nghiên cứu giải pháp thi công công trình cống chịu ảnh hưởng vùng triều

Bộ giáo dục và đào tạo Bộ nông nghiệp và ptnt
Trờng đại học thuỷ lợi





Nguyễn văn toàn






Nghiên cứu giảI pháp thi công công trình
Cống chịu ảnh hởng vùng triều




Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Mã số: 60.58.40



luận văn thạc sĩ
Ngời hớng dẫn khoa học: TS Đồng Kim Hạnh

Hà nội - 2013
LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin được cảm ơn sâu sắc đối với cô giáo hướng dẫn TS.
Đồng Kim Hạnh đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện
luận văn tốt nghiệp.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo tham gia giảng dạy khóa cao
học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho tác giả
những tri thức khoa học quý giá.
Tác giả cũng xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, Phòng đào tạo
đại học và sau đại học và Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng đã tạo điều kiện
cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp
đã giúp đỡ, động viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp được hoàn thành tốt đẹp.
Hà Nội, ngày tháng năm 2013
TÁC GIẢ



Nguyễn Văn Toàn









LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trích

dẫn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào
công bố trong bất kỳ công trình nào khác./.
Hà Nội, ngày tháng năm 2013
TÁC GIẢ


Nguyễn Văn Toàn








MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH
CỐNG CHỊU ẢNH HƯỞNG VÙNG TRIỀU 4

1.1.Tổng quan về đặc điểm, điều kiện tự nhiên công trình cống vùng triều 4
1.1.1Vùng ven biển từ Quảng Ninh đến Nghệ An (Cửa Hội) 4
1.1.2Vùng ven bờ từ Nghệ An (Cửa Hội) đến Quảng Binh (Cửa Tùng) 4
1.1.3 Vùng ven bờ từ Cửa Nam Quảng Bình (Cửa Tùng) đến Cửa Thuận An 5
1.1.4 Vùng ven biển Cửa Thuận An và lân cận 5
1.1.5Vùng ven bờ Nam Thừa Thiên – Huế đến Bắc Quảng Nam Đà Nẵng 5
1.1.6 Vùng ven bờ từ Quảng Nam Đà Nẵng đến Thuận Hải 5
1.1.7Vùng ven bờ từ Hàm Tân đến Mũi Cà Mau 5
1.1.8 Đặc tính thủy văn vùng cửa sông có thủy triều 7
1.1.9 Chuyển động bùn cát vùng cửa sông 8

1.1.10 Điều kiện địa hình, địa chất 15
1.2.Các biện pháp thi công công trình vùng triều 21
1.2.1 Công nghệ thi cống cống vùng triều dạng truyền thống 23
1.2.2 Công nghệ thi công kiểu đập xà lan 27
1.2.3 Công nghệ ngăn sông dạng Đập trụ đỡ 29
1.3. Kết luận chương I 32
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH
THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHỊU ẢNH HƯỞNG vùng TRIỀU 33

2.1.Phân tích, đánh giá các điều kiện ảnh hưởng tới công trình vùng triều 33
2.1.1.Điều kiện về địa hình 33
2.1.2.Điều kiện về địa chất 33
2.1.3.Điều kiện về thủy văn, dòng chảy, thủy triều. 33
2.1.4.Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy 34
2.2.Các nhân tố ảnh hưởng tới giải pháp thi công 34
2.2.1 Nhóm các nhân tố về điều kiện tự nhiên của khu vực thi công công trình 34
2.2.2 Nhóm các nhân tố về điều kiện thi công công trình 35
2.2.3 Nhóm các nhân tố về đặc điểm kết cấu công trình 35
2.3.Các giải pháp công trình cống trong điều kiện vùng triều 35
2.4 Kết luận chương II 51
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HỢP LÝ THI CÔNG
CÔNG TRÌNH CỐNG NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ 52

3.1 Tổng quan về dự án “ Thi công cống Nhiêu Lộc – Thị Nghè” 52
3.2. Đặc điểm kết cấu, điều kiện tự nhiên 53
3.2.1 Đặc điểm kết cấu 53
3.2.2 Điều kiện địa hình 55
3.2.3 Điều kiện địa chất 56
3.2.4 Điều kiện thủy văn 57
3.3Giải pháp thi công Cống 61

3.3.1 Tính toán các thông số phục vụ cho thi công theo phương án chọn 63
3.3.2 Thi công xử lý nền 70
3.4Kết luận chương III 89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

MỤC LỤC BẢNG BIỂU
30TBảng 1.1: Số mũ trong công thức 1.430T 12
30TBảng 1.2: Thống kê một số công trình ngăn vùng cửa sông, ven biển30T 23
30TBảng 1.3: Bảng thống kê xói lở hạ lưu một số cống lộ thiên30T 26
30TBảng 2.1: Kích thước thiết bị neo30T 41
30TBảng 2.2: Thông số xích neo30T 42
30TBảng 2.3: Thông số mắt xích cuối30T 42
30TBảng 2.4: Thông số mắt xích quay30T 43
30TBảng 2.5 : Thông số vòng liên kết30T 43
30TBảng 2.6: Thông số vòng nối30T 44
30TBảng 2.7: Thông số cáp30T 44
30TBảng 3.1: Phân bố địa hình lưu vực30T 56
30TBảng 3.2: Các đặc trưng nhiệt độ.30T 57
30TBảng 3.3: Các đặc trưng gió.30T 57
30TBảng 3.4: Mô hình mưa trận 3 giờ ứng với các chu kỳ lặp lại (năm)30T 59
30TBảng 3.5 :Thời gian duy trì độ mặn 4 g/l ở một số vị trí trong điều kiện tự nhiên30T 60
30TBảng 3.6: Mực nước cực trị tại trạm Phú An30T 60
30TBảng 3.7: Mực nước triều lớn nhất tính theo số liệu tại trạm Phú An H(cm)30T 61
30TBảng 3.8: Điều kiện thủy văn thủy lực30T 63
30TBảng 3.9: Đặc trưng kỹ thuật của cọc cừ ván thép Larsen SP IV30T 64
30TBảng 3.10: Cường độ chịu lực cho phép của cọc cừ ván thép30T 64
30TBảng 3.11: Đặc tính kỹ thuật của cáp PC3630T 65
30TBảng 3.12: Thông số đất nền và đất đắp30T 67
30TBảng 3.13: Thông số vật liệu mô hình30T 67

