đồ án kỹ thuật cấp thoát nước ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN & HIỆN TRẠNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CỐNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG.DOC

Đặc điểm thủy vănChế độ thủy văn vùng ĐBSCL chịu ảnh hởng trực tiếp của chế độ dòng chảy sông Mêkông với 2 phân lu chính là Sông Tiền và Sông Hậu, ngoài ra chế độ thủy văn ĐBSCL còn phụ

Chơng I

Đặc điểm tự nhiên & Hiện trạng xây dựng công trình

cống vùng đồng bằng sông cửu long

1.1 Vị trí địa lý - phân vùng tự nhiên

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thuộc Miền nam Việt Nam chạy từ hữu ngạn sông Vàm Cỏ Đông xuống Cà Mau, bao gồm 1 phần nhỏ tỉnh Tây Ninh, phần lớn tỉnh Long An và 10 tỉnh miền Tây Nam bộ: Tiền Giang, Vĩnh Long, Đồng Tháp, Bến Tre, Trà Vinh, Hậu Giang, Bạc Liêu, Càu Mau, An Giang, Kiên Giang và Thành phố Cần Thơ Đây là vùng châu thổ rộng lớn của hạ lu sông Mêkông

Đồng bằng sông Cửu Long phía Bắc giáp Cam Pu Chia; phía Đông giáp các tỉnh miền Đông Nam bộ nh TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Tây Ninh, Bình Dơng; phía Nam tiếp giáp với Biển Đông; phía Tây giáp với Biển Tây Đồng bằng sông Cửu Long nằm trong khung địa lý:

7032 đến 9026 độ vĩ bắc

Tổng diện tích toàn vùng 3,9 triệu ha, trong đó đất có khả năng đa vào trồng trọt khoảng 3 triệu ha, hầu hết là đất phù sa do sông Mêkông bồi đắp Dân số toàn vùng khoảng 17 triệu ngời bao gồm nhiều dân tộc sinh sống

nh ngời Kinh, ngời Khmer, ngời Hoa; đa số sống bằng nghề nông

1.2 Đặc điểm khí tợng - thủy văn

1.2.1 Đặc điểm khí tợng

ĐBSCL ở vị trí gần xích đạo nên có khí hậu điều hòa nhất cả nớc, trong

Bắc Bộ; không có gió Tây khô nóng nh khu vực Trung Bộ; ít gặp trờng hợp

ma quá lớn, lợng ma 1 ngày lớn nhất không vợt quá 250mm Đặc biệt ở đây

ít gặp bão, chỉ bị ảnh hởng của các cơn bão với hậu quả là gây ma và ảnh h-ởng mực nớc trong hệ thống sông rạch

Xét về không gian, ĐBSCL khá thuần nhất về chế độ nhiệt: Chênh lệch

của ma theo không gian khá rõ rệt: lợng ma bình quân năm giảm dần từ Tây sang Đông và từ Nam lên Bắc

Riêng khu vực ven biển khí hậu mang đặc điểm miền duyên hải, l ợng ma bình quân năm khá lớn, độ ẩm cao và thời tiết hay xuất hiện giông do đối lu ven biển

1.2.2 Đặc điểm thủy văn

Chế độ thủy văn vùng ĐBSCL chịu ảnh hởng trực tiếp của chế độ dòng chảy sông Mêkông với 2 phân lu chính là Sông Tiền và Sông Hậu, ngoài ra chế độ thủy văn ĐBSCL còn phụ thuộc diễn biến thủy triều biển Đông và biển Tây

ảnh hởng của thủy triều biển:

- Phía Đông thủy triều biển Đông ảnh hởng sâu trong nội đồng thông qua

hệ thống các cửa sông Cửu Long: Sông Mỹ Tho ở khu vực Bến Tre; sông Cổ Chiên ở khu vực Trà Vinh, Vĩnh Long, Đồng Tháp, Tân Châu; sông Hậu ở khu vực Sóc Trăng, Cần Thơ, Long Xuyên, Châu Đốc Trong đó, trên sông Tiền và sông Hậu ảnh hởng của thủy triều rõ rệt nhất là ở phạm vi từ Mỹ Thuận và Cần Thơ trở ra biển Phía trên tới Tân Châu, Châu Đốc bị ảnh h ởng chủ yếu của lũ thợng nguồn

