Khu vực nghiên cứu thuộc khúc cong của sơng Sài Gịn. Dịng chảy dọc theo hướng lịng sơng bị ép về phía bờ lõm (lưu tốc phía bờ lõm lớn hơn) và xuất hiện dịng chảy vịng theo phương đứng. Hiện tượng này tạo nên dịng chảy “xoắn” trong tự nhiên tại khúc sơng cong. Hậu quả của hiện tượng trên là phân bố lưu tốc dịng chảy khơng đều, vận tốc dịng chảy phía bờ lõm khá lớn hơn so với vận tốc trung bình mặt cắt. Đây chính là một nguyên nhân quan trọng gây nên hiện tương xĩi lở bờ khu vực này.
hình thành vùng biến dạng dẻo, lúc này khối đất bờ khơng cịn khả năng kháng trượt. Đặc biệt nguy hiểm hơn khi kết hợp với sự xuất hiện của các yếu tố khách quan khác trong tự nhiên như: Lũ xuống triều rút làm tăng trọng lượng khối đất bờ hay giảm áp lực đẩy nổi, mưa làm bảo hịa khối đất bờ và phát sinh lực thấm, v.v… các yếu tố trên khiến cho bờ sơng bị gia tải quá mức.
Địa hình trong khu vực nghiên cứu cĩ cao độ tương đối thấp khoảng +1m, trong khi đĩ mực nước max vào mùa lũ +1.48m (Nguồn: Cơng ty cổ phần Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi II). Để đảm bảo cho khu vực khơng bị ngập trong mùa lũ, trong trường hợp này chỉ tính đắp gia tải 1m cát.
Việc khai thác cát bừa bãi ở lịng sơng làm cho các hố xĩi sâu thêm, làm giảm khối đất chống trượt ở chân mái bờ, dưới tác dụng của dịng chảy tạo ra các hố xĩi sâu vào bờ, đến khi độ xĩi đủ sâu vào bờ làm cho khối đất ở phía trên bị sập xuống dưới tác động do tải trọng bản thân của khối đất và do tải trọng cơng trình.
Trong những năm gần đây tình trạng khai thác cát trái phép diễn ra thường xuyên với quy mơ nhỏ nên trong trường hợp này chỉ tính cho khai thác cát với độ sâu 1m.
Để xem xét ảnh hưởng của việc gia tải lên mép bờ sơng và việc khai thác cát ở lịng sơng, tính tốn sự ổn định của khối đất bờ sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa bằng phần mềm SLOPE của cơng ty GEO-Slope international Ltd - Canada để tính tốn ổn định. ∑ ∑ ∑ α + Φ α = = i sin . Gi li . Ci tg .i Cos . Gi M M K tr g min min (4.3)
Trong đĩ:
Kminmin: Hệ số ổn định.
Mtr - Mơ men của các lực gây trượt ứng với tâm cung trượt. Mg - Mơ men của của các lực giữ ứng với tâm cung trượt. Φ: Gĩc nội ma sát.
C: Lực dính của đất.
αi: Gĩc hợp bởi pháp tuyến của tâm đoạn cung trượt thứ i với phương thẳng đứng
l: chiều dài cung trượt trong giới hạn cột đất thứ i. Gi: Trọng lượng cột đất thứ i.
Gi = γ.V
γ: Dung trọng của đất V: Thể tích khối đất.
Kết quả tính tốn hệ số ổn định cơng trình trong các trường hợp hiện trạng, gia tải bờ và khai thác cát được thể hiện ở trong bảng 4.9 và các hình 4.32, 4.33. Rõ ràng là do chân bờ sơng bị xĩi lở nhiều, hệ số ổn định của khu vực tâm hố xĩi (mặt cắt 11) là khá nhỏ (Kmin= 0.812, 0.888) so với yêu cầu (Kyc
min= 1.15). Với hệ số ổn định thấp như vậy, nguy cơ sạt lở bờ sơng vùng này là khá cao, cần phải cĩ biện pháp xử lý.
Bảng 4.9. Kết quả tính tốn ổn định
TT Mặt cắt Kmin (Gia tải) Kmin (Khai thác cát)
1 1-1 1.026 1.019 2 3-3 0.942 1.025 3 5-5 0.935 1.022 4 7-7 0.992 1.044 5 9-9 1.175 1.264 6 11-11 0.812 0.888 7 13-13 0.823 0.891 8 15-15 0.916 0.978 9 17-17 0.899 1.049 10 19-19 0.938 1.118 11 21-21 1.143 1.270
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 38 39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 38 39
Hình 4.32. Kết quả tính tốn ổn định bờ sơng, mặt cắt 11 (trường hợp gia tải).
