(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đánh giá quá trính lún cố kết của nền đất dính bão hòa nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ chuyên nghành xây dựng cơng trình thuỷ với đề tài
“Nghiên cứu đánh giá q trình lún cố kết của nền đất dính bão hồ nước dưới
tác dụng của khối đắp, ứng dụng nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu” được hoàn
thành với sự cố gắng nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của Khoa
Cơng trình, các thầy cơ giáo trường Đại học Thuỷ Lợiđã tạo mọiđiều kiện vàđộng
viên giúp đỡ về mọi mặt. Tác giả xin chân thành cảm ơn các cơ quan, đơn vị và
cá nhân nói trên.
Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn
TS. Hoàng Việt Hùng và PGS.TS Trịnh Minh Thụ đã trực tiếp hướng dẫn và tận
tình giúp đỡ trong thời gian thực hiện luận văn.
Sự thành cơng của luận văn gắn liền với q trình giúp đỡ, động viên cổ vũ
của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Tác giả xin chân thành cảm ơn.
Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ, do điều kiện thời gian có hạn nên khơng
thể tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu
của các thầy cô giáo, các anh chị và bạn bè đồng nghiệp.
Hà Nội, ngày 27 tháng 02 năm 2014
Tác giả

Bùi Thị Mịn


LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Bùi Thị Mịn, tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của
riêng tơi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa
được ai công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.
Tác giả

Bùi Thị Mịn

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU....................................................................................................... 1
I. Tính cấp thiết của đề tài..................................................................................... 1
II. Mục đích của đề tài........................................................................................... 2
III. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. 2
IV. Nội dung luận văn............................................................................................ 3
V. Kết luận và kiến nghị............................................................................................. 3

CHƯƠNG I............................................................................................................... 4
TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU........................4
1.1. Hiện trạng đê biển Việt Nam........................................................................... 4
1.1.1. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Bắc................................................ 4
1.1.2. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Trung........................................... 12
1.1.3. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Nam............................................. 20
1.1.4. Địa chất nền và đất đắp đê biển Bạc Liêu............................................... 23
1.1.5. Địa chất nền và đất đắp đê biển Cà Mau................................................. 24
1.2.Các điều kiện biên địa kỹ thuật trong tính tốn thiết kế đê biển.....................26
1.2.1 Tổng quan................................................................................................ 26
1.2.2 Những khía cạnh địa kỹ thuật liên quan đến chức năng chắn giữ nước...28
1.2.3. Đặc trưng Cơ học đất cơ bản trong thiết kế cơng trình đất.....................31
1.3.Phân tích ảnh hưởng của gia tăng áp lực nước lỗ rỗng dư trong nền đến sự ổn
định cơng trình.....................................................................................................36
1.4.Kết luận chương 1.......................................................................................... 36
CHƯƠNG II............................................................................................................ 37
CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................................. 37
2.1 Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi........................................................................... 37
2.2. Phân tích quá trình biến đổi áp lực nước lỗ rỗng dư trong nền.....................41
2.3.Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình cố kết nền đất...................................... 48
2.4. Các giải pháp khi xây dựng cơng trình trên nền đất dính yếu bão hịa nước .49
2.4.1 Các biện pháp về kết cấu cơng trình........................................................ 49

2.4.2 Các biện pháp về móng........................................................................... 51


2.4.3 Các biện pháp xử lý nền.......................................................................... 53
2.4.4 Các biện pháp thi công để xử lý nền........................................................ 60
2.5.Kết luận chương 2.......................................................................................... 62
CHƯƠNG III........................................................................................................... 63
MƠ HÌNH HĨA CÁC TRƯỜNG HỢP ỨNG DỤNG............................................ 63
3.1. Giới thiệu phần mềm tính tốn Plaxics 8.2.................................................... 63
3.2. Phân tích lựa chọn trường hợp tính tốn........................................................ 64
3.3. Tính tốn thiết kế mơ phỏng bài tốn trên mơ hình tốn............................... 67

3.3.1 Bài tốn................................................................................................... 67
3.3.2 Nội dung tính tốn:.................................................................................. 68
3.3.3 Kết quả tính tốn..................................................................................... 68
3.4. Tổng hợp và phân tích kết quả bài tốn........................................................ 89

CHƯƠNG IV.......................................................................................................... 90
ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỚI ĐÊ BIỂN BẠC LIÊU...................90
4.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 90
4.2. Giới thiệu cơng trình đê biển Bạc Liêu......................................................... 90
4.2.1. Ví trí địa lý.............................................................................................. 90
4.2.2. Địa hình, địa mạo:.................................................................................. 91
4.2.3. Địa chất cơng trình................................................................................. 92
4.2.4. Khí tượng, thủy văn................................................................................ 93
4.2.5. Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội:....................................................... 95
4.2.6. Tình hình đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật của vùng dự án:........97
4.2.7. Quy mô tuyến đê biển Đông Nàng Rền dự kiến xây dựng:.................. 101

4.3. Đề xuất phương án thi công tuyến đê Đông Nàng Rền............................... 101

4.3.1 Xác định chiều cao đắp giới hạn cho phép theo lý thuyết:.....................102
4.3.2 Xác định chiều cao đắp giới hạn theo kết quả nghiên cứu của luận văn:
.................................................................................................................................102
4.3.3 Kiểm chứng kết quả nghiên cứu khi mô phỏng lại đê biển Đông Nàng
Rền bằng phần mềm PLAXIS............................................................................... 103
4.4 Kết luận chương 4.................................................................................................... 107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 108


I. Những kết quả đạt được của luận văn............................................................. 108
II. Tồn tại........................................................................................................... 108
II. Kiến nghị................................................................................................................... 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 110


