Luận văn tốt nghiệp Thiết kế kỹ thuật và thi công kè bảo vệ bờ sông Cân Thơ đoạn từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu theo 2 phương án

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

CỘNG HÕA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN KT&QL TÀI NGUYÊN NƢỚC

-----oOo-----

------------------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN NHẬT LAI
NGÀNH: THỦY ĐIỆN – THỦY LỢI – CẤP THOÁT NƢỚC
1. Đầu đề luận văn:

MSSV: 81001642
LỚP: XD07BTL1

THIẾT KẾ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG CẦN THƠ
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
Thiết kế kỹ thuật và thi công kè bảo vệ bờ sông Cân Thơ đoạn từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu theo 2
phƣơng án.
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn : 27/01/2016
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/06/2016
5. Họ và tên ngƣời hƣớng dẫn:
Phần hƣớng dẫn
TS. VÕ THỊ TUYẾT GIANG
100%
Nội dung và yêu cầu LVTN đã đƣợc thông qua Bộ môn.

TP.HCM, ngày … tháng 06 năm 2016
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS NGUYỄN THỐNG

NGƢỜI HƢỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. VÕ THỊ TUYẾT GIANG

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Ngƣời duyệt (chấm sơ bộ): .................................................................
Đơn vị: ................................................................................................
Ngày bảo vệ: .......................................................................................
Điểm tổng kết: .....................................................................................
Nơi lƣu trữ luận án: ..............................................................................

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN


..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng 06 năm 2016
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng 06 năm 2016
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

3

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................................... 1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ................................................................ 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.................................................................... 3
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 4
DANH MỤC HÌNH............................................................................................................. 7
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... 9
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................... 11
CHƢƠNG I - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÔNG TRÌNH ............................................. 12
I. Giới thiệu chung về sông Cần Thơ ................................................................................ 12
II. Thực trạng, yêu cầu xây dựng bờ kè gia cố bờ bảo vệ bờ biển .................................... 13
III. Nhiệm vụ của đề tài luận văn ...................................................................................... 13
CHƢƠNG II - CÁC TÀI LIỆU LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ ............................................... 14
I. Tài Liệu địa hình, địa chất.............................................................................................. 14
1. Đặc điểm địa hình tự nhiên của khu vực ....................................................................... 14
2. Đặc điểm địa chất của khu vực ...................................................................................... 14
II. Tài liệu khí tƣợng thủy văn ........................................................................................... 16
1. Gió ................................................................................................................................. 16
2. Chế độ mƣa .................................................................................................................... 16
3. Thủy hải văn .................................................................................................................. 17
III. Phân tích điều kiện tự nhiên, đề xuất phƣơng án thiết kế kè ....................................... 17
1. Phân tích điều kiện tự nhiên .......................................................................................... 17
2. Đề xuất phƣơng án thiết kế kè ....................................................................................... 17
CHƢƠNG III - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƢƠNG ÁN 1 .............................................. 19
I. Sơ bộ về phƣơng án ........................................................................................................ 19
1. Tổng quan về công trình ................................................................................................ 19
2. Phân cấp công trình ....................................................................................................... 20
II. Số liệu tính toán ............................................................................................................ 20
1. Số liệu tự nhiên .............................................................................................................. 20

2. Hệ số vƣợt tải................................................................................................................. 21
3. Vật liệu xây dựng .......................................................................................................... 21
III. Thiết kế chi tiết tƣờng chắn ......................................................................................... 22
1. Lựa chọn kích thƣớc sơ bộ ............................................................................................ 22
2. Các lực tác động lên tƣờng chắn ................................................................................... 22
3. Các trƣờng hợp tính toán ............................................................................................... 24
4. Kiểm tra ổn định tƣờng chắn ......................................................................................... 31
5. Xử lý nền móng bằng cọc Bê Tông cốt thép ................................................................. 42
6. Kiểm tra ổn định công trình bằng phần mềm Plaxis. .................................................... 58
7. Tính toán kết cấu tƣờng chắn ........................................................................................ 70
IV. Tính toán chi tiết mái taluy ......................................................................................... 79
NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

4


1. Sơ bộ về công trình mái taluy ........................................................................................ 79
2. Tính toán chi tiết mái taluy ............................................................................................ 79
V. Tính toán chân kè.......................................................................................................... 90
1. Sơ bộ về chân kè ............................................................................................................ 90
2. Các lực tác động lên chân kè (tính trên 1m chiều dài) .................................................. 91
3. Kiểm tra ổn định ............................................................................................................ 92
4. Tính toán kết cấu tƣờng chân kè.................................................................................... 94
5. Tính toán đƣờng kính đá gia cố ..................................................................................... 97
VI. Thiết kế các bộ phận phụ............................................................................................. 98
1. Lan can bảo vệ ............................................................................................................... 98
2. Vỉa hè ............................................................................................................................. 99
3. Bậc thang lên xuống ...................................................................................................... 99
4. Bộ phận thoát nƣớc ...................................................................................................... 100
CHƢƠNG IV - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƢƠNG ÁN 2 ............................................ 102

