Nghiên cứu hiện trạng sạt lở bờ sông cái côn tỉnh sóc trăng, phân tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp phòng tránh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
--------- oOo --------

LÂM QUANG THÁI

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG SẠT LỞ BỜ
SÔNG CÁI CÔN TỈNH SÓC TRĂNG, PHÂN
TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC
GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

TP. HCM 11-2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
--------- oOo --------

LÂM QUANG THÁI

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG SẠT LỞ BỜ
SÔNG CÁI CÔN TỈNH SÓC TRĂNG, PHÂN
TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC

GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH THỦY
MÃ SỐ: 8580202

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
NGUT.PGS.TS ĐỖ MINH TOÀN

TP. HCM 11- 2018


LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: NGƯT.PGS.TS ĐỖ MINH TOÀN
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị)
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS Vũ Xuân Dũng.
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị)
Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Vũ Văn Nghi.
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Giao thông vận tải Tp. HCM ngày 12
tháng 11 năm 2018.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1.
2.
3.
4.
5.
Xác nhận

Chủ tịch Hội đồng;
Ủy viên, phản biện;
Ủy viên, phản biện;
Ủy viên, thư ký;
Ủy viên.
của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên
PGS.TS Nguyễn Quốc Hiển
TS Vũ Xuân Dũng
TS Vũ Văn Nghi
TS Lê Mạnh Tường
TS Bùi Thị Thùy Duyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG/
TRƯỞNG KHOA CÔNG TRÌNH
(ký tên)

PGS.TS Nguyễn Quốc Hiển




i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các kết quả nghiên cứu và các
kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ
hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài
liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả

Lâm Quang Thái


ii

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin cám ơn các Thầy, Cô Khoa Công trình, Viện Đào tạo Sau Đại học - Trường Đại học
Giao thông vận tải TP. Hồ Chí Minh.
Tôi xin chân thành cám ơn NGƯT. PGS. TS Đỗ Minh Toàn - Người hướng dẫn khoa học,
đã hết sức tận tâm nhiệt tình giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin cám ơn sự ủng hộ, động viên tinh thần nhiệt tình của lãnh đạo cơ quan, gia đình,
bạn bè, đồng nghiệp trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tác giả

Lâm Quang Thái


iii

MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................... III
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................. V
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................. VI
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................ 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 2
4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 2

5. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................... 2
6. Kết cấu luận văn .................................................................................................... 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SẠT LỞ BỜ SÔNG.......... 4
1.1.

Khái niệm về hiện tượng sạt lở bờ sông ........................................................ 4

1.2.

Tình hình nghiên cứu hiện tượng sạt lở bờ sông ở trên thế giới ................ 6

1.2.1 Các giải pháp chống trượt mái hoặc sườn dốc bờ sông .................................... 6
1.2.2 Các giải pháp phổ biến bảo vệ mái dốc bờ sông ............................................. 12
1.3.

Tình hình nghiên cứu hiện tượng sạt lở bờ sông ở Việt Nam ................... 18

1.3.1 Các nghiên cứu về sạt lở bờ sông ở Việt Nam và thế giới .............................. 18
1.3.2 Một số hình thức kết cấu kè sông .................................................................... 20
1.3.3 Các giải pháp chống mất ổn định do trượt kết hợp bảo vệ mái dốc bờ sông .. 22
1.4.

Kết luận chương 1 ......................................................................................... 40

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ BỜ
SÔNG CÁI CÔN ............................................................................................. 42
2.1.

Hiện trạng sạt lở bở sông Cái Côn .............................................................. 42

2.2.

Đặc điểm điều kiện tự nhiên ........................................................................ 44

2.2.1 Khí hậu ............................................................................................................ 44
2.2.2 Địa hình, địa mạo ............................................................................................ 45
2.2.3 Chế độ thủy văn của sông................................................................................ 45
2.2.4 Điều kiện địa chất công trình .......................................................................... 46
2.3.

Phân tích nguyên nhân sạt lở bờ sông Cái Côn ......................................... 48


iv

2.3.1 Đặc điểm cấu trúc nền địa chất, địa chất thủy văn .......................................... 48
2.3.2 Đặc điểm tác động của biến đổi khí hậu, thủy-hải văn tại khu vực bờ sông Cái
Côn.

