Nghiên cứu giải pháp bấc thấm kết hợp công nghệ hút chân không xử lý nền đường đất yếu cho khu đô thị mới thủ thiêm, quận 2, tp hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÙNG CHÂU LỢI NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP CÔNG NGHỆ HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẤT YẾU CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ TH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

PHÙNG CHÂU LỢI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP CÔNG NGHỆ HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẤT YẾU CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ

THIÊM, QUẬN 2, TP HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

TP.HỒ CHÍ MINH 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

PHÙNG CHÂU LỢI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP CÔNG NGHỆ HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẤT YẾU CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ

THIÊM, QUẬN 2, TP HỒ CHÍ MINH

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HƯỚNG DÃN KHOA HỌC

TS NGUYỄN PHƯỚC MINH

TP.HỒ CHÍ MINH 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn chưa từng được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình!

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Phùng Châu Lợi

và hoàn thành luận văn này

Em xin cảm ơn sự ủng hộ, động viên, giúp đỡ, góp ý nhiệt tình của người thân, bạn bè và đồng nghiệp trong thời gian học và làm luận văn

Đề tài thể hiện một góc nhìn của em về vấn đề nghiên cứu, chính vì vậy em chân thành cảm ơn và sẽ tiếp thu nghiêm túc những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp để hoàn thành đề tài

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II

MỤC LỤC III DANH MỤC BẢNG BIỂU VI DANH MỤC HÌNH VẼ VII

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ HẠ TẦNG GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 3

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh 3

1.2 Đặc điểm hạ tầng giao thông đường bộ thành phố Hồ Chí Minh 10

1.2.1 Lịch sử hình thành hạ tầng Giao thông thành phố Hồ Chí Minh 10

1.2.2 Hiện trạng giao thông thành phố Hồ Chí Minh hiện nay 11

1.3 Giới thiệu chung Khu đô thị mới Thủ Thiêm 14

1.4 Đặc điểm hạ tầng giao thông đường bộ khu đô thị Thủ Thiêm 16

1.4.1 Quy hoạch giao thông 16

1.4.2 Hiện trạng giao thông Khu đô thị Thủ Thiêm hiện nay 18

1.5 Kết luận 21

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẤT YẾU 23

2.1 Đặc điểm chung nền đất yếu: 23

2.1.1 Khái niệm đất yếu 23

2.1.2 Các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu 23

2.1.3 Sự phân vùng của đất yếu ở Việt Nam: 24

2.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu: 28

2.2.1 Phương pháp đắp theo giai đoạn 29

2.2.2 Phương pháp gia tải tạm thời 30

2.2.3 Phương pháp đắp bệ phản áp 31

2.2.4 Phương pháp dùng vải, lưới địa kỹ thuật 32

2.2.5 Phương pháp bấc thấm 33

2.2.6 Phương pháp giếng cát 36

2.2.7 Phương pháp cọc đất gia cố xi măng, vôi 37

2.2.8 Phương pháp hút chân không 39

2.3 Xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp hút chân không 40

2.3.1 Giới thiệu công nghệ bơm hút chân không 40

2.3.2 Cơ sở lý thuyết tính toán 43

2.3.3 Tính toán xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp hút chân không 54

2.4 Kết luận 58

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM 60

3.1 Thông số tính toán 60

3.1.1 Các chỉ tiêu cơ lý các lớp địa tầng 60

3.1.2 Kết cấu nền đường đắp 62

3.1.3 Các thông số thiết kế đối với vật liệu đắp và áo đường 63

3.1.4 Mực nước ngầm 64

3.1.5 Tiêu chuẩn về độ lún 64

3.1.6 Hệ số an toàn 64

3.1.7 Hoạt tải 64

3.1.8 Tải trọng động đất 65

3.1.9 Thời gian thi công xử lý nền đất yếu 65

3.2 Trình tự bước thiết kế 65

3.3 Kiểm toán và đánh giá 68

3.3.1 Mức độ cố kết 68

3.3.2 Tính toán độ lún và sức chống cắt của đất nền 72

3.3.3 Phân tích độ ổn định mái dốc 74

3.3.4 Đánh giá về ổn định và lún 79

3.4 Trình tự thi công và kiểm tra chất lƣợng 80

3.4.1 Trình tự thi công 80

3.4.2 Bố trí thiết bị quan trắc 82

3.4.3 Kiểm tra chất lượng xử lý nền 84

3.5 Kết luận 90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

TIẾNG VIỆT 93

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Tổng hợp chiều dài đường phân theo kết cấu mặt đường 11

Bảng 1.2: Doanh thu vận chuyển hàng hóa và hành khách năm 2010 14

Bảng 1.3: Tổng hợp lộ giới các tuyến đường quy hoạch: 17

Bảng 1.4: Phân loại tổ chức mạng lưới giao thông: 19

Bảng 2.1: Chỉ tiêu cơ lí của đất bùn đồng bằng Bắc Việt Nam 25

Bảng 2.2: Đặc trưng cơ lý các lớp đất chủ yếu 26

Bảng 2.3 Chỉ số lún thứ cấp C 56

Bảng 3.1 Thông số mặt cắt thiết kế 63

Bảng 3.2 Độ lún cho phép (*) theo Tiêu chuẩn Việt Nam 64

Bảng 3.3 Hoạt tải để phân tích độ lún và độ ổn định mái dốc 64

Bảng 3.4 Bảng dự báo độ lún theo thời gian 69

Bảng 3.5 Bảng dự báo độ lún theo thời gian 70

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp kết quả tính toán độ lún của đoạn tuyến D1 74

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Bản đồ hành chính Thành phố Hồ Chí Minh 4

Hình 1.2a Bản đồ đồng mức về chiều dày của lớp sét yếu 7

Hình 1.2: Biểu đồ hiện trạng loại đường của thành phố Hồ Chí Minh 12

Hình 1.3 : Phối cảnh tổng thể khu đô thị Thủ Thiêm 15

Hình 1.4 : Mặt bằng quy hoạch khu dân cư phía Bắc (khu chức năng 3 và 4) 16

Hình 2.1: Đắp đất theo giai đoạn 30

Hình 2.2: Phương pháp gia tải tạm thời: gia tải ∆H được lấy đi ở thời điểm mà t độ lún cuối cùng S, dưới tác dụng của nền đắp chiều cao H 31

Hình 2.4: Bệ phản áp 31

Hình 2.5: Bố trí vải địa kỹ thuật 32

Hình 2.6: Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt cho thân nền đường 33

Hình 2.7: Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt cho thân nền đường 33

Hình 2.8: Sơ đồ bố trí xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm 34

Hình 2.9: Sơ đồ bố trí xử lý nền đất yếu bằng giếng cát 36

Hình 2.11: Công nghệ thi công cọc xi măng - đất 38

Hình 2.12: Sơ đồ thi công trộn ướt 38

Hình 2.13: Sơ đồ thi công trộn khô 39

Hình 2.14: Sơ đồ công nghệ hút chân không (máy bơm được nối trực tiếp với bấc thấm ngang và mạng lưới bấc thấm thẳng đứng) 40

