Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ổn định mái hạ lưu đê biển khi có sóng và triều cường tràn qua với giải pháp khắc phục bằng cỏ có gia cố

LỜI CẢM ON

Sau một thời gian học tập, nghiên cứu, được sự giảng day, giúp đỡ của các thầy

cô giáo trường Đại học Thủy Lợi và sự cổ gắng, nỗ lực của bản thân, đến nay luận văn

'Nghiên cứu én định mái hạ lưu dé biển khi có sóng và triều cường tràn qua với giảipháp khắc phục bằng có có gia cÊ” đã hoàn thành Trong khuôn khô của luận văn, vớicốt quả nghiên cửu còn khiêm tin tác gi hi vọng có thé đóng góp một phin nhỏ trong

việc nghiên cứu một vin đề còn tương đổi mới mẻ ở Việt Nam,

“Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp

đã tạo điều kiện cho táci wong suốt quá tình học tập và thực hiện luận văn Đặc

biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thiy giáo, GS.TS Ngô Tri Vieng,

người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả tong quá tình thục hiện luận văn Xinkính chúc thầy thật nhiều sức khỏe để tgp tục cổng hiển cho nn khoa học và giáo dụcccủa nước nhà Tác giả cũng xin chân thành cảm on NCS Nguyễn Văn Thìn đã tạo điềukiện giúp đỡ trong quá tinh thực hiện luận văn.

Mặc dù đã rất cố gắng, nỗ lực trong quá trình thực hiện luận văn nhưng do thờigian và năng lực nghiên cứu cồn hạn chế nên luận văn chắc chin còn có những thiếuxót Tác giả mong nhận được sự góp ý, chi bảo của quý thy cô, bạn bè, đồng nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 02 năm 2012Tác gi

Phạm Văn Tuấn

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

LỜI CAM KET

‘Toi là Phạm Văn Tuần, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng

tôi Những nội dung và kết quả trình bày trong Luận văn là trung thực và chưa được ai

công bé trong bất kj công tinh khoa học nào

“Tác giả

Pham Văn Tuấn

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VE sDANH MỤC BANG BIEU 8PHAN MO DAU 9CHUONG 1 TONG QUAN HINH THUC VA KET CAU BAO VE MÁI HẠ LƯU.ĐỂ BIỂN KHI CÓ NƯỚC TRÀN QUA "

1.1 Ting quan các đ biển thường có nước biển trần qua "1.1.1 Đê biển Bắc Bộ (từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa), i

1.12 Dé bin Trung Bộ (ir Thanh Hóa đến Thuận Hãi) R

1.13, Dé bién Nam Bộ (vr Đồng Nai đến Kiên Giang) "

1.2 Các giải pháp bio vệ mái đề da được áp dung 15

1.2.2, Bảo vệ mái bằng thực vật 21.2.3, Một số kết cầu bảo vệ mái khác 25

1.3 Đặc điểm va điều kiện fim việc 2»

L4 Dính gid nguyên nhân hư hỏng mái 2”14.1 Nguyên nhânhư hỏng do lũ sông 2»1.42 Nguyên nhân ti pha bién 3014.3, - Nguyên nhân dothiếtkế 311.44, Nguyên nhân do thi công công trình 314.5 - Nguyên nhân do quản lý 39

L5 Nhận xétvà kết luận 39'CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC: 412.1 Cơ chế phá hoại dé biển do sóng tràn 412.2 Ting quan vé nghiên cứu sóng trần qua để trong điều kiện bão 4

2.22 Lưulượng sóng tràn qua định để 4223 Dòng chảy sóng tràn rên định để 482.3 Tổng quan về nghiên cứu xối mái hạ lưu để biển khi có sóng tràn qu 53

2.3.1, Mô hình vật lý về khả năng chịu xói của mái dé phía đồng dưới tác dụng.

của sống trần 33

Hoe vên: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIEC2L

2.3.2 Mô hình hóa xói mái trong dé biển mái cỏ 6024 Nhận xét 6'CHƯƠNG 3 UNG DUNG TÍNH TOÁN CHO MỘT DOAN DE KHI CÓ SONGTRAN QUA 67

3.1, Giới thiệu chương trình 67

3.11 Cơaởl thuyết 63.12 Giới thiệu về churong trình BREID T0

3.2 Các bước thực hiện 132.1 Các điều kiện đầu vào n3.22, Các bude thục hiện 73

324 Kếtguảtính toán n

3.24, Nain xết kết quảtínhtoán 793.3 Giới thiệu về công nghệ lưới địa kỹ thuật (Geogrid và ô địa kỹ thuật

(Geocell trong gia cổ ôn định nền và mái dốc s0

33.1, Lưới dia ky thuật (Geogd) 80

3.3.2, Ô địa kỹ thuật (Geocell), 81

34 Một số kết qua th nghigm xác định khả năng chịu xối cia mai cô có gia cổ 833441 Đối với cd không gia curing gã342 Đối với mái cô được gia cd bằng Geogrid 6,5x6,5em M343 - Đối với mái cô được gia cổ bing geogdd 3.9x3,9em s0

3⁄44 Đối với mái có gia cổ bằng geocel 93KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 98

1 Những kết quả đạt được 98

2 Ton tại và kiến nghị 100“TÀI LIEU THAM KHẢO 101

Hình 1-1Hình 1-2.Hình 1-3.

Hình 1-4

Hình 1-5.Hình 1-6.

Hình 1-7

Hình 1-8Hình 1-9.Hình 1-10.Hình 1-11Hình 1-12,Hình 1-13.Hình 1-14.Hình 1-15.Hình 1-16.Hình 1-17Hình 1-18.Hình 1-19,Hình 1-20.Hình 1-21Hình 1-22.Hình 1-23.

Hình LHình 2-1Hình 2-2.Hình 2.3Hình 2Hình 2-5

Hình 2Hình 2-7.Hình 2-8.

DANH MỤC HÌNH VE

Mặt cắt điển hình để biển Bắc Bộ, 2

"Để Tiền Lang, Hải Hậu, Nam Định sau bão số 7 (2005) ø

Mặt hình đê bién Trung Bội latuyển đê biển Cảm Xuyên (Hà Tĩnh) bị sóng biển trần vào cuốn trồi 14

Mặt hình đê biên Nam Bộ 15

CCấu tạo các lớp mái kè 16

Kè mái dé biển bằng cục bê tông iên kết mảng "Ke mái để biển bằng bê tng nhựa đường ở Hà Lan 18Cau kiện T,-178 18“Chân kề kiểu rãnh chôn, cọc chôn 19“Chân kỳ kiểu máng bó cành cây 19‘Chan kè kiểu cọc ctr 19“Chân kề kiểu đá đổ 19Chin kỳ ống buy 20

“Tiếp giáp giữa dng buy tròn và dng buy lục lãng 20

Một số kiểu ting lọc 21Mat sé loi vải địa ky thuật 21

Mô hình trồng cò é 24

“rằng cỏ Vetiver trên mái để biển 24Trồng cô kết hop +Thâm da và rọ đá 26“Thảm bằng các cầu kiện bê tông lắp ghép, m‘Tham bằng tú cát ”Co chế phi hoại để biển 4Một số dang để kỳ bị hư hông do sóng tràn 4Sóng tần qua dinh đề 45“Các dang sóng vỡ: nhảy vỡ và ding vỡi 4

Sơ đồ tính toán chế độ dòng chảy (vận tốc, độ sâu) sóng tràn trên đỉnh đê

mái phía trong (Schitrumpf và Oumeraci, 2005) 48Mo hình thí nghiệm tý lệ nhỏ 49Mô hình thí nghiệm ty lệ lớn 49“Các thông số sóng trần ở mái phía biển 50

Hoe vên: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIEC2L

Hình 29 - Các thông số sóng tràntrêndinhđề sỉHình 2-10 Các thông số sóng tràn ở mái phía đồng 52

Hinh 2-11 Đường cong chịu sói của cỏ gia cổ mái dé là hàm số của Iu tốc giới hạnchịu xói và thời gian đồng chy trăn heo Hewlet etal 1987) ssHin 2-12, Khổ niệm lớp fo cỏ (Mui, 1999) 55Hình 2-13 Phan loại mái cỏ theo VTV 2006 (Ha Lan) 55

