Nghiên cứu ổn định và biến dạng của công trình tường cọc bản bảo vệ nhà dân dụng 3 đền 5 tầng ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở đồng bằng sông cửu long

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. Hồ Chí Minh, ngày …… tháng …… năm 2004

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: PHẠM HUY TIẾN
Ngày, tháng, năm sinh: 05/11/1975

Phái: Nam
Nơi sinh: Tp.Hồ Chí Minh
Mã số: 31.10.02

I/. TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH& BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN BẢO
VỆ NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT
Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
II/. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1/ NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ổn định & biến dạng của công trình tường cọc bản bảo vệ nhà dân
dụng 3 đến 5 tầng ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở Đồng Bằng Sông Cửu Long.
2/ NỘI DUNG:
PHẦN I: TỔNG QUAN
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về ổn định và biến dạng của hệ tường cọc bản bảo vệ các
công trình ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và vùng
ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh.
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU PHÁT TRIỂN
Chương 2: Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về đất yếu ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long và
khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh.
Chương 3: Nghiên cứu dạng cấu tạo thích hợp của tường cọc bản bảo vệ công trình nhà 3 đến 5

tầng trên nền đất yếu ven sông, rạch ở khu vực phía nam – khu vực ngoại thành Tp. Hồ Chí
Minh
Chương 4: Nghiên cứu các phương pháp tính toán ổn định của hệ tường cọc bản bảo vệ công
trình nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực
ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh
Chương 5: Nghiên cứu phương pháp tính toán biến dạng của hệ tường cọc bản bảo vệ nhà 3
đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành
Tp.Hồ Chí Minh
Chương 6: Nghiên cứu ứng dụng về cấu tạo và tính toán cho hệ tường cọc bản bảo vệ công
trình nhà dân dụng 3 đến 5 tầng ở ven sông trên nền đất yếu ở vùng ngoại thành Tp. Hồ Chí
Minh
PHẦN III: CÁC NHẬN XÉT,KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Chương 7: Các nhận xét, kết luận và kiến nghị.
III/. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
: 09/02/2004
IV/. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 23/08/2004
V/. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS.TSKH.LÊ BÁ LƯƠNG
ThS.NCS. LÊ VĂN PHA
THẦY HƯỚNG DẪN 1
THẦY HƯỚNG DẪN 2
CHỦ NHIỆM NGÀNH

GS.TSKH.LÊ BÁ LƯƠNG

Ths.NCS. LÊ VĂN PHA

GS.TSKH.LÊ BÁ LƯƠNG

BỘ MÔN QUẢN LÝ
CHUYÊN NGÀNH

ThS.NCS. Võ Phán

Nội dung và đề cương luận văn Thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua
Ngày ……… tháng ……… năm 2004
PHÒNG ĐÀO TẠO
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH
SAU ĐẠI HỌC
PHÓ TRƯỞNG KHOA

TS. Châu Ngọc AÅn


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 1 :

GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2 :

ThS.NCS LÊ VĂN PHA

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận Văn Thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN

THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày
tháng 09 năm 2004


LỜI CẢM ƠN.




Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Giáo Sư Tiến Só Khoa Học Lê Bá
Lương, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong thời gian tác giả thực hiện luận
văn.
Xin bày tỏ lòng biết ơn các Thầy Cô đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý
báu trong suốt hai năm học và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn :
 Chủ nhiệm Ngành - Giáo Sư Tiến Só Khoa Học Lê Bá Lương
 Giáo Sư Tiến Só Khoa Học Nguyễn Văn Thơ
 Phó Khoa Xây Dựng - Tiến Só Châu Ngọc n
 Tiến Só Cao Văn Triệu
 Phó Giáo Sư Tiến Só Trần Thị Thanh
 Tiến Só Lê Bá Khánh
 Thạc Só Nghiên Cứu Sinh Lê Văn Pha
Xin chân thành biết ơn các Thầy Cô Phòng Quản Lý Sau Đại Học – trường Đại
Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả
trong suốt thời gian theo học tại trường.
Xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám đốc Khu Quản lý giao thông đô thị, và các
đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học và thực hiện
luận văn.
Xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám đốc Công ty Xây dựng Giao thông Sài gòn,
lãnh đạo Phòng kỹ thuật của Công ty đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong
thời gian theo học cao học.

Xin chân thành biết ơn gia đình và bạn bè đã luôn thông cảm, động viên trong
thời gian thực hiện luận văn.



