Nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ của đập trà sư ở huyện tịnh biên, tỉnh an giang bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-------o0o------NGUYỄN PHƯƠNG HOÀI VŨ

NGHIÊN CỨU GIA CỐ ỔN ĐỊNH ĐÊ NGĂN LŨ
CỦA ĐẬP TRÀ SƯ Ở HUYỆN TỊNH BIÊN, TỈNH AN GIANG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT TRỘN XI MĂNG

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Mã số

: 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2013


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa-ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Châu Ngọc Ẩn

Cán bộ chấm nhận xét 1: ..............................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2: ..............................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM
ngày ……tháng ……năm …….
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng khoa quản lý chuyên
ngành sau khi Luận văn đã được sữa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT
XÂY DỰNG


LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ của đập
Trà Sư ở huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang bằng phương pháp cọc đất trộn xi
măng” được thực hiện với kiến thức tác giả thu thập trong suốt quá trình học tập tại
trường. Cùng với sự cố gắng của bản thân là sự giúp đỡ, động viên của các thầy cô,
bạn bè và gia đình trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS. TS. Châu Ngọc Ẩn, người
thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, động viên tơi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn đến q thầy cơ bộ mơn Địa Cơ Nền Móng, những người đã
cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập tại
trường.
Xin gửi lời cảm ơn đến các học viên chuyên ngành Địa Kỹ thuật Xây Dựng khóa
20012, những người bạn đã đồng hành và giúp đỡ tơi trong suốt q trình học.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn bố mẹ và gia đình đã động viên, tạo điều kiện tốt nhất
cho tôi về vật chất lẫn tinh thần trong những năm tháng học tập tại trường.
Luận văn được hồn thành nhưng khơng thể tránh được những thiếu sót và hạn
chế. Rất mong nhận được sự đóng góp của q thầy cơ, bạn bè và đồng nghiệp để
luận văn được hồn thiện và có ý nghĩa thực tiễn.

Trân trọng!
Tp. HCM, ngày 22 tháng 11 năm 2013
Học viên

NGUYỄN PHƯƠNG HOÀI VŨ


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài :

“Nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ của đập Trà Sư ở huyện Tịnh
Biên, tỉnh An Giang bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng”
Tóm tắt :
Đồng bằng sơng Cửu Long khơng những có mạng lưới sơng ngịi chằng
chịt mà cịn là vựa lúa lớn nhất nước. Vì thế, việc xây dựng đê bao để hạn chế và
điều tiết dòng chảy của lũ, lụt là vấn đề cấp bách hiện nay. Nguyên nhân, cơ chế
gây mất ổn định và giải pháp xử lý vẫn chưa được nghiên cứu và hệ thống hóa đầy
đủ một cách khoa học. Trong luận văn này, tác giả sẽ nghiên cứu giải pháp cải tạo,
gia cố nền đất yếu bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng. Qua quá trình tham
khảo và nghiên cứu, tác giả trộn với hàm lượng 16% xi măng. Kết quả cho thấy hệ
số thấm giảm hơn 90%, cường độ nén đơn tăng 13.6 lần, sức chống cắt của đất tăng
lên khoảng 50 lần so với đất tự nhiên.
Nghiên cứu tính tốn cho một cơng trình cụ thể về gia cố ổn định đê ngăn
lũ bằng cọc xi măng đất tại khu vực huyên Tịnh Biên, tỉnh An Giang. Kết quả cho
thấy giải pháp có tính khả thi tại vị trí nghiên cứu và từ đó có thể áp dụng nghiên
cứu áp dụng rộng rãi cho khu vực đồng bằng trên cả nước.


SUMMARY OF THESIS
TITLE:

Research stabilization of the flood prevention dykes respond to Tinh
Bien district , An Giang province by means of soil cement mixer.
ABSTRACT:
Mekong Delta is not only an interlacing rivers system but also the country's
largest granary . Therefore, the construction of dikes to restrict and regulate the flow
of flood is an urgent problem nowadays. Causes, destabilizing mechanisms and
treatment solutions have not been researched , fully codified in a scientific way. In
this thesis , the author will study alternative which soft ground reinforced by means
of soil cement mixing piles . Through the consultation process and research , the
authors mix with 16 % cement content . The results showed that permeability
decreased more than 90 % , compressive strength increased 13.6 times , soil shear
strength increased by about 50 times higher than natural soil .
The study calculated for a real work of stabilization piles dykes to prevent floods by
means of soil cement mixer in the area of Tinh Bien district , An Giang province .
The results show that the solution is feasible in studying location and this research
can be widely applied for other positions .


