Luận văn Thiết kế kè bảo vệ bờ sông Cần Thơ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN KT&QL TÀI NGUYÊN NƢỚC

------------------

CỘNG HÕA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

-----oOo-----

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN NHẬT LAI

MSSV: 81001642

NGÀNH: THỦY ĐIỆN – THỦY LỢI – CẤP THOÁT NƢỚC

1. Đầu đề luận văn:

LỚP: XD07BTL1

THIẾT KẾ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG CẦN THƠ

2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

Thiết kế kỹ thuật và thi công kè bảo vệ bờ sông Cân Thơ đoạn từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu theo 2

phƣơng án.

3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn : 27/01/2016

4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/06/2016

5. Họ và tên ngƣời hƣớng dẫn:

TS. VÕ THỊ TUYẾT GIANG

Phần hƣớng dẫn

100%

Nội dung và yêu cầu LVTN đã đƣợc thông qua Bộ môn.

TP.HCM, ngày … tháng 06 năm 2016

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS NGUYỄN THỐNG

TS. VÕ THỊ TUYẾT GIANG

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:

Ngƣời duyệt (chấm sơ bộ): .................................................................

Đơn vị: ................................................................................................

Ngày bảo vệ: .......................................................................................

Điểm tổng kết: .....................................................................................

Nơi lƣu trữ luận án:..............................................................................

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN



..................................................................................................................................

TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng 06 năm 2016

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



......................................................................................................................................

TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng 06 năm 2016

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

3

MỤC LỤC

NHI Ệ M V Ụ LU ẬN VĂN TỐ T NGHI Ệ P ...........................................................................1

NH Ậ N XÉT C ỦA GIÁO VIÊN HƢỚ NG D Ẫ N ................................................................2

NH Ậ N XÉT C Ủ A GIÁO VIÊN PH Ả N BI Ệ N....................................................................3

M Ụ C L Ụ C ...........................................................................................................................4

DANH M Ụ C HÌNH.............................................................................................................7

DANH M Ụ C B Ả NG ...........................................................................................................9

L ỜI NÓI ĐẦ U...................................................................................................................1 1

CHƢƠNG I - GI Ớ I THI Ệ U T Ổ NG QUÁT CÔNG TRÌNH.............................................1 2

I. Gi ớ i thi ệ u chung v ề sông C ần Thơ ................................................................................1 2

II. Th ự c tr ạ ng, yêu c ầ u xây d ự ng b ờ kè gia c ố b ờ b ả o v ệ b ờ bi ể n ....................................1 3

III. Nhi ệ m v ụ c ủa đề tài lu ận văn ......................................................................................1 3

CHƢƠNG II - CÁC TÀI LI ỆU LÀM CƠ SỞ THI Ế T K Ế ...............................................1 4

I. Tài Li ệu địa hình, đị a ch ấ t..............................................................................................1 4

1. Đặc điểm đị a hình t ự nhiên c ủ a khu v ự c .......................................................................1 4

2. Đặc điểm đị a ch ấ t c ủ a khu v ự c......................................................................................1 4

II. Tài li ệu khí tƣợ ng th ủy văn ...........................................................................................1 6

1. Gió .................................................................................................................................1 6

2. Ch ế độ mƣa ....................................................................................................................1 6

3. Th ủ y h ải văn ..................................................................................................................1 7

III. Phân tích điề u ki ệ n t ự nhiên, đề xu ất phƣơng án thiế t k ế kè.......................................1 7

1. Phân tích điề u ki ệ n t ự nhiên ..........................................................................................1 7

2. Đề xu ất phƣơng án thiế t k ế k è .......................................................................................1 7

CHƢƠNG III - TÍNH TOÁN CHI TI ẾT PHƢƠNG ÁN 1 ..............................................1 9

I. Sơ bộ v ề phƣơng án ........................................................................................................1 9

1. T ổ ng quan v ề công trình................................................................................................1 9

2. Phân c ấ p công trình .......................................................................................................2 0

II. S ố li ệ u tính toán ............................................................................................................2 0

1. S ố li ệ u t ự nhiên..............................................................................................................2 0

2. H ệ s ố vƣợ t t ả i.................................................................................................................2 1

3. V ậ t li ệ u xây d ự ng ..........................................................................................................2 1

III. Thi ế t k ế chi ti ết tƣờ ng ch ắ n .........................................................................................2 2

1. L ự a ch ọn kích thƣớc sơ bộ ............................................................................................2 2

2. Các l ực tác động lên tƣờ ng ch ắ n ...................................................................................2 2

3. Các trƣờ ng h ợ p tính toá n ...............................................................................................2 4

4. Ki ể m tra ổn định tƣờ ng ch ắ n .........................................................................................3 1

5. X ử lý n ề n móng b ằ ng c ọ c Bê Tông c ố t thé p .................................................................4 2

6. Ki ể m tra ổn đị nh công trình b ằ ng ph ầ n m ề m Plaxis. ....................................................5 8

7. Tính toán k ế t c ấu tƣờ ng ch ắ n ........................................................................................7 0

