Nghiên cứu giải pháp chống xói lở bờ sông và đê bao khu vực Đồng Tháp bằng vật liệu rơm cuộn

B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

I H C C U LONG

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

NGUY N LÊ NH T HUY

NGHIÊN C U GI I PHÁP CH NG XÓI L
VÀ Ê BAO KHU V C

B

SÔNG

NG THÁP

B NG V T LI U R M CU N

LU N V N TH C S
XÂY D NG CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P

V nh Long, n m 2016


B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
NG

I H C C U LONG

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

NGUY N LÊ NH T HUY

NGHIÊN C U GI I PHÁP CH NG XÓI L
VÀ Ê BAO KHU V C

B

SÔNG

NG THÁP

B NG V T LI U R M CU N
CHUYÊN NGÀNH:
KT XÂY D NG CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P
MÃ NGÀNH: 60 58 02 08

LU N V N TH C S
XÂY D NG CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P

NG

IH

NG D N KHOA H C

TS. NGUY N MINH

V nh Long, n m 2016

C


L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan đây là công vi c do chính tôi th c hi n d
d n c a th y TS. Nguy n Minh

is h

ng

c.

Các s li u, k t qu trong lu n v n là trung th c và ch a đ

c công b

các nghiên c u khác.
Tôi xin ch u trách nhi m v công vi c c a mình th c hi n.

V nh long, ngày 11 tháng 11 n m 2016.

Nguy n Lê Nh t Huy


L IC M

N

Tôi xin chân thành c m n th y h

ng d n khoa h c TS. Nguy n Minh

c đã t n tình ch b o , giúp đ , h

ng d n và cung c p các tài li u c ng

nh nh ng ki n th c c n thi t đ tôi hoàn thành lu n v n th c s này.
Xin c n n các th y cô giáo c a tr
giúp đ và b môn thí nghi m c a tr

ng đ i h c C u Long đã nhi t tình
ng đ i h c S Ph m K Thu t Thành

Ph H Chí Minh đã t o đi u ki n thu n l i đ tôi hoàn thành lu n v n này.
Cu i cùng tôi mu n g i l i c m n chân thành đ n t t c ng

i thân trong

gia đình, b n bè, đ ng nghi p đã giúp đ r t nhi u trong công tác thí nghi m
và t o đi u ki n thu n l i cho tôi nghiên c u.
Trong quá nghiên c u không tránh kh i nh ng h n ch thi u sót. Tôi
mong r ng đ
lu n v n đ

c s đóng góp ý ki n c a quý th y cô, b n bè đ ng ngi p đ
c hoàn thi n t t h n.

Xin chân thành c m n.
V nh long, ngày 05 tháng 09 n m 2016.

Nguy n Lê Nh t Huy


CH

M CL C

NG I: T NG QUAN ................................................................................... 1

1.1 GI I THI U................................................................................................. 1
1.2 TÌNH HÌNH S

C XÓI L , S T L

Ê BAO T NH

NG THÁP,

T BI T HUY N TÂN H NG. ...................................................................... 1
1.2.1 Xã Tân Thành A ..................................................................................... 1
1.2.2 Xã An Ph

c .......................................................................................... 2

1.2.3 Xã Tân Ph

c......................................................................................... 2

1.3 Tính c p thi t c a đ tài. ............................................................................... 3
1.4 T NG QUAN V CÁC NGHIÊN C U TR

C. ....................................... 3

1.4.1 Ngoài n

c. ............................................................................................ 3

1.4.2 Trong n

c. ............................................................................................ 4

1.5 Ý NGH A LÝ THUY T VÀ TH C TI N ÁP D NG................................. 6
1.5.1 Ý ngh a lý thuy t .................................................................................... 6
1.5.2 Th c ti n áp d ng................................................................................... 7
1.6 M C TIÊU NGHIÊN C U.......................................................................... 7
1.7 GI I H N C A
CH

TÀI ............................................................................. 7

NG II: C S LÝ THUY T VÀ PH

2.1 PH

NG PHÁP PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

2.1.1 Phá ho i d ng cung tr
2.1.2 Ph

NG PHÁP NGHIÊN C U .......... 8
N

NH B KÈ ................. 8

t ........................................................................ 8

ng pháp chia nh m t tr

t thông th

ng ....................................... 9

2.1.3 Ki n ngh b i FHWA–NHI–06–088. .................................................... 11
2.1.4 Ph

ng pháp đ n gi n Bishop, 1954 .................................................... 14

2.1.5 Ph

ng pháp Spencer, 1967 ................................................................. 15

2.2 PH

NG PHÁP TÍNH TOÁN

N

NH CH NG ÁP L C TH Y

NG. .............................................................................................................. 17
2.2.1 Di n ti n s t l b sông (Thorne and Lewin 1979) ............................... 17
2.2.2 Các gi i pháp ch ng xói l b sông. ..................................................... 19
2.2.2.1 Ph

ng pháp gia c

ng c ng: s dung r đá, th m đá.................. 19


2.2.2.2 Ph

ng pháp t

2.2.2.3 Các ph

ng pháp n đ nh b ng sinh h c. ..................................... 20

2.2.2.4 Ph

ng pháp s d ng s d a........................................................ 20

2.2.2.5 Ph

ng pháp Cây và Brush p. ................................................... 20

2.3 Ph

CH

ng ch n.............................................................. 19

ng pháp tính toán áp l c th y đ ng. .................................................... 22