LỜI CAM ĐOAN
Tơi tên Nguyễn Phương Hồi Vũ, tơi xin cam đoan rằng Luận văn thạc sĩ
với đề tài “Nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ của đập Trà Sư ở huyện

Tịnh Biên, tỉnh An Giang bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng” là do
tôi tự tiến hành thực hiện và không sao chép của các luận văn đi trước. Mọi
trích dẫn trong luận văn đều được ghi chi tiết nguồn trích dẩn và tên tác giả.
Nếu nhà trường phát hiện có điều gian dối, tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Học viên

Nguyễn Phương Hoài Vũ


MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ phân vùng đất yếu ở Đồng bằng sơng Cửu Long ......................15
Hình 1.2. Nền được xử lý bằng giếng cát .............................................................. 23
Hình 1.3. Sơ đồ bố trí lưới giếng cát .....................................................................23
Hình 1.4. Xử lý nền bằng bấc thấm ......................................................................25
Hình 1.5. Mặt cắt ngang tương đương của bấc thấm ............................................. 25
Hình 1.6. Sơ đồ bố trí lưới bấc thấm .....................................................................26
Hình 1.7. Mơ hình xử lý nền bằng bơm hút chân khơng .......................................28
Hình 1.8. Xử lý nền bằng cọc đất gia cố xi măng, gia cố vôi ................................29
Hình 1.9a. Thi cơng cọc đất-xi măng bằng phương pháp trộn khơ .......................30
Hình 1.9b. Thi cơng cọc đất-xi măng bằng phương pháp trộn ướt ........................31
Hình 1.10. Sơ đồ phân bố ứng suất tiếp trong nhóm cọc đất - xi măng ...............33
Hình 1.11. Vải địa kỹ thuật gia cường lớp nền đắp ...............................................34
Hình 1.12. Sơ đồ bố trí bệ phản áp ........................................................................ 34
Hình 2.1. Cường độ chịu nén nở hơng của đất sét Bangkok gia tăng khi hàm lượng
ximăng tăng (theo Bergado 1996) ..........................................................................40
Hình 2.2. Cường độ chịu nén nở hơng của đất tại cầu Lò Gốm gia tăng khi hàm
lượng ximăng tăng.................................................................................................. 41
Hình 2.3. Độ bền chống cắt khơng thốt nước ...................................................... 44
Hình 2.4. Sơ đồ thiết bị để phun vữa theo phương pháp WJM .............................47
Hình 2.5 - Sơ đồ thi cơng trộn ướt ......................................................................... 47
Hình 2.6. Vị trí thiết bị thi cơng cọc DSCM ..........................................................50
Hình 2.7 -Sơ đồ thi cơng trộn khơ ..........................................................................51
Hình 2.8. Vị trí đặt đầu cơn xun thủng trong thí nghiệm DCPT ........................53
Hình 2.9. Thiết bị xun động cải tiến BS1377 ..................................................... 54
Hình 2.10. Tốn đồ mối liên hệ giữa NSPT và qu ....................................................56
Hình 2.11: Cấu tạo các bộ phận của kết cấu bờ đê ................................................58

Hình 2.12: Bờ đê bằng đá hộc xây ......................................................................... 58
Hình 2.13: Bờ đê có đỉnh và mái là các tấm BTCT ...............................................59


Hình 2.14: Bờ đê có thang lên xuống đặt cạnh các bích neo ................................. 59
Hình 2.15: Cấu tạo mái bờ đê ................................................................................61
Hình 2.16: Kết cấu mái bằng tấm BTCT đổ tại chỗ ..............................................61
Hình 2.17: Kết cấu bờ đê có cọc đỡ chân khay..................................................... 61
Hình 2.18 : Lưới thấm của đập đồng chất trên nền thấm nước ..............................63
Hình 2.19 : Sơ đồ xác định vị trí cung trượt nguy hiểm ........................................63
Hình 2.20. : Khu vực chứa tâm vịng cung trượt có hệ số an tồn nhỏ nhất.......... 64
Hình 3.1: Vị trí khu vực lấy mẫu ...........................................................................68
Hình 3.2: Mẫu đất sau khi được lấy ......................................................................68
Hình 3.3: Mẫu đất được bảo quản để làm các thí nghiệm trong phịng ................. 69
Hình 3.4: Xi măng dùng để gia cường đất ............................................................. 69
Hình 3.5: Dùng dao vịng lấy mẫu đất ...................................................................70
Hình 3.6: Đất trong đĩa khép lại một đoạn dài 12.7mm (1/2 inch) ........................ 72
Hình 3.7: Mẫu đất trong đĩa khum .........................................................................72
Hình 3.8: Máy cắt ứng lực .....................................................................................75
Hình 3.9: Hộp cắt và mẫu đất sau khi cắt ..............................................................76
Hình 3.10: Máy trộn ...............................................................................................78
Hình 3.11: Các ống tạo mẫu đất .............................................................................79
Hình 3.12: Cối đất sau khi trộn ..............................................................................80
Hình 3.13: Đúc mẫu vào khn sau khi trộn ......................................................... 81
Hình 3.14: Thí nghiệm nén mẫu đất ......................................................................82
Hình 3.15: Sự phá hoại mẫu xi măng đất ............................................................... 83
Hình 3.16: Mẫu đất đang thí nghiệm cố kết ...........................................................84
Hình 4.1: Gia cố đê bao vào mùa lũ .......................................................................92
Hình 4.2: Một đoạn đê bao bị vỡ do lũ ..................................................................93
Hình 4.3: Vị trí của đập Trà Sư ..............................................................................94