I. Sơ bộ về phƣơng án ...................................................................................................... 102
1. Tổng quan về tƣờng chắn có cốt.................................................................................. 102
2. Các loại cốt thƣờng sử dụng ở các nƣớc trên thế giới ................................................. 102
3. Ƣu điểm của tƣờng chắn có cốt ................................................................................... 103
4. Nguyên lý đất có cốt .................................................................................................... 103
II. Tính toán chi tiết tƣờng chắn có cốt bằng vải địa kỹ thuật ......................................... 106
1. Yêu cầu thiết kế ........................................................................................................... 106
2. Số liệu tính toán ........................................................................................................... 106
3. Lựa chọn kích thƣớc sơ bộ .......................................................................................... 107
4. Các lực tác động lên tƣờng chắn ................................................................................. 108
5. Tinh toán chiều dài các lớp cốt .................................................................................... 109
6. Kiểm tra ổn định công trình ......................................................................................... 111
7. Kiểm tra ổn định công trình bằng phần mềm Geo–Slope ........................................... 114
III. Thiết kế các công trình phụ ....................................................................................... 119
1. Dầm chân kè, dầm đỉnh kè. ......................................................................................... 119
2. Tƣờng xây bằng gạch Block ........................................................................................ 119
3. Lan can bảo vệ ............................................................................................................. 121
4. Bộ phận thoát nƣớc ...................................................................................................... 122
5. Vỉa hè ........................................................................................................................... 122
CHƢƠNG V - THIẾT KẾ THI CÔNG ........................................................................... 123
I. Khái quát chung ........................................................................................................... 123
1. Đặc điểm công trình và yêu cầu thi công xây dựng .................................................... 123
2. Công tác đê quây phục vụ thi công ............................................................................. 123
3. Mặt bằng thi công ........................................................................................................ 125
4. Điện nƣớc thi công và sinh hoạt .................................................................................. 126
II. Biện pháp thi công phƣơng án 1 – Tƣờng chắn bê tông kết hợp mái taluy ................ 126
1. Công tác đê quây hố móng .......................................................................................... 126
LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

5

2. Công tác đào móng tƣờng chắn, móng chân kè và bạt mái taluy ................................ 126
3. Thi công xây dựng chân kè.......................................................................................... 127
4. Thi công xây dựng tƣờng chắn. ................................................................................... 127
5. Thi công đắp tƣờng kè ................................................................................................. 128
6. Thi công mái taluy ....................................................................................................... 129
7. Tháo dỡ đê quây .......................................................................................................... 129
8. Thi công rọ đá .............................................................................................................. 129
9. Công tác hoàn thiện công trình. ................................................................................... 130
III. Biện pháp thi công phƣơng án 2 – Tƣờng chắn có cốt .............................................. 130
1. Thi công đê quây hố móng .......................................................................................... 130
2. Đào đất ......................................................................................................................... 130
3. Thi công phần nền móng ............................................................................................. 130
4. Thi công thân tƣờng chắn ............................................................................................ 131
5. Hoàn thiện công trình .................................................................................................. 131
IV. Yêu cầu về chất lƣợng vật liệu xây dựng .................................................................. 131
1. Cát ................................................................................................................................ 131
2. Thép ............................................................................................................................. 132
3. Xi măng ....................................................................................................................... 132
4. Đá hộc .......................................................................................................................... 132
5. Đá dăm ......................................................................................................................... 132
6. Vải địa kỹ thuật............................................................................................................ 133
7. Rọ đá ............................................................................................................................ 134
8. Gạch Block .................................................................................................................. 135
NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN ......................................................................................... 137
1. Ƣu điểm và khuyết điểm của tƣờng phƣơng án: ......................................................... 137
2. Kết luận........................................................................................................................ 137
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 138

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

6


DANH MỤC HÌNH
Hình 1 – Sông Cần Thơ ..................................................................................................... 12
Hình 2 – Vị trí công trình .................................................................................................. 13
Hình 3 – Bình đồ của khu vực ........................................................................................... 14
Hình 4 – Mặt cắt địa chất tuyến P1 ................................................................................... 16
Hình 5 – Phƣơng án 1 ........................................................................................................ 18
Hình 6 – Phƣơng án 2 ........................................................................................................ 18
Hình 7 – Mặt cắt địa hình bờ bên trái ................................................................................ 19
Hình 8 – Sơ bộ công trình.................................................................................................. 19
Hình 9 – Kích thƣớc sơ bộ tƣờng chắn.............................................................................. 22
Hình 10 – Áp lực đất .............................................................................................................
Hình 11 – Áp lực thủy tĩnh ....................................................................................................
Hình 12 – Áp lực đẩy nổi ......................................................................................................
Hình 13 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn trong trƣờng hợp 1 ......................... 25
Hình 14 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn trong trƣờng hợp 2 ......................... 27
Hình 15 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn trong trƣờng hợp 3 ......................... 28
Hình 16 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn trong trƣờng hợp 4 ......................... 29
Hình 17 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn trong trƣờng hợp 5 ......................... 30
Hình 18 – Các tác dụng chống lật và gây lật lên tƣờng chắn ............................................ 31
Hình 19 – Các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn.................................................................. 37
Hình 20 – Bố trí cọc .......................................................................................................... 45
Hình 21 – Chuyển vị ngang ............................................................................................... 65
Hình 22 – Chuyển vị đứng ................................................................................................ 65
Hình 23 – Momen tác dụng lên cọc................................................................................... 66
Hình 24 – Bảng thống kê tƣờng đứng ............................................................................... 66

