Nghiên cứu ổn định và biến dạng của công trình tường cọc bản bảo vệ nhà dân dụng 3 đền 5 tầng ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở đồng bằng sông cửu long

TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH& BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG II/.. NHIỆ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM HUY TIẾN Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 05/11/1975 Nơi sinh: Tp.Hồ Chí Minh

Mã số: 31.10.02

I/ TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH& BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT

Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

II/ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1/ NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ổn định & biến dạng của công trình tường cọc bản bảo vệ nhà dân dụng 3 đến 5 tầng ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

2/ NỘI DUNG:

PHẦN I: TỔNG QUAN

Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về ổn định và biến dạng của hệ tường cọc bản bảo vệ các

công trình ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và vùng

ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU PHÁT TRIỂN

Chương 2: Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về đất yếu ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long và

khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

Chương 3: Nghiên cứu dạng cấu tạo thích hợp của tường cọc bản bảo vệ công trình nhà 3 đến 5

tầng trên nền đất yếu ven sông, rạch ở khu vực phía nam – khu vực ngoại thành Tp Hồ Chí Minh

Chương 4: Nghiên cứu các phương pháp tính toán ổn định của hệ tường cọc bản bảo vệ công

trình nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực

ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

Chương 5: Nghiên cứu phương pháp tính toán biến dạng của hệ tường cọc bản bảo vệ nhà 3

đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành

Tp.Hồ Chí Minh

Chương 6: Nghiên cứu ứng dụng về cấu tạo và tính toán cho hệ tường cọc bản bảo vệ công

trình nhà dân dụng 3 đến 5 tầng ở ven sông trên nền đất yếu ở vùng ngoại thành Tp Hồ Chí Minh

PHẦN III: CÁC NHẬN XÉT,KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 7: Các nhận xét, kết luận và kiến nghị

III/ NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 09/02/2004

IV/ NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 23/08/2004

V/ HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS.TSKH.LÊ BÁ LƯƠNG

ThS.NCS LÊ VĂN PHA

THẦY HƯỚNG DẪN 1

GS.TSKH.LÊ BÁ LƯƠNG

THẦY HƯỚNG DẪN 2

Ths.NCS LÊ VĂN PHA

CHỦ NHIỆM NGÀNH

GS.TSKH.LÊ BÁ LƯƠNG

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

ThS.NCS Võ Phán

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

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Ngày ……… tháng ……… năm 2004

KHOA QUẢN LÝ NGÀNH PHÓ TRƯỞNG KHOA

TS Châu Ngọc Ẩn

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận Văn Thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng 09 năm 2004

 

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Giáo Sư Tiến Sĩ Khoa Học Lê Bá

Lương, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong thời gian tác giả thực hiện luận

văn

Xin bày tỏ lòng biết ơn các Thầy Cô đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt hai năm học và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn :

 Chủ nhiệm Ngành - Giáo Sư Tiến Sĩ Khoa Học Lê Bá Lương

 Giáo Sư Tiến Sĩ Khoa Học Nguyễn Văn Thơ

 Phó Khoa Xây Dựng - Tiến Sĩ Châu Ngọc Aån

 Tiến Sĩ Cao Văn Triệu

 Phó Giáo Sư Tiến Sĩ Trần Thị Thanh

 Tiến Sĩ Lê Bá Khánh

 Thạc Sĩ Nghiên Cứu Sinh Lê Văn Pha

Xin chân thành biết ơn các Thầy Cô Phòng Quản Lý Sau Đại Học – trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian theo học tại trường

Xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám đốc Khu Quản lý giao thông đô thị, và các đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học và thực hiện luận văn

Xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám đốc Công ty Xây dựng Giao thông Sài gòn, lãnh đạo Phòng kỹ thuật của Công ty đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian theo học cao học

Xin chân thành biết ơn gia đình và bạn bè đã luôn thông cảm, động viên trong thời gian thực hiện luận văn

 

Trong điều kiện đất nước ta đang trên đà phát triển, cùng với sự gia tăng dân số là yêu cầu mở rộng diện tích xây dựng Để giải quyết yêu cầu mở rộng diện tích xây dựng trong khi quỹ đất ở các thành phố đang bảo hòa thì phương án phù hợp nhất hiện này là cải tạo và sử dụng các khu đất yếu ven sông, rạch

Đồng Bằng Sông Cửu Long và thành phố Hồ Chí Minh có nhiều sông rạch chằng chịt, và phần lớn đất ở ven sông là đất yếu Hiện tượng lũ lụt và xói lở xảy ra hàng năm gây thiệt hại rất lớn về người và tài sản của nhà nước và người dân sống ven sông rạch ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và thành phố Hồ Chí Minh Hiện tại đã có rất nhiều phương pháp chống xói lở và bảo vệ công trình hiệu quả nhưng nhưng

đa số các phương pháp thường dùng là để bảo vệ các công trình nhỏ ở cách xa bờ sông Phương pháp sử dụng hệ tường cọc bản 1neo để bảo vệ công trình ven sông là phương pháp có hiệu quả nhất trong việc tiết kiệm diện tích đất và cũng là phương pháp chống xói lở hiệu quả nhất Ngoài ra, vẫn có một số công trình tường cọc bản đã xảy ra sự cố như trượt, mất ổn định, chuyển vị lớn dẫn đến hư hỏng hoàn toàn hoặc phải sửa chữa rất tốn kém Một trong những nguyên nhân hư hỏng công trình tường cọc bản chủ yếu do công tác khảo sát thiết kế, tính toán cấu tạo tường cọc bản không thích hợp Vì vậy ngoài nhiệm vụ làm rõ ảnh hưởng do tải trọng công trình nhà ven sông lên tường cọc bản để tìm ra khoảng cách hợp lý từ cọc bản đến móng công trình, nhiệm vụ tiếp của đề tài là tìm ra phương pháùp tính toán và cấu tạo tường cọc bản bảo vệ nhà dân dụng ven sông hợp lý và có độ tin cậy cao là rất cấp thiết trong giai đoạn hiện nay

Luận văn “NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG VEN SÔNG

LONG” bao gồm 3 phần chính có 7 chương và phần phụ lục

Phần I: Nghiên cứu tổng quan

Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về ổn định và biến dạng của hệ tường cọc bản

bảo vệ các công trình ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở Đồng Bằng Sông

Cửu Long và vùng ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

Phần II: Nghiên cứu đi sâu phát triển

Chương 2: Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về đất yếu ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

Chương 3: Nghiên cứu cấu tạo thích hợp của tường cọc bản bảo vệ công trình nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông, rạch ở khu vực phía Nam – khu vực ngoại thành Tp Hồ Chí Minh

Chương 4: Nghiên cứu các phương pháp tính toán ổn định của hệ tường cọc bản bảo vệ công trình nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

Chương 5: Nghiên cứu phương pháp tính toán biến dạng của hệ tường cọc bản bảo vệ nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

Chương 6: Nghiên cứu ứng dụng về cấu tạo và tính toán cho hệ tường cọc bản bảo vệ công trình nhà dân dụng 3 đến 5 tầng ở ven sông (rạch Oâng cầy, Rạch Đất Sét) trên nền đất yếu ở vùng ngoại thành Tp Hồ Chí Minh

Phần III: Các nhận xét,kết luận và kiến nghị

Chương 7: Các nhận xét, kết luận và kiến nghị

Phụ lục luận văn bao gồm danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục kết quả tính toán