Hình 4.4: Hiện trạng của đập cao su Trà Sư ..........................................................94


Hình 4.5: Mặt cắt ngang đê bao .............................................................................95
Hình 4.6 - bố trí trụ trộn ướt trên mặt đất .............................................................. 95
Hình 4.7. Sơ đồ tính lún của nền chưa gia cố ......................................................100
Hình 4.8: Xác định dịng thấm đê bao
Hình 4.9: Kết quả mơ hình phân tích dịng thấm
Hình 4.10: Kết quả mơ phỏng phân tích ổn định trượt
Hình 4.11: Kết quả theo các phương pháp ổn định trượt
Hình 4.12: Kết quả mơ phỏng phân tích lún
Hình 4.13: Kết quả tính lún.


MỤC LỤC
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn
Tóm tắt nội dung Luận văn
Mục lục
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Bối cảnh nghiên cứu ............................................................................................. 1
2. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1
3. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 2
4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 2
5. Giới hạn của đề tài ................................................................................................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐBSCL & CÁC
GIẢI PHÁP XỬ LÝ, GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU ........................................................... 4
TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐBSCL ................................... 4
1. TỔNG QUÁT VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT YẾU Ở KHU VỰC
ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG .......................................................................... 4

1.1. Đất yếu nói chung:.......................................................................................... 4
1.2. Đặc điểm và tính chất của đất sét yếu: ............................................................ 5
2. KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐBSCL: ............................................ 8
2.1. Về mặt địa chất thủy văn: .............................................................................. 8
2.2. Về mặt địa chất cơng trình:............................................................................ 9
2.3. Về cấu tạo và phân loại các lớp đất: .............................................................. 9
3. MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT YẾU TẠI TỈNH AN
GIANG VÀ KHU VỰC LÂN CẬN ........................................................................ 12
3.1. Đất bùn: Khảo sát ở một số khu vực như An Giang, Tp. Cần Thơ, Long An,
Bến Tre, Đồng Tháp. Một số đặc trưng tiêu biểu về cơ lý (theo tài liệu của Nguyễn
Văn Thơ và Trần Thị Thanh) ............................................................................... 12


3.2. Đất sét yếu bão hòa nước: ............................................................................ 13
4. PHÂN TÍCH TỔNG QT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ TÍNH
TỐN:.................................................................................................................... 14
4.1. Sơ lược về vị trí địa lý, đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội: ............ 14
4.2. Các đặc điểm địa chất thủy văn công trình: .................................................. 15
CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ, GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU ............................................. 17
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ............................................................... 17
5.1. Xử lý nền đất yếu bằng giếng cát ............................................................... 17
5.2. Xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm ............................................................... 20
5.3. Xử lý nền đất yếu bằng bơm hút chân không .............................................. 22
6. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG .............................................................. 23
6.1. Gia cố nền đất yếu bằng cọc đất trộn- xi măng (vôi) ................................... 23
6.2. Gia cố nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật - lưới địa kỹ thuật kết hợp gia tải
trước 28
7. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN BẰNG BỆ PHẢN ÁP ..................................... 30
8. NHẬN XÉT & PHƯƠNG HƯỚNG CỦA ĐỀ TÀI .......................................... 31
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO & PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN GIẢI

PHÁP GIA CỐ ĐẤT YẾU DƯỚI ĐÊ BAO NGĂN LŨ BẰNG CỌC ĐẤT TRỘN
XIMĂNG ................................................................................................................... 32
NGHIÊN CỨU CẤU TẠO, ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CỌC ĐẤT TRỘN XIMĂNG
............................................................................................................................... 32
2.1. TỔNG QUAN ĐẤT GIA CỐ XIMĂNG ...................................................... 32
2.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỌC ĐẤT GIA CỐ XIMĂNG ........................ 35
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC XIMĂNG ĐẤT ........................... 41
Công suất ............................................................................................................ 45
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CỌC ĐẤT TRỘN XIMĂNG CHO
CƠNG TRÌNH ĐÊ BAO NGĂN LŨ ...................................................................... 50
2.6. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TỐN & NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ...................... 50


2.7. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐÊ BAO NGĂN LŨ .................................. 51
CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT TỰ
NHIÊN VÀ ĐẤT ĐƯỢC GIA CƯỜNG VỚI HÀM LƯỢNG XI MĂNG .................. 60
3.1

Các bước thực hiện thí nghiệm: ..................................................................... 60

3.2

Thực hiện thí nghiệm: ................................................................................... 60

3.2.1

Cơng đoạn lấy mẫu: ................................................................................ 60

3.2.2

Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất tự nhiên: ......................... 63

3.2.3

Thí nghiệm xác định cường độ đất trộn xi măng: .................................... 71

3.2.4

Thí nghiệm nén cố kết (theo tiêu chuẩn TCVN 4200-2012): ................... 77

Hình 3.17: Mẫu đất đang thí nghiệm cố kết ......................................................... 78
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CỌC ĐẤT TRỘN XI MĂNG GIA CỐ ỔN
ĐỊNH ĐÊ BAO NGĂN LŨ CỦA ĐẬP TRÀ SƯ KHU VỰC HUYỆN TỊNH BIÊN,
TỈNH AN GIANG ...................................................................................................... 85
4.1

Đặt vấn đề: .................................................................................................... 85

4.2

Giải pháp xử lý: ............................................................................................. 86

4.3

Tính tốn cơng trình thực tế:.......................................................................... 87

4.3.1

Giới thiệu cơng trình: .............................................................................. 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 126
I.