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Mặt cắt điển hình tuyến đê ngăn mặn khu vực Quảng Ninh......................6
Hình 1.2:Mặt cắt điển hình tuyến đê ven biển Hải Phịng......................................... 9
Hình 1.3:Mặt cắt điển hình đê biển Nam Định........................................................ 10
Hình 1.5:Mặt cắt địa chất điển hình tuyến đê khu vực Thanh Hóa..........................14
Hình 1.6:Mặt cắt địa chất điển hình tuyến đê khu vực Nghệ An.............................16
Hình 1.7:Mặt cắt địa chất điển hình tuyến đê khu vực Hà Tĩnh............................... 17
Hình 1.8:Mặt cắt địa chất điển hình tuyến đê khu vực Quảng Trị...........................19
Hình 1.9:Mặt cắt địa chất điển hình tuyến đê khu vực Thừa Thiên Huế..................20
Hình1.10: Ứng suất đẳng hướng.............................................................................. 31
Hình 1.11:Ảnh hưởng của tốc độ tăng tải đến tốc độ cố kết và cường độ chống cắt35
Hình 2.1: Mơ hình Terzaghi..................................................................................... 38
Hình 2.2. Kết quả thí nghiệm xác định hệ số áp lực nước lỗ rỗng ban đầu của đất
bùn sét..................................................................................................................... 46

Hình 3.1 Lưới biến dạng tổng thể-kết quả đắp 8 lớp, trường hợp 1.........................69
Hình 3.2 Véc tơ chuyển vị khi kiểm tra ổn định khối đắp- kết quả đắp 8 lớp, trường
hợp 1........................................................................................................................ 69
Hình 3.3 Kết quả phổ chuyển vị- kiểm tra ổn định khối đắp- kết quả đắp 8 lớp,
trường hợp 1............................................................................................................ 70
Hình 3.4 Kết quả đẳng chuyển vị- kiểm tra ổn định khối đắp- kết quả đắp 8 lớp,
trường hợp 1............................................................................................................ 70
Hình 3.5 Biểu đồ áp lực nước lỗ rỗng theo thời đoạn đắp....................................... 71
Hình 3.6: Hệ số an tồn Msf = 1.34 , sau khi kết thúc lớp đắp thứ nhất................71
Hình 3.7: Lưới biến dạng tổng thể- kết quả đắp 8 lớp, trường hợp 2......................72
Hình 3.8: Kết quả phổ chuyển vị- kiểm tra ổn định khối đắp- kết quả đắp 8 lớp,
trường hợp 2............................................................................................................ 73
Hình 3.9: Biểu đồ áp lực nước lỗ rỗng theo thời đoạn đắp..................................... 73
Hình 3.10: Lưới biến dạng khi kiểm tra ổn định khối đắp- kết quả đắp 8 lớp, trường
hợp 2........................................................................................................................ 74


Hình 3.11: Hệ số an tồn Msf = 1.26 , sau khi kết thúc lớp đắp thứ 8................... 74
Hình 3.12: Lưới biến dạng tổng thể kết quả đắp 6 lớp-Trường hợp 3...................75
Hình 3.13: Kết quả phổ chuyển vị- kiểm tra ổn định khối đắp-kết quả đắp 6 lớpTrường hợp 3........................................................................................................... 76
Hình 3.14 Biểu đồ áp lực nước lỗ rỗng theo thời đoạn đắp kết quả đắp 6 lớp-Trường
hợp 3........................................................................................................................ 76
Hình 3.15 Lưới biến dạng khi kiểm tra ổn định khối đắp-kết quả đắp 6 lớp-Trường
hợp 3........................................................................................................................ 77
Hình 3.16 Kết quả phổ chuyển vị- kiểm tra ổn định khối đắp-kết quả đắp 6 lớpTrường hợp 3........................................................................................................... 77
Hình 3.17: Hệ số an toàn Msf = 1.46 , sau khi kết thúc lớp đắp thứ 6...................78
Hình 3.18 Lưới biến dạng tổng thể-kết quả đắp 8 lớp-Trường hợp 4......................79
Hình 3.19:Biểu đồ biểu diễn quá trình tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng dư với thời gian
.............................................................................................................................................

79

Hình 3.20: Lưới biến dạng tổng thể trường hợp 5 đắp 8 lớp................................... 80
Hình 3.21: Kết quả phổ chuyển vị đứng trong khối đắp trường hợp 6 đắp 8 lớp....81
Hình 3.22: Biểu đồ biểu diễn quá trình tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng dư với thời gian
.............................................................................................................................................

81

Hình 3.23: Lưới biến dạng khi kiểm tra ổn định khối đắp-kết quả đắp 8 lớp-Trường
hợp 5........................................................................................................................ 82
Hình 3.24: Kết quả phổ chuyển vị- kiểm tra ổn định khối đắp kết quả đắp 8 lớpTrường hợp 5........................................................................................................... 82
Hình 3.25: Hệ số an toàn Msf = 1.26 , sau khi kết thúc lớp đắp thứ 8...................83
Hình 3.26:Lưới biến dạng tổng thể trường hợp 6 đắp 4 lớp, mỗi lớp dày 1m, thời
gian chờ giữa các lớp cách nhau 70 ngày................................................................. 84
Hình 3.27:Kết quả đường đẳng chuyển vị đứng trong khối đắp trường hợp 6 đắp 4
lớp, mỗi lớp dày 1m, thời gian chờ giữa các lớp cách nhau 70 ngày.......................84
Hình 3.28:Kết quả phổ chuyển vị đứng trong khối đắp trường hợp 6 đắp 4 lớp, mỗi
lớp dày 1m, thời gian chờ giữa các lớp cách nhau 70 ngày...................................... 85


Hình 3.29:Kết quả phổ chuyển vị ngang trong khối đắp trường hợp 6 đắp 4 lớp, giá
trị chuyển vị ngang lớn nhất 0,12m......................................................................... 85
Hình 3.30:Biểu đồ biểu diễn quá trình tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng dư với thời gian
.............................................................................................................................................