MỤC LỤC

Trang Nhiệm vụ Luận Văn Thạc Sĩ

Lời cảm ơn

Tóm tắt luận văn

PHẦN A: Nội dung đề tài nghiên cứu

Mở đầu

A Đặt vấn đề nghiên cứu

B Giới hạn của đề tài

PHẦN I: Nghiên cứu tổng quan

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN

DẠNG CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÁC CÔNG TRÌNH

VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG

1.1 Một số sự cố hư hỏng công trình tường cọc bản 1 1.1.1 Sự cố xảy ra đối với hệ tường cọc bản bảo vệ mố cầu Xáng (Củ

1.1.2 Sự cố công trình bờ kè Trần Hầu - Thị xã Hà Tiên 5

1.2 Tình hình sạt lở đất ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và Khu

vực Tp.Hồ Chí Minh

10

+ Một số hình ảnh thực tế về hiện tượng sạt lở bờ sông ở Đồng Bằng Sông

1.3 Các dạng công trình tường cọc bản ven sông trên nền đất yếu được

sử dụng ở trong và ngoài nước

16

1.3.3 Tường cọc bản bằng bê tông cốt thép 17 1.3.4 Tường cọc bản bằng các vật liệu khác 18 + Một số hình ảnh về hệ công trình tường cọc bản đã và đang thi công

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ ĐẤT YẾU

VEN SÔNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI

THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH

19

2.1.2 Phân bố đất yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long 19

2.2 Đặc điểm về tình hình ngập lũ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long 21

2.2.1 Nguồn nước gây lũ 21

2.2.3 Phân vùng ảnh hưởng của lũ theo độ sâu bị ngập 22 2.2.4 Ảnh hưởng của thủy triều đối với tình hình lũ lụt ở ĐBSCL 23

2.3 Đặc điểm về khí tượng thủy văn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long 25

2.3.2 Chế độ thủy văn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long 26 2.3.3 Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long 27

2.5 Đặc điểm cơ bản của đất yếu ven sông ở ĐBSCL 29

2.6 Nghiên cứu các thông số đầu vào của chương trình PLAXIS 7.2 32

2.7 Thống kê các đặc trưng cơ lý cơ bản tính toán của đất 35

2.7.3 Thống kê địa chất cho công trình Phước Long B

2.7.3.1 Tính cI, I với xác suất tin cậy  = 0.95 38 2.7.3.2 Tính cII, II với xác suất tin cậy  = 0.85 39

2.8 Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ số nén C c và hệ số cố kết C V 41

2.8.2 Xác định chỉ số nén (Compression Index): CC 44 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO THÍCH HỢP CỦA TƯỜNG

CỌC BẢN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH NHÀ 3 ĐẾN 5 TẦNG TRÊN

NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG, RẠCH Ở KHU VỰC PHÍA NAM – KHU

VỰC NGOẠI THÀNH TP HỒ CHÍ MINH

3.2.1 Kè mái nghiêng - tấm bê tông lục lăng kết hợp đóng cọc BTCT 52

3.2.2 Tường cọc vây BTCT kết hợp với bản BTCT không có neo 54

3.3 Giải pháp đề nghị về cấu tạo hệ tường cọc bản bảo vệ công trình

nhà dân dụng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long &

Khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh

58

3.3.1 Lựa chọn dạng cấu tạo hệ tường cọc bản 58 3.3.2 Một số điểm cần xem xét để lựa chọn cấu tạo hệ tường cọc bản

3.3.2.2 Dạng cấu tạo của kết cấu móng của công trình mà hệ tường

cọc bản bảo vệ

59

3.3.2.3 Vị trí tương đối giữa hệ tường cọc bản và công trình 61 3.3.2.4 Aûnh hưởng của mực nước trước và sau tường 61 3.3.2.5 Sơ đồ tính toán hệ tường cọc bản bảo vệ công trình nhà dân

dụng từ ba đến năm tầng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

ĐỊNH CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH NHÀ 3

ĐẾN 5 TẦNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG Ở ĐỒNG BẰNG

SÔNG CỬU LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH

69

4.1 Các dạng mất ổn định tường cọc bản 69

4.2 Một số phương pháp tính toán áp lực đất tác dụng lên tường cọc bản 70

4.2.2 Nhóm các công thức tính áp lực đất của các kỹ sư Đan Mạch 75

4.3 Tổng quan về cơ sở lý thuyết tính toán ổn định tường cọc bản 76 4.3.1 Nghiên cứu phương pháp tính toán ổn định tường cọc bản dựa theo

4.3.1.4 Tính toán độ bền của cọc bản, thanh neo, khoảng cách từ cọc

neo đến tường cọc bản

85

a Xác định độ cứng của cọc bản  (còn gọi là chỉ số mềm) 87

c Khoảng cách hợp lý từ bản neo (hoặc cọc neo) đến cọc bản 88

4.3.2 Tính toán ổn định tường cọc bản khi xem đất nền là môi trường

biến dạng đàn hồi cục bộ

90

4.3.3 Tính toán ổn định tường cọc bản dựa trên lý thuyết Coulomb –

4.3.3.1 Tường cọc bản có 1 neo đầu tự do đóng vào đất cát 97 4.3.3.2 Tường cọc bản có 1 neo đầu tự do đóng vào đất sét (  0) 98 4.3.3.3 Tính toán ổn định tường cọc bản với đất và tường được mô

hình hóa thành một khối bằng FEM

99

4.3.4 Nghiên cứu tính toán ổn định tổng thể hệ tường cọc bản và khối

đất đắp sau lưng tường

101

4.3.4.3 Cơ sở lý thuyết của phương pháp FEM - phần mềm Geo

Slope – modul Slope/w

105

4.4 Xác định tải trọng do công trình từ 3 đến 5 tầng truyền xuống móng 109 4.4.1 Tải trọng do công trình nhà 3 tầng truyền xuống móng 109 4.4.2 Tải trọng do công trình nhà 5 tầng truyền xuống móng 109 4.4.3 Ảnh hưởng do tải trọng công trình nhà 3 - 5 tầng lên hệ tường

4.4.3.1 Aûnh hưởng do tải trọng công trình nhà 3 tầng lên hệ tường

4.4.3.2 Ảnh hưởng do tải trọng công trình nhà 5 tầng lên hệ tường

cọc bản

114

CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BIẾN

DẠNG CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ NHÀ 3 ĐẾN 5 TẦNG

TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU

LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH

120

5.1.2 Các dạng chuyển vị của tường cọc bản có 1 neo dưới tác dụng của

5.2.3 Nghiên cứu tính toán biến dạng theo phương ngang của nhà 3-5

tầng ven sông trên đất yếu

135

5.2.4 Nghiên cứu tính toán độ lún theo thời gian dựa vào sự biến đổi độ

ẩm – độ chặt của đất nền

135

CHƯƠNG 6: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VỀ CẤU TẠO VÀ TÍNH

TOÁN CHO HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH NHÀ

DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG Ở VEN SÔNG (RẠCH ÔNG CÀY,

137

RẠCH ĐẤT SÉT) TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Ở VÙNG NGOẠI THÀNH

TP HỒ CHÍ MINH

6.3 Tính toán tường cọc bản 1 neo có xét ảnh hưởng của móng cọc tiết

diện nhỏ nhà 5 tầng

139

6.3.2 Tính ổn định tường cọc bản theo phương pháp đồ giải - Prosheet 143 6.3.3 Tính ổn định theo phương pháp phần tử hữu hạn – Plaxis 7.22 150 6.3.4 Tính toán độ bền của tường cọc bản BTCT Dự ứng lực 160