Kết luận: ......................................................................................................... 126

II. Kiến nghị: ....................................................................................................... 126
Tài liệu tham khảo
Lý lịch trích ngang
Phụ lục


1

MỞ ĐẦU
1. Bối cảnh nghiên cứu
Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và tỉnh An Giang nói riêng là vùng
châu thổ có hệ thống sơng ngịi chằng chịt, vùng đồng bằng phù sa màu mỡ, còn là một
trong những vùng kinh tế trọng điểm của nước ta. Đời sống người dân nơi đây gắn liền
với các loại nông sản, đặc biệt là cây lúa. Tuy nhiên, hằng năm khu vực nơi đây thường
xuyên chịu ảnh hưởng của lũ do nước của sông Mekong ở Campuchia tràn về gây thiệt
hại rất lớn. Vì vậy, các cơng trình thủy lợi được chú trọng đầu tư xây dựng với số
lượng, chất lượng và quy mô ngày càng gia tăng. Mặt khác, đồng bằng sơng Cửu Long
có địa hình đặc trưng bị chia cắt bởi mạng lưới sơng ngịi dày đặc và nằm trên vùng đất
yếu khá dày do quá trình thành tạo địa chất lịch sử. Do đó, các cơng trình thủy lợi cần
phải được nghiên cứu các giải pháp nền móng hợp lý nhằm mang lại hiệu quả kinh tế
và kỹ thuật đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng cao trên vùng đất này.
2. Đặt vấn đề
Đồng bằng Sông Cửu Long là vùng đất có hệ thống sơng ngịi và kênh rạch
được hình thành nhờ quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích trẻ có nguồn gốc sơng
biển, đầm lầy. Đây là vùng không thuận lợi về mặt địa chất cơng trình, đất nền phổ

biến nhất là các lớp đất yếu dày từ 10 – 30m. Đặc điểm chung dễ nhận thấy là sức chịu
tải nhỏ và biến dạng lớn dưới tác dụng của tải trọng cơng trình. Vì vậy, việc xây dựng
các cơng trình trên nền đất yếu là một vấn đề khó khăn và phức tạp cho các nhà kỹ
thuật. Vấn đề là ở chỗ phải so sánh, lựa chọn các giải pháp nền móng cho khả thi. Khi
thiết kế những cơng trình trên nền đất yếu, các nhà tư vấn thường phải chọn giữa các
phương án xử lý móng và phương pháp gia cố nền. Phương án xử lý bằng móng cọc
thường được lựa chọn cho những cơng trình có qui mơ lớn, phức tạp. Tuy nhiên, việc
lựa chọn đó mang tính chủ quan, chưa có sự so sánh hợp lý về các phương án khả dĩ.


2

Nhiều giải pháp xử lý - gia cố nền đất yếu đã được áp dụng, song chưa đánh
giá đúng bản chất của đất yếu trong công tác khảo sát – thiết kế cũng như thi cơng nên
tính ổn định của cơng trình được xác định cịn có sự khác biệt rõ rệt giữa tính tốn theo
lý thuyết và thực tế, dẫn đến hiện tượng một số cơng trình thủy lợi, đê bao,… bị hư
hỏng trong q trình thi cơng hoặc sử dụng. Mặt khác, việc phân tích và đánh giá hiệu
quả của các giải pháp xử lý - gia cố này cũng chưa được quan tâm đúng mức. Các vấn
đề trên đã được một số tác giả đề cập đến nhưng chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu
và đánh giá tồn diện. Do đó, việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp kỹ thuật hợp lý cho
nền đất yếu ở khu vực này là một trong những nhiệm vụ quan trọng và cấp bách góp
phần nâng cao phát triển kinh tế cho tồn vùng.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Các cơng trình đập, đê bao khi xây dựng trên những vùng đất yếu này cần phải
có giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý – gia cố nền nhằm đảm bảo ổn định – giảm khả
năng thấm cho cơng trình, đồng thời sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên đất xây
dựng và các vật liệu địa phương khu vực nghiên cứu. Hiện nay có rất nhiều phương
pháp gia cố nền, trong đó phương pháp gia cố bằng cọc đất trộn ximăng là một trong
những phương pháp gia cố hiệu quả và đạt tiến độ thi công nhanh.
Nghiên cứu các đặc điểm tổng quan của đất nền tại khu vực này kết hợp với

nghiên cứu các đặc trưng tính chất cơ lý của cọc đất - ximăng sẽ góp phần ứng dụng
tính tốn giải pháp cọc đất trộn ximăng gia cố ổn định đê bao ngăn lũ.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu thí nghiệm trong phịng để xác định các tính chất cơ lý cũng như
hệ số thấm, sức chống cắt và cường độ chịu nén đơn của hỗn hợp đất trộn ximăng. Từ
đó, ứng dụng vào cơng trình đập, đê với loại đất khu vực An Giang.
- Thông qua phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn, tác giả nghiên cứu tính
tốn ổn định đê bao ngăn lũ của đập Trà Sư được gia cố bằng cọc đất trộn ximăng.


