Nghiên cứu giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông khu đô thị mới thủ thiêm thuộc quận 2 thành phố hồ chí minh bằng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ------ VÕ NHẤT TÍNH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM THUỘC QUẬN 2- THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BẰNG CỌC VÁN BÊ TÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

- -

VÕ NHẤT TÍNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM THUỘC QUẬN 2- THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BẰNG CỌC

VÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH - 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

- -

VÕ NHẤT TÍNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM THUỘC QUẬN 2- THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BẰNG CỌC

VÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

MÃ SỐ: 60.58.02.05

CHUYÊN SÂU: KTXD ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN PHƯỚC MINH

TP HỒ CHÍ MINH - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến Sĩ Nguyễn Phước Minh

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chính tôi thực hiện và chưa từng được công bố ở bất cứ nơi nào Những kết quả nghiên cứu và phát hiện mới trên cơ sở phân tích số liệu và tham khảo các tư liệu, dự án, giáo trình và đề tài nghiên cứu đã được công bố của các nhà khoa học trong và ngoài nước

Để hoàn thiện luận văn này, một số kết quả trích dẫn được tham khảo của các tác giả liên quan

Tác giả

Võ Nhất Tính

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được luận văn này, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy giáo hướng dẫn, các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và các cơ quan liên quan Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu nhà trường, Khoa công trình , Khoa đào tạo đại học và sau đại học trường Đại học Giao Thông Vận Tải đã giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn là

TS Nguyễn Phước Minh – Thuộc trường Đại học Giao Thông Vận Tải, là người thầy đã tận tình giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn công ty “Công ty cổ phần Tư vấn Thiết kế GTVT phía nam (TDEI SOUTH)” đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cung cấp số liệu, tài liệu giúp tác giả hoàn thành luận văn

Trong khuôn khổ một luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắc chắn chưa đáp ứng được một cách đầy đủ những vấn đề đã đặt ra, mặt khác do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế Tác giả xin chân thành cảm ơn và tiếp thu nghiêm túc những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp

Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn!

Ngày tháng năm 2019

Tác giả

Võ Nhất Tính

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH VẼ vi

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Kết cấu của luận văn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM VÀ ĐOẠN KÈ BỜ SÔNG 4

1.1 Tổng quan về dự án kè bảo vệ bờ sông cho khu đô thị Thủ Thiêm 4

1.1.1 Điều kiện địa hình 4

1.1.2 Điều kiện thủy văn 20

1.1.3 Đánh giá tác động gây xói lở, diễn biến lòng dẫn sông sài gòn khi 22

1.2 Tổng quan các giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông trên Thế giới và tại Việt Nam 26

1.2.1 Đặt vấn đề 26

1.2.2 Một số giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông trên Thế giới 28

1.2.3.Một số giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông tại Việt Nam 35

1.3 Phân tích lựa chọn giải pháp 40

1.3.1 Giải pháp cho dự án: 40

1.3.2 Đánh giá lựa chọn 42

1.4.Kết luận chương: 44

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU GIẢI PHÁP XỬ LÝ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG BẰNG CỌC VÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 45

2.1 Đặc điểm cấu tạo 45

2.1.1 Giới thiệu chung về cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực 45

2.1.2 Cấu tạo 46

2.2.Nguyên lý thiết kế - trình tự phân tích tính toán cọc bê tông cốt thép dự ứng lực 48

2.2.2 Đặc điểm chung của cọc ván BT DƯL 49

2.2.3.Trình tự phân tích, tính toán cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực 57

2.3 Công nghệ thi công 57

2.4 Tính ưu nhược điểm của giải pháp 60

2.4.1.Ưu điểm 60

2.4.2.Nhược điểm 61

2.5 Kết luận chương 2 62

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH BÀI TOÁN CỌC VÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC CHO ĐOẠN KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG KHU ĐÔ THỊ THỦ THIÊM 63

3.1 Giới thiệu mô hình tính 63

3.1.1 Giới thiệu phần mềm 63

3.1.2 Lựa chọn mặt cắt ngang thiết kế 66

3.2 Mô hình phân tích bài toán xử lý nền đất yếu bằng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực cho đoạn kè bờ sông khu đô thị Thủ Thiêm: 68

