Phân tích ổn định và độ bền tường kè bảo vệ bờ sông dùng bản cọc bê tông cốt thép ứng suất trước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYỄN VĂN CHƠN

PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN TƯỜNG KÈ
BẢO VỆ BỜ SÔNG DÙNG BẢN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
ỨNG SUẤT TRƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Thành Phố Hồ Chí Minh – 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYỄN VĂN CHƠN

PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN TƯỜNG KÈ
BẢO VỆ BỜ SÔNG DÙNG BẢN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
ỨNG SUẤT TRƯỚC
Chuyên ngành: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THUỶ
Mã số: 60580202

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS: PHẠM VĂN QUỐC

Thành Phố Hồ Chí Minh – 2015


-i-

LỜI CÁM ƠN
Trong thời gian thực hiện Luận văn, học viên đã nhận đƣợc sự trợ giúp
quý báu của rất nhiều tổ chức và cá nhân. Học viên muốn đƣợc bày tỏ lòng
cám ơn chân thành tới các Phòng, Ban cùng tập thể Quý thầy cô của trƣờng
Đại học Thủy lợi, đặc biệt là các thầy cô tại cơ sở 2 đã trang bị những kiến
thức mới về khoa học kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy.
Đặc biệt, tơi xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo hƣớng dẫn Phó
Giáo sƣ - Tiến sĩ Phạm Văn Quốc - ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn cho tôi
những kiến thức khoa học trong suốt thời gian thực hiện Luận văn.
Một lần nữa tôi xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc và lời chúc sức
khỏe, hạnh phúc, thành công trong cuộc sống tới Quý thầy cô của trƣờng Đại
học Thủy lợi, Phó Giáo sƣ - Tiến sĩ Phạm Văn Quốc.

TÁC GIẢ


-ii-

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢNG CAM KẾT
Tôi xin cam kết tất cả các nghiên cứu trong luận văn này là kết quả
nghiên cứu của chính bản thân tơi thực hiện trong khoá học cao học tại
Trƣờng Đại học Thuỷ lợi dƣới sự hƣớng dẫn nghiên cứu khoa học của
PGS.TS. Phạm Văn Quốc. Tơi xin chịu trách nhiệm hồn tồn về lời cam kết
của mình.
Tp. Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2015


-iii-

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... I
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................1
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................1
3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................2
4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC.......................................................................................4
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ......................................................................................5
1.1. THÀNH TỰU XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SƠNG Ở ĐBSCL
VA TPHCM .............................................................................................................5
1.2. TÌNH HÌNH XĨI LỞ BỜ SƠNG VÀ GIẢI PHÁP PHỊNG CHỐNG Ở
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG ..............12
1.2.1. Tình hình chung về áp dụng thành tựu KHCN bảo vệ bờ sơng ..............13
1.2.2. Một số cơng trình xây dựng bảo vệ bờ sông tiêu biểu .............................15
1.2.3. Sử dụng bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực để xây dựng kè bảo vệ đô
thị ở thành phố Hồ Chí Minh và Đồng bằng sơng Cửu Long ...........................16
1.3. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN TƢỜNG KÈ VÁN CỌC BTCT DƢL..........17
1.3.1. Một số sơ đồ mô tả hƣ hỏng, sự cố tƣờng kè bản cọc bê tông cốt thép ..18
1.3.2. Chuyển vị ngang của tƣờng bản cọc ........................................................21

1.3.3. Phƣơng pháp đơn giản tính tốn tƣờng kè bản cọc BTCT DƢL.............21
1.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1................................................................................25
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP MƠ HÌNH SỐ PHẦN TỬ HỮU HẠN TÍNH
TỐN THẤM, ỔN ĐỊNH TRONG GEOSLOPE - STUDIO 2007 VÀ TÍNH
TỐN ĐỘ BỀN CƠNG TRÌNH TRONG PLAXIS 8.5 ......................................26
2.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MƠ HÌNH SỐ PTHH ...........................................26
2.2. MƠ HÌNH SỐ PTHH TÍNH THẤM TRONG GEOSLOPE - STUDIO ........28
2.2.1. Phƣơng trình vi phân chủ đạo ..................................................................28
2.2.2. Thuộc tính của đất ...................................................................................29
2.2.3. Hàm thấm .................................................................................................29
2.2.4. Các bƣớc tính tốn ...................................................................................32


