Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ảnh hưởng của lực hút dính đến độ bền, ổn định của đê tả Đuống trên địa phận Hà Nội

DANH MỤC HÌNH VE Hình 2.1: Dòng thấm di trong một phân tô đất không bão hòa và bão hòaHình 2.2: Hiện tượng sức căng bê mặt tại mặt phân cách không khí-nước Hình 2.3: Mô hình hiện tượng m

BAN CAM KET

Tén hoc vién: Nguyén Thi Ha

Tên dé tài luận van: “Nghiên cứu ảnh hưởng của lực hút dính đến độ bên, độ ổn định của đê tả Đuống trên địa phận Ha Noi’.

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm Những kết quả nghiên cứu không sao chép từ bat kỳ nguồn thông tin nào khác Những số liệu của các kết quả nghiên cứu đã có nếu sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn theo đúng quy

định.

Hà Nội, ngày 20 tháng 02 năm 2017

Học viên

Nguyễn Thị Hà

LOI CAM ON

Qua quá trình nỗ lực phan dau học tập và nghiên cứu của bản than cùng với sự giúp đỡ

tận tình của các thầy cô giáo Trường Đại học Thủy lợi và các bạn bẻ đồng nghiệp, luận

văn thạc sỹ “Nghiên cứu lựa ảnh hưởng của lực hút dính đến độ bên, độ ồn định cua

đê tả Đuống trên dia phận Hà Noi’ đã được tac giả hoàn thành.

Đề có được thành quả này, tác giả xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới TS Đào Văn Hưng

và TS.Nguyễn Công Thắng đã tận tình hướng dan, chi bảo và cung cấp các thông tin khoa

học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô

giáo Phòng Đảo tạo Đại học & Sau đại học, Trường Đại học Thủy lợi đã giảng dạy, tạo điều

kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Chi cục Dé điều và PCLB — Sở NN&PTNT Thành phố Hà Nội đã tạo điều kiện cung cấp thông tin, số liệu; xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi đề tác giả hoàn thành luận văn này.

Mặc dù đã hết sức cô gắng nhưng do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả nên luận văn không thé tránh khỏi những thiếu sot Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đôi chân thành giúp tác giả hoàn thiện hơn đề tài của

luận văn.

Xin trân trọng cảm on!

Ha Nội, ngày 20 tháng 02 năm 2017

Học viên cao học

Nguyễn Thị Hà

H

06710000235 1

L Tinh cap 010i 6 0110707 1

IL Muc dich cta dé 0 2

TIT Cach tiép Cam 011107 2

IV Phương pháp nghiÊn CỨU s- œ6 6% 5% %9 59 9 4914 6498989895/950.940.040.040.04004 00 2 V Kết quả dự Kién dat ẨƯỢC <5 6 <9 9S 9 3 09 3 9 9 9 005 9s 2 3 NOI DUNG LUAN 2.0077 4

CHUONG 1: TONG QUAN VE VUNG NGHIEN CUU TREN HE THONG "0(e?)0/9) 0277 4

1.1 Tổng quan về sự hình thành hệ thống đê điều Hà Nội -2 5¿-552¿ 4 1.1.1 Thời kỳ cổ trung đặại 6c sSE+SE+EE2EE2E2EEEEEEEE 1212112111121 1111111111 0,4 I0 188 29©-: 5

1.1.3 Phát triển và củng có đê điều Hà Nội sau 1945 2-2 2+ccxezxerxerxersrree 7 1.2 Tổng quan về sông Đuống ¿2 2©E+SE£+EE9EEEEEEEEEEE2E1E71711211111 711 .cre 11 1.2.1 Giới thiệu về sông DUGNg oo essessessesseseeseesessessessessessesesessessessesssssesesesees 11 1.2.2 Điều kiện tự nhiên chung khu vực tuyến dé tả Đuống TP Hà Nội 12

1.3 Đánh giá hiện trạng các tuyến đê trên địa bàn Hà Nội 55© ©5555: 13 1.3.1 Những sự cố đê và nguyên nhân thường gặp [6]_ . : -:z-s+c5zz 13 1.3.4 Hiện trạng đê sông Đuống - + 2 2 +E+SE+EEEEEEEE2EE2E212171711111 1.22 xe U 17 CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN BÀI TOÁN THÁM, BÀI TOÁN ON ĐỊNH 22

QL Dat VAIN 7n na 22

2.2 Bai toán thấm [7], [8] c.scssccscsscsscssessessessesscsscssscssvssessesussuesecsecsestssesaesuvsnssneseaeaveass 22

2.2.1 Anh hưởng của lực hút dính đến hàm tham ccccccscccscesscssseesseesessessseesseeseesees 22 2.2.2 Các phương pháp giải bài toán thấm [9] -¿- 5¿©2++2++£x2zxrzrxerxeerxree 33 2.2.3 Lựa chọn phương pháp giải bài toán thấm ¿2 +5 E£E+£++EzEzEczxerxee 38

ill

2.3.Ảnh hưởng của lực hút đính đến độ bên, sức khang cắt của đất không bão hòa [7]

"HD 40

2.4 Phân tích 61 định : +-+2+++22E+xtt2E xxx 43 2.4.1 Các dạng mất ôn định của mái đỐc - - 5c s+E+E‡EE+E+E£EEEE+EEEEEE+ESEEEErEerrreresei 43 2.4.2 Lựa chọn phương pháp giải và phần mềm tính toán 2- 2 2 225252 44

CHƯƠNG 3: AP DUNG PHAN TÍCH NGUYÊN NHÂN SỰ CÓ, DE TẢ DUONG, DIA PHAN HA NỘII - 2-2-2 s£ se ©EssExseEsserssessesssersserssee 53

3.1 Giới thiệu về tuyến đê tả Đuống - -:- St E2 E2 E21 1712111111111 re 53 3.2 Phân tích và tính toán hiện trạng tuyến đê tả Đuống, kè Xuân Canh từ K0+900-

K1+100 đê tả Đuốồng - -5- 5c 2s E1 E1 121212111011211211211 2111111111111 tre 54

3.2.1 Phân tích hiện trạng [5] - - 5c 3222311311131 1 5119351111515 E1 11111 Exre 54

3.2.2 Các điều kiện tự nhiên vùng đê tả Duong [Ó] 22511 S22 ereesssss 57 3.2.3 Sơ đồ tính toán - ©2221 2112112712112112212111121121111111211 211.11 re 70

3.2.4 Kết quả tính toán 2-52-5222 E9EEE2E12E122171121121111711211211 11111 y6 71

3.2.5 Nguyên nhân Su C6 - ¿+ ©+£+SE+EE£EEEEEEEEEEEEEEEE2E12217171121122171 21.1 xe 91 3.2.6 Phân tích sự biến đổi của lực hút đính đến độ bền, ôn định của đê 92

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, 2s s° se se se ESsexseEseEsstsserserserssrssess 94

1 Kết quả đạt được của AE VÀI 0 5< SG S9 g0 9x 9 94

2 Những tồn tại của dé tài s-scsssss©ss se se sEsEESE23E29E34 38259 3 52525035015039039 05925250 95

3 Kiến nghị về hướng nghiên cứu tiẾp theo e-sssessssessssssessesseessvssesses 95

iv

DANH MỤC HÌNH VE Hình 2.1: Dòng thấm di trong một phân tô đất không bão hòa và bão hòa

Hình 2.2: Hiện tượng sức căng bê mặt tại mặt phân cách không khí-nước

Hình 2.3: Mô hình hiện tượng mao dẫn

Hình 2.4: Gradien áp lực và hút dính qua một phân to đất

Hình 2.5: Đường cong đặc trưng đất-nước cho một số loại dat

Hình 2.6: Xác minh thực nghiệm về định luật Darcy cho dòng thấm nước qua đất

không bão hòa

Hình 2.7: Phương trình Gradner cho hệ số thấm nước là một hàm của độ hút dinh

Hình 2.8: Quan hệ giữa hệ số thắm và độ hút dính.

Hình 2.9: Sơ đô lưới sai phân

Hình 2.10 Phan tử tam giác và phan tử tử giác

Hình 2.11: Sự tăng độ bên chống cắt của sét Madrid do độ hút dính tăng, nhận được

từ các thí nghiệm cắt trực tiếp

Hình 2.12: Mặt bao phá hoại Mohr-Coulomb mở rộng cho đất không bão hòa

Hình 2.13: Các đạng di chuyển của khối đất đá.

Hình 2.14: Các lực tác dụng và mặt cat hình hoc mái dốc với mặt trượt trụ tròn.