IV. Tính toán chi ti ế t mái taluy .........................................................................................7 9

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

4

1. Sơ bộ v ề công trình mái taluy........................................................................................7 9

2. Tính toán chi ti ế t mái taluy............................................................................................7 9

V. Tính toán chân kè..........................................................................................................9 0

1. Sơ bộ v ề chân kè............................................................................................................9 0

2. Các l ực tác độ ng lên chân kè (tính trên 1m chi ề u dài) ..................................................9 1

3. Ki ể m tra ổn đị n h ............................................................................................................9 2

4. Tính toán k ế t c ấu tƣờ ng chân kè....................................................................................9 4

5. Tính toán đƣờng kính đá gia cố .....................................................................................9 7

VI. Thi ế t k ế các b ộ ph ậ n ph ụ .............................................................................................9 8

1. Lan can b ả o v ệ ...............................................................................................................9 8

2. V ỉ a hè.............................................................................................................................9 9

3. B ậ c thang lên xu ố ng ......................................................................................................9 9

4. B ộ ph ận thoát nƣớ c......................................................................................................1 00

CHƢƠNG IV - TÍNH TOÁN CHI TI ẾT PHƢƠNG ÁN 2 ............................................1 02

I. Sơ bộ v ề phƣơng án ......................................................................................................1 02

1. T ổ ng quan v ề tƣờ ng ch ắ n có c ố t..................................................................................1 02

2. Các lo ạ i c ốt thƣờ ng s ử d ụ ng ở các nƣớ c trên th ế gi ớ i .................................................1 02

3. Ƣu điể m c ủa tƣờ ng ch ắ n có c ố t ...................................................................................1 03

4. Nguyên lý đấ t có c ố t ....................................................................................................1 03

II. Tính toán chi ti ết tƣờ ng ch ắ n có c ố t b ằ ng v ải đị a k ỹ thu ậ t.........................................1 06

1. Yêu c ầ u thi ế t k ế ...........................................................................................................1 06

2. S ố li ệ u tính toá n ...........................................................................................................1 06

3. L ự a ch ọn kích thƣớc sơ bộ ..........................................................................................1 07

4. Các l ực tác động lên tƣờ ng ch ắ n .................................................................................1 08

5. Tinh toán chi ề u dài các l ớ p c ố t....................................................................................1 09

6. Ki ể m tra ổn đị nh công trình.........................................................................................1 11

7. Ki ể m tra ổn đị nh công trình b ằ ng ph ầ n m ề m Geo –Slope ...........................................1 14

III. Thi ế t k ế các công trình ph ụ .......................................................................................1 19

1. D ầ m chân kè, d ầm đỉ nh kè. .........................................................................................1 19

2. Tƣờ ng xây b ằ ng g ạ ch Block........................................................................................1 19

3. Lan can b ả o v ệ .............................................................................................................1 21

4. B ộ ph ậ n thoát nƣớ c......................................................................................................1 22

5. V ỉ a hè...........................................................................................................................1 22

CHƢƠNG V - THI Ế T K Ế THI CÔNG...........................................................................1 23

I. Khái quát chung ...........................................................................................................1 23

1. Đặc điể m công trình và yêu c ầ u thi công xây d ự ng ....................................................1 23

2. Công tác đê quây phụ c v ụ thi công .............................................................................1 23

3. M ặ t b ằ ng thi côn g ........................................................................................................1 25

4. Điện nƣớ c thi công và sinh ho ạ t ..................................................................................1 26

II. Bi ện pháp thi công phƣơng án 1 – Tƣờ ng ch ắ n bê tông k ế t h ợ p mái taluy................1 26

1. Công tác đê quây hố móng ..........................................................................................1 26

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

5

2. Công tác đào móng tƣờ ng ch ắ n, móng chân kè và b ạ t mái taluy................................1 26

3. Thi công xây d ự ng chân kè..........................................................................................1 27

4. Thi công xây d ựng tƣờ ng ch ắ n ....................................................................................1 27

5. Thi công đắp tƣờ ng k è .................................................................................................1 28

6. Thi công mái taluy.......................................................................................................1 29

7. Tháo d ỡ đê quây ..........................................................................................................1 29

8. Thi công r ọ đá ..............................................................................................................1 29

9. Công tác hoàn thi ệ n công trình....................................................................................1 30

III. Bi ện pháp thi công phƣơng án 2 – Tƣờ ng ch ắ n có c ố t..............................................1 30

1. Thi công đê quây hố móng ..........................................................................................1 30

2. Đào đấ t.........................................................................................................................1 30

3. Thi công ph ầ n n ề n móng .............................................................................................1 30

4. Thi công thân tƣờ ng ch ắ n ............................................................................................1 31

5. Hoàn thi ệ n công trình ..................................................................................................1 31

IV. Yêu c ầ u v ề ch ất lƣợ ng v ậ t li ệ u xây d ự n g ..................................................................1 31

1. Cát................................................................................................................................1 31