TÓM TẮT LUẬN VĂN




Trong điều kiện đất nước ta đang trên đà phát triển, cùng với sự gia tăng dân
số là yêu cầu mở rộng diện tích xây dựng. Để giải quyết yêu cầu mở rộng diện tích
xây dựng trong khi quỹ đất ở các thành phố đang bảo hòa thì phương án phù hợp
nhất hiện này là cải tạo và sử dụng các khu đất yếu ven sông, rạch.
Đồng Bằng Sông Cửu Long và thành phố Hồ Chí Minh có nhiều sông rạch
chằng chịt, và phần lớn đất ở ven sông là đất yếu. Hiện tượng lũ lụt và xói lở xảy ra
hàng năm gây thiệt hại rất lớn về người và tài sản của nhà nước và người dân sống
ven sông rạch ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và thành phố Hồ Chí Minh. Hiện tại đã
có rất nhiều phương pháp chống xói lở và bảo vệ công trình hiệu quả nhưng nhưng
đa số các phương pháp thường dùng là để bảo vệ các công trình nhỏ ở cách xa bờ
sông. Phương pháp sử dụng hệ tường cọc bản 1neo để bảo vệ công trình ven sông là
phương pháp có hiệu quả nhất trong việc tiết kiệm diện tích đất và cũng là phương
pháp chống xói lở hiệu quả nhất. Ngoài ra, vẫn có một số công trình tường cọc bản
đã xảy ra sự cố như trượt, mất ổn định, chuyển vị lớn dẫn đến hư hỏng hoàn toàn
hoặc phải sửa chữa rất tốn kém. Một trong những nguyên nhân hư hỏng công trình
tường cọc bản chủ yếu do công tác khảo sát thiết kế, tính toán cấu tạo tường cọc
bản không thích hợp. Vì vậy ngoài nhiệm vụ làm rõ ảnh hưởng do tải trọng công
trình nhà ven sông lên tường cọc bản để tìm ra khoảng cách hợp lý từ cọc bản đến
móng công trình, nhiệm vụ tiếp của đề tài là tìm ra phương pháùp tính toán và cấu
tạo tường cọc bản bảo vệ nhà dân dụng ven sông hợp lý và có độ tin cậy cao là rất

cấp thiết trong giai đoạn hiện nay.
Luận văn “NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH
TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG VEN SÔNG


TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU
LONG” bao gồm 3 phần chính có 7 chương và phần phụ lục.
Phần I: Nghiên cứu tổng quan
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về ổn định và biến dạng của hệ tường cọc bản
bảo vệ các công trình ven sông trong điều kiện đất yếu và lũ lụt ở Đồng Bằng Sông
Cửu Long và vùng ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh.
Phần II: Nghiên cứu đi sâu phát triển
Chương 2: Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về đất yếu ven sông Đồng Bằng Sông
Cửu Long và khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh.
Chương 3: Nghiên cứu cấu tạo thích hợp của tường cọc bản bảo vệ công trình nhà 3
đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông, rạch ở khu vực phía Nam – khu vực ngoại
thành Tp. Hồ Chí Minh
Chương 4: Nghiên cứu các phương pháp tính toán ổn định của hệ tường cọc bản bảo
vệ công trình nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu
Long và khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh
Chương 5: Nghiên cứu phương pháp tính toán biến dạng của hệ tường cọc bản bảo
vệ nhà 3 đến 5 tầng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và
khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh
Chương 6: Nghiên cứu ứng dụng về cấu tạo và tính toán cho hệ tường cọc bản bảo
vệ công trình nhà dân dụng 3 đến 5 tầng ở ven sông (rạch ng cầy, Rạch Đất Sét)
trên nền đất yếu ở vùng ngoại thành Tp. Hồ Chí Minh
Phần III: Các nhận xét,kết luận và kiến nghị
Chương 7: Các nhận xét, kết luận và kiến nghị.
Phụ lục luận văn bao gồm danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục kết quả tính
toán.

MỤC LỤC




Trang
Nhiệm vụ Luận Văn Thạc Só
Lời cảm ơn
Tóm tắt luận văn
PHẦN A: Nội dung đề tài nghiên cứu
Mở đầu
A. Đặt vấn đề nghiên cứu
B. Giới hạn của đề tài
PHẦN I: Nghiên cứu tổng quan
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN
DẠNG CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÁC CÔNG TRÌNH
VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ VÙNG NGOẠI THÀNH TP.HCM
1.1. Một số sự cố hư hỏng công trình tường cọc bản
1.1.1. Sự cố xảy ra đối với hệ tường cọc bản bảo vệ mố cầu Xáng (Củ
Chi)
1.1.2. Sự cố công trình bờ kè Trần Hầu - Thị xã Hà Tiên
1.1.3. Sự cố công trình cầu Trường Phước
1.2. Tình hình sạt lở đất ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và Khu
vực Tp.Hồ Chí Minh
+ Một số hình ảnh thực tế về hiện tượng sạt lở bờ sông ở Đồng Bằng Sông
Cửu Long và Tp.Hồ Chí Minh
1.3. Các dạng công trình tường cọc bản ven sông trên nền đất yếu được

sử dụng ở trong và ngoài nước
1.3.1. Các dạng tường chắn
1.3.2. Tường cọc bản bằng thép
1.3.3. Tường cọc bản bằng bê tông cốt thép
1.3.4. Tường cọc bản bằng các vật liệu khác
+ Một số hình ảnh về hệ công trình tường cọc bản đã và đang thi công
trong nước và thế giới
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ ĐẤT YẾU
VEN SÔNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI
THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH.
2.1. Đất yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.1.1 Cấu tạo địa chất
2.1.2. Phân bố đất yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.2. Đặc điểm về tình hình ngập lũ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

