BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRẦN NGỌC QUYẾT
KHÓA 2014-2016

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP TƯỜNG
CHẮN ĐẤT CHO KHU VỰC ĐỒNG THÁP MƯỜI

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Vương Văn Thành

Hà Nội – 2016


LỜI CẢM ƠN
Tác giả trân trọng cảm ơn
PGS.TS. Vương Văn Thành người đã hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những
định hướng khoa học cho luận văn.
Cảm ơn các thầy chấm phản biện, các nhà khoa học, các chuyên gia của Viện
khoa học thủy lợi Miền nam, Hội đồng chấm luận văn, Khoa Sau đại học - Trường
Đại học Kiến trúc Hà Nội, Công ty Cổ phần Đầu tư và Xây dựng Tiền Giang
(TICCO), đã có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tác giả bổ sung, sửa chữa,

Phương pháp nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Cấu trúc luận văn
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP VÀ ÁP DỤNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT . 3
1.1 Khái niệm .......................................................................................................... 3
1.2 Phân loại ............................................................................................................ 3
1.2.1 Theo độ cứng ........................................................................................... 3
1.2.2 Theo Đặc điểm làm việc ........................................................................... 3
1.2.3 Theo vật liệu ............................................................................................ 5
1.2.4 Theo chiều cao ......................................................................................... 5
1.2.5 Theo kết cấu ............................................................................................. 5
1.3 Đặc điểm tự nhiên, địa tầng và thủy văn của khu vực Đồng Tháp Mười ............ 6
1.3.1 Đặc điểm tự nhiên .................................................................................... 6
1.3.2 Đặc điểm địa tầng .................................................................................... 8
1.3.3 Đặc điểm thủy văn ................................................................................. 12
1.4 Thực trạng sử dụng và một số sự cố thường gặp về tường chắn đất ở ĐTM ..... 15
1.4.1 Thực trạng sử dụng tường chắn đất ........................................................ 15
1.4.2 Một số sự cố thường gặp ........................................................................ 23
1.5 Nhận xét .......................................................................................................... 28


Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT TƯỜNG CHẮN
ĐẤT PHÙ HỢP VỚI KHU VỰC ĐỒNG THÁP MƯỜI ....................................... 30
2.1 Lý thuyết tính toán tường chắn đất.................................................................. 30
2.1.1 Khái niệm về các loại tải trọng ............................................................... 30
2.1.2 Các loại áp lực ngang lên tường chắn ..................................................... 30
2.1.3 Áp lực đất do tải trọng chất thêm ........................................................... 31
2.1.4 Các lý thuyết tính toán áp lực đất thường dùng....................................... 32
2.1.5 Ổn định tổng thể của tường chắn đất ...................................................... 37
2.1.6 Tính toán tường chắn đất sử dụng phần mềm Plaxis ............................... 41

BTCT

Bê tông cốt thép

BTCT DUL

Bê tông cốt thép dự ứng lực

DD & CN

Dân dụng và công nghiệp

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐTM

Đồng Tháp Mười

NXB

Nhà xuất bản

PTHH

Phần tử hữu hạn

QCVN


Các loại tường chắn đất [7], [15]

3

Hình 1.2

Các kiểu tường chắn lắp ghép [7]

5

Hình 1. 3

Tường đất có cốt [28]

6

Hình 1. 4

Địa hình vùng Đồng Tháp Mười [30]

7

Hình 1.5

Mặt cắt địa chất khu vực Đồng Tháp Mười [4]

8

Hình 1.6


Tường chắn đất rọ đá ven kênh, rạch tại Đồng Tháp

16

Hình 1. 12

Cấu tạo tường rọ đá

17

Hình 1.13

Tường chắn đất bằng cừ tràm [25]

17

Hình 1.14

Tường chắn đất bằng BTCT đúc tại chỗ

18

Hình 1. 15

Cấu tạo tường chắn đất bằng BTCT đúc tại chỗ [2]

19

Hình 1. 16


Sạt lở tường đá hộc tại huyện Châu Thành, Đồng Tháp

26

Hình 1.22

Sạt tường chắn tại Tràm Chim, Tam Nông, Đồng Tháp [33]

27

Hình 1. 23

Sạt tường chắn chợ Rạch Chanh TP.Cao Lãnh, Đồng Tháp

27

Hình 2. 1

Biểu đồ áp lực chủ động của đất khi các lớp đất khác nhau

31

Hình 2. 2

Áp lực đất chủ động, bị động của tường nhẵn

32


Số hiệu


Mảnh đơn giản hóa của Bishop [17, 142]

40

Hình 2. 8

Cấu trúc chương trình của Plaxis

43

Hình 2. 9

Mối quan hệ tuyến tính ứng suất-biến dạng

43

hình

Hình 2.10
Hình 2. 11
Hình 2. 12

Mặt chảy dẻo Mohr-Coulomb trong không gian ứng suất
chính [24]
Quan hệ ứng suất-biến dạng đàn dẻo lý tưởng [24]
Quan hệ hyperbol giữa ứng suất và biến dạng trong thí
nghiệm 3 trục chuẩn có thoát nước [24]

