ĐẶT VẤN ĐỀ Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là một bộ phận của lưu vực sông Mêkông, có nhiều tiềm năng và lợi thế phát triển kinh tế nông nghiệp. Toàn vùng có diện tích tự nhiên là 40604.7 km2, trong đó có khoảng 65% diện tích đất được dùng để sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản (Trương Thị Hiền 2011). ĐBSCL là vùng sản xuất nông nghiệp lớn nhất Việt Nam, chiếm 33.2% giá trị sản xuất nông nghiệp của cả nước, trong đó lúa chiếm 52% sản lượng và 90% khối lượng xuất khẩu (Trương Thị Hiền 2011). Mục tiêu của ĐBSCL đến năm 2020 là xây dựng nông nghiệp và nông thôn phát triển toàn diện, bền vững, thích ứng cao với biến đổi khí hậu, sản xuất các ngành đạt năng suất cao, tài nguyên thiên nhiên được sử dụng hiệu quả, môi trường được bảo vệ và thân thiện.
Cụ thể, ĐBSCL phấn đấu đến năm 2020 ổn định quỹ đất trồng lúa là 1.82 triệu ha, trong đó đất chuyên trồng lúa là 1.7 triệu ha, sản lượng lúa đạt 24. ĐBSCL bị chia cắt bởi một hệ thống kênh rạch chằng chịt bởi những nhánh của sông Mêkông (Theo Hiệp hội thủy sản tỉnh An Giang ngày 25/06/2011). Hệ thống kênh rạch này có ưu điểm cung cấp nguồn nước cho phát triển nông nghiệp. Bên cạnh đó, nhược điểm của nó là nước trong hệ thống kênh rạch dâng lên làm vỡ đê gây thiệt hại hàng ngàn hecta lúa và ảnh hưởng không nhỏ đến việc lưu thông của người dân trong các mùa lũ.
Đê bao và bờ bao ở ĐBSCL là công trình đa mục tiêu nhằm bảo vệ an toàn cho người dân, cơ sở hạ tầng, phát triển sản xuất, đồng thời biết tận dụng công trình kiểm soát lũ để lấy phù sa, thủy sản và vệ sinh đồng ruộng (Theo hội đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam ngày 16/11/2011). Hàng năm trong mùa mưa lũ, đê bao bị ảnh hưởng của áp lực nước, dòng chảy và khí hậu khắc nghiệt, đất nền mềm yếu nên hệ thống đê thường xảy ra sạt lở, đây cũng là những nguyên nhân trực tiếp 9 gây mất an toàn cho đê. Do đó, việc tu bổ sửa chữa đê hàng năm là một việc làm cần thiết nhằm tránh được những hiểm họa do đê vỡ gây ra. Thực tế cho thấy, các tuyến đê bao trong khu vực nghiên cứu đa số được đắp bằng vật liệu đất nạo vét tại chỗ trên nền đất yếu, những biện pháp sửa chữa khi đê hư hỏng chủ yếu là đánh cấp mặt đê cũ và sau đó đắp bù đất cho đê có hình dạng ban đầu (Huỳnh Lê Ninh Khoa 2013).
Đê bao ở ĐBSCL hầu như không được gia cố chống thấm và chống trượt sâu. Các biện pháp gia cố nếu có ở ĐBSCL là gia cố thân đê bằng bao tải cát hoặc đóng cừ tràm gia cố chân đê. Các giải pháp gia cố này chỉ là những giải pháp gia cố đê tạm thời, không có khả năng chống thấm và chống trượt sâu cho đê. Bên cạnh đó, nguồn vật liệu để gia cố đê ở địa phương ngày càng khan hiếm (Theo Hội cầu đường cảng ngày 12/02/2006, Tỉnh đoàn An Giang ngày 30/09/2011).