1
1
1
5
8
10
16
16
16
16
17
18
18
19

19
19
19
21


2.2.1. Nguồn nước gây lũ
2.2.2. Ranh giới vùng ngập lũ
2.2.3. Phân vùng ảnh hưởng của lũ theo độ sâu bị ngập
2.2.4. Ảnh hưởng của thủy triều đối với tình hình lũ lụt ở ĐBSCL
2.2.4.1. Chế độ triều Biển Đông
2.2.4.2. Chế độ triều Biển Tây
2.3. Đặc điểm về khí tượng thủy văn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.3.1. Đặc điểm về khí tượng
2.3.2. Chế độ thủy văn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.3.3. Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.4. Sự phân bố đất nhiễm phèn, nhiễm mặn
2.4.1. Khu vực đất nhiễm muối
2.4.2. Khu vực đất bồi tích, đất phù sa
2.4.3. Khu vực đất nhiễm phèn
2.4.4. Khu vực đất bồi tích cũ
2.5. Đặc điểm cơ bản của đất yếu ven sông ở ĐBSCL
2.6. Nghiên cứu các thông số đầu vào của chương trình PLAXIS 7.2
2.6.1. Lực dính đơn vị (c)
2.6.2. Góc nội ma sát 
2.6.3. Góc giản n 
2.6.4. Hệ số poisson 
2.6.5. Young's modulus (E)
2.7. Thống kê các đặc trưng cơ lý cơ bản tính toán của đất
2.7.1.Đặc trưng tiêu chuẩn

Đặc trưng chống cắt tiêu chuẩn
2.7.2. Đặc trưng tính toán
2.7.3. Thống kê địa chất cho công trình Phước Long B
2.7.3.1. Tính cI, I với xác suất tin cậy  = 0.95
2.7.3.2. Tính cII, II với xác suất tin cậy  = 0.85
2.8. Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ số nén Cc và hệ số cố kết CV
2.8.1. Xác định hệ số cố kết CV (cm2/s)
2.8.2. Xác định chỉ số nén (Compression Index): CC
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO THÍCH HP CỦA TƯỜNG
CỌC BẢN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH NHÀ 3 ĐẾN 5 TẦNG TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG, RẠCH Ở KHU VỰC PHÍA NAM – KHU
VỰC NGOẠI THÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
3.1. Tổng quan về công trình kè bảo vệ khu dân cư Phước Long B –
Quận 9, TP/HCM
3.2. Phân tích ưu khuyết điểm một số dạng kè bảo vệ khu dân cư Phước
Long B – Quận 9, Tp/HCM

21
21
22
23
23
24
25
25
26
27
28
28
28

29
29
29
32
33
33
33
33
33
35
35
35
36
38
39
41
41
44
51

51
52


3.2.1. Kè mái nghiêng - tấm bê tông lục lăng kết hợp đóng cọc BTCT
3.2.1.1 Chọn cao trình đỉnh và chân kè
3.2.1.2 Kết cấu kè
3.2.1.3. Phương án tính toán kiến nghị
3.2.1.4 Ưu, khuyết điểm
3.2.2. Tường cọc vây BTCT kết hợp với bản BTCT không có neo

3.2.2.1. Chọn cao trình đỉnh và chân kè
3.2.2.2. Kết cấu kè
3.2.2.3. Phương án tính toán kiến nghị
3.2.2.4. Ưu, khuyết điểm
3.3. Giải pháp đề nghị về cấu tạo hệ tường cọc bản bảo vệ công trình
nhà dân dụng trên nền đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long &
Khu vực ngoại thành Tp.Hồ Chí Minh
3.3.1. Lựa chọn dạng cấu tạo hệ tường cọc bản
3.3.2. Một số điểm cần xem xét để lựa chọn cấu tạo hệ tường cọc bản
hợp lý
3.3.2.1. Chiều cao tôn nền cho công trình
3.3.2.2. Dạng cấu tạo của kết cấu móng của công trình mà hệ tường
cọc bản bảo vệ
3.3.2.3. Vị trí tương đối giữa hệ tường cọc bản và công trình
3.3.2.4. nh hưởng của mực nước trước và sau tường
3.3.2.5. Sơ đồ tính toán hệ tường cọc bản bảo vệ công trình nhà dân
dụng từ ba đến năm tầng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
3.4. Các đặc trưng cấu tạo của tường cọc bản bê tông cốt thép dự ứng
lực (BTCT DƯL)
3.4.1. Ưu, khuyết điểm
3.4.1.1. Ưu điểm
3.4.1.2. Nhược điểm
3.4.2. Cấu tạo tường cọc bản bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DỨL)
3.4.2.1. Thành phần vật liệu cấu thành cọc bản
3.4.2.2. Liên kết cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước
3.4.2.3. Một số hình ảnh thi công tường cọc bản BTCT dự ứng lực
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN
ĐỊNH CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH NHÀ 3
ĐẾN 5 TẦNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG Ở ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH

52
52
52
53
53
54
54
54
55
55
58

58
59
59
59
61
61
62
66
66
66
66
66
66
68
69
69

4.1. Các dạng mất ổn định tường cọc bản
4.2. Một số phương pháp tính toán áp lực đất tác dụng lên tường cọc bản
4.2.1. Phương pháp Coulomb
4.2.2. Nhóm các công thức tính áp lực đất của các kỹ sư Đan Mạch
4.3. Tổng quan về cơ sở lý thuyết tính toán ổn định tường cọc bản
4.3.1. Nghiên cứu phương pháp tính toán ổn định tường cọc bản dựa theo
Blum – Lohmyer
4.3.1.1. Tính toán ổn định tường cọc bản có 1 đầu tự do
4.3.1.2. Tính toán ổn định tường cọc bản có 1 neo
4.3.1.3. Tính toán ổn định tường cọc bản có 1 neo dựa vào sự giúp đỡ
của máy tính
4.3.1.4. Tính toán độ bền của cọc bản, thanh neo, khoảng cách từ cọc
neo đến tường cọc bản.
a. Xác định độ cứng của cọc bản  (còn gọi là chỉ số mềm)
b. Xác định độ bền của cọc bản
c. Khoảng cách hợp lý từ bản neo (hoặc cọc neo) đến cọc bản
d. Xác định độ bền thanh neo
4.3.2. Tính toán ổn định tường cọc bản khi xem đất nền là môi trường
biến dạng đàn hồi cục bộ
4.3.2.1. Các giả thiết
4.3.2.2. Phương pháp giải bài toán
4.3.2.3. Trình tự tính toán
4.3.2.4. Sơ đồ tính
4.3.2.5. Qui luật phân bố hệ số nền
4.3.3. Tính toán ổn định tường cọc bản dựa trên lý thuyết Coulomb –
phương pháp giải tích
4.3.3.1. Tường cọc bản có 1 neo đầu tự do đóng vào đất cát
4.3.3.2. Tường cọc bản có 1 neo đầu tự do đóng vào đất sét (  0)
4.3.3.3. Tính toán ổn định tường cọc bản với đất và tường được mô

hình hóa thành một khối bằng FEM
4.3.4. Nghiên cứu tính toán ổn định tổng thể hệ tường cọc bản và khối
đất đắp sau lưng tường
4.3.4.1. Phương pháp W. Fellenious
4.3.4.2. Phương pháp A.W. Bishop
4.3.4.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp FEM - phần mềm Geo
Slope – modul Slope/w
4.4. Xác định tải trọng do công trình từ 3 đến 5 tầng truyền xuống móng
4.4.1. Tải trọng do công trình nhà 3 tầng truyền xuống móng
4.4.2. Tải trọng do công trình nhà 5 tầng truyền xuống móng
4.4.3. Ảnh hưởng do tải trọng công trình nhà 3 - 5 tầng lên hệ tường
cọc bản

69
70
71
75
76
76
76
85
85
87
87
88
89
90
90
90
90

91
93
97
97
98
99
101
102
103
105
109
109
109
110


4.4.3.1. nh hưởng do tải trọng công trình nhà 3 tầng lên hệ tường
cọc bản
4.4.3.2. Ảnh hưởng do tải trọng công trình nhà 5 tầng lên hệ tường
cọc bản
CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BIẾN
DẠNG CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ NHÀ 3 ĐẾN 5 TẦNG
TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU
LONG VÀ KHU VỰC NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH
5.1. Các dạng chuyển vị của tường cọc bản
5.1.2. Các dạng chuyển vị của tường cọc bản có 1 neo dưới tác dụng của
áp
lực ngang
5.1.3. nh hưởng của mức độ cố kết ban đầu của đất đến áp lực đất lên
tường

5.2. Cơ sở lý thuyết tính toán biến dạng của nền đất yếu sau lưng tường
cọc bản
5.2.1. Tổng quan về các phương pháp tính toán biến dạng của nền đất
yếu
sau lưng tường cọc bản
5.2.1.1 Tính toán nền theo trạng thái ứng suất cho phép
5.2.1.2 Tính toán nền theo trạng thái giới hạn về biến dạng (TTGH
II)
5.2.1.3 Tính toán nền theo trạng thái giới hạn về cường độ chịu tải
(TTGH I)
5.2.1.4 Tính toán nền theo lý thuyết cơ học đất tới hạn
5.2.2. Nghiên cứu tính toán biến dạng theo phương đứng của nhà 3 – 5
tầng ven sông trên đất yếu
5.2.2.1.Độ lún theo phương đứng do hiện tượng cố kết thứ 1
5.2.2.2.Độ lún không thoát nước hay độ lún tức thời do biến dạng
đàn hồi
5.2.2.3.Độ lún theo phương đứng do hiện tượng cố kết thứ 2
5.2.2.4.Độ lún theo phương đứng do hiện tượng từ biến do ứng suất
cắt 
5.2.3. Nghiên cứu tính toán biến dạng theo phương ngang của nhà 3-5
tầng ven sông trên đất yếu
5.2.4. Nghiên cứu tính toán độ lún theo thời gian dựa vào sự biến đổi độ
ẩm – độ chặt của đất nền
CHƯƠNG 6: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VỀ CẤU TẠO VÀ TÍNH
TOÁN CHO HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH NHÀ
DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG Ở VEN SÔNG (RẠCH ÔNG CÀY,