-iv-

2.2.5. Trình xuất kết quả tính tốn .....................................................................33
2.2.6. Nhận xét ...................................................................................................34
2.3. MƠ HÌNH TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TRONG GEOSLOPE STUDIO ................................................................................................................34
2.3.1. Khái niệm áp lực nƣớc lỗ rỗng và ứng suất hiệu quả ..............................34
2.3.2. Một số phƣơng pháp tính tốn ổn định mái dốc trong Slope/W .............35
2.3.2.1. Phương pháp Bishop .........................................................................35
2.3.2.2. Các phương pháp tính tốn ổn định mái dốc khác trong Geo-slope 36
2.4. MƠ HÌNH SỐ PTHH TÍNH TỐN ĐỘ BỀN CƠNG TRÌNH TRONG ........36
2.4.1. Phƣơng trình vi phân chủ đạo để tính tốn ứng suất - biến dạng ............36
..................................................................36
2.4.1.2. Toạ độ Lode.................................................................................................37

2.4.1.3.

................................................................39

–

..................41

2.4.2. Điều kiện biên giới ..................................................................................43
2.4.3. Tải trọng tính tốn ...................................................................................43
2.4.4. Thuộc tính vật liệu ...................................................................................44
.............................................................................44
.........................................................................45
......................................................45
................................................................................46
2.4.4.

thơng

.................................................47

2.4.5. Các bƣớc tính tốn ...................................................................................51
2.4.6. Trính xuất kết quả tính tốn .....................................................................55
2.4.7. Nhận xét ...................................................................................................55
2.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2................................................................................55
CHƢƠNG 3: ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG VÀ GIẢI PHÁP CHỐNG XÓI LỞ BỜ
TẢ ĐOẠN SÔNG THỊ XÃ

HẬU GIANG .........................................57


-v-

3.1. GIƠI THIÊU ĐOAN SÔNG THI XA NGA BAY CUA KÊNH QUAN LÔ PHUNG HIÊP........................................................................................................57

3.1.1. Giới thiệu chung ......................................................................................57
3.1.2. Điều kiện địa hình ....................................................................................61
3.1.3. Điều kiện địa chất cơng trình ...................................................................62
3.1.4. Điều kiện thủy văn thủy lực của đoạn sông .............................................65
3.1.5. Diễn biến và dự báo xói lở bờ tả của đoạn sông ......................................65
3.1.6. Yêu cầu giao thông và c

.................66

3.2. CAC PHƢƠNG AN CÔNG TRINH CHÔNG XOI LƠ BƠ TA ĐOAN SÔNG
THI XA NGA BAY ...............................................................................................67
3.2.1. Kè mỏ hàn (ƣu nhƣợc điểm, tính khả thi áp dụng) ..................................67
3.2.2. Kè mái dốc ...............................................................................................69
3.2.3. Tƣờng kè bê tông cốt thép (tƣờng trọng lực, tƣờng bản góc) .................71
3.2.4. Tƣờng kè dùng bản cọc bê tông cốt thép ứng suất trƣớc .........................73
3.3. CHON PHƢƠNG AN CÔNG TRINH CHÔNG XOI LƠ BƠ TA ĐOAN .....78
3.4. KÊT LN CHƢƠNG 3................................................................................78
CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN TƢỜNG KÈ BẢN CỌC
BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC BỜ TẢ ĐOẠN S
HẬU GIANG ..................................................................................................79
4.1. TÀI LIỆU ĐẦU VÀO ĐỂ TÍNH TỐN ........................................................79
4.1.1. Mặt cắt điển hình để tính tốn .................................................................79
4.1.2. Chế độ mực nƣớc tính tốn ......................................................................79
4.1.3. Thuộc tính của các lớp tính tốn ..............................................................79
4.1.4. Thuộc tính của bê tơng cốt thép của bản cọc ...........................................80
4.1.5. Phƣơng án tính tốn .................................................................................81
4.2. KẾT QUẢ TÍNH TỐN THẤM VÀ ỔN ĐỊNH PHƢƠNG ÁN 1 (THEO DỰ
BÁO XÓI LỞ) .......................................................................................................82
4.2.1. Lƣới phần tử của mặt cắt tính tốn ..........................................................82
4.2.2. Số liệu tính tốn .......................................................................................82

