Nghiên cứu cơ chế ổn định và biến dạng của tường chắn có cốt cho công trình giao thông đô thị ở tp hồ chí minh

Hồ Chí Minh Chuyên ngành : Cầu, tuynen và các công trình xây dựng khác trên đường ôtô và đường sắt MSHV : CAUĐ13.034 I-TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG CHẮN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT

MÃ SỐ NGÀNH : 2.15.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

- -

TP HCM, ngày … tháng … năm 2004

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : Nguyễn Mạnh Tuấn Phái : Nam

Ngày tháng năm sinh : 20 – 02 – 1979 Nơi sinh : TP Hồ Chí Minh

Chuyên ngành : Cầu, tuynen và các công trình xây dựng khác trên đường ôtô và đường sắt

MSHV : CAUĐ13.034

I-TÊN ĐỀ TÀI :

NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT

CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG ĐÔ THỊ Ở TP.HỒ CHÍ MINH

II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

Nhiệm vụ : Nghiên cứu cơ chế ổn định và biến dạng của tường chắn có cốt cho công trình

giao thông đô thị ở TP.Hồ Chí Minh

Nội dung :

Chương mở đầu

Chương 1 : Tổng quan về tình hình giao thông vận tải, địa chất và phương hướng phát

triển giao thông vận tải của TP.HCM

Chương 2 : Tổng quan về chắn có cốt

Chương 3 : Cơ sở lý thuyết và cơ chế ổn định – biến dạng của tường chắn có cốt

Chương 4 : Nghiên cứu giải pháp tính toán đảm bảo ổn định và biến dạng cho tường

chắn có cốt

Chương 5 : Một số thí dụ tính toán ứng dụng

Chương 6 : Kết luận và kiến nghị

IV-NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

V-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LÊ BÁ KHÁNH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS LÊ BÁ KHÁNH TS.LÊ VĂN NAM

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày … tháng … năm 2004

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học 1 : TS Lê Bá Khánh (đại diện tập thể h.dẫn)

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2 : TS Nguyễn Văn Thể

Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS Châu Ngọc Ẩn

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Lê Thị Bích Thủy

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội Đồng Chấm Bảo Vệ Luận Văn Thạc Sĩ

Sau hơn 2 năm học tập và nghiên cứu khi tham gia chương trình Cao học tại trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, tôi đã nắm bắt được phần nào kiến thức khoa học chuyên môn cả về chiều rộng lẫn chiều sâu, đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng cầu đường do sự giảng dạy tận tâm của thầy Lê Bá Khánh, thầy Nguyễn Xuân Vinh, thầy Lê Văn Nam, cô Lê Thị Bích Thủy, thầy Vũ Xuân Hòa v.v…

Để đạt được các kiến thức hiện nay và hoàn thành đề tài này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới :

Thầy TS Lê Bá Khánh, thầy TS Nguyễn Văn Thể đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn này

Thầy PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh, thầy TS Lê Văn Nam, cô TS Lê Thị Bích Thuỷ, thầy TS Vũ Xuân Hoà v.v… và các thầy cô trong phòng quản lý khoa học – khoa sau Đại học đã giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt những năm học Cao học và hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn bè trong lớp Cao học Cầu Đường K13 lẫn ngoài lớp đã giúp đỡ tài liệu, lời khuyên, lời động viên vô cùng quý giá

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn

Học Viên Cao Học K13

Nguyễn Mạnh Tuấn

Tên đề tài :

“Nghiên cứu cơ chế ổn định và biến dạng của tường chắn có cốt cho công trình giao thông đô thị ở thành phố Hồ Chí Minh”

Tóm tắt :

Luận văn trình bày về cách thiết kế tường chắn có cốt chủ yếu đảm bảo ổn định bên trong và bên ngoài Trong đó ổn định bên trong là cốt lõi được xem xét nhiều thông qua nhiều phương pháp nhưng tác giả đưa ra một phương pháp đơn giản hoá đã và đang áp dụng ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở nước Mỹ và Anh

Luận văn gồm 6 chương sau :

+ Chương mở đầu : Giới thiệu nguyên nhân hình thành và tính thực tiễn của đề tài

+ Chương 1 : Tổng quan về tình hình giao thông vận tải phương hướng phát triển GTVT–hiện trạng của Tp.HCM

+ Chương 2 : Tổng quan về tường chắn có cốt

+ Chương 3 : Cơ sở lý thuyết và cơ chế ổn định – biến dạng của tường chắn có cốt

+ Chương 4 : Nghiên cứu giải pháp tính toán đảm bảo ổn định và biến dạng cho tường chắn có cốt

+ Chương 5 : Một số thí dụ tính toán ứng dụng

+ Chương 6 : Kết luận và kiến nghị

There are seven chapters in this thesis :

+ Beginning : Introducing the thesis‘ reason and the practical thesis

+ Chapter 1 : Overview of the Ho Chi Minh city situation : transportation, geology …

+ Chapter 2 : Overview of mechanically stabilized earth (MSE) walls

+ Chapter 3 : Principles of theory and stability–deformation mechanism of MSE walls

+ Chapter 4 : Research on designing MSE walls from avoiding unstability and deformation

+ Chapter 6 : Conclusions and propositions

Trang

2 Tính Cấp Thiết Và Thực Tiễn Của Đề Tài 1

3 Nội Dung Nghiên Cứu 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH GIAO THÔNG VẬN TẢI PHƯƠNG

1 Tổng Quan Về Tình Hình Giao Thông Vận Tải Và Phương Hướng Phát

Triển Giao Thông Vận Tải Của Tp.HCM 3

1.1 Hiện Trạng Mạng Lưới Giao Thông Vận Tải Đường Bộ Của TP.HCM 3

1.1.2 Hệ thống đường vành đai và đường nội thành 31.2 Hiện Trạng Các Công Trình Cầu Trên Đường Bộ Của TP.HCM 41.3 Một Số Dạng Hư Hỏng Của Công Trình Giao Thông Đang Được Sử

1.4 Phương Hướng Phát Triển Giao Thông Vận Tải Của TP.HCM 6

1.4.3 Các cầu lớn trên các trục tuyến đường 9

2 Tổng Quan Về Hiện Trạng Khu Vực Tp.Hồ Chí Minh 10

2.3.2.1 Tầng chứa nước thứ nhất 14

2.2 Hệ Thống Cốt 21

3 Quá Trình Thi Công 263.1 Thi Công Tường Chắn Có Cốt Có Mặt Tường Là Các Tấm Panel Đúc

3.2 Thi Công Tường Chắn Có Cốt Có Mặt Tường Mềm 36

4 Những Thuận Lợi Và Bất Lợi Trong Ứng Dụng Tường Chắn Có Cốt 384.1 Ứng Dụng Của Tường Chắn Có Cốt 384.2 Thuận Lợi Khi Sử Dụng Tường Chắn Có Cốt 404.3 Bất Lợi Khi Sử Dụng Tường Chắn Có Cốt 40

