Nghiên cứu ổn định và biến dạng của nền đất yếu ven sông, dưới công trình đường cấp 60, kết hợp làm đê bao chống lũ ở đồng tháp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
**************************

PHẠM CAO HUYÊN

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT
YẾU VEN SÔNG, DƯỚI CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG CẤP 60,
KẾT HP LÀM ĐÊ BAO CHỐNG LŨ Ở ĐỒNG THÁP

CHUYÊN NGÀNH

: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

MÃ SỐ NGÀNH

: 31.10.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2005


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

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập − Tự Do − Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên : PHẠM CAO HUYÊN
Ngày, tháng, năm sinh : 30 − 12− 1978
Chuyên ngành : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

Phái : Nam
Nơi sinh : Quảng Ngãi
Mã số : 31.10. 02

I- TÊN ĐỀ TÀI :
NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT YẾU VEN SÔNG DƯỚI CÔNG TRÌNH
ĐƯỜNG CẤP 60, KẾT HP LÀM ĐÊ BAO CHỐNG LŨ Ở ĐỒNG THÁP
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
1- NHIỆM VỤ:

Nghiên cứu các giải pháp cấu tạo nền đường đắp và giải pháp gia cố nền đất yếu dưới nền
đường; Nghiên cứu tính toán thấm, ổn định theo thời gian trong qúa trình lũû ngập và lũ rút ra khỏi
đường
2- NỘI DUNG:
PHẦN I: TỔNG QUAN

Chướng1 : Tổng quan về xây dựng đường ven sông trên đất yếu làm đê bao chống lũ ở ĐBSCL
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN

Chướng2 : Nghiên cứu các đặc trưng cơ lý đất và thủy văn ở Đồng Tháp cùng các vùng phụ cận
Chương3 : Nghiên cứu một số giải pháp cấu tạo của đường cấp 60 trên đất yếu ven sông kết hợp
làm đê bao chống lũ ở Đồng Tháp
Chương4 : Nghiên cứu tính toán thấm qua nền đắp đê, đường bằng phương pháp PTHH (FEM)
Chương5 : Nghiên cứu tính toán ổn định và biến dạng nền đắp đê, đường bằng phương pháp

PTHH (FEM)
Chương6 : Nghiên cứu ứng dụng cho công trình thực tế trên nền đất yếu có xét đến thấm, ổn
định và biến dạng tại Đồng Tháp
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
:
2005
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ
: 30-10 -2005
V – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
: TS. LÊ BÁ VINH
GS.TSKH. LÊ BÁ LƯƠNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

TS. LÊ BÁ VINH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

GS.TSKH. LÊ BÁ LƯƠNG

BAN TƯ VẤN CHUYÊN NGÀNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH

TS. VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương Luận Văn Thạc Só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua
Ngày tháng năm 2005

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

KHOA QUẢN LÝ NGAØNH


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:

TS. LÊ BÁ VINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2:

GS.TSKH. LÊ BÁ LƯƠNG

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 năm 2005


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn đến gia đình, cơ quan
của tôi đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Giáo Sư Tiến Só Khoa Học Lê
Bá Lương đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện luận
văn này. Thầy đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em

có thể hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn Tiến Só Lê Bá Vinh đã tận tình hướng
dẫn và giúp đỡ trong suốt thời gian em thực hiện luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn Tiến Só Bùi Trường Sơn đã tận tình giúp
đỡ em trong thời gian thực hiện luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn Giáo Sư Tiến Só Khoa Học Nguyễn Văn
Thơ, Tiến Só Châu Ngọc Ẩn, Tiến Só Lê Bá Khánh, Tiến Só Võ Phán
cùng các Thầy, Cô phòng Quản Lý Khoa Học Khoa Sau Đại Học đã
giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt những năm học cao học và hoàn thành
luận văn này.


TÓM TẮT LUẬN VĂN

Tên đề tài :
Nghiên cứu ổn định và biến dạng của nền đất yếu ven sông, dưới công
trình đường cấp 60, kết hợp làm đê bao chống lũ ở Đồng Tháp.

Tóm tắt:
Đồng Tháp là tỉnh thuộc ĐBSCL có hệ thống giao thông phát triển nhưng
thường chịu ngập lũ sâu ở các huyện thượng nguồn Sông Mê Kông như: Hồng
Ngự, Tân Hồng, …Do đó phải xây dựng đê bao chống lũ, đồng thời kết hợp làm
đường giao thông ven sông.
Các công trình đường kết hợp làm đê bao chống lũ không những đáp ứng
khả năng chịu tải của đường mà còn phải chịu áp lực nước do lũ. Trong nội dung
luận án này, tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của mực nước lũ, sự dao động theo
mùa lên độ ổn định của công trình đắp, từ đó kiến nghị một số giải pháp thích
hợp cho vùng ngập lũ sâu ở Đồng Tháp.
Ngoài ra tác giả nghiên cứu tính toán thấm, ổn định cho thân và nền đường
theo thời gian lũ ngập và rút bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), đồng

