Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu giải pháp xử lý chống sạt lở công trình ven sông hậu tỉnh An Giang

Ma tran độ cứng của vật liệuHệ sô ôn địnhMa trận của hàm hình dạng Ấp lực nước lỗ rỗng chủ động và bị độngVectơ lực khôi Lực pháp tuyến Lưu lượng dòng chảyVectơ dòng chảy tại nútBán kính

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

PHAM HONG NHAT

CHUYEN NGANH: DIA KY THUAT XAY DUNG

MA SO : 60.58.60

LUAN VAN THAC SI

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại Học Bach Khoa - DHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS VÕ PHAN

Cán bộ chấm nhận xét l :_ =2 E9E k2 EESEEESESE SE serkrkes

Cán bộ chấm nhận Xét 2 :_ - s E2 E912 EESEEESE SE EeE ve se rkes

Luận Văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày09 tháng O1 năm 2013

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Chủ nhiệm Bộ môn quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HOI DONG BO MON DIA CO NEN MONG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CONG H A XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên: PHAM HỎNG NHẬT MSHV: 11090319

Ngày, thang, năm sinh: 05-07-1986 Noi sinh: An Giang

Chuyên ngành: Dia kỹ thuật xây dung Mã số : 60.58.60I TÊN ĐÈ TÀI : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHÓNG SẠT LỞ

CÔNG TRÌNH VEN SÔNG HẬU TĨNH AN GIANGH NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

Mở đầuChương 1 : Tổng quan về nguyên nhân — cơ chế gây sat lở tại tỉnh An Giang.Chương 2 : Nghiên c u gi i pháp chống sat loc ng tr nh ven s ng hậu.Chương 3: Cơ so] thuyết về t nh toán 6n định

Chương 4 : Ung dụng t nh toán cho c_ng tr nh cụ théKết luận và kiến nghị

Ill NGÀY GIAO NHIỆM VU: ngay 02 thang 07 nam 2012IV NGAY HOÀN THÀNH NHIEM VU: ngay 30 thang 11 nam 2012

V CAN BO HUONG DAN: PGS TS VO PHAN

Tp HCM, ngay thang năm 20

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON

DIA CO NEN MONG

KHOA KY THUAT XAY DUNG

LỜI CÁM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn quý Thay Cô trong bộ môn địa cơ nền móng, quýThay Cô đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong ba học ky qua Hômnay, với những dòng chữ này, em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất

Em xin chân thành cám ơn Thay PGS TS Võ Phan, người Thay đã tận tìnhhướng dẫn, giúp em đưa ra hướng nghiên cứu cụ thể, hỗ trợ nhiều tài liệu, kiến thức

quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Em xin chân thành cám ơn các Thầy PGS TS Châu Ngọc Án, TS.BùiTrường Sơn, TS Nguyễn Minh Tâm, TS Trần Xuân Thọ, TS Trần Tuấn Anhvà các thầy cô trong bộ môn day nhiệt huyết và lòng yêu nghề, đã tạo điều kiện tốtnhất cho em học tập và nghiên cứu khoa học, luôn tận tâm giảng dạy và cung cấpcho em nhiều tư liệu cần thiết

Xin chân thành cám ơn các Ban chủ nhiệm khoa Kỹ Thuật Xây Dựng,

Phòng Đào tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho emtrong suốt quá trình học tập

Cuối cùng xin cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ dé luận

văn được hoàn thành.

Một lan nữa xin gửi đến Quý Thay, Cô và Gia đình lòng biét ơn sâu sắc

TP Hô Chí Minh, 30 tháng 11 năm 2012

Học viên

PHAM HỎNG NHẬT

quá sâu nên các giải pháp tường cọc bản khó áp dụng còn giải pháp chỉnh tri sông

sẽ dẫn tới lòng sông biến đổi khó lường nếu không khảo sát một cách kỹ lưỡng cácđiều kiện ảnh hưởng

Quá trình nghiên cứu sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng Plaxis và Geo-Slopeđể tính toán cho công trình thực tế ở khu vực sạt lở bờ sông Hậu thuộc khóm BìnhĐức 3, phường Bình Đức, TP Long Xuyên, tỉnh An Giang Kết quả cho thấy giảipháp có tính khả thi tại vị trí nghiên cứu và từ đó có thể nghiên cứu áp dụng rộngrãi cho những vị trí khác, mang lại hiệu quả chống sạt lở cao mà vẫn giữ nguyên

trạng lòng sông.

Research process will use simulation software Plaxis and Geo-Slope tocalculate the actual work in the landslide area of Hậu River in Bình Đức 3, BinhĐức Ward, Long Xuyên Town, An Giang Province The results show that thesolution is feasible in the studying location and this research can also widelyapplied for other positions, which brings high effects for preventing the banks ofriver from sliding but still maintains good state of river-bed.

MỤC LỤC

9055.1005 ốốố |1 Đặt vẫn dé nghiên CU SE SE 1111111511111 ekreg |2 Mục tiêu nghiên cứu của dé tài «sec StvSvcvvgxEExeEererrrees |3 Phương pháp nghiên cứu của dé tài c6 6xx +x‡k‡EeEeEeEsrsrererees 24 Ý nghĩa khoa học của dé tải - + SE EEeveEererrerees 25 Giá trị thực tiễn của để tài c: 2c 2k2 tr t2 errreree 26 Phạm vi nghiên cứu của dé tải - - 5 SE SE kkvvEkEEgEeEsrrererees 2CHƯƠNG 1 : TONG QUAN VE NGUYÊN NHÂN - CO CHE GAY SAT LO TẠITINH AN 0679 ch 3

1.6.2.2.Ảnh hưởng của vật liệu dòng chảy - - 5-5 cscsEEvevkeeexeeeed 111.6.2.3.Tuong tác giữa dòng chảy — lòng dẫn va quá trình xói lở 111.6.2.4.Các điều kiện đặc trưng của từng công trình 5-5552 12CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHÓNG SẠT LỞ CÔNG TRÌNH VEN)9)I€0:.1007.- 14

2.1 Hệ thông hóa các giải pháp 6n định trượt: - - - se sxcxcxexeeeed 14

Z.L.1 Chinh 0iin 051077 (i4 142.1.2 Giải pháp giảm lực gây truOt cccSSSSSnSSsssSSS S111 x32 15

2.1.2.1 Làm thoải mái dỐc c¿cccccctsctirrrrrrrrrrrrrrrirrrrree 152.1.2.2 Bảo vệ bề mặt mái dỐc :-cccccccctirrirrrrrrrrrrrrirrrrree l6

2.1.3 Giải pháp tăng lực kháng trượt - 5555 SSSSSSSSSSS +2 162.1.3.1 Thoát DUOC oie eecceceseccesscceesecesseeceeeeceesneeesseeceeeeeessaeeesseeeessneeesas 16