NG III: T NG H P

A CH T

Ê BAO KHU V C

NG THÁP

VÀ TÍNH CH T C LÝ C A CU N R M. ...................................................... 24
3.1 PHÂN TÍCH

A CH T KHU V C Ê BAO S T L . .......................... 24

3.1.1 V trí l y m u đ t đê bao C M i, xã Tân Thành A............................... 24
3.1.2 T ng h p k t qu thí nghi m đê bao C M i, xã Tân Thành A ............. 25
3.1.2.1 K t qu tính dung tr ng t nhiên và đ

m t nhiên c a đ t. ........ 25

3.1.2.2 V trí m u, phân lo i đ t, gi i h n d o, gi i h n ch y và ch s
d o c a đ t................................................................................................. 26
3.1.2.3 Thành Ph n c h t c a đ t............................................................ 26
3.1.3 V trí l y m u đ t đê bao An Ph

c, xã An Ph

3.1.4 T ng h p k t qu thí nghi m đê bao An Ph
3.1.4.1 K t qu tính dung tr ng t nhiên và đ

c. .............................. 27

c, xã An Ph

c. ............. 28

m t nhiên c a đ t. ........ 28

3.1.4.2 V trí m u, phân lo i đ t, gi i h n d o, gi i h n ch y và ch s
d o c a đ t;................................................................................................ 29
3.1.4.3 Thành Ph n c h t c a đ t............................................................ 29
3.1.5 V trí l y m u đ t đê bao Tân Ph

c, xã Tân Ph

3.1.6 T ng h p k t qu thí nghi m đê bao Tân Ph
3.1.6.1 K t qu tính dung tr ng t nhiên và đ

c. ........................... 30

c, xã Tân Ph

c............ 31

m t nhiên c a đ t. ........ 31

3.1.6.2 V trí m u, phân lo i đ t, gi i h n d o, gi i h n ch y và ch s
d o c a đ t;................................................................................................ 32
3.1.6.3 Thành Ph n c h t c a đ t............................................................ 32
3.2 THÍ NGHI M CU N R M....................................................................... 33
3.2.1 Thí nghiêm tính b n c a r m cu n trong môi tr

ng n

c ................... 33

3.2.1.1 D li u ban đ u c a r m cu n...................................................... 33


3.2.1.2 Các b

c thi công ........................................................................ 33

3.3 MÔ HÌNH TÍNH TÓAN TH Y

NG TÁC

NG VÀO CU N

R M. ................................................................................................................ 35
3.3.1 3.3.1 Mô hình thí ngi m 1 cu n và 3 cu n r m. ................................... 35
3.3.2 Xác đ nh chi u cao c t sóng và b
CH

NG IV: PHÂN TÍCH

GIA C

NG Ê BAO S

N

NH

c sóng............................................ 36
Ê BAO, THI T K

THI CÔNG

D NG CU N R M. ................................................ 37

4.1 Phân tích tính b n c a cu n r m ................................................................. 37
4.2 Phân tích kh n ng ch u tác đ ng th y đ ng c a r m cu n. ........................ 40
4.2.1 M t cu n r m liên k t đ n.................................................................... 42
4.2.2 Liên k t tam giác 3 cu n r m. .............................................................. 43
4.3
CH

nh h

ng r m cu n đ i v i môi tr

ng.................................................... 44

NG V: K T LU N VÀ KI N NGH ......................................................... 46

5.1 PHÂN TÍCH T NG H P

A CH T Ê BAO. ....................................... 46

5.2 KI N NGH GI I PHÁP THI T K , THI CÔNG S

DUNG R M

CU N CH NG XÓI L B SÔNG................................................................. 46
5.3 KI N NGH ................................................................................................ 46
TÀI LI U THAM KH O


DANH M C B NG BI U
B ng 2.1 H

ng d n áp d ng phân tích n đ nh mái d c trong thi t k ................. 13

B ng 2.2 B ng tóm t t m t s ph
B ng 2.3 So sánh Ph

ng pháp sinh h c. ........................................... 20

ng pháp b o v b sông c ng và m m: .............................. 21

B ng 2.4 B ng Thông s v n t c n

c t i đ u đ nh sóng m t s lo i đ t kh o

sát.......................................................................................................................... 23
B ng 3.1 T ng h p k t qu tính dung tr ng t nhiên và đ

m t nhiên c a đ t .. 25

B ng 3.2 T ng h p v trí l y m u, phân lo i đ t, gi i h n d o, gi i han ch y và
ch s d o c a đ t .................................................................................................. 26
B ng 3.3 Bi u đ xác đ nh đ

ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn. .................... 26

B ng 3.4 T ng h p k t qu tính dung tr ng t nhiên và đ

m t nhiên c a

đ t; ........................................................................................................................ 28
B ng 3.5 T ng h p v trí m u, phân lo i đ t, gi i h n d o, gi i h n ch y và ch
s d o c a đ t. ....................................................................................................... 29
B ng 3.6 Bi u đ xác đ nh đ

ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn. ................... 29

B ng 3.7 T ng h p k t qu tính dung tr ng t nhiên và đ

m t nhiên c a đ t. .. 31

B ng 3.8 T ng h p v trí m u, phân lo i đ t, gi i h n d o, gi i h n ch y và ch
s d o c a đ t........................................................................................................ 32
B ng 3.9 Bi u đ xác đ nh đ
B ng 3.10 kích th

ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn. ................... 32

c hình h c c a cu n r m đem thí nghi m. .............................. 33

B ng 4.1 B ng thí nghi m đ b n liên k t đ n m t cu n r m............................... 37
B ng 4.2 B ng thí nghi m đ b n 3 cu n liêm k t tam giác. ................................. 38
B ng 4.3 T

ng quan h th tích cu n r m và th i gian. ...................................... 39

B ng 4.4 T

ng quan h đ n i cu n r m và th i gian......................................... 39

B ng 4.5 Thí nghi m ch u tác đ ng th y đ ng c a 1 cu n r m liên k t đ n ......... 40
B ng 4.6 Thí nghi m ch u tác đ ng th y đ ng c a 3 cu n r m liên k t tam giác .. 41
B ng 4.7 T

ng quan quan h gi a t s đ n i là ph n tr m n ng l

ng gi m

c a sóng khi qua 1 cu n r m liên k t đ n.............................................................. 42


B ng 4.8 T

ng quan quan h gi a t s đ n i là ph n tr m n ng l

ng gi m

c a sóng khi qua 1 cu n r m liên k t đ n.............................................................. 42
B ng 4.9 V n t c đ nh sóng tr
B ng 4.10 T

c và sau 3 cu n r n liên k t tam giác.................. 43

ng quan quan h gi a t s đ n i là ph n tr m n ng l

ng gi m

c a sóng khi qua 3 cu n r m liên k t tam giác....................................................... 43
B ng 4.11 So sánh 1 cu n liên k t đ n và 3 cu n liên k t tam giác....................... 44


DANH M C S

, HÌNH NH

Hình 1.1 S t l đê bao C M i xã Tân Thành A, huy n Tân H ng .......................... 1
Hình 1.2 S t l đê bao xã An Ph

c, huy n Tân H ng. ........................................... 2

Hình 1.3 S t l đê bao xã Tân Ph

c, huy n Tân H ng........................................... 2

Hình 2.1 C ch phá ho i đi n hình d ng cung tr

Hình 2.2 Ph

ng pháp chia nh m t tr

t tròn. ...................................... 8

t thông th

ng........................................ 9

Hình 2.3 Phân tích l c trên m i phân t khi không có áp l c n

c ....................... 10

Hình 2.4 Phân tích l c trên m i phân t khi có tác đ ng c a áp l c n

c ............ 11

Hình 2.5 Mô hình tính toán ph

ng pháp đ n gi n Bishop .................................. 15

Hình 2.6 S đ tính toán c a ph

ng pháp Spencer.............................................. 17

Hình 2.7 Di n bi n xói l . ..................................................................................... 18
Hình 2.8 Ph

ng pháp gia c

Hình 2.9 Các lo i t

ng r đá, th m đá. ................................................. 19

ng ch n đ t đi n hình. ......................................................... 19

Hình 2.10 B ng Thông s b m t sóng. ................................................................ 22
Hình 3.1 Hình nh v trí và bình đ đê bao C M i.............................................. 24
Hình 3.2 V trí l y m u đ t đê bao C M i. ......................................................... 25
Hình 3.3 Hình nh v trí và bình đ đê bao An Ph
Hình 3.4 V trí l y m u đ t đê bao An Ph

c. ..................................................... 28

Hình 3.5 Hình nh v trí và bình đ đê bao Tân Ph
Hình 3.6 V trí l y m u đ t đê bao Tân Ph

c.......................................... 27
c......................................... 30

c. .................................................... 31

Hình 3.7 R m cu n ............................................................................................... 33
Hình 3.8 L

ic

c. ............................................................................................. 33

Hình 3.9 Hình nh r m đ

c cho vào bao l

Hình 3.10 hình nh 3 và 1 cu n r m đ
tr

ng n

ic

c............................................. 34

c liên k t l i v i nhau trong môi

c........................................................................................................... 34

Hình 3.11 Mô hình thí nghi m ch u th y đ ng c a 3 r m cu n............................ 35
Hình 4.1 Lúa m c trên cu n r m. ......................................................................... 45


1

CH

NG I: T NG QUAN

1.1 GI I THI U
ng Tháp là m t t nh n m trong khu v c

ng b ng sông C u Long có h

th ng sông, ngòi, kênh, r ch ch ng ch t; nhi u ao, h l n. Sông chính là sông Ti n
(m t nhánh c a sông Mê Kông) ch y qua t nh v i chi u dài 132km. D c theo hai
bên b sông Ti n là h th ng kênh r ch d c ngang.
ti n v i trên 300km đ

ng b và m t m ng l

có vai trò r t quan tr ng đ i v i t nh

ng liên t nh giao l u thu n

i sông r ch thông th

ng. Sông Ti n

ng Tháp sông phân chia không gian lãnh th

t nh thành hai vùng (vùng phía B c sông Ti n và vùng phía Nam sông Ti n - n m
gi a sông Ti n và sông H u); sông ch y qua 10/12 huy n, th xã, thành ph c a
t nh; t p trung h u h t các đô th l n, khu dân c l n (2 thành ph - Cao Lãnh, Sa
éc và 1 th xã - H ng Ng ).
1.2 TÌNH HÌNH S

