Phân tích ổn định tường kè bảo vệ công trình ven sông bằng cừ bản nhựa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ XUÂN TRƯỜNG GIANG

PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TƯỜNG KÈ BẢO VỆ CƠNG
TRÌNH VEN SƠNG BẰNG CỪ BẢN NHỰA

Chun ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ;
Mã số ngành: 60.58.60 ;

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013 .



Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG
– TP.HCM.
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. ĐỖ THANH HẢI.
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. TÔ VĂN LẬN.
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. LÊ BÁ VINH.
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG –
TP.HCM, ngày 29 tháng 08 năm 2013.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. VÕ PHÁN – CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG.
2. PGS.TS. TÔ VĂN LẬN.
3. TS.LÊ BÁ VINH.
4. TS. ĐỖ THANH HẢI.
5. TS. LÊ TRỌNG NGHĨA – THƯ KÝ.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý

chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. VÕ PHÁN

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: LÊ XUÂN TRƯỜNG GIANG.

MSHV: 11094286 .

Ngày, tháng, năm sinh: 17-12-1987.

Nơi sinh: BẾN TRE.

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG.

Mã số: 60.58.60

I. TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TƯỜNG KÈ BẢO VỆ CƠNG
TRÌNH VEN SƠNG BẰNG CỪ BẢN NHỰA.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Chương 1: Tổng quan về ổn định của cơng trình tường kè ven sơng; Các loại tường cừ

bản.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định và biến dạng tường cừ bản nhựa.
- Chương 3: Nghiên cứu giải pháp ổn định tạm thời bằng tường cừ bản nhựa.
- Chương 4: Giải pháp chống ngập cho các cơng trình ven sơng rạch Gị dưa - tuyến kè
Linh Đông - Thủ Đức.
- Kết luận và Kiến nghị
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2013.
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2013.
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. ĐỖ THANH HẢI.

Tp. HCM, ngày 21 tháng 06 năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. Đỗ Thanh Hải

PGS.TS. Võ Phán
TRƯỞNG KHOA


LỜI CẢM ƠN
- Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến người thầy đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ, động viên tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn cũng như truyền cho
tơi lịng đam mê nghiên cứu khoa học: TS. Đỗ Thanh Hải.
- Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô bộ môn Địa Cơ Nền Móng,
những người đã truyền cho tơi các kiến thức quý giá trong quá trình học tập tại
trường cũng như khi cơng tác ngồi xã hội.
- Xin gửi lời cảm ơn đến các học viên trong lớp Địa Kỹ thuật Xây dựng khóa
2011, những người đã giúp đỡ tơi rất nhiều trong suốt q trình thực hiện luận văn.

- Tuy vậy, với những hạn chế về số liệu cũng như thời gian thực hiện, chắc
chắn luận văn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý
kiến từ q thầy cơ, đồng nghiệp và bạn bè để luận văn thêm hồn thiện và có đóng
góp vào thực tiễn.
Trân trọng!
Học viên

Lê Xuân Trường Giang


TĨM TẮT
PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TƯỜNG KÈ BẢO VỆ CƠNG TRÌNH VEN
SƠNG BẰNG CỪ BẢN NHỰA.
Hiện nay, ở vùng Đồng bằng sơng Cửu Long có nhiều điểm sạt lở
nghiêm trọng. Vấn đề cấp thiết hiện nay là cần phải có giải pháp để xử lý,
ngăn chặn việc sạt lở một cách tức thời. Trong đó, cừ bản nhựa là một trong
những giải pháp được đưa ra để giải quyết các vấn đề nêu trên.
Để có thể đưa cừ bản nhựa vào sử dụng phổ biến trong thực tế, cần phải
có những nghiên cứu về tính ổn định, biến dạng của loại cừ này, cũng như so
sánh với các loại cừ khác để lựa chọn một giải pháp có tính khả thi nhất để
bảo vệ các cơng trình ven sơng.
Qua nghiên cứu, so sánh cừ bản nhựa và cừ bê tông cốt thép, ta nhận
thấy lợi ích kinh tế khi sử dụng cừ bản nhựa vào khoảng 2,5 lần so với sử
dụng cừ bê tông cốt thép (thời điểm năm 2012). Trong khi đó, khả năng chịu
lực của cừ bản nhựa vẫn đảm bảo, nêu trong phần nghiên cứu chương 3.
Thêm vào đó, các nghiên cứu trong luận văn cho thấy ứng suất cho phép của
cừ nhựa nên lấy nhỏ hơn 22Mpa và hệ số an toàn nên được lấy là 2.
Với ưu điểm là khả năng thi công nhanh, việc quan trắc kiểm tra
chuyển vị của đỉnh tường có thể được tiến hành sau khi thi công. Kết quả đo
đạc tại tuyến kè Linh Đông – Thủ Đức cho thấy chuyển vị ngang của đỉnh

