Nghiên cứu ổn định mái taluy và chống sạt lở, xói lở trong công tác nạo vét sông khu vực tỉnh đồng tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN

--------------------------------

NGÔ VĂN LỘC

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH MÁI TALUY VÀ
CHỐNG SẠT LỞ, XĨI LỞ TRONG CƠNG TÁC
NẠO VÉT SÔNG KHU VỰC TỈNH ĐỒNG THÁP

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Mã số: 8.580.201

Long An, năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN

--------------------------------

NGÔ VĂN LỘC

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH MÁI TALUY VÀ
CHỐNG SẠT LỞ, XĨI LỞ TRONG CƠNG TÁC
NẠO VÉT SÔNG KHU VỰC TỈNH ĐỒNG THÁP

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Mã số: 8.580.201

Người hướng dẫn Khoa học: TS. PHẠM VĂN HÙNG

Long An, năm 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là cơng trình nghiên cứu khoa học
độc lập của riêng tôi. Các số liệu khoa học sử dụng phân tích trong luận án có
nguồn gốc rõ ràng, đã cơng bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong
luận án do tơi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp
với thực tiễn của Việt Nam.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

NGÔ VĂN LỘC


ii

LỜI CẢM ƠN
Lời cảm ơn đầu tiên và quan trọng nhất, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc
đến thầy hướng dẫn chính TS. Phạm Văn Hùng, Phó Phân viện Trưởng, Phân viện
Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải phía Nam đã dành nhiều thời gian cho tơi.
Thầy đã gợi ý giúp tơi hình thành ý tưởng của đề tài, tận tình giúp đỡ và hướng dẫn
tơi vượt qua nhiều khó khăn để hồn thành luận văn. Thầy đã truyền đạt những kiến
thức sâu về chuyên ngành và tận tình hướng dẫn, cung cấp mọi tài liệu cần thiết và
giới thiệu các cơ sở vật chất hỗ trợ cho đề tài.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy, Cô trong bộ môn cũng như
các Thầy, Cơ trong Phịng đào tạo sau đại học đã truyền đạt kiến thức và tạo nhiều
thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Quá trình
học tập và nghiên cứu dưới sự giảng dạy tận tình của các thầy cơ khoa Kỹ thuật Xây
dựng trường đại học Kinh tế Công nghiệp Long An, tôi học được nhiều kinh
nghiệm thực tiễn, hiểu biết sâu rộng hơn và trưởng thành hơn về kiến thức chuyên
môn.
Tôi xin cảm ơn gia đình, anh chị em và các bạn bè đồng nghiệp ln ủng hộ,
động viên, khích lệ và tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa học này.
Với những kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế của bản thân, chắc chắn
khơng tránh khỏi những thiếu sót khi thực hiện luận văn. Vì vậy, tơi cũng xin gởi
lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy, Cô phản biện và hội đồng bảo vệ luận văn đã
góp ý để tìm ra những thiếu sót trong luận văn. Kính mong Thầy, Cơ và các bạn bè
đồng nghiệp góp ý để luận văn được hồn thiện hơn.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

NGƠ VĂN LỘC


iii

NỘI DUNG TĨM TẮT
Trong những năm gần đây, tình trạng sạt lở ven sông tỉnh Đồng Tháp đã gây
ra nhiều tổn thất đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tình hình phát triển kinh tế
xã hội của cả khu vực. Sạt lở chủ yếu do dịng chảy có vận tốc quá lớn và bị thay
đổi hướng do các nguyên nhân khách quan và chủ quan, gây xói lở tạo thành các hố
xốy, hàm ếch trên bờ kênh gây ra tình trạng sạt lở trên diện rộng vô cùng nguy
hiểm. Để khắc phục tình trạng này, nhà nước đã dành những khoản chi không nhỏ
từ ngân sách cho việc xây dựng và cải tạo các cơng trình phịng chống sạt lở. Tuy

vậy, các sự cố sạt lở vẫn tiếp tục tái diễn tại nhiều vị trí. Câu hỏi đặt ra là làm thế
nào để phòng chống sạt lở một cách hiệu quả và kinh tế. Với định hướng như vậy,
luận văn này tiến hành nghiên cứu về nguyên nhân, cơ chế, mức độ tác động của
các yếu tố gây ra hiện tượng sạt lở ven sông ở tỉnh Đồng Tháp. Luận văn sử dụng
các số liệu thu thập được để tính tốn bằng phương pháp giải tích và phương pháp
mơ phỏng các bài toán ổn định mái dốc bằng phần mềm SLOPE/W. Từ đó rút ra kết
luận và đánh giá khả năng ứng dụng của đề tài vào thực tiễn cho khu vực ven bờ
sơng tỉnh Đồng Tháp nói riêng và Đồng bằng sơng Cửu Long nói chung.