5 Một Số Công Trình Ưùng Dụng Tường Chắn Có Cốt Trên Thế Giới Và

Ở Thành Phố Hồ Chí Minh 41

5.1 Công Trình Tường Chắn Có Cốt Trên Thế Giới 415.2 Công Trình Tường Chắn Có Cốt Ở TP.HCM 44

CHƯƠNG 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH – BIẾN DẠNG

1 Lý Thuyết Cân Bằng Giới Hạn 47

2 Lý Thuyết Aùp Lực Đất Lên Tường Chắn 512.1 Áp Lực Đất Lên Tường Chắn Phụ Thuộc Vào Chuyển Vị Đất Và

2.2 Lý Thuyết Về Áp Lực Đất Lên Tường Chắn Của Rankine 52

2.3 Lý Thuyết Về Áp Lực Đất Lên Tường Chắn Của Coulomb 55

3 Các Cơ Chế Và Quan Hệ Tương Tác Đất – Cốt Trong Tường Chắn Có

CHƯƠNG 4 : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH

1 Tổng Quan Về Phương Pháp Thiết Kế 62

1.4 Thiết Kế Đối Với Cốt Không Giãn 631.5 Thiết Kế Đối Với Cốt Giãn Nhiều 63

2 Tính Toán Đảm Bảo Ổn Định Ngoài 642.1 Xác Định Sơ Bộ Kích Thước Tường Chắn Và Vật Liệu Đất Đắp 652.2 Lựa Chọn Các Hệ Số Cho Phép Từ Tiêu Chuẩn 65

2.4 Áp Lực Đất Cho Ổn Định Ngoài 68

2.6 Phá Hoại Do Khả Năng Chịu Tải 74

3 Tính Toán Đảm Bảo Ổn Định Bên Trong 783.1 Tổng Quan Về Ổn Định Bên Trong Của Tường Chắn Có Cốt 78

3.2 Đánh Giá Ổn Định Bên Trong Theo Phương Pháp Đơn Giản Hoá 85

3.2.2 Xác định lực kéo cực đại ở mỗi lớp cốt 88

3.2.3 Ổn định bên trong quan tâm đến phá hoại căng 94

4.2.1 Tường chắn có cốt đỡ trực tiếp dầm 100

4.3.1 Hai tường không ảnh hưởng nhau 101

1 Tính Toán Theo Giải Tích 103

PHỤ LỤC 1 : CÁC MÔ HÌNH TÍNH PLAXIS VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT

- Họ và tên : Nguyễn Mạnh Tuấn

+ 1997 – 2002 : sinh viên Đại học tại ĐH Bách Khoa TP.HCM

+ 2002 – 2004 : học viên Cao học tại ĐH Bách Khoa TP.HCM

+ Bằng C Anh văn

+ Bằng B Pháp văn

+ Công ty Tư vấn Thiết kế GTVT phía Nam (Tedi South) : 3/2002 –

4/2004

+ Ban QLDA Khu Vực Đầu Tư Xây Dựng Quận Gò Vấp : 10/2004 – nay

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ :

Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm công nghiệp, khoa học kỹ thuật, trung tâm giao dịch, thương mại, tài chính, dịch vụ và du lịch của cả nước, đồng thời là đầu mối giao thông quan trọng ở khu vực phía Nam Chính vì vậy thành phố Hồ Chí Minh có sức hấp dẫn rất lớn các nhà đầu tư nước ngoài Mạng lưới giao thông của thành phố phân bố tương đối đều khắp, cơ sở hạ tầng tương đối tốt, nhưng quy mô và chất lượng chưa đáp ứng với nhịp độ phát triển kinh tế ngày càng tăng hiện nay và trong tương lai, nhất là khu vực trung tâm thành phố Bằng quyết định số 367/TTg ngày 4 tháng 6 năm 1996 Thủ tướng chính phủ phê duyệt quy hoạch Thành phố Hồ Chí Minh Hướng phát triển không gian đô thị của thành phố là về phía Thủ Thiêm, Thủ Đức, Hóc Môn, Nhà Bè, Bình Chánh Về hạ tầng cơ sở hoàn chỉnh mạng lưới giao thông vành đai, các trục giao thông chính trong nội thành, các trục giao thông ra vào các cửa ngõ, giảm bớt ách tắc, giải toả các nút giao thông lớn v.v… Với yêu cầu về mật độ xây dựng cơ sở hạ tầng cao như vậy thì độ ổn định của công trình cũng như độ thẩm mỹ cao cần phải được đặt lên hàng đầu Ngoài ra, trong khoảng những năm trở lại đây, công nghệ gia cố đất bằng vải/lưới địa hay cốt thép bắt đầu được sử dụng nhiều trong các công trình xây dựng ở thành phố Hồ Chí Minh do khả năng tăng độ bền, thi công đơn giản và nhanh chóng v.v… Trong đó, tường chắn có cốt đã và đang bắt đầu được ứng dụng trong vài công trình ngay tại vị trí đoạn đường đầu cầu do có đặc điểm đáng chú ý, đó là tính linh hoạt và khả năng gây ít biến dạng cho nền đất yếu bên dưới tường chắn có cốt Tường chắn có cốt còn tạo nên dáng vẻ mỹ quan cao cho công trình ứng dụng kết cấu này

2 TÍNH CẤP THIẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI :

Tường chắn có cốt đã được biết từ lâu trên thế giới, kể cả Việt Nam Mặc dầu đã biết đến từ lâu ở Việt Nam, đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh nhưng kết quả nghiên cứu về tường chắn có cốt vẫn còn hạn chế Rất ít tài liệu hiện nay ở thành phố đề cập đến thiết kế tường chắn có cốt một cách chi tiết Do đó, các công trình tường chắn có cốt đã và đang xây dựng trong thành phố Hồ Chí Minh đều do công ty VSL đảm trách với kinh phí thiết kế tương đối cao, nên việc nghiên cứu tìm hiểu kỹ phương pháp thiết kế tường chắn có cốt còn là vấn đề về kinh tế Thực tiễn hiện nay ở thành phố Hồ Chí Minh các công trình cầu đường đang gặp vấn đề về tiến độ thi công do khó khăn trong giải phóng mặt bằng … Do đó

công trình tường chắn có cốt với mái dốc thẳng đứng ít chiếm diện tích nhất càng dễ dàng trong việc giải phóng mặt bằng lẫn giảm kinh phí đền bù giải toả

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU :

Khi nghiên cứu kết cấu tường chắn có cốt thì có rất nhiều vấn đề cần phải quan tâm Nhưng các vấn đề cơ bản cần xem xét khi thiết kế tường chắn có cốt là:

- Phân tích ổn định bên trong tường (Internal Stability Analysis)

- Phân tích ứng suất bề mặt panel (Stress Analysis of Facing)

- Phân tích ổn định bên ngoài của tường (External Stability Analysis)

- Phân tích độ lún của tường (Settlement Analysis of Foundation)

…

Với thời gian hạn chế nên phạm vi luận văn thạc sĩ chỉ tập trung tìm hiểu các phương pháp tính toán kết cấu tường chắn có cốt, thông qua việc phân tích các cơ chế liên quan tới ổn định và biến dạng của tường chắn có cốt, thể hiện rõ trong hai phân tích ổn định bên trong và bên ngoài tường chắn có cốt, đặc biệt là phân tích ổn định bên trong; vấn đề nền đất dưới tường chắn có cốt chưa xem xét quan tâm

CHƯƠNG 1 :

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH GIAO THÔNG VẬN TẢI, PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG

VẬN TẢI VÀ HIỆN TRẠNG CỦA TP.HCM

1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH GIAO THÔNG VẬN TẢI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG VẬN TẢI CỦA TP.HCM :

