn định nhỏ nhất Kmin cho tâm trượt này. Giả thiết các tâm trượt khác và xác định Kmin cho từng tâm trượt 3. So sánh các giá trị Kmin để tìm ra Kmin nhỏ nhất. Mặt trượt ứng với Kmin nhỏ nhất là mặt trượt nguy hiểm nhất. So sánh giá trị Kmin này với hệ số ổn định cho phép của công trình theo qui phạm để có kết luận về mặt cắt thiết kế Tính toán ổn định mái dốc theo phương pháp phân thỏi, khối trượt có hình dạng bất kỳ được chia thành các thỏi như hình 6-1. Hình 6-1. Khối trượt cung tròn Hình 6-2 .Sơ đồ phương pháp phân mảnh tính trượt cung tròn Các giả thiết : - Độ bền của đất xác định theo định luật Coulomb. Với : t : cường độ chống cắt. c’, f’ : lực dính, góc ma sát trong - Hệ số an toàn thuộc thành phần dính và ma sát là như nhau cho mọi loại đất: - Hệ số an toàn F là như nhau cho các thỏi ( n thỏi ) Lực tác dụng lên các thỏi gồm: - Trọng lượng bản thân : W - Lực động đất : kW, đặt tại trọng tâm thỏi - Tải trọng tác dụng trên đỉnh thỏi D. - Lực tác dụng trên hai mặt bên của thỏi : EL, ER, XL,XR - Lực tác dụng tại đáy thỏi : Lực pháp tuyến N - Lực tiếp tuyến tại mặt đáy thỏi được huy động để thoả mãn điều kiện cân bằng giới hạn Sm Lực tác dụng lên cung trượt: áp lực nước AR, AL. Để đơn giản hóa các tác giả đề nghị các giả thiết. Theo phương pháp Bishop đơn giản, giả thiết chênh lệch lực tương tác giữa các thỏi XR-XL=0 (không có lực cắt giữa các thỏi). Biểu thức tính ổn định theo phương pháp Bishop đơn giản: (6-1) 6.1.2 Kết quả tính ổn định mái đê theo phần mềm Geo - Slope/W V.6 Ổn định chống thấm Đê mái nghiêng ổn định chống thấm khi có garadien thấm nhỏ hơn Theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 -2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển: = 0,5. Theo kết quả chạy chương trình Seep/ W có: Gradien thấm J = 0,35 < = 0,5 ® Công trình ổn định thấm b) Ổn định chống trượt mái Đê mái nghiêng ổn định chống trượt khi có hệ số an toàn ổn định chống trượt Kminmin < Theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 -2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển: Với công trình cấp 3 làm việc trong điều kiện bình thường = 1,15. Theo kết quả chạy chương trình Slope/ W có: - Mái phía đồng: Kminmin = 1,165 > = 1,15 ® Mái phía biển ổn định chống trượt Kminmin = 1,693 > = 1,15 ® Mái phía biển ổn định chống trượt Như vậy đê thiết kế ổn định đủ điều kiện làm việc. 6.2 Tính toán áp lực sóng lên mái nghiêng 6.2.1. Tính áp lực sóng lớn nhất Đối với mái dốc được gia cố bằng cấu kiện bê tông lắp ghép có hệ số mái 1,5 £ m £ 5, biểu đồ áp lực sóng thể hiện trên hình 6.1. Trong biểu đồ này, áp lực sóng tính toán lớn nhất Pd (KPa) xác định theo công thức: Pd = ks kt Ptcl rgHs (6-2) Trong đó: ks - Hệ số xác định theo công thức: = kt - Hệ số lấy theo bảng E-1 theo 14 TCN 130-2002 Từ bảng E-1 ứng với Ls/Hs = 43,458/1,57 = 27,68 nội suy được kt = 1,385 Ptcl - Trị số lớn nhất của áp lực sóng tương đối trên mặt dốc tại điểm 2 (Hình 5.1) lấy theo bảng E-2 của 14 TCN 130-2002 Ptcl phụ thuộc vào dựa vào bảng E-2 nội suy được Ptcl = 3,89 Hình 6.1. Biều đồ áp lực sóng tính toán lớn nhất tác dụng lên mái dốc được gia cố bằng các tấm bản Thay các giá trị trên vào (5.2) ta có: Pd = ks kt Ptcl rg Hs = 0,969.1,385.3,89.10,1.1,57 = 82,78 KN/m2 Tính tung độ điểm đặt các áp lực Theo 14 TCN 130-2002 phụ lục E trang 97: +) Tung độ Z2(m) của điểm 2 (điểm đặt của áp lực sóng tính toán lớn nhất Pd) được xác định theo công thức: (6-3) Trong đó: A và B là các đại lượng tính bằng m, xác định theo công thức sau: (6-4) = 1,57 1,85 (m) (6-5) = 1,32 (m) (m) +) Tung độ Z3 (m) ứng với chiều cao sóng leo lên mái dốc Ru2% tính toán theo phương pháp tất định: ® Z3 = Ru2% = 1,47 m +) Tọa độ các điểm có áp lực 0,4P và 0,1P được xác định theo phụ lục E 14TCN -2002 như sau: P = 0,4Pd tại Trong đó: = (m) ® P = 0,4Pd tại P = 0,1Pd tại Theo kết quả tính toán trên thì vùng chịu tác động của sóng lớn nhất nằm trong khoảngL = 1,1m đến L = 2,34m. Tính ổn định cục bộ cho cấu kiện lát mái khi cấu kiện chịu áp lực sóng lớn nhất: Tấm cấu kiện làm bằng BT M250 kích thước 40.40.20 cm có diện tích bề mặt là 0,16m2 chịu tác động sóng lớn nhất là: Pmax = 0,4.0,4.Pd = 0,16. 