thời áp dụng tính toán vào công trình thực tế


SUMMARY OF THESIS

Title of thesis:
Research on calculating the stability and deformation of soft soil ground
under the 60 (kilometres per hour) grade road construction along the banks of the
river, to make flood control dyke in Dong Thap province.
Abstract:
Dong Thap province in Me Kong delta have got developing road system but
the flood in source district, for example Hong Ngu, Tan Hong . . . There fore, We
often construct flood control dyke combine to make river side road .
The road constructions in the deep flooding areas are often built with a
high filling height and filled on soft ground in which the thickness of soft clay
layer is thin. In content of the thesis, the author studies on structural road
solutions and soft ground improvement solutions under embankment to propose
the suitable solutions for road basement construction in deep flooding areas of
Dong Thap province.
Besides the author studies on calculating the seepage, stability of
embankment on soft ground according to time to the flood soak and go down by
Fem method. At the same time, apply to caculus a real construction


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu ........................................................... 1
2. Mục tiêu của Đề tài ................................................................................. 2
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG VEN SÔNG TRÊN ĐẤT
YẾU LÀM ĐÊ BAO CHỐNG LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

1.1. Tình hình xây dựng công trình đắp trên đất yếu ở Việt Nam nói chung và ở
ĐBSCL nói riêng ........................................................................................ 3
1.2. Một số công trình đường và đê...............................................................4
1.3. Một số biện pháp gia cố nền đất yếu cho đường và đê .........................8
1.4. Một số nhận xét và hướng nghiên cứu..... ... ... ... .. .............................14
CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ ĐẤT VÀ THỦY VĂN
Ở ĐỒNG THÁP CÙNG CÁC VÙNG PHỤ CẬN
2.1. Tổng quan địa chất và thủy văn Đồng Bằng Sông Cửu Long ..............15
2.1.1. Cấu trúc địa chất
2.1.2. Sự phân bố đất yếu
2.1.3. Chế độ thủy văn
2.2. Tổng quan địa chất và thủy văn Đồng Tháp..........................................17
2.2.1. Đặc trưng cơ lý
2.2.2. Một số mặt cắt tiêu biểu cho vùng ngập lũ sâu
2.2.3. Một số mặt cắt tiêu biểu cho vùng ngập lũ nông
2.2.4. Thủy văn Đồng Tháp
CHƯƠNG 3 - NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO HP LÝ CỦA ĐƯỜNG
CẤP 60 TRÊN ĐẤT YẾU VEN SÔNG KẾT HP LÀM ĐÊ BAO CHỐNG LŨ
Ở ĐỒNG THÁP
3.1. Yêu cầu đường cấp 60, đồng bằng........................................................31
3.1.1. Vận tốc thiết kế
3.1.2. Các yếu tố mặt đường
3.1.3. Các qui định khác trong thiết kế nền đắp


3.1.4. Các giải pháp cấu tạo nền đường đắp trên đất yếu ở Đồng Tháp
3.2. Yêu cầu đê cấp III................................................................................33
3.3. Một số giải pháp cấu tạo kiến nghị cho đê kết hợp đường ..................45
CHƯƠNG 4 - NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THẤM QUA NỀN ĐÊ, ĐƯỜNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PTHH (FEM)

4.1. Giới thiệu phần mềm Seep......... .........................................................49
4.2. Cơ sở lý thuyết tính thấm.......................................................................51
4.3. Sự tương quan giữa hệ số thấm, lưu lượng thấm, gradien thủy lực và điểm ra
của cột nước hạ lưu.................................................................................... 66
4.4. Qúa trình thấm ướt vào đường ở vùng chênh lệch mực nước thựơng hạ lưu
lớn (trong qúa trình ngập lũ) và qúa trình thoát nước do mực nước thượng lưu hạ
thấp (khi lũ rút) ....................................................................................... 72
4.5. Nhận xét và đánh giá......................................................................... 90
CHƯƠNG 5 - NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN
DẠNG NỀN ĐÊ, ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PTHH (FEM)
5.1. Cơ sở lý thuyết tính tóan ổn định...........................................................92
5.2. Tính tóan ổn định mái dốc bằng phần mềm Slope/W............................96
5.3. Tính tóan biến dạng bằng phần mềm Sigma/W..................................109
5.4. Nhận xét và đánh giá.........................................................................116
CHƯƠNG 6 - NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH
ĐƯỜNG, ĐÊ THỰC TẾ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CÓ XÉT ĐẾN THẤM, ỔN
ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TẠI ĐỒNG THÁP
6.1. Cấu tạo địa chất đặc trưng tuyến.........................................................119
6.2. Tải trọng xe tác dụng lên nền đường ...................................................121
6.3. Các thông số kích thước đường.............................................................121
6.4. Tính toán kết cấu đường..................................................................... ..123
6.6. Nhận xét .......... ....................................................................................131
CÁC NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quỳ: Cơ Học Đất, Nhà Xuất
Bản đại học và trung học chuyên nghiệp, 1977.
2. Châu Ngọc Ẩn: Nền móng, nhà xuất bản Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí
Minh, 2002.