Hình 2.22: Sơ đồ nguyên lý phương pháp MVC 41

Hình 2.23: Sơ đồ nguyên lý phương pháp thi công không có màng kín khí 42

Hình 2.24 Cố kết thấm bằng hút chân không 43

Hình 2.25: Lý giải tác dụng của hút chân không với việc cố kết đất nền 44

Hình 2.27 Sự thay đổi hệ số rỗng khi nén đất nền 45

Hình 2.26 Đường quá trình lún của nền 45

Hình 2.28 Độ cố kết U% 48

Hình 2.29 Phân bố độ cố kết theo hướng thoát nước 49

Hình 2.30 Quan hệ Uv(Tv) theo Terzaghi 50

Hình 2.31 Biểu đồ phân bố độ cố kết Uz (z/Hdr;Tv) 51

Hình 2.32 Quan hệ Ur(Tr) theo Barron 52

Hình 2.33 Đồ thị quan hệ F(n) 52

Hình 2.34 Đường kính chuyển đổi của cọc thấm 53

Hình 2.35 Biểu đồ quan hệ độ cố kết tại mặt phẳng giữa Uv với Tv 54

Hình 2.36 Sơ đồ ước tính cường độ kháng cắt không thoát nước thu được 58

Hình 3.4 Kết cấu nền đường đắp và khu vực xử lý 63

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí bấc thấm 66

Hình 3.1a Sơ đồ khối trình tự thiết kế 68

Hình 3.2 Biểu đồ quan hệ giữa độ cố kết và thời gian 70

Hình 3.3 Biểu đồ quan hệ giữa dự báo độ lún và thời gian 70

Hình 3.4 Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất có hiệu và thời gian 70

Hình 3.5 Biểu đồ quan hệ giữa độ cố kết và thời gian 71

Hình 3.6 Biểu đồ quan hệ giữa dự báo độ lún và thời gian 71

Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất có hiệu và thời gian 72

Hình 3.8a Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất do tải trọng gây lún 72

Hình 3.8b Biểu đồ sức chống cắt của đất nền khi gia tải thep chiều sâu 73

Hình 3.9a Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất do tải trọng gây lún 73

Hình 3.9b Biểu đồ sức chống cắt của đất nền khi gia tải thep chiều sâu 74

Hình 3.10a Kết quả mô hình theo phương pháp Bishop 75

Hình 3.10b Kết quả mô hình theo phương pháp Bishop 76

Hình 3.10c Kết quả mô hình theo phương pháp Bishop 76

Hình 3.10d Kết quả mô hình theo phương pháp Bishop 77

Hình 3.13 Trình tự thi công cắm bấc thấm điển hình 81

Hình 3.14 Thi công hệ thống thoát nước ngang 81

Hình 3.15 Trình tự thi công PVDV 82

Hình 3.16-a: Bố trí thiết bị quan trắc (trường hợp có bệ phản áp) 82

Hình 3.16-b: Bố trí thiết bị quan trắc (trường hợp không có bệ phản áp) 83

Hình 3.17: Bố trí thiết bị quan trắc cho mỗi khối thi công PVDV 84

Hình 3.18 Mặt cắt ngang bố trí bấc thấm điển hình 86

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá, các khu công nghiệp tập trung, cơ sở hạ tầng kỹ thuật, khu đô thị mới,… đang được xây dựng với tốc độ ngày càng lớn Nền móng của các công trình xây dựng nhà ở, đường sá, đê điều, đập đất và một số công trình khác trên nền đất yếu thường đặt ra hàng loạt các vấn

đề cần phải giải quyết như: sức chịu tải của nền thấp, độ lún lớn và độ ổn định nền,… Việt Nam được biết đến là nơi có nhiều vùng đất yếu, đặc biệt khu vực phía Nam như: Đồng Bằng Sông Cửu Long, và ven sông Đồng Nai, sông Sài Gòn,… Nhiều công trình quan trọng được hình thành và phát triển trên nền đất yếu với những điều kiện hết sức phức tạp của đất nền, dọc theo các dòng sông và bờ biển Thực tế này đã đòi hỏi phải hình thành và phát triển các công nghệ thích hợp và tiên tiến để xử lý nền đất yếu Do đó,việc xử lý nền đất yếu là vấn đề cần thiết và quan trọng hàng đầu trong ngành Xây dựng hiện đại

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… đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình

thuật Những đặc điểm chung nhất cũng như những giải pháp xử lý nền đất đã được

áp dụng ở các dự án trước để đề xuất được các giải pháp xử lý hợp lý với điều kiện địa chất và chiều cao đắp cũng như tính chất, qui mô xây dựng công trình là đề tài

có tính khoa học và thực tiễn cấp thiết

Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu giải pháp bấc thấm kết hợp công nghệ hút chân

không xử lý nền đường đất yếu cho khu đô thị mới Thủ Thiêm, quận 2, thành phố

Hồ Chí Minh ” là cần thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu chỉ tiêu, kỹ thuật và hiệu quả của việc ứng dụng Bấc thấm kết hợp hút chân không khi xây dựng công trình đường ôtô qua vùng đất yếu

3 Đối tượng nghiên cứu

Địa chất ở khu vực quận 2, thành phố Hồ Chí Minh

Nghiên cứu công nghệ xử lý nền đất yếu bằng giải pháp Bấc thấm kết hợp hút chân không

4 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu, đánh giá ứng dụng Bấc thấm kết hợp hút chân không trong xử lý nền đường đất yếu khu đô thị mới Thủ Thiêm, quận 2, thành phố Hồ Chí Minh

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu: phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm để đánh giá hiệu quả việc sử dụng Bấc thấm kết hợp hút chân không

6 Kết cấu của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn kết cấu gồm

03 chương:

Chương 1: Tổng quan về điều kiện tự nhiên và hạ tầng giao thông đường bộ Thành

Phố Hồ Chí Minh

Chương 2: Tổng quan các giải pháp xử lý nền đường đất yếu.

Chương 3: Nguyên cứu thiết kế xử lý nền đất yếu cho khu đô thị mớı Thủ Thiêm.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ HẠ TẦNG GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh

a Vị trí địa lý

- TP.Hồ Chí Minh nằm trong toạ độ địa lý khoảng 10°22’33"- 11°22’17"

vĩ độ bắc và 106°01’25" - 107°01’10" kinh độ đông Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh , Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang

- TP.Hồ Chí Minh cách thủ đô Hà Nội gần 1.730km đường bộ, nằm ở ngã

tư quốc tế giữa các con đường hàng hải từ Bắc xuống Nam, từ Ðông sang Tây, là tâm điểm của khu vực Đông Nam Á Trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50

km đường chim bay Đây là đầu mối giao thông nối liền các tỉnh trong vùng và là cửa ngõ quốc tế Với hệ thống cảng và sân bay lớn nhất cả nước, cảng Sài Gòn với năng lực hoạt động 10 triệu tấn /năm Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất với hàng chục đường bay chỉ cách trung tâm thành phố 7km

Hình 1.1: Bản đồ hành chính Thành phố Hồ Chí Minh

b Địa hình

- Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Ðông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long Ðịa hình tổng quát có dạng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Ðông sang Tây Nó có thể chia thành 3 tiểu vùng địa hình

- Vùng cao nằm ở phía Bắc - Ðông Bắc và một phần Tây Bắc (thuộc bắc huyện Củ Chi, đông bắc quận Thủ Ðức và quận 9), với dạng địa hình lượn sóng, độ cao trung bình 10-25 m và xen kẽ có những đồi gò độ cao cao nhất tới 32m, như đồi Long Bình (quận 9)

- Vùng thấp trũng ở phía Nam-Tây Nam và Ðông Nam thành phố (thuộc các quận 9, 8,7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ) Vùng này có độ cao trung bình trên dưới 1m và cao nhất 2m, thấp nhất 0,5m

