Nghiên cứu đánh giá hiệu quả sử dụng cọc đất gia cố xi măng cho khu dân cư an phú giang thuộc huyện châu thành, tỉnh tiền giang luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Tính độ lún của nền đường sau khi xử lý bằng cọc đất gia cố xi măng trên cơ sở các kết quả thí nghiệm hiện trường .... Vùng đồng bằng Sông Cửu Long nói chung và tỉnh Tiền Giang nói riêng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

Tôi xin cam đoan: Luận văn đề tài “Nghiên cứu hiệu quả sử dụng cọc đất gia cố

xi măng cho khu dân cư an phú giang thuộc huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang” là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện Dưới sự hướng dẫn nhiệt tình khoa học của PGS Nguyễn Văn Hùng - Bộ môn Đường bộ-Đường sắt, Trường Đại học Giao thông Vận tải – Phân hiệu tại TP Hồ Chí Minh và sự giúp đỡ không nhỏ từ phía Công

ty Cổ Phần đầu tư xây dựng kiểm định Hậu Giang – Phòng thí nghiệm kiểm định LAS-XD 650

Các số liệu, kết quả sử dụng phân tích nêu trong luận văn là trung thực, khách quan, có nguồn gốc rõ ràng và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào

Để hoàn thành luận văn này, một số kết quả trích dẫn được tham khảo các tư liệu, giáo trình và đề tài nghiên cứu đã được công bố của các nhà khoa học trong và ngoài nước

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020

Học viên

Trần Quốc Hoàn

Để thực hiện và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, em đã nhận được

sự hỗ trợ, giúp đỡ của cơ quan, tập thể và cá nhân Nghiên cứu khoa học được hoàn thành dựa trên sự tham khảo, học tập kinh nghiệm từ các kết quả nghiên cứu liên quan, sách báo chuyên ngành của nhiều tác giả ở các trường Đại học, các tổ chức nghiên cứu

Sự giúp đỡ, tạo điều kiện về vật chất và tinh thần từ phía gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp

Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy PGS Nguyễn Văn Hùng - Bộ môn

Đường bộ-Đường sắt, Trường Đại học Giao thông Vận tải – Phân hiệu tại TP Hồ Chí Minh – Phân hiệu tại TP Hồ Chí Minh, người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã luôn dành nhiều thời gian, công sức, tận tình chỉ bảo hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện ngiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này

Em xin trân trọng cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải, quí Thầy, Cô giáo công tác trong trường đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu, giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo và tập thể Công ty Cổ Phần đầu tư xây dựng kiểm định Hậu Giang – Phòng thí nghiệm kiểm định LAS-XD 650 đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn khích lệ, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học

Mặc dù có nhiều cố gắng để hoàn thành luận văn với kết quả tốt nhất nhưng năng lực bản thân còn hạn chế, vì vậy trong đề tài nghiên cứu khoa học này không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Quý thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp để đề tài nghiên cứu của em được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020

Học viên

Trần Quốc Hoàn

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VI

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CỦA DỰ ÁN KHU DÂN CƯ "AN PHÚ GIANG" THUỘC HUYỆN CHÂU THÀNH, TỈNH TIỀN GIANG 3

1.1 Giới thiệu chung về công trình 3

1.1.1 Tên dự án và chủ đầu tư [2] 3

1.1.2 Qui mô công trình [2] 3

1.1.3 Áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế: [2] 5

1.1.4 Giải pháp thiết kế chủ yếu của gói thầu: [2] 5

1.1.5 Điều kiện địa hình [1] 7

1.1.6 Công trình kỹ thuật [1] 7

1.1.7 Địa chất [1] 7

1.1.8 Nước [1] 9

1.1.9 Khí hậu [1] 10

1.1.10 Các đặc điểm khí tượng [1] 10

1.1.11 Điều kiện thủy văn [2] 16

1.2 Phân tích lựa chọn các phương án xử lý nền đất yếu của dự án khu dân cư ”An Phú Giang” thuộc huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang [14] 23

1.2.1 Các biện pháp xử lý đất yếu 23

1.2.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng 24

1.2.2.1 Phương pháp xử lý nến đất yếu bằng cọc cát 24

1.2.2.2 phương pháp xử lý đất yếu bằng cọc đất gia cố vôi và cọc đất gia cố ximăng 24

1.2.2.3 Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát 25

1.2.2.4 Phương pháp đắp bệ phản áp 26

1.2.2.5 Phương pháp đầm chặt lớp đất mặt 26

1.2.2.7 Phương pháp sử dụng vải, lưới địa kỹ thuật 27

1.2.2.8 Phương pháp vải, lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ cọc đất gia cố xi măng, cọc đất gia cố vôi,… 28

1.2.2.9 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm 29

1.3 Kết luận chương 1 33

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 34

2.1 Giới thiệu chung về cọc xi măng đất gia cố xi măng và ứng dụng của cọc xi măng đất gia cố xi măng trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng 34

2.1.1 Giới thiệu chung 34

2.1.2 Ứng dụng trên thế giới [11] 34

2.1.3 Ứng dụng tại Việt Nam [11] 37

2.2 Cơ sở lý thuyết của cọc đất gia cố xi măng [11] 39

2.3 Phương pháp tính toán cọc đất gia cố xi măng theo tiêu chuẩn TCVN-9403:2012 “Gia cố nền đất yếu - phương pháp trụ đất xi măng” [14] 40

2.4 Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng [14] 41

2.4.1 Khái quát 41

2.4.2 Công nghệ thi công trộn ướt 44

2.5 So sánh công nghệ châu Âu và Nhật Bản [14] 47

2.5.1 Công nghệ châu Âu 47

2.5.2 Công nghệ Nhật Bản 47

2.5.3 So sánh công nghệ trộn và đặc tính kỹ thuật 48

2.5.4 Một số hình ảnh thiết bị 49

2.6 Máy trộn do Việt Nam sản xuất [15] 50

2.7 Tổ chức thi công cọc xi măng đất: quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 385:2006 “Phương pháp gia cố nền bằng trụ đất xi măng” 51

2.7.1 Trình tự thi công xử lý nền bằng cọc xi măng đất 51

2.7.2 Kiểm soát chất lượng lớp đệm gia cố xi măng 52

2.7.3 Kiểm soát chất lượng thi công cọc xi măng đất 52

2.7.5 Một số lưu ý trong quá trình thi công 57

2.8 Thí nghiệm cọc đất ximăng 57

2.8.1 Thí nghiệm trong phòng 57

2.8.2 Thí nghiệm hiện trường 59

2.8.3 Tương quan giữa cường độ mẫu thí nghiệm trong phòng và cường độ mẫu thí nghiệm ngoài hiện trường 61

2.9 Ảnh hưởng của chiều sâu, khoảng cách, hàm lượng xi măng và tỉ lệ N/X đến cọc đất gia cố xi măng 62

2.10 Kết luận chương 2 62

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG CHO DỰ ÁN KHU DÂN CƯ "AN PHÚ GIANG" THUỘC XÃ TAM HIỆP, HUYỆN CHÂU THÀNH, TỈNH TIỀN GIANG 63

3.1 Phân tích kết quả thí nghiệm thực tế của dự án (Khoan lấy lõi cọc đất gia cố xi măng đã thi công và tiến hành thí nghiệm nén nở hông) 63