Hình 2.I5: Dạng mặt trượt trụ tròn

Hình 2.16: Đa giác lực — phương pháp Bishop don giản

Hình 3.1: Sông Duong đoạn chảy qua địa bàn Hà Nội

Hình 3.2 Hiện trạng tuyến đê tả Đuống phía sông từ K0+900 đến KI+100

Hình 3.3 Chỉ tiết mái đê tả Đuống phía sông từ K0+900 đến KI+100

Hình 3.4 Cận cảnh mái đê sông Duong phía dong từ K0+900 đến K1+100

Hình 3.5 Hiện trạng mặt đê sông Duong từ K0+900 đến K1+100

Hình 3.6: Lượng mưa các ngày tháng 6/2013 tại trạm Thượng Cát

Hình 3.7: Lượng mưa các ngày tháng 7/2013 tại trạm Thượng Cát

Hình 3.6: Lượng mưa các ngày thang 8/2013 tại tram Thuong Cat

Hình 3.9: Mực nước sông Duong tai tram Thuong Cat

Hình 3.10: Mặt cắt địa chất công trình ngang tuyến đê ta Duong tại K1+060

Hình 3.11: Mặt cắt địa chất công trình dọc đê - tuyến đê tả Đuống từ

K0+900+K1+100

Hình 3.12: So đô biểu diễn mối quan hệ giữa luc hút dính và hệ số thấm cho các lop

địa chất vùng dé tả Duong, Hà Nội từ KO+900+K1+100

Hình 3.13: Phân bó áp lực nước lỗ rỗng, uy, tại thời điểm ngày 21/6/2013 — trường

Hình 3.20: Phân bó áp lực nước lỗ rỗng, u„ tại thời điểm ngày 16/8/2013 — trường

Hình 3.23: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 21/6/2013 - trường hợp la

Hình 3.24: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 21/6/2013 — trường hợp 1b

Hình 3.25: Cung nguy hiểm nhất tại thời điển ngày 21/6/2013 — trường hop 2a

Hình 3.26: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 21/6/2013 - trường hợp 2b

Hình 3.27: Cung nguy hiểm nhất tại thời điển ngày 18/7/2013 — trường hợp 1a

Hình 3.28: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 18/7/2013 — trường hop 1b

Hình 3.29: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 18/7/2013 — trường hợp 2a

Hình 3.30: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 18/7/2013 — trường hợp 2b

Hình 3.31: Cung nguy hiểm nhất tai thời điểm ngày 5/8/2013 — trường hợp la

Hình 3.32: Cung nguy hiển nhất tại thời điểm ngày 5/8/2013 — trường hợp 1b

Hình 3.33: Cung nguy hiển nhất tại thời điểm ngày 5/8/2013 — trường hợp 2a

Hình 3.34: Cung nguy hiểm nhất tại thời điển ngày 5/8/2013 — trường hợp 2b

Hình 3.35: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày 16/8/2013 — trường hop la

Hình 3.36: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày ngày 16/8/2013 — trường hợp 1b

Hình 3.37: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày ngày 16/8/2013 — trường hợp 2a Hình 3.38: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày ngày 16/8/2013 — trường hợp 2b

Hình 3.39: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày ngày 26/8/2013 — trường hợp la

vii

Hình 3.40: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày ngày 26/8/2013 — trường hợp 1b Hình 3.41: Cung nguy hiểm nhất tại thời điểm ngày ngày 26/8/2013 — trường hợp 2a

Hình 3.42: Cung nguy hiển nhất tại thời điểm ngày 26/8/2013 - trường hợp 2b

Hình 3.43: Biến đổi của hệ số ồn định Fs theo thời gian

Vili

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp la

Bang 3.2: Chỉ tiêu cơ ly đặc trưng của lớp Ib

Bang 3.3: Chỉ tiêu cơ ly đặc trưng của lớp 2a

Bảng 3.4: Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 2b

Bảng 3.5: Chỉ tiêu cơ ly đặc trưng của lớp 2

Bảng 3.6: Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp

Bảng 3.7: Chỉ tiêu cơ ly đặc trưng của lớp TK

Bảng 3.8: Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 4

Bang 3.9: Bang tong hợp các thông số dau vào của các lớp dia chat Bang 3.10: Số liệu tính toán các lop đất không bão hòa

1X

MỞ DAU

I Tính cấp thiết của đề tài:

Hệ thống đê sông của nước ta đã được hình thành và phát triển từ hàng nghìn năm nay.

Hệ thống đê điều đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc phòng chống và giảm

nhẹ thiên tai, bảo vệ an toan cho các trung tâm văn hóa, chính trị, kinh tẾ, các vùng

dân cư rộng lớn trải dai theo các trién sông, duyên hải từ Bắc chí Nam Lịch sử xây

dựng đất nước của cha ông ta qua các thời kỳ đều rất quan tâm đến xây dựng và củng

có hệ thống đê điều Ngày nay, hàng năm ngân sách đầu tư cho việc tu bé đê điều lên đến hàng ngàn tỉ đồng cho thay tầm quan trọng của hệ thống đê điều, mặt khác cũng cho thấy hệ thống đê điều của nước ta còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật cần được quan

tâm nghiên cứu đê đảm bảo an toàn đê.

Hệ thống đê điều Hà Nội với chiều dài gần 800km, chiếm vai trò rất quan trọng vì nó bảo vệ thủ đô - Trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá của cả nước Trong những năm gần đây do ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết, lượng nước mùa kiệt xuống thấp làm cho chênh lệch giữa mùa lũ và mùa kiệt lớn dẫn đến xuất hiện hiện tượng sạt lở mái đê

đe dọa đến an toàn đê điều Hệ thống đê Hà Nội từ đầu thế kỷ 20 đến nay đã xảy ra sáu

sự cô vỡ đê, Trong đó có hai năm lũ lịch sử vào năm 1945 và năm 1971 đã gây ra

nhiêu thiệt hại về người va của.

Tuyến đê tả Đuống thuộc dia phận Thành phô Hà Nội có nhiệm vụ bảo vệ các khu vực thị trần huyện Đông Anh và huyện Gia Lâm với dân số khoảng 34,000 người, là tuyến

đê cap I, có các đặc diém sau:

- Hiện trạng công trình: Tuyến đê tả Đuống hàng năm hàng chục sự cố xảy ra, đã tiêu tốn vốn ngân sách Nhà nước hàng trăm tỷ đồng.

- Đặc diém làm việc của đê: Dé là công trình làm việc theo mùa Nhiêu đoạn đê trong mùa khô làm việc như là đường Đê chỉ làm việc ngăn và chăn nước trong mùa lũ Thời gian làm việc trong năm của đê không nhiêu Ngay trong mùa lũ, điêu kiện làm việc của đê không chỉ phụ thuộc vào mực nước lũ mà còn phụ thuộc vào thời gian

ngâm lũ dài hay ngắn Khi mưa nhiều, mực nước lũ lên cao, tạo cột nước lên thân đê,

đê làm việc như một đập đất; nền đê cũng chịu ảnh hưởng của các dòng thấm trong lớp phủ và lớp thấm Do đó vùng thắm bão hòa được hình thành trong thân đê, đất trong

thân đê bị chia thành hai phần bão hòa và không bão hòa gây mat ổn định mái đê.

Đề ngăn chặn tình trạng sạt trượt, đảm bảo an toàn đê điều, bảo vệ tính mạng và tải sản của nhân dân, từng bước giảm bớt trọng điểm phòng chống lụt bão trên địa bàn thành phố những năm tiếp theo thì việc tu sửa tuyến đê tả Đuống là cần thiết và hết sức cấp

bách.

II Mục đích của dé tài

- Đánh giá hiện trạng và diễn biến của các sự cố trên tuyến đê tả Đuống, Hà Nội.

- Ứng dung phần mềm địa kỹ thuật (GEO-STUDIO) dé giải phương trình vi phân của bài toán thấm, bài toán 6n định của mái đốc dưới các tác động như mưa, biến đổi của

mực nước sông dé chỉ ra sự biến thiên của lực hút đính ảnh hưởng đến độ bền, độ 6n

định của đê.

III Cách tiếp cận

- Sử dụng thông tin và các tài liệu về địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn, quá trình vận hành khai thác, quá trình hình thành của sự cố đê tả Đuống, Hà Nội trong những năm gần đây nhằm đánh giá ảnh hưởng của lực hút dính đến ôn định đê, từ đó xác định

nguyên nhân sự cô sạt, trượt mái đê tả Đuông, Hà Nội.

- Sử dụng mô hình toán của các bài toán thâm, ôn định mái dôc dùng trong nghiên

z

cứu.

IV Phương pháp nghiên cứu

- Quan sát khoa học, chuyên gia, tổng kết thực tiễn.

- Phân tích và tổng hợp lý thuyết, mô hình toán.

V Kết quả dự kiến đạt được

- Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của lực hút dính đến ôn định đê qua đó xác định

nguyên nhân gây ra sự cô đê tả Đuông, Hà Nội.

NỘI DUNG LUẬN VĂN

CHUONG 1: TONG QUAN VE VUNG NGHIÊN CỨU TREN HE THONG SONG DUONG

1.1 Tổng quan về sự hình thành hệ thống đê điều Hà Nội

Hệ thống đê sông ban đầu được hình thành từ các gờ đất ven sông Những năm nước lớn, các go sông không đủ sức ngăn lũ, nước tràn qua go ngập vào đồng băng Dé giữ

được nước nhân dân đã giữ những go đất làm cốt và tôn cao dan lên thành đê và hoàn chỉnh dan bằng các cống qua đê 6n định cả mùa khô lẫn mùa lũ Những năm lũ lớn, những chỗ xung yêu bị tràn hoặc bị vỡ đã được quây lại hoặc nhô ra phía sông hoặc lùi vào phía đồng tránh hồ xói sâu Do điễn biến dòng chảy và xu thế dòng sông và những

con lũ lớn làm cho bờ xói lở, nên nhân dân tìm cách bảo vệ đê không bị sạt lở Hệ

thống đê kè từng bước được hình thành Quá trình hình thành và phát triển của hệ thống đê điều trải qua các thời kỳ [1]

1.1.1 Thời kỳ cỗ trung đại

Năm 1077, nhà Lý chủ trương đắp đê sông Như Nguyệt dài 67.380 bộ (khoảng 30km).

Hai mươi năm sau, nhà Lý chính thức ban hành đạo luật đầu tiên về đê Năm Mậu Dần (1248) Trần Thái Tông cho đắp đê Đinh Nhĩ từ thượng nguồn ra biển và đặt các quan chánh phó sứ dé trông coi việc đê điều Năm nao cũng vậy cứ đầu năm các quan coi đê phải lo đôn đốc dân phu, không kể sang hèn, già trẻ đều phải đi đắp đê, chỗ nào thấp thì đắp lên cao, chỗ nào lở thì bồi đắp lại, đến mùa hè thì đắp xong Đây là nhiệm vụ

hàng năm.

Năm At Mùi (1475) Lê thánh Tông đã ra sắc chỉ cho cả nước sửa chữa dé đập Năm Canh Ty (1600) Chúa Trịnh cho đắp đê từ huyện Chương Đức đến huyện Mỹ Hưng Năm 1664 Lê Huyền Tông ban hành điều lệ bảo vệ đê một cách chặt chẽ Cứ tháng 10 hàng năm, các huyện, hạt đi khám đê Với công trình nhỏ, khu vực đê nào cần sửa chữa thì cho dân xã ay tự lam dưới sự trông coi, thúc dục của huyện Con với công trình lớn thì quan (tỉnh, huyện ) có nhiệm vụ đôn đốc, chỉ đạo Hàng năm, công việc

4

duy tu, bio đường để được khỏi công vào trung tuin thing giéng và hoàn thành vào

trang win thắng 3 Quy định trên đã được thực hiện trong một thời gian đài

"Năm Bính Thân (1718) Lê Dy Tông định rỡ “Hing năm cứ đến mùa nước lụt phải sức

cho các quan huyện đi khám xét dé lớn nhỏ trong huyện, hạt minh, Đoạn dé nào xung

sin tre, gỗ, dụng cụ lại, cần

yếu, hoặc lún thấp thì phải kịp thời đốc thúc dân sở tại

thúc đ các xã gần kề xung quanh đem đủ các thứ mai cuốc đến cũng làm tạ chỗ ấy.

“Các quan lưu thủ, Trần thủ và Tham chính Ty phải thân bình đi đốc thúc dân phủ làm

việc sửa để và hộ dé khi nước lên to”.

Sou khi Gia Long thống nhất ất nước (1802) Năm Quý Hợi (1803) trên đường ra

‘Thang Long làm lễ thụ phong của triều đình nhà Thanh, Gia Long nêu van đề đắp đê

để sĩ phu Bắc hà bàn luận Mặc dù chưa nhất tỉ, Nhà vua vẫn quyết định đấp đẻ Nam

Mậu Tý (1828) tháng 9 Minh Mệnh cho thành lập Nha để chính Bắc Thành, Tháng

bảy năm Đỉnh Dậu vua Minh Mệnh dụ bộ công rằng: "Việc phòng giữ nước sông ở

Bắc Kj từ rước tới nay, việc dip để đều dùng của công Chỉ tiêu thường trim vạn

không tiếc Việc dựng cột ở sông ghi xem mực nước là kế rat hay Dùng quy thức số.

trượng của để từ mặt đắt phẳng đến mặt đê cao 1 trượng 2 thước (43 mì, Không thé ấn

định cỗ định được”,

Năm Canh Ty (1840) thing By: Vua Minh Mệnh dụ rằng: “Những đoạn để côn thắp

nên đánh đấu lấy ngắn nước Đợi khi nước lụt đã tiêu nước dim đã trong sẽ tăng cao.

lên một vài thước nước để giữ cho khởi lo” [2]

1.1.2 Thời kỳ cận đại

Sau hiệp ước Quý Mùi (1883) và hiệp ước Patandt (1885) nước ta hoàn tần chịu sựbảo hộ của thực dân Pháp Ngay từ những ngày đầu của nén đô hộ, chính quyền bảo

hộ Pháp phải đối mặt với nạn lụt Bắc Kỳ, Đặc bigt sau trần lũ 188 đã gây thệt hại

năng nỄcho đồng bằng sông Héng và sông Đuỗng thuộc dia hạt tinh Bắc Ninh Ngày28/6/1895 toàn quyền Đông Dương Ruts6 ra nghị định thành lập Uy ban để diều ốicao tại Hà Nội Nhiệm vụ nghiên cứu tổng thé mạng lưới dé điều hiện có ở Bắc Kỷ Đệtrình lên toàn quyền Đông Dương những dự án có liên quan đến các quy chế kỹ thuật

và quản lý dé điều Uy ban này được nhóm họp vào các năm 1896, 1904, 1905 1906,

1915, 1926

“rong giai đoạn từ 1S85 đến 1915 chính quyén bảo hộ Pháp đã dip thêm một số vùng

để bảo vệ cho những đô thi đông đúc và nhất là vùng có nhiều người Pháp và cơ sở

kinh tế của Pháp Đó là hệ thống dé La Thành bao quanh Hà Nội, hệ thống dé bao

«quanh thành phố Nam Định Ngo a đắp thêm hai vùng lớn đăng kể ở tả ngạn sông

Hồng, từ Vân Thượng với triển cao vùng Phúc Yên bảo vệ vùng Bắc Đuồng Vùngnữa qua tỉnh lộ 196, qua Lực điền (Hải Hưng) dé bảo vệ phần lớn tinh Hưng Yên

Trong những năm 1884 đến 1915 (theo Gôchiê) khối lượng dip để toàn Bắc Kỳ

Khoảng 12 triệu m3

Uy ban dé điềo tối cao đề ra chương trình cúng cổ dé:

Chương trình đầu tiên được khỏi đầu năm 1917 kết thúc năm 1922, cũng cổ toàn hệthing để đi sông Hồng với cao trình mặt đê vượt mức nước lũ cao nhất của sông.

Hồng đã biết 0.5m, Như vậy cao trình mat để trơng ứng +12 hm (tại Hà Nội), mặt xông 6.0m, mái phía sông 2/1, mái phía đồng 3/1 Những quãng để có chiều cao lớn

hơn 5.0m so với mặt đất sẽ dp cơ hai bên Chương trình này huy động hàng loạt dân

cự các tính, Từ năm 1918 đến năm 1924 đã dip 8 triệu m đất (Gauthier Digue du

‘Tonkin BED.

“Chương trình thứ hai khởi đầu năm 1924 kết thúc 1926 (với sự kiện vỡ dé sông Hồng,khi mực nước lũ Hà Nội lên đến +11.92m) Sau vụ lĩ năm 1924 gây ra vỡ đề ở nhiều

nơi Chính quyển Pháp quyết định chương trình dip đắt tôn cao, cũng cổ hệ thống để

nhằm đạt các mục đích: (a) Mặt đề sau khi tôn cao phái gia thăng LÔm so với mức lũ

ở mức +11.75m (Hà Nội) để có thể chống lũ +12.50m; (b) Mặt để dự tù rộng 7 00m

(lúc thi công rút còn 6m), mái đê như chương trình 1918, Nhung vùng hạ lưu (phía.