Hình 2-14 Két qua thi nghigm mấy xa sóng, q~75 «im ho xóilớn nhất xuất hiện

tại vị tí chuyển tiếp với phương ngang (chân đ) (Akkerman và cộng sự, 2007) S6Hinh 2-15 - Hệ thống gia cường cỏ thông mình (SGR geogrids) 37

Hình 216, Kéequ SGR,q= 50 ươmighigm với mái cỏ gia cường vi

(Akkerman và cộng sự, 2007) 58

Hình 2-17 Thí nghiệm máy xả sóng cho dé biển Dé Son - Hai Phòng 58

Hình 2-18 Thi nghiệm máy xả sóng cho dé biển Nam Định 59Hình 2-19 Đường cong én định của mái cỏ (Van den Bos, 2006) @

Hình 2-20 - Kết quả kiểm định mô hình với thí nghiệm máy xa sóng (Akkerman vài

cộng sự, 2007), q = 50 im, xói mái có xuất phát từ một điểm hư hỏng nhân tạo bankích thước Sem x Im x Im, 64

Hình 2-21 Kết quả kiểm định mô hình với thi nghiệm máy xả sóng, mái dat sét

(Akerman và cộng sự, 2007), lưu lượng trung bình auc = 10 m, 6

Hình 2:22 Mô phỏng xói mai cỏ đồng nhấtcho thấy hỗ x6i lớn mht ở chân 6ố

(a) 6 chit lượng trung bình q= 112 Vm (b) cô chất lượng kếm q =5019/m 65

Hình3-1 _ Phânbổ lưu tốc đồng chảy sóng tràn rên mái 68Hình 3-2 Thay đổi mat d6 18 có (RAR) theo độ sâu (Tuan và Oumeraci, 20098) 70Hình 33 Giao diện chương tinh BREID TaHình 3-4 Cấu tạohìnhhọc va hop phủ mái để BHình 3-5 Môhình hóa sóng trànđề 1

Hình 3-6 Biến đổi mực nước tại một vị trí trên mái (t=1h40" đến 4h trong bão) 75

Hình 3-7 Kếtquẻ mô hình x6i ti chân để biển theo thời gian 16

Hình 3:8 _ Kết quả mô hình x6i ti mái để phía đồng theo hỏi gian 16

Hình 3.9 Xốivới mai ti chuẩn n

Hình 3-10, X6i do mái cò hư hỏng n

Hình 3-11, X6i tai vit lop cỏ mong 8

Hình 3-12 X6i do lớp dit sét không đồng đều 1

Hình 3-13 Xối mái cho tường hợp chất lượng cỏ trung bình 79

Hình 3-14 Các loại lưới địa kỹ thuật 81Hình 3-15 Sản phim Geocell 81Hình 3-16 Geocell bio vệ mi 82Hình 3-17 Geocell bio vệ mái kênh 82

Hình 3-18, Geocell bảo vệ bờ kênh - hỗ chứa s2

Hình 3-19 Geocell gia cổ nền 83

Hình 3-20, Tim Geogrid dat cách bé mit Sm (a:tim geocell ích b mat 9em (b)

3Hồ xối sau 30 con sóng 84Sự phát iễn của độ sâu hồ sới theo tồi gian aHình 3-23, _ Vj rixoithign xối trên thám có gia cổ geogdd 656 Som 85Hình 3-24, Hưhỏng tai vi tri GA sau 30 con sóng 85Hình 3.25 Hưhöng ta vi tr GAL sau 6 gid thí nghiệm s6Hình 3-26 HưhỏngtạivjuíGÀI sau 12 giờ thí nghiệm s6Hình 3-27 Hư hỏng tại vị trí GAI sau 18 giờ thí nghiệm 87Hình 328 Hirhong tal vi tri GAL sau 24 giờ thí nghiệm 87Hình 329 Hưhöng tai vi tri GAL theo thời giản 88Hình 3-30 Hư hỏng ai vi tri GA2 sau 30 con sóng 88Hình 3-31 Har hong tiv ef GA2 theo tời gian 89Hình 3.32 Đường bao hé x6i tg vi tí GAL và GA2 sọHình 333 Hưhỏng ta v tr GB sau 30 con song 90Hình 3-34 Hưhông tai vi rf GB sau 6 giờ th nghigm 90Hình 3-35 Hưhỏng tiv rf GB sau 12 giờ thí nghiệm 9LHình 336, HưhônggivịíGD sau lŠ giờ thí nghiệm 91Hình 557 Hurhong ti vi rf GB sau 24 giờ thínghiệm %

Hình 339 Đường bao yh x6i tg v ưí GB theo ti gian %3Hinh 340 Hirhong tiv tf GC sau 30 con sống 93Hình 3-41 Hirhéng ta vi ti GC sau 6 giờ tht nghiệm osHình 342 Hưhöng tai vi tri GC sau 12 giờthínghiệm 98

inh 3-43, Hirhong tiv rf GC sau 18 giờ thínghiệm 95

Hình 3-44 Hưhöng ta vi tr GC theo tht gián 95

Hình 3-45 Đường bao đấy hồsối ta vi tf GC theo thai gian 96Hình 3-46 - So sánh phạm vi mở rộng hỗ xói theo thời gian 97

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng2-l Tiêu chuẩn sóng trần (Eurotop, 2007) 45Bang 22 — Các tham số co ban chi phi tinh chit sing tràn qua để 46

Bing 2-4, - Giấiciahệsổ a, 51

Bảng 3-1 Các tham số tin toán cho module sống tràn kìBảng 3-2 — Các tham số ding để tính toán x6i mái có, 1Bảng 3-3 - Các ưrường hop tinh ton 1%

Bảng 3-4 Kết qua tính toán x6i mấi cỏ (đoạn trên mái) 79

Bảng 35 Phânchmậtđộrễcó 83

Bảng 3-6 Ting hợp kết quả thi nghigm 96

PHAN MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

"Việt Nam có 3260km bờ biển, 89 cửa sông và hơn 3000 hòn đảo Trái dài dọc theo

, dầu khí,

ba biến là 29 tinh thành với các thành phổ lớn, hải cảng, các khu công nghiệ

các khu đánh bắt và nuôi trồng thú; „ đã tạo cho đắt nước ta một tiém năng to lớntrong phát tiển kinh tế biển và vùng cửa sông ven biển Đó cũng là cửa ngõ của cảnước 4 mở rộng giao lưu, hội nhập với các nước và là địa ăn thuận lợi để thu hút đầutư phát tiển

Hiện nay, phát triển kinh tế biển là một trong những chiến lược quan trọng của

Đảng và Nhà nước Trong chiến lược phát triển kinh tế biển thi xây dựng cơ sở hạ ting,

trong đó hệ thống để in là quan trong nhất vì nó là lá chắn đảm bảo an toàn và ổn

định dn cư, các công trina ting cho công cuộc phát triển

Hệ thông để biển của chúng ta hình thành từ rt sớm, được xây dựng, bai trúc, phát

triển theo thời gian và do rất nhiều thể hệ người Việt Nam thực hiện Be chủ yêu là đề

dt vậliệu lấy tại chỗ và do người dân địa phương tự đấp bằng phương pháp thủ côngTrong những năm gần đây hệ thống dé biển đã được quan tâm đầu tư, củng cổ,

ấp thông qua các dự án như PAM 4617, OXFAM, EC, CARE, ADB Đặc biệt, ngày

14/03/2006 Thủ tướng Chính phủ đã ra Quyết định số 58/2006/QĐ-TTg phê duyệt

chương trình đầu tự, củng cổ, bảo vệ và năng cấp đê biễn hiện có tại các tỉnh có đê từQuảng Ninh đến Quảng Nam Tiếp đó, ngày 27/05/2009 Thủ tướng Chính phù có

Quyết định số 667/QÐ-TTạ phê duyệt chương trình củng cổ, nâng cấp hệ thống đề biểnnâng

từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang.

Hiện nay để biển Việt Nam chưa thé nói là ôn định vì để biển hiện tại thiết kế chỉ

See Thực tế nhữngfy thiệt hại về người

chống được bão te cấp 10 trở xuống và mực nước tru ví

suất th

năm gin dây đã xiy ra bão cấp 11, 12 vượt quá th

và của Bão mạnh thường kèm theo nước ding, đồng thời iều cường làm sóng đánh

trực tiếp vào đê biển và tràn qualây xói 16 và vỡ đê, làm ngập lụt trêncây thiệt hại lớn cho vùng ven biển.