3.2 Phân tích kết quả thí nghiệm thực tế của dự án (thí nghiệm bàn nén hiện trường) 65

3.3 Phân tích ứng suất trong cọc thay đổi theo chiều sâu để giảm hàm lượng xi măng theo chiều sâu 68

3.4 Tính độ lún của nền đường sau khi xử lý bằng cọc đất gia cố xi măng trên cơ sở các kết quả thí nghiệm hiện trường 69

3.5 Phương án kiến nghị của tác giả khi lựa chọn lại các thông số thiết kế từ các kết quả thí nghiệm thực tế hiện trường nhằm đạt hiệu quả cao hơn về kinh tế 69

3.6 Kết luận chương 3 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

Hình 1 1 Bình đồ tổng thể vị trí công trình 3

Hình 1 12 Bình đồ phạm vi xử lý nền bằng cọc xi măng đất tại cầu Kênh Ngang 4

Hình 1 2 Mặt cắt ngang dự án 6

Hình 1 3 Địa chất khu vực dự án Khu dân cư An Phú Giang 8

Hình 1 4 Lượng mưa trung bình tháng trên khu vực Tiền Giang 12

Hình 1 5 Bản đồ phân bố lượng mưa trung bình năm (mm) 14

Hình 1 6 Biến trình lưu lượng TB tháng (m3/s) trên sông Tiền 17

Hình 1 7 Mực nước biển dâng tại Tiền Giang ứng với các kịch bản: 0,65m, 0,75m và 1,00m 19

Hình 1 8 Đường tần suất mực nước cao năm thiết kế tại trạm Thủy văn sông Tiền 22

Hình 1 9 Đường tần suất mực nước thấp năm thiết kế tại trạm Thủy văn sông Tiền 22

Hình 2 1 Sơ đồ bố trí cọc đất gia cố xi măng 40

Hình 2 2 Sơ đồ mô tả quá trình khoan phun 42

Hình 2 3 Sơ đồ thi công trộn ướt 44

Hình 2 4 Dây chuyền khoan phun áp lực cao (Kplalc) 44

Hình 2 5 Sơ đồ công đơn pha S 45

Hình 2 6 Sơ đồ công hai pha D 45

Hình 2 7 Sơ đồ công ba pha T 46

Hình 2 8 Thiết bị thi công theo công nghệ trộn ướt 47

Hình 2 11 Máy KOBELCO CONSTRK)fIAk Co.,ltd (Nhật Bản) 49

Hình 2 12 Trạm trộn SANWA KlZAIC và máy khoan KOBELCO CONSTRK (Nhật Bản) 49

Hình 2 13 Thiết bị điều khiển và định lượng xi măng do Trung tâm Công nghệ Máy xây dựng và Cơ khí chế tạo 51

Hình 2 15 Mẫu cọc khoan thí nghiệm 54

Hình 2 16 Đường cong phân bố thông thường 55

Hình 2 17 Sơ đồ thí nghiệm tĩnh tải 56

Hình 2 18 Đồ thị quan hệ giữa cường độ nén đơn trung bình với hàm lượng ximăng tại 7, 14, 28 ngày tuổi 58

Hình 2 19 Đồ thị quan hệ giữa cường độ nén đơn trung bình với các hàm lượng ximăng 59

Hình 2 20 Thí nghiệm nén ngang 60

Hình 2 21 Thí nghiệm nén tĩnh trụ đơn 60

Hình 2 22 Quan hệ cường độ hiện trường và trong phòng (Sakai, 1996) 62

Hình 3 1 Quá trình khoan lõi lấy mẫu cọc đât gia cố xi măng tại công trường 63 Hình 3 2 Hình ảnh mẫu đất gia cố xi măng 64

Hình 3 3 Hình ảnh mẫu khoan được gia công và thí nghiệm nén nở hông 64

Hình 3 4 Hình ảnh gắn thiết bị thí nghiệm nén hiện trường 65

Hình 3 5 Kích thủy lực thí nghiệm tấm nén hiện trường 66

Hình 3 6 Biểu đồ ứng suất trong cọc CMD theo chiều sâu 68

Hình 3 7 Mô hình 3D PA1 70

Hình 3 8 Mô hình bài toán PA1 70

Hình 3 9 Mô hình 3D PA2 71

Hình 3 10 Mô hình bài toán PA2 72

Hình 3 11 Mô hình 3D PA3 73

Hình 3 12 Mô hình bài toán PA3 73

Hình 3 13 Mô hình 3D PA4 74

Hình 3 14 Mô hình bài toán PA4 75

Hình 3 15 Mô hình 3d PA5 76

Hình 3 16 Mô hình bài toán PA5 76

Bảng 1 1 Số giờ nắng trung bình tại trạm khí tượng thủy văn Tiền Giang 10

Bảng 1 2 Độ ẩm tương đối (%) tháng và năm trạm khí tượng thủy văn Tiền Giang 11

Bảng 1 3 Nhiệt độ không khí (C) tháng và năm tại trạm khí tượng thủy văn Tiền Giang 11

Bảng 1 4 Lượng mưa (mm) và số ngày mưa trạm khí tượng 15

Bảng 1 5 Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) theo các tần suất thiết kế 15

Bảng 1 6 Các đặc trưng gió khu vực 15

Bảng 1 7 Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999 (Bộ TN&MT) 19 Bảng 1 8 Chuỗi số liệu mực nước lớn nhất năm tại trạm Thủy văn sông Tiền 20 Bảng 1 9 Chuỗi số liệu mực nước thấp nhất năm tại trạm Thủy văn sông Tiền 21

Bảng 1 10 Kết quả mực nước cao ứng với các tần suất thiết kế tại trạm Thủy văn sông Tiền 23

Bảng 1 11 Kết quả mực nước thấp ứng với các tần suất thiết kế tại trạm Thủy văn sông Tiền 23

Bảng 2 1 Công nghệ trộn ướt châu Âu và Nhật Bản 48

Bảng 2 2 Đặc tính kỹ thuật công nghệ trộn ướt châu Âu và Nhật Bản 48

Bảng 2 3 Các hạng mục cần kiểm tra chất lượng 53

Bảng 3 1 Bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm bàn nén hiện trường 66

Bảng 3 2 Bảng tổng hợp so sánh các kết quả tính toán 77

Bảng 3 3.Bảng so sánh giá trị kinh tế của ba phương án thay đổi so với thiết kế 78

TCVN : TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCXDVN : TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết nghiên cứu đề tài

Tiền Giang là một tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, Phía Bắc giáp tỉnh Long An, phía Tây giáp tỉnh Đồng Tháp, phía Nam giáp tỉnh Bến Tre

và tỉnh Vĩnh Long, phía Đông Bắc giáp Thành phố Hồ Chí Minh, phía Đông Nam giáp Biển Đông Năm 2005 được Thủ tướng Chính phủ quyết định cho tham gia vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và Tỉnh Tiền Giang sớm nhận thức được vai trò quan trọng liên kết chuỗi giá trị lớn, không chỉ chú trọng phát triển các ngành công nghiệp, chế biến mà còn chú trọng phát triển đô thị thông minh, các khu dân cư hiện đại để đáp ứng nhu cầu cho công nhân, chuyên gia khu công nghiệp hoặc cho ngành Logistic, kho vận trung chuyển các tỉnh Miền Tây Trong đó Khu dân cư An Phú Giang là một khu dân cư hiện đại và lớn nhất tỉnh Tiền Giang với quy mô 54.67 ha có các tuyến đường chính dài khoảng 4,7km được thiết kế đắp cao trung bình từ 1,5m đến 3,5m Trên tuyến chính có xây dựng mới cầu Kênh Ngang có chiều cao đắp đường đầu cầu lên đến 6m