- Vùng trung bình, phân bố ở khu vực Trung tâm Thành phố, gồm phần lớn nội thành cũ, một phần các quận 2, Thủ Ðức, toàn bộ quận 12 và huyện Hóc Môn Vùng này có độ cao trung bình 5-10m

- Nhìn chung, địa hình Thành phố Hồ Chí Minh không phức tạp, song cũng khá đa dạng, có điều kiện để phát triển nhiều mặt

- Khu đô thị Thủ Thiêm là bán đảo, được bao quanh 3 phía bởi sông Sài Gòn, xấp xỉ 8.5 km bờ sông Khu đất có độ cao trong khoảng từ +0.5m ÷ +1.5m trên mặt nước biển

- Hiện trạng xây dựng khu dân cư phía Bắc một phần đi qua khu vực khu dân cư hiện hữu đã bị giải tỏa để xây dựng khu đô thị mới, cao độ hiện hữu khoảng +1.20 đến +1.80m; một phần đi qua khu vực đã san lấp, cao độ khoảng +1.20 đến +1.60m; một phần đi qua khu vực chưa san lấp, cao độ khoảng +0.50 đến +1.20m

- Ðiểm chung của tướng trầm tích này, thường là địa hình đồi gò hoặc lượn sóng, cao từ 20-25m và xuống tới 3-4m, mặt nghiêng về hướng Ðông Nam

Dưới tác động tổng hợp của nhiều yếu tố tự nhiên như sinh vật, khí hậu, thời gian

và hoạt động của con người, qua quá trình xói mòn và rữa trôi , trầm tích phù sa cổ

đã phát triển thành nhóm đất mang những đặc trưng riêng Nhóm đất xám, với qui

mô hơn 45.000 ha, tức chiếm tỷ lệ 23,4% diện tích đất thành phố

- Ở thành phố Hồ Chí Minh, đất xám có ba loại: đất xám cao, có nơi bị bạc màu; đất xám có tầng loang lổ đỏ vàng và đất xám gley; trong đó, hai loại đầu chiếm phần lớn diện tích Ðất xám nói chung có thành phần cơ giới chủ yếu là cát pha đến thịt nhẹ, khả năng giữ nước kém; mực nước ngầm tùy nơi và tùy mùa biến động sâu từ 1-2m đến 15m Ðất chua, độ pH khoảng 4,0-5,0 Ðất xám tuy nghèo dinh dưỡng, nhưng đất có tầng dày, nên thích hợp cho sự phát triển của nhiều loại cây trồng nông lâm nghiệp, có khả năng cho năng suất và hiệu qủa kinh tế cao, nếu

áp dụng biện pháp luân canh, thâm canh tốt Nền đất xám, phù hợp đối với sử dụng

bố trí các công trình xây dựng cơ bản

- Trầm tích Holoxen (trầm tích phù sa trẻ): tại thành phố Hồ Chí Minh, trầm tích này có nhiều nguồn gốc-ven biển, vũng vịnh, sông biển, lòng sông và bãi bồi nên đã hình thành nhiều loại đất khác nhau: nhóm đất phù sa có diện tích 15.100 ha (7,8%), nhóm đất phèn 40.800 ha (21,2%) và đất phèn mặn (45.500 ha (23,6) Ngoài ra có một diện tích nhỏ khoảng hơn 400 ha (0,2%) là "giồng" cát gần biển và đất feralite vàng nâu bị xói mòn trơ sỏi đá ở vùng đồi gò

- Theo kết quả của các khảo sát địa chất khu đô thị Thủ Thiêm, các lớp đất sét yếu đến rất yếu “1” và lớp bùn sét kẹp cát “1a” có độ dày thay đổi từ 11m đến 34m xuất hiện trong các khu vực được thể hiện trong Hình 3.3 Các lớp đất bên dưới lớp sét yếu là các lớp cát sét trạng thái chặt vừa “2” và lớp sét béo trạng thái dẻo cứng “3” Trên cơ sở phân tích địa tầng và các tính chất cơ lý trong phạm vi dự

án, có thể phân thành các khu vực như sau:

- Khu vực (A) nằm tại phía Đông của dự án gồm khu vực các đường N9, N8, R10 và đường R14 đoạn từ đường D2 đến đường Mai Chí Thọ Lớp bùn yếu tại khu vực (A) gồm lớp bùn sét “1” tương đối đồng nhất Lớp bùn yếu có độ dày thay đổi

từ 24m đến 34m và lớp bùn sét kẹp cát “1a” chỉ xuất hiện cục bộ khu vực đường R10 và đường R14 đoạn từ đường D2 đến đường Mai Chí Thọ Dựa trên kết quả của thí nghiệm trong phòng, lớp bùn yếu trong khu vực (A) được chia thành 2 lớp nhỏ trong lớp “1” và “1a”

- Lớp (B) nằm trong phạm vi từ đường N8 đến đường R7 của dự án Lớp bùn yếu tại khu vực (B) gồm lớp “1” tương đối đồng nhất và lớp “1a” chiều dày nhỏ xen

kẽ cục bộ trên đường N6 Lớp bùn yếu có độ dày thay đổi từ 18m đến 24m và Lớp bùn yếu trong khu vực (B) được chia thành 2 lớp lớp 1 và 1a

- Khu vực (C) nằm tại phía Đông của dự án từ đường N2 đến ranh phía Đông của dự án Lớp bùn yếu trong khu vực (C) gồm lớp “1” tương đối đồng nhất Lớp này có độ dày thay đổi từ 11m đến 18m

Hình 1.2a Bản đồ đồng mức về chiều dày của lớp sét yếu

/s

- Bề rộng của sông Sài Gòn tại Thành phố thay đổi từ 225m đến 370m và

độ sâu tới 20m Sông Ðồng Nai nối thông qua sông Sài Gòn ở phần nội thành mở

rộng, bởi hệ thống kênh Rạch Chiếc Sông Nhà Bè hình thành từ chỗ hợp lưu của sông Ðồng Nai và sông Sài Gòn, các trung tâm thành phố khoảng 5km về phía Ðông Nam Nó chảy ra biển Ðông bằng hai ngả chính -ngả Soài Rạp dài 59km, bề rộng trung bình 2km, lòng sông cạn, tốc độ dòng chảy chậm; ngả Lòng Tàu đổ ra vịnh Gành Rái, dài 56km, bề rộng trung bình 0,5km, lòng sông sâu, là đường thủy chính cho tàu bè ra vào bến cảng Sài Gòn

- Ngoài trục các sông chính kể trên ra, thành phố còn có mạng lưới kênh rạch chằng chịt, như ở hệ thống sông Sài Gòn có các rạch Láng The, Bàu Nông, rạch Tra, Bến Cát, An Hạ, Tham Lương, Cầu Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Tẻ, Tàu Hũ, Kênh Ðôi và ở phần phía Nam Thành phố thuộc địa bàn các huyện Nhà Bè, Cần Giờ mật độ kênh rạch dày đặc; cùng với hệ thống kênh cấp 3-4 của kênh Ðông-Củ Chi và các kênh đào An Hạ, kênh Xáng, Bình Chánh đã giúp cho việc tưới tiêu kết quả, giao lưu thuận lợi và đang dần dần từng bước thực hiện các dự án giải tỏa, nạo vét kênh rạch, chỉnh trang ven bờ, tô điểm vẻ đẹp cảnh quan sông nước, phát huy lợi thế hiếm có đối với một đô thị lớn

