(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu Thanh Hóa

LỜI CẢMƠN

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng công trình thuỷ với đề

tài“Nghiêncứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Chu – Thanh Hóa”được hoàn

thành với sựcố gắngnỗ lựccủa bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình củaKhoaCôngt r ì n h , các thầy cô giáo trường Đại học Thuỷ Lợi, Cục Đê điều, Tổng công

ty tư vấn xâydựng thủy lợi Việt Nam đã tạo mọi điều kiện và động viên giúp đỡ vềmọi mặt Tácgiảxinchânthànhcảmơncáccơ quan,đơnvịvàcánhânnóitrên

Đặcbiệt,tácgiảxinbàytỏl ò n g b i ế t ơ n

s â u s ắ c t ớ i t h ầ y g i á o h ư ớ n g d ẫ n PGS.TSNguyễnCảnhTháiđãtrựctiếphướngdẫnvàtậntìnhgiúpđỡtrongthờigianthựchiệnluậnvăn

Sựthànhcôngcủaluậnvăngắnliềnvớiquátrìnhgiúpđỡ,độngviêncổvũ

củagiađình,bạnbè vàđồngnghiệp.Tácgiảxinchânthànhcảmơn

Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ, do điều kiện thời gian có hạn nênkhôngthể tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được ý kiến đóng gópquý báucủacácthầycôgiáo,cácanhchịvàbạnbèđồngnghiệp

HàNội,ngày19tháng 05năm2015

Tácgiả

TườngDuyAnh

Tên tôi là Tường Duy Anh, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiêncứucủa riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thựcvàchưađượcaicông bốtrongbấtkỳcôngtrìnhkhoahọcnào

Tácgiả

TườngDuyAnh

PHẦNMỞĐẦU 1

I.TÍNHCẤPTHIẾTCỦAĐỀTÀI 1

II MỤCĐÍCHNGHIÊNCỨUCỦAĐỀTÀI 2

III CÁCHTIẾPCẬNVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 2

IV KẾTQUẢDỰKIẾNĐẠTĐƯỢC 2

CHƯƠNGI:T Ổ N G QUANCÁCVẤNĐỀNGHIÊNCỨU 3

1.1 HệthốngđêđiềuViệtNam 3

1.1.1 Hệthốngđê BắcBộvàBắcTrungBộ 5

1.1.2 Hệthốngđê sông,cửasôngkhuvựcTrungTrungBộvàNamTrungBộ61.1.3H ệ thốngđêbiển 6

1.1.4 Hệthốngđê sông,bờbaokhuvựcĐồngbằngsôngCửuLong 7

1.1.5 Kèchốngxóilở biêngiớiViệtTrung 7

1.2 HiệntrạngđêđiềuViệtNam 7

1.2.1 Đánhgiáhiệntrạngcáctuyến đêsông 7

1.2.1.1 Về khảnăngchốnglũ 7

1.2.1.2 Vềmặtcắt hìnhhọc 8

1.2.1.3 Vềthânđê 10

1.2.1.4 Vềnềnđê 11

1.2.2 Cácnguyênnhângâymấtổnđịnhđến điềukiệnlàmviệcbìnhthườngcủađê

14 1.2.3 Cácbiệnphápbảovệ 16

1.2.3.1 Trồngrừngphònghộ 16

1.2.3.3 Phânlũvà chậmlũvàocác vùngtrũng 17

1.2.3.4 Chỉnhtrị vànạovétlòngsông,làmthôngthoángbãisông 17 1.2.3.5 Tăngcườngcôngtácquảnlý,hộđêphònglụt,củngcốhệthốngđêđiều