6.4 Xét ảnh hưởng của móng băng nhà 3 tầng đối với hệ tường cọc bản 162

6.5 Tính toán biến dạng theo phương đứng của nhà 3 – 5 tầng ven sông

trên đất yếu

167

6.5.1 Độ lún theo phương đứng do hiện tượng cố kết 1 167 6.5.2 Độ lún không thoát nước do biến dạng đàn hồi 168 6.5.3 Độ lún theo phương đứng do hiện tượng cố kết thứ 2 (từ biến) do ứng

6.5.4 Độ lún theo phương đứng do hiện tượng từ biến do ứng suất cắt ()

6.5.5 Xác định tốc độ dịch chuyển ngang ra sông do  172 6.5.6 Xác định độ chuyển dịch ngang do ứng suất  172 6.5.7 Xác định độ chuyển dịch ngang do nén chặt của lớp đất yếu 173 6.5.8 Nghiên cứu tính toán biến dạng theo phương ngang của nhà 3-5 tầng

ven sông trên đất yếu

173

7.2 Một số kiến nghị (nghiên cứu tiếp sau khi bảo vệ Luận Văn Thạc Sỹ) 180

In the condition that our country is in the impetus developing together with increasing population as the requirements opening the construction superficies

In order to solve the requirements are to open the construction superficies while the trajectory of dwelling in the city where it is moderating then the this is the best suitable project in the present as to reform and to use the feeble land areas side from the river and the arroyo

The MeKong River Delta and HoChiMinh City have the tangled along side from rivers-arroyos in mostly in the land side from the river as the soft soil The inundation phenomenon and the erodibility happened annually causing very great damages about the human and the properties of the State and the inhabitants living in the plain of Mekong river and HoChiMinh City Now, there are already many projects against eroding and protecting the effective works but

in the majority of the methods are used as to protect the small works in far away from the river border The methods are used by the system of the width walls-piles to anchor so as to protect the works in of the river side as the methods having the best effects in the matter saving the land superficies Thereto, there

is always a number of the works the width walls-piles which happened the breakdown as skidding, losing settlement, to be great transposed gradually to the entire damages or then it must repair costly Among one the damaged causes of the width walls-piles are mainly due to the tasks to design, to investigate, to create the calculations of the width walls-piles which are not suitable Therefore, out the duty is to clarify the influences due to tonnage of the house works in of the river side over the width walls-piles so as to find out the reasonable distances from the width piles to the work foundation, the adjacent duty of the theme as finding out the calculated methods and the structure of the width walls-piles to protect the civil houses in the river side reasonably and having the high reliability as being very imperative in the present stage

The thesis “RESEARCH OF STABILITY AND DEFORMATION OF WIDTH WALLS-PILES PROTECTING CIVIL HOUSE FROM 3 rd FLOOR

TO 5 th FROM RIVER SIDE IN LAND CONDITIONS TO BE FEEBLE AND INUNDATED IN PLAIN OF MEKONG RIVER” to include 3 main parts

having 7 chapters and appendix

*Chapter 1 : General research about settlement and deformation of the width walls-piles protecting the works from the river side in land conditions to be feeble, inundated in Plain of Mekong River and suburbs of HoChiMinh City

Part II Detailed research and development

* Chapter 2 : Research of fundamental characteristics about the feeble land in river side from Plain of Mekong River and suburbs areas in HoChiMinh City

*Chapter 3 : Research of stable structure from width walls-piles protecting house works from 3rd floor to 5th floor on the feeble land foundation from river-arroyo sides in South Area – Suburbs areas of HoChiMinh City

*Chapter 5 : Research of method calculating deformation from system of width walls-piles protecting the houses from 3rd floor to 5th floor on feeble land foundation of the river side from Plain Of Mekong River and suburbs areas of HoChiMinh City

*Chapter 6 : Research of application about structure and calculation for the system of width walls-piles protecting the civil houses 3rd floor to 5th floor in the river side (Arroyos of Ong Cay and Dat Set) on feeble land foundation in suburbs of HoChiMinh City

PART III Conclusion and petition

*Chapter 7: Observations and Conclusions and Petitions

Appendix

Appendix consists of reference document list and calculating result

MỞ ĐẦU

A ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:

Trong điều kiện đất nước ta đang trên đà phát triển, với sự gia tăng dân số yêu cầu thực tế đòi hỏi là phải xây dựng nhiều công trình phục vụ cho sản xuất, giao thông, dịch vụ, nhà ở, công trình công cộng… Vì vậy, việc mở rộng diện tích xây dựng là điều tất yếu Trong quá trình mở rộng diện tích xây dựng, để tiết kiệm diện tích đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp thì đòi hỏi chúng ta phải tận dụng các khu đất mới chưa được khai thác để xây dựng công trình và phương án phù hợp nhất là cải tạo và sử dụng các khu đất yếu ven sông, ven biển

Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh có nhiều sông rạch chằng chịt, phần lớn đất ở ven sông là đất yếu Hiện tượng lũ lụt và xói lở xảy ra hàng năm gây thiệt hại rất lớn về người và của Hiện tại đã có rất nhiều phương pháp để chống xói lở và bảo vệ công trình như :

tường rọ đá, tường vải địa kỹ thuật, kè mái bằng đá xây, kè mái bằng tấm bê tông tự chèn kết hợp cọc BTCT, tường bằng cọc BTCT đỡ bản BTCT

Tuy nhiên các phương pháp này đều có những hạn chế và phạm vi áp dụng nhất định như đa số các phương pháp thường dùng là để bảo vệ các công trình nhỏ ở cách xa bờ sông Phương pháp sử dụng hệ tường cọc bản để bảo vệ công trình ven sông là phương pháp có hiệu quả nhất trong việc tiết kiệm diện tích đất và cũng là phương pháp chống xói lở hiệu quả nhất

Đề tài đặt ra nhiều vấn đề cần nghiên cứu giải quyết Do thời gian hạn chế, tác giả chủ yếu tập trung nghiên cứu: khoảng cách hợp lý từ cọc bản đến mép móng công trình (tức là xét ảnh hưởng cuả móng công trình lên tường); giải quyết vấn đề áp lực nước trước tường cọc bản do lũ lụt; quan hệ giữa độ cứng cọc bản đến momen uốn trong cọc bản; tìm phương pháp tính toán tường cọc bản đáng tin cậy và hiệu quả; xem xét tính hợp lý của việc sử dụng móng băng trên nền gia cố đối với công trình nhà 3 tầng ven sông là hợp lý hay không ?

+ Điều này đặt ra các nhiệm vụ cần phải nghiên cứu:

1 Nghiên cứu đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và Khu vực ngoại thành Tp Hồ Chí Minh

2 Nghiên cứu cấu tạo của công trình tường cọc bản bảo vệ công trình nhà dân dụng ba đến năm tầng ven sông

3 Nghiên cứu phương pháp tính toán công trình tường cọc bản bảo vệ công trình nhà ba đến năm tầng ven sông

+ Phương hướng nghiên cứu đề xuất:

1 Dựa vào các đặc điểm cơ bản của đất yếu ven sông, tình hình lũ lụt và sạt lở mái dốc bờ sông, đề nghị một dạng cấu tạo thích hợp của bờ kè bảo vệ các công trình ven sông Trong luận văn, tác giả kiến nghị chọn một vị trí công trình cụ thể (Khu dân cư Phước long B) rồi đề xuất nhiều phương án cấu tạo Kè bảo vệ bờ, từ đó phân tích lựa chọn dạng cấu tạo tối ưu

2 Nghiên cứu các phương hướng tính toán hệ tường chắn chịu lực ngang Chọn phương pháp đồ giải theo Blum (được chỉ định thiết kế trong 22 Tiêu chuẩn ngành 207-92) để làm mô hình tiền định so sánh với các phương pháp giải khác

3 Dựa vào các kết quả nghiên cứu đã có như : cấu tạo móng băng (móng nông) có xử lý nền dưới đáy móng cho nhà 3 tầng, móng cọc tiết diện nhỏ (móng sâu) cho công trình nhà 5 tầng

4 Nghiên cứu ảnh hưởng của công trình nhà dân dụng 3-5 tầng ven sông lên hệ công trình tường cọc bản Từ đó rút ra được khoảng cách tối ưu của móng nhà đến cọc bản, cũng như xem xét giải pháp móng nông cho công trình nhà 3 tầng có hợp lý không?

