Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu giải pháp ổn định kè bảo vệ khu dân cư thạnh mỹ lợi

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu giải pháp ổn định kè bảo vệ khu dân cư thạnh mỹ lợi, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải

• Tác giả: Hàn Thị Xuân Thảo
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Danh Thảo
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên cứu giải pháp ổn định kè bảo vệ khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG TẠI KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY MẤT ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH TƯỜNG CHẮN KẾT HỢP VỚI HỆ CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP BẢO VỆ BỜ SÔNG KHU DÂN CƯ THẠNH MỸ LỢI
• 4. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH TƯỜNG CHẮN KẾT HỢP VỚI HỆ CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP BẢO VỆ BỜ SÔNG
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về công trình bảo vệ bờ sông tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu các giải pháp ổn định cho kè bảo vệ tại khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi. Thành phố Hồ Chí Minh có hệ thống sông ngòi phức tạp, với địa hình chủ yếu là đất yếu, dễ biến dạng. Các công trình xây dựng ven sông thường gặp phải vấn đề sạt lở và mất ổn định. Kỹ thuật địa chất và phân tích địa kỹ thuật được sử dụng để đánh giá nguyên nhân và đề xuất giải pháp. Các kỹ thuật xây dựng hiện đại như thiết kế kè kết hợp với hệ cọc BTCT được nghiên cứu để tăng cường độ ổn định.

1.1. Các hình thức kết cấu công trình bảo vệ bờ sông

Các công trình bảo vệ bờ sông tại Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm nhiều hình thức như tường chắn đất, tường cọc bản, và tường bán trọng lực. Mỗi hình thức có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với điều kiện địa chất cụ thể. Phân tích địa kỹ thuật giúp xác định nguyên nhân gây mất ổn định, từ đó đề xuất giải pháp ổn định hiệu quả.

1.2. Nguyên nhân gây mất ổn định công trình

Nguyên nhân chính gây mất ổn định bao gồm sự biến đổi địa chất, tác động của dòng chảy, và quá trình thi công không đảm bảo. Quản lý rủi ro và bảo vệ môi trường là yếu tố quan trọng trong việc duy trì độ ổn định của các công trình.

II. Cơ sở lý thuyết phân tích ổn định kết cấu công trình bảo vệ bờ sông

Chương này trình bày các phương pháp nghiên cứu và cơ sở lý thuyết để phân tích độ ổn định của kết cấu công trình. Các mô hình toán học và phần mềm như Plaxis được sử dụng để mô phỏng và đánh giá. Phân tích địa kỹ thuật giúp xác định các thông số cần thiết để thiết kế công trình an toàn và hiệu quả.

2.1. Phương pháp phân tích ổn định

Các phương pháp như phân tích phần tử hữu hạn và phương pháp cân bằng giới hạn được áp dụng để đánh giá độ ổn định của công trình. Tối ưu hóa thiết kế là mục tiêu chính nhằm đảm bảo công trình đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế.

2.2. Ứng dụng công nghệ trong phân tích

Công nghệ hiện đại như công nghệ xây dựng và kỹ thuật công trình được tích hợp vào quá trình phân tích. Điều này giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của các giải pháp đề xuất.

III. Phân tích nguyên nhân gây mất ổn định công trình tại khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi

Chương này tập trung vào việc phân tích các nguyên nhân cụ thể gây mất ổn định tại khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi. Các yếu tố như địa chất yếu, tác động của dòng chảy, và quá trình thi công được xem xét kỹ lưỡng. Phân tích địa kỹ thuật và đánh giá tác động là công cụ chính để xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp.

3.1. Đặc điểm địa chất khu vực

Khu vực Thạnh Mỹ Lợi có địa chất yếu, với lớp đất mềm và khả năng chịu lực thấp. Điều này dẫn đến nguy cơ sạt lở và mất ổn định cao. Kỹ thuật địa chất được sử dụng để đánh giá và đề xuất các biện pháp gia cố.

3.2. Tác động của dòng chảy

Dòng chảy mạnh và thường xuyên thay đổi là nguyên nhân chính gây xói lở bờ sông. Quản lý rủi ro và bảo vệ môi trường là yếu tố quan trọng trong việc duy trì độ ổn định của công trình.

IV. Giải pháp ổn định công trình tường chắn kết hợp hệ cọc BTCT

Chương này đề xuất các giải pháp ổn định cho công trình tường chắn kết hợp hệ cọc BTCT tại khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi. Các giải pháp bao gồm việc sử dụng kỹ thuật xây dựng hiện đại và công nghệ xây dựng để tăng cường độ ổn định. Thiết kế kè và tối ưu hóa thiết kế là trọng tâm của chương này.

4.1. Thiết kế kè kết hợp hệ cọc BTCT

Giải pháp đề xuất là sử dụng hệ cọc BTCT kết hợp với tường chắn để tăng cường độ ổn định. Phân tích địa kỹ thuật và đánh giá tác động được sử dụng để đảm bảo hiệu quả của giải pháp.

4.2. Ứng dụng công nghệ trong thiết kế

Công nghệ hiện đại như phần mềm mô phỏng và phân tích phần tử hữu hạn được tích hợp vào quá trình thiết kế. Điều này giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của các giải pháp đề xuất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có hệ thống sông ngòi và kênh rạch chằng chịt, với địa chất chủ yếu là nền đất yếu, đặc biệt là lớp bùn sét và bùn á sét có chiều dày từ 20 đến 30 mét. Điều này gây ra nhiều khó khăn trong việc xây dựng và duy trì các công trình bảo vệ bờ sông, đặc biệt là các kè bảo vệ khu dân cư như tại Thạnh Mỹ Lợi. Theo ước tính, nhiều công trình kè hiện nay tại thành phố chưa đồng bộ về kết cấu, có hiện tượng hư hỏng và mất ổn định trong quá trình thi công và vận hành, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn và phát triển bền vững khu vực ven sông.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích nguyên nhân gây mất ổn định công trình tường chắn kết hợp với hệ cọc bê tông cốt thép (BTCT) bảo vệ bờ sông tại khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi, từ đó đề xuất các giải pháp ổn định hiệu quả, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. Nghiên cứu tập trung trong phạm vi khu vực Thạnh Mỹ Lợi, Thành phố Hồ Chí Minh, với thời gian thực hiện từ tháng 6 đến tháng 11 năm 2013.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật cho việc thiết kế, thi công và bảo trì các công trình kè bảo vệ bờ sông trong điều kiện nền đất yếu, góp phần giảm thiểu rủi ro sạt lở, bảo vệ an toàn cho khu dân cư và hạ tầng đô thị, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu và giảm chi phí xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng hai lý thuyết chính trong phân tích kết cấu công trình bảo vệ bờ sông:

1. Lý thuyết ứng suất và biến dạng hữu hạn: Sử dụng mô hình Hooke cho vật liệu đàn hồi tuyến tính, kết hợp với mô hình Mohr-Coulomb để mô phỏng ứng xử phi tuyến của nền đất yếu, đặc biệt là các lớp bùn sét và bùn á sét. Mô hình này cho phép phân tích ứng suất hiệu quả và biến dạng của công trình dưới tác động tải trọng ngoài và nội tại.

2. Phương pháp cân bằng giới hạn: Được sử dụng để tính toán hệ số an toàn chống trượt và ổn định công trình, dựa trên cân bằng lực và moment tại mặt trượt tiềm năng. Phương pháp này giúp đánh giá khả năng chịu lực và ổn định tổng thể của kè trong điều kiện nền đất yếu.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: ứng suất hiệu quả, mô đun đàn hồi E50, hệ số Poisson, mô hình Mohr-Coulomb, hệ số an toàn, chuyển vị ngang, moment uốn, và phân tích mặt trượt sâu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ khảo sát thực tế tại công trình kè Thạnh Mỹ Lợi, bao gồm thông số địa chất, kết cấu công trình, hiện trạng hư hỏng và số liệu tải trọng. Ngoài ra, luận văn tổng hợp các tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ gia cố nền đất yếu và thiết kế kè bảo vệ bờ sông.

Phương pháp phân tích chủ yếu là mô phỏng số bằng phần mềm Plaxis 2D, sử dụng mô hình phần tử hữu hạn để tính toán ứng suất, biến dạng và chuyển vị của công trình dưới các điều kiện tải trọng khác nhau. Cỡ mẫu mô hình được lựa chọn phù hợp với kích thước thực tế công trình, đảm bảo tính chính xác và khả năng phản ánh đúng hiện tượng vật lý.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11 năm 2013, bao gồm các bước: thu thập dữ liệu, phân tích lý thuyết, mô phỏng số, đánh giá kết quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nguyên nhân mất ổn định công trình: Qua phân tích mô phỏng, phát hiện rằng chuyển vị ngang và moment uốn phát sinh do áp lực ngang từ nền đất yếu và tải trọng ngoài gây ra hiện tượng nghiêng và lún không đều. Số liệu cho thấy chuyển vị ngang tại chân kè có thể lên đến khoảng 5 cm, gây ra các khe hở và mất liên kết giữa các cọc BTCT.

2. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất: Địa chất nền với lớp bùn sét mềm dày từ 20-30 m có hệ số cường độ thấp (Cu khoảng 10-50 kPa) và mô đun đàn hồi E50 dao động từ 50 đến 250 kPa, làm giảm khả năng chịu tải và tăng nguy cơ sụt lún. So sánh với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, kết quả tương đồng về đặc tính nền đất yếu.

3. Hiệu quả của các giải pháp gia cố nền: Việc sử dụng công nghệ gia cố nền bằng cọc xi măng đất (CDM) và sàn giảm tải kết hợp với hệ cọc BTCT giúp giảm chuyển vị ngang khoảng 30-40% so với công trình không gia cố. Số liệu mô phỏng cho thấy hệ số an toàn chống trượt tăng từ 1,1 lên 1,5 sau khi áp dụng giải pháp gia cố.

4. So sánh các phương pháp phân tích: Phân tích theo phương pháp cân bằng giới hạn và mô phỏng phần tử hữu hạn cho kết quả tương đồng về hệ số an toàn và vị trí mặt trượt sâu, tuy nhiên mô phỏng số cho phép đánh giá chi tiết hơn về phân bố ứng suất và biến dạng trong kết cấu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính gây mất ổn định là do nền đất yếu có khả năng chịu tải thấp và biến dạng lớn dưới tác động của tải trọng ngang và trọng lực công trình. Hiện tượng chuyển vị ngang và moment uốn phát sinh làm giảm liên kết giữa các cọc BTCT, dẫn đến hiện tượng nghiêng và nứt vỡ.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với đặc điểm nền đất yếu tại các vùng đồng bằng sông Cửu Long và các công trình kè tương tự tại Nhật Bản và châu Âu. Việc áp dụng công nghệ gia cố nền bằng CDM và sàn giảm tải là giải pháp hiệu quả, vừa đảm bảo ổn định kết cấu, vừa tiết kiệm chi phí và thời gian thi công.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ chuyển vị ngang theo chiều sâu, bảng so sánh hệ số an toàn trước và sau gia cố, cũng như hình ảnh mô phỏng phân bố ứng suất trong kết cấu để minh họa rõ ràng hơn các phát hiện.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng công nghệ gia cố nền bằng cọc xi măng đất (CDM): Thực hiện gia cố nền tại các vị trí có lớp bùn sét mềm dày trên 15 m để tăng cường khả năng chịu tải, giảm chuyển vị ngang. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, chủ thể là các nhà thầu xây dựng chuyên ngành địa kỹ thuật.

2. Thiết kế và thi công sàn giảm tải kết hợp với hệ cọc BTCT: Sử dụng sàn giảm tải để phân bố tải trọng đều hơn, giảm áp lực lên nền đất yếu, nâng cao hệ số an toàn công trình. Thời gian thi công đồng bộ với gia cố nền, chủ thể là đơn vị thiết kế và thi công.

3. Tăng cường giám sát và bảo trì công trình: Thiết lập hệ thống quan trắc chuyển vị, ứng suất và độ lún định kỳ để phát hiện sớm các dấu hiệu mất ổn định, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời. Chủ thể là cơ quan quản lý đô thị và đơn vị vận hành công trình.

4. Nghiên cứu mở rộng áp dụng giải pháp cho các khu vực nền đất yếu khác: Đề xuất triển khai nghiên cứu tương tự tại các khu vực ven sông khác trong thành phố và vùng lân cận nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ bờ sông toàn diện. Thời gian nghiên cứu dự kiến 1-2 năm, chủ thể là các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế và thi công công trình địa kỹ thuật: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để lựa chọn giải pháp gia cố nền và thiết kế kè bảo vệ bờ sông phù hợp với điều kiện nền đất yếu.

2. Cơ quan quản lý đô thị và xây dựng: Giúp đánh giá hiệu quả và an toàn các công trình kè hiện có, từ đó xây dựng chính sách quản lý và bảo trì phù hợp.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng, địa kỹ thuật: Tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết, phương pháp phân tích và ứng dụng công nghệ gia cố nền trong thực tế.

4. Các nhà đầu tư và chủ đầu tư dự án hạ tầng ven sông: Cung cấp thông tin về chi phí, hiệu quả và rủi ro liên quan đến các giải pháp kỹ thuật nhằm đưa ra quyết định đầu tư chính xác.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nền đất yếu lại gây khó khăn cho công trình kè bảo vệ bờ sông?
   Nền đất yếu như bùn sét mềm có sức chịu tải thấp và biến dạng lớn, dễ bị lún và chuyển vị dưới tải trọng công trình, gây mất ổn định và hư hỏng kết cấu kè.

2. Giải pháp gia cố nền bằng cọc xi măng đất (CDM) hoạt động như thế nào?
   CDM tạo ra các cọc xi măng đất cứng chắc trong nền đất yếu, tăng cường sức chịu tải và giảm biến dạng, từ đó nâng cao độ ổn định của công trình.

3. Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn có ưu điểm gì?
   Phương pháp này cho phép mô phỏng chi tiết phân bố ứng suất, biến dạng và chuyển vị trong kết cấu, giúp đánh giá chính xác hiệu quả các giải pháp kỹ thuật.

4. Hệ số an toàn chống trượt được xác định như thế nào?
   Hệ số an toàn được tính dựa trên cân bằng lực và moment tại mặt trượt tiềm năng, phản ánh khả năng chịu lực và ổn định của công trình dưới tải trọng.

5. Làm sao để giám sát hiệu quả công trình kè sau khi thi công?
   Thiết lập hệ thống quan trắc định kỳ các chỉ số chuyển vị, ứng suất và độ lún, kết hợp kiểm tra thực tế để phát hiện và xử lý kịp thời các dấu hiệu mất ổn định.

Kết luận

• Nền đất yếu tại khu vực Thạnh Mỹ Lợi là nguyên nhân chính gây mất ổn định công trình kè bảo vệ bờ sông.
• Phân tích ứng suất và biến dạng bằng mô hình Mohr-Coulomb kết hợp mô phỏng phần tử hữu hạn cho kết quả chính xác, phản ánh đúng hiện trạng công trình.
• Giải pháp gia cố nền bằng cọc xi măng đất và sàn giảm tải kết hợp hệ cọc BTCT giúp nâng cao hệ số an toàn, giảm chuyển vị ngang và lún không đều.
• Cần tăng cường giám sát, bảo trì và mở rộng nghiên cứu áp dụng giải pháp cho các khu vực nền đất yếu khác.
• Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật quan trọng cho thiết kế, thi công và quản lý công trình kè bảo vệ bờ sông tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Áp dụng các giải pháp đề xuất trong các dự án thực tế, đồng thời triển khai nghiên cứu mở rộng để nâng cao hiệu quả bảo vệ bờ sông trong điều kiện nền đất yếu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CONG TRINH BAO VE BO SONG TAI KHU VUC THANH PHO HO CHi MINH Khu vực thành phố Hồ Chí Minh có mạng lưới sông ngòi và kênh rach chang chịt, từ kết quả khảo sát địa chất tại một số vùng ven sông Sài Gòn và các kênh rạch lớn cho thấy: tầng trằm tích Holocen bao phủ trên toàn vùng dọc theo sông từ Nhà Bè - Duyên Hải, chiều dày lớn nhất của tầng trầm tích Holocen thay đổi từ 20+30m. Tùy từng nơi, trong nền đất có các lớp bùn sét, bùn á sét, sét á cát, cát mịn, cát lẫn sỏi sạn. Nhìn chung địa chất công trình vùng hạ du sông Sài Gòn không thuận lợi cho việc xây dựng các công trình có tải trọng lớn do có lớp bùn sét, bùn á sét khá dày, có độ bền thấp, lớp sét dẻo cứng và lớp cát nằm khá sâu. Các vùng đất ven sông và các kênh rạch còn chịu tác động của dòng chảy, thủy triều, sóng (do gid, tau thuyén).

Xét về mặt giải pháp công trình, khi xây dựng công trình bảo vệ bờ ở các khu vực này cần đảm bảo hai van dé cơ bản: - Biến dạng nền: dưới tác dụng của lớp đất đắp trên nền đất sét mềm bão hòa nước và một số tải trọng khác sẽ gây lún nền và mắt ổn định công trình. - Chống trượt bảo vệ bờ: việc san lắp nền xây dựng các công trình hạ tầng gần bờ sông, kênh rạch mà không có giải pháp gia cố sẽ gây trượt, mất ôn định vùng bờ sông.MỘT SÓ HÌNH THỨC KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG TẠI KHU VỰC TP. Một số hình thức kết cấu công trình bảo vệ bờ sông 1. Bờ kè trên kênh Thanh Đa được xây dựng năm 2009 đã đưa vào hoạt động.

Hình thức kè mái nghiêng và bảo vệ mái bằng viên bê tông tự chèn.1: Bờ kè kênh Thanh Đa, Q. Bờ kè chống xói lở Phước Long thuộc huyện Nhà Bè xây dựng và hoàn thành năm 2010. Hình thức tường bán trọng lực kết hợp mái nghiêng, gia cố mái bằng tắm bê tông.2: Bờ kè khu vực cầu Phước Long, huyện Nhà Bè (2010) 3. Bờ kè mái nghiêng và được bảo vệ mái bằng viên bê tông tự chèn tại Rạch Mơn - sông Tắc, bảo vệ khu nhà ở The Boat Club Residences, Phuong Truong Thanh, Q9.

Tường kè trên hệ cọc BTCT kết hợp với tường vải địa kỹ thuật bảo vệ khu nghỉ dưỡng và hoạt động câu lạc bộ The Boat Club Residences — Quận 9.4: Bờ kè bao vé khu The Boat Club Residences 5. Tường kè kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè đã đưa vào sử đụng năm 2012. Kết cau tường cừ BTCT dự ứng lực.5: Tường kè kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè 1. Ưu nhược điểm một số giải pháp kết cấu công trình bảo vệ bờ sông Có nhiều dạng công trình được xây dựng đề giữ én định, chống xói lở và bảo vệ bờ sông.

Tùy vào từng điều kiện cụ thể mà các dạng công trình này được sử dụng một cách hợp lý nhất. Có thể tổng hợp thành 4 loại giải pháp sau — bảng 1.1: Một số giải pháp kết cầu công trình bảo vệ bờ sông STT Giải pháp Đặc điểm ứng dụng 1 | Kè mái nghiêng (Hình 1. - Giải pháp kè mái nghiêng ôn định bằng chính bản thân mái dốc, gia cố mái bằng tắm bê tông, rọ đá. Do vậy, mái bờ kênh phải tương đối thoải (m3) và kéo dài sâu vào bờ, diện tích chiếm đất lớn.

- Giải pháp này đơn giản về mặt tính toán và thi công công trình. - Các công trình bị mất ôn định là đo trượt sâu. 2_ | Tường bán trọng lực hết hợp hệ cọc BTCT chịu tải trọng ngang và tăng Ôn định trượt sâu (Hình 1. - Với loại kết cấu kè này, trong điều kiện nền đất yếu, phần lớn tường chắn đất ở dưới thấp nhằm tăng khả năng ổn định của hệ kè.

Vì vậy, nhược điểm chính của loại kè này là tường chắn chịu áp lực đất và áp lực nước tương đối lớn, chưa kể đến điều kiện thi công phần lớn ở dưới nước tương đối phức tạp. - Do áp lực đất và nước tác động vào tường tương đối lớn, để ổn định hệ kết cấu kè này cần phải bố trí nhiều cọc nhằm giảm tải trọng ngang tác dụng lên cọc. -6- Trường hợp lòng sông sâu, tầng đất yếu tương đối dày rất có thể bị trượt sâu tại vùng đất nền giữa 2 hàng cọc. Tường chắn dạng kết cấu bao che phía ngoài có hệ thống cọc BTCT kết hợp tường vải địa kỹ thuật phía trong (Hình 1.

- Một giải pháp công trình bảo vệ bờ đang dần được áp dụng phổ biến hiện nay. Phần đất đấp được gia cố bằng vải địa kỹ thuật sẽ giảm được phần lớn áp lực ngang của đất lên tường, đồng thời còn giảm áp lực nước do tác động của các lớp vải địa kỹ thuật giúp cho lớp đất sau lưng tường thoát nước nhanh. - Biện pháp thi công khá đơn giản, phù hợp với điều kiện thi công hiện nay. Diện tích chiếm đất nhỏ.

- Không phù hợp với công trình đắp cao mà nền bên dưới bùn quá yếu và dày, khi đắp đất nền sẽ bị lún làm cho tường vải địa bị chuyên vị xô vào tường bao che. - Vùng đất nền giữa hai hàng cọc có thể. bị trượt sâu, trượt cục bộ hoặc trượt tổng thé. Tường cọc bản (Hình 1.

- Tường cọc bản là giải pháp công trình được sử rộng rãi ở Việt Nam khoảng mười năm trở lại đây. - Ưu điểm: kết cầu đáp ứng được yêu cầu mỹ quan, yêu cầu về tiến độ, đa dang trong việc chọn các loại cừ tùy theo chiều dài và khả năng chịu lực yêu cầu. Khả năng chiếm đất ít, thi công trong điều kiện ngập nước dễ dàng, có thê thi công cho mọi loại nền. - Nhược điểm: chuyên vị ngang tường chắn lớn khi không có neo và chiều dày lớp bùn lớn, đất sau tường đắp cao, lòng sông nạo vét sâu.

Khi bố trí neo thì lực neo tác dụng lên hệ neo lớn, khoảng cách từ tường cử đến hệ neo phải đảm bảo hệ neo không nằm trong phạm vi nêm cung trượt của tường cừ. Do đó, phạm vi chiếm đất lớn. - Chiều dài cọc hiện tại không dài và khả năng chịu uốn của cọc không quá lon (Linax = 21m; Minax = 58Tm) chỉ phù hợp cho chênh cột đất khoảng 3m trở lại trong điều kiện kè không có neo và chiều dày lớp bùn không quá dày (khoảng 16m tré lai). MOT SO DANG MAT ON DINH KET CAU CONG TRINH BAO VE BO SONG TAI KHU VUC TP.

HO CHi MINH 1. Một số dạng mất ỗn định kết cấu công trình bảo vệ bờ sông Hở tường cừ làm sụt lún vỉa hè trên đường Hoàng Sa-Hồ Chí Minh. Tại hiện trường, một cọc cừ bê tông cốt thép dự ứng lực bị lệch so với các cọc cừ khác, tạo thành khoảng hở 5cm. Mỗi lần có thuyền chạy trên kênh, sóng xô nước qua khoảng hở và cuốn trôi đất cát tạo hàm ếch dưới lòng vỉa hè.

Nguyên nhân tạo khoảng hở giữa các cử là do phần đầu cừ được cố định bởi dầm mũ, dưới tác dụng của áp lực đất từ bờ đây ra, phần đầu cừ bị xô ra phía ngoài sông, làm nghiêng kè và sinh ra khoảng hở giữa các cừ. Một phần nữa là do quá trình nạo vét lòng kênh gây ảnh hưởng đến sự cân bằng áp lực đất tác dụng lên tường cừ (Hình 1. Kết cầu tường cừ dự ứng lực kết hợp với các tắm đan được xây dựng đề bảo vệ khu đất của nhà dân bên bờ sông Sài Gòn. Sự cố đã xảy ra, tường cừ dự ứng lực kết hợp với các tắm đan bị chuyền dich ra phía sông, nền đất đắp phía trong bị lún, các tắm đan bị lún theo, tạo nên các khoảng hở giữa hai hàng cừ (Hình 1.6: Hở tường cừ làm sụt lún vía — Hình I.7: Sự cỗ tại một đoạn kè bảo vệ hè trên đường Hoàng Sa (2012) khu đất nhà dân bên sông Sài Gòn (2013) Một đoạn bờ sông Sài Gòn tại khu vực phường Thảo Điền, kè bảo vệ bờ bị xô ra sông.

Kết cấu kè bao gồm hệ cọc bê tông cốt thép dưới dầm mũ để giữ ổn định tường chắn bên trên. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, do tác dụng của áp lực đất, đỉnh kè chuyển vị về phía nhà dân, chân kè chuyên vị ra phía sông, làm mắt ôn định kết cấu (Hình 1.8: Sự cố công trình kè Thảo Điển (2002) 1. Nguyên nhân gây mắt ỗn định công trình bảo vệ bờ sông trong quá trình thỉ công và vận hành [18] Về nguyên tắc, đất yếu không được dùng làm nền móng công trình, mà phải thay một phần hay hoàn toàn chúng bằng loại đất tốt hơn hoặc phải có các biện pháp đề cải thiện nền đất yếu trước khi xây dựng công trình. Đánh giá ôn định của kết cấu kè bảo vệ bờ xuất phát từ nguyên lý cơ bản: Sức chống cắt của đất trên mặt trượt (trượt vòng cung, phẳng hay gãy khúc) phải lớn hơn các lực gây trượt.

Có hai trường hợp xảy ra: - Theo tính toán, mái dốc không ôn định nhưng thực tế công trình sau khi hoàn công và khai thác công trình vẫn ổn định, có thê lý giải như sau: + Kết quả thí nghiệm trong phòng về sức chống cắt của đất thấp hơn thực tế do phương pháp thí nghiệm và tính không nguyên dạng của mẫu thí nghiệm. + Trong quá trình thi công, đất nền đã được cải thiện bằng việc đắp đất từng bước, làm tăng độ có kết và giảm áp lực lỗ rỗng nên khả năng chống trượt của đất nền được tăng lên. - Ngược lại với trường hợp trên, khi tính toán công trình ôn định, nhưng bị sự cố trong khi thi công hay sau một thời gian khai thác, có thể lý giải như sau: Có sự tăng áp lực lỗ rỗng trong quá trình thi công và khai thác. Áp lực lỗ rỗng tăng cao, dẫn đến ứng suất pháp có hiệu bằng không (q-u) = 0.

Khi đó, không những sức kháng cắt theo ma sát bằng không mà sức kháng dính cụ cũng không tồn tại; trạng thái của đất lúc này gần như là một dung dịch nước đặc. Tăng áp lực lỗ rỗng trong đất sét yêu xuất hiện do 2 nhóm nguyên nhân: -9- 1. Khách quan: Do sự thay đổi mực nước: các chỉ tiêu thí nghiệm trong phòng cũng như hiện trường chưa phản ánh sự biến đổi của đất trong trường hợp thủy triều thấp và cao hoặc nền đất không và có ngập nước.