tường là 24,6mm; nhỏ hơn 22mm so với kết quả mô phỏng bằng phương pháp
phần tử hữu hạn.
Việc thiết kế tường cọc bản trong điều kiện đất yếu tại Bến Tre nói
riêng và Đồng bằng sơng Cửu Long nói chung có thể chọn giải pháp tường
khơng neo tiết kiệm chi phí (trường hợp chiều sâu lịng sơng nhỏ hơn 3m).
Ngồi ra ta cũng có thể chọn giải pháp tường cừ bản nhựa có neo dành cho
các cơng trình có chiều sâu lịng sơng từ 3m đến 4m.


STABILITY ANALYSIS OF RIVERSIDE CONSTRUCTION
PROTECTION WITH VINYL SHEET PILES
Currently, in the Mekong Delta has many serious erosion. The
Important’s problem present solutions to handle and prevent the erosion of an
instant. In particular, the Vinyl Sheet Piles is one of the proposed solutions to
show the above issues.
To be able to Vinyl Sheet Piles into commonly used in practice, require
studies on the stability of the deformation of the pile, as compared to other
types of piles to choose a feasible solution to protect riparian works.
Through research, compare Vinyl Sheet Piles and reinforced concrete
piles, we found that the economic benefits when using Vinyl Sheet Piles
about 2.5 times compared to using reinforced concrete piles (the year 2012).
Meanwhile, the pile bearing capacity is guaranteed, the research described in
Chapter 3. In addition, studies in the thesis that allow’s stress of Vinyl Sheet
Piles should take less than 22Mpa, and safety factor should be taken as 2.
With the advantages of fast execution capabilities, monitoring and
inspection of the top wall displacement can be carried out after final
Construction. Results measured in Linh Dong – Thu Duc’s embankments
shows the horizontal displacement of the top wall is 24.6 mm, less than 22mm
compared with simulation results by finite element method.
The design of the Vinyl Sheet Piles in soft soil’s condition in particular

Ben Tre and the general Mekong Delta choose not wall with anchor to reduce
fee (in case of river depth less than 3 m). In addition, we can also choose
Vinyl Sheet Piles with anchor for the construction of river depth from 3m to
4m.


LỜI CAM ĐOAN
- Tôi xin cam đoan: bản luận văn tốt nghiệp này là cơng trình nghiên cứu thực
sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển,
thu thập các số liệu, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tế dưới sự hướng dẫn khoa
học của TS.Đỗ Thanh Hải.
- Các số liệu, mơ hình tính tốn và những kết quả trong luận văn là trung thực
được xuất pháp từ kinh nghiệm và thực tiễn, các số liệu thực tế được chỉ rõ nguồn
trích dẫn trong danh mục tài liệu tham khảo.
Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên.


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Chương 1:
- Hình 1.1: Sạt lở bờ sơng cắt đứt QL 91 tại xã Bình Mỹ, huyện Châu Phú An
Giang. .................................................................................................. Trang 4
- Hình 1.2: Cừ gỗ và sự hư hỏng cừ gỗ . ............................................... Trang 5
- Hình1.3: Các loại cừ thép. .................................................................. Trang 6
- Hình 1.4: Cừ thép dùng làm tường cọc bản. ....................................... Trang 8
- Hình 1.5: Liên kết cừ tiết diện chữ nhật, chừ tiết diện chữ T. ............. Trang 8
- Hình 1.6: Các loại cừ bê tông cốt thép khác ....................................... Trang 9
- Hình 1.7: Các dạng cừ BTCT dự ứng lực. ........................................ Trang 10
- Hình1.8: Cừ bản nhựa Đạt Hịa. ...................................................... Trang 15
- Hình 1.9: Một số dạng tường cừ bản nhựa. ...................................... Trang 16
- Hình 1.10: Các góc nối Cừ bản nhựa................................................ Trang 16