1.1 Hiện Trạng Mạng Lưới Giao Thông Vận Tải Đường Bộ Của TP.HCM :

1.1.1 Hệ thống trục đường :

Đường trục phía Đông Bắc : nối thành phố Hồ Chí Minh với các tỉnh Đồng Nai, Lâm Đồng, Vũng Tàu, Nam Trung Bộ; gồm hai trục chính : quốc lộ 1 cũ, xa lộ Hà Nội nối với quốc lộ 1A

Đường trục hướng Bắc và Tây Bắc : gồm hai trục chính và hai trục phụ : quốc lộ 13, quốc lộ 22, tỉnh lộ 15 và tỉnh lộ 16

Đường trục hướng Tây và Tây Nam : quốc lộ 10 và tỉnh lộ 10

Đường trục phía Nam : gồm hai đường quốc lộ 50 và liên tỉnh 15

Đường trục phía Đông : gồm liên tỉnh lộ 25 và đường Nhà Bè – Duyên Hải

1.1.2 Hệ thống đường vành đai và đường nội thành :

Toàn thành phố có 1.685km đường, trong đó thành phố quản lý 1.577km bao gồm cả các quận, huyện Mạng lưới đường bộ hiện có 14 trục đường nối liền trung tâm TP với các ngoại ô và vùng lân cận, có 2 vành đai chưa khép kín Nhìn chung mạng lưới đường bộ còn nhiều hạn chế

Hệ thống mạng đường nội thành : vành đai đường nội thành chưa hình thành, dẫn đến tình trạng xe cộ đi vào nội thành rất lớn Các trục đường thành phố phân bố chưa đều, chưa hợp lý đối với từng khu vực trong thành phố

Từ Đông Bắc xuống Tây Nam : xe qua khu vực trung tâm đi qua các trục đường : Điện Biên Phủ – Đinh Tiên Hoàng – Võ Thị Sáu – Ba Tháng Hai; Ngô Gia Tự – Nguyễn Chí Thanh Xô Viết Nghệ Tĩnh – Hùng Vương Trần Hưng Đạo – Nguyễn Trãi

Từ Bắc xuống Nam : Hoàng Văn Thụ – Lý Thường Kiệt Nguyễn Kiệm – Phan Đình Phùng – Hai Bà Trưng Nơ Trang Long – Đinh Tiên Hoàng – Tôn Đức Thắng – Nguyễn Tất Thành

Từ Tây Bắc xuống Đông Nam : theo đường Cách Mạng Tháng Tám, Nguyễn Văn Trỗi, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Lê Văn Sĩ, Hoàng văn Thụ, Phan Đăng Lưu, Bạch Đằng

1.2 Hiện Trạng Các Công Trình Cầu Trên Đường Bộ Của TP.HCM :

Trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh hiện có 319 cầu đường bộ với tổng chiều dài 17.105m, được phân cấp quản lý như sau :

- Do Trung ương quản lý : 13 cầu, chiều dài 1.121m tên các tuyến đường quốc lộ 1, quốc lộ 22, và quốc lộ 50

- Do Sở giao thông công chánh quản lý : 197 cầu, với chiều dài 12.277m Trong đó :

+ 191 cầu, với chiều dài 12.055m

+ 4 bến phà với 6 cầu dẫn có tổng chiều dài 222m

- Do các quận huyện quản lý : 100 cầu , với chiều dài 2.238m

- Do Công ty Phú Mỹ Hưng quản lý : 9 cầu, với chiều dài 1.469m trên tuyến đường Bình Thuận

Ngoài 9 cầu do Công ty Phú Mỹ Hưng mới xây dựng và quản lý trên tuyến đường Bình Thuận, các cầu còn lại do Trung ương, Sở GTCT và các Quận, Huyện quản lý đa phần được xây dựng từ thời Pháp hoặc từ 1954 – 1975 Sau 1975, các cầu cũ đã hư hỏng quá nặng đã được nâng cấp hay sửa chữa nhưng số lượng vẫn còn ít Hiện tại, có rất nhiều cầu có tải trọng khai thác rất thấp, thời qian khai thác tính đến nay đã lâu Trên địa bàn Thành phố có nhiều cầu đang ở tình trạng báo động, có thể sập bất cứ lúc nào: cầu Bà Tiềm – Q1, cầu Quới Đước – Q5, cầu Mật – Q8 số cầu này là 39 cầu chiếm 19,8% Tính trạng các cầu có chiều rộng mặt cầu nhỏ, chỉ lưu thông 1 làn xe, hoặc cầu tại các trục đường chính vào Thành phố, các tuyến đường chính vào nội thành thường xuyên bị kẹt xe do ùn tắc giao thông nên cần thiết xây dựng cầu song hành hay mở rộng

Thành phố Hồ Chí Minh là khu vực có kênh rạch chằng chịt đòi hỏi có nhiều cầu để vượt sông nhưng hiện nay chỉ có một số cầu độc đạo qua một số sông như :

1.3 Một Số Dạng Hư Hỏng Của Công Trình Giao Thông Đang Được Sử Dụng :

Hầu hết các móng cầu trong Thành phố Hồ Chí Minh được xây dựng trên địa chất rất yếu, sức chịu tải của đất nền rất nhỏ, độ ổn định tổng thể của mố cầu kém (khả năng bị trượt theo phương dọc và ngang lớn), hiện tượng sạt lở, xói ngầm … luôn đe dọa các móng công trình chẳng hạn như hiện tượng :

- Trượt của mố cầu An Nghĩa (trên đường Nhà Bè – Cần Giờ) : mố cầu chuyển dịch về phía trước 6m, gây phá hoại công trình do chiều dài cọc khoảng 18m không đủ sâu vào lớp đất tốt trong điều kiện chiều dày lớp đất yếu là 17m

- Sạt lở ở mố cầu Kênh Ngang số 2 (phường 15, quận 8) : vào ngày 08 tháng

01 năm 2000, tường kè bê tông cốt thép trên hệ cọc 35 x 35 cm đóng sâu 24

m dọc đường vào cầu Kênh Ngang bị sạt đẩy ra Kênh Tàu Hũ khoảng 4,5m, làm sụp đổ mố cầu, phải tốn thêm hơn 3 tỉ đồng sửa chữa (Hình 1.1)

Hình 1.1 : Sự cố cầu Kênh Ngang số 2

- Trượt mố cầu Trường Phước : đất đắp sỏi đỏ đường vào cầu bị trượt chuồi qua khoảng cách 1,5 m giữa các cọc bê tông cốt thép 35x35cm dài 12 m đã đóng gia cường dọc theo bờ sông nhánh Giữa các cọc, đã được sử dụng lớp cừ tràm đặt ngang, sau đó đắp đất sỏi đỏ mở rộng nền đường cũ Chiều cao đất đắp từ chân talus đến đỉnh đường đắp mới là 6 m, nếu tính từ mặt đường

cũ là 2,2 m Đất trượt đã đạp gãy lớp cừ tràm ngang trên chiều dài hơn 30

m đường vào cầu

Hình 1.2 : Sự cố cầu Trường Phước

Với việc sử dụng các loại mố trên kết hợp với việc xử lý nền móng đã phần nào đáp ứng được những tính năng kỹ thuật như : khả năng chịu lực, độ ổn định tổng thể của mố, thuận lợi cho thi công

