Luận văn thạc sĩ về ổn định tuyến đê bao trên nền đất yếu ở Bạc Liêu - Cà Mau

Luận văn thạc sĩ phân tích công trình trên đất yếu nghiên cứu ổn định tuyến đê bao đắp bằng vật liệu địa phương trên nền đất, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Trình Trên Đất Yếu
• Đề tài: Nghiên Cứu Ổn Định Đê Bao Trên Đất Yếu Tại Bạc Liêu - Cà Mau
• Loại tài liệu: Luận Văn Cao Học
• Năm xuất bản: 2002
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung

Bài nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích đê bao trên đất yếu tại vùng Bạc Liêu - Cà Mau, một khu vực có đặc điểm địa chất phức tạp. Đất yếu là loại đất có khả năng chịu lực thấp, thường gặp trong các khu vực đồng bằng ven biển, nơi có sự tác động của thủy triều và các yếu tố tự nhiên khác. Nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá tính ổn định của các công trình đê bao, từ đó đề xuất các biện pháp cải tạo và nâng cấp phù hợp. Theo các tài liệu nghiên cứu trước đây, đê bao ở vùng này thường gặp phải các vấn đề về ổn định địa do sự thay đổi của điều kiện địa chất và thủy văn. Việc khảo sát và phân tích kỹ lưỡng sẽ giúp cải thiện khả năng chống chịu của các công trình, đảm bảo an toàn cho cộng đồng dân cư và tài sản trong khu vực.

II. Đặc điểm địa chất và thủy văn

Khu vực Bạc Liêu - Cà Mau có đặc điểm địa chất đa dạng, bao gồm nhiều loại đất yếu khác nhau như đất sét và đất cát. Theo khảo sát, đất yếu chủ yếu được phân bố thành các khu vực với cấu trúc địa chất phức tạp, có sự hiện diện của các lớp đất sét và đất cát xen kẽ. Điều này dẫn đến sự không đồng nhất trong khả năng chịu lực của đê bao. Thêm vào đó, điều kiện thủy văn trong khu vực cũng ảnh hưởng lớn đến tính ổn định của các công trình. Mực nước ngầm và sự thay đổi của dòng chảy có thể gây ra hiện tượng xói mòn và sụt lún, làm giảm khả năng chịu tải của đê bao. Nghiên cứu này sẽ tiến hành phân tích các yếu tố này để đưa ra những khuyến nghị cải tạo cần thiết.

III. Phương pháp nghiên cứu

Để đánh giá tính ổn định của đê bao trên đất yếu, nghiên cứu sử dụng các phương pháp khảo sát địa chất và phân tích số liệu. Các thí nghiệm đất như thí nghiệm nén và thí nghiệm cắt sẽ được thực hiện để xác định các thông số cơ lý của đất yếu. Bên cạnh đó, mô hình số sẽ được xây dựng để mô phỏng các tình huống khác nhau, từ đó đánh giá khả năng chịu lực của đê bao trong các điều kiện khác nhau. Việc áp dụng các phương pháp này sẽ giúp đưa ra những kết luận chính xác về tính ổn định của các công trình và đề xuất các biện pháp cải tạo hiệu quả.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng tính ổn định của đê bao tại Bạc Liêu - Cà Mau phụ thuộc nhiều vào cấu trúc địa chất và điều kiện thủy văn. Các mô hình số cho thấy rằng trong điều kiện mưa lớn hoặc triều cường, khả năng chịu lực của đê bao giảm đáng kể. Điều này chỉ ra rằng cần có các biện pháp cải tạo như gia cố nền đất hoặc thay đổi thiết kế để tăng cường tính ổn định. Ngoài ra, việc theo dõi thường xuyên các yếu tố môi trường cũng rất cần thiết để kịp thời phát hiện và xử lý các vấn đề phát sinh.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng tính ổn định của đê bao trên đất yếu tại Bạc Liêu - Cà Mau là một vấn đề quan trọng cần được quan tâm. Các biện pháp cải tạo và nâng cấp cần được thực hiện để đảm bảo an toàn cho cộng đồng dân cư. Đề xuất các giải pháp như sử dụng vật liệu địa phương để gia cố nền đất, áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng đê bao là rất cần thiết. Hơn nữa, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng trong việc quản lý và bảo trì các công trình này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực duyên hải Bạc Liêu – Cà Mau sở hữu diện tích tự nhiên 53.206 ha, trong đó hơn 42.000 ha dành cho sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản với dân số trên 136.740 người. Tuy nhiên, hệ thống hạ tầng thủy lợi tại đây thường xuyên đối mặt với hiểm họa thiên tai nghiêm trọng. Thực tế sau cơn bão Linda, toàn bộ 55 km đê biển cùng hơn 800 km bờ bao địa phương đã bị hư hỏng, tràn bờ và xé rách do nền địa chất công trình đặc biệt phức tạp.

Vấn đề cốt lõi bắt nguồn từ nền đất yếu đồng bằng sông Cửu Long với tầng trầm tích Holoxen dày từ 10 m đến hơn 50 m. Lớp đất sét bùn bề mặt có dung trọng tự nhiên rất thấp khoảng 14,5 kN/m3, độ ẩm tự nhiên cao dao động từ 65% đến 75%, hệ số rỗng $e$ từ 1,5 đến 2,0 và góc ma sát trong $\varphi$ chỉ đạt 3° đến 5°. Khi đắp tuyến đê bằng chính vật liệu sét địa phương có độ bão hòa nước cao, công trình liên tục xảy ra các biến dạng nguy hiểm như lún sụp, phình trồi và trượt trồi cung tròn.

Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu toàn diện điều kiện ổn định của tuyến đê bao đắp bằng vật liệu địa phương trên nền đất yếu Bạc Liêu – Cà Mau. Công trình tập trung giải quyết nguyên nhân gây mất ổn định ở 3 mặt cắt đại diện điển hình (MC1, MC1' phía biển và MC2 phía đồng), từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật nâng cao hệ số an toàn ổn định tổng thể cho hệ thống đê điều ven biển. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là cung cấp căn cứ tính toán chuẩn xác, giúp tối ưu hóa kết cấu công trình, giảm thiểu tối đa rủi ro vỡ đê và bảo vệ sinh kế cho hàng vạn hộ dân vùng dự án.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng cơ học đất và công trình trên nền đất yếu, kết hợp 2 lý thuyết nền tảng: lý thuyết trạng thái cân bằng giới hạn bền (Prandtl, Fellenius, Bishop) và lý thuyết sức chống cắt trượt từ biến của N. Maslov. Sức chống cắt của đất được thiết lập qua quan hệ ứng suất pháp tuyến và áp lực nước lỗ rỗng:

$$\tau_t = (\sigma - u) \tan\varphi + c_w$$

Trong đó bao gồm lực dính kết mềm keo nước $\Sigma_w$ và lực dính cấu trúc cứng $c_c$.

Nghiên cứu làm rõ 4 khái niệm trọng tâm:

1. Khoáng vật sét Montmorillonite: Chiếm tỷ lệ vượt trội trong đất yếu đồng bằng sông Cửu Long ($Al_2O_3 \cdot 4SiO_2 \cdot H_2O$), có năng lượng hấp phụ tĩnh điện lên tới hàng trăm kN/m2, làm tăng độ trương nở và biến dạng trượt khi ngậm nước.
2. Áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất hữu hiệu: Hiện tượng áp lực nước lỗ rỗng $u$ phát sinh đột ngột trong quá trình gia tải nhanh khiến ứng suất hữu hiệu $\sigma' = \sigma - u$ suy giảm, dẫn đến phá hoại cắt tức thời.
3. Các dạng mất ổn định đê đất: Phân định rõ 3 cơ chế phá hỏng gồm biến dạng lún sụp thân đê, phình trồi chân taluy và trượt trồi cắt qua cung trượt liên tục xé rách nền đất.
4. Tải trọng an toàn ($q_{at}$) và tải trọng giới hạn ($q_{gh}$): Ngưỡng tải trọng ban đầu xuất hiện điểm biến dạng dẻo tại độ sâu $z \approx 0,5b$ và sức chịu tải tới hạn của khối đắp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu khảo sát địa chất thực tế từ 30 hố khoan địa chất (từ HK1 đến HK30) dọc tuyến đê Bạc Liêu – Cà Mau. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm hơn 60 mẫu đất nguyên dạng được phân tầng thí nghiệm: lớp 1 sét dẻo mềm (0 – 0,5 m), lớp 2 bùn sét hữu cơ yếu (0,5 – 10 m) và lớp 3 sét nửa cứng (> 10 m).

Phương pháp thí nghiệm bao gồm thí nghiệm nén ba trục cố kết không thoát nước có đo áp lực nước lỗ rỗng (CU), thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước (UU) và thí nghiệm cắt cánh quay hiện trường ($C_u \le 3,0$ kN/m2). Dữ liệu sau đó được xử lý bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) kết hợp thuật toán phân tích ổn định mái dốc đa lớp STABL6. Lý do lựa chọn STABL6 là phần mềm cho phép mô hình hóa chính xác cung trượt trụ tròn Bishop, tính toán độc lập ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng trên từng phân thỏi đứng ($N_c$), khắc phục hoàn toàn hạn chế của các bảng tính đơn giản hóa trước đây.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích kiểm tra độ ổn định của tuyến đê Bạc Liêu – Cà Mau trên các mặt cắt thiết kế cũ đã chỉ ra nhiều bất cập nghiêm trọng về khả năng chịu lực:

• Mất ổn định theo tải trọng an toàn phân bố hình thang: Khi kiểm tra theo công thức giải tích đàn hồi - dẻo, hệ số an toàn tại mặt cắt mái phía đồng MC2 chỉ đạt $F = 0,969 < 1,0$; tại mặt cắt bờ biển MC1 đạt $F = 0,731 < 1,0$; đặc biệt tại mặt cắt MC1' hệ số $F$ tụt xuống mức nguy hiểm $0,373 < 1,0$. Toàn bộ các hệ số này đều không thỏa mãn điều kiện an toàn $F \ge 1,0$.
• Mất ổn định theo tải trọng an toàn phân bố hình chữ nhật: Giá trị hệ số an toàn tương ứng tại MC2 và MC1 chỉ đạt $F = 0,684$, còn tại MC1' chỉ đạt $F = 0,348$, thấp hơn quy chuẩn cho phép từ 31,6% đến 65,2%.
• Không đảm bảo theo tải trọng giới hạn hình băng Prandtl: Hệ số an toàn tính toán cho MC1 và MC2 đạt $F = 1,8$ (không đạt yêu cầu quy phạm $F = 2,0 - 4,0$ đối với công trình bảo vệ dân sinh quan trọng trên đất yếu); riêng MC1' hệ số an toàn chỉ đạt $F = 0,5$, nền đất rơi vào trạng thái phá hoại cắt hoàn toàn.
• Phát hiện lỗi cốt lõi trong quy trình tính toán cũ: Hồ sơ thiết kế ban đầu chỉ sử dụng chương trình macro V.Qbasic/Excel đơn giản để tính trượt cung tròn theo phương pháp áp lực trọng lực Terzaghi, hoàn toàn bỏ qua áp lực nước lỗ rỗng, sự suy giảm góc ma sát trong ($\varphi \approx 1^\circ - 3^\circ$) và lực dính kết cực nhỏ ($C \le 0,7$ kN/cm2) của lớp bùn sét dày 9,5 m dưới đáy đê.

Thảo luận kết quả

Khi thể hiện dữ liệu qua biểu đồ cung trượt quét từ phần mềm STABL6, tâm trượt nguy hiểm nhất luôn xuất hiện sâu bên trong lớp bùn sét hữu cơ (lớp 2), kéo dài từ đỉnh mái đê xuyên qua đáy móng và trồi lên ngoài chân taluy. Kết hợp với biểu đồ sóng Hindcast và đường bão hòa thấm qua thân đê đất đồng chất, áp lực sóng leo cùng gradien thủy lực dòng thấm $j = i \cdot \gamma_w$ tạo ra ứng suất trượt vượt xa giới hạn bền cấu trúc của đất sét Montmorillonite.

So với các công trình nghiên cứu đê điều tại miền Bắc, nền đất duyên hải Bạc Liêu – Cà Mau có độ sệt $B > 1,0$ (trạng thái chảy). Do đó, việc đắp đê dốc với hệ số mái dốc $m = 2$ mà không có biện pháp gia cường đã khiến vùng biến dạng dẻo mở rộng vượt quá 60% bề rộng đáy đê, giải thích hiện tượng đê liên tục bị trượt trồi và sập vỡ trong thực tế vận hành.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả mô phỏng và tính toán cơ học đất, 4 giải pháp công trình và phi công trình trọng tâm được đề xuất nhằm đảm bảo ổn định lâu dài:

• Áp dụng kết cấu bệ phản áp hai bên chân đê: Xây dựng bệ phản áp bằng đất đắp địa phương tại các mặt cắt xung yếu MC1, MC1' và MC2 nhằm gia tăng mômen giữ, triệt tiêu ứng suất trượt gây phình trồi. Mục tiêu kỹ thuật là nâng hệ số an toàn ổn định trượt $K_{min}$ lên $\ge 1,35$ trong giai đoạn vận hành thấm ổn định.
• Gia cường thân và đáy đê bằng vải địa kỹ thuật (Geotextile): Trải từ 1 đến 2 lớp vải địa kỹ thuật có cường độ chịu kéo cao tại mặt tiếp xúc giữa thân đê và nền bùn sét. Lớp vải địa đảm nhận toàn bộ ứng suất kéo tiếp xúc, phân phối đều tải trọng khối đắp, ngăn ngừa hiện tượng xé rách thân đê và tăng tốc độ cố kết của nền đất.
• Tối ưu hóa hình học mặt cắt và đắp thoải mái dốc: Giảm độ dốc mái đê phía biển từ $m = 2$ xuống $m = 3$ hoặc $m = 3,5$, kết hợp thiết kế thềm giảm sóng (TFS) để tiêu tán năng lượng sóng biển tác dụng lên mái thượng lưu, hạ thấp cao trình đường bão hòa trong thân đê.
• Quy chuẩn hóa quy trình thi công phân kỳ gia tải: Ban hành hướng dẫn thi công đắp đê nhiều đợt với chiều dày mỗi lớp đắp đầm nén không vượt quá 0,5 m. Khống chế tốc độ đắp nghiêm ngặt để áp lực nước lỗ rỗng kịp tiêu tán, đảm bảo độ tăng sức chống cắt không thoát nước $\Delta C_u$ của đất nền bắt kịp tải trọng gia tăng.

Timeline triển khai khuyến nghị nên chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 (năm 2002 - 2004) hoàn thành xử lý bệ phản áp và trải vải địa kỹ thuật cho 55 km đê biển xung yếu; Giai đoạn 2 (sau năm 2004) đồng bộ hóa hệ thống bờ bao ngăn mặn và kênh trục dẫn nước ngọt do Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn cùng Ban Quản lý Dự án Thủy lợi chủ trì thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi, giao thông và đê điều ven biển: Cung cấp cẩm nang tra cứu chỉ tiêu cơ lý đất yếu đồng bằng sông Cửu Long, thuật toán phân tích ổn định mái đê bằng STABL6 và phương pháp tính toán bệ phản áp chuẩn xác.
2. Ban quản lý dự án và các nhà thầu thi công hạ tầng đất nền: Nắm bắt các chỉ dẫn kỹ thuật thi công trải vải địa kỹ thuật, biện pháp lu lèn đất sét ngậm nước tại chỗ và kỹ thuật kiểm soát tốc độ đắp nền đê tránh sự cố trượt sạt.
3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Địa kỹ thuật - Công trình trên đất yếu: Tài liệu tham khảo học thuật giá trị về lý thuyết cân bằng giới hạn, cơ chế phá hoại của khoáng vật Montmorillonite và mô hình tương tác đất - vải địa kỹ thuật.
4. Cơ quan quản lý nhà nước về phòng chống thiên tai và biến đổi khí hậu: Nguồn tư liệu thực chứng giúp quy hoạch tuyến đê biển, đê bao ngăn mặn thích ứng với chế độ thủy triều biên độ cao (2,5 – 3,0 m) và nước biển dâng tại bán đảo Cà Mau.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân cơ bản khiến đê bao đắp bằng đất địa phương tại Bạc Liêu – Cà Mau dễ bị trượt vỡ là gì?
Nguyên nhân cốt lõi là nền đất chứa tầng bùn sét dày 0,5 – 10 m với hàm lượng khoáng Montmorillonite cao, góc ma sát trong rất thấp ($\varphi \approx 1^\circ - 3^\circ$), độ sệt chảy $B > 1,0$. Khi đắp đất đê lên trên, áp lực nước lỗ rỗng tăng nhanh làm triệt tiêu ứng suất hữu hiệu, dẫn đến mất ổn định dạng trượt trồi.

Vì sao các phương pháp tính toán ổn định đê trước đây tại địa phương không đạt độ tin cậy?
Các hồ sơ cũ sử dụng macro V.Qbasic/Excel đơn giản hóa giả thiết cung trượt tròn Fellenius thông thường, bỏ qua hoàn toàn áp lực nước lỗ rỗng, sự phân bố lại ứng suất dẻo và tính thấm không ổn định của đất sét dẻo chảy, dẫn đến đánh giá sai lệch hệ số an toàn thực tế ($F < 1,0$).

Bệ phản áp đóng vai trò kỹ thuật gì trong việc ổn định tuyến đê?
Bệ phản áp được đắp mở rộng ở chân mái taluy đóng vai trò đối trọng, tạo ra mômen giữ chống lại mômen gây trượt của khối thân đê chính. Giải pháp này giúp giữ phẳng chân đê, ngăn chặn hiện tượng đẩy phình trồi đất yếu và nâng hệ số an toàn $K_{min}$ lên trên 1,35.

Vải địa kỹ thuật hỗ trợ ổn định nền đê trên đất yếu theo nguyên lý nào?
Vải địa kỹ thuật hoạt động như một tầng phân cách và gia cường chịu kéo cường độ cao. Khi nền đất chịu tải trọng đắp, vải địa hấp thu ứng suất tiếp tuyến, ngăn ngừa sự xé rách cục bộ của thân đê, đồng thời lọc và hỗ trợ tiêu thoát nước lỗ rỗng nhanh chóng.

Tại sao tốc độ đắp đê lại quyết định trực tiếp đến sức chịu tải của nền móng?
Đất sét yếu có hệ số thấm cực nhỏ ($k \approx 10^{-6} - 10^{-8}$ cm/s), nước lỗ rỗng thoát ra rất chậm. Nếu tốc độ đắp quá nhanh, áp lực nước lỗ rỗng tích tụ lớn làm giảm sức kháng cắt; đắp theo từng phân đoạn thời gian giúp đất nền kịp cố kết và gia tăng độ bền cắt theo thời gian.

Kết luận

• Luận văn đã tổng hợp và xác lập bức tranh địa chất công trình chi tiết cho vùng đất yếu Bạc Liêu – Cà Mau với 5 phân vùng địa kỹ thuật đặc thù và tầng sét mềm dày đến 10 m.
• Chứng minh nguyên nhân mất ổn định của các tuyến đê hiện hữu qua tính toán 3 mặt cắt điển hình MC1, MC1', MC2 với hệ số an toàn thực tế đều dưới ngưỡng cho phép ($F = 0,348 - 0,969$).
• Khẳng định sự cần thiết phải tích hợp áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất hữu hiệu thông qua phần mềm phần tử hữu hạn chuyên dụng như STABL6 thay thế các bảng tính đơn giản.
• Đề xuất thành công 3 giải pháp kỹ thuật công trình đồng bộ: mở rộng bệ phản áp, gia cố vải địa kỹ thuật thân đê và điều chỉnh độ dốc mái $m = 3$ kết hợp thềm giảm sóng.
• Đưa ra quy trình công nghệ thi công đắp phân đợt kiểm soát độ lún cố kết, đóng góp cơ sở khoa học quan trọng cho chiến lược củng cố đê biển quốc gia vùng đồng bằng sông Cửu Long. Các đơn vị tư vấn và ban quản lý dự án cần áp dụng ngay khung tính toán và giải pháp này vào các dự án nâng cấp hạ tầng ven biển để bảo đảm tính bền vững công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRAØ THANH TUÙ ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU OÅN ÑÒNH TUYEÁN ÑEÂ BAO ÑAÉP BAÈNG VAÄT LIEÄU ÑÒA PHÖÔNG TREÂN NEÀN ÑAÁT YEÁU ÔÛ VUØNG BAÏC LIEÂU – CAØ MAU CHUYEÂN NGAØNH: COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU MAÕ SOÁ NGAØNH: 31.02 LUAÄN AÙN CAO HOÏC TP.HOÀ CHÍ MINH THAÙNG 05 NAÊM 2002 LUAÄN VAÊN CAO HOÏC – COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU HV: TRAØ THANH TUÙ MUÏC LUÏC PHAÀN : Soá trang PHAÀN I: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1: ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH VUØNG ÑBSCL NOÙI CHUNG VAØ VUØNG BAÏC LIEÂU – CAØ MAU NOÙI RIEÂNG A.Caùc khaùi nieäm veà ñaát yeáu ôû vuøng ÑBSCL ---------------------------------------------- 2 1. Khaùi quaùt veà caáu taïo ñòa chaát ôû vuøng ÑBSCL ------------------------------------------ 2 1. Khu I: khu ñaát seùt maøu saùm naâu, vaø xaùm vaøng. Khu II: ñaát buøn seùt, buøn aù seùt, buøn aù caùt xen keïp vôùi lôùp aù caùt ---------------------- 4 1.

Khu III: khu caùt haït mòn, aù caùt xen keïp ít buøn aù caùt ----------------------------------- 4 1. Khu IV: khu ñaát than buøn, xen keïp buøn xeùt, buøn aù seùt, aù caùt vaø caùt buïi. Khu V: khu buøn aù seùt vaø buøn caùt ngaäp nöôùc. Loaïi coù nguoàn goác khoaùng vaät ----------------------------------------------------------- 5 1.

Loaïi coù nguoàn goác höõu cô ----------------------------------------------------------------- 6 1. Loaïi ñaát yeáu theo traïng thaùi töï nhieân ---------------------------------------------------- 6 1. Caùc ñaëc tröng cô lyù cô baûn cuûa ñaát seùt yeáu --------------------------------------------- 7 2. Tính chaát cuûa caùc loaïi ñaát seùt yeáu ---------------------------------------------------------- 7 2.

Caùc tính chaát quan troïng cuûa ñaát seùt yeáu ----------------------------------------------- 7 2.3 Ñaát caùt yeáu ---------------------------------------------------------------------------------- 12 2.4 Than buøn vaø ñaát than buøn ----------------------------------------------------------------- 13 B.Ñaëc ñieåm ñòa chaát thuûy vaên coâng trình vaø ñieàu kieän xaõ hoäi vuøng Baïc Lieâu - Caø mau ---------------------------------------------------------------------------- 14 1. Khí töôïng thuûy vaên ------------------------------------------------------------------------- 14 3. Ñaëc ñieåm xaõ hoäi ---------------------------------------------------------------------------- 16 4.1 Daân soá lao ñoäng ---------------------------------------------------------------------------- 16 4.2 Hieän traïng saûn xuaát noâng nghieäp vaø vuøng döï aùn -------------------------------------- 17 4.3 Caùc loaïi ñeâ ôû ñoàng baèng soâng cöûu long ------------------------------------------------- 18 4.4 Hieän traïng ñeâ ñieàu ------------------------------------------------------------------------- 20 5. Söï caàn thieát phaûi phuïc hoài, naâng caáp tuyeán ñeâ bieån ---------------------------------- 21 PHAÀN II : PHAÀN NGHIEÂNG CÖÙU CUÛA ÑEÀ TAØI LUAÄN VAÊN CAO HOÏC – COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU HV: TRAØ THANH TUÙ CHÖÔNG 2: CHOÏN SÔ ÑOÀ THÍ NGHIEÄM SÖÙC CHOÁNG CAÉT CUÛA ÑAÁT PHUÏC VUÏ TÍNH TOAÙN OÅN ÑÒNH ÑEÂ 1.

Thí nghieäm ba truïc neùn coá keát, khoâng thoaùt nöôùc coù ño aùp löïc loã roãng ------------ 26 2. Xaùc ñònh söùc choáng caét khoâng thoaùt nöôùc trong thí nghieäm neùn ba truïc khoâng ño aùp löïc nöôùc loã hoång (phöông phaùp xaùc ñònh) ----------------------------------- 33 3. Xaùc ñònh söùc choáng caét baèng phöông phaùp caét quaytrong phoøng thí nghieäm ------ 37 3.3 Qui trình ------------------------------------------------------------------------------------- 38 3.5 Baùo caùo thí nghieäm ------------------------------------------------------------------------ 40 CHÖÔNG 3 : LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN OÅN ÑÒNH ÑEÂ 1. Caùc daïng maát oån ñònh cuûa ñeâ ñaép treân ñaát yeáu ---------------------------------------- 42 a) Maát oån ñònh theo daïng luùn suïp ----------------------------------------------------------- 42 b) Maát oån ñònh theo daïng phình troài -------------------------------------------------------- 42 c) Maát oån ñònh daïng tröôït troài --------------------------------------------------------------- 43 2.

Caùc lyù thuyeát tính toaùn oån ñònh neàn ñaát yeáu döôùi neàn ñeâ ñaép ----------------------- 43 3. Kieåm tra oån ñònh neàn ---------------------------------------------------------------------- 55 a) Kieåm tra theo taûi troïng taùc duïng --------------------------------------------------------- 56 b) Kieåm tra theo phöông phaùp cung tröôït truï troøn baèng FEM --------------------------- 60 CHÖÔNG 4: LÖÏA CHOÏN GIAÛI PHAÙP NHAÈM NAÂNG CAO TÍNH OÅN ÑÒNH ÑEÂ 1. Tính toaùn maët caét ñeâ ----------------------------------------------------------------------- 66 a) Taøi lieäu tính toaùn --------------------------------------------------------------------------- 66 b) Xaùc ñònh cao trình ñænh ñeâ ---------------------------------------------------------------- 67 c) Keát quaû tính toaùn cao trình ñænh ñeâ ------------------------------------------------------ 70 d) Choïn chieàu roäng maët ñeâ------------------------------------------------------------------- 70 2. Tính toaùn thaám cuûa ñaát ñeâ ñoàng chaát treân neàn thaám nöôùc --------------------------- 70 2.1 Tính toaùn löu löôïng thaám------------------------------------------------------------------ 70 2.2 Tính toaùn ñöôøng baõo hoøa ------------------------------------------------------------------ 72 3.

Tính toaùn aùp löïc soùng taùc duïng maùi thöôïng löu ---------------------------------------- 74 4. Choïn löïa nhöõng phöông aùn tính toaùn caàn thieát ----------------------------------------- 77 5. Giaûi phaùp thöù 1-naâng cao tính oån ñònh ñeâ: taêng maùi doác ñeâ ------------------------- 78 6. Giaûi phaùp thöù 2-naâng cao tính oån ñònh ñeâ duøng beä phaûn aùp-------------------------- 79 6.1 Tính naêng beä phaûn aùp---------------------------------------------------------------------- 79 6.2 Tính toaùn beà roäng beä phaûn aùp ------------------------------------------------------------ 79 6.3 Tính toaùn beà cao beä phaûn aùp-------------------------------------------------------------- 80 6.4 Tính toaùn cuï theå cho caùc maët caét ñieån hình--------------------------------------------- 80 6.5 Duøng FEM kieåm tra caùc maët caét sau khi choïn giaûi phaùp beä phaûn aùp --------------- 83 7.

Giaûi phaùp thöù 3 naâng cao tính oån ñònh ñeâ: duøng vaûi ñòa kyõ thuaät gia coá thaân ñeâ ---------------------------------------------------------------------------- 91 7.1 Chöùc naêng cuûa vaûi ñòa kyõ thuaät ---------------------------------------------------------- 91 LUAÄN VAÊN CAO HOÏC – COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU HV: TRAØ THANH TUÙ 7.2 Löïa choïn loaïi vaûi duøng cho coâng trình -------------------------------------------------- 94 CHÖÔNG 5: CHOÏN GIAÛI PHAÙP THI COÂNG THÍCH HÔÏP ÑEÅ ÑAÛM BAÛO TÍNH OÅN ÑÒNH NEÀN ÑEÂ VAØ THAÂN ÑEÂ 1. Vaán ñeà lieân quan giöõa kyõ thuaät thi coâng vaø chaát löôïng khoái ñaát ñaép trong thaân ñeâ -------------------------------------------------------------------102 a) Tröôøng hôïp ñaøo tuyeán keânh môùi laáy ñaát ñaép ñeâ --------------------------------------102 b) Tröôøng hôïp naïo veùt vaø ñaøo môû roäng caùc keânh raïch coù saún ñeå laáy ñaát ñaép ñeâ ------------------------------------------------------------------------------103 c) Tröôøng hôïp ñaøo ñaát ôû caùc baõi vaät lieäu chuyeån ñeán tuyeán ñeâ ñeå ñaép --------------104 d) Khaû naêng ñaàm chaët khoái ñaát trong thaân ñeâ ñöôïc thi coâng theo ñieàu kieän ôû ÑBSCL -----------------------------------------------------------104 2. Vaán ñeà lieân quan giöõa toác ñoä thi coâng vaø khaû naêng chòu taûi cuûa ñaát neàn ñeâ------104 3. Höôùng daãn thi coâng laép ñaët vaûi ñòa kyõ thuaät -------------------------------------------105 a) Chuaån bò maët baèng -----------------------------------------------------------------------105 b) Traûi vaûi ñòa kyõ thuaät ----------------------------------------------------------------------105 c) Khaâu noái vaûi ñòa kyõ thuaät ôû hieän tröôøng -----------------------------------------------105 d) Thi coâng lôùp baûo veä-----------------------------------------------------------------------106 4.

Bieän phaùp thi coâng hôïp lyù cho tuyeán ñeâ xöû lyù Baïc Lieâu-Caø Mau------------------106 PHAÀN III: KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ CHÖÔNG 6: KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ----------------------------------------------- 108 PHUÏ LUÏC CHÖÔNG 3: 1. Keát quaû tính toaùn vaø maët caét cung tröôït MC1 theo thieát keá cuõ ----------------------- 1 2. Keát quaû tính toaùn vaø maët caét cung tröôït MC1’ theo thieát keá cuõ ---------------------- 3 3. Keát quaû tính toaùn vaø maët caét cung tröôït MC2 theo thieát keá cuõ ----------------------- 5 4.

Keát quaû tính toaùn vaø maët caét cung tröôït MC2’? theo thieát keá cuõ ----------------------? PHUÏ LUÏC CHÖÔNG 4: A. CAÙC TÍNH TOAÙN PHUÏC VUÏ THIEÁT KEÁ ÑEÂ BIEÅN? B ? I.Tính toaùn caùc yeáu toá soùng do gioù ---------------------------------------------------------- 6 1. Chæ daãn chung ------------------------------------------------------------------------------- 6 1.1 Möïc nöôùc tính toaùn soùng ------------------------------------------------------------------- 7 1.2 Caùc vuøng tính toaùn soùng-------------------------------------------------------------------- 8 1.3 Caùc phöông phaùp tính toaùn soùng ---------------------------------------------------------- 8 2. Tính toaùn caùc yeáu toá soùng theo bieån ----------------------------------------------------- 10 2.1 Xaùc ñònh caùc yeáu toá soùng vuøng nöôùc saâu ----------------------------------------------- 10 2.2 Xaùc ñònh caùc yeáu toá soùng vuøng nöôùc noâng --------------------------------------------- 10 2.3 Xaùc ñònh caùc yeáu toá taïi vuøng soùng ñoå --------------------------------------------------- 12 2.4 Xaùc ñònh caùc yeáu toá soùng theo bieåu ñoà Hindcast -------------------------------------- 12 II.

Xaùc ñònh chieàu cao soùng leo ------------------------------------------------------------- 13 1. Tröôøng hôïp maùi nghieâng chæ coù moät ñoä doác -------------------------------------------- 13 2. Tröôøng hôïp maùi doác phöùc hôïp coù theàm giaûm soùng (TFS) ---------------------------- 14 3. Tröôøng hôïp höôùng soùng ñeán xieân goùc vôùi tuyeán tim ñeâ ------------------------------ 15 LUAÄN VAÊN CAO HOÏC – COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU HV: TRAØ THANH TUÙ 4.

Tröôøng hôïp ñaëc bieät ----------------------------------------------------------------------- 15 III. Tính toaùn aùp löïc soùng ------------------------------------------------------------------- 15 1. Phaân boá aùp löïc soùng treân maùi nghieâng -------------------------------------------------- 15 2. Taûi troïng soùng leân caùc loaïi coâng trình baûo veä ñeâ bieån -------------------------------- 17 IV.

Tính toaùn thaám cuûa ñeâ ñaát ñoàng chaát treân neàn khoâng thaám nöôùc ------------------- 19 2. Tính toaùn thaám cuûa ñeâ ñaát ñoàng chaát treân neàn thaám nöôùc --------------------------- 21 3. Tính toaùn thaám khoâng oån ñònh------------------------------------------------------------ 22 4. Tính toaùn ñoä doác choã doøng thaám ôû vò trí thoaùt ra treân maùi trong -------------------- 23 5.

Ñöôøng baõo hoøa cuûa ñeâ ñaát ñoàng chaát khi möïc nöôùc haï xuoáng----------------------- 24 PHAÀN HÌNH VEÕ - BAÛN ÑOÀ PHAÀN 1: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 1.1: Baûn ñoà phaân vuøng ñaát yeáu ôû ÑBSCL----------------------------------------- 3 2.2: Baûn ñoà hieän traïng noâng nghieäp döï aùn khoâi phuïc vaø naâng caáp ñeâ bieån Baïc Lieâu ------------------------------------------------------------------ 17-18 3.3: Baûn ñoà boá trí saûn xuaát döï aùn khoâi phuïc vaø naâng caáp ñeâ bieån Baïc Lieâu --------------------------------------------------------------------------- 17-18 4.4: Vò trí döï aùn khoâi phuïc vaø naâng caáp ñeâ bieån Baïc Lieâu -------------------- 23 5.5: Baûn ñoà boá trí heä thoáng coâng trình döï aùn khoâi phuïc vaø naâng caáp ñeâ bieån Baïc Lieâu ---------------------------------------------------------------------- 24 PHAÀN II: NGHIEÂNG CÖÙU ÑEÀ TAØI CHÖÔNG 2 1.1: Thí nghieäm caét ba truïc --------------------------------------------------------- 32 2.2: Thieát bò caét caùnh trong phoøng thí nghieäm ----------------------------------- 41 CHÖÔNG 3 1.1: Daïng maát oån ñònh luùn suïp ----------------------------------------------------- 42 2.2: Sô ñoà maát oån ñònh daïng phình troài ------------------------------------------- 42 3.3: Maát oån ñònh daïng tröôït troài --------------------------------------------------- 43 4.4: Sô ñoà xaùc ñònh caùc öùng xuaát chính trong tröôøng hôïp taûi troïng daïng tam giaùc caân ---------------------------------------------------------- 44 5.5: Sô ñoà xaùc ñònh caùc öùng xuaát chính trong tröôøng hôïp taûi troïng daïng hình thang caân ------------------------------------------------------- 46 6.6: Sô ñoà vuøng phaù hoaïi (vuøng bieán daïng deûo)--------------------------------- 46 7.7: Sô ñoà xaùc ñònh taûi troïng an toaøn ---------------------------------------------- 47 8.8: Maët tröôït theo lôøi giaûi Prandtl ------------------------------------------------ 50 9.11: Maët tröôït truï troøn theo Fellenius-------------------------------------------- 54 12.12: Maët caét theå hieän maùi ñeâ phía bieån MC1 vaø maùi phía ñoàng MC2 ------ 55 13.13: Maët caét theå hieän maùi ñeâ phía bieån MC1’---------------------------------- 55 LUAÄN VAÊN CAO HOÏC – COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU HV: TRAØ THANH TUÙ 14.14: Cung tröôït MC1 tính theo Stabl6 ------------------------------------------- 63 15.15: Cung tröôït MC1’ tính theo Stabl6 ------------------------------------------ 64 16.16: Cung tröôït MC2 tính theo Stabl6 ------------------------------------------- 65 CHÖÔNG 4 1.1: Ñöôøng thaám treân thaân ñeâ------------------------------------------------------ 74 2.2: AÙùp löc soùng taùc duïng leân maùi thöôïng löu cuûa ñeâ -------------------------- 77 3.3: Maët caét gia coá maùi ñeâ baèng beä phaûn aùp taïi MC1 -------------------------- 83 4.4: Cung tröôït MC1 sau khi gia coá beä phaûn aùp --------------------------------- 85 5.5: Maët caét gia coá maùi ñeâ baèng beä phaûn aùp taïi MC1’ ------------------------- 84 6.6: Cung tröôït MC1’ sau khi gia coá beä phaûn aùp -------------------------------- 86 7.7: Maët caét gia coá maùi ñeâ baèng beä phaûn aùp taïi MC2 -------------------------- 87 8.8: Cung tröôït MC1’ sau khi gia coá beä phaûn aùp tính cho gia ñoaïn thi coâng ----------------------------------------------------------------- 88 9.9: Maët caét gia coá maùi ñeâ baèng beä phaûn aùp taïi MC2 tröôøng hôïp doøng thaám oån ñònh------------------------------------------------------------ 90 10.10: Cung tröôït MC2 sau khi gia coá beä phaûn aùp tính cho giai ñoaïn thaám oån ñònh --------------------------------------------------------------- 89 11.11: Maùi ñeâ phía bieån MC1 vôùi phöông aùn vaûi ñòa kyõ thuaät ------------------ 95 12.12: Cung tröôït maët caét MC1 theo phöông aùn duøng vaûi ñòa kyõ thuaät -------- 98 13.13: Maùi ñeâ phía bieån MC1’ vôùi phöông aùn vaûi ñòa kyõ thuaät ----------------- 96 14.14: Cung tröôït maët caét MC1’ theo phöông aùn duøng vaûi ñòa kyõ thuaät ------- 99 15.15: Cung tröôït maët caét MC2 khoâng duøng vaûi ñòa kyõ thuaät tính ôû giai ñoaïn thi coâng -----------------------------------------------------------------100 16.