Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách vật thoát nước đứng (PVD) để gia cường nền khi xây dựng đê biển trên nền đất yếu

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B

NÔNG NGHI P & PTNN

I H C TH Y L I

-----***----

NGUY N HOÀNG PHÚC

NGHIÊN C U NH H
NG KHO NG CÁCH V T THOÁT
N
C
NG (PVD)
GIA C
NG N N KHI XÂY D NG
Ê BI N TRÊN N N
TY U
Chuyên ngành

:

a k thu t xây d ng

Mã s

: 60580204

LU N V N TH C S

NG

IH

NG D N KHOA H C:
TS. HOÀNG VI T HÙNG

H Chính Minh – 2014


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B

NÔNG NGHI P & PTNN

I H C TH Y L I

-----***----

NGUY N HOÀNG PHÚC
NGHIÊN C U NH H
NG KHO NG CÁCH V T THOÁT
N
C
NG (PVD)
GIA C
NG N N KHI XÂY D NG
Ê BI N TRÊN N N
TY U

LU N V N TH C S

H Chính Minh – 2014


-1-

L IC M
hoàn thành ch
đ

cs h

N

ng trình cao h c và vi t lu n v n này, tôi đã nh n

ng d n, giúp đ và góp ý nhi t tình c a quý th y cô Tr

ng

i

h c Th y L i.
Tr

c h t, tôi xin chân thành c m n đ n quý th y cô Tr

ng

ih c

Th y L i, đ c bi t là nh ng th y, cô đã t n tình gi ng d y tôi trong su t th i
gian h c t p

Tr

ng.

Tôi xin g i l i bi t n sâu s c đ n Ti n s Hoàng Vi t Hùng đã dành r t
nhi u th i gian và tâm huy t h

ng d n nghiên c u và giúp tôi hoàn thành

lu n v n t t nghi p.

Nhân đây, tôi xin chân thành c m n Ban Giám hi u Tr

ng

ih c

Th y L i cùng quý th y cô Khoa Công trình đã t o đi u ki n cho tôi đi u tra
kh o sát đ có d li u vi t lu n v n.
M c dù tôi đã c g ng hoàn thi n lu n v n b ng c s nhi t tình và
n ng l c c a mình, tuy nhiên không th tránh kh i nh ng thi u sót, r t mong
nh n đ

c góp ý quý báu c a quí th y cô và các b n.
TP. H Chí Minh, tháng 12 n m 2014
H c viên cao h c

Nguy n Hoàng Phúc


-2-

L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan :
- Lu n v n này là s n ph m c a tôi
- S li u trong lu n v n đ

c đi u tra trung th c

- Tôi xin ch u trách nhi m v nghiên c u c a mình
TP. H Chí Minh, tháng 12 n m 2014

H c viên cao h c

Nguy n Hoàng Phúc


-3-

M CL C
L IC M

N ............................................................................................................1

L I CAM OAN ......................................................................................................2
M C L C ..................................................................................................................3
DANH SÁCH CÁC B NG .......................................................................................6
DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ
M

TH .................................................................6

U ....................................................................................................................8

1. Tính c p thi t c a đ tài ......................................................................................8
2. M c tiêu và nhi m v c a đ tài ..........................................................................9
3.

it

ng và ph m vi nghiên c u c a đ tài ......................................................9

4. N i dung nghiên c u c a đ tài .........................................................................10
5. Ph
CH

ng pháp nghiên c u ..................................................................................10
NG 1..............................................................................................................11

T NG QUAN V N N
T Y U C A Ê BI N VÀ CÁC GI I PHÁP X
LÝ N N ....................................................................................................................11
1.1 Gi i thi u chung ............................................................................................11
1.2 Các đi u ki n biên đ a k thu t trong tính toán thi t k đê bi n .................11
1.2.1 M đ u ......................................................................................................11
1.2.2 Nh ng khía c nh đ a k thu t liên quan đ n ch c n ng ch n gi n c c a
công trình ven bi n ............................................................................................13
1.2.3 c tr ng C h c đ t c b n trong thi t k công trình đ t ......................16
1.2.4 Phân tích nh h ng c a gia t ng áp l c n c l r ng d trong n n đ n s
n đ nh c a công trình .......................................................................................20
1.2.5 a ch t n n và đ t đ p đê bi n mi n Nam ..............................................21
1.3 Các gi i pháp x lý n n đê bi n .....................................................................28
1.4 V n đ ng d ng v t thoát n c đ ng (PVD) đ gia c ng n n khi xây
d ng công trình trên n n y u...............................................................................30
1.5 K t lu n ch
CH
C

ng 1 ..........................................................................................31

NG 2..............................................................................................................33
S

LÝ THUY T TÍNH TOÁN B C TH M ...............................................33

TRONG X

LÝ N N

T Y U ..........................................................................33


-4-

2.1 Các đ c tính c a b c th m (PVD) .................................................................33
2.2 Nguyên t c tính toán b c th m ......................................................................33
2.3 Thi công b c th m (c n c 22TCN 236-1997 ban hành theo Quy t đ nh s
1282/KHKT ngày 17/5/1997) ...............................................................................35
2.3.1 Gi i thi u ..................................................................................................35
2.3.2 Chu n b hi n tr ng ................................................................................36
2.3.3 Thi t b thi công ........................................................................................37
2.3.4. Quy trình thi công b c th m ....................................................................38
2.4 Các nhân t nh h ng đ n đ c k t c a đ t n n khi s d ng b c th m .42
2.4.1
ng kính b c th m đ n đ c k t đ t n n ............................................42
2.4.2 Kho ng cách b c th m đ n đ c k t đ t n n...........................................42
2.4.3 K t h p nh h ng c a s c kháng th m và vùng đ t b xáo tr n do c m
b c th m đ n đ c k t đ t n n ..........................................................................49
2.5 K t lu n ch
CH

ng 2 ..........................................................................................57