iv

ABSTRACT
Sliding have intensively happened in Dong Thap province recently. This issue
has caused many serious damages to property and threatened lives, which has many
negative effects to the province development. Mainly status due to velocity of flow
is too large and the change in direction due to objective and subjective reasons, that
is the main causing to cause erosion and to creat chasm on the riverbanks. Many
precautionary treatments were executed but not effective. They are inclined to only
respond after the issues happen, or come with the high cost. The failures were still
repetitive. The question is how to prevent sliding effectively and functional. In
order to find methods to prevent sliding, this thesis would like to present the
investigation of sliding at Dong Thap province and also explain the causes and the
mechanism of sliding. Several scenarios were simulated by SLOPE/W software to
indicate the impact of each element to slope ability. Therefrom, drawning general
conclusions and ratting the ability applications of the topic to practice for the area.


5

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... ix 
DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ................................................................... xi 
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT ........................................................ xv 
DANH MỤC VIẾT TẮT TIẾNG ANH............................................................... xvi 
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG XÓI LỞ, SẠT LỞ TẠI TỈNH
ĐỒNG THÁP ........................................................................................................ 5 
1.1 Giới thiệu về tỉnh Đồng Tháp ........................................................................... 5 
1.1.1 Vị trí địa lý .............................................................................................. 5 
1.1.2 Địa hình, địa mạo .................................................................................... 6 
1.1.3 Địa chất................................................................................................... 6 
1.1.4 Khí hậu ................................................................................................... 7 
1.1.5 Mưa ........................................................................................................ 7 
1.1.6 Độ ẩm ..................................................................................................... 7 
1.1.7 Điều kiện thủy văn .................................................................................. 7 
1.2 Tình hình xói lở và sạt lở tại tỉnh Đồng Tháp .................................................... 8 
1.2.1 Tình hình xói lở....................................................................................... 8 
1.2.2 Tình hình sạt lở ...................................................................................... 12 
1.2.3 Xã Long Thuận, huyện Hồng Ngự ......................................................... 13 
1.2.4 Cù lao Long Phú Thuận.......................................................................... 14 
1.2.5 Xã Bình Thành, huyện Thanh Bình ........................................................ 14 
1.3 Các nguyên nhân gây sạt lở ............................................................................. 15 
1.3.1 Ảnh hưởng của địa hình ......................................................................... 17 
1.3.2 Ảnh hưởng của nước mặt, nước ngầm và dòng chảy .............................. 17 
1.3.3 Khai thác cát .......................................................................................... 18 
1.3.4 Các hoạt động kinh tế - xã hội khác:....................................................... 18 
1.3.5 Kết cấu nền đường khơng ổn định .......................................................... 19 
1.4 Các giải pháp phịng chống sạt lở ở tỉnh Đồng Tháp ........................................ 19 

vi

1.5 Kết luận chương 1 ........................................................................................... 21 
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH XĨI LỞ DO DỊNG CHẢY VÀ ỔN
ĐỊNH MÁI DỐC BỜ SÔNG .............................................................................. 22 
2.1 Giới thiệu ....................................................................................................... 22 
2.2 Ảnh hưởng của thành phần hạt........................................................................ 24 
2.2.1 Ảnh hưởng của đặc tính cơ lý đất đến xói lở.......................................... 26 
2.2.2 Xói lở cục bộ trong đất dính khi chưa xuất hiện vết nứt......................... 29 
2.2.3 Tốc độ dòng chảy giới hạn gây xói ........................................................ 30 
2.3 Ảnh hưởng của nồng độ bùn cát trong dòng chảy ........................................... 30 
2.3.1 Bùn cát lơ lửng...................................................................................... 31 
2.3.2 Bùn cát đáy ........................................................................................... 32 
2.3.3 Lượng vận chuyển bùn cát .................................................................... 32 
2.4 Ảnh hưởng của khai thác cát dưới lòng sơng................................................... 33 
2.4.1 Vùng xói lở phía hạ lưu ......................................................................... 35 
2.4.2 Vùng xói lở phía thượng lưu ................................................................. 37 
2.5 Ảnh hưởng của mực nước sông và nước lũ 

