“Nghiên cứu hình thức và công nghệ xử lý nền đất yếu áp dụng cho tuyến đê La Giang, tỉnh Hà Tĩnh

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thi công cọc cát cho việc gia cố nâng cao sức chịu tải của nền đê, tăng độ bền của đất, làm giảm tổng độ lún và độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi công v

áp dụng cho tuyến đê La Giang, tỉnh Hà Tĩnh”

Tôi cam đoan đề tài luận văn của tôi do tôi làm dưới sự hướng dẫn của GS.TS

Vũ Thanh Te Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Nếu vi phạm tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và nhận hình thức kỷ luật trước Nhà trường

Hà Nội, ngày 10 tháng 8 năm 2014

Người cam đoan

Phạm Đình Quang

Xin chân thành cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp gần xa và gia đình đã giúp đỡ, động viên khích lệ để luận văn này hoàn thành

Hà Nội, tháng 8 năm 2014

Học viên

Phạm Đình Quang

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Khi thi công công trình Thủy lợi nói chung và công trình đê điều nói riêng thường phải đối mặt với vấn đề xử lý nền móng Do công trình kéo dài theo tuyến lại đi trên nhiều địa hình, địa chất khác nhau nên để cho công trình ổn định, không bị lún, sạt, trượt thì công tác xử lý nền đặc biệt quan trọng nhất là đối với những nơi tuyến công trình đi qua có nền địa chất như lòng sông cổ, ao

tù, đầm lầy thì những khu vực này đất rất mềm yếu và do đó chúng ta phải xử

Vì vậy phải đặc biệt quan tâm đến các hình thức, công nghệ thi công xử lý nền đất yếu

Công nghệ thi công cọc cát là một phương pháp xử lý nền tiến tiến được sử dụng rộng rãi trên thế giới và đang có mặt tại Việt Nam Tuy nhiên ứng dụng của công nghệ này trong gia cố nền, nâng cao sức chịu tải của nền đê đến nay vẫn chưa được phát huy Luận văn này tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ thi công xử lý nền bằng cọc cát ứng dụng cho một công trình cụ thể Công nghệ này hứa hẹn là một tiến bộ kỹ thuật mới trong xử lý nền đất yếu ở công trình hiện tại và trong khu vực nghiên cứu

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thi công cọc cát cho việc gia cố nâng cao sức chịu tải của nền đê, tăng độ bền của đất, làm giảm tổng độ lún và độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp xử lý nền đất yếu, nghiên cứu lựa chọn giải pháp thích hợp xử lý nền đê La Giang

- Công tác thiết kế xử lý nền đất yếu công trình đê bằng công nghệ đóng cọc cát, tính toán kiểm tra và so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật với các phương pháp

sử dụng hiện tại

- Công tác thi công cọc cát

- Những vấn đề cần chú ý trong thiết kế, thi công công nghệ xử lý nền yếu bằng cọc cát Những sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục

- Từ những nội dung cụ thể đánh giá ưu nhược điểm từ đó đưa ra đề xuất phương pháp xử lý nền ưu việt nhất, có hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất

4 Cách tiếp cận và Phương pháp nghiên cứu

- Cách tiếp cận

Tiếp cận thực tế: Từ yêu cầu và điều kiện địa chất thực tế (tuyến đê La Giang, tỉnh Hà Tĩnh) đi đến nghiên cứu hình thức và công nghệ xử lý nền hợp lý vừa khoa học hiện đại vừa phổ biến, phù hợp với điều kiện vật liệu địa phương sẵn có

- Phương pháp nghiên cứu

+ Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập tài liệu

+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết sử dụng các công thức tính toán thông thường và mô hình phần mềm tính toán ứng dụng

+ Phương pháp phân tích, tổng hợp đề xuất giải pháp, phương pháp xử lý nền đất yếu hợp lý

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN CHUNG VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 3

VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và các biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay 3

1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 3

1.1.2 Các biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay 3

1.2 Công trình nghiên cứu 16

1.2.1 Lịch sử hình thành 16

1.2.2 Chỉ tiêu kỹ thuật chính 17

1.3 Đặc điểm khí tượng và thủy văn 21

1.3.1 Đặc điểm khí tượng 21

1.3 2 Đặc điểm Thủy văn 23

1.4 Đặc điểm địa hình 24

1.4.1 Đặc điểm địa hình khu vực 24

1.4.2 Đặc điểm địa hình tuyến đê La Giang 25

1.5 Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền 27

1.6 M ột số sự cố xảy ra đối với đê khi thi công trên nền đất yếu 28

1.7 Kết luận chương I 32

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP 34

XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG VẬT LIỆU CÁT 34

2.1 Cơ sở lý thuyết của các phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cát 34 2.1.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp xử lý nền bằng cọc cát 34

2.1.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp xử lý nền bằng đệm cát 41

2.2.1 Thiết bị thi công cọc cát 51

2.2.2 Thiết bị thi công đệm cát 52

2.2.3 Thiết bị thi công giếng cát 52

2.3 Công tác kiểm tra chất lượng thi công 53

2.3.1 Kiểm tra chất lượng thi công cọc cát 53

2.3.2 Kiểm tra chất lượng thi công đệm cát 53

2.3.3 Kiểm tra chất lượng thi công giếng cát 54

2.4 Đề xuất phương pháp xử lý nền phù hợp cho tuyến công trình 54

2.5 Kết luận chương 2 55

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC CÁT CHO TUYẾN ĐÊ LA GIANG, TỈNH HÀ TĨNH 56

3.1 Giới thiệu về dự án nâng cấp tuyến đê La Giang 56

3.2 Đặc điểm địa chất của đất nền 57

3.3 Đặc điểm công trình 58

3.4 Yêu cầu tính toán và lựa chọn mặt cắt tính toán 59

3.4.1.Yêu cầu về độ lún dư 59

3.4.2 Lựa chọn mặt cắt 59

3.4.3 Tính toán t hiết kế hệ thống cọc cát 59

3.3.4.Kiểm toán ổn định của nền đất yếu khi chưa xử lý 62

3.5 Dự toán chi phí 74

3.6 Kết luận chương 3 76

Hình 1.1 Thi công cọc cát 5

Hình 1.2 Thi công xử lý nền móng trụ đất – xi măng bể xăng dầu (dung tích 12.500m3/bể), Tổng kho xăng dầu miền Tây, Khu công nghiệp Trà Nóc – Cần Thơ 8