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

ec tuyển để ở

Mặt khác, do quan điểm đ không cho phép trần nước nên

nước ta mới chỉ được gia cổ chống sóng cho mái thượng lưu bằng nhiễu loại kết cấu

Khác nhau, mái hạ lưu chỉ được trồng cỏ với mục đích chống x6i do mưa Vì vậy khi để

tiễn2 Mục

va đi sâu vào biện pháp trồng cô,của đề t

cứu các biện pháp gia cố mái hạ lưu dé biển bằng các biện pháp khác nhau.

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

~ Tổng kết, đánh giá các biện pháp gia cổ mái hạ lưu

- Bằng mô hình toán kết hợp thực nghiệmKết quả đạt được

~ Tổng kết, đánh giá ưu nhược điểm của các biện pháp gia cổ mái hạ lưu- Tìm được giả pháp tối ưu v8 gia cổ mái

~ Ứng đụng tinh toán cho một đoạn đê thực tẾ5 Nội dung của luận văn

~ Phần mở đầu

"hương 1: Tổng quan hình thức vàtràn qua

- Chương 2: Cơ sở khoa học

Chương 3: Ứng dụng tính toán cho một đoạn dé khi có sóng trần qua~ Chương 4: Kết luận và kế

~ Tài liệu tham khảo.

lu bảo vệ mái hạ lưu đê biển khi có nước

in nghị

CHUONG 1 TONG QUAN HÌNH THỨC VA KET CAU BẢO VỆ MÁI HẠLƯU DE BIEN KHI CÓ NƯỚC TRAN QUA.

1L Tổng quan các đề bién thường có nước biễn tran qua

Hệ thống dé, kè biển và cửa sông là lá chắn đảm bảo an toàn và 6n định dân cư, các

công trình ha ting cho công cuộc phát triển của các nước có biển Các quốc gia có birbiển trên thể giới hing năm đã phải đổ không biết bao nhiêu tiền của vào các công trình

bảo vệ ber bn, đặc biệt trong các năm gắn đây thời it, bão lũ khắc nghiệt Vấn để satlờ bờ, các bidhọa từ biển gia tăng đột bi lóng bong trên toàn.và trở thành vẫn

Bờ biển nước ta trải đài từ Bắc vào Nam Ba miễn Bắc, Trung, Nam có đặc trưngkhí hậu, sắc thái đị hin khác nhau Trong thực, nhiệm vu cũng như cấu tạo mặt cất

đêbihi vùng miền có những đặc trưng khác nhau.

1.1.1 Đề biển Bắc Bộ (từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa)

"Để biển miễn bắc thuộc loi lớn nhất cả nước tập trung chủ yến ở các tỉnh HảiPhòng, Thái Bình và Nam Dinh, Đây là vùng bién có biên độ thủy triểu cao và nướcdang do bão rất lớn ĐỂ bảo vệ sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, ác tuyển đ biển,để cửa sông ở khu vực này đã được bình thành từ rất sớm và cơ bản được khép kín“Tổng chiều dài dê biển, để cita sông miễn bắc khoảng 6807lm Trong dé có trên430km đề trực tgp với bién và đê cửa sông 248,9 km Dưới để có 392 cổng lớn nhỏ và

214.6km kè đá bảo vệ

Mặt cit đề có dang hình thang, mặt dé rộng từ 3 + Sm, mái dé phía biển

phía đồng m =2 + 3.Cao độ định đê biến đổi từ đ = 5m,

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

(1)< Thân de (2) - Ke bảo vệ mái biển

(3) - Tường chấn sóng (4) ~ Chin khay phía biển

Hình 1-1 Mặt cắt điển hình để biển Bắc BO

“Thực tế cho thấy đê biển Bắc Bộ én định trong điều kiện khí tượng hai văn ở mứcbình thường; mức nước trigu trung bình đến cao, có gió cấp 8 trở xuống Khi đề làmviệc trong điều kiện triều cường có gió bão trên cắp 9 và nước dâng lớn, phần lớn đê bịsóng trần qua đỉnh đổ xuống mái phía đồng làm sat sập cả mái phía đồng dẫn đến vỡ

Khác với vùng cửa sông đồng bằng Bắc Bộ, chủ yếu là bi còn các cia sông miễn

Trong có thể thay đổi vị tí tuỳ theo tính chất của từng con lũ Do đồ tuyển để cửa sông

urge dip theo tuyển Không có tuyển để quai Kin biển và cũng không có tuyển để dựphòng như đê biển ở đồng bằng Bắc Bộ,

Đề biển miễn Trung có chiều dai 1 410,86km, trong đó đê trực tiếp biển 470,54km,chiều đài tuyến để cửa

biển Bắc Bộ Dưới dé có tr

ng và ven biển miễn Trung lớn gắp 2 lần để cửa sông và ven300 cổng lớn nhỏ, gin 150km kè và trên 200km cây chắn

song bảo vệ.

Mia bão nước biển nước biển tn vào làm nhiễm mặn đồng ruộng Mặt khác, do

đặc điểm địa hình, khí hậu, mùa kiệt thiểu nước cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt.

Do vậy, in miễn Trung tr thành yêu cầu cấp bách để bio vệ sản xuắt và đời sống

te đc

Hình 1-3 Mặt cắt didn hình dé biển Trung Bộ

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

BE biển miền Trung ổn định trong diéu kiện khí tượng hải văn bình thường,

mực nước triều trung bình đến cao, gió dưới cấp 7 và không có mưa lũ nội đồng Hư

“Trang là do sóng tran qua mặt đề Bão vào miễn Trung.hỏng phổ biển của để

thường gây mưa lớn Tuy số lượng cổng ở để biển miền Trung nhiều 3Km/céng nhưng

trần vào đồng, hệ thống cổng vẫn không đủ năng lực thoát nén nước thoát ra sông bingdo địa hình đốc, lũ tập trung nhanh nên nhiều vùng phía trên cửa sông nước từcách tàn qua để Trong tường hợp này triểu càng thấp thì cing bị h hỏng nặng do“chênh lệch cột nước thượng lưu (phía đồng) và hạ lưu (phía biển hoặc sông) lớn Do.

vây vin dé đặt ra với đề min Trung chính và vấn đề nước vào ra BE phải đủ cao tình

để chẳng lại bão nhưng phải có hệ thống tiêu nước từ đồng ra sông, ra biển đủ năng lực

thoát lũ hoặc đê phải được thiết kế cho phép nước tran qua đình để thoát lũ từ phía

dng din đến việc đề phải được gia cổ cả ba mặt trong, ngoài và đỉnh đề.

Hình 1-4 Tuyển dé biển Cầm Xuyên (Hà Tình) bị sống biển tràn vào cudn trôi1.1.3 Để biển Nam Bộ (từ Đồng Nai lên Kiên Giang)

Khác với dé biển miền Trung là các tuyển để ngắn, bị ch cắt bởi nhiễu sôngnhỏ và côn cát, dé biên Nam Bộ dài, có tuyến dài 50+60km (đê biên các tinh Bạc Liêu,(Ca Mau và Kiên Giang), để biến

hai tuyển đề như Thạnh Phú, Ba Tri, Bình Đại thuộc tinh Bến Tre

um Bộ hầu hết chi có một tuyển đê, cũng có nơi có

ita các tuyến có su khác bgt rt lớn nhìn chung để phía bién

Đông cao hơn phía biển Tây, có tuyén cao trình chỉ là +1.0 nhưng có tuyển lại cổ cao2.0m

trình đến +5.0 Bễ rộng đỉnh đê cũng có sự khác biệt, có tuyển chi rộng 1,5

nhưng có tuyển định đê lại rộng từ 8 đến 10m Mái dé còn rất dốc ở cả 2 phía (m

1+2) Nhĩn chung dé biển Nam Bộ còn thấp nhỏ, có nơi còn thấp hơn mực nước triều.‘cao nhất, nỗi bật là tuyến đê phía đông tinh Cà Mau

Phi biển Phia đồng

TH +

ta tư tŒ 1 TẾ 1 tế tự lế l6 đeo tri To Tác

(1) - Thân de Ô) - Kỳ bảo vệ mái biển — (3)-Đinh để

(đ)- Chân khay phía biển (5)-Cọc cử

Hình 1-5, Mặt cắt điển hình dé biển Nam Bộ

"Nhìn chung đê biển Nam Bộ tương đối dn định, lý do là khu vực này hiểm có

các điều kiện thuỷ văn bit lợi như bão mạnh và có nước ding cao, hơn nữa lại có các

lớp cây rừng phòng hộ mái đê,

1.2 Các giải pháp bảo vệ mái đê đã được áp dụng,1.2.1 Bảo vệ bằng ke lát mái

Ke lát mái có 3 phần chính: chân kè, thân kè và đình kè Chân kè làm nhiệm vụbảo vệ chống xói ở chân mái dốc Thân kè là phin bảo vệ mái dốc từ chân đến dinh.