86

Hình 3.31:Lưới biến dạng tổng thể trường hợp 6 đắp 6 lớp, mỗi lớp dày 0.65m, thời
gian chờ giữa các lớp cách nhau 70 ngày................................................................. 86

Hình 3.32:Kết quả phổ chuyển vị đứng trong khối đắp trường hợp 6 đắp 6 lớp, mỗi
lớp dày 0.65m, thời gian chờ giữa các lớp cách nhau 70 ngày................................87
Hình 3.33:Biểu đồ biểu diễn quá trình tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng dư với thời gian
.............................................................................................................................................

87

Hình 3.34 Véc tơ chuyển vị khi kiểm tra ổn định khối đắp-kết quả đắp 6 lớp-Trường
hợp 6........................................................................................................................ 88
Hình 3.35: Hệ số an toàn Msf = 1.36 , sau khi kết thúc lớp đắp thứ 6...................88
Hình 4 . 1: Vị trí dự án thuộc huyện Vĩnh Lợi và một phần TP Bạc Liêu...............91
Hình 4. 2: Hình ảnh vị trí dự án trên ảnh vệ tinh..................................................... 92
Hình 4. 3: Lưới biến dạng khi kiểm tra ổn định của cơng trình sau lớp đắp thứ 8 . 104
Hình 4.4: Trị số áp lực nước lỗ rỗng sau mỗi giai đoạn đắp.................................. 104
Hình 4.5: Trị số áp lực nước lỗ rỗng dư sau mỗi giai đoạn đắp.............................105
Hình 4.6: Véc tơ chuyển vị tổng của cơng trình đắp.............................................. 105
Hình 4.7: Phổ chuyển vị tổng của cơng trình đắp.................................................. 106
Hình 4.8: Hệ số an tồn Msf = 1.26 , sau khi kết thúc lớp đắp thứ nhất................106


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Báng 1.1 .Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 2......................................................7
Bảng 1.2: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất ven biển Hải Phòng..........................8
Bảng 1.3:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 1 khu vực Nam Định....................................9
Bảng 1.4:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2 khu vực Ninh Bình..................................11
Bảng 1.5:Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 2 khu vực Thanh Hóa.................................14
Bảng 1.6:Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 1 khu vực Nghệ An....................................15
Bảng 1.7:Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 1 khu vực Hà Tĩnh......................................17
Bảng 1.8: Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 1 khu vực Quảng Trị.................................18
Bảng 1.9: Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 1 khu vực Thừa Thiên Huế........................19

Bảng 1.10: Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 2 khu vực Bạc Liêu.................................24
Bảng 1.11: Bảng tóm tắt các chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa chất..............................26
Bảng1.12. Những biên liên quan đến kết cấu địa kỹ thuật......................................30
Bảng 3.1: Tổng hợp thông số đất yếu nền đê biển ở các địa phương......................64
Bảng 3.2 Tổng hợp các trường hợp tính tốn..........................................................65
Bảng 3.3:Tổng hợp kết quả tính tốn trường hợp 1.................................................68
Bảng 3.4:Tổng hợp kết quả tính tốn trường hợp 2.................................................72
Bảng 3.5:Tổng hợp kết quả tính tốn trường hợp 3.................................................75
Bảng 3.6:Tổng hợp kết quả tính tốn trường hợp 4.................................................78
Bảng 3.7:Tổng hợp kết quả tính tốn trường hợp 5.................................................80
Bảng 3.8:Tổng hợp kết quả tính tốn trường hợp 6.................................................83
Bảng 3.9: Tổng hợp kết quả tính tốn cho các trường hợp......................................89
Bảng 4.1: Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền...........................................................93
Bảng 4.2: Tình hình phân bố dân số trong vùng dự án............................................96
Bảng 4.3: Hiện trạng sử dụng đất............................................................................97
Bảng 4.4: Kết quả tính tốn kiểm tra lại ứng dụng bảng 3.7.................................103


1

PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài

Tiến trình đơ thị hóa đang diễn ra hết sức sơi động theo q trình cơng
nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Hàng loạt các cơng trình, hạ tầng kỹ thuật; hệ
thống giao thông, metro, cầu, cống, cảng nước sâu, sân bay, đập thủy điện,cơng
trình thủy lợi, các cơng trình cơng nghiệp nặng, những cao ốc vươn cao trong các
dự án dân sinh,… đang được xây dựng trên những vùng đất trầm tích sét yếu bão
hịa nước ở thành phố Hồ Chí Minh và vùng đồng bằng sơng Cửu Long. Để đạt
được tính hữu dụng – kỹ thuật – kinh tế hợp lý, chúng ta cần có một góc nhìn cận

cảnh về các đặc trưng cơ bản nhất về các thông số vật lý, cơ học, hóa học, sinh học,
địa nhiệt, …của đất yếu để từ đó rút ra những kết luận cơ bản nhất về những đặc
điểm địa kỹ thuật của nền đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh và vùng châu thổ đồng
bằng sông Cửu Long, phục vụ cho việc nghiên cứu tính tốn ổn định, biến dạng,
thiết kế giải pháp móng hợp lý; chọn lựa cơng nghệ thi cơng cũng như tính tốn dự
báo độ lún của cơng trình theo thời gian hoặc tìm ra giải pháp khắc phục sự cố các
cơng trình xây dựng trên các loại nền đất yếu ở các khu vực nói trên.
Hơn nữa, Việt Nam được biết đến là nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực
sông Hồng và sông Mê Kông. Nhiều thành phố và thị trấn quan trọng, đặc biệt là
nhiều tuyến đê trọng điểm được hình thành và phát triển trên nền đất yếu với những
điều kiện hết sức phức tạp của đất nền, dọc theo các dòng sơng và bờ biển. Thực tế
này đã địi hỏi phải hình thành và phát triển các cơng nghệ thích hợp và tiên tiến để
xử lý nền đất yếu.
Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều cơng trình đê biển bị lún, sập hư hỏng
gây nhiều thiệt hại lớn khi xây dựng trên nền đất yếu do khơng có những biện pháp
xử lý phù hợp, khơng 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 để làm
cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp là một vấn đề hết sức khó
khăn, nó địi 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 cơng trình khi xây dựng trên
nền đất yếu.