đồng) với những đê cao 1.5m kề từ đất trở lên có một sơ rộng 5 0m Trên cing cách

mặt đề không quá 3.5m.

“Chương tình thứ ba tẾp nối từ sau sự kiện vỡ để 1936 kết thúc 1930, Năm 1926 mực

nước tại Hà Nội lên đến +11.92m, gây ra vỡ dé nhiều nơi Vi vậy sau lũ 1926 Auphelle

dua ra chương tình củng cổ để như sau: Liy mục nước +2 00m tại Hà Nội làm mứcthiết kế gia tăng 1.30m để chống lũ đặc biệt +13.30m, bé rộng mặt để 7,00m Nhưngchỉ tiêu khác vẫn giữ như chương trình năm 1924 Việc thực hiện chia làm 3 giai đoạn:Giai đoạn 1: Vita đắp tôn cao tới mức chẳng lạt có b rộng 4.0m vừa áp trúc mái pha

6

sông dày 2.0m Thêm phin cơ phía sông cin làm trước; Giai đoạn 2: gồm cả lớp đấtphủ bằng đất ét; Giải đoạn 3: Dim bảo bề rộng 7.0 m Dip áp trúc bằng đắt thườngnhư trê lớp đất sét phía xông và hoàn thành cơ phía đồng.

Kế từ đó đê được thử thách bởi lũ năm 1932, khi mực nước ở Hà Nội lên đến +11.90

am Năm 1940 mye nước lũ tại Hà Nội tháng 8/1940 là 12.30 m Dé điều được giữ

"vững cho tối năm 1944, Sau 18 năm liền đê không bị vỡ.

“Chương trình củng có dé này sử dụng đến 43 triệu mỶ đắt

"Những dự án về đắp để, thoát là tong thời ki Thuộc Pháp đều với mục dich bảo vệ Hà

Nội khỏi bì ngập lục Nhờ vậy trận li lịch sử 1945, có đến 52 đoạn đề trong vũng đồngbằng Bắc Bộ bị vỡ nhưng dé Ha Nội đứng vững [2]

1.1.3 Phát triển và cúng cé dé điều Hà Nội sau 1945

Sau năm 1945 đất nước vừa giảnh được chính quyền Ngay từ ngày đầu chính quyền.nhà nước ta đã phải khắc phục hậu quả của lũ lụt và nạn đối do lũ lạt và chiến tránh

gây ra, đắp lại những đoạn đê đã bị vỡ Liễn sau đồ bước vào cuộc kháng chiến trường

kỳ suốt 9 năm, Hà Nội nằm trong vùng bị địch tạm chiếm Vào thời kỳ đó dé điều

không những không được quan tâm đúng mức mà còn bị phá hoại và sử dụng vào mục

đích quân sự như xây dựng him ngdm, lô cốt trên đê Đảo xẻ mặt dé để chống xe cơ

giới

“rong thời gian từ năm 1945 đến 1954 chính quyển thực din Pháp trong vùng tam

chiém chỉ sang sửa và củng cố một số kè có ánh hưởng trực tiếp đến an toàn của dé

như kè Phú Gia

Do đó tình hình đề điều năm 1954 in 9km để sông Hồng thu, địa phận Thanh Trì

nhỏ, mặt để chỉ rộng 3m, gỗ ghé trơn trượt hơn khỉ mưa Con tach chỉ rộng từ 1.5 đến

2m, mái dé không đủ độ soái Hỗ ao hai bản ven để nhiều, hậu quả của những trận vỡ

để từ xa xưa Để Từ Liêm vữa nhỏ vữa yêu, độ cao không đều Gia Lâm đã phải chẳng

1 cho hai trién sông Nhưng đê hẳu hết mặt cắt nhỏ, nước thm lậu mái đê rất nhiều.

Có nhỉ ủi đục sắt chân để, để nội thành có khá hơn, nhưng chất lượng không đồng

du, nhiều tạp chất than xi, đt phong hoá Theo đánh gid chung hệ thống dé chỉ chống

đỡ được mực nước lũ +12.00 tại Hà Nội [2]

7

1.1.3.1 Cũng cổ dé giai đạn 1954 1965

‘Sau khi tiếp quản Hà Nội, 10/1954, tháng 12/1954 huyện Thanh Trì đã đắp con trạch

sao hơn 0.5m, rộng thêm Im, khổi lượng trên 1 vạn mét khối Đầu năm 1955 lại dip &Khuyến Lương, huyện Gia Lâm đắp ở đoạn Long Biến Cự Khối, Đông Dư, Gia Quit

gia cố thêm những nơi có tổ mối Từ Liêm tu sửa hai kè Thuy Phương - Phú Gia.

Ngoài đề chính, huyện Thanh Trì dip tuyển dé bối bao gồm 7 xã: Thanh TẢ, Linh

tần Phú, Yên

Nam, 1 Yên mỹ, Duyên Hà, Vạn Phúc Với diện tích 2,000ha, dài

14 Slem, mi ng từ 3m đến ám, cao trung bình 2m, khổi lượng trên 17 van mt khối

‘Ti năm 1958 đến 1961 toàn Thành Phố đã huy động lực lượng dip dé khối lượng

1,480,000 m`, tu bổ 29,0001 là các loại, ước tính 1.4 triệu ngày công

Sau năm 1961 Thành phố Hà Nội mở rộng, hệ thống đê điều tang lên 110km, 16 kẻ, 38

cống các loại Công tác xây dựng và củng cố đê vẫn được tiền hành đều đặn từng năm:Gia Lâm đắp tuyển để sông Duỗng như đoạn Nha Thôn, Hàn Lạc, Đồng Viên, kề Sen

Hồ, Gia Thượng; Thanh Trì đấp đoạn Thanh Lương; Từ Liêm tu bổ để Nhật Tần, Phú

Gi; Đông Anh ké Xuân Canh, Nhà máy gạch

‘Sau nhiều năm lũ nhỏ, năm 1964 lũ lên vượt báo động 3 (+11.70m) Bé Hà Nội bộc lộ

rõ nhiều khuyết tật, vôi đục ở Nha Thôn, bãi sử ở hạ lưu kề Sen Hồ, hạ lưu kè Đẳng

Viên (Gia Lâm), các vòi nước ở hạ lưu để Nhật Tân, Phủ Thượng, Nghỉ Tam (Từ Liêm), đề Bing (Thanh Trì) Thành phố đã phải xử lý ngay mùa lũ và sau khi lũ út đã

kịp thời cũng cổ đoạn đề này, Từ Liêm củng cỗ toàn tuyến từ Thượng Cát đến Nghỉ

‘Tam đài 12.5km, với khối lượng ngót 10 vạn m’, di chuyến 250 hộ dân ven dé, huy động mỗi ngày 2000 din công

"Từ năm 1961 đến 1965 toàn Thành phổ đã đắp trên 2 triệu mì dit củng cổ, ,000 mì"

44 các loại vào kề và huy động trên 2 riệu ngày công cho công tác củng cổ để điều và

PCLB [2]

1.1.3.2 Cũng cổ để điều chẳng địch phá hoại giai đoạn 1966 ~ 1974

Hệ thống để

dân cu, có nhiều công trình văn hoá kỹ thuật và quân sự vào bậc nhÍtcả nước

1g là lụt cho Thủ đô và những vùng đông

Để qude Mỹ mở rộng chiến tranh ra miễn Bắc Một trong những mục tiêu phá hoại là

hệ thống đề điều Giai đoạn này đề điều không chỉ để phòng chống lũ mà còn cónhiệm vụ phòng chống dich pha đề Thing giêng 1966 dip đoạn đài | km bao quanhbến ph Chém, mở rộng hạ lưu từ 20m = 30m, khối lượng 16,000 mÌ Bip đoạn thắt

hẹp Nghi Tam từ K62+200 ~ K63+400 mở rộng vé phía thượng lưu 20 ~ 25m, khối

lượng 8,700 m” Dé bối Thượng Cát — Liên Mạc dài 5,800 m,

báo động cấp 3 Cùng cổ dé Bưởi ~ Nhật Tân đài 3km, cao trình +10.50 đến +11.00

rong 4m chống lũ

ngăn chống lũ tập hậu vào Nội thành khi đoạn để sông Hồng thuộc Từ liém, Đan

Phượng bị vỡ Dip dé Trung Hod - MỄ Tri ngăn chặn nước tràn vào Bai phát thanh

VN và khu công nghiệp Thượng Dinh,

"Từ năm 1966 đến 1968 huyện Từ Liêm dip để chính và để

trí bị ném bom, khối lượng tới

Kim Sơn, Lệ Chỉ, Yên Thường, Yên Viên, Phù Đồng, Trung Màu Huyện Đông Anh

„ Sip Mai, kè Xuân Trach, Hào Bồi, Mai Lâm, Vinh Ngọc, Đông Tri và ip để bối Vong La ~ Hai Bối Gia Lâm còn dip để bao Quần Tinh, Việt Hưng,

'Ngã ba thị trấn Yên i

aap đoạn Du Ngo:

Viên, Nhà mấy gach Cầu uống với khỗi lượng 10 vn m

Hệ thống để điều phải đối phó với lũ lớn liên tiếp những năm 1968, 1969, 1970, đặc

biệt là năm 1971 đã diễn ra lũ lịch sử Năm 1969 (+13.20m), năm 1970 (+12.05m)

năm 1971 (414.13m) cao hơn mực nước lũ 1945 (+12.90m).

nh khối lượng tu bổ đê điều sau những năm nước lớn và xây dựng các đoạn dé

Si, để khoanh ving, khắc phục hậu quả do bom ném vio đề, dim bảo an toàn để điều

tử năm 1966 đến năm 1970 là 5.6 triệu mét khối Tu bổ, bổ sung vào các kề 14 nghìn

mỉ đá ác loại, sử dụng tới 6.5 triệu ngà Ong [21

1.1.3.3 Giai đoạn 1975 ~ dén nay

“Thành phố Hà Nội được mở rộng thêm các huyện ngoại thành Để Hà Nội cũng được

‘go dài trên 365 km để các loại Trong đó trên 200km sông Hồng sông Duéng, 40 ke

9

và tên 300 cổng dưới để Khối lượng tu sửa lớn thuộc các huyện mới được sit nhập.

Đặc biệt vào thời gian này lũ sông Hồng không xảy ra lớn Cho nên khối lượng để kỳ

thuộc phần Hà Nội cũ chủ yếu tu bổ những đoạn chưa đảm bảo mặt cắt mỡ rộng Đốivới kè những vịtrí kề bị hư hỏng lớn Thanh Trì củng cổ đề Linh Nam, Yên Sở, Digm

27 Đề nội thành được tôn cao, chỉnh trang sạch đẹp Huyện Từ Liêm gia cổ và lấp

im Liên Mạc, Thượng Cat, chỉnh trang đoạn dé Yên Phy, Nhật Tân, Đặc biệt nim

1983 khu vue Phú Xá, t chiều dài 800 m, có nguy cơ uy

hiếp hai quận Ba Dinh và Hoàn Kiểm Thành phố đã 3 hộ bờ Phú

“Chương Dương dải gin 1000m, kẻ đ từ chân được thả rồng đá nhiề lớp Ba vùng xối

rong Dương bị lở bãi st

ho xây dựng

sâu được tha cụm cây sa bồi, khối lượng trên 1 vạn mỶ đá hộc, 9 vạn m* bạt đất, tha

3300 rồng đá, 1250 cụm cây có tín, 4 vạn cây tre và trên 156,000 ngày công

Nam 1991 Thành phố trả một số huyện vừa sát nhập về Hà Tây - Vĩnh Phúc Dé Hà.Nội còn lại 152km để Trong đó để sông Hồng sông Đuống 110km, sông Cầu sông Cà

Là 42km, 22 kè, 96 công trình qua để Những năm 1992, 1993 Thành phố cho lắp các

đầm, hỗ ao có những mạch sti sát chân dé Thanh Tri, Hoàng Liên (Từ Liêm), xâyđưng các giống giảm áp trọng điểm sii ở Ngũ Hiệp, kip các vùng ting tại Phù Đồng

Trung Mau, sen H (Gia Lâm) và từng bước khoan phyt vữa vào những đoạn để xung

Khu vực các quận nộ thành Thành phổ cho công viên hoá dé bằng hình thức bọc bê

tông mái, chân làm bàng rào bon sit Trên mặt để tng hoa hoặc cây cảnh

Dé điều được từng bước chỉnh trang bảo vệ vũng chắc đến mực lũ thết kế +1340.Song song với công tác tu sửa và củng cố dé điều, việc quản lý dé điều bước đầu đưakhoa học kỹ thuật vào công tác xây dựng và quản lý Một số để tài khoa học nhằm,

phục vụ cho công tác xây dựng quản lý, chính trang dé điều được Thành phổ cho phép thực hiện.

"Từ năm 1996 Nhà nước đã thực hiện chương trình củng có dé điều tuyển dé Hữu Hồng

đoạn trụ tiếp báo vệ Hà Nội từ Tiên Tân (Dan Phượng) đốn Vạn Phúc (Thanh Tả),

“Tổng chidu dai 45km bằng nguồn vốn vay ADB Mục tiêu của chương tnh:

'VỀ dé: Gia cổ thân đề ở những điểm xảy ra thắm qua để nt ing công nghệ khoanphụt vữa Xây dựng tường chắn trach và dé bằng bé tổng và đã xây Những điểm có

10

dân cư, xây dưng đường hành lang cửu hộ Sm cho xe cổ giới trọng tải tổn đi lạ Cao

trình thết kế đảm bảo +13.40m tại Hà Nội Thu nhỏ mặt trạch bằng tường chắn đã

xây Mở rộng mặt đề, xây dựng bệ thống đo áp trên đê.v v.

Nan để: Lip đầm hỒ ao sit để kéo dồi ting phủ, đặt hệ thống giống giảm áp nhữngđiểm có mức nước thắm qua nền lớn

Về lò: Tu bỗ và mở rộng các kề theo iêu chun Châu Âu

“Chương trình chỉnh trang đề Hà Nội thuộc vốn vay ADB hoàn thiện và kết thúc vào

năm 2001

CCác tuyến để khác trên cơ sở chương tỉnh chỉnh trang tuyển để trên, đang từng bước.thực hiện để nâng cắp cải tạo [2]

1.2 Tổng quan về sông Đuồng

1.2.1 Giới thiệu về sông Đuỗng

Sông Dung, tên chữ là sông Thiên Đức hay Thiên Đức Giang, là một con sông dài

68 km, nối sông Hồng với sông Thái Bình Điểm đầu từ ngã ba Dâu (xã Xuân Canh, huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội tại địa giối giữa 2 đơn vị hành chính là

huyện Đông Anh và quận Long Biên của thành phố Hà Nội) Điểm cuối là ngã ba MyLộc (xã Trung Kênh, huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh) VẺ tổng thể sông Duéng chảyheo hướng tấy-đông, Nó l một phân lư của sông Hồng, trước đây chỉ là một đồngsông nhỏ, do cửa nỗi với sông Hồng bị cát bồi cao nên chỉ khi sông Hồng có I lớn

mới trin qua được Từ năm 1958, của sông được mở rộng để trở thành một phân lưu quan trọng giảm sức uy hiếp của lũ sông Hong đối với Hà Nội So với lượng lũ của

Theo Bách khoa toàn thư.

sông Hồng tại Sơn Tây thi sông Duống tiêu được 20-30

Việt Nam, tại Thượng Cát, lưu lượng nước trung bình nhiễu năm 880 m/s, côn theo

website tinh Bắc Ninh thi lưu lượng trung bình đạt khoảng 1.000 m?/s Lưu lượng đỉnh

lũ lớn nhất 9.000 m°/s (ngày 22 tháng 8 năm 1971) Đoạn chảy qua Bắc Ninh dai

42 km, Mực nước cao nhất ti bến Hỗ vào thắng 8 năm 1945 là 9,64 m, cao hơn so với

mặt ruộng là 3 đến 4 m Sông Đuồng có him lượng phù sa cao, vào mia mưa trung bình cứ 1 mỞ nước có 2,8 kg phù sa

Sông Đuống là đường giao thông thuỷ nối cảng Hải Phòng với Hà Nội và các tinh ở

phía bắc Việt Nam Các loạ tàu thuyỀn, xà lan ti trong từ 100 tắn đến 450 tấn có thể

vin tải trên sông được cả trong 2 mùa.”- [1]

1.2.2 Điều kiện tự nhiên chung khu vực tuyến dé tả Dudng T Hà Nội

1.2.2.1 Địa hình, địa mao

Ving tuyển dé tả Dudng, Ha Nội thuộc kiểu địa hình tích tụ đồng bằng, được thành

tạo bởi các trim tích sông, có bỀ mặt khi bằng phẳng, cao độ4- 12m, rung bình 7m, thip dần theo chiều đồng chấy của sông, cao nhất ở phía Tây Bắc va thấp nhất

6-phía Đông Nam [3]

1.2.2.2 Địu chất công trình

“Thành phố Hà Nội có điện tích chủ yếu nằm trong đồng bằng châu thổ sông Hồng Địahình nói chung có độ dốc không lớn lắm, xu hướng nghiêng dan từ Tây Bắc xuốngĐông Nam theo chiều dòng chảy của sông Hồng

Để tả Đuống, Hà Nội được xây dựng trên nền trim tích Đệ tứ, có đặc điểm địa chất

công trình biến đổi phức tạp do chịu tác động mạnh mẽ bởi quá trình xâm thực, vận chuyển và tích tụ của sông Hồng.

