Nghiên cứu ổn định tuyến đê bao đắp bằng vật liệu địa phương trên nền đất yếu ở vùng bạc liêu cà mau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRÀ THANH TÚ

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH TUYẾN ĐÊ BAO ĐẮP BẰNG
VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Ở
VÙNG BẠC LIÊU – CÀ MAU
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU
MÃ SỐ NGÀNH: 31.10.02

LUẬN ÁN CAO HỌC

TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2002


LUẬN VĂN CAO HỌC – CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: TRÀ THANH TÚ

MỤC LỤC
PHẦN :

Số trang

PHẦN I: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÙNG ĐBSCL
NÓI CHUNG VÀ VÙNG BẠC LIÊU – CÀ MAU NÓI RIÊNG

A.Các khái niệm về đất yếu ở vùng ĐBSCL ---------------------------------------------- 2
1. Khái quát về cấu tạo địa chất ở vùng ĐBSCL ------------------------------------------ 2
1.1. Khu I: khu đất sét màu sám nâu, và xám vàng.---------------------------------------- 2
1.2. Khu II: đất bùn sét, bùn á sét, bùn á cát xen kẹp với lớp á cát ---------------------- 4
1.3. Khu III: khu cát hạt mịn, á cát xen kẹp ít bùn á cát ----------------------------------- 4
1.4. Khu IV: khu đất than bùn, xen kẹp bùn xét, bùn á sét, á cát và cát bụi. ----------- 5
1.5. Khu V: khu bùn á sét và bùn cát ngập nước. ------------------------------------------- 5
1.6. Loại có nguồn gốc khoáng vật ----------------------------------------------------------- 5
1.7. Loại có nguồn gốc hữu cơ ----------------------------------------------------------------- 6
1.8. Loại đất yếu theo trạng thái tự nhiên ---------------------------------------------------- 6
1.9. Các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất sét yếu --------------------------------------------- 7
2. Tính chất của các loại đất sét yếu ---------------------------------------------------------- 7
2.1. Các tính chất quan trọng của đất sét yếu ----------------------------------------------- 7
2.2. Đất bùn ------------------------------------------------------------------------------------- 12
2.3 Đất cát yếu ---------------------------------------------------------------------------------- 12
2.4 Than bùn và đất than bùn ----------------------------------------------------------------- 13
B.Đặc điểm địa chất thủy văn công trình và điều kiện xã hội vùng
Bạc Liêu - Cà mau ---------------------------------------------------------------------------- 14
1. Vị trí địa lý ---------------------------------------------------------------------------------- 14
2. Địa hình-------------------------------------------------------------------------------------- 14
3. Khí tượng thủy văn ------------------------------------------------------------------------- 14
3.1 Khí tượng ------------------------------------------------------------------------------------ 14
3.2 Thủy văn------------------------------------------------------------------------------------- 15
3.3 Địa chất -------------------------------------------------------------------------------------- 15
4. Đặc điểm xã hội ---------------------------------------------------------------------------- 16
4.1 Dân số lao động ---------------------------------------------------------------------------- 16
4.2 Hiện trạng sản xuất nông nghiệp và vùng dự án -------------------------------------- 17
4.3 Các loại đê ở đồng bằng sông cửu long ------------------------------------------------- 18
4.4 Hiện trạng đê điều ------------------------------------------------------------------------- 20
5. Sự cần thiết phải phục hồi, nâng cấp tuyến đê biển ---------------------------------- 21

PHẦN II : PHẦN NGHIÊNG CỨU CỦA ĐỀ TÀI


LUẬN VĂN CAO HỌC – CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: TRÀ THANH TÚ

CHƯƠNG 2: CHỌN SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM SỨC CHỐNG CẮT CỦA
ĐẤT PHỤC VỤ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ
1. Thí nghiệm ba trục nén cố kết, không thoát nước có đo áp lực lỗ rỗng ------------ 26
2. Xác định sức chống cắt không thoát nước trong thí nghiệm nén ba trục
không đo áp lực nước lỗ hổng (phương pháp xác định) ----------------------------------- 33
3. Xác định sức chống cắt bằng phương pháp cắt quaytrong phòng thí nghiệm ------ 37
3.1 Khái quát ----------------------------------------------------------------------------------- 37
3.2 Thiết bị -------------------------------------------------------------------------------------- 38
3.3 Qui trình ------------------------------------------------------------------------------------- 38
3.4 Tính toán ------------------------------------------------------------------------------------ 39
3.5 Báo cáo thí nghiệm ------------------------------------------------------------------------ 40
CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ
1. Các dạng mất ổn định của đê đắp trên đất yếu ---------------------------------------- 42
a) Mất ổn định theo dạng lún sụp ----------------------------------------------------------- 42
b) Mất ổn định theo dạng phình trồi -------------------------------------------------------- 42
c) Mất ổn định dạng trượt trồi --------------------------------------------------------------- 43
2. Các lý thuyết tính toán ổn định nền đất yếu dưới nền đê đắp ----------------------- 43
3. Kiểm tra ổn định nền ---------------------------------------------------------------------- 55
a) Kiểm tra theo tải trọng tác dụng --------------------------------------------------------- 56
b) Kiểm tra theo phương pháp cung trượt trụ tròn bằng FEM --------------------------- 60
CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO TÍNH ỔN ĐỊNH ĐÊ
1. Tính toán mặt cắt đê ----------------------------------------------------------------------- 66
a) Tài liệu tính toán --------------------------------------------------------------------------- 66

b) Xác định cao trình đỉnh đê ---------------------------------------------------------------- 67
c) Kết quả tính toán cao trình đỉnh đê ------------------------------------------------------ 70
d) Chọn chiều rộng mặt đê------------------------------------------------------------------- 70
2. Tính toán thấm của đất đê đồng chất trên nền thấm nước --------------------------- 70
2.1 Tính toán lưu lượng thấm------------------------------------------------------------------ 70
2.2 Tính toán đường bão hòa ------------------------------------------------------------------ 72
3. Tính toán áp lực sóng tác dụng mái thượng lưu ---------------------------------------- 74
4. Chọn lựa những phương án tính toán cần thiết ----------------------------------------- 77
5. Giải pháp thứ 1-nâng cao tính ổn định đê: tăng mái dốc đê ------------------------- 78
6. Giải pháp thứ 2-nâng cao tính ổn định đê dùng bệ phản áp-------------------------- 79
6.1 Tính năng bệ phản áp---------------------------------------------------------------------- 79
6.2 Tính toán bề rộng bệ phản áp ------------------------------------------------------------ 79
6.3 Tính toán bề cao bệ phản áp-------------------------------------------------------------- 80
6.4 Tính toán cụ thể cho các mặt cắt điển hình--------------------------------------------- 80
6.5 Dùng FEM kiểm tra các mặt cắt sau khi chọn giải pháp bệ phản áp --------------- 83
7. Giải pháp thứ 3 nâng cao tính ổn định đê: dùng vải địa kỹ
thuật gia cố thân đê ---------------------------------------------------------------------------- 91
7.1 Chức năng của vải địa kỹ thuật ---------------------------------------------------------- 91


LUẬN VĂN CAO HỌC – CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: TRÀ THANH TÚ