.................................................................................................................. 52

2.3.3 Tác động của việc xây dựng công trình ven sông, các hoạt động giao thông
thuỷ, khai thác khoáng sản của con người. ............................................................... 53

2.3.4 Tác động của việc thiết kế, thi công các công trình thuỷ và công tác quản lý,
duy tu bảo dưởng các công trình bảo vệ bờ sông...................................................... 54
2.4.

Kết luận chương 2 ......................................................................................... 55

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH HIỆN TƯỢNG SẠT
LỞ BỜ SÔNG CÁI CÔN ................................................................................ 56
3.1.

Kiểm toán ổn định bờ sông .......................................................................... 56

3.1.1 Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý sạt lở bờ sông Cái Côn .................... 56
3.1.2 Thông số kỹ thuật tính toán sạt lở bờ sông Cái Côn ....................................... 57
3.2.

Kiến nghị các giải pháp phòng tránh hiện tượng sạt lở bờ ....................... 62

3.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp. .......................................................................... 64
3.2.2 Cơ sở khoa học và các giải pháp mềm (trồng cỏ) gia cố chống sạt lở bờ sông.65
3.2.3 Giải pháp công trình ........................................................................................ 78
3.3.

Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ ......................................................................... 80

3.4.

Phân tích ứng dụng giải pháp bảo vệ và đánh giá hiệu quả kỹ thuật ...... 81

3.4.1 Tuyến đê .......................................................................................................... 81
3.4.2 Kè bảo vệ đê .................................................................................................... 81
3.5.

Kết luận chương 3 ......................................................................................... 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 85
I. Kết luận .................................................................................................................. 85
II. Kiến nghị .............................................................................................................. 86
III. Hướng nghiên cứu tiếp theo ................................................................................ 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 88


v

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1

Bảng phân loại mỏ hàn ...................................................................... 24

Bảng 1.2 Một số thông số kích thước để tham khảo nhằm sơ bộ xác định kích
thước kè mỏ hàn ........................................................................................................ 26
Bảng 1.3

Giá trị tham khảo chọn rồng đá chống xói mũi kè ............................ 26

Bảng 1.4

Một số kiểu rọ đá và phạm vi ứng dụng ............................................ 30

Bảng 2.1

Các chỉ tiêu tính toán của các lớp đất ................................................ 50

Bảng 3.1

Các chỉ tiêu cơ lý đất nền dùng trong tính toán................................. 58

Bảng 3.2
dựng kè

Kết quả tính toán ổn định mái một số đoạn xung yếu khi chưa xây
58

Bảng 3.3 Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu của cỏ gà và cỏ
dày (tổng hợp từ số liệu mẫu cỏ thu thập được từ 02 vị trí đê thí nghiệm ở Nam
Định và Thái Bình).................................................................................................... 70
Bảng 3.4

Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu của cỏ Vetiver74

Bảng 3.5 Lực dính gia cường và bề dày của lớp đất được trồng cỏ của cỏ
Vetiver và cỏ Gà ........................................................................................................ 77


vi

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1

Sạt lở bờ sông ...................................................................................... 4

Hình 1.2

Sơ đồ lực tác động lên sườn dốc khi có áp lực thủy động .................. 6

Hình 1.3

Sơ đồ công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng ............................... 8

Hình 1.4 Tường đá đặt trên nền đất yếu bảo vệ bờ khi chịu ảnh hưởng của mực
nước dao động ............................................................................................................. 9
Hình 1.5 Tường đá đặt trên nền đất yếu bảo vệ bờ khi chịu ảnh hưởng của mực
nước dao động ........................................................................................................... 10
Hình 1.6 Gia cố bờ bằng đá trường hợp đáy sông không xói, bờ bị xói mạnh
khi chịu ảnh hưởng của mực nước dao động ............................................................ 10
Hình 1.7 Gia cố bờ bằng tường đá trường hợp đáy sông không xói, bờ không
bị trượt khi chịu ảnh hưởng của mực nước dao động ............................................... 11
Hình 1.8

Bảo vệ bờ bằng cừ Lasen bản nhựa ................................................... 11