18

1.3K ế t luận 21

CHƯƠNGII:L Ý THUYẾTCƠBẢN 22

2.1 Lýthuyếtphântíchổnđịnh máidốc 22

2.1.1 Phươngphápcânbằnggiớihạn 22

2.1.1.1 Lý thuyếtphươngphápcânbằnggiới hạn 22

2.1.1.2 Nhậnxétchungvềcácphươngphápcânbằnggiớihạn 26

2.2 Ứngdụngmôhìnhtoán 26

2.2.1 Phươngphápgiảitích 27

2.2.2 Phươngphápphầntửhữuhạn(PTHH) 28

2.3 Lựachọnphầnmềm tínhtoán 28

2.3.1 GiớithiệuvềphầnmềmPlaxis 29

2.3.2 PhươngphápgiảmdầnliêntụcctheophầnmềmPlaxis 31

2.4 KếtluậnchươngII 34

CHƯƠNGIII:NGHIÊNCỨUGIẢIPHÁPBẢOVỆĐÊSÔNGCHU 36

3.1 GiớithiệuđêhữusôngChu 36

3.1.1 PhạmvivàhiệntrạngtuyếnđêhữusôngChuhiệnnay 36

3.1.2 Điềukiệnlàmviệctuyếnđê hữusông Chu 39

3.1.3 Các sựcốđãxảyra 41

3.2 Điềukiệntựnhiên 41

3.2.1 Điềukiệnđịachất 41

3.2.2 Điềukiệnkhíhậu,khítượng 41

3.3 Lựachọnbiệnphápcôngtrình 42

3.3.1 Nguyêntắcchung 42

3.3.2 Phươngánnghiêncứu 42

3.3.3 Các giảiphápxửlý 50

3.3.3.1 Phươngphápgiacốbằngcọccát 50

3.3.3.2 Tănghệsốmái 51

3.3.3.3 Trồngcâythânthiệnvớimôitrường 51

3.3.3.4 Khoanphụt 52

3.3.3.5 Sửdụngkếtcấumáikè 53

3.3.3.6 Xửlýnềnbằng phươngpháp cốkếthútchânkhông 54

3.3.3.7 Phươngphápgiacốbằngcọcđất-vôi,đất-ximăng,cọccát-ximăng-vôi 55 3.3.4 Đềxuấtphương ánxửlý 56

3.4 TínhtoánổnđịnhchođoạnđêhữusôngChu,xãThiệuTâm 56

3.4.1 TínhtoánổnđịnhvớicáchệsốmáikhácnhaubằngPlaxis 56

3.4.2 Sửdụngphương phápđóng cọcđểổnđịnh máiđê 62

3.4.2.1 Sửdụngcọccừlarsen 62

3.4.2.2 Sửdụngcọcbê tông 69

3.5 Kếtluận 78

KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 79

Hình1.1 MộtsốđêsôngởViệtNam 4

Hình1.2Đ ê biển ViệtNam 6

Hình1.3M ặ t cắtngangđặctrưng củađê 9

Hình1.4S ạ t lởđê 14

Hình1.5N ứ t gây sạtlở,vỡđê 15

Hình1.6N ạ o vétlòngsông 18

Hình1.7X â y dựng củngcốđê 18

Hình2.1X á c địnhmômenchốngtrượt,gâytrượtvớimặttrượttrụtròn 24

Hình2.2X á c địnhgóc masátvàlựcdính huy động 31

Hình2.3Q u a n hệ∑Msft~chuyểnvị 34

Hình3.1ĐoạnđêtừK0+350–K0+950đêhữusôngChu 36

Hình3.2KèThọNguyên 37

Hình3.3HốsậptạiK38+950kèThiệuTâm 38

Hình3.4 CầuTòngTân 38

Hình3.5 HốsậptạiK38+950 42

Hình3.6 Lỗròtừđồng sangsôngtạiK39 43

Hình3.7 MặtcắtđịachấtđêtạiK38+760 44

Hình3.8 Kếtquảlướibiếndạngcủađê 46

Hình3.9Sựgiatăngchuyểnvịbởisựthayđổimựcnước 47

Hình3.10Kếtquảphổchuyểnvịcủađê 48

Hình3.11 HệsốổnđịnhMsf=1.026 49

Hình3.12 Thicôngxửlýnềnbằngcọccát 50

Hình3.13 Trồngcâychắnsóngbảovệđê 51

Hình3.14 Trồngcâyvenbờsông,bờbiểnbảovệbờ 52

Hình3.15 Thicôngkhoanphụt 52

Hình3.16.Mộtsốdạng kèđêsông 53

Hình3.17 Xửlýnềnđấtyếubằngphươngphápcốkếthút chânkhông 54

Hình3.18 Giacốnềnbằngcọcximăngđất 55

Hình3.19 Kếtquảlướibiếndạngcủađêvới hệsốmáiđắpM=3.00 57

Hình3.20 KếtquảsựgiatăngchuyểnvịcủađêvớihệsốmáiđắpM=3.00 58

Hình3.21KếtquảphổchuyểnvịcủađêvớihệsốmáiđắpM=3.00 59

Hình3.22HệsốổnđịnhMsf=1.187vớihệsốmáiM=3.00 60

Hình3.23CọccừLarsen 62

Hình3.24Vịtríđặtcọc 63

Hình3.25Lướibiếndạngcủađê 65

Hình3.26Kếtquảphổchuyểnvịcủađê 66

Hình3.27Kếtquảsựgiatăngchuyểnvịbởi sựthayđổimựcnước 67

Hình3.28HệsốổnđịnhMsf=1.312 68

Hình3.29CọccừBTCTdựứnglực 70

Hình3.30Lướibiếndạngcủađê 74

Hình3.31Kếtquảphổchuyểnvịcủađê 75

Hình3.32Sựgiatăngchuyểnvịbởisựthayđổimựcnước 76

Hình3.33HệsốổnđịnhMsf=1.273 77

Bảng2.1:Chỉtiêucơlýdùngtrongtínhtoán 45

Bảng2.2: Cáctổ hợptảitrọngtínhtoánổnđịnhvớicáchệsốmái 56

Bảng2.3:Kếtquảtổhợptínhtoánổnđịnhvớicáchệsốmái 61

Bảng2.4: TổhợptínhtoánsửdụngcọccừLaserSP-IV 64

Bảng2.5: Tổnghợp kếtquảtổhợptínhtoánsửdụngcọccừLaser SP-IV 69

Bảng2.6: Tổhợptínhtoánsửdụngcọccừ SW500-B100 73

Bảng2.7: Tổnghợp kếtquảtổhợptínhtoánsửdụngcọccừSW500-B100 78

PHẦNMỞĐẦU I.TÍNHCẤPTHIẾTCỦAĐỀTÀI.

Đê hay còn gọi là đê điều, là một công trình thành lũy bằng đất hình thành nêndọctheocácbờsông,hoặcbờbiểnđểngănnướcngậpở mộtkhuvựccụthểnàođó

Đê có hai dạng được hình thành là do tự nhiên và nhân tạo Đê tự nhiên đượchìnhthành bởi sự lắng đọng của các trầm tích trong sông, khi dòng nước này trànqua bờsông Khi tràn qua bờ, vận tốc dòng nước giảm làm các vật liệu trong dòng nướclắng đọng theo thời gian màcao dần, cao đến mức hơn bề mặt của vùng đất bị lụt.Còn đê nhân tạo là do conngười xây dựng nên cốt để ngăn nước tràn gây ngập lụt.Đê nhân tạo có đê là loạivĩnh cửu, nhưng cũng có đê là loại tạm thời ở các vùngđấtđốivớinhữngtrườnghợpkhẩncấp

Trênthếgiới,ngaytừthiênniênkỷthứnhấttrướccôngnguyên,cưdânvănminhthunglũngIndusđãđắpnhữngconđê đầutiênrồi.Mỗivùng đất,tùytheo

địahìnhvàtậpquándântộc,khảnăngvàđiềukiệnkhoahọckỹthuậtriêngbiệtmà

ngườitaxâydựngđêbằngnhiềuhìnhthứckhácnhau.ĐốivớiViệtNambởiđịahìnhđặcbiệtcóbờbiểndàidọctheolãnhthổ,sôngsuốirấtnhiều,trongđócónhữngconsông quốc tế đến Việt Nam là điểm hạ lưu cuối cùng như sông Hồng, sông Đà,

sôngCửuLong nênviệc p h ả i xâydựngđêđểngănnước ngậplụtlà điềutấty ế u vàđươngnhiêncũngphảibềnvững,quymôhơnsovớiđêcủacácnướctrênthếgiới

RiêngtạiThanhHóacóhơn1.008kmđê,đólàchưakểđêvùngởcácđịaphươngđắpchốngúng,ngănlũ,hơn160kè,trên900cốngdướiđê.Hệthốngđêđiềunàybảovệchohơn2,5triệudânvàtrên200.000hađấtcanhtáccủa17huyện,thịxã,thànhphốtrongtỉnh.Thựctế,phầnlớnhệthốngđê

điềucủatỉnhđượcxâydựngcáchđâyđãlâu,thânđênhỏ,thấp,yếu,nhiềucôngtrìnhkè,cốngxuốngcấp,nguycơvỡđêluônthườngtrực.Trêncáctuyếnđêsônglớnvàđêsôngconđãxảyranhiềusựcốnhư:SạttrượtđêsôngChuthuộcđịaphậnxãThiệuPhúcThiệuHóa),sạttrượtmáiđêkètảsổngBưởi (ThạchThành),nứt

dọcmặtđêhữusôngMãthuộcđịaphậnxãThiệu Quang(Thiệu Hóa),sụtchânkèVĩnh Minh(Vĩnh Lộc)

TheođánhgiátrongBáocáoĐánhgiáhiệntrạngcôngtrìnhđê

điềutrướclũnăm2011,đê

sôngChulàmộttrongnhữngtuyếnđêtrọngyếucủatỉnh.Mặcdùđãđượcduytu,bảodưỡngthườngxuyên,nhưngdonguồnvốnhạnhẹp,cáchạngmụcđầutưkhôngđồngbộcùngvớiviệccáccôngtrìnhtrênđêđã được

đầutưxâydựngtừlâunênhàngnămvàomùamưalũ,rấtnhiềuđoạnbịsạtlở,xungyếu,đedọatrựctiếpđờisốngvàmùamàngcủanhândân

Côngtáccảitạo,chỉnhtrangvàtubổđêđiềunóichungvàtuyếnđêsôngChunóiriêngcóýnghĩaquantrọng,phùhọpvớixuthếpháttriểnchungcủakhuvực.Quađó, tăng tuổi thọ và phát huy tối đa hiệu quả của các công trình thủy lợi, ổn định đờisốngchongười dânvà gópphầnthúc đẩy

pháttriểnkinhtếxãhội của các địaphươngtrongvùngdựán

CHƯƠNGI:T Ổ N G QUANCÁCVẤNĐỀNGHIÊNCỨU 1.1 HệthốngđêđiềuViệtNam

HệthốngđêởViệtNamđượchìnhthànhtừnhữngnămđầuCôngnguyên.Thờikỳmớihìnhthànhchỉlànhữngbờnhỏ,thấpcótácdụngbảovệtừngkhuvựccanhtácvensông,càngvềsaucàngđượccủngcốvữngchắchơnđểchốngvớimứcnước

lũcaohơn,mãiđếnnăm1204côngcuộcđắpđêmớiđượctriểnkhaitrênquimôlớn,nốicáctuyếnđênhỏthànhtừnghệthốngkhépkíntừthượnglưunguồnratớicửabiển Đê ở Việt Nam phổ biến nhất là ở miền Bắc và chủ yếu là dọc hai bên bờ

sôngHồng,sôngMã,sôngLam Ngoàiconđêchínhthườngluisâuhơnvàotrongđấtliền,cókhicònđắpthêmnhữngconđêphụgọilàđêquaihoặccontrạchđểphòngkhiđêchínhbịvỡthìcòncứuđượcphầnruộngđấtnơixasôngkhỏibịngậplụt.Lịchsửxâydựngđêởnướctachobiết:dưới thờinhà Lý,tháng3 nămMậuTý(1108),con đê đầutiên được đắp ở phườngCơ Xávớimục

