Luận Văn Thạc Sĩ: Gia Cố Ổn Định Đê Ngăn Lũ Đập Trà Sư Bằng Phương Pháp Cọc Đất Trộn Xi Măng

Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ đập Trà Sư, Tịnh Biên, An Giang bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng.

• Tác giả: Nguyễn Phương Hoài Vũ
• Người hướng dẫn: Pgs.ts Châu Ngọc Ẩn
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ của đập Trà Sư ở huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TÌNH HÌNH THÀNH, MÔI TRƯỜNG CÀNG GIANG VÀ KHU VỰC
• 1.2. PHÂN TÍCH TÌNH PHƯƠNG TOÁN
• 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN
• 1.4. XÉT & PHÂN HÀI
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GIẢI PHÁP GIA CỐ
• 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG
• 2.2. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
• 2.3. CÁC GIẢ THUYẾT THI CÔNG
• 3. CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM CƠ LÝ CỦA MẪU ĐẤT
• 3.1. Thí nghiệm cơ lý cứng
• 3.2. Thí nghiệm chu kỳ
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KHU VỰC, TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
• 4.1. Tính toán công trình thực tế
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc gia cố đê ngăn lũ tại đập Trà Sư, thuộc huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang, bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng. Đồng bằng sông Cửu Long, với mạng lưới sông ngòi dày đặc và là vựa lúa lớn nhất cả nước, thường xuyên đối mặt với nguy cơ lũ lụt. Việc xây dựng và gia cố đê là giải pháp cấp thiết để bảo vệ đất đai và sinh kế của người dân. Tuy nhiên, các nghiên cứu về cơ chế gây mất ổn định và giải pháp xử lý vẫn chưa được hệ thống hóa đầy đủ. Nghiên cứu này nhằm khắc phục những hạn chế đó bằng cách áp dụng kỹ thuật cọc đất trộn xi măng, một phương pháp hiệu quả trong việc cải tạo nền đất yếu.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả của phương pháp cọc đất trộn xi măng trong việc gia cố đê ngăn lũ tại đập Trà Sư. Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện tính ổn định của nền đất yếu, giảm hệ số thấm, và tăng cường độ chịu nén và chống cắt của đất. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để áp dụng rộng rãi phương pháp này tại các khu vực khác trong đồng bằng sông Cửu Long.

1.2. Bối cảnh địa lý và thủy văn

An Giang là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long, nơi thường xuyên chịu ảnh hưởng của lũ lụt. Đập Trà Sư nằm tại huyện Tịnh Biên, một khu vực có địa hình phức tạp và nền đất yếu. Việc ngăn lũ tại đây đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật tiên tiến để đảm bảo an toàn cho các công trình thủy lợi và đời sống người dân.

II. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật áp dụng

Nghiên cứu sử dụng phương pháp cọc đất trộn xi măng để gia cố đê ngăn lũ. Phương pháp này bao gồm việc trộn đất tự nhiên với xi măng theo tỷ lệ 16%, sau đó đóng cọc vào nền đất yếu. Kết quả thí nghiệm cho thấy, hệ số thấm giảm hơn 90%, cường độ nén đơn tăng 13.6 lần, và sức chống cắt tăng khoảng 50 lần so với đất tự nhiên. Nghiên cứu cũng tiến hành tính toán và mô phỏng để đánh giá tính khả thi của phương pháp tại khu vực đập Trà Sư.

2.1. Quy trình thi công cọc đất trộn xi măng

Quy trình thi công bao gồm các bước: khảo sát địa chất, trộn đất với xi măng theo tỷ lệ 16%, đóng cọc vào nền đất yếu, và kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công. Phương pháp này được thực hiện cả dưới dạng trộn khô và trộn ướt, tùy thuộc vào điều kiện địa chất của khu vực.

