Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu xử lý sự cố về thấm bằng cọc xi măng đất cho cống ngăn mặn, giữ ngọt ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long. Ứng dụng cho cống Đá Bạc - Cà Mau

Mục đích của Đề tài:~ Nghiên cứu được giải pháp xử lý sự cố về thắm bằng cọc xi măng đất cho cốngngăn mặn, giữ ngọt ở vùng Đồng bằng sông Cửu long.. Nội dụng nghiên cứu: ~ Tổng quan được

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI QUANG TRƯỜNG

MĂNG DAT CHO CONG NGAN MAN, GIỮ NGOT Ở VUNG

DONG BANG SONG CUU LONG UNG DUNG CHO CONG

ĐÁ BAC - TINH CA MAU

LUAN VAN THAC SI

SOC TRANG, NAM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI QUANG TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ SỰ CÓ VE THÁM BANG C

[ANG DAT CHO CONG NGAN MAN, GIỮ NGOT Ở VUNG

DONG BANG SONG CỬU LONG UNG DỤNG CHO CONG

DA BAC - TINH CA MAU

LUAN VAN THAC SI

CHUYEN NGÀNH: DIA KY THUAT XAY DUNG

MA SO: 60580204

NGƯỜI HƯỚNG DÂN: ‘TS PHUNG VINH AN

SOC TRĂNG, NAM 2017

HO VÀ TÊN : MAI QUANG TRƯỜNG LUẬN VAN THẠC SĨ SOC TTRANG, NĂM 2017

LỜI CAM DOAN

T xin cam đoan nội dung trong luận văn này là do chính tôi thực hiện, các số lệ

hình ảnh, biểu đồ trong dé tai đều là chân thực, không trùng lập với bat kỳ nghiên

cứu nào trước đây, Các bi đồ, số liệu và tài liệu tham khảo đều được trích dẫn, chú

thích nguồn thu thập chính xả rõ ràng.

“Tác giả luận van

MAI QUANG TRƯỜNG

LỜI CÁM ƠN

"Trước hét, tôi xin chân thành cám ơn quý thầy cô của trường Đại học Thủy Lợi, đặcbiệt là những thầy cô thuộc bộ môn Địa kỹ thuật và những thầy cô đã trực tiếp giảng,

day cho ti trong thời gian theo học vita qua.

‘Toi xin chân thành cảm ơn TS, Phùng Vĩnh An là người hướng dẫn khoa học

sức tận tâm nhỉ th giúp tôi hoàn thành luận văn này.

Tôi xin cảm ơn sự quan tâm góp ý của các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sĩ trongtrường Đại học Thủy Lợi đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt

qué trình học tập va thực hiện luận văn.

MỤC LỤC

MỠ ĐÀU 1'CHƯƠNG 1: TONG QUAN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỰ CÓ THAM BANG COC

XI MĂNG DAT 6 DONG BANG SÔNG CUU LONG " 41.1 Đặc điểm công tình ngăn mặn, giữ ngọt khu vực Đồng bằng sông Cửu long 1.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến công trình ngăn mặn, giữ ngọt He 4+

1.1.2 Hệ thống công trình ngăn mặn giữ ngọt 7

1.2 Sự cổ thắm, x6i ngằm nên va mang cống ở Đồng bing sông Cửu Long và giải pháp

xửlý 9

1.2.1 Sản phủ chống thm thượng lưu và ha lưu 10

1.2.2 Chống thắm bằng cit thép, cử nhựa, cừ BTCT sss 1.2.3 Chẳng thắm bằng khoan phụt truyền thống 16

1.2.4 Hoành triệt cổng cũ, làm lại cổng mit ss m

1.3 Kết luận Chương 1 18

CHUONG 2 CƠ SỞ KHOA HOC XU LÝ THAM BANG COC XI MĂNG ĐẮTKET HOP PHU GIA 212.1 Mục dich, yêu cầu và cơ sở khoa học xử lý sự cổ thắm 21

2.1.1 Mục dich xử lý tham _— _ _— 2I 2.1.2 Yêu cầu về điều kiện th công xử ý thắm, +

2.1.3 Cơ sở khoa học xử lý sự cổ thẳm 242.2 Các thi nghiệm phục vụ xử ý thắm bằng coe XMD kết hợp phụ gia 31

2.2.1 Khảo sit dia chất 3

“Thi nghiệm trộn thử tong phòng " "-.—

2.2.3 Thí nghiệm xác định hệ số thắm 32.3 Phương pháp tính toán xứ lý thắm - - 372.3.1 BS tr sơ đồ hợp lý để xử lý thẳm 37

2.3.2 Trinh ty phương pháp tinh toán xử lý thắm 39

2.3.3 Kiểm tra, đánh gia chất lượng và công tác nghiệm tha tường chống thm

2.4 Kếtluận Chương 2 4ã

'CHƯƠNG 3: ÁP DỰNG XỬ LÝ CONG DA BAC HUYỆN TRAN VĂN THỜI TINH

CÀ MAU.

3.1 Giới thiệu về cổng Đá Bạc tỉnh Cà Mau

3.1.1 Vị trí công trình nghiên cứu

3.1.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu

3.1.3 Đặc điểm nước mặt, nước ngằm khu vực nghiên cứu.

3.1.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế xã hội.

3.1.5 Hiện trạng công trình và sự cần thiết phải sử lý sự cổ

3.1.6 Giới thiệu giải pháp xử lý thấm

3.2 Các thí nghiệm phục vy tính toán, thiết kế

3.2.1 Thí nghiệm trộn thử trong phòng xác định phụ gia phù hợp

3.2.2 Thí nghiệm xác định hệ số thắm XMD_

3⁄2:3 Một số nhận xét rútra từ thí nghiệm trong phòng

3.3 Thiết kế phương án xử lý thắm bằng cọc XMĐ kết hợp phụ gia

3.3.1 Xác định hàm lượng, mật độ xử lý

3.3.2 Kết qui phân tích tinh toán phương án chon.

3.33 Kết quả 1g thắm |9].

3.4 Kết luận Chương 3

KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

sm tra, đánh chất lượng ch

ng cọc xi măng đất kết hợp phụ 8

45 45

37

58 58 o

70 n 73

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1 Phin tích thành phần hóa học chính của xi ming, 29Bảng 3.1 Kết quả phân ích mẫu nước ngm _Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm xác định hệ số thắm trên hiện trường 69

DANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1.1 Bản đổ vũng đồng bing sông Cửu Long, 4Hình 1.2 Bản đồ phân ving đắt yêu ở đồng bằng Nam Bộ 6Hình 1.3 Bơm bin tại chỗ tạo săn phủ chống thắm thượng lưu cổng Đá Bạc lô Hình 1.4 Bom bùn trong đồng tạo sân phủ chống thắm hạ lưu cổng cái Cui n

in 1.5 Liên ké cir thép và bản đầy cổng để chống thắm soulHình 1.6 Phối cảnh phương én xử lý bằng cử thép cổng Sơn Đốc 2 "Hình 1.7 Mặt bằng bổ trí khoan phụt ruyễn thống để xử lý thắm, xối ngằm, 16Hình 1.8 Cắt ngang cổng ”Hình 2.1, Phuong pháp xử lý sự cổ thắm, x6i ngằm nền và mang cổng theo JG 2

Hình 2.2 Ảnh hưởng của thành phan hạt đến cường độ XMD 26

Hình 2.3 Ảnh hưởng của hàm lượng hữu cơ (axit humic) đến cường độ kháng cắt 2EHình 24 Ảnh hướng của pH đến cường độ kháng nén của XMD 28

Hình 2.5 Nguyên lý xử lý chống thm cho cổng hiện hữu 31 Hình 2.6 Thiết bị nén 3 trục thường được sử dung trong các công trình sử dung XMĐ.