3. Châu Ngọc Ẩn : Cơ Học Đất, Nhà Xuất Bản đại học quốc gia TPHCM,2004.
4. Nguyễn Duy Chí, Tính tóan ổn định của thủy triều đến chế độ ẩm của nền
đường ở đồng bằng Nam Bộ.
5. Nguyễn Phước Duy Đức, Tính tóan ổn định công trình đắp bằng phương pháp
vải địa kỹ thuật và lưới tre trên đất yếu ở ĐBSCL, Luận văn thạc só KHKT,
2004
6. Tạ Thị Thu Hiền, Ứng xử của đất yếu trong qúa trình gia tải trước, Luận văn
thạc só KHKT, 2004.
7. Lê Bá Lương và nhiều tác giả khác: Công trình trên đất yếu trong điều kiện
Việt Nam, Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh, 1989.
8. Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Công Thắng: Bài giảng cơ đất không bão hòa và
Geoslope office 5, 2002 .
9. Hoàng Văn Tân và nhiều tác giả khác: Những phương pháp xây dựng công
trình trên nền đất yếu, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, 1973
10. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Dũng: Cơ Học Đất, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ
Thuật, 2000.
11. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái: Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong
phân tích nền móng, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, 2003.
12. Trần Thị Thanh, Nguyễn Việt Tuấn, Xác định vùng chịu nén trong n6n đất
yếu bão hòa nước dưới khối đất đắp của đê ở ĐBSCL, Tuyển tập kết qủa
KHCN năm 2003.
13. Nguyễn Văn Thơ: Thổ Chất Và Công Trình đất, Bài giảng.
14. Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh: Xây Dựng Đê Đập, Đắp Nền Tuyến Dân
Cư Trên Đất Yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long- Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp,
2002
15. Tiêu Chuẩn TCVN 22 TCN –211-93: Qui Trình Thiết Kế o Đường Mềm, Bộ
Giao Thông,1993
16. Tiêu Chuẩn 22 TCN –248 –98: Tiêu Chuẩn Thiết Kế Và Nghiệm Thu Vải Địa
Kỹ Thuật Trong Xây Dựng Nền Đắp Trên Đất Yếu, Bộ Giao Thông,1998.
17. QPTL.A6.77, Qui phạm phân cấp đê, Bộ Thủy Lợi, 1977.

18. 14TCN 84-91, tiêu chuẩn ngành Công Trình Bảo Vệ Bờ Sông, Đê Chống Lũ,
1984.
19. D.G. Fredlund, H.Rahardjo : Cơ Học Đất cho đất không bão hòaTập 1&2,Nhà
Xuất Bản Giáo Duïc, 2000
20. D.G. Fredlund, Fauziah Kasim, Permeability Functions For Unsaturated
Residual Soits, University Saskatchewan, Canada,1999
21. John Atkinson: An Introduction to The Mechanics of Soil and foundations,
Mcgraw – Hill Book Company.
22. R. Whitlow: Cơ Học Đất Tập 1&2, Nhà Xuất Bản Giáo Duïc, 1995.
23. User’s guide, Seep / W for finite element seepage analysis, version 5


-1-

MỞ ĐẦU
1- SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU :
Đồng Tháp là một trong những tỉnh ở Đồng bằng sông Cửu Long, có
diện tích tự nhiên khá lớn, đất đai phì nhiêu có những thuận lợi về khí hậu,
nhiều tiềm năng kinh tế, là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp và giao
thông thủy bộ.
Tuy nhiên, cơ sở hạ tầng, hệ thống giao thông nội bộ trong vùng còn
nhiều khó khăn, nhất là khu vực tiếp giáp với thượng nguồn sông Mê Kông
thường chịu ngập lũ hằng năm. Lũ lụt gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng
cho hệ thống giao thông như lún sụt, sạt lở… và ảnh hưởng trực tiếp đến đời
sống nhân dân trong vùng, gây nên những khó khăn, mất mác về người và
của, làm cản trở giao thông trong vùng. Bên cạnh đó, nếu không có các
tuyến đê bao chống lũ tạo một hế thống kín cho khu vực sản xuất nông
nghiệp thì năng suất sẽ giảm nhiều. Chi phí khắc phục hậu quả do lũ gây ra

hằng năm là rất lớn .
Từ những vấn đề cấp thiết , bức bách của thực tế ở Đồng bằng sông
Cửu Long nói chung và Đồng Tháp nói riêng trong nhiều năm trở lại đây
khiến Đảng , Chính phủ và nhân dân cả nước hướng về Đồng bằng sông Cửu
Long, vựa lúa của cả nước. Bên cạnh đầu tư rất lớn để phát triên, Đảng và
Nhà nước ta còn chủ trương đối với Đồng bằng sông Cửu Long là sống chung
với lũ., tạo ra những tuyến đê bao cho khu dân cư chống lũ, kết hợp làm
đường, phát triển hệ thống giao thông trong vùng nhằm hạn chế thiệt hại đến
mức thấp nhất do lũ gây ra, đồng thời đảm bảo thông suốt giao thông trong
quá trình lũ ở những trục giao thông chính. Bên cạnh đó cần phải có sự kết
hợp giữa giao thông với thủy lợi trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng, nghiên
cứu các vật liệu đắp đê, đường; các giải pháp cấu tạo của đê đường và các
giải pháp chống xói lở.
Thực tế, một số công trình đê trước đây, chủ yếu làm nhiệm vụ chính
là ngăn lũ, kết hợp làm đường giao thông nông thôn nhỏ, chịu tải trọng bé và
các công trình đường thì thiết kế chủ yếu chịu tải trọng đứng của xe cộ và
giảm tối đa áp lực ngang của nước bằng các cống, bộng... Vì vậy nghiên cứu
phương hướng tính toán và các giải pháp thiết kế là rất cần thiết, tiết kiệm
kinh phí cho nhà nước và góp phần thúc đẩy xã hội ngày càng hiện đại hóa,
đặc biệt là hệ thống giao thông ven sông rạch.