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 0.888 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Hình 4.33. Kết quả tính tốn ổn định bờ sơng, mặt cắt 11 (trường hợp khai thác cát)
4.5. Nghiên cứu đề xuất giải pháp cơng trình ổn định hố xĩi, chống sạt lởbờ cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa. bờ cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa.
Cĩ nhiều biện pháp gia tăng sức kháng cắt của khối đất bờ, chẳng hạn tăng thể tích của khối đất ở chân cung trượt (khu vực hố xĩi chân kè), gia cố khối đất bờ bằng khoan phụt hoặc đĩng thêm cọc BTCT.
Để cĩ cơ sở lựa chọn giải pháp cơng trình phù hợp cần phân tích lực tác động lên cung trượt trong điều kiện hiện trạng (đã cĩ cơng trình kè)
Hình 4.34. Phân tích lực tác động lên cung trượt
Xem xét Hình 4.34 là cung trượt mái bờ sơng. Các thành phần lực chống trượt và gây trượt cĩ thể nhận dạng như sau:
- Lực chống trượt: bao gồm thành phần chống trượt tạo ra bởi sức chống trượt của đất (phụ thuộc vào chỉ tiêu cơ lý của đất), lực chống trượt do cọc bê tơng gây ra (cọc của cơng trình kè hiện hữu), áp lực của nước tác động lên mái bờ sơng, trọng lượng của khối đất nằm bên phải cung trượt….
- Lực gây trượt: bao gồm tải trọng ngồi (gia tải lên trên mép bờ, người đi bộ), lực thấm v.v…
giĩ đủ mạnh, đất thường xảy ra các hiện tượng như: sạt lở, rửa trơi…. Bởi vậy để tăng khả năng chịu tải của đất nền, đất đắp cũng như làm giảm tốc độ xĩi lở của các tuyến đê, đập, bờ kè … việc cải tạo đất này là cần thiết. Hiện nay cĩ biện pháp xử lý là khoan phụt vữa xi măng + sét nhằm cố kết đất, tăng sức chịu tải của đất. Hiện tại ở Việt Nam sử dụng 02 phương pháp khoan phụt là: Phụt một nút và phụt hai nút. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.5.2 Đĩng cọc BTCT tăng lực chống trượt
Giải pháp này thực hiện bằng cách đĩng các cọc BTCT dọc theo mái bờ dốc với một mật độ cọc tính tốn đủ để bảo đảm ổn định bờ sơng. Phương án này cho hiệu quả khơng cao khi lực chống trượt của cọc BTCT (Qc) tham gia vào ổn định lớn với cung trượt nơng và chiều dài cọc ngắn (được đĩng vào lớp đất chịu lực tốt).
4.5.3 Gây bồi chân mái dốc bằng mỏ hàn cọc chảy luồn
Giải pháp này đã được ứng dụng tại thượng lưu cầu Mỹ Thuận – tỉnh Tiền Giang (xem mục 3.3.3) và tại thị xã Phan Rang – Ninh Thuận.
Kết cấu cơng trình kè tại Phan Rang – Ninh Thuận về cơ bản cũng giống với cơng trình tại Mỹ Thuận – Tiền Giang, nhưng quy mơ cơng trình nhỏ hơn nhiều. Hiệu quả của cơng trình này khá rõ sau vài mùa lũ, chân kè đã được bồi lắng và mái bờ sơng đã được gia tăng ổn định. Hình 4.35 và 4.36 thể hiện kết cấu cơng trình kè tại Phan Rang – Ninh Thuận và hiệu quả của cơng trình này.
Hình 4.35. Hệ thống mỏ hàn tại thị xã Phan Rang – Ninh Thuận
Hình 4.36. Kết cấu của mỏ hàn tại Phan Rang – Ninh Thuận
4.5.4 Đắp và bảo vệ mái dốc bằng bao tải cát
Một phương pháp bảo vệ trực tiếp là đắp chân mái dốc bằng bao tải cát theo mái dốc thích hợp và bảo vệ mái dốc bằng thảm rọ đá, bảo đảm ổn định mái bờ sơng. Giải pháp này được ứng dụng khá nhiều tại các cơng trình kè thị xã Vĩnh Long (sơng Tiền); kè sơng Sa Đéc thị xã Sa Đéc; kè sơng Tiền thị xã Sa Đéc v.v….