đíchbảovệt h à n h ThăngLongkhỏibịnướcsôngHồngtrànngập.Đến

đờinhàTrần,đêđược đắp

ởnhiềunơicấtgiữkhôngchonướcsôngtrànvàođểkịplàmvụchiêm,saukhimùamàngthuhoạchxongthìlạichonướctựdotrànvàođồngruộng.ĐờiLê,nhữngconđêlớnhơn

đượcđắpmớivàtôntạodọchaibờsôngNhịHà,việcđắpđêởthờikỳnàycholàquágiớihạnlàmchosôngHồngtrởnênhungdữ,nênđếnđờinhàNguyễn,cólúcđãđặtravấnđềlàphảibỏđê.Trướcnăm1938NguyễnCôngTrứđềxuấtgiảiphápnắnchỉnh,khơiđàođoạnkhởiđầusôngĐuống(tứcThiênĐứcthờibấygiờ)chuyểncửanhậnnướctừsôngHồngvềphíathượnglưu.ĐềxuấtnàyphảiđếnđờiTựĐứcmớiđượclàmmộtphần

Hầunhưtoànbộđịachấtnềncáctuyếnđêchưađượckhảosát,thămdònênchưacó đủcác dữ liệu để phân tích, đánh giá đầy đủ về độ bền thấm và sức chịu tải Căncứvào quátrìnhdiễnbiến quanhiềun ă m t h ấ y c ó t r ê n 2 0 0 k m đ ê s ô n g

t h u ộ c l o ạ i nền xấu Mức chênh lệch đầu nước càng cao, thời gian duy trì lũcàng dài thì sự cốxẩyracàngnhiều,càngnghiêmtrọng

Việc đắp đê hầu như hoàn toàn sử dụng sức người, bằng công cụ thô sơ nênthườngđàođấtởngaygần hai chânđêtạo rađịahìnhrấtbấtlợichosựổnđịnh củađê.Ướctính cókhoảng 1500 ha diện tích ao, đầm sát chân đê, nếu muốn lấp đi thì cần hàngchụctriệumétkhốiđấtvớikinhphíđầutưrất lớn

Ngày nay, Việt Nam là một nước có hệ thống sông ngòi dày đặc thuộc loại lớn nhất,dàinhấtthếgiới.Hệthốngđêđiềuđượcxâydựngvớimụcđíchđểchứanướcvàtướ

i tiêu cho vùng châu thổ giàu lúa gạo, đồng thời cũng để tháo nước khi bị lụt Hệthốngđênàysau nhiều thếhệđãgópphầnduytrìmậtđộdânsốcaoởđồngbằngvàlàm tănggấp đôidiệntích có thể canh tác lúa nước ở đây Các khudân cư,

thànhphốvàvùngnôngnghiệpthườngpháttriểndọctheocácvùngvensôngvàthườngchịuảnhhưởngtừcácyếutốlũvànguycơngậplụt.Hệthốngđêđượcxâydựngdọctheocácnhánhsônglàgiảiphápphòngchốnglũđãđượcôngchatasửdụngtừlâuđời,đểbảovệcácvùngdâncưvensôngvàtoànbộvùngchâuthổtrướcnguycơ ngập lụt Qua nhiều thế kỷ, việc phòng lụt qua hệ thống đê đã trở thành một

côngviệcgắnliềnvớivănhóavàkinhtếcủadântộc

Hình1.1MộtsốđêsôngởViệtNam

Hệ thống đê hiện nay trên cả nước là một hệ thống công trình quy mô lớnvớikhoảng 13.200 km đê, trong đó có gần 2.600 km đê biển và khoảng 10.600 kmđêsông (trên 2.500 km đê từ cấp III đến cấp đặc biệt còn lại là đê dưới cấp III vàđêchưađượcphâncấp).

Riêng ThanhHóacó24sông lớnnhỏ,với tổngchiềudàiđê:1.008 km,trongđó:

ĐêtừcấpIđếncấp III:

+Chiềudài:315km(ĐêcấpI:64,7km;Cấp II:183,5km;CấpIII:66,7 m)

+Kèbảovệđê:127 côngtrình,gồm:85.450,4mkèlátmáivà151mỏhàn

+Kèbảovệkhudâncư,bãisông:21côngtrình,với17.577,3mkèlátmáivà11 mỏhàn

- TrênsôngC h u : T ạ i t rạ m Thủy VănX u â n K h á n h ( K2 6, 5 đêh ữ u sô n g C hu) Htk=+13.86m,tươngđương mựcnướclũlớnnhấtxảyra năm1962.

- TrênsôngMã:

+TạitrạmThủyvănLýNhân(K9 đêhữusôngMã)Htk=13.20

m(đỉnhlũnăm1980-tươngđươngđỉnhlũnăm2007là13.24);

+TạitrạmThủyvănGiàng(K37,2hữusôngMã)Htk=+7.51 m(đỉnhlũnăm1973)

Hình1.2Đ ê biểnViệtNam

Hiệnnaytổngchiềudàihệthốngđêbiểntrêntoànquốclà2.589km,trongđó:

- Hệthống đêbiển từQuảngNinhđếnQuảngNam:cóchiềudài1.693km

- HệthốngđêbiểntừQuảngNgãiđếnKiênGiang:cóchiềudài896km

1.1.4 Hệthốngđêsông,bờbao khuvựcĐồngbằngsôngCửu Long

- Hệthốngđêsông,bờbaokhuvựcĐồngbằngsôngCửuLong:cóchiềudài4.075km

PhảLại;đêcấpđặcbiệtphảiđảmbảochốngđượclũvớimựcnướcthiếtkế:13,4mtạitrạmthuỷvănHà

Theo báo cáo đánh giá chất lượng đê điều trước mùa lũ, bão hàng năm của ChicụcPhòng chống lụt bão và Quản lý đê điều các tỉnh đồng bằng sông Hồng và khu

1,5m,mặttrạchrộng1,0m.Nhữngđoạnnàychủyếulàđêhạdu,đêcửasôngmộtvàiđoạn đêsôngHồng,mộtsốđoạnởcuốisôngHoá,sôngLuộc,sôngTháiBình.Hệthốngđêsô

n gChucócaođộđỉnh

đêvượt mực nướcthiếtkếvớiđộcaogiathăngtừ0,4m~0,6m(mựcnướcthiếtkếHtk=+13.86 mtạiK26+500đêhữusông

Chu,tươngđươngmựcnướclũlớnnhấtxảyranăm1962tạitrạmthủyvănXuânKhánh).Chiều rộngmặtđêB=5m-6m,