Hình 1.9

Hệ thống ô ngăn cách trong công nghệ NeowebTM ......................... 12

Hình 1.10 Gia cường mái đê ở Hà Lan .............................................................. 12
Hình 1.11 Cấu kiện bê tông lắp ghép ................................................................. 13
Hình 1.12 Một dạng cấu kiện gia cố đê sông Nhật Bản ..................................... 13
Hình 1.13 Thiết bị thi công cấu kiện gia cố mái đê biển Hà Lan ....................... 14
Hình 1.14 Cấu kiện bê tông gia cố dạng cột ...................................................... 14
Hình 1.15 Kè đê bằng đá xếp phủ nhựa đường .................................................. 15
Hình 1.16 Thảm bê tông liên kết bằng dây cáp .................................................. 15
Hình 1.17 Thảm bê tông được sử dụng làm kè đê sông Hà Lan ........................ 15
Hình 1.18 Thảm gia cường bằng hệ thống túi vải địa kỹ thuật .......................... 16

Hình 1.19 Mở rộng ứng dụng của túi địa kỹ thuật ............................................. 17
Hình 1.20 Ống địa kỹ thuật trong xây dựng đê kè ............................................. 18
Hình 1.21 Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp ............................ 18
Hình 1.22 Kè bảo vệ mái bằng đá lát khan ở Hải Hậu-Nam Định ..................... 21
Hình 1.23 Kè đá xây liền khối ở Thái Bình ....................................................... 21
Hình 1.24 Kè lát mái bằng bê tông đổ tại chỗ .................................................... 22
Hình 1.25 Hệ thống các giải pháp giảm lực gây trượt ....................................... 23
Hình 1.26 Mặt cắt ngang mỏ hàn ....................................................................... 25
Hình 1.27 Bố trí đệm chống xói bằng bè chìm .................................................. 26


vii

Hình 1.28 Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống BTCT trên sông Brahmaputra –
Jamuna – Băngladet .................................................................................................. 27
Hình 1.29 Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận) bằng hệ
thống công trình hoàn lưu ......................................................................................... 27
Hình 1.30 Kè mỏ hàn chữ G ngắt quãng ............................................................ 28
Hình 1.31 Cấu tạo kè lát mái .............................................................................. 28
Hình 1.32 Mặt cắt ngang của một số dạng kết cấu kè gia cố mái đê, mái sông . 29
Hình 1.33 Rọ đá gia cố bảo vệ bờ ...................................................................... 32
Hình 1.34 Lát mái bờ bằng thảm rọ đá ............................................................... 32
Hình 1.35 Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông ...................................................... 33
Hình 1.36 Kè kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và bằng thực vật....................... 33
Hình 1.37 Tuyến kè bảo vệ bờ sông bằng cỏ Vetiver ........................................ 36
Hình 1.38 Bó rong .............................................................................................. 36
Hình 1.39 Rồng .................................................................................................. 36
Hình 1.40 Khung giá .......................................................................................... 37
Hình 1.41 Khung giá tứ diện bằng bê tông cốt thép (cm) .................................. 37
Hình 1.42 Khung hình hộp bằng thanh ray cũ ................................................... 37

Hình 1.43 Bè chìm cành cây .............................................................................. 37
Hình 1.44 Trải vải địa kỹ thụât là tầng lọc mái kè ............................................. 38
Hình 1.45 Một số loại thảm bêtông túi khuôn .................................................... 39
Hình 1.46 Thảm túi cát và kè bằng thảm túi cát ở bờ sông Sài Gòn .................. 39
Hình 1.47 Kè bằng GeoTube .............................................................................. 40
Hình 2.1

Bản đồ hành chính huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng .......................... 42

Hình 2.2

Sạt lở bờ sông Cái Côn, huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng .................. 44

Hình 2.3

Sạt lở bờ sông Cái Côn và công trình xây dựng bên bờ sông ........... 53

Hình 2.4

Sạt lở bờ sông Cái Côn do khai thác cát ........................................... 54

Hình 2.5

Sạt lở bờ sông Cái Côn ...................................................................... 54

Hình 3.1 Sơ đồ bài toán nghiên cứu dự báo sạt lở bờ sông bằng phương pháp
kết hợp mô hình Mike 21C và phần mềm Geo-Slope ............................................... 57
Hình 3.2