Định kè là phần bảo vệ đình mái đốc Tờng bộ phận phải dim bảo điều kiện én định

trong quá hình chịu tác dung của các tải trọng từ phía sông, phía biển và từ phía đấtthân dé hoặc bờ.

Mái2 là bộ phận có tác dụng bảo, khói tác động của sóng, dongệ thânchảy Mái kè phải có cấu tạo đảm bao giữ vật liệu trong thân đê không bị x6i, vì vay

mái kè thường được cấu tạo gồm có các lớp sau (theo chiều thẳng đứng):

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

(1), Lap đất tựa (base layer là lớp đắt phủ ngoài thân đề thường là đất sét phủ có

tác dung chống thẳm từ phía ngoài qua thân đề và giữ vật liệu từ thân đề không thoát rangoà

(2), Ting lọclớp lọc (Filter layer: có tác dụng giữ vật iệu thân để không bị x6ingược ra phía ngoài mái kè, thường cầu to dưới dang ting lọ cốt liệu kết hợp với vảiđịa kỹ thuật hoặc là một lớp vải địa kỹ thuật (geotextile)

(3) Lớp 16 (filler layer: là lớp chuyển tiếp giữa vật liêu nhỏ của lớp lọc với vậtliệu thô của lớp áo ngoài, thường làcuội sỏi hoặc đá dam

(4) Lớp áo kề (armour layer): có tée dụng che chắn cho thân đê, chịu tác động

trực tiếp của sóng, dòng chảy, ăn mòn của nước bién Cấu tạo thường là các cầu kiện

bê tổng khối lớn Tùy theo các điều kign tải trọng tác dung mà cấu kiện có kích thước

và hình thức iên kết khác nhan,

1.2.1.1 Các dạng kết cấu kè bảo vệ mái dé

—_ Kết cấu hạt rời, đá đồ, đá tảng, kết cầu hở, cho thẩm nước: lớp đá bảo vệcó thé là đá đỏ, đá lát khan, đá xây, ro đá hoặc mang rọ đá Kè đá hộc đỗ rồi được dùng.

Khi có nguồn đá phong phú, gin khu vực xây đựng, mái đê thoải, không yêu clu v8 mặtmĩ quan Hình thức đá xép, chèn khe khắc phục được nhược điểm của đồng đá đỗ ri,nhiều khe rỗng lớn Loại kề đá xếp dling đá sơ chế hình trụ với tết diện lụ giác có độ

dn định cao vì khe rỗng nhỏ Khi sóng và đồng chảy mạnh hơn dùng ke đá đá xếp trongro, khung sẽ khắc phục được nhược điểm không có đá hòn lớn, tân dụng được đá hộc

loại nhỏ đễ khai thác và vận chuyển

Hình 1-7 Ke dé ti

~_ Kắt cấu có liên kế, bán thm nước, lát mái bằng các khi sắp: là các cậtbé tong xếp rời các mảng kết cu liên kết các kết sầu bể tông ngàm khóa hoặc các tắm

bê tông Tắm bê tông đúc sin liên kết mảng được sử dụng khi sóng lớn, dong chảy

mạnh, không có đá lớn, yêu cầu mĩ quan cao.

= Kết cấu không thẩm nước, nhựa đường, bê tông: kết cẫu dạng này kín

không cho dòng thắm qua thân đề, hiện nay ít dùng và giá thành cao.

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

Hình 1-9, Kè mái de biển bằng bê lông nhựa đường ở Hà Lan

Ở Việt Nam trong những năm gắn đây đã có nhiều nghiên cứu về bình dang, kíchthước của cấu kiện lát mái kè và đã đạt được những thành tựu đáng kẻ, đã có nhiều cầu

kiện được cấp bằng phát minh, sáng chế, khi áp dụng ở một số đã công trình đã pháthuy hiệu quả khá tốt, chẳng hạn như cấu kiện Tse-178, công nghệ neo gia cổ các timlát mái bảo vệ mái đề biển.

1.2.1.2, Các dang chân kè thường ding

‘Chan kè kiểu rãnh chôn hay cọc chôn, thường sử dụng cho những vùng đắcdính đễ đồng cọc

yếu, nền.

Hình I-11 Chân ke kiéu rãnh chôn, cọc chôn

—_ Chân kè kiểu mảng bó cành cây, sử dung cho những vùng x6i lở mạnh.

Coppersagbocks 011-012 thick on 003 Gravel

Toe Construction

Hình 1-12, Chân kè kiểu mảng bó cành cây

—_ Chân kề kiểu cọc cừ (cọc gỗ, cọc thép hoặc cọc bê tông cốt thép)

Hình 1-13 Chân ke Kiểu cọc eit

= Chân kè kiểu đá đỗ: sử dụng khi xói lở bãi không nghiêm trọng.Chânkẻ đã để Tấn ghen MEO” iene

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

= Chân kề kiễu ông buy: sử dụng khi vật liệu đá có sẵn ở đa phương

Hình I-15, Chân kè

Đổi với kết cấu chân kè ống buy, Trường ĐH Thủy Lợi đề xuất kết cấuHWRUTOE, Đây là dng buy có mặt cắt ngang hình lục giác, có tác dụng tăng diện tíchtiếp xúc giữa các ống (tếp xúc giữa các ống buy tron là I đường, tgp xúc giữa các ôngbuy lục giác là 1 mặo Kết cấu này đã được nghiên cứu ứng dụng trong dự ấn thứ

nghiệm kè Hàm ti

huy có hiệu quả ở một số dự án đê biên ở nước ta.

Mùi né trong dy án khoa học song phương Việt

Tình 1-16 Tiép giáp giữa ổng buy tròn và ông buy lục lũng1.2.1.3 Tầng lọc

“Tầng lọc có nhiều chức năng khác nhau: ngăn chặn sự xói mòn bÈ mặt lớp đấtnền, hoặc ngăn chặn sự hình thành áp lực dy ngược trong lớp đắt nén ra ngoài (thoátnước) hoặc kết hợp cả hai chức năng trên

Hiện nay vải địa kỹ thuật dang được sử đụng nhiều và có vai td ngày cùng quan

trọng trong kỹ thuật xây dụng Chúng được sử dụng dé che phủ lớp đắt bôn trong mồng

hoặc mái đốc của công tình, giống như lớp ming để chống thắm hay chẳng li sự ô

nhiễm môi trường tir khu vực chứa rác thải và có tác dung như thiết bị lọc trong thủy

lợi Vai địa kỹ thuật có nhiều hình dạng khác nhau tùy theo công nghệ sản xuất Hai

kiểu cơ bản là dang dt và không đột

Hình 1-18, Một số loại vải địa kỹ thuật

Chúng đặc biệt hữu ích ong trường hợp không th bổ tí ng lọc cấp phối gdmlớp hoặc khó thi ci 1g đối với tang lọc cấp phối đó Vải địa kỹ thuật có day đủ

chức năng của một thiết bị lọc Các chức năng chính của lớp nằm giữa lớp tísùnghay còn gọi là lớp áo kè và lớp vải địa kỹ thuật chủ yeu để tránh sự hư hỏng của lớp vải.dia kỹ thuật do tác động của những viên dé lớn và do lớp áo bên ngoài bị vỡ, chingchính là nguyên nhân làm mắt đắt nên

"Nhược điểm của loại vải địa kỹ thuật là chứng có thé bị (hay đổi hình dang bởi tia‘cue tím, cũng như chịu tác động ăn mòn, bj thủng bởi các quá trình hoá học, sinh học.hay cơ học.