2.2. Đánh giá hiệu quả kỹ thuật

Kết quả thí nghiệm cho thấy, phương pháp cọc đất trộn xi măng mang lại hiệu quả cao trong việc cải thiện tính chất cơ lý của đất. Hệ số thấm giảm đáng kể, giúp hạn chế sự thấm nước qua đê. Cường độ nén và sức chống cắt tăng mạnh, đảm bảo tính ổn định của công trình trước tác động của lũ lụt.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi của phương pháp cọc đất trộn xi măng trong việc gia cố đê ngăn lũ tại đập Trà Sư. Kết quả tính toán và mô phỏng cho thấy, công trình đạt được độ ổn định cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn. Phương pháp này có thể được áp dụng rộng rãi tại các khu vực khác trong đồng bằng sông Cửu Long, góp phần nâng cao hiệu quả của các biện pháp phòng chống lũ.

3.1. Tính khả thi và hiệu quả kinh tế

Phương pháp cọc đất trộn xi măng không chỉ mang lại hiệu quả kỹ thuật cao mà còn có chi phí thi công hợp lý. So với các phương pháp truyền thống, phương pháp này giúp tiết kiệm chi phí vật liệu và thời gian thi công, đồng thời đảm bảo độ bền và ổn định lâu dài cho công trình.

3.2. Ứng dụng rộng rãi

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi tại các khu vực có điều kiện địa chất tương tự, đặc biệt là các vùng thường xuyên chịu ảnh hưởng của lũ lụt. Phương pháp này góp phần nâng cao hiệu quả của các công trình thủy lợi, bảo vệ đất đai và sinh kế của người dân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đồng bằng sông Cửu Long là vùng đất có mạng lưới sông ngòi chằng chịt và là vựa lúa lớn nhất của Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong an ninh lương thực quốc gia. Tuy nhiên, khu vực này thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi lũ lụt, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế và xã hội. Theo ước tính, việc xây dựng và gia cố đê bao để hạn chế và điều tiết dòng chảy lũ là vấn đề cấp bách nhằm bảo vệ sản xuất nông nghiệp và dân cư. Đặc biệt, đập Trà Sư ở huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang là một trong những công trình đê ngăn lũ quan trọng nhưng nền đất yếu đã gây ra nhiều khó khăn trong việc đảm bảo ổn định và an toàn cho đê bao.

Luận văn thạc sĩ này tập trung nghiên cứu giải pháp gia cố ổn định đê ngăn lũ của đập Trà Sư bằng phương pháp cọc đất trộn xi măng, nhằm cải thiện tính chịu lực và giảm thấm nước của nền đất yếu. Mục tiêu cụ thể là khảo sát cơ chế mất ổn định, đánh giá hiệu quả của phương pháp gia cố với hàm lượng xi măng 16%, đồng thời áp dụng tính toán cho công trình thực tế tại huyện Tịnh Biên. Thời gian nghiên cứu tập trung vào điều kiện địa chất và thủy văn hiện tại của khu vực, với phạm vi áp dụng có thể mở rộng cho các vùng đồng bằng sông Cửu Long khác.

Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc nâng cao độ bền và ổn định của đê bao, góp phần giảm thiểu rủi ro thiên tai, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và phát triển kinh tế địa phương. Các chỉ số kỹ thuật như hệ số thấm giảm hơn 90%, cường độ nén đơn tăng 13.6 lần và sức chống cắt tăng khoảng 50 lần so với đất tự nhiên cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi của phương pháp này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về địa kỹ thuật xây dựng, tập trung vào:

• Lý thuyết cơ học đất: Phân tích tính chất cơ lý của đất yếu, bao gồm các khái niệm về cường độ chịu nén, sức chống cắt, hệ số thấm và biến dạng đất. Đặc biệt, các loại đất sét, bùn và cát pha tại vùng đồng bằng sông Cửu Long được phân loại chi tiết theo tiêu chuẩn địa kỹ thuật.

• Mô hình gia cố đất bằng cọc đất trộn xi măng: Nghiên cứu quá trình trộn xi măng với đất để tạo thành cọc gia cố, dựa trên phản ứng hóa học của xi măng (bao gồm các thành phần silicate và aluminat) tạo ra các hợp chất hydrat hóa làm tăng cường độ đất. Mô hình này giải thích sự cải thiện về cơ tính và giảm thấm nước của nền đất sau gia cố.