Tuy nhiên, bên cạnh đó cũng còn tồn tại một số nhược điểm sau :

- Hầu hết toàn bộ đường đầu cầu đều bị lún, sự chuyển tiếp giữa đường và cầu mất đi tính êm thuận

- Các mố được sử dụng có kích thước quá lớn dẫn tới việc sử dụng vật liệu chưa tối ưu, giá thành công trình cao, mất đi tính mỹ quan

1.4 Phương Hướng Phát Triển Giao Thông Vận Tải Của TP.HCM :

Giao thông vận tải đường bộ được coi là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh tế – xã hội nói chung và kết cấu hạ tầng giao thông nói riêng Do vậy, để tạo tiền đề làm động lực phát triển kinh tế – xã hội, phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đáp ứng tiến trình hội nhập khu vực và quốc tế thì giao thông vận tải đường bộ cần có chính sách phát triển hợp lý

Theo quyết định số 123/1998/QĐ-TTg ngày 10/7/1998 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 Từ đó xây dựng các mục tiêu sau :

- Đưa ra sơ đồ bố trí mạng lưới giao thông đường bộ liên hoàn với các mạng lưới giao thông khác như : đường sắt, đường thuỷ, đường không phục vụ vận

- Xác định quy mô, cấp hạng kỹ thuật của từng tuyến đường, nút giao thông thuộc tuyến để làm cơ sở cho các bước thiết kế chi tiết tiếp theo

- Xác định trình tự thích hợp giữa các hạng mục công trình trong mạng lưới giao thông đường bộ, giữa các tuyến vận chuyển hành khách

Trên cơ sở đó, mạng lưới giao thông đường bộ sẽ được phát triển gồm những mạng lưới đường sau :

1.4.1 Mạng lưới đường cơ sở :

1.4.1.1 Đường vành đai :

Đường vành đai 1 sẽ đi qua các điểm : tử ngã tư Bình Thái trên xa lộ Hà Nội, theo hướng đường Kha Vạn Cân, cắt quốc lộ 13 tại khu vực cầu Bình Triệu, vượt sông Sài Gòn bằng cầu Bình Lợi mới, qua khu vực vào cửa sân bay Tân Sơn Nhất, theo đường Hoàng Văn Thụ cắt trục đường xuyên tâm Bắc Nam tại ngã tư Bảy Hiền theo đường Âu Cơ, đi qua huyện Bình Chánh rồi cắt qua trục đường xuyên tâm Đông Tây nhập vào đường Nguyễn Văn Linh, theo đường Nguyễn Văn Linh cắt qua liên tỉnh lộ 15, vượt sông Sài Gòn bằng cầu Phú Mỹ cắt qua đường cao tốc Sài Gòn – Dầu Giây nối trở lại ngã tư Bình Thái

Đường vành đai 2 sẽ đi qua các điểm : từ ngã ba Thủ Đức giao với quốc lộ 1

ở phía Đông và xa lộ Hà Nội, theo quốc lộ 1 về phía Tây, ngã tư Linh Xuân điểm giao với quốc lộ 1K, ngã tư Bình Phước điểm giao với quốc lộ 13, ngã tư Ga với quốc lộ 12, ngã tư Tân Thới Hiệp điểm giao giữa đường vành đai 2 với tỉnh lộ 16, ngã tư Quang Trung với điểm giao tỉnh lộ 15, ngã tư An Sương với điểm giao quốc lộ 22, cắt qua trục đường xuyên tâm Đông Tây, cắt qua Nguyễn Văn Linh, quốc lộ

50 ở khu vực huyện Bình Chánh, vượt sông Xoài Rạp bằng cầu Bình Khánh ở huyện Cần Giờ, vượt sông Lòng Tàu bằng cầu Phước Khánh, qua Nhơn Trạch ở tỉnh Đồng Nai, vượt sông Đồng Nai bằng cầu Nhơn Trạch, cắt qua đường cao tốc Sài Gòn – Dầu Giây nối trở lại ngã tư Thủ Đức

Đường vành đai 3 sẽ đi qua các điểm : giao quốc lộ 1 phía Đông các thành phố Biên Hoà 10-15km, vượt sông Đồng Nai rồi cắt qua ngoại vi Bắc thị xã Thủ Dầu Một, vượt sông Sài Gòn bằng cầu mới ở Thượng Lưu cầu Phú Cường, qua thị trấn Củ Chi theo các tỉnh lộ 823 và 830 đi sát thị trấn Đức Hoà tỉnh Long An, cắt qua đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương và quốc lộ 1 khu vực thị trấn Bến Lức tỉnh Long An, theo quốc lộ 835, giao quốc lộ 50 khu vực huyện Cần Giuộc rồi nối với trục đường xuyên tâm Bắc Nam của khu công nghiệp Hiệp Phước

1.4.1.2 Đường xuyên tâm :

Trục Đông Tây sẽ đi qua các điểm : bắt đầu từ ngã ba Thủ Đức theo xa lộ Hà Nội đến ngã ba Cát Lái, đi qua bán đảo Thủ Thiêm, qua sông Sài Gòn bằng hầm, theo hết đường Bến Chương Dương – Hàm Tử trên quận 1, 3, 6 rồi nhập quốc lộ 1 phía Tây

Trục Bắc Nam đi qua các điểm : từ ngã tư An Sương điểm giao với đường vành đai 2 và quốc lộ 22, theo đường Trường Chinh rồi hết Cách Mạng Tháng Tám vượt rạch Bến Nghé bằng cầu Ông Lãnh sang quận 4, vượt kênh Tẻ bằng cầu Kênh Tẻ cắt qua đường Nguyễn Văn Linh tới khu công nghiệp Hiệp Phước

1.4.1.3 Đường hướng tâm :

Quốc lộ 1 nối với thành phố Hồ Chí Minh từ Đồng Nai ở phía Đông Bắc thành phố tới ngã ba Thủ Đức trên đường vành đai 2, cắt qua nút là xa lộ Hà Nội vào nội đô qua cầu Sài Gòn

Quốc lộ 1K nối với thành phố Hồ Chí Minh từ Đồng Nai ở phía Đông Bắc thành phố tới ngã tư Linh Xuân trên đường vành đai 2, đường vành đai 1

Quốc lộ 13 từ Bình Dương ở phía Bắc thành phố tới ngã tư Bình Phước, tiếp với đường vành đai 1 ở khu vực cầu Bình Triệu

Tỉnh lộ 12 – đường Nguyễn Oanh Tỉnh lộ 16, tỉnh lộ 15 Quang Trung – Hóc Môn Quốc lộ 22, đường mới mở phía Tây Bắc thành phố Đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương – Cần Thơ, quốc lộ 1 phía Tây thành phố, quốc lộ 50, đường cao tốc Sài Gòn – Long Thành – Dầu Giây

1.4.2 Đường phố chính nội ô :