30TBảng 3.14: Thông số ô tô30T 74
30TBảng 3.15: Thông số yêu cầu của vữa bentonite30T 76
30TBảng 3.16: Thông số điều chỉnh độ nhớt của vữa bentonite30T 79
30TBảng 3.17: Sai lệch cho phép của cọc khoan nhồi30T 87
DANH MỤC HÌNH VẼ
30THình 1.1 : Biểu đồ quan hệ giữa30T 9
30THình 1.2: Phân bố chiều dày và hàm lượng bùn cát với lưu tốc dòng triều30T 10
30THình 1.3: Cống lower - Rhine30T 22
30THình 1.4: Cắt dọc, mặt đứng phía thượng lưu, hạ lưu cống đại diện30T 24
30THình 1.5: Mặt bằng, cắt dọc biện pháp thi công hố móng cống đại diện30T 25
30THình 1.6: Cấu tạo đập xà lan30T 29
30THình 1.7: Công trình ngăn mặn giữ ngọt Phó Sinh (Bạc Liêu -1998)30T 30
30THình 1.8: Công trình ngăn mặn giữ ngọt Sông Cui (Long An -2001)30T 31
30THình 1.9: Công trình cống Hiền Lương (Quảng Ngãi)30T 32
30THình 2.1: Tìm trọng tâm hợp lực30T 37
30THình 2.2: Tính độ chìm30T 38
30THình 2.3: Tính bán kính ổn định30T 39
30THình 2.4: Tính bán kính ổn định30T 39
30THình 2.5: Tính độ nghiêng30T 40
30THình 2.6: Thiết bị neo30T 41
30THình 2.7: Xích neo30T 41
30THình 2.8: Vòng xích30T 42
30THình 2.9: Mắt xích cuối30T 42
30THình2.10: Mắt xích quay30T 43
30THình 2.11 : Vòng liên kết30T 43
30THình 2.12: Vòng nối30T 44
30THình 2.13: Neo30T 45
30THình 2.14: Lực tác dụng vào neo30T 47
30THình 2.15: Lực xung kích tác dụng lên cáp neo30T 47
30THình 2.16: Chiều dài cáp neo30T 47

30THình 2.17: Một số hình ảnh thi công bằng hệ nổi30T 48
30THình 2.18: Một số hình ảnh thi công bằng phương pháp đắp đảo30T 50
30THình 3.1: Khu vực dự án30T 53
30THình 3.2: Mặt bằng công trình30T 55
30THình 3.3: Mặt bằng và mặt cắt khung vây đắp cát30T 65
30THình 3.4: Mô hình, tải tác dụng và nội lực trong cừ, phản lực gối tựa30T 66
30THình 3.5: Mô hình tính toán giai đoạn thi công30T 68
30THình 3.6: Biến dạng tổng thể và biểu đồ mô men cừ - TH130T 68
30THình 3.7: Biến dạng tổng thể và biểu đồ mô men cừ - TH230T 69
30THình 3.8: Ổn định tổng thể của khung vây – TH230T 69
30THình 3.9: Máy khoan SOILMEC RT3 – ST30T 75
30THình 3.10: Cấu tạo phiễu thử nhớt30T 77
30THình 3.11: Sơ đồ tạo lỗ khoan30T 79
30THình 3.12: Công tác gia công cốt thép30T 81
30THình 3.13: Công tác hạ cốt thép30T 82
30THình 3.14: Quy trình thi công cọc khoan nhồi30T 85



1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Là một quốc gia với chiều dài bờ biển khoảng 3260 km, và một hệ thống
sông ngòi dày đặc, cùng với đó là rất nhiều các công trình thủy lợi vùng cửa sông
ven biển, Việt Nam có một lợi thế rất lớn trong việc phát triển kinh tế biển và khai
thác nguồn lợi từ vùng bãi ven bờ. Nhưng bên cạnh đó, chúng ta cũng phải gánh
chịu những thiệt hại hết sức nặng nề do thiên tai từ biển mang lại. Hàng năm cứ
đến thời điểm triều cường lên cao gây ngập úng trên diện rộng làm ảnh hưởng rất
lớn đến đời sống sinh hoạt, sản xuất của nhân dân.
Mặt khác vài thập niên gần đây thiên tai xảy ra khốc liệt hơn do biến đổi khí

