Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định mái bờ kênh văn phong bình định ở các điều kiện địa kỹ thuật khác nhau

Đánh giá đúng điều kiện địa kỹ thuật trên toàn tuyến kênh, xác định được các đặc thù về điều kiện thủy văn, địa chất công trình, các tính chất cơ học của đất, điều kiện nước ngầm… là yêu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS TS Nguyễn Văn Hoàng

2 PGS TS Nguyễn Cảnh Thái

Học viên thực hiện: Lê Thành Công Lớp cao học 16 c1

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến PGS TS Nguyễn Văn Hoàng, người đã hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những định hướng khoa học cho luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Cảnh Thái, người đã hướng dẫn trực tiếp và có nhiều đóng góp quan trọng cho luận văn

Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô giáo ở Trường Đại học Thủy lợi, Khoa Công trình, Khoa sau đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu

Tác giả xin cảm ơn các đồng nghiệp trong Công ty, Viện Thủy Công đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Gia đình và những người thân

Do thời gian có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên luận văn không tránh được những thiếu sót, rất mong được các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm góp ý để tác giả có thêm kiến thức và kinh nghiệm trong lĩnh vực này

Tác giả luận văn

Lê Thành Công

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH MÁI BỜ KÊNH VĂN PHONG - BÌNH ĐỊNH Ở CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ

THUẬT KHÁC NHAU

Mục lục

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I 8

NGHIÊN CỨU VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC HỒ CHỨA, SÔNG VÀ BỜ KÊNH 8

1.1 Phân loại trượt lở 8

1.2 Một số nghiên cứu trên thế giới 11

1.3 Một số nghiên cứu trong nước 16

1.4 Một số biện pháp gia cố mái dốc của các công trình thuỷ lợi 21

CHƯƠNG II 23

ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, KHÍ TƯỢNG-THỦY VĂN, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

2.1 Hệ thống kênh chính Văn Phong 23

2.2 Điều kiện địa hình và thủy văn 23

2.3 Đặc điểm lưu vực và điều kiện khí tượng 27

2.3 Đặc điểm địa chất 30

2.4 Điều kiện địa chất công trình 30

2.4 Điều kiện địa chất thủy văn 49

2.5 Khả năng suy giảm chỉ tiêu cơ lý đất 50

CHƯƠNG III 54

GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH MÁI BỜ KÊNH VĂN PHONG - BÌNH ĐỊNH Ở CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC NHAU 54

3.1 Yêu cầu công trình đối với kênh dẫn chính Văn Phong 54

3.2 Phương pháp Bishop phân tích ổn định trượt mái dốc 56

3.3 Độ ổn định trượt mái dốc kênh Văn Phong ở các điều kiện khác nhau60 3.3.1 Điều kiện đất có độ ẩm tự nhiên, không có nước ngầm 62

3.3.2 Điều kiện đất có độ ẩm bão hoà, không có nước ngầm 63

3.3.3 Điều kiện đất có độ ẩm bão hoà, có nước ngầm 66

3.3.4 Trường hợp có lớp đất cao lanh ở Km7-Km8 68

3.4 Đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định trượt mái dốc kênh Văn Phong 68

3.5 Phân tích tính toán các trường hợp thiết kế đặc trưng 83

CHƯƠNG IV 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

4.1 Kết luận 91

4.2 Kiến nghị 92

Danh dách bảng: Bảng 1 Phân loại trượt của ban nghiên cứu đường giao thông Mỹ 10

Bảng 2 Đặc trưng địa hình tuyến kênh 27

Bảng 3 Vận tốc gió theo tần suất và theo hướng 29

Bảng 4 Đặc trưng cơ lý các lớp đất nền tuyến kênh chính Văn Phong 36

Bảng 5 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2a1 39

Bảng 6 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2a2 40

Bảng 7 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2 41

Bảng 8 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2b 42

Bảng 9 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 3 43

Bảng 10 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 3a 44

Bảng 11 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 5a 45

Bảng 12 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 5 45

Bảng 13 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý trung bình của các lớp đất 46

Bảng 14 Tổng hợp các chiều dày của các lớp đất 46

Bảng 15 Bảng thống kê các thông số kỹ thuật thiết kế các đoạn kênh Văn

Phong 55

Bảng 16 Các chỉ tiêu cơ lý trung bình Min, TB, Max của các lớp đất 62

Bảng 17 Tổng hợp Fs các trường hợp phân tích tính toán (mái dốc 1:1) 68

Bảng 18 Các lớp đất có chỉ tiêu cơ lý nhỏ hơn TB của tất cả các lớp đất 70

Bảng 19 Bảng các dạng mặt cắt có mái dốc có hệ số ổn định có thể dưới 1,15 70

Bảng 20 Bảng các dạng mặt cắt có mái dốc có hệ số ổn định có thể dưới 1,15 73

Bảng 21 Tổng hợp Fs các trường hợp phân tích tính toán khi hạ mái dốc từ 1:1 xuống 1:1,5 76

Bảng 22 Tổng hợp Fs các trường hợp phân tích tính toán sau xử lý bằng khoan phụt vữa xi măng đất 78

Bảng 23 Tổng hợp Fs các trường hợp phân tích tính toán sau xử lý bằng bằng phương pháp đóng cọc tre 81

Danh sách hình: Hình 1 Đặc điểm sườn dốc khu vực trường St Hild 12

Hình 2 ảnh sườn dốc khu vực trường St Hild 12

Hình 3 Phát triển trượt trong phiến sét Curaracha ở Đông Culebra, kênh đào Panama (P.B Attewell & W Farmer, 1975) 13

Hình 4 Quan hệ giữa tốc độ trườn và độc dốc của sét bờ biển N Yorks (Courchée, 1970) 15

Hình 5 Mặt cắt địa chất khái quát khu vực trượt thung lũng sông Piave thượng lưu đập Vayont−Ytaly (V.Đ.Lômtađze, 1977) 15

Hình 6 Bản đồ tuyến kênh chính Văn Phong 25

Hình 7 Địa hình dọc tuyến kênh 26

Hình 8 Một số mặt địa chất cắt dọc tuyến kênh 34

Hình 9 Khối lượng riêng tự nhiên các lớp đất 47

Hình 10 Góc ma sát trong các lớp đất 47

Hình 11 Lực dính các lớp đất 48

Hình 12 Độ bão hòa các lớp đất 48

Hình 13 Tỷ lệ khe hở 49

Hình 14 Biến thiên hệ số dính và góc ma sát theo độ ẩm 51

Hình 15 Quan hệ giữa khối lượng thể tích trạng thái tự nhiên và bão hòa 51

Hình 16 Quan hệ giữa độ dính trạng thái tự nhiên và hiệu giữa độ dính trạng thái tự nhiên và trạng thái bão hoà 52