5 Tính toán ổn định và biến dạng của Tường cọc bản bằng phương pháp đồ giải – chương trình Prosheet có xét tải trọng do công trình nhà tác động lên tường Đồng thời, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn – chương trình Plaxis (hiện này phương pháp này đã được sử dụng rộng

rãi trong các đơn vị tư vấn cũng như đơn vị kiểm định) để tính toán kiểm tra chéo, góp phần tìm hiểu việc sử dụng một công cụ tính toán địa cơ mạnh như Plaxis một cách đúng đắn

6 Ngoài ra, tiến hành tính toán biến dạng của nền đất yếu dưới đáy móng công trình – móng băng cho nhà 3 tầng ven sông Từ đó, rút ra được việc nên hay không nên xây dựng móng nông cho các tòa nhà 3 tầng ven sông

B GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:

Đề tài chỉ nghiên cứu các phương hướng và phương pháp tính toán và cấu tạo của tường cọc bản BTCT dự ứng lực có 1 neo thi công bằng phương pháp xói nước kết hợp với búa rung bảo vệ công trình nhà dân dụng 3-5 tầng ven sông

Đề tài không đề cập đến các vấn đề khác như: sóng va do tàu thuyền gây xói lở, tải trọng động tác dụng lên công trình tường cọc bản, không xét tính sự làm việc không gian của tường cọc bản

Chấp nhận mô hình tính theo Blum – Lohmyer là phương pháp được dùng trong nhiều tiêu chuẩn thiết kế công trình (cả trong tiêu chuẩn thiết kế hiện hành của Việt Nam 22 TCN 207-92 và 22TCN 219-94) làm mô hình tiền định trong luận văn này

Về ảnh hưởng của lũ lụt lên tường cọc bản Do thời gian hạn chế, nên tác giả chỉ dừng lại ở biện pháp xử lý về mặt cấu tạo ( khoan tạo lỗ trên tường cọc bản nhằm tạo cân bằng áp lực nước trước và sau lưng tường); còn về mặt tính toán có xét đến chênh lệch mực nước lên xuống trong ngày

Phần ứng dụng tính toán của luận văn, tác giả chọn công trình cụ thể là Khu dân cư Phước Long B ở khu vực Quận 9, là nơi tác giả có nhiều cơ hội trực tiếp khảo sát, hoặc kham khảo các tài liệu về địa chất khu vực Quận 9 như: cầu Rạch Chiếc, khu dân cư Phước Long B, đường Đỗ Xuân Hợp, đường Lã Xuân Oai…

Hình 1.1: BẢN ĐỒ ĐẤT ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

CHƯƠNG 1:

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÁC CÔNG TRÌNH VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ VÙNG NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH

1.1 MỘT SỐ SỰ CỐ HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN:

Để chống xói lở, bảo vệ các công trình đặc biệt là các công trình có qui mô lớn nằm gần sát bờ sông thì biện pháp hiệu quả nhất là sử dụng các dạng công trình tường cọc bản Các dạng công trình tường cọc bản có khả năng chống xói lở ở cả bên bờ sông lẫn ở dưới sâu và giữ ổn định bảo vệ công trình rất tốt Hạn chế của phương pháp này là chí phí xây dựng công trình rất lớn và đòi hỏi kỹ thuật máy móc thi công phức tạp Do đó, các dạng công trình chống xói lở dùng tường cọc bản chỉ sử dụng để bảo vệ các công trình lớn quan trọng ở những nơi mà nguy cơ xói lở cao hoặc dùng để bảo vệ bờ sông, xây dựng các công trình Cảng Tuy tường cọc bản có nhiều ưu điểm trong việc chống xói lở và bảo vệ công trình nhưng việc tính toán và thiết kế công trình tường cọc bản hiện nay vẫn còn một số điểm chưa hợp lý Sự không hợp lý này thể hiện ở những sự cố công trình đã xảy ra và gây hư hại tổn thất rất lớn về người và tài sản Cụ thể trong thời gian gần đây khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long và vùng ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh đã xảy một số sự cố công trình liên quan đến hệ tường cọc bản như sau:

1.1.1 SỰ CỐ XẢY RA ĐỐI VỚI HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ MỐ CẦU XÁNG (CỦ CHI):

Tháng 9/1993, xảy ra sự cố đối với mố Cầu Xáng, mố cầu bị trượt và phải thay bằng mố mới lùi vào phía trong, đường vào cầu phía Củ Chi lại bị trượt sâu, dù có bệ phản áp

Nguyên nhân:

 Do sự phá hoại của tường cọc bản bảo vệ mố cầu

 Không xét đến đất yếu, thực tế lại là có lớp bùn sét lẫn hữu cơ dày 6m nhão loảng, lớp dưới 11m sét dẻo mềm dẻo nhão, lớp tiếp theo là cát mịn bột loãng rời

 Không xét và tính đúng ổn định và biến dạng của công trình trên đất yếu Do đó khi xử lý công trình này thì chúng ta phải xem xét và nguyên cứu thật kỹ

2 nguyên nhân trên

Hình 1.2: CẤU TẠO TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ MỐ CẦU XÁNG – CỦ CHI

SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA TẢI ĐẤT ĐẮP

BÙN SÉT

TẢI TRỌNG CÔNG TRÌNH

TẢI ĐẤT ĐẮP SAU MỐ

Hình 1.3: SƠ ĐỒ THỂ HIỆN SỰ DỊCH CỦA LỚP ĐẤT YẾU VỚI TẢI ĐẤT ĐẮP

SAU MỐ – CẦU XÁNG – CỦ CHI

Hình 1.4: MẶT CẮT NGANG CẤU TẠO HỆ TƯỜNG CỌC BẢN – CẦU XÁNG

Hình 1.5: MẶT BẰNG CẤU TẠO KẾT CẤU TƯỜNG CỌC BẢN – CẦU XÁNG

1.1.2 SỰ CỐ CÔNG TRÌNH BỜ KÈ TRẦN HẦU - THỊ XÃ HÀ TIÊN:

Bờ kè Trần Hầu - thị xã Hà Tiên vừa được xây xong chưa đầy một tháng thì một đoạn kè dài hơn 30m đã xụp đổ và trôi ra biển, còn một đoạn khác lại bị uốn cong như con rắn bò (Báo Tuổi trẻ ngày thứ ba 18/03/2003) Khi bờ kè bị xụp, không có người dân và thuyền bè qua lại nên không có thiệt hại về người

Sơ lượt về cấu tạo kè:

- Chiều dài toàn bộ tuyến kè là 300m với tải trọng khai thác trên bến là 0.3T/m2 , tải trọng tàu < 300CV Kết cấu kè là 1 hàng cọc BTCT 35*35cm M300 dài 14m đóng xiên 1:8, cọc có thiết kế bố trí 2 cánh 2 bên dày 15cm để lắp đặt bản chắn Cao độ thiết kế khi hạ cọc là +0.5m, cao độ đầu cọc sau khi phá dở