Tiến hành nâng cấp cải tạo toàn bộ hệ thống đường nội ô : Điện Biên Phủ, Võ Thị Sáu, Bạch Đằng – Phan Đăng Lưu, Hoàng Văn Thụ, Ba Tháng Hai, Hùng Vương, Tháp Mười – Hậu Giang, Hàm Nghi – Trần Hưng Đạo, Xô Viết Nghệ Tĩnh – Nguyễn Thị Minh Khai, Nguyễn Hữu Cảnh, Trần Xuân Soạn – Phạm Thế Hiển, Tôn Đức Thắng – Đinh Tiên Hoàng, Hai Bà Trưng – Phan Đình Phùng – Nguyễn Kiệm, Pasteur, Nguyễn Văn Trỗi – Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Nguyễn Văn Cừ, Lý Thường Kiệt, Nguyễn Tri Phương – Chánh Hưng nối dài, Bình Quới, Vườn Lài, tỉnh lộ 14, tỉnh lộ 10, Âu Cơ – Lê Đại Hành – Thuận Kiều – Châu Văn Liêm, Thanh Niên, đường vòng cung Tây Bắc Tây Nam

1.4.3 Các cầu lớn trên các trục tuyến đường :

Các tuyến trục trên cắt qua một số sông lớn có nhu cầu giao thông thuỷ cao như sông Sài Gòn, sông Lòng Tàu, sông Soài Rạp, sông Đồng Nai, kênh Tẻ, kênh Đôi và một số kênh rạch nhỏ khác

Sông Sài Gòn : ngoài 5 cầu đã và đang xây dựng là Bến Súc (đường tỉnh lộ 8), cầu Bình Phước, cầu Bình Triệu 1 và cầu Bình Triệu 2, cầu Sài Gòn, sẽ xây 11 cầu từ thượng lưu tới hạ lưu : cầu Phú Cường 2, cầu Phú Long, cầu Tam Bình, cầu Bình Lợi (đường sắt vành đai thành phố Hồ Chí Minh), cầu Bình Quới, cầu Sài Gòn 2, cầu Ba Son, cầu bến Nghé, hầm Thủ Thiêm

Sông Lòng Tàu : xây dựng mới cầu Phước Khánh

Sông Soài Rạp : xây dựng mới cầu Bình Khánh

Sông Đồng Nai : ngoài 2 cầu hiện hữu là cầu Đồng Nai và cầu Hoá An sẽ xây thêm 5 cầu mới, cầu Đồng Nai 2, cầu Đồng Nai 3 (đường vành đai 3), cầu Hoá An 2, cầu Nhơn Trạch (đường vành đai 2), cầu Nhơn Trạch (đường sắt thành phố Hồ Chí Minh)

Kênh Đôi, Kênh Tẻ, kênh Chợ Đệm, rạch Ông Lớn, rạch Xóm Củi, rạch Các : ngoài 10 cầu đã và đang xây dựng là cầu Chánh Hưng, cầu Chữ Y, cầu Kênh Tẻ, cầu Tân Thuận, cầu Bình Điền, cầu Cần Giộc, cầu Ông Lớn, cầu Xóm Củi, cầu Rạch Ông, cầu Nhị Thiên Đường, sẽ xây dựng thêm 6 cầu mới : cầu Chợ Đệm, cầu Phú Định, cầu Rạch Lò Gốm – Kênh Đôi, cầu Nguyễn Văn Cừ, cầu Tân Thuận 2, cầu Rạch Các

Ngoài các cầu vượt sông kể trên thì còn một số lượng lớn cầu trên cạn tại các nút giao khác mức sẽ được tiến hành xây dựng khi tiến hành cải tạo và nâng cấp các nút giao thông như các nút An Sương , Thủ Đức …

2 TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH :

2.1 Vị Trí Địa Lý :

Thành phố Hồ Chí Minh có vị trí đặc biệt thuận lợi, nằm giữa vùng Nam bộ giàu có và nhiều tiềm năng Thành phố Hồ Chí Minh có chung địa giới với các tỉnh Long An, Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu, phía Nam là biển Đông Thành phố trải dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, nằm giữa vĩ tuyến 10°38’ và 11°10’ Bắc, cắt kinh tuyến 106°22’ và 106°45’ Đông Chiều dài từ Tây Bắc xuống Đông Nam là 102km từ Đông sang Tây là 75km Trung tâm thành phố cách bờ biển 50km đường chim bay Thành phố Hồ Chí Minh cũng là một thành phố cảng, là đầu mối giao thông lớn, nối liền các địa phương trong nước và quốc tế với hệ thống thương cảng quốc tế Sài Gòn, hệ thống các quốc lộ, tuyến đường sắt Bắc Nam, sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất … Trong các năm qua thành phố HCM có mức tăng trưởng nhanh, phát triển toàn diện và đang giữ vai trò là một trung tâm nhiều chức năng khu vực phía Nam và cả nước

2.2 Khí Hậu – Thời Tiết :

Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo đồng thời gần biển (khoảng cách trung bình 50km đường chim bay) cho nên khí hậu thành phố mang thêm tính chất của hải dương, điều hoà ổn định hơn các vùng lân

bão lụt, lượng mưa bình quân 1800 – 1900mm Mỗi năm có hai mùa, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11

Số giờ nắng trung bình từ 6 – 8 giờ/ngày, nhiệt độ trung bình cả năm 27°C, nóng nhất vào tháng 4 với nhiệt độ 28,5°C, mát nhất vào tháng 12 và tháng giêng với 25,5°C, chỉ có 8 ngày nóng trên 30°C Không khí quanh năm dịu mát, có khi đủ cả 4 loại thời tiết : xuân, hạ, thu, đông trong 1 ngày đêm

Bảng 1.1 : Số giờ nắng trung bình ngày

Số giờ nắng 7.6 8.4 8.6 8.0 6.2 6.1 5.6 5.6 5.4 5.9 6.4 7.0

Đây là điều kiện thuận tiện cho mạng lưới giao thông vận tải có thể hoạt động 24/24 giờ quanh năm, không phải lo đối phó với những bấc trắc do thiên nhiên

Gió thổi theo 2 hướng chính từ biển Đông theo hướng Đông Nam – Tây Bắc từ tháng 2 đến tháng 4, và từ Ấn Độ dương thổi về theo hướng Tây Nam – Đông Bắc từ tháng 6 đến tháng 10 Ngoài ra còn có gió từ phương Bắc thổi về vào thàng

12, 11, 1 Gió Tây Nam thổi trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10, sức gió trung bình 3,6m/s Gió Đông Nam có sức gió 2,4m/s Gió mạnh nhất vào tháng 8 trung bình 4,5m/s và yếu nhất vào tháng 12 trung bình 2,3m/s Ngoài ra do đặc điểm khí hậu hải dương nên có gió đất và gió biển luân phiên hàng ngày, thỉnh thoảng có những cơn giông nhiệt mùa hè, luồng gió xoáy tới 20m/s và có lúc gió giật 36m/s

Bảng 1.2 : Tốc độ gió lớn nhất

Bảng 1.3 : Đặc trưng của chế độ mưa (trạm Tân Sơn Nhất)

Các yếu tố đặc trưng của chế độ mưa Lượng mưa (mm)

Số ngày mưa trung bình tháng lớn nhất 22 ngày (tháng 9)