Hình 17 Quan hệ giữa góc ma sát trong trạng thái tự nhiên và bão hoà 52

Hình 18 Mặt cắt ngang kênh đại diện 56

Hình 19 Sơ đồ minh hoạ phương pháp Bishop lát cắt đơn giản 57

Hình 20 Minh họa kết quả tính theo Geostudio: tính chất cơ lý bất lợi nhất, độ ẩm tự nhiên 62

Hình 21 Ổn định trượt mái dốc kênh: tính chất cơ lý bất lợi nhất, độ ẩm tự nhiên 63

Hình 22 Ổn định trượt mái dốc kênh: tính chất cơ lý TB, đất bão hòa 64

Hình 23 Ổn định trượt mái dốc kênh: tính chất cơ lý TB nhỏ nhất, đất bão hòa 65

Hình 24 Ổn định trượt mái dốc kênh: tính chất cơ lý TB, có nước ngầm trong taluy kênh 66

Hình 25 Ổn định trượt mái dốc kênh: tính chất cơ lý TB nhỏ nhất, có nước ngầm trong taluy kênh 67

Hình 26 Thí dụ bố trí trụ trộn khô: 77

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài:

Hiện nay trong quá trình phát triển, các nhu cầu xã hội ngày càng cao, nhu cầu trong phục vụ sản xuất cũng ngày càng tăng rõ rệt Trong công cuộc hiện đại hóa và phát triển nông thôn, các hệ thống công trình thủy lợi đang được đầu tư xây dựng và nâng cấp ngày càng nhiều nhằm mục đích phục vụ tốt hơn cho công tác sản xuất Các công trình như hồ, đập được nâng cấp sửa chữa, xây mới Đi cùng với việc xây mới các đập, hồ chứa là việc xây dựng các hệ thống kênh dẫn nước tưới, kênh tiêu chống úng

Tuy nhiên do quá trình phát triển với tốc độ nhanh, mức độ quan trọng của các công trình trong một số trường hợp đã không được xét đến 1 cách đầy

đủ và chưa đưa ra được các đánh giá mức độ nguy hiểm nhất của các trường hợp công trình, khả năng xấu nhất có thể xảy ra gây lãng phí trong đầu tư xây dựng, không đảm bảo yêu cầu về mục đích sử dụng và có thể gây nguy hiểm cho tài sản và tính mạng con người

Kênh chính thuộc hệ thống tưới Văn Phong nằm trong dự án đầu tư hợp phần khu tưới Văn Phong của dự án thủy lợi Hồ chứa nước Định Bình, tỉnh Bình Định Mục tiêu của kênh Văn Phong là: Xây dựng mới kênh chính Văn Phong, các công trình trên kênh và hệ thống kênh để dẫn nước được điều tiết

từ hồ Định Bình về tưới cho 10.336ha Chiều dài của tuyến kênh là hơn 34

km và một bên bờ kênh có thiết kế xây dựng đường giao thông Tuyến kênh

có chiều dài rất lớn và qua nhiều khu vực có điều kiện địa hình, thủy văn và địa chất khác nhau Đánh giá đúng điều kiện địa kỹ thuật trên toàn tuyến kênh, xác định được các đặc thù về điều kiện thủy văn, địa chất công trình, các tính chất cơ học của đất, điều kiện nước ngầm… là yêu cầu không thể thiếu nhằm phân tích đánh giá ổn định kênh trong quá trình thi công đào đắp

và phục vụ việc đưa ra các giải pháp thiết kế cho từng điều kiện cụ thể Hơn nữa đáy kênh ở cốt cao từ 15,5m đến 22,5m trong khi đó địa hình mặt đất tự nhiên trung bình khoảng 26m nên nhiều đoạn góc sườn dốc của đê cùng với mặt đất tự nhiên sẽ tương đối lớn

Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, đề tài góp phần đánh giá các khả năng nguy hiểm có thể xảy ra trong quá trình thi công xây dựng và trong quá trình hoạt động của công trình, từ đó đề ra giải pháp giúp sửa chữa, khắc phục nhằm nâng cao khả năng ổn định của bờ kênh, đáp ứng được yêu cầu phòng chống lũ, yêu cầu truyền tải nước cũng như yêu cầu giao thông trên bờ kênh

Từ đó tập trung đi sâu nghiên cứu ổn định mái, các trường hợp nguy hiểm có thể xảy ra mà trong thiết kế đã chưa xét đến một cách đầy đủ nhằm nâng cao khả năng an toàn ổn định cho hệ thống kênh Điều này hết sức có ý nghĩa khoa học và mang tính thực tiễn

Mục đích nghiên cứu: Để có biện pháp công trình hợp lý trong thi công xây

dựng tuyến kênh, tuyến kênh được xây dựng có độ ổn định đạt tiêu chuẩn

Mục tiêu nghiên cứu:

- Xác định các đặc thù về điều kiện địa chất công trình tuyến kênh: các lớp đất, các điều kiện lớp đất trong quá trình thi công, đưa vào sử dụng, các điều kiện gây bão hòa các lớp đất;

- Xác định độ ổn định về trượt mái dốc tuyến kênh ở các điều kiện khác nhau phục vụ thiết kế trong điều kiện quá trình thi công, trong quá trình đưa vào sử dụng;

- Đề xuất các giải pháp nhằm ổn định mái dốc trong quá trình thi công và

ổn định lâu dài của kênh dựa trên ứng dụng các biện pháp xử lý công nghệ tiên tiến cũng như biện pháp truyền thống

2007 của Bộ trưởng Bộ NN và PTNT phê duyệt DAĐT Hợp phần khu tưới Văn Phong Dự án Hồ chứa nước Định Bình tỉnh Bình Định Kênh chính Văn Phong được thiết kế với 2 bên bờ kênh có bề rộng bờ trái là 2m; bờ phải rộng 6m (theo chiều dòng chảy) kết hợp đường giao thông Đường giao thông sẽ là trục giao thông liên huyện nối giữa các huyện Phù Cát, Tây Sơn An Nhơn của Tỉnh Bình Định và sẽ là tuyến đường giao thông quan trọng Bờ kênh 6m là tuyến đường giao thông liên huyện theo phân cấp đường bộ theo tiêu chuẩn thiết kế đường giao thông 4054 - 2005 là tuyến đường cấp IV: 2 làn đường không có làn xe riêng, xe đạp và xe thô sơ đi bên lề phần gia cố Như vậy tải trọng lên mặt đường bên kênh là rất lớn, theo tiêu chuẩn 22TCN-18-79 ta được tải trọng quy đổi H13≈2t/m2, có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định trượt của mái kênh