-22- MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI :
∗. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là :
1. Phân vùng ngập lũ ở Đồng Tháp để có cơ sở tính toán, định hướng
, tối ưu hoá qui hoạch, mô hình thiết kế kết cấu nền đường kết hợp
đê bao chống lũ hợp lý, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đạt hiệu quả
kinh tế
2. Tập trung nghiên cứu một số giải pháp cấu tạo đường cấp 60 kết
hợp làm đê phòng lũ ven sông trên đất yếu ở Đồng Tháp.

3. Nghiên cứu các giải pháp tính toán thấm,các ảnh hưởng lên độ
ổn định và biến dạng cho đường cấp 60 kết hợp làm đê bao chống
lũ ở ven sông trên đất yếu ở Đồng Tháp bằng phương pháp tính
trong đó có phương pháp PTHH.
*. Giới hạn của đề tài:
1. Chủ yếu xét đến tính ổn định, biến dạng của công trình đắp mà
không xét phương pháp gia cố nền. Phương pháp gia cố trên công
trình đắp là phương pháp thường được sử dụng hiện nay ở ĐBSCL.


-3CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG VEN SÔNG TRÊN ĐẤT
YẾU LÀM ĐÊ BAO CHỐNG LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
1.1. Tình hình xây dựng công trình đắp trên đất yếu ở Việt Nam nói chung
và ở ĐBSCL nói riêng
Ở Việt Nam công trình đắp là một trong những loại công trình xây dựng
lâu đời và thường gặp nhất. Trong hệ thống đê sông, đê biển cùng hàng nghìn
km đường ô tô, đường sắt đắp qua vùng chiêm trũng của đồng bằng sông Hồng
và sông Cửu Long.
Hệ thốâng đường ô tô nước ta rất lớn bao gồm các đường quốc lộ, tỉnh lộ
và đường nối các xã với nhau. Tuy nhiên xây dựng đường trên đất yếu gặp
không ít khó khăn , một số đoạn đường thi công theo các phương pháp hiện đại
và có gia cố thì rất tốt còn lại một số đoạn đường đã bị hư hại nặng bởi việc thi
công bằng thủ công hoặc bằng xáng thổi nhưng không gia cố vẫn còn một số tồn
tại sau:
Đối với đất cát, cát pha sét, sét pha cát thì một năm sau khi thi công xong
có thể làm nền đường (quá trình tự cố kết là 1 năm)
Đối với đất bùn sét : quá trình tự cố kết sẽ kéo dài từ 1-2 năm, sau khi thi
công xong, đất đấp bùn sét vẫn còn mềm yếu: chỉ khô cứng, nứt nẻ lớp đất phía

trên, lớp đất phía dưới vẫn ở trạng thái nhão, do đó chưa thể sử dụng để làm nền
công trình. Nếu không có giải pháp tăng nhanh quá trình cố kết thì tiến độ thi
công sẽ chậm lại, không hiệu quả kinh tế.
Nền đường bị mất ổn định do bị lún sụp hoặc trượt trồi trong hoặc sau khi
xây dựng
Một số công trình đường bị hư hỏng do nền đường.
- Đường đắp vào cầu Thường Phước – Quận 9, TPHCM
- Đường đầu cầu Thông Lưu – Quốc lộ 1, Tiền Giang.
- Đường vào cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh – TPHCM.
- Đường Quốc lộ 1A – Đoạn Hô Phong Cà Mau.
- Đường Nhà Bè – TPHCM…
Nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng của phần lớn các đường này là do
nền đắp bị lún, lún không đều và bản thân cường độ đất nền không đủ khả năng