+ Phương án dùng mỏ hàn chảy luồn để lấp hố xĩi Thanh Đa là một phương án được đặt ra. Tuy nhiên, mặc dù khu vực hố xĩi Thanh Đa được bồi lắng sau một mùa lũ (đã nêu ở mục 4.3.4), nhưng phân bố bùn cát bồi lắng lại nằm ở phía bờ lồi, cho nên, giải pháp cơng trình bằng “mỏ hàn chảy luồn” để lấp hố xĩi khĩ mang lại hiệu quả hợp lý về kỹ thuật và kinh tế, khĩ cĩ thể thành cơng do lượng bùn cát đi về khu vực hố xĩi nhỏ (so với các sơng ở miền trung).
Từ những phân tích trên, giải pháp được lựa chọn để ổn định bờ sơng khu vực hố xĩi là đắp chân mái dốc bằng bao tải cát và bảo vệ mái dốc bằng thảm đá.
4.5.6. Biện pháp tăng ổn định cơng trình – lấp hố xĩi, chống sạt lở khuvực Thanh Đa vực Thanh Đa
4.5.5.1. Tính tốn ổn định khi chưa cĩ biện pháp cơng trình: a) Trường hợp tính tốn: Tính tốn với mặt cắt hiện trạng
b) Phương pháp tính tốn:
Sử dụng phần mềm SLOPE của cơng ty GEO-Slope international Ltd - Canada để tính tốn ổn định sơ bộ
c) Kết quả tính tốn:
Kết quả tính tốn hệ số ổn định cơng được thể hiện ở trong bảng 4.10 và hình 4.37. Rõ ràng là do chân bờ sơng bị xĩi lở nhiều, hệ số ổn định của khu vực tâm hố xĩi (mặt cắt 11) là khá nhỏ (Kmin= 0.912) so với yêu cầu (Kyc
min= 1.15). Với hệ số ổn định thấp như vậy, nguy cơ sạt lở bờ sơng vùng này là khá cao, cần phải cĩ biện pháp xử lý.
Bảng 4.10. Kết quả tính tốn ổn định TT Mặt cắt Kmin (Hiện trạng) 1 1-1 1.197 2 3-3 1.070 3 5-5 1.057 4 7-7 1.071 5 9-9 1.304 6 11-11 0.912 7 13-13 0.919 8 15-15 1.004 9 17-17 1.058 10 19-19 1.131 11 21-21 1.313 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 0.912 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
Hình 4.37. Kết quả tính tốn ổn định bờ sơng hiện trạng, mặt cắt 11 (tâm hố xĩi).
4.5.5.2. Tính tốn thiết kế sơ bộ giải pháp cơng trình
Trong khuơn khổ luận văn này chỉ đề xuất thiết kế sơ bộ giải pháp cơng trình gia cố bờ trực tiếp cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa.
Hình 4.38. Cắt ngang kết cấu kè bảo vệ bờ trực tiếp hình thức mái nghiêng
c) Tính tốn ổn định cơng trình:
Sử dụng phần mềm SLOPE của cơng ty GEO-Slope international Ltd - Canada để tính tốn ổn định sơ bộ. Kết quả tính tốn ổn định Kmin = 1.189 > [Kyc
min] = 1.15. 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 51 61 71 81 92 0 2 12 22 3 2 42 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 14 2 4 34 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 05 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 1.189 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 51 61 71 81 92 0 2 12 22 3 2 42 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 14 2 4 34 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 05 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 -2.70 Hình 4.39. Kết quả tính ổn định cơng trình
d) Tính tốn khối lượng cơng trình:
Bảng 4.11. Bảng thống kê khối lượng gia cố chống sạt lở hố xĩi Thanh Đa TT Mặt cắt Khoảng cách (m) Fcát đắp(m2) V cát đắp(m3) Chiều dàirọ (m) F rọ (m 2) F vải địa (m2) 1 MC9 0 0 0 40 0 0 2 MC10 50 124 3092 69 2725 2725 3 MC11 56 217 9526 71 3920 3920 4 MC12 48 247 11124 71 3408 3408 5 MC13 61 263 15558 68 4240 4240 6 MC14 50 195 11444 66 3350 3350 7 MC15 60 0 5839 40 3180 3180 Cộng 325 56584 20823 20823 e) Giá thành sơ tốn:
Căn cứ khối lượng cơng trình ở Bảng 4.11 và đơn giá vật liệu các cơng trình tương tự, giá thành cơng trình “lấp hố xĩi chống sạt lở khu vực Thanh Đa” trình bày trên bảng 4.12.