2.1.3.2 Tường chan trong LUC ccccecccccsssssssssescsesesesecscscscesscssevevevsvsesesecscscnenees 172.1.3.3 Tường chan bán trong LUC cicccccecssscscscsesesestcecsssssssvevsescscsesesessenenees 182.1.3.4 Tường cọc bản kết hop neo cesesscscscsesececessssesssssevevevscscsesseesenenees 182.1.3.5 Tường 6n định cơ hoc (MSE) wovccecscscsescsecscssesessssevevecscscssscscsencnees 192.1.3.6 Điện thâm thấu oc eceeecseesssesseecseeeseecsessecesceseeessceseceseeseeeseeseeeseesneen 19

2.1.3.7 Giải pháp nhiỆT - - c 1 111121131 1 11 1 10 11H ng ngu 20

2.2 Gia cô đất băng cọc đất — xi măng -ck+sstsEsEeEeErkrkrkekeeeed 222.2.1 Tổng quan về công nghệ gia cô cọc đất - xi măng 222.2.2 Lịch sử phát triển coc xi măng — đất - + cscsrsrsrrkrkrkeeeeeed 22

2.2.3 Tình hình ứng dụng công nghệ trộn sâu ở Việt Nam 25

2.2.4 Ưu điểm của cọc xi măng đất -¿- -ksttsEsEEereErkrkrkekekeed 262.2.5 Công nghệ thi công cọc xi măng đất - + ksreEvxrxcxexeeeed 27

2.2.5.1 Công nghệ trộn ướt Jet Groufing - <<<<<<<<<ssss2 28

2.2.5.2 Công nghệ trộn khô Dry Jet Mixing (DJM) 31

CHƯƠNG 3 : CƠ SO LY THUYET VE TÍNH TOÁN ON ĐỊNH 353.1 Lý thuyết biến dạng trong phần mềm Plaxis - - 5 +s+EsEsEexexe: 353.1.1 Các phương trình biến dạng cơ bản của môi trường liên tục 353.1.2 Rời rạc hóa theo lưới phần tử hữu hạn - «<< << << << <2 363.1.3 Vật liệu đàn hôi -¿ c:-cxt+cx2ritritrtrrrrrrrrrrirrrrrrrirrrrrrrrrrrrie 37

3.1.4 Phương pháp tính lặp . - - (<1 0111111111111 1xx2 38

3.2 Lý thuyết dòng chảy ngầm trong phần mềm Plaxis 5-5-5 +: 403.2.1 Phương trình co bản của dòng chảy 6n định - - - sex: 403.2.2 Phương pháp phan tử hữu hạn giải bài toán dòng chảy ngầm 413.2.3 Dòng chảy trong bề mặt phan tỬ - - + =s+x+k+k+E#E#EeEeEsEerrerees 433.3 Mô hình nền Mohr — Coulomb trong Plaxis 5s +s+EsEsEerezee: 44

3.3.1 Công thức tính toán của mô hình Mohr — Coulomb 44

3.3.2 Các thông số cơ bản của mô hình Molr .- 2-5-5 +s++Esxexezxe: 463.4 Hệ số giảm ứng suất phân tử tiếp xúc (Rinter) trong Plaxis 473.5 Xác định hệ số 6n định bang phương pháp phan tử hữu hạn 483.6 Phương pháp tính toán 6n định mái dốc căn cứ trên cơ sở trạng thái cânbằng giới hạn . - s11 1111151511111 11111 1111111111110 483.7 Tính toán cọc đất trộn xi ¡1017 S13.7.1 Coc đất trộn xi mang trong việc ôn định mái dốc - S13.7.2 Các kiểu bồ trí cọc đất trộn xi IHĂN - 5-9 1 11111 rrree S13.7.3 Quan điểm thiết kế và tính toán + 5 +E+x+E+E+E+E+ESEserererereree 523.7.3.1 Cường độ kháng cắt của nền gia cỐ ¿c6 +x+xsxsEeEsEsrererees 533.7.3.2 Ảnh hưởng của vi tri cọc dọc theo mặt trượt kha di 533.7.3.3 Hiện tượng gối lên nhau cc eccscsececscscecscssssssecscscsesesecscscssnssesesenens 54

3.7.3.4 Phần cách CAC CỌC - CC HS ST nà 54

3.7.3.5 Các dang phá hoại coc xi măng — đất ¿6 +x+xsxsEsEsEsrererees 543.7.3.6 Tính toán theo quan điểm nền tương đương - - - sex: 553.7.3.7 Ôn định tông thé của cọc xi măng đất . - -cccecesesreei 553.7.3.8 Mat ôn định do các cọc không đủ cường độ 57CHƯƠNG 4 : UNG DUNG TINH TOÁN CHO CONG TRÌNH CỤ THẼ 59

4.1 Giới thiệu CHUNG -c 5 2222206231191 1 1111111111111 188822355511 ke 59

4.1.1 Đặc điểm địa chất trầm tích khu vực sat lở -¿ 2s cscszsszszcse: 594.1.2 Tình hình địa chất thủy văn - - - ExSESE#ESESESEeEeEEkrkrkrkekeeeed 614.1.3 Mặt băng công trinh, occ escsessssscscscsesececscscscessssvevevsvsesessecscssnenees 614.2 Thông số tính toán trong mô hình: wo ceseseccccesessseseseesesesessesscssnees 624.2.1 Thông số đất -¿-i- tk 1115 5151111111 111 1111111111111 1111k rkg 624.2.2 Thông số coc xi măng đất cv v11 EE 11915151 11111 ckekrkd 63

4.3 Mô hình mô phỏng _ - 111111111111 1111118855335 1xx5 64

4.3.1 Mô hình tính toán mô phỏng bằng Plaxis - 5-55 56565x552 644.3.2 Mô hình tính toán mô phỏng bằng Geo Slope 5-5-5552 664.4 Kết quả mô phỏng _ - + << SESEEEEEEESESEEEErkrkrkrkekeed 68KET LUAN — KIEN NGHI 05 80[ Kếtluận Ăn Hee 80II Kiến nghị -.- G3111 E191915 11 1111111111 ng 0T cưng 80TAI LIEU THAM KHAO.Q ccccccccccscssescscscesescscescscseescscsecscsesescscsescscsescacsescacseeeacaes 81

Hình 1.1:Hình 1.2:Hình 1.3:Hình 1.4:Hình 1.5:Hình 1.6:Hình 1.7:Hình 1.8:Hình 2.1:Hình 2.2 :Hình 2.3 :Hình 2.4 :Hình 2.5 :Hình 2.6 :Hình 2.7 :Hình 2.8 :Hình 2.9:Hình 2.10Hình 2.11Hình 2.12:Hình 2.13Hình 2.14Hình 2.15

MỤC LỤC HÌNH

Mặt trượt công trình theo giả thiết mặt trượt trụ tròn -sc-scscss¿ 7

Mặt trượt công trình theo mặt trượt giả định gãy khúc - 8Mat trượt công trình theo mặt trượt kha thực . -+ <<<<<5 8