................................................ 38 

2.5.1 Ảnh hưởng của mực nước sơng đến đường bão hịa nước trong thân nền
đường và cơng trình ven sơng ......................................................................... 39 
2.5.2 Ảnh hưởng của mực nước lũ lên nền đường và công trình ven sơng ....... 39 
2.6 Ảnh hưởng của xói lở đến mái taluy và nền đường, cơng trình ven sơng.......... 40 
2.6.1 Chiều sâu hố xói do dịng chảy đối với mái taluy nền đường có gia cố mái
....................................................................................................................... 40 
2.6.2 Ổn định chống sạt lở mái taluy do hiện tượng xói lở của dịng chảy lũ gây
ra .................................................................................................................... 42 

2.6.3 Xói lở do nước mặt chảy xói lở mặt mái dốc .......................................... 43 
2.7 Kết luận chương 2 ........................................................................................... 43 
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI TALUY
CỦA KÊNH, LỊNG SÔNG ............................................................................... 45 
3.1 Giới thiệu ....................................................................................................... 45 
3.2 Phương pháp xác định ổn định mái dốc .......................................................... 46 
3.3 Vị trí cung trượt nguy hiểm nhất ..................................................................... 47 


vii

3.3.1 Phương pháp tính tốn ổn định mái dốc trên cơ sở trạng thái cân bằng giới
hạn – phương pháp phân mảnh....................................................................... 47 
3.4 Cơ sở lý thuyết ............................................................................................... 50 
3.4.1.1 Phương pháp Fellenius 1927 ......................................................... 52 
3.4.1.2 Phương pháp đơn giản hóa của Janbu (1973) ................................ 53 
3.4.1.3 Phương pháp đơn giản hóa của Bishop .......................................... 54 
3.5 Kết luận chương 3 .......................................................................................... 55 
CHƯƠNG 4: KIỂM TỐN XĨI LỞ, SẠT LỞ KHU VỰC VEN SÔNG TIỀN
TỈNH ĐỒNG THÁP ........................................................................................... 57 
4.1 Giới thiệu ....................................................................................................... 57 
4.1.1 Xã Long Thuận, huyện Thanh Bình ...................................................... 58 
4.1.1.1 Đặc trưng địa chất ......................................................................... 59 
4.1.1.2 Chỉ tiêu cơ lý................................................................................. 59 
4.1.2 Xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự ................................................. 60 
4.1.2.1 Đặc trưng địa chất ......................................................................... 60 
4.1.2.2 Chỉ tiêu cơ lý................................................................................. 61 
4.1.3 Đặc trưng bùn cát .................................................................................. 61 
4.1.4 Chế độ dòng chảy .................................................................................. 62 
4.1.5 Địa chất, thổ nhưỡng khu vực ven sông Tiền......................................... 64 

4.1.6 Địa hình và hình thái lịng dẫn ............................................................... 64 
4.2 Phương pháp tính tốn giải tích ...................................................................... 66 
4.2.1 Xói lở dạng hàm ếch ............................................................................. 66 
4.2.2 Chiều sâu hố xói.................................................................................... 73 
4.2.3 Xói lở do khai thác cát .......................................................................... 74 
4.2.3.1 Ảnh hưởng của độ dốc lịng sơng .................................................. 74 
4.2.3.2 Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt................................................. 75 
4.2.3.3 Ảnh hưởng của chiều dài vùng khai thác ....................................... 76 
4.2.3.4 Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác....................................... 77 
4.3 Phương pháp tính tốn mơ phỏng ................................................................... 77 


viii

4.3.1 Xã Long Thuận, huyện Thanh Bình ...................................................... 78 
4.3.1.1 Phân tích tính tốn......................................................................... 78 
4.3.1.2 Kết quả phân tích .......................................................................... 78 
4.3.1.3 Đánh giá ........................................................................................ 97 
4.3.2 Xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự ................................................. 97 
4.3.2.1 Phân tích tính tốn......................................................................... 97 
4.3.2.2 Kết quả phân tích .......................................................................... 98 
4.3.2.3 Đánh giá ...................................................................................... 100 
4.4 Kết luận chương 4 ........................................................................................ 104 
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................ 105 
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 107 


ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BẢNG BIỂU
Bảng 1.1
Bảng 1.2
Bảng 1.3
Bảng 1.4

TÊN BẢNG BIỂU
Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất điển hình tại xã An Hịa, huyện
Tam Nơng, tỉnh Đồng Tháp (LAS – XD 475)
Lượng mưa trung bình tháng (mm) quan trắc được tại trạm đo
Cao Lãnh (QCVN 02:2009/BXD)
Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 20002013
Thống kê các khu vực xói lở lớn trên sơng Tiền thuộc tỉnh Đồng
Tháp

