Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường trên nền đất yếu ven kênh rạch

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

^D E]

TRƯƠNG PHƯƠNG HỒ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU VEN KÊNH RẠCH
Chuyên ngành: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Y TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2008 W


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN XUÂN THỌ

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. NGUYỄN THỐNG NHẤT

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. BÙI TRƯỜNG SƠN

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN
VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày

tháng

năm 2008


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

ĐỘC LẬP − TỰ DO − HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày

tháng

năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên : TR ƯƠNG PHƯƠNG HỒ
Phái : Nam
Ngày, tháng, năm sinh : 05/ 08/ 1976
Nơi sinh : TT- Huế
Chuyên ngành : XD ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ
MSHV : 00106008
I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN NỀN
ĐẤT YẾU VEN KÊNH RẠCH.
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
PHẦN I: TỔNG QUAN
Chương 1 : Tổng quan về những vấn đề nền đường trên đất yếu ven kênh rạch.
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN

Chương 2 : Các giải pháp xử lý nền đường trên đất yếu ven kênh rạch.
Chương 3 :Cơ sở lý thuyết để tính toán về ổn định và biến dạng nền đường trên đất yếu
ven kênh rạch.
Chương 4 : Nghiên cứu giải pháp dùng cọc đất xi măng để xử lý nền đường trên
đất yếu ven kênh ở khu kinh tế cửa khẩu Mộc Bài.
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
:
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :
V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. TRẦN XUÂN THỌ

01/ 01 / 2008
31/ 10 / 2008
TS. TRẦN XUÂN THỌ
CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH

TS.LÊ BÁ KHÁNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội đồng chuyên nghành thông qua
Ngày tháng
năm
TRƯỞNG PHÒNG ĐT- SĐH
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn Tiến Só Trần Xuân Thọ, người thầy đã tận
tình giúp đỡ, chỉ dẫn cặn kẽ trong thời gian làm luận văn để em có thể hoàn
thành luận văn này.
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô khoa Kỹ Thuật
Xây Dựng cùng tập thể thầy cô Phòng Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học
Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt qúa trình học cao học tại trường.
Xin tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo và tập thể các cán bộ công nhân viên
Công ty Cổ Phần Tư vấn Xây dựng Tổng hợp Tây Ninh đã quan tâm hổ trợ,
giúp đỡ và tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học cao học.
Luận văn thạc só này được hoàn thành là một sự cố gắng không những
của bản thân tác giả mà còn là của cả gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, là
những người luôn sát cánh bên tôi ở những thời điểm quan trọng trong quá
trình học tập cũng như nghiên cứu.
]^

TÓM TẮT LUẬN VĂN


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hệ thống đường sá ven kênh rạch ở vùng đồng bằng Nam bộ nước ta đang
ngày càng được xây dựng nhiều và quy mô ngày càng lớn. Do lịch sử kiến tạo
các tầng đất ven kênh thường là đất yếu, các lớp đất yếu này luôn có chiều dày
lớn và có xu hướng nghiêng về phía kênh. Mặt khác nền đất tự nhiên ven kênh
thường trũng nên nền đường phải đắp cao, tải trọng nền đường tác dụng xuống
nền đất yếu bên dưới khá lớn dễ gây mất ổn định nếu nền đất yếu không được
xử lý đúng mức. Do đặc thù địa chất và địa hình ven kênh nên công trình đường
thường bị lún lệch và có xu hướng bị đẩy ngang ra phía kênh.
Với đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường trên đất yếu

ven kênh rạch“, tác giả nghiên cứu và đề xuất phương án sử dụng cọc đất xi
măng kết hợp vải địa kỹ thuật để xử lý nền đất yếu dày dưới nền đường ven
kênh nhằm đảm bảo ổn định cho công trình.
Qua công trình thực tế: “Đường 1A- Khu Kinh tế Cửa khẩu Mộc Bài“ - là
tuyến đường ven kênh, có các đoạn đắp cao và chiều dày của nền đất yếu bên
dưới lớn, được xử lý bằng cọc đất xi măng. Các phương pháp Phần Tử Hữu Hạn
và Cân Bằng Giới Hạn thông qua chương trình Plaxis 3D Tunel và GeoSlope
được ứng dụng để phân tích độ ổn định và biến dạng của công trình. Độ ổn định
mái dốc, mối quan hệ giữa độ ổn định mái dốc nền đường và khoảng cách từ
chân nền đường đến mép bờ kênh được kiểm toán trong nhiều trường hợp khác
nhau và so sánh phân tích chi tiết. Ứng suất, biến dạng tại các điểm, các mặt cắt
khác nhau trong đất nền và trong cọc đất ximăng được khảo sát và đánh giá. Sức
chịu tải của đất nền được tính toán theo các độ sâu khác nhau, từ đó đưa ra giải
pháp bố trí cọc đất xi măng có chiều dài thay đổi theo mặt cắt ngang nền đường.
Việc bố trí cọc đất xi măng như vậy sẽ làm cho nền đường biến dạng đồng đều,
giảm thiểu độ lún lệch, hạn chế chuyển vị ngang, giúp cho công trình làm việc
hiệu quả, lâu dài, đảm bảo an toàn giao thông đồng thời giảm giá thành cho
công trình.