Mặt trượt công trình khi xử ly bang vải địa kỹ thuật « 9Mặt trượt công trình khi xử lý bằng CỌC - 6-6 xeEeEsEsrsrrerees 9Mặt trượt trước và sau khi xử lý bằng cọc xi măng - dat 10Lực tác dụng lên mái AGC ceccececcccssesesesseseseseescsessescscseescscsesscscseuscscseecacseaees 10So đồ lực tac động lên mái dốc khi có áp lực thủy động - 12Tác dụng hướng dòng của hệ thống mỏ hản - + 2 2 s28: 14Nguyên lý làm việc của kết câu đảo chiều hoàn lưu - 5-5 s¿ 14

Phương pháp giảm tải trọng tác dụng << <5 55s ssssssesssssss 15

Bao vệ bề mặt bờ sông bang tam BT CT eeccsesecsccessseseeeteeseeeeee 16Bao vé bé mat mai déc bang thảm Cat -cc << <cccee 16Hệ thống thoát nước ngang kết hợp với giếng dé ôn định mái dốc 17Tường chắn trọng ÌỰC - - «<< S1E1EE9E5E 1 1111p 17Tường chắn bán trọng lựC c6 kk*E#E#ESESESEEEEkEkrkrkekekekeeeerree 18Hệ thống COC bản .-cccc Q0 TH vê 15: Tường cọc bản và hệ thống neo s6 +x+x+k+k+E£EeEseeeeeersree 19: Vật liệu địa kỹ thuật gia cỗ mái dốc ¿c5 + +s+x+x+xeeeeseseee 19Giải pháp nhiệt luyện cho 6n định 1 mái dốc . -5- +: 21: Hệ thống thảm nhiệt và giếng nhiệt + 5s +x+E+xeEeeeeseee 21: Biểu đồ nguyên lý gia cỗ đất nền bang CDM - - - s+ssesescse 22: Các ứng dụng của cọc xi măng — đất - «sex cvevekeeereree 26

Hình 2.16 : Phân loại chung các thiết bị trộn sâu ¿c2 ce te cEsEcezsEserersres 27Hình 2.17 : Sơ đồ thi công trộn ƯỚC - - xxx EE#E9ESESE SE gct cv gerreg 29Hình 2.18: Quá trình thi công cọc xi măng đất theo Jet Grouting s: 29Hình 2.19 : Các loại máy trộn đất xi măng sử dụng phương pháp ướt ở Nhật Bản 30Hình 2.20 : Sơ đồ thi công trộn khÔ - - - EE+E+E+ESEEEEE SE SE ckekekeEeketersrereree 31Hình 2.21 : Mặt cắt ngang của mái dốc bờ đường sắt được gia cố ở Bungari 33Hình 2.22 : Ôn định mái bờ sông ở Nhật - - - + + xxx #EeEeEetersrreree 33Hình 2.23 : Hệ thống các giải pháp chống sạt lở phù hợp với điều kiện ở An Giang

¬ 34

Hình 3.1 : Minh họa điều kiện liên tục -c¿+c+cscxrsrirrtrrrrrrrrrrrrrrrrrree 41Hình 3.2 : Điều chỉnh hệ số thắm giữa vùng bão hòa (a) và không bão hòa (b) 42

Hình 3.3 : Mặt dẻo trong mô hình Mohr — Coulomb - 55+ ssssessssss 44

Hình 3.4 : Mô hình mặt dẻo Mohr — Coulomb với ứng suất chính . 45

Hình 3.5 : Xác định E, hoặc Es qua thí nghiệm nén 3 trục thoát nước 46

Hình 3.6 : Xác định E,.g qua thí nghiệm nén CỔ KẾT - c tt St S SE tr rererersed 47

Hình 3.7 : Mặt trượt thu tính toán trong phương pháp BiIshop 50Hình 3.8 : Phương pháp phân mảnh đơn giản hóa của Bishop «-‹‹- 50

Hình 3.9 : Bố trí cọc trộn khô - -:-c- se + 3+3 SE SE EESESESESEEEESESEEESEEEEEESErErkrkrererred 51Hình 3.10 : Bồ trí cọc trùng nhau theo khối - - - + + x+£k£k+E+keveeeeeesree 51Hình 3.11 : Các dang bồ trí coc xi măng Ate eee esceeeseseseseseetsesteseeeeeeen 52Hình 3.12 : Ảnh hưởng cua vi tri cọc dọc theo mặt trượt << «<< «<2 53Hình 3.13 : Cac dạng phá hoại cọc xi măng — dat veces eseseeesesesesseeeeeeeee 54Hình 4.1 : Mat cắt địa chất HK1 — HK2 — HK3 oo eesesssessseesseesneesneesneesneesneeneenseenes 59Hình 4.2 : Mặt bằng công trinh - «s11 E1 E19E5 511111111 1 11v rrep 61Hình 4.3 : Coc xi măng đất chưa quy GOi wc cccccccccecsssssssssesesesesesescecscecsssssveveveeeeees 63

Hình 4.4 :Hình 4.5 :Hình 4.6 :Hình 4.7 :Hình 4.8 :Hình 4.9:Hình 4.10Hình 4.11Hình 4.12 :Hình 4.13Hình 4.14 :Hình 4.15Hình 4.16:Hình 4.17 :Hình 4.18Hình 4.19 :Hình 4.20:Hình 4.21Hình 4.22 :Hình 4.23Hình 4.24Hình 4.25Hình 4.26 :

Tường xi măng đất quy đỔI c1 5 5E xTxgnccgnggerreg 63

Hiện trang công trình với mực nước tự nhiÊn +5 ++<<<<<<ss2 64Hiện trạng công trình với mực nước min -« «+ << <<+++++++++ssss 65

Sự phát triển hỗ xói công trình . - + xxx ckevevekeeeree 65

Mô hình tính toán theo vị trí cọc (chiều dài coc L =25m) 65

Mô hình tính toán theo vị trí cọc (chiều dài coc L =28m) 66

: Hiện trang công trình với mực nước tự nhiÊn «««s+++s+++ 66: Hiện trạng công trình với mực nước mIn << <ssssss2 66Sự phát triển hỗ xói công trinh vc ccccceccsssssseeceesesesesesscecscacssssesevens 67: Mô hình tính toán theo vị trí cọc (chiều dai coc LE25m) - 67

Mô hình tính toán theo vị trí coc (chiều dài coc L =28m) 67

: Kết quả tính toán theo Plaixs - - - - S+E+ESESEEEEEEEkckckekekeeeeersree 68Kết quả tính toán theo Geo-SÌOpe - «+ x+k+k+E#EeEeEeEsEerererees 69Đồ thị quan hệ giữa Mgr với khoảng cách coc (L =25m) 72

: Quá trình phát triển cung trượt sâu với khoảng cách cọc (L =25m) 72

Đồ thi quan hệ giữa Mr với khoảng cách cọc (L =28m) 74

Đồ thi quan hệ giữa Ux với khoảng cách cọc ¿5 ssss+x+xsxd 74: Đồ thị quan hệ giữa Uy với khoảng cách cọc - .« c2 75Quá trình phát triển cung trượt sâu với khoảng cách cọc (L =28m) 75

: Kết quả tính toán với 4 cọc trên mặt đất và 2 cọc ở mái dốc 76

: Kết quả tính toán với 4 cọc trên mặt đất và 3 cọc ở mái dốc 77

: Kết quả tính toán với 5 cọc trên mặt đất và 2 cọc ở mái dốc 78

Két quả tính toán với 5 cọc trên mặt dat và 3 cọc ở mái dôc 79

Bang 2.1.Bang 2.2.Bang 2.3.Bang 2.4.Bang 4.1.Bang 4.2.Bang 4.3.Bang 4.4.Bang 4.5.Bang 4.6.Bang 4.7.