TRANG
6
7
8
9

Bảng 1.5

Tình hình sạt lở ở các tỉnh Đồng bằng sơng Cửu Long

12

Bảng 2.1

Các thí nghiệm tốc độ xói với 9 mẫu đất khác nhau

27

Bảng 2.2

Mức độ xói lở đất

27

Bảng 2.3
Bảng 3.1
Bảng 4.1

Tốc độ dòng nước cho phép lớn nhất khơng gây ra hiện tượng
rửa xói đối với các nhóm đất đá khác nhau
Các phương pháp phân tích ổn định mái dốc theo trạng thái cân
bằng giới hạn
Tình hình xói lở bờ sơng Tiền tỉnh Đồng Tháp, giai đoạn 20092013 [12]

41
49
57

Bảng 4.2

Tình hình xói lở bờ sơng Tiền huyện Hồng Ngự [12]

57

Bảng 4.3

Tình hình xói lở bờ sơng Tiền huyện Thanh Bình [12]

58

Bảng 4.4

Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu

59

Bảng 4.5

Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu

61

Bảng 4.6
Bảng 4.7
Bảng 4.8
Bảng 4.9
Bảng 4.10

Vận tốc dịng chảy sơng Tiền trung bình nhiều năm và vận tốc
cho phép khơng xói của bờ sơng, m/s [10]
Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở
thân mái dốc
Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở
thân mái dốc
Ảnh hưởng của độ dốc lịng sơng đến vùng xói lở do khai thác

cát
Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt đến vùng xói lở do khai thác
cát

62
69
72
75
76


x

Bảng 4.11
Bảng 4.12
Bảng 4.13
Bảng 4.14
Bảng 4.15
Bảng 4.16

Ảnh hưởng của bề rộng vùng khai thác đến vùng xói lở do khai
thác cát
Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác đến vùng xói lở do khai
thác cát
Các mơ hình phân tích sạt lở
Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Long Thuận, huyện
Thanh Bình)
Các mơ hình phân tích sạt lở
Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Thường Phước 1, huyện
Hồng Ngự)

77
78
79
79
82
83


xi

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ
ĐỒ THỊ VÀ

TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ

HÌNH VẼ

TRANG

Hình 1.1

Bản đồ hành chính các tỉnh Đồng Tháp

5

Hình 1.2

Xói lở do dịng chảy làm bào mịn chân mái bờ

10

Hình 1.3

Vỡ đê do lũ lớn tại kênh Cà Mũi, xã Tân Thành A, huyện
Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp

11

Hình 1.4

Ảnh hưởng của dịng chảy lũ đến đất ven bờ

11

Hình 1.5

Vị trí các khu vực sạt lở bờ trên hệ thống sơng ở ĐBSCL

13

Hình 1.6

Sạt lở nghiệm trọng tại huyện Hồng Ngự

13

Hình 1.7
Hình 1.8

Sạt lở gần 100m dài, ăn sâu vào đất liền 15m tại cù lao
Long Phú Thuận
Xói lở nghiêm trọng của bờ sơng Tiền tại xã Bình Thành,
huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp

14
15

Hình 1.9

Sơ đồ tổng hợp các ngun nhân gây mất ổn định bờ sơng

13

Hình 1.10

Sơ đồ tổng hợp các giải pháp phòng chống sạt lở

20

Hình 1.11
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5

Xói lở nghiêm trọng của bờ sơng Tiền tại xã Bình Thành,
huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp
Biểu đồ tỷ lệ của hiện tượng xói lở và sạt lở (Foster et al.,

2000)
Các dạng phá hoại chính thường xảy ra ở đê, đập, đường
đắp cao
Xói ngầm và mất ổn định kết cấu hạt (trái) và xói lở tại vị
trí tiếp xúc giữa 2 lớp đất (phải)
Xói lở tạo lỗ thủng tập trung (trái) và xói lở chậm (phải)

Quy trình xói lở do tiếp xúc giữa 2 lớp đất
(International Levee Handbook 2013)

15
22
22
23
2434
24

Biểu đồ Hjulstrom thể hiện quan hệ tốc độ dịng chảy
Hình 2.6

– kích thước hạt trong các điều kiện xói, vận chuyển,

2535

lắng đọng
Hình 2.7

Tiêu chuẩn thiết kế thành phần hạt mịn

2635

xii

ĐỒ THỊ VÀ

TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ

HÌNH VẼ
Hình 2.8

Hình 2.9

Hình 2.10

Hình 2.11

Hình 2.12

Hình 2.13

Hình 2.14

Hình 2.15

Hình 2.16

Hình 2.17

Sơ đồ hình thành vùng xói lở ở phía thượng lưu và hạ

lưu khi khai thác cát dịng sơng
Sơ đồ ngun lý hình thành vùng chuyển động xốy
của dịng chảy tại ranh giới phía thượng lưu và hạ lưu.
Sơ đồ phân vùng xói lở khi khai thác cát dưới lịng
sơng
Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mịn ở phía hạ
lưu
Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mịn ở phía
thượng lưu
Ví dụ về cơ chế xảy ra xói lở khi mực nước sông cao
hơn mực nước ngầm
Trường hợp mực nước thượng lưu cao nhất, hạ lưu
khơng có nước
Trường hợp hai bên thượng lưu và hạ lưu đều có mực
nước cao nhất
Trường hợp mực nước hai bên thượng lưu và hạ lưu
đều rút hết
Nguyên nhân gây phá hoại dạng hàm ếch do sóng
(Scott. 2002)