2. Thé p .............................................................................................................................1 32

3. Xi măng .......................................................................................................................1 32

4. Đá hộ c..........................................................................................................................1 32

5. Đá dăm .........................................................................................................................1 32

6. V ải đị a k ỹ thu ậ t............................................................................................................1 33

7. R ọ đá ............................................................................................................................1 34

8. G ạ ch Block ..................................................................................................................1 35

NH Ậ N XÉT VÀ K Ế T LU Ậ N .........................................................................................1 37

1. Ƣu điể m và khuy ết điể m c ủa tƣờng phƣơng án: .........................................................1 37

2. K ế t lu ậ n........................................................................................................................1 37

TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O ...............................................................................................1 38

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 – Sông C ần Th ơ .....................................................................................................1 2

Hình 2 – V ị trí công trình ..................................................................................................1 3

Hình 3 – Bình đồ c ủ a khu v ự c ...........................................................................................1 4

Hình 4 – M ặ t c ắt đị a ch ấ t tuy ế n P1 ...................................................................................1 6

Hình 5 – Phƣơng án 1 ........................................................................................................1 8

Hình 6 – Phƣơng án 2 ........................................................................................................1 8

Hình 7 – M ặ t c ắt đị a hình b ờ bên trái................................................................................1 9

Hình 8 – Sơ bộ công trình..................................................................................................1 9

Hình 9 – Kích thƣớc sơ bộ tƣờ ng ch ắ n..............................................................................2 2

Hình 10 – Áp lực đất .............................................................................................................

Hình 11 – Áp lực thủy tĩnh....................................................................................................

Hình 12 – Áp lực đẩy nổi ......................................................................................................

Hình 13 – Sơ đồ các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắn trong trƣờ ng h ợ p 1.........................2 5

Hình 14 – Sơ đồ các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắn trong trƣờ ng h ợ p 2.........................2 7

Hình 15 – Sơ đồ các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắn trong trƣờ ng h ợ p 3.........................2 8

Hình 16 – Sơ đồ các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắn trong trƣờ ng h ợ p 4.........................2 9

Hình 17 – Sơ đồ các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắn trong trƣờ ng h ợ p 5.........................3 0

Hình 18 – Các tác d ụ ng ch ố ng l ậ t và gây l ật lên tƣờ ng ch ắ n ............................................3 1

Hình 19 – Các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắ n..................................................................3 7

Hình 20 – B ố trí c ọ c ..........................................................................................................4 5

Hình 21 – Chuy ể n v ị ngang...............................................................................................6 5

Hình 22 – Chuy ể n v ị đứ ng ................................................................................................6 5

Hình 23 – Momen tác d ụ ng lên c ọ c...................................................................................6 6

Hình 24 – B ả ng th ống kê tƣờng đứ ng ...............................................................................6 6

Hình 25 – Bi ểu đồ l ự c c ắ t tác d ụng lên tƣờng đứ ng..........................................................6 7

Hình 26 – Momen tác d ụng lên tƣờng đứ ng......................................................................6 7

Hình 27 – Th ố ng kê n ộ i l ự c b ản đáy Lự c C ắ t b ản đáy ......................................................6 8

Hình 28 – L ự c c ắ t b ản đáy .................................................................................................6 8

Hình 29 – Bi ểu đồ Momen b ản đáy ...................................................................................6 9

Hình 30 – Sơ đồ l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắn trong trƣờ ng h ợ p nguy hi ể m.....................7 0

Hình 31 – K ế t qu ả SAP2000 n ộ i l ực tƣờng đứ ng .............................................................7 1

Hình 32 – Sơ đồ l ự c tác d ụ ng lên b ản đáy .........................................................................7 4

Hình 33 – K ế t qu ả ch ạ y SAP2000 n ộ i l ự c b ản đáy ...........................................................7 4

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

7

Hình 34 – B ố trí c ốt thép tƣờ ng ch ắ n ................................................................................7 8

Hình 35 – C ấ u t ạ o mái taluy...............................................................................................8 9

Hình 36 – K ế t c ấ u chân kè ................................................................................................9 6

Hình 37 – Chi ti ế t tr ụ lan can ............................................................................................9 8

Hình 38 – Chi ti ế t h ệ th ố ng thanh lan can b ả o v ệ .............................................................9 8

Hình 39 – Chi ti ế t b ồ n hoa.................................................................................................9 9

Hình 40 – B ậ c thang lên xu ố ng .......................................................................................1 00

Hình 41 – Chi ti ế t b ờ bo ..................................................................................................1 00

Hình 42 – Chi ti ế t b ộ ph ận thoát nƣớ c ............................................................................1 01

Hình 43 – T ổng quan công trình tƣờ ng ch ắ n có c ố t ........................................................1 06

Hình 44 – Kích thƣớc sơ bộ tƣờ ng ch ắ n có c ố t...............................................................1 07

Hình 45 – Các áp l ự c tác d ụng lên tƣờ ng ch ắ n................................................................1 08