110
114
120

120
120

120
121
121

121
122
122
122
124
124
128
128
132
135
135
137


RẠCH ĐẤT SÉT) TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Ở VÙNG NGOẠI THÀNH
TP. HỒ CHÍ MINH
6.1. Yêu cầu
6.2. Nội dung tính toán
6.3. Tính toán tường cọc bản 1 neo có xét ảnh hưởng của móng cọc tiết
diện nhỏ nhà 5 tầng
6.3.1. Số liệu xuất phát
6.3.2. Tính ổn định tường cọc bản theo phương pháp đồ giải - Prosheet .

138
138
139
139
143

6.3.3. Tính ổn định theo phương pháp phần tử hữu hạn – Plaxis 7.22.

150

6.3.4. Tính toán độ bền của tường cọc bản BTCT Dự ứng lực.

160

6.3.5. Tính độ bền thanh neo.
6.3.6. Xác định chiều dài thanh neo.

161
161

6.4. Xét ảnh hưởng của móng băng nhà 3 tầng đối với hệ tường cọc bản

162

6.5. Tính toán biến dạng theo phương đứng của nhà 3 – 5 tầng ven sông
trên đất yếu.
6.5.1. Độ lún theo phương đứng do hiện tượng cố kết 1.
6.5.2. Độ lún không thoát nước do biến dạng đàn hồi.
6.5.3. Độ lún theo phương đứng do hiện tượng cố kết thứ 2 (từ biến) do ứng

suất pháp ().
6.5.4. Độ lún theo phương đứng do hiện tượng từ biến do ứng suất cắt ()
theo phương ngang (từ biến ra sông).
6.5.5. Xác định tốc độ dịch chuyển ngang ra sông do  .
6.5.6. Xác định độ chuyển dịch ngang do ứng suất  .
6.5.7. Xác định độ chuyển dịch ngang do nén chặt của lớp đất yếu .
6.5.8. Nghiên cứu tính toán biến dạng theo phương ngang của nhà 3-5 tầng
ven sông trên đất yếu.
6.5.9. Xác định thời gian cố kết.
CHƯƠNG 7: CÁC NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
7.1. Các nhận xét, kết luận và kiến nghị
7.2. Một số kiến nghị (nghiên cứu tiếp sau khi bảo vệ Luận Văn Thạc Sỹ)

167
167
168
168
170
172
172
173
173
173
173
173
180


THESIS SUMMARY




In the condition that our country is in the impetus developing together with
increasing population as the requirements opening the construction superficies.
In order to solve the requirements are to open the construction superficies while
the trajectory of dwelling in the city where it is moderating then the this is the
best suitable project in the present as to reform and to use the feeble land areas
side from the river and the arroyo
The MeKong River Delta and HoChiMinh City have the tangled along
side from rivers-arroyos in mostly in the land side from the river as the soft soil.
The inundation phenomenon and the erodibility happened annually causing very
great damages about the human and the properties of the State and the
inhabitants living in the plain of Mekong river and HoChiMinh City. Now, there
are already many projects against eroding and protecting the effective works but
in the majority of the methods are used as to protect the small works in far away
from the river border. The methods are used by the system of the width wallspiles to anchor so as to protect the works in of the river side as the methods
having the best effects in the matter saving the land superficies. Thereto, there
is always a number of the works the width walls-piles which happened the
breakdown as skidding, losing settlement, to be great transposed gradually to the
entire damages or then it must repair costly. Among one the damaged causes of
the width walls-piles are mainly due to the tasks to design, to investigate, to
create the calculations of the width walls-piles which are not suitable. Therefore,
out the duty is to clarify the influences due to tonnage of the house works in of
the river side over

the width walls-piles so as to find out the reasonable

distances from the width piles to the work foundation, the adjacent duty of the
theme as finding out the calculated methods and the structure of the width wallspiles to protect the civil houses in the river side reasonably and having the high

reliability as being very imperative in the present stage.
The thesis “RESEARCH OF STABILITY AND DEFORMATION OF
WIDTH WALLS-PILES PROTECTING CIVIL HOUSE FROM 3rd. FLOOR
TO 5th. FROM RIVER SIDE IN LAND CONDITIONS TO BE FEEBLE AND
INUNDATED IN PLAIN OF MEKONG RIVER” to include 3 main parts
having 7 chapters and appendix.