-vi-

4.2.3. Kết quả tính tốn thấm bằng Seep/W: Đƣờng bão hịa, lƣu lƣợng thấm và
Gradient thấm ....................................................................................................83
4.2.4. Kết quả tính toán ổn định mái dốc theo phƣơng pháp Bishop ................84
4.2.5. Sơ bộ chọn cao trình đáy bản cọc theo điều kiện dự báo xói lở ..............84
4.3. KẾT QUẢ TÍNH TỐN ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG PHƢƠNG ÁN 2A 84
4.3.1. Lƣới phần tử của mặt cắt tính tốn ..........................................................84
4.3.2. Số liệu tính tốn .......................................................................................85
4.3.3. Kết quả tính tốn ứng suất .......................................................................87
4.3.4. Kết quả tính tốn biến dạng .....................................................................87
4.3.5. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về cƣờng độ và biến dạng .................88
4.3.5.1. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về cường độ ................................88
4.3.5.2. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về biến dạng ...............................88
4.3.5.3. So sánh với các chỉ tiêu ổn định tổng thể .........................................88
4.3.6. Kết quả kiểm tra các phƣơng án chiều dài cừ cho phƣơng án 2A ...........88
4.4. KẾT QUẢ TÍNH TỐN ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG PHƢƠNG ÁN 2B .89
4.4.1. Lƣới phần tử của mặt cắt tính tốn ..........................................................89
4.4.2. S

...................................................................................90

4.4.3. Kết quả tính tốn ứng suất .......................................................................91
4.4.4. Kết quả tính tốn biến dạng .....................................................................92
4.4.5. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về cƣờng độ và biến dạng .................93
4.4.5.1. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về cường độ ................................93
4.4.5.2. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về biến dạng ...............................93
4.4.5.3. So sánh với các chỉ tiêu ổn định tổng thể .........................................93

4.5. KẾT QUẢ TÍNH TỐN ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG PHƢƠNG ÁN 3 ...93
4.5.1. Lƣới phần tử của mặt cắt tính tốn ..........................................................93
4.5.2. Số liệu tính tốn .......................................................................................93
4.5.3. Kết quả tính tốn ứng suất .......................................................................94
4.5.4. Kết quả tính tốn biến dạng .....................................................................94
4.5.5. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về cƣờng độ và biến dạng .................95


-vii-

4.5.5.1. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về cường độ ................................95
4.5.5.2. So sánh với các chỉ tiêu cho phép về biến dạng ...............................95
4.5.5.3. So sánh với các chỉ tiêu ổn định tổng thể .........................................95
4.5.6. Kết quả kiểm tra các phƣơng án chiều dài cừ cho phƣơng án 3 ..............95
4.6. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KỸ THUẬT CỦA PHƢƠNG ÁN 2A, 2B VÀ 3 ...97
4.7. KẾT LUẬN CHƢƠNG 4................................................................................98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................103


-viii-

Hình 1.1:Bờ kè kênh xáng Xà No HG

Hình 1.2: Bờ kè Maspero Sóc Trăng ...6

Hình 1.3: Bờ kè kênh Thanh Đa

....................................7
...........................................7

Hình 1.5: Bờ kè
Hình 1.6: Bờ

–
–

..........................................8
.............................................................8

Hình 1.7:

.......................................................9

Hình 1.8

...................................................................9
.......................................9

Hình 1.10:

...............................................9

Hình 1.11:

...................................9

Hình 1.12:

............10

Hình 1.13:

.10
......10

Hình 1.15:

............10

Hình 1.16:
...........................................................................................10
Hình 1.
........................................................................................10
A, Tân Hƣng, Long An ..............................................................11
...................................................................11
....................................11
................................................11
...11
Hình 1.2

...............................11

Hình 1.24: Bờ kè chống sạt lở tp. Biên Hịa - tỉnh Đồng Nai ...................................15
Hình 1.25: Bờ kè chống sạt lở thị trấn Tân Thạnh - tỉnh Long An ...........................15
Hình 1.26: Bờ kè cảng Holcim - tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu ...........................................16
Hình 1.27: Bờ kè Thủ Dầu Một - tỉnh Bình Dƣơng ..................................................16


-ix-

Hình 1.28: Trƣợt vịng cung sâu bên dƣới chân tƣờng .............................................19
Hình 1.29: Sự cố tƣờng bị xoay ................................................................................19
Hình 1.30: Sự cố gẫy bản cọc do ứng suất vƣợt quá cƣờng độ của vật liệu .............19
Hình 1.31: Sự cố nhổ neo và đứt cáp neo .................................................................20
Hình 1.32: Sự cố phá vỡ kết cấu tại điểm neo cáp ....................................................20
Hình 1.33: Sơ đồ chuyển vị của tƣờng bản cọc khơng có neo ..................................21
Hình 1.34: Sơ đồ chuyển vị của tƣờng bản cọc có neo .............................................22
Hình 1.35: Sơ đồ cân bằng các lực lên tƣờng ván cọc thẳng đứng ...........................23
Hình 1.36: Sơ đồ dầm của bản tƣờng ........................................................................23
Hình 1.37: Biểu đồ phân bố ngoại lực Q, lực cắt V và Mô men M trên tƣờng ........24
Hình 2.1: Cửa sổ khai báo hàm thấm ........................................................................29
Hình 2.2: Dạng đồ thị của hàm thấm ........................................................................31
Hình 2.3: Lựa chọn hàm thấm...................................................................................31
Hình 2.4: Nhập số liệu tính tốn ...............................................................................32
Hình 2.5: Đƣờng cong biểu thị hàm thấm .................................................................32
Hình 2.6: Cửa sổ khai thác kết quả ...........................................................................33
Hình 2.7: Sơ đồ tính lực thấm từ áp lực nƣớc lỗ rỗng tác dụng lên cung trƣợt ........35
Hình 2.8: Sơ đồ tính lực thấm từ áp lực nƣớc lỗ rỗng của PP. Bishop đơn giản ......35
Hình 2.9: Hƣớng các thành phần ứng suất ................................................................36
Hình 2.10: Trục hệ toạ độ .........................................................................................39
Hình 2.11

ets ................................................................................45

Hình 2.12

...........................................................45

Hình 2.13

...............................................46

Hình 2.14

Plaxis .............................................................47

Hình 2.15

...................................................47

Hình 2.16

- Coulomb ..............................................48

Hình 2.17

– Soil..............................................49

Hình 2.18

– Soil ........................................................50

Hình 2.19: Cửa sổ hệ số triết giảm cƣờng độ............................................................50


-x-

ettings .......................................51
................................51

..........................................................52
.............................................................52
.....................................................53
..................................53
.26

...............................................................53
.....................................54
................................................................................54
...........................................................................55

Hình 3.1: Bản đồ hành chính thị xã Ngã Bảy ...........................................................60
............................................................69
.............................................70
.....................................................................70
....................................................................................71
......................................................................................72
.....................................73
Hình 3.8:

.........................................73
.........................................74
.......................................74

Hình 4.1: Mặt cắt điển hình tính tốn .......................................................................79
Hình 4.2: Mặt cắt ngang tƣờng cừ tính tốn .............................................................81
Hình 4.3: Chia lƣới phần tử.......................................................................................82
Hình 4.4: Đƣờng bảo hào và lƣu lƣợng thấm ...........................................................83
Hình 4.5: Biểu đố phân bố Gradient thuỷ học xy .....................................................83
Hình 4.6: Hệ số ổn định theo Bishop (0.611) ...........................................................84

Hình 4.7: Chia lƣới phần tử mặt cắt tính tốn ...........................................................85
Hình 4.8: Nội lực trong tƣờng cừ ..............................................................................87
Hình 4.9: Chuyển vị tại điểm A đỉnh cừ Ux=0.564m ...............................................87


-xi-

Hình 4.10: Chuyển vị tại điểm B cách đỉnh cừ 7m – Uy =0.426m ..........................88
Hình 4.11: Hệ số an tồn FS = 1.292 ........................................................................88
Hình 4.12: Chia lƣới phần tử mặt cắt tính tốn .........................................................90
Hình 4.13: Nội lực trong tƣờng cừ ............................................................................91
Hình 4.14: Chuyển vị tại điểm A đỉnh cừ Ux=0.448m .............................................92
Hình 4.15: Chuyển vị tại điểm B cách đỉnh cừ 7m – Uy=0.305m............................92
Hình 4.16: Hệ số an tồn FS = 1.538 ........................................................................92
Hình 4.17: Chia lƣới phần tử mặt cắt tính tốn .........................................................93
Hình 4.18: Nội lực trong tƣờng cừ ............................................................................94
Hình 4.19: Chuyển vị tại điểm A đỉnh cừ Ux=0.08m ...............................................94
Hình 4.20: Chuyển vị tại điểm B cách đỉnh cừ 7m – Uy=0.312m............................95
Hình 4.21: Hệ số an tồn FS = 1.436 ........................................................................95

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Số liệu mực nƣớc .....................................................................................65
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật cọc ván BTCT DƢL bê tông 620 Châu Thới ............75
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật cọc ván BTCT DƢL của CTCP Sở hữu Thiên Tân ...76
Bảng 4.1: Thuộc tính các lớp tính tốn ....................................................................79
Bảng 4.2: Thuộc tính bê tơng cốt thép bản cọc ........................................................81
Bảng 4.3: Các số liệu tính tốn .................................................................................82
Bảng 4.4: Các thơng số tính tốn..............................................................................85
Bảng 4.5: Kiểm tra chiều dài cừ theo các phƣơng án...............................................88
Bảng 4.6: Các số liệu tính tốn .................................................................................90

Bảng 4.7: Nội lực trong cọc .....................................................................................91
Bảng 4.8: Nội lực trong thanh neo ...........................................................................94
Bảng 4.9: Kiểm tra chiều dài cừ ...............................................................................95


-1-

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ở nƣớc ta nói chung và thành phố Hồ Chí Minh và Đồng bằng sơng Cửu
Long nói riêng, hiện tƣợng sạt lở bờ sông diễn ra

g nghiêm trọng, hàng

năm nhà nƣớc phải đầu tƣ hàng nghìn tỷ đồng để xây dựng các cơng trình bảo vệ bờ
sơng, đặc biệt cho các đoạn sơng cong xói lở mạnh uy hiếp

dải dân cƣ ở hai ven

bờ. Ngoài các giải pháp đơn giản truyền thống nhƣ: Kè mái dốc, kè mỏ hàn, mái
nghiêng bằng đá hộc, lõi đất, đá xây, tấm bê tông, chúng ta đã và đang áp dụng
thành tựu khoa học công nghệ xây dựng tiên tiến để chống sạt lở bờ sông nhƣ: Cấu
kiện bê tông liên kết mảng, mỏ hàn kiểu cọc có dầm đỉnh, mỏ hàn hồn lƣu đảo
chiều dịng chảy, tƣờng kè bằng bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực…
Luận văn

-

trình kè bờ tả đoạn sơng thị xã Ngã Bảy có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ
tính mạng, tài sản của nhân dân trƣớc nguy cơ sạt lở, mà cịn giúp cải thiện mơi

trƣờng, mở ra khơng gian đơ thị thơng thống, tạo điều kiện vui chơi giải trí cho
ngƣời dân và đặc biệt là tạo tiền đề cho sự phát triển văn hóa, du lịch chợ nổi Ngã
Bảy.
Vì vậy, đề tài luận “Phân tích ổn định và độ bền tường kè bảo vệ bờ sông
dùng bản cọc bê tơng cốt thép ứng suất trước“ có ý nghĩa khoa học, thực tiễn và
cấp thiết.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Tổng hợp, phân tích, đánh giá tình hình xói lở bờ sơng, ƣu nhƣợc điểm và
hiệu quả của các loại kết cấu kè chống sạt lở bờ sông ở thành phố Hồ Chí Minh và
vùng Đồng bằng sơng Cửu Long.
Giới thiệu ƣu nhƣợc điểm, tình hình sử dụng bản cọc bê tông bê tông cốt
thép ứng suất trƣớc làm tƣờng kè bảo vệ bờ sông, bờ biển trên thế giới và tại Việt
Nam.


-2-

Tổng hợp các kết quả nghiên cứu lý luận về tính tốn ổn định và độ bền cơng
trình và phƣơng pháp mơ hình số phần tử hữu hạn về tính tốn ổn định và độ bền
cơng trình thơng qua ứng dụng các phần mềm GeoSlope - Studio, Plaxis.
Phân tích điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, thủy lực, diễn biến xói lở,
đánh giá nguyên nhân gây sạt lở bờ tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang.
Nghiên cứu xác định các phƣơng án giải pháp kết cấu kè chống gây sạt lở bờ
tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang.
Sử dụng phần mềm GeoSlope - Studio, trong đó mơ đun Seep/W để tính tốn
thấm, mơ đun Slope/W để tính tốn ổn định tổng thể mái dốc bờ sông cho trƣờng
hợp hiện trạng và cho trƣờng hợp dự báo xói sâu hơn ở chân tƣờng kè để có căn cứ
xác định sơ bộ chiều sâu bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực của bờ tả đoạn sông
thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang.
Sử dụng phần mềm Plaxis để tính tốn ứng suất, biến dạng cho hệ tƣờng kè

bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực và khối đất bảo vệ của bờ tả đoạn sông thị xã
Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang.
Phân tích, đánh giá kết quả tính tốn ổn định và độ bền của hệ tƣờng kè và
khối đất bảo vệ để xác định hiệu quả kỹ thuật của giải pháp sử dụng bản cọc bê tông
cốt thép dự ứng lực của bờ tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng
Hiệp tỉnh Hậu Giang.
3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
a. Cách tiếp cận
Thu thập, nghiên cứu, tiếp thu thành tựu khoa học

KHCN trên thế

giới, cập nhật các tài liệu kỹ thuật, tài liệu nghiên cứu, các kết cấu cơng trình kè bảo
vệ bờ sơng thực tế trên thế giới.
Điều tra, thu thập, nghiên cứu tình hình xói lở và bảo vệ bờ sơng, đặc biệt là
đối với các đoạn bờ sông cong chịu tác động của dịng chảy mạnh, bị xói lở nghiêm
trọng ở thành phố Hồ Chí Minh và Đồng bằng sơng Cửu Long. Tổng hợp về ứng
dụng thành tựu