Hình 46 – Các l ự c gây l ậ t và ch ố ng l ậ t tác d ụng lên tƣờ ng ch ắ n ....................................1 13

Hình 47 – K ế t c ấ u d ầ m chân kè.......................................................................................1 19

Hình 48 – K ế t c ấ u d ầm đỉ nh k è .......................................................................................1 19

Hình 49 – Hình dáng g ạ ch Block ....................................................................................1 19

Hình 50 – Chi ti ế t g ạ ch Block .........................................................................................1 20

Hình 51 – Quy cách xây tƣờ ng g ạ ch Block.....................................................................1 20

Hình 52 – Chi ti ế t tr ụ lan can ..........................................................................................1 21

Hình 53 – K ế t c ấ u tr ụ lan can liên k ế t v ớ i d ầm đỉ nh k è ..................................................1 21

Hình 54 – Đê quây hố móng............................................................................................1 24

Hình 55 – T ầ m ho ạt độ ng c ủ a máy xúc bánh xích Hitachi .............................................1 25

Hình 56 – Công tác đê quây hố móng .............................................................................1 26

Hình 57 – Công tác đào đấ t .............................................................................................1 27

Hình 58 – Thi công c ọ c bê tông ......................................................................................1 28

Hình 59 – Thi công đắp tƣờ ng k è ....................................................................................1 29

Hình 60 – Thi công đào đấ t .............................................................................................1 30

Hình 61 – Thi công thân tƣờ ng ch ắ n có c ố t ....................................................................1 31

Hình 62 – Lƣớ i t ấ m bao g ồ m dây vi ền và dây đan .........................................................1 35

Hình 63 – Hình dáng g ạ ch Block ....................................................................................1 35

Hình 64 – Chi ti ế t g ạ ch Block .........................................................................................1 35

Hình 65 – Quy cách xây tƣờ ng g ạ ch Block.....................................................................1 36

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

8

DANH MỤC BẢNG

B ả ng 1 – Th ống kê đị a ch ấ t khu v ự c .................................................................................1 5

B ả ng 2 – S ố li ệu đị a ch ất để tính toán tƣờ ng ch ắ n ............................................................2 0

B ả ng 3 – H ệ s ố vƣợ t t ả i .....................................................................................................2 1

B ả ng 4 – C ấp độ b ề ch ị u nén c ủ a bê tông .........................................................................2 1

B ả ng 5 – Cƣờng độ c ủ a c ố t thép .......................................................................................2 1

B ả ng 6 – Momen ch ố ng l ật trong trƣờ ng h ợ p 1 ................................................................3 2

B ả ng 7 – Momen gây l ật trong trƣờ ng h ợ p 1 ....................................................................3 2

B ả ng 8 – Momen ch ố ng l ật trong trƣờ ng h ợ p 2 ................................................................3 3

B ả ng 9 – Momen gây l ật trong trƣờ ng h ợ p 2 ....................................................................3 3

B ả ng 10 – Momen ch ố ng l ật trong trƣờ ng h ợ p 3 ..............................................................3 4

B ả ng 11 – Momen gây l ật trong trƣờ ng h ợ p 3 ..................................................................3 4

B ả ng 12 – Momen ch ố ng l ật trong trƣờ ng h ợ p 4 ..............................................................3 5

B ả ng 13 – Momen gây l ật trong trƣờ ng h ợ p 4 ..................................................................3 5

B ả ng 14 – Momen ch ố ng l ật trong trƣờ ng h ợ p 5 ..............................................................3 6

B ả ng 15 – Momen gây l ật trong trƣờ ng h ợ p 5 ..................................................................3 6

B ả ng 16 – Tính toán moment t ại đáy móng ......................................................................3 8

B ả ng 17 – Ứ ng su ất đáy móng trong trƣờ ng h ợ p 1 ...........................................................3 8

B ả ng 18 – Tính toán moment t ại đáy móng theo trƣờ ng h ợ p 2 ........................................3 8

B ả ng 19 – Ứ ng su ất đáy móng trong trƣờ ng h ợ p 2 ...........................................................3 8

B ả ng 20 – Tính toán moment t ại đáy móng theo trƣờ ng h ợ p 3 ........................................3 9

B ả ng 21 – Ứ ng su ất đáy móng trong trƣờ ng h ợ p 3 ...........................................................3 9

B ả ng 22 – Tính toán moment t ại đáy móng theo trƣờ ng h ợ p 4 ........................................3 9

B ả ng 23 – Ứ ng su ất đáy móng trong trƣờ ng h ợ p 4 ...........................................................3 9

B ả ng 24 – Tính toán moment t ại đáy móng theo trƣờ ng h ợ p 5 ........................................4 0

B ả ng 25 – Ứ ng su ất đáy móng trong trƣờ ng h ợ p 5 ...........................................................4 0

B ả ng 26 – Tính toán f_sil_i....................................................................................................4 3

B ả ng 27 – Tính toán ứ ng su ấ t h ữ u hi ệ u.............................................................................4 4