Hình 1.3 Xử lý nền đê bằng đệm cát 10

Hình 1.4: Sơ đồ bố trí xử lý nền đất yếu bằng giếng cát 11

Hình 1.5: Sơ đồ bố trí xử lý nền đất yếu bằng bấcthấm 13

Hình 1.6 Cắm bấc thấm vào nền sét yếu 13

Hình 1.7 Gia cố vải địa kỹ thuật nền đê 14

Hình 1.8 Dùng vải địa kỹ thuật làm tường chắn đất 16

Hình 2.1: Bố trí cọc cát và phạm vi nén chặt đất nền 36

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí cọc cát 37

Hình 2.3: Biểu đồ xác định khoảng cách giữa cọc cát 38

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán đệm cát 42

Hình 2.5 Biểu đồ xác định hệ số K 43

Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thiết kế giếng cát 46

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí cọc đo chuyển vị ngang 49

Hình 2.8 Cấu tạo bàn đo lún 49

Hình 2.9: Sơ đồ dụng cụ đo áp lực nước lỗ rỗng 51

Hình 2.10: Thiết bị đóng cọc cát không dùng ống thép 52

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc nền đắp 59

Bảng 3.2: Bảng tính toán chiều sâu vùng chịu lún Ha 60

Hình 3.2: Biểu đồ xác định số sức chịu tải Nc của nền đất yếu 63

Hình 3.3: Biểu đồ tính hệ số ổn định Kmin 64

Bảng 1.1 Nhiệt độ biến đổi trong năm 21

Bảng 1.2 Độ ẩm biến đổi trong năm 22

Bảng 1.3 Lượng bốc hơi nước trong năm 22

Bảng 2.1: Hệ số η 39

Bảng 2.2: Hệ số A, B, D 40

Bảng 2.3 So sánh phương pháp xử lý nền bằng cọc cát và giếng cát 55

Bảng 3.1: Bảng chỉ tiêu cơ lý tính toán của các lớp đất 57

Bảng 3.4: Xác định độ cố kết của đất nền theo thời gian khi xử lý bằng cọc cát 65

Bảng 3.5: Tính toán giá thành khi xử lý bằng cọc cát 76

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Khi thi công công trình Thủy lợi nói chung và công trình đê điều nói riêng thường phải đối mặt với vấn đề xử lý nền móng Do công trình kéo dài theo tuyến lại đi trên nhiều địa hình, địa chất khác nhau nên để cho công trình

ổn định, không bị lún, sạt, trượt thì công tác xử lý nền đặc biệt quan trọng nhất là đối với những nơi tuyến công trình đi qua có nền địa chất như lòng sông cổ, ao tù, đầm lầy thì những khu vực này đất rất mềm yếu và do đó chúng ta phải xử lý nền

Đất mềm yếu nói chung là loại đất có khả năng chịu tải nhỏ (áp dụng cho đất có cường độ kháng nén quy ước dưới 0,50 daN/ cm2), có tính nén lún lớn,

hệ số rỗng lớn (e >1), có môđun biến dạng thấp (Eo < 50 daN/cm2), và có sức kháng cắt nhỏ Khi xây dựng công trình trên đất yếu mà thiếu các biện pháp

xử lý thích đáng và hợp lý thì sẽ phát sinh biến dạng thậm chí gây hư hỏng công trình Vì vậy phải đặc biệt quan tâm đến các hình thức, công nghệ thi công xử lý nền đất yếu

Công nghệ thi công cọc cát là một phương pháp xử lý nền tiến tiến được

sử dụng rộng rãi trên thế giới và đang có mặt tại Việt Nam Tuy nhiên ứng dụng của công nghệ này trong gia cố nền, nâng cao sức chịu tải của nền đê đến nay vẫn chưa được phát huy Luận văn này tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ thi công xử lý nền bằng cọc cát ứng dụng cho một công trình

cụ thể Công nghệ này hứa hẹn là một tiến bộ kỹ thuật mới trong xử lý nền đất yếu ở công trình hiện tại và trong khu vực nghiên cứu

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thi công cọc cát cho việc gia cố nâng cao sức chịu tải của nền đê, tăng độ bền của đất, làm giảm tổng độ lún và độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp xử lý nền đất yếu, nghiên cứu lựa chọn giải pháp thích hợp xử lý nền đê La Giang

- Công tác thiết kế xử lý nền đất yếu công trình đê bằng công nghệ đóng cọc cát, tính toán kiểm tra và so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật với các

phương pháp sử dụng hiện tại

- Công tác thi công cọc cát

- Những vấn đề cần chú ý trong thiết kế, thi công công nghệ xử lý nền yếu bằng cọc cát Những sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục

- Từ những nội dung cụ thể đánh giá ưu nhược điểm từ đó đưa ra đề xuất phương pháp xử lý nền ưu việt nhất, có hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất

4 Cách tiếp cận và Phương pháp nghiên cứu

- Cách tiếp cận

Tiếp cận thực tế: Từ yêu cầu và điều kiện địa chất thực tế (tuyến đê La Giang, tỉnh Hà Tĩnh) đi đến nghiên cứu hình thức và công nghệ xử lý nền hợp lý vừa khoa học hiện đại vừa phổ biến, phù hợp với điều kiện vật liệu địa phương sẵn có

- Phương pháp nghiên cứu

+ Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập tài liệu

+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết sử dụng các công thức tính toán thông thường và mô hình phần mềm tính toán ứng dụng

+ Phương pháp phân tích, tổng hợp đề xuất giải pháp, phương pháp xử lý nền đất yếu hợp lý

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và các biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay

1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều học giả nghiên cứu và đưa ra các giải pháp về xử lý nền đất yếu khi thi công các công trình Trong các giải pháp này, một số đã được đưa vào sử dụng rất rộng rãi, còn một số giải pháp khác đang ở trong giai đoạn đưa vào thử nghiệm, nhưng nói chung chúng đều có tác dụng thoát nước, tăng nhanh tốc độ cố kết và làm cho đất được nén chặt và tăng độ bền của đất, làm giảm độ lún và lún không đều, rút ngắn thời gian thi công, giảm giá thành xây dựng

Nền đất yếu ở đây là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến dạng nhiều, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng Khi xây dựng công trình đê điều, đường giao thông trên nền đất yếu, tùy thuộc vào tính chất của nền đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp Trong thực tế xây dựng có rất nhiều công trình bị lún, sập, hư hỏng khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá được tính chất cơ lý của đất nền Do đó việc đánh giá chính xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu làm cơ sở và đề ra giải pháp phù hợp là vấn đề hết sức khó khăn nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố và hư hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu

1.1 2 Các biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay

Cho đến nay, khái niệm về đất yếu vẫn chưa thật rõ ràng, tuy nhiên đa số các nhà nghiên cứu đều cho rằng đất yếu là những loại đất có khả năng chịu

lực nhỏ (thường <1kG/cm ), có tính nén lún lớn, hầu như bão hòa nước, có hệ

số rỗng lớn (e<1)), mô đun tổng biến dạng nhỏ (thường thì E0<50 kG/cm2), trị

số sức kháng cắt không đáng kể và nếu không áp dụng các biện pháp xử lý thích hợp thì việc xây dựng công trình trên nền đất yếu này rất khó khăn hoặc

không thể thực hiện được

Đất yếu có thể là đất sét yếu, đất cát yếu, bùn, than bùn, đất than bùn và đất hữu cơ, đất đắp… Đất yếu được thành tạo ở lục địa (đất tàn tích, sườn tích, lũ tích, phong thành, đất lấp, đất đắp) hoặc ở vùng vịnh hoặc ở biển (cửa sông, tam giác châu, vịnh biển hoặc biển)