Kết quả tính ổn định ứng với trường hợp mực nước sông min ......... 60

Hình 3.3

Kết quả tính ổn định ứng với trường hợp mực nước lũ rút nhanh .... 61


viii

Hình 3.4 Sự gia tăng lực dính của đất nhờ sức kháng cắt gia cường của rễ cỏ
(Wu và nnk, 1979)..................................................................................................... 66
Hình 3.5 Thay đổi mật độ diện tích cỏ RAR theo độ sâu (Tuan và Oumeraci,
2011)
........................................................................................................... 67
Hình 3.6 Phân loại chất lượng mái cỏ theo VTV 2006 dựa vào phân bố số
lượng rễ theo độ sâu .................................................................................................. 68
Hình 3.7 Phân loại mái cỏ theo VTV 2006 quy đổi theo mật độ diện tích rễ
RAR (xem Tuan và Oumeraci, 2011) ....................................................................... 68
Hình 3.8
dày

Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu của cỏ gà và cỏ
........................................................................................................... 69

Hình 3.9

Tạo thành bức tường chắn sinh học dầy và hiệu quả ........................ 72

Hình 3.10 Minh họa nguyên lý ổn định mái dốc bằng cỏ Vetiver ( bộ rễ các
hàng cỏ có tác dụng như những neo đất (trái). Trong thực tế các hàng cỏ Vetiver đã
giúp bức tường đất này khỏi bị nước lũ quét đi (phải) .............................................. 72

Hình 3.11 Tương quan sức kháng kéo đường kính rễ cỏ Vetiver ...................... 73
Hình 3.12 Tác dụng tăng sức kháng cắt của rễ cỏ Vetiver theo chiều sâu đất ... 74
Hình 3.13 Lực tác dụng lên phân tố đất trong trường hợp mặt trượt trụ tròn .... 75
Hình 3.14 Mô hình hóa lớp đất trồng cỏ Vetiver ............................................... 77
Hình 3.15 Mô hình hóa lớp đất trồng cỏ Gà....................................................... 78
Hình 3.16 Cấu tạo kè lát mái .............................................................................. 78
Hình 3.17 Cấu tạo kè mỏ hàn ............................................................................. 79
Hình 3.18 Phương pháp neo trong đất................................................................ 79
Hình 3.19 Phương pháp đắp đất ở chân mái dốc................................................ 80


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng là địa bàn có hệ thống sông ngòi, kênh rạch dày đặc. Trong
nhiều năm, đây là điểm nóng về sạt lở bờ sông - Tại đoạn này có tới 12 vị trí có nguy cơ đe dọa
sạt lở cao. Sạt lở đã từng nhấn chìm 24 căn nhà và làm cho nhiều công trình khác ven sông phải
di dời, ảnh hưởng lớn đến đời sống, tính mạng và tài sản của người dân.
Sông Cái Côn nằm về phía Tây Bắc huyện Kế Sách, là ranh giới phân cách tự nhiên giữa Sóc
Trăng với Hậu Giang. Vấn đề ổn định bờ sông Cái Côn bấy lâu nay vẫn là vấn đề cấp bách của
cả hai tỉnh thành nêu trên. Hàng loạt các công trình ven bờ sông này như: nhà cửa, đường,
cống,… liên tục xuất hiện các hiện tượng nứt, xé và dịch chuyển. Từ năm 2014 đến nay, tại khu
vực thị trấn An Lạc Thôn, huyện Kế Sách, chính quyền địa phương đã phải nhiều lần cảnh báo,
vận động và thuyết phục người dân di dời khỏi các khu vực có nguy cơ cao.
Có rất nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng sạt lở bờ sông, bao gồm: địa hình, địa chất, khí
hậu, thủy văn, hải văn, con người,…Tình hình càng trở nên nghiêm trọng hơn khi trong những
năm gần đây, hiện tượng biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp gây ảnh hưởng lớn đến chế độ thủy
triều, dòng chảy của sông. Các hoạt động xây dựng cũng làm thu hẹp dòng chảy tại các ngã ba,
ngã tư sông, khiến tạo ra dòng chảy xiết hơn. Các yếu tố này không tồn tại độc lập mà tương hỗ