BT đầu cọc là +0.05m

- Đỉnh kè là 01 dầm mũ BTCT M300 đổ tại chỗ Kích thước dầm mũ 55*60cm và đổ liền khối với tường chắn đất BTCT dày 20cm

- Chân kè được gia cố đá hộc dày 40cm, lớp đá dăm dày 20cm Đoạn kè tại vị trí có mặt cắt 1-1 có cao trình đất tự nhiên thấp được gia cố có độ dốc m =

2 từ cao trình -1.5 đến -3.2m Cấu tạo mái đá bao gồm lớp đá hộc dày 30cm, lớp đá 4x6 dày 15cm

- Đáy kè được bố trí bè cừ tràm tạo phẳng Bè cừ tràm có tác dụng phân bố đều ứng suất xuống lớp đất nền

- Tường chắn đất có bố trí các lỗ thoát nước bằng ống PVC Þ50 để thoát nước Các ống PVC được bịt 02 lớp vải địa kỹ thuật để tránh trôi cát ra phía ngoài Thiết kế lớp vải địa kỹ thuật để ngăn cản đất cát sau kè trôi qua các khe nối giữa cọc và bản chắn

- Tải trọng khai thác trên bến là 0.3 T/m2

Nguyên nhân:

 Thi công xáng thổi cát đã không tuân thủ đúng nguyên tắc đắp cát và đã tạo nên một áp lực ngang rất lớn cho hệ tường cọc ván thẳng đứng đã thi công trứơc, làm cho hệ chân của tường bị xô lệch dẫn tới mất ổn định

 Biểu đồ moment này được xây dựng theo phương pháp đồ giải qua cách thực hiện đa giác dây để xác định Moment uốn lớn nhất trong tường và như vậy đã có sự mâu thuẫn trong quan niệm chân tường cọc bản được ngàm vào trong lớp đất tốt mà phương pháp tính lại theo cách giải tích: chân tường ở dạng tự do trên quan điểm cân bằng giới hạn của Mohr-Coulomb

 Tổng số hố khoan của công trình này là 03 hố cho 300m chiều dài bờ kè (1 hố khoan trên cạn, 2 hố khoan dưới nước), chiều sâu mỗi hố là 15m Sự cố công trình có thể đã xảy ra tại vị trí giữa hai hố khoan do không có số liệu khảo sát địa chất đầy đủ

Hình 1.7: BỜ KÈ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI HÀ TIÊN

Hình 1.8: MẶT CẮT NGANG HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẾN TRẦN HẦU – HÀ TIÊN

1.1.3 SỰ CỐ CÔNG TRÌNH CẦU TRƯỜNG PHƯỚC:

Cầu dài 295m, nối xã Long Trường Quận 9 với đất liền, dọc theo con đường là 2 con lạch nhỏ có độ sâu là 4,5m so với mặt đường Vào tháng 04/1999, tại mố B (phía xã Long Trường) đường vào cầu Trường Phước bị trượt Đất đắp sỏi đỏ đường vào cầu bị trượt chuồi qua khoảng cách 1.5m giữa các cọc BTCT 35x35cm dài 12m đã đóng gia cường dọc theo bờ sông nhánh; giữa các cọc, đã được sử dụng lớp cừ tràm đặt ngang, đắp đất sỏi đỏ mở rộng nền đường cũ Chiều cao đất đắp từ chân Taluy đến đỉnh đường đắp mới là 6m nếu tính từ mặt đường cũ là 2,20m Đất trượt đã đạp gãy lớp cừ tràm ngang trên chiều dài hơn 30m đường vào cầu

Nguyên nhân: do tính toán và cấu tạo sai phương án kè

Hình 1.9: TRƯỢT ĐẤT ĐẮP SAU MỐ CẦU TRƯỜNG PHƯỚC

(Quận 9 – TP Hồ Chí Minh 4/1999)

Hình 1.10: MẶT CẮT NGANG CẦU TRƯỜNG PHƯỚC TẠI VỊ TRÍ XẢY RA SỰ CỐ

Hình 1.9: BẢN ĐỒ VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM SẠT LỞ SÔNG CỬU LONG NĂM 2000

1.2 TÌNH HÌNH SẠT LỞ ĐẤT VEN SÔNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH:

Theo kết quả nghiên cứu khảo sát thực tế chỉ riêng năm 2000, dọc theo tuyến

sông Tiền và sông Hậu đã có 68 điểm sạt lở (xem Bảng 1.1) Trong đó:

 Thống kê theo đơn vị hành chính: Đồng Tháp có 16 điểm, An Giang có 20 điểm, Tiền Giang có 4 điểm, Vĩnh Long có 10 điểm, Bến Tre có 4 điểm, Cần Thơ có 6 điểm, Sóc Trăng có 1 điểm, Trà Vinh có 7 điểm sạt

lở

 Thống kê theo tốc độ sạt lở trung bình hàng năm: Tốc độ sạt lở

mạnh (trên 10m/ năm) có 11 điểm, tốc độ sạt lở trung bình (từ 5 đến 10m/ năm) có 32 điểm, tốc độ sạt lở yếu (dưới 5m/ năm) có 25 điểm sạt lở

 Thống kê theo đặc điểm hình thái sông: trên đoạn sông cong, gấp

khúc có 18 điểm, trên đoạn sông co hẹp đột ngột có 4 điểm, trên đoạn

sông nằm tại các cửa phân lưu có 6 điểm, trên các cù lao nằm trong lòng dẫn có 12 điểm, các điểm còn lại nằm trên các đoạn tương đối thẳng với

tốc độ và phạm vi sạt lở nhỏ

 Thống kê theo khu vực sông ảnh hưởng chủ yếu của chế độ dòng chảy thượng nguồn và phần sông ảnh hưởng chủ yếu của chế độ thủy triều Biển Đông: phần sông ảnh hưởng của chế độ dòng chảy

thượng nguồn có 52 điểm, phần sông ảnh hưởng của chế độ thủy triều Biển Đông có 16 điểm sạt lở

Một số vị trí sạt lở lớn trên sông Tiền và sông Hậu trong giai đoạn

Các nguyên nhân chủ yếu gây sạt lở bờ sông bao gồm những nguyên nhân sau :

 Các nguyên nhân mang tính khách quan ảnh hưởng tới quá trình xói lở bờ sông Cửu Long: ảnh hưởng của quá trình hình thành

sông Cửu Long tới hiện tượng xói bồi lòng dẫn; ảnh hưởng của điều kiện khí tượng, thủy văn; điều kiện địa chất, địa chất thủy văn; điều kiện địa hình tới xói lở bờ sông Cửu Long

 Các nguyên nhân mang tính chủ quan ảnh hưởng tới quá trình xói lở bờ sông Cửu Long: là những nhân tố làm thay đổi quá trình xói

lở, phạm vi xói lở, tốc độ xói lở hay có thể nói cách khác là những nhân tố làm thay đổi tính chất lòng sông, bờ sông, thay đổi chế độ dòng chảy, kết cấu dòng chảy dưới tác động con người:

+ Những tác động làm hạn chế xói lở bờ sông: xây dựng hồ chứa

phía thượng nguồn có tác dụng tích cực làm giảm hiện tượng xói lở bờ sông Công việc nạo vét lòng hồ thượng nguồn, phân lưu một phần lưu lượng sang lạch khác, chỉnh trị sông, phong trào trồng cây tạo rừng cũng có tác dụng làm giảm hiện tượng xói lở bờ sông