TRANG
34

35

35

36

37

39

40

40

41

43

Các mơ hình cơ bản khi mực nước thay đổi; nước sông
hồ (A), mực nước giảm (B), mực nước tăng (C), và
Hình 3.1

mực nước dao động (D). Áp lực nước (WL), Vị trí

46

mực nước ngầm (GWL), và mực nước bên ngồi
(EWL)
Hình 3.2
Hình 3.3

Nền đường bị lún sụp (trái) và Nền đất bị đẩy ngang
(phải)
Phá hoại theo mặt trượt sâu (trái) và Mái dốc bị mất ổn

47
47

xiii

ĐỒ THỊ VÀ

TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ

HÌNH VẼ

TRANG

định (phải)
Hình 3.4

Hình 3.5

Sơ đồ tính tốn cung trượt theo phương pháp phân
mảnh
Sơ đồ tính tốn phân mảnh theo phương pháp phân
mảnh

48

48

Phương pháp phân mảnh đơn giản hóa của Bishop
Hình 3.6

(Das 2006): (a) Mặt trượt thử; (b) Lực tác dụng lên

52

mảnh thứ n; (c) Đa giác lực cho cân bằng
Hình 4.1

Sạt lở tại xã Long Thuận, huyện Thanh Bình

58

Hình 4.2

Sạt lở tại xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự

60

Hình 4.3

Đặc trưng bùn cát khu vực ven sơng Tiền

62

Hình 4.4

Hình 4.5

Hình 4.6

Hình 4.7

Hình 4.8

Hướng dịng chảy của sơng Tiền từ biên giới Việt
Nam – Campuchia đến Mỹ Tho, Tiền Giang
Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm
ếch, đường nứt dọc nằm trên thân mái dốc
Mối quan hệ dựa ứng suất kéo của đất trên trục ứng
suất pháp
Các lực tác dụng lên khối đất khi bị xói lở hàm ếch ở
chân mái taluy
Sơ đồ tính tốn các kích thước hình học giả định khối
xói lở

64

66

66

67

67

Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm
Hình 4.9

ếch, đường nứt dọc nằm trên đỉnh mái dốc phần vai

69

đường
Hình 4.10

Hình 4.11

Hình dạng mái taluy bị phá hoại sau khi xảy ra xói lở
hàm ếch
Sơ đồ hình thành vùng xói lở phía thượng lưu và hạ
lưu khi khai thác cát