Vùng đồng bằng Sông Cửu Long nói chung và tỉnh Tiền Giang nói riêng

có nền địa chất đất yếu, bên dưới là lớp sét lẫn hữu cơ dày từ 15-20m bất lợi về điều kiện địa chất công trình nên việc xử lý nền đất yếu là vấn đề quan trọng hàng đầu trong công tác thi công xây dựng Hiện nay có nhiều phương pháp để

xử lý nền đất yếu: Cọc đất gia cố xi măng, giếng cát, hút chân không kết hợp gia tải, bấc thấm kết hợp gia tải, Để an toàn trong quá trình khai thác, đơn vị tư vấn thiết kế thường lựa chọn giải pháp Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc đất xi măng trên cơ sở các tiêu trí tăng cường độ đất nền, giảm độ lún tổng cộng, giảm độ chênh lệch lún, tăng tính ổn định, rút ngắn thời gian thi công Chiều dài cọc, đường kính cọc, khoảng cách giữa các cọc, tỉ lệ N/X, hàm lượng Xi Mămg, công nghệ thi công chưa được đề cập đến Khi thiết kế, đơn vị tư vấn tính toán

và lựa chọn các giá trị khác nhau rất lớn dẫn đến việc bố trí kích thước hình học

và phạm vi phân bố của cọc xi măng đất còn có sự chênh lệch rất lớn làm ảnh hưởng đến chất lượng, tiến độ và giá thành công trình

Vì vậy, đề tài “Công nghệ khoan cọc đất gia cố xi măng để xử lý nền đất

yếu hạng mục đường hai đầu cầu phục vụ dự án khu dân cư "An Phú Giang" thuộc xã Tam Hiệp, huyện Châu Thành, Tỉnh Tiền Giang” là cần thiết, nhất là những vị trí có chiều sâu xử lý lớn

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu hàm lượng xi măng gia cố, khoảng cách cọc, chiều dài cọc kích thước cọc hợp lý cũng như tiến độ công trình đảm bảo khi thi công nền đường qua vùng đất yếu dự án khu dân cư "An Phú Giang", góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của công trình

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng được nghiên cứu là Cọc đất gia cố xi măng khi xây dựng nền đường đắp qua vùng đất yếu

Phạm vi nghiên cứu là khu dân cư "An Phú Giang" huyện Châu Thành, Tỉnh Tiền Giang

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu: Là sự kết hợp giữa phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm, phương pháp giới hạn vùng mô hình khi phân tích hố đào sâu bằng phần mềm Plaxis hay phần tử hữu hạn để đánh giá hiệu quả cọc đất gia cố ximăng Trên cơ sở đó rút ra được những tồn tại trong thiết kế và thi công nhằm đưa ra giải pháp thiết kế hợp lý cho các công trình tương tự trong khu vực tỉnh Tiền Giang

5 Nội dung nghiên cứu:

Nội dung của luận văn gồm các phần sau:

Phần mở đầu

Chương 1: Đặc điểm khai thác của dự án khu dân cư "An Phú Giang" thuộc huyện Châu Thành, Tỉnh Tiền Giang

Chương 2: Tổng quan về cọc đất gia cố xi măng

Chương 3: Phân tích, đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng cho dự án khu dân cư "An Phú Giang" thuộc xã Tam Hiệp, huyện Châu Thành, Tỉnh Tiền Giang

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CỦA DỰ ÁN KHU DÂN

CƯ "AN PHÚ GIANG" THUỘC HUYỆN CHÂU THÀNH, TỈNH

TIỀN GIANG

1.1 Giới thiệu chung về công trình

1.1.1 Tên dự án và chủ đầu tư [2]

Dự án: Khu dân cư – Thương mại – dịch vụ An Phú Giang (Viết tắt: Khu

dân cư An Phú Giang)

Gói thầu: Thi công xây dựng: Hệ thống giao thông (Bao gồm các cầu:

Kênh Ngang), hạ tầng cấp thoát nước, điện chiếu sáng và công viên cây xanh dự

án Khu dân cư – Thương mại – dịch vụ An Phú Giang

Địa điểm xây dựng: Huyện Châu Thành, Tỉnh Tiền Giang;

Chủ đầu tư: Công Ty CP ĐT – TM - DV An Phú Giang

Tư vấn Khảo sát, lập dự án: Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư xây dựng

Khôi Sao Việt;

Đơn vị thiết kế BVTC: Công ty TNHH dịch vụ tư vấn đầu tư T&S

Đơn vị thẩm tra BVTC: Công ty TNHH TV và CGCN Hưng Thịnh 1.1.2 Qui mô công trình [2]

Phân loại: Công trình giao thông trong đô thị,

Cấp công trình: Cấp III

Quy mô:

Hình 1 1 Bình đồ tổng thể vị trí công trình

Hình 1 2 Bình đồ phạm vi xử lý nền bằng cọc xi măng đất tại cầu

Kênh Ngang

1.1.2.1 Phần đường: Tổng chiều dài 7,520 Km bao gồm: Đường chính nối

khu Dân cư đến ĐT866B và các đường nội bộ C1, C2, C3, … C7; D1, D2, D3, … D7; N1, N2….N7

Mặt cắt ngang đường 11 m Trong đó: Phần xe chạy 2x4,5 m=9m, lề 2x1,0m=2m

Bê tông nhựa nóng; Eyc  140 Mpa

Cấp phối đa 0x4 loại 1 dày 18cm

Cấp phối đá 0x4 loại 2 dày 25cm

Cát san nền đầm chặt K=0,98

Vải địa kỹ huật

Nền đất tự nhiên

1.1.2.2 Phần cầu: Được thiết kế vĩnh cửu bằng BTCT theo tiêu chuẩn

22TCN 272-05 Tổng bề rộng mặt cầu B=9 m Kết cấu nhịp bằng BTCT DƯL; mố, trụ bằng BTCT trên hệ cọc BTCT

Kết cấu thượng bộ: Cầu gồm 5 nhịp giản đơn, chiều dài nhịp giữa là 33,0m, 4 nhịp 2 bên 18,0m Mặt cắt ngang cầu gồm 7 dầm bê tông cốt thép dự ứng lực căng trước, lắp ghép, khoảng cách giữa các dầm chủ là 1.75m Dầm chủ

có tiết diện chữ I cao 1.4m Các dầm chủ liên kết thông qua 6 dầm ngang (2 dầm ngang đầu nhịp và 4 dầm ngang giữa nhịp) Bản mặt cầu BTCT đổ tại chỗ dày 0.18m

Kết cấu hạ bộ:

Mố cầu: Gồm 2 mố dạng mố tường bằng BTCT: Thân, bệ mố, tường cánh bằng BTCT 30MPa đặt trên hệ móng gồm 20 cọc ống ly tâm đường kính D=0.6m, Ldk=50m

Kết cấu mặt đường đầu cầu giống tuyến chính

Vật liệu đắp sau mố là “vật liệu san lấp dạng hạt” theo 3095/QĐ-BGTVT Đường đầu cầu bố trí sàn giảm tải bằng Cọc xi măng đất đường kính D=0.8m, khoảng cách 1.8m, chiều dài dự kiến L=16m

1.1.3 Áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế: [2]

Thiết kế đường ô tô TCVN 4054 : 2005; TCXDVN 259:2001 Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường đô thị, TCXDVN 104: 2007 Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế; Thiết kế áo đường cứng ô tô 22TCN 223-95; Thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06 và Hệ thống Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hiệu đường bộ năm 2016 QCVN 41 : 2016/BGTVT của Bộ GTVT, TCVN 9257:2012 quy hoạch và thiết kế cây xanh sử dụng công cộng trong đồ án quy hoạch đô thị