- Nước ngầm ở Thành phố Hồ Chí Minh, nhìn chung khá phong phú tập trung ở vùng nửa phần phía Bắc-trên trầm tích Pleixtoxen; càng xuống phía Nam (Nam Bình Chánh, quận 7, Nhà Bè, Cần Giờ)-trên trầm tích Holoxen, nước ngầm thường bị nhiễm phèn, nhiễm mặn

- Ðại bộ phận khu vực nội thành cũ có nguồn nước ngầm rất đáng kể, nhưng chất lượng nước không tốt lắm Tuy nhiên, trong khu vực này, nước ngầm vẫn thường được khai thác ở ba tầng chủ yếu: 0-20m, 60-90m và 170-200m Khu vực các quận huyện 12, Hóc môn và Củ Chi có trữ lượng nước ngầm rất dồi dào, chất lượng nước rất tốt, thường được khai thác ở tầng 60-90m Ðây là nguồn nước

bổ sung quan trọng của thành phố

- Về thủy văn, hầu hết các sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh đều chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật của biển Ðông Mỗi ngày, nước lên xuống hai lần, theo đó thủy triều thâm nhập sâu vào các kênh rạch trong thành phố, gây nên tác động không nhỏ đối với sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành

- Mực nước triều bình quân cao nhất là 1,10m Tháng có mực nước cao nhất là tháng 10-11, thấp nhất là các tháng 6-7 Về mùa khô, lưu lượng của nguồn

các sông nhỏ, độ mặn 4% có thể xâm nhập trên sông Sài Gòn đến quá Lái Thiêu, có năm đến đến tận Thủ Dầu Một và trên sông Ðồng Nai đến Long Ðại Mùa mưa lưu lượng của nguồn lớn, nên mặn bị đẩy lùi ra xa hơn và độ mặn bị pha loãng đi nhiều

- Từ khi có các công trình thủy điện Trị An và thủy lợi Dầu Tiếng ở thượng nguồn, chế độ chảy tự nhiên chuyển sang chế độ chảy điều tiết qua tuốt bin, đập tràn và cống đóng-xả, nên môi trường vùng hạ du từ Bắc Nhà Bè trở nên chịu ảnh hưởng của nguồn, nói chung đã được cải thiện theo chiều hướng ngọt hóa Dòng chảy vào mùa kiệt tăng lên, đặc biệt trong các tháng từ tháng 2 đến tháng 5 tăng 3-6 lần so với tự nhiên

- Vào mùa mưa, lượng nước được điều tiết giữ lại trên hồ, làm giảm thiểu khả năng úng lụt đối với những vùng trũng thấp; nhưng ngược lại, nước mặn lại xâm nhập vào sâu hơn Tuy nhiên, nhìn chung, đã mở rộng được diện tích cây trồng bằng việc tăng vụ mùa canh tác Ngoài ra, việc phát triển các hệ thống kênh mương,

đã có tác dụng nâng cao mực nước ngầm trên tầng mặt lên 2-3m, tăng thêm nguồn cung cấp nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của thành phố

e Khí hậu, thời tiết

- Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu-thời tiết TPHCM là nhiệt

độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu; cho thấy những đặc trưng khí hậu Thành Phố Hồ Chí Minh như sau:

- Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình 270C Nhiệt độ cao tuyệt đối 400

C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,80C Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28,80C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25,70C ) Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-280C Ðiều kiện nhiệt độ và ánh sáng thuận lợi cho sự phát triển các chủng loại cây trồng và vật nuôi đạt năng suất sinh học cao; đồng thời đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ chứa trong các chất thải, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị

- Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng

5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam

- Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%

- Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính

và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn

Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc độ trung bình 3,7 m/s Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão Năm 1997, do biến động bởi hiện tượng El-Nino gây nên cơn bão số 5, chỉ một phần huyện Cần Giờ bị ảnh hưởng ở mức độ nhẹ

1.2 Đặc điểm hạ tầng giao thông đường bộ thành phố Hồ Chí Minh

- Đầu thế kỷ 20, người Pháp đã quy hoạch tổng thể thành phố Sài Gòn với quy mô 500.000 dân Do đó, các quy hoạch về giao thông cũng chỉ đáp ứng đủ yêu cầu cho nửa triệu dân sinh sống Tuy nhiên, trải qua các giai đoạn lịch sử, dân số của Sài Gòn đã tăng nhanh chóng, trong đó có hai giai đoạn bùng nổ tăng cơ học dân số là giai đoạn Sài Gòn là thủ đô của Việt Nam Cộng Hòa và giai đoạn sau năm

1975 Mặc dù đã được đầu tư nâng cấp liên tục, hiện nay, tình trạng giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh vẫn yếu kém, không đáp ứng được nhu cầu giao thông của dân chúng; thể hiện cụ thể qua số lượng các vụ ùn tắc giao thông hàng ngày vào giờ cao điểm cũng như phần trăm những người tham gia giao thông sử dụng phương tiện công cộng

- Từ năm 1986, thực hiện đường lối đổi mới, mở cửa và bắt đầu có nguồn lực để nghĩ đến chỉnh trang và phát triển giao thông nội đô nhưng lĩnh vực quy họach vẫn là trở lực vì còn làm theo nếp cũ là: quận huyện tự quy hoạch trước rồi ghép lại thành bản quy hoạch chung- chính vì thế mà tình trạng đô thị hóa tự phát

đã phát triển và xóa dần đi các phân khu chức năng đã được hình thành trước đó

Do vậy thiết kế giao thông phải chạy theo mạng đường cấp quận, huyện, không hình thành những trục chính kết nối các phân khu chức năng dẫn đến không thiết kế được mạng lưới giao thông công cộng hợp lý và hiệu quả

Hệ thống GTVT của Tp.HCM có đủ loại hình đường sắt, đường bộ, đường thủy và hàng không Tuy nhiên vận chuyển đường bộ là chủ yếu

a Mạng đường bộ

Mạng lưới giao thông đường bộ thành phố bao gồm các trục quốc lộ, đường tỉnh, đường liên tỉnh, đường nội đô do Thành phố và các quận huyện quản lý Tổng chiều dài đường các cấp hạng khoảng 3.600 km

Bảng 1.1: Tổng hợp chiều dài đường phân theo kết cấu mặt đường

STT Loại đường Dài Phân theo kết cấu mặt đường (km)

(km) BTXM BTN Đá nhựa Cấp phối Đất Loại khác

4 Đường phố 3423,1 35,1 1342,5 560,2 886,6 208,1 390,2 Tổng cộng 3669,6 35,1 1535,1 609,5 891,2 208,1 390,2

Tỉ lệ loại đường của Tp.HCM

Hình 1.2: Biểu đồ hiện trạng loại đường của thành phố Hồ Chí Minh

- Tình hình mạng đường bộ của Thành phố có một số nét chính sau:

- Đất dành cho giao thông rất thấp lại không đều trên địa bàn toàn thành phố: ở các quận nội đô như quận 1, 3, 5 có mật độ dân số cao, nhưng cũng có tỷ lệ đất dành cho giao thông khá cao khoảng 16%, tiếp đến là các quận 4, 6, 8, 10, 11, quận Bình Thạnh, Phú Nhuận, Tân Bình có tỷ lệ khoảng 10%, các quận huyện khác

có tỉ lệ thấp

- Tình trạng kỹ thuật của mạng lưới đường trên các khu vực cũng có sự chênh lệch lớn: các đường ở các quận cũ hình thành khá rõ mạng ô bàn cờ thuận lợi cho giao thông, mặt đường thảm nhựa êm thuận, hệ thống thoát nước, chiếu sáng, vỉa hè, cây xanh hoàn chỉnh; các đường ở các quận mới có mặt đường thấp so với mực nước triều, vỉa hè hẹp, không có cây xanh; các đường ở các huyện ngoại thành phần lớn mới chỉ được láng nhựa, tiêu chuẩn hình học thấp

- Phần lớn các đường đều hẹp: chỉ có khoảng 14% số đường có lòng đường rộng trên 12m để có thể tổ chức vận chuyển hành khách bằng xe buýt được thuận lợi; 51% số đường có lòng đường rộng từ 7m đến 12m chỉ có thể cho các xe ô

tô con trong đó có xe Micro-buýt lưu thông; 35% số đường còn lại có lòng đường rộng dưới 7m chỉ đủ cho xe hai bánh lưu thông

- Hệ thống các vành đai đã được hoạch định nhưng vẫn chưa đhồn chỉnh xây dựng, các trục hướng tâm đã và đang được cải tạo, nâng cấp tuy nhiên vẫn còn thiếu, cấp hạng kỹ thuật và mặt cắt ngang của các tuyến hiện có vẫn chưa đạt yêu cầu quy hoạch

- Toàn thành phố có trên 1.350 nút giao cắt trong đó có khoảng 120 nút quan trọng thuộc 75 đường phố chính và các trục giao thông đối ngoại nhưng đều là giao cắt đồng mức; năng lực thông qua của các nút thấp Hiện chỉ có 9 nút được xây dựng là nút giao khác mức

b Giao thông đường sắt

- Tại thành phố Hồ Chí Minh hiện chỉ có một tuyến đường sắt quốc gia Bắc-Nam vào đến ga Sài Gòn (tại Hòa Hưng) Tuyến đường sắt quốc gia Bắc-Nam vào thành phố giao cắt cùng mức với 14 đường phố gây ra ùn tắc và mất an toàn giao thông

- Vận tải bánh sắt là phương thức vận chuyển hnh khach đô thị có khối lượng lớn, nhưng đến nay thành phố mới chỉ có trong quy hoạch

c Giao thông đường thủy

- Cảng biển

Các cảng biển xây dựng trước đây như Tân Cảng, cảng Sài Gòn, cảng Bến Nghé, cảng Tân Thuận nằm sâu trong nội thành; các cảng biển khác mới xây dựng như cảng VICT, cảng Nhà Bè cũng nằm không xa nội thành Công suất của các cảng đạt khoảng 24,2 triệu tấn/năm Do không có đường bộ chuyên dụng nối với cảng mà trực tiếp sử dụng chung mạng đường nội đô nên gây ùn tắc giao thông, làm giảm công suất của các cảng

- Cảng sông

Các cảng sông của khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất phân tán chủ yếu nằm dọc theo bờ Kênh Đôi và Kênh Tẻ, cơ sở vật chất kỹ thuật nghèo nàn lạc hậu, tác nghiệp hàng bằng thủ công, do đó năng suất thấp Toàn cảng có một cầu bê tông dài 102 m và một số bến kè đá có khả năng tiếp nhận các loại tàu, ghe, sà lan… có trọng tải từ 200-500 DWT Khối lượng hàng hóa thông qua của các cảng đạt khoảng 1,8 triệu tấn/năm

d Giao thông hàng không

Thành phố Hồ Chí Minh chỉ có một sân bay duy nhất là sân bay Tân Sơn Nhất Năm 2007 được nâng cấp cải tạo với công suất phục vụ đạt 8-10 triệu hành khách/năm Tổng diện tích sân bay khoảng 816ha

e Hiện trạng vận tải

Doanh thu vận tải thuần túy: ước đạt 29.891,4 tỷ đồng, tăng 30,2% so với năm

2009 Trong đó doanh thu vận tải hàng hóa chiếm 72,6%, tăng 30,9%; doanh thu vận tải hành khách chiếm 27,4%, tăng 28,3%

Bảng 1.2: Doanh thu vận chuyển hàng hóa và hành khách năm 2010

Doanh thu (tỷ đồng)

Năm 2010 so với 2009

(%) Hàng

hóa

Hành khách

Hàng hóa

Hành khách

- Doanh thu vận tải hành khách tháng 12 ước đạt 808,3 tỷ đồng, tăng 9,7%

so với tháng trước; ước cả năm đạt 8.199,5 tỷ đồng, tăng 28,3% so với năm 2009 (năm 2009 tăng 16,6%) Trong đó đường bộ chiếm 73,8% doanh thu của ngành này

và tăng 33,6% so với năm 2009

1.3 Giới thiệu chung Khu đô thị mới Thủ Thiêm

- Theo qui hoạch phát triển chung của thành phố Hồ Chí Minh, khu đô thị mới Thủ Thiêm nằm trên địa bàn Quận 2 có diện tích 567 ha gồm những khu vực thương mại lớn, các khu văn phòng, trung tâm tài chính, ngân hàng và các khu dân

cư cao cấp là đề án phát triển đô thị quan trọng nhất của Thành Phố Hồ Chí Minh hiện nay Đây sẽ là khu đô thị hoàn chỉnh với đầy đủ các công trình văn hoá, xã hội, nghỉ ngơi, giải trí và các cơ sở hạ tầng đô thị, hạ tầng kỹ thuật đảm bảo phục vụ toàn bộ khu dân cư sinh sống, các nhân viên văn phòng, khách vãn lai và khách du lịch Sau khi hoàn thành, đây sẽ là khu đô thị tầm cỡ khu vực và thế giới, có hệ

thống hạ tầng đô thị hiện đại, hoàn chỉnh và không gian sống, làm việc lý tưởng, gần gũi với thiên nhiên để thu hút các nhà đầu tư đến với khu đô thị mới Thủ Thiêm

- Toàn bộ khu đô thị chia thành 8 khu chức năng: khu lõi trung tâm chính với chức năng chủ yếu là khu tài chính, thương mại, dịch vụ; Khu lõi trung tâm

được phân thành khu đa chức năng 1, 2a,2b; Khu dân cƣ phía Bắc đƣợc đặt tên là khu chức năng 3 và 4; khu đa chức năng dọc Đại Lộ Đông Tây lần lược là khu

chức năng 5 và 6; Khu dân cư phía Đông là khu chức năng số 7; Khu chức năng số

8 bao gồm toàn bộ vùng châu thổ phía Nam

Hình 1.3 : Phối cảnh tổng thể khu đô thị Thủ Thiêm

- Theo các khu vực chức năng đã phân chia trong khu đô thị mới Thủ Thiêm Quận 2 - TP Hồ Chí Minh, khu vực đất dự án thuộc khu chức năng 3 và 4 nằm ở phía Bắc của khu đô thị mới Thủ Thiêm Trong đó phạm vi và nội dung nghiên cứu chính của dự án là: Hệ thống giao thông và hạ tầng kỹ thuật đi kèm

Hình 1.4 : Mặt bằng quy hoạch khu dân cư phía Bắc (khu chức năng 3 và 4)