độdốcmáiđê:phía sôngm=2/1, phíađồngm=3/1.Trongtrậnlũlớnxảyratháng10/2007,mựcnướcđỉnhlũtạihạlưuđậpBáiThượnglà+20.64m,thấphơnmựcnướclũlớnnhấtnăm1962(+21.54m)là 90 cm; tại Xuân Khánh, mực nước đỉnh lũ đạt là +12.61 m, cao hơn báo động III:0,67m.Các tuyến đê sông nhỏ thượng lưu sông Hồng như sông Thao, Đà, Lô của tỉnhPhúThọ thì cao độ đê cũng chống được tràn theo mực nước lũ thiết kế với độ giathăng0,2 m - 1,0 m Riêng đê tả Đà (La Phù, Tam Thanh) và đê tả Lô (Vĩnh Phúc)caotrình đê thấp hơn lũ thiết kế 1,0m.Các tuyến đê sông Cầu, GangThépcủat ỉ n h Thái Nguyên, đê Quỳnh Lâm, Đà Giang Hoà Bình đê cao hơn mực nước

lũ lớn nhấtxảy ra 1,5 - 2,0 m Nhưng các tuyến đê sông Cầu, sông Thương của tỉnh Bắc Giangcaođộđỉnhđêchỉcaohơn mựcnướclũthiết kếtừ0,3m-0,6m

Các đê phân lũ tả Đáy thuộc các tỉnh Hà Tây, Hà Nam, Nam Định và đê tảHoàngLong Ninh Bình có cao độ đủ để chống tràn ứng với mực nước thiết kế,nhưng độgia thăng mới đạt 0,4 m - 0,8 m Thực tế nếu có phân lũ với lưu lượngtrên và gặpmưa nội đồng như năm 1985 thì khả năng tràn đê có thể xảy ra chủ yếucác đoạn đêHàNam,NamĐịnh

– Độdốcmáiđê:Máiđêphíasông(ms ô n g)khôngnhỏhơn2/1,máiđêphíađồng(mđồ

ng)khôngnhỏhơn3/1

– Vềcơđê:Đốiv ớ i n h ữ n g đoạnđêc óc h i ề u c a o tr ê n 5 m cầ n c ó c ơ p h í a đồng,chiềurộngmặtcơ Bmặt:5m,độdốc máicơ mc=3/1.

Hình1.3M ặ t cắtngangđặctrưng củađê

Hiệntạicókhoảng372kmđêcònthiếuchiềucaosovớiyêucầuthiếtkế,cónhữngđoạnđêcònthiếuchiềucao,trongđó197kmđêhệthốngsôngHồngvà175kmđêhệthốngđêsôngTháiBình.Cụthểmứcthiếuhụtnhưsau:

+Khoảng129kmđêmớicócaotrìnhbằngmựcnướcthiếtkế+độcaogiathăng

(a)cònthiếu

độcaochốngsóngleo,nướcdềnhdosóng,trongđó87kmđêthuộchệthốngsôngHồngvà42kmđêthuộchệthốngsôngTháiBình

+Khoảng216kmđêcònthiếuđộcaogiathăng(a)từ0,1m-0,5m,trongđó110

kmđêthuộchệthốngsôngHồng và106 kmđêthuộchệthốngsông TháiBình

+ Khoảng 26 km đê mới có cao trình mặt đê bằng cao trình mực nước thiết kế,hoặcthấphơnmực nướcthiếtkếvàđềuthuộchệthốngsôngTháiBình

+ Có khoảng 304 km đê có chiều rộng mặt đê còn hẹp, phổ biến chiều rộng mặtđêcòn thiếu từ 1 m – 3 m, trong đó 60 km đê thuộc hệ thống sông Hồng và 244 kmđêthuộchệthốngsôngTháiBình

+Khoảng 269kmđêcómáidốc cònnhỏhơnmức quiđịnh,t ro ng đó93 kmđêthuộchệthốngsôngHồngvà176kmđêthuộchệthốngsôngTháiBình

+Khoảng242kmđê

cònchưađủcơ,trongđó57kmđêthuộchệthốngsôngHồngvà185kmthuộchệthốngsôngTháiBình

đêchưađủtiêuchuẩnthiếtkế,B=4,0 m.[8]

+ Toàn tuyến có 5 đoạn mặt đê đã được cứng hoá bằng bê tông với chiều dài23.594m; 5 đoạn mặt đê được rải cấp phối dài 18.406m (riêng đoạn từ K35,1- K39,2 trướcđây mặt đê đã được rải cấp phối; đang triểnkhai dự án hoàn thiện mặt cắt, gia cố bêtông mặt đê; hiện tại đã cơ bản xong phần hoàn thiện mặt cắt, đang tiến hànhcấpphốiđểđổbêtôngmặtđê)

+Có4đoạnđườnghànhlangchân đêdài7.064m,mặtđường đượcgiacốbêtông

1.2.1.3 Vềthânđê

– Cáctuyếnđêđượchìnhthànhvàtubổquacảquátrìnhpháttriển,việcđắpđêhầunhưhoàntoànsửdụngsứcngườivớinhữngcôngcụthôsơnên

đấtđắpthườngđượclấyngaytạihaibênchânđê,vìvậynhìnchungcócấutạonhưlớpđấttầng

phủ hai bên chân đê Đất thân có hệ số thấm khoảng K = 1x10-5 cm/s, tuy nhiêndochất lượng đắp chưa đảm bảo nên còn nhiều đoạn hệ số thấm K > 1x10-5 cm/s,cábiệtcónhữngđoạnhệsốthấmK>5x10-4cm/s.

– Hiệnc ókhoả ng 25 1k m đêhệt hố ngs ôn gH ồn gv à 2 12 km đêhệ t h ố n g s ôn gThái Bình(tổngcộnglà 463 km) ở vào tìnhtrạng thân đêyếu dovật liệu đắp

đêkhôngđượctốt,thânđêcónhiềutổmốixuấthiệnlạihoặccóẩnhọakháctiềmẩn cụthểnhưsau:

+ĐêhệthốngsôngHồngcókhoảng119kmthânđêđắpbằngvậtliệuchưađảmbảovà132kmđêcómốihoạtđộngmạnh(tổngcộng251km)

+ĐêhệthốngsôngTháiBìnhcókhoảng176kmthânđêđắpbằngvậtliệuchưađảmbảovà 36kmđêcó mốihoạtđộng mạnh (tổngcộng 212km)

– TạituyếnđêhữusôngChu,quatheodõi,thốngkêcácnămcólũlớngầnđây,trênt oàntuyếncó7đoạnđêđãxảyraròrỉ,thẩmlậuởmáiđêvà6 vịtríthường xảyrađùnsủi.[8]

chiềudàylớpđấtnàychỉtừ1 mđến1,5mnhưđêBùng(ThanhTrì,HàNội).Đây

làlớpđấtcó mặtởtấtcảcáckiểunềnđê

*Tầngđấtsố2-Tầngđấtcóthuộc tínhtuỳ thuộcvàotừngtuyếnđê

Sự khác nhau giữa các kiểu địa chất nền đê chính là ở tầng đất số 2 với nhữngthuộctínhcủađấttuỳthuộcđiềukiệncụthểcủađoạnđê,thôngthườngcó3kiểunhưsau:

cóđộdàytừ5mđến10 m , nằmsâucách m ặ t

đ ấ t từ3mđến5m Trạngthái c h ả y , cườngđộchịutảithấptừ0,4đến0,6kg/cm2.Dạngnềnnàythườnggặpởđoạn đêNhấtTrai-LaiNguyễn,K13-

K16đêKimXásôngPhóĐáy,hoặctuyếnđêhữusôngTràLý.Đâylàloạiđấtrấtyếuvềkhảnăngchịutải.Nềnđêcótầngđấtnàythườngxảyranhiềuhưhỏng,sựcốnhưnứtđê,lún,trượt mái