Bảng 4.12. Sơ tốn giá thành cơng trình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
STT Vật liệu Đơn vị tính Đơn giá (đồng/m3) Giá thành (triệu đồng) 1 Bao tải cát (m3) 162.000 9.167
2 Vải địa kỹ thuật TS 30
(m2) 347.000 7.225
3 Thảm đá
Tổng cộng 16.392
4.5.5.3. Nhận xét và kiến nghị
+ Nguyên nhân chính gây biến đổi lịng dẫn khu vực hố xĩi Thanh Đa đã rõ, đĩ là ảnh hưởng của sự tương tác giữa dịng chủ lưu ở khúc sơng cong xơ vào bờ và địa chất đáy lịng dẫn khu vực hố xĩi. Dịng chảy cĩ vận tốc lớn hơn nhiều lần, thời gian duy trì lớn gây xĩi lớp cát đáy lịng sơng là lớp cĩ vận tốc khơng xĩi cho phép rất nhỏ (0,345 m/s).
+ Trong khoảng 9 năm (từ 1998 đến 2007), chiều sâu hố xĩi lớn nhất khơng sâu hơn, cĩ thể coi như đĩ là chiều sâu ổn định cho hố xĩi này. Trong khoảng 9 năm, hố
điều này làm cho phía bờ lồi ngày càng thêm bồi và phía bờ lõm ngày càng xĩi lở sâu hơn, càng gây nguy hiểm cho phía bờ lõm nếu khơng cĩ các biện pháp bảo vệ.
+ Với tốc độ xĩi ngang và đứng như trên, việc xem xét xử lý bằng biện pháp cơng trình nhằm ngăn chặn xĩi lở, bảo vệ cơ sở hạ tầng trên bờ sơng khu vực phía nhà thờ Lasan Mai Thơn rất cần thiết và cấp bách, tránh những thiệt hại đáng tiếc cĩ khả năng xảy ra.
+ Giải pháp chống sạt lở khu vực hố xĩi Thanh Đa bằng giải pháp đắp chân mái dốc bằng bao tải cát và bảo vệ mái bằng thảm đá hộc lưới thép bọc PVC là giải pháp khả thi, cần được thực hiện chi tiết ở các giai đoạn sau.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận:
Trên cơ sở các tài liệu thu thập, khảo sát và điều tra thực địa, luận văn đã nghiên cứu, phân tích các vấn đề liên quan đến nguyên nhân hình thành hố xĩi sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa. Các kết quả đạt được như sau:
- Xác định được nguyên nhân, các nhân tố ảnh hưởng tới hố xĩi đoạn sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa.
- Nghiên cứu, đánh giá được thực trạng quy luật diễn biến hố xĩi đoạn sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa theo khơng gian và thời gian.
- Phân tích, nhận xét các ưu điểm và các mặt cịn hạn chế của các cơng trình chỉnh trị đã xây dựng trên hệ thống sơng ở ĐBSCL, từ đĩ rút ra những kinh nghiệm cần thiết.
- Đề xuất được giải pháp cơng trình nhằm ổn định lịng dẫn sơng Sài Gịn khu vực cĩ hố xĩi Thanh Đa.
Khối lượng nghiên cứu của luận văn khá lớn so với trình độ bản thân và thời gian thực hiện nên kết quả nghiên cứu của luận văn cịn cĩ các tồn tại cần khắc phục sau:
- Phạm vi vùng nghiên cứu của luận văn khá hẹp, chỉ ở đoạn sơng Sài Gịn khu vực Thanh Đa, nên chưa cĩ nghiên cứu mang tính chất tổng thể.
- Tài liệu thực đo về địa hình trong nhiều năm cịn hạn chế nên việc sử dụng phương pháp chập bản đồ chưa mang lại kết quả chính xác cao.
2. Kiến nghị:
Để phục vụ tốt cho cơng tác nghiên cứu dự báo diễn biến hố xĩi, sạt lở bờ trên hệ thống sơng Sài Gịn cũng như hệ thống sơng ở ĐBSCL cần phải duy trì việc đo đạc tài liệu cơ bản về địa hình, bùn cát, thủy văn lịng dẫn định kỳ.
Để cĩ thể xác định hợp lý giải pháp cơng trình bảo vệ bờ (tác động trực tiếp vào dịng chảy hay tác động trực tiếp vào lịng dẫn) trên hệ thống sơng Sài Gịn cần thiết tiến hành nghiên cứu trên mơ hình vật lý.
dựng Hà Nội.
3. Hồng Văn Huân, báo cáo tĩm tắt kết quả nghiên cứu đề tài KC 08-29,