- Hình 1.11: Cừ bản nhựa sử dụng cơ lập vùng bị ơ nhiễm ................ Trang 18
- Hình 1.12 : Cừ bản nhựa sử dụng làm tường chắn bảo vệ bờ sơng ... Trang 18
- Hình 1.13 : Tường chắn đất; tường chắn đất có neo ......................... Trang 19
- Hình 1.14: Cừ bản nhựa sử dụng xây dựng cảng .............................. Trang 19
- Hình 1.15: Thi cơng tường cừ bản nhựa ........................................... Trang 20
- Hình 1.16: Sử dụng các thanh dẫn hướng trong quá trình hạ cừ ....... Trang 21
- Hình 1.17: lắp đặt cừ với máy đóng và Phun nước ........................... Trang 21
- Hình 1.18: Đóng cừ với hệ thống búa rung, định vị bằng thanh thép Trang 21
- Hình 1.19: Đóng cừ với hệ thống búa rung, giàn định vị thép thẳng đứng ......
........................................................................................................... Trang 22
- Hình 1.20: Cơng trình Bảo vệ Bờ sơng, tại Balan 2008 .................... Trang 22
- Hình 1.21: Cơng trình Bảo vệ mố cầu, tại Balan. ............................. Trang 23
- Hình1.22: Cơng trình Kênh dẫn nước, tại Balan............................... Trang 23


- Hình 1.23: Cơng trình tường chắn cho khối đất đắp, tại Estonia 2010 ............
........................................................................................................... Trang 24
- Hình 1.24: Cơng trình tường chắn cách ly đất bị ơ nhiễm, tại Germany 2010
........................................................................................................... Trang 24
- Hình 1.25: Cơng trình tường chắn bảo vệ bờ biển, tại Denmark 2010 ............
........................................................................................................... Trang 25
- Hình1.26: Cơng trình bảo vệ bờ biển chắn sóng, tại Hàn Quốc và Croatia ....
........................................................................................................... Trang 25
- Hình 1.27: Cơng trình Kè chống sạt lở cửa biển huyện U Minh Hạ.. Trang 26
- Hình 1.28: Tường cọc bản có neo và khơng neo............................... Trang 27
- Hình 1.29: Tường cọc bản bị mất ổn định do bị trượt sâu ................ Trang 27
- Hình 1.30: Tường cọc bản mất ổn định do chiều sâu ngàm khơng đủ ............
........................................................................................................... Trang 28
- Hình 1.31: Tường cọc bản bị phá hoại do bị gãy .............................. Trang 28
- Hình 1.32: Tường cọc bản bị phá hoại do neo .................................. Trang 29

- Hình1.33: Dụng cụ Inclinometer . .................................................... Trang 30
- Hình 1.34: Ống vỏ Inclinometer ....................................................... Trang 30
- Hình 1.35: Quy trình tiến hành thí nghiệm Inclinometer. ................. Trang 31
- Hình 1.36: Máy tồn đạc, Khung gương, sào gương ........................ Trang 31

Chương 2:
- Hình 2.1: Trường hợp bất lợi cho tường cừ bản nhựa khi có tải trọng đều
tác dụng sau lưng tường ..................................................................... Trang 35
- Hình 2.2: Biểu đồ áp lực đất tác dụng lên tường theo lý thuyết Coulomb .....
........................................................................................................... Trang 37
- Hình 2.3: Thành phần ứng suất của phân tố đất. .............................. Trang 38
- Hình 2.4 Mơ hình tính tốn tường cọc bản với nền biến dạng cục bộ ............
........................................................................................................... Trang 40
- Hình 2.5: Các sơ đồ biến dạng có thể có của cọc bản, khơng neo, đóng ven ..


sơng.................................................................................................... Trang 45
- Hình 2.6 :Các sơ đồ biến dạng có thể có của cọc bản 1 neo, đóng ven sơng ..
........................................................................................................... Trang 46
- Hình 2 .7 Sơ đồ tính tường cọc bản trong nền. ................................ Trang 47
- Hình 2.8 Biểu đồ tường độ võng và moment của tường cọc bản có neo. ........
........................................................................................................... Trang 48
- Hình 2.9 Sơ đồ tính tường cọc bản trong đất có neo. ........................ Trang 49

Chương 3:
- Hình 3.1: Mơ hình tính tóan đánh giả ổn định của cơng trình bờ kè Trang 59
- Hình 3.2: Sơ đồ chuyển vị mơ hình phân tích sau khi đặt tải ............ Trang 59
- Hình 3.3: Chuyển vị ngang của của cừ ............................................ Trang 60
- Hình 3.4: Hệ số ổn định MSF sau 3 tháng thi công ....................... Trang 60
- Hình 3.5: Biểu đồ moment của cừ .................................................. Trang 60

- Hình 3.6: Sơ đồ chuyển vị mơ hình phân tích sau khi đặt tải ............ Trang 61
- Hình 3.7: Chuyển vị ngang của của cừ ............................................ Trang 61
- Hình 3.8: Hệ số ổn định MSF tại thời điểm 3 tháng sau khi thi cơng ............
........................................................................................................... Trang 62
- Hình 3.9: Biểu đồ moment của cừ .................................................. Trang 62

