Tình trạng sạt lở bờ sông ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói chung và trên địa bàn thành phố Cần Thơ nói riêng đang diễn biến rất phức tạp. Theo báo cáo của các chuyên gia, hiện tượng sạt lở ở ĐBSCL có liên quan đến một số nguyên nhân cơ bản sau: (1) Biến đổi khí hậu (nước biển dâng), (2) Khai thác cát trên sông, (3) Hiện tượng sụt lún đất bề mặt, (4) Sóng biển lớn hơn, (5) Xây dựng đê bao, (6) Xây dựng đập thủy điện trên sông và (7) Phát triển đô thị (Hùng và ctv., 2019). Có nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tìm hiểu về nguyên nhân gây mất ổn định bờ dọc theo các sông lớn như sông Tiền, sông Hậu. Tuy nhiên do nhu cầu đô thị hóa đã thúc đẩy việc xây dựng công trình ở các khu vực ven đô dọc theo các sông rạch nhỏ đang diễn ra mạnh mẽ, hiện tượng sạt lở nơi đây cũng xảy ra rất phổ biến nhưng lại chưa có nhiều nghiên cứu cho các trường hợp này. Do đó, nhóm tác giả đã lựa chọn đoạn sông cuối Rạch Cái Sâu nối ra sông Hậu thuộc dự án Khu dân cư 586 của Thành phố Cần Thơ là địa điểm nghiên cứu. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của tải ngoài do xây dựng công trình và việc hạ thấp mực nước sông lên hệ số an toàn tổng thể mái dốc của bờ sông.

Một số nghiên cứu liên quan được tổng hợp như sau: quy luật diễn biến xói lở bờ, suy thoái rừng ngậm mặn (Hoằng & Thanh, 2018); tình trạng xói lở bờ sông, kênh, rạch tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau (Hoằng, 2018); đánh giá lún lệch nền đất yếu dưới nền đường đắp ven sông (Sơn, 2018); đánh giá ảnh hưởng của các phương án bố trí đê phá sóng xa bờ (Chương & Hoằng, 2018); đánh giá biến động mực nước và ngập lụt vùng hạ du sông Sài Gòn dưới tác động của đô thị hóa (Quỳnh và ctv., 2018); khai thác nước ngầm phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt, mực thủy triều đang gia tăng nhanh chóng cùng với việc xây đập ở thượng nguồn sông Mekong là những nguyên nhân gây sụt lún đất, sạt lở bờ ở ĐBSCL (Hùng và ctv., 2019); gia tăng tải trọng ven bờ do tập quán sinh sống của người dân miền tây nam bộ là tập trung ven sông để thuận tiện cho việc đi lại bằng phương thức giao thông đường thủy cùng với việc phát triển đô thị ngày nay, việc xây dựng nhà cửa kiên cố và đường xá ven sông đang là xu thế trong những thập niên qua (Búa, 2010; Bằng và ctv., 2021; Phát và ctv., 2022); dữ liệu báo cáo của Ban chỉ đạo trung ương về phòng chống thiên tai trên trang Bản đồ trực tuyến quản lý sạt lở cho thấy số lượng các điểm sạt lở của ĐBSCL đang gia tăng rất nhanh trong những năm gần đây (Hoành, 2015; Hoài và ctv., 2019)… Nhìn chung, các nghiên cứu trên đã cung cấp những thông tin quan trọng trong việc đánh giá thực trạng diễn biến, xác định nguyên nhân gây xói lở bờ sông, kênh, rạch trong quy hoạch, xây dựng phát triển và thích ứng với tình hình biến đổi khí hậu.

Nghiên cứu được tiến hành thực hiện tại cuối trục đường Bùi Quang Trinh thuộc khu dân cư 586, phường Phú Thứ, quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ; ven rạch Cái Sâu đoạn cuối nối ra sông Hậu. Một hố khoan địa chất được thực hiện đến độ sâu -37 m qua 5 lớp đất, lấy mẫu thí nghiệm mỗi 2 m theo độ sâu hố khoan. Công tác lấy, bao gói vận chuyển và bảo quản mẫu theo TCVN 2683-2012, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn tại hiện trường theo TCVN 9351-2012 và các tiêu chuẩn thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đất trong phòng. Lớp 1 (CH) là đất loại sét màu xám xanh, trạng thái chảy, lớp 2 (CL1) là đất loại sét lẫn ít cát màu xám xanh, trạng thái chảy, lớp 3 (CL2) là đất loại sét lẫn ít cát màu xám nâu tím, trạng thái dẻo mềm, lớp 4 (OH) là đất loại sét hữu cơ màu xám đen, trạng thái dẻo mềm và lớp 5 (CL3) là đất loại sét lẫn nhiều cát màu xám nâu, trạng thái dẻo cứng chưa kết thúc trong hố khoan. Nhìn chung, các lớp đất từ 1 đến 4 có sức chịu tải yếu, biến dạng lớn; riêng lớp 5 có sức chịu tải tốt và biến dạng nhỏ. Tuy nhiên, do tải trọng khảo sát trong nghiên cứu tương đối nhỏ nên trong mô hình chỉ mô phỏng nền đất đến độ sâu -25 m tương ứng với 3 lớp đất đầu tiên của nền. Phần mềm Plaxis 2D được sử dụng để phân tích về cường độ và hệ số an toàn tổng thể của mái dốc bờ sông (Brinkgreve, 2007).

Từ kết quả nghiên cứu về sự biến động của hệ số an toàn bờ sông theo các cấp tải trọng tác dụng bên ngoài và theo sự thay đổi mực nước sông, một số kết luận được rút ra như sau:

(1) Hệ số an toàn tổng thể của nền đất ven bờ giảm dần tương ứng với các cấp tải trọng được áp trên nền tăng lên. Khi nền đất ở trạng thái cân bằng tới hạn, những tác động dù rất nhỏ của ngoại lực đều gây cho mái dốc bờ sông mất ổn định. Nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa tải trọng và hệ số an toàn của mái dốc bờ sông là bậc cao. Hệ số an toàn giảm nhanh tương ứng với sự gia tăng của tải trọng tác dụng trên bờ sông.

(2) Khi tải trọng được giữ cố định ở tải trọng làm việc, mực nước sông ở vị trí bằng với mặt đất tự nhiên là trường hợp ít ảnh hưởng lên hệ số an toàn tổng thể của mái dốc nhất. Khi mực nước sông bắt đầu giảm xuống dần thì hệ số an toàn tổng thể của mái dốc bờ sông giảm theo tương ứng. Vùng phá hoại được khảo sát cũng phát triển theo hướng mở rộng cho đến khi hoàn chỉnh tương ứng với độ giảm sâu của mực nước sông. Kết quả này cho thấy sự ảnh hưởng của áp lực nước sông lên độ ổn định tổng thể của mái dốc bờ sông khi chịu tác dụng của tải ngoài là quan trọng và đáng kể.

Hướng đề xuất phát triển là xây dựng mô hình nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực nước ngầm đến sự ổn định mái dốc bờ sông đồng thời dưới tác dụng của tải ngoài.