Vì thế, đê bao hiện nay đang xuống cấp và xảy ra nhiều vụ sạt lở gây hậu quả nghiêm trọng vào các mùa lũ (Hình 0. Công nghệ đất trộn ximăng trộn ướt và trộn sâu đã được nghiên cứu phát triển và ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới, có nhiều ưu điểm như thời gian thi công nhanh, tận dụng được vật liệu tại chỗ, phù hợp với mọi loại đất, và có thể thi công được trong điều kiện chật hẹp. Từ năm 2002, Việt Nam đã có một số dự án ứng dụng cọc đất trộn ximăng để gia cố nền đất yếu (Nguyễn Quốc Dũng và Phùng Vĩnh An 2005). Tuy nhiên, hiện nay chưa có nghiên cứu nào về đất trộn ximăng gia cố đê bao ở vùng ĐBSCL.
Đề tài này tập trung nghiên cứu ứng xử của mẫu đất trộn ximăng như mối quan hệ giữa cường độ nén nở hông tự do qu đối với thời gian bảo dưỡng, hàm lượng ximăng, lớp đất, và môđun đàn hồi E50 của từng lớp đất lấy ở An Giang trộn ximăng bằng công nghệ trộn ướt và trộn sâu. Từ cơ sở đó tiến hành thiết kế giải pháp gia cố đê bao đảm bảo yêu cầu chống thấm và chống sạt lở, giúp đê ổn định qua các mùa lũ. Đê bờ Tây Kinh 7 (xã Ô Long Vĩ, Châu Phú, An Giang) vỡ nhấn chìm 1.500 ha lúa đông xuân của người dân trong biển nước b. Ra sức chống chọi tại đoạn đê bị bể ở tuyến Kinh 8, xã Thạnh Mỹ Tây (Châu Phú, An Giang) Hình 0.1: Sạt lở đê ở An Giang (Báo Tiền Phong 2011) 11 2.
TÓM TẮT NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Nghiên cứu tổng quan về đê bao kết hợp đường GTNT ở An Giang nói riêng và ĐBSCL nói chung nhằm tìm hiểu hiện trạng đê bao hiện nay ở ĐBSCL, các giải pháp gia cố đê mà khu vực ĐBSCL đang sử dụng, ưu và nhược điểm của các giải pháp đó. Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp gia cố đê phù hợp với điều kiện ĐBSCL, khắc phục được nhược điểm của các giải pháp gia cố đê hiện nay ĐBSCL đang sử dụng. Nghiên cứu tổng quan về công nghệ đất trộn ximăng trộn ướt và trộn sâu nhằm cung cấp những hiểu biết về lịch sử công nghệ, sự phát triển của công nghệ trong và ngoài nước, cơ chế hình thành cường độ đất trộn ximăng, các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ đất trộn ximăng v. Đây là những kiến thức cần thiết phục vụ cho công tác thí nghiệm đất trộn ximăng trong phòng cũng như đưa ra giải pháp gia cố đê tối ưu bằng công nghệ đất trộn ximăng.
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu tổng quan được trình bày chi tiết trong Phụ lục A. Các điểm chính được tóm tắt như sau: 2. Tổng quan về đê bao kết hợp đường GTNT ở An Giang nói riêng và ĐBSCL nói chung (1) An Giang là một tỉnh đầu nguồn sông Cửu Long, là một trong những tỉnh có diện tích đất canh tác lớn nhất trong vùng ĐBSCL. Tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 279966.24 ha, trong đó đất trồng lúa là 262286.68% tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp (Theo Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh An Giang năm 2009).
(2) Ở An Giang, mùa mưa thường bắt đầu vào tháng 5 và kết thúc vào tháng 11. Tổng lượng mùa mưa chiếm 90% tổng lượng mưa năm. Lượng mưa mùa mưa lớn lại trùng vào mùa nước lũ của sông MêKông dồn về hạ lưu nên đã gây ra tình trạng úng tổ hợp với ngập lụt, chi phối đến nhiều hoạt động sản xuất và đời sống (Theo cổng thông tin điện tử tỉnh An Giang ngày 30/12/2013). 12 (3) Đê bao ở An Giang nói riêng và ĐBSCL nói chung được hình thành bằng cách đắp đất tại chỗ nạo vét được từ các con kênh song song đê và được xây dựng trên nền đất yếu.