3.2.1 Tính toán kè tường ván kết hợp cọc neo và thanh neo 68

3.2.2 Tính toán chuyển vị và nội lực kết cấu 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88

1 Kết luận 90

2 Kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 : 1 Chiều rộng bãi sông Sài Gòn Z = 0  2,5m 6

Bảng 1 : 2 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 1, 2: 7

Bảng 1 : 3 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 3, 4: 8

Bảng 1 : 4 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 5, 6: 9

Bảng 1 : 5 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 7: 10

Bảng 1 : 6 Địa chất lớp 1a 13

Bảng 1 : 7 Địa chất lớp 1b 14

Bảng 1 : 8 Địa chất lớp 2 15

Bảng 1 : 9 Địa chất lớp 3 16

Bảng 1 : 10 Địa chất lớp 4 17

Bảng 1 : 11 Địa chất lớp 4 17

Bảng 1 : 12 Tính chất cơ lý của các lớp đất 19

Bảng 1 : 13 Kết quả điều tra được thống kê lại trong bảng sau: 20

Bảng 1 : 14 Cao độ mực nước lớn nhất và nhỏ nhất (cm) phục vụ thi công 21

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Quy hoạch bán đảo Thủ Thiêm 4 Hình 1 2 Phân đoạn bán đảo Thủ Thiêm 5 Hình 1 3 Bờ xói mạnh( Dạng đường bờ điển hình cho đoạn bờ sông từ cầu thủ thiêm tới rạch cầu cống ) 11 Hình 1 4 Bờ xói mạnh ( Đối diện rạch thị nghè ) 11 Hình 1 5 Dạng bờ bồi bãi bùn cửa Rạch Cầu Cống 11 Hình 1 6 Bờ xói – bãi sỏi, bùn khu cây tạp (Từ rạch cầu Bàn cụt tới rạch cá trê nhỏ) 12 Hình 1 7 Bờ xói – bãi sỏi, cát khu dừa nước và phi lao (Từ rạch cầu Bàn cụt tới rạch cá trê nhỏ) 12 Hình 1 8 Phân bố trường dòng chảy trong phương ngang và dọc sông chính trong pha triều dâng hiện trạng 23 Hình 1 9 Phân bố tốc độ chảy trung bình theo độ sâu trên sông chính trong pha triều dâng hiện trạng 23 Hình 1 10 Phân bố trường dòng chảy trong phương ngang và dọc sông chính trong pha triều rút hiện trạng 24 Hình 1 11 Phân bố tốc độ chảy trung bình theo độ sâu trên sông chính trong pha triều rút hiện trạng 24 Hình 1 12 Phân bố trường cao trình mặt nước và hướng dòng chảy trên sông chính trong pha triều dâng 25 Hình 1 13 Phân bố trường cao trình mặt nước và hướng dòng chảy trên sông chính trong pha triều rút 25 Hình 1 14 Hiệu vận tốc cực đại (cm) theo theo chiều âm ( hình bên trái) và chiều dương (hình bên trái) HT, chiều dương là chiều mũi tên trên hình vẽ 26 Hình 1 15 Hiệu vận tốc cực đại (cm) theo theo chiều âm ( hình bên trái) và chiều dương (hình bên trái)giữa HT, chiều dương là chiều mũi tên trên hình vẽ 26 Hình 1 16 Trải vải địa kỹ thụât là tầng lọc mái kè 28

Hình 1 17 Một số loại thảm bêtông túi khuôn 29

Hình 1 18 Kết cấu thảm FS 30

Hình 1 19 Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói đáy ở sông 31

Hình 1 20 Các rồng đá túi lưới đơn 32

Hình 1 21 Thảm đá bảo vệ bờ sông 32

Hình 1 22 Sử dụng các loại thực vật bảo vệ bờ sông 33

Hình 1 23 Kè kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và bằng thực vật 34

Hình 1 24 Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn bằng sợi đai giữ ổn định và phát triển 34

Hình 1 25 Cọc xi măng đất 35

Hình 1 26 Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận) bằng hệ thống công trình hoàn lưu 36

Hình 1 27 Kè mỏ hàn bằng rọ đá 37

Hình 1 28 Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lưới thép 37

Hình 1 29 Thảm đá bảo vệ bờ sông 38

Hình 1 30 Thảm túi cát và kè bằng thảm túi cát ở bờ sông Sài Gòn 38

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

PHẦN MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội TP.HCM 5 năm tới (2016-2020), một chương trình hành động mới được tập trung triển khai, đó là thực hiện quyết liệt việc di dời và giải tỏa trắng hơn 17.000 hộ gia đình sống ven kênh, rạch để thực hiện công tác chỉnh trang đô thị, tạo bộ mặt mới cho một thành phố Với tổng vốn đền bù, giải tỏa khoảng 12.400 tỷ đồng, hàng chục nghìn hộ dân sinh sống dọc các tuyến kênh rạch như Tham Lương – Bến Cát, Văn Thánh, Bàu Trâu,… sẽ được di dời Đây sẽ là cơ hội lớn

cho các doanh nghiệp bất động sản phát triển các dự án khu đô thị ven sông

Trên địa bàn TP.HCM trong năm 2015 đã có nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước công bố hàng loạt dự án BĐS lớn, dự báo sẽ cung cấp cho thị trường hơn 70.000 căn hộ trong vòng 3 năm tới Trong đó, phải kể đến những dự án phát triển khu đô thị mới nằm dọc các con sông lớn trên địa bàn, mà trước hết là sông Sài Gòn Những dự án này dự kiến sẽ có sản phẩm đưa ra thị trường từ năm 2017 Hầu hết trong số đó đều có sự tham gia của tập đoàn Vingroup với vai trò là nhà đầu tư chiến lược hoặc chủ đầu tư