với nhau tạo nên ảnh hưởng rất phức tạp đến vấn đề ổn định bờ sông Cái Côn. Việc nghiên cứu,
đánh giá đúng mức các yếu tố đã nêu là hết sức cần thiết nhằm đề xuất được các biện pháp
phòng tránh.
Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu hiện trạng sạt lở bờ sông Cái Côn tỉnh Sóc Trăng, phân tích
nguyên nhân và đề xuất các giải pháp phòng tránh” là cần thiết và có ý nghĩa thực tế”.
2. Mục tiêu của đề tài
Cần làm sáng tỏ điều kiện tự nhiên về địa hình, địa chất, thủy văn sông Cái Côn, các công
trình bảo vệ bờ hiện hữu và các hoạt động khác của con người có ảnh hưởng tới hiện tượng sạt lở
bờ sông khu vực nghiên cứu.
Làm sáng tỏ được hiện trạng của bờ sông khu vực đoạn Km0+00 đến Km6 + 00, bên bờ trái


2
(đoạn điểm đầu giáp Sông Hậu, điểm cuối là ranh giáp tỉnh Hậu Giang) khu vực thị trấn An Lạc
Thôn, huyện Kế Sách.
Phân tích, làm rõ những nguyên nhân gây sạt lở bờ sông Cái Côn.
Đề xuất các giải pháp phòng tránh sạt lở bờ sông Cái Côn khu vực thị trấn An Lạc Thôn,
huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: đặc điểm điều kiện tự nhiên (khí hậu, thủy văn, địa hình, địa
chất,…các hoạt động kinh tế công trình của con người thuộc trong phạm vi ảnh hưởng đến hiện
tượng sạt lở bờ sông Cái Côn.
Phạm vi nghiên cứu: hiện tượng sạt lở nằm trong phạm vi đoạn Km0+00 đến Km6+00, bên
bờ trái (Đoạn điểm đầu giáp Sông Hậu, điểm cuối là ranh giáp tỉnh Hậu Giang).
4. Phương pháp nghiên cứu
Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu đã có, …
Phương pháp thực địa (nghiên cứu, quan sát hiện trường về hiện tượng trong thời gian gần
nhất có thể).
Phương pháp tính toán, ứng dụng để kiểm toán ổn định, sạt lở bờ và tính toán thiết kế sơ bộ,
giải pháp phòng chống sạt lở bờ.

5. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu có thể tham khảo và áp dụng để đề xuất các giải pháp phòng chống sạt lở
bờ sông khu vực đoạn Km0+00 đến Km 6+00, bên bờ trái (Đoạn điểm đầu giáp Sông Hậu,
điểm cuối là ranh giáp tỉnh Hậu Giang).
Đóng góp và làm phong phú thêm những hiểu biết cũng như kinh nghiệm về nghiên cứu hiện
tượng sạt lở bờ sông ở các sông thuộc đồng bằng Sông Cửu Long.
6. Kết cấu luận văn
Mở đầu


3
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu sạt lở bờ sông
Chương 2: Phân tích các nguyên nhân gây sạt lở bờ sông Cái Côn
Chương 3: Đề xuất các giải pháp phòng tránh sạt lở bờ sông Cái Côn
Kết luận và kiến nghị


4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SẠT LỞ BỜ SÔNG
Khái niệm về hiện tượng sạt lở bờ sông

1.1.

Sạt lở bờ sông là hiện tượng tự nhiên hết sức phức tạp, nó phụ thuộc và chịu sự tác động của
nhiều yếu tố nội sinh, ngoại sinh hay các nguyên nhân khách quan, chủ quan khác nhau, đó là:
những đặc điểm về điều kiện địa hình, địa chất, hình thái sông trong khu vực, sự tác động của
các yếu tố thủy động lực dòng chảy (vận tốc dòng nước, hướng chảy, chế độ mực nước, thủy
triều,…) và những tác động khách quan khác từ các hoạt động của con người (ảnh hưởng của
việc xây dựng các công trình trên sông, ven sông, giao thông thủy, khai thác cát, khai thác đất

bãi,…).