Trong xây dựng, khi gặp nền đất yếu không thể sử dụng làm nền công trình vì không thoả mãn yêu cầu nền móng thì phải tiến hành xử lý, tạo thành nền nhân tạo để thoả mãn yêu cầu kết cấu về mặt an toàn và sử dụng bình thường Hiện nay, có nhiều biện pháp xây dựng đường đắp trên nền đất yếu Trong đó, có một số nhằm cải thiện sự ổn định của nền đường đắp như giảm trọng lượng nền đắp, tăng chiều rộng nền đường, làm thoải taluy, làm bệ phản

áp ., một số biện pháp nhằm tăng cường độ đất nền (tăng c, ϕ), một số biện pháp khác nhằm tăng độ cố kết hoặc giảm độ lún cuối cùng như cọc cát, cọc balat, giếng cát, bấc thấm Nhưng nhìn chung lại thì một số biện pháp xử

lý nền trình bày dưới đây đã đạt được hiệu quả và được áp dụng rộng rãi

Trong khuôn khổ luận văn chúng tôi chỉ đưa ra các biện pháp xử lý nền đất yếu thường gặp khi thi công các công trình Thủy lợi dạng tuyến như đê, đập, kênh mương

1.1 2.1 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát

a Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:

Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre ) là một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên

còn gọi là nền cọc cát Cọc cát được sử dụng trong các trường hợp sau đây : Công trình chịu tải trọng lớn trên nền đất yếu có chiều dày > 3m

- Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn ra nhanh hơn nhiều

so với nền thiên nhiên hoặc nền gia cố bằng cọc cứng Phần lớn độ lún của công trình diễn ra trong quá trình thi công, do vậy công trình mau chóng đạt đến giới hạn ổn định

Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành giảm 50%, so với cọc gỗ giảm 30%), không bị ăn mòn, xâm thực Biện pháp thi công đơn giản không đòi hỏi những thiết bị thi công phức tạp

Hình 1.1 Thi công cọc cát

1.1.2.2 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc đất - xi măng

có xi măng Vừa rút vừa bơm sữa xi măng và trộn Cuối cùng khi cần khoan nâng mũi lên đến mặt đất, ta được cọc đất trộn xi măng Xi măng sẽ phát triển cường độ như tính toán

Những trụ đất xi măng trộn ướt thường bố trí sát nhau dưới chân móng băng, đường kính trụ nọ sát trụ kia Lượng xi măng dùng cho 1m3 trụ từ 250kg đến 350 kg Tỷ lệ Nước/Ximăng là 60% đến 120% với sữa xi măng bơm xuống cọc Sau 28 ngày, khoan lấy mẫu trong các trụ này cường độ đạt

17 kG/cm2 với lượng xi măng là 250 kg/m3

và hơn nữa tuỳ thuộc loại đất tại chỗ Phương pháp này đã được các nước Hoa kỳ, Anh, Pháp, Đức và nhiều nước châu Âu khác sử dụng Nước Nhật cũng xây dựng nhiều nhà với loại trụ này Với trụ này có thể xây dựng nhà từ 8 tầng đến 10 tầng và các công trình cầu cảng đường thủy phức tạp

Nhật bản giới thiệu với thị trường nước ta loại máy làm trụ loại này là TENOCOLUMN

Các chỉ tiêu khi sử dụng máy TENOCOLUMN như sau:

Loại đất tại chỗ Lượng ximăng

(kg/m3)

Tỷ lệ N/X

%

Cường độ mẫu kG/cm2

Hình 1.2 Thi công xử lý nền móng trụ đất – xi măng bể xăng dầu (dung tích 12.500m3/bể), Tổng kho xăng dầu miền Tây, Khu công nghiệp Trà Nóc – Cần Thơ

b Phạm vi ứng dụng

- Gia cố nền móng công trình

Tạo thành cọc chịu lực, thay thế cọc đóng, cọc

ép, cọc nhồi trong gia cố nền móng Đây là một

trong những nhiệm vụ chính trong công tác gia cố

đất của công nghệ này

Kết hợp tính chống thấm và sức kháng cắt của

vật liệu xi măng - đất có thể được dùng để giữ vách

hố đào Các bức tường cột xi măng - đất được thi

công trước, sau khi đủ cường độ mới đào hố mở

móng Bản đáy gồm các cọc xi măng - đất ngắn, ken

sít cũng có thể được thi công tương tự Hệ tường vây

và bản đáy xi măng - đất đảm bảo hố đào được khô

ráo và an toàn khi thi công

- Chống thấm

Do vật liệu ximăng - đất có hệ số thấm nhỏ, nó

được dùng để chống thấm cho các công trình đê, đập

Tường chống thấm xi măng - đất gồm một hoặc

nhiều hàng cọc ken sít, liên kết với nhau

- ổn định tường chắn

Các tường chắn đất, do nhiều yếu tố, có thể bị

mất ổn định và có nguy cơ sạt lở, ảnh hưởng đến an

toàn của chính công trình cũng như các công trình lân

cận Để tránh sự cố xảy ra, có thể gia cố các khối xi

măng - đất sau lưng tường chắn để giảm áp lực đất

lên tường chắn và tăng sức chống cắt của toàn bộ hệ

thống

- Gia cố đường hầm

Một ứng dụng ưu việt của công nghệ này là tạo

lớp vỏ bọc bảo vệ và chống thấm cho các đường hầm

và công trình ngầm Đối với các tuyến đường hầm

được thiết kế đi qua vùng đất yếu hoặc dưới mực

nước ngầm, trước hết thi công các khối ximăng - đất

đặc chắc, sau đó mới khoan, đào xuyên qua các khối

gia cố

1.1.2.3 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng đệm cát

a Phạm vi áp dụng: Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như sét nhão; cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần thay thế không lớn lắm (nhỏ hơn 3m) Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn

b Tác dụng của Đệm cát:

- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên Làm tăng sức chịu tải của đất nền

- Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân

bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát

- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng

- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải

của nền và rút ngắn quá trình lún

Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động

Hình 1.3 Xử lý nền đê bằng đệm cát

1.1.2.4 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng giếng cát

Mơ tả: Phương pháp này gồm hệ thống các cột cát thấm nước và thốt

nước tự do nằm trong một giếng thẳng đứng được tạo thành trong đất yếu và một lớp đệm cát rải trên nền thiên nhiên Khi chất tải trên lớp đất yếu, nước trong lỗ rỗng chịu một áp lực sinh ra một gradient thủy lực và bị đẩy về phía giếng cát, nước thốt lên tầng đệm cát mỏng và thốt ra ngồi Sơ đồ bố trí giếng cát hình 1.4

đất yếu

đệm cátphần đắp gia tải

nền đắp

giếng cát

Hình 1.4 : Sơ đồ bố trí xử lý nền đất yếu bằng giếng cát

Yêu cầu cát dùng cho giếng cát:

+ Hàm lượng hữu cơ khơng quá 5%;

+ Tỷ lệ cỡ hạt lớn hơn 0,25mm chiếm trên 50%;