ABSTRACT
The systems of roads along the canals in Southerm Viet Nam and their
scales are significantly increasing. Due to the historical deformation, the
stratums are normally weak. The soft soil layers are often thick and have
tendency to tilt towards the canal banks. On the other hand, the subfoundation
nearby canal side is sunken. Therefore, the embankment must be filled higher as
a result of the load effects under the subfoundation quite strongly that causes
instability if the subfoundation isn’t improved appropriately. Because of the
geological and topographical characteristics surrounding the canal, the
embankment is often occurred the differential settlement and has tendency of

being horizontally pushed toward the canal.
Regard with the title of thesis “ Study of the solutions to improve the soft
soil under the embankment nearby the canal“, the deep cement-soil mixing
columns combined with geotextiles are applied to improve the deep soft soil
under the subfoundationd surrounding the canal so that the construction can be
stable.
From the project “Road 1A Economic area of Moc Bai border gate“ - a
road nearby the canal, it has some sections of road high backfilled and the
thickness of soft ground has been calculated and improved by Deep-cement soil
mixing columns. The Finite Element Method and the Limited Equilibrium
Method were applied thought Plaxis 3D Tunel and GeoSlope softwares to
analyse the stabilization and deformation of the structures. The slope
stabilization; the relationship between slope stabilization and distance from the
embankment foot to the canal bank were evaluated. The stresses and strains in
some selected points were surveyed and evaluated. The load bearing capacity of
subfoundation was calculated in every depth, from which proposes the solution
of the Deep-cement soil mixing columns, changing the length with horizontal
cross section. The deformation and differential settlement can be reduced to
ensure that the embankment works effectively and lastingly. This solution can be
able to safe the traffic and decrease the cost of construction.


MỤC LỤC
Nhiệm vụ luận văn thạc só

Trang

Tóm tắt luận văn
Lời cảm ơn
Mở đầu

Phần I

1-

Đặt vấn đề

1

2-

Mục đích đề tài

1

3-

xác lập nhiệm vụ nghiên cứu

1

4-

Nội dung nghiên cứu

2

5-

Phương pháp nghiên cứu

2

6-

Hạn chế của đề tài nghiên cứu

2

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Chương I Tổng quan về những vấn đề nền đường trên đất yếu ven

3
4

kênh rạch

Phần II

1.1- Khái niệm đất yếu

4

1.2- Tình hình xây dựng đường trên nền đất yếu ven kênh rạch

7

NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN

Chương II Các giải pháp xử lý nền đường trên đất yếu ven kênh rạch

17
17

2.1- Đào bỏ một phần hay toàn bộ đất yếu

17

2.2- Đệm cát, gia tải tạm thời

17

2.3- Giải pháp dùng vải địa kỹ thuật (geotextile)

20

2.4- Cừ tràm đóng đứng dọc theo chân mái dốc của đường

21

2.5- Giải pháp cọc vật liệu rời

22

2.6- Giải pháp cọc đất - xi măng trộn sâu

24

Chương III Cơ sở lý thuyết để tính toán ổn định, biến dạng nền đường

28

trên đất yếu ven kênh rạch
3.1- Các phương pháp thường áp dụng để tính toán ổn định nền

28

tự nhiên ven kênh
3.2- Tính toán biến dạng của nền đất yếu dưới nền đường

47

3.3- Tính toán ổn định, biến dạng mái dốc khi có các biện pháp
gia cường.

51


3.4- Phân tích tính toán cọc đất – xi măng bằng phương pháp
phần tử hữu hạn thông qua phần mềm plaxis 3D
Chương IV

64

Nghiên cứu giải pháp dùng cọc đất xi măng để xử lý nền
đường trên đất yếu ven kênh rạch khu kinh tế cửa khẩu Mộc
Bài

73

4.1- Giới thiệu về công trình đường 1A khu Kinh tế cửa khẩu
Mộc Bài- Tỉnh Tây Ninh

73

4.2- Số liệu địa chất công trình

74

4.3- Đánh giá sơ bộ điều kiện địa kỹ thuật của nền đất yếu

74

4.4- Tính toán nền đất yếu gia cố cọc đất xi măng

79

4.5- Tính toán thiết kế cọc đất xi măng

82

4.6- Tính toán lựa chọn vải địa kỹ thuật

88

4.7- Kiểm toán ổn định trượt sâu theo phương ngang đường

89

4.8- Phân tích sự phân bố tải trọng thẳng đứng xuống hệ nền
cọc đất xi măng bằng chương trình Plaxis 3D
Phần III

91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

119

Kết luận

119

Kiến nghị

120

Phương hướng nghiên cứu tiếp theo

120

TÀI LIỆU THAM KHẢO

122

TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC

124

-1-

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Những vùng châu thổ nơi có hệ thống kênh rạch thường là những vùng
đồng bằng phù sa màu mỡ, trù phú dân cư tập trung đông đúc. Người ta thường
xây dựng đường sá ở hai bên dòng kênh vì các tuyến đường ven kênh là đường
đầu mối nối kết các con đường nhánh từ bên trong khu dân cư đổ ra phía kênh
để người dân tiện qua đò, qua cầu… sang bên kia. Đường ven kênh rạch còn là
công trình để ngăn nước dâng tràn vào khu dân cư và cách ly không để người
dân lấn chiếm kênh rạch làm tắt nghẽn dòng nước và sinh hoạt gây ô nhiễm
dòng kênh. Trên vóa hè các truyến đường này người ta dễ dàng xây dựng các
công trình xử lý nước thải trước khi đổ vào kênh. Do dân số tăng nhanh, nền
kinh tế mỗi ngày mỗi phát triển, các công trình đường ven kênh càng ngày mọc
lên càng nhiều và quy mô càng lớn.
Các tuyến đường ven kênh ở vùng đồng bằng Nam bộ nước ta hiện nay
phần lớn còn nhỏ hẹp và hay bị lún sụt. Đặc biệt là các tuyến đường xây dựng
trên nền đất yếu ở vùng nông thôn không được xử lý hoặc xử lý sơ sài, vật liệu
đắp đường thường lấy tại chỗ. Trong tương lai, khi nền kinh tế phát triển, tốc độ
đô thị hóa ngày mỗi tăng nhanh, cơ sở hạ tầng đặc biệt là hệ thống đường sá
được nâng cấp, mở mang, lúc đó các tuyến đường ven kênh phải được xây dựng
lại với quy mô lớn hơn, nền đất yếu bên dưới phải được xử lý để đảm bảo khả
năng phục vụ của công trình.
Tùy theo đặc thù, quy mô từng công trình được xây trên đất yếu, tình
hình địa chất thủy văn khu vực xây dựng mà chọn giải pháp xử lý cho phù hợp.
Đây là một vấn đề khá phức tạp và cần phải đi sâu nghiên cứu thêâm vì
đã có nhiều công trình gặp sự cố kỹ thuật. Đặc biệt là trong điều kiện địa chất
thủy văn ở nước ta và trước những yêu cầu cấp thiết là đẩy nhanh tiến trình