B ả ng 28 – Tính toán thành ph ầ n ma sát hông ...................................................................4 4

B ả ng 29 – Bảng tính góc ma sát trong trung bình .............................................................4 6

B ả ng 30 – Xác định trọng lƣợng móng khối quy ƣớ c .......................................................4 7

B ả ng 31 – Sơ bộ kích thƣớ c chân k è .................................................................................9 0

B ả ng 32 – T ổ ng momen ch ố ng l ậ t chân kè .......................................................................9 2

B ả ng 33 – B ả ng h ệ s ố tƣơng tá c ......................................................................................1 10

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

9

B ả ng 34 – K ế t qu ả tính toán chi ề u dài c ố t ......................................................................1 10

B ả ng 35 – K ế t qu ả tính toán t ụ t neo................................................................................1 11

B ả ng 36 – T ổ ng h ợ p các l ự c gây l ậ t ................................................................................1 13

B ả ng 37 – T ổ ng h ợ p các l ự c ch ố ng l ậ t ............................................................................1 13

B ả ng 38 – Tính năng kỹ thu ậ t chính c ủ a v ải đị a k ỹ thu ậ t Polyfield TS60......................1 33

B ả ng 39 – Tính năng kỹ thu ậ t chính c ủ a v ải đị a k ỹ thu ậ t Polyfield TS70......................1 34

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

10

LỜI NÓI ĐẦU

Sau 5 năm học tập tại trƣờng ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, sinh viên phải hoàn thành

tất cả các môn học của chƣơng trình đào tạo và cuối cùng phải hoàn thành môn học Luận Văn

Tốt Nghiệp mới có thể trở thành một ngƣời kỹ sƣ xây dựng công trình thủy lợi.

Môn học luận văn tốt nghiệp là điều kiện bắt buộc để sinh viên tổng hợp kiến thức của

mình để thiết kế công trình thực tế, cụ thể.

Để có thể hoàn thành đƣợc bài Luận văn tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn sự

hƣớng dẫn tận tình của cô Võ Thị Tuyết Giang cũng nhƣ các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật

Tài Nguyên Nƣớc và các giảng viên trong trƣờng Đại Học Bách Khoa TP.HCM đã truyền dạy

cho em các kiến thức khoa học rất quan trọng làm cơ sở nền tảng kiến thức để em thực hiện

luận văn này.

Em xin hứa là sau khi ra trƣờng em sẽ cố gắng trở thành một ngƣời kỹ sƣ – một ngƣời

công dân có ích cho xã hội, và sẽ giúp đỡ những ngƣời khó khăn hơn mình nếu nhƣ em có thể

giúp đƣợc.

Luận văn tốt nghiệp này có rất nhiều nội dung cũng nhƣ rất nhiều kiến thức chuyên sâu,

bản thân em cũng còn ít kinh nghiệm thực tiễn, do đó chắc chắn sẽ có sai sót không mong

muốn. Mong các Thầy, Cô cũng nhƣ các bạn đọc phê bình để em rút đƣợc kinh nghiệm sau

này đi làm trong các công trình thực tế.

TP Hồ Chí Minh 2/06/2016

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Nhật Lai

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

11

CHƢƠNG I - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÔNG TRÌNH

I. Giới thiệu chung về sông Cần Thơ

Cần Thơ là thành phố lớn, hiện đại và phát triển nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, nằm

bên hữu ngạn của sông Hậu, thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, Ngày 24 tháng 6 năm

2009, thành phố Cần Thơ chính thức đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ ra quyết định công nhận là đô

thị loại 1 của Việt Nam thuộc vùng kinh tế trọng điểm của vùng đồng bằng sông Cửu Long và

là vùng kinh tế trọng điểm thứ tƣ của Việt Nam, Cần Thơ là một đô thị sầm uất, với hệ thống

giao thông chằn chịt, có nhiều cửa ngõ, diện mạo đô thị đậm sắc, văn minh, hiện đại. Thành

phố Cần Thơ nằm ở vùng hạ lƣu của Sông Mê Kông và ở vị trí trung tâm đồng bằng châu thổ

Sông Cửu Long, nằm cách thành phố Hồ Chí Minh 169 km, cách thành phố Cà Mau hơn

150 km, cách thành phố Rạch Giá gần 120 km, cách biển khoảng hơn 80 km theo đƣờng nam

sông Hậu. Thành phố Cần Thơ nằm toàn bộ trên đất có nguồn gốc phù sa sông Mê Kông bồi

đắp và đƣợc bồi lắng thƣờng xuyên qua nguồn nƣớc có phù sa của dòng sông Hậu, Địa chất

trong thành phố đƣợc hình thành chủ yếu qua quá trình bồi lắng trầm tích biển và phù sa của

sông Cửu Long.