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

1.2.2 Bảo vệ mái bằng thực v3

Sử dụng thực vật trong bảo vệ mái đốc được xem như biện pháp có ưu điểm vềmặt kính tế và kỹ thuật, là hàng rào sống thân thiện với môi trường, báo vệ mái dốctránh các tác dụng bắt lợi của môi trường Ở Việt Nam, để giảm nhẹ xối lở bờ sông thì

phố biến nhất là trồng tre, để giảm nhẹ xói lở bờ biển thì thường trồng bản, đước, phi

lao, dứa dpi Tuy nhiên những biện pháp này vẫn còn một số nhược điểm

‘re mọc thành bụi, không tạo được hàng rào kín Nước lũ vẫn có thể len qua, vàtập trung ở khoảngig giữa các bụi, vì thé sức phá hủy còn lớn hơn, gây xói lởnghiêm trọng hơn.

* Tre có rễ chùm, nông, chỉ xuống tới độ sâu khoảng 1,0 - 1,5m, không cân bing

với phần thân ngọn cao, nặng Do vậy các bụi tre thường chi làm bờ sông nặng thêm.

chứ không góp phần én định bờ Với rễ chùm nông như vậy, nhiều trường hợp thay bờ.sông bị xói him ch, tạo điều kiện để xảy ra trượt lờ quy mô lớn hơn

+ Dude, ở những noi chúng mọc được, có thé tạo nên đới đệm giúp giảm bớt

năng lượng sống và sức đồng chảy ven biển, giảm nhẹ xó lữ bở biển rắ tắt Tuy nhiền,

dude lại khó mọc v cây con hay bị chuột ăn mắt ngọn và không tiép tục lớn được nữa

“Thực này đã từng thấy ở ven biển Hà Tĩnh và một số nơi khác

+ Phi lao từ lâu đã và đang được trồng tên hàng ngàn hecta cồn cát ven biểnMiền Trung Tương tự như vậy, dứa đại cũng được trồng dọc các bờ sông, suối cũngnhư ven các cồn cát Tuy nhiên chúng thường chỉ có tác dụng chắn gió, tức là hạn chế

cất bay, chit không tạo được hàng rào kin và bộ rễ cũng không ăn đủ sâu để giảm nhẹ

cát chảy Ở một số nơi đã đắp đê cát dọc các dòng chảy, phía trên trồng phi lao, dứa dạinhằm hạn chế cất chảy nhưng không thành công Các lưỡi cát vẫn tiếp tục xâm lắnđồng mộng, nhất Ià về mùa mưa Ngoài ra, phí lao con Khi mới trồng nếu gặp thờ tiết‘qué lạnh (đưới 10°C) cũng có thé bị chất rong khi dứa dại cũng có thể khô héo khi

thời tiết quá khô nói

+ Gần đây, cô Vetiver đã được đưa vào sử dụng khí nhiều và cho hiệu quả ổt

‘u kiện cực hạn về thời tiết vaVetiver là giống cô mọc rit nhanh, chịu được những

chất đểsố thé ạo nên hàng rào kín và cùng với bộ rễ ăn sâu, cổ thể giúp ôn định, gia

cường mái đốc trong khoảng thời gian tương đối ngắn Đây chính là giải pháp thay thécần bất sức lưu ý à cổ Vetiver,

rất tốt cho các loài cây cô bản địa nêu trên Chỉ có di

tuy thể, không phải là một công cụ vạn năng, và cin được tìm hiểu kỹ trước khi áp.

— Hấp thu các khoáng chất có độc tinh, lọc nước chéng ô nhiễm nguồn nước,

bảo về môi trường

~_ Giảm độ âm của đắt tăng lực hút của đất do rễ hút nước nuôi cây và rà lại khí“quyển thông qua con đường hô hip;

~_ Giảm lượng nước mưa thực t rơi xuống mái đốc do đọng lại rên thân lá rồi

bay hơi:

“Chỉ phí thấp, áp dụng đơn giản

2.2, Nhược điểm của bảo vệ mái bằng thực vật

~_ Lớp thực vật bảo vệ mái dốc chưa thể có hiệu quả ngay sau khi thi công, mà

phải chờ một thời gian sau khi lớp thựcật phát triển ổn định, lớp phủ thực vật mớiphát huy được khả năng vệ mái.

= Sau khi thí côicong lớp thực vật bảo vệ,n phải theo dõi, chăm sóc cẩn

thin đểđạt được mục tều mong muốn ì lớp phủ thự vật dễ bj xâm hi bởi ee táchân ngoại cảnh như nhiệt độ, ch độ ma, chân thả gia sức.

= Khi đã hình thành và phát iển ốt rễ cây (đặc biệt àrễ của những loại cy t0)um nứt đất đá;

ống có thể

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

= Tải trọng bản thân lớp thực vật làm tăng tải trong trung bình lên mái dốc khilớp bảo vệ là các loại cây to (tuy nhiên tải trong này có khi có lợi tùy điều kiện thực.~_ Gi bão tác động lên cây, qua đó lên mái dốc, có kh làm bật gốc cây, có thé

làm trượt lỡ mái đốc;

“Tăng tính thắm của đất

Vetiver Grass Bonded Fiber Matric

Hành 1-19 Mo hinh tring có để bảo vệ mái đắc

Học vên: Phạm Văn Tuấn

Hình 1-22 Thảm đá và ro đá

b Thảm bê tông

Các cấu kiện bê tông được nối với nhan tạo thành ming liên kết cc su kiện với

nhau bằng dây cáp, bằng các móc, giữa các cấu kiện thường đệm bằng cao su, sỏi hoặc

gịch xi, Nein cách giữa ming với thân đề 18 ting lọc bằng vải địa kĩ thuật

Hình 1-23, Thảm bằngcác cầu kiện bê tông lắp ghép

© Thảm bằng các túi cát

“Các ti bằng chất đào thắm nước được bơm đầy cát dat trên lớp vải địa l thật.

liên kết với nhau thành một hệ thống gọi lạ thảm túi cát để bảo vệ mái dốc của đê, bờxông, bo bi

nước trần thì cần phải ó giải pháp công nghệ để đảm bảo sự an toàn lâu đầi của đề màkhông gây ra sự thay đổi lớn về kinh tế đầu tư và môi tường Để gia cường đất có

cường độ tăng cao hơn và có khả năng chống thắm tốc nhiều nước trên thé giới đã sử

dụng phụ gia CONSOLID Nguyên lý làm việc của CONSOLID là diy nước ra khỏi

đất và lắp dy các lỗ rổng ong đắt dưới tác dụng hoá lý và năng lượng dim chặt Ở,Việt Nam công nghệ này còn hạn chế và đặc biệt là chưa ứng dung cho để biển Dé có

thể ứng dụng rộng rãi công nghệ này tong xây dựng, đã có những nghiên cứu bước

đầu như để tài KCOS-15/06-10 tiến hành những nghiên cứu để xác định các chỉ tiêu

thông số cơ bản, đánh giá tính năng của vật liệu CONSOLID từ đó xây dựng côngnghệ để áp dụng rộng rã vậ liệu phụ gia này

Vật iệu nghiên cứu là phụ gia CONSOLID dùng để gia cường đất xây dựng, đấtnghiên cứu là đất sét thường dùng đắp vỏ bọc dé biển Quá trình nghiên cứu chi tiêuđất đắp ảnh hưởng bởi hàm lượng phụ gia được tiễn hành trong phòng thí nghiệm Sauđây là một số sản phẩm chính của CONSOLID và chỉ tiêu đất dip hiện tại

tụ các hạt nhỏ liên kết thành khối vững chắc Tính năng cơ bản nhất của CONSOLID

có khả năng chống thắm tốt, ting độ chit của

à co của đắc SOLIDRY là

tác đụng gia cường dit và tăng liên kết rong đất, giảm tính thắm nước và tinh mao dẫn,

tính nở của đất.CONSERVEX là hoá chat trong tự nhựa đường, có tính keo kếtKhi kết hợp với CONSOLID 444 và thường dng làm các lớp bảo vệ bé mặt công trình

418 gia cường đất và làm cho

the thời gian, giảm mạnh tính nữ chất dạng bột cũng có

1.3 Đặc điểm và điều kiện làm việc

Khác với các công tinh bảo vệ bờ sông, để biển chịu tác động của hai yếu tổ chính

- Tác dung của sóng gió

- Tác dụng của dong ven bờ Dòng này có thé mang bùn cát bồi đắp hay làm xói‘chan mái dốc dẫn đến sat lở bir

Ngoài ra để biển được xây dựng trong môi trường nước mặn nên cần lựa chọn vật

liệu thích hợp.