1.4 Đặc điểm hạ tầng giao thông đường bộ khu đô thị Thủ Thiêm

- Về quy hoạch mạng lưới giao thông: đảm bảo kết nối giao thông phù hợp với quy hoạch chung xây dựng quận 2 Cụ thể trong đó có 4 cầu bắc qua sông Sài Gòn, Thủ Thiêm I, Thủ Thiêm II, Thủ Thiêm III, Thủ Thiêm IV kết nối từ các quận Bình Thạnh, quận 1, quận 4, quận 7 vào Khu đô thị mới Thủ Thiêm và 1 hầm chui Đại lộ Đông Tây, 1 cầu đi bộ

- Về quy hoạch các tuyến giao thông đối ngoại: Tuyến Đại lộ Đông Tây lộ giới 100m đi xuyên qua Khu đô thị mới Thủ Thiêm với chức năng kết nối mạng lưới giao thông liên khu vực, đồng thời đảm bảo chức năng không gian kiến trúc cảnh quan cho khu vực

- Về giao thông đối nội: Quy mô lộ giới (chỉ giới đường đỏ), mặt cắt ngang quy hoạch các tuyến đường trục chính như sau:

+ Tuyến Đại lộ Vòng Cung có lộ giới 55m, nốt từ Khu Lõi trung tâm đến Khu dân cư phía Bắc và kết nối vào Đường Lương Đình Của

+ Trục đường Bắc Nam có lộ giới 44,7m, nối từ chân cầu Thủ Thiêm (giao lộ đường Vòng Cung) đi qua khu dân cư phía Nam đại lộ Đông Tây và kết nối vào cầu vượt sông Sài Gòn sang quận 7

+ Đường công viên hồ trung tâm có lộ giới 29,2m nối từ nút giao với đường Vòng Cung và đường Vòng Châu Thổ đến nút giao với đường Lương Đình Của và đường Trần Não

+ Ngoài ra, xây dựng các tuyến đường nội bộ trong khu vực Thủ Thiêm tối thiểu 2-4 làn xe chạy đảm bảo yêu cầu giao thông thuận Iợi

- Cấu trúc mạng lưới đường gồm 3 cấp: các tuyến đường chính đô thị (cấp 1), các tuyến đường phân khu chức năng (cấp 2) và một số tuyến đường nội bộ (cấp 3) trong khu thương mại, khu dân cư

Bảng 1.3: Tổng hợp lộ giới các tuyến đường quy hoạch:

STT Loại đường Tính chất

chức năng

Lộ giới

Thiết kế mặt cắt ngang Vỉa

hè

Lòng đường

100m Đã thi công, xây dựng

2 Đại lộ Vòng

cung

Đường cấp 1: trục xương sống kết nối các Khu chức năng quan trọng của đô thị

55m 7m 6,5m+2m+

10,25m+3,5m+10,25m+2m+6,5

4 Đường nối

Cầu

Đường cấp 2: kết nối Thủ Thiêm và các hướng khác

đô thị

5 Đường Ven

hồ

Đường cấp 2: kết nối từ đường Trần Não đến Khu phức hợp Thể thao giải trí

- Các tuyến đường phù hợp với Quy hoạch chi tiết tỷ lệ 1/500 Khu đô thị mới Thủ Thiêm (phần hạ tầng kỹ thuật) và đồ án điều chỉnh cục bộ Quy hoạch phân khu tỷ lệ 1/2000 Khu đô thị mới Thủ Thiêm đã được phê duyệt

- Hệ thống đường nội bộ khu vực kết nối với các trục đường chính: đường Đại lộ vòng cung (R1), Đường ven hồ trung tâm (R2)và đường Bắc Nam (R14) Các trục giao thông đối ngoại bao gồm hai tuyến đường chính R1 và R2 có tác dụng

nối các khu trung tâm từ Đông sang Tây Tuyến đường R14 là trục đường hướng tâm chính kết nối từ cầu Thủ Thiêm vào khu dân cư phía Bắc và cũng là trục chính nối từ Bắc sang Nam

- Hệ thống giao thông công cộng đường bộ gồm tuyến xe bus tuyến ngắn phục vụ dọc theo đường đại lộ vòng cung ( R1) và đường R7 , tuyến phục vụ theo đường ven hồ trung tâm (R2)

Lộ giới (m)

Thiết kế mặt cắt ngang (m) Vỉa

Stt Tên

đường

Cấp đường

Lộ giới (m)

Thiết kế mặt cắt ngang (m) Vỉa

Stt Tên

đường

Cấp đường

Lộ giới (m)

Thiết kế mặt cắt ngang (m) Vỉa

- Điều kiện tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh

- Hạ tầng giao thông đường bộ thành phố Hồ Chí Minh nói chung và khu

đô thị Thủ Thiêm quận 2 nói riêng

- Mặc dù đã có một số nội dung đã được trình bày trong chương này nhưng do phạm vi nghiên cứu, thời gian có hạn nên chỉ trình bày những vấn đề cơ

bản về tình hình phát triển và hiện tra kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ thành phố Hồ Chí Minh Những giải pháp xử lý nền trên nền đất yếu sẽ được làm rõ trong Chương 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ

NỀN ĐƯỜNG ĐẤT YẾU

2.1 Đặc điểm chung nền đất yếu:

- Định nghĩa và đặc trưng của nền đất yếu trình bày trong 22 TCN

262-2000 [1] và TCXD 245 : 262-2000 [5] “là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn, lực dính C theo cắt quả cắt nhanh không thoát nước từ 0.15 haN/cm2 trở xuống, góc nội ma sát từ 00 đến

100 hoặc lực dính từ kết quả cắt cánh hiện trường Cu ≤ 0.35 daN/cm2” Phần lớn các nước trên thế giới [12] thống nhất về định nghĩa nền đất yếu theo sức kháng cắt không thoát nước, Su, và trị số xuyên tiêu chuẩn, N, như sau:

+ Đất rất yếu : Su ≤ 12.5 kPa hoặc N ≤ 2

+ Đất yếu : Su ≤ 25 kPa hoặc N ≤ 4

- Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến dạng nhiều, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất yếu,tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng

- Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất Do vậy việc đánh giá chính xác

và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trong phòng và hiện trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp

là một vấn đề hết sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự số, hư hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu

- Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức chịu tải bé (0,5 - 1kg/cm2);

- Đất có tính nén lún lớn (a>0,1cm2/kg); Hệ sô rỗng e lớn (e>1,0);

- Độ sệt lớn (B>1);

- Môđun biến dạng nhỏ (E<50kg/cm2);

- Khả năng chống cắt (φ, c nhỏ), khả năng thấm nước nhỏ;

- Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G > 0,8,dung trọng nhỏ

- Trong những năm qua, thành tựu về công nghệ trong GTVT Việt Nam có rất nhiều tiến bộ Những công trình như: hầm đường bộ qua đèo Hải Vân, cầu Mỹ Thuận, QL1A, QL5, đường cao tốc TP HCM- Trung Lương, Đại lộ Thăng Long, tuyến Pháp Vân - Cầu Giẽ… đều sử dụng những công nghệ hiện đại, tiên tiến và đều nằm trong vùng đất yếu