C

XÓI L , S T L

Ê BAO T NH

NG THÁP,

T BI T HUY N TÂN H NG.
1.2.1 Xã Tân Thành A

Hình 1.1 S t l đê bao C M i xã Tân Thành A, huy n Tân H ng
Vào Tháng 11/2010 M t đo n đê bao C M i thu c xã Tân Thành A đã x y ra
s t l g n 64m trong quá trình thi công.
hecta lúa v mùa.

c bi t đê bao này đang ph c v cho 800


2

1.2.2 Xã An Ph

c

Hình 1.2 S t l đê bao xã An Ph
Vào tháng 09/1015 ti p t c đê bao An ph
l g n 108m trong quá trình thi công.

c, huy n Tân H ng.
c thu c xã An ph

c đã x y ra s t

ê bao này c ng đang ph c v cho 900 hecta

lúa v mùa.
1.2.3 Xã Tân Ph

c.

Hình 1.3 S t l đê bao xã Tân Ph

c, huy n Tân H ng


3

Vào tháng 08/1015 c ng trong huy n Tân H ng đã x y ra thêm m t v s t l
đê bao thu c xã Tân Ph

c trong quá trình thi công. V s t l chia làm 6 đo n v i

chi u dài trung bình kho ng 30m.

ê bao này c ng đang ph c v cho 900 hecta lúa

v mùa.
1.3 Tính c p thi t c a đ tài.
Bên c nh nh ng thu n l i mà sông Ti n và h th ng kênh r ch ch n ch t mang
l i thì c ng có nh ng khó kh n nh t đ nh. C u t o ph bi n

b sông t nh

ng

tháp là nh ng l p cát, l p đ t dính nh á sét, sét, bùn là m t trong các y u t gây
xói l , s t l b sông và công tác b o v nh ng tuy n đê bao khi mùa n

cn iv

luôn luôn là đi u c p thi t. Trong khi đó r m là lo i v t li u r t d i dào có s n t i
đ a ph

ng vì làm lúa 3 v mùa. Khi gia công r m thành cu n chi phí giá thành r

v i kho ng 15.000 – 20.000 ngàn/ 1 cu n. Vì th đê tài “Nghiên c u gi i pháp
ch ng xói l b sông và đê bao khu v c

ng Tháp b ng v t li u r m cu n”.

S nh m gi m thi u thi t h i hàng n m khi mùa n
các đ n v s d ng có nh ng đ nh h

ng cho công tác thi t k , xây d ng, qu n lý,

khai thác các công trình b sông, đê bao t i t nh
1.4 T NG QUAN V CÁC NGHIÊN C U TR
S
T
T
1

2

3

1.4.1 Ngoài n

c n i v . qua đó Qua đó giúp
ng Tháp.
C.

c.

Bài báo nghiên c u

Tác gi

N i dung nghiên c u

Bentrou
The
practical
streambank p, G.
H ng d n s d ng các ph ng
bionengineering guide. USDA and J.C
pháp sinh h c trên b sông.
Hoag.
NRCS. Aberdeen, ID.55p.
(1998).
Channel Erosion Analysis and
Control. In Woessmer, W. and Fischen
D.F. Potts, eds. Proceedings ich, J.C. Xói mòn b sông Phân tích và
Headwaters

Hydrology. (1989). ki m soát Thu v n.
American Water Resources
Association. Bethesda, Md.
Guidelines
for
Bank Johnson D án môi tr ng ven b sông


4

Stabilizaton Projects in the
Riverine
Environments of King County.
King County Department of
Public Works, Surface Water
Management
Division, Seattle, Wash.
4
5

6

7

S
T
T

1

,A.W.
Stabilizaton. Qu n lý n
and
J.M.
Stypula.
eds.
(1993).

Julien,P
River
Mechanics.
Oxford
.
Press: 434p Sedimentation and
(2002),
Erosion. Oxford Press: 371p.
(2010).
Wandering river. Discover, Kunzig,
10(1), 69-71.
R.(198).
Streambank slumping and its Sekely,
contribution to the phosphorus A.C.,
and suspended sediment loads Mulla,
of the Blue Earth River, D. J., &
Minnesota. Journal of Soil and Bauer,
Water Conservation,57(5),243- D.W.
250.
(2002)
Terzagh
Theoretical Soil Mechanics.

i,K.
Wiley: New York. 510p.
(1948).

1.4.2 Trong n

cm t.

C sông. B i l ng và xói mòn.
Phân tích sông và nghiên c u.
S t l b sông b i ph t pho và
ng ng t i tr m tích c a sông Blue
Earth , Minnesota . T p chí c a đ t
và n c B o t n

C h c đ t lý thuy t.

c.

Bài báo nghiên c u

Tác gi

N i dung nghiên c u

Kè Xuân Canh và b sông
khu v c c a vào sông u ng
M t n đ nh và b s t l do
Phân tích xác đ nh nguyên
Nguy n

dòng ch y v i v n t c l n tác
nhân gây s t l kè Xuân Canh,
Thanh Hùng. đ ng m nh t i lòng sông cùng
đê t sông Lu ng.
v i đ a ch t lòng sông y u nên
b dòng ch y có l u t c l n
gây xói liên t c.