Hình 1.1

Sạt lở bờ sông

Sạt lở bờ sông là biến hình ngang của lòng dẫn, xảy ra do tổ hợp của quá trình xói lòng
dẫn và lở bờ, trong đó xói lòng dẫn là tiền đề còn lở bờ là kết quả. Xói lòng dẫn là một quá trình
tương tác giữa dòng chảy và lòng dẫn mà kết quả là các hạt bùn cát bị tách ra khỏi lòng dẫn và
được vận chuyển đi nơi khác. Còn lở bờ là do sự mất cân bằng của các lực cơ học, mất cân bằng


5
khối đất bờ (lực gây trượt hoặc lật lớn hơn lực chống trượt hoặc lật), kết quả dẫn đến khối đất
mái bờ sông bị trượt hoặc sạt lở từng mảng xuống sông.
Xói lở và mất ổn định mái dốc bờ sông chịu ảnh hưởng của sự thay đổi nước ngầm, nước mặt
trong suốt mùa lũ và mùa khô và là kết quả của quá trình xói sâu ở chân mái bờ hay do tác động
của các phương tiện lưu thông có tải trọng lớn, hiện tượng trượt lở bờ sông phát sinh và phát
triển do những nguyên nhân chủ yếu sau đây:
Tác dụng xâm thực của sông
Sông ngòi có đặc điểm: thân sông quanh co uốn khúc, vực sâu nằm sát bờ lõm, bờ cát nằm
sát bờ lồi, đoạn uốn cong và đoạn quá độ nằm xen kẽ nối tiếp nhau, mặt cắt đoạn uốn cong vừa
hẹp vừa sâu, có hình tam giác không đối xứng, các trị số dòng chảy về mùa mưa lũ đều lớn hơn
trị số giới hạn xâm thực của đất đá cấu tạo bờ do đó dẫn đến phát sinh trượt lở bờ.
Quá trình tẩm ướt đất đá
Đất đá cấu tạo bờ thuộc đất loại sét (có thành phần hạt sét chiếm ưu thế) và bị tẩm ướt bởi
nước mưa, nước mặt, nước dưới đất. Quá trình tẩm ướt đất đá là một trong những nguyên nhân
gây trượt lở, trước hết làm tăng trọng lượng khối đất trên bờ dốc.
Mặt khác, sự giảm độ bền các liên kết kiến trúc, sự biến đổi độ sệt, do đó lực dính kết và góc
ma sát trong của đất giảm đi. Ngoài ra, quá trình tẩm ướt và phơi khô đất đá mỗi khi triều dâng

và khi triều rút lặp đi lặp lại nhiều lần làm cho đất đá tan rã mạnh, kém ổn định đối với nước, bị
lôi cuốn, moi chuyển ra khỏi sườn dốc, tạo thế mất ổn định của bờ,...
Tác động của áp lực thủy tĩnh
Vào các thời kỳ mùa lũ hoặc khi triều dâng, phần đất đá ngập nước nằm trong trạng thái bị
đẩy nổi và trọng lượng của nó không đủ để giữ yên các khối đất đá nằm ở phía trên. Đất đá ở
phía trên gần như mất điểm tựa bắt đầu dịch chuyển và làm cho phần đất đá trong trạng thái bị
đẩy nổi bên dưới bị trượt.
Ngoài ra, đất đá ở trạng thái đẩy nổi cũng làm giảm ứng suất pháp có hiệu ở tại mặt trượt đã
xác định hoặc đang dự đoán, do đó sức chống cắt của đất đá giảm xuống và có thể phát sinh
trượt.


6
Tác động của áp lực thủy động
Nước mưa, nước mặt ngấm xuống đất theo các lỗ hổng, khoảng trống có trong đất đá và tạo
ra dòng thấm lưu thông trong đất đá. Sự vận động thấm của nước dưới đất gây ra áp lực thủy
động có ảnh hưởng đến sự biến đổi trạng thái ứng suất của đất đá cấu tạo bờ và gây ra biến dạng
thấm.

Hình 1.2

Sơ đồ lực tác động lên sườn dốc khi có áp lực thủy động

Từ sơ đồ trên cho thấy áp lực thủy động hướng theo phương ḍòng thấm và có giá trị càng lớn
khi độ thấm nước của đất đá càng bé. Trong những thời gian biến đổi đột ngột gradien áp lực, áp
lực thủy động sẽ tác động vào đất đá ở bờ và gây trượt lở bờ.
1.2.