- Tuy nhiên, xử lý nền đất yếu vẫn luôn là việc làm phức tạp và gây nhiều khó khăn cho các đơn vị thiết kế và thi công công trình “Hiện nay, Việt Nam có 2 vùng đất yếu chủ yếu là châu thổ Bắc Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long Với vùng châu thổ Bắc Bộ, chiều sâu của nhiều vị trí đất yếu lên đến từ 15 - 28m Với Đồng bàng sông Cửu Long còn lớn hơn, nhiều khi lên đến 35m Cả hai khu vực này đều nằm trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế - xã hội của đất nước Chính vì vậy, trong thời gian qua phải đầu tư rất nhiều tiền của để đầu tư phát triển hạ tầng giao thông Việc phải xử lý nền đất yếu khiến cho tổng mức đầu tư của các dự án bị đội lên rất cao”

a Nền đất yếu đồng bằng Bắc Việt Nam

- Đồng bằng Bắc Việt Nam có diện tích khoảng 30.000km2, trong đó đồng bằng Bác Bộ chiếm khoảng 18.000km2 Bằng phẳng có cao độ 1-12m, trung bình 6-8m hơi nghiêng về phía đông Địa hình bị phân cắt bợi hệ thống sông suối, kênh mương chằng chịt Nhiều nơi thấy vết tích hố móng ngựa, đầm lầy, khu trũng bị úng nước

Nhìn chung, trầm tích hệ Thứ Tư ở đồng bằng cấu tạo từ 2 tầng lớn: tầng dưới - hạt thô (cuội, sỏi, sạn lẫn cát thô, cát vừa hay nhỏ, cát pha sét), tầng trên - hạt mịn (sét, sét pha cát, bùn và than bùn)

- Nhóm đất yếu phân bố khắp khắp nơi gồm 2 loại bùn và than bùn:

Đất bùn

- Bùn đầm lầy ven biển (bm Q2IV, bmQm) hầu như bị phủ kín, nằm sát dưới đáy hay xen giữa các lớp sét biển (trừ vùng Phủ Lý, Ninh Bình lộ ra trên mặt

đất) Bùn sét hay bùn cát màu xám đen, xám tro, chứa 20%-30% tạp chất hữu cơ thân, cành lá cây Chiều dày 2-15m có thể >15m

- Bùn nguồn gốc hồ (IQIV3) trong lòng hồ cạn hay đầm hồ như hồ Tây (Hà Nội), đầm Nậu, đầm Vạc, đồng sâu hải Bối (Vĩnh Phú), đồng sâu Hà Nam Ninh, Cổ Định (Thanh Hóa), Can Lộc, Đức Thọ (Hà Tĩnh) và bùn bồi tích hiện đại (aQ3IV), sông - biển hỗn hợp (aQ3IV) Là loại bùn cát, bùn sét màu xám tro, chứa 10-20% tạp chất hữu cơ, chiều 0,2-1m, thường ở trạng thái chảy lỏng

- Bùn đầm lầy có nhóm hạt cát 13-20%, hạt bụi 40-45%, hạt sét 35-40% Bùn sông - biển có nhóm hạt cát 25-35%, hạt bụi 30-35%, hạt sét 25-30%

- Chỉ tiêu cơ lý đất bùn cho trong bảng 1.1 Độ ẩm khá cao 50-60% tới 75%, €=1,4-1,6

30-Bảng 2.1: Chỉ tiêu cơ lí của đất bùn đồng bằng Bắc Việt Nam

w (g/cm 3 )

k (g/cm 3 )

r (g/cm 3 )

G (%)

W ch (g/cm 3 )

W d (%) (độ)

C (kG/cm 2 )

a (cm 2 /kG)

Hóa

bmIQ 46,71 IV2 1,70 1,13 2,69 97,5 1,27 37,3 26,4 8,12’ 0,09 0,18 bmQIII 61,85 1,63 1,12 2,70 98,6 1,69 52,5 29,6 5,00’ 0,06 0,14 Vinh bmIQ 48,82 IV2 1,68 1,03 2,68 96,8 1,27 36,2 24,7 8,42’ 0,13 0,12

Bộ, phân bố ở Triệu Lộc, Thọ Lâm và Triệu Sơn (Thanh Hóa); Đức Sơn (Hà Tĩnh)

- Than bùn có màu nâu đỏ, xám đen rất xốp và nhẹ Độ ẩm tự nhiên 140%, giới hạn chảy 70-80%, dung trọng khô 1,2-1,45g/cm2, tỉ trọng 1,5- -

80-10 đôi khi >80-10; Φ=5-80-100, lực dính c=0,05-0,3kG/cm2 Than bùn có sức chịu tải thấp, tính nén lún cao

- Trị số trung bình chỉ tiêu cơ lý các lớp đất được cho trong bảng 1.2

b Nền đất yếu đồng bằng sông Cửu Long:

- Trầm tích Holoxen đồng bằng sông Cửu Long được phân chia thành 3 bậc:

- Bậc Haloxen dưới giữa QIV-1-2: cát màu vàng, xám tro, chứa sỏi nhỏ cùng kết vốn sắt, phủ trên tầng sét loang nổ Pleixtoxen hoặc đá gốc Bề dày tới 12m

- Bậc Haloxen giữa QIV-2: bùn xét màu xám, sét xám xanh, xám vàng, bề dày 10-50m

- Bậc Haloxen trên QIV-3: gốc trầm tích biển, sông biển hỗn hợp 3) (mbQIV-3) là cát mịn, bùn sét hữu cơ, đầm lầy ven biển (mbQIV-3) gồm bùn sét hữu cơ, than bùn và bồi tích (AqIV=33): sét, cát pha sét chảy hoặc bùn sét Bề dày 9-20m, trung bình 15m

(mQIV Có thể chia vùng đồng bằng sông Cửu Long thành 3 khu vực địa chất công trình:

- Khu vực ven Thành phố Hồ Chí Minh, thượng nguồn Vàm Cỏ Tây, Vàm

Cỏ Đông, rìa tây Đồng Tháp Mười, rìa quanh vùng Bảy Núi chạy tới ven biển Hà Tiên, Rạch Giá, rìa đồng bằng Vũng Tàu đến Biên Hòa là khu vực đất yếu, bề dày 1-10m

- Khu vực đất yếu dày 5-30m, phân bố kế cận khu (a) và đại bộ phận trung tâm đồng bằng và trung tâm Đồng Tháp Mười

- Khu vực đất yếu dày 15-30m, chủ yếu thuộc Cửu Long, Bến Tre với ven biển Minh Hải, Hậu Giang, Tiền Giang, Cần Giuộc, Vũng Tàu

- Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất chủ yếu trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Đặc trưng cơ lý các lớp đất chủ yếu

Loại đất

Sét

3 4 3

IV amQ

Bùn sét

3 4 3

IV amQ

Bùn sét

3

IV ambQ

Bùn sét

1 2

IV mabQ

Sét xám nâumaQ IV2

Sét loang lổ

I III maQ

Ghi chú: Trị số được ghi theo thứ tự từ trên xuống: nhỏ nhất, trung bình, lớn nhất

c Đất yếu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

- Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh thuộc loại địa hình đồng bằng bồi tụ các trầm tích phù sa cổ đến trẻ với các nguồn gốc sông, đầm lầy, sông - biển, vũng vịnh hỗn hợp Tầng trầm tích biến đổi khá lớn và phức tạp, chiều dày từ vài mét đến hơn một trăm mét

- Khu vực thành phố có thể chia ra làm 2 vùng:

- Vùng cao phía bắc gồm Củ Chi, Hóc Môn, Gò Vấp, một phần các quận

1, 3, 5, 10, 12, Thủ Đức, Phú Nhuận, Tân Bình: phân bố trầm tích cổ Plextoxen gồm có: sét, sét cát, cát mịn đến thô lẫn sỏi sạn có khả năng chịu tải tốt