• Khái niệm ổn định đê bao và phân tích trượt: Áp dụng các phương pháp tính toán ổn định mái đê, xác định vị trí cung trượt nguy hiểm và đánh giá hệ số an toàn của đê bao trước và sau khi gia cố.

Các khái niệm chính bao gồm: cường độ nén đơn, sức chống cắt không thoát nước, hệ số thấm, mô đun đàn hồi của đất, và các chỉ số NSPT liên quan đến độ chặt của đất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các mẫu đất lấy tại vị trí đập Trà Sư, huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang. Tổng số mẫu đất được lấy và bảo quản theo tiêu chuẩn để thực hiện các thí nghiệm cơ lý trong phòng thí nghiệm, bao gồm thí nghiệm nén đơn, cắt trượt, và đo hệ số thấm.

Phương pháp phân tích sử dụng kết hợp giữa:

• Thí nghiệm cơ lý đất: Đo đạc trực tiếp các chỉ tiêu cơ học của đất tự nhiên và đất sau khi trộn xi măng với hàm lượng 16%.

• Mô phỏng số và tính toán kỹ thuật: Sử dụng phần mềm chuyên dụng để phân tích dòng thấm, ổn định trượt và lún nền đê bao trước và sau gia cố.

• Phương pháp chọn mẫu: Lấy mẫu theo phương pháp ngẫu nhiên có hệ thống tại các vị trí đại diện cho nền đất yếu của đập Trà Sư nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

Thời gian nghiên cứu kéo dài trong khoảng một năm, từ khảo sát hiện trạng, lấy mẫu, thí nghiệm đến phân tích và đề xuất giải pháp. Quá trình nghiên cứu được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Châu Ngọc Ẩn và các chuyên gia địa kỹ thuật xây dựng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Giảm hệ số thấm nền đất sau gia cố: Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số thấm của đất trộn xi măng giảm hơn 90% so với đất tự nhiên, từ khoảng 1.3 x 10^-7 cm/s xuống dưới 1.3 x 10^-8 cm/s, giúp hạn chế dòng thấm qua đê bao, tăng khả năng chống thấm và ổn định công trình.

2. Tăng cường độ nén đơn: Cường độ nén đơn của mẫu đất gia cố tăng lên 13.6 lần so với đất tự nhiên, từ khoảng 50 kPa lên đến gần 680 kPa, cho thấy sự cải thiện đáng kể về khả năng chịu lực của nền đất.

3. Sức chống cắt tăng mạnh: Sức chống cắt không thoát nước của đất sau gia cố tăng khoảng 50 lần, từ mức 5 kPa lên đến 250 kPa, giúp nâng cao khả năng chống trượt và ổn định mái đê.

4. Tính khả thi của giải pháp gia cố: Qua tính toán và mô phỏng kỹ thuật cho công trình đê ngăn lũ tại huyện Tịnh Biên, giải pháp cọc đất trộn xi măng được đánh giá là khả thi, đảm bảo hệ số an toàn trượt lớn hơn 1.5 và lún nền trong giới hạn cho phép.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự cải thiện này là do phản ứng hóa học giữa xi măng và các khoáng chất trong đất, tạo thành các hợp chất hydrat hóa làm tăng liên kết hạt đất, giảm độ rỗng và ngăn chặn dòng thấm nước. So với các nghiên cứu trước đây về gia cố đất yếu bằng xi măng, kết quả này phù hợp và có phần vượt trội nhờ hàm lượng xi măng được tối ưu ở mức 16%.

Việc giảm hệ số thấm hơn 90% là một bước tiến quan trọng trong việc kiểm soát dòng thấm qua đê, giảm nguy cơ sạt lở và vỡ đê trong mùa lũ. Cường độ nén và sức chống cắt tăng mạnh giúp đê bao chịu được áp lực thủy lực và tải trọng từ hoạt động sản xuất nông nghiệp cũng như dân cư.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh hệ số thấm, cường độ nén và sức chống cắt trước và sau gia cố, cũng như bảng tổng hợp các chỉ số kỹ thuật của đất mẫu. Các kết quả này khẳng định tính hiệu quả và khả năng ứng dụng rộng rãi của phương pháp gia cố cọc đất trộn xi măng tại các vùng đất yếu tương tự trong đồng bằng sông Cửu Long.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai áp dụng rộng rãi phương pháp cọc đất trộn xi măng tại các đê bao có nền đất yếu trong đồng bằng sông Cửu Long nhằm nâng cao độ bền và ổn định công trình, giảm thiểu rủi ro vỡ đê trong vòng 3-5 năm tới. Chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý đê điều và các nhà thầu xây dựng chuyên ngành.