3

5. Giới hạn của đề tài
- Chỉ nghiên cứu đất ở khu vực tỉnh An Giang.
- Chỉ nghiên cứu trộn một độ ẩm hỗn hợp đất - xi măng mà chưa xét đến sự
thay đổi của nhiều độ ẩm khác nhau.
- Chưa xem xét sự tương quan giữa cường độ, hệ số thấm trong phòng và hiện
trường.


4

---CHƯƠNG 1--TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐBSCL &
CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ, GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU

TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐBSCL
1.1 TỔNG QUÁT VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT YẾU Ở KHU VỰC
ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG
1.1. 1.Đất yếu nói chung:
1) Khái niệm về đất yếu:

 Về định tính: Đất yếu là loại đất khơng có khả năng tiếp nhận tải trọng cơng
trình nếu khơng có các biện pháp gia cố xử lý thích hợp.
 Về định lượng:
Đất có các đặc trưng vật lý :
− Trọng lượng riêng tự nhiên w ≤ 1,7 g/cm3
− Hệ số rỗng e ≥ 1,0
− Độ ẩm W ≥ 40%
− Độ bảo hòa nước G (Sr) ≥ 0,8
Các đặc trưng cơ học:
− Module biến dạng tổng quát Eo ≤ 5000 kN/cm2
− Góc ma sát trong  ≤ 100
− Lực dính c ≤ 10 kN/cm2.
Ngồi ra có thể dựa vào cường độ nén đơn qu từ thí nghiệm nén đơn:
− Đất rất yếu: qu  25 kN/cm2
− Đất yếu: qu  50 kN/cm2


5

2) Các dạng đất yếu đồng bằng sông Cửu Long:
 Đất yếu có thể được phân làm ba nhóm chủ yếu như sau:
- Các loại đất sét (á sét, sét) ở trạng thái mềm, bão hòa nước thuộc các giai
đoạn đầu của quá trình hình thành đá sét.
- Các loại cát hạt nhỏ, cát bụi ở trạng thái rời, bão hòa nước
- Các loại đất bùn, than bùn và đất than bùn
Các loại đất yếu trên rất đa dạng về thành phần khống vật, nhưng thường
giống nhau về tính chất vật lý của đất.
 Đất yếu ĐBSCL có các chỉ tiêu sau :
 Dung trọng tự nhiên :

w ≈ 14,5 ÷ 15,5 KN/m3

 Độ ẩm tự nhiên :

w ≈ 65 ÷ 75 %

 Hệ số rỗng :

e ≈ 1,5 ÷ 2,0

 Lực dính tiêu chuẩn :

c ≈ 5 ÷ 6 KN/m2

 Góc nội ma sát :

 ≈ 4 ÷ 50

 Module biến dạng:

E0 ≈ 500 ÷ 600 KN/m2

 Hệ số thấm :

k ≤ 10-7 ÷ 10-9 cm/s

1.1.2. Đặc điểm và tính chất của đất sét yếu:
1) Đặc điểm chung của đất sét yếu:
- Đất yếu gây biến dạng rất lớn
- Cấu trúc của các hạt đất có liên kết rất yếu nên khả năng chịu tải rất nhỏ;

- Dễ xảy ra hiện tượng co nở khi có nước thấm đối với các loại sét có hàm lượng
Montmorillonit lớn (ven biển, ven sông).


