nghiên cứu ổn định thấm trong quá trình lũ lên đê bao
kết hợp đờng giao thông ở đồng tháp
Ths. Phạm Cao Huyên
Đại học Thủy Lợi
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu ảnh hởng của mực nớc lũ lên công trình đờng kết hợp đê bao. Nghiên
cứu sự thay đổi độ ẩm cũng nh thay đổi áp lực nớc lổ rỗng theo thời gian trong thân đờng với quá
trình lũ ngập và lũ rút. Từ đó đề xuất các giải pháp công trình hợp lý.
I. Đặt vấn đề
Đồng Tháp là tỉnh thuộc ĐBSCL có hệ thống
giao thông phát triển nhng thờng chịu ngập lũ
sâu ở các huyện thợng nguồn Sông Mê Kông
nh: Hồng Ngự, Tân Hồng. Không những dòng
lũ ngập từ sông vào mà còn tràn từ biên giới
CamPuChia, gây ảnh hởng đến các công trình
đắp nh đờng, đê Do đó việc xây dựng đê bao
chống lũ, đồng thời kết hợp làm đờng giao
thông là rất cần thiết và phổ biến.
Các công trình đờng kết hợp làm đê bao
chống lũ không những đáp ứng khả năng chịu
tải của đờng mà còn phải chịu áp lực nớc do lũ.
Trong nội dung đề tài này, tác giả nghiên cứu
ảnh hởng của mực nớc lũ, sự dao động theo mùa
lên công trình đắp.
ảnh hởng của lũ đến độ ẩm của đất thân đ-
ờng, về nguyên tắc, không chỉ phụ thuộc vào
mực nớc cao nhất, mà còn phụ thuộc cả thời
gian ngập lũ. Do tác động của lũ với thời gian
không dài lắm nên việc sử dụng mực nớc lũ cao
làm mực nớc tính toán là quá an toàn, làm tăng
quá mức cần thiết khối lợng nền đờng và giá
thành xây dựng. Vì vậy việc nghiên cứu khả

zyx


+
=


+


+


1
2
2
2
2
2
2

Hệ số thấm và độ bão hòa có mối tơng quan
với nhau và tỉ lệ thuận, độ bão hòa càng tiến về
0 thì hệ số thấm càng bé và ngợc lại.
Khi độ ẩm thể tích thay đổi làm thay đổi áp
lực nớc lỗ rỗng trong quá trình thấm, đặc biệt là
áp lực nớc lỗ rỗng âm. Tính chất của đất thay
đổi trong mối quan hệ chặt chẽ với hiện tợng
mao dẫn và là hàm số của độ hút dính: = (u
a

cột nớc và hệ số rỗng đợc thể hiện qua phơng
trình:
m
n
s
w
a
e

























i
s


; n =
i
s
m
s
m


72.3
31.1
1+
s: độ dốc của đờng tiếp tuyến thông qua điểm
cong s =
ip
i



.

p
: điểm bị chắn của đờng tiếp tuyến và trục
áp lực nớc lỗ rỗng âm
Hệ số thấm của pha nớc cũng có quan hệ với

) đã đợc đề nghị
khi dùng dạng của khoảng rỗng chứa đầy nớc.
Giả thiết đất có các kích cỡ lỗ rỗng khác nhau,
phân bố ngẫu nhiên, có cấu trúc không chịu nén
ép. Hàm thấm K
w
(
w
) đợc viết nh tổng của một
chuỗi các số hạng nhận đợc từ xác suất thống kê
sự liên thông giữa các lỗ rỗng có kích cỡ khác
nhau chứa đầy nớc.
Độ ẩm thể tích có thể vẽ nh hàm của độ hút
dính, đồ thị này đợc gọi là đờng cong đặc đất n-
ớc và đợc hình dung nh biểu thị về hình dạng
các lỗ rỗng chứa đầy nớc. Để xác định quan hệ
với hệ số thấm, chia đờng cong này làm nhiều
phần nhỏ có khoảng cách bằng nhau dọc theo
trục độ ẩm thể tích, độ hút dính ứng với điểm
giữa của mỗi khoảng tính toán hệ số thấm. Hàm
thấm K
w
(
w
) có dạng:
K
w
(
w
)