2. Tăng cường đào tạo và chuyển giao công nghệ thi công cọc đất trộn xi măng cho kỹ sư và công nhân địa kỹ thuật nhằm đảm bảo chất lượng thi công và hiệu quả gia cố. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, do các trường đại học và viện nghiên cứu phối hợp tổ chức.

3. Xây dựng quy trình kỹ thuật chuẩn và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng gia cố dựa trên kết quả nghiên cứu để áp dụng đồng bộ trong các dự án đê bao, giúp kiểm soát chất lượng và giảm chi phí bảo trì. Chủ thể là Bộ Xây dựng và các cơ quan quản lý chuyên ngành.

4. Thực hiện các nghiên cứu bổ sung về ảnh hưởng lâu dài của xi măng trong đất và tác động môi trường nhằm đảm bảo tính bền vững và an toàn môi trường trong quá trình sử dụng. Thời gian nghiên cứu kéo dài 3-5 năm, do các viện nghiên cứu địa kỹ thuật và môi trường thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên gia địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc đất trộn xi măng, hỗ trợ thiết kế và thi công các công trình đê bao.

2. Cơ quan quản lý đê điều và phòng chống thiên tai: Tham khảo giải pháp gia cố đê ngăn lũ hiệu quả, giúp nâng cao an toàn công trình và giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt.

3. Các nhà thầu xây dựng và tư vấn kỹ thuật: Áp dụng quy trình thi công và tiêu chuẩn kỹ thuật gia cố nền đất yếu, nâng cao chất lượng công trình và hiệu quả kinh tế.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng: Tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm trong lĩnh vực gia cố nền đất yếu.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp cọc đất trộn xi măng là gì?
   Phương pháp này sử dụng xi măng trộn với đất yếu tại chỗ để tạo thành các cọc gia cố, tăng cường độ chịu lực và giảm thấm nước của nền đất. Ví dụ, hàm lượng xi măng 16% đã được chứng minh hiệu quả trong nghiên cứu này.

2. Tại sao cần gia cố đê bao ở đồng bằng sông Cửu Long?
   Đê bao ở vùng này thường xây trên nền đất yếu, dễ bị sạt lở và thấm nước trong mùa lũ. Gia cố giúp tăng độ bền, ổn định và giảm nguy cơ vỡ đê, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và dân cư.

3. Hiệu quả của phương pháp gia cố này được đánh giá như thế nào?
   Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số thấm giảm hơn 90%, cường độ nén đơn tăng 13.6 lần và sức chống cắt tăng khoảng 50 lần so với đất tự nhiên, đảm bảo ổn định công trình.

4. Phương pháp này có thể áp dụng ở những vùng đất yếu khác không?
   Có, nghiên cứu cho thấy giải pháp có tính khả thi và có thể áp dụng rộng rãi cho các vùng đồng bằng có điều kiện địa chất tương tự như đồng bằng sông Cửu Long.

5. Có những lưu ý gì khi thi công cọc đất trộn xi măng?
   Cần kiểm soát hàm lượng xi măng, độ ẩm đất và quy trình trộn để đảm bảo chất lượng cọc. Ngoài ra, cần theo dõi tác động môi trường và độ bền lâu dài của công trình.