Thành phố Cần Thơ có Sông Hậu chảy qua với tổng chiều dài là 65 km, trong đó đoạn

qua Cần Thơ có chiều rộng khoảng 1,6 km. Tổng lƣợng phù sa của sông Hậu là 35 triệu

m³/năm, Tại Cần Thơ, lƣu lƣợng cực đại đạt mức 40 000 m³/s. Mùa cạn từ tháng 1 đến tháng

6, thấp nhất là vào tháng 3 và tháng 4. Lƣu lƣợng nƣớc trên sông tại Cần Thơ chỉ còn 2 000

m3/s, Mực nƣớc sông lúc này chỉ cao hơn 48 cm so với mực nƣớc biển,

Sông Cần Thơ bắt nguồn từ khu vực nội đồng tây sông Hậu, đi qua các quận Ô môn,

huyện Phong Điền, quận Cái Răng, quận Ninh Kiều và đổ ra sông Hậu tại bến Ninh Kiều.

Sông Cần Thơ có nƣớc ngọt quanh năm, vừa có tác dụng tƣới nƣớc trong mùa cạn, vừa có tác

dụng tiêu úng trong mùa lũ và có ý nghĩa lớn về giao thông.

Hình 1 – Sông Cần Thơ

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

12

II. Thực trạng, yêu cầu xây dựng bờ kè gia cố bờ bảo vệ bờ biển

Theo nhận định của Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai – Tìm kiến cứu nạn quận Ninh

Kiều, những năm gần đây, tình hình thời tiết, khí tƣợng thủy văn diễn biến bất thƣờng và ngày

càng phức tạp, hiện tƣợng biến đổi khí hậu toàn cầu tác động đến nƣớc ta nói chung và TP Cần

Thơ nói riêng. Các loại thiên tai nhƣ: Mƣa, bão, triều cƣờng, lốc xoáy, lũ... thƣờng diễn biến

phức tạp, gây hậu quả ngày càng nghiêm trọng, khó lƣờng. Mƣa lớn kèm theo lốc xoáy là một

trong những loại thiên tai xuất hiện trên địa bàn quận Ninh Kiều.

Những năm qua, quận Ninh Kiều còn chịu ảnh hƣởng nặng nề do triều cƣờng, với trên 40

tuyến đƣờng bị ngập sâu nhƣ: Đại lộ Hòa Bình, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Trần Văn Hoài, Nguyễn

Văn linh, Ung Văn Khiêm... gây ảnh hƣởng sinh hoạt, đi lại của ngƣời dân. Trên địa bàn quận

xuất hiện nhiều điểm sạt lở, đe dọa tính mạng, nhà cửa của ngƣời dân và các tuyến đƣờng giao

thông. Gần đây, thành phố đã triển khai thực hiện nhiều dự án chỉnh trang, phát triển đô thị,

trong đó có nhiều dự án xây dựng bờ kè góp phần hạn chế sạt lở bờ sông.

III. Nhiệm vụ của đề tài luận văn

Để đảm bảo hai bên bờ sông Cần Thơ đƣợc an toàn, ổn định và tạo không gian sạch đẹp,

thoáng mát, đồng thời cải thiện tình hình lấn chiếm bờ sông, UBND tỉnh Cần Thơ triển khai

làm bờ kè dọc hai bên bờ sông Cần Thơ. Nhiệm vụ của luận văn là thiết kế bờ kè gia cố dài

908m cho 2 đoạn bờ sông Cần Thơ:

+ Đoạn 1: Bắt đầu từ cầu Cái Sơn đến kè Chợ An Bình

+ Đoạn 2: Bắt đầu từ cầu Cái Răng đến rạch Đầu Sấu.

Hình 2 – Vị trí công trình

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

13

CHƢƠNG II - CÁC TÀI LIỆU LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ

I. Tài Liệu địa hình, địa chất

1. Đặc điểm địa hình tự nhiên của khu vực

Dọc bờ phải sông Cần Thơ có địa hình tƣơng đối thấp. Cao độ trung bình của các tuyến

đƣờng chạy dọc bờ sông khoảng +2m (hệ cao độ Hòn Dấu). Cao độ đáy sông có những vị trí

rất sâu, có nơi sâu đến –26m. Đƣờng bờ sông có sự biến đổi về cao độ rất lớn và không đồng

đều giữa các khu vực.

Đoạn bờ sông từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu, mái bờ sông rất dốc.

Đoạn thƣợng lƣu rạch Đầu Sấu đến kè Ban chỉ huy quân sự Thành phố Cần Thơ mái bờ

sông tƣơng đối thoải, hệ số mái dốc trung bình biến đổi từ m = 5÷10

Đoạn bờ sông từ kè Ninh Kiều đến giáp tuyến kè của Ban chỉ huy quân sự thành phố có

địa hình đƣờng bờ rất dốc, mái tự nhiên bờ sông m = 2÷5

2. Đặc điểm địa chất của khu vực

Hình 3 – Bình đồ của khu vực

Theo tài liệu địa chất dọc bờ sông Cần Thơ, của Viện khoa học thủy lợi miền Nam khảo

sát vào tháng 7 năm 2006.

Lớp 1: Bùn sét màu xám xanh, xám đen, xen kẹp lớp cát mỏng và đôi chỗ có lẫn thực vật

phân huỷ hoàn toàn.

