L IC M

N

Lu n v n th c s chuyên ngành xây d ng công trình thu v i đ tài “Nghiên
c u đ xu t gi i pháp b o v b sông Chu – Thanh Hóa” đ

c hoàn thành v i s

c g ng n l c c a b n thân cùng v i s giúp đ nhi t tình c a Khoa Công trình,
các th y cô giáo tr

ng

i h c Thu L i, C c

ê đi u, T ng công ty t v n xây

d ng th y l i Vi t Nam đã t o m i đi u ki n và đ ng viên giúp đ v m i m t. Tác
gi xin chân thành c m n các c quan, đ n v và cá nhân nói trên.
c bi t, tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo h
PGS. TS Nguy n C nh Thái đã tr c ti p h

ng d n

ng d n và t n tình giúp đ trong th i

gian th c hi n lu n v n.
S thành công c a lu n v n g n li n v i quá trình giúp đ , đ ng viên c v
c a gia đình, b n bè và đ ng nghi p. Tác gi xin chân thành c m n.
Trong khuôn kh lu n v n th c s , do đi u ki n th i gian có h n nên không

PH N M

U ........................................................................................................ 1

I . TÍNH C P THI T C A

TÀI. .................................................................. 1

II. M C ÍCH NGHIÊN C U C A
III. CÁCH TI P C N VÀ PH
IV. K T QU D
CH

KI N

T

TÀI. .................................................. 2

NG PHÁP NGHIÊN C U ......................... 2
C ............................................................... 2

NG I : T NG QUAN CÁC V N

NGHIÊN C U .............................. 3

1.1 H th ng đê đi u Vi t Nam ............................................................................ 3
1.1.1 H th ng đê B c B và B c Trung B ...................................................... 5
1.1.2 H th ng đê sông, c a sông khu v c Trung Trung B và Nam Trung B 6
1.1.3 H th ng đê bi n ....................................................................................... 6

1.3 K t lu n ......................................................................................................... 21


CH

NG II: LÝ THUY T C

B N ................................................................. 22

2.1 Lý thuy t phân tích n đ nh mái d c.......................................................... 22
2.1.1 Ph

ng pháp cân b ng gi i h n .............................................................. 22

2.1.1.1 Lý thuy t ph

ng pháp cân b ng gi i h n....................................... 22

2.1.1.2 Nh n xét chung v các ph
2.2

ng pháp cân b ng gi i h n.................. 26

ng d ng mô hình toán ............................................................................... 26

2.2.1 Ph

ng pháp gi i tích ............................................................................. 27

2.2.2 Ph


i u ki n đ a ch t ................................................................................... 41

3.2.2

i u ki n khí h u, khí t

ng................................................................... 41

3.3 L a ch n bi n pháp công trình ................................................................... 42
3.3.1 Nguyên t c chung.................................................................................... 42
3.3.2 Ph

ng án nghiên c u............................................................................. 42

3.3.3 Các gi i pháp x lý ................................................................................. 50
3.3.3.1 Ph

ng pháp gia c b ng c c cát ..................................................... 50

3.3.3.2 T ng h s mái ................................................................................. 51
3.3.3.3 Tr ng cây thân thi n v i môi tr

ng ............................................... 51


3.3.3.4 Khoan ph t ....................................................................................... 52
3.3.3.5 S d ng k t c u mái kè .................................................................... 53
3.3.3.6 X lý n n b ng ph
3.3.3.7 Ph

Vi t Nam ..........................................................................4

ê bi n Vi t Nam ........................................................................................6

Hình 1.3 M t c t ngang đ c tr ng c a đê .................................................................9
Hình 1.4 S t l đê .....................................................................................................14
Hình 1.5 N t gây s t l , v đê .................................................................................15
Hình 1.6 N o vét lòng sông. .....................................................................................18
Hình 1.7 Xây d ng c ng c đê. ................................................................................18
Hình 2.1 Xác đ nh mômen ch ng tr

t, gây tr

t v i m t tr

t tr tròn. ..............24

Hình 2.2 Xác đ nh góc ma sát và l c dính huy đ ng. ..............................................31
Hình 2.3 Quan h ∑Msft ~ chuy n v .......................................................................34
Hình 3.1 o n đê t K0+350 – K0+950 đê h u sông Chu ......................................36
Hình 3.2 Kè Th Nguyên ...........................................................................................37
Hình 3.3 H s p t i K38+950 kè Thi u Tâm ............................................................38
Hình 3.4 C u Tòng Tân .............................................................................................38
Hình 3.5 H s p t i K38+950 ...................................................................................42
Hình 3.6 L rò t đ ng sang sông t i K39................................................................43
Hình 3.7 M t c t đ a ch t đê t i K38+760 ...............................................................44
Hình 3.8 K t qu l

i bi n d ng c a đê ...................................................................46