MUC LUC BANG

So sánh công nghệ trộn ướt Châu Au và Nhật Bản -5 555552 28

Đặc tính kỹ thuật công nghệ trộn ướt Châu Au và Nhật Bản 28

So sánh công nghệ trộn khô Châu Âu và Nhật Bản - 31

Đặc tính kỹ thuật công nghệ trộn ướt Châu Au và Nhật Bản 31

Tổng hop số liệu các lớp đất - - «<< #EEEEESESESEkEkrkrkrkrkeeeed 60Cao trình mực nước trong hồ khoan - - - +s+s+E+EsEeEEeverezxexeeeed 61Tổng hợp các thông số đất phục vụ quá trình mô phỏng 62

Thông số các vật liệu gia cường, tang khả năng chống trượt 63

Tổng hợp kết quả phân tích hệ số ôn định tại vị trí sat lở 70

Tổng hợp kết quả phân tích hệ số 6n định ứng với chiều dài 25m 70

Tổng hợp kết quả phân tích hệ số 6n định ứng với chiều dài 2§m 73

Lực dính của đấtMa trận độ cứng vật liệu đàn hồi theo định luật HookÁp lực đất

Module đàn hồi YoungModule đàn hôi cát tuyếnModule tông bién dạngHàm hiệu suất/Hàm giới hạn ứng suất chính

Vectơ tải trọng

Hàm thế năng dẻoChiêu dày/Hệ số cứngHệ số thắm

Hàm thâm suy giảm

Ma trận độ cứngMa trận lưu lượng dòngToán tử vi phan

Ma trận liên kết

Moment

Ma tran độ cứng của vật liệuHệ sô ôn định

Ma trận của hàm hình dạng

Ấp lực nước lỗ rỗng (chủ động và bị động)Vectơ lực khôi

Lực pháp tuyến

Lưu lượng dòng chảyVectơ dòng chảy tại nútBán kính

Vecto thé hiện sự mat cân bang

Phan luc

Ma trận độ thắmHệ số giảm ứng suất phân tử tiếp xúc

Thời gianLực kéo vùng biên

Lực chống cắtỨng suất cắtVecto các thành phần chuyền vịVecto chuyén vi tai nut

Thé tichHé sé trọng lượngTrọng lượng khối đất

Trọng lượng riêng

bạ Vectơ các thành phân biến dạngr Hệ số dẻo

é,TỊ,Š Tọa độ địa phươngG Vectơ các thành phân ứng suất

d gradient cột nước

@ Hang số tích phân (œ = | hoặc œ = 0)0) Góc ma sát trong của dat

V Hệ số poissonVW Goc gian no.

MỞ DAU

1 Đặt van đề nghiên cứu

“Dòng sông bên lở bên bồi” là quy luật tự nhiên của một dòng chảy Đồngbang Sông Cửu Long là vùng châu thé có hệ thong kênh rach chang chit, vùng đồngbang phù sa màu mỡ, trù phú và là một trong những vùng kinh tế trọng điểm củanước ta Với tập quán sinh sống của nhân dân nơi đây là cư trú dọc theo hai bên bờsông theo kiểu “trên bến dưới thuyén” giao thông chủ yếu bang đường thủy Tuynhiên hệ thống sông ngòi vùng đồng bằng sông Cửu Long rất phức tạp, và thời giangan đây hiện tượng sat lở bờ sông đã trở nên trầm trọng

Hiện tượng sạt lở bờ sông có nhiều nguyên nhân riêng lẻ hay kết hợp vớinhau gây ra Tuy nhiên về cơ bản có thé phân chia làm 2 hình thức sat lở sau :

Sat lở nông : gây sat lở bờ trong phạm vi từ khoảng cách vai mét dưới mặt

nước trở lên Loại sạt lở này gây thiệt hại lớn nhất tại các khu vực có cao trình mặtđất thiên nhiên lớn hơn nhiều so với mực nước sông, bao gồm các nguyên nhân: tác

động của sóng do gió, do các phương tiện giao thông thủy gây nên sạt lở mái bờ

sông; mực nước sông thay đổi theo chế độ thủy triều làm thay đổi đường bảo hòathâm, áp lực thắm, trọng lượng khối đất mép bờ sông, điều này có tác dụng bat lợicho 6n định mái bờ

Sạt lở sâu : gây trượt sâu dưới chân mái dốc, mặt trượt cách mặt nước có khiđến hàng chục mét Loại phá hoại này gây thiệt hại trên phạm vi lớn hơn, mức độnghiêm trọng hon han so với sat lở nông, biện pháp khắc phục cũng phức tạp, tốnkém hơn Các nguyên nhân chủ yếu là : do dòng chảy có lưu tốc cao, hình thái lòngsông khúc khuỷa hình thành những hồ xói làm sạt lở mái bờ, do các công trình thủylợi làm thay đôi dòng chảy, tải trong các công trình đặt trên bờ sông cũng là một

trong những nguyên nhân quan trọng gây sat lở sâu.

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu sự ôn định của công trình ở trạng thái tự nhiên và trong điều kiện

bât lợi dưới sự ảnh hưởng của dao động mực nước.

Nghiên cứu giải pháp dùng cọc đất xi măng dé gia cố công trình trên đất yếu

4 Y nghĩa khoa học của đề tài

Xác định vi trí và khoảng cách hợp lý cua cọc xi măng đất trong ôn định

công trình ven sông nhằm giải quyết những van dé mat ôn định của bờ sông banggiải pháp hợp lý mang lại lợi ích về kinh tế, đảm bảo an toàn cho dân sinh

5 Giá trị thực tiễn của đề tài

Giải quyết van dé mất 6n định tại vị tr công trình và vùng lân cận đang diễnra ngày càng nhiều và phức tạp trong những năm gan đây bang giải pháp hợp lýmang lại hiệu quả kinh tế cao và thân thiện môi trường

6 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên dé tài có một số hạn chế sau :

+ Chỉ mới tính toán và mô phỏng vi trí sat lở tại phường Bình Duc — TPLong Xuyên - tỉnh An Giang.

+ Chưa xét ảnh hưởng của tải trọng động của dòng chảy lên công trình.+ Chưa xét bài toán thủy lực của dòng chảy tại khu vực bị sạt lở.