Hình 25 – Biểu đồ lực cắt tác dụng lên tƣờng đứng .......................................................... 67
Hình 26 – Momen tác dụng lên tƣờng đứng...................................................................... 67
Hình 27 – Thống kê nội lực bản đáy Lực Cắt bản đáy...................................................... 68
Hình 28 – Lực cắt bản đáy................................................................................................. 68
Hình 29 – Biểu đồ Momen bản đáy................................................................................... 69
Hình 30 – Sơ đồ lực tác dụng lên tƣờng chắn trong trƣờng hợp nguy hiểm ..................... 70
Hình 31 – Kết quả SAP2000 nội lực tƣờng đứng ............................................................. 71
Hình 32 – Sơ đồ lực tác dụng lên bản đáy......................................................................... 74
Hình 33 – Kết quả chạy SAP2000 nội lực bản đáy ........................................................... 74
LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

7


Hình 34 – Bố trí cốt thép tƣờng chắn ................................................................................ 78
Hình 35– Cấu tạo mái taluy ............................................................................................... 89
Hình 36 – Kết cấu chân kè ................................................................................................ 96
Hình 37 – Chi tiết trụ lan can ............................................................................................ 98
Hình 38 – Chi tiết hệ thống thanh lan can bảo vệ ............................................................. 98
Hình 39 – Chi tiết bồn hoa................................................................................................. 99
Hình 40 – Bậc thang lên xuống ....................................................................................... 100
Hình 41 – Chi tiết bờ bo .................................................................................................. 100
Hình 42 – Chi tiết bộ phận thoát nƣớc ............................................................................ 101
Hình 43 – Tổng quan công trình tƣờng chắn có cốt ........................................................ 106
Hình 44 – Kích thƣớc sơ bộ tƣờng chắn có cốt ............................................................... 107
Hình 45 – Các áp lực tác dụng lên tƣờng chắn................................................................ 108
Hình 46 – Các lực gây lật và chống lật tác dụng lên tƣờng chắn .................................... 113
Hình 47 – Kết cấu dầm chân kè ....................................................................................... 119
Hình 48 – Kết cấu dầm đỉnh kè ....................................................................................... 119
Hình 49 – Hình dáng gạch Block .................................................................................... 119

Hình 50 – Chi tiết gạch Block ......................................................................................... 120
Hình 51 – Quy cách xây tƣờng gạch Block..................................................................... 120
Hình 52 – Chi tiết trụ lan can .......................................................................................... 121
Hình 53 – Kết cấu trụ lan can liên kết với dầm đỉnh kè .................................................. 121
Hình 54 – Đê quây hố móng............................................................................................ 124
Hình 55 – Tầm hoạt động của máy xúc bánh xích Hitachi ............................................. 125
Hình 56 – Công tác đê quây hố móng ............................................................................. 126
Hình 57 – Công tác đào đất ............................................................................................. 127
Hình 58 – Thi công cọc bê tông ...................................................................................... 128
Hình 59 – Thi công đắp tƣờng kè .................................................................................... 129
Hình 60 – Thi công đào đất ............................................................................................. 130
Hình 61 – Thi công thân tƣờng chắn có cốt .................................................................... 131
Hình 62 – Lƣới tấm bao gồm dây viền và dây đan ......................................................... 135
Hình 63 – Hình dáng gạch Block .................................................................................... 135
Hình 64 – Chi tiết gạch Block ......................................................................................... 135
Hình 65 – Quy cách xây tƣờng gạch Block..................................................................... 136

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

8


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 – Thống kê địa chất khu vực ................................................................................. 15
Bảng 2 – Số liệu địa chất để tính toán tƣờng chắn ............................................................ 20
Bảng 3 – Hệ số vƣợt tải ..................................................................................................... 21
Bảng 4 – Cấp độ bề chịu nén của bê tông ......................................................................... 21
Bảng 5 – Cƣờng độ của cốt thép ....................................................................................... 21
Bảng 6 – Momen chống lật trong trƣờng hợp 1 ................................................................ 32
Bảng 7 – Momen gây lật trong trƣờng hợp 1 .................................................................... 32

Bảng 8 – Momen chống lật trong trƣờng hợp 2 ................................................................ 33
Bảng 9 – Momen gây lật trong trƣờng hợp 2 .................................................................... 33
Bảng 10 – Momen chống lật trong trƣờng hợp 3 .............................................................. 34
Bảng 11 – Momen gây lật trong trƣờng hợp 3 .................................................................. 34
Bảng 12 – Momen chống lật trong trƣờng hợp 4 .............................................................. 35
Bảng 13 – Momen gây lật trong trƣờng hợp 4 .................................................................. 35
Bảng 14 – Momen chống lật trong trƣờng hợp 5 .............................................................. 36
Bảng 15 – Momen gây lật trong trƣờng hợp 5 .................................................................. 36
Bảng 16 – Tính toán moment tại đáy móng ...................................................................... 38
Bảng 17 – Ứng suất đáy móng trong trƣờng hợp 1 ........................................................... 38
Bảng 18 – Tính toán moment tại đáy móng theo trƣờng hợp 2 ........................................ 38
Bảng 19 – Ứng suất đáy móng trong trƣờng hợp 2 ........................................................... 38
Bảng 20 – Tính toán moment tại đáy móng theo trƣờng hợp 3 ........................................ 39
Bảng 21 – Ứng suất đáy móng trong trƣờng hợp 3 ........................................................... 39
Bảng 22 – Tính toán moment tại đáy móng theo trƣờng hợp 4 ........................................ 39
Bảng 23 – Ứng suất đáy móng trong trƣờng hợp 4 ........................................................... 39
Bảng 24 – Tính toán moment tại đáy móng theo trƣờng hợp 5 ........................................ 40
Bảng 25 – Ứng suất đáy móng trong trƣờng hợp 5 ........................................................... 40
Bảng 26 – Tính toán fsili .................................................................................................... 43
Bảng 27 – Tính toán ứng suất hữu hiệu............................................................................. 44
Bảng 28 – Tính toán thành phần ma sát hông ................................................................... 44
Bảng 29 – Bảng tính góc ma sát trong trung bình. ............................................................ 46
Bảng 30 – Xác định trọng lƣợng móng khối quy ƣớc ....................................................... 47
Bảng 31 – Sơ bộ kích thƣớc chân kè ................................................................................. 90
Bảng 32 – Tổng momen chống lật chân kè ....................................................................... 92
Bảng 33 – Bảng hệ số tƣơng tác ...................................................................................... 110
LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

