Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt đê chống lũ và giao thông trong xây dựng công trình thủy

• Tác giả: Đặng Công Hưởng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hữu H
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Kết Cấu Mặt Đê Chống Lũ Và Giao Thông Trong Xây Dựng Công Trình Thủy
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ SÔNG KẾT HỢP GIAO THÔNG
• 1.1. Quá trình hình thành và phát triển hệ thống đê sông
• 1.2. Đặc điểm thủy văn, sông ngòi và địa chất công trình
• 1.3. Quy định về tiêu chuẩn phòng lũ đối với các tuyến đê sông tỉnh Bắc Ninh
• 1.4. Cao trình đỉnh đê hiện trạng các tuyến đê sông tỉnh Bắc Ninh
• 1.5. Quy hoạch hệ thống đê sông kết hợp làm đường giao thông tỉnh Bắc Ninh
• 1.6. Các nghiên cứu ở trong và ngoài nước về đê kết hợp giao thông
• 1.6.1. Nghiên cứu ở trong nước
• 1.6.2. Nghiên cứu của nước ngoài
• 1.7. Sử dụng chất kết dính để gia cố đất trên thế giới và Việt Nam
• 1.7.1. Nghiên cứu, sử dụng xi măng gia cố đất trên thế giới
• 1.7.2. Nghiên cứu, sử dụng xi măng gia cố đất ở Việt Nam
• 1.8. Những vấn đề đặt ra cho nghiên cứu đê kết hợp giao thông
• 1.9. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ CẢI THIỆN ĐẤT THÂN ĐÊ ĐẢM BẢO YÊU CẦU CHỐNG LŨ VÀ KẾT HỢP GIAO THÔNG
• 2.1. Các giải pháp gia cố đất hiện nay
• 2.1.1. Giải pháp thay thế nền
• 2.1.2. Các giải pháp cơ học
• 2.1.3. Các giải pháp hóa học
• 2.1.4. Các phương pháp vật lý gia cố đất
• 2.1.5. Các giải pháp thủy lực học
• 2.2. Cơ sở khoa học lựa chọn cấp phối và vật liệu gia cố đất thân đê
• 2.2.1. Lý thuyết đường cong cấp phối
• 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu và đánh giá chất lượng mẫu gia cố
• 2.2.3. Nghiên cứu sử dụng xỉ măng kết hợp tro bay để gia cố đất
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ ĐÊ KẾT HỢP LÀM ĐƯỜNG GIAO THÔNG
• 3.1. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng
• 3.1.1. Vật liệu và thành phần của lớp đất thân đê
• 3.1.2. Kết quả thí nghiệm trong phòng và phân tích lớp đất thân đê
• 3.1.3. Vật liệu và thành phần của cấp phối đá dăm gia cố
• 3.1.4. Kết quả thực nghiệm trong phòng và phân tích cấp phối đá dăm gia cố
• 3.2. Nghiên cứu thực nghiệm ngoài hiện trường
• 3.2.1. Nghiên cứu thực nghiệm gia cố lớp đất thân đê
• 3.2.2. Thí nghiệm hiện trường xác định hệ số
• 3.2.3. Kết quả thực nghiệm hiện trường lớp cấp phối đá dăm gia cố tro bay và xỉ măng
• 3.3. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO ĐÊ HỮU ĐUỐNG, TỈNH BẮC NINH
• 4.1. Giới thiệu đoạn đê hữu Đuống từ Km21+600 đến Km31+500
• 4.2. Áp dụng kết quả nghiên cứu cho đê hữu Đuống, Bắc Ninh
• 4.3. Kiểm tra lại sự phù hợp của kết cấu đê xuất theo quyết định 3230/QĐ-BGTVT
• 4.3.1. Toán modal đàn hồi chung E của nền đất và của mô hình dữ liệu hạt
• 4.3.2. Tính độ cứng tương đối của kết cấu R ut
• 4.3.3. Tính ứng suất do tải trọng trục xe gây ra
• 4.3.4. Tính ứng suất kéo uốn do gradient nhiệt độ gây ra
• 4.3.5. Kiểm tra các điều kiện tới hạn
• 4.4. Phân tích ổn định đê với kết cấu truyền thống và kết cấu đê xuất
• 4.4.1. Phân tích ổn định đê với kết cấu truyền thống
• 4.4.2. Phân tích ổn định đê với kết cấu đê xuất
• 4.4.3. So sánh kết quả tính toán giữa hai loại mặt cắt
• 4.5. So sánh chi phí xây dựng giữa hai phương án
• 4.6. Công tác tổ chức thi công lớp đất thân đê gia cố làm nền thượng trong kết cấu áo mặt đường đê
• 4.6.1. Công tác chuẩn bị
• 4.6.2. Công tác tổ chức thi công lớp đất gia cố tro bay và xi măng
• 4.6.3. Nghiệm thu lớp đất gia cố
• 4.7. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH BÁO CÁO CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG VÀ THỰC NGHIỆM NGOÀI HIỆN TRƯỜNG ĐÊ HỮU ĐUỐNG, TỈNH BẮC NINH
• PHỤ LỤC 2: PHỤ LỤC TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH XÂY DỰNG 1KM ĐÊ CỦA PHƯƠNG ÁN TRUYỀN THỐNG (PA1) VÀ PHƯƠNG ÁN ĐÊ XUẤT (PA2)