NG 3..............................................................................................................58

MÔ HÌNH HOÁ CÁC TR
3.1 Phân tích các tr

NG H P

NG D NG .........................................58

ng h p tính toán .............................................................58

3.2 Gi i thi u ph n m m tính toán-FoSSA (2.0) ...............................................58
3.3 Tính toán thi t k , mô ph ng bài toán b ng ph n m m FoSSA (2.0) ........61
3.3.1 Các yêu c u c n nghiên c u và ch tiêu đ t n n .......................................61
3.3.2 Tính toán xác đ nh nh h ng c a kho ng cách b c th m ng v i các
m c đ xáo tr n đ t. ..........................................................................................63
CH

NG 4..............................................................................................................77

NG D NG K T QU NGHIÊN C U V I Ê BI N H
NG MAI - CÀ
MAU ( O N T K94+786
N K95+850).........................................................77
4.1 Gi i thi u công trình đê bi n H ng Mai - Cà Mau ....................................77
4.1.1 V trí đ a lý ................................................................................................77
4.1.2 a ch t công trình....................................................................................78
4.1.3 Khí t ng th y v n ...................................................................................80
4.2 K t qu tính toán các tr ng h p ..................................................................81

4.2.1 ng d ng k t qu nghiên c u ...................................................................81
4.2.2 Tính toán ki m ch ng b ng tài li u h ng d n thi t k b c th m ...........82
4.2.3 Tính toán ki m tra b ng ph n m m FoSSA (2.0). ....................................83
4.3 Nh n xét k t qu tính ng d ng ....................................................................84
K t lu n ch

ng 4 ................................................................................................85


-5-

K T LU N-KI N NGH .......................................................................................86
I. Nh ng k t qu đ t đ

c c a lu n v n ...............................................................86

II. T n t i ...............................................................................................................86
III. Ki n ngh .........................................................................................................87
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................88
I. Ti ng Vi t ...........................................................................................................88
II. Ti ng Anh ..........................................................................................................89


-6-

DANH SÁCH CÁC B NG
B ng 1.1. Nh ng biên liên quan đ n k t c u đ a k thu t .............................. 15
B ng 1.2 Ch tiêu c lý chung c a l p đ t 2 khu v c B c Liêu ..................... 25
B ng 1.3 B ng tóm t t các ch tiêu c lý c a các l p đ a ch t ....................... 27
B ng 3.1 B ng t ng h p thông s đ t y u n n đ bi n

B ng 3.2 Các thông s

nh h

các đ a ph

ng ...... 62

ng s d ng trong nghiên c u ........................ 63

B ng 3.3 K t qu tính lún theo th i gian ........................................................ 64
B ng 3.4 B ng k t qu tính toán đ c k t theo th i gian .............................. 65
B ng 4.1 B ng tóm t t các ch tiêu c lý c a các l p đ a ch t ....................... 79
B ng 4.2 K t qu tính lún c a đê bi n Tây Cà Mau ....................................... 83
DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ
Hình 1.1

ng su t đ ng h

Hình 1.2

nh h

TH

ng ....................................................................... 17

ng c a t c đ t t ng t i đ n đ c k t và c

ng đ ............ 21

Hình 1.3 S đ ph

ng pháp hút chân không có màn kín.............................. 31

Hình 1.4 S đ ph

ng pháp hút chân không không có màn kín................... 31

Hình 2.1 Các hình th c b trí b c th m .......................................................... 34
Hình 2.2 Giá tr x p x c a vùng xáo tr n xung quanh lõi b c th m .............. 35
Hình 2.3 Quy trình l p ghép b c th m ............................................................ 40
Hình 2.4 Các hình th c b trí b c th m .......................................................... 40
Hình 2.5

ng kính t

ng đ

Hình 2.6 S c k t do thoát n

ng c a b c th m .......................................... 42
c theo ph

Hình 2.7 S đ làm vi c ng thoát n
nh h

ng đ ng và xuyên tâm .............. 45

c PV có xét s c kháng th m và vùng

ng ......................................................................................................... 47

Hình 2.8

ng kính t

ng đ

ng c a ng thoát n

Hình 2.9 Quan h gi a Fn và D/d w cho tr
Hình 2.10 Ví d đ

ng cong thi t k cho tr

c PV ........................... 48

ng h p lý t

ng ........................ 51

ng h p đ n gi n ..................... 52

Hình 2.11 H s xáo tr n (Fs) v i các thông s c b n .................................. 53


-7-

Hình 2.12

cl

Hình 2.13 Ví d

ng giá tr h s s c kháng th m F’ r ................................... 55
nh h

ng c a các thông s đ n t 90 ..................................... 56

Hình 3.1 Giao di n ph n m n Fossa (2.0) ..................................................... 59
Hình 3.2 Mô hình bài toán ............................................................................. 59
Hình 3.3 L a ch n thông s tính lún ............................................................. 60
Hình 3.4 L a ch n thông s thi t k PVD (b c th m)................................... 60
Hình 3.5 Thông s tính c k t c a n n .......................................................... 61
Hình 3.6 Quan h c a đ lún theo th i gian v i kho ng cách b c th m c=1,0
m ....................................................................................................................... 67
Hình 3.7

Quan h c a đ lún theo th i gian v i kho ng cách b c th m

c=1,5m .............................................................................................................. 68
Hình 3.8

Quan h c a đ lún theo th i gian v i kho ng cách b c th m

c=2,0m .............................................................................................................. 69
Hình 3.9

Quan h c a đ lún theo th i gian v i kho ng cách b c th m

c=2,5m .............................................................................................................. 69
Hình 3.10

Quan h c a đ lún theo th i gian v i kho ng cách b c th m

c=3,0 m ............................................................................................................. 70
Hình 3.11 Quan h c a đ lún theo kho ng cách b c th m v i Fs = 0,5 ...... 71
Hình 3.12 Quan h c a đ lún theo kho ng cách b c th m v i Fs = 1,0 ...... 72
Hình 3.13 Quan h c a đ lún theo kho ng cách b c th m v i Fs = 2,0 ...... 73
Hình 3.14 Quan h c a đ lún theo kho ng cách b c th m v i Fs = 3,0 ...... 74
Hình 4.1 V trí tuy n đê bi n Tây đo n t H

ng Mai đ n Ti u Th a ........ 78

Hình 4.2 Bi u đ quan h đ lún theo kho ng cách b c th m đê bi n Tây.. 84


-8-

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
ê bi n n

c ta qua ba mi n B c, Trung, Nam có đ c tr ng khí h u, s c

thái đ a hình, đ a ch t riêng bi t.