Lớp 2: Sét màu xám nâu vàng, loang lỗ xám xanh, xám đen, trạng thái dẻo cứng đến nửa

cứng.

Lớp 3: Sét pha cát, màu vàng nâu, loang lỗ xám đen, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng.

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

14

Bảng 1 – Thống kê địa chất khu vực

Lớp 1

Lớp 2

Sét

Lớp 3

Sét pha

Chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Bùn sét

1. Thành phần hạt:

Hàm lượng hạt sạn

Hàm lượng hạt cát

Hàm lượng hạt bụi

Hàm lượng hạt sét

2. Độ ẩm tự nhiên:

3. Dung trọng tự nhiên:

Tiêu chuẩn

P%

W

%

0.00

19.4

33.9

46.7

62.26

0.00

11.0

34.5

54.5

31.75

0.00

37.4

35.3

27.3

27.90

g/cm³

1.581

1.573

1.568

1.609

0.97

1.840

1.835

1.831

1.879

1.40

1.905

1.895

1.888

1.934

1.49

tc

_W

tt

Tính toán

_WII

tt

_WI

4. Dung trọng bão hoà:

5. Dung trọng khô:

6. Tỉ trọng:

_bh

_c

2.63

2.69

2.68



7. Độ rỗng:

n

%

63.0

48.2

44.4

8. Hệ số rỗng:

9. Độ bão hoà:

10. Giới hạn chảy

11. Giới hạn dẻo

12. Chỉ số dẻo

13. Độ sệt:

e

1.702

96.3

0.929

92.1

0.799

93.5

G

%

W_L

W_P

I_P

48.27

29.69

18.58

1.75

47.51

25.14

22.37

0.29

32.84

20.12

12.72

0.61

B

14. Góc ma sát trong:

Tiêu chuẩn

độ

04^o56’

04^o31’

04^o17’

14^o28’

14^o04’

13^o50’

17^o03’

16^o41’

16^o28’

^tc

tt

Tính toán

_II

_I^tt

15. Lực dính:

Tiêu chuẩn

Tính toán

C^tc

kG/cm²

cm²/kG

cm/s

0.053

0.049

0.209

0.201

0.159

0.151

tt

C_II

C_I^tt

a_P1

a_P2

a_P3

a_P4

a_P5

K

0.047

0.196

0.147

16. Hệ số nén lún:

0.482

0.057

0.044

0.372

0.045

0.033

0.200

0.025

0.017

0.108

0.013

0.010

0.057

0.006

0.004

17. Hệ số thấm:

9.79E–06

1.22E–06

1.65E–05

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

15

Hình 4 – Mặt cắt địa chất tuyến P1

II. Tài liệu khí tƣợng thủy văn

1. Gió

– Có 3 hƣớng gió thịnh hành trong năm:

+ Từ tháng 11 đến tháng 12 hƣớng gió thịnh hành, hƣớng Đông–Bắc, gây khô và lạnh.

+ Từ tháng 02 đến tháng 06 gió Đông–Nam thịnh hành, gây khô và nóng, nhiệt độ không

khí tăng, độ ẩm giảm.

+ Từ tháng 06 đến tháng 11 gió Tây–Nam thổi từ biển vào mang nhiều hơi nƣớc gây mƣa

nhiều và thƣờng có lốc xoáy, gây thiệt hại ở nhiều nơi trong thành phố Cần Thơ nhƣng mức độ

không lớn.

– Tốc độ gió trung bình: 1,8m/s

– Tốc độ gió mạnh nhất: 31m/s

2. Chế độ mưa

Chế độ mƣa phân bố theo mùa rõ rệt. Mùa mƣa bắt đầu từ tháng 05 và kết thúc vào cuối

tháng 11, chiếm 95% lƣợng mƣa cả năm. Mùa khô từ tháng 12 đến đầu tháng 05 năm sau,

lƣợng mƣa không đáng kể. Số ngày mƣa trung bình trong năm là 189 ngày.

– Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm:

– Lƣợng mƣa năm lớn nhất:

– Lƣợng mƣa năm nhỏ nhất:

– Lƣợng mƣa ngày lớn nhất:

1629mm

2304mm

1115mm

179,9mm

– Lƣợng mƣa liên tục một đợt lớn nhất: 90.5mm

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

16

3. Thủy hải văn

Khu vực tuyến kè nằm trên sông Cần Thơ, chịu ảnh hƣởng lớn của triều biển Đông, thuộc

chế độ bán nhật triều không đều, một ngày thƣờng có 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống.

Biên độ thủy triều lớn nhất giao động trong khoảng từ 3.0 – 3.5m

Mực nƣớc cao thiết kế là:

H1%= +1.95m.

Mực nƣớc ứng với tần suất 95% là: H95% = – 0.80m.