+ Tỷ lệ cỡ hạt nhỏ hơn 0,08mm chiếm ít hơn 5%:

+ Thỏa hai điều kiện:

3

* 1

6

60 10

2 30 10 60

<

<

>

D D D D D

+ Làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều

+ Làm tăng độ chặt của nền và do đó sức chịu tải của nền tăng lên

- Mô tả : Bấc thấm là băng có lõi là polypropylene, có tiết diện hình răng

khía phẳng hoặc hình chữ nhật có nhiều lỗ tròn, bên ngoài được bọc vỏ bọc bằng vải địa kỹ thuật không dệt Bấc thấm thường có chiều rộng 100mm, dày

từ 4-7mm và cuốn thành cuộn có tổng chiều dài hàng trăm mét Khi cắm bấc thấm xuống chiều sâu thiết kế, nước trong lỗ rỗng thoát ra khi đất sét cố kết với gradient thuỷ lực tạo ra do nén trước, chảy nhanh theo phương ngang về phía thiết bị tiêu nước, bấc thấm làm chức năng thoát nước lỗ rỗng lên tầng đệm cát mỏng để thoát nước ra ngoài, như vậy sẽ tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu

Hình 1.5 : Sơ đồ bố trí xử lý nền đất yếu bằng bấcthấm

Hình 1.6 Cắm bấc thấm vào nền sét yếu Bấc thấm dùng làm phương tiện thoát nước cố kết thẳng đứng phải đạt các yêu cầu sau :

+ Bề rộng của bấc thấm (để phù hợp với thiết bị cắm bấc đã tiêu chuẩn hóa):

+ Tăng nhanh cường độ đất yếu để đảm bảo ổn định nền đắp

- Ưu điểm:

+ Thi công nhanh bằng máy chuyên dụng;

+ Giá thành rẻ, thoát nước tốt, không bị tắc đường thấm;

+ Chế tạo trong nhà máy nên có thể sản xuất được khối lượng lớn

- Gia cố nền đê : Đối với nền đất đắp, việc đặt vào 1 hoặc nhiều lớp vải địa kỹ thuật sẽ làm tăng cường độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định của nền đê chống lại sự trượt tròn Mặt khác, vải địa kỹ thuật còn có tác dụng làm cho độ lún của nền đất đắp được đồng đều hơn

Hình 1.7 Gia cố vải địa kỹ thuật nền đê Một số lưu ý khi gia cố nền đê :

Nên sử dụng các vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp (vải địa kỹ thuật, lưới kỹ thuật) có cường độ cao, biến dạng nhỏ, lâu lão hóa làm lớp thảm tăng cường

cho nền đất đắp Hướng dọc hoặc hướng có cường độ cao của lớp thảm phải thẳng góc với tim đê

Việc sử dụng vật liệu địa kỹ thuật không bị hạn chế bới điều kiện địa chất, nhưng khi nền đất càng yếu thì tác dụng càng rõ Số lớp thảm tăng cường phải dựa vào tính toán để xác định, có thể bố trí 1 hoặc nhiều lớp, cách nhau khoảng 15 – 30cm

Phải bố trí đủ chiều dài đoạn neo giữ, trong chiều dài đoạn neo, tỷ số của lực ma sát với mặt trên và mặt dưới của lớp thảm Pf và lực kéo thiết kế của lớp thảm Pj phải thỏa mãn điều kiện :

5 , 1

j

j

f P

P

≥

Góc ma sát giữa lớp thảm và vật liệu đắp φf nên dựa vào kết quả thí nghiệm để xác định, nếu không làm được thí nghiệm, có thể xác định theo công thức sau :

q

f 32 tg φ

tg φ = Trong đó φq là góc ma sát trong xác định bằng thí nghiệm cắt nhanh của vật liệu đắp tiếp xúc với lớp thảm

- Gia c ố tường chắn đất

Hiện nay người ta chọn phương pháp gia cố phần đất đắp sau lưng tường bằng vải địa kỹ thuật hay các lưới kim loại để tạo ra các tường chắn đất mềm dẻo nhằm thay thế cc loại tường chắn thông thường bằng tường cứng Cc lớp vải địa kỹ thuật ny sẽ chịu p lực ngang từ khối đất sau lưng tường

Cấu tạo tường chắn như sau :

Hình 1.8 Dùng vải địa kỹ thuật làm tường chắn đất

1 2 Công trình nghiên cứu

1 2.1 Lịch sử hình thành

Tuyến đê La Giang có chiều dài 19, 2km nối từ chân núi Linh Cảm đến chân núi Hồng Lĩnh với bề mặt địa hình tự nhiên có xu hướng nghiêng dần về phía Đông Tuyến đê có dạng uốn khúc nhiều lần dựa theo địa hình mặt đất tự nhiên ban đầu và sự thay đổi của dòng chảy sông La Buổi đầu trước khi tuyến đê được hình thành, đây là một miền trũng ven sông La, địa tầng chứa đầy bùn cát mềm yếu, lúc bấy giờ dưới nền đê hiện tại có chỗ là lòng sông, có

chỗ là những bãi bồi ven sông Khi đó để phục vụ canh tác, người Pháp đã huy động nhân dân địa phương đắp thủ công, hình thành một tuyến đê chắn nước nhỏ để vây bao bờ sông, về sau vào những năm 1933 đến 1934 công trình xây dựng đê La Giang mới chính thức được thi công Qua nhiều thế hệ

bồi trúc, tu bổ tuyến đê đắp từ thấp lên cao, mở rộng chủ yếu bằng huy động

sức dân thi công bằng thủ công; sau ngày hòa bình lập lại được quan tâm của Đảng và Nhà nước tuyến đê ngày càng được củng cố thi công bằng thủ công kết hợp cơ giới, nhưng chủ vẫn là thủ công; đặc biệt từ năm 1988 đến 1996 vẫn đang huy động nhân dân huyện Đức Thọ đắp bằng thủ công là chính; từ năm 1997 đến này chủ yếu thi công bằng cơ giới Để thuận lợi cho công tác kiểm tra và ứng cứu đê, phần cơ đê phía đồng được gia cố cứng hoá bằng bê tông từ nguồn vốn tu bổ đê điều thường xuyên của Bộ Nông nghiệp & PTNT

hàng năm, đến nay đã cơ bản hoàn thành Phạm vi cơ đê phía sông tại một số

vị trí cũng được đắp tầng phản áp và trồng tre chắn sóng từ nguồn vốn này

+ Mặt đê được mở rộng chủ yếu về phía sông đạt B

=6m gồm mặt đường cứu hộ rộng b =5m được cứng hoá bằng bê tông M250 # dày 0.2m, dưới là lớp giấy dầu nhựa đường và lớp cấp phối đá dăm lu lèn chặt dày 15cm, độ dốc mặt đường i =1% Hai bên mép đường được bố trí hàng cục chắn bánh xe bằng bê tông M200