ê bi n th

ng xuyên ch u tác đ ng c a

th y tri u, sóng gió, đ c bi t là khi có bão l n nên đê bi n còn nhi u t n t i,
nh t là vi c n đ nh lâu dài tr

c nguy c thiên tai ngày càng kh c li t và đòi

h i vi c phát tri n b n v ng đa m c tiêu.
H th ng đê bi n, đê c a sông còn t n t i nh ng đi m chính sau:
- Nhi u tuy n đê bi n, đê c a sông ch a đ
l i th

c đ u t c ng c , nâng c p

ng xuyên ch u tác đ ng c a sóng, th y tri u, thiên tai nên ti p t c b

xu ng c p nghiêm tr ng.
- M t s tuy n đê nh l , manh mún ch a khép kín tuy n nên h n ch v
hi u qu .
- Nhi u tuy n đê, kè bi n ch a đ

c đ u t đ ng b (tr

c đê không có

r ng phòng h , không có công trình b o v bãi).
- Bãi bi n nhi u n i liên t c b h th p gây s t l chân kè, xâm th c vào

thân đê làm h h ng đê.
- M c b o đ m an toàn th p, không có kh n ng ch ng l i thiên tai k t
h p tri u c
-

êđ

ng.
c đ p trên n n đ a ch t t nhiên m m y u ch a đ

c x lý tri t

đ .
- Có nhi u c ng qua đê, h u h t là các c ng d

i đê ch a đ m b o kiên

c , không đ kh u di n đ k t h p ph c v tránh trú bão cho tàu thuy n.
Xu t phát t th c tr ng đê bi n c a Vi t Nam nh đã nêu

trên d n đ n

nhu c u t t y u ph i nâng c p h th ng đê bi n, trong đó có nh ng đo n đ p
m i.


-9-

Qua các k t qu đánh giá và phân tích thì nguyên nhân s c công trình
khi xây d ng đê nh s t, tr

t, lún nhi u, lún không đ u…vv, thì nguyên

nhân chính là do n n đê y u, bi n pháp x lý n n và thân đê không h p lý, t c
đ thi công quá nhanh… M t trong nh ng gi i pháp hi u qu đ t ng nhanh
t c đ c k t c a n n là s d ng v t thoát n
d ng công trình trên n n y u.

c đ ng đ gia c n n khi xây

ê bi n là công trình có t m quan tr ng đ c

bi t, vì v y vi c nghiên c u đánh giá các thông s khi x lý n n là m t vi c
làm c n thi t và c p bách.
tài “Nghiên c u nh h
đ gia c

ng kho ng cách v t thoát n

c đ ng (PVD)

ng n n khi xây d ng đê bi n trên n n đ t y u” là m t trong nh ng

n i dung c p bách, thi t th c gi i quy t các v n đ t n t i nh đã nêu.
2. M c tiêu và nhi m v c a đ tài
a. M c tiêu:

ánh giá nh h

ng c a kho ng cách v t thoát n

(PVD) đ n t c đ c k t c a đ t n n, các y u t

nh h

c đ ng

ng đ n kho ng cách

c a b c th m (PVD), rút ra kho ng cách đi n hình, t i u c a b c th m v i t i
tr ng ph bi n c a kh i đ p đê bi n.
b. Nhi m v :
Phân tích t ng quan v các gi i pháp x lý n n khi xây d ng công trình
trên n n y u.
- Nguyên t c tính toán b c th m (PVD)
- Mô ph ng m t s bài toán th c t b ng ph n m m chuyên d ng FoSSA
(2.0)
- Phân tích k t qu và k t lu n
3.

it

ng và ph m vi nghiên c u c a đ tài

a.

it

ng nghiên c u: B c th m dùng đ gia c

ng n n đ t y u.

b. Ph m vi nghiên c u: Ch gi i h n nghiên c u b c th m k t h p gia t i
tr

c đ x lý n n đê bi n, không xét quá trình t bi n c a đ t.


- 10 -

4. N i dung nghiên c u c a đ tài
- T ng quan v các gi i pháp x lý n n
- Nguyên t c tính toán b c th m (PVD)
- Các tr

ng h p tính toán

- Mô ph ng bài toán th c t b ng ph n m m chuyên d ng FoSSA (2.0)
- Phân tích k t qu và k t lu n
- Các k t lu n, ki n ngh
5. Ph

ng pháp nghiên c u

- Th ng kê tài li u: Thu th p và t ng h p các tài li u đã có v x lý n n
đê bi n, các ng d ng t i Vi t Nam và trên th gi i
- Phân tích lý thuy t
- Phân tích mô hình tính toán.

- 11 -

CH
T NG QUAN V N N

NG 1

T Y U C A Ê BI N VÀ CÁC GI I PHÁP
X

LÝ N N

1.1 Gi i thi u chung
N n đ t y u và các bi n pháp x lý n n đ t đ p trên đ t y u là m t
trong nh ng l nh v c xây d ng th

ng g p. Cho đ n nay,

n

c ta vi c xây

d ng n n đ p trên đ t y u v n là m t v n đ t n t i và là m t bài toán khó
trong xây d ng, đ t ra nhi u v n đ ph c t p c n đ
nghiêm túc, đ m b o s

c nghiên c u x lý

n đ nh và đ lún cho phép c a công trình.