9

Bảng 34 – Kết quả tính toán chiều dài cốt ...................................................................... 110
Bảng 35 – Kết quả tính toán tụt neo ................................................................................ 111
Bảng 36 – Tổng hợp các lực gây lật ................................................................................ 113
Bảng 37 – Tổng hợp các lực chống lật ............................................................................ 113
Bảng 38 – Tính năng kỹ thuật chính của vải địa kỹ thuật Polyfield TS60 ...................... 133
Bảng 39 – Tính năng kỹ thuật chính của vải địa kỹ thuật Polyfield TS70 ...................... 134

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

10


LỜI NÓI ĐẦU
Sau 5 năm học tập tại trƣờng ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, sinh viên phải hoàn thành
tất cả các môn học của chƣơng trình đào tạo và cuối cùng phải hoàn thành môn học Luận Văn
Tốt Nghiệp mới có thể trở thành một ngƣời kỹ sƣ xây dựng công trình thủy lợi.
Môn học luận văn tốt nghiệp là điều kiện bắt buộc để sinh viên tổng hợp kiến thức của
mình để thiết kế công trình thực tế, cụ thể.
Để có thể hoàn thành đƣợc bài Luận văn tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn sự
hƣớng dẫn tận tình của cô Võ Thị Tuyết Giang cũng nhƣ các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật
Tài Nguyên Nƣớc và các giảng viên trong trƣờng Đại Học Bách Khoa TP.HCM đã truyền dạy
cho em các kiến thức khoa học rất quan trọng làm cơ sở nền tảng kiến thức để em thực hiện
luận văn này.
Em xin hứa là sau khi ra trƣờng em sẽ cố gắng trở thành một ngƣời kỹ sƣ – một ngƣời
công dân có ích cho xã hội, và sẽ giúp đỡ những ngƣời khó khăn hơn mình nếu nhƣ em có thể
giúp đƣợc.
Luận văn tốt nghiệp này có rất nhiều nội dung cũng nhƣ rất nhiều kiến thức chuyên sâu,
bản thân em cũng còn ít kinh nghiệm thực tiễn, do đó chắc chắn sẽ có sai sót không mong
muốn. Mong các Thầy, Cô cũng nhƣ các bạn đọc phê bình để em rút đƣợc kinh nghiệm sau

này đi làm trong các công trình thực tế.
TP Hồ Chí Minh 2/06/2016
SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Nhật Lai

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

11


CHƢƠNG I - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÔNG TRÌNH

I. Giới thiệu chung về sông Cần Thơ
Cần Thơ là thành phố lớn, hiện đại và phát triển nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, nằm
bên hữu ngạn của sông Hậu, thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, Ngày 24 tháng 6 năm
2009, thành phố Cần Thơ chính thức đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ ra quyết định công nhận là đô
thị loại 1 của Việt Nam thuộc vùng kinh tế trọng điểm của vùng đồng bằng sông Cửu Long và
là vùng kinh tế trọng điểm thứ tƣ của Việt Nam, Cần Thơ là một đô thị sầm uất, với hệ thống
giao thông chằn chịt, có nhiều cửa ngõ, diện mạo đô thị đậm sắc, văn minh, hiện đại. Thành
phố Cần Thơ nằm ở vùng hạ lƣu của Sông Mê Kông và ở vị trí trung tâm đồng bằng châu thổ
Sông Cửu Long, nằm cách thành phố Hồ Chí Minh 169 km, cách thành phố Cà Mau hơn
150 km, cách thành phố Rạch Giá gần 120 km, cách biển khoảng hơn 80 km theo đƣờng nam
sông Hậu. Thành phố Cần Thơ nằm toàn bộ trên đất có nguồn gốc phù sa sông Mê Kông bồi
đắp và đƣợc bồi lắng thƣờng xuyên qua nguồn nƣớc có phù sa của dòng sông Hậu, Địa chất
trong thành phố đƣợc hình thành chủ yếu qua quá trình bồi lắng trầm tích biển và phù sa của
sông Cửu Long.
Thành phố Cần Thơ có Sông Hậu chảy qua với tổng chiều dài là 65 km, trong đó đoạn
qua Cần Thơ có chiều rộng khoảng 1,6 km. Tổng lƣợng phù sa của sông Hậu là 35 triệu
m3/năm, Tại Cần Thơ, lƣu lƣợng cực đại đạt mức 40 000 m3/s. Mùa cạn từ tháng 1 đến tháng

6, thấp nhất là vào tháng 3 và tháng 4. Lƣu lƣợng nƣớc trên sông tại Cần Thơ chỉ còn 2 000
m3/s, Mực nƣớc sông lúc này chỉ cao hơn 48 cm so với mực nƣớc biển,
Sông Cần Thơ bắt nguồn từ khu vực nội đồng tây sông Hậu, đi qua các quận Ô môn,
huyện Phong Điền, quận Cái Răng, quận Ninh Kiều và đổ ra sông Hậu tại bến Ninh Kiều.
Sông Cần Thơ có nƣớc ngọt quanh năm, vừa có tác dụng tƣới nƣớc trong mùa cạn, vừa có tác
dụng tiêu úng trong mùa lũ và có ý nghĩa lớn về giao thông.