7.2 Lựa chọn loại vải dùng cho công trình -------------------------------------------------- 94
CHƯƠNG 5: CHỌN GIẢI PHÁP THI CÔNG THÍCH HP ĐỂ
ĐẢM BẢO TÍNH ỔN ĐỊNH NỀN ĐÊ VÀ THÂN ĐÊ
1. Vấn đề liên quan giữa kỹ thuật thi công và chất lượng
khối đất đắp trong thân đê -------------------------------------------------------------------102
a) Trường hợp đào tuyến kênh mới lấy đất đắp đê --------------------------------------102

b) Trường hợp nạo vét và đào mở rộng các kênh rạch có sẳn
để lấy đất đắp đê ------------------------------------------------------------------------------103
c) Trường hợp đào đất ở các bãi vật liệu chuyển đến tuyến đê để đắp --------------104
d) Khả năng đầm chặt khối đất trong thân đê được
thi công theo điều kiện ở ĐBSCL -----------------------------------------------------------104
2. Vấn đề liên quan giữa tốc độ thi công và khả năng chịu tải của đất nền đê------104
3. Hướng dẫn thi công lắp đặt vải địa kỹ thuật -------------------------------------------105
a) Chuẩn bị mặt bằng -----------------------------------------------------------------------105
b) Trải vải địa kỹ thuật ----------------------------------------------------------------------105
c) Khâu nối vải địa kỹ thuật ở hiện trường -----------------------------------------------105
d) Thi công lớp bảo vệ-----------------------------------------------------------------------106
4. Biện pháp thi công hợp lý cho tuyến đê xử lý Bạc Liêu-Cà Mau------------------106
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ----------------------------------------------- 108
PHỤ LỤC CHƯƠNG 3:
1. Kết quả tính toán và mặt cắt cung trượt MC1 theo thiết kế cũ ----------------------- 1
2. Kết quả tính toán và mặt cắt cung trượt MC1’ theo thiết kế cũ ---------------------- 3
3. Kết quả tính toán và mặt cắt cung trượt MC2 theo thiết kế cũ ----------------------- 5
4. Kết quả tính toán và mặt cắt cung trượt MC2’? theo thiết kế cũ ----------------------?
PHỤ LỤC CHƯƠNG 4:
A. CÁC TÍNH TOÁN PHỤC VỤ THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN? B ?
I.Tính toán các yếu tố sóng do gió ---------------------------------------------------------- 6
1. Chỉ dẫn chung ------------------------------------------------------------------------------- 6
1.1 Mực nước tính toán sóng ------------------------------------------------------------------- 7
1.2 Các vùng tính toán sóng-------------------------------------------------------------------- 8
1.3 Các phương pháp tính toán sóng ---------------------------------------------------------- 8
2. Tính toán các yếu tố sóng theo biển ----------------------------------------------------- 10
2.1 Xác định các yếu tố sóng vùng nước sâu ----------------------------------------------- 10
2.2 Xác định các yếu tố sóng vùng nước nông --------------------------------------------- 10
2.3 Xác định các yếu tố tại vùng sóng đổ --------------------------------------------------- 12

2.4 Xác định các yếu tố sóng theo biểu đồ Hindcast -------------------------------------- 12
II. Xác định chiều cao sóng leo ------------------------------------------------------------- 13
1. Trường hợp mái nghiêng chỉ có một độ dốc -------------------------------------------- 13
2. Trường hợp mái dốc phức hợp có thềm giảm sóng (TFS) ---------------------------- 14
3. Trường hợp hướng sóng đến xiên góc với tuyến tim đê ------------------------------ 15


LUẬN VĂN CAO HỌC – CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: TRÀ THANH TÚ

4. Trường hợp đặc biệt ----------------------------------------------------------------------- 15
III. Tính toán áp lực sóng ------------------------------------------------------------------- 15
1. Phân bố áp lực sóng trên mái nghiêng -------------------------------------------------- 15
2. Tải trọng sóng lên các loại công trình bảo vệ đê biển -------------------------------- 17
IV. n định thấm ------------------------------------------------------------------------------ 19
1. Tính toán thấm của đê đất đồng chất trên nền không thấm nước ------------------- 19
2. Tính toán thấm của đê đất đồng chất trên nền thấm nước --------------------------- 21
3. Tính toán thấm không ổn định------------------------------------------------------------ 22
4. Tính toán độ dốc chỗ dòng thấm ở vị trí thoát ra trên mái trong -------------------- 23
5. Đường bão hòa của đê đất đồng chất khi mực nước hạ xuống----------------------- 24
PHẦN HÌNH VẼ - BẢN ĐỒ
PHẦN 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1
1. Hình 1.1: Bản đồ phân vùng đất yếu ở ĐBSCL----------------------------------------- 3
2. Hình 1.2: Bản đồ hiện trạng nông nghiệp dự án khôi phục và nâng
cấp đê biển Bạc Liêu ------------------------------------------------------------------ 17-18
3. Hình 1.3: Bản đồ bố trí sản xuất dự án khôi phục và nâng cấp đê
biển Bạc Liêu --------------------------------------------------------------------------- 17-18
4. Hình 1.4: Vị trí dự án khôi phục và nâng cấp đê biển Bạc Liêu -------------------- 23

5. Hình 1.5: Bản đồ bố trí hệ thống công trình dự án khôi phục và nâng
cấp đê biển Bạc Liêu ---------------------------------------------------------------------- 24
PHẦN II: NGHIÊNG CỨU ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 2
1. Hình 2.1: Thí nghiệm cắt ba trục --------------------------------------------------------- 32
2. Hình 2.2: Thiết bị cắt cánh trong phòng thí nghiệm ----------------------------------- 41
CHƯƠNG 3
1. Hình 3.1: Dạng mất ổn định lún sụp ----------------------------------------------------- 42
2. Hình 3.2: Sơ đồ mất ổn định dạng phình trồi ------------------------------------------- 42
3. Hình 3.3: Mất ổn định dạng trượt trồi --------------------------------------------------- 43
4. Hình 3.4: Sơ đồ xác định các ứng xuất chính trong trường
hợp tải trọng dạng tam giác cân ---------------------------------------------------------- 44
5. Hình 3.5: Sơ đồ xác định các ứng xuất chính trong trường
hợp tải trọng dạng hình thang cân ------------------------------------------------------- 46
6. Hình 3.6: Sơ đồ vùng phá hoại (vùng biến dạng dẻo)--------------------------------- 46
7. Hình 3.7: Sơ đồ xác định tải trọng an toàn ---------------------------------------------- 47
8. Hình 3.8: Mặt trượt theo lời giải Prandtl ------------------------------------------------ 50
9. Hình 3.9: ------------------------------------------------------------------------------------- 52
10. Hình 3.10: ----------------------------------------------------------------------------------- 53
11. Hình 3.11: Mặt trượt trụ tròn theo Fellenius-------------------------------------------- 54
12. Hình 3.12: Mặt cắt thể hiện mái đê phía biển MC1 và mái phía đồng MC2 ------ 55
13. Hình 3.13: Mặt cắt thể hiện mái đê phía biển MC1’---------------------------------- 55


LUẬN VĂN CAO HỌC – CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: TRÀ THANH TÚ

14. Hình 3.14: Cung trượt MC1 tính theo Stabl6 ------------------------------------------- 63
15. Hình 3.15: Cung trượt MC1’ tính theo Stabl6 ------------------------------------------ 64

16. Hình 3.16: Cung trượt MC2 tính theo Stabl6 ------------------------------------------- 65
CHƯƠNG 4
1. Hình 4.1: Đường thấm trên thân đê------------------------------------------------------ 74
2. Hình 4.2: Áùp lưc sóng tác dụng lên mái thượng lưu của đê -------------------------- 77
3. Hình 4.3: Mặt cắt gia cố mái đê bằng bệ phản áp tại MC1 -------------------------- 83
4. Hình 4.4: Cung trượt MC1 sau khi gia cố bệ phản áp --------------------------------- 85
5. Hình 4.5: Mặt cắt gia cố mái đê bằng bệ phản áp tại MC1’ ------------------------- 84
6. Hình 4.6: Cung trượt MC1’ sau khi gia cố bệ phản áp -------------------------------- 86
7. Hình 4.7: Mặt cắt gia cố mái đê bằng bệ phản áp tại MC2 -------------------------- 87
8. Hình 4.8: Cung trượt MC1’ sau khi gia cố bệ phản áp
tính cho gia đoạn thi công ----------------------------------------------------------------- 88
9. Hình 4.9: Mặt cắt gia cố mái đê bằng bệ phản áp tại MC2
trường hợp dòng thấm ổn định------------------------------------------------------------ 90
10. Hình 4.10: Cung trượt MC2 sau khi gia cố bệ phản áp tính
cho giai đoạn thấm ổn định --------------------------------------------------------------- 89
11. Hình 4.11: Mái đê phía biển MC1 với phương án vải địa kỹ thuật ------------------ 95
12. Hình 4.12: Cung trượt mặt cắt MC1 theo phương án dùng vải địa kỹ thuật -------- 98
13. Hình 4.13: Mái đê phía biển MC1’ với phương án vải địa kỹ thuật ----------------- 96
14. Hình 4.14: Cung trượt mặt cắt MC1’ theo phương án dùng vải địa kỹ thuật ------- 99
15. Hình 4.15: Cung trượt mặt cắt MC2 không dùng vải địa kỹ thuật
tính ở giai đoạn thi công -----------------------------------------------------------------100
16. Hình 4.16: Cung trượt mặt cắt MC2 không dùng vải địa kỹ thuật
trong giai đoạn thấm ổn định ------------------------------------------------------------101