CH ONG1:TONG QUANV NGUY NNH N-CƠCH G YSẠT

LO TẠI TINH AN GIANG

1.1 Giới thiệu

Trong những năm gan đây, dưới tác động của việc biến đối kh hậu, tình hìnhsạt lở diễn ra với tần suất nhiều hơn và kéo dài trên diện rộng không chỉ nước ta màtrên toàn thế giới Van dé sat lở va mất ổn định mái dốc đã được nhiều tác giảnghiên cứu từ rất lâu bởi t nh chất quan trọng của nó Sạt lở có thể cướp đi sinhmạng của nhiều người, đất đai, nhà cửa Nguyên nhân dẫn đến sạt lở có thể là domái dốc quá dốc, do sự tăng mực nước ngầm, đường thấm trong đất hay do xói ởchân taluy, giảm cường độ của đất quá lâu do sạt lở hay bị phong hóa Đối vớinhững nên đất ở ven sông chủ yếu là đất yếu có chiều dày lớn, là nơi bồi lắng phùsa, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều tạo ra dòng thắm của nước triều bêntrong nên đất làm thay đổi các đặc trưng cơ lý và kha năng chịu lực của đất nềndưới đường, làm giảm độ 6n định của nền đắp, nguy cơ xảy ra sat lở là rất lớn Khisạt lở xảy ra thường có nhiều hơn một nguyên nhân, trong nhiều trường hợp, mộtvài nguyên nhân tôn tại cùng một lúc

Theo V.D.Lomtadze [5], có năm nguyên nhân gây trượt lở :

- Tăng cao độ dốc của sườn, của mái dốc khi cắt xén, khai đảo hoặc xóilở khi thi công mái quá dốc

- Làm giảm độ bền của dat đá do biến đổi trạng thái vật lý khi tam ướt,trương nở, giảm độ chặt, phong hóa, phá hủy kết cấu tự nhiên hoặc dophát triển các hiện tượng từ biến trong đất đá

- Tác động của áp lực thủy tĩnh và thủy động lên đất đá, gây nên biếndạng thâm ( xói ngầm, chảy trôi, biến thành trạng thái cát chảy

- Biến đổi trạng tháo ứng suất của đất đá ở trong đới hình thành sườn dốcvà thi công mái dốc

- Tác động bên ngoài : chat tải trên sườn dốc, mái dốc, kế cả những khu

kê cận của đỉnh doc, dao động dia chân và vi địa chân

1.2 Tổng quan địa chất trầm t ch chung của tỉnh An Giang

Ở tinh An Giang được phân chia thành các phân vị địa tầng sau:- Loại tram tích có tuổi Trias-hé tang Dầu Tiếng :

Lộ ra ở địa hình đôi núi thấp như các núi Nam Qui, Tà Pạ, Phú Cường vớithành phan từ dưới lên trên gồm :

Phan dưới chủ yếu là cát kết thạch anh, màu xám hoặc đỏ, phân lớp dày.Phan trên cát kết hạt vừa và hạt thô, thành phần đa khoáng, đôi khi chứacuội với các thâu k nh cuội kết

- Loại tram tích có tuôi Créta-hé tang Phú Quốc :Các loại này xuất hiện ở Tri Tôn, phần cao của núi Nam Qui Thành phầnchủ yếu của hệ tang là cát kết thạch anh —fenspath màu trang, đôi khi phét hồng,phân lớp trung bình đến day, xen kẽ với những cuội kết

- Loại tram tích có tuổi Pleistocene :Trên diện t ch tỉnh An Giang được chia thành các phân vị địa tầng:+ Pleistocene thượng có nguôn gốc tram tích biển, tồn tại 2 kiểu mặt cắt

như sau :

Kiéu mặt cắt thêm biến cổ: tồn tại dưới dạng dải hẹp chiều ngang từ Im-2m)viền quanh các khối núi thuộc các xã An Cư, Thới Sơn huyện Tịnh Biên Thànhphan tram t ch chủ yếu là cát hạt thô có độ lựa chọn kém lẫn t bột và tảng lăn đágốc

Kiéu mặt cắt tram tích biển nông ven bo: lộ trên mặt dọc kênh Vinh Tế, từAn Phú đến Lạc Quới Thanh phan trầm t ch chủ yếu là bột, sét và l t sạn sỏi ởphân giáp đáy

- Loại tram tích có tuổi Holocene:+ Holocene trung có nguon gốc tram tích biển:Địa bàn An Giang, các trầm t ch xếp vào phân vị này lộ trên mặt dưới dạngcác dai thềm hẹp với bề ngang thay đổi từ 1-2km đến 4-5km viền quanh các khốinúi ở khu vực Tri Tôn, Ba Thê, núi Sap Chúng được chia thành 2 kiểu mặt cat như

Sau:

Mat cắt kiểu thêm biển có thành phần chủ yếu là cát hạt trung-mịn lẫn bột sét

và chứa t sỏi sạn.

Mat cắt kiểu tram tích biến nông, cửa sông, vũng vịnh chỉ gặp trong các lỗkhoan độ sâu từ 2-3m và thay đổi từ 2-3m đến hơn 10m Trầm t ch chủ yếu là bột,cát, sét, mịn, không nhiều sỏi, sạn ở đáy, có nơi vỏ sò tập trung dạng dải như ở khu

vực Vọng Thê huyện Thoại Sơn

+ Holocene trung có nguồn gốc tram tích sông - biển:Nhóm trầmt ch này thường lộ ra rộng rãi trên mặt, chiếm phan lớn diện t chtỉnh An Giang dưới dạng đồng bang Trầm t ch này có quan hệ chuyền tiếp với cáctram t ch biển tuổi Holocene gitra, thanh phan chu yếu là sét, sét bột, bột có màuxám xanh đến nâu, vàng

+ Holocene trung-thượng phan dưới có nguôn gốc tram tích biển:Lộ ra ở khu vực Ba Chúc, Vĩnh Gia ở dạng đồng bang thấp có độ cao 1,5-2m tạo thành dãy uốn lượn kéo dài theo hướng Tây Bắc-Tây Nam Thành phantram t ch gồm sét, cát mịn và không nhiều sạn, sỏi ở đáy

+ Holocene trung-thượng phan trên có nguồn gốc tram tích s6ng-dam lay:Nhóm này phân bố dạng dai trũng thấp, kéo dài theo hướng gần Bac-Nam từnúi Sam tới Cô Tô, với bề ngang thay đổi từ 4-5km đến cả chục km Ngoài ra,chúng còn có mặt không nhiều ở Ba Chúc và Lương Phi Thành phân trầm t ch gồm

sét, bột, mun thực vật phân hủy kém, than bùn.