1.1 Phân loại trượt lở

Trượt lở có nhiều loại và có nhiều phương pháp phân loại trượt khác nhau

có thể trình bày như sau (Trần Trọng Huệ, 2011) :

- Phương pháp phân loại Pavlôv P (1903) phân chia trượt ra: trượt lôi kéo và trượt xô đẩy Trượt lôi kéo là trượt mà sự dịch chuyển đất đá thường bắt đầu ở phần dưới của sườn và sau đó phát triển vào đất đá đã bị mất điểm tựa nằm ở phía trên Trượt xô đẩy thì sự dịch chuyển của đất đá được bắt đầu ở phần trên của sườn, sau đó tác động và xô đẩy đất đá nằm bên dưới

- Phương pháp phân loại Bogđanovits K I (1911) chia ra trượt bậc một, phát sinh trong đất đá chưa hề bị dịch chuyển và trượt bậc hai, xuất hiện trong thân trượt được thành tạo từ trước

- Phương pháp phân loại Maxlôv N N (năm 1955) phân loại trượt theo dạng phá huỷ độ ổn định của sườn dốc và mái dốc

- Phương pháp phân loại của Ban nghiên cứu đường giao thông Mỹ (1958) phân chia trượt theo loại dịch chuyển đất đá và thành phần của nó

- Phương pháp phân loại trượt theo tốc độ dịch chuyển (K Sarp và Ê Êkkel năm 1960) phân loại trượt theo tốc độ dịch chuyển thành 7 cấp, trong

đó cấp thấp nhất là cực chậm (có tốc độ dịch chuyển nhỏ hơn 0,06m/năm), cấp lớn nhất là cực nhanh (có tốc độ dịch chuyển lớn hơn 3m/s)

- Phương pháp phân loại trượt của Lômtađze V Đ (1970) phân loại theo dạng, phương thức, đặc điểm dịch chuyển của các khối đất đá, tức là cơ chế của hiện tượng Để nhận xét và đánh giá đầy đủ hơn mỗi một hiện tượng trong bảng phân loại có bổ sung thêm ba dấu hiệu cơ bản, cho phép xét tới nguyên nhân phá huỷ cân bằng các khối đất đá, động lực phát triển hiện tượng

và quy mô của nó

- Phân loại trượt lở theo thể tích khối trượt (theo Lomtadze V.D.,1997 và

Đỗ Tuyết bổ sung 1999) thành 5 cấp từ nhỏ (thể tích dưới 200m3) đến cực lớn (lớn hơn 1 triệu m3)

- Phân loại trượt lở theo chiều sâu mặt trượt (F P Xavarensky, 1934) thành 4 loại: bề mặt (<1m), nông ( 1-5m), sâu (5-20m) và rất sâu (> 20)

Trong các loại phân loại trượt thì phân loại trượt của ban nghiên cứu đường giao thông Mỹ sẽ phù hợp nhất đối với trượt bờ kênh Phân loại trượt theo

phương pháp này thể hiện trong Bảng 1

Bảng 1 Phân loại trượt của ban nghiên cứu đường giao thông Mỹ

Trượt đất phủ Trượt nén trồi

Đất đá bở rời

Chảy

Mảnh vụn đá cứng

Tuôn ồ ạt Trôi chảy

chậm

Ướt Chảy của cát hoặc đất

bụi (biến lỏng)

Chảy đất

Hỗn hợp Kết hợp các loại đất hoặc các loại dịch chuyển

Trong các kiểu dịch chuyển được phân loại này thì trượt quay theo cung là điển hình đối với sườn dốc kênh thủy lợi

1.2 Một số nghiên cứu trên thế giới

Từ trước đây rất lâu trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu tập trung vào

lĩnh vực này Marsland (Roland Berkeley Thorn, 1966) cho rằng cần phải

nghiên cứu các kiểu loại phá hoại đê và nền móng đê dễ xảy ra để đánh giá mức độ ổn định của đê trong các điều kiện lũ lụt Tác giả đã tiến hành nghiên cứu tổng quan sự hủy hoại của đê ở khu vực Kent và Essex và cho thấy các dạng hủy hoại chủ yếu là:

− Trượt hoặc lở đất bờ do dòng chảy ngầm;

− Lở một phần hoặc toàn bộ bờ đê do áp lực nước trong các lớp đất thấm nước nằm dưới đê;

− Phần nền đê là đất phù sa yếu bị quá tải bởi thân đê cao gây ra trượt sâu Lynn (1973) thực hiện nghiên cứu hai khu vực trượt lở khu vực bờ sông Wear, một khu vực tại trường St Hild và khu vực còn lại cạnh đường giao thông Phần trên của mặt cắt là sét, bùn, cát và sạn sỏi có chiều dày tới trên 30m (ở khu vực sườn dốc thoải) và giảm xuống 20m (ở phần sườn dốc dốc gần bờ sông) Phía dưới là nền cát kết Kết quả quan trắc cho thấy trượt xảy

ra với vận tốc khoảng 5mm/năm Bằng các phân tích tính toán cơ học đất và công tác quan trắc thực tế tác giả đã xác định được các mặt trượt và các chỉ tiêu cơ lý hữu hiệu của đất (giá trị nhỏ nhất sau khi trượt) là φ'r=11o và độ dính c'r=0kN/m2 Nguyên nhân dẫn đến trượt là sự phân bố lại áp lực nước lỗ

rỗng là giảm các chỉ tiêu bền vững của đất và sự việc đào khai thác than khu vực chân sườn dốc Từ đó đề xuất và tiến hành các biện pháp gia cố bằng cách hạ thấp mực nước ngầm và đắp gia cố chân sườn dốc Sự mất ổn định khu vực bờ sông tương tự cũng xảy ra trong khoảng thời gian 1965-1966 ở khu trường St Hild sau mùa đông có mưa lớn (Hình 1 và Hình 2)

Hình 1. Đặc điểm sườn dốc khu vực trường St Hild

Hình 2. ảnh sườn dốc khu vực trường St Hild

Kết quả phân tích và quan trắc cho giá trị cực đại của góc ma sát trong là φ'p=23,4o và độ dính c'p=12,4kN/m2 và giá trị cực tiểu (sau khi trượt) là φ'r=11,7ovà độ dính c'r=0kN/m2