Part I. General research.
*Chapter 1 : General research about settlement and deformation of the
width walls-piles protecting the works from the river side in land conditions to be
feeble, inundated in Plain of Mekong River and suburbs of HoChiMinh City.
Part II. Detailed research and development.
* Chapter 2 : Research of fundamental characteristics about the feeble
land in river side from Plain of Mekong River and suburbs areas in HoChiMinh
City.
*Chapter 3 : Research of stable structure from width walls-piles protecting
house works from 3rd. floor to 5th floor on the feeble land foundation from riverarroyo sides in South Area – Suburbs areas of HoChiMinh City.
*Chapter 5 : Research of method calculating deformation from system of
width walls-piles protecting the houses from 3rd. floor to 5th floor on feeble land
foundation of the river side from Plain Of Mekong River and suburbs areas of
HoChiMinh City.
*Chapter 6 : Research of application about structure and calculation for
the system of width walls-piles protecting the civil houses 3rd. floor to 5th floor in
the river side (Arroyos of Ong Cay and Dat Set) on feeble land foundation in
suburbs of HoChiMinh City.
PART III. Conclusion and petition.
*Chapter 7: Observations and Conclusions and Petitions
Appendix.
Appendix consists of reference document list and calculating result.

MỞ ĐẦU




A. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:
Trong điều kiện đất nước ta đang trên đà phát triển, với sự gia tăng dân số
yêu cầu thực tế đòi hỏi là phải xây dựng nhiều công trình phục vụ cho sản xuất,
giao thông, dịch vụ, nhà ở, công trình công cộng… Vì vậy, việc mở rộng diện tích
xây dựng là điều tất yếu. Trong quá trình mở rộng diện tích xây dựng, để tiết
kiệm diện tích đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp thì đòi hỏi chúng ta phả i
tận dụng các khu đất mới chưa được khai thác để xây dựng công trình và phương
án phù hợp nhất là cải tạo và sử dụng các khu đất yếu ven sông, ven biển.
Đồng Bằng Sông Cửu Long và khu vực ngoại thành thành phố Hồ Chí
Minh có nhiều sông rạch chằng chịt, phần lớn đất ở ven sông là đất yếu. Hiện
tượng lũ lụt và xói lở xảy ra hàng năm gây thiệt hại rất lớn về người và của.
Hiện tại đã có rất nhiều phương pháp để chống xói lở và bảo vệ công trình như :
tường rọ đá, tường vải địa kỹ thuật, kè mái bằng đá xây, kè mái bằng tấm
bê tông tự chèn kết hợp cọc BTCT, tường bằng cọc BTCT đỡ bản BTCT...
Tuy nhiên các phương pháp này đều có những hạn chế và phạm vi áp dụng nhất
định như đa số các phương pháp thường dùng là để bảo vệ các công trình nhỏ ở
cách xa bờ sông. Phương pháp sử dụng hệ tường cọc bản để bảo vệ công trình
ven sông là phương pháp có hiệu quả nhất trong việc tiết kiệm diện tích đất và
cũng là phương pháp chống xói lở hiệu quả nhất.
Đề tài đặt ra nhiều vấn đề cần nghiên cứu giải quyết. Do thời gian hạn
chế, tác giả chủ yếu tập trung nghiên cứu: khoảng cách hợp lý từ cọc bản đến
mép móng công trình (tức là xét ảnh hưởng cuả móng công trình lên tường); giải
quyết vấn đề áp lực nước trước tường cọc bản do lũ lụt; quan hệ giữa độ cứng

cọc bản đến momen uốn trong cọc bản; tìm phương pháp tính toán tường cọc bản
đáng tin cậy và hiệu quả; xem xét tính hợp lý của việc sử dụng móng băng trên
nền gia cố đối với công trình nhà 3 tầng ven sông là hợp lý hay khoâng ?


+ Điều này đặt ra các nhiệm vụ cần phải nghiên cứu:
1. Nghiên cứu đất yếu ven sông ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và Khu vực
ngoại thành Tp. Hồ Chí Minh .
2. Nghiên cứu cấu tạo của công trình tường cọc bản bảo vệ công trình nhà
dân dụng ba đến năm tầng ven sông.
3. Nghiên cứu phương pháp tính toán công trình tường cọc bản bảo vệ
công trình nhà ba đến năm tầng ven sông .
+ Phương hướng nghiên cứu đề xuất:
1. Dựa vào các đặc điểm cơ bản của đất yếu ven sông, tình hình lũ lụt và
sạt lở mái dốc bờ sông, đề nghị một dạng cấu tạo thích hợp của bờ kè
bảo vệ các công trình ven sông. Trong luận văn, tác giả kiến nghị chọn
một vị trí công trình cụ thể (Khu dân cư Phước long B) rồi đề xuất
nhiều phương án cấu tạo Kè bảo vệ bờ, từ đó phân tích lựa chọn dạng
cấu tạo tối ưu.
2. Nghiên cứu các phương hướng tính toán hệ tường chắn chịu lực ngang.
Chọn phương pháp đồ giải theo Blum (được chỉ định thiết kế trong 22
Tiêu chuẩn ngành 207-92) để làm mô hình tiền định so sánh với các
phương pháp giải khác.
3. Dựa vào các kết quả nghiên cứu đã có như : cấu tạo móng băng (móng
nông) có xử lý nền dưới đáy móng cho nhà 3 tầng, móng cọc tiết diện
nhỏ (móng sâu) cho công trình nhà 5 tầng.
4. Nghiên cứu ảnh hưởng của công trình nhà dân dụng 3-5 tầng ven sông
lên hệ công trình tường cọc bản. Từ đó rút ra được khoảng cách tối ưu
của móng nhà đến cọc bản, cũng như xem xét giải pháp móng nông
cho công trình nhà 3 tầng có hợp lý không?