+ Holocene thượng được phân thành 2 dạng trầm t ch khác nhau:Tram tích sông-đâm lay: Chủ yếu phân bỗ ở Vĩnh Gia, Ba Chúc, An Tức, TaĐảnh, trên độ cao địa hình 1-2m tạo thành các dai kéo dài theo hướng Tay Bắc-Đông Nam hoặc hướng kênh tuyến Thành phan chủ yếu của tầng này là than bùn,xác thực vật, rất t sét lấp đầy lòng sông cô

+ Tram tích sông:Tram t ch sông còn gọi là trầm t ch phù sa mới Chúng phân bố phố biến dọc

theo 2 bên bờ sông Tiền, sông Hậu và một số sông rạch khác Dai bồi t ch có bề

rộng không đồng nhất mà thay đôi phụ thuộc vào sự uốn khúc của sông Đặc biệt là

những nơi dòng sông đang có sự đời lòng như ở các xã Phú Hữu, Vĩnh Trường,

Vĩnh Hòa Tan Châu , xã Đa Phước An Phú, xã Khánh Hòa Châu Phú Chúng

tạo nên những bãi bồi được ngăn cách băng những trũng nhỏ dưới dạng những conrạch xép Thanh phan tram t ch chủ yếu là bột sét và cát min Tuy thuộc vào điềukiện và môi trường thành lập ma chúng được chia thành các kiểu tram t ch:

Tram tích đê tự nhiên: Là dải đất khá cao, phát triển dọc 2 bên bờ sông, rạchlớn do vật liệu các trận lũ bồi đắp nên Bé ngang các dai dé tự nhiên từ vai chụcmét, có nơi đến vài km, do sự chuyển dich liên tục của dòng sông như ở Thạnh MỹTây Châu Phú , rạch Cỏ Lau ở Vĩnh Hòa Tân Châu Dé tự nhiên trở thành đất thé

cư, khu đô thị, đường giao thông.

Trâm tích bưng sau đê: Thường xuất hiện ngay sau đê hoặc giữa các đê tựnhiên, là nơi có địa hình hơi trũng, vật liệu trầm t ch chủ yếu là sét, bột Bưng sauđê thường được dùng cho trồng lúa, dễ bị lầy hóa, ngập úng

Trâm tích dong lụt (hay là đồng phù sa): Đây là diện t ch bị ngập lũ hàngnăm Do mặt dat trải rộng, thời gian ngập lũ lâu nên đồng lụt là một bổn không 16để phù sa mịn hạt của sông trầm lắng Càng xa sông lớp phù sa trầm lắng càng mịnhạt và t dần

Tram tích bung lấy và trap: Là các tring nhỏ, dạng nam cách xa sông, đấtkhông có điều kiện thấm nước và thoát nước, nên độ âm duy trì suốt năm Day lànơi tiếp giáp giữa đồng lụt thấp và thềm bồi t ch chân núi Trầm t ch chủ yếu là xácbã thực vật sinh sống trong môi trường đầm lay, khi chết tạo thành lớp hữu cơ dày1-2m, vượt quá 20% trong đất Bung lây lúc đó gọi là đất trap Ở An Giang, bunglay và trap phân bố thành đai kéo dai ở ph a Đông của vùng Bảy Núi

Côn sông (hay là cù lao sông), doi sông mới là phần đất phát triển ngangđược nhô ra do dòng sông dịch chuyển hướng dòng chảy đi nơi khác, vật liệu thôthường được bẫy lại Thành phân chủ yếu là cát thô và bột Đây là phần trầm t chđáy của lòng sông Hau và sông Tiền Cén sông có địa hình không bằng phang, nóđược bao bọc bởi gờ cao chung quanh, ở giữa cồn thường có địa hình lỗi lõm, dẫuvết của quá trình gan liền những côn sông cổ lại với nhau Nơi có cơ cau cây trồng

rat đặc biệt, gom các loại cây ăn trái và màu.

1.3 Các dang mặt trượt tự nhiên trong tính toán 6n định trượt sâu công trình

[5]

Trên cơ sở phân tích ôn định mái dốc và nghiên cứu các dạng mặt trượt từ đócó thé dé ra những giải pháp phòng ngừa an toàn và kinh tế trong công tác xử lý vàphòng chống sat lở Những phương pháp làm 6n định mái dốc bao gồm phươngpháp về cau trúc dé gia tăng mức độ ôn định và cả phương pháp quản lý nham phụchồi va tăng cường sự 6n định của mái dốc Phương pháp kết cầu được thực hiện trênmột vị trí cụ thể và phương pháp không dùng kết cấu cho những quy hoạch tổngquát trên diện rộng Hiện nay có rất nhiều phương pháp chống sạt lở, tuy nhiênkhông phải tất cả những phương pháp đều th ch hợp với mỗi dạng phá hoại trong tựnhiên, việc lựa chọn giải pháp thích hợp nó còn phụ thuộc vào các yêu cầu về kỹthuật như kha năng chịu lực của kết câu, độ bên của đất, điều kiện thi công tại công

trường, mỹ quan, mục tiêu và giá thành xây dựng.1.3.1 Mặt trượt cung tròn

Kết quả quan trắc thực tế cho thay mặt trượt của các mái đất có dạng liên tục

gần như một cung tròn, từ đó giả thiết mặt trượt có dạng cung tròn bán knh R đểt nh toán tìm ra cung trượt nguy hiểm nhất tương ứng với hệ số an toàn 6n địnhFsmin

q[TTTTTTTT,

1.3.2 Mặt trượt gay khúc

Việc xác định mặt trượt được dựa trên cau trúc địa tầng của nền đất Mattrượt khả dĩ có thể xảy ra là mặt trượt gãy khúc theo bé mặt lớp đất yếu khi nên cónhiều lớp

<< es cee S sựwe ` Pesce: ii` CÁ SMe HOSPOS Ate OS

T “esLP >

oY,AOi+4

Hình 1.2 : Mat trượt công trình theo mặt trượt giả định gay khúc1.3.3 Mặt trượt khả thực

Phương pháp này được áp dụng tính toán trong trường hợp nền đất có kẹplớp đất yếu nằm gần đáy công trình, ph a dưới là lớp đất tốt Mặt trượt lúc này códạng là một đường liên tục và năm gọn trong lớp đất yếu

Hình 1.3 : Mat trượt công trình theo mat trượt kha thực.

1.4 Các dang mặt trượt sau khi đã xử lý, gia có trong tính toán ốn định trượtsâu công trình [15][21][23]

1.4.1 Mặt trượt sau khi xử lý bằng vải địa kỹ thuật :

Khi có gia cường các lớp vải địa kỹ thuật, các lớp vải địa kỹ thuật được gia

cường theo phương nằm ngang vì trong trường hợp mái dốc khối đất có phương dãnnở theo phương ngang như hình 1.4, mặt trượt chỉ có thể xảy ra khi phải cắt đứt

hoặc kéo tuột (ra khỏi khối đất trượt hoặc khối đất 6n định) các lớp vải chăn ngang

— sheet (1) : |

sheet (i+1) : +

dY bị$;€;1% /

dang (hinh 1.5c).