Hình 1 – Sông Cần Thơ

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

12


II. Thực trạng, yêu cầu xây dựng bờ kè gia cố bờ bảo vệ bờ biển
Theo nhận định của Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai – Tìm kiến cứu nạn quận Ninh
Kiều, những năm gần đây, tình hình thời tiết, khí tƣợng thủy văn diễn biến bất thƣờng và ngày
càng phức tạp, hiện tƣợng biến đổi khí hậu toàn cầu tác động đến nƣớc ta nói chung và TP Cần
Thơ nói riêng. Các loại thiên tai nhƣ: Mƣa, bão, triều cƣờng, lốc xoáy, lũ... thƣờng diễn biến
phức tạp, gây hậu quả ngày càng nghiêm trọng, khó lƣờng. Mƣa lớn kèm theo lốc xoáy là một
trong những loại thiên tai xuất hiện trên địa bàn quận Ninh Kiều.
Những năm qua, quận Ninh Kiều còn chịu ảnh hƣởng nặng nề do triều cƣờng, với trên 40
tuyến đƣờng bị ngập sâu nhƣ: Đại lộ Hòa Bình, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Trần Văn Hoài, Nguyễn
Văn linh, Ung Văn Khiêm... gây ảnh hƣởng sinh hoạt, đi lại của ngƣời dân. Trên địa bàn quận
xuất hiện nhiều điểm sạt lở, đe dọa tính mạng, nhà cửa của ngƣời dân và các tuyến đƣờng giao
thông. Gần đây, thành phố đã triển khai thực hiện nhiều dự án chỉnh trang, phát triển đô thị,
trong đó có nhiều dự án xây dựng bờ kè góp phần hạn chế sạt lở bờ sông.

III. Nhiệm vụ của đề tài luận văn
Để đảm bảo hai bên bờ sông Cần Thơ đƣợc an toàn, ổn định và tạo không gian sạch đẹp,

thoáng mát, đồng thời cải thiện tình hình lấn chiếm bờ sông, UBND tỉnh Cần Thơ triển khai
làm bờ kè dọc hai bên bờ sông Cần Thơ. Nhiệm vụ của luận văn là thiết kế bờ kè gia cố dài
908m cho 2 đoạn bờ sông Cần Thơ:
+ Đoạn 1: Bắt đầu từ cầu Cái Sơn đến kè Chợ An Bình
+ Đoạn 2: Bắt đầu từ cầu Cái Răng đến rạch Đầu Sấu.

Hình 2 – Vị trí công trình

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

13


CHƢƠNG II - CÁC TÀI LIỆU LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ

I. Tài Liệu địa hình, địa chất
1. Đặc điểm địa hình tự nhiên của khu vực
Dọc bờ phải sông Cần Thơ có địa hình tƣơng đối thấp. Cao độ trung bình của các tuyến
đƣờng chạy dọc bờ sông khoảng +2m (hệ cao độ Hòn Dấu). Cao độ đáy sông có những vị trí
rất sâu, có nơi sâu đến –26m. Đƣờng bờ sông có sự biến đổi về cao độ rất lớn và không đồng
đều giữa các khu vực.
Đoạn bờ sông từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu, mái bờ sông rất dốc.
Đoạn thƣợng lƣu rạch Đầu Sấu đến kè Ban chỉ huy quân sự Thành phố Cần Thơ mái bờ
sông tƣơng đối thoải, hệ số mái dốc trung bình biến đổi từ m = 5÷10
Đoạn bờ sông từ kè Ninh Kiều đến giáp tuyến kè của Ban chỉ huy quân sự thành phố có
địa hình đƣờng bờ rất dốc, mái tự nhiên bờ sông m = 2÷5
2. Đặc điểm địa chất của khu vực

Hình 3 – Bình đồ của khu vực
Theo tài liệu địa chất dọc bờ sông Cần Thơ, của Viện khoa học thủy lợi miền Nam khảo

sát vào tháng 7 năm 2006.
Lớp 1: Bùn sét màu xám xanh, xám đen, xen kẹp lớp cát mỏng và đôi chỗ có lẫn thực vật
phân huỷ hoàn toàn.
Lớp 2: Sét màu xám nâu vàng, loang lỗ xám xanh, xám đen, trạng thái dẻo cứng đến nửa
cứng.
Lớp 3: Sét pha cát, màu vàng nâu, loang lỗ xám đen, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng.

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

14


Bảng 1 – Thống kê địa chất khu vực
Ký hiệu

Đơn vị

Lớp 1
Bùn sét

Lớp 2
Sét

Lớp 3
Sét pha

Hàm lượng hạt sạn

P%

%

0.00

0.00

0.00

Hàm lượng hạt cát

P%

%

19.4

11.0

37.4

Hàm lượng hạt bụi

P%

%

33.9

34.5

35.3

Hàm lượng hạt sét

P%

%

46.7

54.5

27.3

2. Độ ẩm tự nhiên:

W

%

62.26

31.75

27.90

Tiêu chuẩn

Wtc

g/cm3

1.581

1.840

1.905

Tính toán

WIItt

g/cm3

1.573

1.835

1.895

WItt

g/cm3

1.568

1.831

1.888

4. Dung trọng bão hoà:

bh

g/cm3

1.609

1.879

1.934

5. Dung trọng khô:

c

g/cm3

0.97

1.40

1.49

6. Tỉ trọng:



2.63

2.69

2.68

7. Độ rỗng:

n

63.0

48.2

44.4

8. Hệ số rỗng:

e

1.702

0.929

0.799

9. Độ bão hoà:

G

%

96.3

92.1

93.5

10. Giới hạn chảy

WL

%

48.27

47.51

32.84

11. Giới hạn dẻo

WP

%

29.69

25.14

20.12

12. Chỉ số dẻo

IP

%

18.58

22.37

12.72

13. Độ sệt:

B

1.75

0.29

0.61

Chỉ tiêu cơ lý
1. Thành phần hạt:

3. Dung trọng tự nhiên:

%

14. Góc ma sát trong:

Tiêu chuẩn

tc

độ

04o56’

14o28’

17o03’

Tính toán

IItt

độ

04o31’

14o04’

16o41’

Itt

độ

04o17’

13o50’

16o28’

Tiêu chuẩn

Ctc

kG/cm2

0.053

0.209

0.159

Tính toán

CIItt

kG/cm2

0.049

0.201

0.151

CItt

kG/cm2

0.047

0.196

0.147

aP1

cm2/kG

0.482

0.057

0.044

aP2

cm2/kG

0.372

0.045

0.033

aP3

cm2/kG

0.200

0.025

0.017

aP4

cm2/kG

0.108

0.013

0.010

aP5

cm2/kG

0.057

0.006

0.004

K

cm/s

9.79E–06

1.22E–06

1.65E–05

15. Lực dính:

16. Hệ số nén lún:

17. Hệ số thấm:

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

15


Hình 4 – Mặt cắt địa chất tuyến P1

II. Tài liệu khí tƣợng thủy văn
1. Gió
– Có 3 hƣớng gió thịnh hành trong năm:
+ Từ tháng 11 đến tháng 12 hƣớng gió thịnh hành, hƣớng Đông–Bắc, gây khô và lạnh.
+ Từ tháng 02 đến tháng 06 gió Đông–Nam thịnh hành, gây khô và nóng, nhiệt độ không
khí tăng, độ ẩm giảm.
+ Từ tháng 06 đến tháng 11 gió Tây–Nam thổi từ biển vào mang nhiều hơi nƣớc gây mƣa
nhiều và thƣờng có lốc xoáy, gây thiệt hại ở nhiều nơi trong thành phố Cần Thơ nhƣng mức độ
không lớn.

– Tốc độ gió trung bình: 1,8m/s
– Tốc độ gió mạnh nhất: 31m/s
2. Chế độ mưa
Chế độ mƣa phân bố theo mùa rõ rệt. Mùa mƣa bắt đầu từ tháng 05 và kết thúc vào cuối
tháng 11, chiếm 95% lƣợng mƣa cả năm. Mùa khô từ tháng 12 đến đầu tháng 05 năm sau,
lƣợng mƣa không đáng kể. Số ngày mƣa trung bình trong năm là 189 ngày.
– Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm:

1629mm

– Lƣợng mƣa năm lớn nhất:

2304mm

– Lƣợng mƣa năm nhỏ nhất:

1115mm

– Lƣợng mƣa ngày lớn nhất:

179,9mm

– Lƣợng mƣa liên tục một đợt lớn nhất:
NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

90.5mm
16


3. Thủy hải văn

Khu vực tuyến kè nằm trên sông Cần Thơ, chịu ảnh hƣởng lớn của triều biển Đông, thuộc
chế độ bán nhật triều không đều, một ngày thƣờng có 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống.
Biên độ thủy triều lớn nhất giao động trong khoảng từ 3.0 – 3.5m
Mực nƣớc cao thiết kế là:

H1%= +1.95m.

Mực nƣớc ứng với tần suất 95% là: H95% = – 0.80m.
Mực nƣớc ứng với tần suất 50% là: H50% = +0.52m (hệ cao độ Hòn Dấu)

III. Phân tích điều kiện tự nhiên, đề xuất phƣơng án thiết kế kè
1. Phân tích điều kiện tự nhiên
Phân tích bình đồ ta thấy địa hình bờ sông từ đoạn cầu Cái Sơn đến đoạn kè có sẵn và
đoạn từ gốc tim 800 đến cuối tuyến kè có địa hình tƣơng đối thoải hơn so với đoạn từ cầu Cái
răng đến gốc tim 800.
Hai đoạn ngã ba sông (sông Cần Thơ – Rạch Cái Sơn và Sông Cần Thơ – Rạch Đầu Sấu)
có sự thay đổi dòng chảy, tốc độ dòng chảy sẽ tăng làm cho 2 đoạn bờ này dễ bị sói lở.
Đoạn từ cầu Cái Răng đến gốc tim 800 bờ sông rất dốc, đoạn bờ này lại tƣơng đổn định.
2. Đề xuất phương án thiết kế kè
– Phương án 1: Kè bê tông
+ Tƣờng chắn bằng bê tông cốt thép
+ Mái taluy bằng bê tông đổ tại chỗ
+ Chân kè bằng bê tông cốt thép.

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

17


Hình 5 – Phương án 1

– Phương án 2: Sử dụng tƣờng chắn đất có cốt bằng vải địa kỹ thuật.