" " " " 33

Hình 2.7, Thiết bi nến miu XMD và hình ảnh phá hoại maw Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý xác định hệ số thắm của XMĐ 35Hình 2.9 Tường chống thấm XMB tạo bởi 1 hàng cọc 3Tinh 2.10 Tường chống thấm XMĐ tạo bởi 2 hàng cọc 37Hình 2.11 Tuyến chống thắm bố trí ở thượng lưu cống, 38

—-chống thắm bỗ trí trong phạm vi thân cổng soe 39

Hình 3.2 Công Đá bạc - Cà Mau nhìn tir phía đồng 48

Hình 3.3 Vị wi xuất hiện din si phía sông, khi mye nước đồng cao 49

inh 3.4 Một vi thé sủi cuối bản day phía đồng, khi mực nước biển cao s0Hình 3.5 Hư hông khớp nổi trụ in và lún sụt đất mé cống -c<cc-e- SOHình 3.6 Dây chuyển thiết bị thi công JG 3Hình 3.7 Chế bi mẫu thí nghiệm trong phòng 55

Hình 3.8 Cit đọc cổng Đá Bạc phương án xử lý.

Hình 3.9 Mặt bằng công Ba Bạc phương án xử lý

3.10 Mat cất doc tinh toán

Hình 3.11 Lưới điều kiện biên tính toán

Hình 3.12 Đường đẳng áp trong nền công

Hình 3,13 Trường vận ốc thắm trong nén cổng,

Hình 3.14 Trưởng đẳng Gras

Hình 3.15 Đo đường kính cọc XMĐ ở bên mang cổng

trong nền cổng

Hình 3.16 Mẫu lõi khoan XMD

Hình 3.17 Sơ đồ đó nước thí nghiệm xác định hệ số thắm

59 61 63

64

65 65

%6 _

“

KY HIỆU VÀ VIET TAT

Ow ‘Site chịu tải giới hạn của cọc xi măng đất

[MỊ :Momentgiới hạn của cọc xi măng dit

Fs: Lah@ sé an toin.

[S] :Độ lúngiới han cho phép.

XS :Độlún tổng cộng của mồng cọc,

a : Diện tích tương đối của cọc xi ming dat,

Bà Mô dun dan hồi của cọc xi măng đất

Cai — : Lực dính của cọc xi măng đất

ut Góc nội ma sát của cọc xi măng đất

Aci Diện tích của cọc xi măng đất.

Bor :Mô dun dan hdi của ving đất yếu cần được gia cổ

Coa: Lye dính của vùng để in được gia c6 xung quanh cọc xi măng dat

oi — ;Góc nội ma sát của vùng đất yếu cần được gia cỗ xung quanh cọc xỉ

ming để

Aco: Diện tích vùng đất yéu cần được gia có xung quanh cọc xi măng đắt

E„ :Mô dun đànhồi tương đương của nền đất yếu được gia cố

Cu Lực dính tương đương của nền dat yêu được gia có,

pu : Góc nội ma sát tương đương của nền dat yếu được gia cố

Ew Mô đun biến dạng.

4 :Đườngkinhcọc.

La: Chiu dai ege

Coma BG bền chống cắt không thoát nude,

'B, L, H : Chiều rộng, chiều dai và chiều cao của nhóm cọc xi măng đất

h 'Bề day lớp đất tính lún thứ i

eo : Hệ số rỗng của lớp đất

Ce Chi số nén lún hồi phục ứng với quá trình dỡ tải

Cs Chi số nén lún.

‘Ung suất do trọng lượng bản thân.

:Gia tăng ứng suất thing đứng

Ung suất tiền cổ kết

khả năng chịu tải mỗi cột trong nhóm cọc

đối với trọng lượng dit

riêng ph i tải trọng ngoài.

“Chiều cao nền dip

Ngoại tải tác dung.

Dung trọng đất đắp

Bán kinh cung trượt tròn.

Sức chống cất của vật liệu dat dip

Sức chống cất của vật li cọc

Lye dinh của cọc xi mang — dat và dat nền khi đã gia có

“Chiều dai cùng trượt tương ứng.

“Cảnh tay đồn của mảnh thứ I so với tâm quay

“Trọng lượng của mảnh thứ i

“Góc ma sắt trong của lớp đất

"Độ sâu hạ cọc trong đất kể từ đáy đài

Khối lượng đắt ở trạng thái tự nhiên

Tile xi măng dự kiến

MỞ DAU

1.Tính cấp thiết của đề tài

~ Đồng bằng sông Cửu long có vị trí quan trọng trong nén kinh tế đất nước, đây là

vựa lúa và là nơi xuất khẩu thủy sản lớn nhất cả nước Chính vì vậy, Nhà nước hếtsức quan tâm đầu tư các hệ thống hạ thẳng, đặc biệt là công trình Thủy lợi Trong đó

các công trình ngăn mặn, giữ ngọt đề phục vụ cho sản xuất và nuôi trồng thủy sảnnhư cống, kênh, 48, đập đóng một vai trỏ rit quan trong

Tuy nhiên, trong các năm vừa qua cống ngăn mặn, giữ ngọt chủ yếu chỉ được thiết

kế với tổ hợp chênh lệch hạ lưu và thượng lưu một chiều (mực nước cao trong đồng,thấp phía biển) Hơn nữa, do cống nằm trên lớp dat yếu có hệ số thắm nhỏ nên phầnlớn cống không có kết cấu chống thắm, mà chi sử dụng bản đáy cống đẻ chống thám

Do đó, khi chế độ mực nước không có sự thay đổi thì các cống vẫn làm việc bình

thường.

Gin đây, do biến đổi khí hậu

đó, việc xây dựng các công trình trên thượng nguồn sông Mê Công đã dẫn đến cạn

đặc biệt là hạn hán kéo dai trong mùa khô Thêm vào.

kiệt nguồn nước hạ lưu Vì thé chế độ làm việc của hầu hết các cống đều thay đổikhác với thiết kế (mực nước biển cao, mực nước trong đồng thấp) Ngoài ra, như đã

nêu trên cổng không có kết cầu chống thắm Vì vay, khi mực nước chênh cao trongthời gian dài đã dẫn đến phát sinh sự cố về thắm, xói ngằm nền và mang cống Nước

biển xâm nhập qua đáy công làm mặn toàn bộ hạ lưu ảnh hưởng đến dân sinh, kinh

tế ở khu vực hạ lưu Do đó, bài toán đặt ra làm làm thé nào giữ được công, ngăn chặnđược sự xâm nhập mặn và không để nước mặn Lim ảnh hưởng đến cuộc sống của

người dân ở hạ lưu.

~ Chính vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng cọc XMD kết hợp phụ gia để xử lý sự xâm.

nhập mặn cho cống ngăn mặn, giữ ngọt trong điều kiện

trường mặn và có chênh lệch mực nước cao giữa phía biển và trong đồng là hết sức

cần thiết

2 Mục đích của Đề tài:

~ Nghiên cứu được giải pháp xử lý sự cố về thắm bằng cọc xi măng đất cho cốngngăn mặn, giữ ngọt ở vùng Đồng bằng sông Cửu long Ứng dụng xử lý sự cố về

thấm cho cổng Đá Bạc ~ tinh Cả Mau;

~ Lâm ti liệu tham khảo việc xử lý sự cố do nguyên nhân thấm ở khu vực Đẳng

bằng sông Cứu Long

3 Nội dụng nghiên cứu:

~ Tổng quan được các giải pháp xử lý sự cố về thấm cho các công trong điều kiện

môi trường mặn, chênh lệch mực nước:

~ Nghiên cứu, đề xuất được giải pháp xử lý sự cố cống ngăn mặn, giữ ngọt bằng,

let grouting (JG) kết hợp phụ gia tạo tường XMĐ trong điều kiện đất yếu,

công nghị

môi trường mặn và có chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu;

~ Nghiên cứu áp dụng xử lý sự cổ công Đá bạc, huyện Trần Văn Thời, tinh Ca Mau

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

~ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Thu thập các tài liệu có liên quan về công nghệ

JG Tài liệu địa chất khu vực Cả Mau, tài liệu địa chất, địa chất thủy văn tại vị trí ứngdung công nghệ, Các giải pháp xử lý thắm truyền thống

- Phương pháp nghiên cứu trên thực địa: (1) Lấy mẫu nước dé phân tích; (2) Lay

mẫu dat thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý để lựa chọn chủng loại xi măng phủ hợp: (3)

Tiến hành thí nghiệm thắm va lay lõi và tién hành thi nghiệm nén ở tuổi 14 va 28

ngày.