73

75


xiv

ĐỒ THỊ VÀ
HÌNH VẼ

TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ

TRANG

Hình 4.12

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN

95

Hình 4.13

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN

95

Hình 4.14

Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN

96

Hình 4.15

Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN

96

Hình 4.16

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN

98

Hình 4.17

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN

99

Hình 4.18

Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN

99

Hình 4.19

Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN

100


xv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT
STT

TỪ VIẾT TẮT

VIẾT ĐẦY ĐỦ

1

MNCN

Mực nước cao nhất

2

MNTN

Mực nước thấp nhất

3

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

4

ĐTM

Đồng Tháp Mười


xvi

DANH MỤC VIẾT TẮT TIẾNG ANH
STT

TỪ VIẾT TẮT

VIẾT ĐẦY ĐỦ

1

FS

Factor Safety

2

LE

Limited Equivalence


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thuộc hạ lưu sơng Mê Kơng, có địa hình
thấp, bằng phẳng, và phần lớn diện tích có cao độ nhỏ hơn +2 m so với mực nước
biển. Với hệ thống kênh rạch chằng chịt và còn là một trong những con sơng lớn
nhất thế giới, sơng Mê Kơng có mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12 với lượng dịng
chảy chiếm 90% tổng lượng dịng chảy năm. Vì vậy, tổng lượng nước đổ vào
ĐBSCL từ thượng nguồn và lượng mưa của vùng khoảng 500 tỉ m3, riêng lượng
nước vào mùa nước lớn chiếm khoảng 80%. Do đó, khu vực ĐBSCL phải gánh chịu
lũ với cường độ lớn, thời gian lâu và phạm vi ảnh hưởng rộng hơn các khu vực khác
của sông Mê Kông.
Đồng Tháp là tỉnh thuộc ĐBSCL, nằm ở đầu nguồn sông Tiền nên chịu ảnh
hưởng trực tiếp chế độ thủy văn sông Mê Kông khi vào mùa nước lớn. Vì vậy, phần
lớn diện tích đất ở Đồng Tháp bị ngập sâu và kém thoát nước, ảnh hưởng đến đời
sống sản xuất và sinh hoạt của người dân trong vùng. Hơn nữa, vào mùa lũ vận tốc
dòng chảy của nước trong lịng kênh, sơng tương đối lớn, kết hợp với tác động của
tàu thuyền gây sạt lở mái và nền đường nghiêm trọng. Theo thống kê của Uỷ ban
Nhân dân tỉnh Đồng Tháp (2014), từ năm 2000 đến 2013 tồn tỉnh có khoảng 84
điểm sạt lở, tổng chiều dài đường giao thông và đê bao bị sạt lở khoảng 163 km.

Tổng thiệt hại về tài sản hơn 2.700 tỷ đồng.
Vì vậy, nghiên cứu này tập trung phân tích và đánh giá được tính ổn định của
bờ sơng Tiền tại các khu vực tập trung dân cư nhằm dự báo diễn biến xói lở trong
tương lai để có thể đề xuất các giải pháp quản lý và quy hoạch dân cư của đất tỉnh
Đồng Tháp cũng như đề xuất các điểm xung yếu, chỉnh trị dòng chảy để phịng sạt
lở từ xa. Từ đó, nghiên cứu các giải pháp xây dựng đảm bảo yêu cầu kinh tế và kỹ
thuật để phòng tránh thiệt hại do sạt lở mái taluy để bảo vệ tài sản trong mùa lũ và
phục vụ người dân phát triển sản xuất.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở thực trạng và nguyên nhân gây xói lở, sạt lở, đề tài dự báo các yếu
tố ảnh hưởng đến ổn định mái taluy bờ kênh và phân tích nghiên cứu, tính tốn thủy
văn để tìm ra đâu là nguyên nhân gây sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp để


2

làm cơ sở thiết kế sơ bộ chống sạt lở cho những cơng trình mới, đồng thời sẽ nhằm
giảm thiểu thiệt hại hàng năm khi mùa nước nổi về. Qua đó giúp các đơn vị sử dụng
có những định hướng cho công tác thiết kế, xây dựng, quản lý, khai thác các cơng
trình bờ sơng, đê bao tại tỉnh Đồng Tháp.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Luận văn nghiên cứu cho một đoạn nền đường.
Phạm vi nghiên cứu: Do hạn chế về thời gian, đề tải chỉ tập trung nghiên cứu
về cơ sở lý thuyết tính tốn sạt lở và xói lở do sóng và dịng chảy và kiểm tốn tại
một vài vị trí cụ thể ở tỉnh Đồng Tháp.
4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn:
- Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thí nghiệm trong phịng,
khảo sát, thí nghiệm ngồi hiện trường (tốc độ dịng chảy, góc dịng chảy so với mái
taluy, thành phần hạt trong dòng chảy) để đối chứng kết quả nghiên cứu rút ra kết

luận nghiên cứu của đề tài.
- Thu thập thêm tài liệu địa chất, bản vẽ thiết kế và biện pháp thi công đê bao
ở địa phương.
- Lấy mẫu địa chất tại vị trí có đê bao sạt lở đem thí nghiệm xác định thành
phần cỡ hạt, phân loại đất.
- Xem xét ảnh hưởng của mực nước sông tới ổn định mái taluy, sự cố gây sạt
lở xói lở bờ sông, đáy sông và đê bao, đưa ra biện pháp chống sạt lở, xói lở bờ sơng
và đê bao tại khu vực xác định thành phần hạt và tốc độ dịng chảy gây ra xói lở bờ
và đáy sơng.
- Phân tích ổn định và xói lở bờ sơng. Xác định tốc độ xói lở bờ sơng thực chất
là xác định tốc độ biến hình ngang của lịng sơng, dưới tác dụng chính của các lực
thủy động lực học, kết quả là khối đất bờ sông mất ổn định, sụp đổ xuống sơng. Tốc
độ xói lở bờ sơng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, nhưng các yếu tố chính cần được
quan tâm đặc biệt đó là: dịng chảy, hình dạng lịng dẫn, tính ổn định của lịng dẫn
tại đó, xói lở ngang và xói lở sâu đi đến mất cân bằng lịng dẫn của lịng sơng.