Chương 4:
- Hình 4.1: Mơ hình tuyến Kè Linh Đơng. .......................................... Trang 66
- Hình 4.2: Các giai đoạn thi cơng ...................................................... Trang 67
- Hình 4.3: Kết quả chuyển vị ngang tường cừ tại thời điểm tháng 1 năm 2013
........................................................................................................... Trang 67
- Hình 4.4: Kết quả chuyển vị ngang tường cừ tại thời điểm tháng 5 năm 2013
........................................................................................................... Trang 67
- Hình 4.5: Phân tích cung trượt theo Bishop ..................................... Trang 69
- 4.6: Đoạn giữa, cuối tuyến tường cừ bản nhựa ................................ Trang 72


- Hình 4.7: Hình ảnh trước tường và sau lưng tường cừ bản nhựa ...... Trang 73
- Hình 4.8: Hình ảnh vị trí cáp neo vào tường cừ bản nhựa................. Trang 73
- Hình 4.9: Hình ảnh vị trí cọc neo của tường cừ bản nhựa ................. Trang 74


MỤC LỤC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ
Chương 1:
- Bảng 1.1 : Đặc trưng kỹ thuật một số loại cừ thép thường dùng. ........ Trang 7
- Bảng 1.2 : Đặc trưng kỹ thuật một số loại cừ BTCT dự ứng lực....... Trang 11
- Bảng 1.3: Các đặc tính cơ lý của cừ bản nhựa Đạt Hòa. ................... Trang 17
- Bảng 1.4 : Các đặc tính cơ lý của cừ bản nhựa GeoFlex................... Trang 17

Chương 2:

- Bảng 2.1: Tốc độ dòng chảy cho phép lớn nhất khơng gây ra xói lở đất. ........
........................................................................................................... Trang 33
- Bảng 2.2: Lưu lượng cực đại vào mùa lũ của sông Tiền và sông Hậu. ...........
........................................................................................................... Trang 34

Chương 3:
- Bảng 3.1: chỉ tiêu kỹ thuật cừ uPVC do công ty CNS sản xuất. ...... Trang 56
- Bảng 3.2: So sánh chỉ tiêu cơ bản giữa cừ bản nhựa và một số loại cừ khác...
........................................................................................................... Trang 56
- Bảng 3.3: Thơng số đất nền cơng trình Kè Chống sạt lở Nhơn Thạnh, Bến
Tre...................................................................................................... Trang 58
- Bảng 3.4: Thông số các loại tường cừ sử dụng Kè Chống sạt lở Nhơn Thạnh,
Bến Tre.............................................................................................. Trang 58
- Bảng 3.5: Các đặc trưng chuyển vị ngang và hệ số ổn định trong điều kiện
thực tế sau thi công tường cừ .............................................................. Trang 62
- Bảng 3.6: Các đặc trưng chuyển vị ngang và hệ số ổn định trong điều kiện
thực tế sau thi công đắp đất sau lưng tường ........................................ Trang 62
- Bảng 3.7: Các đặc trưng chuyển vị ngang và hệ số ổn định trong điều kiện
thực tế sau 90 ngày thi công .............................................................. Trang 63
- Đồ thị 3.8: Quan hệ Chuyển vị ngang tường cừ theo thời gian. ...... Trang 64
- Đồ thị 3.9: Quan hệ hệ số ổn định tường cừ theo thời gian. ............ Trang 64


Chương 4:
- Bảng 4.1: Các thông số đầu vào của nền đất ở tuyến kè Linh Đông
– Thủ Đức .......................................................................................... Trang 65
- Bảng 4.2: Các giai đoạn thi công...................................................... Trang 68
- Bảng 4.3: Bảng kết quả đo đạc tường kè tháng 10 năm 2010. ......... Trang 70
- Bảng 4.4: Bảng kết quả đo đạc tường kè tháng 1 năm 2013 ............ Trang 71
- Bảng 4.5: Bảng kết quả đo đạc tường kè tháng 5 năm 2013 ............ Trang 71

- Bảng 4.6: Bảng tổng hợp kết quả đo đạc tường kè ......................... Trang 72
- Đồ thị 4.7: Quan hệ chuyển vị đỉnh tường theo thời gian ................. Trang 75