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

VÙNG ĐBSCL NÓI CHUNG VÀ
VÙNG BẠC LIÊU – CÀ MAU NÓI RIÊNG
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
1. Khái quát về cấu tạo địa chất ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long
Đồng bằng sông Cửu Long được cấu thành bởi quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích cổ và
trẻ trong điều kiện biển nâng cùng với dòng chảy của sông Mê Kông ra biển, chỉ trừ một ít
núi nham cứng (ở An Giang, Kiên Giang). Trên mặt phẳng đồng đều đó chỉ gợn nên những
sóng đất của con sông Tiền, sông Hậu và những cồn ở ven biển.
Địa hình tương đối bằng phẳng (cao độ từ +0.5m đến +5m) hơi nghiêng dần ra biển với độ
dốc không đáng kể.
Đất yếu đồng bằng sông Cửu Long thực chất thuộc vào loại đất sét yếu vì hàm lượng sét
trong đất này lớn.
Đất sét yếu ở đồng bằng sông Cửu Long có khoáng chất thứ sinh chiếm hàm lượng lớn là
Montmorillionite (Al2O3.4SiO2,H2O) loại khoáng chất này có hoạt tính mạnh vì có điện tích
âm ở mặt ngoài với năng lượng hút tónh điện rất lớn (đến hàng trăm KN/m2).
Trên toàn đồng bằng sông Cửu Long, tầng bồi tích trẻ có chiều dày thay đổi từ 10÷15m đến
100÷110m. Theo các tài liệu địa chất đã nghiên cứu: ở độ sâu cách mặt đất từ 28÷7m từ Tân
Châu đến Vónh Long thường gặp các lớp cát hạt trung đến hạt mịn, các lớp dưới thường là
các lớp đất dính. Tiến gần ra biển (Bến Tre, Mỏ Cày, Ba Tri) đất nền chủ yếu là đất dính
như: bùn, bùn sét, á cát, á sét...)
Trong toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long, có thể chia làm 5 khu vực (được đánh số La mã
theo thứ tự hình 1.1) có dạng đất yếu theo đặc trưng thành phần thạch học, tính chất địa chất
công trình, địa chất thủy văn và chiều dày của tầng đất yếu (hình 1.2). Cụ thể như sau:
1.1 Khu 1: khu đất sét màu xám nâu, và xám vàng
-

bmQIV: Đất á sét, á sét màu xám nâu, có chỗ đất mềm rất yếu gối trên lớp trầm tích nén
chặt Q l-ll, chiều dày không quá 5m.
Đồng bằng tích tụ, có chỗ trũng lầy nội địa, cao độ từ 1÷3m.
Nước dưới đất gặp độ sâu 1÷5m, có tính ăn mòn .

Có chỗ bị lầy hóa, lún ướt công trình.

2

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

3

HV: Trà Thanh Tú

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Hình 1.1: Bản đồ phân vùng đất yếu ở đồng bằng sông Cửu Long

4

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Hình 1.2: Cột địa tầng tổng hợp khu vực ĐBSCL.
(Theo số liệu các vấn đề địa chất công trình khu vực ĐBSCL – phân hội KHĐCCT 1984)
1.2 Khu II: đất bùn sét, bùn á sét, bùn á cát xen kẹp với lớp á cát.
Phân khu IIa:
-

a, amQIV: bùn sét bùn á sét, phân bố không đều hoặc xen kẹp, gối lên trên nền sét chặt
QI-III, chiều dày không quá 20m.
Đồng bằng thấp, tích tụ thực thụ với độ cao từ 1÷1.5m đến 3÷4m.
Mực nước ngầm cách mặt đất 0.5÷1m, có khả năng ăn mòn .
Lầy hóa, cát chảy, xói ngầm, xói lở bờ, đào lòng sông, lún ướt công trình.

Phân khu IIb:
-

a, amQIV: bùn sét, bùn á sét, phân bố không đều hoặc xen kẹp, chiều dày không quá
80m.
Các đặc tính giống như khu IIa.

Phân khu IIc:
-

Dạng bùn đất như IIa, IIb nhưng có chiều dày không quá 25m.
Các đặc tính giống như phân khu IIa, IIb.

Phân khu IId:
-

Dạng bùn đất như IIa, IIb, IIc nhưng có chiều dày không quá 30m.

Các đặc tính giống như phân khu IIa, IIb, IIc.

1.3 Khu III: khu cát hạt mịn, á cát xen kẹp ít bùn á cát.
Phân khu llla:
-

m, am, abmQIV: chủ yếu là á cát, cát bụi xen kẹp ít bùn sét, bùn á sét, bùn á cát
Hôlôxen gối lên trên trầm tích nén chặt Q l-lll , chiếu dày không quá 60m.
Đồng bằng tích tụ và đồng bằng tích tụ gợn sóng ven biển với độ cao 1÷2m đến 5÷7m.
Nước dưới đất cách mặt đất 0,5÷2m, có tính ăn mòn.
Cát chảy, xói ngầm.

Phân khu lllb:
-

Các tính chất đặc trưng giống như IIIa, nhưng chiều dày tầng đất Hôlôxen không quá
100m.

5

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Phân khu lllc:
-

Các tính chất đặc trưng giống như IIIa, IIIb nhưng chiều dày tầng đất Hôlôxen không quá
25m.

1.4 Khu IV: khu đất than bùn, xen kẹp bùn sét, bùn á sét, á cát và cát bụi
Phân khu IVa:
-

mbQIV: Đất than bùn, sét, bùn á sét, thuộc tầng đất yếu Hôlôxen chiều dày không quá
25m, gối lên trên nền chặt Q l-lll.
Đồng bằng tích tụ biển sinh vật cao với độ cao từ 1÷1,5m.
Nước dưới đất xuất hiện ngay trên mặt đất, có tính ăn mòn.
Lầy quá đến chảy, lún ướt công trình.

Phân khu IVb:
-

abmQIV: đất yếu gồm than bùn, bùn sét, bùn á sét thuộc tầng Hôlôxen, chiếu dày không
quá 50m, gối lên đất nén chặt Q ll-lll.
Đồng bằng tích tụ trũng lầy, cửa sông bị luồng rạch phân cách mãnh liệt.
Nước dưới đất xuất hiện ở trên mặt đất, có tính ăn mòn .
Xâm thực bờ và đáy sông, lầy hóa.

1.5 Khu V: khu bùn á sét và bùn cát ngập nước.
-

Đất yếu gồm bùn, than bùn Hôlôxen, chiều dày từ 5-10m đến 40-50m, gối lên nền đất
chặt Qll-lll.
Đồng bằng tích tụ, trũng lầy dạng vịnh, cửa sông.
Nước ngầm xuất hiện ở ngay trên mặt đất, chịu ảnh hưởng của thủy triều, có tính ăn mòn.
Xâm thực bờ và đáy sông, lầy lội.