5. Tính toán ổn định và biến dạng của Tường cọc bản bằng phương pháp
đồ giải – chương trình Prosheet có xét tải trọng do công trình nhà tác
động lên tường. Đồng thời, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn –
chương trình Plaxis (hiện này phương pháp này đã được sử dụng rộng


rãi trong các đơn vị tư vấn cũng như đơn vị kiểm định) để tính toán
kiểm tra chéo, góp phần tìm hiểu việc sử dụng một công cụ tính toán
địa cơ mạnh như Plaxis một cách đúng đắn.
6. Ngoài ra, tiến hành tính toán biến dạng của nền đất yếu dưới đáy
móng công trình – móng băng cho nhà 3 tầng ven sông. Từ đó, rút ra
được việc nên hay không nên xây dựng móng nông cho các tòa nhà 3
tầng ven sông.
B. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
Đề tài chỉ nghiên cứu các phương hướng và phương pháp tính toán và cấu
tạo của tường cọc bản BTCT dự ứng lực có 1 neo thi công bằng phương pháp xói
nước kết hợp với búa rung bảo vệ công trình nhà dân dụng 3-5 tầng ven sông.
Đề tài không đề cập đến các vấn đề khác như: sóng va do tàu thuyền gây
xói lở, tải trọng động tác dụng lên công trình tường cọc bản, không xét tính sự
làm việc không gian của tường cọc bản.
Chấp nhận mô hình tính theo Blum – Lohmyer là phương pháp được dùng
trong nhiều tiêu chuẩn thiết kế công trình (cả trong tiêu chuẩn thiết kế hiện hành
của Việt Nam 22 TCN 207-92 và 22TCN 219-94) làm mô hình tiền định trong
luận văn này.
Về ảnh hưởng của lũ lụt lên tường cọc bản. Do thời gian hạn chế, nên tác
giả chỉ dừng lại ở biện pháp xử lý về mặt cấu tạo ( khoan tạo lỗ trên tường cọc
bản nhằm tạo cân bằng áp lực nước trước và sau lưng tường); còn về mặt tính
toán có xét đến chênh lệch mực nước lên xuống trong ngày.
Phần ứng dụng tính toán của luận văn, tác giả chọn công trình cụ thể là
Khu dân cư Phước Long B ở khu vực Quận 9, là nơi tác giả có nhiều cơ hội trực

tiếp khảo sát, hoặc kham khảo các tài liệu về địa chất khu vực Quận 9 như: cầu
Rạch Chiếc, khu dân cư Phước Long B, đường Đỗ Xuân Hợp, đường Lã Xuân
Oai…


Hình 1.1: BẢN ĐỒ ĐẤT ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG


-1CHƯƠNG 1:
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA HỆ
TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ CÁC CÔNG TRÌNH VEN SÔNG TRONG
ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU
LONG VÀ VÙNG NGOẠI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH.




1.1. MỘT SỐ SỰ CỐ HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH TƯỜNG CỌC BẢN:
Để chống xói lở, bảo vệ các công trình đặc biệt là các công trình có qui
mô lớn nằm gần sát bờ sông thì biện pháp hiệu quả nhất là sử dụng các dạng
công trình tường cọc bản. Các dạng công trình tường cọc bản có khả năng chống
xói lở ở cả bên bờ sông lẫn ở dưới sâu và giữ ổn định bảo vệ công trình rất tốt.
Hạn chế của phương pháp này là chí phí xây dựng công trình rất lớn và đòi hỏi
kỹ thuật máy móc thi công phức tạp. Do đó, các dạng công trình chống xói lở
dùng tường cọc bản chỉ sử dụng để bảo vệ các công trình lớn quan trọng ở những
nơi mà nguy cơ xói lở cao hoặc dùng để bảo vệ bờ sông, xây dựng các công trình
Cảng. Tuy tường cọc bản có nhiều ưu điểm trong việc chống xói lở và bảo vệ
công trình nhưng việc tính toán và thiết kế công trình tường cọc bản hiện nay
vẫn còn một số điểm chưa hợp lý. Sự không hợp lý này thể hiện ở những sự cố
công trình đã xảy ra và gây hư hại tổn thất rất lớn về người và tài sản. Cụ thể

trong thời gian gần đây khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long và vùng ngoại thành
Tp.Hồ Chí Minh đã xảy một số sự cố công trình liên quan đến hệ tường cọc bản
như sau:
1.1.1. SỰ CỐ XẢY RA ĐỐI VỚI HỆ TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ MỐ CẦU
XÁNG (CỦ CHI):


-2Tháng 9/1993, xảy ra sự cố đối với mố Cầu Xáng, mố cầu bị trượt và phải
thay bằng mố mới lùi vào phía trong, đường vào cầu phía Củ Chi lại bị trượt sâu,
dù có bệ phản áp.
Nguyên nhân:
 Do sự phá hoại của tường cọc bản bảo vệ mố cầu.
 Không xét đến đất yếu, thực tế lại là có lớp bùn sét lẫn hữu cơ dày 6m nhão
loảng, lớp dưới 11m sét dẻo mềm dẻo nhão, lớp tiếp theo là cát mịn bột
loãng rời.
 Không xét và tính đúng ổn định và biến dạng của công trình trên đất yếu. Do
đó khi xử lý công trình này thì chúng ta phải xem xét và nguyên cứu thật kỹ
2 nguyên nhân trên.