44


54

Hình 2. 18

Hình ảnh cừ bản BTCT DUL

56

Hình 2. 19

Tường chắn đất tại thị trấn Tân Thạnh – Long An

56

Hình 2. 20

Tường chắn đất kênh Đồng Tiến thị trấn Tràm Chim, Đồng
Tháp

56

Hình 2. 21

Neo tường chắn đất tại sông Tiền Giang

58

Hình 2. 22



Tên hình

hình

Trang

Hình 2. 27

Tường chắn đường lên cầu [32]

61

Hình 2. 28

Cấu tạo tấm panel tường và cốt neo [28]

60

Hình 2. 29

Hướng lắp đặt tấm panel [5]

64

Hình 2. 30

sơ đồ lắp đặt tấm panel ở hàng dưới cùng [32]

64


Hình 3. 5

Mặt cắt ngang cừ bản chữ C do hãng P.S. Misshubishi [20]

80

Hình 3. 6

Các trường hợp phá hoại của tường cọc bản [20]

82

Hình 3. 7

Sơ đồ tải xe tác dụng lên tường cừ bản [14]

83

Hình 3. 8

Mặt cắt ngang tường chắn đấtcừ bản BTCT DUL [19]

84

Hình 3. 9

Chuyển vị khi tường cừ bản không bố trí neo

86

93

Hình 3. 15

Hệ số ổn định tổng thề cừ bản lúc vận hành

93

Hình 3. 16

Vị trí tuyến kè+hố khoan khu dân cư P2 TP. Cao Lãnh [2]

95

Hình 3. 17

Hố khoan (HK4) khu dân cư P2 TP. Cao Lãnh [2]

98

Hình 3. 18

Mặt cắt ngang tường chắn đất bản góc [2]

99

Hình 3. 19

Sơ đồ tải xe tác dụng lên tường bản góc [14]


Tính ổn định tường bằng GEO-SLOPE (không cừ tràm)

106

Hình 3. 24

Tính ổn định tường bằng GEO-SLOPE (có cừ tràm)

106

Hình 3. 25

Hệ số ổn định tổng thề tường bản góc lúc thi công

107

Hình 3. 26

Hệ số ổn định tổng thề tường bản góc lúc vận hành

107

Hình 3. 27

Biểu đồ Moment, Lực cắt, Lực dọc tường bản góc

108

Hình 3. 28



Bảng 2. 3

Nhóm chỉ tiêu công nghệ thi công và điều kiện thi công

68

Bảng 2. 4

Nhóm chỉ tiêu về kinh tế các kiểu tường chắn đất

69

Bảng 3. 1

Các chỉ tiêu cơ lí của đất nền kênh Đồng Tiến [19]

74

Bảng 3. 2

Kết quả thí nghiệm cắt cánh kênh Đồng Tiến [19]

75

Bảng 3. 3

Kết quả thí nghiệm nén cố kết [19]

75


Bảng 3. 9

Hệ số ổn định tổng thể tường cừ bản

94

Bảng 3. 10

Hệ số áp lực chủ động (a) – bị động (p) tường bản góc

101

Bảng 3. 11

So sánh kết quả nội lực Plaxis và SAP2000 tường bản góc

108


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển chung về công nghệ xây dựng của đất nước. Khu vực
Đồng Tháp Mười có sự phát triển vượt bậc về xây dựng các công trình dân dụng,
công trình cơ sở hạ tầng giao thông, cầu, cảng, các tuyến đê bao, kè… những sự
phát triển này đòi hỏi yêu cầu xây dựng các tường chắn đất mố cầu, nền đắp, mái
dốc.
Mặt khác Đồng Tháp Mười có địa hình trũng lầy ở đồng bằng sông Cửu

Nghiên cứu lý thuyết, chọn lọc các tài liệu và kế thừa kết quả nghiên cứu của
các đề tài nghiên cứu khoa học và các dự án khác có liên quan;
Thu thập tài liệu liên quan bao gồm tài liệu về địa tầng, tài liệu về tường
chắn đất ở vùng Đồng Tháp Mười;
Sử dụng các phần mềm đã có để để tính toán tường chắn đất.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học:
-

Nghiên cứu điều kiện địa kỹ thuật ở khu vực Đồng Tháp Mười

-

Phân tích làm rõ phạm vi áp dụng và phương pháp tính toán các loại tường

-

Đề xuất được một số giải pháp tường chắn hợp lý cho khu vực nghiên cứu.

b. Tính thực tiễn của đề tài
Là tài liệu tham khảo cho các kỹ sư khi thiết kế tường chắn đất tại vùng
Đồng Tháp Mười.
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung chính của luận văn có ba chương:
Chương 1: Tổng quan về giải pháp và áp dụng tường chắn đất.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán và đề xuất tường chắn đất phù hợp với
khu vực Đồng Tháp Mười.
Chương 3: áp dụng các giải pháp tường chắn đất cho khu vực Đồng Tháp
Mười.