Hình 6 – Phương án 2

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

18


CHƢƠNG III - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƢƠNG ÁN 1

I. Sơ bộ về phƣơng án
1. Tổng quan về công trình
Mặt cắt địa chất phần bờ bên trái tại vị trí có lòng sông sâu nhất:

Hình 7 – Mặt cắt địa hình bờ bên trái
Từ vị trí địa hình, và cao trình mực nƣớc thiết kế là +1.95m ta đặt chân tƣờng chắn tại vị
trí cao trình +0, chọn chiều cao tƣờng là 2.5m. Sử dụng cát đầm chặt để san lấp trong quá trình
xây dựng.

Hình 8 – Sơ bộ công trình
- Chiều dài tuyến chỉnh trị là 908m cho 2 đoạn bờ sông Cần Thơ:
+ Đoạn 1: Bắt đầu từ cầu Cái Sơn đến kè Chợ An Bình
+ Đoạn 2: Bắt đầu từ cầu Cái Răng đến rạch Đầu Sấu.
- Công trình đƣợc chia làm 3 phần:
LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

19

+ Đỉnh kè: Đỉnh kè là dạng tƣờng chắn đất trọng lực bằng bê tông cốt thép, đƣợc xây
dựng trên nền cọc bằng bê tông cốt thép. Sau khi xây dựng, dùng cát để san lấp và đầm chặt.
Bên trên đỉnh kè có gắn lan can bằng thép để bảo hộ, nền đƣợc lát gạch để làm vỉa hè đi bộ, kết
hợp trồng cây xanh để tạo không gian vui chơi, giải trí cho ngƣời dân, đồng thời ngăn cả việc
sử dụng lấn chiếm bờ sông để xây dựng công trình dân dụng.
+ Thân kè: là mái taluy với mái dốc m = 2.5. Sử dụng cát để san lấp tạo mặt bằng, sau đó
lót lớp vải địa kỹ thuật để ngăn cản dòng thấm mang đất cát ra sông đồng thời gia tăng độ bền
cho nền. Sau lớp vải địa kỹ thuật lóp một lớp đá dăm sau đó đổ bê tông tại chỗ để làm lớp bảo
vệ ngoài cùng.
+ Chân khay: đƣợc thiết kế tƣơng tự dạng tƣờng chắn nhỏ, đƣợc nối liền với phần thân
kè. Sử dụng rọ đá để gia cố phần chân khay.
2. Phân cấp công trình
Công trình đƣợc đặt trên nền đất bùn sét, thuộc vào nhóm đết nền B, chiều cao toàn bộ
công trình H < 8m, do đó công trình thuộc cấp IV .
(Theo QCVN 04–05: 2011/BNNPTNT)

II. Số liệu tính toán
1. Số liệu tự nhiên
Bảng 2 – Số liệu địa chất để tính toán tường chắn
KÝ HIỆU

ĐƠN VỊ

Lớp 1: Bùn sét

Mực nƣớc thiết kế

MNTK

m

+1.95

Mực nƣớc thấp nhất

MNTN

m

–0.8

Trọng lƣợng riêng của nƣớc

n

T/m3

1

Dung trọng tự nhiên

1

T/m3

1.568

Dung trọng bão hoà

1bh

T/m3

1.609

Góc ma sát trong

1

độ

04o17’

Lực dính

C1

T/m2

0.47

Dung trọng

cát

T/m3

1.6

Góc ma sát trong

cat

độ

30

Lực dính

Ccat

T/m2

0

4. Trọng lƣợng riêng của Bê tông

bt

T/m3

2.5

5. Hoạt tải (xe đào trong thi công)

q

T/m2

2

SỐ LIỆU TỰ NHIÊN
1. Thủy văn

2. Đất nền

3. Đất đắp (cát)

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

20


2. Hệ số vượt tải
Bảng 3 – Hệ số vượt tải
STT

Chỉ tiêu

Ký hiệu

Hệ số

1

Trọng lƣợng bản thân

n1

1.2

2

Nƣớc sông

n2

1.2

3

Nƣớc ngầm

n3

1.2

4

Đất đắp

n4

1.2

5

Hoạt tải

n5

1.2

3. Vật liệu xây dựng
+ Bê tông:
Bảng 4 – Cấp độ bề chịu nén của bê tông
CẤP ĐỘ BỀN CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

B12,5

B15

B20

B25

B30

Cƣờng độ chịu nén (Rb)

75

85

115

145

170

Cƣờng độ chịu kéo (Rbt)

66

75

90

105

120

+ Thép:
Bảng 5 – Cường độ của cốt thép
NHÓM CỐT
THÉP

CƢỜNG ĐỘ (T/m2)

CI

Chịu kéo (Rs)
22500

Chịu nén (Rsc)
22500

Cốt dai (Rsw)
17500

CII

28000

28000

22500

Quá trình tính toán sẽ đƣợc tính trên 1m chiều dài công trình.