+Tầngcátphahạtbụivàcátthông nướcvớisông:

– Lớp cát pha hạt bụi phân bố ở độ sâu từ 3m đến 5m, với diện tích phânbốhẹp,khôngliêntục,hơidốcvềphíađồng,bềdàytrungbìnhtừ2đến3m.Lớpcátpha có thể bao gồm một số phân lớp Xen kẹp với cát pha là cát hạt mịn và cátbụicó rất ít hạt sét Lớp này có đặc điểm dễ bị hoá lỏng khi bão hoà nước và nhấtlàdướitácđộngcủaáplựcthấm

– Bêndướilớpcátphalàcát,ởphíatrênđỉnh lớplàcáthạtnhỏ,theo chiềusâu

xuống,cátthôdần,dướiđáytầngcóthểbắtgặpcuộisỏi.Tầngcátphânbốởhầuhếtcácnềnđêvớibềdàykhálớn.Cónơicátchỉbịphủbởimộtlớpsétphadàykhoảng2mnhưnềnđêkhuvựcTânCương-

PháĐa(PhúThọ),MaiĐộng,ĐứcHợp(HưngYên)đêtảsôngHồng.Cónơicátphânbốởđáyđầmhồvàbịphủbởi

bùn hữucơ như hồ Phương Độ, đầm Bổng Điền (Thái Bình), đầm

AnBình,NamSách(HảiDương).Cònlạihầuhếtlớpcátphânbốtừđộsâutrên4m.Chiềudàytầngcáttừ10mđến20m,cónơiđến60m,ởnóctầnglàcáthạtmịn,xuốngsâulàcáthạtthôlẫnnhiềusạnsỏi.Hệsốthấmcủatầngcátthườngtrongphạmvitừ10-3đến10-2cm/s.Hầuhếtcáckếtquảkhảosátđịachấtđềuđánhgiátầngcátthôngnướcvớisông

Nhìnchungcóthểkháiquáttínhthấmnướccủacáctuyếnđêthườngxảyrasựcố trongmùalũnhưsau:Thânđêcóhệsốthấmtrongphạmvi1x10-6cm/sđến1x10-5c m /

s , n h ữ n g đoạnđêc ó h ệ s ố th ấm > 1 x 1 0 - 4 c m /

s t r o n g m ù a l ũ t hư ờn g xuấthiệnthẩmlậu,ròrỉlàmướtmáiđêhoặcsạttrượtmáiđêphíađồng.Tầngphủdướit h â n đêv à t r ê n b ề mặth a i p h í a t h ư ợ n g hạ

l ư u đêc ó h ệ sốth ấm từ1 x1 0- 6 cm/sđến1x10-4cm/s,nhữngvịtrílớptầngphủmỏngtrongmùalũthườngxuấthiệnđùnsủi,đặcbiệtnhữngvịtrímàbêndướilớptầngphủlàlớpcátthìđùnsủixuấth i ệ n c à n g m ạ n h L ớ p c á t , cátp h a b ê n d ư ớ i l ớ p t ầ n g

p h ủ , l ớ p n à y có h ệ s ố thấmlớntừ1x10-3cm/sđến1x10-2cm/

s,lớnhơnhệsốthấmcủalớptầngphủtừ100đến1000lần

Căncứvàocáctàiliệuquảnlýhàngnămvàcáckếtquả khoanđịachấttại

mộtsố đoạn đêcho thấy cókhoảng 226km đê đi qua nền đấty ế u , t r o n g đ ó

1 9 4 kmđêhệ thốngsô ng H ồ n g và3 2k m đêhệ thốngsô ng Th ái Bì nh, 13 7k m

đê ởvào tình trạng cả nền và thân đê đều yếu, khoảng 75 km đê có đầm ao sát chânđêchưađượcxửlý

1.2.2 Các nguyên nhân gây mất ổn định đến điều kiện làm việc bình thườngcủađê

Do các đặc điểm về quá trình hình thành, về địa hình, địa chất, về vật liệu dùngđểđắp đê, về kỹ thuật thi công, sự phá hoại của sinh vật và sự hoạt động kinh tếcủacon người, tác động của mưa, nắng, lũ, bão chi phối nên đê thường xuyên cónhữngdiễn biến, hư hỏng Mức nước sông càng cao, thời gian duy trì đỉnh lũ càngdài, sốsựcốcàngnhiều, mứcđộhưhỏngcàngnặng.Nhữnghưhỏngthường xảyralà:

– Thấmmạnhquathân đêvớiđiểm racủađườngbãohoàởkhácao,cábiệtcónơi

tượngsủithườngxảyratrongcácao,giếngvenđêvàởcáckhuvựcmàtầngphủ

khôngđủđộdàyđểthắngáplựcthấm

– Ởnhữngnơinềnđêlàcátchảy,cátbụithìhiệntượngxóingầmnềnđêdiễnrarấtnhanh,rấtnguyhiểm,thậmchígâyvỡđê

– Nhữngđoạnnền đêmềmyếu thường gâyracáchậu quảlún,nứttạothànhnhững

cungtrượtsâu

– TrongcácđợtlũcómựcnướcsôngcaotừbáođộngsốIIItrởlênthườngxảyrahiệntượngsậptổmốiđộtngột.Nếukhôngpháthiệnvàxửlýkịpthờicũngdễxảy

ravỡđê

– Nhữngnămgần

đâyđãxẩyrahiệntượngnứtđêởgần100đoạnđêcủanhiềutuyếntrênnhiềuvùngkhácnhau.Khôngphảihiệntượngnàychỉxảyrađốivớiđêđắpbằngphương phápthicôngcơgiớimà ngaycảđốivớiđêthicôngbằngthủcông;khôngphảichỉxảyrađốivớiđêmớiđắpmàngaycảđêđãđắptừhàngmấychụcnămnay

Hình1.5N ứ t gây sạtlở,vỡđê

– Hiện tượng thấm tập trung hai bên mang cống đã dẫn đến hậu quả vỡ đê ngay khimựcnướcsôngởmứcbáođộngsốI.Hiệntượngsậpvòmcốnglàmchodòngchảykhoétgầnhếtmặtvàthânđêtạoranguycơvỡđêphảixửlýrấtkhókhăn,tốnkémnhư cống Nội Doi Cống bị lún không đều, bị nứt ngay thân và cả móng cống xảy raởnhiều nơi, cánh cống bị bục khi lũ đang lên cao và rất nhiều cống bị hư hỏng khớpnốigâyrahiệntượng sủingaytronglòngcốngcũnglàhiệntượngkháphổbiến

– Dòng chảy biến đổi đột ngột gây ra hiện tượng sạt mái kè, lở bờ sông, sạt gần hếtcácvùngkètrọngđiểmthuộccáctỉnhvensôngHồng

– Nướctathuộcvùngnhiệtđới,đêsôngởViệtNamthườngbịchuột,cầy,cáovàmốipháhoại

– Hiệntạicókhoảngtrên10triệudâncủahơn1000xãđịnhcưdọchaibênvenđê

chonênkhôngthểnàotránhkhỏicáchoạtđộngcótáchạivớinhữngmứcđộkhác

êk h ô n g c h ỉ p h ụ t h u ộ c m ự c n ư ớ c l ũ m à c ò n p h ụ t h u ộ c t h ờ i g i a n ngâmlũkéodàihayngắn.