1.1.4 Giải pháp thiết kế chủ yếu của gói thầu: [2]

1.1.4.1 Trắc dọc:

Tuân thủ theo cao độ thiết kế cơ sở được duyệt và thỏa mãn các cao độ khống chế về thủy văn, tĩnh không thông thuyền và cao độ tại các vị trí giao cắt

1.1.4.2 Trắc ngang:

Tuân thủ theo dự án đã duyệt, quy mô mặt cắt ngang như sau:

Mặt cắt ngang đường 12 m Trong đó:

+ Phần xe chạy 2x4,5m=9m

+ Vỉa hè 2x1,0m=2m

Hình 1 3 Mặt cắt ngang dự án 1.1.4.3 Nền đường:

Đảm bảo độ chặt K≥0,95; tối thiểu 50cm dưới lớp áo đường đắp bằng đá

mi (30cm) và cát (20cm) đảm bảo độ chặt K≥0,98

Đối với đi qua khu vực địa chất yếu, nền đường được xử lý bằng các biện pháp chủ yếu là sử dụng bấc thấm thoát nước đứng có kết hợp đắp gia tải chờ lún để đảm bảo độ lún, sử dụng vải địa kỹ thuật cường độ cao R200kN/m để đảm bảo ổn định

+ Nhựa thấm bám tiêu chuẩn 1,0 kg/m2

Kết cấu áo đường:

+ Cấp phối đá dăm Dmax25 loại 1 dày 15cm

+ Cấp phối đá dăm Dmax37,5 loại 2 dày 30cm

1.1.5 Điều kiện địa hình [1]

Khu vực đầu cầu bờ phía Khu dân cư: Dân cư đông đúc dọc hai bên đường, phía bên phải tuyến là khu dân cư qui hoạch đã xây dựng hạ tầng, nhà … hoàn chỉnh; phía bên trái đoạn cách bờ sông khoảng 120m là đất trống, chưa xây dựng, đoạn còn lại nhà cửa dày đặc, chủ yếu nhà kiên cố Cao độ hiện hữu khoảng từ +1.30 đến +1.70

Khu vực đầu cầu bờ phía ĐT866B: Dân cư đông đúc dọc hai bên đường, phía bên phải tuyến có nhà cửa dày đặc, chủ yếu nhà tạm, nhà cấp 4 Cao độ hiện hữu khoảng từ +1.50 đến +1.80

Kênh Ngang rộng khoảng 80-110m, vị trí cầu dự kiến nằm vuông góc dòng chảy; cao độ đáy sông khoảng -5.0 ÷ -7.0m

1.1.6 Công trình kỹ thuật [1]

Dọc tuyến có các công trình hạ tầng kỹ thuật như điện trung thế, hạ thế, trụ chiếu sáng, ống cấp nước, thoát nước… Đường dây trung thế đi dọc hướng tuyến sẽ được di dời (Thuộc gói thầu khác) trước khi triển khai thi công

+ Đường điện trung thế 15kv đi dọc bên trái tuyến, đoạn qua sông đi ngầm,

vị trí cáp cách tim cầu hiện hữu khoảng 12.5m

+ Đường điện hạ thế, chiếu sáng: Đi dọc 2 bên đường hiện hữu

+ Tuyến ống cấp nước: Đi dọc 2 bên mép đường và cầu hiện hữu

+ Tuyến cống thoát nước: D600 đi dọc 2 bên đường hiện hữu phía bờ

ĐT866B

+ Phía ĐT 866B có hệ thống cống D1000 và D1200 dọc tuyến đang triển

khi thi công ngoài hiện trường

1.1.7 Địa chất [1]

Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng, địa tầng và tính chất cơ-lý của các lớp đất tại khu vực xây dựng công trình như sau:

Hình 1 4 Địa chất khu vực dự án Khu dân cư An Phú Giang

+ Lớp K - ĐẤT ĐẮP – ĐẤT MẶT: Thành phần chủ yếu là đất cát lẫn xà

bần Lớp này xuất hiện ở tất cả hố khoan trên cạn Bề dày lớp thay đổi từ 0.9 m (LKC1) tới 3.2 m (LKC10)

Lớp này không đưa vào thí nghiệm

+ Lớp 1 (CH) - BÙN SÉT, màu xám xanh: Lớp này xuất hiện ở tất cả hố

khoan Bề dày lớp thay đổi từ 3.2 m (LKC1) tới 15.5 m (LKC8)

+ Lớp 2 (CH) - SÉT BÉO, trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng, màu xám xanh:

Lớp này xuất hiện ở tất cả hố khoan Bề dày lớp thay đổi từ 13.1 m (LKC1) tới 17.0 (LKC8)

1.1.8 Nước [1]

Trong khu vực khảo sát, mực nước ngầm xuất hiện khá nông và ảnh hưởng bởi thủy triều sông

Kết quả quan trắc mực nước được ghi chép trong hình trụ hố khoan

Thí nghiệm 01 mẫu nước trong lỗ khoan LKC1:

Công thức Kurlov của mẫu nước như sau:

 Nước có tính ăn mòn yếu đối với bê tông và kim loại

1.1.9 Khí hậu [1]

Khu vực quy hoach nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 2 mùa

rõ rệt trong năm là: mùa mưa và mùa khô Mùa nắng (mùa mưa) kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 Trời nắng ấm quanh năm, hầu như không có mùa rõ rệt, không bị ảnh hưởng của gió bão lớn

1.1.10 Các đặc điểm khí tượng [1]

Tiền Giang nằm trong vùng Miền Tây Nam Bộ nhưng có đặc điểm khí tượng tương đối giống Miền Đông Nam Bộ (MĐNB), ở vị trí vừa là nơi tiếp giáp với Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), vừa là cửa ngõ từ biển vào đất liền để từ đó tỏa đi khắp cả nước

a Nắng

Tiền Giang rất nhiều nắng Số giờ nắng toàn năm trung bình lên tới 2488.9 giờ, vào loại nhiều trên toàn quốc Suốt 4 tháng mùa khô, từ tháng 1 đến tháng 4, số giờ nắng vượt quá 240 giờ mỗi tháng Tháng nhiều nhất là tháng 3, thường có tới 272 giờ Thời kỳ tương đối ít nắng là các tháng mưa nhưng số giờ nắng mỗi tháng cũng trên 162 giờ

Bảng 1 1 Số giờ nắng trung bình tại trạm khí tượng thủy văn Tiền Giang

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Số giờ 244 246 272 239 195 171 180 172 162 182 200 223 2489

b Chế độ ẩm

Thời kỳ ẩm trùng với mùa mưa, kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11 có độ ẩm trung bình vượt quá 80% Thời kỳ khô trùng với mùa ít mưa Trừ tháng 5 và

tháng 12 còn tương đối ẩm, trong 4 tháng còn lại, từ tháng 1 đến tháng 4, độ ẩm trung bình giảm xuống 70-72%

Bảng 1 2 Độ ẩm tương đối (%) tháng và năm trạm khí tượng thủy văn

c Chế độ nhiệt độ không khí

Đặc điểm cơ bản là có một nền nhiệt độ cao và hầu như không thay đổi trong năm Nhiệt độ trung bình qua các năm từ 27 - 280C Nhiệt độ trung bình cao nhất vào tháng 4 (350C), nhiệt độ trung bình thấp nhất trong tháng 12 (220C) Nhiệt độ ít biến động qua các tháng, khoảng 4 – 5oC, nhưng sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm tương đối lớn