+ Những tác động làm tăng xói lở bờ sông: đào bới (khai thác cát,

đào luồng lạch cho tàu bè đi lại, đào kênh mương, ), gia tăng tải trọng (xây dựng nhà cửa, cầu cống, đường giao thông, ) ngay trong khu vực

đang có nguy cơ sạt lở bờ sẽ thúc đẩy nhanh quá trình xói lở; nạn phá rừng gây nên cường suất lũ gia tăng, làm tăng đáng kể hàm lượng bùn cát trong dòng chảy vì thế gây nên hiện tượng lắng động bùn cát; dự án thoát lũ ra Biển Tây, xây dựng đê bao biên giới( đê bao kênh Vĩnh Tế, kênh

Tân Thành Lò Gạch) đã và đang thực hiện nhằm ngăn lũ vào vùng Tứ giác Long Xuyên và Đồng Tháp Mười sẽ làm thay đổi phân bố lũ theo không gian và thời gian và như vậy chắc chắn sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình biến hình lòng dẫn, ảnh hưởng đến xói lở bờ sông

Theo tài liệu khảo sát, đánh giá và dự báo sạt lở bờ sông Hậu, khu vực Cần Thơ của Trung tâm nghiên cứu phát triển ĐBSCL thì ngoài bốn nguyên nhân gây nên sạt lở bờ sông như: yếu tố thuỷ văn, chế độ dòng chảy, cấu trúc trầm tích, cấu tạo địa chất còn có một nguyên nhân chủ quan khác đó là ‚nhân họa‛ Hàng năm ngoài 9 doanh nghiệp nhà nước được phép khai thác cát 1,8 triệu m³ cát/năm, còn lại hơn 30% đơn vị khai thác không phép, không đúng vị trí gây sạt lở nghiêm trọng hai bên bờ sông (nguồn báo Thanh niên ngày 06/10/2003)

 Một số vụ sạt lở và thiệt hại đã xảy ra ở một số Tỉnh:

+ Tại thị trấn Tân Châu, tỉnh An Giang trong đợt lũ lịch sử năm 2000 đã xảy ra nhiều vụ sạt lở lớn làm đổ nhiều nhà cao tầng Tháng 3/2000 tại Tân Châu, một khối đất bị lở chiều dài 50m, chiều rộng từ 7m đến 8m đã bị sụp xuống sông Tháng 12/2000 cũng tại khu vực này đã xảy ra đợt lở lớn với chiều dài cung trượt 45m ăn sâu vào bờ 20m

+ Bờ sông Tiền tại khu vực thị xã Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp sạt lở kéo dài nhiều năm với phạm vi dài 10km và ăn sâu vào bờ 3km, đã nhấn chìm 3 làng, hàng chục km đường ô tô, một bệnh viện Đa Khoa tỉnh, một trường trung học, trụ sở Sở Thủy lợi, Sở Lương thực, Chi cục Thống kê…

+ Tại bến phà Mỹ Thuận trên bờ sông Tiền, liên tục bị sạt lở với tốc độ

14  15 m/năm, làm đổ xuống sông 1 dãy phố, 2 bến phà

+ Tại tỉnh An Giang, ngày 05/10/2003, theo Phó giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn Tỉnh : có 10 điểm nóng sạt lở và hiện phải di dời hàng trăm hộ dân với chiều sâu sạt lở từ 1015m vào bờ và tổng chiều dài sạt lở gần 10km gồm các khu vực: chợ Thuận Giang, chợ Mỹ Hội Đông – huyện Chợ Mới (sông Vàm Nao) ; khu vực chợ Long Bình, chợ Bắc Đai và đầu Cù Lao Vĩnh Tường – huyện An Phú (sông Hậu); khu vực đồn biên phòng Vĩnh Xương và ấp Vĩnh Bường – huyện Tân Châu; khu vực đầu cồn Mỹ Hòa Hưng, cồn Phó

Ba và chợ An Đông (Tp Long Xuyên)

+ Tại bờ kênh An Hóa, thuộc ấp Châu Thành – Tỉnh Bến Tre: Trong những ngày cuối tháng 02/2004 đã xuất hiện những vết nứt dài hơn 150m và đã sụp lở, diện tích đất bị đổ xuống nước khoảng 1000m2, có 12 ngôi nhà trong vùng đất bị sụp đã được di dời (nguồn Báo Tuổi trẻ ngày 26/02/2004)

Từ việc thống kê các vụ sạt lở ta nhận thấy rằng phần nhiều các vụ sạt lở lớn chủ yếu tập trung ở các tỉnh Đồng Tháp, Vĩnh Long, An Giang và Cần Thơ

Đây là khu vực mà dòng sông bị co hẹp, tốc độ của dòng chảy rất lớn đặc biệt là khi có lũ xảy ra Ở các đoạn sông gần phía biển thuộc các tỉnh Bến Tre, Trà Vinh và Sóc Trăng có ít vụ sạt lở hơn bởi vì lòng sông ở khu vực này được mở rộng và dòng chảy trên sông có vận tốc bé hơn và điều quan trọng là các đoạn sông thuộc khu vực này có độ sâu không lớn Những nguy hiểm về con người và những thiệt hại về tiền của do những vụ sạt lở gây ra là rất lớn

Tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, hiện tượng sạt lở bờ sông điển hình nhất là ở cửa sông ven biển Cần Giờ trước kia Theo tài liệu khảo sát của Viện Hải Dương Học Nha Trang từ năm 1989-1992, đây là khu vực bãi triều rộng 5-7km, độ dốc bãi nhỏ, nền đất chủ yếu là sét bùn Khu vực này bị xói lở mạnh do ảnh hưởng của sóng, gió chướng, và triều cường xảy ra từ tháng 11 năm trước đến tháng 1 năm sau Tốc độ xói lở trung bình 5-7m/năm, độ sâu xói lở 0.8-1m, độ dài xói 8km

Những đợt sạt lở mái sông Sài Gòn gần nay, đặt biệt là đoạn sông chảy qua thành phố (khu vực bán đảo Thanh Đa), lại xảy ra liên tiếp nhiều năm, đã và đang đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng và tài sản của nhà nước và của nhân dân như:

+ Đợt sạt lở năm 1992 tại khu vực Họ Đạo Mai Thôn, làm ngôi nhà 3 tầng lầu

bị sụp đổ xuống sông cùng 5 người bị thiệt mạng

+ Đợt sạt lở ngày 6/7/2001 đã làm sụp lở hoàn toàn nhà hàng Hoàng Ty 1, số 691B/9, đường Xô Viết Nghệ Tĩnh làm 1200m² đất bị sạt lở xuống sông và cướp

đi sinh mạng của 2 người và làm bị thương 3 người khác

+ Vụ sạt lở mất 300m² đất bờ sông tại khu vực hợp tác xã Tiền phong, vụ sạt lở mất 1400m² tại quán cà phê APT, số 1049, đường Xô Viết Nghệ Tĩnh

+ Vụ sạt lở ngày 14/7/2002 quán cháo vịt Bích Liên, số 1002 XVNT – phường

27 – quận Bình Thạnh, bất ngờ bị sụp xuống lòng sông kéo theo dãy nhà và đất dài 30m rộng 6m Sạt lở quán cháo vịt Bích Liên đã làm mố cầu Thanh Đa bị sạt nứt hư hỏng nặng…

+ Tháng 6/2003, nhà số 687/C - XVNT, sân tennis cũng xảy ra tình trạng sạt lở nghiệm trọng