Bảng 1.4 : Độ ẩm trung bình tháng và độ ẩm cao nhất, nhỏ nhất

Độ ẩm lớn nhất (%) 99 99 98 99 99 100 100 99 100 100 100 100

Thuỷ văn và dòng chảy : thành phố có mạng lưới sông rạch chằng chịt liên thông với nhau, chiếm diện tích bằng 16% diện tích toàn thành phố với chiều dài 7955km Đó là những đường giao thông thiên nhiên sẵn có Mật độ dòng chảy

sông Sài Gòn là 0,6 triệu m3/ngày cung cấp cho dân cư thành phố và vùng hạ lưu Thuỷ văn nằm ở vùng hạ lưu của hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn, vừa chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của thuỷ triều biển Đông và việc tác động rất rõ nét của việc khai thác các bậc thang, hồ chứa thượng lưu hiện nay và trong tương lai Hệ thống kênh rạch thành phố chịu ảnh hưởng của thuỷ triều theo chế độ bán nhật triều Ngoài ra còn nhiều kênh rạch chằng chịt trong đó có các dòng chính là rạch Bến Nghé, rạch Thị Nghè, rạch Lò Gốm, kênh Tẻ, kênh Tham Lương, kênh Thầy Cai, kênh Thái Mỹ, kênh Ngang …

Nước ngầm phân bố khá rộng song nhiễm mặn nên khả năng khai thác hạn chế Nước ngầm ngọt chủ yếu phân bố ở độ sâu 100 – 300m, có nơi 40 – 50m … phổ biến ở phía Bắc gồm các huyện : Củ Chi, Hóc Môn, Bắc Bình Chánh, Tân Bình, Gò Vấp … với trữ lượng khai thác khoảng 300 – 400 ngàn m3/ngày

2.3 Địa Chất – Địa Tầng :

2.3.1 Cấu trúc địa tầng :

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong khu vực thềm sông cổ của các nhánh sông của vùng sụt kainozoi ở vùng Nam Trung Bộ Hai hệ thống đứt gãy chính Tây Bắc – Đông Nam và Đông Bắc – Tây Nam tạo nên các khối cấu trúc âm dương Khối dương gồm : Thủ Đức, Tân Sơn Nhất, Giồng Chùa, Củ Chi Khối âm gồm : Nhà Bè, Bình Chánh, Cần Giờ

Ở những vùng trũng, các dòng sông bồi đắp dở dang tạo nên mạng lưới sông ngòi chằng chịt và các vùng đồng bằng ngập nước, với lớp bùn yếu khá dày

Cấu trúc địa tầng gồm các hệ cơ bản :

- Hệ địa tầng Long Bình : có đá xanh, cát kết, đá phấn

- Hệ địa tầng Nhà Bè : cát, cuội, sỏi xen lẫn kết cát, bột kết và bề mặt là đất yếu

- Hệ địa tầng Bình Chánh : bao gồm các vùng Bình Chánh, Nam nội thành, Nam Thủ Đức, Nhà Bè chủ yếu là bùn sét hữu cơ, bùn sét pha, than bùn

- Hệ địa tầng Cần Giờ : bao gồm vùng duyên hải, Nam Nhà Bè và thềm sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, chủ yếu là lớp bùn khá dày từ 20 – 30m ngậm nhiều nước, trạng thái nhão, độ rỗng cao, chịu lực kém

2.3.2 Hệ địa tầng :

Trầm tích kainozoi đang chiếm lĩnh gần toàn bộ mặt bằng thánh phố, vật liệu trầm tích này chưa được gắn kết chặt để lại nhiều lỗ rỗng nên chứa nước tốt Bề dầy trầm tích này khá dầy (chỗ sâu nhất 300m) nên nhờ đó tồn tại khá nhiều tầng chứa nước có giá trị khai thác Có sự hiện diện khách quan và ngẫu nhiên của tầng sét khá liên tục nằm ở độ sâu từ 40 đến 60m, nhiều tác giả cho đây là lớp sét nâu vàng có nguồn gốc từ bazan ở pleixtoxen giữa, một số tác giả khác gọi là tập sét cabonat thuộc (N1 – Q1)

Phản ánh các phức hệ chứa nước từ trên xuống như sau :

2.3.2.1 Tầng chứa nước thứ nhất :

Tính từ mặt đất đến nóc tầng sét cách nước Tầng chứa nước có bề dầy tăng dần và độ dốc từ Tây Bắc – Đông Nam Theo mặt cắt trong bản đồ địa chất 1:50

000 đo Liên đoàn địa chất thuỷ văn số 8 lập thì phần Củ Chi – Hóc Môn có tuổi plextoxen (QI – III) Từ nội thành ra Cần Giờ có chiều sâu hơn và phủ bên trên là trầm tích holoxen (QIV) Tuy nhiên, trong bề dầy của tầng thứ nhất này cần phân biệt được với nhau giữa hai vỉa chứa nước nhỏ sau :

- Vỉa 1a : là đơn vị chứa nước ngầm trên cùng, sâu từ 0 – 12m gồm á sét, cát lẫn hữu cơ, có nơi bị laterit hoá bề mặt Nó có mặt thoáng tự do nhận nguồn bổ cấp trực tiếp từ nước mưa tại chỗ, nên mực nước tĩnh thay đổi khá lớn theo mùa, biên độ dao động từ 2 – 8m cá biệt đến 15m Những giếng khơi rộng, đào bằng tay ở vùng Hóc Môn – Củ Chi vào vỉa 1a để tưới hoa màu cây ăn trái trên vùng đất xám (QI – III) và các cồn cát ven biển Cần Giờ (QIV) Nuớc có thánh phần clorua – bicacbonat, clorua – sunfat, là nước nhạt và siêu nhạt ở phần Tây Bắc xuống Đông Nam thì lợ dần cho tới mặn Giếng khai thác thường chỉ sâu 4 – 6m, lưu lượng 0,05 – 0,07 l/s Độ khoáng hoá M = 0,1g/l ở phía Bắc đến 10 – 30 g/l ở phía Nam

- Vỉa 1b : từ 12m cho đến nóc của tầng sét cách nước (12 – 60m), xu thế dốc xuống theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, tương ứng với phức hệ chứa pleixtoxen (QI – III) và ở phía Bắc Củ Chi có thể thêm một ít plioxen (tức N2 – Q1) Thành phần thạch học là cát trung đến thô có lẫn sỏi màu vàng, nó được ngăn cách với vỉa 1a bên trên nhờ các thấu kính sét thiếu liên tục, tạo thành áp lực cục bộ, có tác giả còn đặt tên là tầng “bán áp”

2.3.2.2 Tầng chứa nước thứ 2 :

trải rộng tương đối liên tục Nước ngầm trong tầng 2 tương đối mạnh, rõ nhất là ở phần phía Bắc của thành phố, và có xu hướng giảm dần về phía Nam Biên độ dao động mực nước theo mùa không lớn lắm, từ 3 – 4m, chất lượng nước tốt, khá đồng đều trên phạm vi rộng Đặc biệt là ở phần phía Bắc, nước thuộc loại bicacbonat clorua, thánh phần anion HCO3- chiếm ưu thế, nước siêu nhạt M = 0,5 g/l và cáng tiến về phía Nam thì chất lượng tăng dần cho đến Nhà Bè, Cần Giờ thì mặn hoàn toàn Độ kháong hoá có thể tới M = 10 g/l Đây là tầng chứa nước được khai thác nhiều và có giá trị nhất hiện nay

2.3.2.3 Tầng chứa nước thứ 3 :

2) ở độ sâu từ 100 – 300m Nó được ngăn cách với tầng 2 bằng thấu kính sét mỏng và không liên tục, thánh phần hạt mịn hơn tầng 2 và nuóc khai thác được nhờ vào các thấu kính cát khô, những thấu kính này không dầy lắm, không liên tục Rộng nhất là khu vực Củ Chi, Hóc Môn, nội thành, Phú Lâm, Bình Chánh tương đối giàu nước, tỉ lưu lượng f = 0,5 – 0,7 l/s.m Nước từ nhạt đến siêu nhạt M = 0,5 – 0,8 g/l