Khu đô thị mới Thủ Thiêm được quy hoạch hơn 20 năm, UBND TP.HCM đã chấp thuận giao khu này cho Tập đoàn Đại Quang Minh thực hiện dự án này

Theo kết quả khảo sát nghiên cứu của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, sông Sài Gòn trong khu vực TPHCM không còn giữ được trạng thái tự nhiên trong việc điều tiết dòng chảy Do vậy, dòng chảy mang ít lượng bùn cát và thiếu hụt hàm lượng phù sa Đất

bờ sông cấu tạo bùn sét nên khả năng chịu lực kém, rất dễ bị xói Trong lòng sông có nhiều hố xói cục bộ sâu như hố xói tại rạch Ông Ngữ, khu vực Water Park, đoạn sông Nhà Bè Vì vậy, nguy cơ sạt lở cục bộ và hàm ếch là rất cao Sông Nhà Bè mỗi năm sạt

Những năm gần đây, khu vực Thủ Thiêm-Quận 2 liên tục xảy ra hiện tượng sạt lở, gây tổn thất nặng nề về kinh tế, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường tự nhiên và tâm

lí người dân quanh khu vực sạt lở

Việc nghiên cứu giải pháp kè bảo vệ bờ sông khu đô thị mới thủ Thiêm để hiểu quả

về mặt kinh tế và kỹ thuật là rất cấp thiết

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu giải pháp kè bảo vệ bờ sông khu đô thị mới Thủ Thiêm thuộc Quận 2 – TP.HCM bằng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực” là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn đối với dự án

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Đánh giá thực trạng sạt lở bờ sông khu đô thị mới Thủ Thiêm thuộc Quận TP.HCM

2-Phân tích nguyên nhân gây ra sạt lở bờ sông sông khu đô thị mới Thủ Thiêm thuộc Quận 2-TP.HCM

Nghiên cứu giải pháp xử lý sự cố sạt lở bờ sông sông khu đô thị mới Thủ Thiêm thuộc Quận 2-TP.HCM

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Giải pháp xử lý kè bờ sông bằng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực

Hiệu quả giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông khu đô thị mới Thủ Thiêm khu vực Quận 2-TP.HCM bằng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Giới thiệu chi tiết giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông bằng cọc ván bê tông cốt thép

dự ứng lực với phương pháp nghiên cứu:

+ Nghiên cứu lý thuyết: nguyên lý thiết kế, tính toán;

+ Nghiên cứu kết quả thực nghiệm thực tế ngoài hiện trường và số liệu trong phòng thí nghiệm

+ Nghiên cứu tham khảo các tài liệu liên

5 KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM VÀ

ĐOẠN KÈ BỜ SÔNG

1.1 Tổng quan về dự án kè bảo vệ bờ sông cho khu đô thị Thủ Thiêm

1.1.1 Điều kiện địa hình

Hình 1 1 Bản đồ quy hoạch bán đảo Thủ Thiêm 1/2000

Hình 1 2 Phân đoạn cho xử lý bờ sông của dự án

- Đọan 1 và 2 (từ K0 – K1+125): là đọan bờ lõm đang bị xói lở mạnh, vực sâu có

xu hướng lấn vào bờ Công trình bảo vệ bờ được xây dựng là do tự phát, không thống nhất với nhau Công trình bảo vệ bờ chủ yếu chống xói lở bề mặt, chân kè đang có nguy cơ hư hỏng

- Đọan 3 (K1+125 – K2+710): bề mặt bãi đang bị xói lở đặc biệt là khu vực gần

đọan 2 (là nơi chuyển tiếp) Khu vực này hiện chưa có kè bảo vệ bờ

- Đọan 4: là khu vực công trình Caric Tình trạng xói mòn ở đây diễn ra mạnh Hiện

tại công trình bảo vệ bờ gần như không có

- Đọan 5 (K3+360 – K6 + 102): là đọan đường bờ ổn định nhất Kè bờ được xây

dựng bằng các tấm bê tông đang trong tình trạng tốt

- Đọan 6 (K6+102 – K6 + 986): là đọan bờ lồi chuyển tiếp sang bờ lõm Hiện tượng

xói lở xảy ra nhẹ, xu thế bồi chiếm ưu thế hơn Hiện tại chưa có công trình bảo vệ

bờ Trong tương lai đây là khu vực được bảo tồn

- Đọan 7 (K6+986 – K8+430): là khu vực bờ lõm, hiện tượng xói mòn đang diễn ra

mạnh, vực sâu đang có xu thế tiến vào bờ, dòng chủ lưu khi triều lên hướng thẳng vào bờ Hiện tại chưa có công trình bảo vệ bờ Trong tương lai khu vực này sẽ

được xây dựng bến du thuyền, do đó cần có biện pháp bảo vệ chống xói sâu và xói ngang