Su khác biệt giữa để sông và dé cửa sông là ở chỗ ving đê cửa sông vẫn còn chịu

tác động của sóng, gió Vì vậy, vẫn cần phải có công trình bảo vệ Sự khác biệt giữa

xác định đề biển và đê cửa sông chính là xác định đà gió, hướng gió và sự quan hệ giữa

hai yếu tổ này.

"Để biển nước ta không liền tuyến do bị chia cắt bằng nhiều cửa sông lớn nhỏ, cáctuyển dé biển thường nối tiếp với các tuyển đề cửa sông để tạo thành các tuyển khép

kín bảo vị đàiic vùng ven biễn, tng chiều đài đê cửa sông cũng gin xắp xi với ct48 trực tiếp biển.

1.4, Đánh giá nguyên nhân hư hỏng mái

1.4.1 Nguyên nhân hư hong do lũ sông,

Khi mye nước lũ dâng cao gặp lúc triều kém tạo nên sự chênh lệch cột nướcthượng - hạ lưu, làm tăng áp lực ngang tác dung lên thân dé hoặc tạo ra dòng thẩm gâymắt én định trượt mái dé, mạch sii làm mắt ôn định một phần hay toàn bộ đê.

Hiện tượng hư hỏng do lũ sông thường xảy ra đối với dé biển thuộc khu vực các

tỉnh miễn Trung Do mưa tập trung trong thời gian ngắn nên toàn bộ khu vực đồng

bằng ngập chìm trong nước lũ và vô hình chung bệ thông dé biển và đề cửa sông trở

16 thể phá hoại

thành vật cân chắn lũ Nếu cường độ chịu ti của để không đủ lớn

hoàn toàn con đề khi nước lũ tràn qua từ phía trong sông Có thé lấy ví dụ c Intháng 12/1999 và tháng 11/2000 xây ra ở lưu vực sông Hương với hượng mưa toàn trận

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

hỏng toàn bộ hệ thống để biển hoặc trận lũ tháng 11/2005 và tháng 10/2006 xảy ra ở

Nghệ An, Hà Tỉnh và Quảng Bình gây ngập lụt rit nặng ở vùng múi, tạo đồng chiy xi

6 vùng hạ lưu, nơi đã hoàn toàn chìm ngập trong nước là nguyên nhân phá hoại hệ

thống để các của sông Khu vye miỄn Trung thường xuyên có ũ quết, thường gây rà

một số hiện tượng hư hỏng để như:

+ Sat, sập mái đê phía biển hoặc cửa sông vừa do sóng cao nhưng chủ yếu do nước.

lũ rần qua dinh để và cổng không đỏ điều kiện tiêu thot

+ Vo nhiều đoạn hoặc đt cả tuyển do nước lũ tần qua đề từ phía dng ra phíabiển

1.4.2 Nguyên nhân từ phía biển

"Nguyên nhân từ phía biển được xem là nguy hiểm nhất bao gồm bão, nước dâng kếthợp với thuỷ triều cao hay gió mùa dai ngày kết hop vớ tiểu cao gây nước trần đề phá

hoại mái trong vốn ít được gia cổ Mat khác tải trọng sóng lớn đính vào mái đê phía

biển, lầm bong bật các tim lát mái vốn có trọng lượng không đủ lớn hoặc due thisông không đúng kỹ thuật sẽ bị phá hoại tin tới phí hỏng hoàn toàn tuyển đ Khi

nước thấp, bãi thấp thì sóng tác động thưởng xuyên vào chân dé gây xói chân

sat trượt mái

“Theo thing kế sóng trong bão tại chân để biển đạt khoảng 1.5m đến 1.8m, nhưngnước ding trong bão có thể lên tới 2m làm độ sâu nước tại chân đ tăng lên đáng kể,"Đây là nguyên nhân khuếch đại chiều cao sóng tràn/sóng leo lên mái công trình

Tải trong sóng t lệ với chiều cao và hướng truyễn sóng và xu thể ting lên đáng kế

sẽlà nguyên nhân gây phá hoại mái đê.

Lớp đệm cây ngập mặn hay các công trình ngăn sóng từ xa có vai trò đáng kể trongSn dé biển Theo các nghiên cứu, né

việc đảm bảo an toàn tuy cây ngập mặn có chiều

‘cao trên 2m (vượt mực nước thiết kể), độ rộng dải cây ngập mặn khoảng 500m thì năng.

lượng sóng giảm tới 70 ~ 80% Chẳng hạn chiều cao sóng trong trường hợp không câyngập mặn tại chân công trình là 2m thì với trường hợp có cây ngập mặn chỉ còn 0.5m.

Với các nguyên nhân từ biển si

~_ Sóng tần qua đnh đê: Khi sống nước qua mật đề nước sẽ chảy trên mũ vào

phía trong đồng với vận ốc khá lớn lên tới 3 —4 nửa gây xói mặt đ, phá hong lớp bảo

vệ mái và đẫy vt liu thân đề xuống chân là nguyên nhân gây sạt mái ong Đẳng thờiKhi nước sống trăn tiên mái sẽ

trong thân đề Quá tinh hoá ling sẽ kéo theo các vật iệu trong hân đê bị kéo theo các

khe nứt,

im vào thân đê gây quá trình bão hoà các vật liệu

¢ kết cấu bảo vệ dẫntổng trong thân dé ra ngoài gây lún dé và phá hỏng e:

tới phá hỏng toàn bộ m:cất

— Ấp lực sóng lớn sẽ phá hông các thbảo vệ mái theo cách ép xuống thân đê và

bẻ gẫy tắm bao vệ khi cường độ không đủ so với thiết kế và khi sóng rút sẽ gây hiệu

“nhắc” viên bảo vệ ra khỏi thân.ứng chân không tạo áp lục day ngược từ thân đê v

“Cả 2 quá trình này sẽ tạo ra các hư hỏng đầu tiên và sẽ lan toa ra xung quanh phá hoạitoàn bộ mặt cắt để, Chính vì vậy khi thiết kế tắm bảo về ngoài cường độ chịu ti, người

ta quan tâm tới chiều day của tắm hon là iết diện mặt, các công thức tính toán sẽ đượcbàn kỹ trong các phần tiếp theo để chọn được các thông số, hình thức kết cấu của tắmbảo vệ tạo ra sự dn định của mái công tình.

—_ Khi sống gi6 tác động vào đề gây ra đồng chiy trong ving sóng vỡ, nếu không

có cây ngập mặn hoặc các công tình giảm sống ở khu vực bãi trước thi bùn cát sẽ bịmang di theo đồng chảy dọc bờ cũng như ra xa theo dong chây xa bờ, Lý thuyết đãchứng minh được rằng ở các dai ba cát, khi mục nước tăng thêm 1 mét thì có thé xóitới 0m bờ cận kể với mép nước hoặc khi có bão sẽ tạo thành các hỗ x6i có khi sâu tới3-6m trước chân công trình Do hiện tượng xối cục bộNhường xuyên làm hạ thấp mặtbãi là nguyên nhân gây trượt chân, đỗ chân kéo theo trượt mái dẫn tới phá hoại hoàn

toàn mặt cắt.