Đặc tính của đất yếu cần phải được cải thiện để phục vụ các yêu cầu thực tế
trong quá trình xây dựng và sử dụng cơng trình. Đất yếu thường có độ ẩm cao và
sức kháng cắt khơng thốt nước thấp. Đất thuộc dạng cố kết bình thường và có khả
năng thấm nước thấp. Mực nước ngầm trong nền đất thường nằm gần bề mặt, cách
từ 0,5 đến 2,5m. Một số trường hợp đất yếu có hàm lượng hữu cơ cao và có cả lớp
than bùn. Đối với một vài loại đất, do lún thứ cấp chiếm từ 10-25% độ lún tổng
cộng. Trong một số khu vực của các thành phố, mặt cắt địa kỹ thuật cho thấy nền

đất bao gồm các lớp đất với độ chặt, độ cứng, độ thấm và chiều dày khác nhau. Nói
chung đất sét yếu là loại đất có sức chịu tải thấp và tính nén lún cao. Vì vậy việc
phân tích q trình cố kết của đất dính bão hịa nước dưới tác dụng của khối đắp từ
đó khống chế tốc độ tăng tải và đề xuất biện pháp xử lý nên là hết sức cấp thiết cho
các nhà quản lý và cán bộ kỹ thuật thuỷ lợi.
Vì vậy trong luận văn này lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá quá trình
lún cố kết của nền đất dính bão hồ nước dưới tác dụng của khối đắp, ứng dụng
nghiên cứu cho đê biển Bạc Liêu” nhằm mục đích giải quyết các vấn đề đã nêu ở
trên.
II. Mục đích của đề tài

- Nghiên cứu q trình cố kết của nền đất dính bão hịa nước, từ đó đề xuất
giải pháp thi cơng cơng trình đắp trên nền đất yếu để xử lý cải thiện đất nền .
- Nghiên cứu ứng dụng cụ thể cho trường hợp nền đất yếu bão hòa nước
vùng đê biển Bạc Liêu.
III. Phương pháp nghiên cứu

- Thống kê số liệu: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu đã có, thống kê số liệu
nền đất yếu ven biển.
- Phân tích lý thuyết: Phân tích q trình lún cố kết của đất dính bão hồ
nước dưới tác dụng của khối đắp, từ đó khống chế tốc độ tăng tải khối đắp để xử lý
nền.
- Mơ hình tốn: Phân tích q trình biến đổi áp lực nước lỗrỗng dư trong
nền do đắp đê biển gây ra trên cơ sở mơ phỏng mơ hình tốn, từ đó khống chế tốc
độ khối đắp hoặc đề xuất giải pháp gia cường lâu dài.


3

- Nghiên cứu ứng dụng: Nghiên cứu cụ thể cho trường hợp nền đất yếu

bão hòa nước vùng đê biển Bạc Liêu.
- Đánh giá, bình luận: Kiểm tra lại việc tính tốn và thí nghiệm thơng qua
việc so sánh kết quả tìm được của hai phương pháp trên.
IV. Nội dung luận văn

Lời cám ơn.
Mở đầu.
Chương I: Tổng quan về đê biển và đất đắp trên nền đất yếu.
Chương II: Cơ sở lý thuyết.
Chương III: Mơ hình hóa các trường hợp ứng dụng.
Chương IV: Ứng dụng kết quả nghiên cứu đối với đê biển Bạc Liêu.
V.

Kết luận và kiến nghị.


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
1.1. Hiện trạng đê biển Việt Nam
Nước ta có khoảng 3260 km đê biển, phần lớn được xây dựng từ những năm
30 của thế kỷ trước, có nhiều đoạn đã xuống cấp nghiêm trọng. Theo dự đoán của
các nhà chuyên môn, hiện nay đê biển của Việt Nam chỉ chịu được gió bão mạnh
cấp 9 và triều trung bình, nếu bão mạnh hơn và kết hợp với triều cường thì nguy cơ
vỡ đê ở nhiều tuyến xung yếu là điều khó tránh khỏi.
Thống kê mới nhất cho thấy, trong số 1450km đê biển từ Quảng Ninh đến
Quảng Nam có khoảng 600km chưa được cải tạo, nâng cấp hoặc chưa được đảm
bảo cao trình theo thiết kế. Trong số này, hàng loạt điểm đen dễ vỡ, xuống cấp đã
xuất hiện. Hệ thống đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang cũng đang bị xuống cấp
rất nghiêm trọng nhưng chưa được gia cố, tu sửa bên cạnh đó lại thường xuyên phải
chống chịu với sóng lớn và triều cường. Dải ven biển Đông từ Bà Rịa - Vũng Tàu