- Phương pháp thí nghiệm trong phòng: Lay đắt và nước trên hiện trường, trộn mẫu

XM + phụ gia trong phòng thí nghiệm Tiền hành thí nghiệm xác định hệ số thắm,

x kế,

cường độ kháng nén q, ở tuổi ngày

= Phương pháp mô hình toán: Mô phỏng bài toán xử lý thắm cho công bằng phần

mềm chuyên dụng, từ đó rút ra các kết luận cẩn thiết

sn cứu:

5 Phạm vi, đối tượng nại

~ Coc xi măng dat thi công theo công nghệ Jet grouting (IG)

~ Xử lý chống thắm cho cống ngăn mặn, giữ ngọt ở khu vực DB sông Cửu Long.

6, Kết quả đạt được:

~ Tổng quan về các giải pháp xử lý sự cố vé thắm cho công ngăn mặn, giữ ngọt ở DB

song Cửu long,

~ Đề xuất được giải pháp xử lý sự cỗ về thắm trong điều kiện địa chất là đất yếu, môi

trường mặn và có chênh lệch mực nước (hượng và hạ lưu.

~ Ap dụng được cho công Đá Bạc ~ Cà Mau

CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC GIẢI PHAP XỬ LÝ SỰ CÓ THÁMCHO CONG NGAN MAN, GIỮ NGỌT Ở DONG BANG SÔNG CUU

LONG

1.1 Đặc điểm công trình ngăn mặn, giữ ngọt khu vực Đồng bằng sông Cứu.long

1 1 Các yếu tổ ảnh hưởng đến công trình ngăn mặn, giữ ngọt

- Yếu tổ địa lý: Cũng như các dang công trình khác, công trình ngăn mặn giữ ngọt ở

vùng Đồng bằng Sông Cứu Long chịu tác động lớn của yếu tố địa hình, địa chat,thủy văn-thủy lực Về mặt địa lý, công trình ngăn mặn, giữ ngọt ở khu vực DBS Cửu.Long nằm trên địa bàn các tỉnh Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trả

‘Vinh, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Ca Mau, Kiên Giang, An Giang, Đồng Tháp,Hậu Giang với tổng diện tích tự nhiên 39.734 km2 chiếm 12,2 % diệ

của cả nước.

tích tự nhiên

Hình 1.1 Bản đồ ving đồng bằng sông Cửu L‹

- Đây là khu vực nằm ở phần cudi của bán dio Đông Dương, liền kề với vùng kinh

tế trọng điểm phía Nam nên vùng có mỗi quan hệ hai chiều rất chặt chẽ và quantrọng Khu vực này cũng là khu vực chịu ảnh hưởng rất lớn sông Mê Công bitnguồn từ Trung Quốc, qua các nước Đông Nam A và về Việt Nam Đồng thời chịu

tác động của thủy triều cũng như hệ thống sông ngòi, kênh rach trong khu vực

-Yéu tổ địa hình: Do ving đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam được hình thành

từ những trằm tích phù sa và bồi dẫn qua những ky nguyên thay đổi mye nước biển;

qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những gidng cát dọc theo bờ biển Những.hoạt động hỗn hợp của sông và biển đã hình thành những vạt đất phù sa phi nhiềudọc theo dé ven sông lẫn dọc theo một số gidng cát ven biển và đất phẻn trên trimtích đầm mặn tring như vùng Đồng Tháp Mười, tứ giác Long Xuyên -~ Hà

Tí tây nam sông Hậu và bán đảo Cà Mau Nên địa hình của vùng tương đổi bằng

phẳng, độ cao trung bình là 325m, có khu vực chỉ cao 0,5 Im so với mặt nước bi

Do ảnh hưởng của yếu tố này, nên thường cao trình day thường thấp hơn so với

các khu vực khác,

„Yếu địa chất: Vùng đồng bằng sông Cửu Long là vùng đồng bằng châu thé của

hệ thống sông Mê Kông chảy vào nước ta Day là vùng phân bố các trim tích mềmyếu có bể dày lớn Theo [1], bao gồm các loại đất yếu có nguồn gốc từ: (1) Trim tích

nguồn gốc Biển: (2) Trim tích nguồn gốc hỗn hợp sông ~ biễn: (3) Trim tích nguồngốc dim lẫy ven biển; (4) Trim tích nguồn gốc dim sông Viện Khoa học Thủy

lợi Miễn Nam căn cứ vào thành phan thạch học, cau trúc địa chat chia dat yêu Đồng

‘bang Sông Cửu Long thành 5 khu vực (xem hình 1.2):

'Về mặt công trình các loại dat yếu này đều có hệ số thắm nhỏ, khả năng chống thắm.tốt, nên phần lớn cống ngăn mặn, giữ ngọt không có kết cấu chống thắm mà sử dungluôn bản đáy, sân trước và sau làm kết cấu chống thấm Có thé nói, với chế độ làm

việc như trước đây thì rit it xảy ra cá

BĂNBÔHIỆNYÔNGDYẾU cu.

` ĐỒNG BẰNG SÔNG CŨU LÔNG

Hình 1.2 Bản đồ phân vùng đất yếu ở đồng bằng Nam Bộ [1]

thủy văn, sông ngòi: Với hệ thống hạ lưu sông Mê Công ở Việt Nam làhai nhánh sông Tiền và sông Hậu tổng lượng nước sông Cửu Long là 500 tỷ mét

khối Trong đó sông Tiên chiếm 79% và sông Hậu chiếm 21%, Chế độ thuỷ vănthay đổi theo mia, Mùa mưa nước sông lớn vào tháng 9, tháng 10 làm ngập cácvùng tring Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên VỀ mùa nay, nước sôngmang nhiều phù sa bồi đắp cho đồng bằng Về mùa khô, lượng nước giảm nhiễu,lâm cho thuỷ triều Kin sâu vào đồng bằng làm vùng đất ven biển bị nhiễm mặn

nghiêm trọng Đặc biệt, trong các mia mia khô hạn năm 2015, 2016, 2017

lượng nước ngọt trên các kênh, rạch sụt giảm nhanh chóng, xâm nhập mặn xảy

ra ở nhiều nơi Vấn dé này dé gây hiện tượng xói ngầm nên, mang cống do cống.làm việc với tổ hợp mực nước ngược chiều Dự báo, trong những năm sắp tới xuhướng này sẽ tiếp tục diễn ra với quy mô khốc liệt hơn Vì vậy, cần chuẩn bị

trước các phương án dé xử lý khi có sự cổ xảy ra

1.1.2 Hệ thống công trình ngăn mặn, giữ ngọt

Hệ thống công trình ngăn mặn, giữ ngọt ở Đồng bằng sông Cửu Long bao gồm:

(1) Hệ thống đề (bờ bao); (2) Công trình ngăn mặn, giữ ngọt Cụ thé như sau:

- Hệ thống dé (bờ bao): Cùng với các công trình thủy lợi được hình thành qua

hàng trăm năm, trong hơn 40 năm đầu tư xây dựng gần đây, ĐBSCL đã hình

thành một hệ thống công trình thủy lợi khá hoàn chỉnh, từng bước đáp ứng yêu

cầu phát triển kinh tế-xã hội toàn vùng Nhiều tuyến dé đã phát huy tốt hiệu quả

it

trong ki in và phòng tránh thiên tai Đặc điểm chung của các Dé bao,

bờ bao ở đồng bằng sông Cứu Long là công trình đa mục tiêu nhằm bảo vệ antoàn cho người dân, cơ sở hạ tng, phát triển sản xuất, đồng thời biết tận dụngcông trình kiểm soát lũ để lấy phù sa, thủy sản và vệ sinh đồng ruộng, cụ thể

như sau:

+ Hệ thống dé biển, để của sông: vùng ven biển và cửa sông ĐBSCL đã từng

bước hình thành hệ thống đê ngăn mặn, kiểm soát triều cường, sóng cao và đang

nang din lên khả năng chống chọi với nước dâng do bão Nhiều tuyến đê đã pháthuy tốt hiệu quả trong kiểm soát mặn va phòng tránh thiên tai, nhu các tuyển đô

biển Tién Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Kiên Giang Các tỉnh BếnTre, Cà Mau, tuy hệ thống đê biển chưa khép kín nhưng từng đoạn tuyến cũng

đã phát huy tác dụng tích cực trong bảo vệ sản xuất nông nghiệp;

+ Hệ thống kiểm soát lũ: Để kiêm soát lũ, hiện vùng ngập lũ ĐBSCL đã hình thành hệ đài khoảng 13.000 km, trong đó có thống dé và bờ bao với tổng cl

7.000 km bờ bao chống lũ tháng 8 để bảo vệ lúa Hè - Thu Ngoài ra còn có hon

200 km dé bao giữ nước chống cháy cho các Vườn Quốc gia vả rừng tram sản

xuất tập trung;

+ Kiểm soát man và triều cưởng: Vùng ven biển ĐBSCL đã xây dựng 450 km débiển, 1.290 km dé sông và khoảng 7.000 km bờ bao ven các kênh rạch nội đồng

để ngăn mặn, triều cường va sóng bão cho vùng ven biển

"Ngoài việc tu tiên đầu tư vào hệ thống đê biển, dé sông, vùng ĐBSCL còn đầu

tu vào các công trình phỏng chống ngập ting ở các vùng tring; đầu tư vào công

tác trồng và bảo vệ rừng phòng hộ ven biển; tiếp tục đầu tư nghiên cứu, ứngdụng các giống cây trồng, vật nuôi thích ứng với tình hình biến đổi khí hậu và

nước biển ding.

Có thể đánh giá rằng, hệ théng công trình thủy lợi ở ĐBSCL được đầu tư xây

dựng khá hoàn chỉnh, tuy nhiên sau một thời gian di vào hoạt động nó cũng bộc

lô một số hạn chế, đó là một số hệ thống công trình được xây dựng khá hoàn

chỉnh nhưng việc quản lý vận hành hệ thống chưa được chú trọng, nhiều công

trình chưa được đầu tư xây dựng đồng bộ, hầu hết các công trình, hệ thống công

trình chưa đủ năng lực để ứng phó với biển đổi khi hậu, nước biển ding và không có công trình, hệ thông công trình để chủ động ứng phó.

-Céng trình cong ngăn mặn, giữ ngọt: Hệ thống các công trình cống ngăn mặn,giữ ngọt ở các tỉnh thuộc ĐBSCL đóng một vai trò rất quan trọng trong việc

ngăn mặn, giữ ngot, đã làm giảm đáng kế xâm nhập mặn từ biển vào nội đồng,Kết hợp với các giải pháp dé kiếm soát xâm nhập mặn như xây dựng hệ thốngkênh rạch dẫn nước (khoảng 5000 km kênh được đảo khắp các tỉnh, 45 công

trình thủy lợi với mục đích giảm thiểu lũ lụt và ngăn mặn); hệ thống thủy nông

Quản Lộ - Phụng Hiệp, hệ thống thủy lợi ngọt hóa và ngăn mặn ở tỉnh Bến Tre,cổng đập Ba Lai và hệ thống dé biển cho toàn bộ hệ thống ven biển ĐBSCL

Tuy nhiên tình hình xâm nhập mặn vẫn diễn biến phức tạp ảnh hưởng nghiêm

trong đến lĩnh vực nông nghiệp, làm suy giảm tốc độ tăng trưởng kính tế, de doa

đời

trực tiếp ing của hàng trigu người dân trong vùng; gin đây tình trang

sat lở bờ sông, bờ biển, suy thoái rừng ngập mặn, sụt lún đất xảy ra sức

nghiêm trọng, de doa trực tiếp đến an toàn của đê điều, cơ sở hạ ting, ảnh hưởng.lớn đến đời sống của nhân dân ở nhiều địa phương, đặc biệt là tại các tỉnh An

Giang, Đồng Tháp, Bạc Liêu, Cà Mau, Sóc Trăng và thành phố Cin Thơ Tạicác tỉnh ĐBSCL, dù thời gian qua đã được Trung ương đầu tư nhiều công trìnhthủy lợi phục vụ sản xuất lúa, nuôi thủy sản nhưng vẫn chưa thể đáp ứng đỏi

hỏi thực tế đặt ra, nhất việc chủ động nguồn nước để phòng, chống hạn, mặnmột cách hiệu quả Đặc biệt, đợt hạn hán và xâm nhập mặn lịch sử 1a

thấy nhu cả hoàn thiện hệ thống thủy lợi cho vùng ĐBSCL

vô cùng cấp bách

Qua phân tích có thể thiy, cùng với hệ théng đê, ba bao hệ thống các công trình

g ngăn mặn, giữ ngọt đồng vai tr rất quan trọng trong việc phòng, chốnghạn hán và xâm nhập mặn, dé phục vụ sản xuất Trong đó, hệ thống các côngđóng vai trò trực tiếp điều tiết nước và trực tiếp ngăn mặn giữ ngọt Vai trỏ của

nó có thể được ví như cửa vào ra của một ngôi nhà, mã thiếu nó ngôi nhà chẳng

con đúng nghĩa là ngôi nha, Tuy nhiên, đây cũng là các công trình dé bị tổnthương nhất trước các tác động biến đổi khí hậu, nước biển dâng

1.2 Sự cố thấm, xói ngầm nền và mang cống ở Đồng bằng sông Cửu Long

và giải pháp xữ lý

Nhìn nhận, đánh giá một cách tổng quát đối với các sự cổ công trình ngăn mặn, giữ ngọt ở Đồng bằng sông Cửu Long, thì cho đến nay tỷ lệ hư hỏng do nguyên nhân thấm gây ra chiếm một tỷ lệ không lớn so với các nguyên nhân khác như lún, trượt,

.vv Nguyên nhân là do cầu trúc dat địa chất ở khu vực này có hệ số thắm nhö, khả

nang chống thấm tốt, nên nhiều công trình không có kết cấu chống thẩm riêng biệt

ma sử dụng luôn kết cầu bản đáy để chống thấm

‘Tuy nhiên, khi chế độ làm việc của cống thay đổi do vấn dé thủy văn, thủy lực thayđổi hoặc do nền đất yếu, khi thi công hồ móng không vét hết lớp đất yếu trên bề mặttại vị tri tiếp xúc với bản đáy cống thì những khuyết tật này dé gây ra sự cố thấm,

xói ngằm nền và mang cống Gần đây, khi chế độ dòng chảy trên các hệ thống sông

lớn ở Đồng bằng sông Cửu Long có nhiều thay đổi bắt lợi, thêm vào đó do biển đi

'hí hậu, nước biển dang nên nguy cơ xây ra sự cổ đối với các công trình ngăn ma

giữ ngọt cảng lớn Tuy nhiên, do trong một thời gian dai ít có dạng sự cố này nên

ông bằng Sông Cửu Long dé

lượt trình bày như

Šn thống đã áp dụng ở

é thấm cho công ngăn mặn, giữ ngọt có thẻ là

1.2.1 Sân phú chẳng thắm thượng lưu và hạ lưu

Nhìn chung các cống có sự cố về thắm ở Đồng bằng sông Cửu Long đều có hiệntượng khớp nối giữa sân trước va sân sau với thân cống bị hỏng Thông thường, khe

hở này có thé đạt từ 5 = 30 em do chênh lệch lún lớn giữa sản trước và sân sau đối

với thân cổng Tại mot số cống, thậm chi bê tông sân trước hoặc sau đã bị nứt, vỡ

Hình 1.3 Bơm bùn tại chỗ tạo sân phủ chống thấm thượng lưu cống Đá Bac

Lý do là thông thường bản đáy công được xử lý bằng cọc BTCT có chiêu dài lớn đểtin dụng ma sát bên hoặc đóng đến tận lớp sét cứng Vì vậy, thường độ lún thân

cổng rit nhỏ Trong khi đó, ở hẳu + các cổng này sin trước và sân sau chỉ đều đóng

bằng cọc tràm, nên độ lún thường là lớn Thường sau thời gian khoảng 10 năm đưa

‘vio sử dụng thi bắt đầu có hiện tượng chênh lệch lún lớn giữa sân sau, sân trước với

10

thân cổng Khi độ lún đạt đến mức độ nào đó thì có hiện tượng xé khớp nỗi nhựađồng thời há phần tiếp giáp giữa sân trước, sân sau với thân cống.