Đất yếu chỉ là các loại đất có sức chống cắt nhỏ và biến dạng (lún) lớn, tùy theo nguyên
nhân hình thành mà đất yếu có thể có nguồn gốc khoáng vật hoặc có nguồn gốc hữu cơ.
1.6 Loại có nguồn gốc khoáng vật
Thường là á sét hoặc á sét trầm tích trong nước ở vùng ven biển, vùng vịnh đầm hồ, đồng
bằng tam giác châu. Để nhận dạng đất yếu loại này dựa vào các đặc điểm sau đây:
- Loại này có thể lẫn hữu cơ trong quá trình trầm tích nên có màu nâu, xám đen có mùi.
- Ởû trạng thái tự nhiên độ ẩm của chúng gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng
lớn (sét e > 1,5; á sét e > 1) góc nội ma sát ϕ = 0 0 ÷ 10 0 , lực dính theo kết quả thí nghiệm

6

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

cắt nhanh không thoát nước C ≤ 1.5kN / cm 2 hoặc theo kết quả cắt cánh hiện trường
C u ≤ 3.5kN / cm 2 .

-

Ởû vùng thung lũng còn có thể thấy hình thành đất yếu dưới dạng bùn cát mịn (hệ số rỗng
e>1,0; độ bão hòa G > 0,8).

1.7 Loại có nguồn gốc hữu cơ
Thường hình thành từ đầm lầy, nơi tích nước động thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại
đây các loài thực vật phát triển thối rữa và phân hủy tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn các trầm

tích khoáng vật. Đất yếu loại này thường gọi là đất đầm lầy than bùn, để nhận dạng loại này
dựa theo các đặc điểm sau đây:
- Hàm lượng hữu cơ chiếm từ 20%÷80%, thường có màu đen hay nâu sẫm, cấu trúc không
mịn do lẫn cát từ tàn dư thực vật.
- Ởû trạng thái tự nhiên hệ số rỗng lớn (sét e > 1,5; á sét e > 1) lực dính theo kết quả thí
nghiệm cắt nhanh không thoát nước C ≤ 1.5kN / cm 2 hoặc theo kết quả cắt cánh hiện
trường C u ≤ 3.5kN / cm 2 .

-

Hàm lượng hữu cơ chiếm từ 20%÷30% gọi là đất nhiễm than bùn.
Hàm lượng hữu cơ chiếm từ 30%÷60% gọi là đất than bùn.
Hàm lượng hữu cơ chiếm trên 60% gọi là than bùn.

1.8 Phân loại đất yếu theo trạng thái tự nhiên

-

Đất yếu loại sét hoặc á sét theo độ sệt B:
B=

W − Wd
Wnh − Wd

(1-1)

Trong đó :W, Wd,Wnh là độ ẩm ở trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn nhão của đất
yếu.
Nếu B > 1,0 thì gọi là bùn sét (đất yếu ở trạng thái chảy)
Nếu 0,75 ≤ B ≤ 1,0 thì gọi là đất yếu ở trạng thái dẻo chảy.

Đất yếu được phân loại theo trạng thái tự nhiên, đất đầm lầy than bùn được phân thành 3 loại
như sau :
- Loại 1: loại có độ sệt ổn định, thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng sâu 1m trong
chúng vẫn duy trì được ổn định trong 1 đến 2 ngày.
- Loại 2: loại có độ sệt không ổn định, loại này đạt tiêu chuẩn loại 1 nhưng đất than bùn
chưa ở trạng thái chảy.
- Loại 3: đất than bùn ở trạng thái chảy.
Trong thực tế xây dựng thường gặp các loại đất sét yếu nhão bảo hòa nước. Chúng có tính
chất đặc biệt, đồng thời cũng có một số tính chất tiêu biểu cho đất yếu nói chung. Vì vậy sau
đây xin trình bày một số đất sét yếu.
7

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

1.9 Các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất sét yếu

-

Dung trọng tự nhiên của đất : γ ≈ 14.5 ÷ 15.5kN / m 3
Độ ẩm tự nhiên của đất: W ≈ 65% ÷ 75%
Hệ số rỗng tự nhiên của đất: e ≈ 1,5 ÷ 2

-

Lực dính tiêu chuẩn : C ≈ 5 ÷ 6kN / m 2 .

Góc nội ma sát : ϕ ≈ 4 0 ÷ 5 0
Môđuyn biến dạng thiên nhiên tổng quát của đất : E 0 ≈ 500 ÷ 600kN / m 2

-

Môđuyn biến dạng tỷ đối của NN.Maslov : E m ≈ 50 ÷ 100mm / m

2. Tính chất của các loại đất sét yếu ở một số vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.1 Các tính chất quan trọng của đất sét yếu
a. Hạt sét và khoáng chất sét
Trong đất sét có 2 phần: phần phân tán mịn và phần phân tán thô. Phần phân tán thô (kích
thước > 0,002mm) chủ yếu có các khoáng chất nhờ nguồn gốc lục địa như thạch anh, fenspat,
v.v..., phần phân tán mịn gồm những hạt rất bé (kích thước 2 - 0,1μ) và hạt keo (0,1 - 0,001μ)
phần phân tán mịn gồm chủ yếu là các sản phẩm phân hủy hóa học như các khoáng chất sét.
Các khoáng chất này quyết định tính chất cơ lý của đất sét. Có nhiều khoáng chất sét nhưng
thường gặp 3 nhóm điển hình : Kaolinit, Montmorillonite và Ilit.
- Kaolinit Al ( Si4 O10 )(OH ) 8 được tạo thành do phong hóa đá phún trào, đá biến chất và đá
trầm tích trong điều kiện môi trường axit (pH = 5÷6). Kaolinit có thể được kết thành khi
kết tinh ngưng giao lắng từ dung dịch keo. Những quá trình như vậy xảy ra trong vỏ
phong hóa cũng như trong các điều kiện thiên nhiên khác.
Đặc điểm của mạng tinh thể Kaolinit là tương đối bền, độ ổn định và ít có khả năng di động.
Đó là do liên kết giữa tập (paket) này với tập kia. Lớp trên của tập dưới gồm các Hrôxit,
còn lớp dưới của tập trên kế đó thì gồm các nguyên tử oxy. Các tinh thể của Kaolinit có kích
thước khá lớn chỉ hút nước và trương nở không đáng kể.
- Montmorillonite m[Mg 3 (Si4 O10 )(OH 2 ) × p[( Al , Fe )2 (Si4 O10 )]]nH 2 O , phổ biến nhất là loại
chứa oxit nhôm. Cấu tạo mạng tinh thể Montmorillonite nói chung giống Kaolinit, nhưng
ở đây các tập thể của lớp đều phân bổ đối xứng qua lớp nước ở giữa. Các lớp như nhau
(gồm các nguyên tử oxy) ở các tập lân cận hướng lại với nhau, do đó mối liên kết của
chúng yếu hơn so với Kaolinit. Mạng tinh thể kém bền vững, nước dễ xuyên vào và gây
ra trương nở mạnh. Khoáng chất Montmorillonite có lượng ngậm nước thay đổi theo độ

ẩm của môi trường xung quanh. Khoáng chất có thể hút nước từ không khí ẩm và nước
cũng có thể tách ra khỏi khoáng chất và đi vào không khí có độ ẩm bé.