Thời kỳ nóng nhất trong năm là đầu mùa mưa: tháng 3, 4 và 5

Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối đã ghi được là 40oC (4/1912)

Tháng khí thấp nhất tuyệt đối đã ghi được là 13.8oC (01/ 1937)

thủy văn Tiền Giang

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Lượng mưa từ tháng 12 tới tháng 3 năm sau

+ Nhìn chung lượng mưa trong thời kỳ này trên toàn khu vực đều khá thấp

Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất trong thời kỳ này cũng chỉ đạt gần 40 mm

Lượng mưa trung bình tháng nhỏ nhất có khi chỉ một vài mm, diễn ra ở nhiều nơi nhất là vào tháng 1 và tháng 2, đây là những tháng có lượng mưa nhỏ nhất trong năm Trong tháng này qui luật phân bố lượng mưa không rõ nét, sự khác biệt theo không gian tương đối nhỏ Khi tính độ lệch chuẩn (S) cho các giá trị lượng mưa tháng của toàn khu vực cho thấy S đều khá nhỏ so với các tháng khác Hay nói cách khác lượng mưa trong các tháng này là rất ổn định

Hình 1 5 Lượng mưa trung bình tháng trên khu vực Tiền Giang

Lượng mưa trong tháng 4 và tháng 11

+ Đây là hai tháng chuyển tiếp giữa mùa khô và mùa mưa.Thời đoạn này

có sự biến đổi sâu sắc của các trường khí tượng, nhất là trường gió, ẩm từ mặt đất lên tới 700 mb Lượng mưa thu được trong tháng 4 chủ yếu là do sự bộc phát của gió mùa Tây Nam Tháng 11 lượng mưa thu được do nhiều nguyên nhân như gió mùa tây nam, sóng đông, dải ICZ , gió mùa Đông Bắc

+ Phân bố mưa từ tháng 5 đến tháng 10

+ Các tháng này tập trung phần lớn lượng mưa năm, đạt khoảng 93% đến

96% lượng mưa năm Lượng mưa trong tất cả các tháng này đều khá cao, chỉ có tháng 5 lượng mưa còn thấp, từ 140 mm đến 180 mm Các tháng còn lại lượng mưa hầu hết đạt từ 200 mm đến 300 mm

+ Từ các bản đồ phân bố lượng mưa trung bình tháng cho thấy khu vực

mưa lớn thường xảy ra ở các quận trung tâm, điều này có liên quan đến mặt đệm

và chất thải công nghiệp, đây cũng là nguyên nhân góp phần gây nên ngập lụt

+ Vào cuối tháng 7 đầu tháng 8 thường xảy các đợt khô hạn kéo dài Sự bất

thường này tạo nên hai đỉnh mưa, một đỉnh chính vào tháng 9 và một đỉnh phụ vào tháng 6 Nguyên nhân chủ yếu của các đợt khô hạn này liên quan đến hoạt động của Lưỡi cao áp Thái Bình Dương (LCATBD) Điều này thể hiện rõ qua đường quá trình lượng mưa trượt một tháng

+ Trong tháng 7, LCATBD thường lấn sâu vào đất liền, thể hiện khá rõ trên

mực 700 mb gây nên những ảnh hưởng khác nhau cho khu vực Hoạt động này thường gây nên những đợt khô hạn kéo dài từ 6 đến 12 ngày ở một số nơi Phân tích độ lệch chuẩn cho các giá trị lượng mưa tháng của toàn khu vực nhận thấy trong tháng 7 giá trị của S khá lớn so với các tháng còn lại, hay nói cách khác do hoạt động bất thường của LCATBD gây nên sự dị thường này

+ Thống kê các đợt khô hạn có số ngày không mưa từ 6 ngày trở lên, số đợt

khô hạn trung bình của các trạm trong mùa mưa là từ 3 đến 4 lần Sau các đợt khô hạn trên do điều kiện nhiệt lực thuận lợi kết hợp với sự tăng cường của gió mùa tây nam và các hình gây mưa khác có thể gây nên các trận mưa cường độ cao gây ngập lụt

+ Số ngày có lượng mưa lớn hơn 40 mm các trạm khu vực nội thành trong

tháng 5 còn tương đối thấp khoảng từ 0.2 đến 1.1 lần Riêng các tháng còn lại đều khá cao, có trạm lên tới 2.3 lần Tháng 10 là tháng hay xảy các đợt mưa lớn kéo dài, số ngày có lượng mưa trên 40 mm khu vực nội thành đều từ 1.0 đến 2.3 lần Đây là tháng có khả năng ngập cao do lượng mưa tại chỗ, triều cao và xả lũ

từ thượng nguồn

Lượng mưa trung bình năm

+ Qua phân bố lượng mưa trung bình năm cho thấy, một khu vực mưa lớn

được hình thành ở vùng trung tâm thành phố và mở rộng về phía Tây Tây Nam Đối diện với khu vực này là vùng có lượng mưa thấp nằm ngoài trung tâm thành phố, về phía đông bắc Thông thường trên khu vực Nam Bộ các đường đẳng lượng mưa trung bình năm có hướng Tây Bắc – Đông Nam, điều này phù hợp

với nguyên nhân gây mưa cho khu vực này Phân bố mưa trên khu vực Nam Bộ thể hiện rõ nét hướng của đới gió trong mùa mưa, độ cao địa hình khu vực Như vậy có thể nói rằng sự phân bố bất thường này là do ảnh hưởng của mặt đệm đô thị Do mặt đệm đô thị bị đốt nóng mạnh, dòng thăng trên khu vực này được tăng cường, kết hợp với sự nhiễu động của đới gió khi di chuyển qua khu vực này đã tạo ra sự hội tụ gió theo mặt cắt thẳng đứng, hệ quả là hình thành một trung tâm mưa lớn ở nội ô và mở rộng về phía tây nam trùng với hướng của đới gió chính gây mưa là gió mùa Tây Nam

Hình 1 6 Bản đồ phân bố lượng mưa trung bình năm (mm)

+ Lượng mưa tính trung bình cho khu vực nội thành là 1667 mm/năm, khu

vực mưa lớn ở trung tâm thành phố có lượng mưa xấp xỉ 1850 mm/năm, mức chênh lệch là 183 mm Có thể nói rằng sự chênh lệch này, phần lớn do sự phát triển đô thị tạo nên Việc tồn tại một vùng mưa lớn ở trung tâm đô thị gây cản trở nghiêm trọng cho vấn đề tiêu thoát nước, cũng như các vấn đề về môi trường

Bảng 1 4 Lượng mưa (mm) và số ngày mưa trạm khí tượng Tiền Giang

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

+ Lưu vực chịu ảnh hưởng của hai loại gió chủ yếu: Tây - Tây Nam thịnh

hành vào mùa mưa và gió Bắc - Đông Bắc thịnh hành vào mùa khô

Bảng 1 6 Các đặc trưng gió khu vực Tiền Giang

IV SE 3.2 2.3 17 NNE, SSE 1965, 73, 74

V S 2.7 4.8 27 WSW, W 1963, 71, 76

VI SW 3.1 6.6 36 WSW 1972 VII SW 3.2 6.0 30 W 1965, 68, 77 VIII WSW 3.3 5.9 28 W 1957, 1976

IX W 2.9 8.6 26 W, WSW 1968, 1976

X W 2.5 8.7 26 E 1969

XI N 2.3 6.7 22 N, E 1969, 1975 XII N 2.3 5.6 17 ENE, ESE 1940, 66, 77

+ Tốc độ gió trung bình 1,7m/s Tốc độ gió trung bình giảm dần từ biển

(huyện Gò Công) vào đất liền: Tiền Giang 2,4 m/s

+ Lưu vực không thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão, nhưng gió với tốc