1.4.3, Nguyên nhân do thiết kế

suất thiết kế đê:“Trước hết cần nhắn mạnh rằng do điều kiện kinh tẾ còn hạn hẹp, t

biển chọn quá thấp dẫn tới tình trang nước trần thường xuyên qua mặt để biển ~ lànguyên nhân chính gay sạt trượt dẫn tối phá huỷ toàn bộ một đoạn để

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

“Cũng tương tự việc tính toán các thông svề tính toán cao trình để biển.

chưa ding, xin dẫn ra một ví đụ

‘Theo qui phạm A677 và I4TCN 130-2002 áp dụng cho vige xác định chi cao đềcửa sông và đê biển ht chiều cao thiết kế được tinh theo công thức sau

Trong đó Hap: ca0 tình đỉnh đề thigtké (m)Hạ, — : Mục nước tridu thiết kế (m)Hạy Nude daing thiết kế (m)Hy: Chiều cao sóng leo (m)a: Chiều cao gia cường (m)

Việc tính toán các đặc trng trên trong các bài toán thiết kế đê biển và cửa sông như

1.43.1, Mực nước triều thiết kế (Hy)

Vige tính toán mực nước tiết kế hường sử dụng phuo pháp thống kê trên cơ sở,

tài liệu của các tram quan trắc ven biển và cửa sông gin khu vực công trình Trong

trường hợp không có ti liệu, có thể sử dụng tả liệu ở các tram cơ bản như Hồn Gai,Hồn Dầu dé đưa về Khu vực tính toán Theo phương pháp này, mực nước thiết kế tínhtoán theo các bước sau

+ Thống ké mực nước lớn nhất quan trắc tại tram được chọn dùng cho tinh toán.

“Thông thường chọn theo phương pháp mỗi năm một trị lớn nhất

+ Sử dung hàm phân bố xác suất phù hợp để ve đường tn suất lý luận tên cơ ở tiliệu thực do, Ham phân bỗ Pearson III được sử dụng phổ biến trong các trường hợp.

+ Trên cơ sở tần suất qui định được xác định dựa theo qui phạm A677, ta có thểxác định được mực nước tru thiết kế (Hy)

Lá,Nước dâng thiết kế (Hyp)

Nước dâng chủ yếu do bai nguyên nhân

+o sự giảm áp tại tim bảo và áp thấp nhiệt đi

hủ yếu là+o ảnh hưởng liên tục của các đợt gió thổi trên mặt biển vào bờ biển,

gió mùa

“Các nghiên cứu đã đưa ra kết luận rằng nước ding do bão có độ lớn đáng kể so với

nước ding do hiệu ứng của gió mùa Tuy nhiên, việc tinh toán độ lớn nước ding chủ

yếu là lấy theo kinh nghiệm trên cơ sở các tài liệu quan trắc của Viện Cơ học Việt Nam

và Tổng cục Khí trợng - Thuỷ văn hoặc cũng có một vài ác giả mô hình rên cơ sởthống kể toán học nhưng lấy khác tin suất sơ với khi tính toán mục nước tru thiết kếViệc tính toán cụ thể như sau

Can cứ vào tài liệu quan trắc nước dâng trong 101 lần quan tric của Viện Cơ học'Việt Nam, phân loại đẻ xác định độ lớn phổ biến cho từng đoạn bờ, có kết hợp với việcphân tích tin suất xuất hiện trên cơ sở đó quyết định tị số dầng cho tinh toán

F : Da gid (km);

11: Độ sầu trung bình của vùng biển tinh toán (m)œ - Góc giữa hướng gió thịnh hành và đường bd.

1.4.3.3 Tính toán sóng leo (Hy

“Chiều cao sóng leo là chiều cao tính từ mặt nước trung bình trước công trình đến.điểm cao nhất mà sóng trườn lên mặt công trình Việc tính chiễu cao sóng leo chủ yêu.

Trong đó: - m hệ số

Kyo hi

2 Chiều di sóng ()

tứ: góc giữa hướng gió va đường vuông góc với trục dọc công trình.

Hi: Chiều cao sóng thi

)2§U.F'” (m) a-7)trước chân công trình và được tính như sau:

Với U: vận tốc gió thiết kể tại độ cao 10 trên mặt biển (amis)E: Đà gió tính toán (km)

Khi công trình được che chin bởi các đảo ngoài khơi hoặc hệ thông rừng ngập mặn

thì chiềsao sóng tại chân công tình thưởng nhỏ hơn do năng lượng sóng bi giảmđáng kể khi đã qua vật cản Thông thường vai trd của dai rừng ngập mặn được đính giá

bằng hệ số chiết giảm kính nghiệm

Xem xét lại công thức tính cao trình định để chúng ta thấy có một số vn đ

—_ Việc chọn tin suất căn cứ vào tiêu chuỗn của ngành, tuy nhiên căn cứ chọn là

chưa thuyết phục, chẳng hạn myc nước lấy với p=5%, nước dâng p=20%, sóng leo

toán chưa đúng với bản chất của hiện tượng, chẳng hạn khí iệm tiểu 5% là mực

nước thực đo ứng với tin suất P = 5% và nếu như vậy nước dng đã được tính 2 lần.

Nhu đã trình bày trong phần đầu, với cách tính hiện tại nước vẫn tràn đê ngay trong

những điều kiện chưa phải là những tổ hợp nguy hiểm nhất

—_ Việc tính toán kết cấu bảo vệ mái còn mang tính kinh nghiệm Thực tế khi xảy

ra bão rit nhiều tim bảo vệ bị nhắc ra khỏi mái và là nguyên nhân gây ra vỡ để Điễu

Trong thực ế đã thiết ké và xây dụng tuyển Il, tuy nhiên chưa có

các thông số liên quan tới khu vực như mặt cắt và các thành phần của đê tuykhoảng cách giữa 2 tuys: giải quhost nước khu giữa v.y

= Giới hạn an toàn bảo vệ chân đê chưa được tuân thủ, có quá nhiều thùng đầu

ngay sát chân để phín đồng; hiện tượng lẾy cát bãi ngoài khá phổ biển

Sit dạng cách tính toán hiện tại thì cao tình dinh đề thiết kể cũng thấp hơn so

với tính toán ít nhất là 20% Dây chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng tràn nướcthường xuyên khi gặp bão hay gió mùa thôi liên tục nhiều ngày trong trường hợp chưa.vượt tn suất thiết kế

1‘Tinh toán viên đá hoặc khổi bê tông bảo vệ mái Không đủ cường độ vàhổi lượng, hình thức kết cấu không phù hợp dẫn tới bị phá hoại khi gặp điều kiện thuỷ

động lực bắt lợi

Do sự da dạng của vit liệu xây dựng cũng như bình thức bảo vệ ở mỗi quốc giamỗi địa phương, vì vậy không thể đưa ra một công thức tổng quất ính toán kích thước

cũng như trọng lượng của một viên bảo vệ.

Mặt khác hình thức ít mái cũng rất khác nhau Có thỂ đưa ra đây một số dang sau= Cle vignihéi xếp không liên kết mà sự én định do trong lượng bản thin của

chưa thể đáp ứng được v Kiện kích thước lớn Hiện nay chúng ta đã bắt đầu

sử dụng bê tông đúc sẵn với khối lượng và kích thước phù hợp để dim bảo dn định củaVat ligu trên mái đề

1.4.3.5 Hình thức kết cầu của cầu ki

Hiện nay lớp bảo vệ mái của ta hoặc là đá hộc lát khan và các viên đí rồi nhau có

đường kính từ 15 em ~ 25 em và tong lượng tử 15 đến 30 kg hoặc đá hộc liên kết với

nhau bằng bê tông có cường độ từ 100 ~ 150 Có một số nơi dùng cấu kiện liên kếthoặc rời rac có trong lượng thay đổi nhưng không vượt quá 100 kg

Mỗi hình thức tim lát có điều kiện làm việc khác nhan, chẳng hạn tấm liên kết

dạng ngàm cho phép làm tăng độ ồn định nếu nền và thân đề không lún gây bẻ gãy các.liên két Tuy nhiên do công nghệ đúc và chất lượng của vật liêu, phần lớn các tắm kiliên kết bị phá hỏng sau một thời gian ngắn làm việc gây phá hoại mai để và cũng rit

Khó khi thay thé, bảo dưỡng Nếu tắm là độc lập thi rong lượng của mỗi tắm xiên lại‘qué nhẹ không đảm bảo ổn định trên mái đê Xu hướng giải quyết hiện nay là sử dung

các khối độc lập có kích thước ngẫu nhiên được iên kết với nhau nhưng tết diệnmặt nhỏ lại và tăng bề day của cầu kiện Sử dụng hình thức này mái đ kè sẽ én địnhhơn rất nhiều.