Dé xử lý giải pháp thường áp dụng là sử dụng màng Geomembran mỏng hoặc vải nhựa trùm lên sân trước, sân sau và khớp nối Sau đó, bom bùn tại chỗ vào khu vue

đã trải nhựa, i pháp này nhằm ting sức cản thẩm xuyên của lớp đất phủ phíathượng hoặc hạ lưu, lắp bịt khe hở khớp nồi và kéo dai đường thắm do đó giảm lưu

lượng và áp lực của dong thắm ở nên công trình

Giai pháp này thích hợp khi không thể đóng được cir do dị vật trong nền như đá hộc

sót lại, cây dừa, cử trim, khi thi công hỗ móng hoặc không phá bỏ được kết cấu.trước hoặc sau cống Thông thường, kết cấu và kích thước sân chống thắm phải thỏa

hình

mãn các yêu cầu cơ bản như it thấm nước, có tinh mềm, dễ thích ứng với bi

lâm của nền, dùng một loại vật liệu Sân trước có

địa kỹ thu

1g đất it thấm tại chỗ, màng,

địa kỹ thuật chống vwy Chiều rộng của sân phụ thuộc vào độ

chênh lệch nước thượng, hạ lưu, hệ số thắm của vật lị sân, hệ

„ chiều đây của sin, wv Do đễ ding trong thi công và

ngăn chặn ngay nước mặn xâm nhập nội ing, nên hẳu hết các

áp dụng ngay giải pháp này mỗi khi có sy cố về thắm, xói ngằm nền và mang céng

‘Tuy nhiên, sau đó thi cần phái k

Ưu

lực và vật lực đều có sẵn ở địa phương nên dễ dàng áp dụng,

phục bằng các giải pháp mang tính lâu dài

lễm của giải pháp là thi công dễ dàng, không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp Nhân

"Nhược điểm của giải pháp là tạm thời đẻ chống mặn ngay lập tức hoặc chỉ áp dụng.ngay để chờ giải pháp khác có tinh chất lâu dai Ngoài ra, việc thi công bơm bùn tạo

mảng chống thắm trong nước cũng đồi hoi kinh nghiệm thực tế trong việc lựa chọn

thời điểm bơm bùn, loại bùn thích hợp có khả năng lắng đọng để tạo màng chống

thắm.

Hình 1.4 Bơm bùn trong đồng tạo sân phủ chồng thấm hạ lưu cống cái Cui1.2.2 Chong thắm bằng cir thép, cừ nhựa, cừ BTCT

Chống thắm bằng các loại cir được áp dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình

thủy lợi, thủy điện Mục đích của tường chống thấm là kéo dài đường thắm để giảm 4p lực thấm phía sau tường Ngoài ra, tường chồng thắm còn có tác dụng han cl

ngăn chặn xói ngằm tiếp xác phát triển giữa b8 mặt tường chồng thắm và lớp phủ,

Đồi với sự cổ xói ngầm nén và mang công ở ĐBSCL, cử chống thắm được áp dụng

để cắt ngang các ống xói, hang xói do thấm Đồng thời kéo dai đường viễn thắm để

hạn chế đông thắm Thông thường, để áp dụng được giải pháp này cho các cổng bị

sự cổ thắm, xói ngằm nền và mang cổng ở ĐBSCL cần phải đắp dé quai thượng ha lưu Sau đó, hành bơm khô, tát cạn hồ móng Sau đó, tủy thuộc vào hiện trang

hư hỏng để có giải pháp xử lý phủ hợp:

Nếu cổng chống thắm bằng đáy cổng, sin trước và sân sau mà bị hở khớp nối giữa

day cống va sin trước

cấu và làm lại khớp nối Đồng thời bd sung chống thắm bằng cừ phía trước của sântrước hoặc phía sau sân sau, tùy thuộc chiều làm việc nào của cống là chủ yếu;

~ Nếu chống thấm bằng cir thi có thé chọn một trong 2 cách:

(1) Làm lại khớp nổi như cách trên, sau đó đóng cir chống thắm ở ngoai sân trước

"hoặc sau, tương tự như trường hợp trên;

vào đầu bin(2) Pha bỏ sân trước hoặc sau, sau đó tiễn hành đóng cir chồng thái

day Sau đó, tiễn hảnh làm lại sân trước hoặc sau.

Hình 1.5 Liên kết cir thép va bản day cống ng thắm

“Trong một số trường hợp, vì một lý do nào đó mà không dip đê quai tat cạn được.

‘Thi thường phải xử lý mồ trong nước, tit nhiên trong trường hợp này thi chỉ có cit

thép mới có khả năng đáp ứng Công tác thi công trong trường hợp này thường bao

gồm hai công đoạn:

(1) Đồng cử chống thấm trong nước qua hệ thống định vị cổ định trước trên mặt

13

nước Vị tí của cử thường là không gian khe hở giữa bê tông bản đáy và bê tông sân trước hoặc sản sau;

(2) Dựng ván khuôn, đỗ bê tông vita ding trong nước trim lên đoạn không gian khe

hở này, cũng là đồng thời trùm lên cả đầu cừ chống

niu trường hợp phải it buộc phá bỏ toàn bộ công, âm hạ

xem xét kết cầu chống thắm được xem xét cần thận

Hình 1.6 Phối cảnh phương án xử lý bằng cử thép công Sơn Đốc 2

Tay vio điều kiện và giải pháp cụ thé dé sử dung cử thép, cử nhựa, cử bê tông cốt thép (thường hoặc dự ứng lực) như đã đề cập ở trên Ngoài ra, tủy thuộc vào từng kiểu hư hỏng và mức độ hư hỏng, để chọn loại ván cử là phẳng, chữ U, chữ Z, liên

kết với nhau bằng khớp nối tam giác, hình thang, vv cho phù hợp Có thể nói ring,

6 phạm vi ứng dụng, ưu nhược điểm nhắt định Việc lựa chon

loại cir nào đề sửa chữa sự cô đều phải căn cứ vào hiệu quả kinh té-k¥ thuật, Nhưng

có thé nhận định chung rằng:

~ Cử thép đất tiền và công nghệ hạ cir phúc tạp nên chỉ được dùng trong các côngtrình lớn Ưu điểm nỗi bật của cit thép là sự kín nước rat tốt, chiều sâu chôn cit lớn

Hình 1.7 Thi công ctr thép xử lý sự cố thám cống Tham Luong

~ Cir bê tông cốt thép có thê kết hợp vừa chống thấm vừa chịu lực, nhưng hiệu quảchống thắm kém do độ kín khít giữa các thanh cử Để tạo được sự kín nước tốt yêu

cầu phải có thiết bị hạ cờ rt chuyên dung và kinh nghiệm thi công thuần thục

~ Cir bản nhựa là một giải pháp thay thé cho các loại cử thép, do sự kín nước tốt và

giá thành rẻ hơn nhiều cử thép Cir bản nhựa được sản xuất từ PVC tuyển tinh,không bị ăn mòn trong môi trường nước mặn, có gân gia cường dé tăng độ bẻn, kếtcấu thuận tiện cho thí công, độ bén kéo Ok = 42 N/mmỶ, độ bền nén On = 78:85Nimm’, độ bền uốn Ok = 68+70 N/mm’ Hiện nay đã có nhiều sản phẩm polime địa

kỹ thuật bền vững trong môi trường ngằm dưới đất được ứng dụng rit hiệu quả Tuy

nhiên, cử nhựa không ding được trong mọi loại đất nén, nên thường chỉ ứng dụng tại

nơi đất yếu có trang thái từ déo chảy đến déo mém, không có các di vật trong nẻnnhư đá, thân cây,vvv cũng cần lưu ý rằng chiều sâu sử dụng tương đối hạn chế vàthường bị cong vênh do nhiệt độ va quá trình vận vận chuyển Vì thé, đối với việc xử

lý sự cố do thắm, cừ nhựa cũng ít khi được sử dụng trừ những công trình có điều

kiện phù hợp như đã nêu ở trên.