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................. 1
Tính cấp thiết và ý nghĩa khoa học của đề tài........................................................... 1
Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 2
Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 2
Tính khoa học và thực tiễn đề tài ............................................................................. 3
Hạn chế đề tài .......................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH CỦA CƠNG TRÌNH TƯỜNG KÈ
VEN SÔNG............................................................................................................. 4
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 4
1.2. Các dạng tường cừ bản ..................................................................................... 5
1.2.1. Cừ bản gỗ ...................................................................................................... 5
1.2.2. Cừ bản thép ................................................................................................... 6
1.2.3 Cừ bản Bê tông cốt thép và cừ bê tông cốt thép dự ứng lực............................. 8
1.2.4.Tường cọc bản bằng đất trộn ximăng ............................................................ 12
1.2.5. Tường cừ bản nhựa ( Vinyl Sheet Piles) ......................................................... 12
1.2.5.1. Giới thiệu sơ lược về công nghệ chế tạo cừ bản nhựa ................................ 13
1.2.5.2. Một số Ứng dụng cho các cơng trình của cừ bản nhựa .............................. 17
1.2.5.3. Thi công cừ bản nhựa................................................................................ 19
1.3. Ổn định của tường kè ven sông ....................................................................... 26
1.4. Tổng quan về quan trắc chuyển vị ngang của tường cừ ................................... 29
1.4.1. Giới thiệu về Inclinometer ........................................................................... 30
1.4.2. Quan trắc chuyển vị ngang đỉnh tường cừ bằng máy trắc đạc ....................... 31
1.5.Nhận xét .......................................................................................................... 32
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG
TƯỜNG CỪ BẢN NHỰA .................................................................................... 33

2.1. Cơ cấu sạt lở tự nhiên của bờ sông ở ĐBSCL và Tổng quan về các phương
pháp tính tốn ổn định cơng trình bảo vệ bờ sông bằng tường cừ bản .................... 33
2.1.1. Cơ cấu sạt lở tự nhiên của bờ sông ở ĐBSCL .............................................. 33


2.1.2. Tổng quan về các phương pháp tính tốn ổn định cơng trình bảo vệ bờ sơng
bằng tường cừ bản ................................................................................................. 35
2.2. Các phương pháp tính tốn tường cọc bản ...................................................... 36
2.2.1.Phương pháp 1: Dựa vào lý thuyết áp lực đất tác dụng lên tường chắn của
Coulomb (lý thuyết cân bằng giới hạn) .................................................................. 36
2.2.2. Phương pháp 2: Xem tường cọc bản là dầm đàn hồi biến dạng cục bộ theo
phương ngang (lý thuyết tính dầm đàn hồi theo hệ số nền Winkler)....................... 40
2.2.3.Phương pháp 3: Phương pháp phần tử hữu hạn ............................................. 43
2.3.Phân tích biến dạng của tường cọc bản trên nền đất yếu ven sông .................... 44
2.4. Xác định áp lực ngang tác dụng lên tường kè và xác định nội lực trong tường 47
2.4.1.Bài toán 1: Tường cọc bản khơng có neo ..................................................... 47
2.4.2. Bài tốn 2: Tường cọc bản đóng trong đất có neo ........................................ 51
2.5. Kiểm tra ổn định tường kè ............................................................................. 54
2.5.1.Kiểm tra ổn định trượt phẳng của tường chắn ............................................... 54
2.5.2.Kiểm tra ổn định trượt sâu (lật) .................................................................... 55

2.6. Nhận xét ................................................................................................ 56
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH TẠM THỜI BẰNG
TƯỜNG CỪ BẢN NHỰA .................................................................................... 57
3.1. So sánh các tính chất cơ lý giữa các loại cừ .................................................... 57
3.2. So sánh tính ổn định và biến dạng của cừ bản nhựa và cừ bê tông trong điều
kiện địa chất tại Bến Tre ........................................................................................ 58
3.2.1. Giới Thiệu cơng trình................................................................................... 58
3.2.2. Cừ Bản nhựa ................................................................................................ 60
3.2.3. Cừ Bê tông Cốt Thép ................................................................................... 62

3.2.4 Kết quả tính tốn và nhận xét ........................................................................ 63
CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP CHO CÁC CƠNG TRÌNH VEN
SƠNG RẠCH GỊ DƯA-TUYẾN KÈ LINH ĐƠNG-THỦ ĐỨC .......................... 66
4.1.Giới thiệu ........................................................................................................ 66
4.2.Số Liệu Địa chất cơng trình ............................................................................. 66


4.3.Mô phỏng bằng phần mềm .............................................................................. 67
4.3.1 Mô phỏng bằng phần mềm Plaxic ................................................................. 67
4.3.2 Mô phỏng bằng phần mềm Geo5 .................................................................. 70
4.4.Số liệu quan trắc Chuyển vị đỉnh tường cừ ...................................................... 70
4.5 So sánh số liệu chuyển vị ................................................................................. 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 76
1.Kết luận .............................................................................................................. 76
2.Kiến nghị ............................................................................................................ 77
3.Hướng nghiên cứu tiếp theo ................................................................................ 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO


MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài:
Hiện nay, ở vùng Đồng bằng sơng Cửu Long có nhiều điểm sạt lở nghiêm
trọng. Các vị trí sạt lở xảy ra tại khu vực có dân cư tập trung đơng đúc, dẫn đến
sự nguy hiểm đến tính mạng và gây thiệt hại về tài sản của người dân.
Vấn đề cấp thiết hiện nay là cần phải có giải pháp để xử lý, ngăn chặn
việc sạt lở một cách tức thời. Các giải pháp do đơn vị thiết kế đưa ra để khắc
phục tình trạng nêu trên là sử dụng tường chắn bê tông, bê tông cốt thép, tường
chắn rọ đá…
Tuy nhiên, các giải pháp đều cần có thời gian khảo sát, tính tốn, thiết kế
và các cơ quan có thẩm quyền phê duyệt, q trình này mất nhiều thời gian. Do

đó, cần có giải pháp xử lý nhanh, giá thành thấp để gia cố tạm thời các vị trí sạt
lở.
Khi cơng nghệ vật liệu xây dựng trong nước ngày càng phát triển, cừ bản
nhựa được nhiều công ty nghiên cứu và sản xuất thành công tại Việt Nam là một
trong những giải pháp được đưa ra để giải quyết các vấn đề nêu trên.
Thêm vào đó, cừ bản nhựa cịn có thể là một giải pháp khả thi cho các
cơng trình chống ngập mặn, ngăn triều cường… góp phần bảo vệ các cơng trình
ven sơng.
Để có thể đưa cừ bản nhựa vào sử dụng phổ biến trong thực tế, cần phải
có những nghiên cứu về tính ổn định, biến dạng của loại cừ này, cũng như so
sánh các loại cừ khác để lựa chọn một giải pháp có tính khả thi nhất để bảo vệ
các cơng trình ven sơng, đó là vấn đề cấp thiết được đặt ra.

2. Nội dung nghiên cứu:
Nội dung của nghiên cứu này là phân tích ổn định tường kè bảo vệ cơng trình
ven sơng bằng cừ bản nhựa với các điều kiện tự nhiên và địa chất thực tế của TP Hồ
Chí Minh và khu vực Đồng bằng sơng Cửu Long. Ứng dụng phương pháp phân tích


sự làm việc đồng thời giữa tường kè và đất nền xung quanh để tính tốn ổn định và
biến dạng hệ tường cừ bản nhựa và đất nền, so sánh tính khả thi, kinh tế giữa các
phương án cừ khác với cừ bản nhựa. Nhận xét, đánh giá kết quả thu được nhằm
kiến nghị các giải pháp an toàn, kinh tế trong đầu tư. Luận văn bao gồm các nội
dung chính sau:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về ổn định của cơng trình tường kè ven sơng; Các
loại tường cừ bản.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định và biến dạng tường cừ bản nhựa.
Chương 3: Nghiên cứu giải pháp ổn định tạm thời bằng tường cừ bản nhựa.
Chương 4: Giải pháp chống ngập cho các cơng trình ven sơng rạch Gị

Dưa -Tuyến kè Linh Đơng-Thủ Đức.
Kết luận và kiến nghị
3. Phương pháp nghiên cứu :
- Nghiên cứu về lý thuyết:
Nghiên cứu các phương pháp phân tích ổn định của tường cừ bản nhựa
dưới tác dụng của tải công trình ven sơng.
- Mơ phỏng tính tốn bằng phương pháp phần tử hữu hạn:
Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn thơng qua các phần mềm tính tốn
như Plaxis, Geo5 để mơ phỏng phân tích ổn định và biến dạng cho cơng trình tường
cừ bản nhựa bảo vệ chống sạt lở bờ sông trong điều kiện địa chất thực tế.

- Quan trắc chuyển vị đỉnh tường cừ trong quá trình sử dụng:
Sử dụng máy trắc đạc điện tử có độ chính xác 2mm tiến hành quan trắc
chuyển vị đỉnh tường trong quá trình sử dụng.
- So sánh lựa chọn phương án:


Từ các kết quả quan trắc chuyển vị đỉnh tường cừ và phân tích tính tốn
tường cừ bản nhựa bằng các phần mềm phần tử hữu hạn dựa trên các số liệu địa
chất thực tế và tường cừ bê tông cốt thép của dự án đã được thực hiện so sánh, lựa
chọn phương án phù hợp.
4. Tính khoa học và thực tiễn của đề tài:
Đối với các cơng trình có yêu cầu không lớn về tải trọng tác động, giải
pháp cừ bản nhựa sẽ đem lại tính mỹ quan và lợi ích kinh tế lớn.
Giải pháp tường cừ bản nhựa với khả năng thi công nhanh, giá thành rẻ là
một biện pháp chống sạt lở tạm thời hiệu quả cho các vị trí sạt lở nghiêm trọng.
Hiện nay, Ủy ban nhân dân các tỉnh đang nghiên cứu kiến nghị việc xử lý tạm thời
để bảo vệ tính mạng và tài sản của nhân dân.
5. Hạn chế của đề tài:7
Do thời gian hạn chế nên chỉ tập trung phân tích ổn định cho cơng trình

tại Thành phố Hồ Chí Minh và Bến Tre mà chưa mở rộng cho các khu vực khác.
Khơng phân tích tải trọng động đối với khả năng chịu lực của cừ bản
nhựa, không kiểm tra ổn định tổng thể .
Thu thập số liệu quan trắc đỉnh tường cừ nhưng chưa có số liệu chuyển vị
trên tồn bộ chiều sâu cừ để kiểm chứng tính ổn định cơng trình cừ bản nhựa.


Chương 1: Tổng quan về ổn định của cơng trình tường kè ven sơng.
1.1. Đặt vấn đề:
Biến đổi khí hậu và các hiện tượng thiên tai như bão, lũ, lốc xoáy, hạn hán,
v,v.. những năm gần đây ảnh hưởng rất lớn đến hầu hết các hoạt động kinh tế, an
sinh xã hội của nhiều nước trên thế giới và Việt Nam như: gây xói lở bờ sơng, sụt
lún, phá huỷ cơng trình, nhà cửa, ngập lụt vào mùa mưa, cạn kiệt nguồn nước vào
mùa khô, phá huỷ môi trường sinh thái, v,v…
Trong đó, hiện tượng xói lở bờ sơng là một trong những hiện tượng gây nên
những thiệt hại to lớn cho các hoạt động, sinh hoạt của nhân dân trong vùng. Những
năm gần đây, năm nào ĐBSCL cũng xảy ra những vụ sạt lở nghiêm trọng. Theo
khảo sát của ngành tài nguyên môi trường các tỉnh ĐBSCL, sông Hậu và sơng Tiền
là hai tuyến sơng chính thường xun xảy ra sạt lở nghiêm trọng. Trong đó, An
Giang, Đồng Tháp xảy ra nhiều nhất.
Tại An Giang, chỉ tính riêng sơng Tiền và sơng Hậu đi qua địa bàn hiện có
hàng trăm điểm sạt lở và có nguy cơ tiếp tục sạt lở bất cứ lúc nào. Những “điểm
đen” sạt lở ở An Giang như khu vực thị xã Tân Châu; xã Vĩnh Trường, huyện An
Phú; xã Bình Mỹ, huyện Châu Phú; xã Mỹ Hòa Hưng, TP Long Xuyên…
Vụ sạt lở nghiêm trọng gần đây nhất ở ĐBSCL là vụ sạt lở bờ sơng Hậu đoạn
thuộc phường Bình Đức, TP Long Xuyên, tỉnh An Giang xảy ra vào đầu tháng 3
vừa qua. Vụ sạt lở đã “nuốt chửng” đoạn bờ sông dài 110m, sâu vào đất liền khoảng
22m, nhấn chìm 22 nhà dân, hàng trăm hộ dân khác phải di dời nhà cửa. Đáng lo
ngại, đoạn bờ sông dài 600m quanh khu vực sạt lở, đang có nguy cơ đổ sụp xuống
sông bất cứ lúc nào. Không chỉ đe dọa cắt đứt QL 91, sạt lở ở khu vực này còn đang

khiến gần 300 hộ dân thấp thỏm lo âu.

Hình 1.1: Sạt lở bờ sông cắt đứt QL 91 tại xã Bình Mỹ, huyện Châu Phú An Giang


Để giải quyết tình trạng sạt lở nêu trên, có nhiều giải pháp, một trong số đó
là giải pháp sử dụng tường chắn đất; Giải pháp này được sử dụng để tăng cường khả
năng chống trượt của mái dốc, chống lại áp lực ngang của đất. Các dạng tường chắn
đất có thể sử dụng để giải quyết tình trạng nêu trên như tường chắn bê tông, bê tông
cốt thép, tường chắn rọ đá và tường cừ bản. Ưu điểm của tường cọc là khả năng
chịu lực lớn, không chiếm dụng diện tích lịng sơng, chống được xói lở, trượt sâu và
đảm bảo mỹ quan nhưng giá thành lại khá cao so với các giải pháp khác.
Với các công nghệ ngày càng phát triển, tường cừ bản nhựa là một loại tường
cừ bản mới được nêu ra để để giảm giá thành và đạt hiệu quả cao nhất trong việc
chống sạt lở các cơng trình ven sơng. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một
nghiên cứu và tiêu chuẩn thiết kế nào đề cập đến loại cừ này, việc tính toán kiểm tra
ổn định cho loại tường cừ này chủ yếu dựa vào các hướng dẫn của các đơn vị sản
xuất cừ trong và ngồi nước. Nhu cầu về tìm hiểu loại cừ này là nhu cầu tất yếu của
các nhà thiết kế để có thể ứng dụng loại tường cừ mới này.