đến mũi Cà Mau cũng có một số đoạn bị sạt lở làm cho thảm rừng ngập mặn nhiều
nơi bị thu hẹp dần, thậm chí có đoạn khơng cịn rừng phịng hộ. Vì thế cứ mỗi mùa
mưa bão đến, người dân vùng ven biển lại sống trong cảnh nơm nớp lo sợ trước
nguy cơ vỡ đê, chạy lũ. Qua đánh giá, phân tích các nguyên nhân gây hư hỏng đê
gần đây thì nguyên nhân chính là do đê nằm trên địa chất nền mềm yếu.
Hiện trạng địa chất nền và vật liệu đắp của hệ thống đê biển Việt Nam có thể
tóm tắt chung như sau:
1.1.1. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Bắc
Dọc theo dải bờ biển miền Bắc Việt Nam là các thành tạo trầm tích trẻ thuộc
thống Haloxen hệ đệ tứ, nguồn gốc trầm tích biển và sơng - biển hỗn hợp, thành
phần trầm tích hạt vụn với ưu thế là nhóm sét - cát - bụi, đất có kiến trúc sét - bụi,
cát - bụi, cấu tạo phân lớp. Do ảnh hưởng của hệ bồi tích sơng biển tại vùng bờ biển
hình thành tầng bồi tích hạt thơ tích tụ khá dày dưới các dạng cồn cát, đụn cát và bãi
cát mỏng ven bờ, kéo dài như liên tục.[10]
Hoạt động của sóng và gió biển đã ảnh hưởng trực tiếp vào q trình trầm
tích, làm thay đổi thành phần, tính chất, sự phân bố và thế nằm của các lớp đất dẫn
đến tính chất, độ bền, trạng thái của các lớp đất chưa ổn định, mứcđộ nén chặt còn


thấp, nhất là đối với các lớp đất phân bố ở ngoài đê.
Theo tài liệu thu thập được ở các tỉnh ven biển miền Bắc, đê biển nằm trên lớp
đất nền chủ yếu là cát hạt mịn pha đất thịt hoặc sét, thành phần hạt chủ yếu là cát,
dễ thoát nước nhưng cũng dễ bị bào xói, hiện tượng cát chảy, hố lỏng khi gặp nước
dâng. Đó là dạng lớp phù sa bồi của các cửa sông vàđược nâng lên thành bãi.
Đường kính hạt thay đổi trong khoảng (0,010,02)mm, góc nội ma sát  = (5 25) 0,
lực dính C = (0,030,5)kg/cm2, trọng lượng thể tích  = (1,11,9)kg/cm3.
Sức chịu kéo và chịu nén yếu, độ ngậm nước lớn, dễ bị tác động phá hoại của
sóng và dịng ven bờ, lún lớn và kéo dài, độ ổn định thấp. Thân đê do được đắp
bằng vật liệu địa phương nên thành phần chủ yếu của đất đắp cũng là cát pha nhẹ,
cát pha nặng và một số vùng là á sét và á sét hạt trung.

Qua các số liệu thu thập tài liệu địa chất của các tuyến đê biển miền Bắc như sau:
1.1.1.1. Khu vực Quảng Ninh:
Lớp 1: Lớp đất đắp đê là loại đất á cát hoặc á sét, có mầu xám nhạt, xám đen,
đơi chỗ có lẫn ít hưu cơ, trạng thái từ dẻo cứng đến dẻo vừa. Hầu hết các tuyến đê
biển ở Quảng Ninh đều được đắp bằng loại vât liệu này.[10]
Lớp 2a: Đất á cát (pha cát) có mầu xám nhạt, trạng thái dẻo vừa đến dẻo
mềm, cá biệt có chỗ dẻo chảy, phần trên có lẫn ít rễ cây, là loại bồi tích trẻ, phân bố
hầu như toàn bộ mặt đất tự nhiên thuộc các huyện Quảng Hà, Tiên Yên và một phần
huyện Hoành Bồ, chiều dày của lớp này rất mỏng, chiều dày khơng đồng đều nhau,
có nhiều chỗ đá gốc lộ ra, chỗ dày nhất khoảng 1.2m, trung bình khoảng 1m, khu
vực Quảng Hà có chiều dày lớn nhất (trên dưới 3m)nhiều đoạn có lẫn nhiều cục đá
tảng xen lẫn.
Lớp 2 là đất á sét có mầu xám đen, xám sáng, có chứa chất hữu cơ là rễ và
thân cây trạng thái từ dẻo vừa đến dẻo mềm, đôi chỗ là dẻo chảy, chiều dày của lớp
này ở từng vị trí của mặt đất có khác nhau, chiều dày trung bình là 1,2m. Phân bố
trên bề mặt tự nhiên các huyện Hải Ninh, Cẩm Phả, Yên Hưng và một phần huyện
Hoành Bồ.


6

Lớp 3 là lớp đất sét nằm sát dưới lớp 2a. Đất có màu vàng loang lổ, đỏ thẫm,
trắng sáng, trạng thái dẻo cứng đến dẻo mềm.Theo tài liệu thu thập lớp đất này chỉ
xuất hiện cục bộ tại huyện Hải Ninh.
Lớp 4: Đá gốc, loại cát kết, bột kết, sét kết nằm xen kẹp nhau, nằm ngay
dưới lớp 2a. Đá có màu đỏ thẫm, bị phong hố nứt nẻ vỡ vụn mạnh. Nhiều điểm đá
lộ ngay trên mặt đất, đá tươi có cường độ lớn, ghè búa khó vỡ.