3

- Tính tốn ổn định chống sạt lở mái taluy do hiện tượng xói lở của dịng chảy
lũ gây ra. Xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm ếch, đường nứt dọc nằm trên
thân mái dốc và đường nứt dọc nằm trên đỉnh mái dốc phần vai đường.
5. Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Hoàn thiện phương pháp luận về các nguyên nhân, yếu tố
ảnh hưởng đến ổn định mái taluy bờ kênh và các biện pháp chống sạt lở, xói lở
trong cơng tác nạo vét kênh ở địa phương.
Ý nghĩa thực tiễn: Sự ổn định và xói lở mái taluy bị tác động bởi các yếu tố
dịng chảy, do biến đổi khí hậu làm mực nước dâng cao và các hoạt động của con
người do khai thác cát trái phép nên xu hướng trượt và xói lở mái dốc là rất cao,
thậm chí vỡ đê. Do vậy, việc nghiên cứu đề tài là thực tế, các kết quả nghiên cứu có

thể áp dụng cho các cơng trình thiết kế bờ chắn trong bối cảnh cấp thiết như hiện
nay.
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho việc áp dụng hiệu quả trong
cơng tác phịng chống và dự báo sạt lở những khu vực bờ sông, đê bao trên địa bàn
tỉnh Đồng Tháp sau này một cách có hiệu quả nhất, đồng thời cũng hạn chế các thiệt
hại ngoài mong muốn mà sự cố gây ra, giảm chi phí quản lý do thiệt hại gây ra.
6. Nội dung đề tài
Nội dung đề tài gồm: phần mở đầu, 4 chương, phần kết luận và kiến nghị, tài
liệu tham khảo và phần phụ lục.
PHẦN MỞ ĐẦU: Lý do chọn đề tài, mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm
vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề
tài.
Chương 1: Tổng quan về địa hình, địa chất, thủy văn và tình hình ứng dụng
các giải pháp xử lý xói lở, sạt lở ở tỉnh Đồng Tháp, kết luận lý do thực hiện.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích tính tốn xói lở, sạt lở do sóng và dịng
chảy.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định mái taluy.
Chương 4: Kiểm tốn cơng trình thực tế tại tỉnh Đồng Tháp


4

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nhận xét, đánh giá và rút ra kết luận đồng thời đề nghị định hướng nghiên cứu
tiếp sau nghiên cứu này.


5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG XÓI LỞ, SẠT LỞ TẠI TỈNH

ĐỒNG THÁP
1.1 Giới thiệu về tỉnh Đồng Tháp
1.1.1 Vị trí địa lý
Đồng Tháp nằm ở miền Tây Nam Bộ, là một trong 13 tỉnh thuộc vùng Đồng
bằng sông Cửu Long, Việt Nam. Nằm kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, nằm trong
giới hạn tọa độ 10007’ - 10058’ vĩ độ Bắc và 105012’ - 105056’ kinh độ Đông, phía
Bắc giáp với tỉnh Prey Veng thuộc Campuchia, phía Nam giáp với tỉnh Vĩnh Long
và thành phố Cần Thơ, phía Tây giáp với tỉnh An Giang, phía Đơng giáp với tỉnh
Long An và Tiền Giang. Ngoài ra, tỉnh Đồng Tháp có đường biên giới giáp với
Campuchia hơn 50km với 4 cửa khẩu, trong đó có 2 cửa khẩu quốc tế là Thường
Phước và Dinh Bà.

Hình 1.1 Bản đồ hành chính các tỉnh Đồng Tháp


6

1.1.2 Địa hình, địa mạo
Địa hình tỉnh Đồng Tháp khá bằng phẳng theo xu hướng thấp dần từ Bắc
xuống Nam và từ Tây sang Đơng. Diện tích tự nhiên của tỉnh Đồng Tháp khoảng
3.374 km2, và được chia thành 2 vùng lớn: vùng phía Nam sơng Tiền (có diện tích
tự nhiên 73.074 ha, nằm giữa sông Tiền và sông Hậu); vùng phía Bắc sơng Tiền (có
diện tích tự nhiên 250.731 ha, thuộc khu vực Đồng Tháp Mười (ĐTM). ĐTM là
vùng trũng (địa hình lịng chảo) dạng đồng lụt kín, bị ngập sâu trong mùa lũ, kém
thoát nước, và trở thành vùng chịu ảnh hưởng nặng của phèn chua (Tăng Quốc
Cương 2005).
1.1.3 Địa chất
Đất đai tại tỉnh Đồng Tháp có thể chia làm 4 nhóm chính: nhóm đất phù sa
(chiếm 59,06% diện tích đất tự nhiên), nhóm đất phèn (chiếm 25,99% diện tích đất
tự nhiên), đất xám (chiếm 8,67% diện tích tự nhiên), nhóm đất cát (chiếm 0.04% đất