Đất phần trên của mặt cắt, đặc biệt ở sườn dốc bờ sông thay đổi tính chất

cơ lý do sự phong hóa vật lý và cơ học dưới tác dụng của sự thay đổi mạnh

mẽ nhiệt độ và độ ẩm (Courchée, 1970) Cũng theo tác giả các kết quả thí nghiệm cho thấy đất sườn dốc bị trườn xuống theo cơ chế cắt dưới tác dụng của trong lực τ=γzcosαsinα (τ-ứng suất cắt, γ-khối lượng riêng của đất, z-độ

sâu tính từ mặt đất, α-góc nghiêng sườn dốc)

Một thí dụ lịch sử về trượt lở tại Đông Culebra trên kênh đào Panama nằm trên nền phiến sét Curaracha được mô tả từ tháng 3 năm 1911 đến tháng 3 năm 1969 trên Hình 3 dưới đây

Hình 3. Phát triển trượt trong phiến sét Curaracha ở Đông Culebra, kênh

đào Panama (P.B Attewell & W Farmer, 1975)

Nguyên nhân dẫn đến trượt lở ở khu vực này là sự giảm dần sức bền hữu hiệu (góc ma sát trong và độ dính) của phiến sét do sự giảm áp lực nước khe nứt lỗ hỗng do nước nước ngầm được thoát về sông nhờ mực nước ngầm trong chúng luôn cao hơn mực nước kênh Panama

Qua thí dụ này, cũng như nhiều minh chứng và lập luận khác trong phần này, có thể thấy rằng quá trình phá hủy bờ sông xảy ra chủ yếu bởi trượt lở Đây là quá trình trọng lực nhằm thiết lập thế cân bằng mới Trong trường hợp các thông số sức bền của sườn dốc, bờ sông không thay đổi thì các quá trình trượt lở sau đó xảy ra do sự thay đổi hình học cấu trúc sườn dốc Chế độ dòng chảy của sông trong trường hợp này đóng vai trò quan trọng, cụ thể là xói mòn chân sườn dốc và lôi cuốn vật liệu trượt lở xuống phía hạ lưu Vì vậy phương pháp luận và phương pháp đánh giá trượt lở bờ sông chủ yếu là sự kết hợp của phương pháp luận và phương pháp đánh giá trượt lở sườn dốc, vận chuyển vận liệu của dòng chảy và sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của đất đá bờ sông

Các thí nghiệm đối với đất sét tại bờ biển ở vịnh Robin Hood, bờ biển N Yorks, nước Anh tác giả có quan hệ giữa tốc độ trườn và độ dốc (tương ứng với ứng suất cắt) trên Hình 4

Hình 4. Quan hệ giữa tốc độ trườn và

độc dốc của sét bờ biển N Yorks

(Courchée, 1970)

Trục hoành dưới: Ứng suất cắt (kN/m2

) Trục hoành trên: góc dốc sườn (độ)

Trục tung: tốc độ trườn (10-2

mm/ngày)

Nguyên nhân trượt do sự dao động của mực nước sông-hồ cùng sự giảm

độ bền của đất đá được minh họa bằng khối trượt 240 triệu m3

ngày 9 tháng

10 năm 1963 phía thượng lưu đập vòm Vayont cao 165,5m xây xong năm

1960 tại thung lũng Piave, Ytaly (V.Đ Lômtađze, 1977) Thung lũng cấu tạo bởi đá vôi phân lớp, đá macnơ phân lớp mỏng xen kẹp sét nằm dưới lớp phủ

Đệ Tứ Đá vôi bị chia cắt bởi nhiều hệ thống khe nứt và có hướng cắm dốc về phía dòng sông và chứa nhiều đới vụn nát kiến tạo (Hình 5) Đây là những điều kiện thuận lợi cho quá trình trượt

Hình 5. Mặt cắt địa chất khái quát khu vực trượt thung lũng sông Piave

thượng lưu đập Vayont−Ytaly (V.Đ.Lômtađze, 1977)

Có thể nêu thí dụ trượt lở trên đoạn dài 630m với khối lượng trượt 20 triệu m3 đất đá tại khu vực hợp lưu sông Zeravsan và Fanđaria−Tađjikixtan (Liên Xô cũ) vào 24 tháng 4 năm 1964 minh họa nguyên nhân trượt do giảm

độ bền của các sản phẩm phong hóa trên sườn dốc do bị ẩm ướt, sự cắt xén chân sườn dốc tới độ cao 14-20m để xây dựng đường giao thông và chấn động cường độ cấp 4 (V.Đ Lômtađze, 1977)

1.3 Một số nghiên cứu trong nước

Sau trận lũ lịch sử năm 1999 các sông khu vực miền Trung nói chung và sông Trà Khúc-Quảng Ngãi nói riêng đã xảy ra trượt lở mạnh mẽ Dọc sông Trà Khúc đoạn từ đập Thạch Nham đến hạ lưu cầu Trà Khúc hàng loạt vị trí trwjt lở đã xảy ra, có những đoạt sông trượt lở trên suốt chiều dài hàng trăm mét, thậm chí có nơi đường giao sông được kè bê tông dày kiên cố sát sông cũng bị trượt xé kè (Nguyễn Trọng Yêm, 2001)

Trượt bờ trái sông Trà Khúc-thôn Thống Nhất-xã Tịnh Ấn Tây-huyện Sơn

Tịnh-Quảng Ngãi (Nguyễn Trọng Yêm, 2001)

Trượt taluy TL623C bờ phải sông Trà Khúc-TP Quảng Ngãi (Nguyễn

Trọng Yêm, 2001)

Theo kết quả nghiên cứu của đề tài thì các yếu tố gây trượt lở là:

- Nhìn chung đất hai bên bờ sông là loại sét pha, cát pha và cát thuộc loại

dễ bị xói mòn do dòng chảy và có các chỉ tiêu kháng cắt thấp

- Đất đá bên bờ sông phần trên mực nước sông dưới tác dụng của các yếu

tố khí hậu như mưa, nắng, gió, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm và mùa trong năm nên thường xuyên bị thay đổi trạng thái độ ẩm dẫn đến co ngót và nở làm hình thành các khe nứt tách nở;

- Đất sườn dốc của bờ sông thông thường ít được phủ bởi lớp thảm thực vật nên đặc biệt dễ bị ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng;