6

6

4
4

1

2

2
2
0

0

3
-2

-2
Mèc so sánh:
Cao độ (m)

-4

-4
2,20

4,18

2,00

Khoảng cách
Tên hố

HK4

5,20

HK5

7,00

HK6

Hỡnh 1.1: Mt ct in hình tuyến đê ngăn mặn khu vực Quảng Ninh


Báng 1.1 .Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 2
Hải
Ninh

Atterber Hạn độ

Chỉ tiêu vật lý

Thành phần cơ hạt (%)

Huyện
>20
20,0-10,0

Hạt sỏi sạn 10,0-5,0
5,0-2,0
2,0-0,5
0,5-0,25
Hạt cát 0,25-0,1
0,1-0,05
0,05-0,01
Hạt bụi 0,01-0,005
Hạt sét <0,005
Độ ẩm tự nhiên
W (%)
Dung trọng tự nhiên  g/cm3)
Dung trọng khơ
c g/cm3)
Khối lượng riêng
G (g/cm3)
Độ bão hồ
G (%)
Độ rỗng
n (%)
Hệ số rỗng
0
Giới hạn chảy
WT (%)
Giới hạn dẻo
Wp (%)
Chỉ số dẻo
Wn

Độ sệt

Góc ma sát trong
Lực dính kết
Góc nghỉ khơ của cát
Góc nghỉ ướt của cát
Hệ số nén lún a
(cm2/kG)
Sức chịu tải quy ước
Hệ số thấm

B
(độ)
C(kG/cm2)

p=0,5
p=1,0
p=2,0
p=3,0
R (kG/cm2)
K20(cm/s)

Hoành
Bồ

Yên
Cẩm phả
Hưng

TB

1,49

4,27
16,73
23,42
26,66
27,42
29,70
1,87
1,45
2,67
93,44
45,87
0,85
36,56
22,06
14,50

1,62
4,03
18,08
19,65
30,25
26,37
29,71
1,860
1,44
2,668
92,42
46,14
0,85
37,34

22,65
14,69

2,31
6,44
8,98
30,04
27,09
25,14
29,89
1,87
1,44
2,67
92,37
46,27
0,86
37,57
23,18
14,39

1,19
5,02
9,65
11,23
12,07
14,94
20,6
25,31
29,25
1,87

1,45
2,69
92,08
46,19
0,86
35,97
22,53
13,44

1,19
5,02
3,77
6,49
13,97
22,01
26,15
26,06
29,64
1,87
1,44
2,67
92,58
46,12
0,86
36,86
22,61
14,26

0,52
6012'

0,19

0,48
608'
0,18

0,48
6015'
0,195

0,52
7057'
0,18

0,50
6038'
0,186

0,055
0,044
0,034
0,027

0,065
0,05
0,037
0,029

0,058
0,044

0,035
0,028

0,044
0,0333
0,027
0,022

0,06
0,04
0,03
0,03

9,88.10-6 5,94.10-6 6,38.10-6 4,12.10-6 6,58.10-6


-8

1.1.1.2. Khu vực Hải Phòng
Lớp Đ: Đất đắp đê: Á sét trung đến á sét nặng đôi chỗ á sét nhẹ. Màu nâu,
nâu nhạt xen kẹp xám đen. kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng. Đây là lớp đất
tương đối tốt nhưng độ chặt kém, không đồng nhất, mức độ nén lún không đều.[10]
Lớp 1: Cát bồi màu xám nâu, nâu sẫm, xám vàng ít đá hộc. Bề dày trung
bình 4.7m, Đáy lớp kết thúc ở độ sâu 2.5 đến 7.5m. Đây là lớp đất không ổn định dễ
bị tác động bởi sóng biển.
Lớp 2. Lớp này nằm dưới lớp 1 với bề dày trung bình khoảng 3.6m. Đáy lớp
kết thúc ở độ sâu từ 6.2 đến 11.0m. Đất thuộc loại sét pha màu nâu xám, nâu xẫm
lẫn hữu cơ, vỏ sò, vỏ hến trạng thái dẻo mềm.
Lớp 3. Lớp này nằm dưới lớp 2 với bề dày trung bình khoảng 3.6m. Đáy lớp
kết thúc ở độ sâu từ 9.7 đến 12.7m. Đất thuộc loại bùn sét pha màu nâu xám, xám

đen lẫn tạp chất. Đây là lớp đất có sức chịu tải yếu, biến dạng rất mạnh.
Lớp 4. Lớp này nằm dưới lớp 3 với bề dày trung bình khoảng 3.3m. Đáy lớp
kết thúc ở độ sâu từ 12.0 đến 20.0m. Đất thuộc loại sét pha màu xám tro, xám vàng,
xám ghi trạng thái dẻo mềm. Đây là lớp đất có sức chịu tải trung bình, biến dạng
trung bình.
Bảng 1.2: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất ven biển Hải Phòng.
Các chỉ tiêu cơ lý
Tên lớp
Lớp Đ
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3
Lớp 4

γtn (g/cm3)
1,82
1,80
1,68
1,81

C (kg/cm2) φ (độ)
0,143
0,139
0,089
0,143

9040'
8047'
3031'
9012'

a1-2
(cm2/kg)
0,044
0,034
0,074
0,033

K (cm/s)
5,6.10-5
9,0.10-5
12,3.10-5
12,2.10-5


10

10

8

8

6

6

4

4

Đ

2

2

0

0
1

-2

-2

7,5

-4

-4

8,9

-6

-6

2

-8

-8
13,7

-10

3

-10

-12

-12

-14

Mốc so sánh:

-14

4

18,0

-16

-16

-18

-20

-18
-20
HK5
3,17

Tên hố
Cao độ (m)
2

Khoảng cách

16

Hỡnh 1.2:Mt ct in hình tuyến đê ven biển Hải Phịng
1.1.1.3. Khu vực Nam Định
- Lớp 1. Đất đắp thành phần á cát, á sét nhẹ, kết cấu chặt đến chặt vừa, trạng
thái chặt đến dẻo, chiều dày lớp thay đổi từ 4.2m đến 4.7m.
- Lớp 2. Lớp cát bụi, cát hạt nhỏ màu xám vàng, xám nhạt đến xám đen chứa
vỏ ốc, hến. Kết cấu kém chặt, bão hoà nước trạng thái chặt vừa đến rời.
- Lớp 3. Á sét nặng màu nâu, xám nâu thành phần đồng nhất trung bình, kết
cấu kém
Bảng 1.3:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 1 khu vực Nam Định
Dung trọng ướt