Hình 3.23 C c c Larsen ..........................................................................................62
Hình 3.24 V trí đ t c c .............................................................................................63
Hình 3.25 L

i bi n d ng c a đê ..............................................................................65

Hình 3.26 K t qu ph chuy n v c a đê ..................................................................66
Hình 3.27 K t qu s gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n
Hình 3.28 H s

n đ nh Msf=1.312 .........................................................................68

Hình 3.29 C c c BTCT d
Hình 3.30 L

c ........................67

ng l c .........................................................................70

i bi n d ng c a đê ..............................................................................74

Hình 3.31 K t qu ph chuy n v c a đê ..................................................................75
Hình 3.32 S gia t ng chuy n v b i s thay đ i m c n
Hình 3.33 H s

c .....................................76

n đ nh Msf=1.273 .........................................................................77


ê t nhiên đ

thành b i s l ng đ ng c a các tr m tích trong sông, khi dòng n
sông. Khi tràn qua b , v n t c dòng n

c hình

c này tràn qua b

c gi m làm các v t li u trong dòng n

c

l ng đ ng theo th i gian mà cao d n, cao đ n m c h n b m t c a vùng đ t b l t.
Còn đê nhân t o là do con ng

i xây d ng nên c t đ ng n n

c tràn gây ng p l t.

ê nhân t o có đê là lo i v nh c u, nh ng c ng có đê là lo i t m th i
đ i v i nh ng tr

các vùng đ t

ng h p kh n c p.

Trên th gi i, ngay t thiên niên k th nh t tr

c công nguyên, c dân v n minh


c xây d ng

cách đây đã lâu, thân đê nh , th p, y u, nhi u công trình kè, c ng xu ng c p, nguy
c v đê luôn th

ng tr c. Trên các tuy n đê sông l n và đê sông con đã x y ra

nhi u s c nh : S t tr
s t tr

t đê sông Chu thu c đ a ph n xã Thi u Phúc Thi u Hóa),

t mái đê kè t s ng B

i (Th ch Thành), n t d c m t đê h u sông Mã thu c

đ a ph n xã Thi u Quang (Thi u Hóa), s t chân kè V nh Minh (V nh L c).


2
Theo đánh giá trong Báo cáo

ánh giá hi n tr ng công trình đê đi u tr

cl n m

2011, đê sông Chu là m t trong nh ng tuy n đê tr ng y u c a t nh. M c dù đã đ
duy tu, b o d



NG PHÁP NGHIÊN C U

- i u tra hi n tr ng, đ a ch t đê.
- Tính toán, nghiên c u các ph

ng án b o v đê.

- K th a các tài li u, các c s d li u, các k t qu đã nghiên c u. V i cách
ti p c n này cho phép đ tài ti t ki m đ
IV. K T QU D
-

KI N

T

c nhi u công s c, kinh phí và th i gian.

C

m b o an toàn đê đi u, phòng ch ng l t bão, b o v dân c trong ph m vi

vùng d án.
- K t h p t ng c

ng n ng l c giao thông ph c v công tác ki m tra, c u h ,

c u n n, dân sinh kinh t góp ph n phát tri n kinh t xã h i cho các đ a ph
trong khu v c.