-4chịu tải. Bởi vì không có biện pháp xử lý thích đáng , đất đắp không được đầm
chặt, đắp lên lớp bão hòa nước không có lớp đất thoát nước tốt nên tốc độ thoát
nước rất chậm.
Hệ thống đê điều nước ta có từ rất lâu đời , con đê đầu tiên có từ thế kỷ
thứ nhất sau công nguyên cùng thời Hai Bà Trưng đến đầu thế kỷ 11, nhà Lý
đắp đê thành Đại La và đến thế kỷ 13, thời nhà Trần đê sông Hồng được đắp
nối dài từ Việt Trì đến biển để phòng chống lũ. Đến nay Việt Nam có gần
8000Km đê gồm 6000km đê sông và 2000Km đê biển. Riêng hệ thống sông
Hồng có 3000km đê sông và 1500 km đê biển.
Tại đồng bằng sông Cửu Long đê ngăn lũ, đê ven sông, đê ven biển là
những tuyến đê xung yếu phục vụ kiểm soát lũ thượng lưu, ngăn mặn giữ ngọt
cho vùng ven biển, phòng tránh thiên tai bảo vệ sản xuất, ổn định và phát triển
kinh tế xã hội, bảo vệ an ninh quốc phòng cho toàn vùng rộng lớn của đồng
bằng sông Cửu Long. Một số đê được xây dựng cho đến nay vẫn còn rất tốt, theo
ngày tháng nó càng ổn định hơn nhưng có một số đê bị hư hỏng do sạt mái, mất

ổn định nền như đê Sa Rài – Đồng Tháp …
Hiện tại có rất nhiều đê đã xây dựng tại đồng bằng sông Cửu Long như:
- Đê ngăn lũ Tân Thành Lò Gạch – tỉnh Đồng Tháp.
- Đê biển Bạc Liêu.
- Đê biển Cà Mau đoạn Ôâng Đơn – Cái Nháp.
- Đê tả cửa sông Đốc, huyện Trần Văn Thời, Cà Mau.
- Đê sông Đầm Dơi, đê sông Đầm Chim – Cà Mau.
- Đê bao Ô Môn, Xà No tỉnh Kiên Giang, Hậu Giang.
- Đê bao Mỹ Thanh – Phú Hữu, Sóc Trăng.
- Đê kênh Ba và đê biển Gò Công.
- Đê Tứ Tân – Tân Hồng – Đồng Tháp.
- Đê thị trấn Vónh Hưng…
Các đê trên đã xây dựng, đã và đang thiết kế, có đê đã nhiều năm khai
thác và đã được Viện KHTL Miền Nam theo dõi qúa trình lún, cố kết theo thời
gian. Tuy nhiên đê không qúa lớn và chịu tải trọng đứng bé, tuy đã nhiều năm
nhưng vùng cố kết từ mặt đê xuống không lớn. Hơn nữa đê bao thiết kế ở những
vùng lũ bé và không ngăn lũ lớn nhất mà chỉ ngăn lũ tiểu mãn.
1.2.Một số công trình đường và đê:
1.2.1. Công Trình Đường Vào Cầu Trường Phước - Quaän 9:


-5Dài 295m, Cầu Trường Phước là con đường duy nhất nối xã Long Phước
(là một cù lao) với đất liền , dọc theo con đường vào cầu ở cả hai phía là hai con
lạch nhỏ có độ sâu tương đối so với mặt đường là 4,5m; cùng đổ ra nhánh phụ
của sông Đồng Nai mà cầu Trường Phước bắc qua. Khánh thành ngày 15/4/1999.
Vào tháng 4 năm 1999, tại mố B đường vào cầu Trường Phước bị trượt,
Đất đắp sỏi đỏ đường vào cầu bị trượt chuồi qua khoảng cách 1,5 m giữa các cọc
bê tông cốt thép 35 x 35 cm dài 12 m đã đóng gia cường dọc theo bờ sông
nhánh. Giữa các cọc, đã được sử dụng lớp cừ tràm đặt ngang, sau đó đắp đất sỏi
đỏ mở rộng nền đường cũ. Chiều cao đất đắp từ chân taluy đến đỉnh đường đắp

mới là 6 m, Nếu tính từ mặt đường cũ là 2,2 m. Đất trượt đã đạp gãy lớp phên cừ
tràm trên chiều dài hơn 30 m đường vào cầu

Hình1.1 : Mất ổn định mái dốc nền đường đắp vào cầu Trường Phước
1.2.2. Sạt Lở Ở Đê Ngăn Lũ Sa Rài:
Đê bao Sa Rài thuộc huyện Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp, có nhiệm vụ bảo
vệ 325 ha thị trấn Sa Rài với 10.000 dân. Tuyến đê gồm 5 đoạn, tổng chiều dài
7.965 m. Trên tuyến đê số 5, tại các đoạn K0 + 130 đến K0 + 310, K0 + 900 đến
K1 + 20, đê được đắp trên nền đất sét yếu như đã mô tả ở trên. Đê được đắp
theo thiết kế : bề rộng 5m, cao trình +7.0 m, độ dốc mái m =2. Phía hạ lưu (trong
đồng) có đắp cơ với bề rộng 5m, cao trình +3m. Vào ngày 2/7/97, đoạn K0 + 130


-6đến K0 + 310 đã bị trượt lở ở mái thượng lưu, trên chiều dài 300m. Điểm trên
cung trượt cắt gần tim đê, điểm cuối cắt gần sát mép kênh Sa Rài và đất bị đẩy
ra kênh.