1.2.3 Cácbiệnphápbảovệ

Ở đồng bằng và trung du Bắc Bộ, hệ thống đê là công trình ngăn lũ bảo vệtínhmạng, tài sản cho khoảng 18 triệu dân Đây là giải pháp cơ bản lâu dài trongchiếnlược phòng chống lũ Để đối phó với các trận lũ lớn, đảm bảo an toàn chovùng hạdu,cácgiảiphápphòng,chốnglũđượcsửdụng:

1.2.3.1 Trồngrừngphònghộ

Nhằmđiềutiếtnguồnnướcchocácdòngchảy,cáchồchứađểhạnchếlũlụt,giảmxóimòn,bảovệđất,ngănsựbồilấplòngsông,lònghồ.Chủyếulànhữngnơiđồinúicóđộdốccao,yêucầuđốivớirừngphònghộđầunguồnphảitạothànhvùngtập trung có cấu trúc hỗn loài, nhiều tầng, có độ che phủ của tán rừng là 0,6 trở lên.Theothốngkêtừcác địaphươngvàcủacácPhânviệnĐiềutraQuy hoạch

rừng,sốlượngcáckhuvàdựánphònghộtrongcảnướcnhưsau:

– VùngTâyBắccó3khuphònghộ:(1)đầunguồnsôngĐà;(2)khuđầunguồnsôngMãvà(3)khuhồ thủyđiện HòaBình

– VùngĐôngBắccó12khuPHĐN

– VùngđồngbằngBắcBộcó4dựánphònghộvenbiển(đangtronggiaiđoạndựánquyhoạch);

– VùngBắcTrungBộcó32khuphònghộ(đãcó22dựán,còn10khuphònghộchưalậpdựánđầutư),trongđócó3khuphònghộvenbiểnvà1phònghộmôi

trường

– Vùng Duyên hải miền Trung có tổng số 15 khu phòng hộ, trong đó có 2khuphònghộvenbiển,cònlạiđềulàPHĐN.

– Vùng Tây Nguyên có 37 khu PHĐN và dự án phòng hộ thuộc Chương trình661.ġVùng Đông Nam Bộ có 43 dự án PHĐN và dự án phòng hộ 661 của lâmtrườngvàcấphuyện,trongđócó4dựánphònghộvenbiển

Vùng Đồng bằng Nam Bộ có 46 dự án phòng hộ (661) ven biển, môi trường,phònghộ đất ngập nước và phòng hộ hạ tầng cơ sở Các dự án thuộc phạm vi lâm ngưtrường có quy mô diện tíchtrung bình khoảng 7.000 - 12.000 ha, các dự án còn lạicó quy mô nhỏ hơn, với diệntích khoảng 2.000 - 3.000 ha, thậm chí có khurừngphònghộmôitrườngchỉcódiệntích90-100ha

Quavậnhànhcáckhuchậmlũtrongtrậnlũlớn1971chothấy:cácbiệnpháp

đểviệcsửdụng cáckhu chậmlũđượckịp thờitrên thựctếlàrấtkhó khăn.

1.2.3.4 Chỉnhtrịvànạovétlòngsông,làmthôngthoángbãisông

Sautrậnlũ1971,việcnghiêncứuvàthựchiệncôngtácnhằmtăngkhảnăngthoátlũ củalòng dẫn đã được đặt ra Nhiều bối đã được san phá, các đường và bờ cao đãđược gạt thấp và đã di chuyển được

khá nhiều nhà cửa ở vùng bãi sông(gây cản trởnhiềuchothoátlũ).

Hình1.6N ạ o vétlòngsông.

Việc khơi sâu lòng dẫn để tăng khả năng thoát lũ của các sông nói chung chưađượcđặt ra vì khối lượng nạo vét rất lớn và dễ bị bồi lại, nên cần có một chương trìnhtoàn diện nghiên cứu quy luậtdiễn biến vùng cửa sông cũng như tăng cường khảnăngthoátlũ

+Cứng hoámặt đêbằng bê tôngvàrảicấpp h ố i m ặ t đ ê t ạ o đ i ề u

k i ệ n huậnlợichoviệcứngcứuhộđêtrongtìnhhuốngkhẩncấpvàkếthợpgiao thôngnông thônkíchthích sựtăng trưởng kinhtếtrong khuvực.

+Tusửathườngxuyêncáckèđãxâydựng.

+Hiệnt ư ợ n g x ó i l ở b ờ s ô n g đangd i ễ n r a ởn h i ề u n ơ i H ư ớ n g ưut i ê n t rước hết là cho những vùng bờ sông sát đê bị xói lở và những kè là điểm chốtcủatuyến chínhtrịsông.

+Vùng cửa sông của các sông đang diễn biến phức tạp cần chỉnh trị đểtạo ra xu thế dòng chảy ổn định và phù hợp với sự phát triển kinh tế- xã hộiđồng thời cólợicho thoátlũcủasông,ổnđịnh lòngdẫnlâudài.

+Phối hợp với giải pháp chống xói lở bờ, vở sông việc trồng đã thực sựđemlại hiệuquảcao với kinh phí thấp (sovới biệnphápcông trình).

Do vậycầnphải đượcnhânrộngvàáp dụngchocáchệthống sông.

– Tu sửacốngdướiđê:

Hiện có hàng trăm cống xây dựng từ lâu, hết tuổi thọ và chiều dài khôngphù hợp với mặt cắt ngang đê hiện tại cần phải có sửa chữa và xây dựng lạiđảmbảoantoànđêđiềuvàyêucầutưới,tiêu.

tậptrungtrong5nămtớichotuyếnsôngHồng,sôngĐuống,khuvựcngãbaViệtTrì,vù ngcửasông.Giảiquyếtmâuthuẫngiữatrồngcâychắnsóngbảovệđêvàviệcpháttri ểncáckhuvựcnuôitrồngthủysản.

– Ápdụngmạnhmẽ tiếnbộkhoahọckỹthuậttrongcôngtáctubổ đê điều:

Áp phát hiện và xử lý ẩn họa trong thân đê và nền đê bằng công nghệ mới(rada xuyên đất ), sử dụng thiết bị và vật liệu mới trong công tác khoan phụtvữagiacốđêvàsửdụngvậtliệumớivàkếtcấumớitrongcôngtrìnhchỉnhtrịsôn g.

– Tăngcường công tácquản lýđêvà hộđêphòng chốnglụt:

+Áp dụngtiếnbộkhoahọckỹthuật trong côngtácquảnlý côngtrình.

+Tăng cường trang thiết bị cho lực lượng quản lý đê và cho việc pháthiện,xửlýgiờđầu.

– Xâydựngvàđưavàosửdụngcácmôhìnhdựbáolũvà điềuhànhhệ

thốngcáccôngtrìnhphòngchốnglũ.Tậphuấnvàtuyêntruyềnrộngrãi để nângcaonhậnthứccộng đồngvềphòngchốnglụtbãovà giảmnhẹthiêntai.