- Khu vực Quản Lộ Phụng Hiệp chịu ảnh hởng của triều biển Đông thông qua các cửa sông Mỹ Thanh, Gành Hào

- Phía Tây thủy triều biển Tây ảnh hởng vào khu vực phía Nam và Tây tứ giác Long Xuyên chủ yếu theo sông Cái Lớn, sông Giang Thành và các cửa kênh ven QL80; vào bán đảo Cà Mau theo một số sông nhỏ nh sông Ông

Đốc, Bảy Háp, rạch Cửa Lớn, Trẹm

Dòng chảy trong sông đợc chia thành 2 mùa:

- Mùa cạn (từ tháng I đến tháng VI): ảnh hởng của thủy triều biển Đông với chế độ bán nhật triều không đều chiếm u thế, biên độ triều bình quân tháng lớn nhất đạt sấp sỉ 1m tại Tân Châu, Châu Đốc; tới 1,3 1,5m tại Cần Thơ, Mỹ Thuận và tới 3m tại Đại Ngãi, Trà Vinh Phía biển Tây thủy triều

ảnh hởng sâu vào tới tận Ba Đình với chế độ nhật triều là chính

- Mùa lũ (từ tháng VII đến tháng XII): ảnh hởng của thủy triều giảm dần khi nớc lũ từ thợng nguồn sông Mêkông đổ về Từ tháng VII mực nớc sông Tiền và sông Hậu bắt đầu tăng nhanh, mực nớc cao nhất vào các tháng IX và

X, thời gian duy trì đỉnh lũ khoảng 50  60 ngày Trong thời kỳ này dao

động mực nớc trong ngày theo chế độ thủy triều hầu nh không còn (không có hiện tợng chảy ngợc) Lũ lớn gặp kỳ triều cờng ở hạ du cản trở khả năng tiêu nớc của sông Tiền và sông Hậu sẽ tạo nên ngập úng nghiêm trọng khu vực các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long Một phần n ớc lũ sông Hậu và lũ tràn qua biên giới đợc chuyển về phía Tây qua vùng tứ giác Long Xuyên và đổ ra biển Tây

1.3 Đặc điểm địa hình

Địa hình Đồng bằng sông Cửu Long tơng đối bằng phẳng, cao độ trung bình khoảng (+1,00)  (+1,50) cao nhất khoảng (+3,00)  (+4,00), thấp

Khu tả sông Tiền có xu hớng dốc từ Tây Bắc xuống Đông Nam, cao độ trung bình vùng Tây Bắc khoảng (+1,50)  (+2,00), nơi cao nhất ở ven sông Tiền có cao độ (+3,00)  (+4,00) Cao độ trung bình vùng Đông Nam

Cao độ vùng ven biển khoảng trên dới (+1,00)

Khu nằm giữa sông Tiền và sông Hậu có hớng dốc chính Tây Bắc - Đông Nam (hớng chảy của sông Hậu) hớng dốc phụ từ Bắc xuống Nam Cao trình trung bình (+1,00)  (+1,50) Có vùng trũng nhỏ cao độ thấp hơn (+0,50)  (+0,70) ở phía Bắc đờng Quốc lộ 4 Vùng ven biển nổi lên một số giồng lớn

có cao độ (+2,00)  (+3,00)

Khu hữu Hậu Giang có thể chia ra 2 vùng địa hình:

- Vùng Tứ Giác Long Xuyên có hớng dốc chính từ Đông Bắc xuống Tây Nam hớng phụ từ Bắc xuống Nam Cao độ trung bình mặt đất khoảng (+0,80)  (+1,20) Vùng cao nhất ở ven sông Hậu có cao độ trung bình khoảng (+1,50)  (+2,00), vùng thấp nhất ở ven biển Hà Tiên có cao độ trung bình dới (+0,50)