Trong bảng 1.1 trình bày chiều rộng của bãi sông từ Z = 0 đến 2,5m Nếu tính từ mức nước cao nhất 1,45m thì chiều rộng này còn lớn hơn đáng kể

Bảng 1 : 1 Chiều rộng bãi sông Sài Gòn Z = 0  2,5m

- Đoạn từ đầu tuyến đến hầm Thủ Thiêm là khu dân cư cũ đã giải tỏa và khu vực đã

san lấp mặt bằng, cao độ trung bình từ +1.40m ÷ 2.10m Cục bộ một số vị trí là ao hồ trũng thấp chưa san lấp có cao độ trung bình từ +0.4m ÷ +0.8m

- Đoạn từ hầm Thủ Thiêm đến cuối tuyến là đoạn đi qua khu vực đất trống, vườn

cây cũ chưa xây dựng nhà có cao độ trung bình từ +0.5m ÷ +1.5m và đoạn đi qua ao hồ trũng thấp chưa san lấp có cao độ trung bình từ -0.5m ÷ +0.2 m

- Đường hiện hữu giao cắt với tuyến R3 bao gồm:

+ Đường Lương Định Của giao cắt với R3 tại cọc C75 (Km 1+480) là đường bê tông nhựa, mặt đường hiện hữu rộng trung bình 8m

+ Đường Mai Chí Thọ giao cắt với R3 tại cọc C92(Km1+820) ÷C98(Km 1+940)

là đường nội bộ trên lưng hầm Thủ Thiêm, cụ thể như sau:

 Mặt bằng: Chiều dài đường hiện hữu đoạn trên lưng hầm Thủ Thiêm giao cắt với R3 là 100m

Bảng 1 : 2 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 1, 2:

Địa hình bãi phẳng, bị xói mạnh

Đường bờ không liên tục, bị cắt

120m

Xây dựng cầu Thủ Thiêm, 1 kênh đào mới thông với rạch Cá Trê lớn, dọc bờ sông là khu công viên cây xanh, đất ngập nước rộng 120m

nghị

Bờ xói nhẹ, bãi ngoài kè hợp lý, đường bờ hiện trạng chưa phù hợp với quy hoạch, cần thống nhất trong cải tạo đường bờ, cao trình trước và sau khi kè Cải tạo bãi sông để tăng cường thoát nước, nên dùng kè mềm, cần thống nhất dạng kè bờ sông, kè bảo vệ cửa kênh rạch và bảo vệ bờ kênh, bảo

bờ đối diện.Kè bảo vệ cầu, bảo vệ cửa kênh rạch và bảo vệ bờ kênh Kè mềm thống nhất với đoạn trên, cần khai thác bãiCần chọn dạng kè phù hợp để bảo vệ bờ, bảo vệ cầu, cải

tạo bãi

Bảng 1 : 3 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo

Thủ Thiêm) cho phân đoạn 3, 4:

nhỏ

Địa hình bãi phẳng, bị xói mạnh Đường bờ không liên tục, bị cắt bởi rạch Ông Cậy

Hiện trạng và quy hoạch

Đào mới một kênh lớn thông với

hồ trung tâm, Khu vực cầu Thủ Thiêm, dọc bờ sông (Phía Bắc là khu công viên cây xanh và đất ngập nước 120m) đoạn phía dưới là đường dạo ven sông

Xây dựng cầu bắc qua quận 1, xây dựng hầm Thủ Thiêm, dọc

bừ sông là đường dạo ven sông, phía trong là công viên cây xanh, rahcj Ông Cậy bị san lấp

nghị

Đường bờ (hiện trạng) không phù hợp với quy hoạch, cần cải tạo bãi sông tăng cường thoát nước Cần thống nhất dạng kè bảo vệ bờ sông, kè bảo vệ cửa kênh và chân cầu Đường bờ cần được bảo vệ tạo mỹ quan cho

khu vực

Khu vực xói mạnh, đường bờ (hiện trạng) chưa phù hợp với quy hoạch, cần gia cố bãi, bảo

vệ bờ sông, chọn dạng kè hợp

lý bảo vệ bờ và khu hầm Thủ

Thiêm

Bảng 1 : 4 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 5, 6:

công trình bảo vệ Các tấm bê tông cốt thép, phía dưới là cuội sỏi

Giồng cát phủ phía trên, phía

dưới là bãi bùn và sỏi

Hiện trạng và quy hoạch

Khu bãi cát, cây tạp

Giữ nguyên hệ thống rạch (cải tạo rạch cầu phao 5) và thực vật dọc bờ, đoạn Km3+360 - km4+412 là đường dạo ven sông, xây dựng mới hai cầu: 1 cầu nối sang quận 4, 1 cầu nối

Cần chọn dạng kè phù hợp để bảo vệ bờ, bảo vệ cầu, cải tạo

bãi

Đường bờ (hiện trạng) tương đối phù hợp với quy hoạch, giữ nguyên khu vực đầm lầy