1.86

Độ sệt
Góc ma sát trong

w
B


0.79
10038’

Hệ số thấm

K

1.94x10-3

T/m3

cm/s


Hình 1.3:Mặt cắt điển hình đê biển Nam Định
1.1.1.4. Khu vực Ninh Bình
- Lớp Đ: Đất đắp sét pha màu xám vàng trạng thái dẻo mềm.
- Lớp 1. Lớp đất sét nhẹ đến bụi nặng màu nâu gụ đến xám hồng, trạng thái
dẻo chảy. Phân bố trên toàn bộ bề mặt địa hình khu vực chiều dày trung bình lớp
2.4m.
- Lớp 2. Đất sét màu xám nâu, xám xanh, trạng thái chảy, lớp nay nằm trực
tiếp dưới lớp 1. bề dày trung bình lớp 1.8m.
- Lớp 3: Đất bụi màu xám nâu, trạng thái dẻo chảy. Do các lỗ khoan chưa
khoan hết chiều sâu lớp nên chưa xác định được bề dày lớp.

Bảng 1.4: Mặt cắt địa chất điển hình khu vực Ninh Bình


Thành phần cơ hạt (%)

Bảng 1.4:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2 khu vực Ninh Bình
>20
20,0-10,0
10,0-5,0
5,0-2,0
2,0-0,5
0,5-0,25
0,25-0,1
0,1-0 05
0,05-0,01
0,01-0,005
<0,005

Hạt sỏi sạn

Độ sệt

B

1,044

Lực dính kết

C(kG/cm2)

0,044

Góc ma sát trong
Góc nghỉ khơ của cát
Góc nghỉ ướt của cát

(độ)

3044'

Atterber Hạn độ

Chỉ tiêu vật lý

Hạt sét
Độ ẩm tự nhiên
W (%)
Dung trọng tự nhiên  g/cm3)
Dung trọng khô
 g/cm3)
Khối lượng riêng
G (g/cm3)
Hệ số rỗng
0
Độ rỗng
n (%)
Độ bão hoà
G (%)
Giới hạn chảy
WT (%)

Giới hạn dẻo
Wp (%)
Chỉ số dẻo
Wn

0,1
0,16
0,36
33,06
18,54
11,34
36,5
46,34
1,72
1 18
2,74
1,332
56,88
95,7
45,56
25,26
20,3

Hạt cát
Hạt bụi

Hệ số nén lún a (cm2/kG)

Sức chịu tải quy ước

R (kG/cm2)

Hệ số thấm

K20(cm/s)

a0-0,25

0,309

a0,25-0,5

0,179

a0,5-1 0

0,140

a1-2

0,093
6,5.10-5


1.1.2. Địa chất nền và đất đắp đê biển miền Trung
Nền đê biển miền Trung thay đổi theo nhiều tuyến, tại các vùng đầm phá nền
gần như nền đê biển miền Bắc, thành phần mùn và cát mịn nhiều, các vùng còn lại
thành phần cát nhiều hơn.[10]
Qua nghiên cứu các cột địa tầng tại khu vực này cho thấy vật liệu trầm tích
của dải cồn cát là các lớp trầm tích đại Tân sinh(Kz) đã lấp đầy nền móng cổ có tuổi

Cổ sinh (Pz). Do ảnh hưởng của vận động Tân kiến tạo, dãy Trường Sơn được nâng
lên đã thúc đẩy q trình bào mịn và bồi tụ nhanh chóng phủ lấp vùng sụt võng ở
phía Đơng để tạo nên dải đồng bằng ven biển, trong đó có khu vực cồn cát. Vì vậy,
vật liệu của dải cồn cát ven biển có nguồn gốc từ dãy Trường Sơn, đó chính là các
thành tạo trầm tích hệ Đệ tứ, chủ yếu là hệ thống Hơlơxen. Các q trình địa mạo
sơng, biển, gió đã tạo nên bộ mặt của địa hình hiện tại.
Đặc điểm trầm tích Hơlơxen ở khu vực cồn cát ven biển n ày có thành phần
thạch học chủ yếu là cát thô, cát nhỏ và cát mịn màu trắng, xám, vàng nhạt, có sự
thay đổi về độ hạt, thành phần, màu sắc từ biển vào đất liền và có chứa quặng sa
khoáng (cát thuỷ tinh với h àm lượng SO2 tới 98 - 99%), than bùn và sét. Tầng cát
Hôlôxen cũng như các tầng cát khác ven biển đều có khả năng chứa nước tốt và
thuần là nước ngọt. Đây thực sự là một thuận lợi lớn để sử dụng và cải tạo thiên
nhiên vốn đã khắc nghiệt ở đây.
Trên bề mặt địa hình hiện đại có các dải đồi, cồn cát ở các vị trí và địa thế
khác nhau là dấu vết các đợt biển tiến, biển thoái; của các hoạt động nâng và lún sụt
cục bộ. Đây là những vấn đề lý thú cần được quan tâm và tiếp tục nghiên cứu. Bề
mặt địa hình ở đây cịn ln biến động do ảnh hưởng của các q trình ngoại
lực.Trong các ngoại lực thì hiện tượng cát bay, cát chảy thường xuyên chi phối sự
biến động của bề mặt địa hình dải cồn cát. Cát ln di động theo mùa và hằng năm
là một hiện tượng khá đặc biệt làm thay đổi bề mặt địa hình, gây nhiều thiệt hại và
khó khăn đối với người dân địa phương. Cát di động đã xâm lấn đồng ruộng làm
giảm diện tích canh tác, ảnh hưởng tới cơng trình thuỷ lợi, giao thông, trồng rừng và
ảnh hưởng tới sinh hoạt của nhân dân.