Hình 1.2 Đê bao Sa Rài – Đồng Tháp
Vị trí : K0 + 241 – Tuyến đê 5

1.2.3 Đê biển Gò Công- Tiền Giang:
Có chiều cao 2.6m. Đắp năm 1984 và được khảo sát nghiên cứu năm 1999
bởi Viện kHTLMN và đã xác định vùng chịu nén thực tế. Đê không bị sự cố và
đang khai thác tốt.

Hình1.3 : Đê biển Gò Công – Tiền Giang
1.2.4. Đê Sông Hồng:


-7Được xây dựng từ rất lâu đời nhưng hệ thống đê sông Hồng đến nay vẫn

hoạt động rất tốt.

Hình1.4 : Đê Sông Hồng – Hà Nội
1.2.6. Một số công trình nước ngoài:

Hình1.5 : Mất ổn định mái dốc nền đường đắp ở Thái Lan

Hình1.6: Xói lở mái dốc nền đường đắp ở Thái Lan


-81.3 Một số biện pháp gia cố nền đất yếu cho đường và đê:
Từ trước đến nay trừ một số công trình lớn thuộc cấp quốc gia như đê
sông Hồng, còn các công trình đê khác khi thiêát kế thường tách riêng ra với
đường giao thông hoặc tính toán toán với đường giao thông nông thôn. Khi tính
toán đường giao thông thường không chú ý đến vần đề thấm trong thân đường và
các kết cấu đê hầu như không được gia cố hoặc chia làm nhiều giai đoạn đắp.
Thông thường mọi người lấy đất bùn trực tiếp khu vực để đắp đê và một thời
gian sau chờ nền đất ổn định, kết hợp làm đường giao thông nông thôn. Thực tế
chiều dày lớp bùn cố kết bé nên sau một thời gian dài nếu muốn cải tạo thành
đường có qui mô lớn hơn phải gia cố lại nền.
1.3.1.Một số phương pháp gia cố mái dốc cho đê kết hợp với đường :
Đối với mái thượng lưu thường xuyên tiếp xúc với nước, ảnh hưởng của
sóng, triều hay dùng những biện pháp gia cố như: Đá xây, Đá lát khan, rọ đá,
tấm bê tông tự chèn.
Đối với những đoạn đắp thấp và mái dốc hạ lưu, không bị ngập nước dùng
biện pháp trồng cỏ là kinh tế nhất.
Đối với những đường, đê cấp thấp biện pháp chất bao tải để bảo vệ mái
dốc là thường sử dụng .
Dùng vải địa, lưới địa kỹ thuật để gia cố mái dốc

Hình1.7 : Gia cố nền đắp bằng vải địa, vó địa kỹ thuật
Dùng sơ dừa để gia cố mái dốc: Sơ dừa được bện thành sợi dài có đường
kính d = 4mm ÷ 6mm, dệt thành lưới ô vuông (2.5x2.5)cm. Đây là loại vật liệu
khá rẻ có thể dùng làm lưới cốt đất để đắp đê đường, ổn định mái dốc. Hiện vẫn
cịn đang trong giai đoạn nghiên cứu


-9-

Hình 1.8. Lưới sơ dừa được bện để gia cố mái dốc
Dùng rọ đá làm tường chắn mái dốc kết hợp với lưới thép kéo dài vào
trong để ổn định mái dốc. Hiện nay dùng rất nhiều trên thế giới, chủ yếu là các
con đường ở nền cứng. Nếu nền đất yếu phải gia cố nền .

Hình 1.9. Các công trình sử dụng rọ đá ở Ý và ở Úc
1.3.2. Các giải pháp gia cố nền đất yếu dưới nền đắp:
Đường và đê bao trên đất yếu thường có chiều cao đắp khá lớn, do đó tải
trọng truyền lên đất nền công trình sẽ rất lớn, không những tải trọng đứng mà
còn có cả tải trọng ngang của nước. Tùy vào điều kiện địa chất công trình, điều
kiện thủy văn, điều kiện địa hình, ta có thể chọn các giải pháp thích hợp để gia
cố nền đất yếu, cũng như các giải pháp về vật liệu đắp nhằm tăng cường, cường
độ, độ ổn định cho công trình.
Các kết quả nghiên cứu ở trong và ngoài nước về lónh vực đánh giá ổn định và
biến dạng của đường trên đất yếu và trong vùng ngập lũ :
- Các phương pháp tính toán ổn định : Phương pháp mặt trượt trụ tròn,
phương pháp nửa không gian biến dạng tuyến tính, phương pháp dựa vào lý
thuyết cân bằng giới hạn [7] .