Công Nghiệp Hóa- Hiện Đại Hóa đất nước.
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu ổn định và biến dạng của công trình đường đắp trên nền đất
yếu ven kênh rạch. Tính toán và kiến nghị phương pháp thích hợp nhất để xử lý
đất yếu dưới nền đường ven kênh trong các điều kiện khác nhau về địa chất,
chiều cao nền đường..
- Tìm hiểu các biện pháp kỹ thuật mới để cải tạo đất yếu trong xây dựng
đường ven kênh rạch trên nền đất yeáu.


-2-

- Đề xuất thêm một số điểm cần chú ý khi tính toán ổn định công trình
đường ven kênh rạch như ảnh hưởng của mái dốc bờ kênh, cự ly từ bờ kênh tới
chân taluy đường…
- Nghiên cứu giải pháp dùng cọc đất ximăng để gia cố nền đường trên đất
yếu ven kênh rạch.
3. Xác lập nhiệm vụ nghiên cứu
Trước những vấn đề đã trình bày ở phần trên thì mục tiêu và phạm vi
nghiên cứu của đề tài tập trung giải quyết những vấn đề như sau:
- Tìm hiểu đặc điểm phân bố, tính chất của nền đất yếu ven kênh rạch khu
vực phía Nam.
- Giới thiệu, phân tích các cơ sở lý thuyết đã được nghiên cứu trước đây về
tính toán ổn định biến dạng cho các công trình có tính chất tương tự.
- Giới thiệu các giải pháp thường dùng để xử lý nền đường trên đất yếu ven
kênh.
- Nghiên cứu trạng thái ổn định và biến dạng của nền đường đắp trên nền
đất yếu ven kênh rạch khi đất nền chưa xử lý và sau khi được xử lý bởi các
phương pháp khác nhau từ đó đưa ra kết luận. Chọn giải pháp xử lý đất yếu dưới
nền đường cho công trình thực tế ơ ûvùng đồng bằng Nam Bộ và tính toán cho

các trường hợp lớp đất yếu có chiều dày khác nhau, khoảng cách từ chân ta luy
đường đến mép bờ kênh khác nhau, phân tích ứng suất và biến dạng trong đất
nền sau khi xử lý để tìm ra giải pháp hiệu quả nhất để xử lý nền đường trên nền
đất yếu ven kênh rạch.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về nền đường trên đất yếu ven kênh rạch.
- Nghiên cứu các giải pháp gia cố nền đường trên nền đất yếu ven kênh
rạch
- Tìm hiểu các phương pháp tính toán ổn định và biến dạng nền đường trên
nền đất yếu ven kênh khi không gia cố và có gia cố đất nền.
- Nghiên cứu tính toán cho một công trình thực tế và tìm giải pháp thích
hợp nhất để xử lý nền đất yếu, từ đó đưa ra các kết luận, kiến nghị để sau này
áp dụng để xây dựng các công trình khác có điều kiện tương tự.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Dùng phương pháp giải tích để tính toán khả năng chịu tải, độ lún, ổn định
lật, trượt của cọc đất ximăng dùng để gia cố công trình đường ven kênh.


-3-

- Sử dụng chương trình Geo Slope để tính toán mức độ ổn định của công
trình khi nền đất yếu chưa được xử lý và sau khi xử lý.
- Sử dụng chương trình Plaxis để mô hình hoá bài toán và phân tích trạng
thái ứng suất, biến dạng, ứng xử của đất nền dưới công trình đường ven kênh khi
xử lý đất yếu đưới nền đường bằng hệ cọc đất ximăng.
6. Hạn chế của đề tài nghiên cứu
- Đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu cho những vùng đất ở khu vực phía Nam,
đặc biệt là ở vùng đồng bằng Tây Nam Bộ và Đông Nam Bộ cụ thể là Khu Kinh
tế Cửa khẩu Mộc Bài – Tỉnh Tây Ninh và các công trình đường ven hệ thống
kênh rạch bắt nguồn từ sông Tiền, sông Hậu, sông Vàm Cỏ Đông.

- Không xét tới thủy lực của dòng chảy làm thay đổi mặt cắt ngang của
kênh.
- Nền đất, kể cả đất đắp trong nền đường và đất đắp gia cường dưới đáy
móng là đồng nhất và đẳng hướng trong mỗi lớp của nó.