Theo kết quả nghiên cứu của Đoàn địa chất Hà Nội năm 1999, trim tích Đệ tứ khu vực

Hà nội bao gồm các phân vi địa ting từ dưới lên như sau:

+ Thống Pleistoxen dưới, hệ ting Lệ Chỉ (aOllc);

++ Thống Pleistoxen giữa - trên, hệ ting Hà Nội (aapQII-IIHà Nội);

+ Thống Pleidoxen trên, hệ ting Vĩnh Phúc (alOIIlvp):

+ Thông Holoxen, bậc dưới - giữa, hệ ting Hải Hưng (QLVI-2hh): Phụ hệ ting dưới

(IbQIVI-2hhl); Phụ hệ ting giữa (mQIV 1-2hh2);

-+ Thống Holoxen, bậc trên, hệ ting Thái Bình (QIV3tb): Phụ hệ tang dưới (a, ap, alo

.QIV3tbD); Phụ hệ ting trên (4QIV3(b2)

6 vùng tuyển để tả Đuống, Ha Nội, hầu như có mặt tất cả các phân vị địa ting trên.Tuy nhiên, do chịu tác động mạnh của ding chảy nên chiều diy, phạm vi phân bổ,

2

thành phan của trim tích Đệ tứ ở đây có đặc điểm biến đổi phức tạp hơn so với vùng,

"xung quanh [3]

1.3 Đánh gi lận trạng các tuyến để trên địa bản Hà

1.3.1 Những sự cổ dé và nguyên nhân thường gặp |6]

© Syed de 6 vàng sông CỔ

“Thắm lậu kết hợp xôi ngằm cơ học kéo rồi đất từ nén để vào ho lu, Hiện tượng này

thường xây ra trong mùa 10, xuất hiện ở những tuyển dé cắt ngang qua lòng sông cũ

(hình 1-1).

Hình 1.1: Sự cổ để ở vùng sông cổ

Sur đâm xuyên thuỷ lực qua ting đắt cứng

Nin dé gồm 2 lớp Tầng phi ở ngay sit chân dé à lớp đất rin chắc có hệ sốthấm rất nhỏ Tang dưới là lớp cát day có hệ số thắm lớn Vào mùa mưa lũ, áp lựcthấm đưới ting cát ác dung lên ting phủ rit lớn; hơn nữa do ting phủ này không liên

tye din đến sự dim xuyên thuỷ lực qua ting sắt chân để, phá vỡ kết cẩu nền đề (hình1.2).

MNS MN Diy ting phi

“ing phủ cô hệ thi nh

////////////0//////0/

Ting ct cỏ hộ thm lớn oe

Hình 1.2: Sự đâm xuyên thuỷ lực qua tằng dat cứng

l3

Sy mút gẫy nén để và mặt cắt ngang thân để

Do sự lún không đều giữa vùng đắt có nền rắn chắc và vùng nén yếu nên xây ra

ing đất nền rắn chắc và vùng đất nền yếu (hình.nứt gẫy thân để và nền ở ranh giới

1.3) Khí cố dong thắm di qua hoặc mua lớn ngắm sâu vio trong thân để sẽ gây trượt

mái để

Dieaineinchic WEEE,

Tình 1.3: Sự mit gẫy nẫn để và mặt cit ngang thân để

+ S-cốthắm ở chân mái hạ lưu

Dòng thắm khi chảy ra ớ mái hạ lưu có Khả năng mang theo đất từ thân đê rangoài Hiện trợng thắm qua thân đề sẽ dẫn đến sự sụt mái vùng cửa ra và trượt mái hạ

lưu đề (hình 14)

MNS

Đồng thẳm ở chân nái HL

+ Khuyét se trong thân đề

Do động vật dio hang (chuột, mỗi ) hoặc do phương pháp dip dé theo ting mà trong

thân dé tổn tại đường thắm Trong quá trình khai thác, làm việc của đê cũng có théhình thành những khuyết tật đồ là kết quả của hiện tượng xôi ngằm cơ học, Dang

thấm trong thân để sẽ chảy rất nhanh, rắt mạnh theo hướng nồi liền khuyết tật với nhau

din đến vỡ đê,

Ns 4

Hình 1.5: Sự cổ do khuyết tt trong thân đểSwed dé tên nền đất yến

lm dưới tác dụng của trọng lượng bản thân

Do để được đặt trên nề đất yé

cho nền đất yếu vượt qua sức chịu ti nên đê có xu hướng trượt ở cả hai mặt thượng

lưu và hạ lưu Trong thời gian lũ đê sẽ bị trượt mái hạ lưu khi dòng thắm dâng cao đến.

giới hạn nguy hiểm, ngược lại mái thượng lưu sẽ bị trượt trong qua tình lũ xuống

Trượt mái đê trên nền dat yêu thường kéo theo cả phần nền cùng trượt,

MINS.

777174

Z0

Mate pia TL Mat ot pia

Hình 1.6: Sự cổ đề trên nên dat yêu

Swed øvùng nỗi tip khi tôn cao

Do quá trình nâng cấp, cải tạo dé cần tôn cao dip dầy để, vùng nối tiếp giữaphần để mới dip và dé cũ nếu khong cỏ biện pháp xử lý ổt, khi đưa vào sử dụng thithắm nit chảy qua, tạo thành đường thắm mạnh dọc theo khe nối tp Hiện tượngnày sẽ dẫn đến hiện tượng trượt toàn khối mới đắp về phía hạ lưu

MNS

Hình L7: Sự cổ ở vàng nỗi tp kh tôn cao

& Syed tong ving có công tink qua để

1g tiêu ) như một vat lạ trong thân đề, Vì

“Công trình qua dé (công lấy nước, c

15

vây vũng tiếp giáp giữa chúng néu xử lý không tốt thường bị xôi ngẫm cho đất Hoặcxây 1a hiện tượng thắm từ thân để vào rong cổng, hoặc từ trong cổng ra ngoài thân để

và nền dé Những hiện tượng thắm mạch như vậy thường kéo theo hiện tượng xỏingầm ngiy cing mạnh để lại những khuyết tật quanh cổng Hiện tượng này thườngdẫn đến lún sập đê và gây cổng

hop làm sập mái thượng lưu.

Hinh 1.9: Xói lở chân dé

+ Những nhân t6 khác thúc đây qué trình hu hỏng đề

"Ngoài những hiện tượng trên cin phải ké đến những nhân tổ không rực tgp

16

sây ra sự cố dé nhưng đã thúc đấy quá trình hư hỏng đó.

Sự không đủ lớn của kích thước mặt cắt ngang đê như sự quá nhỏ chiều rộng,

lộ dốc mái quá lớn, Nó làm cho quá trính thấm xây ra nhanh lảm sự xói 16

mặt đề,

thêm trim trọng dẫn đến sự mắt ôn định mắi

‘Su khai thác lòng dẫn không hợp lý cản trở sự thoát Im vượt mức lũ ding cao gay

4p lực lớn của nước vio thân đê,

Việc khai thác đất trồng trọt sau đê không hợp lý có thé dan đến sự phá vỡ tang dat rắn

chỉ han để, thúc đấy quá trình mạch sti, mạch đùn vùng hạ lưu

Việc sử đụng da dang các loại đt có tính chất cơ lý khác nhau để dip để ảnh hưởngđến quá trình hư hong đê,

Việ lần chiếm hành lang an toàn của đề nhất i mái phía sông làm tăng tải trọng của

dé cũng sinh ra trượt mái dé phía sông.

Hoạt động của sinh động vật phát tiễn trong thân dé Sự xuyên sâu của rễ cây sẽ lâmgiảm các khả năng chống sự xuyên thủng thuỷ lực của các ting chống thắm thân đê

Sự hoạt động của các loại động vật như mối, chuột đã để lại những khuyết tật lớn.

trong thân dé và nền để, lầm giảm nhỏ it diện d thúc đây quá tình thắm và làm mất

ổn định đề.