tự nhiên). Ngồi ra, Đồng Tháp chủ yếu có: cát xây dựng các loại, phân bố ở ven
sông, cồn hoặc các cù lao; sét gạch ngói có trong phù sa cổ, trầm tích biển, trầm tích
sơng, trầm tích đầm lầy phân bố rộng khắp trên địa bàn với trữ lượng lớn; sét cao
lanh có nguồn gốc trầm tích sơng, phân bố ở các huyện phía bắc tỉnh; than bùn có
nguồn gốc trầm tích phân bố ở huyện Tam Nông, Tháp Mười với khoảng 2 triệu m3.
Bảng 1-1 Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất điển hình tại xã An Hịa, huyện Tam Nông, tỉnh
Đồng Tháp (LAS – XD 475)

Các chỉ tiêu
Chiều dày (m)
Hệ số thấm, k, m/s
SPT, N
Dung trọng tự nhiên, γw,
kN/m3
Lực dính, c, kN/m2
Góc ma sát trong, σ o
Giới hạn chảy, LL, %
Chỉ số dẻo, PI, %
Độ ẩm, W, %
Mô đun biến dạng, E50,
kN/m2

UCS, qu, kN/m2

Sét pha
(lớp 1)
4,6
8

Bùn sét

(lớp 2)
2,9
3.29x10-8
1

Sét pha
(lớp 3)
7,0
1.57x10-8
14

Sét lẫn letarit
(lớp 4)
10,6
1.23x10-8
18

19,36

16,03

20,26

19,74

23,9
0

7,6

14,8

27,2

13 57

0

6 32

0

18 29

17015

35,9
14,7
27,6

53,8
27,5
61,5

30,2
13,0
22,0

38,6
18,6

23,2

2855

738

4916

151,3

33,9

77,5

256


7

Sét pha
(lớp 1)
7,79
5,3

Các chỉ tiêu
Độ pH (%)
Hàm lượng hữu cơ (%)

Bùn sét
(lớp 2)

7,43
4,7

Sét pha
(lớp 3)
7,64
2,6

Sét lẫn letarit
(lớp 4)
-

1.1.4 Khí hậu
Tỉnh Đồng Tháp nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai
mùa nắng và mưa riêng biệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô
bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4.
1.1.5 Mưa
Lượng mưa trung bình năm ở Đồng Tháp từ 1682 - 2005 mm/năm và phân bố
không đồng đều theo các mùa trong năm. Mùa mưa ở Đồng Tháp từ tháng 5 đến
tháng 11, lượng mưa chiếm 90-95% lượng mưa cả năm. Lượng mưa ngày lớn nhất
quan trắc được tại trạm đo Cao Lãnh là 184 mm (QCVN 02:2009/BXD) (Bảng 1-2).
Bảng 1-2 Lượng mưa trung bình tháng (mm) quan trắc được tại trạm đo Cao Lãnh

(QCVN 02:2009/BXD)
Tháng

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Lượng mưa (mm) 9 6 19 50 148 150 167 176 243 265 136 30
1.1.6 Độ ẩm
Độ ẩm trung bình năm là 82,5%, số giờ nắng trung bình 6,8 giờ/ ngày.
1.1.7 Điều kiện thủy văn
Hệ thống sông và kênh nội đồng ở Đồng Tháp chịu sự chi phối trực tiếp của
chế độ thủy văn sông Tiền và được chia thành hai mùa rõ rệt trong năm. Mùa lũ bắt
đầu từ tháng 9 đến tháng 12 (trung bình từ 3 đến 4 cm/ngày), lúc này thủy văn sông
Tiền chủ yếu chịu ảnh hưởng do lũ từ thượng nguồn sông Mê Kông đổ về. Mùa khô
kéo dài khoảng từ tháng 1 đến tháng 5, lúc này thủy văn sông trong khu vực chịu
ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều của biển Đông (Ngô Trọng Thuận 2007), cao
độ mực nước thấp nhất quan trắc được bằng khoảng +0.3 m. Chênh lệch cao độ
mực sông vào mùa khô và mùa lũ khoảng từ +4 đến +5 m.

Nước lũ hàng năm đổ vào Đồng Tháp chủ yếu theo 2 đường: 1) Nước từ các
vùng ngập lụt trên đất Campuchia tràn qua biên giới đổ vào ĐTM (khoảng 15-20%