KHCN trong đó có bản cọc bê tông cốt thép dự


-3-

ứng lực để xây dựng các loại cơng trình bảo vệ bờ sông, đặc biệt là đối với các đoạn
bờ sơng cong chịu tác động của dịng chảy mạnh, bị xói lở nghiêm trọng ở nƣớc ta.

tốn đƣợc rời rạc hóa bởi các phần tử tam giác biến dạng phẳng 15 điểm nút, kết
quả mô phỏng cho thấy đƣợc trƣờng ứng suất, chuyển vị và hệ số ổn định. Phân tích
ổn định và biến dạng cơng trình bờ kè đƣợc mơ phỏng q trình làm việc thực tế,

xét theo từng giai đoạn làm việc nhƣ: Thi công, san lấp, cố kết và tải trọng phân bố
đều trên bề mặt.
Nghiên cứu cơ sở lý

thƣơng mại mạnh,

nhiều tiện ích, nổi tiếng của Geo-Slope với 3 mô đun Seep/W, Slope/W, Sigma/W
của Canada, đến nay đang sử dụng rộng rãi ở Việt Nam là GeoStudio 2007 để tính
tốn, phân tích thấm và ổn định.
Điều tra, thu thập, phân tích đặc điểm địa hình, địa chất, chế độ thủy văn,
thủy lực, tình hình xói lở và cơng trình kè đã thi cơng xây dựng xong cho bờ tả đoạn
sông cong thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang thuộc vùng
Đồng bằng sơng Cửu Long. Lấy đó làm trƣờng hợp nghiên cứu, phân tích của luận
văn.
b. Phƣơng pháp nghiên cứu
Các phƣơng pháp sau đây đƣợc sử dụng trong luận văn:
 Phƣơng pháp tổng hợp, phân tích tài liệu thu thập trong và ngồi nƣớc
ổn định và độ bền cơng trình.


 Phƣơng pháp mơ hình số

ổn định

và độ bền cơng trình thơng qua ứng dụng các phần mềm GeoSlope,
Plaxis 8.5.



-4-

4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC
Tổng quan thành tựu

KHCN trên thế giới, cập nhật các

tài liệu kỹ thuật, tài liệu nghiên cứu, các kết cấu cơng trình kè bảo vệ bờ sơng thực
tế trên thế giới. Tình hình xói lở bờ sông, ƣu nhƣợc điểm và hiệu quả của các loại
kết cấu kè chống sạt lở bờ sông ở thành phố Hồ Chí Minh và vùng Đồng bằng sơng
Cửu Long. Giới thiệu ƣu nhƣợc điểm, tình hình sử dụng bản cọc bê tông, bê tông
cốt thép ứng suất trƣớc làm tƣờng kè bảo vệ bờ sông, bờ biển trên thế giới và tại
Việt Nam.
Tổng hợp nghiên cứu phƣơng pháp mơ hình số phần tử hữu hạn tính thấm và
giới thiệu phần mềm GeoSlope - Studio - 2007. Phƣơng pháp mơ hình số phần tử
hữu hạn tính tốn độ bền cơng trình và giới thiệu phần mềm Plaxis.
Nghiên cứu trƣờng hợp Kè chống sạt lở bờ tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh
Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang, bao gồm: Phân tích điều kiện địa hình, địa
chất, thủy văn, thủy lực, diễn biến xói lở, đánh giá nguyên nhân gây sạt lở bờ tả
đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang. Xác định
các phƣơng án giải pháp kết cấu kè chống gây sạt lở bờ tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy
kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang. Dùng mô đun Seep/W để tính tốn
thấm, mơ đun Slope/W để tính tốn ổn định mái dốc bờ sơng cho trƣờng hợp hiện
trạng và cho trƣờng hợp dự báo xói sâu hơn ở chân tƣờng kè để có căn cứ xác định
sơ bộ chiều sâu bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực. Dùng phần mềm Plaxis để tính
tốn ứng suất, biến dạng cho hệ tƣờng kè bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực và
khối đất bảo vệ của bờ tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp
tỉnh Hậu Giang. Phân tích, đánh giá kết quả tính tốn ổn định và độ bền của hệ
tƣờng kè và khối đất bảo vệ để xác định hiệu quả kỹ thuật của giải pháp sử dụng
bản cọc bê tông cốt thép dự ứng lực của bờ tả đoạn sông thị xã Ngã Bảy kênh Quản
Lộ - Phụng Hiệp tỉnh Hậu Giang.