1.2.3 Chống thắm bằng khoan phụt truyền thong

Khoan phụt truyền thống (Compact grouting) dạng một nút hoặc hai nút bằng vữa ximăng cát cũng được áp dụng để xử lý cho một số cống bị sự cố thắm, xói ngằm nền

và mang công ở Đồng bằng sông Cửu Long

Giải pháp này, dựa trên nguyên lý dùng áp lực phụt để đẩy vita xi măng cát vào

những vị trí bị rồng, dé lap nhét, biện pháp bó tri các hồ khoan phụt trên mặt bằng dé

xử lý sự cố (xem hình 1.8)

MAT BẰNG KHOAN PHỤT

PHIA SÔNG

Hình 1.8 Mặt bằng bố tri khoan phụt truyền thống để xử lý thấm, xói ngằm

Mục đích của phương pháp là lắp nhét vào những chỗ bị rồng dưới bản day và mang

cổng Đồng thời tạo ra tưởng chống thắm (xem hình 1.9)

Hình 1.9 Cắt ngang cống.

Ghỉ chú

- Ki hiệu T & H tương ứng với hing chống thắm ngoài cùng và sau cùng ở thượng lưu và hạ lưu cống.

~ Kí hiệu hàng G là hàng chống thấm đoạn giữa hing T & H

Uu điểm của phương pháp là thiết bị đơn giản, gọn nhẹ có thé sản xuất trong nước

"Nguồn vật liệu phong phú, có sẵn trên địa bản, cụ thể xi mãng có rat sẵn va bentonit

có thé vận chuyển từ thành phố Hồ Chí Minh hoặc từ cơ sở sản xuất tại Đà Lat

"Nhược điểm của phương pháp là việc khoan phụt trong đắt có lượng hạt mịn lớn, hệ

số thấm nhỏ như các loại đất sét, đất bùn yếu là không hiệu quả Do vật liệu phụt rất

khó khăn khi thâm nhập, dién diy vita vào các chỗ rỗng trong đất Do đó tổng kếtcác công trình bị khoan phụt cho thầy, thực tế hiu hết các cổng bị thắm, xói ngẦm xử

lý theo phương pháp này đều không trệt đẻ Dễ làm hư hỏng các kết câu khác nhưtấm lát, bê tông trên mang cổng do vữa tri lên Việc khoan phụt dưới nước ở mangcống hoặc dưới đáy công không đạt hiệu quả như mong muốn Tóm lại, nhìn chunggiải pháp này hiệu quả kém, không đáp ứng được yêu cầu dé ra Do vậy ở Đồng,

bằng sông Cửu Long nó ít khi được sử dụng một cách độc lập, chủ yếu được sử dụng.kết hợp với các giải pháp xử lý khác.

1.2.4 Hoành triệt công cũ, làm lại công mới

' Đồng bằng sông Cửu Long đã có một số công trình không tìm được giải pháp xử:

ý, nên sau đó một thời gian đã phải hoành trị cống khác, với giải pháp

lâm sản phủ tạm bằng vật liệu tại chỗ như trình bảy trên, chỉ được một thời gian

ngắn, lại tiếp tục làm lại sân phủ chồng thấm Vi vậy, sau thời gian từ 3=5 năm, cũng

phải hoành tiệt cổng và xây lai công mới Vị trí cổng mới có thé cùng vị trí cổng cũ,

nhưng hau hết được lùi về phía hạ lưu

Hình 1.10 Thi công công Bảy Miễn (mới) tại vị trí hoành triệt công cũ bị hong

do thấm.

Khi được làm lại mới, giải pháp chồng thắm sử dụng khá đa dạng như chống thắm

bằng cách kéo dài bản đáy, sân trước và sân sau; chống thắm bằng cách đóng cir

thép, cit nhựa, cử bê tông cốt thép, VVV

mang cống cũng có nhiều điểm khác biệt so với nhiều nơi khác Tuy nhiên, cả bagiải pháp truyền thống thường được sử dụng ở Đồng bằng sông Cửu Long như đãtrình bay ở trên nhìn chung đều chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế Vì vậy, edn

nghiên cứu những giải pháp mới nhằm đáp ứng mục tiêu dé ra

Xử lý sự cổ công trình, đặc biệt các sự cổ về thắm nói chung và đối với sự cổ dothắm qua nên và mang cống nói riêng chưa bao giờ là dé dàng Có thể nói rằng, kể tir

sau khi giải phóng cho đến những năm 2015, sự cố thắm, xói ngằm nén va mangdng ở khu vực này hầu như không có Kể từ năm 2015, do việc xây dựng thủy điện,thủy lợi trên dòng sông chính Mê Công của các nước như Trung Quốc, Campuchia,

émaLio, Thái Lan, vv đã làm cho chế độ dòng chảy thay đổi Nước ngọt không,

điều kiện khí hậu trong mùa khô lại cực đoan, mưa ít do đó làm thay đổi chế độ vận

"hành của công trình Trước đây, các cổng được thiết kế với t6 hợp giữ ngọt là chính

‘thi nay chuyển sang ngăn mặn là chính Do vay, cống đã bị xói ngâm

‘mang cống làm ảnh hưởng lớn đến s

Việc sử dụng các giải pháp xử lý th

truyền thống như đã nêu trên có nhỉ

ma như: (1) Kinh phí tốn kém; (2) Thời gian thi công lâu; (3) Can trở giao thông

đường thủy Chính vi vay, việc ns lên cứu ứng dụng các công nghệ mới như công

nghệ JG để xir lý sự cố công trình ngăn mặn, giữ ngọt do nguyên nhân thắm, nhằmkhắc phục các nhược điểm nêu trên

Ứng dụng công nghệ JG để xứ lý sự cố về thắm cho dé và cống dưới dé không phải

là vấn đề mới Từ năm 2005, qua dé tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu các giải pháp.khoa học công nghệ dé năng cấp, sửa chữa cổng dưới dé thuộc sông Hồng và sông

“Thái Bình”, Viện Thủy Công đã thực hiện xử lý sự cố im và xói ngằm nỀn, mang

cổng cho khoảng 40 cổng dưới dé thuộc hệ thống sông Hồng Với nguyên lý xử lý

đơn giản, đó là khoan những lỗ nhỏ trên đáy cống (không làm ảnh hưởng đến kết cầu

cống), rồi ứng dụng công nghệ JG tạo ra các cọc XMĐ, các cọc nảy giao cắt vớinhau để tạo ra tường chống thắm (xem hình 2.1) Nhờ cách làm này nhiều sự cổ lớnnỗi tiếng trong ngành thủy lợi như: cống Tắc Giang-Hà Nam; cống Văn Trai & Dio

19

“Xác Hà Nội đã được xử lý một cách thuận lợi Tuy nhiên, đó là các công ở Miễn Bắcnơi điều kiện địa chất là cát và không bị ảnh hưởng mặn, việc tạo ra tường chống

thắm không gặp nhiều khó khăn.

đới Đẳng bằng sông Cửu Long nói chung và Cả Mau nói riêng, việc xử lý sự cổ

ng nghịBắc, những điểm khác biệt đó là: (1) Nền đắt yế

chắc hẳn với ở khu vực miễn

im, xói ngim nền và mang cổng bằng

én cọcXMB tạo ra rất dé có khuyết tật ảnh hưởng đến tường chồng thắm; (2) Điều kiện

|, nhiễm mặn, pH thập

ino thông di lại để vận chuyển thế bi, vật liệu gặp nhiều khó khăn Trong đó, việcnghiên cứu loại chất kết dính và phụ gia phù hợp với đất nền quyết định đến sự thành

công của phường án xử ý.

Chính vì vậy, việc nghiên cứu nảy góp phần làm sáng tỏ ưu nhược điểm của cọc

XM thi công theo công nghệ JG so với các phương án truyền thống, qua đó thúc

day việc ứng dụng công nghệ đẻ xử lý các sự thấm, xói ngầm nền và mangcống của địa phương, ma theo đánh giá là những sự cố này sẽ ti tục tăng lên qua

các mùa khô sắp tới (khi đang viết uận văn này thi một số công tình lớn như cổng

Sơn Giang và cống Tham Lương ~ Cả Mau cũng đang bị sự cổ xói ngằm.nén và mang công nặng né và cũng đang phải thiết kế phương án xử lý)

CHUONG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC XỬ LÝ THÁM BANG CỌC XI MĂNGDAT KET HỢP PHU GIA.

2.1 Mục dich, yêu cầu và cơ sở khoa học xử lý sự cố thấm

2.1.1 Đặc điểm và mục đích việc xứ lý sự cố do thắm

Nhu đã nêu trên, vai trỏ của cổng ngăn mặn, giữ ngot là không thể thiểu trong việc

phòng, chống han hán và xâm nhập mặn, để phục vụ sản xuất Chính vi vậy, trên hằu

hết ở các cửa sông (kênh, rạch) thông với biển, đều có các cổng ngăn mặn để phục

‘yy sản xuất Nhìn chung các cổng này khi thiết kế đều có các đặc điểm sau:

~ Tổ hợp mực nước thiết kế thường có mực nước trong đồng cao, phía biển thấp.Chống thắm bằng chiều dai bản đáy cống hoặc kết hợp bản đáy với sân thượng, ha

lưu.

ing trình nằm hoàn toàn trên nên đắt

do nước biển,

= Việ xử lý hỗ móng khô hết sức khó khăn do đất yếu, vì thé tôn tat nhiễu khuyết

tật trong nền đất ở vị tr tiếp giáp bản đáy công trình, do không thé thi công nạo vét

"hết bùn lông.

'Nhìn chung với thiết kế bình thường, khi chế độ mực nước không có sự thay đổi thi hầu lộ ngăn mặn, giữ ngọt nước trong đồng cao, phía biển thấp) Tuy nhiên, khi hạn hán kéo dai và vị

‘Ong trình vẫn làm việc bình thường (cl

dựng ic công.

trình trên sông Mê Kông đã dẫn đến cạn kiệt nguồn nước hạ lưu Vì thé chế độ làmviệc của hầu hết các cổng đều thay đổi khác so với với thiết kế (mực nước biển cao,

mực nước tong đồng thấp) Thêm vào đó, các khuyết tật rong nền đt vị tí tiếp

giáp ban diy với mực nước chênh cao trong thời gian dai đã din đến sự cổ về thắm

Nước biển xâm nhập qua đáy cổng làm mặn toàn bộ hạ lưu ảnh hưởng đến dân sinh, kinh tế ở khu vực hạ lưu.

"Đề hạn chế các ảnh hưởng bat lợi đối với sản xuất do nước mặn xâm nhập khi cổng

có sự có về thắm Yêu cầu đặt ra làm làm thé nao giữ được cống mà không lim ảnh

2

hưởng đến kết cấu công, ngăn chặn được sự xâm nhập mặn ở hạ lưu cống là mye

đích nghiên cứu của luận văn này.

2.1.2 Các yêu cầu khi thi công xử lý sự cố thắm

Hình 2.1, Phương pháp xử lý xói ngầm nền va mang cổng theo JG

~ Yêu cầu tạo màng chống thắm bằng công nghệ JG: Như đã nêu trong chương 1,bằng cách khoan những lỗ nhỏ trên đáy cống với khoảng cách thích hợp (không làm

ảnh hưởng

dung công nghệ JG để tạo ra các cọc XMĐ, cá

t cầu cổng và đảm bảo khoảng cách giao cit giữa các cọc), sau đó sử

cọc này giao cắt với nhau dé tạo ra

tường chong thám Tường chống thắm bang vật liệu XMP tạo ra một màng chongthắm xuyên suốt từ mang cống qua đáy cổng hoặc chỉ cần qua đáy cổng tủy thuộcvào hiện trạng sự cổ của cống Nhưng thông thường là yêu cầu mang chống thắm.trong mang cống có chiều rộng từ 1/3 +2/3 bề rộng đáy cống, tính từ mép ngoài

2

tường bên thân cống (xem hình 2.1) Ngoai ra cẳn phải lựa chọn được vật và phụ

gia thích hợp để tạo được tường chống thấm trong điều kiện đất nhiễm mặn, hàm

lượng hữu cơ cao.

éu kiện thi công: Có thể nói đặc trưng nhất của Đồng bằng sông Cửu Longnói chung và tinh Cả Mau nói riêng Đặc biệt là trong điều kiện cổng Đá Bạc (Cong

trình yêu cầu xử lý trong luận văn này) là sự khó khăn đối với công tác vận chuyên

ết do điềngười, thiết bị, vật liệu,vv Như đã kiện ở vùng kênh rạch chẳng chịt,việc vận chuyển chủ yếu bằng đường sông Tuy nhiên, do quy hoạch không đồng bộ.cũng như nhiều công trình cầu trên kênh rach do người dân tự làm, bé rộng nhỏ, độđốc lớn, nên công tác vận chuyển cả đường bộ lẫn đường thủy cũng hết sức khó.khăn Do vậy, trước hết cần yêu cầu thiết bị, máy móc thi công cin gọn nhẹ để việc

vận chuyển thuận lợi.

su kiện vật liệu xây dựng: Điều kiện tự nhiên của khu vực nảy nhìn chungkhông thuận lợi về nguồn vật liệu Theo đánh giá, trữ lượng khoáng sản không đáng

Dé vôi phân bổ ở Hà Ti

Phục vụ sản xuất xi măng, vôi Cát sỏi khai thác dọc sông Vam Cỏ, sông

„ Kiên Lương dang núi vách đứng với trữ lượng 145

tr

Mê Kông trữ lượng khoảng 10 triệu mét khối Than bùn ở U Minh, Cần Thơ, Sóc

Trăng, tứ giác Long Xuyên Ngoài ra còn các khoáng sản khác như.