N n đ t y u là n n đ t không đ s c ch u t i, không đ đ b n và bi n
d ng nhi u, do v y không th xây d ng các công trình.

t y u là m t lo i đ t

không có kh n ng ch ng đ k t c u bên trên, vì th nó b lún tùy thu c vào
quy mô t i tr ng bên trên.
Khi thi công các công trình xây d ng g p các lo i n n đ t y u, tùy
thu c vào tính ch t c a l p đ t y u, đ c đi m c u t o c a công trình mà ng
ta dùng ph

i

ng pháp x lý n n móng cho phù h p đ t ng s c ch u t i c a

n n đ t, gi m đ lún, đ m b o đi u ki n khai thác bình th

ng cho công trình.

1.2 Các đi u ki n biên đ a k thu t trong tính toán thi t k đê bi n
1.2.1 M đ u
i u ki n đ a k thu t là nh ng h ng m c đ a k thu t nh là m t c t
đ a ch t, các ch tiêu c – lý c a các l p đ t n n ho c đ t đ p. i u ki n biên
đ a k thu t đ

c hi u là nh ng thành ph n

các ngành khác mà r t c n cho

phân tích đ a k thu t và thi t k đ a k thu t (thi t k các v n đ liên quan

đ n n n móng và công trình đ t). Thi t k n n móng ho c công trình đ t là
thu n túy v đ a k thu t nh ng ng

i thi t k không nh ng c n am hi u v

đ a k thu t mà còn ph i có s hi u bi t v m t s ngành liên quan, tùy thu c
l nh v c đang xem xét, là nh ng biên đ a k thu t. Trong ph n này, ta s gi i


- 12 -

h n nói v nh ng v n đ đ a k thu t và các đi u ki n biên đ a k thu t trong
ph m vi khi tính toán thi t k cho đê bi n.
Tùy thu c vào ch c n ng mà nh ng công trình ven b ph i ch u nh ng
t h p tác đ ng bao g m sóng, dòng ch y, s chênh l ch m c n

c, đ a ch n

và m t s t i tr ng đ c bi t khác (nh l c va ch m tàu thuy n ho c b ng).
Nh ng tác đ ng này, bao g m c tr ng l
đ

c truy n vào l p đ t bên d

ng b n thân c a công trình, s

i công trình, và ph i đ m b o đ

- Bi n d ng c a k t c u là ch p nh n đ

c hai đi u:

c

- Kh n ng m t n đ nh là nh
Các tác đ ng đ
ra s thay đ i v

c truy n vào k t c u và nh ng l p đ t bên d

ng su t trong k t c u đó và c nh ng l p đ t bên d

đ i c theo th i gian).

i s gây
i (thay

i u này d n đ n h u qu là nh ng k t c u b và ven

bi n s b d ch chuy n đ ng ho c ngang, ho c th m chí là m t n đ nh. S
bi n d ng c a n n và c a k t c u không ch ph thu c vào nh ng tác đ ng
bên ngoài, mà còn ph thu c vào các đ c tr ng hình h c (h s mái đê), tr ng
l

ng c a k t c u, tính th m, đ c ng c ng nh kh n ng ch ng c t c a k t

c u và l p đ t n n bên d

i.

Th c t , hi u qu c a m t công trình ven b , ven bi n nói riêng, ho c
công trình xây d ng nói chung, ph thu c r t nhi u vào s t
c u bên trên và đ t n n bên d

i. S t

ng tác gi a k t

ng tác này bao g m c v n đ truy n

t i, s c ch u t i c a n n, đ bi n d ng (lún và d ch chuy n c a n n và kh
n ng ch u lún c a k t c u bên trên). Do đó, c n có m t s hi u bi t th u đáo
v nh ng đ c tính đ a k thu t, v t li u c u t o c a đ t n n và th m chí c
nh ng đ c tính c a k t c u.
Trong ph n này s trình bày nh ng khía c nh đ a k thu t c b n có
liên quan đ n ch c n ng ch n gi n

c c a công trình. Ti p sau đó là m t vài

tính ch t c h c đ t c b n c ng v đ a k thu t đ

c trình bày đ nêu lên


- 13 -

nh ng khía c nh quan tr ng c a đ a k thu t mà c n đ

c quan tâm trong

thi t k .
1.2.2 Nh ng khía c nh đ a k thu t liên quan đ n ch c n ng ch n
gi n

c c a công trình ven bi n
Ch c n ng ch y u c a k t c u ch n gi n

c, ví d nh đê là đ b o

v vùng n i đ ng kh i nh ng tr n l . Chi ti t h n, ch c n ng ch y u c a nó
có th đ

c th hi n theo hai yêu c u c a k t c u đê. Yêu c u th nh t là đê,

kè ph i đ cao và yêu c u th hai là ph i n đ nh. Cao trình đ nh đê ph i l n
h n đ nh cao nh t c a m c n

c, có k đ n nh h

ng do gió và sóng. S

đ nh t ng th có ngh a là con đê bao g m c l p đá b o v và đ t bên d
ph i ch u đ

n
i

c c nh ng đi u ki n kh c nghi t di n ra hàng ngày, tác đ ng

bên trong và bên ngoài kh i đê.

Thêm vào đó, th

ng trong th c t yêu c u đê không th m n

quan tr ng th ba. Yêu c u này đ c bi t quan tr ng trong tr
đê có s dò r th m n

c là đi u

ng h p đ t n n

c.