-4-

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NHỮNG VẤN ĐỀ NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU VEN
KÊNH RẠCH
1.1 Khái niệm đất yếu
Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến
dạng nhiều, do vậy không thể xây dựng công trình lên được.
Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất
yếu. Tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình
mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải
của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công
trình.
Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập, hư hỏng khi
xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không
đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất. Do vậy việc đánh giá
chính xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu (bằng các thí nghiệm
trong phòng và hiện trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng
phù hợp là một vấn đề khó khăn, đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức
khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư
hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu.
Đồng bằng Nam bộ có địa hình bằng phẳng, trầm tích Đệ Tứ rất dày. Các
thành tạo Holoxen hầu như phủ kín bề mặt, chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều.
Lớp đất yếu có chiều dày lớn, có nơi đến 40m và phân bố rộng rãi, không thuận

lợi cho việc xây dựng công trình.
Số liệu thu thập về tài liệu thí nghiệm rất lớn, nhưng do nhiều cơ quan
tiến hành vào nhiều thời gian khác nhau, với các thiết bị, phương pháp thí
nghiệm cũng như quá trình khoan, đào, lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản có khác
nhau, nên kết quả tổng hợp chỉ mang tính đại diện cho từng lớp.
1.1.1 Một số đặc điểm của nền đất yếu [22]:
Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; sức chịu tải
bé 50 – 100 kN/m2;
Đất có tính nén lún lớn (a> 0,001 m2/kN); Hệ sô rỗng e lớn (e > 1,0);
Độ sệt lớn ( B > 1);
Mô đun biến dạng bé (E< 5000kN/m2);
Khả năng chống cắt bé, góc ma sát trong ϕ, hệ số dính c nhỏ;
Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước Sr> 0,8, dung trọng bé.


-5-

1.1.2 Các loại nền đất yếu thường gặp [9]:
+ Đất sét mềm: gồm các loại đất sét hoặc á sét dẽo mềm, dẽo nhão bão
hòa nước, có cường độ thấp;
+ Bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt rất
mịn (<200μm) ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu
lực;
+ Than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết
quả phân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 - 80%);
+ Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt
hoặc pha loãng đáng kể. Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang
trạng thái chảy gọi là cát chảy.
1.2. Tình hình xây dựng đường trên nền đất yếu ven kênh rạch
Ở khu vực miền Nam nước ta có rất nhiều hệ thống đường ôtô, đê đập đã

và đang được xây dựng ven kênh rạch và đa số nền đất đắp xây đựng trên đất
yếu. Khu vực thành phố Hồ Chí Minh có các con đường rất lớn ven các kênh
rạch như đường Trần Xuân Soạn, đường Tôn Thất Thuyết ven kênh Tẻ, đường
Hoài Thanh, đường Bến Nguyễn Duy ven kênh Đôi, đđường Lò Gốm ven rạch
Lò Gốm, đường Trường Sa, đường Hoàng Sa ven rạch Thị Nghè… Đại lộ Đông
Tây có đoạn đường ven kênh Tàu Hủ đang được xây dựng.
Ở Khu kinh tế cửa khẩu Mộc Bài- tỉnh Tây Ninh hiện nay đang triển khai
xây dựng cơ sở hạ tầng trong đó có nhiều tuyến đường ven kênh trên nền đất
yếu như đường 1A, đường 1B dọc theo bờ kênh Đìa Xù, đường Ngang 81 dọc bờ
kênh TN1 song song đường Xuyên Á…
Việc xây dựng các tuyến đường trên nền đất yếu ven kênh rạch phức tạp
hơn nhiều so với nền đường trên đất yếu trong điều kiện bình thường bởi các đặc
điểm sau:
- Nền đất yếu ven kênh rạch thường có bề mặt dốc về phía bờ kênh.
Nguyên nhân là trước đây nước biển dâng cao, lòng kênh rộng. Đất yếu được
trầm tích lắng đọng cùng với qúa trình hạ thấp mực nước, thu hẹp lòng kênh, do
vậy lớp đất yếu thường có độ dốc và bề dày tăng theo hướng ra phía kênh, rạch,
độ lún do từ biến có xu hướng đẩy ngang ra phía kênh.
- Có sự ảnh hưởng của áp lực thủy động và áp lực thủy tỉnh của nước
trong kênh rạch tác động tới đất nền.
- Chế độ dòng chảy ảnh hưởng tới chế độ thủy nhiệt của công trình
đường, các dòng thấm ảnh hường đến độ ổn định của đường.
- Nước kênh, rạch ở các thành phố, khu công nghiệp thường bị ô nhiễm
gây ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm ở dưới công trình nó tác động đến neàn


-6-

móng, đặc biệt đất nền là đất sét mềm yếu có khả năng hấp thụ cao. Nếu trong
nước ngầm có chứa axít, sulfate sẽ ăn mòn bê tông và cốt thép. độ chua mặn của

nước trong đất và các tính chất khác đềàu có ảnh hưởng rất lớn tới nền móng của
công trình.
- Đối với công trình ven kênh rạch, ứng suất σx có tác dụng làm tăng
chuyển vị ngang của công trình, đồng thời do áp lực thấm, mưa, lũ … đọng nước
phía trong, thấm qua nền đất yếu qua kênh rạch làm tăng cả chuyển vị lún và
chuyển vị ngang của công trình.
- Hệ thống đường ô-tô của nước ta cùng với một số đoạn đường mới được
nâng cấp, mở rộng xung quanh những thành phố lớn trong mấy năm qua, được
thi công theo phương pháp cơ giới hiện đại (đắp bằng đất tốt vận chuyển từ xa
đến có đầm nén cẩn thận theo từng lớp, có chú ý đầu tư áp dụng các biện pháp
xử lý kỹ thuật khi đắp trên nền đất yếu…). Còn đại bộ phận các tuyến đường còn
lại vẫn đang sử dụng hiện nay đều được xây dựng theo phương pháp thủ công
đắp bằng đất tại chỗ.
- Ở đồng bằng Nam Bộ đặc biệt là những vùng nông thôn nhiều tuyến
đường chạy dọc theo các kênh rạch chằng chịt thì nền đường được thi công bằng
phương pháp cơ giới thủy lực theo phương pháp “thổi bùn”. Chất lượng nền đất
đắp kiểu này hiện nay có tốt hơn. Tuy nhiên, do không có giải pháp xử lý đúng
đắn nên chất lượng những đoạn đường đắp trên nền đất yếu chưa đảm bảo chất
lượng khi đưa vào sử dụng. Chính vì vậy, chất lượng của một số hệ thống đường
ô-tô hiện nay rất xấu.
1.2.1. Các biện pháp thi công đường ven kênh thường gặp hiện nay ở vùng
đồng bằng Nam Bộ
Đối với các công trình xây dựng đường giao thông dù lớn hay nhỏ, về cơ
bản sử dụng nguồn quỹ đất khai thác tại chỗ để đắp vào nền đường, đầu cầu, sau
tường chắn v.v… bằng máy móc cơ khí hoặc thủ công. Vấn đề cơ bản là khả năng
của kỹ thuật thi công và chất lượng khối đất đắp trong thân đường. Các tuyến
đường ở đồng bằng sông Cửu Long được thi công theo những phương pháp chủ
yếu sau [11].
+ Đào mới các kênh dẫn nước, kênh thoát lũ dọc theo tuyến đường, đồng
thời kết hợp dùng đất đào kênh để đắp đê hoặc đường;

+ Nạo vét và đào mở rộng các kênh rạch sẵn có phục vụ giao thông đường
thủy dọc theo hai bên tuyến đường để lấy đất đắp;
+ Có nhiều trường hợp, bắt buộc phải đào lấy đất ở các bãi vật liệu, các
khu đồng ruộng để vận chuyển đến đắp đường;


-7-

+ Tùy theo độ ẩm của đất, khoảng cách giữa vị trí đào đến tuyến đường,
loại thiết bị máy móc, thực hiện các khâu đào đất để đắp khác nhau.
a) Đào tuyến kênh mới để lấy đất phục vụ cho việc đắp đường
Phương tiện dùng để thi công là xáng cạp, máy đào gàu ngoạm, hoặc đào
thủ công và vận chuyển đất đến khu vực đắp đường:

Hình 1-2. Dùng Xáng Thổi và máy đào Kobe để thi công đường.
b) Nạo vét và đào mở rộng kênh rạch sẵn có phục vụ giao thông thủy để
lấy đất dùng cho việc đắp đường:
c) Trường hợp đào lấy đất ở các bãi vật liệu, sau đó vận chuyển đến
tuyến đường đang thi công để đắp:
Thường dùng máy đào gàu thuận (có khi kết hợp bằng biện pháp thủ
công) và ô-tô tự đổ vận chuyển đất lên đường để đắp. Đất được san ủi và đầm
nén theo từng lớp. Vì đất được khai thác như vậy có độ ẩm tự nhiên khá lớn nên
không thể dùng máy đầm loại nặng mà dùng máy đầm bánh xích, hay máy ủi
bánh xích hoặc đôi khi dùng máy đầm chân cừ loại nhỏ.
d) Dạng bố trí mặt bằng thi công bằng Xáng Thổi:
+ Dạng 1: Nạo vét mở rộng kênh, rạch kết hợp với lấy đất để đắp nền
đường và nền đất khu dân cư dạng tuyến men theo các dòng kênh rạch. Với
dạng này, hai bờ của bể lắng chỉ cách nhau từ 20 50 mét. Đất lỏng được thổi
vào bể lắng để làm nền tuyến dân cư;

-8-

+ Dạng 2: Nạo vét, mở rộng kênh rạch, sông ngòi kết hợp với lấy đất đắp
nền các cụm tuyến khu dân cư, khu công nghiệp và khu công trình công cộng tập
trung. Với dạng này, sẽ có ít nhất là 4 bể lắng, kích thước mỗi cạnh của nó có
thể từ 100 500 mét. Đất được thổi vào bể lắng để tôn cao nền cho mặt bằng có
diện tích 1ha đến lớn hơn 20 ha.
+ Dạng 3: Chỉ nạo vét mở rộng và đào sâu lòng kênh, rạch, sông ngòi để
phát triển giao thông đường thủy, không kết hợp lấy đất đắp đê và đường. Do
đó, bùn lỏng chỉ thổi tràn trên mặt đất, không cần phải làm bờ bể lắng. Dạng
này ít khi sử dụng trong quy trình làm nền đất đắp.
Đất dưới lòng sông ngòi, kênh, rạch được cắt phá, đánh tơi dưới đáy nước
tạo thành hỗn hợp vữa bùn. Trong đó hàm lượng đất chỉ chiếm tối đa (20 30)%.
Vữa bùn này được máy bơm hút lên và đẩy đến vị trí cần bồi đắp. Nếu thi công
theo dạng 1 và 2 thì vữa vùn được thổi vào bể lắng. Phần nước có chứa các hạt
mịn lơ lửng sẽ tràn qua cửa xả ra ngoài bể lắng. Phần đất còn lại sẽ lắng đọng
trong điều kiện tónh và tự cố kết lại.
Nếu thi công theo dạng 3, vữa bùn lỏng tràn lên trên mặt đất. Phần hỗn
hợp đất lỏng nặng hơn đọng lại gần khu vực ống xả, hạt mịn lơ lửng bị nước
cuốn trôi đi.


-9-

Hình 1.3 Ba dạng mặt bằng thi công bằng Xáng Thổi
thường gặp ở Đồng Bằng Nam bộ.
Nhận xét:
- Thời gian gần đây các tuyến đường ven kênh rạch được đầu tư xây dựng
ngày càng nhiều, quy mô càng lớn.

- Các biện pháp thi công nền đường ven kênh rạch thô sơ thường gặp các
sự cố hư hỏng do khi xây dựng đường, việc đầm nén đất không đủ độ chặt (hoặc
không đầm nén đất), việc thoát nước không được coi trọng và đảm bảo, tải trọng
chính bản thân nền đất đắp vượt quá khả năng chịu lực cho phép của lớp đất yếu
phía dưới và chiều cao nền đất đắp quá thấp nền đường không đủ cường độ chịu
tải, bị lún nứt nhiều và lún không đều làm hư hỏng rất nhanh kết cấu mặt đường
hoặc nền đường mất ổn định, bị lún sụp hoặc trượt trồi ngay trong quá trình thi
công hoặc sau khi xây dựng.
- Những tồn tại sau đây cần tìm giải pháp khắc phục:
+ Đắp bằng các thỏi đất đấu bão hòa nước không thể đầm chặt;
+ Điều kiện thoát nước không đảm bảo kỹ thuật. Nhất là các đoạn đường
đắp đi qua vùng ruộng trũng;
+ Đắp trực tiếp lên trên nền đất thiên nhiên thường cũng là đất dính bão
hòa nước, không có lớp đất thoát nước tốt ở giữa. Nền đất yếu bên dưới không
được xử lý đúng mức nên tốc độ cố kết của đất nền cũng như nền đất đắp diễn
ra rất chậm và kéo dài.
1.2.2. Cơ chế phá hoại của nền đường trên đất yếu ven kênh
a. Phá hoại do nền bị đẩy ngang [15]
Dạng phá hoại này thường xảy ra đối với chiều dày đất yếu nhỏ so với bề
rộng trung bình của nền đường và dưới lớp đất yếu có lớp đất tương đối tốt. Nền
đường đắp ven kênh rạch trên đất yếu mỏng thường bị phá hoại theo dạng này.


- 10 -

Hình 1.4 Phá hoại do nền bị đẩy ngang
b. Phá hoại trượt sâu cung tròn qua thân đường và đất nền
Đây là dạng phá hoại phổ biến nhất đối với nền đường xây dựng ven kênh
rạch. Tùy theo đặc điểm của đất nền và đất đắp, cung trượt nguy hiểm có thể đi
qua cả khối đất đắp và đất nền, hoặc chỉ đi qua thân khối đất đắp. Đối với nền

đất yếu, cung trượt nguy hiểm thường đi qua cả khối đất đắp và đất nền.

Hình 1.5. Phá hoại trượt sâu cung tròn qua thân đường và đất nền.
1.2.3. Một số công trình đất đắp bị sự cố lún sụp khi xây dựng trên nền đất
yếu ven kênh


- 11 -

Hình 1.6 Mất ổn định mái dốc nền đường đắp ven kênh rạch

Hình 1.7. Đường bên kênh sạt lở ở Vónh Long

Hình 1.8. Sạt lở kênh Chợ Gạo- Tieàn Giang


- 12 -

a. Sự cố kỹ thuật trên tuyến đê biển Cái Đôi Vàm Mỹ Bình tỉnh Cà Mau
Trong quá trình thi công xảy ra nhiều sự cố kỹ thuật như: sạt, trượt do đào
hố quá sâu, chất tải cao, sạt lở bờ do tàu bè qua lại. Đoạn từ Bảy Sử đến khu
công nghiệp, sự cố kỹ thuật xảy ra do hiện tượng nền đê bị phá hoại gây khó
khăn cho việc xử lý. Có đoạn đê đã hoàn thành nhưng chỉ qua một đêm, mặt mái
và bên ngoài phía biển bị lún sụp và trở về với mặt đất tự nhiên. Nguyên nhân
do đê biển Cái Đôi Vàm Mỹ Bình đắp trên nền đất yếu, tầng đất yếu dày, hệ số
thấm nhỏ, khả năng cố kết chậm. Có đoạn đắp vượt cao trình thiết kế và khả
năng chịu tải của đất nền.
b. Sạt lở đường dẫn vào công trình cầu Trường Phước

Hình 3. Sạt lở đường dẫn vào công trình cầu Trường Phước

Hình 1. 9 Trượt nền đường đắp vào cầu Trường Phước
(Quận 9 – TP. Hồ Chí Minh )

Hình 1.10 Hình ảnh vết nứt của cung trượt chiếm 2/3 nền đường đắp
vào cầu Trường Phước (Quận 9 – TP. Hồ Chí Minh).


- 13 -

Cầu Trường Phước dài 295 mét (thuộc quận 9, thành phố Hồ Chí Minh).
Cầu được xây dựng xong và đưa vào sử dụng ngày 15/04/1999 Đến cuối
04/1999, phần đường dẫn vào cầu bị sạt lở đoạn ven sông. Vết nứt cung trượt
chiếm 2/3 nền đường vào cầu dài 57,0 mét, do nền đất đắp trên đường vào cầu
nằm trên đất yếu ven kênh (cụ thể là hai con lạch). Khi thi công, tính toán sai
biện pháp gia cố đất nền và bờ kè.
c. Sự cố sạt lở tuyến đê bao Sa Rài, tỉnh Đồng Tháp

Hình 1.11 Đê bao Sa Rài – Đồng Tháp
Vị trí : K0 + 241 – Tuyến đê 5
Đê được thi công từ tháng 05/1997, gồm 3 tuyến là 2,3 và 5. Đến 10/1997
tuyến đê số 5 bị sự cố, sạt mái gần 1,5 km.
- Vị trí xây dựng
Đê bao Sa Rài thuộc huyện Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp, có nhiệm vụ bảo
vệ 325 ha thị trấn Sa Rài với 10.000 dân. Tuyến đê gồm 5 đoạn, tổng chiều dài
7.965 m.
- Mô tả sự cố
Trên tuyến đê số 5, tại các đoạn K0 + 130 ñeán K0 + 310, K0 + 900 ñeán K1
+ 20, đê được đắp trên nền đất sét yếu. Đê được đắp theo thiết kế: bề rộng 5m,
cao trình +7.0 m, độ dốc mái m =2. Phía hạ lưu (trong đồng) có đắp cơ với bề

rộng 5m, cao trình +3m. Vào ngày 2/7/97, đoạn K0 + 130 đến K0 + 310 đã bị
trượt lở ở mái thượng lưu, trên chiều dài 300m. Điểm trên cung trượt cắt gần tim
đê, điểm cuối cắt gần sát mép kênh Sa Rài và đất bị đẩy ra kênh. Tổng khối
lượng đất bị trượt là 30.000 m3 .


- 14 -

1.2.4. Các nguyên nhân gây mất ổn định của nền đường ven kênh
thường gặp ở khu vực Nam Bộ
1) Điều kiện địa chất công trình
Những tính chất cơ lý của các lớp đất sét, bùn sét, sét mềm cấu tạo nên
nền đất của các sông ở Nam bộ và các phân lưu cho thấy chúng có tính ổn định
cơ học thấp, dễ gây trượt lở một khi có những tác động của các yếu tố khác.
Ngoài tính ổn định cơ học thấp, đất bùn sét và sét dẻo chảy ở Đồng bằng
Nam Bộ đặc biệt là vùng Tây Nam Bộ còn có tính tan rã cao, nghóa là khi ở
trong môi trường nước thì lực dính kết giữa các hạt giảm mạnh, khiến cho đất
không có khả năng giữ được nguyên khối, khối đất sẽ bị nứt thành từng mảnh.
Quá trình tan rã của đất xảy ra kéo dài, làm cho nền đất tạo nên bờ mất ổn định.
Sự dao động của mực nước ngầm là yếu tố thúc đẩy quá trình tan rã của đất
càng thêm mãnh liệt.
Đất bùn sét ở đồng bằng Tây Nam Bộ có độ ẩm giới hạn chảy thấp, hàm
lượng hạt sét cao, do đó chúng thường có tính xúc biến, nghóa là chúng rất nhạy
với những khuấy động do một nguyên nhân ngoại sinh nào đó, cường độ cơ học
của chúng sẽ giảm mạnh. Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm cho
nền đất dễ ở vào trạng thái mất ổn định.
Đất cát hạt nhỏ mịn của đồng bằng Nam Bộ có cường độ cơ học thấp, loại
đất này có nguồn gốc biển, các hạt có kích thước rất đều nhau, tròn cạnh. Vì
vậy, chúng có cấu trúc xốp, nghóa là độ rỗng của chúng khá cao. Nước ngầm
trong các lớp cát có quan hệ thủy lực với dòng chảy của sông, nên một khi chế

độ thủy văn của sông thay đổi thì dòng chảy của nước ngầm trong cát cũng thay
đổi. Sự thay đổi này làm cho lớp cát bị xáo động, cấu trúc của cát sẽ bị biến đổi
do các hạt cát sắp xếp lại. Những biến đổi này có thể xảy ra đột ngột do dòng
chảy thay đổi đột biến. Nước trong lỗ rỗng không kịp thoát ra tạo nên áp lực
nước lỗ rỗng phụ trội, càng làm cho hiện tượng cát chảy dễ phát sinh.
2) Điều kiện địa chất thủy văn
a) Lũ lụt
Lũ càng lớn thì lưu tốc càng lớn, mực nước cao, thời gian lũ kéo dài làm
cho các tập đất mềm yếu cấu tạo nên lòng, bờ kênh bị ngâm chìm trong nước
càng lâu, thời gian ngập nước kéo dài từ 1 tháng đến 2 hoặc 3 tháng làm cho đất
mềm yếu càng thêm mềm yếu.
b) Dòng chảy kiệt
Ảnh hưởng thủy triều ở biển Đông rất lớn bao trùm cả Đồng bằng sông
Cửu Long có ảnh hưởng quyết định đến dòng chảy mùa kiệt.