Đê bao ở ĐBSCL có chức năng chống lũ bảo vệ hoa màu của người dân kết hợp đường GTNT phục vụ nhu cầu đi lại của người dân trong vùng. (4) Vỡ đê hàng năm gây thiệt hại lớn về con người và tài sản trong khu vực, gây ảnh hưởng đến sự phát triển của nền kinh tế vùng ĐBSCL. Nguyên nhân vỡ đê là do đê bao không có khả năng chống trượt sâu, thân đê có nhiều lỗ mọt tạo nên những dòng thấm trong thân đê làm cuốn trôi các hạt đất và làm vỡ đê (Trần Xuân Thọ 2005). (5) Hàng năm, tổn thất do lũ là rất lớn.
Theo báo cáo công tác phòng chống lũ lụt năm 2011 tỉnh An Giang của ban chỉ huy phòng chống lụt bão (PCLB) và tìm kiếm cứu nạn (TKCN) thì trong năm 2011 lũ đã làm 23 người chết, làm vỡ 322 m đê, làm thịêt hại mất trắng 5479.02 ha hoa màu và khoảng 66000 ha lúa bị nước lũ đe dọa trong thời gian dài, ước tính thiệt hại do lũ về nông lâm, thủy sản là 210. (6) Người dân và chính quyền địa phương đã tổ chức các đợt gia cố đê mỗi năm bằng các biện pháp như: Làm thoải mái dốc, gia cố đê bằng cừ tràm, bao tải cát, lưới thép B40 nhưng hiệu quả mang lại của những giải pháp gia cố đê này là không cao. Nguyên nhân đây chỉ là những giải pháp gia cố đê tạm thời, chưa được nghiên cứu và phân tích tính toán, không có khả năng chống thấm và chống trượt sâu cho thân đê. Bên cạnh đó, vật liệu gia cố đê như cừ tràm và cát cũng ngày càng cạn kiệt.
Trước và trong mỗi mùa lũ, chính quyền địa phương phải túc trực thu mua vật liệu trong dân để vận chuyển đến các điểm gia cố đê trọng yếu (Theo Tỉnh đoàn An Giang ngày 30/09/2011). Từ những đặc điểm của vùng ĐBSCL và những hạn chế của các giải pháp gia cố đê hiện nay ĐBSCL đang sử dụng, một giải pháp gia cố đê mới có khả năng khắc phục được nhược điểm của các giải pháp gia cố đê trước như có khả năng chống thấm và chống trượt sâu cần phải được nghiên cứu một cách có hệ thống và 13 thực hiện thử nghiệm trước khi ứng dụng gia cố đê đại trà đảm bảo đê bao an toàn trước mỗi mua lũ về, giúp người dân yên tâm sản xuất nông nghiệp và ổn định cuộc sống. Tổng quan về công nghệ đất trộn ximăng (1) Năm 1954, ý tưởng dùng ximăng trộn với đất tại chỗ để tạo cọc xuất hiện đầu tiên ở Mỹ, nhưng những nỗ lực nghiên cứu và phát triển một cách mạnh mẽ để ứng dụng ở hiện trường lại bắt đầu ở Nhật Bản và Thủy Điển từ những năm 1967. Hiện nay, trên thế giới thi công khoảng 2 triệu m3 đất mỗi năm (Bruce et al.
1998, Đoàn Thế Mạnh 2009). (2) Cọc đất ximăng có phạm vi áp dụng rất rộng rãi như chống lún cho nền đường và mố cầu, chống sạt lở đường đê, gia cố thành hố đào, v.v với nhiều ưu điểm như: Có khả năng xử lý sâu (lên đến 50 m), thích hợp với các loại đất, thời gian thi công nhanh, và có thể tận dụng được vật liệu tại chỗ (Đoàn Thế Mạnh 2009, Nguyễn Viết Trung và Vũ Minh Tuấn 2010, TCVN 9403:2012). (3) Cường độ đất trộn ximăng hình thành do các phản ứng hóa học của các sản phẩm thủy hóa của ximăng và các khoáng chất có trong nền đất. Vì thế cường độ đất trộn ximăng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: + Loại ximăng: Thành phần hóa học của mỗi loại ximăng ảnh hưởng trực tiếp đến việc hình thành cường độ đất trộn ximăng.
Hai loại chất kết dính thường được sử dụng hiện nay là ximăng Portland và ximăng xỉ lò cao (Kawasaki et al.