hậu toàn cầu. Tình hình bão lũ, động đất, sóng thần, xói lở , xuất hiện nhiều hơn,
cường độ lớn hơn, diễn biến khó lường, không tuân theo quy luật. Đặc biệt trong
tương lai biến đổi khí hậu toàn cầu sẽ dẫn tới tình trạng nước biển dâng. Theo cảnh
báo của Liên hiệp quốc thì Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng
nghiêm trọng của hiện tượng nước biển dâng. Nếu mực nước biển tăng thêm 1m,
Việt Nam sẽ phải đối mặt với mức thiệt hại lên tới 17 tỷ USD/năm, 1/5 dân số sẽ
mất nhà cửa, 12,3% diện tích đất trồng trọt sẽ biến mất và 40.000 km2 diện tích
đồng bằng, 17 km2 diện tích bờ biển ở khu vực các tỉnh lưu vực sông Mêkông sẽ
chịu tác động của những trận lũ ở mức độ không thể dự đoán được. Chính vì thế
việc đầu tư xây dựng các công trình thủy lợi, đặc biệt là các công trình vùng triều là
một nhu cầu bức thiết, nhằm hạn chế mức độ tàn phá của thiên nhiên.
Trong các vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều thì thành phố Hồ Chí Minh là
một trong những vùng đang chịu ảnh hưởng rõ rệt nhất.
Các công trình xây dựng ở vùng triều của Tp. Hồ Chí Minh thường xuyên
chịu tác động của những điều kiện phức tạp ảnh hưởng đến điều kiện thi công cũng
như khả năng vận hành an toàn, hiệu quả của công trình, các yếu tố ảnh hưởng:
- Mật độ dân số tập trung đông, mặt bằng thi công trật hẹp.
- Trong quá trình thi công vẫn phải đảm bảo giao thông và dòng chảy của
sông

2
- Các công trình kiến trúc hiện hữu và các công trình ngầm cũng là một trở
ngại lớn trong quá trình thi công các công trình chịu ảnh hưởng vùng triều
Tp. Hồ Chí Minh.
- Hệ thống đường giao thông, cầu cống nhỏ hẹp, đang xuống cấp và số lượng
vẫn còn hạn chế so với nhu cầu thực, do đó việc vận chuyển vật tư thiết bị
chủ yếu bằng đường thủy, dẫn tới tăng thời gian vận chuyển và chi phí xây
dựng bến bãi.
- Chế độ triều của Tp. Hồ chí Minh cũng là một trong các tác nhân gây khó
khăn trong công tác thi công đào kênh, đắp đê quây, đập cũng như vận

chuyển vật liệu, vật tư thiết bị.
- Địa chất công trình cũng gây các khó khăn nhất định cho thi công như các
lớp đất trên mặt nền công trình mềm yếu, lớp đất có khả năng chống cọc
nằm sâu do đó phải khoan cọc nh
ồi xử lý nền, biện pháp thi công dựng cừ
chống.
Vì thế việc nghiên cứu áp dụng các biện pháp thi công mới trong xây dựng
các công trình vùng triều là một nhu cầu cần thiết, nhằm hạn chế tới mức thấp nhất
các tác động xấu của điều kiện tự nhiên đến quá trình thi công công trình.
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu đặc trưng cơ bản trong thi công các công trình cống chịu ảnh
hưởng triều.
- Đề xuất các giải pháp thi công cho công trình cống xây dựng ở vùng triều.
- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp thi công thích hợp cống Nhiêu Lộc - Thị
Nghè.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Các công trình cống xây dựng ở vùng triều.
- Phạm vi nghiên cứu: Đề xuất giải pháp thi công thích hợp công trình cống
Nhiêu Lộc – Thị Nghè.
4. Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết và áp dụng cho bài toán cụ thể.

3
- Nghiên cứu tài liệu trong nước và ngoài nước liên quan đến công nghệ thi
công công trình chịu ảnh hưởng triều.
- Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng tới phương án thi công và phân tích lựa
chọn phương án thi công hợp lý.
5. Kết quả đạt được
- Đặc trưng cơ bản trong thi công các công trình cống chịu ảnh hưởng triều.
- Đề xuất các giải pháp thi công công trình cống vùng triều.

- Đề xuất giải pháp thi công thích hợp công trình cống Nhiêu Lộc – Thị Nghè.

4
 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH THI CÔNG CÁC CÔNG
TRÌNH CỐNG CHỊU ẢNH HƯỞNG VÙNG TRIỀU
1.1. Tổng quan về đặc điểm, điều kiện tự nhiên công trình cống vùng triều
Thủy triều ở Việt Nam
Thủy triều ở vùng biển ven bờ biển Việt Nam diễn ra rất phong phú và đặc
sắc, khác biệt đáng kể với nhiều vùng biển khác. Thủy triều dọc ven biển Việt Nam
đã phản ảnh một cách tập trung nhiều nét đặc sắc và đa dạng của thủy triều Biển
Đông. Gồm đủ 4 kiểu thủy triều chính của thế giới: nhật triều, nhật triều không đều,
bán nhật triều không đều, bán nhật triều. Cụ thể:
1.1.1Vùng ven biển từ Quảng Ninh đến Nghệ An (Cửa Hội)
Là vùng nhật triều đều, điển hình là khu vực Hòn Dấu thuộc nhật triều rất
thuần nhất với hầu hết số ngày nhật triều trong tháng (trên dưới 25 ngày), mỗi ngày
chỉ có mộ lần nước lớn và một lần nước ròng. Độ lớn triều vùng này thuộc loại triều
lớn nhất ở nước ta, trung bình khoảng 3 – 4 mét vào thời kỳ nước cường.
Vùng lân cận Hải Phòng và Hồng Gai, hàng tháng chỉ có chừng 1 – 3 ngày
có 2 lần nước lớn, 2 lần nước ròng. Thời gian triều dâng và thời gian triều rút chênh
lệch nhau ít.
Vùng Quảng Ninh, Ninh Bình và Bắc Thanh Hóa, tính chất nhật triều đã kém
thuần nhất, trong tháng có 5 – 7 ngày bán nhật triều.
Vùng Nam Thanh Hóa từ Lạch Bạng trở vào, hàng tháng có 8 – 12 ngày bán
nhật triều. Độ lớn triều cũng giảm dần từ Bắc vào Nam. Trong các ngày nước
cường biến thiên mực nước tại các địa điểm vùng này khá giống nhau.
1.1.2 Vùng ven bờ từ Nghệ An (Cửa Hội) đến Quảng Binh (Cửa Tùng)
Vùng Nghệ An, Hà Tĩnh chủ yếu thuộc chế độ nhật triều không đều với số
ngày nhật triều chiếm trên1/2 tháng. Các ngày có 2 lần nước lớn, 2 lần nước ròng
thường xảy ra vào kỳ nước kém. Thời gian triều rút (15 – 16 giờ) lớn hơn thời gian
triều dâng (10 giờ), đặc biệt là ở cửa sông.