-10-1.4.3 Mặt trượt sau khi xử lý bang cọc xi măng đất

Mặt trượt sau khi xử lý bằng cọc xi măng đất cũng có khuynh hướng làmcung trượt phát triển sâu hơn để vượt qua chân cọc hoặc có thể cắt ngang qua cọc

Stiff Clay

1.5 Các quan điểm thiết kế 6n định mái dốc

Nhìn chung những giải pháp làm 6n định mái dốc thường là giảm lực gâytrượt, tăng lực chong trượt hay dat ca hai trong cùng một phương pháp (Hình 1.7).Theo [17] lực gây trượt có thé được giảm bớt bằng cách đào bỏ một phan vật liệuthích hợp từ vùng đất không 6n định và tạo sự thoát nước dé làm giảm áp lực thủytĩnh tác động lên vùng mat 6n định, lực chống trượt có thé được tăng lên chăng hannhư thoát nước để làm tăng cường độ kháng cat của đất, loại bỏ địa chất yếu hoặc ởnhững vùng có nguy cơ trượt, xây dựng những kết cấu chống đỡ, gia có đất tại chỗhay xử lý hóa chất (làm cứng đất để tăng cường độ kháng cắt của đất

Lực kháng trượt

Trọng lượng

Hình 1.7 : Lực tác dụng lên mái doc

-11-1.6 Cơ chế gây sat lở và các yếu tổ gây ảnh hưởng

Hiện tượng sạt lở xảy ra ở rất nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam Đặc biệt ởnhững công trình nam trên mái dốc, công trình chạy dọc theo các hệ sống sông rạch.Những mái dốc tự nhiên đã 6n định trong nhiều năm có thé bất ngờ bị phá hoại haysạt lở bởi những thay đổi của địa hình, địa chấn, sự suy giảm cường độ, thay đổi

ứng suất, sự dao động của mực nước sông có chu kỳ [11], địa chất yếu cũng được

xem là nhân tô quan trong góp phan gây sat lở những tuyến dường ven sông ở đồngbang sông Cửu Long nói chung va ở tỉnh An Giang nói riêng, chiều dày tang đấtyếu nơi đây tương đối lớn, thường trên 20 m, hệ số thắm nhỏ và thường xuyên ngập

chìm trong nước.

1.6.1 Cơ chế sạt lở

Cơ chế sạt lở đất rất phức tạp Sạt lở đất được giải thích là sự mất cân bănggiữa thành phần kháng trượt và thành phan gây trượt Khi mái dốc 6n định sự cânbăng này được duy trì Tuy nhiên, trong một trường hợp nào đó, điều kiện cân băngnày không còn ton tại Sự phá vỡ cân băng có thé do giảm thành phan kháng trượthoặc tăng thành phần gây trượt hoặc cả hai

Cơ chế mat 6n định tổng thể của công trình trên đất yếu và đất sét thườngxuất hiện dưới dạng khối trượt cung tròn [17]

1.6.2 Các yếu tô ảnh hưởng1.6.2.1 Anh hưởng của yếu tố dòng chảy

Vào mùa lũ lưu lượng, lưu tốc dòng chảy lớn lại trùng vào mùa gió có triềucường gây ra sóng lớn tác động vào bờ Dòng chảy chịu ảnh hưởng của thủy triều,nhất là khi triều rút, sự thoát nước nhanh tạo ra lưu tốc lớn

1.6.2.2 Anh hưởng của vật liệu dòng chảy

Kết cau trầm tích ven bờ yếu, kém chặt s t do chưa qua quá trình nén chặt tựnhiên, đất luôn bị bão hòa nước, độ gan kết thấp dé bị dòng chảy làm xói mòn gây

sạt lở.

1.6.2.3 Tương tác giữa dòng chảy — lòng dẫn và quá trình xói lở

Quá trình phát triển của xói lở hoặc bồi là sự tương tác liên tục của dòngchảy đối với lòng dẫn Dòng chảy có lưu tốc (cục bộ) cao hơn khả năng kháng xói

bi trượt Ngoài ra, đất đá ở trạng thái đây nỗi cũng làm giảm ứng suất pháp có hiệu

ở tại mặt trượt đã xác định hoặc đang dự đoán, do đó sức chồng cat của đất đá giảmxuống và có thê phát sinh trượt

Tác động của áp lực nước thủy động: Nước mưa, nước mặt ngắm xuống dattheo các lỗ hồng, khoảng trống có trong đất đá và tạo ra dòng thấm lưu thông trongđất đá Sự vận động thấm của nước dưới đất gây ra áp lực thủy động có ảnh hưởng

đền sự biên đôi trạng thái ứng suât của đât đá cầu tạo bờ và gây ra biên dạng thâm.

ao

AAA AAA LZ

Hình 1.8 : Sơ dé lực tác động lên mái dốc khi có áp lực thủy độngTừ sơ đỗ trên cho thay áp lực thủy động hướng theo phương dòng thấm vàcó giá trị càng lớn khi độ thắm nước của đất đá càng bé Trong những thời gian biếndoi đột ngột gradien áp lực, áp lực thủy động sẽ tác động vào dat đá ở bờ và gây

trượt lở bờ.

1.6.2.4 Các điều kiện đặc trưng của từng công trình

Bên cạnh nhưng ảnh hưởng của yếu tố chung, mỗi công trình đều có đặctrưng khác biệt như : tải trọng công trình trên bề mặt, (công trình giao thông, nhà ở),giao thông thủy, khai thác cát trái phép, xây nhà lân chiếm bờ sông, hoạt động lan

bờ đào ao nuôi cá, neo đậu bè cá

- Tàu thuyền có tải trọng lớn đi lại gây nên sóng lớn tác dụng trực tiếp vào

bờ, gây xói lở bờ.

- Các bãi, bến ghe, thuyén neo đậu không hop lý tạo ra mặt cắt ướt lòng sôngco hẹp dẫn đến dòng chảy thay đôi, gây xói lở bờ

- Quá trình khai thác cát bừa bãi với qui mồ lớn ở vùng và phụ cận làm thay

đổi chế độ dòng chảy của sông dẫn đến quá trình lở bờ xảy ra

- Sử dụng không đúng, không hợp lý về các giải pháp và kết cau của cáccông trình bảo vệ bờ do không nam chắc số liệu về dòng chảy và sự biến đổi của

dòng chảy, cũng như các sô liệu vê địa chât, vê câu tạo vùng bờ.

-14-CH ONG2:NGHI NC UGIAIPH P-14-CH NGSATLOC NG

TRINH VEN S NG HẬU

2.1 Hệ thống hóa các giải pháp On định trượt

— dòng chảy mặtsm oop ‘Hang chảy đáy _

| 2 Khu vực xói ị Khu YựC bội

Hình 2.2 : Nguyên lý làm việc của kết c u đảo chiều hoàn lưu

vực lân cận.