5

2

Xác đ nh nguyên nhân s t l và
d báo di n bi n lòng d n sông
C n Th khu v c c u Trà Ni n
b ng mô hình MIKE21C

3

Nghiên c u d báo phòng
ch ng xói l b sông C u
Long

4

Phòng ch ng xói l
Vi t Nam
áp d ng ph ng pháp k thu t
sông ngòi truy n th ng c a

Nh n B n.

Th.S.H
Vi t C ng,
Th.SNguy n
Th
Ng c
Nh n Phòng
thí nghi m
tr ng đi m
Qu c Gia v
đ ng
l c
h c
sông
bi n.
PGS.TS Lê
Sâm,
GS.TSKH
Nguy n Ân
Niên, PSG.
Lê
Ng c
Bích, TS Lê
M nh Hùng,
Ths.
inh
Công S n,
Ks.
Lê

Thành
Ch ng, Ks.
Nguy n
Tu n Long,
Ks. Tr n Bá
Hoàng, Ks.
V
V n
Ngh ,
TS
Tr ng
Ng c
T ng, Ths.
Lâm
đ o
Nguyên,
Ths.Ph m
Bách Vi t,
Ks.
V n
Khi t.
Hirotada
MATSUKI
ti n s , k
s : Chuyên

Nguyên nhân chính gây s t l
b sông C n Th khu v c c u
Trà Ni n do đ c đi m hình
thái, đ a ch t lòng d n và các

tác đ ng ch đ th y l c dòng
ch y và do dòng ch y có v n
t c v t quá v n t c cho phép
không xói c a lòng d n.

Nguyên nhân chính c a hi n
t ng xói l b sông C u
Long là do dòng n c có v n
t c l n, đ c bi t trong mùa l
v t tr i r t nhi u so v i v n
t c không xói cho phép c a
v t li u c u t o nên lòng d n.

T ng ch n d n dòng đ c
làm b ng nh ng s t tre và
đ c k t n i v i b sông b ng
m t s rào ch n b ng tre.


6

gia JICA

5

6

7

T ng ch n có hàng rào ch n

s gi tr m tích và t o thành
b c t ng b o v ph n chân
kè r ng d i n c.

Paul
H ng d n k thu t ng d ng
Tr ng,
công ngh c Vetiver, gi m
S d ng c Vetiver ( H ng
Tr n
tân
nh thiên tai b o v môi
Bài ) Ch ng xói l b sông.
V n, Elise
tr ng.
Pinnes.
Nghiên c u c s khoa h c l a
ch n gi i pháp b o v b sông
trong đi u ki n n c l dâng Th.s
Bùi
Kè k t h p v i các lo i v i đ a
cao, đ xu t gi i pháp và thi t Xuân Th
k thu t và b ng th c v t.
k cho đê H u Hoàng Long –
T nh Ninh Bình.
S d ng l c bình ch ng xói l b sông c a m t s nhà dân.
 Nhìn chung nguyên nhân chính gây xói l b sông, đê bao là do sóng có v n

t c l n, đ c bi t trong mùa l . Các đ tài s d ng v t liêu thiên nhiên giúp ít r t
nhi u trong vi c ch ng xói l b sông. Nh ng bên c nh đó thì vi c thi công tr ng

c đòi h i th i gian bi n pháp thi công c ng c lâu dài, l c bình thì bây gi là v n
n n tr

c s sinh sôi n y n nhanh gây c n tr lòng sông còn thi công b ng s t tre

đ i h i chi phí l n. Trong khi s d ng v t li u thiên nhiên r m cu n ch ng s t l b
sông đê bao d thi công, chi phí th p, c đ ng, b o v đê bao khi mùa l v khi
dòng n

c có v n t c dòng ch y l n.

1.5 Ý NGH A LÝ THUY T VÀ TH C TI N ÁP D NG
1.5.1 Ý ngh a lý thuy t
- T ng h p tài li u kh o sát đ a ch t đê bao t nh

ng Tháp. Th ng kê, phân

tích t ng h p các s li u, k t h p v i ki n th c khoa h c, quy trình, quy ph m đ
đánh giá t ng k t v đ a ch t đê bao t nh

ng Tháp.

- Phân tích đánh giá tính ch t c lý c a r m nh tính n i tính tan rã trong n

c

c ng nh tính n đ nh khi ch u áp l c th y đ ng c ng nh s liên k t, làm vi c
c a các cu n r m v i nhau.

7

1.5.2 Th c ti n áp d ng
sát.

- Xác đ nh thành ph n c h t và phân lo i đ t b sông và đê bao t i n i kh o
- Tính toán gi i pháp k thu t các bi n pháp thi t k thi công s d ng r m

cu n ch ng xói l b sông và đê bao khu v c

ng Tháp.

1.6 M C TIÊU NGHIÊN C U
- Thu th p tài li u đ a ch t và b n v thi t k và bi n pháp thi công c a đê bao.
- Thi t k và tính toán ph

ng pháp thi công gia c

và đê bao s d ng r m cu n t i khu v c

ng ch ng xói l b sông

ng Tháp.

Thu th p h s thi t k b n v và ph

ng pháp thi công c a công trình

đê bao.
L y m u đ a ch t t i v trí s c l đê bao đem thí nghi m xác đ nh thành

ph n c h t, phân lo i đ t.
Thí nghi m tính b n c a r m cu n trong môi tr
ng s c a r m cu n tr

ng n

c. Kh n ng

c sóng.