1.3K ế t luận

Hệ thống đê điều Việt Nam rất dầy đặc và rộng lớn, trải dài trên cả nước phụcvụcuộc sống cho người dân Tuy nhiên trải qua năm tháng, các hệ thống đê điềuđangngày càng xuống cấp nên cần phải có những nghiên cứu và đưa ra các biệnphápnhằmtubổ,bảovệchohệthốngđê

CHƯƠNGII:L Ý THUYẾTCƠBẢN 2.1 Lýthuyếtphântíchổnđịnhmáidốc

Đểtínhtoánổnđịnhm á i dốc, cóthể dùngphươngphápphântíchgiớihạn hoặcphươngphápcânbằnggiớihạn

Phươngphápcânbằnggiới hạn(CBGH)dựatrêncơsởgiả địnhtrước mặttrượt(coikhốitrượtnhưmộtcốthể)vàphântíchtrạngtháiCBGHcủacácphântốđấttrênmặttrượtgiảđịnhtrước.Mứcđộổnđịnhđượcđánhgiábằngtỷsốgiữathànhphầnlựcchốngtrượt(dolựcmasátvàlựcdinh)củađấtnếuđượchuyđộnghếtsovớithànhphầnlựcgâytrượt(dotrọnglực,áplựcđất,áplựcnước,áplựcthấm, ).Hiệnđãcókếtquảnghiêncứu chobài toán bachiều (phươngphápWike, Lone)

tuynhiêntrongthựctếnhiềucôngtrìnhcókíchthướcmộtchiềukhálơnnhư:đê,đập,tườn

gc h ắ n đất, n ê n c ó n h i ề u p h ư ơ n g p h á p g i ả i q u y ế t đôiv ớ i b à i t o á n p h ẳ n g :Fellenius,Bishop,Spencer,Janbu

Phươngphápphântíchgiớihạndựatrêncơsởphântíchứngsuấttrongcôngtrình(khốiđấtđắp: đê,đập, )vànềncủachúng.Dùngcácthuyếtbền:Morh-Coulumb,Hill–

Tresca,Nises–

Slieker, kiểmtraổnđịnhchotừngđiểmtrongtoànmiền.Côngtrìnhđượccoilàmấtổnđịnhkhitậphợpcácđiểmmấtổnđịnhtạothànhmặttrượt

liêntục.Giảiquyếtvấnđềnàycầnsửdụngcáckiếnthứccủasứcbềnvậtliệu,lýthuyếtđànhồivàdùngphươngphápsaiphânđểtínhtoán.Ngàynaydocôngcụmáy tính phát triển nên phương pháp phần tử hữu hạn có phần chiếm ưu thế

rượt(dotrọnglượng,áplựcđất, áplựcnước,áplựcthấm ).[1]

Mứcđộổnđịnhcủamáidốcđượcđánhgiá

địnhlượngquahệsốantoànổnđịnh,gọitắtlàhệsốantoàn.Vàtheoquanđiểmcủaphươngphápnàygọichunglàhệsốantoàn

Hệ số an toàn ổn định K là tỷ số giữa tổng mômen chống trượt của đất dọc theo

mặttrượt với tổng mômen gây trượt do tải trọng ngoài và trọng lượng đất của khốilượngđấttrượtgâynên:[1]

+

[K]:làhệsốantoànchốngtrượtchophép,phụthuộccấpbậccôngtrình,xácđịnhtheoquyphạm.Khi xác định tổng mômen chống trượt, coi đất dọc theo mặt trượt ở trạng tháicânbằng giới hạn, tức giữa cường độ chống cắt của đất0và ứng suất vuông góc

nhưsau:[1]

đ i ề u k i ệ n l à m v i ệ c c ủ a c ô n g t r ì n h , t i ế p x ú c g i ữ a kếtcấu công trình và nền đất, độ tin cậy các số liệu về đất nền, tầm quan trọngcủacông trình, độ tin cậy về tải trọng vàtổhợptải trọngv.v Khit í n h t o á n

t h i ế t k ế theo quanđiểmvừa nêutrên thìđộtin cậycủa cácsốliệu tínhtoánđượctínhchung

kn- Hệ số tin cậy tùy thuộc cấp công trình, thường từ 1,1 đến

1,25.nc- Hệsốtổhợptảitrọng

+Tảitrọngcơbản:n c=1,0+Tảitrọngđặcbiệt:nc=0,9+Tảitrọngthicông:nc=0,95

m - Hệ số điều kiện làm việc của công trình,x é t đ ế n đ i ề u k i ệ n

c ủ a đấtnền,mức độtincậycủaphương pháptính.Với côngtrìnhcầucảngm=

1, 15;mái dốc tự nhiên và nhân tạo m=1,0; công trình chịu lực chống ngang, vòm m=0,75(theoquyphạmVN)

Rgh-Tổnglựcchốngtrượtgiớihạn,haymômenchốngtrượt

Điềukiệnđểổnđịnhcóthểviếtdướidạngthôngthườngvớimộthệsốanchung,trongđóđãtổnghợpđầyđủcáchệsốtincậycủacácđạilượnghoặcyếutốảnhhưởngđếnmức

Giá trị của [K] tính theo công thức ở trên theo TCVN được gọi là hệ số an toàntổnghợp.

2.1.1.2 Nhậnxétchungvềcácphươngphápcânbằnggiớihạn

Về mặt lý thuyết việc giải bài toán là chặt chẽ nếu thỏa mãn cả 3 phương trìnhcânbằng: 2 phương trình cân bằng lực và 1 phương trình cân bằng mômen Dựatheoviệcthỏa mãn một, haihaybaphươngtrình nóitrên,đếnnaytồntại3nhóm:

Nhómt h ứ n h ấ t ( p h ư ơ n g p h á p t h ô n g d ụ n g ) : F e l l e n i o u s , T r u g a e p : N h ó m n à

y t í n h

toánđơn giảnnhất

Nhómthứhai:thỏamãnphươngtrìnhcânbằngmomenvàmộtphươngtrìnhcânbằng lực như phương pháp Terzaghi, Bishop thì việc tính toán đã phức tạp

hơn.Nhóm thứ ba: thỏa mãn cả 3 phương trình nói trên, gồm có các phương pháp: Janbutổngquát,Spencer,Morfensstern-

Price,phươngphápcânbằnggiớihạntổngquát.Nhómnàytínhtoánphứctạpnhấtnên

chưađượcứngdụngtrongthựctế

Kết quả tính toán thực tế bằng các phương pháp khác nhau do J.M Duncan(trườngĐH Berkely- Mỹ) và S.G.Wright (trường Austin – Mỹ) công bố năm 1980cho thấy:Trong trường hợp đất có thành phần ma sát càng lớn hơn so với lực dính và khi áplực nước lỗ rỗng cànglớn thì với các phương pháp càng đơn giản trong tính toán cósaisốcàngnhiều

c ó thểmôtảvàgiảibài toántìmứngsuấtphân bốtrongnền.Cónhiều mô hìnhnền:

- Môhìnhbiếndạngtuyếntính;

- Môhìnhbiếndạngphituyến;

- Môhìnhđàndẻo

Môhìnhđàn-dẻolàmôhìnhkếthợpgiữalýthuyếtđànhồivàlýthuyếtdẻomôtảđúnghơnvớisựlàmviệccủanềnđất

2.2.2 Phươngphápphầntửhữuhạn(PTHH)

Trongnhữngnămgần đâyphươngphápphầntửhữuhạn(FEM–

FiniteElementMethod)đượcbiếtđếnnhưlàphươngphápsốcótínhnăngưuviệt,phạmviứngdụngrộngrãi.NhữngưuđiểmvượttrộicủaFEMsovớiphươngpháptruyềnthốnglàmôphỏngđượcảnhhưởngcủayếutốthờigianđếnsựbiếnđổicủaáplựcnướclỗrỗng, môphỏngđượcứngxửđộng vàquantrọng hơncả FEMkhôngđòi

cácphầnmềmđịakỹthuậtnhư:GEOSLOPE(Canada), Plaxis(HàLan),SaGE CRIP (Anh),GEODELFT(HàLan),TALREN97(Pháp)vớinhữngtínhnăngngàycàngđượccảitiến.Hiệnnay bộphầnmềmMIDAS/GTSmới