Hình 1.2: CẤU TẠO TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ MỐ CẦU XÁNG – CỦ CHI


-3-

TẢI TRỌNG CÔNG TRÌNH

TẢI ĐẤT ĐẮP SAU MỐ

MNCN
SỰ DỊCH CHUYỂN

CỦA TẢI ĐẤT ĐẮP

BÙN SÉT

Hình 1.3: SƠ ĐỒ THỂ HIỆN SỰ DỊCH CỦA LỚP ĐẤT YẾ U VỚI TẢI ĐẤT ĐẮP
SAU MỐ – CẦU XÁNG – CỦ CHI.


-4-

Hình 1.4: MẶT CẮT NGANG CẤU TẠO HỆ TƯỜNG CỌC BẢN – CẦU XÁNG.


-5-

Hình 1.5: MẶT BẰNG CẤU TẠO KẾT CẤU TƯỜNG CỌC BẢN – CẦU XÁNG.


-61.1.2. SỰ CỐ CÔNG TRÌNH BỜ KÈ TRẦN HẦU - THỊ XÃ HÀ TIÊN:
Bờ kè Trần Hầu - thị xã Hà Tiên vừa được xây xong chưa đầy một tháng
thì một đoạn kè dài hơn 30m đã xụp đổ và trôi ra biển, còn một đoạn khác lại bị
uốn cong như con rắn bò (Báo Tuổi trẻ ngày thứ ba 18/03/2003). Khi bờ kè bị
xụp, không có người dân và thuyền bè qua lại nên không có thiệt hại về người.
Sơ lượt về cấu tạo kè:
- Chiều dài toàn bộ tuyến kè là 300m với tải trọng khai thác trên bến là
0.3T/m2 , tải trọng tàu < 300CV. Kết cấu kè là 1 hàng cọc BTCT 35*35cm M300
dài 14m đóng xiên 1:8, cọc có thiết kế bố trí 2 cánh 2 bên dày 15cm để lắp đặt
bản chắn. Cao độ thiết kế khi hạ cọc là +0.5m, cao độ đầu cọc sau khi phá dở
BT đầu cọc là +0.05m.
- Đỉnh kè là 01 dầm mũ BTCT M300 đổ tại chỗ. Kích thước dầm mũ

55*60cm và đổ liền khối với tường chắn đất BTCT dày 20cm.
- Chân kè được gia cố đá hộc dày 40cm, lớp đá dăm dày 20cm. Đoạn kè
tại vị trí có mặt cắt 1-1 có cao trình đất tự nhiên thấp được gia cố có độ dốc m =
2 từ cao trình -1.5 đến -3.2m. Cấu tạo mái đá bao gồm lớp đá hộc dày 30cm, lớp
đá 4x6 dày 15cm.
- Đáy kè được bố trí bè cừ tràm tạo phẳng. Bè cừ tràm có tác dụng phân
bố đều ứng suất xuống lớp đất nền.
- Tường chắn đất có bố trí các lỗ thoát nước bằng ống PVC Þ50 để thoát
nước. Các ống PVC được bịt 02 lớp vải địa kỹ thuật để tránh trôi cát ra phía
ngoài. Thiết kế lớp vải địa kỹ thuật để ngăn cản đất cát sau kè trôi qua các khe
nối giữa cọc và bản chắn.
- Tải trọng khai thác trên bến là 0.3 T/m2 .


-7Nguyên nhân:
 Thi công xáng thổi cát đã không tuân thủ đúng nguyên tắc đắp cát và đã tạo
nên một áp lực ngang rất lớn cho hệ tường cọc ván thẳng đứng đã thi công
trứơc, làm cho hệ chân của tường bị xô lệch dẫn tới mất ổn định.
 Biểu đồ moment này được xây dựng theo phương pháp đồ giải qua cách thực
hiện đa giác dây để xác định Moment uốn lớn nhất trong tường và như vậy
đã có sự mâu thuẫn trong quan niệm chân tường cọc bản được ngàm vào
trong lớp đất tốt mà phương pháp tính lại theo cách giải tích: chân tường ở
dạng tự do trên quan điểm cân bằng giới hạn của Mohr-Coulomb.
 Tổng số hố khoan của công trình này là 03 hố cho 300m chiều dài bờ kè (1
hố khoan trên cạn, 2 hố khoan dưới nước), chiều sâu mỗi hố là 15m. Sự cố
công trình có thể đã xảy ra tại vị trí giữa hai hố khoan do không có số liệu
khảo sát địa chất đầy đủ.

Hình 1.7: BỜ KÈ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI HÀ TIÊN