Vi t Nam ph bi n nh t là

cl

ng l u ngu n ra t i c a

mi n B c và ch y u là d c hai bên b sông

H ng, sông Mã, sông Lam... Ngoài con đê chính th

ng lui sâu h n vào trong đ t

li n, có khi còn đ p thêm nh ng con đê ph g i là đê quai ho c con tr ch đ phòng
khi đê chính b v thì còn c u đ
L ch s xây d ng đê

n

c ta cho bi t: d

(1108), con đê đ u tiên đ
Th ng Long kh i b n

c ph n ru ng đ t n i xa sông kh i b ng p l t.

c đ p

ng C Xá v i m c đích b o v thành

c sông H ng tràn ng p.

th i b y gi ) chuy n c a nh n n
ph i đ n đ i T

cm iđ

H u h t các tuy n đê sông đ

c t sông H ng v phía th

u ng (t c Thiên
ng l u.

c

xu t này

c làm m t ph n và hoàn thành vào th i k Pháp thu c.
c hình thành t r t xa x a, mang tính t phát,

th i

k khoa h c k thu t thu l i ch a phát tri n nên nhi u đo n đê hi n nay th y
không h p lý nh : đê đi qua các vùng có đ a hình ph c t p, kho ng cách gi a hai
tuy n đê quá r ng ho c là h p quá. Tr i qua các tr n l l n, đê đã nhi u l n đ
tôn cao, m r ng. Do đê đ
nhau, trình đ và ch t l

c

c b i trúc qua nhi u giai đo n, b ng nhi u lo i đ t khác

c

tính có kho ng 1500 ha di n tích ao, đ m sát chân đê, n u mu n l p đi thì c n hàng
ch c tri u mét kh i đ t v i kinh phí đ u t r t l n.
Ngày nay, Vi t Nam là m t n

c có h th ng sông ngòi dày đ c thu c lo i l n nh t,

dài nh t th gi i. H th ng đê đi u đ
t

c xây d ng v i m c đích đ ch a n

i tiêu cho vùng châu th giàu lúa g o, đ ng th i c ng đ tháo n

c khi b l t. H

th ng đê này sau nhi u th h đã góp ph n duy trì m t đ dân s cao
làm t ng g p đôi di n tích có th canh tác lúa n
ph và vùng nông nghi p th
ch u nh h

c

c và

đ ng b ng và

đây. Các khu dân c , thành


sông (trên 2.500 km đê t c p III đ n c p đ c bi t còn l i là đê d
ch a đ

i c p III và đê

c phân c p).

1.1.1 H th ng đê B c B và B c Trung B
+ ê c p đ c bi t (đê n i thành Hà N i) 37,09 km
+ êc pI

: 526,7 km

+ ê c p II

: 707,8 km

+ ê c p III

: 1.229,5 km

+ êd

: 3.115 km

i c p III:

Ngoài ra có 600 kè các lo i và 1.600 c ng d

i đê, h th ng công trình ph

6
- Trên sông Chu: T i tr m Th y V n Xuân Khánh (K26,5 đê h u sông Chu)
Htk= +13.86 m, t

ng đ

ng m c n

c l l n nh t x y ra n m 1962.

- Trên sông Mã:
+ T i tr m Th y v n Lý Nhân (K9 đê h u sông Mã) Htk=13.20 m (đ nh l
n m 1980- t

ng đ

ng đ nh l n m 2007 là 13.24);

+ T i tr m Th y v n Giàng (K37,2 h u sông Mã) Htk = +7.51 m (đ nh l
n m 1973).
1.1.2 H th ng đê sông, c a sông khu v c Trung Trung B và Nam Trung B
- H th ng đê sông, đê c a sông: có chi u dài 904 km.
1.1.3 H th ng đê bi n
Tr i dài 29 t nh ven bi n n

c ta là b bi n v i chi u dài r t l n kho ng 3200 km,

89 c a sông, v i vùng bi n 1 tri u km2, kho ng 3000 hòn đ o l n nh và các thành
ph l n, h i c ng, các khu công nghi p, d u khí, các khu đánh b t và nuôi tr ng
th y s n. Vi t Nam là m t trong nh ng n