K
w
(
w
)
i
: Hệ số thấm nớc đợc tính toán theo
độ ẩm thể tích riêng ứng với khoảng thứ i. (m/s)
i: số khoảng, tăng với sự giảm của độ ẩm thể
tích.
j = (i ữ m)
K
s
: hệ số thấm bão hòa đo đợc. (m/s)
K
sc
: hệ số thấm bão hòa tính toán (m/s)
T
s
: lực căng bề ngòai của nớc (KN/m)
à
w
: độ nhớt tuyệt đối của nớc (N.s/m)
p : hằng số xét bởi tơng tác của các lỗ rỗng
có kích cỡ khác nhau.
m : tổng khoảng cách giữa độ ẩm thể tích
bão hòa(
s
) và độ ẩm thể tích thấp nhất(
L

Đờng, đê sau khi đắp xong đa vào sử dụng.
Trong quá trình vận hành, các khu vực nh Hồng
Ngự, Tam Nông, lũ ngập rất sâu và lâu ngày từ
4ữ6 tháng. Để khảo sát quá trình di chuyển của
vùng ớt tiến dần về phía hạ lu theo thời gian dựa
vào đờng cong của hàm đất - nớc (quan hệ độ
ẩm thể tích
w
áp lực nớc lỗ rỗng u
w
)[5].
Bai 16 2
ViƯc nghiªn cøu ph©n tÝch ®ỵc tiÕn hµnh trªn
c¸c läai ®Êt ®¾p cã hƯ sè thÊm b·o hßa K
s
= 10
-
5
m/s (®Ỉc trng ®Êt c¸t), K
s
= 10
-7
m/s(®Ỉc trng ®Êt
¸ c¸t, ¸ sÐt), K
s
= 10
-9
m/s(®Ỉc trng ®Êt sÐt). HƯ
sè thÊm vµ ®é Èm thĨ tÝch ®Êt nỊn xem nh
kh«ng thay ®ỉi. ChiỊu cao ®Êt ®¾p kh¶o s¸t H =

Trong qu¸ tr×nh thÊm ít vµo trong th©n ®ª, sù
di chun cđa ®êng b·o hßa ®ỵc thĨ hiƯn trªn
h×nh 3.1 ÷ 3.3 t¬ng øng víi ®Êt ®¾p cã hƯ sè
thÊm lµ K
s
= 10
-5
m/s, K
s
= 10
-7
m/s, K
s
= 10
-9
m/s,
víi thêi ®o¹n 1, 3 , 6, 8, 9 lÇn lỵt t¬ng øng 1
ngµy, 10 ngµy, 60 ngµy, 120 ngµy vµ 180 ngµy.
øng víi tõng hƯ sè thÊm th× cã c¸c nhãm ®êng
b·o hßa kh¸c nhau di chun dÇn vỊ phÝa h¹ lu
vµ d©ng cao lªn nÕu hƯ sè thÊm t¨ng dÇn
0.00
MN max: +2.00
Cát
Bđ = 12.0m
m = 2 .00 m = 2 .0 0
Cát
+3.00
Bun set
Sét

0
2
4
6
H×nh 2. C¸c thêi ®o¹n thÊm níc vµo th©n ®êng, ®Êt ®¾p c¸t
Bùn sét
MN max: +2.00
Bđ = 12.0m
m = 2 .00
m = 2.00
Sét
Cát
Đất đắp
0.00
+3.001

3

6
Cát
Đất đắp
0.00
+3.001

3

6

8 9Khỏang cách (m)
-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54
Cao độ (m)

0.00
MN max: +2.00
Cát
Cát đắp Sét đắp2

4 6
8
9
Khỏang cách (m)
-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54
Cao độ (m)
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
H×nh 5. C¸c thêi ®o¹n rót níc ra khái th©n ®êng, ®Êt ®¾p c¸t