1.4.3.6 Chọn và thiết kế kết cầu bảo vệ chân chưa phù hop‘Cae dạng kết cấu bảo vệ chân phía biển thường bao gồm:

+ Lãng thể đá đỗ trước chân công trình với dang móng nông.10- 1.2m, L

+ Ông bi đúc xi mang đường kính d 12m - 1.5m xếp 1 lớphoặc 2 lớp, lõi đỗ đ tại chân đề, phía ngoài đỗ đá có chiều rộng khoảng 2m

+ Cũ bê tông hoặc cử thép với khoảng cách từ 1 =2 mọc, phn giữa là các tắmchắn bằng bê tông.

Phin lớn đê biển hiện nay chân công trình được lựa chọn là dang lãng thé đá

với đê thấp như đê các tỉnh miền trung và ống bi bê tông lõi đá đỏ đối với dé biển bắcbộ.

“Chân phía trong được bảo vệ đơn giản hơn bing lãng thể đá với quan niệm không,

cổ nước trần

Vấn dé cần bàn ở đây là việc lựa chọn kết cấu phù hợp trong mỗi trường hợp,

chẳng hạn với bãi bị hạ thấp với cường độ lớn thì nên lựa chọn dạng móng sâu theo

kiểu cọc và có thêm giải pháp hỗ trợ từ phía ngoài làm giám hoặc ngăn chặn hoàn toàn.«qv tình x6i ba phí trong, hoc với bãi uôn được bồi tì không nôn cứ phi dingkiểu ông bi mà có thé ding lăng thé đá — một dạng móng nông đơn giản dé thi công ma

dam bảo an toàn,

Khoảng cách bảo vệ bên ngoài thường không được tính toán mà ly cổ định 23m

phía ngoài chân, tuy nhiên một số nghiên cứu đã chi ra rằng độ rộng cin bảo vệ phải

lấy (8-10) chiều cao óng trước chân công trình thì mới đảm bảo an toàn cho chân công.trình

1.4.3.7, Chưa chú trong đến phần chuyén tiếp git các bộ phân công tinh

'Đó là khớp nối giữa chân và lớp bảo vệ mái, giữa tường đỉnh với mái và giữa thân

để bằng vit liệu đất với tắm bê tông bảo vệ ngoài Thông thường các hư hồng xuất pháttừ những vị tí chuyển tiếp không được gia cổ đủ cường độ.

1.4.38, Chưa có giải pháp phù hợp bảo về mái trong do nước tràn

"Như đã trình bày ở trí „ để biển thường thiết kể với tiêu chuẩn sóng leo, nghĩa là

vẻ mặt lý thuyết không cho phép nước tràn, nhưng trong thực té nước tràn và sóng tràn.

là khá phổ biển mà chúng ta chưa quan tâm tới iệc thiết kế bảo vệ mái trong phù hợp.

Ching hạn để vùng sóng hạn chế hoặc cây ngập mặn phát triển tốt thì sóng tạichin công tình không lớn và khả năng tần đình là rắ í trong trường hợp này áp lựctác dụng lên đê là không lớn và vì vậy thâm chí bảo vệ mái chỉ cần trồng cỏ là đủ Tuy

nhiên dé vùng miền trung có lưu tốc dòng tràn từ phía trong đồng ra là rất lớn, trong.khi áp lực sóng lại í thường xuyvở mái phía biển thì mái không chỉ phải gia

biển mà cin gia cổ cả 3 mặt để dim bảo an toàn cho dé và kết hợp giao thông nôngthôn.

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

‘Thi công là một tham số quan trong quyết định chất lượng công trình đề biển

Như đã tình bày ở các phẫn trên, để biển thường phải chịu các tác động khách quan= Đặt trên nn đt yên

- Chịu ảnh hưởng có tính chu kỳ của mực nước tiểu~ Chịu ảnh hưởng thường xuyên của sóng biển

- Hệ thống giao thông không thuận lợi để vận chuyển vật tư và thiết bị máy móc

đốn nơi thì công

Bén cạnh đó, nguyên nhân chủ quan bao gdm các vẫn để su

= Qui tình thi công: Chẳng hạn qui trình đắp một con dé bao gdm (1) Làmmặt bằng, (2) Làm nén, (3) đắp thân dé, (4) làm lớp bảo vệ mái Ở mỗi công đoạn cansố những qui định kỹ thuật nghiêm ngặt nhưng nếu không tuân thủ sẽ là tim ẩn củasự phá hoại con dé.

= Chấtlượng vật liệu: Đây là yêu tổ có ý nghĩa quyết định đến chất lượng công

trình Nếu vật liệu có độ đồng đều cao, ít trộn lẫn các vật chất hữu cơ, được xử lý đội

âm dat độ âm đất đắp thì thân đê sẽ ôn định hơn.

“Công nghệ thi công: Hiện may việc thi công để biển thường sử dụng cácphương pháp thi công sau:

+ Thị công thủ công: Sử dụng lao động tại chỗ với các công cụ thô sơ nhưceube xéng, quang sánh để vận chuyển vật iệu, đáp, dim nện v.v Thông thường thi

công thủ công nếu không được giám sát kỹ càng, đặc biệt lại sử dụng vật liệu địa

1.45 Nguyên nhân do quản lý

Sau khi công tinh đã hoàn thành dia vào vận hành thi chất lượng của tuyến đềphụ thuộc vào việc quan lý Ở nước ta, việc quản lý đê biển thuộc các chỉ cục Quản lýđê điều và Phòng chống lụt bão, các cơ quan hành chính các cấp Công việc quản lý

gm vận han và bảo dường thường xuyên các tuyển đê.

Việc vận hành bao gồm theo dõi giám sắt thường xuyên các hoạt động của khuvực có thể làm tổn hại đến tuyển đề chẳng hạn không cho phép các phương tiện nặng

đã lại trên mặt để; lấy cát bãi rước để; đào đất ngay phía sau chân để phía trong, trồngcây tiên mái hoặc rên mặt đề

Bio dưỡng tuyển để bao gồm bảo dưỡng thường xuyên và ning cấp định kỳching hạn mặt dé có các hỗ tring dong nude, cỏ mái san bị chết từng đám nhỏ; timin được sửa chữa ngay, tránh.khuyết nhỏ lan rộng thành các mảng lớn gây phá hoi con đề

bảo vệ mái phía trước bị bỏng hoặc có hiện tượng bongác ki

“Các qui định về khai thác cát, sôi bãi ngoài và trồng cây ngập mặn, các qui định

khuyến khích người din rồng và bảo vệ rừng ngập mặn chân thả tru bòbảo dưỡng và trồng cỏ những nơi bị chết cần duge thực hiện thường xuyên.

15, Nhận xét và kết luận

“Trong bối cảnh biển đổi khí hậu và nước biển dâng như hiện nay sóng trần đã và

dang trở thành một dạng tải tong đặc biệt trong thiết kế đê biển Dé biển Việt Nam,nhìn chung có cao tình định thấp, khỉ gặp bão lớn và tiểu cường thì phần lớn để biển

cđều bị nước tran qua, gây phá hoại để BE biển miễn Bắc thường bị sóng tran qua từ.

phía biển, trong khi đó sóng tran qua đê từ phía đồng lại khá phổ biến đổi với dé biển

miễn Trung Tuy nhiên, trong các tiêu chuẩn thiết kế đê biển hiện hành của Việt Nam

thì vẫn để sóng trần vẫn chưa được để cập đến

CCác kết cấu bảo vệ đê biển dang áp dung ở Việt Nam phần lớn là kết cầu cứng

phin mái phía trong chưa được gia cổ đảm bảo nên sóng trần là một trong nhữnggây hư hỏng dé biển trong bão Hiện nay, dé biển chịu sóng trần với mái

Hoe vgn: Phạm Vin Tuấn tốp: CHIBCRT

trong chống x6i bằng cỏ dang được xem là một giải pháp khả thi, chiếm nhiều ưu thể,

.đặc biệt là rất thân thiện với môi trường Do đó, đánh giá sức chịu tải của mái cỏ đưới

tác động xối của sóng trần là ắt quan rọng và cn thị rong công Ue thiết kế và đánh

giá mức độ an toàn của đê biển