#, trung bình 2m/1cục

2 Gia cố mái đê và

chân đê phía sông

+ Mái đê phía sông đạt hệ số m =2 được chỉnh trang, gia

cố chống xói bằng giải pháp trồng cỏ kỹ thuật Một số đoạn qua khu dân cư, khu tưởng niệm cố Tổng bí thư Trần Phú mái đê được gia cố bằng giải pháp lát cấu kiện

bê tông hình lục lăng có đục lỗ trồng cỏ tạo cảnh quan + Phạm vi bãi trước chân đê phía sông được đắp cơ phản áp tại cao trình (+5,00) trừ đoạn đê qua thị trấn Đức Thọ (đoạn xây tường), mái cơ phản áp m =2; chiều rộng mặt cơ phổ biến b =5m Tại một số vị trí có địa chất nền đê yếu đã từng xảy ra sự cố sạt trượt, mặt cơ phản áp tại cao trình (+3,00) được mở rộng b =10m trồng tre chắn sóng

3 Gia cố mái đê và

chân đê phía đồng

+ Mái đê phía đồng có hệ số m =3 được chỉnh trang, trồng cỏ chống xói

+ Cơ đê có cao trình từ (+6,00) đến (+7,30) được gia cố

mở rộng phục vụ công tác ứng cứu đê kết hợp giao thông nông thôn theo Tiêu chuẩn thiết kế 2 làn đường tải trọng trục xe 10T với bề rộng mặt gia cố b =7m, kết cấu đường bằng bê tông đổ tại chỗ M350 # dày 0,23m, dưới là lớp giấy dầu tẩm nhựa đường và lớp đá dăm lu lèn chặt dày 0,15m

+ Vỉa hè cơ đê rộng 1, 2m được lát gạch block tự chèn được bố trí 2 hàng cột điện chiếu sáng, dọc theo tuyến đường là rãnh tiêu nước bằng BTCT M200 #

+ Riêng đoạn đê qua nhà lưu niệm cố Tổng Bí thư Trần Phú chân đê phía đồng được xây dựng tường chắn đất bằng BTCT M250 # cao 1,2m

+ Toàn bộ hệ thống ao hồ dọc theo chân đê phía đồng được san lấp tới cao trình (+3,00) Tại các ao rộng, chiều rộng mặt san lấp đạt b =20m Bề mặt san lấp được trồng cỏ kỹ thuật kết hợp làm nơi tập kết vật liệu chống lụt bão

Các công trình trên đê và công trình bảo vệ đê

có kết cấu rọ thép lõi đá kích thước (2x1x0,5) m xếp chèn chặt; chân kè được gia cố chống xói bằng thảm đá

hộ chân liên kết kích thước (5x2x0,3)m

+ Vị trí các hệ thống mỏ hàn cũ cơ bản được giữ nguyên như hiện trạng Phạm vi chân và mũi mỏ hàn được gia

cố thảm đá kích thước (2x5x0,3) m chống xói

5 Cống qua đê

+ Cống qua đê La Giang trong dự án này gồm Cầu Ngục, cống Cầu Khống, cống tưới Đức Nhân, cống tưới Đức Diên, cống Quy Vượng và cống Trạm bơm Lam Hồng

+ Các cống được chỉnh trang, kéo dài cống cho phù hợp với hiện trạng mặt cắt ngang đê thiết kế Riêng cống trạm bơm Lam Hồng được làm mới bằng BTCT

6

Dốc lên xuống,

cửa khẩu, điếm

canh đê, đường

ứng cứu

+ Các vị trí dốc lên xuống được xây dựng tại các vị trí dốc cũ với chiều rộng mặt dốc b =5m Dốc được gia cố bằng bê tông M250 # đổ tại chỗ chia ô kích thước (5x5)

m phục vụ dân sinh

+ Vị trí cửa khẩu trên toàn tuyến đê được kéo dài hèm phai và bổ sung phai cửa bằng BTCT M250 # cho phù hợp với cao trình đỉnh đê thiết kế

+ Xây dựng 02 nhà Quản lý đê La Giang với kết cấu côn g trình nhà 2 tầng tại vị trí hạt quản lý đê La Giang (K8+200) và khu vực Đò Hào (K14+200), củng cố, nâng cấp Nhà quản lý đê tại Hồng Lĩnh; phá bỏ các điếm canh đê đã xuống cấp;

+ Củng cố tuyến đường phục vụ thi công và sơ tán, ứng cứu đê với chiều rộng mặt đường B =7m, kết cấu đường như kết cấu đường cơ đê gồm:

- Tuyến đường ứng cứu khu vực K3 +100, xóm 12, thị trấn Đức Thọ;

- Tuyến đường ứng cứu từ bệnh viện Đức Thọ vào K6 +00, xã Đức Yên;

- Tuyến đường ứng cứu từ cầu Đôi vào K7 +00, xã Bùi Xá;

- 02 tuyến đường ứng cứu từ ngã tư Trổ vào K11 và

kờnh tiờu nước

- Xõy dựng hệ thống giếng giảm ỏp dọc chõn đờ phớa đồng khu vực sủi đoạn từ K12 +00ữK14+100 với đường kớnh ống giếng Φ1m kết hợp với hệ thống giếng giảm

ỏp đó cú

- Hệ thống kờnh tiờu nước khu vực sủi Yờn Hồ đoạn từ K12 ữK14+100

- Theo dừi, đỏnh giỏ hiệu quả của hệ thống giếng giảm

ỏp đó xõy dựng tại khu vực bói sủi từ K12 +200 đến K14

8 Cỏc cụng tỏc khỏc

+ Thu gom vật liệu tại vị trớ tập kết phục vụ cụng tỏc phũng chống lụt bóo dọc theo chõn đờ phớa đồng theo quy hoạch

+ Xỏc định vị trớ khu tỏi định cư đối với những hộ gia đỡnh nằm trong phạm vi giải toả hành lang đờ;

+ Cắm biển bỏo tại vị trớ 2 đầu tuyến đường cơ đờ như biển giới hạn tải trọng xe đi trờn đờ >10T và biển cấm

xe trong trường hợp cú lũ, biển giao cắt với cỏc tuyến đường lờn đờ

+ Kiểm tra, phỏt hiện cỏc hiểm hoạ trong thõn đờ như tổ mối, hang chuột.v.v Xử lý theo quy phạm gia cố thân

đê

1.3 Đặc điểm khí tượng và thủy văn

1.3 1 Đặc điểm khí tượng

Khí hậu khu vực Hà Tĩnh là khí hậu nhiệt đới gió mùa chịu sự chi phối của địa hình một cách sâu sắc Cả lưu vực sông nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa chịu ảnh hưởng rất nhiều loại hình thời tiết khác nhau

Khối không khí của đới lục địa Châu Á hoạt động trong thời kỳ từ tháng

XI tới tháng III Thời tiết này lạnh và khô nhưng vào các tháng mùa đông có mưa phùn Không khí xích đạo Thái Bình Dương với gió hướng Đông, Đông Nam hoạt động mạnh từ tháng V đến tháng X mạnh nhất vào tháng IX, X Khối không khí này là nóng khô, ít mưa Đây cũng chính là thời kỳ hoạt động mạnh nhất của gió Lào