Tình hình nghiên cứu hiện tượng sạt lở bờ sông ở trên thế giới

1.2.1 Các giải pháp chống trượt mái hoặc sườn dốc bờ sông
1.2.1.1 Công nghệ cọc xi măng đất
Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống
nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu
lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi
măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối
với hỗn hợp dạng vữa ướt) [3]. Hiện tại, trên thế giới đã phát triển 2 phương pháp trộn: ướt (Jet
Grouting) và khô (Dry Jet Mixing - DJM).
Phương pháp Jet Grouting (Công nghệ trộn ướt)
+ Bản chất của phương pháp:
Nhờ có tia nước và tia vữa phun với áp uất cao (200 đến 400 atm vận tốc lên tới  100m/s


7
mà đất xung quanh hố khoan tơi ra và trộn với vữa xi măng. Sau khi hỗn hợp Đ-XM đông cứng
tạo ra cọc Đ-XM.
+ Ưu điểm của phương pháp:
Phạm vi ứng dụng: rộng rãi, có thể ứng dụng cho mọi loại đất; có thể xử lý cục bộ (chỉ lớp
đất yếu) không ảnh hưởng đến lớp đất tốt; có thể xử lý dưới móng hoặc kết cấu hiện có không
gây ảnh hưởng đến công trình phía trên.
Thi công: có thể thi công được trong điều kiện ngập nước mặt bằng hẹp, chiều cao hạn chế,
gặp các chướng ngại vật không gây chấn động và tiếng ồn lớn, hạn chế được tối đa sự ảnh
hưởng tới công trình lân cận (do thiết bị thi công gọn nhẹ).
+ Nhược điểm của phương pháp:
Có thể gây ra hiện tượng trương nở đất nền gây rạn nứt phần đất lân cận, do áp lực lớn nên tia
vữa có thể xâm nhập vào các công trình ngầm sẵn có (hố ga, đường ống tầng hầm lân cận …
Phương pháp Dry Jet Mixing (DJM) - Công nghệ trộn khô
+ Bản chất của phương pháp:
Phương pháp này sử dụng cần khoan có gắn các cánh cắt đất để trộn hỗn hợp khô (CKD),
chúng cắt đất sau đó trộn đất với chất kết dính - CKD (Xi măng hoặc vôi) bơm theo trục cần

khoan. Hoạt động của cần khoan làm cho xi măng hoặc vôi trộn lẫn với đất. Hàm lượng CKD
phụ thuộc vào loại đất.
DJM sử dụng một hệ thống giám sát tự động chất lượng cao mà cung cấp những số liệu
chính xác và liên tục về chiều sâu trộn đất, độ sâu cọc và tốc độ rút cần cũng như tốc độ xoay cần
khoan.


8

Hình 1.3
+ Ưu điểm:

Sơ đồ công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng

Thiết bị thi công đơn giản, không cần nước để tạo vữa nên công trường thi công sạch sẽ hơn,
giảm thiểu khối lượng phá hoại công trình.

Công nghệ này sử dụng một hệ thống khép kín để vận chuyển và bơm CKD vào trong đất do
đó hạn chế được lượng bụi thải ra không khí. Quá trình hoạt động an toàn, ít rung động cung như
tiếng ồn.
Lượng CKD sử dụng ít hơn so với công nghệ trộn ướt.
Quy trình kiểm soát chất lượng đơn giản hơn công nghệ trộn ướt.
+ Nhược điểm:
Do cắt đất bằng cánh cắt nên gặp khó khăn khi thi công trong đất sét, đất lẫn hạt thô (sỏi- sạn,
cuội - dăm), rác thải và khi thi công trong các lớp đất cứng;
Không thi công được trong điều kiện lớp đất xử lý ngập nước;
Chiều sâu xử lý chỉ trong khoảng 15 đến 20m.
1.2.1.2 Bấc thấm ngang
Bấc thấm ngang là loại vật liệu bao gồm lõi nhựa làm bằng Polyvinyl Chloride và được bao
bọc bên ngoài bằng loại vải polyester không dệtđược sử dụng để thoát nước ngang. [3]

Với chức năng này có thể phù hợp ứng dụng cho các công trình kè gia cố bờ sông chống lũ
trên nền đất đắp.