Tóm tắt

I. Giới thiệu về kết cấu mặt đê và vai trò của nó trong chống lũ và giao thông

Kết cấu mặt đê là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các khu vực ven sông, đặc biệt trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Đê không chỉ có chức năng chống lũ mà còn đóng vai trò là đường giao thông, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa và di chuyển của người dân. Việc nghiên cứu kết cấu mặt đê giúp hiểu rõ hơn về khả năng chịu lực, khả năng chống thấm và khả năng tương tác với môi trường xung quanh. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc thiết kế kết cấu mặt đê phải đảm bảo không chỉ tính bền vững mà còn phải tối ưu hóa chi phí và thời gian thi công. Do đó, việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật xây dựng tiên tiến là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả của hệ thống đê sông.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Đề tài này được hình thành từ thực tiễn xây dựng và cải tạo hệ thống đê sông ở Việt Nam, đặc biệt là ở tỉnh Bắc Ninh. Với tình hình biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, việc đảm bảo an toàn cho các khu vực ven sông là vô cùng cần thiết. Hệ thống đê sông không chỉ phục vụ cho mục đích chống lũ mà còn cần phải kết hợp với các tuyến giao thông để nâng cao hiệu quả sử dụng đất và phát triển kinh tế. Do đó, nghiên cứu về kết cấu mặt đê nhằm đáp ứng yêu cầu này là rất quan trọng. Đặc biệt, việc sử dụng tro bay trong cải tạo kết cấu mặt đê sẽ giúp tối ưu hóa chi phí và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

II. Cơ sở lý thuyết về kết cấu mặt đê và các yếu tố ảnh hưởng

Kết cấu mặt đê được thiết kế dựa trên nhiều yếu tố như tải trọng, khả năng chịu lực của đất nền, và tính chất của vật liệu xây dựng. Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống lũ và an toàn giao thông. Việc phân tích tính toán kết cấu là rất quan trọng để đảm bảo rằng mặt đê có thể chịu được các tác động từ môi trường như lũ lụt, áp lực nước và tải trọng từ phương tiện giao thông. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phân tích các phương pháp tính toán hiện có và đánh giá tính hiệu quả của chúng trong thực tế. Những nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc không tính toán chính xác có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng, bao gồm cả sự sụp đổ của đê và thiệt hại cho các khu vực xung quanh.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết cấu mặt đê

Các yếu tố ảnh hưởng đến kết cấu mặt đê bao gồm tải trọng từ phương tiện giao thông, áp lực nước, và tính chất của đất nền. Tải trọng từ phương tiện giao thông có thể gây ra biến dạng và lún cho mặt đê, trong khi áp lực nước có thể làm tăng nguy cơ sạt lở. Ngoài ra, tính chất của đất nền cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng chịu lực của mặt đê. Việc sử dụng các vật liệu gia cố như xi măng và tro bay có thể cải thiện đáng kể tính chất cơ lý của đất nền, từ đó nâng cao khả năng chịu tải và độ ổn định của mặt đê.

III. Phân tích và đánh giá thực trạng kết cấu mặt đê tại Bắc Ninh

Thực trạng kết cấu mặt đê tại tỉnh Bắc Ninh cho thấy nhiều vấn đề cần được khắc phục. Nhiều đoạn đê đã bị xuống cấp, không còn đảm bảo khả năng chống lũ và an toàn giao thông. Việc thiếu các tiêu chuẩn kỹ thuật cụ thể trong thiết kế và thi công đã dẫn đến tình trạng này. Nghiên cứu sẽ tiến hành phân tích các đoạn đê hiện hữu, đánh giá khả năng chịu lực và độ ổn định của chúng dưới tác động của tải trọng và áp lực nước. Kết quả phân tích sẽ cung cấp thông tin cần thiết để đề xuất các biện pháp cải tạo và nâng cấp hệ thống đê sông tại địa phương.

3.1. Đánh giá hiện trạng kết cấu mặt đê

Đánh giá hiện trạng kết cấu mặt đê tại Bắc Ninh cho thấy nhiều đoạn đê đã bị hư hỏng, không đáp ứng được yêu cầu chống lũ và giao thông. Một số đoạn đê có dấu hiệu lún, nứt và sạt lở, gây nguy hiểm cho người dân sống trong khu vực. Việc không có các biện pháp bảo trì định kỳ đã dẫn đến tình trạng xuống cấp nghiêm trọng. Nghiên cứu này sẽ đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện kết cấu mặt đê, bao gồm việc sử dụng vật liệu gia cố và áp dụng các công nghệ mới trong thi công.