- Khu vực lân cận sát bờ sông thường có biến đổi về dòng chảy ngầm mạnh mẽ do dao động của mực nước sông, chẳng hạn vào mùa khô hạn gradient dòng ngầm chảy ra sông ở gần sông lớn hơn nhiều so với các khu vực xa sông;

- Mưa làm tách các hạt đất khỏi bề mặt sườn dốc hoặc làm tan vỡ các khối đất, cũng như dòng nước mặt chảy tràn xuống sông làm sói mòn bề mặt đất

sườn sông hoặc dưới những điều kiện nhất định sẽ tạo ra các rãnh cắt vào bờ sông điều dễ dẫn đến sụt lở các khối đất giữa các rãnh này;

- Phần sườn bờ sông chịu tác động của sóng nước và dòng bị thay đổi (tốc

độ xói mòn lớn, sức bền của đất giảm nhanh nhất ) làm cho sườn bị mất cân bằng dẫn đến phá hủy mà điển hình là trượt đất;

- Dòng nước sông luôn lôi cuốn các trầm tích lòng sông, đặc biệt khi vận tốc dòng chảy lớn khối lượng trầm tích cũng như kích thước hạt trầm tích bị cuốn trôi sẽ lớn hơn và có thể tạo nên sự mất cân bằng bờ sông gây nên phá hủy nó

Tác giả Nguyễn Văn Hoàng và Nguyễn Quốc Thành (2007) đã nghiên cứu đánh giá mối tương quan giữa dao động của nước sông Hồng mùa lũ và nước ngầm phía trong đê khu vực Đan Phượng-Hà Nội và vai trò của sự gia tăng áp lực nước ngầm đến sự mất ổn định nền đê sông Hồng từ hiện tượng bùng nhùng nền đê đến bục vỡ nền

Tác giả Thiềm Quốc Tuấn và nnk (2008) trong nghiên cứu hiện tượng trượt lở bờ sông Sài Gòn đã kết luận các yếu tố dẫn đến trượt lở bờ sông ở đây là đất bờ sông thuộc loại yếu với sức chống cắt rất thấp (góc ma sát trong

TB 4o49’, lực dính kết TB 0.057kG/cm2, xâm thực bờ sông do dòng chảy, quá trình tẩm ướt đất tăng trọng lượng khối đất trên bờ dốc, kèm theo sự giảm độ bền các chỉ số kháng cắt, tác động của áp lực nước lỗ rỗng thủy tĩnh, thủy động và các hoạt động nhân sinh liên quan

Tác giả Nguyễn Cảnh Thái và Lương Thị Thanh Hương đã sử dụng thuật toán tối ưu tìm kiếm mặt trượt nguy hiểm nhất theo phương pháp Monte Carlo theo hai bước: a) xác định hệ số an toàn ổn định trượt theo mặt trượt trụ

tròn truyền thống bằng phương pháp Morgenstern-Price (K M-P) trong phần mềm Geostudio của Geoslope International, và b) hệ số an toàn ổn định trượt

(K tối ưu) và hình dạng mặt trượt được xác định theo kỹ thuật tối ưu Monte

Carlo từ mặt trượt xác định ở bước trước Khi mái dốc là đất đồng chất có chỉ tiêu các lớp vật liệu chênh lệch không lớn, mặt trượt nguy hiểm nhất dạng cung tròn gần như trùng với mặt trượt tìm được theo phương pháp tối ưu, hệ

số an toàn gần bằng nhau Khi mái dốc có nền đất yếu được gia tăng độ ổn định bằng khối phản áp thì mặt trượt tìm được theo phương pháp tối ưu khác nhiều so với mặt trượt hình trụ tròn: Mặt trượt không ăn sâu xuống nền mà có

xu hướng nông hơn và kéo dài hơn, đặc biệt đoạn mặt trượt nằm dưới tầng phản áp có xu hướng nằm ngang, sai khác Fs trong trường hợp này lớn, có thể lên tới 20%

Tác giả Nguyễn Cảnh Thái và Lương Thị Thanh Hương (2008) đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của ổn định mái dốc trong trường hợp mực nước trên mái dốc rút nhanh cho thấy Mực nước trên mái của các công trình đất (đập vật liệu địa phương, đê, kênh, bờ sông…) rút xuống trong quá trình vận hành là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm mất ổn định mái dốc Trường hợp mực nước trên mái rút xuống nhanh, hệ số thấm của đất nhỏ khi

đó áp lực kẽ rỗng trong khối đất hầu như không thay đổi so với trước khi nước rút Trong khi đó tác dụng phản áp giữ ổn định của khối nước trên mái mất đi dẫn đến mất ổn định mái Các tác giả cho biết hiện nay, ở nước ta có khoảng 2000 hồ chứa nước có dung tích từ 0,2 triệu m3 trở lên Hầu hết các đập dâng của các hồ chứa là đập đất Trong quá trình quản lý, khai thác, vận hành, có nhiều hồ chứa phải hạ thấp mực nước hoặc tháo cạn hồ qua cống lấy nước, cống xả đáy, tuy nen Tháo cạn hồ chứa quá nhanh dẫn đến gây trượt mái thượng lưu đập đất Đối với các hệ thống đê sông và bờ sông có mực nước dao động về mùa lũ rất lớn như sông Hồng, sông Đà, sông Lô, sông Thái Bình, sông Mã, sông Cả, sông Hương, sông Ba, sông SêrêPok Đặc biệt trên một số sông, dao động mực nước phụ thuộc vào quy trình vận hành

xả lũ của các hồ chứa ở thượng nguồn, khi có lũ về thì hồ xả lũ với lưu lượng

lớn, mực nước sông ở hạ lưu công trình dâng cao, khi ngừng xả lũ thì mực nước sông rút rất nhanh làm cho mái đê phía sông và các bãi ven sông bị sạt

lở dẫn đến đê có nguy cơ bị vỡ Trong các hệ thống công trình thuỷ lợi có rất nhiều kênh tưới, tiêu lớn Khi yêu cầu về tưới giảm hay lưu lượng tiêu giảm (hoặc tháo cạn kênh để sửa chữa), mực nước trong các kênh giảm nhanh; đặc biệt là đối với các kênh của các trạm bơm, khi dừng bơm, mực nước trong kênh giảm rất nhanh xảy ra hiện tượng sạt trượt bờ kênh

Sạt trượt mái thượng lưu đập Bản

Chành (Nguyễn Cảnh Thái và Lương

Thị Thanh Hương, 2008)