+ Ngày 26/05/2004, sạt lở 300m² đất thuộc khu biệt thự Lý Hoàng

+ Rạng sáng ngày 17/08/204, lại xảy ra một vụ sạt lở nghiêm trọng tại bán đảo Thanh Đa – khu vực gần cầu Kinh làm 05 căn nhà chìm hoàn toàn xuống

sông, và khoảng 11 căn khác bị hư hỏng nghiệm trọng (nguồn: báo Tuổi Trẻ, báo Thanh Niên, báo Sài Gòn Giải Phóng ngày 18/08/2004)

Nguyên nhân của các vụ sạt lở nghiêm trọng ở Bán Đảo Thanh Đa có 3 nhân tố chính sau: vận tốc dòng chảy của sông lớn hơn vận tốc chống xói của đất tạo nên lòng dẫn, gia tải nặng mép bờ sông bằng các công trình, nhà cửa, hàng hóa … và sóng tàu thuyền cùng những tác động cơ học của các phương tiện vận tải thủy vào mái bờ sông; và đặt biệt nghiêm trọng là do nạn khai thác cát lậu làm thay đổi dòng chảy

Cũng như hầu hết các sông rạch ở Nam Bộ, sông Mương Chuối có các

đặc trưng cơ lý của một nền đất mềm yếu, rất dễ bị tan rã dưới tác động của dòng chảy và sóng bao gồm sóng do gió và sông do tàu bè gây nên Cơ chế của quá trình xói lở bờ sông là vừa có xói lở cục bộ, vừa có xâm thực sạt lở mái bờ sông, vừa có tính chất xung kích thủy lực của dòng chảy sông, vừa có tác dụng của dòng nước ngầm Sạt lở vừa có gây mất cân bằng về sức tải cát, vừa g6y mất cân bằng về mặt cơ học Trước đây, sông Mương Chuối là một con rạch nhỏ với nhiều rạch nhỏ như rạch Tôm, rạch Cây Khô, rạch Thị Huấn, chảy ra sông Soài Rạp Chiều rộng sông hiện nay khoảng 180m do các quá trình sạt lở mạnh

2 bên bờ như đã nêu ở trên Hàng năm hai bên bờ sông đều bị sạt lở mạnh, và hiện nay phía bờ hữu vách đất bị sạt lở gần như dốc đứng, đường bờ đã lấn sâu vào trong đất liền, ảnh hưởng nghiêm trọng đến khu dân cư dọc theo hai bên bờ Một trong những nguyên nhân chính gây sạt lở bờ sông là hiện tượng sa tặc Theo UBND Quận 9, các bãi cát V1, V2 khu vực Cồn Cò trên sông Đồng Nai (đoạn từ ngã ba rạch Bà Ký đến ngã ba rạch Vàm Tắc thuộc phạm vi phường Long Trường, Quận 9), xáng cạp thường xuyên vào sát bờ sông để khai thác cát vào ban đêm gây sạt lở bờ sông nghiêm trọng (nguồn báo tuổi trẻ ngày 16/10/2004) Cũng như khu vực Cồn Cò, mố Cầu Trường Phước có nguy cơ bị sập do nạn sa tặc trên sông Tắc Cầu Trường Phước dài 295m bắc ngang sông Tắc nối giữa 2 phường Trường Thạnh và Long Phước Theo điều tra của nhóm phóng viên báo Tuổi trẻ trong 3 tháng từ tháng 8÷10/2003, mỗi ngày bọn sa tặc khai thác gần 200m³ cát (nguồn báo Tuổi trẻ ngày 11/10/2003)

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ VỀ HIỆN TƯỢNG SẠT LỞ BỜ SÔNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ TP.HỒ CHÍ MINH

CÁC DẠNG TƯỜNG CHẮN

1.3.1 CÁC DẠNG TƯỜNG CHẮN:

Kết cấu tường chắn rất đa dạng, nhưng chung qui bao gồm 4 dạng: tường trọng lực, tường cắm sâu, tường có cốt, tường hỗn hợp Tường cọc bản có neo là

1 dạng của tường cắm sâu Tường cọc bản có 1 neo hay còn gọi là tường cừ 1 neo được sử dụng nhiều nơi trên thế giới, và ở một số quốc gia như Bỉ có hẳn nhà máy nhà (hãng thép hình Arberb) chế tạo hệ tường cọc bản thép định hình, còn dạng cọc bản định hình BTCT dự ứng lực đã được chế tạo ở Việt Nam

1.3.2 TƯỜNG CỌC BẢN BẰNG THÉP:

Tường cọc bản bằng thép được tạo nên bằng cách đóng hoặc ép cọc bản thép vào nền đất đến độ sâu đảm bảo có thể giữ cho toàn bộ tường và công trình ổn định Tường cọc bản thép có thể sử dụng dạng có hoặc không có neo Khi tường cọc bản thép được bố trí thêm hệ thống neo thì khả năng chịu tải ngang

Hình 1.19: CÁC DẠNG TƯỜNG CHẮN

của tường sẽ tăng lên đáng kể và có thể giữ ổn định cho mái đất có độ chênh cao giữa đất trước và sau tường lên đến hàng chục mét tùy theo số lượng neo

Do cấu tạo và thi công tường cọc bản thép đơn giản nên loại tường này được sử dụng rất rộng rãi ở Đồng Bằng Sông Cửu Long Ngoài ra, hệ tường này có thể sử dụng để làm tường vây thi công các công trình dưới nước, các dạng công trình chống xói lở bảo vệ công trình ven sông hoặc các công trình bến cảng… Nhược điểm lớn nhất của dạng cọc bản thép là dễ bị rỉ sét do tác dụng của môi trường

1.3.3 TƯỜNG CỌC BẢN BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP:

Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiễm phèn, nhiễm mặn ở Đồng Bằng sông Cửu Long, các dạng công trình tường cọc bản bằng thép không thể sử dụng làm công trình vĩnh cửu để chống xói lở bảo vệ công trình ven sông vì bản thân tường bị rỉ sét rất nhanh theo thời gian Do vậy, để khắc phục, người ta thường dùng tường cọc bản bằng bê tông cốt thép vì kết cấu bê tông cốt thép ít

bị xâm thực hơn Tuy nhiên, nếu so sánh với dạng cọc bản thép thì cọc bản bê tông cốt thép nặng hơn nên khó thi công hơn Để hạn chế điều này người ta đã chế tạo ra dạng cọc bản Bê tông cốt thép Dự ứng lực lúc này cọc sẽ có khả năng chịu uốn cao hơn và nhẹ hơn Thông thường người ta chế tạo cọc bản BTCT có dạng mặt cắt ngang hình chữ nhật hoặc tiết diện tương tự có chiều dày từ 0,2m đến 0,5m, chiều rộng từ 0,5m đến 1,2m và dài 6 đến 20m Khó khăn lớn nhất khi xây dựng công trình tường cọc bản bằng bê tông cốt thép là việc đóng ép các cọc bê tông cốt thép thường bị xiên lệch không đúng vị trí thiết kế Để hạn chế điều này phần mũi cọc được tính toán và thiết kế có phần vát nghiêng đảm bảo khi ép hoặc đóng cọc thì phần áp lực đất tác dụng trên phần mặt vát này có thể đẩy mũi cọc áp sát vào cọc đã đóng trước đó Khi cọc xuyên qua lớp đất cát thì việc đóng hoặc ép cọc bê tông cốt thép thường gặp khó khăn, vì lúc này phản lực mũi cọc và ma sát hông tác dụng lên cọc rất lớn Để hạn chế điều này khi chế tạo cọc bê tông cốt thép người ta bố trí sẵn các ống để có thể kết hợp xói

nước và rung ép cọc Trong điều kiện nền đất sét hoặc nền đất sét xen kẽ với các lớp đất cát bụi thì để thi công hạ cọc bản bê tông cốt thép đến độ sâu thiết kế người ta sử dụng phương pháp ép cọc kết hợp với rung