- 10 - Các phương pháp tính độ lún do biến dạng nén chặt , độ lún ổn định toàn

bộ, độ lún tức thời do biến dạng đàn hồi [7]
- Giải pháp cố kết nền đất yếu nhằm tăng độ chặt nền đất :giải pháp gia tải
trước kết hợp bấc thấm, giếng cát, cọc cát, bơm hút chân không [6, 9]
- Các giải pháp dùng vải địa kỹ thuật cho nền đắp [2, 5].
- Các giải pháp đã được nghiên cứu trong nước bằng vật liệu địa phương :
hệ cừ tràm đứng , hệ cừ tràm ngang [7].
- Kiểm tra đo đạc thực tế một số đê, đường so với tính toán [12].
a. Bấc Thấm:
Các PVD được chế tạo sẳn trong nhà máy, sau đó được cắm vào trong đất rất
nhanh và hiệu quả. Chúng thay thế dần các đường thấm đứng truyền thống . Với
đường thấm đứng và nền đất là sét, bùn sét…có hệ số thấm bé nên quá trình cố
kết diễn ra rất chậm, có thể kéo dài hàng năm hoặc vài chục năm. Vì vậy, để rút
ngắn thời gian gia tải trước người ta sử dụng các đường thoát nước thẳng đứng
như: giếng cát, rãnh cát, bấc thấm, cọc bản nhựa… để thúc đẩy nhanh quá trình
cố kết đất nền.
Ýù kiến đầu tiên đề xuất việc làm đường thấm thẳng đứng bằng cát (cọc cát
hoặc giếng cát) dựa trên lý thuyết cố kết thấm của K. Terzaghi năm 1925.
Từ những năm 30 bắt đầu triển khai làm các đường thấm thẳng đứng đầu tiên,
cho đến nay hàng năm trên thế giới người ta đã làm hàng triệu mét đường
thấm đứng, điều đó chứng tỏ sự ưu việt của kỹ thuật này trong việc cải thiện
tốc độ cố kết của đất yếu.
Ngày nay, các loại đường thấm đứng chế tạo sẳn dần thay thế các đường
thấm đứng bằng cát. Lý do là nó thi công nhanh hơn và ít phức tạp hơn.

Hình1.10. Qúa trình cố kết khi gia tải
b. Bơm hút chân không:
Phương pháp bơm hút chân không được đề xướng vào những năm đầu
thập niên 50 bỡi Kjellman (1952). Sau đó những kết quả ngiên cứu cố kết chân

- 11 không bị cô lập và được tiếp tục sau hai thập niên (Holtz, 1975). Phương pháp cố
kết bằng bơm hút chân không thay thế hiệu quả phương pháp gia tải trước bằng
đất đắp truyền thống. Phương pháp gia tải trước bằng đất đắp tạo ra áp lực cố
kết bằng cách tăng ứng suất tổng. Trong khi đó, bơm hút chân không tạo ra áp
lực cố kết bằng cách giảm áp lực nước lỗ rỗng (u), tăng ứng suất hữu hiệu mà
không tăng ứng suất cắt, đây là ưu điểm quan trọng nhất của phương pháp bơm
hút chân không.
Với việc sử dụng phương pháp này cho công trình đường kết hợp đê là rất
tiện lợi hơn cọc cát, giếng cát và PVD vì không cần phải có lớp đệm cát để thoát
nước, tránh được nước thấm từ thượng lưu đê về hạ lưu, gây xói lở thân đê

Hình 1.11. Sơ đồ cấu tạo qúa trình bơm hút chân không

Hình 1.12. Sơ đồ cấu tạo hệ thống bơm hút chân không
Nguyên lý của phương pháp bơm hút chân không là làm giảm áp lực nước lổ
rỗng. Bơm hút chân không làm giảm đi một lượng ∆u, nên làm tăng ứng suất có


- 12 hiệu một lượng ∆u. Vì vậy, phương pháp này có tác dụng làm cố kết nền đất.
Sự khác nhau cơ bản giữa 2 phương pháp gia tải:
- Phương pháp gia tải bằng bơm hút chân không: tạo ra áp lực cố kết
bằng cách giảm áp lực nước lỗ rỗng.
- Phương pháp gia tải trước bằng đất đắp: tạo ra áp lực cố kết bằng cách
tăng ứng suất tổng.
Sự khác nhau rõ rệt nhất là về biến dạng của 2 phương pháp

Hình 1.13. Biến dạng nền khi gia tải trước
(a) Gia tải trước bằng đất đắp:
- Phụ tải bị lún xuống.
- Vùng nền bị nở ngang.

- Mặt đất xung quanh bị đẩy trồi lên.
(b)Gia tải bằng bơm hút chân không:
- Nền đất bị co lại.
- Xuất hiện các vết nứt trên mặt đất xung quanh khu vực cắm bấc thấm.
Hiện nay công trình Khí Điện Đạm – Cà Mau đang chuẩn bị thi công sử
dụng phương pháp gia tải bằng bơm hút chân không.
Ngoài ra còn nhiều phương pháp khác như : lưới cừ tràm, cọc vôi xi măng, giếng
cát, cọc cát… [5, 8]
c. Phương pháp dùng cọc đá gia cố nền:
Giống như các loại cọc vật liệu rời khác như cọc cát, giếng cát, cọc đá
dùng gia cố nền. Cọc đá có khả năng thoát nước và làm tăng cường độ đất nền.
Gồm các loại cọc đá phù hợp điều kiện tự nhiên và biện pháp thi công.


- 13 Cọc đá khô (dry stone coloumns): cấp cốt liệu từ bên dưới, được phát
minh tại Đức vào những năm 70. Phương pháp này rất hữu ích nếu sự xói rửa lớp
đất mặt không cho phép hay ở những nơi mà qúa trình cung cấp nước cho
phương pháp cọc đá ướt gặp khó khăn.