"Như vậy, có thể nói hầu như không có các mỏ vật liệu về cát, sỏi, đá vôi, vv đểlàm nguồn vật liệu xây dựng Vi vậy, điều kiện thứ hai phải sử dung được vật liệu tại

chỗ hoặc loại vật liệu có sẵn tại địa phương

i, bên

~ Công trình sau thi công xử lý đảm bảo an toàn với tổ hợp mực nước hai el

vững lâu dai và kinh tế: Với phương án mà hiện nay hẳu hết các địa phương ở Đồng.bằng sông Cửu Long vẫn thường áp dụng là hoành trệt cổng bằng cách đắp để quaihai đầu, sau đó tùy thuộc vào mức độ hư hỏng dé xử lý tiếp Đối với những cống hư

hỏng nhẹ thi phá sân thượng hoặc hạ lưu, sau đó đóng cir thép đẻ ngăn chặn dòng

thắm Với những loại công trình này, việc xử lý không bền vững, chi được vải nămthì đâu lại vào đó Đối với những

Ca biệt, có những công trình do không có kinh pl

tự phá hoại năng thi phá đỡ, làm công trình mới.

l xử lý, cứ đến mùa lại đắp để

2

quai để ngăn mặn, hết mia lại dỡ bỏ, hết sức tn kém Điều kiện thứ 3 đặt ra, phảigiữ được cống, nhưng vẫn đảm bảo chống thấm Việc xử lý chỉ một lần, nhưng dim

bảo khả năng bén vững lâu dài

2.1.3 Cơ sở khoa học xử lý sự cổ thắm

2.1.3.1 Hình thành vật liệu chống thẩm

Theo Diamond và Kinter, 1965; Assarson và nnk, 1974, khi trộn xi mang với dat, có

3 quá tinh xây ra, đồ là

- Quá trình Hydrat hoá

- Quá tình trao đổi ion

Ất sét sẽ hình thành các huyềnhợp đất sét và chất gia cổ được trộn sơ bộ, các hạt

phủ bao bọc bởi vữa Đây là quá trình bién đổi hoá lý phức tạp, chia làm hai thời kỳ:

thời kỳ ninh kết và thời kỳ rắn chắc Trong thời kỳ ninh kết, vữa xỉ mãng mắt dã

chủ yếu xây,tinh déo và đặc dan lại nhưng chưa có cường độ Trong thời ky rắn chai

silieatticalcit

xa qué trình thuỷ hoá các thành phần khoáng vật của clinke,

.3CaO.SiO2, silicat bicaleit 2CaO.SiO2, aluminat triealcit 3CaO.A]:O,, fero-aluminat tetracalcit, 4CaO.Al,O,Fe:O;

3CaO SiO, + nH;O => Ca(OH): + 2CaO.SiO.(n-1)HLO.

2CaO SiO; + mH2O => 2CaO.SiO;mH2O.

3CaO.Al;O, + 6H;O => 3CaO.AI,O.6H:O.

4CaO.AlLO,Ee:O, + nH;O => 3CaO.Al:O; 6H:O +CaO,Fe.O,mH,O

2

Các sản phẩm chủ yếu được hình thành sau quá tỉnh thuỷ hoá là Ca(OH),3CaO.Al:O,.6H:O, 2Ca0.SiO.mH,0 và CaO.Fe:O,.mH,O, Quá trình rắn chắc của

xi măng có thé chia ra làm 3 giai đoạn:

iai đoạn hoà tan: Các chất Ca(OH)2, 3CaO.AI2O3.6H2O sinh ra sau quá trình thuỷ hoá hoà tan được trong nước sẽ ngay lập tức hoà tan tạo thành thể dich bao

“quanh mat hat xi mang.

= Giai đoạn hoá keo: Đến một giới han nado đó, lượng các chất Ca(OH)2,3CaO.Al2O3.6H2O không hoa tan được nữa sẽ tổn tại ở thé keo, Chất ieat bicaleit (2CaO.SiO2) vốn không hoàtan sẽ tách ra ở dang phân tn nhỏ trong dung dich, tạo thành keo phân tấn Lượng keo này ngày cảng sinh ra nhiều, làm cho các hạt keo

phan tán tương đối nhỏ tụ lại thành những hạt keo lớn hơn ở dạng sệt khiến cho xi

in tính déo và ninh

ming lại dẫn din nhưng chưa hình thành cường độ

+ Giai đoạn kết tỉnh: Các chất Ca(OH), 3CaO.Al;O,

tinh, các tinh thé nhỏ đan chéo nhau làm cho xi măng bắt đầu

HO từ thể ngưng keo

mH;O tổn tại ở thể keo rất lâu, sau đó có một phần

bị khô, kết chất chuyển thành tỉnh thé Do lượng nước ngày cảng mắt di, keo di

lại và trở nên rắn chắc Sản phẩm của giai đoạn này chính là vật liệu XMB

"hờ các phản ứng và qua trình hình (hành vật liệu XMĐ như. „ vật liệu XMB cókhả năng chống thắm Theo [2] hệ số thắm vật liệu XMB có thể đạt đến k~10'

3.1.3.2 Các yếu tổ ảnh hưởng đến sự hình thành vật liệu chong thắm XMĐ'

- Khá c với vat liệu Bê lông, các yếu tố đầu vào để hình thành nên Bê tông có thể kiểm soát được như cát, đá, i, nước và xi măng Sự hình thành của vật liệu XMĐ,

chịu tác động tiêu cực của môi trường dé tạo ra cọc XMĐ đó Đặc biệt trong diekiện tự nhiên phức tạp ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, nơi chủ y¿

25

ham lượng hữu cơ cao và mặn Để định hướng sử dụng loại xi măng va phụ gia cầnphải có những nghiên cứu vé nó, như sau:

LCướng độ nón không nở hông KN? 1000 :

s00

°

200 280 300 380 400 450 500 550

Hàm lượng x! mang Kali! đất

„ Hình 2.2 Ảnh hưởng của thành phần hạt đến cường độ XMĐ

- Ảnh hưởng của thành phan hạt: Các kết quả nghiên cứu đều thông nhất, khi hàm

lượng hạt thô trong đất tăng thi cường độ XMB tăng và ngược lại vớ cùng một tỷ lệ chất kết dính Theo Bell (1993) sở dĩ như vậy là vì, Khi bảm lượng hạt mịn tăng thì ty

bé mặt của các loại hạt sét cũng tăng lên, do đó cường độ XMB tạo ra sẽ nhỏ hơn loại vật liệu XMD tạo ra với cùng hàm lượng hạt thô cao.

~ Ảnh hưởng của ham lượng mudi: Nhiều nghiên cứu cho thấy hàm lượng muối có

trong đất ánh hưởng đến sự thành tạo của vật liệu XMĐ Theo [3] khi các mudi gốc

cloria (NaCl, CaCl,, MgCh) có hàm lượng < 5% thi ảnh hưởng tốt đến việc tạo ra

vật liệu XMĐ; him lượng từ 5%*10% sẽ làm giảm độ bên vật liệu XM Musi gốc

cácbonnát (NayCO,) có hàm lượng từ 0,5% 1% không gây ảnh hưởng xấu đến chất

26

lượng vật liệu XMB.

Muối gốc sunphát (Na;SO,) với him lượng < 1% sẽ làm tăng nhanh các quá trình

fa cường độ vật liệu tạo ra vẫn đảm bảo Khi Na;SO, với hàm lượng lớn hơn 3% thì không nên sử dụng xi măng để gia cổ.

Muối NaCl có vai trỏ như chất xúc tác và các ion CT, Na‘, Mg* có thể làm tăng

sự hình thành vật

thống nhất, khoáng vật có trong đất cũng có ảnh hưởng rit lớn đ

liệu XMĐ Theo [3], có thể phân thành 4 nhóm 4

“+ Nhóm thuận lợi nh

dụng

: nhóm các khoáng vật sét như kaolinit, thạch anh ;

+ Nhóm thuận lợi: gồm chủ yếu là kaolinit có thêm calcit và hydromica với ham

~ Ảnh hưởng của ham lượng hữu cơ [4, 5, 6]: Các nghiên cứu ở các mức độ khác

nhau đều khẳng định vật chất hữu cơ trong đất luôn có ảnh hưởng xấu đến chấtlượng đến chất lượng đất gia cổ vì vat chất hữu cơ tạo ra môi trường axit, ảnh hưởng.xấu tới quá trình cải tạo đất Các nghiên cứu của Mohd Yunus N.Z; Wanatowski.D

cho kết quả như hình 2.7:

2

trong XMĐ,

$

§7o

Hình 2.4 Anh hưởng của pH đến cường độ kháng nén của XMD

Các kết quả nghiên cứu ở khu vực Đông nam Kualuar Lumper-Malaysia cho thấyvới xi măng hàm lượng 250 kg/m’ trộn với xi theo ty lệ 60 % xi măng và 40% xi

28