1.3.4 Hiện trạng dé sông Đuống.

s& Tình hình sự cỗ dé sông Đuống (4), [S]

‘Tir năm 2004 đến nay, tuyển để sông Đuống đã xảy ra hàng chục sự cổ để, kẻ, mặc dù

đã được xử lý nhưng mang tinh cục bộ, tạm thời.

Năm 2013, tuyển đê ả Budng huyện Đông Anh đã bị sạt lở 30m, năm 2014 sat lở 10m

và năm 2015 iếp tục ạt lở thêm gin 2m; hiện đang ếp tụ đi biến nguy hiểm, gâymắt an toàn cho khu vực din cư ngoài bãi sông, hệ thống đề điều và các công nhxung quanh, đồng thời mỗi năm làm mắt hàng nghin mét vuông đắt sin xuất nôngnghiệp ĐiỄu này gây ảnh hưởng lớn đến nguồn sinh kế của các hộ dân ven sông

Đống.

Tình L10: Tình trạng sạ ở ven sông Budng qua địa phận xã Đông Hội

phúc tap

Mỗi khi cố mưa to, kéo dii kết hợp mực nước sông lên xuống nhanh dẫn đến hiện

tượng sat lở mái dé Ngoài ra do hiện tượng phân lưu của dòng sông Dudng gây xói

18

su vào bờ, giao thông trên mặt đề th phức tạp làm tăng sự cỗ trượt mãi đề,

Hoạt động khai thác cát trái phép diễn ra nhiều năm trên tuyến sông này đã làm biến

đổi dong chảy, luỗng chạy tiu của các phương tin thủy nội địa

‘Ting hợp các sự cổ dé sông Đuống địa phận Hà Nội [4] (S

19

Bảng 1.1: Sự cổ tuyén đề tả Đuống từ 1994-2013

Thắm Sut (Sip Cổng | Nguyên nhân khác

20

Bảng 1.2: Sự có tuyển dé hữu Đung từ 199422013

Năm | tim | 7 | sập | Công | Nguyên nhân khác

'CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN BÀI TOÁN THÁM, BÀI TOÁN ON ĐỊNH

2.1 Đặt vẫn đề

Hiện tượng trượt lở mái dốc có thể xảy ra khi điều kiện cân bằng của khối đất đi bịpha hủy Nguyên nhân gây trượt hoặc là do độ bền của đất đá bị giảm di, hoặc là dotrang thii ứng suất ở sườn đốc bị thay đối theo chiều hướng bit lợi, hoặc do cả hainguyên nhân trên Các nguyên nhân gây trượt thường là: Tang cao độ dốc của sườndốc khi ci

đã do bi

xén, khai đảo hoặc x6i 16, khi thi công mái quá dốc; giảm độ bên của đất

trạng thải vật li như thay đổi độ ẩm, trương nở, giảm độ chặt, phong,

hoá, phá huỷ kết edu tự nhiên, các hiện tượng từ biển trong đất đá: óc động của áp lực

thuỷ nh và thuỷ động en đất đá, gây nên biển dạng thẳm; biến đồi trạng thi ứng suất

của đất đã ở trong đới hình thành sườn đốc và thi công mái đốc; các tác động bên

ngoài như chất tải trên sườn déc, Mỗi một nguyên nhân riêng biệt kể trên đều có thélàm mắt ân bằng của các khối đất da ở sườn dốc, nhưng thông thường là do tác độngđồng thời của một số trong những nguyên nhân đó

Dé sông nói chung cũng như dé sông uống nói riêng chịu tác động của dao động mực nước phía sông và phía đồng, mưa và các phương tiện đi lại trên đề, Để tìm.

nguyễn nhân gây sat trượt luận văn đựa trên cơ sở nghiễn cứu cơ học đất cho đấtkhông bảo hòa, tập trung di vào vẫn đề chính: tính chit thắm của đất dưới ác động củakhí hậu và các điều kiện thay đổi khác của môi trường đến sức kháng cắt của dat din

đế én định của mãi dốc khu vực dang xét.

2.2 Bài toán thấm [7], [8]

2.2.1 Ảnh hướng của lực hủ dính đến hàm thắm

2.2.1.1 Đắt không bao hòa

Dit không bão hòa là một hỗn hợp của nhiều pha, gm: pha

cách giữa khí nước.

2.2.12 Ảnh hưởng của pha khí

Sự cớ mặt của ngay cả một lượng khí nhỏ nhất cũng làm cho đắt không bão hòa Mộtlượng khí nhỏ, thường là các bot không khí được hút giữ làm cho dung dịch lỗ rỗng cótính nén Một lượng không khí lớn sẽ làm cho pha khí liên tục trong đắt Ding thờitính thấm của đất thay đối, bọt khí càng nhiều, lượng chứa nước càng ít, tính thắm

cảng nhỏ và ngược lại.

§- Độ bão hod; Sr - Độ bão hoà khi có bọt khí kín

"Hình 2.1: Dong thắm đi trong một phân tổ đắt không bảo hòa và bão hòa

2.2.13 Sức công bễ mặt

Mit phân cách khí nước có sức căng bé mặt Hiện tượng sức căng bE mặt sinh ra do

lực giữa các phân tử tác động lên các phân tử trên mặt ngoài căng Các lực này khác với lực tác động lên các phân tử ở trong nước.

Một phân tử ở trong nước chịu áp lực bằng nhau theo mọi hướng, nghĩa là không có

Ie gây mắt cân bằng, Một phân tử ở mặt ngoài căng chịu một lục không cân bằng

hướng về phía trong nước ĐỂ mặt ngoài căng được cân bằng một lực kéo căng sinh raddạc theo mặt ngoài căng Tinh chất của mặt ngoài căng do tác động của lực kéo cing

soi là sức căng bề mặt T, Sức căng bề mặt được do bằng lực căng trên đơn vị dài của

"mặt ngoài căng (đơn vi N/m) Lực căng bé mặt gp tuyển với mặt ngoài căng

23

Lực căng mặt ngoài làm mặt ngoài căng có tính chất như một màng din hồi Tính chấtnày tương tự như quả bong được bơm phòng có áp suất bên trong lớn hơn bên ngoàiNếu một màng hai chiều din hỗi chịu áp suất khác nhau ở mỗi phía, thì màng phải cómặt cong lõm về phía áp suit lớn hon và tác động một lực căng trong màng để cânbing Chênh lệch áp suất theo mặt cong có thé liên hệ với lực căng bề mặt và bán kính.cong của bề dt, bằng xem xết cân bằng của màng (hình 2.2).

"hàn tử tạ mặt phản cách,

“aước khi (nặt ngoài cảng]

THình 2.2: Hiện tượng sức cũng bé mặt tại mặt phân cách không khí-nước

.a,Cúc lực giữa các phân tử trên mặt ngoài căng và ở trong nước.

Các áp suất và lực căng vé mặt tác động lên mặt cong hai chiễu

i bằng lực theo phương đứng tại màng:

2T, sinB=2Au.R, sinB Equation Section 22.1) Với: u,(Au3u) là các ấp suit tác động lên màng,

Tý là lực căng b8 mặt của nước:

R,: bán kính cong của mặt klum,

24

=a 2T/R, 62)

Trong đắt không bio hòa mặt ngoài căng chịu một áp suất không khí u, lớn hơn áp

suất nước uy Độ chênh áp suất (u,-u,) được xem là độ hút dính.