2.3.3 Các hiện tượng địa chất động học :

Động đất : thành phố nằm trong vùng động đất cấp 5 theo thang độ Rite do tầng đất yếu quá dầy và mực nước ngầm không sâu cho nên các công trình được tính toán theo tiêu chuẩn động đất cấp 7

Các hiện tượng địa chấn động học đã xảy ra :

- Phong hoá và laterit hoá tạo thành các vùng đất đỏ, sỏi đỏ, đá ong ở Thủ Đức, Củ Chi

- Rửa trôi xói mòn bề mặt và xói mòn theo rãnh tụ nước tạo thành mương xói, phổ biến ở Rạch Sơn, Linh Xuân (Thủ Đức)

- Lún ướt xảy ra ở vùng đất xám Thủ Đức, Thanh Đa, Củ Chi đã gây ra biến dạng một số công trình

- Xói lở và bồi đắp xảy ra ven sông Sài Gòn, Đồng Nai và các nhánh sông quanh co vùng trũng, làm rạn nứt và lún sụp toàn bộ căn nhà xuống sông

- Lầy hoá và xúc biến diễn ra ở vùng đất thấp và ngập nước vùng Nhà Bè, Bình Chánh, duyên hải

- Cát chảy xói ngầm trong tầng cát sỏi sạn thuộc lớp phù sa cổ dưới sâu,

- Biến dạng công trình do quá trình cố kết, ép nước dịch chuyển của các vùng đất yếu, các trầm tích ao hồ chưa ổn định

2.3.4 Địa chất công trình :

Địa chất khu vực TP Hồ Chí Minh có sự khác biệt lớn theo từng vùng Vùng đất yếu phân bố chủ yếu ở phía Nam thành phố, chiều dày lớp bùn tăng dần dọc theo trục từ Quận 4, khu Nam Sài Gòn, Nhà Bè và đến KCN Hiệp Phước

Hình 1.4 : Trắc dọc địa tầng khu vực TP.HCM

Đặc trưng tính chất cơ lý của các lớp đất :

- Lớp số 1 : Là lớp bùn sét yếu có chiều dày thay đổi từ khoảng 10.5 (trung

tâm TP) đến 27m (Hiệp Phước-Nhà Bè), cao độ đáy lớp thay đổi từ –10.75 đến –32.85 Các chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Lớp số 2 : Lớp sét, sét cát, trạng thái dẻo mềm đến nửa cứng, có chiều dày

thay đổi từ khoảng 17.0m (trung tâm TP) đến 12.8m (Hiệp Phước-Nhà Bè), cao độ đáy lớp khoảng –28.0 Các chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

+ Dung trọng tự nhiên γ : 1.81 ÷ 2.00 g/cm3

- Lớp số 3 : Lớp cát hạt nhỏ đến trung lẫn sỏi sạn, dày khoảng 15m ÷ 20m,

phát hiện hết chiều sâu các lỗ khoan Một số chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp này như sau :

+ Góc nghiêng ở trạng thái khô : 340 ÷ 360

+ Góc nghiêng ở trạng thái ướt : 260 ÷ 280

Kết Luận :

Với tình hình tốc độ phát triển của mạng lưới đường cơ sở lẫn đường phố nội

ô ngày càng nhanh, cũng như với đặc điểm địa chất công trình rất phức tạp của thành phố Hồ Chí Minh nêu trên thì cần phải có giải pháp phù hợp mang tính khả thi áp dụng cho các công trình giao thông Đó là các dạng kết cấu để đảm bảo được tốc độ xây dựng phát triển đô thị, cũng như độ ổn định và vẻ mỹ quan cao Tường chắn có cốt là một dạng kết cấu góp phần giải quyết vấn đề trên, đó là các giải pháp phải đảm bảo độ ổn định và biến dạng cho bản thân mố cầu, đường đầu cầu cũng như các công trình đường đắp cao trong điều kiện đất yếu của thành phố Hồ Chí Minh để đảm bảo tốc độ phát triển đô thị thành phố Hồ Chí Minh ngày nay

Với thời gian hạn chế, tác giả chủ yếu chỉ tập trung nghiên cứu về kết cấu tường chắn có cốt, vấn đề địa chất bên dưới tường chưa được xem xét đúng mức Chương 2 tiếp theo sẽ đưa ra cách nhìn tổng quát về cấu tạo tường chắn có cốt

Tường chắn có cốt hay đất được ổn định cơ học (Mechanically Stabilized Earth–MSE hay mur en terre armée) hay là đất được gia cường bằng các vật liệu chất dẻo, thép hay vật liệu tự nhiên Phần cốt này có khả năng chịu kéo cao, kết hợp có hiệu quả với đất chịu nén tốt sẽ hình thành một vật liệu nửa cứng vững bền

Henry Vidal, một kiến trúc sư người Pháp, là người đầu tiên chính thức hóa hợp lý việc thiết kế đất gia cố hiện đại trong công trình, đã được cấp bằng sáng

chế gọi là : “đất được gia cố” (“reinforced earth” hay “terre armée“) – Vidal,

1966, dùng cốt là dải (hay thanh) kim loại thép không rỉ được đặt trong đất đắp có chất lượng cao là cát và cuội (Hình 2.1) Cốt dải thường dùng với vật liệu có chất lượng tương đối cao, giá thành cao như cát và cuội sạch để có thể tạo ra sức cản

ma sát cần thiết giữa đất đắp và cốt Khi cần có thể chuyển sang sử dụng cốt lưới

vì nó có sức chống kéo lớn hơn (Hình 2.2) Hơn nữa, lại có thể dùng loại đất đắp

ma sát – dính ở địa phương có chất lượng thấp và giá thành thấp Lưới thép được dùng đầu tiên ở California, Mỹ Dạng khác của cốt lưới do Bill Hilfiker, một kỹ sư người Mỹ, sáng chế vào cuối năm 1970, và Peterson cùng Anderson, 1980, là lưới dây hàn tạo bởi các dây thép hay thanh thép không rỉ được hàn lại với nhau Sau đó, với việc chế tạo chất dẻo bền vững như Tensar và Tenax (Hình 2.3) có độ cứng chịu giãn cao và chống được ăn mòn, đã làm cho việc sử dụng cốt lưới với

(polymer geotextile), bao gồm cả loại vải dệt cũng như không dệt, đã làm cho công trình đất được ổn định càng trở nên phổ biến

Hình 2.1 : Sơ đồ tường chắn có cốt bằng cốt dải

Hình 2.2 : Sơ đồ tường chắn có cốt bằng lưới thép

Hình 2.3 : Lưới bằng chất dẻo của Tensar và Tenax

2 CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT :

Hình 2.4 : Thành phần chính của tường chắn có cốt

Tường chắn có cốt bao gồm 3 thành phần kết cấu chính sau :

2.1 Đất Đắp Chọn Lọc :