5
Vùng ven bờ từ Ròn đến Cửa Tùng thuộc chế độ bán nhật triều không đều,
hầu hết các ngày trong tháng đều có 2 lần nước lớn và chênh lệch độ cao của 2 lần
nước ròng là khá rõ rệt. Thời gian triều dâng và thời gian triều rút của 2 lần nước
lớn và nước ròng cũng khác nhau.
Riêng tại Cửa Tùng đã có nhiều tính chất bán nhật triều đều, chênh lệch về
thời gian triều dâng và thời gian triều rút hầu như không có, chỉ có chênh lệch độ
cao của 2 lần nước ròng thể hiện tương đối rõ.
1.1.3 Vùng ven bờ từ Cửa Nam Quảng Bình (Cửa Tùng) đến Cửa Thuận An
Là vùng bán nhật triều không đều. Phần lớn hoặc hầu hết số ngày trong
tháng có 2 lần nước lớn và 2 lần nước ròng hàng ngày. Độ lớn thủy triều trung bình
kỳ nước cường khoảng 1,1 – 0,5m, giảm từ Bắc đến Nam.
1.1.4 Vùng ven biển Cửa Thuận An và lân cận
Là vùng bán nhật triều đều, không có sự khác biệt rõ rệt giữa nước cường và
nước kém trong chu kỳ nửa tháng. Độ lớn thủy triều trung bình 0,4 – 0,5m.
1.1.5 Vùng ven bờ Nam Thừa Thiên – Huế đến Bắc Quảng Nam Đà Nẵng
Là vùng bán nhật triều không đều. Trong tháng có khoảng 20 – 25 ngày bán
nhật triều. Độ lớn thủy triều trung bình kỳ nước cường khoảng 0,8 – 1,2m, tăng dần
về phía Nam.
1.1.6 Vùng ven bờ từ Quảng Nam Đà Nẵng đến Thuận Hải
Là vùng nhật triều không đều. Tại Quy Nhơn và từ Quảng Ngãi đến Nha
Trang hàng tháng có khoảng 18 – 22 ngày nhật triều, các nơi khác có số ngày nhật
triều ít hơn. Thời gian triều dâng kéo dài hơn thời gian triều rút. Độ lớn triều trung
bình trong thời kỳ nước cường 1,5 – 2,0m, tăng dần về phía Nam.
1.1.7 Vùng ven bờ từ Hàm Tân đến Mũi Cà Mau
Vùng biển từ Bình Thuận đến Cần Giờ, triều chuyển dần sang chế độ bán
nhật triều không đều. Biên độ triều lớn nhất ở Vũng Tàu có thể đạt 3,5 – 4,0m,
thuộc loại cao nhất trong cả nước. Một đặc trưng quan trọng của triều ở đây là
chênh lệch giữa hai chân rất lớn (2,0 – 3,0m), trong khi chênh lệch giữa hai đỉnh rất

nhỏ (0,2 – 0.4m). Thời gian giữa hai đỉnh vào khoảng 12 – 12,5 giờ và thời gian

6
một chu kỳ triều lfa 24,83 giờ. Hàng tháng triều xuất hiện 2 lần triều cường và hai
lần triều kém theo chu kỳ trăng.
Ở vùng Cà Mau là khu vực chuyển tiếp, thủy triều phức tạp lên chút ít, số
ngày nhật triều tăng hơn. Tuy vùng này mang tính chất bán nhật triều là chính
nhưng ảnh hưởng nhật triều cũng rất quan trọng, vì vậy có sự chênh lệch triều rõ rệt,
thủy triều biến thiên khá phức tạp, nhất là lân cận ở các cửa sông. Độ lớn triều
khoảng 3,0 – 4.0m trong thời kỳ nước cường.
Vùng ven bờ tư Mũi Cà Mau đến Hà Tiên
Vùng ven biển Nam Bộ chế độ bán nhật triều không đều hoặc nhật triều đều
lại trở nên rõ rệt. Hầu hết các ngày trong tháng có 2 lần triều lên và 2 lần triều
xuống với chênh lệch rõ rệt giữa các độ cao nước ròng. Độ lớn triều trong vùng
khoảng 3-4m trong kỳ nước cường và 1,5 – 2m vào kỳ nước kém. Tốc độ thủy triều
ở vùng này lên xuống khá nhanh, có thể đạt 0,5 – 0,6m/giờ. Biên độ triều lớn nhất
gặp ở Vũng Tàu và có xu hướng giảm dần về phía mũi Trà Vinh.
Tại Rạch Giá là nhật triều không đều, nhưng càng rời xa khu vực này về phía
Hà Tiên cũng như về phía Mũi Cà Mau và ra khơi, tính chất thiên về nhật triều tăng
lên. Độ lớn triều trung bình kỳ nước cường khoảng 1 mét và rất ít khác nhau giữa
các nơi.
Tóm lại, dọc theo vùng biển ven bờ Việt Nam, do các nguyên nhân động lực,
tính chất và độ lớn thủy triều đã được phân bố rất khác nhau giữa các miền. Vùng
nhật triều và nhật triều không đều chiếm 2/3 vùng ven biển Việt Nam. Về độ lớn thì
thủy triều giảm dần từ Bắc vào Nam, tới Huế là nhỏ nhất, sau đó lại tăng dần từ Huế
trở vào Nam Bộ. Phía bờ vịnh Thái Lan thì thủy triều giảm dần từ Cà Mau đến Hà
Tiên.
Vùng có độ lớn triều lớn nhất nước ta thuộc ven biển Quảng Ninh, độ lớn
thủy triều cường đạt tới trên 4m. Vùng còn lại thuộc vùng ven bờ Bắc Bộ và vùng
ven bờ từ Vũng Tàu đến Cà Mau độ lớn thủy triều cũng tương đối lớn, vùng Nam