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

21


III. Thiết kế chi tiết tƣờng chắn
1. Lựa chọn kích thước sơ bộ

Hình 9 – Kích thước sơ bộ tường chắn
STT

BỘ PHẬN

KÍ HIỆU

KÍCH THƢỚC
(m)

1

Chiều cao tƣờng đứng

ht

2.25

2

Chiều dày tƣờng chắn

bt

0.25

3

Chiều dày bản đáy

bd

0.25

4

Chiều rộng phía bờ

db

1.5

5

Chiều rộng phía sông

ds

0.25

6

Chiều rộng bản đáy

B

2

7

Chiều cao tƣờng chắn

H

2.5

2. Các lực tác động lên tường chắn
2.1. Áp lực đất chủ động (theo Coulomb)
- Hệ số áp lực chủ động:

Ka 

cos 2 (   )

sin(  0 ).sin(   ) 
cos 2  .cos(0   ). 1 

cos(0   ).cos(    ) 


2

Trong đó:
α: Góc nghiêng lƣng tƣờng
: Góc ma sát trong của dất.
0: Góc ma sát giữa dất và tuờng
NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

22


: Góc nghiêng của mái đất sau tƣờng chắn
Theo nhƣ kết cấu tƣờng chắn đã chọn,
tƣờng thẳng đứng, lƣng tƣờng nhẵn, mặt đất đắp
nằm ngang thì α = 0 = β = 0
Khi đó công thức còn đơn giản là:



K a  tg 2 (450  )
2
Cƣờng độ áp lực đất chủ động là:

Pa  qo   i zi  Ka  2c K a
Trong đó:

Hình 10 – Áp lực đất

q0: Hoạt tải trên mặt đất
i: Trọng lƣợng riêng của lớp đất thứ i
C: lực dính của đất
Trị số áp lực chủ động tính cho 1m chiều dài:

Ea 

( Pa1  Pa2 )
 z  n4 T/m
2

Ea có điểm đặt lực cách đáy tƣờng chắn:

 2P
d

1
a

 Pa2 

P P
1
a

2
a



z
(m)
3

2.2. Áp lực thủy tĩnh
Cƣờng độ áp lực thủy tĩnh: Pn   n .H (T/m2)
Trị số áp lực thủy tĩnh: En 

1
Pn .H .n2 (T/m)
2

Điểm đặt áp lực cách đáy công trình một đoạn: z 

1
H (m)
3

Hình 11 – Áp lực thủy tĩnh

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

23

2.3. Áp lực đẩy nổi
Cƣờng độ áp lực đẩy nổi: Pdn   n .z (T/m2)
Trong đó z là khoảng cách từ đáy móng đến mực nƣớc
thấp nhất
Trị số Áp lực đẩy nổi: Edn  Pdn .B.n3 (T/m)
Điểm đặt lực là tâm bản đáy
2.4. Các lực đứng tác dụng lên tường chắn
- Trọng lực bản thân tƣờng chắn
+ Trọng lực tƣờng đứng
Pt  ht .bt . bt .n1 (T/m3)
+ Trọng lực bản đáy
Pd  B.bd . bt .n1 (T/m3)
- Trọng lƣợng đất đắp
Pdap  ht .db . cat .n4 (T/m3)

Hình 12 – Áp lực đẩy nổi

3. Các trường hợp tính toán
Ta sẽ chia thành 5 trƣờng hợp tính toán, xuyên suốt từ khi thi công công trình cho đến khi
công trình đi vào sử dụng bình thƣờng trong những trƣờng hợp nguy hiểm có thể xảy ra nhƣ
sau:
- Trƣờng hợp 1: Đang thi công tƣờng chắn, MNN = +1.5m, có tải trọng xe thi công (p =
1T/m), MNS = + 1.95m.
- Trƣờng hợp 2: Đang thi công tƣờng chắn, MNN = +1.5m, có tải trọng xe thi công (p =
1T/m), MNS = + 0m.
- Trƣờng hợp 3: Công trình đi vào sử dụng bình thƣờng, hoạt tải trên nền giảm (p =
0.1T/m), MNN = +1.5m, MNS = + 1.95m.
- Trƣờng hợp 4: Có mƣa lớn, hoạt tải trên nền (p = 0.1T/m), MNNmax, MNS = +1.95m.
- Trƣờng hợp 5: Có lũ, hoạt tải trên nền (p = 0.1T/m), MNNmax, MNSmax vƣợt qua đỉnh

tƣờng chắn.
3.1. Trường hợp 1: Đang thi công tường chắn, MNN = +1.5m, có tải trọng xe thi công
(p = 1T/m), MNS = + 1.95m.
Khi đó tƣờng chắn sẽ chịu tác động của các tải trọng:
- Áp lực ngang của đất
- Áp lực thủy tĩnh của nƣớc sông (MNS = +1.95m)
- Áp lực thủy tĩnh của nƣớc ngầm (MNN = +1.5m)
- Áp lực đẩy nổi
- Trọng lực bản thân, trọng lực đất đắp, nƣớc ngầm
- Hoạt tải (q = 1T/m)

NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642

24


Ta có sơ đồ lực tác dụng nhƣ sau:

Hình 13 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp 1
- Áp lực đất chủ động:
Hệ số áp lực chủ động:



300
K a  tg (45  )  tg (45 
)  0.333
2
2
2

0

2

0

Chọn hoạt tải trên mặt đất là q0 = 1T/m (trọng lƣợng xe thi công)
Cƣờng độ áp lực đất tại đỉnh tƣờng chắn (z = 0m) là:

Pa1  qo   i zi  Ka  2c Ka  1 0.333  2  0  0.333  0.333 (T/m)
Cƣờng độ áp lực đất tại chân tƣờng chắn (z = 2.3m) là:

Pa2   qo    i zi  K a  2c K a
 1  1.6  2.5   0.333  2  0  0.333  1.665(T / m)
Trị số áp lực chủ động:

( Pa1  Pa2 )
(0.333  1.665)
Ea 
 z  n4 
 2.5  1.2  3 T
2
2
Ea có điểm đặt lực cách đáy tƣờng chắn:

 2P
d

1

a

 Pa2 

P P
1
a

2
a

z  2  0.333  1.665 2.5
 

 0.97 (m)
3
0.333  1.665
3

LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ

25