6

2) Đặc điểm của đất sét mềm yếu ven sông:
Đất sét mềm yếu có tính chất chung của các loại đất đá thuộc loại sét vì nó là
sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá loại sét, nhưng nó cũng có
các đặc điểm riêng biệt.
a) Bản chất, thành phần và cấu trúc khoáng vật sét: Có hai phần
- Hạt thơ (hạt > 0,002mm) : là các hạt nhỏ như thạch anh, fenspat… là các
khoáng chất có nguồn gốc đá.
- Hạt mịn: gồm các hạt rất bộ (2ữ0,1àm) v keo (0,1ữ0,001àm). Chỳng l cỏc
alumino-silicat phc tp chứa các ion Mg, Al, K, Ca, Na và Fe… được gọi là khoáng
vật sét. Các khoáng vật sét chia thành 3 loại chính: illite, kaolinite, montmorillonite.
Các khống vật sét này là dấu hiệu các điều kiện môi trường mà nó thành tạo và làm
cho đất sét có đặc tính riêng.
b) Độ bền cấu trúc và lực dính kết cấu trúc:
Nếu tải trọng ngoài tác dụng lên đất sét yếu nhỏ hơn trị số độ bền cấu trúc thì
biến dạng của đất bé đến mức có thể bỏ qua, cịn khi vượt quá độ bền cấu trúc thì
đường cong liên hệ giữa hệ số rỗng và áp lực đất có độ dốc lớn. Độ bền cấu trúc của
đất sét yếu: 0,2÷0,3kg/cm2.
Sức chống cắt của đất loại sét là lực dính kết, gồm hai loại: Lực dính kết nguyên
sinh và lực dính kết củng cố. Maslov chia làm lực dính kết có nguồn gốc
keo nước ∑w (dẻo mềm) và lực dính kết cấu trúc Cc : CW = ∑w + Cc.
c) Tính nén chưa đến chặt:
Thơng thường nền đất sét yếu ở trạng thái nén chưa đến chặt hoặc được nén chặt
bình thường. Tính nén chưa đến chặt của đất là sự không phù hợp giữa độ chặt thiên
nhiên với áp lực thiên nhiên mà đất đang chịu tác dụng.

Nguyên nhân là do ảnh hưởng sự phát sinh lực dính của các mối liên kết cấu
trúc kìm hãm sự nén chặt, cũng như do tác dụng của nước lỗ rỗng, điều kiện thoát nước
lỗ rỗng và trị số, tốc độ, thời gian lực tác dụng.


7

Áp lực cố kết trước  p ’: các lớp đất yếu trên mặt thường là dạng cố kết trước
nhẹ do ảnh hưởng của nhiệt độ, mực nước ngầm; các lớp đất sâu hơn 5m là dạng cố kết
thường.
d) Tính chất lưu biến:
Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính từ biến và có khả năng
thay đổi độ bền khi cho tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này gọi là tính chất lưu
biến, tức là tính chảy như chất nước. Hiện tượng từ biến trong đất sét yếu liên quan đến
sự ép thoát nước bất động và biến dạng chậm của các màng nước liên kết khi nén chặt
và sự thay đổi mật độ kết cấu của đất do kết quả chuyển dịch các hạt và các khối lên
nhau. Ngoài sự từ biến, trong tính lưu biến của đất sét cịn có biểu hiện giảm dần ứng
suất trong đất khi biến dạng không đổi, đó là sự chùng ứng suất. Chu kỳ chùng ứng
suất ở đất sét yếu thường rất ngắn.
3) Đặc điểm biến dạng của đất sét yếu:
Tính chất biến dạng của đất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các hạt quyết
định. Đất sét yếu có khả năng nén chặt và củng cố dưới tác dụng của ứng suất. Quá
trình biến dạng ở đất sét yếu xảy ra trong thời gian dài với tốc độ bé do hệ số thấm bé.
Biến dạng của đất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc và biến dạng của
các màng nước liên kết gây nên. Quá trình biến dạng lún xảy ra khi các hạt đất được
xếp chặt hơn do các hạt trượt cục bộ, sự chèn lấp của các hạt bé vào khoảng trống của
các hạt lớn hơn, do sự giảm chiều dày màng keo nước hoặc màng nước liên kết vật lý
bao quanh hạt đất và bên trong những khống chất riêng biệt. Q trình biến dạng lún
cịn do thấm thốt nước lỗ rỗng, hiện tượng thấm do nén ép, tính từ biến của cốt đất
làm biến hình mạng tinh thể hạt khống và cịn do sự chảy nhớt chậm chạp của các lớp

phân tử nước liên kết chắc, ảnh hưởng đến sự sắp xếp chặt lại của các hạt đất.