Nhân tố khí hậu, kết hợp với tình hình địa hình trên lưu vực đã tạo nên một chế độ khí hậu khá phức tạp, nó vừa mang đặc điểm khí hậu miền Bắc và miền Trung, mùa Đông rất ngắn và ít lạnh hơn ở phía Bắc, mùa hè lũ lớn xuất hiện mạnh vào các tháng từ VII đến tháng X chậm hơn so với Bắc trung bộ 1 tháng, có gió Lào hoạt động mạnh

a Nhiệt độ

Căn cứ vào tài liệu đo đạc tại trạm khí tượng Vinh và trạm Hòn Ngư Biểu trình nhiệt độ trong một ngày đêm cho thấy nhiệt độ thấp nhất vào khoảng 5 giờ đến 6 giờ sáng, cao nhất vào 12 giờ đến 13 giờ trưa

Bảng 1.1 Nhiệt độ biến đổi trong năm

Nhiệt độ ( 0

Nhiệt độ cao nhất xảy ra trong tháng VII 29.1 29.6

Nhiệt độ thấp nhất xảy ra trong tháng I 16.6 17.6

(ngày 15/8/1977)

41 (tháng 6/1912)

(ngày 22/1/1983)

4 (tháng 1/1914)

b Độ ẩm

Độ ẩm tương đối bình quân nhiều năm trên lưu vực đạt 80% Lượng nước bốc hơi giao động từ 800mm÷900mm Số ngày có mưa phùn trong năm đạt tới 41 ngày, nhiều nhất vào tháng 4 tới 5 ngày Độ ẩm tương đối không khí tại trạm Vinh và Hòn Ngư được thống kê như sau:

Bảng 1.2 Độ ẩm biến đổi trong năm

Độ ẩm tương đối lớn nhất vào tháng 2; 3 93 91

c Bốc hơi

Lượng bốc hơi nước được đo tại trạm Vinh và Hòn Ngư được thống kê như sau:

Bảng 1.3 Lượng bốc hơi nước trong năm

Lượng bốc hơi xảy ra lớn nhất trong tháng 7 173 180

Lượng bốc hơi nhỏ nhất xảy ra trong tháng 2;3 23.9 28.9

d Mưa

Lượng mưa trung bình nhiều năm trên lưu vực là 2036 mm, lượng mưa cao nhất: 3300 mm Trong năm, tiền trình mưa thường có xuất hiện 2 đỉnh Đỉnh phụ thường vào tháng VI do sự hội tụ giữa gió mùa Tây Nam

và gió tần phong thường gây ra lũ tiểu mãn

Vào tháng VII, VIII có những năm bão hoạt động mạnh ở Bắc Bộ đã ảnh hưởng tới thượng nguồn lưu vực sông gây ra trận lũ lớn

Trong tháng IX, X giải hội tụ nhiệt đới di chuyển dần vào phía Nam kết hợp với loại hình thời tiết gây ra mưa lớn như áp thấp, bão tạo ra những trận mưa lớn kéo dài từ 3÷7 ngày trên diện rộng gây lũ lụt nghiêm trọng

Hai tháng IX, X có tổng lượng mưa lớn chi?m 40% lượng mưa năm Do ảnh hưởng của bão, lượng mưa tháng IX, X lớn ở hạ du và giảm dần thượng

du

Về mùa lũ có những năm chiếm tỉ lệ khá lớn lượng nhập khu giữa mà nguyên nhân chính là do mưa nên đã tạo ra lũ đặc biệt lớn về phía hạ du Về mùa khô lượng mưa nhỏ nước trên sông chủ yếu là nguồn dưới đất

1.3.2 Đặc điểm Thủy văn

Do lãnh thổ Hà Tĩnh hẹp về bề ngang, độ dốc lớn nên sông ngòi thường ngắn, dốc, có hiện tượng đào lòng mạnh chảy theo hướng từ Tây sang Đông Lượng dòng chảy trong năm tương đối phong phú với mô đun dòng chảy trung bình là 55 lít/s/km2 (tương đương 3,8 tỷ m3 năm) Thủy chế cũng theo 2 mùa rõ rệt, tương ứng với mùa mưa và khô Trong mùa mưa, ở vùng đồi núi, sông suối có khả năng tập trung nước rất nhanh, nhưng lũ không kéo dài do khả năng thoát nước tốt

Hà Tĩnh có mạng lưới thuỷ văn khá dày, có tiềm năng lớn về thuỷ điện, thuỷ lợi, thuỷ sản và giao thông vận tải

Mật độ sông suối Hà Tĩnh đạt khoảng 0,8 - 1,83 km/km2 (Mật độ sông ngòi trung bình toàn quốc là 0,82 km/km2) Mạng lưới sông suối phân bố không

đều, mật độ sông suối có xu hướng giảm dần từ Tây sang Đông

Đặc điểm nổi bật của chế độ mưa và dòng chảy ở Hà Tĩnh là đường phân phối dòng chảy trong năm có hai đỉnh rõ rệt Đỉnh chính xuất hiện vào tháng

IX, X; đỉnh phụ tiểu mãn xuất hiện vào tháng V, VI Mùa lũ tập trung vào các tháng X, XI, XII và chiếm 60 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm Vào mùa này, sông ngòi thường có lũ đột ngột gây úng lụt trầm trọng vùng cửa sông Trong mùa khô, nhiều đoạn sông bị cạn dòng và vùng cửa sông bị thủy triều tăng cường xâm nhập mặn vào đất liền Dòng chảy kiệt kéo dài trung bình 8 -

9 tháng, dài nhất là 10 tháng, ngắn nhất là 7 tháng Trong mùa kiệt vẫn có

mưa và lũ tiểu mãn, tháng lũ tiểu mãn chiếm 1,72 - 5,75% lượng dòng chảy năm Dòng chảy lũ trên các sông của Hà Tĩnh chiếm phần lớn lượng dòng chảy trong năm, vì vậy dòng chảy lũ là đặc trưng quan trọng trong chế độ thuỷ văn tỉnh Hà Tĩnh

Dòng chảy cạn, ở Hà Tĩnh ngoài lượng nước ngầm gia nhập dòng chảy sông còn phải tính đến lượng mưa, đặc biệt là mưa tiểu mãn Những tháng

chuyển tiếp từ mùa lũ sang mùa cạn lượng mưa còn khá lớn, xấp xỉ 100mm Thời kỳ chuyển tiếp từ mùa cạn sang mùa lũ lượng mưa đạt khoảng 100 - 300mm Độ dài mùa cạn của các sông suối trong tỉnh trung bình 8 - 9 tháng, dài nhất là 10 tháng, ngắn nhất là 7 tháng Lượng dòng chảy mùa cạn chiếm

21 ÷ 39% tổng lượng mưa năm Tổng lượng 3 tháng nhỏ nhất chiếm khoảng 4

÷ 6% so với tổng lượng dòng chảy năm

1.4 Đặc điểm địa hình

1.4 1 Đặc điểm địa hình khu vực

Địa hình Bắc Trung Bộ nói chung và Hà Tĩnh nói riêng có độ cao thấp

dần từ khu vực miền núi xuống đồi gò trung du, xuôi xuống các đồng bằng phía trong dải cồn cát ven biển rồi ra đến các đảo ven bờ