Bảng 1 : 5 Bảng thống kê đặc điểm động học đường bờ sông Sài Gòn (bao quanh bán đảo Thủ Thiêm) cho phân đoạn 7:

Hiện trạng và quy hoạch

này đang bị ô nhiễm dầu

xây dựng bên du thuyền cuối đoạn (gần rạch Cá Trê lớn)

nghị

Đường bờ (hiện trạng) tương đối phù hợp với quy hoạch, giữ nguyên khu vực đầm lầy Riêng khu vực làm bến du thuyền, đề nghị nạo vét, gia cố bãi và kè

bờ chắc chắn

Hình 1 3 Bờ xói mạnh (Dạng đường bờ điển hình cho đoạn bờ sông từ cầu thủ thiêm tới

rạch cầu cống )

Hình 1 4 Bờ xói mạnh ( Đối diện rạch thị nghè )

Hình 1 5 Dạng bờ bồi bãi bùn cửa Rạch Cầu Cống

Hình 1 6 Bờ xói – bãi sỏi, bùn khu cây tạp (Từ rạch cầu Bàn cụt tới rạch cá trê nhỏ)

Hình 1 7 Bờ xói – bãi sỏi, cát khu dừa nước và phi lao (Từ rạch cầu Bàn cụt tới rạch cá

trê nhỏ)

1.1.1.1 Thông số địa chất khu vực dự án

Theo hồ sơ Khảo sát địa chất công trình dự án Quảng trường trung tâm và Công viên

bờ sông tại Khu đô thị mới Thủ Thiêm, hạng mục Bờ kè từ cầu Thủ Thiêm 2 đến cầu Thủ Thiêm 3 do Công ty Cổ phần Tư vấn thiết kế GTVT phía Nam thực hiện tháng 04/2017, các lớp đất từ bề mặt địa hình hiện hữu đến độ sâu đáy hố khoan DA-LKK1 ÷ DA-LKK6, chiều sâu 40m, độ sâu khoan lớn nhất được phân bố và mô tả như sau:

Lớp K: Đất trên mặt là đất san lấp, gặp ở tất cả các lỗ khoan trừ lỗ khoan DA-LKK5,

với bề dày từ 0,7m (DA-LKK6) đến 3,2m (DA-LKK4) bao gồm hỗn hợp cát san lấp,

mảnh vỡ bê tông, cấp phối đá dăm, xà bần, sét chảy Thành phần vật liệu của lớp không đồng nhất, phân bố cục bộ Cao độ đáy lớp thay đổi từ -3,80m (DA-LKK4) đến -0,80m (DA-LKK6)

Lớp 1: SÉT rất dẻo (CH), xám xanh, xám đen, trạng thái chảy – dẻo chảy, đôi chỗ

có kẹp lớp cát mỏng Lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày lớp thay đổi từ 11,3m (DA-LKK4) đến 18,3m (DA-LKK6) Cao độ đáy lớp thay đổi từ -19,10m (DA-LKK6) đến -13,80m (DA-LKK5) Chỉ tiêu cơ lý như sau:

1.1.1.2 Địa chất đường R3:

Căn cứ vào các kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng, địa tầng khu vực dọc tuyến khảo sát có thể chia thành các lớp đất chính như sau:

- Lớp K: Đất đắp, đất mặt bao gồm: lớp mỏng sét lẫn hữu cơ, xám xanh, xám vàng,

nâu vàng Lớp này chủ yếu là đất đắp bờ, đắp đường, nền nhà, đất ruộng Bề dày lớp biến đổi từ 0.1m đến 2.5m

- Lớp 1a: SÉT RẤT DẺO (CH), đôi chỗ lẫn các lớp cát mỏng, lẫn hữu cơ, xám xanh,

xám đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy Vị trí địa tầng nằm dưới lớp đất san lấp Bề dày lớp thay đổi từ 7.0m (LKR3-9) đến 33.50m (LKR3-1) Cao độ đáy lớp biến đổi từ -32.12m (LKR3-1) đến -6.01m (LKR3-9) Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1a như sau:

- Lớp 2: CÁT BỤI, CÁT SÉT, đôi chỗ lẫn sạn sỏi thạch anh, màu xám xanh, xám

trắng, nâu vàng, kết cấu từ rời đến chặt vừa Vị trí địa tầng nằm dưới lớp 1a và lớp 1b Bề dày lớp thay đổi từ 1.40m (LKC17-3) đến 3.00m (LKR3-12) Cao độ đáy lớp biến đổi từ -21.46m (LKR3-7) đến -17.54m (LKR3-9) Lớp này gặp ở hố khoan LKR3-12, LKR3-

13, LKR3-14, LKC17-1, LKC17-3 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau:

Độ sệt B 0.3

- Lớp 3: SÉT RẤT DẺO, màu xám xanh, xám đen, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng

đến nửa cứng Vị trí địa tầng nằm dưới lớp 2 và lớp 1b Bề dày lớp thay đổi từ 1.40m (LKR3-14) đến 9.75m (LKC17-3) Cao độ đáy lớp biến đổi từ -31.21m (LKC17-3) đến -24.76m (LKR3-14) Lớp này gặp ở hố khoan LKR3-11, LKR3-12, LKR3-14, LKC17-1, LKC17-3 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau:

- Lớp 4a: CÁT BỤI, CÁT SÉT, đôi chỗ lẫn sạn sỏi thạch anh, màu xám xanh, xám

vàng, xám trắng, kết cầu rời rạc đến chặt vừa Vị trí địa tầng nằm dưới lớp 1a, 1b và Lớp

3 Bề dày lớp thay đổi từ 1.60m (LKR3-1) đến 9.45m (LKR3-9) Cao độ đáy lớp biến đổi

từ -33.80m (LKR3-2) đến -16.83m (LKR3-10) Lớp này gặp ở hầu hết các hố khoan Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4a như sau:

- Thấu kính TK-1: cát bụi, cát sét, màu xám xanh, xám trắng, kết cấu chặt vừa Vị

trí địa tầng nằm dưới lớp 1a, xen kẹp giữa hai lớp 1a và 1b Bề dày biến đổi từ 1.50m đến 2.20m, các hố khoan LKR3-14 và LKR3-15 Cao độ đáy thấu kính biến đổi từ -20.06m đến -16.80m Chỉ tiêu cơ lý của thấu kính như sau:

Mới Thủ Thiêm” do Công ty TNHH Tư Vấn Thiết Kế BR thực hiện tháng 8/2014, điều kiện địa chất tại vị trí kè R3 như sau:

- Lớp 1: Sét béo màu xám đen, xám, lẫn mùn thực vật trạng thái chảy (OH)

+ Lớp sét màu xám đen, xám có lẫn mùn thực vật, trạng thái chảy, xuất hiện ngay từ bề mặt khảo sát, phân bố ở tất cả các hố khoan Độ sâu đáy lớp thay đổi từ 15.5m (LKR3-BS02; LKR3-BS03) đến 17.5m (LKR3-BS01) Bề dày trung bình của lớp là 16.025m

+ Thành phần chủ yếu của lớp: Bụi, sét

- Lớp 2: Cát sét màu xám vàng, xám xanh, nâu đỏ, k/c rời rạc – chặt vừa (SC)

+ Lớp cát sét đôi chỗ lẫn sạn sỏi màu xám vàng, xám xanh, nâu đỏ, kết cấu rời rạc – chặt vừa, xuất hiện sau lớp 1, phân bố ở tất cả vị trí hố khoan Độ sâu đáy lớp thay

đổ từ 18.8m (LKR3-BS01) tới 22.6 (LKR3-BS03) Bề dầy trung bình của lớp là 4.875

+ Thành phần chủ yếu của lớp: Cát, bụi, sét

- Lớp 4: Sét màu xám vàng, xám nâu, nâu đỏ, t/t cứng (CH)

+ Lớp sét khảo sát đến 40m vẫn chưa hết lớp này

+ Thành phần chủ màu xám vàng, xám nâu, nâu đỏ, t/t cứng, xuất hiện sau lớp 3, phân bố ở tất cả vị trí các hố khoan khảo sát Độ sâu đáy lớp chưa xác định và bề dầy chưa xác định Khi khoan yếu của lớp: Sét, bụi

Đặc trưng cơ lý của các lớp đất khu vực kè R3 được trình bày trong bảng 3.1 như sau

Bảng 1 12: Tính chất cơ lý của các lớp đất Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Lớp

đất 1

Lớp đất 2

Lớp đất 3

Lớp đất 4

Lớp đất a

Tỷ trọng-Gs - 2.644 2.676 2.667 2.726 2.674

Độ bão hòa-S0 % 93.0 81.9 83.0 90.1 81.6 Góc ma sát trong-θ độ 4o27’ 19

1.1.2 Điều kiện thủy văn

1.1.2.1 Công tác khảo sát điều tra thủy văn

Bảng 1 13: Kết quả điều tra được thống kê lại trong bảng sau:

STT Tên

Tuyến Lý trình

Tên Cụm Mực Nước

8 R3 Km1+780 Cụm số 7 1.57 1.51 -0.27 Thủy

Triều

Sông Sài Gòn

9 R3 Km2+620 Cụm số 9 1.49 1.42 1.32 Thủy

Triều

Sông Sài Gòn

10 R4 Km0+820 Cụm số

10 1.56 1.51

Thủy Triều

11 R4 Km1+800 Cụm số

11 1.59 1.53

Thủy Triều

Cầu Cá Trê 2

1.1.2.2 Mực nước tính toán

a.Số liệu mực nước tính toán trạm Phú An

- Cao độ mực nước lớn nhất và nhỏ nhất theo các tần suất trạm Phú An

Max (cm) 177 171 164 160 158 156 149 139 130 Min (cm) -258 -256 -254 -253 -252 -251 -247 -241 -232