Bộ khoảng trên 3m, bờ Tây Nam Bộ khoảng nhỏ hơn 1m. Vùng có độ lớn triều nhỏ
nhất và đồng thời cũng là vùng bán nhật triều duy nhất của vùng biển ven bờ Việt
Nam là Cửa Thuận An, độ lớn triều còn 0,5m.

7
1.1.8 Đặc tính thủy văn vùng cửa sông có thủy triều
1.1.8.1. Hiện tượng thủy triều ở cửa sông
Quá trình truyền sóng triều vào cửa sông được mô tả như sau:
- Trong thời gian triều bắt đầu lên, tốc độ nước sông tương đối mạnh hơn tốc
độ dòng triều nên đỉnh sóng triều không thể tiến ngay vào trong sông. Tuy
vậy, sức mạnh của nước sông cũng không đủ để đẩy dòng triều ra ngoài xa,
kết quả nước triều nằm tại nơi tiếp giáp giữa sông và biển, đồng thời nước
sông bị biển cản không ngừng đọng lại phía trước, sóng triều dần phát triển
về phía thượng lưu.
- Triều lên đến lúc tốc độ dòng triều lớn hơn tốc độ dòng sông, đỉnh sóng
triều mới dần dần truyền vào sông, nước biển cũng chảy vào sông. Trong
quá trình triều truyền vào sông, do ảnh hưởng của đáy sông cao dần và
nước trong sông chảy về cản trở, năng lực của dòng triều bị tiêu hao, tốc độ
dần dần giảm nhỏ, biên độ triều cũng bé dần.
- Khi triều tiến sâu vào sông, ngoài cửa sông bắt đầu thời kỳ triều xuống,
mực nước triều hạ dần, nước triều sau sóng triều chảy trở lại biển, cho nên
dòng triều đang tiến vào sông bị yếu đi đến một điểm nào đó, tốc độ dòng
triều triệt tiêu với tốc độ dòng nước sông chảy xuống, nước biển sẽ ngừng
chảy ngược lên trên. Nơi đó gọi là giới hạn dòng triều. Phía trên giới hạn
này sóng triều vẫn còn tiếp tục đi một khoảng nữa (do sự tích đọng của
nước sông bị ứ lại sinh ra). Nhưng cao độ và biên độ sóng triều giảm đi rất
nhanh. Đến lúc biên độ triều bằng 0, lúc đó sóng triều tiến đến điểm giới
hạn gọi là giới hạn thủy triều.
Đoạn sông từ cửa sông đến giới hạn thủy triều gọi là đoạn sông chịu ảnh
hưởng thủy triều. Vị trí giới hạn luôn thay đổi theo mùa lũ hay mùa kiệt của dòng

chảy sông ngòi. Quỹ đạo của các đỉnh sóng triều gọi là đường đỉnh triều, quỹ đạo
các chân sóng gọi là đường chân triều.
1.1.8.2. Sự thay đổi mực nước cửa sông chịu ảnh hưởng triều
Sự thay đổi mực nước ở cửa sông chịu ảnh hưởng không những quan hệ của
lưu lượng chảy trong sông mà còn quan hệ với sự thay đổi triều, tốc độ và hướng

8
gió, sự thay đổi địa hình và đáy sông Gió thổi từ biển vào làm cho mực nước triều
cao thêm và ngược lại, gió thổi từ đất liền làm cho mực nước triều thấp đi. Mức
nước tăng lên hay thấp đi do gió gọi là nước tăng hay nước giảm.
1.1.9 Chuyển động bùn cát vùng cửa sông
Bùn cát trong vùng cửa sông có nguồn gốc từ bùn cát của lưu vực do dòng
chảy mặt nội địa mang đến (chủ yếu trong mùa lũ) và bùn cát hải vực do dòng triều,
sóng biển đưa vào. Mùa lũ, các khối bùn cát này bị đẩy ra bãi xa ngoài cửa; mùa
kiệt, lại được các yếu tố động lực biển mang trở lại cửa sông, có thể lại có một phần
từ một cửa sông lân cận.

9

Hình 1.1 : Biểu đồ quan hệ giữa


10
1.1.9.1 Hiện tượng chìm lắng và chuyển động di đẩy của bùn cát đáy vùng cửa
sông
Bùn cát đáy từ thượng lưu chuyển động đến đoạn sông nằm giữa giới hạn
vùng triều và giới hạn dòng triều, mặc dầu ở đây không tồn tại dòng chảy ngược,
nhưng lưu tốc dòng chảy xuôi cũng tăng, giảm theo ảnh hưởng của thủy triều,
chuyển động theo phương thức sóng cát trở nên phức tạp hơn. Vượt quá giới hạn
dòng triều, do tồn tại dòng chảy trong thời kỳ triều dâng, bùn cát đáy không còn