Rút ra kết luận và kiến nghị.


-5-

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1. THÀNH TỰU XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SƠNG Ở
T

...

Cơng trình kè là một trong những phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng để bảo
vệ các cơng trình ven sơng phổ biến khá nhiều trong nƣớc. Tuy nhiên hiệu quả của
bờ kè trong việc chống sạt lở tại những khu vực có khả năng sạt lở cao nhƣ thành
phố Hồ Chí Minh và Đồng bằng sơng Cửu Long c


c
.


-6-

Hình 1.1:Bờ kè kênh xáng Xà No HG

ven sơng
.

Hình 1.2:


-7-

Hình 1.
,



4)

Hình 1.


–

5


-8-

Hình 1.5:
DƢL



–
–

1.6

.

Hình 1.6:Bờ kè kênh Nhiêu Lộc –


-9-

Bảo Định,

Kiên Giang

ên Giang


-10-

nh 1.12:

Hình 1.14: Kết cấu kè Long Bình, đoạn tường

Hình 1.15:

Hình 1.17:


-11-

Hình 1.1

Hình

Hình 1.20: K

Hình 1.22:

,

Kiên Giang

Hình 1.23:


-12-

1.2. TÌNH HÌNH XĨI LỞ BỜ SƠNG VÀ GIẢI PHÁP PHÕNG CHỐNG Ở
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

càng nghiêm trọng, trong những năm qua hàng lọat cơng trình bảo vệ bờ đã
đƣợc xây dựng nhằm giảm bớt thiệt hại do sạt lở bờ gây ra. Hình thức kết cấu
các cơng trình bảo vệ bờ khá đa dạng, phong phú. Các cơng trình đã xây dựng
đều có những ƣu nhƣợc điểm khác nhau. Rất nhiều cơng trình bảo đảm ổn
định, nhƣng cũng khơng ít cơng trình bị phá hủy tòan bộ hoặc một phần, cần
đƣợc đánh giá, tổng kết để rút kinh nghiệm cho các công trình sau này, bảo
đảm kỹ thuật và kinh tế.
Các lọai cơng trình bảo vệ bờ đã xây dựng có ba lọai chính:
- Cơng trình dân gian, thơ sơ (có quy mơ nhỏ)
- Cơng trình bán kiên cố (quy mơ vừa)
- Cơng trình kiên cố (quy mơ lớn)
Cơng trình dân gian, thơ sơ thƣờng có quy mơ nhỏ đƣợc xây dựng tại

các vị trí sơng, kênh, rạch bị xói lở bờ, có độ sâu khơng lớn. Kinh phí xây
dựng cơng trình thƣờng là thấp. Cơng trình có nhiệm vụ ngăn chặn bớt tốc độ
xói lở bờ trƣớc tác động của sóng tàu thuyền hay sóng gió.
Các cơng trình bán kiên cố chống xói lở

thƣờng

đƣợc xây dựng để bảo vệ xói lở bờ sơng dƣới tác động của dịng chảy và
sóng, tại các vị trí sơng có độ sâu vừa phải, vận tốc dịng chảy khơng q lớn.
Vốn xây dựng cơng trì
bảo vệ cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng thuộc khu vực mình quản lý. Các cơng
trình bán kiên cố đã xây dựng để chống xói lở bờ sơng đề
hay cọc bản bê tông cốt thép lọai nhỏ...