8

1.2. KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐBSCL:
Đồng Bằng Sơng Cửu Long được tạo thành nhờ q trình bồi tụ và lắng đọng
trầm tích trong điều kiện biển nơng, cùng với dịng chảy mang phù sa của các sơng ra
biển (sơng Cửu Long, sơng Vàm Cỏ, sơng Sài Gịn).
Địa hình có đặc điểm chung là bằng phẳng, cao độ 0,5÷1,5m, hơi nghiêng ra
biển với độ dốc khơng đáng kể. Trầm tích Đồng Bằng Sơng Cửu Long thuộc loại trầm
tích trẻ, trong đó trầm tích Holoxen bao phủ hầu như khắp bề mặt đồng bằng với chiều
dày tầng đất sét yếu từ vài mét đến vài chục mét. Dựa theo chiều dày tầng đất sét yếu
có thể chia Đồng Bằng Sông Cửu Long thành 3 khu vực:
 Khu vực 1: Có lớp đất yếu dày từ 1÷30m, bao gồm các vùng đơ thị Sài Gịn
và các vùng ven đơ, thượng nguồn các sơng Vàm Cỏ Tây, Vàm Cỏ Đơng, phía Tây
Đồng Tháp Mười, quanh vùng Thất Sơn cho tới vùng ven Hà Tiên, Rạch Giá, biên
vùng Đông Bắc đồng bằng từ Vũng Tàu đến Biên Hòa .
 Khu vực 2: Có lớp đất yếu dày từ 5÷30m, phân bố kế cận khu vực 1 và
chiếm đại bộ phận đồng bằng và trung tâm Đồng Tháp Mười .
 Khu vực 3: Có lớp đất yếu dày từ 15÷30m chủ yếu thuộc lãnh thổ các tỉnh
Cửu Long, Bến Tre, tới vùng duyên hải các tỉnh Minh Hải, Hậu Giang, Tiền
Giang.
1.2.1. Về mặt địa chất thủy văn:
Mực nước ngầm dưới đất trong trầm tích Holoxen rất nơng (thường cách mặt
đất từ 0,5÷2,0m) và có quan hệ với nước mặt. Vùng gần biển và trũng thường là nước
lợ, chịu ảnh hưởng lớn của nước thủy triều. Nước trong trầm tích
cổ là nước có áp, tương ứng với 3÷5 nhịp hạt thơ có 3÷5 tầng chứa nước có áp.
Do nước biển xâm thực từng thời kỳ tạo ra vùng nước lợ ở những khu vực
trũng, hòa vào những phù du thực vật do phù sa của sơng Cửu Long mang lại, trầm tích

tại chỗ trong điều kiện khí hậu nóng ẩm bị phá hủy để hình thành FeS2 và do đất trên
mặt khơng thốt nước được, khơng bị ơxyt sét hóa cho nên thường có độ pH từ 5÷7,5.


9

Khi nước biển rút đi, đất chứa các hữu cơ thực vật bị phơi ra, bị bốc hơi nên FeS2 bị
ơxyt hóa tạo thành H2SO4. Axít này tác dụng rất mạnh với Aluminat có trong đất sét và
giải phóng nhơm. Kết quả đất thường ngã sang màu vàng nâu chứa nhiều Sulfat sắt,
Sulfat nhôm và bị chua, thường gọi là đất phèn có độ pH từ 1÷4 .
1.2.2. Về mặt địa chất cơng trình:
Hiện nay hầu hết các cơng trình xây dựng ở đồng bằng sông Cửu Long đều
thuộc loại vừa và nhỏ, do đó tải trọng của các cơng trình truyền xuống đất nền đều tựa
trên tầng trầm tích trẻ Holoxen. Theo các kết quả khảo sát địa chất cho thấy lớp trầm
tích trẻ Holoxen chứa chủ yếu là các dạng đất yếu như: đất sét dẻo, đất sét dẻo chảy,
đất bùn sét hữu cơ, đất bùn á sét, đất bùn á cát và đất than bùn. Do đó việc nghiên cứu
sự phân bố và đặc tính của lớp đất yếu này là cơ sở khoa học để tìm ra những biện pháp
xử lý gia cố nền hợp lý.
1.2.3. Về cấu tạo và phân loại các lớp đất:
a) Các lớp đất tiêu biểu ở đồng bằng sông Cửu Long:
Theo kết quả thí nghiệm của GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ, trong tồn vùng sơng
Cửu Long được phân chia thành 7 lớp đất trong đó có 3 lớp dạng đất bùn mềm yếu.
 Lớp 1 : Đất sét màu xám nâu, có chỗ xám vàng CL, CH
 Lớp 2 : Đất bùn sét (hoặc bùn sét chứa hữu cơ) có màu xám đen, xám nhạt hoặc
vàng nhạt MH (OH)
 Lớp 3 : Đất bùn á sét (hoặc bùn á sét chứa hữu cơ) màu đen, xám nhạt có khi
màu vàng nhạt ML (OL)
 Lớp 4 : Đất bùn á cát (bùn á cát hữu cơ) màu đen, xám nhạt CL-ML (ML)
 Lớp 5 : Pleistoxen – đất sét chặt màu loang lổ đỏ vàng, vàng trắng CL
 Lớp 6 : Á cát màu xám sẫm SC

 Lớp 7 : Cát hạt bụi màu xám sẫm, xám tối, có khi vàng nhạt SC
b) Sự phân bố đất yếu theo mặt bằng ở ĐBSCL