- Cao độ mực nước lớn nhất và nhỏ nhất phục vụ thi công

+ Cao độ mực nước phục vụ thi công tính theo cao độ mực nước lớn nhất tháng tần suất 10% và cao độ mực nước nhỏ nhất hàng tháng tần suất 90% Từ các chuỗi thống kê số liệu mực nước lớn nhất và nhỏ nhất hàng tháng tại trạm đã xác định mực nước lớn nhất và nhỏ nhất phục vụ thi công theo bảng 7

Bảng 1 14: Cao độ mực nước lớn nhất và nhỏ nhất (cm) phục vụ thi công

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Hmax1% 158 155 151 142 140 129 132 147 154 159 167 166 Hmax10% 140 135 130 124 119 110 113 124 136 144 146 143

b.Cao độ mực nước thiết kế khu vực khu đô thị Thủ Thiêm

- Cao độ mực nước lớn nhất theo các tần suất thiết kế tuyến

Bảng 1 15: Cao độ mực nước lớn nhất theo các tần suất thiết kế tuyến

STT Tên

tuyến Lý trình

Tên cụm mực nước

Hình 1 8 Phân bố trường dòng chảy trong phương ngang và dọc sông chính trong pha

triều dâng hiện trạng

Hình 1 9 Phân bố tốc độ chảy trung bình theo độ sâu trên sông chính trong pha triều

dâng hiện trạng

Hình 1 10 Phân bố trường dòng chảy trong phương ngang và dọc sông chính trong pha

triều rút hiện trạng

Hình 1 11 Phân bố tốc độ chảy trung bình theo độ sâu trên sông chính trong pha triều rút

hiện trạng

Hình 1 12 Phân bố trường cao trình mặt nước và hướng dòng chảy trên sông chính trong

pha triều dâng

Hình 1 13 Phân bố trường cao trình mặt nước và hướng dòng chảy trên sông chính trong

pha triều rút

Hình 1 15 Hiệu vận tốc cực đại (cm) theo theo chiều âm ( hình bên trái) và chiều dương

(hình bên trái)giữa HT, chiều dương là chiều mũi tên trên hình vẽ

1.2 Tổng quan các giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông trên Thế giới và tại Việt Nam 1.2.1 Đặt vấn đề

- Cùng với lũ lụt, bão lốc; sạt lở bờ sông đang là vấn đề lớn bức xúc của nhiều nước

trên thế giới Sạt lở bờ sông là một qui lụât tự nhiên nhưng gây thiệt hại nặng nề cho các hoạt động dân sinh kinh tế vùng ven sông như gây mất đất nông nghiệp, hư hỏng nhà cửa, chết người, thậm chí có thể hủy hoại toàn bộ một khu dân cư, đô thị

Hình 1 14 Hiệu vận tốc cực đại (cm) theo theo chiều âm ( hình bên trái) và chiều dương (hình bên trái) HT, chiều dương là chiều mũi tên trên hình vẽ

- Cũng như nhiều nước trên thế giới, sạt lở bờ sông cũng đang là vấn đề lớn bức xúc

hiện nay ở nước ta Sạt lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông và ở hầu hết các địa phương

có sông Sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế và xã hội của địa phương Ở vùng

hạ lưu hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình, hệ thống sông ngòi miền Trung và Đồng bằng sông Cửu Long, vì dòng sông mang nhiều bùn cát lại chảy trên một nền bồi tích rất

dễ xói bồi nên quá trình xói lở - bồi đọng diễn ra liên tục theo thời gian và không gian Xói lở và bồi đọng không chỉ diễn ra vào mùa lũ mà còn vào mùa kiệt Đặc biệt trong những đoạn dẫn, sạt lở bờ mái sông, bờ biển trong các điều kiện tự nhiên và có thập kỷ cuối của thế kỷ 20, hiện tượng sạt lở diễn ra với chu kỳ nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có nhiều dị thường

- Quá trình xói, bồi, biến hình lòng tác động của con người vô cùng phức tạp Việc

xác định các nguyên nhân, cơ chế, tìm các giải pháp quy hoạch, công trình nhằm phòng, chống và hạn chế tác hại của quá trình sạt lở là việc làm có ý nghĩa rất lớn đối với sự an toàn của các khu dân cư, đô thị, đối với công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng các đô thị mới Quá trình nghiên cứu các giải pháp bảo vệ bờ sông trên Thế giới đã được thực hiện liên tục trong hàng thập kỷ qua Nhiều giải pháp công nghệ bảo vệ bờ sông chống xói lở đã được đưa ra và đạt được những hiệu quả nhất định trong việc hạn chế xói lở, bảo vệ an toàn cho dân cư và hạ tầng cơ sở ven sông Cho đến nay, việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới, cải tiến giải pháp công nghệ cũ nhằm nâng cao hơn nữa công tác bảo vệ bờ sông chống sạt lở vẫn đang được tiếp tục