1.3.4 TƯỜNG CỌC BẢN BẰNG CÁC VẬT LIỆU KHÁC:

Trong một số trường hợp đặc biệt người ta còn dùng các loại cọc bản bằng các vật liệu khác như cọc bản nhôm, cọc bản vật liệu Composite, cọc bản nhựa Polyvinyl chloride… Các loại cọc bản này có ưu điểm là rất nhẹ, thi công dễ nhưng rất đắt tiền nên ít được sử dụng rộng rãi Hiện nay các dạng cọc bản này cũng đã được sử dụng tương đối rộng rãi ở các nước phát triển

Ngoài các dạng cọc bản kể trên một loại cọc bản cũng đã được dùng rộng rãi trước đây là loại cọc bản bằng gỗ Trước đây do điều kiện lịch sử cũng như do giá của vật liệu gỗ rẻ hơn so với các vật liệu khác nên loại cọc bản bằng gỗ được sử dụng nhiều ở Việt Nam Loại cọc bản này có ưu điểm là nhẹ dễ thi công và liên kết nhưng có nhược điểm là rất dễ bị mục theo thời gian Do đó loại cọc bản bằng gỗ chỉ sử dụng cho các công trình tạm có thời gian sử dụng không dài như loại cọc bản bằng thép hoặc bê tông cốt thép

Tóm lại, những hư hại của hệ tường cọc bản đã xảy ra ở trên chủ yếu là do thiết kế tính toán tường cọc bản hiện nay vẫn chưa được chính xác và không phù hợp Một là, đa số công trình tường cọc bản đều cắm vào các lớp đất yếu ven sông, biển và sự làm việc của tường cọc bản trong đất là rất phức tạp Hai là, việc hạ các cọc bản nằm sát nhau đến độ sâu thiết kế là rất khó khăn Hiện nay, chúng ta có thể thi công được được các dạng tường cọc bản với chiều sâu hạ mũi cọc đến 30m Ở các nước khác, người ta còn sử dụng loại cọc bản bằng vật liệu composite, và bằng hợp kim nhôm…

 MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ HỆ CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN ĐÃ VÀ ĐANG THI CÔNG TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI:

CHƯƠNG 2:

NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ ĐẤT YẾU VEN SÔNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH

2.1 ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (ĐBSCL):

2.1.1 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT:

Theo các kết quả nghiên cứu đã có của nhiều tác giả, ĐBSCL đã được hình thành từ thời kỳ Pleitocen trở về trước với các trầm tích biển và sông - biển Đến cuối Pleitocen muộn và đầu Holocen (QIII – QIV) toàn bộ đồng bằng được nâng trên mực nước biển, đón nhận các trầm tích lục địa như các phần laterit, sạn - sỏi và các thành tạo Aluvi Bắt đầu từ Holocen sớm – giữa (QIII-2) gần như toàn bộ đồng bằng ngày nay bị nhấn chìm xuống dưới mực nước biển, tạo điều kiện hình thành các vật liệu sét, sét – bụi, cát – bụi thuộc tướng biển nông ven bờ và các tướng sông biển hỗn hợp hoặc đầm hồ ven biển Như vậy, toàn bộ phần trên của nền đất ở ĐBSCL từ độ sâu 100m lên đến mặt đất được tạo thành trong kỷ đệ tứ thuộc thời kỳ Pleitocen – đất trầm tích phù sa cổ Phần trên cùng từ 30÷50m thậm chí đến 70m thuộc thời kỳ Holocen – đất trầm tích phù sa trẻ Lớp đất phù

sa trẻ mới hình thành, gần như chưa trải qua quá trình nén tự nhiên, đất xốp, các hạt chưa được gắn kết Thêm vào đó, đất phù sa trẻ có nguồn gốc sông biển hổn hợp, thường có hạt mịn và hạt nhỏ chứa nhiều thành phần muối hoà tan, do đó có tính chất cơ lý và hoá lý đặc biệt, dễ nhạy cảm với những tác động bên ngoài, tính chất của đất dễ biến đổi Đặc điểm địa chất nêu trên phản ánh rất rõ trên mặt cắt địa chất của đoạn Tân Châu - Hồng Ngự và dọc theo tuyến sông Tiền, sông Hậu ở ĐBSCL

2.1.2 PHÂN BỐ ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG:

Hình 2.1: PHÂN VÙNG ĐẤT YẾU ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Toàn bộ khu vực ĐBSCL đều thuộc loại đất yếu Đất sét ở ĐBSCL có

khoáng chất thứ sinh chiếm hàm lượng lớn là Monmorilonit (Al2O3 4SiO2 H2O), loại khoáng chất Monmorilonit này có họat tính mạnh vì có điện tích âm mặt ngoài cao, năng lượng hút tĩnh điện lớn Theo đặc trưng thành phần thạch học, tính chất địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và chiều dày của tầng đất yếu có thể chia thành 5 khu vực đất yếu khác nhau (xem Hình 2.1):

 Khu vực I: Bùn sét màu xám nâu và xám vàng chiều dày không quá 5m

 Khu vực II: Bùn sét xen kẹp với các lớp á cát, chiều dày không quá 80m

phân bố ở khu vực có độ cao từ 1÷1,5m

- Bùn sét màu xám nâu, xám vàng

- Bùn sét, bùn á sét, bùn á cát xen kẹp với các lớp á cát (IIa, IIb, IIc, IId)

- Cát hạt mịn, á cát xen kẹp ít bùn á cát (IIIa, IIIb, IIIc)

- Than bùn xen kẹp bùn sét, bùn á sét, cát bụi, á cát (IVa, IVb)

- Bùn á sét và bùn á cát ngập nước

 Khu vực III: Cát hạt mịn, á cát xen kẹp ít bùn á cát, chiều dày không quá

100m

 Khu vực IV: Than bùn, sét, bùn á sét, cát bụi, á cát chiều dày không quá

50m

 Khu vực V: Bùn á sét và bùn cát ngập nước dày từ 5÷10m đến 40÷50m

Đất yếu hầu như hoàn toàn bão hòa nước, có dung trọng tự nhiên nhỏ, độ rỗng lớn, tính nén lún lớn và sức chống cắt nhỏ Trong thực tế đất yếu gồm bốn loại sau:

 Cát nhỏ, mịn, bùn cát ở trạng thái rời bão hoà nước

 Các loại đất dính bão hòa nước trạng thái mềm, dẻo mềm, dẻo chảy, chảy

 Các loại bùn, than bùn

 Các loại đất hoàng thổ có tính lún ướt lún sụt

2.2 ĐẶC ĐIỂM VỀ TÌNH HÌNH NGẬP LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG:

2.2.1 NGUỒN NƯỚC GÂY LŨ:

 Nước sông Mêkông (sông Tiền, sông Hậu) dâng lên tràn vào hệ thống kênh rạch làm ngập mặt đất

 Nước tràn mặt từ Campuchia đổ về cùng với nước sông Tiền, sông Hậu chịu ảnh hưởng và xâm nhập của thuỷ triều cũng gây ngập mặt đất

2.2.2 RANH GIỚI VÙNG NGẬP LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NHƯ SAU :