10

Theo đặc trưng thành phần thạch học, tính chất địa chất cơng trình, địa chất thủy
văn và chiều dày của tầng đất yếu có thể chia thành năm khu vực đất yếu sau:
 1 - Khu vực I: Khu vực đất sét yếu màu xám nâu và xám vàng kí hiệu (I). Đất
sét, á sét màu xám nâu, chiều dày không quá 5m.
 2 - Khu vực II: Khu vực đất bùn sét xen kẹp với các lớp á cát kí hiệu (II).
Bao gồm các phân khu sau:
Phân khu IIa: Bùn sét, bùn á sét, phân bổ không đều hoặc xen kẹp gối trên nền
sét chặt chiều dày không quá 20m. Phân bố ở khu vực có độ cao từ 1÷1,5m. mực nước
ngầm cách mặt đất 0,5÷1m. Phân khu IIb: Bùn sét, bùn á sét, phân bố không đều hoặc
xen kẹp chiều dày khơng qúa 80m. các đặc tính khác giống phân khu IIa.
Phân khu IIc: Dạng đất bùn như IIa, IIb, có chiều dày khơng q 25m.
Phân khu IId: Đất bùn như IIa, IIb, IIc, có chiều dày khơng quá 30m.
 3 - Khu vực III: Khu vực cát hạt mịn, á cát xem kẹp ít bùn á cát kí hiệu (III). Bao
gồm các phân khu sau:
Phân khu IIIa: Chủ yếu là á cát, cát bụi xen kẹp ít bùn sét, bùn á cát Holoxen,
chiều dày không quá 60m. Diện tích tập trung ở đồng bằng tích tụ gợn sóng biển với độ
cao 1÷2m nước ngầm cách mặt đất 0,5÷2m.
Phân khu IIIb: Các đặc tính giống phân khu IIIa nhưng chiều dày tầng đất
Holoxen không quá 100m.
Phân khu IIIc: Các đặc tính giống IIIa, IIIb nhưng chiều dày tầng đất Holoxen
không quá 25m.
 4 - Phân khu IV: Khu vực đất than bùn, sét, bùn á sét, cát bụi, á cát kí hiệu (IV).
Bao gồm các phân khu sau:
Phân khu IVa: Đất than bùn, sét, bùn á sét, thuộc tầng đất yếu Holoxen chiều

dày không qúa 25m. Phân bố ở diện tích đồng bằng tích tụ biển sinh vật với cao độ từ
1÷1,5m. nước ngần xuất hiện ngay trên mặt đất.


11

Phân khu IVb: đất yếu gồm than bùn, bùn sét, bùn á sét thuộc tầng Holoxen chiều dày
không quá 50m. phân bố ở các đầm trũng, cửa sông bị các luồng lạch phân cách mãnh
liệt. Nước ngầm xuất hiện ngay trên mặt đất.
 5 - Khu vực V: Khu vực bùn á sét và bùn cát ngập nước kí hiệu (V). Đất yếu
gồm bùn, than bùn dày từ 5÷10m đến 40÷50m. Phân bố ở vùng trũng, cửa
vịnh, cửa sơng. Nước ngầm xuất hiện ngay trên mặt đất.


12

Hình 1.1. Bản đồ phân vùng đất yếu ở Đồng bằng sông Cửu Long

 NHẬN XÉT CHUNG VỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC ĐBSCL:

-

Các loại đất ở Đồng bằng Sơng Cửu Long có tính chất phức tạp do sự thay đổi thành
phần và tính chất của đất theo cả bề mặt lẫn bề sâu.
- Đồng bằng Nam Bộ thuộc miền võng dạng địa hào Nam Bộ, là đồng bằng phù sa
bằng phẳng. Vùng đồng bằng sơng Cửu Long có địa hình đồng bằng thấp
tích tụ với độ cao mặt đất từ 0,51m đến 58m phát triển ở miền Tây.
- Đồng bằng sơng Cửu Long có địa hình bằng phẳng, trầm tích đệ tứ rất dày. Các
thành tạo Holoxen hầu như phủ kín bề mặt. Nước trong đất thường cách mặt đất 02m,
chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều, ở các vùng biển nước có tính chất ăn mịn. Lớp

đất yếu có chiều dày lớn, có nơi đến 40m và phân bố rộng rãi.
- Theo tài liệu nghiên cứu về động đất, khu vực đồng bằng sơng Cửu Long có động
đất cấp 6, một số vùng ven biển động đất cấp 7.
1.3. MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT YẾU TẠI TỈNH AN GIANG
VÀ KHU VỰC LÂN CẬN
1.3.1. Đất bùn: Khảo sát ở một số khu vực như An Giang, Tp. Cần Thơ,
Long An, Bến Tre, Đồng Tháp. Một số đặc trưng tiêu biểu về cơ lý (theo tài liệu
của Nguyễn Văn Thơ và Trần Thị Thanh)


13

1.3.2. Đất sét yếu bão hòa nước:
Khảo sát ở những hố khoan có độ sâu đến 30m, ở một số tỉnh, các lớp đất nền
có những đặc điểm :
 Lớp đất trên mặt : gồm những loại đất sét hạt bụi đến sét cát, màu xám đến
vàng. Có chiều dày từ 0,5÷1,5m
 Lớp sét hữu cơ : Nằm dưới lớp mặt, có những đặc điểm chung :
+ Độ ẩm:

w = 50 ÷ 100%

+ Giới hạn chảy :

wL = 50 ÷ 100%

+ Giới hạn dẻo:

wP = 20 ÷ 70%

+ Chỉ số dẻo:

wn = 20 ÷ 65%

+ Hệ số rổng :

e = 1,2 ÷ 3,0

+ Dung trọng tự nhiên:

n = 1,35 ÷ 1,65 g/cm3