8

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Khoáng chất nhóm Montmorillonite được tạo thành hầu như trong điều kiện ngoại sinh, chủ
yếu là trong quá trình phong hóa (bằng cách thủy phân) các đá phún trào trong điều kiện môi
trường kiềm (pH = 7 ÷8,5) khí hậu khô và nửa khô, ôn hòa và ấm áp. Khi môi trường trở
thành axit thì Montmorillonite bị phá hoại chuyển thành Kaolinit hoặc khoáng chất sét khác.
Ngoài ra Montmorillonite có thể được tạo thành bằng con đường tổng hợp do sự kết tinh
ngưng giao lắng từ dung dịch keo và các dung dịch thật ở chỗ trữ nước, các tầng đất mặt v.v…
- Ilit K 1 Al 2 [(Si, Al )4 O10 ](OH )2 nH 2 O là một khoáng chất đại biểu của nhóm hydro mica.
Nhóm này là sản phẩm Hydrat hóa (ngậm nước) của mica ở mức độ khác nhau và chiếm
vị trí trung gian giữa mica và Montmorillonite. Hrô mica khác mica ở chỗ: chứa nhiều
nước và kali và khác với Montmorillonite ở chỗ: chứa nhiều kali hơn, không có hoặc ít có
khả năng trương nở dưới tác dụng của nước và các hợp chất hữu cơ.
Đặc điểm của mạng tinh thể Ilit là giữa các tập có ion Kali, những lớp ở xa chỗ liên kết giữa
các tập hoàn toàn giống Kaolinit, còn những lớp ở gần chỗ liên kết thì bao giờ cũng chỉ có
các nguyên tử oxy chứ không phải là một tập O và một tập là (OH) như Kaolinit. Như vậy về
cấu tạo mạng tinh thể, Ilit cũng chiếm vị trí trung gian giữa Kaolinit và Montmorillonite.
b. Tính dẻo
Một trong những đặc điểm quan trọng của đất sét là tính dẻo. Tính chất này thể hiện sự lưu
động của đất sét ở một độ ẩm nào đó khi chịu tác dụng của ngoại lực và chứng tỏ rằng về

mức độ biến dạng đất sét chiếm vị trí trung gian giữa thể cứng thể lỏng hoặc chảy nhớt.
- Độ dẻo phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mức độ phân tán và thành phần khoáng chất của đất,
thành phần và độ khoáng hóa của dung dịch nước làm bão hòa đất. Nhân tố chủ đạo chi
phối độ dẻo là thành phần khoáng vật nhóm hạt kích thước nhỏ hơn 0,002mm và hoạt
tính của chúng đối với nước. Sét bão hòa ion hóa trị một dẻo hơn. Sét bão hòa ion hóa trị
hai; trong các ion hóa trị thì Na+ và Li+ có hoạt tính mạnh nhất. Còn sét Montmorillonite:
44 ÷100.
c. Tính thấm nước của đất – Grien ban đầu
Với đất rời quan hệ giữa tốc độ thấm và gradien thủy lực tuân theo định luật Darcy:
V= k x I

-

(1-2)

v : tốc độ thấm (m/s)
k : hệ số thấm của đất
I = h/l: gradien thủy lực, với h là độ chênh cột nước và l là chiều dài đường thấm.

Đối vơiù đất dính hiện tượng thấm chỉ tuân theo định luật Darcy khi gradien thủy lực lớn hơn
một giá trị ban đầu, khi đó: (I = I0).
Nghóa là: đối với đất sét chỉ cho nước thấm qua khi gradien cột nước vượt quá một trị số nhất
định nào đó. Gradien ban đầu là độ chênh tối thiểu nào đó của áp lực cột nước, mà thấp hơn
nó tốc độ thấm giảm đi rất nhiều trở nên bé đến mức thực tế có thể bỏ qua và coi như đất
không thấm nước.
9

Chương 1

LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Về bản chất của Gradien ban đầu hiện nay chưa có các quan niệm thật rõ ràng. Có tác giả
cho rằng Gradien ban đầu là do khả năng chống trượt của nước liên kết vật lý gây nên, khả
năng này nước tự do không có. Khi khắc phục được ứng suất trượt giới hạn của nước liên kết
cấu trúc định hướng của nước này bị phá hoại và nước liên kết bắt đầu chảy như nước tự do.
Trị số Gradien ban đầu tăng cùng với sự giảm độ ẩm và tăng độ chặt của đất. Ở đất yếu nó
có trị số tương đối bé.
Ứng suất sinh ra khi nước chuyển động trong đất tác dụng lên hạt đất gọi là ứng suất thủy
động, ký hiệu là j:
v
j = i ×γ w = ×γ w
(1-3)
k
Trong đó γ w : trọng lượng thể tích của nước.

d. Tính nén chưa đến chặt
So với trị số áp lực mà nó chịu thì đất sét yếu ở trạng thái nén chưa đến chặt hoặc được nén
chặt bình thường. Tính nén chưa đến chặt này của đất là sự không phù hợp rõ ràng của độ
chặt thiên nhiên với áp lực thiên nhiên mà đất đang chịu tác dụng. Nói một cách khác, ở một
chiều sâu nào đó đất chịu áp lực thiên nhiên là σ , đúng ra phải có hệ số rỗng tương đương là
ε , nhưng lại có ε 1 > ε tức là có sự thấp kém của độ chặt so với áp lực.
Tính nén chưa đến chặt này là do ảnh hưởng của sự phát sinh lực dính của các mối liên kết
cấu trúc – lực dính này kèm hãm sự nén chặt, cũng như do tác dụng của nước lỗ rỗng gây
nên sự chậm trễ của quá trình cố kết trọng lực. Ngoài ra trạng thái của đất có thể là nén chưa
đến chặt, hoặc là nén quá chặt tùy theo trị số, tốc độ, thời gian lực tác dụng và điều kiện
thoát nước lỗ rỗng.
Đối với những đất ở trạng thái nén chưa đến chặt, sự thể hiện áp lực lỗ rỗng rất đặc biệt. Áp

lực nước lỗ rỗng có thể phát sinh không những khi tăng tải trọng ngoài, mà còn khi giữ
nguyên trạng thái ứng suất, nhưng kết cấu của đất bị phá hoại (do trượt chẳng hạn). Theo
N.Ya.Đenixov áp lực lỗ rỗng như vậy chỉ chứng tỏ rằng quá trình nén chặt và củng cố của
đất chưa hoàn thành. Khi loại trừ hoặc hạn chế khả năng thoát nước, trạng thái nén chưa đến
chặt có thể giữ nguyên rất lâu.
e. Độ bền cấu trúc
Một trong những tính chất quan trọng của đất sét yếu là độ bền cấu trúc của chúng. Nếu tải
trọng ngoài được truyền lên đất sét yếu nhỏ hơn trị số độ bền cấu trúc, thì biến dạng của đất
bé đến mức có thể bỏ qua, còn khi vượt quá độ bền cấu trúc thì đường cong liên hệ giữa hệ
số rỗng và áp lực bắt đầu có độ dốc lớn hơn. Trị số độ bền cấu trúc của đất sét yếu chừng
2 ÷ 3kN / cm 2 , nhưng cũng có đôi khi có thể lớn hơn.

10

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Những nghiên cứu gần đây cho biết rằng: ngay cả đất hoàn toàn bão hòa nước, khi chịu tải
trọng áp lực lỗ rỗng ban đầu cũng không bằng trị số tải trọng đó mà bằng hiệu số giữa nó và
độ bền cấu trúc. Độ bền cấu trúc có ý nghóa to lớn khi tính toán sự cố kết và đánh giá độ bền
của đất ảnh hưởng đến chiều dày tính toán của tầng chịu lực và tải trọng cho phép ban đầu
của đất nền.
Trị số độ bền của đất sét yếu chừng 2 ÷ 3kN / cm 2 , nhưng đôi khi cũng lớn hơn.
Những nghiên cứu gần đây cho biết rằng: ngay cả đối với đất hoàn toàn bão hòa nước, khi
chịu tải trọng áp lực lỗ rỗng ban đầu cũng không bằng trị số tải trọng đó mà bằng hiệu số
giữa nó và độ bền cấu trúc. Độ bền cấu trúc có ý nghóa to lớn khi tính toán đánh giá sự cố

kết và đánh giá tính chất của đất nền ảnh hưởng đến chiều dày tính toán của tầng chịu lực và
tải trọng cho phép ban đầu của đất nền.
f. Đặc điểm biến dạng
Có thể chia biến dạng của đất sét yếu ra các loại sau:
- Biến dạng phục hồi: bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng cấu trúc hấp phụ.
- Biến dạng dư : chỉ gồm biến dạng cấu trúc.