9
1.2.1.3 Sử dụng tường chắn bảo vệ bờ chống xói lở
Tường chắn bằng bê tông, đã xây
Tường chắn làm nhiệm vụ bảo vệ bờ, chống trượt của đất đá từ phía bờ, chống sự phá hoại
của dòng chảy có lưu tốc lớn từ phía sông, sự dao động mạnh của mực nước trong sông. Vì vậy
yêu cầu tường chắn rọ đá phải luôn luôn ổn định dưới tác động của áp lực đất và nước từ hai phía.
[3]

Hình 1.4

Tường đá đặt trên nền đất yếu bảo vệ bờ khi chịu ảnh hưởng của mực
nước dao động

Tuỳ theo điều kiện địa chất của nền và khả năng xói lở của dòng chảy trong sông nên chọn
các kết cấu của tường chắn như sau:
* Trường hợp vận tốc dòng chảy lớn gây ra xói lở lòng sông
+ Nếu địa chất lòng sông là đất yếu, khả năng chịu tải kém thì tường đặt trên đệm thảm rọ đá
dày 0,3-0,5m. Phạm vi bảo vệ l = 2 lần chiều sâu hố xói dự kiến, xem hình 1.7.
+ Nếu nền có khả năng chịu tải lớn thì có thể chôn rọ đá xuống độ sâu hố xói dự kiến, xem
hình 1.5.


10

Hình 1.5

Tường đá đặt trên nền đất yếu bảo vệ bờ khi chịu ảnh hưởng của mực
nước dao động

* Trường hợp lòng sông là đất tốt không bị xói
Tuy địa chất lòng sông là đất đá tốt nhưng bờ là đất mềm hay đá phong hoá
mạnh, khi vận tốc dòng chảy lớn, mực nước trong sông dao động mạnh có thể gây
ra hiện tượng sạt lở bờ sông. Trong trường hợp này chỉ cần dọn hết đất rời trên nền
rồi làm tường rọ đá là được, xem hình 1.6.

Hình 1.6

Gia cố bờ bằng đá trường hợp đáy sông không xói, bờ bị xói mạnh khi
chịu ảnh hưởng của mực nước dao động


11

Hình 1.7

Gia cố bờ bằng tường đá trường hợp đáy sông không xói, bờ không bị
trượt khi chịu ảnh hưởng của mực nước dao động

Trường hợp đáy sông không bị xói, bờ sông có thể bị xói nhưng không bị trượt, khi đó chỉ cần
lớp áo bảo vệ, xem hình 1.7. [5]
Tường cọc uPVC, tường ván thép bảo vệ bờ chống xói lở
uPVC là một Polyvinyl Chlorua chưa được nhựa hoá là loại vật liệu khá mới có độ bền cao,
chịu được va đập mạnh, không bị oxy hóa, không bị co ngót, không bị biến dạng theo thời gian
và đã được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghịêp, xây dựng. Một sản phẩm của loại vật
liệu này là tấm cừ nhựa được bắt nguồn từ Mỹ và ứng dụng trong xây dựng trong đó có công
trình bảo vệ bờ sông.

Hình 1.8

Bảo vệ bờ bằng cừ Lasen bản nhựa


12
1.2.1.4 Gia cố nền mái bờ sông bằng công nghệ NeowebTM
Hệ thống NeowebTM là công nghệ phân tách, ổn định và gia cố nền đất được phát triển, sản
xuất và thương mại hoá bởi Công ty TNHH Địa Trung Hải PRS - Israel. Hệ thống ô ngăn hình
mạng NeowebTM là mạng lưới các ô ngăn hình mạng dạng tổ ong được đục lỗ và tạo nhám.
Khi chèn lấp vật liệu, một kết cấu liên hợp địa kỹ thuật bao gồm các vách ngăn và vật liệu được
tạo ra, với các đặc tính cơ lý địa kỹ thuật được tăng cường. Hiện nay công nghệ này đang được
ứng dụng rộng rãi trong giao thông nhưng trong thuỷ lợi chưa được ứng dụng nhiều, đặc biệt
trong công trình bảo vệ bờ sông chống lũ.

Hình 1.9

Hệ thống ô ngăn cách trong công nghệ NeowebTM

1.2.2 Các giải pháp phổ biến bảo vệ mái dốc bờ sông
1.2.2.1 Đá lát khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn

Hình 1.10

Gia cường mái đê ở Hà Lan

Phổ biến nhất vẫn là các hình thức bảo vệ mái bằng đá đổ, đá lát khan, cấu kiện bê tông đúc
sẵn, cấu kiện bê tông lắp ghép với các dạng liên kết khác nhau. Hình 1.10 thể hiện một đoạn đê ở