chuyển động đơn hướng về xuôi, mà chuyển động xuôi, ngược xen kẽ nhau. Gặp
trường hợp cửa sông có dòng dị trọng nêm mặn, dòng chảy đáy hướng về thượng
lưu kéo theo bùn cát đáy cùng đi. Trong tình hình chung, bùn cát đáy bất kể là từ
thượng lưu về hay từ ngoài biển tới đều tích tụ lại trong đoạn giữa hai giới hạn trên
và dưới của nêm mặn (hình 1.2). Trong mùa lũ, khu vực bồi tích có thể bị đẩy ra
ngoài vùng xa hơn.
Vùng cửa sông thường có độ dốc bé, thủy vực rộng, lại chịu ảnh hưởng của
thủy triều, tác dụng động lực của dòng chảy bị suy giảm nhiều. Vì vậy, thông qua
một chặng đường dài di tải, phân tuyển, bùn cát đến với cửa sông đa phần là loại đất
sét, hạt bột keo có kích thước cực bé (0,02 – 0,005mm). Các loại hạt này rất khó
chìm lắng trong môi trường nước ngọt, nhưng khi gặp phải loại nước có độ mặn
nhất định thì chúng xảy ra hiện tượng keo tụ: hàng chục, thậm chí hàng trăm hạt kết
lại thành chùm để rồi lắng xuống. Tốc độ chìm lắng của cả chùm lớn gấp chục lần
so với độ thô thủy lực của từng hạt.

Hình 1.2: Phân bố chiều dày và hàm lượng bùn cát với lưu tốc dòng triều

11
Quan hệ giữa độ mặn của nước với tốc độ chìm lắng của hạt bùn cát chịu ảnh
hưởng đáng kể của hàm lượng bùn cát. Nguyên nhân là, khi hàm lượng bùn cát tăng
lên, xác suất để các hạt va chạm nhau càng nhiều, tạo thuận lợi cho việc keo tụ và
kết chùm, làm cho tốc độ chìm lắng tăng lên. Nhưng đến một trị số hàm lượng bùn
cát nhất định, bùn cát keo tụ đã tạo ra cho mình một cơ cấu kết chùm ổn định, nếu
tăng lên sẽ làm cho tốc độ chìm lắng giảm xuống. Ngoài ra, nhiệt độ nước tăng lên
cũng làm giảm nhỏ tính nhớt của nước, tăng cường chuyển động Brown, xúc tiến
hiệu quả keo tụ, dẫn đến sự tăng lên của vận tốc chìm lắng của bùn cát.
Những hạt bùn cát nhỏ trong nước biển bị các sinh vật dưới nước nuốt vào
cơ thể cùng với thức ăn,sau đó lại bị thải loại ra. Loại hạt này mang theo những chất
kết dính ở bề mặt, dễ hình thành các chùm lớn, làm cho tốc độ chìm lắng tăng lên
tới hàng trăm lần.

Để nghiên cứu sự chìm lắng của loại chùm hạt này trong mô hình,Schiller
(1932) vẫn sử dụng thông số độ thô thủy lực cho hạt bùn cát xác định theo định luật
Stokes trong dòng chảy với R
R
e
R< 1.
(1.1)
Tuy nhiên sử dụng công thức trên sẽ không phù hợp với loại hạt kết chùm vì
có sự khác biệt rất lớn về cỡ hạt và độ nhám bề mặt. Thực nghiệm của Chase
(1979), Hawley (1982) và Gibbs (1985) đã chỉ ra độ thô thủy lực của loại hạt này
lớn hơn so với tính theo công thức ứng dụng định luật Stokes, được chỉ ra theo công
thức sau:
W
R
s
R=KCP
m
P (1.2)
Trong đó: C – hàm lượng bùn cát lơ lửng; (mg.l
P
-1
P)
K và m – hằng số thực nghiệm, phụ thuộc loại bùn cát, độ mặn và
mức độ chảy rối của dòng chảy, m chọn bằng 1,33.
Có hai công thức được ứng dụng tính độ thô thủy lực loại bùn cát hạt chùm
là:
(1.3)

12
Trong đó:

w
R
s
R – độ thô thủy lực bùn cát hạt chùm (cmsP
-1
P);
D – đường kính chùm hạt (m);
ν – hệ số nhớt động học của nước (cm
P
2
PsP
-1
P);
ρ
R
f
R – khối lượng riêng của hạt chùm (gcmP
-3
P);
ρ - khối lượng riêng của nước chùm (gcm
P
-3
P);
g = 981 cm
P
-2
P và ρR
f
R - ρ = 0,0098DP
-0,5

Sự di chuyển bùn cát là do bùn cát được khởi động dưới tác dụng của dòng
và sóng. Công thức tổng quát về điều kiện khởi động bùn cát như sau:
(1.4)
Trong đó:

– tốc độ góc của sóng khi bùn cát khởi động,cmsP
-1
P);

– khối lượng riêng của cát, nước; (gcmP
-3
P);
C – hệ số tổng hợp;
d – đường kính hạt bùn cát,(m);

– biên độ dao động ngang ở gần mặt đáy chất điểm nước dưới tác dụng
của sóng;
V – tốc độ truyền sóng sát đáy; (cms
P
-1
P);
a, b, c, d – số mũ các thành phần tương ứng trong công thức lấy theo bảng 1.1
Bảng 1.1: Số mũ trong công thức 1.4
Tác giả

Trạng thát
chảy lớp
biên

Trạng thái
chảy bao
quanh hạt
bùn cát


a b c d
Manohar -
Eagleson

CHẢY
TẦNG

Tầng 0,670 0,670 -0,330 -0,670

13
Bagnold -
Manohar
Quá độ 0,525 0,325 -0,050 -0,750
J. Goddet
Quá độ
0,485
0,182
0,030
-0,720
Manohar -
Lance
CHẢY
RỐI

Rối 0,500 0,375 0,000 -0,875
Horikawa
Rối
0,500
0,500
0,000
-0,750

Theo Komar và Miller, trường hợp d>0,5mm thuộc về trạng thái chảy rối,
biết thức khởi động của bùn cát là:
(1.5)
Trường hợp d<0,5mm, ở trạng thái chảy tầng, biệt thức khởi động là:
(1.6)