(a) Làm thoải mái dốc, b Đánh cấp mái dốc

-16-2.1.2.2 Bao vệ bề mặt mái dốc:

Mục đ ch của sự bảo vệ bề mặt mái dốc là để ngăn chặn thấm do mưa lớnđể cho mái dốc có thể được khô ráo, chống xói do tác động của sóng, dòng chảy.Những phương pháp bảo vệ bề mặt mái dốc chăng hạn như trồng cỏ, đá hộc đỗ

rôi, đá hộc lát khan, đá hộc xây, thảm rọ đá và các tâm bê tông đúc săn

2.1.3 Giải pháp tăng lực kháng trượt2.1.3.1 Thoát nước

Theo [17] giải pháp thoát nước là quan trọng nhất trong tất cả các kỹ thuậtôn định mái dốc được xem xét để xử lý và ngăn chặn sạt lở, thoát nước làm giảm

áp lực thủy tinh và lực thâm trong mái dôc Đôi với các công trình ven sông như

HORIZONTAL DRAINS CÔ 8 +.

a) BTCT dự ứng lực b) Cọc ván thép

Hình 2.9 : Hệ thong cọc bản

-19-Sự ôn định của loại tường này được đảm bảo băng cách chôn chân tườngvào trong nên Dé giảm bớt độ sâu chôn trong dat của tường và dé tăng độ cứng

của tường có thé sử dụng kết hợp với hệ thống neo

Hình 2.10 : Tường cọc bản và hệ thông neo [17].2.1.3.5 Tường 6n định cơ học (MSE)

Tường được cầu tạo bằng cách đưa các vật liệu chịu kéo (các thanh kimloại, tắm kim loại hoặc các thanh vật liệu chịu kéo tốt, hay là bằng các tam vảiđịa kỹ thuật vào đất để khắc phục nhược điểm cơ bản của đất là không chịu

chuyên về phía cực âm của 2 điện cực Cực âm của ông được duc 16 từ đó nước

-20-sẽ được bơm lên Phương pháp nay sử dung phù hợp nhất cho đất bùn sét (kíchthước từ 0.0002 đến 0,002 inch) Các hạt sét sẽ cứng lại khi nước trong đất đượclay ra Tuy nhiên phương pháp nay không được sử dụng rộng rãi trong 6n địnhmái dốc vì chỉ ph năng lượng cao, nhưng vẫn là một sự lựa chọn trong nhữngđiều kiện bất thường

+ Dun nóng đất được sử dụng từ rất sớm nhăm 6n định đất và cải thiệntính chất của đất Dun nóng sét dé là gạch là ví dụ dễ nhận thấy một cách rộngrãi Nhiệt độ đun nóng để sản xuất ra gạch Ferro-clay (đất được trộn với 2%alkaline oixt sắt được đun đến 500°C đối với sét kaolinite và 750°C với sét

montmorillonite.

Ở các vị trí các mái dốc cần được xử lý một hệ thông những hỗ khoanđược tạo ra và liên kết với nhau với khoảng cách hợp lý, các chất đốt như : xăng,dau, kh gas, kh nóng được bơm vào và đốt cháy trong những hố khoan.Công nghệ plasma cũng đã được phát triển nhằm sử dụng ở nhiệt độ cao hơntrong thời gian lâu hơn Trong suốt quá trình đốt, nước được lẫy ra khỏi đất vàsức chống cat của đất được gia tăng Cũng giống điện thâm thấu, phương phápnay t được sử dụng rộng rãi, tuy nhiên Hill 1934 đã chỉ ra rằng ở một số côngtrình đủ lớn thì chi phí của hệ thống về mặt lâu dài có thé rẻ hơn so với hệ thôngtường chắn [19]

Hình 2.12 : Giải pháp nhiệt luyện cho 6n định 1 mái dốc [17].

Hai phương pháp đun nóng ngoài hiện trường thường được sử dụng là :

+ Dun nóng bê mặt : xử lý các tầng đất gần bề mặt+ Dun nóng trong hồ khoan : xử lý các tầng đất dưới sâu

THERMALBLANKETS

Hinh 2.13 : Hé thong tham nhiét va giéng nhiét [20]

_22-2.2 Gia có đất bằng cọc đất — xi măng [1] [3] [4] [8] [10][12][14]2.2.1 Tổng quan về công nghệ gia cố cọc đất - xi mang:

Phương pháp sử dụng cọc đất — xi măng để cải tạo nền được sử dụng ratlâu Mục đ ch của phương pháp nay là cải thiện các đặc trưng của đất, như tăngcường độ kháng cắt, giảm t nh nén lún băng cách trộn đất nền với xi măng đểchúng tương tác với đất Sự đôi mới tốt hơn nhờ trao đổi ion tại bề mặt các hạtsét, gan kết các hat đất va lap các lỗ rỗng bởi các sản phẩm của phan ứng hóa

học.

Hydration

reaction &H dre tion, Cla a

rod + mineralsfaa AS

1961 MIP được sử dụng hon 300.000 mét dài cho trụ ở Nhật Bản nhăm chong đở

hồ đào và kiểm soát nước trong đất Tiếp theo đó đến đầu những năm 1970công ty Seiko Kogyo thành công cho ứng dụng dạng tường chắn và kỹ

thuật trộn sâu (DMM-Deep mixing method).

1967 Viện nghiên cứu cảng biển (PHRI) bat đâu nghiên cứu trong phòng sử

dụng vôi bột xử lý đất yếu với đất ở biển Các nghiên cứu tiếp theo bởiOkumura, Terashi và nnk đến đầu những năm 1970: 1 nghiên cứu phanứng giữa vôi-đất sét biển, và (2) phát triển các thiết bị trộn thích hợp

-23-Năm Các nghiên cứu, ứng dụng

Cường độ nén nở hông UCS thu được từ 0,1MPa-1Mpa.

1967 Nghiên cứu trong phòng và hiện trường bat dau với phương pháp trụ vôi

Thụy Điển cho xử lý đất sét yếu dưới nền đường sử dụng vôi chưa tôi

1974 Phương pháp vôi trộn sâu DLM_ đã được áp dụng rộng rãi ở Nhật Bản

1974 Thử nghiệm được tiên hành trên trụ vôi tại sân bay Ska Edeby, Thụy Điền :

thí nghiệm và đánh giá ảnh hưởng của thoát nước (cột dài 15m và đườngkính 0,5m).

1974 Thử nghiệm đâu tiên cho nên đường sử dụng phương pháp trụ vôi Thụy

Điển” cho đất sét yếu ở Phần Lan dài 8m đường kính 0.5m, cột xi măng

vôi)

1975 Các báo cáo vé trụ vôi của Thụy Điền (Brom và Boman) và báo cáo của

Nhật Bản về DLM Okumura và Terashi được thuyết trình tại cùng hội

nghị tại Bangole, An Độ Cả hai quốc gia tiếp tục nghiên cứu và các giớihạn kỹ thuật được trao đôi sau đó

1975 Tiếp theo các nghiên cứu từ 1973-1974 PHRI phát triển - Phương pháp

trộn sâu (CDM) su dụng vữa ximăng lỏng va lần đầu tiên thực hiện trongdự án lớn với đất yêu ngoài khơi

1975 Phương pháp trụ vôi được sử dụng rộng rãi ở Thụy Điện xử lý hô dao, ôn

định nền đường, móng nông.1976 Viện nghiên cứu công chánh (PWRI) kết hợp với Viện nghiên cứu máy xây

dựng bắt đầu nghiên cứu phương pháp phun khô DJM) sử dụng bột

ximang khô.

1977 Số tay hướng dan thiết kế về trụ vôi Brom và Boman được xuất bản bởi

Viện địa kỹ thuật Thụy Đến (chỉ áp dụng cho vôi chưa tôi 1977 ng dung dau tién str dung CDM 6 Nhat Ban (trén bién va dat lién).1980 Ở Nhật Ban ứng dụng rộng rãi DJM sau đó DJM nhanh chóng thay thé

DLM (chi sử dụng trên đất liên)