- Vùng đông Tứ Giác Long Xuyên, địa hình khá phức tạp, vùng trũng ở giữa chạy từ Rạch Giá xuống cửa sông Ghềnh Hào, cao dần lên phía sông Hậu; U Minh và Năm Căn Cao độ trung bình mặt đất khoảng (+1,00), ở ven biển có một số giồng nổi lên với cao độ (+2,00)

1.4 Đặc điểm địa chất công trình [2] [13]

1.4.1 Mô tả chung

Căn cứ vào tài liệu địa chất của các công trình đã khảo sát, chiều sâu hố khoan đối với cống đầu mối từ 30  70m, địa chất công trình trong khu vực hay ở những công trình đã xây dựng gồm các lớp chủ yếu:

+ Lớp bồi tích trẻ (ký hiệu 1, 1a ): có chiều dày từ 10  50m, chủ yếu

là bùn sét hữu cơ có xen kẹp lớp cát mỏng, đất có tính chảy dẻo cao, khả năng chịu lực kém, không thích hợp cho việc đặt móng công trình chịu tải trọng lớn

Các chỉ tiêu cơ lý chính của lớp này trong khoảng sau:

- Độ sệt B 0,7  2,0

+ Lớp bồi tích cổ (ký hiệu: lớp 2, 2a ): chủ yếu là á sét và sét cát, đất

có trạng thái nửa cứng đến cứng, khả năng chịu tải t ơng đối tốt, phù hợp cho việc truyền tải trọng công trình xuống các lớp này

Các chỉ tiêu cơ lý chính của lớp này trong khoảng sau:

1.4.2 Mô tả các dạng địa tầng điển hình

Có thể phân địa tầng vùng ĐBSCL thành 3 loại dựa vào ảnh hởng của chúng đối với xử lý nền móng và thi công công trình cống nh sau:

1.4.2.1 Khu vực có lớp bồi tích cổ tơng đối nông

Loại địa tầng này thờng gặp ở khu vực ảnh hởng mặn và gần biển (các cống: Ba Lai, Vàm Đồn, Cái Xe, Trà Cú, Nhà Thờ ), chiều sâu mặt lớp bồi tích cổ từ 10  30m Chọn địa chất cống Ba Lai thuộc tỉnh Bến Tre, vị trí cống cách cửa sông Ba Lai (1 cửa sông Cửu Long đổ ra biển Đông) khoảng 6km Địa tầng nh sau:

- Lớp 1a: sét màu xám nâu, xám đen Trạng thái dẻo mềm Bề dày 0,8  1,4m

- Lớp 1: sét hữu cơ màu xám đen có chứa cát hạn mịn lẫn vỏ sò ốc

nằm từ cao trình (0,0) đến cao trình (-17,0)  (-18,0)

- Lớp 1d: Nằm kẹp giữa lớp 1, là á sét trung đến nặng màu xám đen kẹp nhiều ổ cát hạt mịn lẫn vỏ sò ốc Trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy C = 0,07

- Lớp 2: á sét nhẹ - á xát vàng nhạt Kết cấu chặt vừa Phần trên có lẫn

B = 0,28 Lớp 2 phân bố từ cao trình 17,0)  18,0) đến 30,0)  (-36,0)m

- Lớp 2a + 2b: Nằm kẹp giữa lớp 2, là lớp á sét nặng đến sét cát màu xám vàng – xám xanh nhạt, xám trắng, đôi chỗ nâu đỏ lẫn ít sạn vón kết cứng

Lớp này có bề dày tơng đối ổn định, khoảng 3  4m

- Lớp 3: Sét màu xám xanh nhạt, xám vàng, đôi chỗ lẫn ít sạn sỏi Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Bề dày cha xác định, các hố khoan sâu 40m cha xuyên qua lớp này