a) Tường chắn đất nằm trong vùng có (hoặc không) bị ngập nước chua,
phèn, điều kiện thi công thuận lợi, địa tầng đất yếu ≤ 5m không bị áp lực về tiến độ
xây dựng thì sử dụng tường BTCT dạng bản góc đổ tại chỗ trên nền có xử lý đất
yếu bằng cừ tràm.
b) Tường chắn đất bị tác động mạnh của xói lở, nằm trong vùng ngập nước
chua, phèn, bị áp lực về tiến độ xây dựng, có yêu cầu ràng buộc vì hạn chế giải
phóng mặt bằng, địa tầng đất yếu > 5m thì sử dụng tường cừ bản BTCT DUL ngàm
vào trong đất với chiều sâu ngàm Lngàm = (2÷3)Hb và vị trí đặt neo ở độ sâu Hneo=
(1/4÷1/3)Hb (Hb là chiều cao của phần công xon tường chắn). Tuy giá thành cao hơn
loại trên nhưng việc sử dụng loại tường chắn này là thuận lợi do có ưu điểm về thời
gian thi công, ít chiếm mặt bằng và giá thành thấp nếu được sử dụng trong điều
kiện địa chất thích hợp.


113
Kiến nghị
Cừ bản BTCT DUL được nghiên cứu áp dụng nhiều năm ở Nhật Bản, nhưng
ở Việt Nam mới trong giai đoạn thử nghiệm (theo thiết bị và công nghệ của Nhật
bản). Hiện nay Việt Nam đã bắt đầu chế tạo thi công thành công một số dự án,
nhưng để khai thác và tận dụng triệt để những tính năng ưu việt của cừ bản BTCT
DUL Nhà nước cần ban hành các tiêu chuẩn thiết kế và thi công loại cừ này.
Phải có các thí nghiệm quan trắc chuyển vị (đứng, ngang) tại hiện trường để
đánh giá kết quả của phương pháp tính toán và có những điều chỉnh lý thuyết (nếu
cần).
Trong thời gian tới cần tiếp tục nghiên cứu về phương pháp tính toán, nâng
cao công nghệ áp dụng để thi công cừ bản BTCT DUL có chiều dài lớn hơn 21 mét
cho phù hợp với vùng đất yếu rất dày ở vùng ĐTM.
Đề tài “Nghiên cứu, áp dụng giải pháp tường chắn đất cho khu vực Đồng
Tháp Mười” mới dừng lại ở mức độ áp lực đất, tải trọng bên trên ở dạng phân bố đều,
mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng là dạng tường mềm có một hàng neo chịu

10. Vương Văn Thành - Nguyễn Đức Nguôn - Phạm Ngọc Thắng (2012), Tính
toán thực hành nền móng công trình dân dụng và công nghiệp, Nxb Xây dựng
(tái bản), Hà Nội.
11. Vũ Minh Tuấn (2013), Thiết kế và thi công tường cừ, Nxb Xây dựng, Hà Nội.
12. Đào Văn Tuấn (2011), Công trình đê chắn sông và Bảo vệ bờ biển, Nxb Xây
dựng, Hà Nội.
13. Tiêu chuẩn 22TCN 219-94 (1994), Công trình công trình cảng sông – tiêu
chuẩn thiết kế, Bộ Giao thông vận tải, Hà nội.


14. Tiêu chuẩn 22 TCN 262-2000 (2000), Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô
tô đắp trên đất yếu – tiêu chuẩn thiết kế, Bộ Giao thông vận tải, Hà nội.
15. Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9152:2012 (2012), Công trình thủy lợi - Quy trình
thiết kế tường chắn công trình thủy lợi, Hà nội.
16. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 (1985), Tiêu chuẩn thiết kế Công trình
thủy lợi, Hà nội.
17. Nguyễn Uyên, Trịnh Văn Cương (1999), Cơ học đất tập 1, tập 2 (bản dịch R.
Whitlow), Nxb Giáo dục, Hà Nội.
18. Viện khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường (2010), tác động của biến
đổi khí hậu lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng, Hà Nội.
19. Viện khoa học thủy lợi Miền Nam (2014), Dự án đầu tư nạo vét kênh Đồng
Tiến – Lagrange tỉnh Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang, Tp.HCM.
20. Viện khoa học thủy lợi Miền Nam (2004), Hoàn thiện công nghệ thiết kế, chế
tạo và thi công cừ bản BTCT DUL cho các công trình giao thông, thủy lợi và
xây dựng, Tp.HCM.
21. Trần Văn Việt (2010), Cẩm nang dùng cho kỹ sư Địa kỹ thuật, Nxb XD, Hà Nội
Tiếng Anh
22. GEO-SLOPE International LTD-User’s guide geostudio (2007);
23. Japanese Industrial Standards (JIS) JIS A5373:2004 Precast Prestressed
concrete products;