1.1.9.2 Suất chuyển bùn cát đáy
C.B. Brown (1950) đã giản ước quan hệ hàm số φ∼ψ trong công thức suất
tải cát đáy của Einstein thành:
φ= 40
(1.7)
Trong đó: φ - hàm số cường độ chuyển bùn cát đáy:
(1.8)
ψ - tham số cường độ dòng chảy
(1.9)

– suất chuyển bùn cát đáy trên một đơn vị chiều rộng
Dưới tác dụng của sóng, chất điểm nước trên mặt lòng dẫn chuyển động
không ổn định, cho nên chỉ có một phần thời gian ứng suất tiếp tác dụng lên

14
hạt bùn cát đạt trị số lớn hơn ứng suất tiếp khởi động, do đó công thức

(1.8) được viết thành:
φ
R
m
R = 12,5 (1.10)
Trong đó:
; ;


– suất chuyển bùn cát đáy trên một đơn vị chiều rộng (theo thể tích)
trong một nửa chu kỳ sóng
1.1.9.3 Chuyển động bùn cát lơ lửng vùng cửa sông
Chuyển động bùn cát lơ lửng có quan hệ mật thiết với lưu tốc. Lưu tốc vùng
cửa sông ảnh hưởng triều lại lúc lớn lúc bé, lúc thuận lúc nghịch. Mặt khác, dưới tác
dụng của dòng chảy sông lúc thì gia tốc, lúc lại giảm tốc. Trong một môi trường đa
nguyên và không ổn định như thế, sự biến đổi của hàm lượng bùn cát tất nhiên là rất
phức tạp.
Tốc độ chuyển động của dòng chảy cửa sông có tính ổn định nổi bật, ngoài
phân bố trên thủy trực cũng không phù hợp với quy luật logarit. Để xác định phân
bố hàm lượng bùn cát lơ lửng theo thủy trực sông ở vùng triều, người ta có thể sử
dụng công thức của H.Rouse, là công thức được áp dụng cho đoạn sông không ảnh
hưởng triều, trong điều kiện chuyển động ổn định hai triều nhưng có điều chỉnh chỉ
tiêu lơ lửng trong công thức đó.
Do thủy triều lên xuống có tính chu kỳ, trong thời kỳ triều dâng, hàm lượng
bùn cát sẽ tăng lên tương ứng với sự tăng lên của lưu tốc dòng triều và lại giảm dần
khi dòng triều rút. Những bùn cát hạt mịn cũng luôn ở trạng thái xen kẽ giữa chìm
lắng và khởi động không ngừng. Hiện tượng lệch pha chuyển động giữa bùn cát
dòng chảy gọi là chênh lệch thời điểm chìm lắng.
Vị trí và hàm lượng bùn cát phụ thuộc vào điều kiện dòng chảy và bùn cát từ
sông và từ biển. Vào mùa lũ, vùng có hàm lượng bùn cát cao dịch xuống hạ lưu,

mùa khô thì ngược lại. Chênh lệch triều lớn sẽ làm cho vị trí đó lệch về hạ lưu,
chênh lệch triều nhỏ sẽ đẩy nó dịch lên thượng lưu. Mùa lũ, bùn cát từng thượng lưu

15
về nhiều, đồng thời do tác dụng dòng dị trọng nêm mặn mạnh, bùn cát vùng đáy dễ
tập trung, cho nên về mùa lũ hàm lượng bùn cát cao rõ rệt hơn mùa khô. Số liệu
thực đo chứng tỏ rằng, sự tồn tại vùng hàm lượng bùn cát cao, ảnh hưởng trực tiếp
đến sự bồi lắng của lòng sông.

1.1.9.4 Chuyển động của bùn cát lơ lửng vùng cửa sông dưới tác dụng của sóng
Đối với dòng chảy có sóng, năng lượng của sóng có chiều cao là H trên một
diện tích lan truyền về phía trước trong một đơn vị thời gian:
(1.11)
Trong đó:
– tốc độ lan truyền của hệ sóng, đối với sóng biên độ nhỏ
trong vùng nước cạn,

Nếu không xét đến tổn thất năng lượng do sóng vỡ, thì công mà dòng chảy
sản sinh ra trên một đơn vị diện tích lòng dẫn để làm bùn cát chuyển động là:
(1.12)
Suất chuyển cát đáy (đáy và lơ lửng) trên một đơn vị rộng dưới tác dụng của
sóng, không xét đến hướng sóng khác hướng dòng chảy:
(1.13)
Trong đó:
(1.14)
, – hiệu suất bùn cáy lơ lửng và tải bùn cát đáy của dòng nước;
- góc giữa phương truyền sóng và phương dòng chảy;
– lưu tốc dòng chảy; (cmsP
-1
P);

1.1.10 Điều kiện địa hình, địa chất
Dọc theo bờ biển Việt Nam là các thành tạo trầm tích trẻ Haloxen đệ tứ,
nguồn gốc trầm tích biển và sông – biển hỗn hợp, thành phần trầm tích hạt vụn với