9
Khỏang cách (m)
-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54
Cao độ (m)
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
H×nh 6. C¸c thêi ®o¹n rót níc ra khái th©n ®êng, ®Êt ®¾p ¸ sÐt
Bun set
Sét
Cát
MN max: +2.00
Bđ = 12.0m
m = 2.00
m = 2.00
Cát
Đất đắp
0.00
+3.00
Bun set
Sét
Cát
Bun set
Sét

hßa ®èi víi mét sè cÊu t¹o kh¸c:
Ngßai c¸c cÊu t¹o trªn, khi ®¾p ®êng ngêi ta
thêng cã mét líp ®Ưm c¸t ®Ĩ qu¸ tr×nh thãat níc
cè kÕt ®ỵc thn lỵi. Tuy nhiªn v× tÝnh chÊt kÕt
hỵp lµm ®ª chèng lò nªn ph¶i cã líp chèng
thÊm ë thỵng lu ®Ưm c¸t.
2%
GIẢI PHÁP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HP VỚI ĐỆM CÁT
HÌNH 3.9 CẤU TẠO ĐƯỜNG CẤP 60 QUA VÙNG ĐẤT YẾU CHỊU NGẬP LŨ
2.5m
Hmin

0.5m
1
:
1
.
5
H=(2-2.5)m
MNCN
Trạng thái dẻo mềm
Bùn sét hữu cơ
3%
Cát pha sét
hạt trung
Đệm cát
Sét xám xanh, trạng thái dẻo cứng
2%
2.5m
- Tưới nhựa tiêu chuẩn 1,1kg/m23 6

8

9Khỏang cách (m)
-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54
Cao độ (m)
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
H×nh 9. C¸c thêi ®o¹n thÊm níc vµo th©n ®êng, ®Êt ®¾p ¸ sÐt

-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54
Cao độ (m)
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
H×nh 10. C¸c thêi ®o¹n rót níc ra khái th©n ®êng, ®Êt ®¾p ¸ sÐt
Bai 16 5
Bùn sét
Cát
MN max: +2.00
Bđ = 12.0m
m = 2.00
m = 2.00
Sét
Cát
Đất đắp
Đệm cát
0.00
+3.001
Sét
Cát
Đất đắp
Đệm cát
0.00
+3.001

3
5 6
8 9
Khỏang cách (m)
-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54
Cao độ (m)
-10
-8
-6
-4
-2

. Qu¸ tr×nh rót níc khái nỊn ®¾p cđa ®êng
3. §êng b·o hßa bÞ h¹ thÊp khi lò rót:
- §èi víi ®Êt c¸t : ®êng b·o hßa h¹ gÇn nh
®ång thêi víi mùc níc bªn ngßai.
- §èi víi ®Êt sÐt v× thÊm kh«ng ®¸ng kĨ vµo
th©n c«ng tr×nh ®¾p nªn lỵng níc thãat ra kh¸
nhanh, mùc níc ®êng b·o hßa ë gi÷a m¸i dèc
thỵng lu cho ®Õn ci mïa kh«
- §èi víi ®Êt ¸ sÐt: ®êng b·o hßa trong th©n
c«ng tr×nh ®¾p ỉn ®Þnh trong st c¶ 2 mïa, mỈc
dï mùc níc ë vïng biªn thỵng lu dao ®éng víi
biªn ®é mùc níc lò.
4. Trong trêng hỵp cã ®Ưm c¸t, vïng ¸p lùc
lç rçng ©m bªn trªn ®êng b·o hßa ỉn ®Þnh trong
st c¶ 2 mïa. Gi¸ trÞ ¸p lùc níc lç rçng ©m nµy
gi÷ cho c«ng tr×nh ®¾p ỉn ®Þnh h¬n.
Bai 16 6
IV. Kết luận
1. Đối với đất đắp là á sét, đất sét hoặc đất
đắp là cát có con chạch đất sét, ở vùng ảnh hởng
triều vì dao động mực nớc thủy triều (24 giờ) n-
ớc chỉ xuất hiện ở bề mặt mái thợng lu và ngấm
vào nền đắp vài cm, có tác dụng nh cột áp mà
không gây ảnh hởng lên áp lực nớc lỗ rỗng
trong thân công trình đắp.
2. Sau mùa lũ (1 tháng sau khi lũ rút) nớc
thấm về phía chân mái chậm nên không ảnh h-
ởng đến ổn định công trình đắp.
3. Với chiều cao đắp không lớn (3m), dùng
đệm cát và vải địa kỹ thuật là thích hợp, làm hạ