Các yêu c u v chi u cao và s

n đ nh c a đê là r t quan tr ng. Ph i

luôn đ m b o r ng chi u cao yêu c u luôn đ

c gi cao h n chi u cao t i

thi u cho phép. i u này yêu c u s chính xác c a phép tính đ lún, c ng nh
lún theo th i gian đ vi c thi t k chi u cao có th ch n đ
đ đê không bao gi b th p d
tr

c cao trình đ nh

i cao trình gi i h n cho phép.

c bi t trong

ng h p đ t n n t n t i l p đ t y u nh là sét ho c bùn ph i r t chú ý đ n

đánh giá chi u cao ph thêm c a đê. Ng

i qu n lý đê c ng c n có s hi u

bi t v vi c giám sát và qu n lý trong khi v n hành đê.
V i yêu c u n đ nh đê, đ s

n đ nh đ

c đ m b o trong quá trình

làm vi c, c n ph i xem xét t t c các c ch phá ho i. Do đó, trong nhi u
tr

ng h p, c n có nhi u thông s đ a k thu t ph i đ

c xác đ nh ho c đánh

giá cho c đ t n n t nhiên và đ t làm v t li u xây d ng m i mà đê s đ

c


- 14 -

làm m i ho c đ p bù lên. Thông th

ng, nh ng v t li u xây d ng là đ t khai

thác t h , đ m l y trong nh ng vùng g n k n i đê đ

c xây d ng. Ngoài

nh ng thông s c n đánh giá, c ng c n chú ý r ng tính ch t c a v t li u đ t t
nhiên trên m t ph m vi r ng là thay đ i, nhi u khi là r t khác bi t. Do đó vi c
xác đ nh nh ng thông s

hi n tr

ng và trong phòng thí nghi m c n ph i

bao ph toàn b nh ng vùng không ch c ch n do s bi n đ i n n đ t t nhiên.
i u này ngh a là nh ng v trí kh o sát hi n tr
d ng cho thí nghi m trong phòng ph i đ
lo i đ t s đ

ng và nh ng m u đ t nguyên

c ch n sao cho các t ng, l p và các

c đánh giá đ y đ .

Thêm vào đó, s khác nhau trong nh ng thông s c a l p đ t là m t
đi u quan tr ng c n ph i chú ý đ c bi t khi lý lu n thi t k . Tuy nhiên, nh ng
lý lu n này bao g m c nh ng y u t v công n ng và tài chính trong th i
gian dài, c n ph i chú ý r ng nh ng lý lu n thi t k c n ph i d a vào ph

ng

pháp t ng th . V i phân tích n n móng c a đê kè, s không ch c ch n, mà
liên quan đ n biên th y l c, v m t nguyên t c thì s có t m quan tr ng t

ng

t . Và đ cho k t c u ho t đ ng t t trong su t nhi u n m c ng nh qu n lý thì
nh ng y u t này luôn đ

c gi

n đ nh

m c đ đ cao.

Nh ng đi u ki n đ t n n t nhiên bi u th m t ph n c a các đi u ki n
đ a k thu t. Cùng v i đó là vi c kh o sát nh ng tính ch t v t li u xây d ng
có th đ

c s d ng nh v i đ a, cát cho lõi đê, sét là v t li u bao quanh, đá

và đá cu i l n là v t li u b o v chân, s ph thu c vào vi c đánh giá các đi u
ki n đ a k thu t.
Rõ ràng r ng đó là không th c t cho nh ng k s đ a k thu t ch ho t
đ ng đ n đ c trong chuyên môn, chuyên ngành c a h . Nhi u ngh nghi p và
chuyên môn khác nh h

ng đ n nhi m v c a h . Không ch sau khi h b t

đ u phân tích n n móng, mà s

nh h

ng trong su t quá trình th c hi n công


- 15 -

vi c c a h . i u đó ngh a là m t thi t k ph i đ
tr

ng h p l a ch n thay th khác nhau ph i đ

c th a mãn và trong nhi u

c xem xét.

T t t c nh ng phân tích trên, nh ng đi u ki n đ a k thu t và đi u
ki n biên đ a k thu t đ

c nêu

b ng 1.

B ng1.1. Nh ng biên liên quan đ n k t c u đ a k thu t
STT

Nh ng đi u

ki n

S n đ nh và tiêu chu n
cho chuy n v và đ lún

Nh ng yêu c u c
b n

1

Khí h u

Nhi t đ , n ng, gió và
h ng gió, bão và n c
m a

Nh ng đi u ki n th i
ti t

2

Th y l c

Th y tri u, m c n c, dòng
ch y, thành l p bão, sóng
(bão), vùng c a ra c a sông

3

Th y v n

4

ng h c

Ch đ n

c ng m, l
m a

ng

ng đ t

5

Nh ng m i đe
d a đ c bi t

S va ch m tàu thuy n, s
phá ho i công trình

6

Thi t k và xây
d ng

Ch c n ng c a k t c u, v
trí, lo i k t c u, hình h c,
m c đ n đ nh, v t li u,

ph ng pháp xây d ng

7

V n hành và
b o trì

8

Môi tr

i u ki n biên t i
tr ng
i u ki n biên
i u ki n biên t i
tr ng
i u ki n biên đ c
bi t (t i tr ng)
Nh ng đi u ki n xây
d ng

Nh ng đi u ki n v n
hành

ng

9

Nh ng yêu c u
hình h c

10

Th i gian và

Nh ng công trình đã xây
d ng, vv…

Nh ng gi i h n v
hình h c
Gi i h n v ngân


- 16 -

sách và th i gian

ngân sách
a ch t

11

L ch s c a đ t, s phân
t ng, gia t i tr c

Nh ng đi u ki n c a
đ t (tr c khi xây
d ng)

12

Nh ng đi u
ki n đ a k
thu t

Nh ng l p đ t, thu th p
nh ng tài li u đ t, đi u ki n
đ t n n và nh ng thông s
c ađ t