Bắc Trung Bộ nơi bắt đầu của dãy Trường Sơn, mà sườn Đông đổ xuống Vịnh Bắc Bộ, có độ dốc khá lớn Lãnh thổ có bề ngang hẹp, địa hình chia cắt

phức tạp bởi các con sông và dãy núi đâm ra biển, như dãy Hoàng Mai (Nghệ An), dãy Hồng Lĩnh (Hà Tĩnh) Cấu trúc địa hình gồm các cồn cát, dải cát ven biển, tiếp theo là các dải đồng bằng nhỏ hẹp, cuối cùng phía Tây là trung

du, miền núi thuộc dải Trường Sơn Bắc Nhìn chung địa hình Bắc Trung Bộ phức tạp, đại bộ phận lãnh thổ là núi, đồi, hướng ra biển, có độ dốc, nước

chảy xiết, thường hay gây lũ lụt bất ngờ gây khó khăn cho sản xuất và đời

sống nhân dân

1.4.2 Đặc điểm địa hình tuyến đê La Giang

Tuyến đê La Giang có chiều dài 19, 2km nối từ chân núi Linh Cảm (K0) đến chân núi Hồng Lĩnh (K19+200), tuyến đê có dạng uốn khúc dựa theo địa hình mặt đất ban đầu và sự thay đổi của dòng chảy sông La Tuyến

đê có nhiều dạng địa hình theo từng đoạn khác nhau Cụ thể như sau:

+ Đoạn từ vị trí K0 đến K0 +227,5 (C3): Địa hình khá cao cả hai bên

bãi ngoài và trong đê Phần chân đê phía sông có thêm bãi bồi rộng khoảng 200m Mặt đê ở cao trình (+9,50), rộng khoảng 9m được trải nhựa bê tông Atfan Trong phạm vi đoạn này có cống Cầu Ngục và trạm bơm Linh Cảm

+ Đoạn từ vị trí K0 +227,5 (C3 đầu thôn Tùng ảnh) đến K3 +657 (C39): Cao trình đỉnh đê thay đổi từ (+9,00) đến (+9,40), mặt đê rộng từ 3÷5m Cao trình cơ đê thay đổi từ (+6,00) đến (+7,30), mặt cơ rộng 4m được cứng hoá bằng bê tông bằng nguồn vốn tu bổ đê điều thường xuyên Chân đê phía sông trực tiếp với dòng chảy phụ sông La (đoạn này có bãi bồi rộng giữa sông, chia đôi dòng chảy) Đây là một trong những đoạn xung yếu của chân

đê Trong phạm vi đoạn này từ K0 +681 (C8 đền thờ Trần Phú) đến K1 +440,3 (C15+34m) là hệ thống 11 mỏ hàn ngắn đã xây dựng từ lâu nhưng hiện nay vẫn phát huy được hiệu quả đẩy dòng chủ lưu ra xa chân đê; phạm vi

từ K1 +495,5 (C16) đến K2 (C21) là tuyến kè Tùng ảnh có kết cấu đá lát khan trong khung dầm bê tông; phạm vi từ cuối kè Tùng ảnh đến K3 +399 (C36) bãi ngoài chân đê được đắp tầng phản áp thượng lưu, cao trình đỉnh phản áp tại (+5,00), mặt phản áp rộng từ 4÷5m; từ K3 +424 (C36+25m) đến K3 +677 (C39A) là kè Bến Giá đã cũ, hiện nay đã xuống cấp Dọc theo chân đê phía đồng là dân cư xã Tùng ảnh, Đồng Thái và thôn 2 thị trấn Đức Thọ với mật

độ nhà dân ở dày

+ Đoạn từ K3 +677 (C39) đến K4 +670 (C50): Đây là phạm vi qua khu

dân cư thị trấn Đức Thọ, tuyến đê được thay thế bằng tường đá xây cao 2m,

cao trình đỉnh tường tại (+9,00) Mặt cơ đê (chân tường) rộng khoảng 7m được gia cố bê tông và bê tông Atfan, cao trình mặt cơ tại (+7,00) Dọc theo chân đê phía sông và phía đồng là khu vực dân cư sinh sống với mật độ dày Bên ngoài chân tường phía sông là đường bê tông dân sinh rộng khoảng 3m Dọc theo tường có bố trí một số cửa khẩu dân sinh và 2 cửa khẩu ra cầu Thọ Tường và cầu Đường sắt Mép bờ lở phía sông đã được thi công xây dựng kè chống xói lở kết cấu tường bê tông cốt thép kết hợp kè đá lát khan trong khung dầm bê tông chia ô

+ Đoạn từ K4 +670 (C50) đến K6 +885,3 (C74): Đê hầu như nằm xa

dòng chảy khoảng từ 50 đến 200m Tuy vậy, đoạn đê này có địa hình chân đê phía sông và phía đồng đều tương đối thấp Cao trình đỉnh đê phổ biến từ (+8,70) đến (+9,00), mặt đê rộng từ 2÷3m Cơ đê tại (+6,70)÷(+7,00), mặt cơ rộng khoảng 4, 5m được gia cố bằng bê tông Dọc theo chân đê phía sông là

hệ thống ao hồ, ruộng sâu; đoạn từ K6 +715,3 (C72A) đến K6 +885,3 (C74)

là tuyến kè Bùi Xá hiện đã xuống cấp nghiêm trọng Dọc theo chân đê phía đồng là khu vực dân cư và nhà thờ đạo thôn Bùi Xá Trên đoạn này có cống Cầu Khống tại K6 +376,2 (C69)

+ Đoạn từ K6 +885,3 (C74) đến K8 +125,7 (C86 đầu cống Bùi Xá):

Mặt đê rộng từ 3÷4m, cao trình đỉnh thay đổi từ (+8,80) đến (+9,20) Cơ đê từ (+6,60) đến (+6,70), mặt cơ đê rộng khoảng 4÷4, 5m Phạm vi bãi ngoài chân

đê được đắp tầng phản áp rộng từ 4÷5m, cơ phản áp được trồng tre chắn sóng, phạm vi chân đê phía đồng là khu vực dân cư thôn Bùi Xá

+ Đoạn từ K8 +125,7 (C86) đến K19 +200 (giáp Quốc lộ 1A): Đê có

địa hình khá thấp cả hai phía, mặt đê tại cao trình (+8,60) đến (+9,00) rộng trung bình từ 2÷3m, cơ đê phổ biến từ (+6,30) đến (+6,50), mặt cơ rộng từ 4÷4, 5m Phạm vi phía trong đồng trên toàn tuyến hầu hết là hệ thống ao hồ ngay sát chân đê, một số đoạn đã được đắp cơ phản áp và trồng tre chắn sóng

Đoạn kè và hệ thống mỏ hàn Đức Nhân từ K11 +346,5 (C122) ÷K11+695,4 (C126+50m) kết cấu đá lát khan đã xuống cấp; hệ thống cống gồm cống Bùi