•

Biến dạng phục hồi

Trong đất sét yếu biến dạng đàn hồi không đáng kể do độ bền cấu trúc bé.
Biến dạng cấu trúc hấp phụ: dưới tác dụng của tải trọng trong đất xảy ra một loại biến dạng
do sự thay đổi chiều dày màng nước ở những chỗ tiếp xúc và bên trong những khoáng chất
riêng biệt. Biến dạng này liên quan đến sự chuyển dịch ít nhiều của các hạt và về điểm này
nó giống như biến dạng cấu trúc. Mặt khác sự phát triển của nó phụ thuộc vào ảnh hưởng
của lực hấp phụ.
Biến dạng cấu trúc hấp phụ là một phần thuận nghịch. Chúng xảy ra dưới hình thức giảm
cũng như tăng thể tích của đất. Khi giảm áp lực thì biến dạng cấu trúc hấp phụ được biểu thị
ở sự dịch chuyển các phân tử nước từ chỗ tiếp xúc giữa các hạt về phía lỗ rỗng, còn khi tăng
áp lực thì chuyển dịch theo chiều ngược lại. Để hoàn thành quá trình đó cần có một thời gian
nhất định. Vì vậy tuy biến dạng cấu trúc hấp phụ là thuận nghịch nhưng luôn kèm theo sự
chậm muộn. Nếu sau khi kết thúc biến dạng cấu trúc hấp phụ, xuất hiện lực dính kết củng cố
do tác dụng của lực đất đá bên trên và các quá trình lý hóa khác, thì sau khi giảm, loại áp lực
đó đi biến dạng sẽ không phục hồi lại được. Sau khi làm mất lực dính củng cố biến dạng cấu
trúc hấp phụ lại trở nên thuận nghịch.
Biến dạng cấu trúc hấp phụ ở đất sét yếu cũng như các loại đất đá sét khác thể hiện được là
do kết quả thay đổi tương quan giữa ứng suất ở các chỗ tiếp xúc của các yếu tố cấu trúc (do
ảnh hưởng của tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra) và ảnh hưởng của lực hấp phụ
(giữa bề mặt hạt và các phân tử nước). Nếu ứng suất ở chỗ tiếp xúc vượt quá ảnh hưởng của

11

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

lực hấp phụ thì sẽ xảy ra sự dồn đuổi các phân tử nước ra khỏi các chỗ đó, kết quả là biến
dạng là có biến dạng nén. Trái lại nếu ảnh hưởng của lực hấp phụ vượt quá ảnh hưởng của
ứng suất ở các chỗ tiếp xúc thì xảy ra sự bành trướng (dày thêm) của các màng nước, lúc đó
có hiện tượng nở. Nói cách khác biến dạng cấu trúc hấp phụ của đất sét chỉ có thể thể hiện
được khi áp lực mà nó chịu vượt quá áp lực nở.
Các thí nghiệm nén chặt hồ sét có thành phần khác nhau và dỡ tải tiếp sau đó cho biết rằng:
cùng với sự tăng của giới hạn chảy, trị số biến dạng khôi phục (cấu trúc hấp phụ) tăng lên.
Biến dạng cấu trúc hấp phụ trong đất sét yếu, nhất là ở bùn khi tải trọng bé, chỉ có tầm quan
trọng thứ yếu. Đối với các loại đất này, biến dạng xảy ra dưới tác dụng do trọng lượng bản
thân hoặc tải trọng ngoài, chủ yếu là biến dạng cấu trúc.

•

Biến dạng dư

Biến dạng cấu trúc là biến dạng dư trong đó xảy ra sự trượt tương đối lên nhau của các hạt,
các khối và sự tăng mật độ các yếu tố cấu trúc trong một đơn vị thể tích. Trong biến dạng
cấu trúc, nếu ứng suất tác dụng vượt quá sức chịu do lực dính kết tạo nên thì các hạt và các
khối đất có thể bị dịch chuyển.
g. Sức chống cắt
Theo N.N. Maslov sức chống cắt của đất do biến dạng từ biến có dạng:

τ t = σ × tgϕ w + c w

(1-4)

Trong đó :
- σ : ứng suất pháp tuyến
- σ × tgϕ w : thành phần ma sát
- ϕ : góc nội ma sát của đất
- c w : lực dính tổng cộng với
- c w = ∑ w +cc
- ∑ w : lực dính có nguồn gốc keo nước (lực dính mềm)
- c c : lực dính cấu trúc (lực dính cứng)
- ϕ w , c w : được xác định theo thí nghiệm cắt trực tiếp.
Khi áp lực pháp tuyến không vượt quá “lực dính dự trữ” thì biểu đồ liên hệ sức chống cắt với
áp lực tuyến có dạng đường thẳng nằm ngang, nghóa là sức chống cắt vẫn không thay đổi khi
tăng áp lực pháp tuyến. Nếu trị số áp lực vượt quá “lực dính dự trữ” thì xảy ra sự nén chặt
đất kèm theo sự củng cố tương ứng, nghóa là cùng với sự tăng của áp lực pháp tuyến chống
cắt tăng lên.

12

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Với đất rời, lực dính rất nhỏ (c gần bằng 0) nên sức chống cắt chỉ tính đến thành phần lực ma

sát :
τ t = σ × tgϕ w
(1-5)
Nếu lực dính c khác 0 thì đất thuộc loại đất dính, khi đó sức chống cắt có đầy đủ các thành
phần theo công thức (1-1).
Với đất dính bão hòa nước thì cường độ chống cắt được biểu thị:

τ t = ((σ − u ) × tgϕ + cw )

(1-6)

Trong đó u : áp lực nước lỗ rỗng.
(σ − u ) : Ứng suất tiếp xúc giữa các hạt đất gọi là ứng suất có hiệu.

2.2 Đất bùn
Bùn là những trầm tích hiện đại, được tạo thành chủ yếu do kết quả tích lũy các vật liệu
phân tán mịn bằng con đường cơ học hoặc hóa học ở đáy biển, vũng vịnh, ao, hồ…
Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha sét, sét pha cát và cũng có thể là cát, nhưng chỉ là
cát nhỏ trở xuống.
Bùn thường chứa một lượng chất hữu cơ khá lớn (có khi 10÷12%), càng xuống sâu lượng hữu
cơ càng giảm. Ở những vùng khí hậu khô bùn có thể chứa các muối hòa tan trong nước dưới
hình thức phân tán nhỏ, tinh thể lớn, đám tinh thể hoặc các lớp mỏng và dày. Trong bùn kể
cả bùn sét thường có nhiều hạt bụi. Bùn có thể đồng nhất thành khối hay phân lớp không rõ
ràng, đôi khi phân lớp đều.
Độ bền của bùn sét hết sức bé, vì vậy phân chia sức chống cắt của bùn ra thành lực ma sát
và lực dính kết là không hợp lý. Sức chống cắt của bùn phụ thuộc không chủ yếu vào áp lực
pháp tuyến mà là vào tốc độ phát triển biến dạng. Góc nội ma sát trong của bùn sét đôi khi
gần bằng 0.
Khi tải trọng pháp tuyến phát triển chậm, biến dạng của bùn thường rất lớn và có đặc tính là
nén không hạn chế, kèm theo sự ép thoát nước tự do. Khi lực nén phân bố tương đối nhanh

thì trong bùn phát sinh áp lực thủy động và bùn bị phun ra. Hệ số nén lún của bùn có thể đạt
tới 0.2 ÷ 0.3cm 2 / kN , còn môđun tổng biến dạng vào khoảng 1 ÷ 5kN / cm 2 (đối với bùn sét),
100 ÷ 250kN / cm 2 (đối với bùn sét pha cát bùn cát pha sét).
2.3 Đất cát yếu
Cát gồm các hạt có kích thước 0,005÷2mm. Cát chỉ được gọi là yếu khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ,
mịn trở xuống; đồng thời có kết cấu rời rạc. Ở trạng thái bão hòa nước, có thể bị nén chặt và
13