Mái kênh bị sạt do nước rút (Nguyễn

Cảnh Thái và Lương Thị Thanh Hương,

2008) Các tác giả khuyến nghị khi phân tích thấm qua thân công trình ở cuối giai đoạn rút nước nhanh tiến hành theo quan điểm cung tròn mặt trượt của Bishop với các điều kịên sử dụng:

- Xem khối đất được bao bọc bởi một màng không thấm lý tưởng

- Dung trọng đất dưới đường bão hoà được tính là dung trọng bão hoà

- Hướng lực tác dụng giữa các dải theo phương ngang (nghĩa là không có lực cắt giữa các dải)

- Sử dụng cường độ chống cắt hiệu quả của đất là góc ma sát trong j’ và lực dính C’ hiệu quả

1.4 Một số biện pháp gia cố mái dốc của các công trình thuỷ lợi

Hình ảnh bờ kênh gia cố bêtông sạt trượt trong quá trình sử dụng Việc mất ổn định của mái dốc của các sườn dốc rất đáng được quan tâm khi ta xây dựng các công trình Sự cố gây ra mất ổn định mái dốc có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân có thể được tóm lược sau đây:

- Tình trạng quá tải trên mái dốc (do phương tiện giao thông, hi công cơ giới hay các do tải trọng của công trình)

- Tăng độ dốc mái đắp mà không có sự thoát nước hợp lí

- Phá hủy các loại thực vật trên mái dốc

- Cắt chân của các mái dốc

- Thay đổi tuyến thoát nước mặt

- Thay đổi tuyến thoát nước ngầm

Để ngăn ngừa và bảo vệ sự mất ổn định của mái dốc trong tình trạng kém

ổn định và khả năng xảy ra lở đất, trượt đất có thể xảy ra, mái dốc các công trình thường được gia cố theo nhiều hình thức khác nhau:

- Tăng độ dốc mái, trồng cỏ để tăng ổn định mái dốc với các công trình đất

- Gia cố mái bằng đổ Bêtông nguyên khối mặt

- Gia cố bằng tấm Bêtông cốt thép lắp ghép

- Gia cố bằng kết cấu đá xây

- Gia cố bằng đá hộc xếp hoặc rọ đá

- Gia cố bằng Bêtông Atphan

- Gia cố thân mái dốc bằng cột đất xi măng, cọc

- Gia cố bằng phải địa kỹ thụât

- Gia cố bằng vữa cát nhựa đường liên kiết với đá

- Và nhiều biện pháp gia cố khác

Một số hình ảnh gia cố mái các công trình:

Kênh thủy lợi gia cố bằng đổ Bêtông Gia cố đê bằng đá xếp khan và đá đổ

Gia cố đê bằng đá xếp khan và đá đổ Gia cố bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né

CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, KHÍ TƯỢNG-THỦY VĂN, ĐỊA CHẤT CÔNG

TRÌNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.1 Hệ thống kênh chính Văn Phong

Kênh chính thuộc hệ thống tưới Văn Phong nằm trong dự án đầu tư hợp phần khu tưới Văn Phong của dự án thủy lợi Hồ chứa nước Định Bình, tỉnh Bình Định Kênh dẫn từ hồ chứa nước Định Bình tỉnh Bình Định nhằm cấp nước tưới cho 10.124ha đất canh tác của các xã Bình Tường, Bình Thành, Bình Hoà, Bình Tân, Bình Thuận, Tân An, Tây Vinh (huyện Tây Sơn), xã Nhơn Mỹ (huyện An Nhơn), xã Cát Hiệp, Cát Trinh, Cát Tường, Cát Nhơn (huyện Phù Cát) và cấp nước cho dân sinh và chăn nuôi, kết hợp cải tạo môi trường trong khu vực Khu tưới Văn Phong có diện tích nằm giứoi hạn như sau:

- Phía Bắc giáp sông La Tinh

- Phía Nam giáp sông Kôn

- Phía Đông giáp núi Bà

- Phía Tây giáp vùng đồi núi của xã Bình Thành, Bình Thuận, Cát Hiệp

2.2 Điều kiện địa hình và thủy văn

Đây là vùng có địa hình chuyển tiếp từ các dãy núi cao đến các khu đồi thấp xen kẽ đồng bằng ở chân núi, các dãy núi phát triển theo hướng Tây Bắc-Đông Nam và thấp dần về phía biển Khu vực đặc trưng bởi dạng thung lũng

mở rộng, với các sườn đồi hai bên khá thoải, kết quả của một quá trình bào mòn, phát triển mạnh cả về chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang Lớp phủ tàn tích là sản phẩm của quá trình phong hoá đá gốc thường có bề dày lớn, từ 5-15m hoặc dày hơn Thềm sông thường hẹp và không đối xứng, cao độ thềm

thay đổi từ +24 ÷ +30m, kế tiếp là các bãi bồi lòng sông được phủ đầy cát lẫn cuội sỏi có bề mặt địa hình biến thiên từ +19 ÷ +22m, chiều rộng thềm từ 600-800m Dạng địa hình tích tụ phát triển mạnh gặp ở dọc sông Côn và toàn

bộ khu tưới Văn Phong

Tuyến kênh chính Văn Phong dài 34,4km chủ yếu đi qua vùng bồi tích thềm bờ trái sông Kôn và các sông suối nhỏ trong vùng, đôi chỗ chạy ven các

gò đồi thấp xen giữa vùng đồng bằng Đoạn đầu kênh Ko-K3+500m chạy ven chân đồi thấp với địa hình bị phân cắt vừa, sau đó cắt qua các dải đất nhô cao thuộc vùng đồng bằng là đất canh tác của dân các xã Bình Thành, Bình Hoà, Bình Tân, Tây An, Bình Thuận thuộc huyện Tây Sơn, và các xã Cát Hiệp, Cát Trinh và Cát Tường thuộc huyện Phù Cát tỉnh Bình Định Nhìn chung, địa hình có xu hướng hạ thấp dần về phía cuối tuyến kênh và hầu hết được phủ kín bởi các loại đất pha sườn tích và đất bồi tích thềm sông

Bản đồ tuyến kênh thể hiện trên Hình 6và mặt cắt dọc theo tuyến kênh cùng với đường đáy kênh thể hiện trên Hình 7

Một trong các thông số ảnh hưởng lớn đế độ ổn định của bờ kênh là độ cao mái đốc kênh Kênh chính Văn Phong có độ cao yêu cầu là 3m, có thể chia tuyến kênh ra các cấp địa hình để thiết kế tính toán độ ổn định trượt bờ kênh như sau:

- Địa hình thấp: chiều cao từ đáy kênh đến mặt đất nhỏ hơn 3m (tại các đoạn kênh này phải tôn bờ kênh lên mới đảm bảo độ cao của kênh là 3m)

- Địa hình trung bình: chiều cao từ đáy kênh đến mặt đất lớn hơn 3m và nhỏ hơn hoặc bằng 4m (3m-4m)

- Địa hình cao: đáy kênh đến mặt đất lớn hơn 4m và nhỏ hơn hoặc bằng 5m (4m÷5m)

- Địa hình cao: đáy kênh đến mặt đất lớn hơn 5m và nhỏ hơn hoặc bằng 6m (5÷6m)

- Địa hình rất cao: đáy kênh đến mặt đất lớn hơn 6m (>6m)

Các đoạn kênh ứng với các phân cấp địa hình này thể hiện trong Bảng 2

Bảng 2 Đặc trưng địa hình tuyến kênh

Chiều cao địa hình tự nhiên so với đáy kênh

2.3 Đặc điểm lưu vực và điều kiện khí tượng

Khu tưới Văn Phong thuộc lưu vực sông Kôn nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mang đặc điểm của khí hậu Đông Trường sơn, khí hậu trong năm được chia thành hai mùa rõ rệt Sông Kôn bắt nguồn từ vùng núi

cao của tỉnh KonTum có độ cao trung bình từ 700÷1000m chảy qua nhiều vùng địa hình phức tạp, và đổ ra biển Đông qua đầm Thị Nại Lưu vực sông

có độ dốc lớn, vì vậy lũ tập trung nhanh Vùng hạ lưu sông rộng và nông, có nhiều phân lưu, nguồn nước mùa kiệt rất nghèo nàn, khả năng điều tiết lưu vực kém Tuy nhiên về mùa mưa nước sông lớn, gặp triều cường gây úng nặng trên diện rộng và thời gian ngập úng kéo dài

Lưu vực sông Kôn trải dài theo chiều dài của tỉnh Bình Định Từ thượng nguồn đến Văn Phong: Chiều dài L = 120 km; Flv = 1677 km2 Các suối nằm trong lưu vực có tuyến kênh chính Văn Phong chạy qua thường là các suối nhỏ, có diện tích lưu vực nhỏ hơn 100 km2 đa phần chảy theo hướng Tây Bắc

- Đông Nam, bao gồm các suối chính như suối Quéo, suối Nhiên, suối La Vĩ, suối Bà Trung, suối Đục, suối Nước Khoáng…

Trên địa bàn tỉnh Bình Định nói chung và lưu vực sông Kôn nói riêng, vấn đề nghiên cứu KTTV đã được đề cập từ rất sớm Tuy nhiên mạng lưới trạm đo đạc KTTV còn thưa và phân bố không đều Trên lưu vực sông Kôn cũng chỉ có duy nhất một trạm thủy văn Cây Muồng đo các yếu tố mực nước (H, cm), lưu lượng (Q,m3

/s), độ đục (ρ, g/m3

) và lượng mưa (X,mm) Trong vùng nghiên cứu, mạng lưới trạm đo mưa tập trung hầu hết ở vùng hạ lưu lưu vực sông Kôn Một số trạm mới được thiết lập ở vùng thượng lưu do tài liệu ngắn nên chưa đủ cơ sở để đánh giá quy luật phân bố mưa trong vùng

Trạm khí tượng Quy Nhơn có đo đầy đủ các yếu tố khí tượng như nhiệt

độ, độ ẩm, gió, bốc hơi nên nguồn tài liệu ở đây đã được chọn để tính toán các đặc trưng khí hậu, khí tượng của dự án

- Vận tốc gió mạnh theo tần suất và hướng cho trong Bảng 3

Bảng 3 Vận tốc gió theo tần suất và theo hướng

Mùa khô kéo dài 8 tháng từ tháng I đến tháng VIII, lượng mưa chiếm khoảng 25-30% lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa ít nhất là tháng II, III, IV lượng mưa trung bình tháng đạt từ 10-50mm Vào mùa hè tháng V, VI thường có mưa tiểu mãn gây ra lũ tiểu mãn Lượng mưa bình quân của lưu vực là X0 (lv) = 1889,9 mm

2.3 Đặc điểm địa chất

Khu vực nghiên cứu thuộc rìa phía Đông Nam "Khối nhô Kon Tum" có cấu trúc địa chất rất phức tạp, được cấu thành bởi các thành tạo địa chất có tuổi Tiền Cambri cho đến nay Về địa tầng, bao gồm: các đá biến chất cao, các đá phun trào bị biến chất yếu, các đá trầm tích phun trào, các đá trầm tích lục nguyên màu đỏ, các đá trầm tích đệ tứ bở rời Chúng được sắp xếp thành

18 phân vị Về magma, chủ yếu là các khối đá xâm nhập axit granit, một số ít

các đá gabro và đá mạch; bao gồm các đá: granitogneis, granit mimagtit, gabroamphibolit, plagiognei, tonalitognei, granit biotit granat, granit hai mica, pegmatit, aplit, granosienit, gabronorit, gabropyroxenit, gabrodiorit, granit biotit, syenit, gabrodiaba Chúng được sắp xếp thành 14 phức hệ Các hệ thống đứt gãy chủ yếu theo các phương: kinh tuyến, vĩ tuyến, đông bắc-tây nam và tây bắn-đông nam

2.4 Điều kiện địa chất công trình

Cấu trúc địa chất dọc tuyến kênh theo kết quả khảo sát được phân ra thành các lớp đất có nguồn gốc và tính chất địa chất công trình, từ trên xuống như sau:

+ Lớp (1a) : Đất á sét nhẹ - á cát, cát, lẫn ít sỏi sạn nhỏ đến vừa, màu nâu vàng, nâu xám, xám đen Trạng thái dẻo mềm - dẻo chảy, kết cấu kém chặt, phân bố hẹp ở phía trên mặt khu vực lòng suối hiện đại, chiều dày mỏng trung

bình từ 0,3-0,5m Nguồn gốc bồi tích (aQ) Do lớp đất mỏng, thuộc loại đất yếu, phân bố hạn hẹp nên sẽ bị bóc bỏ trong quá trình thi công nên không lấy mẫu đất thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất

+ Lớp (1) : Cát hạt thô lẫn nhiều sỏi sạn, có chỗ hạt vừa- nhỏ lẫn đất á sét Màu xám vàng, xám trắng, xám nhạt đến xám đen Cát có thành phần chính là thạch anh hạt thô, khô đến bão hoà nước, rời rạc kém chặt Nguồn gốc bồi tích (aQ)