Mực nƣớc ứng với tần suất 50% là: H50% = +0.52m (hệ cao độ Hòn Dấu)

III. Phân tích điều kiện tự nhiên, đề xuất phƣơng án thiết kế kè

1. Phân tích điều kiện tự nhiên

Phân tích bình đồ ta thấy địa hình bờ sông từ đoạn cầu Cái Sơn đến đoạn kè có sẵn và

đoạn từ gốc tim 800 đến cuối tuyến kè có địa hình tƣơng đối thoải hơn so với đoạn từ cầu Cái

răng đến gốc tim 800.

Hai đoạn ngã ba sông (sông Cần Thơ – Rạch Cái Sơn và Sông Cần Thơ – Rạch Đầu Sấu)

có sự thay đổi dòng chảy, tốc độ dòng chảy sẽ tăng làm cho 2 đoạn bờ này dễ bị sói lở.

Đoạn từ cầu Cái Răng đến gốc tim 800 bờ sông rất dốc, đoạn bờ này lại tƣơng đổn định.

2. Đề xuất phương án thiết kế kè

– Phương án 1: Kè bê tông

+ Tƣờng chắn bằng bê tông cốt thép

+ Mái taluy bằng bê tông đổ tại chỗ

+ Chân kè bằng bê tông cốt thép.

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

17

Hình 5 – Phương án 1

– Phương án 2: Sử dụng tƣờng chắn đất có cốt bằng vải địa kỹ thuật.

Hình 6 – Phương án 2

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

18

CHƢƠNG III - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƢƠNG ÁN 1

I. Sơ bộ về phƣơng án

1. Tổng quan về công trình

Mặt cắt địa chất phần bờ bên trái tại vị trí có lòng sông sâu nhất:

Hình 7 – Mặt cắt địa hình bờ bên trái

Từ vị trí địa hình, và cao trình mực nƣớc thiết kế là +1.95m ta đặt chân tƣờng chắn tại vị

trí cao trình +0, chọn chiều cao tƣờng là 2.5m. Sử dụng cát đầm chặt để san lấp trong quá trình

xây dựng.

Hình 8 – Sơ bộ công trình

- Chiều dài tuyến chỉnh trị là 908m cho 2 đoạn bờ sông Cần Thơ:

+ Đoạn 1: Bắt đầu từ cầu Cái Sơn đến kè Chợ An Bình

+ Đoạn 2: Bắt đầu từ cầu Cái Răng đến rạch Đầu Sấu.

- Công trình đƣợc chia làm 3 phần:

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

19

+ Đỉnh kè: Đỉnh kè là dạng tƣờng chắn đất trọng lực bằng bê tông cốt thép, đƣợc xây

dựng trên nền cọc bằng bê tông cốt thép. Sau khi xây dựng, dùng cát để san lấp và đầm chặt.

Bên trên đỉnh kè có gắn lan can bằng thép để bảo hộ, nền đƣợc lát gạch để làm vỉa hè đi bộ, kết

hợp trồng cây xanh để tạo không gian vui chơi, giải trí cho ngƣời dân, đồng thời ngăn cả việc

sử dụng lấn chiếm bờ sông để xây dựng công trình dân dụng.

+ Thân kè: là mái taluy với mái dốc m = 2.5. Sử dụng cát để san lấp tạo mặt bằng, sau đó

lót lớp vải địa kỹ thuật để ngăn cản dòng thấm mang đất cát ra sông đồng thời gia tăng độ bền

cho nền. Sau lớp vải địa kỹ thuật lóp một lớp đá dăm sau đó đổ bê tông tại chỗ để làm lớp bảo

vệ ngoài cùng.

+ Chân khay: đƣợc thiết kế tƣơng tự dạng tƣờng chắn nhỏ, đƣợc nối liền với phần thân

kè. Sử dụng rọ đá để gia cố phần chân khay.

2. Phân cấp công trình

Công trình đƣợc đặt trên nền đất bùn sét, thuộc vào nhóm đết nền B, chiều cao toàn bộ

công trình H < 8m, do đó công trình thuộc cấp IV .

(Theo QCVN 04–05: 2011/BNNPTNT)

II. Số liệu tính toán

1. Số liệu tự nhiên

Bảng 2 – Số liệu địa chất để tính toán tường chắn

SỐ LIỆU TỰ NHIÊN

KÝ HIỆU ĐƠN VỊ

Lớp 1: Bùn sét

1. Thủy văn

Mực nƣớc thiết kế

Mực nƣớc thấp nhất

Trọng lƣợng riêng của nƣớc

2. Đất nền

MNTK

MNTN

_n

m

T/m³

+1.95

–0.8

1

Dung trọng tự nhiên

Dung trọng bão hoà

Góc ma sát trong

T/m³

độ

1.568

1.609

04^o17’

0.47

₁

_1bh

₁

Lực dính

C₁

T/m²

3. Đất đắp (cát)

Dung trọng

T/m³

độ

T/m²

T/m³

T/m²

1.6

30

0

_cát

_cat

C_cat

_bt

Góc ma sát trong

Lực dính

4. Trọng lƣợng riêng của Bê tông

5. Hoạt tải (xe đào trong thi công)

2.5

2

q

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

20