1.4.2.2 Khu vực lớp bồi tích cổ tơng đối sâu

Loại địa tầng này thuộc khu vực nằm sâu trong đất liền, ảnh hởng mặn ít,

từ tỉnh Vĩnh Long (giáp Trà Vinh), Tiền Giang (giáp Bến Tre) bao gồm các cống Nàng Âm, Cái Hóp, Láng Thé Chọn địa chất cống Láng Thế Hố khoan sâu 50m, cấu trúc đại tầng nh sau:

- Lớp 1a: Sét màu xám đen nhạt - xám vàng Trạng thái dẻo mềm Bề dày 0,8m

- Lớp 1: Sét hữu cơ màu xám xanh đen - nâu đen Đất có tính dẻo cao Trạng thái rất mềm Lớp này có xem kẹp ít thớ các hạt mịn nằm rải rác trong

- Lớp 1b: á sét - sét hữu cơ xen kẹp nhiều thớ cát mịn mỏng và mùn - xác thực vật đang phân hủy màu xám nâu đen Trạng thái dẻo mềm C = 0,14 kg/

- Lớp 2a: á sét nặng - á sét trung màu xám tro - xám xanh lẫn ít sạn vón kết Đất có tính dẻo thấp trạng thái dẻo cứng Là lớp giao tầng giữa lớp 1 và

dày 1,6  3,8m

- Lớp 2: á cát màu vàng nhạt - xám vàng - xám trắng Bão hòa nớc, chặt

1.4.2.3 Khu vực giồng cát

Thờng gặp ở vùng ven biển bao gồm các tỉnh Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng (địa tầng các cống Sơn Đốc, Tầm Phơng, Thâu Râu, Bến Chùa, La Ban thuộc loại này), đặc điểm địa chất là lớp á cát - 1b nằm lộ thiên, liên tục từ cao độ mặt đất tự nhiên (khoảng +1,50m) cho đến sâu hơn cao trình đáy móng cống (khoảng -6,00m) Chọn điạ chất cống La Ban cũ Hố khoan sâu 30m, cấu trúc địa tầng nh sau:

- Lớp 1b: á sét - á cát màu xám đen, xanh đen, các hạt vừa đến mịn chiếm 75  80% Bão hòa nớc Dày khoảng 3m

- Lớp 1c: á sét nhẹ màu xám đen, cát hạt mịn Lóp này nằm xen kẹp trong lớp 1b

- Lớp 1d: á sét nặng màu xám đen Trạng thái dẻo mềm Lớp 1d nằm xen kẹp trong lớp 1b

- Lớp 1: Bùn sét hữu cơ màu xám đen, có chứa lớp ổ cát hạt mịn Trạng thái dẻo chảy Dày 12,1  12,4m nằm dới lớp 1b

- Lớp 2: Sét màu xám vàng, xám xanh Trạng thái nửa cứng - cứng Đất dẻo trung bình Dày khoảng 4m

- Lớp 3: á cát màu vàng, chứa cát hạt mịn 70  80% Bão hoà nớc Kết cầu chặt vừa Dày khoảng 4m

- Lớp 4: á sét nặng màu xám vàng, xám đen Lõi khoan dạng dăm cục

Đất dẻo trung bình Dày khoảng 1,7m

- Lớp 5: Vón kết màu xám vàng, xám đen Lõi khoan dạng dăm cục Đất dẻo trung bình Dày khoảng 1,7m

Lớp 6: Sét màu nâu hông, xám vàng, phớt xanh Trạng thái nửa cứng -cứng Đất dẻo trung bình Độ dày cha xác định