Thi t k bi n pháp thi công r m cu n đ a vào s d ng.
1.7 GI I H N C A

TÀI

- L y m u đ t thí nghi m nông 6 – 7m . H n ch v đ a ch t.
- Ch kh o sát dòng ch y sóng tác đ ng vuông g c v i b bao không xét đ n
dòng ch y song song v i b bao. Quá trình kháo sát chi u cao c t sóng kho ng 10
– 30cm vì quá trình t o sóng b ng th công.


8

CH

NG II: C

S

LÝ THUY T VÀ PH

NG PHÁP

NGHIÊN C U
2.1 PH

NG PHÁP PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

2.1.1 Phá ho i d ng cung tr

N

NH B

KÈ

t

- Theo tiêu chu n FHWA–NHI–06–088 c a M đ xu t b i Naresh et al.
2006, v n n và móng đ a ra b i hi p h i qu n lý đ

ng cao t c liên bang (The

Federal Highway Administration), d ng phá ho i c a kè, đê, đ p ... trên n n đ t y u
thông th

ng x y ra khi kè b lún xu ng, đ t vùng nh h

ng xung quanh tr i lên

t cung tròn nh minh h a hình 2.1.

và xu t hi n m t tr

LW

B m tđ tđ p
sau phá ho i

Tâm cung tr

KL đ t
đ p

LS
Mái d c
phá ho i

tđ p
H ng d ch
chuy n m t tr

Sét m m

t
T ng s c kháng c t
d c m t cung tr t

L c kháng
tr t

Hình 2.1 C ch phá ho i đi n hình d ng cung tr
L c l c gây ra tr

t và l c kháng tr

- Mô men gây tr

t

t trong phá ho i tr

t tròn.

t c a mái d c nh sau:

t (Driving moment), MD: t o ra b i kh i l

ng b n thân kè

(c ng t i tr ng bên trên n u có) k t h p v i cánh tay đòn là kho ng cách ngang t
tâm tr ng l c (và t i tr ng bên trên n u có ) đ n tâm c a cung phá ho i (LW)
- Mô men kháng tr
c a đ t d c theo cung tr

t (Resisting moment) MR: t o ra b i t ng l c kháng c t
t nhân v i bán kính cung tr

t (LS).

- H s an toàn, FS (Factor of safety) ch ng m t n đ nh d ng cung tr
tính theo công th c (1) d

i

tđ

c


9

FS 
- Phá ho i tr

tl nh n

t)

ng pháp chia nh m t tr

- Có m t vài ph
ng pháp chia nh

t thông th

ng

ng pháp s d ng phân tích n đ nh cung tr

cho đ p và kè trên n n đ t y u. Ph
ph

(1)

t x y ra khi h s an toàn nh h n 1 (mô men gây tr

mô men kháng tr
2.1.2 Ph

MR
MD

m t tr

Fellenius’s method). Ph

ng pháp đ n gi n nh t đ

t thông th

c áp d ng

c bi t đ n đó là

ng (oridinary method of slides or

ng pháp chia nh m t tr

t thông th

đ n gi n b ng tính toán tay và c ng gi a theo tính toán l c tr
Khi phân tích n đ nh, kh i l

tđ

ng đ t trong ph m vi m t tr

ng có th th c hi n
t và l c kháng tr

tđ

c chia nh thành

nhi u ph n nh trong hình 2.2.

Tâm cung tr
Bán kính cung tr

t, O

t

t
đ p

M cn
ng m

tđ p
M t cung
tr t

ty u
tt t
Hình 2.2 Ph

ng pháp chia nh m t tr

t thông th

t.

ng

c


10

c = l c dính c a phân t đ t d c theo
m t tr t
ng kéo dài
t tâm cung
tr t

Phân t
đ t

 = góc ma sát trong c a phân t đ t
WT = t ng tr ng l

ng phân t đ t

N = WT cos
Không có
áp l c n c

T = WT sin

Ntan: L c kháng tr
c: L c kháng tr t
T: L c tr t

Tâm tr ng
l c, cg

t

Hình 2.3 Phân tích l c trên m i phân t khi không có áp l c n
- M i ph n chia nh đ

c coi nh m t phân t đ c l p khi phân tích l c tác

đ ng nh trong hình 2.3 và 2.4 (l n l
áp l c n

c). Nh ng gi thi t sau đ

thông th

ng.

- L c kháng c t c a đ t đ

c

t tr

ng h p không có và có tác đ ng c a

c đ a ra b i ph

ng pháp chia nh m t tr

t

c xây d ng d a trên công th c Mohr–Coulomb:

  c  (  u ) tan 

(2)

Trong đó:



= l c kháng c t h u hi u

c

= thành ph n l c dính c a đ t

(–u)tan = thành ph n l c ma sát c a đ t


= t ng áp l c vuông góc v i m t tr

t t i đáy m i m t tr

do tr ng l

ng n

c và b n thân đ t phía trên m t tr

u

= áp l c n

c có h



= góc ma sát trong c a đ t d c theo m t tr

ng ng

cv i

t

t

t


11

H s an toàn là nh nhau đ i v i t t c các phân t chia nh .
H s an toàn đ i v i l c dính và góc ma sát trong là nh nhau.
L ct

ng tác (l c c t và áp l c pháp tuy n) trên c nh bên c a các phân t đ

cb

qua.
Áp l c n
c an

c, u làm gi m tr ng l

c

c lên đáy m i phân t .