Trung: 64 kè/t ng chi u dài 62,79 km
1.2 Hi n tr ng đê đi u Vi t Nam
1.2.1

ánh giá hi n tr ng các tuy n đê sông

Theo Tiêu chu n phòng, ch ng l đ ng b ng sông H ng 14 TCN 122 - 2002 và
Quy t đ nh s 59/2002/Q -BNN ngày 03/7/2002 c a B Nông nghi p và Phát tri n
nông thôn thì các tuy n đê sông t c p I đ n c p III ph i đ m b o ch ng đ
m cn

cl v i

c thi t k : 13,1 m t i tr m thu v n Hà N i và: 7,2 m t i tr m thu v n Ph

L i; đê c p đ c bi t ph i đ m b o ch ng đ

cl v im cn

c thi t k : 13,4 m t i

tr m thu v n Hà.
Theo báo cáo đánh giá ch t l

ng đê đi u tr

c mùa l , bão hàng n m c a Chi c c

Phòng ch ng l t bão và Qu n lý đê đi u các t nh đ ng b ng sông H ng và khu 4 c
có th nh n th y:


ng đ

ng m c n

c l l n nh t x y ra n m 1962 t i tr m th y v n Xuân

Khánh). Chi u r ng m t đê B = 5m - 6m, đ d c mái đê: phía sông m=2/1, phía
đ ng m=3/1. Trong tr n l l n x y ra tháng 10/2007, m c n
đ p Bái Th

ng là +20.64 m, th p h n m c n

là 90 cm; t i Xuân Khánh, m c n

c đ nh l t i h l u

c l l n nh t n m 1962 (+21.54 m)

c đ nh l đ t là +12.61 m, cao h n báo đ ng III:

0,67 m.
Các tuy n đê sông nh th

ng l u sông H ng nh sông Thao,

Th thì cao đ đê c ng ch ng đ
0,2 m - 1,0 m. Riêng đê t

c tràn theo m c n

m a n i đ ng nh n m 1985 thì kh n ng tràn đê có th x y ra ch y u các đo n đê
Hà Nam, Nam

nh.

1.2.1.2 V m t c t hình h c
ġ Cao trình m t đê b ng cao trình m c n

c thi t k đê + đ cao gia th ng (a) theo

quy đ nh (v i đê c p đ c bi t: 0,8 m, đê c p I: 0,6 m, đê c p II: 0,5 m, đê c p III:
0,4 m), [9]
+

cao sóng leo,

+

cao n

c d nh do sóng.

ġ V i đê c p đ c bi t, đê c p I và c p II b r ng m t đê t 5m đ n 6m, đê c p III
b r ng m t đê 4 m.
ġ

d c mái đê: Mái đê phía sông (msông) không nh h n 2/1, mái đê phía đ ng

(mđ ng) không nh h n 3/1.


+ Có kho ng 304 km đê có chi u r ng m t đê còn h p, ph bi n chi u r ng m t đê
còn thi u t 1 m – 3 m, trong đó 60 km đê thu c h th ng sông H ng và 244 km đê
thu c h th ng sông Thái Bình.
+ Kho ng 269 km đê có mái d c còn nh h n m c qui đ nh, trong đó 93 km đê
thu c h th ng sông H ng và 176 km đê thu c h th ng sông Thái Bình.


10
+ Kho ng 242 km đê còn ch a đ c , trong đó 57 km đê thu c h th ng sông H ng
và 185 km thu c h th ng sông Thái Bình.
T ng h p theo chi u dài hi n có kho ng 448 km đê h th ng sông H ng và 790 km
đê h th ng sông Thái Bình còn ch a đ m b o m t c t hình h c.
 T i tuy n đê h u sông Chu, toàn tuy n hi n có 11 đo n có c đê phía đ ng dài
19.784 m, và 1 đo n c phía sông dài 615 m. [8]
Có 9 đo n chi u cao thân đê trên 5 m nh ng ch a có c , v i chi u dài 6.560 m.
+ Toàn tuy n có 5 đo n đê k t h p đ

ng giao thông dài 17.930 m m t đê đã đ

r i nh a; 4 đo n chi u dài 25.118,6 m m t đê đã đ
dài 6.951,4 m m t đê đã đ

c

c gia c b ng bê tông; 5 đo n

c r i c p ph i. Trong đó, bê tông m t đê đo n K19,760-

K25,730 b v , h h ng n ng.
+ Có 5 đo n đ

+ Có 4 đo n đ ng hành lang chân đê dài 7.064 m, m t đ ng đ c gia c bê tông.