Đất đắp chọn lọc hay đất gia cố yêu cầu phải có chất lượng cao về độ bền, thoát nước tốt, dễ dàng thi công, đặc biệt có sự kết hợp tốt với hệ thống cốt Hầu hết các loại tường chắn có cốt đều yêu cầu vật liệu đất đắp có góc ma sát lớn, do tường chắn ổn định dựa vào sức ma sát giữa đất đắp và cốt Do đó đất đắp có hàm

cát cuội thì sẽ thuận lợi cho việc thoát nước, do đó làm tăng tuổi thọ của cốt cũng như sử dụng ít cốt hơn Cát cuội cũng dễ dàng xử lý, dễ thay thế và đầm nén Điều này đẩy mạnh cho việc thay thế và duy tu tường chắn có cốt

Do đó đất đắp có thể là đất rời hay là đất dính Trước đây, người ta hay dùng đất rời có thành phần hạt mịn không quá 15% và góc ma sát lớn hơn 25°

Bảng 2.1 : Những tính chất yêu cầu của vật liệu đất đắp gia cố theo tiêu

chuẩn AASHTO

2.2 Hệ Thống Cốt :

Vật liệu cốt chủ yếu được phân làm 2 loại chính sau :

- Cốt làm từ thép : tiêu biểu làm từ thép nhẹ, mạ kẽm hay epoxy

- Cốt không làm từ thép : vải địa hay lưới địa kỹ thuật làm từ polypropylene, polyethylene, hay polyester Vải địa có thể dệt và không dệt đều dùng được

Hình 2.5 : Lưới địa kỹ thuật

Hệ thống cốt với 2 loại vật liệu chính trên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau như dạng lưới, dải (hay thanh), tấm, lá, que, sợi v.v…

Tuỳ thuộc vào loại đất mà dùng cốt thép hay dùng vải/lưới địa để phát huy tối đa sự làm việc cùng nhau giữa đất đắp và cốt

Phân loại theo độ giãn dài của cốt thì có 2 loại chính :

- Cốt không giãn : biến dạng của cốt khi phá hoại ít hơn so với biến dạng của đất (thường cốt là các thanh/dải hay lưới bằng thép)

- Cốt giãn nhiều : khi phá hoại thì cốt giãn nhiều hơn đất, riêng theo tiêu chuẩn Anh BS8006:1995 thì cốt giãn nhiều là cốt bị biến dạng hơn 1% khi chịu tải trọng thiết kế (nhỏ hơn 1% là cốt không giãn)

Bảng 2.2 : Mức độ hao hụt của cốt làm từ thép khi gia cố theo ASTM G59

Kẽm

(các năm tiếp theo tới khi lớp kẽm bị ăn mòn hoàn toàn)

4 µm/năm/một mặt

2.3 Mặt Tường :

Mặt tường chủ yếu có tác dụng bảo vệ cốt, đất đắp từ ảnh hưởng của thời tiết bên ngoài Ngày nay, mặt tường thường là các tấm bêtông đúc sẵn, các tấm thép hay cọc thép, lưới thép hàn, các khối bêtông, gỗ, cao su, và bêtông phun Có các loại mặt tường chính sau :

- Các tấm panel bằng bêtông đúc sẵn có khớp : đó là các tấm panel rời rạc có

Hình 2.6 : Mặt tường là các tấm bêtông đúc sẵn

- Các tấm đúc sẵn với chiều cao bằng chiều cao tường chắn : là các tấm bêtông phủ tạm thời toàn bộ chiều cao tường cho tới khi đắp xong lớp đất sau tường (Hình 2.7)

Hình 2.7 : Mặt tường là các tấm bêtông liền khối

- Các tấm bêtông đúc tại chỗ : thường được dùng để bao xung quanh các tường đã ổn định sau một thời gian khoảng 1-2 năm

- Các khối xây sẵn (MBW) : có thể rỗng hay đặc, thường nhỏ và thấp cao 10–20cm có trọng lượng 15–50kg, được dùng đối với các tường có cốt vải địa (hay lưới địa) gắn vào giữa các khối xây, vải địa được định vị đúng vị trí nhờ các chốt hay do các khối xây đè lên Có rất nhiều hãng dùng loại mặt

Hình 2.8 : Các hình dạng mặt tuờng theo kiểu khối xây (MBW)

- Mặt tường hình dạng mặt gỗ : loại mặt tường này thường được làm từ các thanh tà vẹt đường sắt, hay các thanh gỗ lớn đã qua xử lý, vải địa được liên kết vào mặt tường bằng các mảnh ván hay vải địa được gắn trực tiếp vào các khe giữa các thanh mặt tường khi lắp ghép

- Mặt tường là các rọ đá : đây là các rọ bằng thép hay nhựa tổng hợp chứa

Hình 2.9 : Mặt tường là các rọ đá

- Các lưới thép hàn vào nhau : đây là loại mặt tường tương tự loại mặt tường dùng rọ đá, nhưng thường được dùng đối với các loại tường chắn tạm thời

- Mặt tường mềm là các tấm vải địa quấn bao lên bề mặt các lớp đất đắp, khi này vải địa phải chịu được tiêu cực tím và sự ăn mòn của môi trường bên ngoài Đôi khi, có thể dùng nhựa đường hay bêtông bọc thêm bề mặt tường (shortcrete)

Hình 2.10 : Mặt tường mềm

Tuỳ theo loại mặt tường mà có nhiều kiểu liên kết cốt vào mặt tường khác nhau, một số dạng liên kết hệ thống cốt vào mặt tường như hình dưới đây :

Hình 2.11 : Các cách liên kết hệ thống cốt vào mặt tường

3 QUÁ TRÌNH THI CÔNG :

3.1 Thi Công Tường Chắn Có Cốt Có Mặt Tường Là Các Tấm Panel Đúc Sẵn:

Quá trình lắp ghép/xây dựng theo các bước sau :

- San bằng bề mặt địa điểm xây dựng tường chắn, mọi rác bẩn phải được dọn sạch

- Đầm nén kỹ toàn bộ bề mặt nền, có thể thay thế đất những nơi không đầm chặt tốt bằng vật liệu mới và đầm chặt Đào đất nơi đặt đệm tạo phẳng cho bề mặt tường

- Đặt hay đổ bêtông tại chỗ đệm bêtông tạo phẳng cho mặt tường

- Lắp 1 hàng mặt tường với thanh chống đỡ mặt tường để định vị cho mặt tường thẳng đứng trong khi đấp và đầm chặt đất đắp (Hình 2.13)

- Đắp đất chọn lọc đến cao độ lớp cốt đầu tiên và đầm chặt (nên đầm cách mặt tường khoảng 0.5m và đầm theo hướng từ mặt tường ra sau) (Hình 2.14)

- Lắp hệ thống cốt liên kết vào mặt tường rồi kéo thẳng cốt (Hình 2.15)

- Đắp tiếp lớp đất bên trên và đầm chặt, sau đó tiếp tục lắp đặt cốt bên trên (Hình 2.16)

- Tiếp tục lắp tiếp mặt tường tầng thứ 2 vào, đấp đất đầm chặt, lắp hệ thống cốt rồi đấp đất tiếp tục … các công việc cứ tiếp tục tuần tự như vậy cho đến khi tường chắn có cốt hoàn thiện (Sau đó đấp đất trước tường và đầm chặt ngay)

Hình 2.12a : Công tác đổ các tấm mặt tường tại nhà máy

Hình 2.12b : Công tác đổ các tấm mặt tường tại nhà máy

Hình 2.13a : Lắp đặt mặt tường