- 13

Về đất đắp, phần lớn các tuyến đê có đất đắp là đất thịt nhẹ pha cát, một số
tuyến nằm sâu so với cửa sông và ven đầm phá thì đất thân đê được đắp là đất sét
pha cát hoặc đất thịt nặng, cũng có tuyến đê thân đê là đất cát như ở các huyện

Quảng Xương - tỉnh Thanh Hoá, Diễn Châu - tỉnh Nghệ An, Kỳ Anh - tỉnh Hà Tĩnh,
Quảng Trạch - tỉnh Quảng Bình, Vĩnh Linh, Triệu Phong - tỉnh Quảng Trị,…
Qua các số liệu thu thập tài liệu địa chất của các tuyến đê biển miền Trung như sau:
1.1.2.1. Khu vực Thanh Hóa
- Lớp Đ: Đất đắp dạng sét pha, cát - cát pha màu xám nâu, xám vàng, xám
đen. kết cấu không đồng đều chặt vừa đến kém chặt. Trạng thái dẻo đến dẻo mềm.
Bề dày thay đổi từ 0.00m đến 1.00m, trung bình 0.4m.
- Lớp 1: Cát bồi tích hiện đại: cát hạt bụi - nhỏ mịn màu xám vàng, kém chặt
bão hoà nước. phân bố cục bộ, bề dày thay đổi từ 0.4m đến 0.5m.
- Lớp 2. Đất á sét nhẹ đến nặng chứa bụi màu nâu gụ, xám nâu, xám đen, đơi
chỗ xen kẹp ít cát mỏng kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo chảy đến chảy. phân bố
trên bề mặt khu vực với chiều dày thayđổi từ 0.5 đến 1.2m.
- Lớp 3: Cát hạt mịn - nhỏ màu xám vàng, xám xanh, xám sáng hoặc xám
đen chứa mùn hữu cơ, vỏ sò, ốc hến. Thỉnh thoảng xen kẹp những lớp mỏng sét
pha. Kết cấu ít chặt, trạng thái bão hoà nước. Chiều dày lớp thay đổi từ 4.0m đến
10.0m.
- Lớp 4: Sét - sét pha nặng màu xám nâu gụ, nâu hồng. kết cấu kém chặt,
trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm. Nằm dưới lớp 3. chiều dày chưa xác định.


Bảng 1.5:Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 2 khu vực Thanh Hóa
Thành phần hạt
+ Sỏi sạn
+ Hạt cát
+ Hạt bụi
+ Hạt sét
Độ ẩm tự nhiên
Dung trọng tự nhiên
Dung trọng khô
Tỷ trọng

Độ lỗ rỗng
Tỷ lệ lỗ rỗng
Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo
Chỉ số dẻo
Độ sệt
Góc ma sát trong
Lực dính
Độ bão hồ
Hệ số nén lún
Mơ đuyn tổng biến dạng

37.17
35.00
27.83
W
w
c



WL
Wp
IP
IB

C
G
a1-2
Eo

46.1
1.43
1.19
2.68
55.76
1.26
48.26
31.98
16.28
0.867
6030’
0.127
98.08
0.086
6.42

%
%
%
%
%
g/cm3
g/cm3
g/cm3
%
%
%
%

KG/cm2
%
cm2/KG
KG/cm2

Hình 1.5:Mặt cắt địa chất điển hình tuyến đê khu vực Thanh Hóa


1.1.2.2. Khu vực Nghệ An
- Lớp 1: Cát hạt mịn màu vàng nhạt, trạng thái chặt vừa.Lớp này phân bố
dạng dải kéo dọc theo bờ biển, bề dày trung bình 3.0m.
- Lớp 2: Cát hạt mịn đến vừa màu xám đen chứa bụi lẫn vỏ sò, trạng thái dẻo
kết cấu chặt. Lớp này nằm phủ trực tiếp trên bề mặt địa hình có diện phân bố rộng.
Chiều dày trung bình tầng 7m.
- Lớp 3: Sét pha màu vàng nhạt, trạng thái dẻo chảy.Lớp này nằm trực tiếp
dưới lớp 2, diện phân bố rộng. Chiều dày trung bình 3.0m.
- Lớp 4: Sét pha màu vàng loang lổ, trạng thái dẻo mềm.

AtterberHạn độ

Chỉ tiêu vật lý

Thành phần cơ hạt (%)

Bảng 1.6:Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp 1 khu vực Nghệ An

Hạt sỏi sạn

Hạt cát

Hạt bụi
Hạt sét
Độ ẩm tự nhiên
W (%)
Dung trọng tự nhiên  g/cm3)
c g/cm3)
Dung trọng khô
Khối lượng riêng
G (g/cm3)
Độ bão hoà
G (%)
Độ rỗng
n (%)
0
Hệ số rỗng
Giới hạn chảy
WT (%)
Giới hạn dẻo
Wp (%)
Chỉ số dẻo
Wn

Độ sệt
Góc ma sát trong
Lực dính kết

B
(độ)
C(kG/cm2)

>20
20,0-10,0
10,0-5,0
5,0-2,0
2,0-0,5
0,5-0,25
0 25-0,1
0,1-0 05
0 05-0,01
0,01-0,005
<0,005

1
1,235
3,907
1,81
1 70
87,60
2,75
26,83
1,92
1,51
2 68
92,80
43,70
0 775

28030'
32021'

Góc nghỉ khơ của cát
Góc nghỉ ướt của cát

26003'