Hình 1.14. Thi công cọc đá bằng phương pháp khô ở Crosby, UK
Cọc đá ướt (wet stone coloumns): Cấp cốt liệu từ bên trên, được phát
minh tại Đức vào những năm 60. Được thi công nhanh hơn và ít cần thiết bị phức
tạp hơn cọc đá cấp khô từ bên dưới. Tuy nhiên cần phải có nhiều kinh hơn cọc
đá cấp khô từ bên dưới

Hình 1.15. Thi công cọc đá bằng phương pháp ướtâ ở Hồng Kông
1.4. Một số nhận xét và hướng nghiên cứu:
1. Đất yếu khu vực ĐBSCL có sức chịu tải nhỏ (ϕ ≈ 2 ÷ 40, C ≈ 10Kpa), tính
biến dạng lớn (E0 ≤ 500Kpa), để tiến hành xây dựng công trình cần có các
phương pháp tính toán, gia cố phù hợp.

2. Do tình hình khan hiếm vật liệu xây dựng của khu vực, giá thành các
phương pháp hiện đại cao, cần thiết sử dụng các lọai vật liệu địa phương kết hợp


- 14 với các phương pháp nghiên cứu tính toán phù hợp nhằm giải quyết vấn đề xây
dựng công trình đê bao bức thiết.
3. Đối với các công trình đê bao, ảnh hưởng áp lực thủy động do độ chênh
cột nước, sự thay đổi mực nước theo mùa làm thay đổi tính chất cơ lý (còn nền
đất luôn dưới MNN), thay đổi trạng thái ứng suất biến dạng của đất đắp và ảnh
hưởng đến mức độ ổn định của công trình. Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích
giải quyết các vấn đề về tính thấm do độ chênh cột áp của nước lũ qua thân
công trình đắp, các tác động của áp lực thủy tónh, thủy động lên tính ổn định của
công trình.


- 15 CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ ĐẤT VÀ THỦY VĂN Ở
ĐỒNG THÁP CÙNG CÁC VÙNG PHỤ CẬN
2.1. Tổng quan địa chất và thủy văn Đồng Bằng Sông Cửu Long:
2.1.1. Cấu trúc địa chất
Theo kết quả nghiên cứu đã có của Tổng cục Địa chất, cấu trúc ĐBSCL
có dạng bồi trũng theo hướng Đông Bắc - Tây Nam mà trung tâm bồi trũng có
thể là vùng kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, khu vực này đá gốc sâu tới 900m.
Vây quanh vùng trung tâm là các vùng cánh của bồn trũng và xa hơn là các đới
nâng cao của móng đá lộ ra ở Bình Dương, Đồng Nai, Tây Ninh, bên kia là núi
đá Hà Tiên, An Giang và Vịnh Thái lan. Phủ trên móng đá gốc là các thành tạo
bở rời có tuổi từ Neogen (N) đến Đệ Tứ (Q), trên cùng là lớp trầm tích trẻ
Holocene (QIV) có tuổi khoảng 10000 năm có chiều sâu lên đến 110m. Đây cũng
chính là tầng đất yếu trên mặt và được sử dụng làm nền cho hầu hết các công

trình khác nhau của khu vực [14].
Tầng trầm tích trẻ Holocene có chiều dày biến đổi từ 9 đến 20m, có nơi
đạt đến 100m. Bề dày càng tăng theo mức độ hướng về biển. Do bị chia cắt bởi
hệ thống sông ngòi chằng chịt và điều kiện tích tụ do nước mặt, sự phân bố của
lớp trầm tích này dao động mạnh theo phương đứng cũng như phương ngang.
Điều này gây nhiều khó khăn trong việc tính toán thiết kế nền móng. Trầm tích
này có nguồn gốc chủ yếu là sông (bồi tích trẻ a), biển (m) và sinh vật (b).
Lớp trầm tích cổ Pleistocene (QI-III) ở khu vực ĐBSCL gồm khoảng 3-5
tập hạt mịn đa số là sét loang lổ xen kẹp với 3-5 tập hạt thô. So với lớp trầm tích
hiện đại, tính chất xây dựng của lớp này tốt hơn và thường được sử dụng làm
nền cho các công trình có tải trọng lớn.
2.1.2. Sự phân bố đất yếu
Cũng như các khu vực khác ở Đông Nam Á, các vùng đất mềm yếu ở
Việt Nam nói chung và ở ĐBSCL nói riêng chủ yếu là những trầm tích Châu
Thổ (tam giác Châu) sông, bãi bồi, trầm tích bờ, vũng vịnh mới được hình thành
trong kỷ Đệ Tứ (Q)
sau:

Căn cứ vào nguồn gốc và điều kiện hình thành sơ bộ có thể phân chia như
* Sự phân bố đất theo chiều sâu:
Dựa vào chiều dày lớp đất yếu, có thể chia làm 3 khu vực như sau:
1- Khu vực có lớp đất yếu dày từ 1-30m: