Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG TRONG VIỆC ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 1.1 SƠ LƯỢC VỀ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Giới thiệu Trích dẫn trong cuốn Bách khoa toàn thư Đồng bằng sông Cửu Long là một bộ phận của châu thổ sông Mê Kông hay còn gọi là Vùng ñồng bằng Nam Bộ hoặc miền Tây Nam Bộ hoặc theo cách gọi của người dân miền Nam Việt Nam ngắn gọn là Miền Tây, có 12 tỉnh và 1 thành phố gồm: An Giang, Bến Tre, Bạc Liêu, Cà Mau, Thành phố Cần Thơ, Đồng Tháp, Hậu Giang, Kiêng Giang, Long An, Sóc Trăng, Tiền Giang, Trà Vinh, Vĩnh Long. Có diện tích 39734km². Có vị trí nằm liền kề với vùng Đông Nam Bộ, phía Bắc giáp Campuchia, phía Tây Nam là vịnh Thái Lan, phía Đông Nam là Biển Đông. Vùng ñồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam ñược hình thành từ những trầm tích phù sa và bồi dần qua những kỷ nguyên thay ñổi mực nước biển, qua từng giai ñoạn kéo theo sự hình thành những giồng cát dọc theo bờ biển.
Những hoạt ñộng hỗn hợp của sông và biển ñã hình thành những vạt ñất phù sa phì nhiêu dọc theo ñê ven sông lẫn dọc theo một số giồng cát ven biển và ñất phèn trên trầm tích ñầm mặn trũng thấp như vùng Đồng Tháp Mười, tứ giác Long Xuyên – Hà Tiên, tây nam sông Hậu và bán ñảo Cà Mau. Cách ñây khoảng 8.000 năm, vùng ven biển cũ trải rộng dọc theo triền phù sa cổ thuộc trầm tích Pleistocen từ Hà Tiên ñến thềm bình nguyên Đông Nam Bộ. Sự hạ thấp của mực nước biển một cách ñồng thời với việc lộ ra từng phần vùng ñồng bằng vào giai ñoạn cuối của thời kỳ trầm tích Pleistocen. Một mẫu than ở tầng mặt ñất này ñược xác ñịnh bằng C14 cho thấy nó có tuổi tuyệt ñối là 8.
Sau thời kỳ băng hà cuối cùng, mực mước biển dâng cao tương ñối nhanh chóng vào khoảng 3–4 m trong suốt giai ñoạn khoảng 1. Gây ra sự lắng tụ của các vật liệu trầm tích biển ở những chỗ trũng thấp của châu thổ, tại ñây những sinh vật biển như hàu (Ostrea) ñược tìm thấy và việc xác ñịnh tuổi tuyệt ñối của chúng bằng C14 cho thấy trầm tích này ñược hình thành cách ñây khoảng 5. Dưới những ảnh hưởng của môi trường biển và nước lợ, thực vật rừng ngập mặn dày ñặc ñã bao phủ toàn vùng này, chủ yếu là những cây ñước (Rhizophora) và mắm (Avicennia). Những thực vật -4- chịu mặn này ñã tạo thuận lợi cho việc giữ lại các vật liệu lắng tụ, làm giảm sự xói mòn do nước hoặc gió, và cung cấp sinh khối cho trầm tích châu thổ và rồi những ñầm lầy biển ñược hình thành.
Tại vùng này, cách ñây 5.500 năm trước công nguyên, trầm tích lắng tụ theo chiều dọc dưới ñiều kiện mực nước biển dâng cao ñã hình thành những cánh ñồng rộng lớn mang vật liệu sét. Sự lắng tụ kéo dài của các vật liệu trầm tích bên dưới những cánh rừng Đước dày ñặc ñã tích lũy dần ñể hình thành một ñịa tầng chứa nhiều vật liệu sinh phèn (pyrit). Mực nước biển dâng cao, bao phủ cả vùng như thế hầu như hơi không ổn ñịnh và bắt ñầu có sự giảm xuống cách ñây vào khoảng 5. Sự hạ thấp mực nước biển dẫn ñến việc hình thành một mực nước biển mới, sau mỗi giai ñoạn như thế thì có một bờ biển mới ñược hình thành, và cuối cùng hình thành nên những vạt cồn cát chạy song song với bờ biển hiện tại mà người ta thấy ở vùng ñồng bằng sông Cửu Long.
Một cồn cát chia cắt vùng Đồng Tháp Mười và vùng trầm tích phù sa ñược xác ñịnh bằng C14 cho thấy có tuổi tuyệt ñối vào khoảng 4. Sự hạ dần của mực nước kèm theo những thay ñổi về môi trường trong vùng ñầm lầy biển, mà ở ñây những thực vật chịu mặn mọc dày ñặc (Rhizophora, Avicinnia), ñược thay thế bởi những loài thực vật khác của môi trường nước ngọt như tràm (Melaleuca ) và những loài thực thực vật hoang dại khác (Fimbristylis ,Cyperus). Sự ổn ñịnh của mực nước biển dẫn ñến một sự bồi lắng trầm tích ven biển khá nhanh với vật liệu sinh phèn thấp hơn. Sự tham gia của sông Cửu Long ñóng vai trò rất quan trọng trong suốt quá trình hình thành vùng châu thổ.
Lượng nước trung bình hàng năm của sông này cung cấp vào khoảng 4.000 tỷ m³ nước và vào khoảng 100 triệu tấn vật liệu phù sa, những mảnh vỡ bị bào mòn từ lưu vực sông, mặc dù một phần có thể dừng lại tạm thời dọc theo hướng chảy, cuối cùng ñược mang ñến cửa sông và ñược lắng tụ như một châu thổ. Những vật liệu sông ñược lắng tụ dọc theo sông ñể hình thành những ñê tự nhiên có chiều cao 3–4 m, và một phần của những vật liệu phù sa phủ lên trên những trầm tích pyrit thời kỳ Holocen với sự biến thiên khá rộng về ñộ dày tầng ñất vùng và không gian vùng. Các con sông nằm ñược chia cắt với trầm tích ñê phù sa nhưng những vùng rộng lớn mang vật liệu trầm tích biển chứa phèn tiềm tàng vẫn còn lộ ra trong vùng ñầm lầy biển. Tuy nhiên, ñộ chua tiềm tàng không xuất hiện trong vùng phụ cận của những nhánh sông gần cửa sông mà tại ñây ảnh hưởng rửa bởi thủy triều khá mạnh.
-5- Ngược lại, vùng châu thổ sông Sài Gòn, nằm kế bên hạ lưu châu thổ sông Mekong, ñược biểu thị bởi một tốc ñộ bồi lắng ven biển khá chậm do lượng vật liệu phù du trong nước sông khá thấp và châu thổ này bị chia cắt bởi nhiều nhánh sông thủy triều và do bởi những vành ñai thực vật chịu mặn thì rộng lớn hơn vành ñai này ở vùng châu thổ sông Mekong, và kết quả là trầm tích của chúng chứa nhiều axít tiềm tàng.1 Bản ñồ khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long -6- 1.2 Đặc tính kỹ thuật ñất yếu ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Theo kết quả nghiên cứu Bùi Tấn Mẫn (2003) ñả tổng kết các ñặc tính cố kết của ñất ở Đồng bằng sông Cửu Long là ñồng bằng lớn nhất Việt Nam ñược phủ bởi trầm tích Holocene do sự lắng ñọng trầm tích của hệ thống sông Mekong. Với cao ñộ trung bình của bề mặt ñịa hình nhỏ hơn 1m ñồng bằng sông Cửu Long bị lũ lụt và xâm nhập mặn trong thời gian dài. Vào mùa mưa, khoảng hơn 1 triệu hecta thuộc các lưu vực sông bị ngập lũ. Do ñó trầm tích nguồn gốc sông của ñồng bằng sông Cửu Long bị ảnh hưởng của các nhân tố như: lũ, thủy triều, năng lượng của sóng v.
Điều này tạo ra tính phức tạp của ñiều kiện ñất nền là một ví dụ mà ở ñó hệ số quá cố kết OCR giảm dần theo ñộ sâu và hầu hết các giá trị ñều nhỏ hơn 1. Từ sự thay ñổi hệ số rỗng bằng cách nén lại tới áp lực bản thân ñã chỉ ra rằng toàn bộ các mẫu thí nghiệm ñều có chất lượng không tốt. Sự phá hoại tính nguyên dạng của mẫu là do dụng cụ lấy mẫu, quá trình bảo quản, vận chuyển và công tác chuẩn bị mẫu thí nghiệm. Do ñó, các kết quả chưa phản ánh ñược tính chất cơ học của ñất yếu ñồng bằng sông Cửu Long.
Log OCR Hình 1.2 Hệ số OCR của ñất yếu ñồng bằng sông Cửu Long (Bùi Tấn Mẫn 2003) 1.2 NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ BỜ SÔNG 1.1 Ảnh hưởng do dòng chảy Ở khu vực thường có dòng nước chảy xiết, như Sông Vàm Đầm tỉnh Cà Mau, Sông Rành Hào ở Cà Mau- Bạc Liêu, sông Hậu thường ñổ ra biển Đông nên lưu -7- lượng dòng chảy lớn, dẫn ñến khu vực ñất hai bên bờ sông bị xối mòn ngày càng nhiều từ ñó dẫn ñến bị sạt lở bờ.2 Ảnh hưởng do sự khai thác cát trái phép Trong thời gian gần ñây, tình trạng khai thác cát ồ ạt ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long gây nên tình trạng sạt lở ñất nghiêm trọng, ñặc biệt là nhiều cồn, bãi, cù lao ñứng trước nguy cơ biến mất. Điển hình như tình trạng sạt lở nghiêm trọng ở ấp Mỹ Hiệp A, xã Đức Mỹ, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh. Cát ở giữa sông ngày càng cạn kiệt. Đây là nguyên nhân chính gây nên các vụ lở ñất ngày càng nhiều.3 Nạn khai thác cát trái phép ở sông Hậu 1.3 Ảnh hưỡng do thiên tai Nguyên nhân dẫn ñến sạt lở là do mua làm nước ngấm vào trong ñất, làm phá vỡ liên kết các hạt ñất, làm cho ñất yếu dần ñi gây ra hiện tượng sạt lở.4 Ảnh hưỡng do tác nhân bên ngoài ĐBSCL là vùng sông nước các tuyến ñường về các tỉnh thành ở khu vực thường nằm cạnh bờ sông như tuyến quốc lộ 1A, quốc lộ 61 về Hậu Giang hoặc các tuyến sông Hậu… Đất nước ta ñang từng bước công nghiệp hóa hiện ñại hóa, trước ñây ñất nước còn nghèo phương tiện giao thông ñường bộ còn thô sơ, ñừơng còn rập rờn xe chạy với vận tóc thấp ngày nay ñường trơn láng xe chạy nhanh, thắng gấp gây ảnh hưởng ñến khả năng chịu lực của ñất từ ñó dẫn ñến sạt lở trên các tuyến ñường.
Về ñường thủy các phương tiện giao thông ñường thủy như tàu trở cát, tàu dầu, ca -8- nô…Các loại tàu thuyền khác thường hay neo ñậu và chạy tóc ñộ nhanh gây ra những cơn sống dữ dội, tác dụng vào 2 bên bờ một lực lớn làm cho ñất xung quanh không chịu ñược áp lực dẫn ñến bị phá hoại liên kết giữa các hạt ñất gây ra hiện tượng sạt lở.4 Tình trạng sạt lở do xe và tàu thuyền neo ñậu 1.3 SƠ LƯỢC VỀ MÓNG CỌC 1.1 Cấu tạo cọc Cọc bê tông cốt thép là kết cấu có chiều dài lớn hơn so với bề rộng tiết diện ngang, cọc ñược ñóng hay thi công ñổ tại chỗ vào lòng ñất, ñá, ñể truyền tải trọng công trình xuống các tầng ñất, ñá, sâu hơn nhằm cho công trình bên trên ñạt các yêu cầu của trạng thái giới hạn. Tải công trình bao gồm tải trọng ñứng hoặc tải trọng ngang, tải trọng ñứng là tải có phương tác dụng vuông góc với mặt phẳng nằm ngang. Tải trọng ngang có phương tác dụng song song với mặt ñất, như tường chắn ñất, bến cảng, mố cầu, trụ cầu, tầng hầm, nhà cao tầng,… Cọc ñược sử dụng gánh ñở vừa tải trọng ñứng vừa tải trọng ngang. Để gánh ñỡ cho tải trọng ngang, người ta thường sử dụng cọc ñóng ñứng hoặc cọc ñóng xiên, có neo trên ñầu học không neo.
Mũi cọc ñược cấm vào lớp ñất chịu lực. Để làm giảm sự chuyển vị ngang của cọc dưới tác dụng của tải trọng ngang ở phía trên và các áp lực ñất gây ra.