16
ưu thế là nhóm sét – cát – bụi, đất có kiến trúc sét – bụi, cát – bụi, cấu tạo phân lớp.
Do ảnh hưởng của hệ bồi tích sông biển tại vùng bờ biển hình thành tầng bồi tích
hạt thô tích tụ khá dày dưới dạng cồn cát, đụ cát và bãi cát mỏng ven bờ, kéo dài
liên tục.
Hoạt động của sóng và gió biển đã ảnh hưởng trực tiếp vào quá trình trầm
tích làm thay đổi thành phần, tính chất, sự phân bố và thế nằm của các lớp đất dẫn
đến tính chất, độ bền, trạng thái của các lớp đất chưa ổn định, mức độ nén chặt còn
thấp, nhất là những lớp đất vùng cửa sông.
Theo tài liệu thu thập được ở các tỉnh ven biển miền Bắc, thì địa chất vùng
cửa sông chủ yếu là cát mịn pha đất thịt hoặc sét, thành phần hạt chủ yếu là cát dễ
thoát nước nhưng dễ bị bào xói, hiện tượng cát chảy, hóa lỏng khi gặp nước dâng.
Đó là các dạng lớp phù sa bồi của các cửa sông dâng lên thành bãi. Đường kính hạt
thay đổi khoảng (0.01÷0.02)mm, góc nội ma sát φ = (5÷25)
P
0
P, lực dính C =
(0.03÷0.5)kg/cm
P
2
P, trọng lượng thể tích γ = (1.1÷1.9)kg/cmP
3
P. Sức chịu kéo, chịu nén
yếu, độ ngậm nước lớn, dễ bị tác động phá hoại của sóng và dòng ven bờ, lún lớn và
kéo dài, độ ổn định thấp.
Vùng ven biển miền Nam có địa hình khá phức tạp, là nơi tương tác giữa đất

liền với biển, thể hiện tác động qua lại đất, nước, gió bão, thủy triều, cùng sự ảnh
hưởng của hệ thống sông ngòi dày đặc, đặc biệt là sông Mê Kông và các cửa sông
chính.
Dải đất ven biển là một vùng bồi tích bằng phẳng với nhiều mảnh trũng có
cao độ phổ biến (0.5÷1.0)m, có nhiều bãi bồi.
Khu vực này là một dải hẹp gồm các bãi cát, đụn cát, cồn cát chạy liên tục từ
cửa sông Sài Gòn dọc theo bờ biển Đông và bờ biển Tây kéo tới tận Hà Tiên, càng
về sát biển lớp cát càng dày, càng vào sâu trong đất liền lớp cát càng vạt nhọn. Các
hình trụ hố khoan có độ sâu đạt đến 40m cho biết các lớp cát hạt mịn kém chặt dễ
biến thành dạng cát chảy hoặc bùn cát khi có các động lực cơ học, thường có độ dày
(8÷10)m, dưới là tầng sét mùn dày khoảng (15÷160)m, dưới cùng là tầng sét dẻo
cứng. Tầng bồi tích trẻ ở đây có chiều sâu trên 50m. Móng công trình thường nằm
trên các lớp cát mịn - bùn sét kém chặt có chứa nhiều muối hoà tan, lớp này có

17
chiều dày thay đổi và nằm trên tầng sét bùn không ổn định. Để công trình ổn định
cần phải xử lý nâng cao sức chịu tải của lớp này hoặc truyền tải xuống nền đất sét
cứng nằm sâu bên dưới.
Kết quả nghiên cứu của Tổng cục địa chất cho rằng cấu trúc ĐBSCL có dạng
bồn trũng theo hướng Đông Bắc – Tây Nam mà trung tâm bồn trũng có thể là vùng
kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, khu vực này móng đá sâu tới 900m (tài liệu hố
khoan CL1 của Tổng cục Dầu Khí). Phủ trên móng đá là tập hợp các thành tạo bở
rời có tuổi từ Neogen đến đệ tứ, trên cùng là tầng trầm tích trẻ (trầm tích Holoxen)
có tuổi khoảng 15.000 năm có chiều sâu lên tới 110m, đây cũng chính là tầng đất
yếu trên mặt, loại đập đang nghiên cứu cũng được đặt trên tầng đất yếu này.
1.1.10 1 Tầng bồi tích trẻ (hay gọi là trầm tích Holoxen Q
R
IV
R)
 Bậc Holoxen dưới Q

R
IV1-2
R gồm cát màu vàng và xám tro, chứa sỏi nhỏ cũng
kết vón sắt, phủ lên tầng đất sét loang lổ pleixtoxen, chiều dày đạt tới 12m.
 Bậc Holoxen giữa QIV2 gồm bùn sét màu xám, sét xám xanh và xám
vàng, chiều dày từ 10m đến70m.
 Bậc Holoxen trên QIV3 gồm tầng trầm tích khác nhau về điều kiện tạo
thành, thành phần vật chất, tuổi và điều kiện phân bố:
+ Tầng trầm tích biển, sông biển hỗn hợp và sinh vật mQ
R
IV3
R, mabQR
IV3
R gồm cát
hạt mịn, bùn sét hữu cơ.
+ Trầm tích sinh vật, đầm lầy ven biển bamQ
R
IV3
R gồm bùn sét hữu cơ, than bùn.
+ Tầng trầm tích sông hồ hỗn hợp và sinh vật ambQ
R
IV3
R gồm bùn sét hữu cơ.
+ Tầng bồi tích aQ
R
IV3
R gồm sét, á sét chảy, bùn á sét hoặc bùn sét hữu cơ.
1.1.10.2 Tầng bồi tích cổ hay gọi là trầm tích Pleixtoxen
Tại khu vực ĐBSCL, tầng trầm tích này gồm (3 ÷ 5) tập hạt mịn xen kẹp với
(3 ÷ 5) tập hạt thô, mỗi tập tương ứng với pleixtoxen trên, giữa và dưới. Mỗi tập hạt

mịn có chiều dày từ (1 ÷ 2) m đến (40 ÷ 50) m, các tập hạt thô được đặc trưng bằng
bề dày thay đổi từ (4 ÷ 85) m.
- Phân bố đất yếu theo mặt bằng