1.2.1.3 V thân đê
ġ Các tuy n đê đ

c hình thành và tu b qua c quá trình phát tri n, vi c đ p đê

h u nh hoàn toàn s d ng s c ng
đ

i v i nh ng công c thô s nên đ t đ p th

ng

c l y ngay t i hai bên chân đê, vì v y nhìn chung có c u t o nh l p đ t t ng


11
ph hai bên chân đê.
ch t l

t thân có h s th m kho ng K = 1x10-5 cm/s, tuy nhiên do

ng đ p ch a đ m b o nên còn nhi u đo n h s th m K > 1x10-5 cm/s, cá

bi t có nh ng đo n h s th m K > 5x10-4 cm/s.
ġ Hi n có kho ng 251 km đê h th ng sông H ng và 212 km đê h th ng sông
Thái Bình (t ng c ng là 463 km)
không đ



b ng các ph

ng pháp làm l c truy n th ng, n

c thoát ra trong, sau đó t i các v

trí này đã đ

c đ p m r ng m t c t đê, khoan ph t v a, đ p c ph n áp ho c l p

b t ao h phía đ ng. [8]

1.2.1.4 V n n đê
Các tuy n đê có chi u dài l n, n m trên n n có c u t o đ a ch t khác nhau. Tuy v y,
c ng có th khái quát các ki u m t c t ngang đ a ch t đ c tr ng c a n n đê t trên
xu ng d

i nh sau:

* T ng đ t s 1 - T ng ph đ t dính
ây là l p đ t n n trên cùng đ thân đê, h s th m vào kho ng 1x10-5 cm/s đ n
1x10-6 cm/s. L p đ t này có th có vài ba l p có đ c tr ng c lý và tính th m
không chênh l ch nhau nhi u. Chi u dày l p đ t này th

ng t 3m đ n 5m, cá bi t


12
chi u dày l p đ t này ch t 1 m đ n 1,5 m nh đê Bùng (Thanh Trì, Hà N i).

lòng sông c . Bùn sét h u c t n t i d

i d ng th u kính, có

đ dày t 5 m đ n 10 m, n m sâu cách m t đ t t 3m đ n 5m. Tr ng thái ch y,
c

ng đ ch u t i th p t 0,4 đ n 0,6 kg/cm2. D ng n n này th

Nh t Trai - Lai Nguy n, K13 - K16 đê Kim Xá sông Phó
sông Trà Lý.
th

ng g p

đo n đê

áy, ho c tuy n đê h u

ây là lo i đ t r t y u v kh n ng ch u t i. N n đê có t ng đ t này

ng x y ra nhi u h h ng, s c nh n t đê, lún, tr

+ T ng cát pha h t b i và cát thông n
ġ L p cát pha h t b i phân b

t mái.

c v i sông:
đ sâu t 3m đ n 5m, v i di n tích phân b

ng,

c

đáy đ m h và b ph b i


13
bùn h u c nh h Ph
Sách (H i D

ng

, đ m B ng

i n (Thái Bình), đ m An Bình, Nam

ng). Còn l i h u h t l p cát phân b t đ sâu trên 4m. Chi u dày

t ng cát t 10 m đ n 20 m, có n i đ n 60 m,

nóc t ng là cát h t m n, xu ng sâu là

cát h t thô l n nhi u s n s i. H s th m c a t ng cát th

ng trong ph m vi t 10-3

đ n 10-2 cm/s.
H u h t các k t qu kh o sát đ a ch t đ u đánh giá t ng cát thông n
d


t mái đê ho c s t tr

i thân đê và trên b m t hai phía th

ng

t mái đê phía đ ng. T ng ph

ng h l u đê có h s th m t 1x10-6

cm/s đ n 1x10-4 cm/s, nh ng v trí l p t ng ph m ng trong mùa l th
hi n đùn s i, đ c bi t nh ng v trí mà bên d
xu t hi n càng m nh. L p cát, cát pha bên d

ng xu t

i l p t ng ph là l p cát thì đùn s i
i l p t ng ph , l p này có h s

th m l n t 1x10-3 cm/s đ n 1x10-2 cm/s, l n h n h s th m c a l p t ng ph t
100 đ n 1000 l n.
C n c vào các tài li u qu n lý hàng n m và các k t qu khoan đ a ch t t i
m t s đo n đê cho th y có kho ng 226 km đê đi qua n n đ t y u, trong đó 194
km đê h th ng sông H ng và 32 km đê h th ng sông Thái Bình, 137 km đê
vào tình tr ng c n n và thân đê đ u y u, kho ng 75 km đê có đ m ao sát chân đê
ch a đ

c x lý.



ng bão hoà g n nh không có đ h th p t th

ng l u v h l u.