Nh ng đi u ki n đ t
hi n t i

13

ng x đ a k
thu t

S n đ nh (bên trong và
bên ngoài), đ lún, ng
th m

Nh ng hi u bi t,
kinh nghi m và
chuyên môn hóa v
c h cđ t

1.2.3
1.2.3.1

c tr ng C h c đ t c b n trong thi t k công trình đ t
ng su t hi u qu

Lý thuy t kh i đ u cho ngành c h c đ t là thuy t ng su t hi u qu
c a Terzaghi. Lý thuy t này d a trên th c t là m t h t v t li u v i nh ng l
r ng gi a các h t. N u có n

c trong l r ng thì nó s gây ra m t áp l c nh t

đ nh lên h t.
Xét tr

ng h p đ n gi n khi ng su t pháp đ ng h

phân t đ t, nh Hình 1.1 . Gi s r ng c

ng đ c a ng su t

. Bên trong phân t t i m t c t ngang qua tâm, ng su t này đ
b i áp l c l r ng u trong n
su t trong các h t đ

m ih

ng là

c lan truy n

c, và b i các ng su t trong các h t. Các ng

c t o ra m t ph n b i các l c t p trung t i các đi m ti p

xúc gi a các h t hay còn g i chính là ng su t hi u qu
áp l c n

ng quanh m t

’, và m t ph n b i

c bao quanh các h t đó. Có th cho r ng s bi n d ng c a khung

c t đ t hoàn toàn do các l c t p trung t i các đi m ti p xúc này, do k t c u ch
có th b bi n d ng do s tr

t ho c l n trên các đi m ti p xúc.


- 17 -

Hình 1.1:

ng su t đ ng h

ng.

Nh v y, ng su t hi u qu là s đo các l c t p trung t i các đi m ti p
xúc c a v t li u h t. Theo lý thuy t ng su t hi u qu c a Terzaghi:
’=

–u

(1.1)

Trong đó
'=

ng su t hi u qu

=

ng su t t ng ho c áp l c quanh h t
áp l c n

u=

ng su t t ng

c l r ng
th

ng liên quan đ n tr ng l

và n u có thì t ng theo t i tr ng ngoài

ng riêng t ng c a đ t,

b m t đ t. Trong đi u ki n t nhiên,

đ t n n g m nh ng l p tr m tích n m ngang và m t n n c ng n m ngang, ng
su t t ng

m t đ sâu tùy ý có th thu đ

c t tr ng l

ng c a các l p đ t

bên trên nó:
z

= di*

(1.2)

i

Trong đó, di là chi u dày c a l p đ t có tr ng l
g m c tr ng l

ng c a n

Trong nh ng tr

c trong đ t).

ng h p m t n n không ph i d ng n m ngang (d

m t mái d c) thì vi c xác đ nh ng su t t ng theo ph
không d dàng. Các ng su t t ng theo các ph
ph

ng th ng đ ng, không xác đ nh đ

nh ng tr

ng riêng là i (bao
i

ng th ng đ ng là

ng khác c ng ph c t p h n

c t nh ng l p đ t bên trên. V i

ng h p này c n ph i đ a ra nh ng gi đ nh đ c bi t đ tính.


- 18 -

T i tr ng (bên trong kh i đ t và bên ngoài kh i đ t) th
th khi xét v

ng su t t ng. Tuy nhiên, c

ng đ

c bi u

ng đ ch ng c t c a đ t đ

c chi

ph i b i ng su t hi u qu . C ng nh v i bi n d ng ch b chi ph i b i ng
su t hi u qu và đi u quan tr ng là s thay đ i ng su t hi u qu . V i c
x v s c ch ng c t và bi n d ng c a đ t, nh ng thông s

ng

ng su t hi u qu

c a đ t là nh ng thông s h t s c quan tr ng.
Do áp l c n

c l r ng và s thay đ i áp l c n

c l r ng không tác

đ ng đ n ng x tr c ti p c a h t, tuy nhiên b i áp l c n

c l r ng thay đ i

th

ng ng v i s thay đ i ng hi u qu . Áp l c l r ng c ng nh h

đ

n đ nh và bi n d ng trong h u h t các tr

ng h p nên áp l c l r ng và

ng su t hi u qu có quan h m t thi t v i nhau.
kh o sát l

ng áp l c n

ng đ n

c l r ng làm nh h

i u này minh h a b ng

ng c

ng đ ch ng c t hi u

qu trong đ t.
1.2.3.2 C
C

ng đ kháng c t

ng đ ch ng c t c a m t m u đ t thu đ

huy đ ng gi a các h t.

ct

ng su t c t mà đ

ng su t c t này (theo Coulomb là do s ma sát và s

k t dính gi a các h t) là lý do chính mà m t mái d c khi tr
th đ

c

tt

ng đ i có

c gi v ng.
C

ng đ ch ng c t d c theo m t m t tr

t ti m n ng đ

c xác đ nh

b i:
f = c + ’.tanϕ
Các thông s c

(1.3)

ng đ ch ng c t là c và ϕ c a đ t đ

c xác đ nh b i

thí nghi m trên nh ng m u đ t không b xáo tr n. Thí nghi m th

ng đ

cs

d ng là thí nghi m ba tr c (trên t t c các lo i đ t), thí nghi m c t tr c ti p
(trên t t c các lo i đ t).
Lo i tr nh ng lo i đ t không xác đ nh đ
quan h kinh nghi m, nh ng thông s c

c, c ng có th dùng nh ng

ng đ ch ng c t đ

c đánh giá d a


- 19 -

vào k t qu thí nghi m hi n tr

ng nh thí nghi m xuyên côn (CPT) ho c thí

nghi m xuyên tiêu chu n (SPT).
C
l cn
h

ng đ ch ng c t liên quan tr c ti p đ n ng su t hi u qu

’. Áp

c l r ng không xu t hi n trong công th c trên, tuy nhiên v n nh

ng đ n ng su t hi u qu . Khi l

thay đ i t i tr ng ngoài), áp l c n

c l r ng thay đ i làm gi m ng su t hi u

qu và qua đó gián ti p làm gi m c
1.2.3.3 Áp l c n

ng ng su t t ng là không đ i (không
ng đ ch ng c t.