Xá (K8+202,6), mương tưới Đức Nhân, cống Quy Vượng (K13+922,8) và cống Trung Lương (K16+206,2) Đoạn từ K12 +200÷K14 dài 1800m là vùng trọng điểm sủi thuộc xã Đức Diên, khi có báo động III khu vực này thường xuất hiện sủi, hệ thống giếng giảm áp hoạt động và theo quan sát tại các giếng nước sinh hoạt của người dân cũng xuất hiện sủi Từ năm 1990 lại nay, tầng phủ phía đồng trong phạm vi từ (25÷30) m tại một số vị trí đã được đắp dày

từ (1÷1,5) m Năm 1994 tại K13+100 đã thi công hệ thống giếng giảm áp gồm 10 chiếc trong đó 5 giếng có đường kính Φ1m và 5 giếng đường kính Φ0, 1m Năm 2004 đoạn từ K12+300÷K12+400 đã xây dựng thêm hệ thống

10 giếng giảm áp có đường kính Φ1m, cho đến nay hệ thống giếng giảm áp còn sử dụng tốt và phát huy hiệu quả, tuy nhiên từ khi xây dựng đến nay chưa được thử thách khi có lũ lớn Đoạn từ K14 +200÷K19+100 là đoạn đê nằm trên nền địa chất yếu trong đó đoạn K18 +723÷K19 đã từng xảy ra sạt trượt mái đê, đẩy trồi chân đê, hiện đã được gia cố bằng đắp tầng phản áp phía sông kết hợp trồng tre chắn sóng.

1.5 Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Địa chất công trình ở vùng công trình nghiên cứu là đất yếu, lớp trầm tích chứa bùn nhiều Các lớp đất được hình thành từ bề mặt đến độ sâu 10 mét, chủ yếu có 2 lớp đất

Lớp đất 1 (Lớp trên bề mặt): Đất sét dạng bùn, chứa tạp chất hữu cơ và xác ngao, sò, ốc, hến Màu xám đen, xám xanh, có nguồn gốc trầm tích sông biển (amQIV3) Lớp đất có kết cấu xốp, trạng thái chảy, cường độ kháng cắt rất thấp (Ctb = 0.02÷0.06 kg/cm2; Fitb = 3030'÷50) Tính nén lún lớn a = 0.038÷0.061 cm2/kg Cường độ chịu tải rất thấp E0 = 2.6÷3.2 kg/cm2 Được hình thành trên toàn bộ bề mặt của vùng dự án với bề dày từ 4.0 ÷10 m Một

số khu vực ven hói và phần tiếp giáp với sông La lớp đất có kết cấu rất xốp Cường độ kháng cắt rất thấp

Lớp đất 2: Chủ yếu là đất sét có chứa ít sỏi nhỏ đến đất sét cát, màu vàng nhạt sẩm nâu Kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng đến cứng Nguồn gốc trầm tích thềm bậc I sông (amQIV1-2) Cao trình bề mặt của lớp được hình thành không đồng đều Mặt lớp cách mặt đất tự nhiên từ 4.0 ÷10.0 m Đặc điểm của lớp đất có kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng đến cứng Lực dính kết lớn C = 0.20÷0.70 kg/cm2

Góc ma sát trong trung bình Fi = 60÷150 Hệ

số nén lún vừa a = 0.023÷0.048cm2/kg Cường độ kháng nén trung bình E0 = 23.4÷37.0 kg/cm2 Hệ số thấm nước nhỏ k = 10÷5 cm/s Do lớp đất được hình thành cách mặt đất tương đối sâu, nên ít được sử dụng để làm nền trực tiếp công trình

1.6 Một số sự cố xảy ra đối với đê khi thi công trên nền đất yếu

Khi thi công đắp đê trên nền đất yếu thường xảy ra tình trạng sụt, lún và trượt… Một số sự cố xảy ra với một số tuyến đê cụ thể như sau:

Miêu tả sự

cố

Nguyên nhân

và biện pháp khắc phục

0.25kg/cm2và φ = 15”

- Nền đắp cao 6,0m đến 8m, mặt rộng 6m mái 1:2

- Đắp đến chiều cao 7,8m (chưa đến cao độ thiết kế) thì xẩy ra lún sụt.- 10 h sáng (phát

- Số liệu đo lún tháng 6/1997

đã đạt tới 104mm/ngày.- Trong 10 ngày đầu tháng 5 tốc

độ đắp tăng nhanh hẳn hơn

và ngang 3 -4mm)- Khe nứt phát hiện trên một đoạn dài 140m, đến 11h thì lún sụt 1,8 – 2,0m, bề rộng khe nứt vỡ tới 1,6 – 1,8m sâu suốt thân nền.- Hai bên ruộng lúa bị đẩy trồi lên cao từ 0,6 – 0,8m trong phạm vi mỗi bên 20cm kể từ chân taluy

ra

các th áng trước (180cm/10

ngày);Nguyên nhân: đắp tăng quá nhanh vượt tốc độ cố kết cần thiết

- Lún sụt, trượt trồi về

Nguyên

nhân:-Không khảo sát

phía sông, cao 6,4m bề rộng mặt 5,5m , mái đê phía sông 1:2;

phía đồng 1:2,5- Đắp trực tiếp

phía sông, trên 1 đoạn dài 50m từ tim đê vùng trượt rộng 26m.- Đất

bị đẩy trồi lên hàng mét- Tại tim

và trên mặt nền xuất hiện nứt dọc rất lớn

và sâu

địa chất (xem

là nền đê cũ đắp mở rộng)- Đắp không theo dõi lún, không tính toán chiều cao đắ giới hạn

sét xám vàng, nâu, dẻo mềm-Lớp3: dày

Để tăng nhanh lún, thiết kế gia tải trước thêm 2,50m Thi công: bóc đất hữu cơ, đắp cát đệm dày 0,7m Từ

- Vừa đắp

đủ 4,1m vào

27/6/2003 thì sự cố xảy ra.- Nứt dọc tại tim đê rộng hàng mét, sâu dưới thân nền đắp trên đoạn dài 105m.- Cả nền đê lún

Nguyên

nhân:-Không tính toán trước chiều cao đắp giới hạn.- Quá trình đắp không theo dõi tốc độ lún hàng ngày.-

20/6 đến 23/7/2003 đắp đất 0,9m (đạt độ cao

t hiết kế)

xuống 1- 2,8m.- Hai bên ruộng lún bị đẩy trồi lên cao 1.0 – 1.5m trong phạm

vi 8 -10m

kể từ chân

đê trở ra.- Trượt trồi

4 ,77m đến 5.28m;

- Lún sụp

và trượt trồi

về cả 2 phía.- Nứt dọc ở tim

đê với bề rộng vết nứt đến 0.5m, dài suốt đoạn 55m.- Đất ruộng 2 bên

bị đẩy lên cao hơn 0.8m.- Sự

cố xẩy ra khi thực tế

Nguyên

nhân:-Không kiểm toán ổn định trước đối với trường hợp đắp cao hơn 4m không theo dõi lún(khi đắp cao được 3.77 – 4.28)