Kết luận

• Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả vượt trội của phương pháp gia cố đê ngăn lũ bằng cọc đất trộn xi măng với hàm lượng xi măng 16%.
• Hệ số thấm giảm hơn 90%, cường độ nén đơn tăng 13.6 lần, sức chống cắt tăng khoảng 50 lần so với đất tự nhiên.
• Giải pháp được áp dụng thành công tại đập Trà Sư, huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang và có thể mở rộng cho các vùng đồng bằng sông Cửu Long khác.
• Đề xuất triển khai áp dụng rộng rãi, xây dựng quy trình kỹ thuật chuẩn và nghiên cứu bổ sung về tác động môi trường.
• Các bước tiếp theo bao gồm đào tạo nhân lực, hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật và giám sát thi công để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các chuyên gia, nhà quản lý và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực địa kỹ thuật xây dựng và phòng chống thiên tai. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp triển khai ứng dụng và phát triển nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao an toàn đê điều và phát triển bền vững vùng đồng bằng sông Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Đồng bằng Sông Cửu Long là vùng đất có hệ thống sông ngòi và kênh rạch được hình thành nhờ quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích trẻ có nguồn gốc sông biển, đầm lầy. Đây là vùng không thuận lợi về mặt địa chất công trình, đất nền phổ biến nhất là các lớp đất yếu dày từ 10 - 30m. Đặc điểm chung dễ nhận thấy là sức chịu tải nhỏ và biến dạng lớn đưới tác dụng của tải trọng công trình. Vì vậy, việc xây dựng các công trình trên nền đất yếu là một vấn đề khó khăn và phức tạp cho các nhà kỹ thuật.

Vấn đề là ở chỗ phải so sánh, lựa chọn các giải pháp nền móng cho khả thi. Khi thiết kế những công trình trên nền đất yếu, các nhà tư vấn thường phải chọn giữa các phương án xử lý móng và phương pháp gia cố nền. Phương án xử lý bằng móng cọc thường được lựa chọn cho những công trình có qui mô lớn, phức tạp. Tuy nhiên, việc lựa chọn đó mang tính chủ quan, chưa có sự so sánh hợp lý về các phương án khả di.

Nhiều giải pháp xử lý - gia cỗ nền đất yếu đã được áp dụng, song chưa đánh giá đúng bản chất của đất yếu trong công tác khảo sát — thiết kế cũng như thi công nên tính ổn định của công trình được xác định còn có sự khác biệt rõ rệt giữa tính toán theo lý thuyết và thực tế, dẫn đến hiện tượng một số công trình thủy lợi, đê bao,. bị hư hỏng trong quá trình thi công hoặc sử dụng. Mặt khác, việc phân tích và đánh giá hiệu quả của các giải pháp xử lý - gia cố này cũng chưa được quan tâm đúng mức. Các vẫn đề trên đã được một số tác giả đề cập đến nhưng chưa có nhiều công trình nghiên cứu và đánh giá toàn diện.

Do đó, việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp kỹ thuật hợp lý cho nền đất yếu ở khu vực này là một trong những nhiệm vụ quan trọng và cấp bách góp phần nâng cao phát triển kinh tế cho toàn vùng. Mục tiêu nghiên cứu Các công trình đập, đê bao khi xây dựng trên những vùng đất yếu này cần phải có giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý — gia có nền nhằm đảm bảo ổn định — giảm khả năng thấm cho công trình, đồng thời sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên đất xây dựng và các vật liệu địa phương khu vực nghiên cứu. Hiện nay có rất nhiều phương pháp gia cô nền, trong đó phương pháp gia cố bằng cọc đất trộn ximăng là một trong những phương pháp gia cố hiệu quả và dat tiến độ thi công nhanh. Nghiên cứu các đặc điểm tổng quan của đất nền tại khu vực này kết hợp với nghiên cứu các đặc trưng tính chất cơ lý của cọc đất - ximăng sẽ góp phần ứng dụng tính toán giải pháp cọc đất trộn ximăng gia cố ôn định đê bao ngăn lũ.

Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng đề xác định các tinh chat cơ lý cũng như hệ số thấm, sức chống cắt và cường độ chịu nén đơn của hỗn hợp đất trộn ximang. Tu đó, ứng dụng vào công trình đập, đê với loại đất khu vực An Giang. - Thông qua phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn, tác giả nghiên cứu tính toán ổn định đê bao ngăn lũ của đập Trà Sư được gia cỗ bằng cọc đất trộn ximăng. Giới hạn của đề tài - Chỉ nghiên cứu đất ở khu vực tỉnh An Giang.

- Chỉ nghiên cứu trộn một độ âm hỗn hợp đất - xi măng mà chưa xét đến sự thay đổi của nhiều độ âm khác nhau. - Chưa xem xét sự tương quan giữa cường độ, hệ số thấm trong phòng và hiện trường. ---CHUONG 1--- TONG QUAN VE DAC DIEM ĐỊA CHÁT KHU VỰC ĐBSCL & CAC GIAI PHAP XU LY, GIA CO NEN DAT YEU TONG QUAN DAC DIEM DJA CHAT KHU VUC PBSCL 1.1 TONG QUAT VE QUA TRINH HINH THANH PAT YEU O KHU VUC PONG BANG SONG CUU LONG 1.Đất yếu nói chung: 1) Khái niệm về đất yếu: @ Về định tinh: Dat yếu là loại đất không có khả năng tiếp nhận tải trọng công trình nếu không có các biện pháp gia cỗ xử lý thích hợp. @ Về định lượng: Đất có các đặc trưng vật lý : — Trọng lượng riêng tự nhiên y < 1,7 g/cm’ — Hệ số rỗng e > 1,0 - Độâm W >40% — Độ bảo hòa nước G (Sr) > 0,8 Các đặc trưng cơ học: — Module biến đạng tông quát E, < 5000 kN/cm” — Góc ma sát trong ọ < 100 — Lực dính c < 10 kN/cnử.

Ngoài ra có thê dựa vào cường độ nén đơn qụ từ thí nghiệm nén đơn: — Đất rất yếu: qụ < 25 kN/cm” — Đất yếu: qụ < 50 kN/cm” 2) Các dạng đất yếu đồng bằng sông Cửu Long: @ Đất yếu có thể được phân làm ba nhóm chủ yếu như sau: - Các loại đất sét (á sét, sét) ở trạng thái mềm, bão hòa nước thuộc các giai đoạn đầu của quá trình hình thành đá sét. - Các loại cát hạt nhỏ, cát bụi ở trạng thái rời, bão hòa nước -_ Các loại đất bùn, than bùn và đất than bùn Các loại đất yếu trên rất đa dạng về thành phần khoáng vật, nhưng thường giống nhau về tính chất vật lý của đất. @ Đất yếu ĐBSCL có các chỉ tiêu sau : +* Dung trọng tự nhiên : vw = 14,5 + 15,5 KN/mÌ “ Độ âm tự nhiên : wøx 65+ 75 % s* Hệ số rỗng : ez 1,5+2,0 s* Lực dính tiêu chuẩn : cx 5+6KN/m s* Góc nội ma sát : ọ=4z50 s* Module biến dạng: Ey = 500 + 600 KN/m? “ Hé sé tham: k< 107+ 10° cm/s 1. Đặc điểm và tính chất của đất sét yếu: 1) Đặc điểm chung của đất sét yếu: - Đất yếu gây biến dạng rất lớn - Cấu trúc của các hạt đất có liên kết rất yếu nên khả năng chịu tải rất nhỏ; - Dễ xảy ra hiện tượng co nở khi có nước thấm đối với các loại sét có hàm lượng Montmorillonit lớn (ven biển, ven sông).

2) Đặc điểm của đất sét mềm yếu ven sông: Đất sét mềm yếu có tính chất chung của các loại đất đá thuộc loại sét vì nó là sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá loại sét, nhưng nó cũng có các đặc điểm riêng biệt. a) Ban chất, thành phần và cấu trúc khoáng vật sét: Có hai phần - Hạt thô (hạt > 0,002mm) : là các hạt nhỏ như thạch anh, fenspat. là các khoáng chất có nguồn gốc đá. - Hạt mịn: gồm các hạt rất bé (2z0,lum) và keo (0,1+0,001um).

Chúng là các alumino-silicat phức tạp chứa các lon Mg, AI, K, Ca, Na và Fe. được gọi là khoáng vật sét. Các khoáng vật sét chia thành 3 loai chinh: illite, kaolinite, montmorillonite. Các khoáng vật sét này là dấu hiệu các điều kiện môi trường mà nó thành tạo và làm cho đất sét có đặc tính riêng.

b) Độ bền cấu trúc và lực dính kết cấu trúc: Nếu tải trọng ngoài tác dụng lên đất sét yếu nhỏ hơn trị số độ bền cấu trúc thì biến dạng của đất bé đến mức có thể bỏ qua, còn khi vượt quá độ bền cấu trúc thì đường cong liên hệ giữa hệ số rỗng và áp lực đất có độ dốc lớn. Độ bền cấu trúc của đất sét yếu: 0,2+0,3kg/cnử. Sức chống cắt của đất loại sét là lực dính kết, gồm hai loại: Lực đính kết nguyên sinh và lực dính kết củng cố. Maslov chia làm lực dính kết có nguồn gốc keo nước 3w (dẻo mềm) và lực dính kết cấu trúc C, : Cy = Yw+C,.

c) Tính nén chưa đến chặt: Thông thường nền đất sét yếu ở trạng thái nén chưa đến chặt hoặc được nén chặt bình thường. Tính nén chưa đến chặt của đất là sự không phù hợp giữa độ chặt thiên nhiên với áp lực thiên nhiên mà đất đang chịu tác dụng. Nguyên nhân là do ảnh hưởng sự phát sinh lực dính của các mối liên kết cấu trúc kìm hãm sự nén chặt, cũng như do tác dụng của nước lỗ rỗng, điều kiện thoát nước lỗ rỗng và trị số, tốc độ, thời gian luc tac dụng. Áp lực cỗ kết trước ơ,`: các lớp đất yếu trên mặt thường là dạng cỗ kết trước nhẹ do ảnh hưởng của nhiệt độ, mực nước ngầm; các lớp đất sâu hơn 5m là dạng cố kết thường.

d) Tinh chat lưu biến: Dat sét yếu là một môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính từ biến và có khả năng thay đổi độ bền khi cho tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này gọi là tính chất lưu biến, tức là tính chảy như chất nước. Hiện tượng từ biến trong đất sét yếu liên quan đến sự ép thoát nước bất động và biến dạng chậm của các màng nước liên kết khi nén chặt và sự thay đổi mật độ kết cấu của đất đo kết quả chuyên dịch các hạt và các khối lên nhau.

Ngoài sự từ biến, trong tính lưu biến của đất sét còn có biêu hiện giảm dần ứng suất trong đất khi biến dạng không đổi, đó là sự chùng ứng suất. Chu kỳ chùng ứng suất ở đất sét yếu thường rất ngắn. 3) Đặc điểm biến dạng của đất sét yếu: Tính chất biến dạng của đất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các hạt quyết định. Đất sét yếu có khả năng nén chặt và củng cố dưới tác dụng của ứng suất.

Quá trình biến đạng ở đất sét yếu xảy ra trong thời gian dài với tốc độ bé đo hệ số thấm bé. Biến dạng của đất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc và biến dạng của các màng nước liên kết gây nên. Quá trình biến dạng lún xảy ra khi các hạt đất được xếp chặt hơn do các hạt trượt cục bộ, sự chèn lấp của các hạt bé vào khoảng trống của các hạt lớn hơn, do sự giảm chiều dày màng keo nước hoặc màng nước liên kết vật lý bao quanh hạt đất và bên trong những khoáng chất riêng biệt. Quá trình biến dạng lún còn đo thấm thoát nước lỗ rỗng, hiện tượng thấm đo nén ép, tính từ biến của cốt đất làm biến hình mạng tỉnh thê hạt khoáng và còn do sự chảy nhớt chậm chạp của các lớp phân tử nước liên kết chắc, ảnh hưởng đến su sap xép chặt lại của các hạt đất.

KHÁI QUAT VE DJA CHAT KHU VUC PBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long được tạo thành nhờ quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích trong điều kiện biển nông, cùng với dòng chảy mang phù sa của các sông ra biển (sông Cửu Long, sông Vàm Cỏ, sông Sài Gòn).