c l r ng

t là v t li u x p, bao g m các h t mà cùng v i nhau c u t o lên c t
đ t. Trong các l r ng c a c t đ t có ch a m t ch t l ng, th
c u trong t t c các lo i đ t thông th
nhau. N

ng, các l r ng th

ng là n

ng liên thông l n

c đi n vào các kho ng tr ng theo các d ng ph c t p, nh ng có c u

t o nên m t kh i đ n liên t c. Trong kh i này áp l c có th đ
và n

c. K t

c lan truy n

c c ng có th di chuy n qua các l r ng này. Áp l c c a n

các l r ng g i là áp l c l r ng.
ch t l ng

c trong

ng su t c t không th lan truy n trong m t

tr ng thái t nh, ngh a là áp l c n

c l r ng theo m i ph

ng là

nh nhau.
Do có nh h

ng lên c t i tr ng đ t và c

ng đ c a kh i đ t, nên

n

c trong đ t là m t ph n quan tr ng. Khi phân tích n đ nh mái d c ph i có

đ

c nh ng hi u bi t rõ ràng v s thay đ i áp l c n

c l r ng trong đ t nh

thân đê ho c kh i đ p.
Áp l c l r ng t ng d
theo v i m c n

i nhi u đi u ki n, có th t ng ho c không t ng

c ng m. M c n

c ng m có th đ ng yên ho c không đ ng

yên (chuy n đ ng), nó s thay đ i theo d

is

nh h

ng c a c t n

nhau gi a hai đi m g n nhau trong m t kh i đ t. Ví d ,

trong thân đê trong khi m c n
v áp l c n

c.

v trí tr

c khác
c và sau

c sông ho c bi n cao d n đ n s khác nhau


- 20 -

Khi áp l c n

c thay đ i trong nh ng h l p đ t có th sai khác v i áp

l c th y t nh theo ba nguyên nhân sau:
1. Do dòng ch y ng m b i s chênh l ch c t n
l c) gi a hai v trí. Trong tr
thay đ i biên th y l c

c (hay gradient th y

ng h p đê bi n, đi u này th

ng x y ra do s

bi n và bên sông (do th y tri u, gió ho c do sóng

tàu).
2. Do th tích gi n d
c k t) nh ng n

c không th thoát ra ngay l p t c vì h s th m c a đ t r t

nh . Do t i tr ng ngoài đ
áp l c n

i tác d ng c a t i tr ng ngoài (liên quan đ n s
c truy n l p t c vào n

c t ng lên. Hi n t

c trong l r ng, làm cho

ng này đ c bi t x y ra đ i v i nh ng lo i đ t

dính tính th m kém nh sét ho c bùn.
3. S thay đ i th tích gây ra b i ng su t c t (s n c a đ t). i u này
đ c bi t quan tr ng trong đ t cát không ch t ho c đ t sét m m vì trong nh ng
lo i đ t này, s gia t ng áp l c n
su t hi u qu và c
th d n đ n hi n t

ng đ ch ng c t. Trong nh ng đ t cát x p, đi u này có
ng hóa l ng trong nh ng tr

1.2.4 Phân tích nh h
trong n n đ n s

c l r ng d có th l p t c làm gi m ng
ng h p đ c bi t.

ng c a gia t ng áp l c n

c l r ng d

n đ nh c a công trình

Theo lý thuy t c k t thì quá trình lèn ch t đ t dính bão hòa n

c là quá

trình ng su t trung hòa (u) gi m đi và ng su t hi u qu ( σ ,) t ng lên. M t
khác, theo lý thuy t Coulomb thì c

ng đ ch ng tr

τ f = σtgφ + c

t c a đ t t l v i:
(1.4)

Nh v y, t c đ t ng t i càng ch m thì càng có th i gian đ đ t tr s
ng su t pt l n và s c ch u t i c a n n t ng.

- 21 -

Hình 1.2 : nh h

ng c a t c đ t ng t i đ n t c đ c k t và c

ng đ

ch ng c t
Hình (1.2) là ví d c a giáo s N.A.Denixov minh h a v
c a t c đ t ng t i tr ng đ n t c đ c k t và c

nh h

ng

ng đ ch ng c t c a đ t:

Hình a bi u th t c đ thi công (σ~t)
Hình b là quan h gi a đ r ng c a đ t và áp l c (n ~σ)
Hình c là quan h gi a c

ng đ ch ng c t c a đ t và áp l c ( τ f ~σ)

Theo lý thuy t c k t, n u t ng t i đ t ng t t tr s áp l c 0 đ n áp l c
σ c thì n

c trong l r ng c a đ t ch a k p thoát ra, n n đ t ch a b nén ch t,

nên s thay đ i đ r ng và c

ng đ ch ng c t đ

c bi u th b ng đ

và 1c. N u t ng t i tr ng đ u trong su t th i gian thi công đ
nén và c
và 2c.

ng đ ch ng tr

tc ađ tđ

i v i đ t sét y u, l

ng ng m n

c bi u th t

ng 1b

ng 2a thì tính

ng ng b ng đ

ng 2b

c cao, nên t ng t i theo đ

ng 3a,

th i gian đ u thi công ch m đ cho m c đ c k t t ng lên t

ng ng v i đ

t ng áp l c. Sau khi đ t đ n tr s σt , đ c k t c a đ t n n đã khá cao, c
đ ch ng c t khá l n thì b t đ u t ng nhanh t c đ thi công (đ
1.2.5

ng

ng 3b và 3c).