T đó, h s an toàn c a m t tr
Fs =

ng b n thân m i phân t do tác đ ng đ y ng

T ng mô men kháng tr
T ng mô men gây tr

tđ

c xác đ nh theo công th c (3):

t c a các phân t

(3)

t c a các phân t

c = l c dính c a phân t đ t d c theo
m t tr t
ng kéo dài
t tâm cung
tr t

Phân t
đ t

 = góc ma sát trong c a phân t đ t
WT = t ng tr ng l
n c

Có áp l c
n c

u = áp l c n

ng phân t đ t +

c t i đáy phân t

ul = l c đ y n

c t i đáy phân t

N = WT cos - ul
t+n

T = WT sin

c

Tâm tr ng l c,
cg

Ntan: L c kháng tr
cl: L c kháng tr t
T: L c tr t

t

Hình 2.4 Phân tích l c trên m i phân t khi có tác đ ng c a áp l c n

c

2.1.3 Ki n ngh b i FHWA–NHI–06–088.
- Trong tính toán phân tích n đ nh, h u h t các ph

ng pháp cân b ng h u

h n (limit equilibrium method) đ a ra đ u d a trên chia nh m t tr
nhi u phân t . Ph

ng pháp chia nh m t tr

t thông th

t thành nh ng

ng b qua l c c t IS và


12

l c pháp tuy n IN trên m t ti p giáp gi a 2 phân t và ch th a mãn đi u ki n cân
b ng mô men. Bên c nh ph
ph

ng pháp khác nh ph

ng pháp chi nh m t tr

ng pháp

ng pháp Spencer (Spencer, 1967). Nh ng

ng pháp này là các bi n th và c i ti n c a ph

thông th

ng, có r t nhi u

ng pháp đ n gi n Bishop (Bishop, 1955), ph

đ n gi n Janbu (Janbu, 1954) và ph
ph

t thông th

ng pháp chia nh m t tr

t

ng gi a theo gi đ nh liên quan đ n vi c l c c t và l c pháp tuy n trên

m t ti p giáp gi a 2 phân t .
- Ph

ng pháp đ n gi n Bishop, còn đ

c g i là ph

ng pháp đ n gi n

Bishop, có k đ n l c pháp tuy n (IN) nh ng b qua l c c t (IS). Ph
gi n Bishop ch th a mãn đi u ki n cân b ng mô men. Ph
t

ng t nh ph

ng pháp đ n

ng pháp đ n gi n Janbu

ng pháp đ n gi n Bishop khi k đ n l c pháp tuy n IN và b qua

l c c t IS. Tuy nhiên, khác bi t gi a ph

ng pháp đ n gi n Bishop, ph

đ n gi n Janbu ch th a mãn đi u ki n cân b ng l c theo ph

ng pháp

ng ngang. Ph

ng

pháp Spencer xét đ n c l c pháp tuy n IN và l c c t IS c ng nh cân b ng mô men.
Do đó, v m t lý thuy t, ph
- Ph

ng pháp Spencer ch t ch h n các ph

ng pháp chia nh m t tr

t thông th

ng pháp khác.

ng đ a ra h s an toàn quá th p

(quá thiên v an toàn) do áp d ng nh ng h s tháp phi th c t so v i ph
đ n gi n Bishop và nh ng ph
ph

ng pháp chia nh m t tr

k t qu t
ph

ng đ ng.

ng pháp c i ti n khác.
t thông th

ng và ph

ng pháp

i v i đ t sét bão hòa, các

ng pháp đ n gi n Bishop cho

i v i đ t góc ma sát trong khác 0, c n áp d ng t i thi u

ng pháp đ n gi n Bishop khi phân tích n đ nh m t tr

t. Không ph

ng pháp

nào đ a ra tính toán chính xác 100% v m t lý thuy t, hi n nay nh ng ph

ng pháp

đ n gi n Bishop, ph

ng pháp gi n Janbu ho c ph

đ , chính xác nh ng phân tích n đ nh m t tr
- Ph

ng pháp tính toán thích h p đ

đ t, lo i mái d c, ph

ng pháp Spencer cung c p đ y

t trong th c t và thi t k .

c l a ch n gi a theo t ng đi u ki n c a

ng pháp thí nghi m xác đ nh c

yêu c u m c đ tin c y c a tính toán. H
phân tích n đ nh mái d c đ

ng đ ch u t i c a đ t và

ng d n khuy n cáo v ph

c cho đ a ra trong b ng 2.1.

ng pháp


13

B ng 2.1 H
Lo i
n nđ t

ng d n áp d ng phân tích n đ nh mái d c trong thi t k

Lo i phân tích

Ph ng pháp thí
nghi m s c ch u
t ic ađ tn n

Ph ng pháp phân tích
t i thi u c n áp d ng*

UU, c t cánh, Ph ng pháp đ n gi n
Bishop, coi góc ma sát
ê, đ p trên n n đ t sét ho c CU
trong,  = 0; l p đ t sét
y u, ngay sau khi k t thúc S
d ng s c đ c chia thành nhi u
quá trình xây d ng, góc ch u c t không l p v i giá tr S t ng
U
thoát n c, SU
ma sát trong,  = 0
ng.
Ng n h n

t sét

Các giai đo n xây d ng
ê, đ p trên n n sét y u
xây d ng theo t ng giai
đo n, có th i gian ch sét
c k t gi a các giai đo n
thi công đ t n d ng s
t ng lên c a c ng đ ch u
t i c a đ t sét khi c k t