- Vùng đồng bằng thấp phía nam gồm toàn bộ các quận 2, 4, 6, 7, 8, 11, Bình Chánh, Nhà Bè và Cần Giờ; phân bố trầm tích trẻ Holoxen nguồn gốc sông biển đềm lầy gồm có: sét bùn, bùn á sét hữu cơ bão hòa nước, sét xám ghi xám xanh

có nguồn gốc trầm tích tro núi lửa Bề dày từ 8 đến 30m, một số nơi 35m đến 40m Đất yếu hoàn toàn bão hòa nước và chưa cố kết, đang trong quá trình phân hủy, độ

ẩm rất cao từ 50% đến trên 100%, dung trọng khô nhỏ <10kN/m3, độ sệt Is>1, hệ

số rỗng € > 1 (tới 2 đến 3), chỉ số nén lún Cc=0,5-1,5, môđun tổng biến dạng 2=5-10kG/cm2

E0-Nước dưới đất trong tầng sét bùn, bùn á sét hữu cơ cách mặt đất từ 0,5 đến 0,8m có quan hệ thủy lực với nước mặt, sông, đầm lầy và nước thải Nước bị nhiễm bẩn, nhiễm phèn, nhiễm mặn, có tính ăn mòn axit và sunfat cao đối với móng công trình Cần lưu ý là khi được cố kết hoặc xử lý cọc cừ, đất sẽ thoát nước và chặt hơn, nhưng khi nước bị tháo kiệt (mùa khô), tầng đất bị giảm thể tích tới giới hạn co và

- 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:

- Phương pháp thay nền: Đây là một phương pháp ít được sử dụng, để khắc phục vướng mắc do đất yếu, nhà xây dựng thay một phần hoặc toàn bộ nền đất yếu trong phạm vi chịu lực công trình bằng nền đất mới có tính bền cơ học cao như làm gối cát, đệm cát Phương pháp này đòi hỏi kinh tế và thời gian thi công lâu dài,

áp dụng được với mọi điều kiện địa chất Bên cạnh đó cũng có thể kết hợp cơ học bằng phương pháp nén thêm đất khô với điều kiện địa chất đất mùn xốp

- Các phương pháp cơ học: Là một trong những nhóm phương pháp phổ biến nhất, bao gồm các phương pháp làm chặt bằng sử dụng tải trọng tĩnh (phương pháp nén trước), sử dụng tải trọng động (đầm chấn động), sử dụng các cọc không thầm, sử dụng lưới nền cơ học và sử dụng thuốc nổ sâu, phương pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc xi măng đất, cọc vôi…), phương pháp vải địa

kỹ thuật, phương pháp đệm cát… để gia cố nền bằng các tác nhân cơ học Sử dụng tải trọng động khá phổ biến với điều kiện địa chất đất cát hoặc đất sỏi như dùng máy đầm rung, đầm lăn Cọc không thấm như cọc tre, cọc cừ tràm, cọc gỗ chắc thường được áp dụng với các công trình dân dụng Sử dụng hệ thống lưới nền cơ học chủ yếu áp dụng để gia cố đất trong các công trình xây mới như đường bộ và

đường sắt Sử dụng thuốc nổ sâu tuy đem lại hiệu quả cao trong thời gian ngắn, nhưng không thích hợp với đất sét và đòi hỏi tính chuyên nghiệp của nhà xây dựng

- Phương pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phương pháp dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm…

Phương pháp nhiệt học: Là một phương pháp độc đáo có thể sử dụng kết hợp với một số phương pháp khác trong điều kiện tự nhiên cho phép Sử dụng khí nóng trên

8000 để làm biến đổi đặc tính lý hóa của nền đất yếu Phương pháp này chủ yếu sử dụng cho điều kiện địa chất đất sét hoặc đất cát mịn Phương pháp đòi hỏi một lượng năng lượng không nhỏ, nhưng kết quả nhanh và tương đối khả quan

- Các phương pháp hóa học: Là một trong các nhóm phương pháp được chú ý trong vòng 40 năm trở lại đây Sử dụng hóa chất để tăng cường liên kết trong đất như xi măng, thủy tinh, phương pháp Silicat hóa… hoặc một số hóa chất đặc biệt phục vụ mục đích điện hóa Phương pháp xi măng hóa và sử dụng cọc xi măng đất tương đối tiện lợi và phổ biến Trong vòng chưa tới 20 năm trở lại đây đã có những nghiên cứu tích cực về việc thâm cốt cho cọc xi măng đất Sử dụng thủy tinh

ít phổ biến hơn do độ bền của phương pháp không thực sự khả quan, còn điện hóa rất ít dùng do đòi hỏi tương đối về công nghệ

Phương pháp sinh học: Là một phương pháp mới sử dụng hoạt động của vi sinh vật

để làm thay đổi đặc tính của đất yếu, rút bớt nước úng trong vùng địa chất công trình Đây là một phương pháp ít được sự quan tâm, do thời gian thi công tương đối dài, nhưng lại được khá nhiều ủng hộ về phương diện kinh tế

- Các phương pháp thủy lực: Đây là nhóm phương pháp lớn như là sử dụng cọc thấm, lưới thấm, sử dụng vật liệu composite thấm, bấc thấm, sử dụng bơm chân không, sử dụng điện thẩm Các phương pháp phân làm hai nhóm chính, nhóm một chủ yếu mang mục đích làm khô đất, nhóm này thường đòi hỏi một lượng tương đối thời gian và còn khiêm tốn về tính kinh tế Nhóm hai ngoài mục đích trên còn muốn mượn lực nén thủy lực để gia cố đất, nhóm này đòi hỏi cao về công nghệ, thời gian thi công giảm đi và tính kinh tế được cải thiện đáng kể

Ngoài ra, còn có các phương pháp mới được nghiên cứu như rung hỗn hợp, đâm xuyên, bơm cát…

- Nguyên lý đắp theo giải đoạn: Khi cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp,

để đảm bảo cho nền đường ổn định cần áp dụng biện pháp tăng cường độ của nó bằng đắp đất từng lớp một, chờ cho đất nền cố kết, sức chịu cắt tăng lên, có khả năng chịu được tải trọng lớn hơn thì mới đắp lớp đất tiếp theo

- Đây cũng là biện pháp xử lý đơn giản nhất nhưng thời gian thi công kéo dài và

bị khống chế bởi thời gian chờ cho phép phụ thuộc vào cách tính toán dự báo cố kết U=f(t)

Hình 2.1: Đắp đất theo giai đoạn

Đặc điểm

- Đắp trên nền đất yếu một tải trọng lớn để ép nước ra, đẩy nhanh quá trình lún Đây là phương pháp cho phép đạt được một cố kết yêu cầu một thời gina ngắn hơn

- Gia tài này phải phù hợp với điều kiện ổn định của nền đắp Phương pháp này chỉ nên dùng khi chiều cao tới hạn cao hơn nhiều so với thiết kế Khi áp dụng giải pháp này cần đặc biệt chú ý kiểm toán sự ổn định của nền đắp khi có thêm tải trọng đắp gia tải trước trước và theo dõi khống chế tốc độ đắp phần đắp gia tải trước, nếu khống rất đễ xảy ra mất ổn định trong quá trình đắp Do đó giải pháp đắp gia tải trước cũng thường được kết hợp với giải pháp bệ phản áp

Ƣu điểm

Chi phí thấp, vì tận dụng vật liệu đắp đường để gia tải