a ch t n n và đ t đ p đê bi n mi n Nam

Vùng b bi n và vùng ven bi n ven b Nam B có t ng chi u dài
kho ng (852÷875) km.

a hình

đây khá ph c t p, là n i t

li n v i bi n, th hi n tác đ ng qua l i đ t, n

ng tác gi a đ t

c, gió bão, thu tri u, cùng s


- 22 -

nh h

ng c a h th ng sông ngòi, đ c bi t là sông Mêkông v i các c a

chính.
D i đ t ven bi n là m t vùng b i tích b ng ph ng v i nhi u m nh tr ng
th p có cao đ ph bi n (0,5÷1,0)m, có nhi u bãi b i.
Khu v c này là m t d i h p g m các d ng bãi cát, đ n cát, c n cát ch y
liên t c t c a sông Sài Gòn d c theo b bi n

ông và b bi n Tây kéo dài

t i t n Hà Tiên, càng v sát bi n l p cát càng dày, càng vào sâu trong đ t li n
l p cát vàng càng v t nh n. Qua k t qu kh o sát các h khoan có đ sâu đ t
đ n 40m, cho bi t l p cát h t m n kém ch t d bi n thành d ng cát ch y ho c
bùn cát khi có tác đ ng l c c h c, th
sét mùn dày kho ng (15÷16) m, d
tr

ng có đ dày (8÷10) m, d

i là t ng

i cùng là t ng sét d o c ng. T ng b i tích

đây có chi u sâu trên 50m. Móng công trình th

ng n m trên l p cát h t

m n - bùn sét kém ch t có ch a nhi u mu i hòa tan, l p này có chi u dày thay
đ i và n m trên t ng sét bùn không n đ nh.

công trình n đ nh ph i x lý

nâng cao s c ch u t i c a l p này ho c truy n t i xu ng t ng sét c ng n m sâu
bên d

i. Nhìn chung, tuy n đê n m cách b bi n h n (300÷1000)m, tr m t

s đo n b t c p nh Gành Hào, Nhà Mát, M Long đi quá sát bi n, ch u tác
đ ng tr c ti p c a sóng và dòng ch y ven b nên c n ph i có bi n pháp gia c
b ov b .
1.2.5.1

a ch t khu v c thành ph H Chí Minh

Thành ph H Chí Minh thu c châu th sông Sài Gòn.
phát tri n m nh, m ng l

ng sông

i sông r ch ch ng ch t đan xen nhau, đ cao m t đ t

t nhiên trong kho ng 0,56 – 1,85m. M c n

c sông b

nh h

ng ch đ

nh t tri u, th y tri u lên xu ng trong ngày. Lúc tri u lên, m t ph n đ t t
nhiên chìm d

i m c th y tri u.

C n c vào đ a ch t, đ a t ng l ra
t ng c a khu v c này thu c k

các h khoan cho th y, c u t o đ a

T th i đ i Tân Sinh và th i k Tân C n


- 23 -

đ a ch t b i đ p mà thành, t ng c ng phân thành 6 l p đ t t nhiên. L p 1 và
l p 2 g m bùn l n đ t dày
ch a l

ng n

c đ sâu 20-30m, có hàm l

ng ch t h u c cao,

c cao đ t kho ng 85-104%, t l r ng x p 2,283 ∼ 2,864 thu c

lo i đ t n n quá y u có tính nén lún r t cao, ch s tính l ng IL cao, đ t 1,85

đã cho th y rõ c u t o đ t t nhiên

vào tr ng thái b i đ p t các dòng ch y

m nh. Do đó c n ph i ti n hành gia c v i n n đ t y u, m i có th đáp ng
nhu c u ch u t i khi xây d ng các công trình.
Các l p đ t y u phân b r ng rãi

khu v c thành ph H Chí Minh bao

g m các qu n huy n ven và c n i thành nh : Qu n Bình Th nh, qu n 2,
qu n 4, qu n 6, qu n 7, qu n 8, huy n Nhà Bè, huy n C n Gi và các tr m
tích thu c lo i sét y u bão hòa n

c c ng có m t h u h t

các t nh thu c

đ ng b ng sông C u Long. Tùy t ng n i, các l p đ t y u có chi u dày khác
nhau.

các vùng rìa đ ng b ng th

ng có chi u dày t 5 ÷ 10m,

trung tâm

đ ng b ng và g n ven bi n có chi u dày 10 ÷ 30m, có n i có chi u dày t 20
÷ 50m.
Các l p đ t y u th

ng g p là: á cát, á sét, sét, bùn á sét, bùn sét, đ t

than bùn, đ t d ng than bùn có ch a t p ch t h u c .
trên th

ng b nhi m phèn (vùng

ng Tháp M

c bi t các lo i đ t nói

i), nhi m m n vùng ven

bi n. Các lo i đ t này ch a m t lo i dung d ch acid sulfat (có n ng đ pH =
2.06 ÷ 2.54)

tr ng thái t nhiên, chúng có s c ch ng c t bé, h s nén lún

l n, h s th m n

c bé.

Các vùng đ t y u

thành ph H Chí Minh t p trung m t ph n qu n

Bình Th nh, qu n 6, qu n 2, qu n 8, qu n 7, qu n 4, c ng Hi p Ph

c - Nhà

Bè, huy n Bình Chánh, huy n Nhà Bè, huy n C n Gi .
Các l p đ t y u th
than bùn, cát m n (có

ng g p là bùn sét, bùn á sét, bùn á cát, có n i là đ t

r i rác khu v c B n Than, qu n Bình Th nh, khu v c

Nhà Bè và C n Gi ). Các l p đ t y u có chi u dày khác nhau:

các vùng ven