Ph ng pháp đ n gi n
Bishop áp d ng t ng
ng v i m i giai đo n
thi công. Thí nghi m
c k t cung c p th i
gian ch sét c k t gi a

các giai đo n. Áp l c
k t và chuy n v k đo
S
d ng s c áp su t n c l r ng và
ch u c t không lún c k t trong quá
thoát n c, SU
trình xây d ng
CU, đ t thí
nghi m
c n
đ c c
k t
t ng ng v i
nh ng giai đo n
thi công t ng
ng

CU, có đo áp
l c n c l r ng
ê đ p trên n n sét y u, và ho c CD
Ph ng pháp đ n gi n
n n đ t sét c a mái d c t o
Bishop s d ng giá tr
S d ng giá tr
thành b ng ph ng pháp
h u hi u v s c ch u t i
s c ch u t i h u
c t mái d c
đ tn n
hi u c a đ t

Dài h n

M t tr

t cát

t hi n có

T t c các phân tích

Thí nghi m c t
đ t tr c ti p v i
t c đ c t ch m,
bi n d ng c t
l n.
Áp
d ng
Bishop,
S d ng giá tr Janbu, Spencer đ mô
s c ch u t i c a ph ng m t tr t hi n
đ t khi bi n có
d ng c t l n
S d ng giá tr Ph ng pháp đ n gi n
s c ch u t i h u Bishop s d ng giá tr
hi u
t
thí h u hi u v s c ch u t i


14

Lo i
n nđ t

Ph ng pháp thí
nghi m s c ch u
t ic ađ tn n

Lo i phân tích

Ph ng pháp phân tích
t i thi u c n áp d ng*

nghi m
SPT đ t n n
ho c c t đ t tr c
ti p
(*): Ph ng pháp đ xu t là ph ng pháp t i thi u c n áp d ng. C n áp d ng
ph ng pháp ch t ch h n nh ph ng pháp Spencer khi có th .
- Do s ph bi n vi c s d ng ph
ph

ng pháp phân tích Spencer, ph

đ

c gi i thi u chi ti t trong 2 m c d
2.1.4 Ph

ng pháp tính toán c a hai ph

i.

ng pháp đ n gi n Bishop đ

ng pháp chia nh m t tr

t. Ph

c nh bên c a các phân t chia nh . T
ph

ng pháp này

ng pháp đ n gi n Bishop, 1954

- N m 1955 ph
c a ph

ng pháp phân tích đ n gi n Bishop và

c đ xu t gi a trên s c i ti n

ng pháp này tính đ n l c h u hi u gi a

ng t nh ph

ng pháp đ n gi n Bishop gi thi t m t tr

ng pháp chia nh m t tr

t d ng cung tròn và đ

thành nhi u phân t nh hình 2.5. Gi a vào ph

FS 

 c' b
n 1

n

 Wn tan  '

n p

W
n 1

n

c chia nh

ng trình cân b ng mô men quanh

đi m O đ i v i t t c các phân t , h s an toàn n đ nh mái d c, Fs đ
n p

t,

c đ a ra:

1
m ( n )

(4)

sin  n

Trong đó:

m ( n )  cos  n 

sin  n tan  '
FS

- Do Fs xu t hi n trong c 2 v c a ph

(5)

ng trình (4), ph

ng pháp tính toán

th sai đ tính toán đúng d n giá tr Fs.
- Ph

ng pháp đ n gi n Bishop đ

c dùng r t ph bi n v i s tr giúp c a

máy tính và cho k t qu kh quan v i h u h t các tr
qu thiên quá v an toàn t ph

ng h p phân tích (so v i k t

ng pháp chia nh m t tr

t)


15

(Chú ý: khi ph

ng pháp đ n gi n Bishop đ

c áp d ng trong phân tích ng su t

t ng c ng v i đ t sét bão hòa, giá tr s c ch u t i h u hi u c a đ t c và  trong
công th c (4) và (5) đ

c thay th b ng giá tr s c ch u t i t ng c ng, c = Su;  = 0)

Hình 2.5 Mô hình tính toán ph

ph

2.1.5 Ph

ng pháp Spencer, 1967

- Ph

ng pháp Spencer là m t ph

ng pháp chi nh m t c t. Ph

ng pháp cân b ng gi i h n đ
c chia d c theo m t tr

c di n gi i trong hình 2.6

trong đó:
 = Góc nghiêng c a h p l c Q.
 = Tr ng l

ng riêng c a đ t trong phân t .

n = S th t phân t chia nh t m t tr
b = B r ng c a phân t .
H = Chi u cao mái d c, kè
h = Chi u cao phân t

c c i ti n t

ng pháp xét đ n cân b ng l c và mô men đ i v i

t ng phân t riêng l . M i phân t đ
m i phân t đ

ng pháp đ n gi n Bishop

t.

t. L c tác đ ng vào