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

pha loãng đáng kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét. Những loại cát đó khi chịu tác
dụng rung hoặc chấn động thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát chảy.
Độ bền của cát được xác định hoàn toàn vào lực ma sát, chỉ khi làm ẩm chút ít trong cát mới
xuất hiện lực liên kết yếu.
Sức chống cắt của đất cát phụ thuộc vào thành phần khoáng vật và hình dạng của hạt, nhưng
chủ yếu vào mật độ kết cấu của chúng và trị số tải trọng tác dụng.
Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bị nén chặt nhanh và nhiều khi chịu tác dụng của chấn
động. Khi cát gồm cát hạt nhỏ, nhiền chất hữu cơ và bão hòa nước thì chúng trở thành cát
chảy và không chịu lực được nữa.
Một đặc điểm quan trọng nữa của cát là có độ thấm nước lớn.
Cát chảy là loại cát hạt mịn, có kết cấu rời rạc, ở trạng thái bão hòa nước, có thể bị nén chặt
và pha loãng đáng kể, chứa nhiều chất hữu cơ hoặc sét. Những loại cátù này chịu tác dụng
của lực chấn động hoặc ứng suất thủy động thì trở thành trạng thái lỏng, gọi là cát chảy.
Trong thành phần cát chảy, hàm lượng hạt bụi (0,02÷0,002mm) chiếm 60÷70% hoặc lớn hơn.
Ở trạng thái tự nhiên cát chảy có cường độ và khả năng chịu lực tương đối cao, nhưng khi bị

phá hoại kết cấu và làm rời hạt thì không còn tính chất đó nữa, lúc đó cát chuyển sang trạng
thái chảy như chất lỏng.
2.4 Than bùn và đất than bùn
Than bùn là đất có nguồn gốc hữu cơ, được tạo thành do kết quả phân hủy các di tích hữu cơ,
chủ yếu là thực vật tại các bãi lầy và những nơi bị hóa lầy. Đất loại này chứa các hỗn hợp
vật liệu sét và cát.
Đầm lầy được tạo thành ở những chỗ thừa hơi ẩm. Hơi này làm bão hòa các tầng trên cùng
của trầm tích và đọng ở đó. Điều kiện thuận lợi nhất để tạo đầm lầy là khí hậu ẩm, bốc hơi ít
hơn mưa, địa hình đồng bằng hoặc yếu tố hạ thấp địa hình đồng thời có nước ngầm ở gần mặt
đất. Sự tạo thành có thể liên quan với sự hóa lầy một khu đất nào đó trên cạn, sự tăng chỗ
chứa nước, sự hạ thấp định kỳ của nước sông, tràn và ngập nước các thềm bãi bồi và các
trầm tích phù sa, sự tăng thực vật ở các chỗ trữ nước, hoặc sự phát triển lớp phủ thực vật trên
mặt nổi của các chỗ đó, v.v...
Trong điều kiện thế nằm tự nhiên, than bùn có độ ẩm cao, trung bình từ 80÷85%, có thể đạt
hàng trăm hoặc hàng ngàn phần trăm tùy theo thành phần khoáng vật, mức độ phân hủy,
điều kiện khí hậu, mức độ thoát nước…
Than bùn có dung trọng khô rất thấp, hàm lượng chất hữu cơ 20÷80%.
14

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Than bùn là đất bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất. Hệ số nén lún có thể đạt từ
3÷8, thậm chí 1cm2/kN vì thế phải thí nghiệm than bùn trong các thiết bị với mẫu cao ít nhất
40÷50cm.
Khi xây dựng ở vùng có than bùn, cần áp dụng các biện pháp: làm đai cốt thép, khe lún, làm

nền cọc, đào bỏ một phần than bùn.
II. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CÔNG TRÌNH VÀ ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI VÙNG
BẠC - LIÊU CÀ MAU
1. Vị trí địa lý
Vùng dự án khôi phục & nâng cấp đê biển Bạc Liêu thuộc Thị xã Bạc Liêu, huyện Vónh
Lợi, huyện Giá Rai thuộc tỉnh Bạc Liêu. Vị trí của vùng dự án như sau:

•
•
•
•

Phía Bắc giới hạn bởi kênh Cà Mau - Bạc Liêu & QL 1A.
Phía Nam giới hạn bởi biển Đông.
Phía Đông giới hạn bởi tỉnh Sóc Trăng.
Phía Tây giới hạn bởi kênh Hộ Phòng – Gành Hào.
- Tổng diện tích tự nhiên: 53.206 ha
- Diện tích đất nông nghiệp: 42.706 ha

2. Địa hình
Địa hình trong vùng tương đối bằng phẳng (cao độ trung bình từ 0,5 - 0,7m) với sự xen kẽ
một số giồng cát, gò cát cao (độ cao trung bình từ 1,0 – 1,5m) và một số dải đất trũng (độ cao
0,3 – 0,4m) nằm ven kênh Cà Mau – Bạc Liêu và rải rác trong vùng. Về tổng thể, địa hình
có xu thế thấp dần theo hướng từ Đông sang Tây, từ phía Nam xuống phía Bắc. Theo đó,
vùng kẹp giữa kênh Cống Cái Cùng và kênh Chùa Phật có độ cao trung bình từ 0,8 – 0,9m.
Vùng ven sông Gành Hào có độ cao 0,45 – 0,55m. Vùng ven biển Đông có độ cao từ 0,8 –
1,5m. Vùng ven kênh Bạc Liêu – Cà Mau có độ cao từ 0,4 – 0,5m.
3. Khí tượng, thủy văn
3.1 Khí tượng:
Khu vực dự án chịu ảnh hưởng khí hậu của vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long là chế độ nhiệt

đới gió mùa, năm có một mùa mưa và một mùa khô rõ rệt.

-

Mùa mưa: chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa tây nam từ Vịnh Thái Lan thổi vào bắt
đầu từ thượng tuần tháng 5 đến trung tuần tháng 11.

15

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

-

HV: Trà Thanh Tú

Mùa khô: chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc bắt đầu từ hạ tuần tháng 11 đến hạ tuần
tháng 4 năm sau.

3.2 Thủy văn:
Do nằm ở cuối nguồn ngọt, đầu nguồn mặn nên vùng dự án vừa chịu ảnh hưởng mạnh mẽ
bởi thủy triều biển Đông đưa mặn xâm nhập vào toàn bộ hệ thống kênh rạch của vùng, vừa
đón nhận nước xả với chất lượng rất xấu của vùng Quản Lộ Phụng Hiệp, đặc biệt là vào đầu
mùa mưa (từ cuối tháng tư đến tháng sáu). Các thời kỳ vùng dự án cần nước tưới thì chất
lượng rất xấu (mặn mùa khô, phèn mặn vào đầu mùa mưa) khi có nước ngọt về thì vùng dự
án lại cần tiêu nước hơn là cấp nước. Do bị phân cách với nguồn nước ngọt của sông Hậu bởi
các kênh Bạc Liêu – Cà Mau và việc xây dựng các cống lớn ở phía bắc kênh này đã làm cho
việc đưa nước về vùng dự án vô cùng khó khăn mà còn có thể có tác động xấu tới môi