TR, 23)

Khi độ hút dính cia dit tăng, bán kính cong của mặt ngoài căng giảm, Mặt ngoài căng

cong thường gi là mặt khum Khi đó chênh áp suất giữa khí lỗ rỗng và nước lỗ rổng

tiến tới không, bán kính cong R, tiến tới vô hạn Do vậy, mặt phân cách không khí

tại khi độ hút dính tiến đến không.

nước phẳng

2.2.14 Hiện tượng mao dẫn

Một Ống thủy tình nhỏ được nhấn chìm tong nước ở điễu kiện khí quyén, Nước dinglên rong ống là do sức căng bề mặt của mặt ngoài căng và xu hướng của nước làm im

bể mặt ông thủy tinh (nh chất hút dm,

Mặc chấn

Bản nh ng

Tình 2.3: Mô hình hiện tượng mao

25

+-Bán kính ống mao dẫn

Ty-Lye căng bé mặt của nước

s-Góc tiếp xúc

'h,-Chiều cao mao dẫn

'Công thức thé hiện quan hệ độ hút dính với lực căng b mặt:

wueu=2T//R,=p„&h 4 Phương tinh (24) giống với phương trình (2.3)-46 chênh áp suit qua mặt ngoài căng

Bán kính cong R có thé xem tương tự bán kính lỗ rồng r trong đất, với giả thiết góctiếp xúc bằng không (a0) Do đó, bán kính lỗ rồng của đắt càng nhỏ thì độ hút dính

của đắt có thể càng lớn Giải thích trên đã chứng minh khả năng lực căng bé mặt có thể

giữ cột nước h trong ống mao dẫn Lue căng bé mặt cing với mặt ngoài căng tạo mộtphản lực lên thành dng mao dẫn Thành phần thẳng đứng của phản lực này tạo ứngsuit nén lên thành ống Nói cách khác trọng lượng cột nước được truyền vào ống qua

mặt ngoài căng Trường hợp đắt có đới mao dẫn, mặt ngoài căng làm tăng sự nén của.

cấu trúc đất Do đó độ hút dính có trong dat không bão hòa làm tăng độ bền chồng cắtcủa đắc

2.2.1.5 Dong thắm nước

Một số khái niệm đã được ding để giải thích đồng thắm nước qua đất không bão ha.

Tuy nhiên điều quan trọng là phải dung dang định luật thắm nào cơ bản nhất chỉ phối

sự chuyên động của nước

26

Hinh 3.4: Gradien áp lực và hút dnh qua một phân rổ đắt

“Trong dit không bảo hoà, gradient hút dinh đôi khi được xem như thể truyền động củadong thắm nước Tuy nhiên, đông thắm nước không phụ thuộc chủ yếu và duy nhất

‘vio gradient hút dính Hình 2.4 giải thích ba trường hợp giả thiết ở nơi các gradient áp

lực khí và nước được kiểm soát qua một phân tổ đất không bão hoà tại một cao trình

cổ định Trong các trường hợp đó, các áp lực hơi nước và khí ở phía bên tái lớn hơn

áp lực ở phía bên phải

"Độ hút dinh ở bên trái có thể nhỏ hon ở bên phải (trường hợp!) bảng bên phải (rường

hợp 2) boặc lớn hơn bên phải (trường hợp 3) Song dù gradient hút dính như thé nào,

để phản ứng lại gradient áp lục trong các pha riêng biệt, khí và nước sẽ thắm từ trisang phải Ngay cả trong trường hợp 2, nếu cỏ gradient hút dính bằng không khí vànước vẫn thắm

27

Dang thắm có thé được xác định thích hợp hơn theo gradient cột nước thu lực (ức là

‘gradient cột nước áp lực trong trường hợp này) cho mỗi pha Do vay, gradient hút đính

Không phải là thể tuyển động cơ bản cho dòng thắm nước cho đất không bão hoà

“Trong trường hợp đặc biệt, nói gradient áp lục khí bằng không, gradient hút dính v8 te

số bằng gradient áp lực trong nước Đó là tình hình phổ biển trong tự nhiên vả có thể

là nguyên nhân cho việc dé nghị đưa dang hút dính vio đồng nước thắm Tuy nhiên

sau đồ phải bỏ di thành phần cột nước cao trình.

Dang nước thắm qua đất không chỉ bị không chế bởi gradien ấp lực mà cũng côn bởi

gradient do độ chênh cao trnh Gradient áp lực và gradient cao tình được kết hợp li

để cho một gradient cột nước thuỷ lực như là một thể truyền động cho dòng thắm.trong pha này Diễn này đúng cho cả đất bão hoa và không bão hỏa

2.2.1.6 Đường cong đặc trưng của đắt-nước

“Sự bốc hơi hay làm khô giớ sẽ đưa đắt tới điều kiện khô Khi đất được làm khô, độ hút

(Quan hệ giữa độ âm và độ hút dính của đất thường đơn về đường cong đặc trưng đất

nước (hình 24) Các đường cong trên đồ thị cũng chứng tỏ khi đất mắt bão hồn, quan

hệ này không bị mắt liên tục, Khi đắt dẫn khô hoàn toàn, sự thay đổi độ hút dính đếnthể tích, độ bin chống cất của đất được bỏ qua

2.2.17 Thể raven động của pha nưắc

Thể truyén động của đồng nước thắm xác định năng lượng hay khả năng của đồng

Nang lượng tại một điểm được tính theo mức chun, Mức chun được chọn mỹ ý vì

chỉ gradisnt năng lượng giữa hai điểm là quan trọng để mô tả đồng thắm,

“Theo công thức (5.7) Cơ học đắt không bão hòa tập 1, cột nước thủy lự tại một điểm

bất ky trong khối đất được xác định như sau

es)

Trong đó

y: Cao tình tại điểm dang xết

tuy Ấp lực nước lỗ rồng tại điểm xét ¿

Vwi Vận tốc thắm;

po : Dụng trong nước;

hhg - Cột nước thuỷ lực hay cột nước tổng

“Cật nước thuỷ lực gồm ba thành phần, dé là cột nước trọng lực y, cột nước áp lực

(uÍp„g) và cột nước tốc độ (vˆ„/2g).Cột nước tốc độ trong đất không đáng ké so với

các cột nước trọng lực và áp lực Do vay, để lập một biểu thức cho cột nước thuỷ lực

tai một điểm bắt kỷ trong khối đất có thé đơn giản hoá phương tình (2.5)

G6)

“Cột nước thuỷ lực là một đại lượng đo được mà gradient của nó gầy nên đồng thắm

trong đắt bao hoà và không bio hod Có thé ding các thiết bị như nén kể và căng kế để

29

đo áp lực nước lỗ rồng tại một điểm Khi áp lực nước lỗ rỗng tại một điểm là đương có

thể đo nó bằng nén kế, côn khi là âm đo bằng căng kế

Nước sẽ thấm tir ém có cột nước tổng cao hơn đến điểm có cột nước tổng thấp, bit

kế áp lực nước lỗ rỗng là âm hay dương

2.2.17 Định luật Darcy cho đã không bão hoà

Dang thắm của nước trong dt bão hoà thường được mô tả bằng định luật Darcy

oh en

Với một loại đất bão hod cu thể, hệ số thắm có thé xem như là hằng sổ, Diu âm trong

sông thứe(2 7) biểu thị là các đồng nước thắm chảy theo hướng giảm cột nước thuỷ

lực

Định luật Darey cũng áp dung được cho các dòng nước thắm qua đất không bão hoà

‘Tuy nhiên hệ số thắm là một bi này chủ yếu là một hàm của độ ẩm hay độ hút

cdính của đất trong bão hoà.

lỗ rồng chứa khí là

ng dy khí trong đất không bão hòa

Nước có thể xem như chi thắm qua khoảng rỗng chứa nước Cá

các kênh không dẫn nước thắm Do vậy, các

số thể xem tương tự như pha ein và đất có thể xem như bão hòa có độ Am giảm Sau

đó, định luật Darcy o6 thể có hiệu lực cho đất không bão hòa twong tự với đất bão hòa

‘Tuy nhiên, thể tích nước (hay độ Am) phải không đổi khi gradient cột nước thủy lực thay đổi

“Các thí nghiệm xác minh định luật Darcy cho đắt không bão hòa đã được thực hiện và

các kết quả được trình bày trong hình 2.6.

30

Hinh 2.6: Xác mình thực nghiệm vẻ định luật Darcy cho dòng thẩm nước qua dat

không bão hòa Mat cột dit không bão hòa có độ âm đồng nhất và cột nước áp lực không đổi th chịu

sắc gradient cột nước trọng lục khác nhau Các kết quả cho thấy là ti một độ âm riêng

biệt, hệ s thắm K là hing số với các gradient cột nước thuỷ lực khác nhau (mongtrường hợp này, chi có cột nước trọng lực thay đổi) tác dụng lên đất không bão hoà.Noi cách khác vận tốc thim của nước qua đất không bão hoà tỷ lệ tuyển tinh vớigradient cột nước thuỷ lực, với bệ số thắm là hing số, tương tự như đối với đắt bãohoà, Diễu này xác nhận la dịnh luật Darcy [tức là phương tình (27)] cũng có thể ápdụng cho đất không bão ho, Tuy nhiên trong đất không bão hòa độ lớn của hệ số thắm

sẽ khác nhau với các độ âm thé tích Oy không giống nhau.

2.2.1.8 Quan hệ gitta hệ số thắm nước và độ hút dính:

‘Quan hệ giữa hệ số thắm và độ hút dính do Gardner (1958a) được giới thiệu trong hình

2.7, Phương tình cho một hàm số thắm mềm déo được xác định bởi hai hing số "a

28)

3