- 15 -

Các kết quả khoan khảo sát ở những khu vực dọc các sông ở miền Tây
Nam bộ cho thấy mực nước ngầm thường nằm ở độ sâu khoảng 1,0-1,5 m cách
mặt đất và mực nước ngầm ổn định thường cao hơn mực nước ngầm xuất hiện
khoảng 0,2-0,3 cm. Đất bùn sét qua phân tích trong phòng cho hệ số thấm rất
nhỏ, thay đổi từ 10-5 đến 10-3 m/ngày. Như vậy lớp bùn sét Holocence nằm trên
cùng là lớp cách nước tương đối và các lớp cát nằm trong lớp bùn sét là các lớp
chứa nước có áp lực cục bộ, áp lực của lớp cát chính là áp lực nước lỗ rỗng, có
tác dụng làm giảm ứng suất pháp tác dụng lên các hạt đất, từ đó làm cho giá trị
cường độ kháng cắt của đất giảm, tạo cho đất cát mịn chuyển sang trạng thái
chảy và tạo hiện tượng cát chảy.
c) Chế độ thủy triều
Ngoài tác động của dòng chảy từ thượng nguồn xuống các nhánh của

sông Cửu Long còn thường xuyên chịu ảnh hưởng sâu sắc của chế độ bán nhật
triều của biển Đông.
Sự giao lưu của dòng chảy đầu nguồn và dòng chảy thủy triều gây ra các
lực ngược nhau dễ hình thành sóng ngầm xô bờ và xoáy lòng và góp phần làm
cho các sông bị ứ nước, thời gian thoát lũ bị kéo dài làm đất yếu của bờ sông bị
ngâm chìm dưới nước lâu hơn nên dễ bị tan rửa và sạt lở.
3) Điều kiện địa mạo
Hệ thống kênh rạch thuộc sông Vàm Cỏ, sông Tiền, sông Hậu có đặc
điểm địa mạo của vủng đồng bằng Nam Bộ là có dạng địa hình thấp được cấu
tạo bởi các trầm tích trẻ có độ cố kết yếu. Dòng chảy luôn bị chuyển hướng
quanh co uốn khúc. Do đặc điểm cố kết của lớp sét, bùn sét không đều mặt khác
dòng chảy chỗ mạnh chỗ yếu đã tạo nên dòng xoáy làm cho hình đáy sông bị lồi
lõm thuận lợi cho việc hình thành các cồn cát ngầm. Do bờ được cấu thành bởi
lớp đất bùn, bùn sét có góc ổn định <12o đất này nằm trên những vị trí bờ dốc
lớn gần gấp đôi đồng thời lại thường xuyên bị tác động của dòng chảy nên các
lớp đất này dễ bị sạt lở và trượt xuống sông.
4) Vấn đề đê bao ngăn lũ
Hệ thống đê bao ngăn lũ ảnh hưởng đến dòng chảy tự nhiên. Không cho
nước vào nội đồng nên khối lượng nước tập trung vào dòng chảy nhiều, tăng lên
đột ngột và bất thường, chính vì thế dòng chảy sẽ mạnh lên và dẫn đến việc bào
mòn hai bên bờ kênh rạch nhiều hơn và nhanh hơn.
5) Hoạt động nhân sinh
Kênh rạch là tuyến giao thông quan trọng của đường thủy nên thường
xuyên có tàu bè đi lại, đặc biệt tại các khu dân cư, cư trú tại ven kênh các hoaït


- 16 -

động trên sông rất tấp nập nên luôn tạo sóng làm cho nước xô bờ mạnh góp
phần gây sạt lở.

Do tập quán sinh sống của người dân. Ở những khúc kênh có vịnh thì lòng
kênh sâu hơn, dễ neo đậu thuyền, lập chợ và sinh hoạt theo kiểu trên bến dưới
thuyền. Nhiều chợ, khu dân cư, bến bãi được xây dựng nơi những khúc cua dễ
neo đậu tàu bè. Chính những khu vực này lại có dòng chảy lớn, đất bị bào mòn
nhanh, cộng với tác động của thuyền bè và công trình bên trên khiến các khu
vực này càng dễ dàng bị sạt lở.
Khai thác tài nguyên trong các cồn cát ngầm không tuân thủ theo thứ tự
hạ dần độ cao của cồn, thường khai thác đứng tại chỗ làm cho cát ven bờ tụt
xuống phá vỡ chân bảo vệ bờ gây nên sạt lở.
Các đường giao thông và các công trình nặng xây dựng dọc ven kênh làm
cho bờ kênh mang tải trọng lớn cũng góp phần vào việc làm sập lở bờ.
Nhận xét
Như vậy có thể thấy đất yếu ven kênh rạch thuộc đồng bằng Nam bộ có
các thông số về độ bền cơ học thấp và luôn có nguy cơ giảm khi có tác động của
môi trường ven sông của tự nhiên và con người. Chiều dày của lớp đất yếu khá
lớn, mà thường là những lớp gần sát với mặt đất tự nhiên, là vùng trực tiếp tiếp
nhận tải trọng công trình . Đất yếu ven kênh rạch thường xuyên tiếp xúc với môi
trường nước từ trong lịch sử hình thành cho đến nay thường ở dạng bùn sét rất
mềm đến mềm .
Thời gian gần đây hiện tượng mất ổn định dẫn đến sạt lở bờ kênh nói
chung và nền đường ven kênh nói riêng đã rất nghiêm trọng và trở thành hiểm
họa và gây ra những tổn thất to lớn cho cư dân ở vùng đồng bằng Nam Bộ.
Chính vì lẽ đó đã đòi hỏi chúng ta phải nghiên cứu tìm ra các giải pháp hữu hiệu
để xử lý nền đất yếu của các tuyến đường ven kênh rạch, sông ngòi nhằm hạn
chế đến mức thấp nhất mức độ thiệt hại do sạt lở gây ra.
Khi xây dựng công trình đường, đê đập ven kênh rạch phải xem xét đầy
đủ các yếu tố ảnh hưởng như các hiện tượng sạt lở và đặc biệt là xét tính chất
của lớp đất nền yếu và chú trọng giải pháp xử lý đất nền để đảm bảo khả năng
làm việc của công trình.