1.5 Hiện trạng xây dựng công trình cống ĐBSCL [2]

ở vùng ĐBSCL các cống đầu mối phục vụ tới tiêu ngăn mặn bằng Bê tông cốt thép (BTCT) đã đợc xây dựng rất lâu, trớc đây ngời Pháp đã xây dựng một số cống nhỏ nh cống Long Phú, cống Tiếp Nhật (huyện Long Phú tỉnh Sóc Trăng) , tuy vậy sự phát triển nhanh về số lợng, quy mô chỉ diễn

ra sau năm 1975, đặc biệt trong 10 năm gần đây

Tuy nhiên, sau hơn 30 năm xây dựng công trình cống ĐBSCL trên cơ sở ứng dụng lý thuyết và kinh nghiệm về thiết kế cống Đồng bằng Bắc bộ đã cho thấy nhiều nhợc điểm Riêng trong lĩnh vực xử lý nền đất yếu của các công trình cống của cả nớc nói chung và ĐBSCL nói riêng sau hơn 30 năm vẫn cha có những bớc đột phá về giải pháp công nghệ trong thiết kế cũng nh thi công Sau đây mô tả tóm tắt quy mô công trình và giải pháp gia cố xử lý nền móng một số công trình cống đã đợc xây dựng ở ĐBSCL những năm qua

1.5.1 Cống Vàm Đồn

Đây là công trình đầu mối thuộc dự án Hơng Mỹ tỉnh Bến Tre, công trình đợc xây dựng từ năm 1983 - 1990 Kiểu dạng của cống Vàm Đồn xuất phát từ cống Trà Linh tỉnh Thái Bình thuộc đồng bằng Bắc bộ

1.5.1.1 Hình thức kết cấu công trình

+ Quy mô công trình

Cống gồm 4 khoang ngầm có chiều rộng B = 2,5 x 4(m) và một khoang thông thuyền rộng B = 5,0m

Thân cống BTCT M200, bản đáy cống kiểu đập tràn đỉnh rộng cao trình (-3.50), chiều dài L = 24,0m

Cầu giao thông kết hợp tải trọng xe H13, xe xích XB30

+ Cấp công trình: Cấp III

1.5 1.2 Đặc điểm địa chất công trình và giải pháp gia cố xử lý nền

+ Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm địa chất nền công trình cống Vàm Đồn đợc thể hiện trong bảng 1.1 sau:

Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm cơ lý các lớp đất cống Vàm Đồn

Số

Chiều dày (m)

w

(T/m3)

c

(T/m3)

Độ sệt B

 (0)

C (kg/cm2)

Bản đáy cống đợc đặt trên lớp đất số 1

+ Giải pháp gia cố xử lý nền

Công trình đã đợc chọn giải pháp gia cố nền thân cống bằng cọc BTCT M250 kích thớc (35x35x1850)cm, số lợng cọc gia cố 148 chiếc, mũi cọc đợc tính toán đặt vào lớp đất số (6)

1.5.2 Cống Cái Xe

Cống Cái Xe thuộc Dự án thuỷ lợi Tiếp Nhật tỉnh Hậu Giang (nay thuộc tỉnh Sóc Trăng), công trình đợc xây dựng từ năm 1984 - 1986

1.5.2.1 Hình thức kết cấu công trình

+ Quy mô công trình

Cống có 01 khoang lộ thiên rộng 7m (chiều rộng thông nớc 6m)

Thân cống BTCT M200, bản đáy cống kiểu đập tràn mặt cắt thực dụng cao trình (-3,00), chiều dài L = 10,5m

+ Cấp công trình: Cấp III

1.5.2.2 Đặc điểm địa chất công trình và giải pháp gia cố xử lý nền

+ Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm địa chất nền công trình cống Cái Xe đợc thể hiện trong bảng 1.2 sau:

Bảng 1.2 Kết quả thí nghiệm cơ lý các lớp đất cống Cái Xe

Số

Chiều dày (m)

w

(T/m3)

c

(T/m3)

Độ sệt B

 (0)

C (kg/cm2)

Bản đáy cống đợc đặt vào lớp đất số (2)

+ Giải pháp gia cố xử lý nền:

Công trình đã đợc chọn giải pháp gia cố nền thân cống bằng cọc BTCT M250 kích thớc (35x35x1600)cm, số lợng cọc gia cố 54 chiếc, mũi cọc đợc tính toán đặt vào lớp đất số (6b)