ġ

ê không ch s t thành các cung nh mà có khi đê s t dài hàng tr m mét.

Hình 1.4 S t l đê
ġ Khi x y ra chênh l ch đ u n

c gi a sông và đ ng t 2 đ n 3 mét thì hi n t

xói ng m n n đê x y ra nhi u n i bi u hi n thành m ch s i, bãi s i n
t

ng s i th

ng x y ra trong các ao, gi ng ven đê và

ng

c đ c. Hi n

các khu v c mà t ng ph

không đ đ dày đ th ng áp l c th m.
ġ



tuy n trên nhi u vùng khác nhau. Không ph i hi n t

ng này ch x y ra đ i v i đê

đ p b ng ph

ng pháp thi công c gi i mà ngay c đ i v i đê thi công b ng th

công; không ph i ch x y ra đ i v i đê m i đ p mà ngay c đê đã đ p t hàng m y
ch c n m nay.

Hình 1.5 N t gây s t l , v đê
ġ Hi n t
m cn

ng th m t p trung hai bên mang c ng đã d n đ n h u qu v đê ngay khi
c sông

m c báo đ ng s I. Hi n t

ng s p vòm c ng làm cho dòng ch y

khoét g n h t m t và thân đê t o ra nguy c v đê ph i x lý r t khó kh n, t n kém
nh c ng N i Doi. C ng b lún không đ u, b n t ngay thân và c móng c ng x y ra
nhi u n i, cánh c ng b b c khi l đang lên cao và r t nhi u c ng b h h ng kh p
n i gây ra hi n t

ng s i ngay trong lòng c ng c ng là hi n t


ġ Khác v i đ p, đê làm vi c theo mùa. Hàng n m ch vào mùa l thân đê m i làm
vi c, còn vào mùa ki t thân đê

tr ng thái khô. Ngay trong mùa l , đi u ki n làm

vi c c a thân đê không ch ph thu c m c n

c l mà còn ph thu c th i gian

ngâm l kéo dài hay ng n.
1.2.3 Các bi n pháp b o v
đ ng b ng và trung du B c B , h th ng đê là công trình ng n l b o v tính
m ng, tài s n cho kho ng 18 tri u dân.
l

c phòng ch ng l .

ây là gi i pháp c b n lâu dài trong chi n

đ i phó v i các tr n l l n, đ m b o an toàn cho vùng h

du, các gi i pháp phòng, ch ng l đ

c s d ng:

1.2.3.1 Tr ng r ng phòng h
Nh m đi u ti t ngu n n

c cho các dòng ch y, các h ch a đ h n ch l l t, gi m


phòng h ven bi n, còn l i đ u là PH N.
ġ Vùng Tây Nguyên có 37 khu PH N và d án phòng h thu c Ch
ġ Vùng

ng trình 661.

ông Nam B có 43 d án PH N và d án phòng h 661 c a lâm tr

ng

và c p huy n, trong đó có 4 d án phòng h ven bi n.
Vùng

ng b ng Nam B có 46 d án phòng h (661) ven bi n, môi tr

h đ t ng p n
tr

ng, phòng

c và phòng h h t ng c s . Các d án thu c ph m vi lâm ng

ng có quy mô di n tích trung bình kho ng 7.000 - 12.000 ha, các d án còn l i

có quy mô nh h n, v i di n tích kho ng 2.000 - 3.000 ha, th m chí có khu r ng
phòng h môi tr

ng ch có di n tích 90 - 100 ha.

1.2.3.2 C t l b ng h th ng h ch a


c đ t ra. Nhi u b i đã đ

c g t th p và đã di chuy n đ

nhi u cho thoát l ).

c san phá, các đ

c khá nhi u nhà c a

ng và b cao đã

vùng bãi sông (gây c n tr