trường nước của vùng.
Nguồn nước mặn tuy không có giá trị cung cấp nước tưới cho cây trồng, nhưng nguồn tôm
giống phù du, phiêu sinh được đưa từ nước biển vào lại có giá trị nuôi tôm và chính sự ra vào
đều đặn mỗi ngày 2 lần với biên độ triều lớn (2,5 đến 3m) là điều kiện thuận lợi cho việc
xây dựng hệ thống thủy lợi nhằm tiêu chua, rửa mặn, thông thoáng môi trường nước cho
vùng dự án. Tuy nhiên hàm lượng phù sa lớn (1,8 đến 2,5g/l) từ nước biển sẽ làm cho các
vuông tôm bị bồi lắng nhanh, cùng với nước thải của vùng trên lẫn vào sẽ gây ô nhiễm
không ít cho việc nuôi tôm. Vì vậy, cần có sự bố trí qui hoạch đất phủ hợp gắn với xây dựng
hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh để có thể vừa thuận lợi cho thâm canh nông nghiệp, vừa đảm
bảo cho phát triển lâu bền các loại hình nuôi trồng thủy sản.
Vùng dự án có vùng nước ngầm khá phong phú, có thể khai thác ở nhiều độ sâu là nguồn tài
nguyên quý giá cần phải được khai thác hợp lý và lâu bền cho sinh hoạt của nhân dân trong
vùng.
Tuy không bị ngập lụt nhưng do tác động của thủy triều, nước từ nguồn trên chảy về làm
chậm khả năng tiêu thoát nước của các tuyến kênh chính nên vào thời kỳ mưa nhiều vùng dự
án thường bị ngập úng. Theo bản đồ tài nguyên nước và tình trạng ngập vùng ĐBSCL do
Phân Viện Khảo Sát và Quy Hoạch Thủy Lợi Nam Bộ xây dựng, mức độ ngập úng trong
vùng dự án như sau:
- Nếu có biện pháp giữ nước trong ruộng kết hợp với trang bị máy móc để làm đất khẩn
trương có thể mở dần diện tích 2 vụ lúa. Chỉ cần giữ được nước trên mặt ruộng đến hết tháng
12 bằng nguồn tại chỗ hoặc tiếp thêm từ nguồn của sông Hậu (lúc này lưu lượng của hệ
thống sông Mê Kông còn rất lớn, một số khu vực đang còn có yêu cầu tiêu) thì có thể mở
rộng loại hình 2 vụ lúa, hoặc lúa cá đồng trên phạm vi rộng lớn của vùng dự án.
3.3 Địa chất:
** Địa chất công trình tuyến đê biển

16

Chương 1

LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Số liệu địa chất được thu thập từ báo cáo địa chất trong tài liệu nghiên cứu khả thi dự án khôi
phục và nâng cấp đê biển Bạc Liêu – Cà Mau.
Khu vực công trình gồm các lớp sau:
- Lớp 1: sét màu xám nâu, đốm vàng, trạng thái dẻo cứng đến dẻo mềm, độ sâu từ 0 –
0.5m so với mặt đất tự nhiên.
- Lớp 2: sét bùn hữu cơ màu xám, xám đen, độ sâu từ 0.5 – 10m so với mặt đất tự nhiên.
- Lớp 3: sét màu xám vàng, đốm nâu đỏ, chặt vừa, trạng thái nửa cứng đến cứng, độ sâu
trên 10m từ mặt đất tự nhiên.

No
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15

Các chỉ tiêu
Thành phần hạt
- Sỏi sạn
- Cát
- Bụi
- Sét
Độ ẩm tự nhiên W
Dung trọng tự nhiên γ
Dung trọng khô γk
Tỷ trọng Δ
Độ bão hòa G
Độ rỗng n
Hệ số rỗng ε
Giới hạn chảy WI
Giới hạn dẻo Wp
Chỉ số dẻo Ip
Độ sệt B
Góc ma sát trong ϕ
Lực dính C
Hệ số thấm k

Đơn vị
%
%
%
%
%
kN/m3

kN/m3
%
%
%
%
%
độ
kN/cm2
cm/s

K0-K30
0
4.5
43.1
52.4
60.06
1.625
10.15
26.76
98.24

K30-K60
0
4.26
44.03
51.71
63.79
1.593
0.972
2.674

97.53

1.636
65
32.13
32.87
0.85
3
0.9
3*10-8

1.749
71.39
32.45
38.94
0.8
1
0.7
2.8*10-8

4. Đặc điểm xã hội
4.1 Dân số lao động
Năm 1996 toàn vùng có 136.740 người, trong đó dân số nông nghiệp 116.228 người, chiếm
85% dân số toàn vùng. Mật độ dân số 257 người/km2, thấp hơn nhiều so với mật độ trung
bình toàn ĐBSCL (400 người/km2, Vónh Lợi 189 người/ km2, Giá Rai 227 người/km2) và chủ
yếu tập trung ven các kênh, sông lớn.

17

Chương 1

LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Tổng số lao động 57.680 người, trong đó lao động nông nghiệp 50.525 người, chiếm 87,6%
tổng lao động xã hội, bình quân mỗi lao động xã hội có 0.75 ha đất nông nghiệp, đây là mức
cao so với trung bình toàn vùng ĐBSCL. Nhưng hệ số quay vòng đất thấp nên chỉ mới sử
dụng khoảng 50% tiềm năng lao động nông nghiệp của vùng. Vì vậy, tạo công ăn việc làm
trong thu nhập, từng bước nâng cao mức sống cho nhân dân trong vùng là yêu cầu cấp bách
cho định hướng phát triển sản xuất của vùng.
Các hộ nông nghiệp còn 6 đến 8 hộ không có đất hoặc có ít đất, về mức sống và thu nhập: có
12 đến 15% hộ khá và hộ giàu, 40 đến 45% hộ trung bình, 40 đến 45% hộ nghèo. Nguồn lực
nông hộ còn rất hạn chế, dân trí thấp, tỷ lệ tăng dân số cao đang là thách thức lớn cho hoạch
định chiến lược phát triển kinh tế xã hội của vùng.
4.2 Hiện trạng sản xuất nông nghiệp của vùng dự án
a. Hiện trạng phát triển sản xuất nông nghiệp
Mặc dù nằm trong vùng có nhiều hạn chế như đất chủ yếu là mặn, phèn, không có nguồn
nước tưới. Nhưng với những nỗ lực vượt bậc của các cấp chính quyền địa phương và nhân
dân trong vùng dự án, nông nghiệp đã có bước phát triển tương đối khá với 3 ngành sản xuất
chính là trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản (hình 1.3, 1.4 trang sau).

•

Trồng trọt

Sản xuất trồng trọt thời kỳ 1991-1996 chủ yếu theo hướng thâm canh tăng năng suất lúa,
ngoài ra còn có hướng nỗ lực vào việc đa dạng hóa cây trồng và tăng vụ, nhưng kết quả về
tăng vụ và đa dạng hóa cây trồng còn hạn chế.

+

Về sản xuất lúa

Sản xuất lúa chủ yếu theo hướng thâm canh tăng năng suất. Năm năm qua, diện tích gieo
trồng chỉ tăng 13.6%, đưa sản lượng tăng 31.5%, tốc độ tăng bình quân hàng năm về sản
lượng lúa từ 5.5 đến 6% tuy thấp hơn tốc độ tăng sản lượng lúa trung bình toàn ĐBSCL
nhưng lại là cố gắng rất lớn của vùng dự án. Năm 1996 đã đạt sản lượng thóc 45.970 tấn,
bình quân theo đầu người đạt 864 kg, tương đương với mức trung bình toàn ĐBSCL.
Lúa mùa là vụ sản xuất chính, chiếm 97.3% về diện tích và 97.4% sản lượng lúa cả năm bao
gồm lúa 1 vụ và lúa mùa chính vụ. So với lúa mùa các vùng khác ở ĐBSCL thì lúa mùa ở
vùng dự án đã đạt năng suất khá cao, năng suất trung bình gấp 1.51 lần năng suất lúa mùa
ĐBSCL. Một số hộ có trình độ thâm canh cao đã đạt năng suất 6-7 tấn/ha.
Lúa hè thu và lúa mùa lấp vụ được trồng trên đất lúa 2 vụ đạt năng suất khá nhưng tốc độ
mở rộng diện tích rất chậm. Nguyên nhân chính là chưa có quyết tâm cao cho đầu tư tăng vụ.
+

Sản xuất rau màu
18

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Các loại rau màu chủ yếu của vùng dự án gồm có ngô, đậu xanh, rau, khoai lang còn đang ở
qui mô nhỏ và được trồng trên đất chuyên canh màu. Do chưa được chú trọng thâm canh nên
năng suất cây trồng còn thấp.

19

Chương 1


LUẬN VĂN CAO HỌC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

HV: Trà Thanh Tú

Hình 1.3: Bản đồ định hướng sử dụng đất tỉnh Bạc Liêu.

20

Chương 1