1.2. Các dạng tường cừ bản:
Cừ bản là loại cừ có kích thước chiều dày nhỏ hơn rất nhiều lần so với chiều
rộng và chiều dài. Một số dạng tường cừ bản thường được sử dụng hiện nay:
1.2.1. Cừ bản gỗ:
- Từ xa xưa, người nông dân Việt nam đã sử dụng cừ bản bằng gỗ để gia cố
bảo vệ bờ sông, làm cống đập ngăn nước để phục vụ tưới tiêu, sinh hoạt, sản xuất.
Ưu điểm của loại vật liệu mới này là dễ sử dụng, có thể tìm thấy ở nhiều nơi. Tuy
nhiên nhược điểm của loại cừ này chính là vật liệu dễ bị mối mọt, mục rửa do các
tác động của ngoại cảnh ( nắng mưa nhiệt độ, môi trường nước …) dễ bị bào mịn
cơ học, tuổi thọ khơng cao, khả năng chống thấm thấp. Đến thời điểm hiện nay, các

quy định về “ bảo vệ rừng” đã làm cho nguồn vật liệu làm cừ bản gỗ này trở nên
khan hiếm và ít được ứng dụng vào các cơng trình có khối lượng lớn.


Hình 1.2: Cừ gỗ và sự hư hỏng cừ gỗ.[1]

1.2.2. Cừ bản thép:
- Những năm giữa thế kỷ 20, khi công nghệ vật liệu ngày càng phát triển,
công nghệ cừ bản thép ra đời đã trở thành một đóng góp quan trọng trong lĩnh vực
xây dựng bởi chính các ưu điểm của nó như: sản xuất với nhiều hình dáng kích
thước khác nhau, độ bền cao, khả năng chịu lực tốt, chống thấm tốt, dễ thi công, cừ
thép dể dàng cắt ngắn và kéo dài theo yêu cầu thiết kế, ngồi ra cừ thép cịn có thể
sử dụng cho các cơng trình tạm phục vụ cho thi cơng. Những ưu điểm trên đã làm
cho cừ thép ngày càng được ứng dụng một cách rộng rãi cho các cơng trình. Cừ
thép có 4 loại chủ yếu:
a. Cừ thép phẳng: loại cừ này có moment kháng uốn khơng lớn, chiều dài từ
8 đến 22m.
b. Cừ máng thép: chiều dài loại cừ này cũng từ 8m đến 22m thường được sử
dụng cho các loại kết cấu chống thấm.
c. Cừ Larsen: thường có kích thước từ 5m -22m, được thiết kế với móc rắn
chắc tạo moment kháng uốn lớn , đây là loại cừ thường được sử dụng hiện nay.
Cừ thép được sử dụng rộng rãi cho các cơng trình trên thế giới cũng như các
cơng trình Việt Nam: đê kè, hố đào sâu, đê quay thi cơng cầu…

Hình1.3: Các loại cừ thép


a)Cừ Phẳng; b)Cừ hình máng; c)Cừ chữ Z; d)Cừ Larsen
Bảng 1.1: Đặc trưng kỹ thuật một số loại cừ thép thường dùng

Hình 1.4: Cừ thép dùng làm tường cừ bản
1.2.3. Cừ bản bê tông cốt thép và cừ bê tông cốt thép dự ứng lực:
- Sự ra đời và phát triển của công nghệ bê tông cốt thép, đặc biệt là cừ bản bê
tông cốt thép để khắc phục các ưu nhược điểm của các loại cừ nêu trên đã góp phần
tạo thêm một giải pháp để các kỹ sư thiết kế lựa chọn cho kết cấu các cơng trình.
Hai loại cừ bản bê tông cốt thép được chế tạo đầu tiên là cừ tiết diện chữ nhật
và cừ tiết diện chữ T:

Hình 1.5: Liên kết cừ tiết diện chữ nhật, chừ tiết diện chữ T [2].
Ngoài hai loại cừ tiết diện trên cịn có nhiều loại tiết diện khác, nhằm đáp
ứng một cách linh hoạt các dạng kết cấu khác cơng trình: cừ 3 cánh, cừ hình sóng,
cừ chữ I kết hợp cừ dẹt…