1.5.3 Cống Tầm Phơng

Thuộc Dự án thủy lợi Tầm Phơng tỉnh Trà Vinh, xây dựng từ năm 1985

- 1987

1.5.3.1 Hình thức kết cấu công trình

+ Quy mô công trình

Cống gồm 03 khoang lộ thiên chiều rộng mỗi khoang 5m (chiều rộng thông nớc 4,5m)

Thân cống BTCT M200, bản đáy cống kiểu đập tràn mặt cắt thực dụng cao trình (-3,00), chiều dài L =11,2m

1.5.3.2 Đặc điểm địa chất công trình và giải pháp gia cố xử lý nền

+ Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm địa chất nền công trình cống Tầm Phơng đợc thể hiện trong bảng 1.3 sau:

Bảng 1.3 Kết quả thí nghiệm cơ lý các lớp đất cống Tầm Phơng

TT Lớp đất (m) (T/m3) (T/m3) B (0) (kg/cm2)

Bản đáy cống đợc đặt vào lớp đất số (1)

+ Giải pháp gia cố xử lý nền:

Công trình đã đợc chọn giải pháp gia cố nền thân cống bằng cọc BTCT M250 kích thớc (35x35x1850)cm, số lợng cọc gia cố 90 chiếc, mũi cọc đợc tính toán đặt vào lớp đất số (6)

1.5.4 Cống Trà Cú

Là hạng mục chính thuộc Công trình thủy lợi Trà Cú tỉnh Trà Vinh, xây dựng từ năm 1993- 1995

1.5.4.1 Hình thức kết cấu công trình

+ Quy mô công trình

Gồm 02 khoang lộ thiên chiều rộng mỗi khoang 8m (chiều rộng thông n

-ớc 7,5m)

Thân cống BTCT M200, bản đáy cống kiểu đập tràn mặt cắt thực dụng cao trình (-3,20), chiều dài thân cống L = 16,0m

1.5.4.2 Đặc điểm địa chất công trình và giải pháp gia cố xử lý nền

+ Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm địa chất nền công trình cống Trà Cú đợc thể hiện trong bảng 1.4 sau:

Bảng 1.4 Kết quả thí nghiệm cơ lý các lớp đất cống Trà Cú

Số

Chiều dày (m)

w

(T/m3)

c

(T/m3)

Độ sệt B

 (0)

C (kg/cm2)

4 (6a) 2 - 7 1,92 1,54 0,68 18031 0,17

Bản đáy cống đợc đặt vào lớp đất số (4)

+ Giải pháp gia cố xử lý nền:

Nền thân cống đợc gia cố xử lý bằng cọc BTCT M250 kích thớc (35x35x1850)cm, số lợng cọc gia cố 84 chiếc, mũi cọc đợc tính toán đặt vào lớp đất số (6)

1.5.5 Cống Ba Lai

Là hạng mục chính thuộc Công trình cống đập Ba Lai tỉnh Bến Tre, công trình đợc xây dựng từ năm 2000 - 2003

1.5.5.1 Hình thức kết cấu công trình

+ Quy mô công trình

Cống gồm 10 khoang lộ thiên, trong đó 8 khoang có chiều rộng thông n

-ớc mỗi khoang 8,0m (chiều rộng giữa các trụ 8,5m) và hai khoang chiều rộng thông nớc mỗi khoang 10,0m

Thân cống BTCT M200, bản đáy cống kiểu đập tràn mặt cắt thực dụng cao trình (-4,20), chiều dài thân cống L = 16,0m

1.5.5.2 Đặc điểm địa chất công trình và giải pháp gia cố xử lý nền

+ Đặc điểm địa chất công trình

Đặc điểm địa chất nền công trình cống Ba Lai đợc thể hiện trong bảng 1.5 sau:

Bảng 1.5 Kết quả thí nghiệm cơ lý các lớp đất cống Ba Lai

Số

Chiều dày (m)

w

(T/m3)

c

(T/m3)

Độ sệt B

 (0)

C (kg/cm2)

Bản đáy cống đợc đặt vào lớp đất số (1)