82,78 =13,24 kPa Theo kết quả thực nghiệm thì bê tông M250 có khả năng chịu lực là 25 kPa do đó cấu kiện có khả năng chịu được áp lực sóng cả trong điều kiên áp lực sóng là lớn nhất Tính ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile Theo Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130-2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển Ổn định chống trượt lớp phủ bảo vệ phải đảm bảo: tgα < f1 Trong đó : tgα = ¼ = 0,25 f1 hệ số ma sát giữa lớp gia cố với đất đê f1 = 0,45 Lớp phủ bảo vệ mái thỏa mãn điều kiện ổn định. CHƯƠNG 7 TRÌNH TỰ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG 7.1. Thời điểm thi công: Công trình thi công chủ yếu vào mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. 7.2.Trình tự thi công Qúa trình thi công được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: Thi công các cống CT9, CT10, CT11 Ưu tiên thi công các cống này trước để đáp ứng nhu cầu sản xuất trong khu vực bãi bồi phía trong đê. + Đào kênh tạo dòng phía ngoài biển của mỗi cống để tạo điều kiện tập kết vật việu máy móc thi công bằng đường biển. + Trong giai đoạn này kết hợp với đúc cấu kiện bê tong lệch mặt phẳng bảo vệ mái và tập kết vật liệu: đá, bê tong, giải phóng mặt bằng thi công… Giai đoạn 2: Thi công đoạn đê thiết kế Thi công phần đất: - Dùng tầu hút bùn vét bùn phần nền đê xả vào phía trong đồng cự ly cách tim đê thiết kế 220m. - Đào móng chân khay, được khoảng 1 ÷ 2 m tiến hành trải lớp vải địa kỹ thuật sau lên mặt hố móng, sau đó thả đá hộc tránh hiện tượng triều lên lấp mất móng. - Thi công phần chân khay được khoảng 10 ÷ 15 m tiến hành đào đất phía ngoài phạm vi trồng cây chắn sóng cự ly vận chuyển 250 m để đắp đê. - Đắp đê đến cao trình (+4,8 ). Đắp từ hai phía: từ đường trục B5 và đường trục B2 đắp lại. Chú ý tới thời gian cố kết của đất, vì như phần trên đã phân tích, đất đắp có chỉ tiêu cơ lý thấp. - Sau khi đất đắp đủ thời gian cố kết, tiến hành đào móng tường chắn sóng và thi công lớp lọc gồm có các hạng mục công việc: Đắp lớp đất thịt và đầm chặt Kéo phần vải địa kỹ thuật từ chân khay lên đến hết móng tường chắn sóng, ghim chặt lại. Thi công phần bê tông: - Rải lớp răm lót lên hai mái phía đồng và phía biển, chú ý san phẳng bề mặt mái đê - Dựng cốt pha thi công khung dầm bê tông cốt thép mái đê biển, tường đỉnh, lớp bê tông bảo vệ mặt đê. Song song đó, xây khung đá xây trên mái phía đồng và đổ bê tông tại chỗ rộng 1 m bảo vệ mái chân mái đồng - Khi khung bê tông cốt thép đủ thời gian đông kết (28 – 30 ngày), tháo dỡ cốt pha tiến hành, tiến hành lắp đặt cấu kiện bê tông lệch mặt phẳng trên mái phía biển. - Trồng cỏ trong khung đá xây 7.3. Biện pháp thi công Kết hợp thi công thủ công và cơ giới, nhân lực chủ yếu là người dân địa phương, vị trí thi công gần nhà dân do đó không cần bố trí lán tạm. PHẦN 3 CHUYÊN ĐỀ: BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ VÙNG BÃI BỒI HUYỆN KIM SƠN GIỚI THIỆU VỀ CHUYÊN ĐỀ Đê Bình Minh 3 đã được thiết kế trong phần 2 là tuyến đê lấn biển thuộc huyện Kim Sơn, khi tuyến đê được hoàn thành sẽ mở ra một vùng đất mới mang lại nhiều cơ hội cũng như đặt ra thách thức sử dụng hợp lý trong công cuộc khai thác, phát triển kinh tế vùng đất bồi ven biển. Với tình hình kinh tế xã hội huyện Kim Sơn hiện nay, việc đưa ra chủ trương chính sách phát triển sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên nói chung, tài nguyên vùng bãi bồi ven biển nói riêng, và đưa ra kế hoạch phát triển kinh tế nâng cao đời sống nhân dân, ổn định an ninh quốc phòng là rất cần thiết. Theo Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật và Trung tâm nghiên cứu biển Hải Phòng thì quá trình lấn biển của Kim Sơn (Ninh Bình) có tốc độ lớn nhất của dải ven biển Đồng bằng sông Hồng (75m/năm). Mặt khác khai thác vùng biển là một thế mạnh về kinh tế của Kim Sơn, nhưng kết quả đạt được còn thấp so với tiềm năng vốn có của nó. Vì vậy Kim Sơn đã và đang tiến hành lập dự án qui hoạch tổng quát cho vùng kinh tế lấn biển để khai thác một cách hợp lý, bảo vệ được môi trường sinh thái vùng bãi bồi ven biển. Muốn làm được việc này cần phải phân tích rõ các yếu tố điều kiện tự nhiên: quy luật hình thành, xu thế phát triển cũng như tiềm năng, tài nguyên môi trường bãi bồi. Kết hợp với việc nghiên cứu thị trường tiêu thụ sản phẩm và đánh giá hiện trạng khai thác sử dụng các loại hình tài nguyên trong vùng, xác đinh rõ, đúng vị trí các loại cây, con thích hợp có giá trị cao và việc tiến hành quai đê lấn biển như thế nào cho phù hợp. Từ đó, đưa ra kế hoạch phát triển kinh tế bền vững huyện Kim Sơn nói chung và vùng bãi bồi ven biển của huyện nói riêng.. Trong phạm vi nghiên cứu của đồ án, do thời gian và điều kiện khảo sát thực tế có hạn.Chuyên đề mới chỉ dừng lại ở giới hạn phân tích quy luật hình thành và xu thế phát triển bãi bồi của huyện từ đó đề xuất phương hướng phát triển kinh tế. Những số liệu sử dụng trong quá trình phân tích chủ yếu được tham khảo trong bài báo cáo, báo điện tử trong thời gian gần đây. Nếu có đủ thời gian cần phải mở rộng chuyên đề theo hướng phân tích đầy đủ điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tại vùng bãi bồi, kết hợp nghiên cứu chính sách của huyện để đưa ra các phương án phát triển kinh tế. Sử dụng phương pháp phân tích chi phí lợi ích làm cơ sở so sánh hiệu quả giữa các phương án, và lựa chọn phương án hợp lý mang lại hiệu quả kinh tế cao, ít ảnh hưởng tới môi trường sinh thái nhất, đảm bảo phát triển bền vững.. CHƯƠNG 8 QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO VÀ PHÁT TRIỂN BÃI BỒI HUYỆN KIM SƠN Với mỗi vùng đất khác nhau đều có quá trình thành tạo và phát triển khác nhau, tạo nên những đặc trưng riêng cho mỗi vùng. Trên cơ sở nghiên cứu các quá trình này, có thể xác định quy luật phát triển của vùng đất bồi, là cơ sở đưa ra quy hoạch sử dụng đất vào mục đich phát triển kinh tế bền vững hợp với quy luật tự nhiên. Trong chương 8 nghiên cứu lich sử thành tạo và quy luật, xu thế phát triển bãi bồi huyện Kim Sơn thông qua việc nghiên cứu lịch sử thành tạo và phát triển bãi bồi delta sông Hồng. 8.1 Lịch sử thành tạo và phát triển Dựa theo hình thái địa hình, đặc điểm trầm tích và các tài liệu địa chất, địa lý có thể xác định cửa sông vùng biển Kim Sơn thuộc loại cửa sông lồi lấn biển Delta. Lịch sử thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển Kim Sơn nằm trong lịch sử thành tạo và phát triển bãi bồi delta sông Hồng. Nghiên cứu quá trình thành tạo và phát triển delta sông Hồng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn góp phần làm sáng tỏ quy luật cơ chế thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển Kim Sơn. Đã có nhiều tác giả nghiên cứu về lịch sử phát triển địa hình đồng bằng delta sông Hồng nói chung và lịch sử phát triển địa hình delta sông Hồng nói riêng và các tác giả đều phải thừa nhận là đồng bằng delta sông Hồng thành tạo và phát triển rất phức tạp và đa dạng, thể hiện sắc nét tương tác giữa các nhân tố nội lực (kiến tạo, địa động lực hiện đại) và ngoại lực (sóng, gió, dòng chảy,…) cùng với sự tác động mạnh mẽ của bàn tay con người (hệ thống đê điều, cầu cống, đập thuỷ điện, và các công trình dân sinh quốc phòng…). Trong phạm vi nghiên cứu đồ án chỉ dừng lại ở mức độ nêu ra những nét chính về lịch sử thành tạo và phát triển delta sông Hồng có liên quan đến quá trì

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế đê Bình Minh 3, huyện Kim Sơn – tỉnh Ninh Bình.doc