- Ở Việt Nam, để đối phó với hiện tượng sạt lở bờ sông, hàng năm đã phải đầu tư

hàng nghìn tỷ đồng để xây dựng các công trình bảo vệ bờ sông trên khắp cả nước Tuy nhiên về công nghệ sử dụng để xây dựng các công trình này vẫn chủ yếu dựa vào giải pháp truyền thống, thiên về các loại hình kết cấu vật liệu cổ điển như kè lát mái, kè mỏ hàn bằng đá hộc, đá xây, tấm bêtông đơn giản Tiêu chuẩn 14TCN 84-91- Qui trình thiết

kế công trình bảo vệ bờ sông chống lũ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành cách đây 20 năm và cũng chỉ mới hướng dẫn qui trình cho các loại công trình truyền thống như trên

- Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ,

nhiều nghiên cứu mới ứng dụng các thành tự khoa học công nghệ tién tiến trong các ngành vật liệu, kết cấu xây dựng để tăng cường hiệu quả bảo vệ bờ sông đã được tiến

hành, thử nghiệm và đưa vào sử dụng rộng rãi, thay thế, bổ sung cho các giải pháp truyền thống Một số ít trong đó đã được ứng dụng thử nghiệm ở Việt Nam Vì vậy việc nghiên cứu cập nhật, ứng dụng các công nghệ mới trong công trình bảo vệ bờ sông chống lũ vào điều kiện thực tế ở Việt Nam là một yêu cầu cấp bách và có ý nghĩa thực tiễn cao

1.2.2 Một số giải pháp xử lý kè bảo vệ bờ sông trên Thế giới

1.2.2.3 Sử dụng các sản phẩm từ sợi tổng hợp có cường độ cao

Trong những năm gần đây, theo sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hóa chất, các loại vải, dây được sản xuất bằng sợi tổng hợp Polymer được sử dụng rộng rãi trong công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển như các loại vải địa kỹ thuật làm tầng lọc, cốt cho đất đắp, các thảm, ống, túi vải độn vật liệu chống xói đáy, bảo vệ chân và mái bờ sông

Hình 1 16 Trải vải địa kỹ thụât là tầng lọc mái kè

a.Sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp lọc và lớp đệm

Vải địa kĩ thuật được chọn để thay thế tầng lọc ngược truyền thống, có thể xúc tiến nhanh tiến độ thi công, tiết kiệm đầu tư, đồng thời do khả năng lọc của vải địa kĩ thuật được sản xuất công nghiệp hóa vì vậy càng đảm bảo chất lượng lọc của công trình

b.Sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cường nền đất thân kè gia cố, thân mỏ hàn đất

Khi các công trình kè gia cố mái, mỏ hàn bằng đất đắp có chiều cao đất đắp lớn, có thể dẫn đến khả năng trượt mái hoặc chuyển vị ngang của đất đắp, vải địa kĩ thuật có thể đóng vai trò cốt gia cường cung cấp lực chống trượt theo phương ngang nhằm gia tăng ổn định của mái dốc Trong trường hợp này vải địa có chức năng gia cường

c.Các loại thảm bảo vệ mái và chống xói đáy

Để tăng cường tính ổn định và mềm dẻo của khối bảo vệ mái, từ lâu đã có nhiều nghiên cứu chế tạo các loại thảm được chế tạo từ vải địa kỹ thụât, vải bằng sợi tổng hợp

có cường độ cao, sợi nilon để chứa bêtông hoặc chứa đất, cát làm thảm bảo vệ mái bờ sông và chống xói đáy chân bờ sông như là thảm phủ bằng vải địa kỹ thụât, thảm bêtông túi khuôn, thảm túi cát, ống, túi địa kỹ thụât

Hình 1 17 Một số loại thảm bêtông túi khuôn

Hình 1 18 Kết cấu thảm FS Một dạng khác của thảm bêtông túi khuôn là thảm bê tông FS cũng là dạng thảm bêtông túi khuôn được may bằng sợi tổng hợp có độ bền cao Thảm được trải lên mái công trình sau đó dùng bơm có áp đẩy vữa bê tông vào các túi nhỏ trên thảm, thảm

có chiều dày 10cm ¸ 25cm Sau khi bê tông cứng sẽ tạo thành một tấm thảm hoàn toàn cứng, giữa các túi nhỏ biến thành các tấm bê tông phủ kín mái công trình

1.2.2.4.Cải tiến cấu kiện và kết cấu công trình

- Cải tiến thảm thanh và tấm bê tông đơn giản bằng thanh thép bằng thẩm khối bê

tông phức hình hoặc liên kết dây mềm

- Thảm bê tông bằng các khối bêtông phức hình là loại thảm sử dụng các khối bê

tông liên kết chúng lại với nhau bằng móc nối, dây nilon Kết cấu loại này đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước như Đan Mạch, Trung Quốc, Nhật Bản để chống xói đáy và bảo vệ mái bờ