+ Lớp (2a1) : Đất á sét nhẹ- cát pha nặng lẫn nhiều sỏi sạn, màu nâu vàng, nâu xám, vàng nhạt, sỏi sạn phân bố không đều, có chỗ tập trung nhiều sỏi sạn (40-60%), hàm lượng trung bình 12% Trạng thái nửa cứng - cứng, có chỗ dẻo mềm, kết cấu trong khoảng chặt vừa - kém chặt Nguồn gốc bồi tích thềm suối (aQ)

+ Lớp (2a2) : á sét trung màu nâu vàng, nâu xám, xám xanh, xám trắng lẫn nhiều dăm sạn (12.1%) Đất có trạng thái dẻo mềm, kết cấu trong khoảng chặt vừa-kém chặt Sỏi nhỏ đến vừa khá tròn cạnh, cứng chắc Nguồn gốc bồi tích thềm suối (aQ)

+ Lớp (2) : Đất sét lẫn ít sỏi nhỏ, màu nâu vàng, xám xanh, xám trắng Trạng thái cứng, nửa cứng, có chỗ dẻo cứng, kết cấu chặt vừa- chặt Nguồn gốc bồi tích thềm suối (aQ)

+ Lớp (2b) : Đất á sét trung- nặng lẫn nhiều sỏi nhỏ đến vừa, màu nâu vàng, xám xanh, xám trắng, sỏi sạn tròn cạnh, cứng chắc, hàm lượng trung bình 34% Trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc bồi tích thềm suối (aQ)

+ Lớp (2d) : Cát hạt thô lẫn nhiều cuội sỏi Màu xám trắng, xám vàng, có chỗ xám đen, nâu vàng Cát sỏi cuội có thành phần chủ yếu là thạch anh Hàm lượng cuội sỏi trung bình (32%) nhỏ đến thô từ 29-42%, kích thước chủ yếu

từ 2-4mm (27%) Sỏi cuội cứng chắc, mài tròn tốt Bão hoà nước, chặt vừa Nguồn gốc bồi tích đáy thềm (aQ)

+ Lớp (3) : Hỗn hợp á sét nhẹ- cát pha và sỏi sạn Màu nâu vàng, vàng nhạt, xám trắng, hàm lượng sạn không đều từ 34-66%, trung bình 55,3% Đất khô trạng thái cứng Kết cấu rất chặt Sạn khá cứng chắc là các mảnh đá gốc Granit phong hoá còn sót lại và thạch anh Nguồn gốc pha tàn tích (deQ) + Lớp (3a) : Hỗn hợp đất sét và sỏi sạn Màu nâu vàng, nâu đỏ, xám trắng, hàm lượng sạn không đều trung bình 41,5% Đất khô, trạng thái cứng- nửa cứng, kết cấu rất chặt.Sạn khá cứng chắc là các mảnh đá gốc Granit phong hoá còn sót lại và Thạch anh Nguồn gốc pha tàn tích (deQ)

+ Lớp (5a) : Đá Granit phong hóa hoàn toàn: Màu xám vàng, nâu vàng, xám trắng, mềm bở, nhiều chỗ bóp vụn thành đất dạng dăm sạn lẫn nhiều đất sét, hàm lượng dăm sạn từ 71 - 73%, trung bình 72%, trạng thái cứng, kết cấu chặt, còn giữ được dấu vết kết cấu ban đầu của đá gốc

+ Lớp (5) : Đá Granit phong hóa hoàn toàn: Màu xám vàng, nâu vàng, xám trắng, mềm bở, nhiều chỗ bóp vụn thành đất dạng đất sét lẫn ít dăm sạn, hàm lượng từ 2 - 14%, trung bình 6,2% Trạng thái cứng, kết cấu chặt, còn giữ được dấu vết kết cấu ban đầu của đá gốc

+ Lớp (6) : Đá phong hoá mạnh : màu xám vàng, nâu vàng, xám trắng, đốm đen, nứt nẻ mạnh, mềm yếu, có chỗ bóp vỡ vụn thành hỗn hợp dăm cục

và đất á sét

+ Lớp đất cao lanh: Lớp đất cao lanh là lớp đất rất yếu ở trạng thái chảy phát hiện trong đoạn Km7 đến Km8 Cao độ lớp cao lanh dưới mặt đê kênh 1m và có chiều dày khoảng 1m (mái của lớp đất cao lanh này ở cốt cao trong khoảng 23m-23,5m) Lấy theo tài liệu tham khảo từ công trình Hồ chứa nước

Tả Trạch - Tỉnh Thừa Thiên Huế đối với cao lanh lực dính bằng 0 và góc ma sát trong bằng 6 độ

Mặt cắt địa chất một số tuyến thể hiện trên Hình 8

a) Khu vực bờ kênh phải xây dựng bằng đào đất

b) Khu vực bờ kênh phải xây dựng bằng đất đắp

c) Khu vực bờ kênh phải đào nhiều

d) Khu vực phần đất đắp bờ kênh dày

Hình 8 Một số mặt địa chất cắt dọc tuyến kênh

3

(aQ)2d

2b(aQ)

Ký hiệu các lớp đất

Kết quả tổng hợp các giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

Bảng 4.

Bảng 4 Đặc trưng cơ lý các lớp đất nền tuyến kênh chính Văn Phong

16,3 13,8 57,8 12,1

38,8 13,4 43,9 3,9

21,8 6,3 37,9 33,2 0,8

4,6 6,6 33,5 54,8 0,5

21,4 8,8 28,3 38,5 3,0

12,5 3,5

12 72,0

35,4 17,4 41,0 6,2

1,1 2,8 69,7 26,3 0,1

1,1 66,9 31,8 0,2

24,4 13,4 11,0

37,8 21,4 16,4

40,1 21,9 18,2

41,3 25,6 15,7

44,4 25,0 19,4

42,,9 24,8 18,1

35,,9 19,7 16,2

Độ đặc B

-0,098 0,545

0,055

0,357

1,064

0,433

1,028

0,093

2,02 1,69

2,00 1,66

1,95 1,69

1,92 1,76

1,91 1,64

1,70 1,60

2,03 1,72

1,77 1,34

Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu liên quan phục vụ phân tích đánh giá ổn định

về trượt mái đốc kênh của các lớp đất, các giá trị đặc trưng nhỏ nhất (Min), trung bình (TB), lớn nhất (Max) được tính toán thể hiện từ