+Điềukiện biênvề chuyểnvịvàlực

+Giảihệphươngtrình tổngthểcân bằnglựcchokếtquảchuyển vịnút

+Tínhcácđạilượngkhác,biếndạng,ứngsuất

2.3 Lựachọnphầnmềmtínhtoán

Hiệnn a y t r ê n t h ế g i ớ i v à t r o n g n ư ớ c c á c p h ầ n m ề m t r o n g l ĩ n h v ự c địak ỹ t h u ậ ttươngđốip h o n g p h ú , m ỗ i p h ầ n m ề m c ó m ộ t ưuđiểmv à n h ư ợ c điểmr i ê n g t ù y

thuộcvàomụcđíchcủangườisửdụng.Mộtsốphầnmềmtiêubiểunhư:GEOSLOPE(Canada),Plaxis(Hà Lan),SaGE CRIP(Anh),GEODELFT(HàLan),TALREN97(Pháp)

…

Cácphầnmềmnàyđềucóđặcđiểmchunglàcácphầnmềmđịak ỹ t h u ậ t , t u y nhiênm ỗ i p h

ầ n m ề m đượcx â y dựng t r ê n n h ữ n g n ề n t ả n g k h á c nhau,cáchxửlývấnđềvàđặcbiệtlàmộtsốmôhìnhsửdụngtrongchươngtrìnhcũngkhácnhau

Trongluậnvănnày tácgiảlựa chọnphầnm ề m PLAXIS 2Dđểnghiên cứu,tính

toánbởimộtsốlýdosau:[4]

+Đơngiảndễsửdụng, tínhổnđịnhcaovàrất thânthiệnvớingườidùng

+ Có thể giải quyết bài toán địa kỹ thuật như phân tích biến dạng, đánhgiáổn định về cường độ của khối đất đá, thấm cố kết và ứng suất biến dạng với cácmôhình thành phần tiên tiến để mô phỏng các tính chất phi tuyến và phụ thuộc thờigiancủamôitrườngđấtđá

+ Có thể giải quyết bài toán liên quan đến áp lực nước lỗ rỗng thủy tĩnhvàkhông thủy tĩnh của đất nhiều pha Sự tương tác giữa công trình và môi trườngđấtvớicáctảitrọngtĩnhvàđộng

+ Cho phép tự xây dựng mô hình tính toán và sử dụng trong chươngtrìnhnhưmôhìnhmẫubằngcôngnghệmãnguồnmở

+ Đặc biệt trong PLAXIS đã sử dụng phần tử tiếp xúc (interface) để

môphỏngsựtươngtáccủakếtcấucôngtrình với môitrườngđất

+PLAXIStínhtoánvềổnđịnhcósửdụngcọcưuviệchơnphần mềmkhác

2.3.1 GiớithiệuvềphầnmềmPlaxis

Sự phát triển hần mềm (PM) Plaxis đươc bắt đầu từ 1987 tai ĐH công nghệ Delff

-Hà Lan Phiên bản Plaxis V.1 ban đầu được lập nhằm mục đích phân tích cácbàitoán ổn định đê biển và đê sông tại các vùng bờ biển thấp tại Hà Lan, làm cầunốigiữa các kỹ Sư Địa kỹ thuật và các chuyên gia lý thuyết, do GS R.B.JBrinkgrevevàP.AVermeerkhởixướng

Đếnnăm1993CôngtyPLAXISBVđượcthànhlập vàtừnăm1998,cácphầnmềm

PLAXISđềuđượcxâydựngtheophầntửhữuhạn

Hiện nay, hai bộ PM này có thể xem như gồm đầy đủ nhất những bài toán Điakỹthuật thường gặp trong thực tế, thán thiên người dùng và được nhiều nước trênthếgiớiưachuông

Hai bộ PM nêu trên được phổbiến rộng rãi ở Việt Nam quan h ó m c á n

b ộ g i ả n g dạy trường Đại học Thuỷ lợi mà người chủ trì là GS Nguyễn CôngMẫn, nguyênchủ nhiêm Bộ Môn Cơ học đất - Nền móng (1961 - 1974) và trưởngphòng NCKH&HTQT(1975-1994)trườngĐạihọcThuỷlợi

BộphầnmềmGeoStudio2004,đã đươcphổbiếnrộngrãiquatrên20 lớpgiảng từ

BắcvàoNamdođượcsựhỗtrợvểphầncứng-phầnmềmcủaGeoSlopeInternational.Từnhữngnăm1997–

1998,trườngĐHTLđãcóquanhệvớiPlaxisBVquaGSNguyền Công Mẫn, nhằm mục đích phổ biến phần mềm này tại nước ta Nhưng

mãiđếnnăm2001,trườngĐHTLmớitổchứcđươclớpPlaxisđầutiêntạiVNdocácchuyên gia đến từ Hà Lan giảng Tiếp đó, nhân dịp mua được phần mềm Plaxis

2.3.2 PhươngphápgiảmdầnliêntụcctheophầnmềmPlaxis

Phươngphápgiảmdầnliêntục,ctrêncơsởphântíchứngsuấtbêntrongcôngtrình(khốiđấtđắpcủa đê,đập )vànềncủachúng.Tadùngcácthuyếtbềnnhư:Morh-coulomb,Hill-Tresca,Nises-Sleiker đểkiểmtra ổn địnhchotừng

điểmtrongtoànmiền.Côngtrìnhđượccoilàmấtổnđịnhkhitậphợpcácđiểmmấtổnđịnhtạothànhmặttrượtliêntục.Giảiquyếtvấnđềnàysửdụngcáckiếnthứccủamônsứcbềnvậtliệu;lýthuyếtđànhồi;vàdùngphươngphápsaiphânđểtính.Vớiphươngt i ệ n m á y tínhn gà y nayphát t r i ể n , n ê n p h ư ơ n g p h á p p h ầ n t ử h ữ u h ạ n c ó phầnchiếmưuthế.Mứcđộổnđịnhcủamáidốcđượcđánhgiáđịnhlượngquahệsốhuyđộngcườngđộchốngcắtcủađất

Xétmộtdiệntíchđơnvị,(giảsửlà1 m2)trongkhốiđấtnghiêngmộtgócđangở

trạngt h á i c â n b ằ n g b ề n , c h ị u t á c d ụ n g c ủ a l ự c c ắ t ( k N / m2),l ự c n é n v u ô n g g ó c l à

(kN/m2) và áp lực nước lỗ rỗng là u(kN/m2); (hình 2.9) Ta có thể tính được

cườngđộchốngcắttrêndiệntíchđơnvịấytheocácchỉtiêuchốngcắtcủađấttheođịnhluậtCoulombnhưsau:

Ứngvớimộtloạiđất,đườngCoulombkhôngđổidocáctrịsố’ vàc’khôngđổi

Hình2.2X á c địnhgóc masátvàlựcdính huyđộng.

Đểchodiệntíchcủađơnvịđangxétlàmộtmảnhcủamặttrượtthực(tứcởtrạngtháicânbằnggiớihạn), ngườitathươnggiữnguyêntrạngthái

ứngsuất(tứcgiữ nguyêntrịsô )và giảmtrịsốcủa các chỉtiêucườngđộchốngcắtcủa đất,nhưgiảmtrịsốom,tứcgiảmđộnghiêngcủađườngCoulomb.Nhưvậysẽcócôngthứctínhlựcchốngcắtcủađất:

Theo định luật Coulomb, cường độ chống cắt của đất trên diện tích đơn vị tínhtheocôngthức.Theo qua nđiểmnày,trịsố 0t í n h theo côngthứcnàyđượccoil à cườngđộchốngcắtvốncócủađấtvàđường Coulomblàđường(1) trong hình2.2