độ lớn gần như bão hầu như năm nào cũng xuất hiện Tốc độ gió lớn nhất ở Tiền Giang là 29 m/s Tốc độ gió lớn nhất thường xuất hiện vào tháng 7 và tháng 8, nhỏ nhất vào tháng 1 và tháng 2

e Một số hiện tượng thời tiết đặc biệt khác

+ Nam Bộ rất ít bão Theo kết quả thống kê trong thời kỳ từ 1956 đến 1995

có tổng số 262 cơn bão đổ bộ vào Việt Nam, trong đó có 18 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào bờ biển từ Bà Rịa - Vũng Tàu đến Nam Bộ, chiếm 6,87% Bão ở Nam

Bộ chủ yếu diễn ra trong ba tháng 10, 11, 12 Tuy nhiên, thiệt hại do bão gây ra rất lớn Điều này nói lên rằng thiệt hại do bão không nhất thiết tỷ lệ thuận với số lượng cơn bão, mà còn phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác như cường độ bão, sóng bão, phạm vi hoạt động của bão và địa hình đường bờ v.v

+ Khu vực Tiền Giang nằm trong vĩ tuyến khá an toàn về bão Thống kê

bão trong 100 năm qua cho thấy, chỉ có 10% trong tổng số các cơn bão đổ bộ vào vùng biển Việt Nam là có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến khu vực Tiền Giang, trong đó lại cũng chỉ có rất ít đổ bộ trực tiếp

+ Cũng theo thống kê trong số 262 cơn bão thì cơn bão sớm nhất ở Việt

Nam lại chính là cơn bão Sarah đổ bộ vào vùng khơi Minh Hải ngày 16/2/1995

+ Cơn bão cũng gần đây là bão số 5 (bão LINDA) xảy ra tháng 11 năm

1997 đã làm thiệt hại nặng nề đối với các tỉnh ven biển cực Nam Đây là cơn bão mạnh (saverel tropical storm), di chuyển chậm với sức gió trong tâm bão đạt đến cấp 11 (v = 28m/s)

1.1.11 Điều kiện thủy văn [2]

+ Sông Tiền: Dòng ra từ Sông MeKong chiếm 57% (47,6 ÷ 62,6 % tùy

theo tháng) với lưu lượng TB năm là 497,6 m3/s (51,4 ÷ 1269,3 m3/s)

Hình 1 7 Biến trình lưu lượng TB tháng (m3/s) trên sông Tiền

Dòng chảy lũ

+ Dòng lũ thượng lưu là một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến dòng

chảy hạ du, nhất là mực nước trong sông

+ Đỉnh lũ hàng năm thường xuất hiện trùng vào thời gian cho lưu lượng

tháng lớn nhất, nghĩa là từ tháng 8-10 Vùng sông Bé, sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ thường cho đỉnh lũ vào tháng 9, 10

+ Số liệu quan trắc và điều tra cho thấy, trận lũ tháng 10/1952 là trận lũ đặc

biệt lớn ở hầu hết các lưu vực sông trong toàn vùng, là trận lũ lịch sử rất hiếm gặp ở Tiền Giang Trận lũ này gây thiệt hại rất lớn không những cho đời sống và sản xuất nông, ngư nghiệp, mà còn cả cho các công trình kiến trúc kiên cố khác

+ Nhìn chung vùng sông Tiền và Vàm Cỏ khó có khả năng gây lũ lớn, do

mưa cường độ thấp và độ dốc lưu vực nhỏ Lũ lên xuống chậm, từ vài ngày đến vài tuần Module đỉnh lũ trung bình từ 0,05-0,20 m3/s.km2 và module đỉnh lũ lịch sử từ 0,5-1,0 m3/s.km2

Pha lũ và sự điều tiết của hồ chứa Dầu Tiếng và Sông MeKong

+ Sự điều tiết đã bổ sung nguồn nước vào các tháng mùa khô khá rõ nét

trên các nhánh thượng lưu, nhưng với những trận lũ lớn mức độ điều tiết chưa thực sự hiệu quả cho hạ du nhất là những trận lũ cuối mùa vào tháng 10 hằng năm Đây chính là hạn chế tác dụng của sự điều tiết các hồ chứa lớn ở thượng lưu có ảnh hưởng đến tình hình ngập và thoát nước ở hạ du

Sự ảnh hưởng của thủy triều biển Đông

+ Do trong năm thời tiết có 2 mùa chính: mùa mưa và mùa khô nên chế độ

dòng chảy thượng lưu ở hệ thống sông Sài Gòn hình thành hai chế độ dòng chảy mùa lũ và mùa kiệt tương ứng Mặc dầu vậy, các sông rạch khu vực Tiền Giang chịu tác động triều Biển Đông một cách mạnh mẽ và quanh năm

+ Đây là chế độ bán nhật triều không đều: dao động trong ngày, tuần trăng

(trong tháng), thời kỳ triều cường theo mùa (trong năm) và dao động chu kỳ dài nhiều năm Các dao động trên ảnh hưởng một cách tổng hợp trên địa bàn nội thành và dòng chảy triều thể hiện qua các đặc trưng mực nước cao nhất khá ổn định theo các thời kỳ trong năm, với các trạm trên sông Tiền đoạn qua Tiền Giang như sau:

+ Mức đỉnh hàng năm không chênh lệch nhiều

+ Mức nước đỉnh vào mùa lũ và mùa kiệt cũng chênh lệch không lớn

+ Dưới tác động của triều, tình hình ngập và thoát nước khá phụ thuộc vào

chế độ mực nước triều, nhất là mực nước triều cao nhất và thời gian ngập phụ thuộc vào thời gian duy trì mực nước trên sông trong ngày, vào thời kỳ tuần trăng hay thời kỳ triều cường trong năm

Sự truyền triều trong sông và nội đồng

+ Nhờ có biên độ cao tạo năng lượng lớn, lòng sông sâu và độ dốc thấp,

thủy triều từ biển truyền vào rất sâu trên sông Trên sông Vàm Cỏ và sông Tiền, thủy triều ảnh hưởng đến tận chân đập Dầu Tiếng, tức vào khoảng 206 km Sông Vàm Cỏ Đông bị triều ảnh hưởng lên cao hơn cả, chừng 250 km, nghĩa là trên cả thị xã Tây Ninh của nhánh Bến Đá và biên giới Việt Nam Căm Pu Chia của nhánh Prek Taté

Bảng 1 7 Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999 (Bộ TN&MT)

Kịch bản Các mốc thời gian của thế kỷ 21

2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Thấp (B1) 11 17 23 28 35 42 50 57 65 Trung bình (B2) 11 17 23 30 37 46 54 64 75 Cao (A1FI) 12 17 24 33 44 57 71 86 100

+ Theo đó kịch bản trung bình đã được lựa chọn làm định hướng Theo

phân tích của các nhà khoa học, do tính phức tạp của biến đổi khí hậu và những hiểu biết chưa thật đầy đủ về biến đổi khí hậu của Việt Nam cũng như trên thế giới, cùng với yếu tố tâm lý, kinh tế, xã hội, tính chưa chắc chắn về các kịch bản phát thải khí nhà kính, tính chưa chắc chắn của kết quả mô hình tính toán xây dựng kịch bản nên kịch bản hài hòa nhất là kịch bản Trung bình Kịch bản này được khuyến nghị cho các Bộ, ngành và địa phương làm định hướng ban đầu để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu

Hình 1 8 Mực nước biển dâng tại Tiền Giang ứng với các kịch bản: 0,65m,

0,75m và 1,00m

+ Theo kịch bản trung bình, tổng lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa ở

tất cả các vùng khí hậu của nước ta đều tăng, trong khi đó lượng mưa mùa khô

có xu hướng giảm Theo tính toán, nếu kịch bản trung bình xảy ra, vào giữa thế

kỷ 21 (khoảng năm 2050), mực nước biển có thể dâng thêm khoảng 30cm và đến cuối thế kỷ này, mực nước biển có thể dâng thêm khoảng 75 cm so với thời

kỳ 1980 - 1999

+ Để ứng phó với tương lai, dựa vào các kịch bản, Tiền Giang sẽ tự xây

dựng kế hoạch hành động cho phù hợp, trong đó có việc rút ra các kinh nghiệm

từ thực tiễn của nhiều nước trên thế giới

b Tính toán mực nước thiết kế tại trạm thủy văn

Số liệu mực nước cơ bản lớn nhất năm tại trạm Thủy văn sông Tiền:

+ Theo số liệu do Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam bộ cung cấp có

chuỗi số liệu mực nước lớn nhất tại trạm ĐT 866B như sau:

Bảng 1 8 Chuỗi số liệu mực nước lớn nhất năm tại trạm Thủy văn

Số liệu mực nước cơ bản thấp nhất năm tại trạm Thủy văn sông Tiền:

+ Theo số liệu do Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam bộ cung cấp có

chuỗi số liệu mực nước thấp nhất tại trạm Sông Tiền như sau:

Bảng 1 9 Chuỗi số liệu mực nước thấp nhất năm tại trạm Thủy văn

Hình 1 9 Đường tần suất mực nước cao năm thiết kế tại trạm Thủy văn

sông Tiền

Hình 1 10 Đường tần suất mực nước thấp năm thiết kế tại trạm

Thủy văn sông Tiền

Kết quả mực nước lớn ứng với các tần suất

Bảng 1 10 Kết quả mực nước cao ứng với các tần suất thiết kế tại

trạm Thủy văn sông Tiền

P% 1% 2% 4% 5% 10% 20% 25% 50%

HP (cm) 1,85 1,79 1,73 1,71 1,65 1,57 1,55 1,44

Bảng 1 11 Kết quả mực nước thấp ứng với các tần suất thiết kế tại

trạm Thủy văn sông Tiền

P% 1% 2% 4% 5% 10% 20% 25% 50%

HP (cm) -2,81 -2,77 -2,72 -2,71 -2,65 -2,59 -2,56 -2,46

1.2 Phân tích lựa chọn các phương án xử lý nền đất yếu của dự án khu dân

cư ”An Phú Giang” thuộc huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang [14] 1.2.1 Các biện pháp xử lý đất yếu

Nhóm biện pháp này đòi hỏi phải có các thiết bị chuyên dùng và do các đơn vị chuyên nghiệp thi công

Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số modun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất

Đối với công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thấm của đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp

Các biện pháp xử lý nền thông thường:

+ Các biện pháp cơ học: Bao gồm các phương pháp làm chặt bằng đầm,

đầm chấn động, phương pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi ), phương pháp thay đất, phương pháp nén trước, phương pháp vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát

+ Các biện pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phương

pháp dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm

+ Các biện pháp hóa học: Gồm các phương pháp keo kết đất bằng xi măng,

vữa xi măng, phương pháp silicat hóa, phương pháp điện hóa

1.2.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng

1.2.2.1 Phương pháp xử lý nến đất yếu bằng cọc cát

Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre ) là một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc cát

Việc sử dụng cọc cát để gia cố nền có những ưu điểm nổi bật sau: cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn; nền đất được ép chặt do ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; cọc cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại vật liệu khác Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m

1.2.2.2 Phương pháp xử lý đất yếu bằng cọc đất gia cố vôi và cọc đất gia cố

ximăng

Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: than bùn, bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão

Việc sử dụng cọc vôi có những tác dụng sau:

+ Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20% làm

cho đất xung quanh nén chặt lại

+ Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm cho

nước lỗ rỗng bốc hơi làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt

+ Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: độ ẩm của

đất giảm 5 - 8%; lực dính tăng lên khoảng 1,5 - 3lần

Việc chế tạo cọc đất - ximăng cũng giống như đối với cọc đất - vôi, ở đây xilô chứa ximăng và phun vào đất với tỷ lệ định trước Lưu ý sàng ximăng trước

khi đổ vào xilô để đảm bảo ximăng không bị vón cục và các hạt ximăng có kích thước đều < 0,2mm và để không bị tắc ống phun

Hàm lượng ximăng có thể từ 7 - 15% và kết quả cho thấy gia cố đất bằng ximăng tốt hơn vôi và đất bùn gốc cát thì hiệu quả cao hơn đất bùn gốc sét

Qua kết quả thí nghiệm xuyên cho thấy sức kháng xuyên của đất nền tăng lên từ 4 - 5 lần so với khi chưa gia cố

Ở nước ta đã sử dụng loại cọc đất - ximăng này để xử lý gia cố một số công trình và hiện nay triển vọng sử dụng loại cọc đất - ximăng này để gia cố nền là rất tốt

Việc thay thế lớp đất yếu bằng tầng đệm cát có những tác dụng chủ yếu sau:

+ Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát

đóng vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền tải trọng

đó tới các lớp đất yếu bên dưới

+ Giảm được độ lún và chênh lệch lún của công trình vì có sự phân bố lại

ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát

+ Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu + Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có

năng chịu tải của nền và thời gian ổn định về lún cho công trình

+ Về mặt thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử

dụng tương đối rộng rãi

Phạm vi áp dụng tốt nhất khi lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m Không nên sử dụng phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp

vì sẽ tốn kém về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định

1.2.2.4 Phương pháp đắp bệ phản áp

Bệ phản áp dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tác dụng tăng mức độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt các yêu cầu về ổn định Bệ phản áp có vai trò như một đối trọng, tăng độ ổn định và cho phép đắp nền đường với các chiều cao lớn hơn, do đó đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian ngắn hơn Bệ phản áp còn có tác dụng phòng lũ, chống sóng, chấm thấm nước…So với việc làm thoải độ dốc taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất đắp bằng nhau sẽ có lợi hơn do giảm được moomen của các lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở chân taluy

Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao đắp trực tiếp giới hạn Hgh và nên từ 1/3  1/2 chiều cao nền đắp chính Để tiết kiệm đất, chiều rộng bệ phản áp L có thể rút xuống bằng (2/3  3/4) chiều dài chồi đất ứng với cung trượt nguy hiểm nhất (theo kinh nghiệm của một số nước chiều rộng L không cần phải trùm kín hết chiều dài chồi đất này)

Bệ phản áp là giải pháp tăng độ ổn định của nền đắp chính nhưng cũng có thêm tác dụng là hạn chế thành phần lún do đất yếu bị đẩy ngang sang hai bên dưới tác dụng của tải trọng đắp chính Phải đắp bệ phản áp cùng một lúc với nền đắp chính, tuy nhiên đắp không cần đầm nén chặt như đắp nền đường

1.2.2.5 Phương pháp đầm chặt lớp đất mặt

Khi gặp trường hợp nền đất yếu nhưng có độ ẩm nhỏ (G < 0,7) thì có thể

sử dụng phương pháp đầm chặt lớp đất mặt để làm cường độ chống cắt của đất

và làm giảm tính nén lún

Lớp đất mặt sau khi được đầm chặt sẽ có tác dụng như một tầng đệm đất, không những có ưu điểm như phương pháp đệm cát mà cón có ưu điểm là tận dụng được nền đất thiên nhiên để đặt móng, giảm được khối lượng đào đắp

Để đầm chặt lớp đất mặt, người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau, thường hay dùng nhất là phương pháp đầm xung kích: Theo phương pháp này quả đầm trọng lượng 1 - 4 tấn (có khi 5 - 7 tấn) và đường kính không nhỏ hơn 1m Để đạt hiệu quả tốt, khi chọn quả đầm nên đảm bảo áp lực tĩnh do quả đầm gây ra không nhỏ hơn 0,2kg/ cm2 với loại đất sét và 0,15kg/cm2 với đất loại cát

1.2.2.6 Phương pháp gia tải nén trước

Phương pháp này có thể sử dụng để xử lý khi gặp nền đất yếu như than bùn, bùn sét và sét pha dẻo nhão, cát pha bão hoà nước

Dùng phương pháp này có các ưu điểm sau:

+ Tăng nhanh sức chịu tải của nền đất;

+ Tăng nhanh thời gian cố kết, tăng nhanh độ lún ổn định theo thời gian + Các biện pháp thực hiện:

+ Chất tải trọng bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình dự kiến thiết kế trên

nền đất yếu, để cho nền chịu tải trước và lún trước

+ Dùng giếng cát hoặc bấc thấm để thoát nước ra khỏi lỗ rỗng, tăng nhanh

quá trình cố kết của đất nền, tăng tốc độ lún theo thời gian

Tuỳ yêu cầu cụ thể của công trình, điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn của nơi xây dựng mà dùng biện pháp xử lý thích hợp, có thể dùng đơn

lẻ hoặc kết hợp cả hai biện pháp trên

1.2.2.7 Phương pháp sử dụng vải, lưới địa kỹ thuật

Nguyên lý của giải pháp này là dùng vải, lưới địa kỹ thuật làm cốt tăng cường ở đáy nền đắp, khu vực tiếp xúc giữa nền đắp và đất yếu Do bố trí cốt như vậy khối trượt của nền đắp nếu xảy ra sẽ bị cốt chịu kéo giữ lại nhờ đó tăng thêm mức độ ổn định cho nền đắp Tùy theo lực kéo tạo ra lớn hay nhỏ chiều cao đắp an toàn có thể vượt quá chiều cao đắp giới hạn Hgh nhiều hay ít

Tăng cường ổn định bằng giải pháp này này thi công rất đơn giản nhưng chú ý rằng giải pháp này không có tác dụng giảm lún và do vậy nó chỉ có thể sử dụng một mình khi độ lún trong phạm vi cho phép

Xu thế phát triển của giải pháp này là sử dụng các loại lưới vải địa kỹ thuật để tăng ma sát giữa đất yếu và lưới (có lợi cho việc tạo ra lực kéo), thậm chí người ta đã sử dụng cả tầng đệm đáy bằng một lớp lồng cao 1m, các lồng này bằng lưới địa kỹ thuật kết cấu mạng tổ ong hoặc bằng lưới ô vuông polime móc chặt vào nhau sau đó đổ sỏi cuội, đá vào trong các lồng đó Khi đắp nền đắp cả khối lồng đá này chìm vào trong đất yếu tạo ra tác dụng chống lại sự phá hoại trượt trồi

Việc đặt một hoặc nhiều lớp thảm bằng vải địa kỹ thuật hoặc lưới địa kỹ thuật ở đáy của nền đắp đầu cầu sẽ làm tăng cường độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định của nền đường chống lại sự trượt tròn Như vậy có thể tăng chiều cao nền đắp đất của từng giai đoạn không phụ thuộc vào sự lún trồi của đất Vải địa kỹ thuật còn

có tác dụng phụ làm cho độ lún của đất dưới nền đắp được đồng đều hơn

1.2.2.8 Phương pháp vải, lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ cọc đất gia cố xi

măng, cọc đất gia cố vôi,…

Dựa trên tính năng làm việc của vải địa kỹ thuật cường độ cao hay lưới địa

kỹ thuật, sự kết hợp giữa các lớp vật liệu tăng cường địa kỹ thuật này với hệ móng cọc phía bên dưới đem lại giải pháp rất tốt khi đắp nền đường trên đất yếu Tải trọng nền đất đắp và các tải trọng chất thêm trên đường sẽ được truyền lên hệ móng cọc thông qua hiệu ứng vòm trong đất và sự truyền tải của lớp lưới địa kỹ thuật

Giải pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc này tạo ra kết cấu nối tiếp giống như sàn truyền tải Hiệu quả của nó mang lại cao do giải quyết được độ lún tổng thể, hệ thống kết hợp này còn khắp phục tốt vấn đề chênh lệch lún, lưới địa kỹ thuật còn tăng cường khả năng chịu cắt cho nền đất, nâng cao độ

ổn định của nền đường đầu cầu Chi phí xây lắp thấp hơn so với giải pháp sử dụng sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc

Trong quá trình xây dựng nền đường đắp cao, hệ thống móng cọc sẽ được thi công trước, sau đó lưới địa kỹ thuật sẽ được đặt ở vị trí đầu các cọc Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, chiều cao đất đắp nền đường đầu cầu mà chọn số lớp lưới địa kỹ thuật cho hợp lý, thông thường số lớp lưới địa kỹ thuật lớn hơn một Khi sử dụng giải pháp này sẽ có sự phân bố lại ứng suất ở phần nền đắp, cơ chế truyền tải trọng cũng thay đổi, quá trình ứng xử khác hẳn so với các trường hợp khác Với một chiều cao đất đắp hợp lý, vòm đất sẽ suất hiện trong nền đường đắp, toàn bộ tải trọng phía bên trên thông qua vòm đất sẽ được chuyển xuống đầu cọc rồi truyền xuống tầng đất tốt Lớp lưới địa kỹ thuật sẽ chịu phần tải trọng còn lại (dưới vòm đất) từ đó truyền lên đầu cọc

Qua thực tế về tình hình sử dụng giải pháp kết hợp giữa lưới địa kỹ thuật

và hệ móng cọc ở Hoa Kỳ, hiệu quả mang lại rất cao So với phương pháp chỉ sử dụng hệ móng cọc có mũ ở đầu, để thoả mãn yêu cầu đảm bảo an toàn kỹ thuật

về độ lún thì tỉ lệ phủ diện tích bề mặt thông qua mũ cọc thường là 60%-70%, nếu sử dụng phương pháp kết hợp nói trên, tỉ lệ này yêu cầu khoảng 10%-20% Bên cạnh đó, nếu so sánh với giải pháp sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc thì giải pháp này có chi phí xây dựng thấp hơn

1.2.2.9 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm

Đây là phương pháp kỹ thuật thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước

Khi chiều dày đất yếu rất lớn hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ thì có thể

bố trí đường thấm thẳng đứng để tăng tốc độ cố kết Phương pháp này thường dùng để xử lý nền đường đắp trên nền đất yếu

Phương pháp bấc thấm (PVD) có tác dụng thấm thẳng đứng để tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ rỗng của đất yếu, làm giảm độ rỗng,

độ ẩm, tăng dung trọng Kết quả là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu, tăng sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép