Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông trong điều kiện nước lũ dâng cao, đề xuất giải pháp và thiết kế cho đê Hữu Hoàng Long-tỉnh Ninh Bình

LỜI TÁC GIÁLuận văn thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông trong điều kiện nước lũ dâng cao, đề xuất giải

LỜI TÁC GIÁ

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với đề tài:

“Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông trong điều kiện

nước lũ dâng cao, đề xuất giải pháp và thiết kế cho đê hữu Hoàng Long - Tỉnh

Ninh Bình” được hoàn thành với sự giúp đố nhiệt tình, hiệu qua của phòng

Đào tạo ĐH & SPH, khoa công trình cùng các thay, cô giáo, các bộ môn của trường Đại học Thuỷ lợi, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan và gia đình.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo TS Đồng Kim Hạnh

đã trực tiếp tận tình hướng dan, cũng như cung cap tài liệu, thông tin khoa học cân thiết cho luận văn này.

Tác giả xin chân thành cam on: Phòng Đào tạo ĐH & SPH, khoa công

trình, các thầy giáo, cô giáo đã tham gia giảng dạy trực tiếp lớp Cao học

19C1.2 Xây dựng công trình thuỷ - Trường Đại học Thuy lợi Hà Nội đã tận tình

giúp đỡ và truyền đạt kiến thức.

Tác giả xin cảm ơn gia đình, các bạn bè đông nghiệp đã hết sức giúp đỡ

vỀ mọi mặt cũng như động viên khích lệ tỉnh than và vật chat dé tác giả đạt được kết quả như ngày hôm nay.

Do còn nhiễu hạn chế về trình độ chuyên môn, cũng như thời gian có hạn, nên trong quá trình làm luận văn tác giả không tránh khỏi sai sót, tác giả

mong muốn tiếp tục nhận được chỉ bảo của các thây, cô giáo và sự góp ý của các bạn bè đông nghiệp, để tác giả hoàn thiện hơn nữa kiến thức của mình.

Hà Nội, tháng 8 năm 2013

Tác giả

Bùi Xuân Thư

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan rang so liệu và két qua nghiên cứu trong luận văn nay

là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan

răng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả

Bùi Xuân Thư

MUC LUC

MỤC LUC eceecescescessessessesssessessessvcsscsuessesssssscsusssessessvssecsusssessessessessuessessessecaneaseeses iii

DANH MỤC CAC BANG BIEU o eeescsssesssssessssssessessessecssessessessessssssessessessesssesseesess viii

MỞ DAU eceeecescssessessssssssesvcsessssscssesscsvcsessessssussucsvssessessssusascaessessessssusaneseesesseeeeeees |

II Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài 5 2+5z+sscsss2 3

TH Phương pháp nghiên CỨU << E19 E*EESEESekEskkeeEskerrkeskkre 3

IV Nội dung nghién CỨU: 2 (s11 1191011 1119111 111v ng ngư 4

V Kết quả dự kiến dat ưỢC: 6 Set SE SE EEEEEEEEEEEEEEkrrrrksrrrree 4

CHƯƠNG 1 TONG QUAN GIẢI PHÁP BẢO VE MAI DE SÔNG 5

LD 0i a 5 1.2 Tổng quan về giải pháp bảo vệ mái đê sông trên thé giới 5 1.2.1 Giải pháp bảo vệ mái đê phía sÔng - - 5 5S £+xssvseerseese 5 1.2.1.1 Đá lát khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn 5 1.2.1.2 Gia có mái đê bằng nhựa đường 2-2 2 + xzxerxerxeres 9

1.2.1.4 Thảm đá 5 SG ST 1 1151115111 1111111 1111111111111 10

1.2.1.7 Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp - 12 1.2.2 Giải pháp bảo vệ mái đê phía đỒng - 2-2-2 2 +£xezxcrxrrceee 13

558M) goa : 13 1.2.2.2 Thảm ba chiều bằng sợi tổng hợp 2-5555 ccccxczxcrecces 13 1.2.2.3 Giải pháp kết cầu thuỷ công giảm vận tốc xói do sóng tràn 14 1.3 Tổng quan về giải pháp bảo vệ mái đê sông ở Việt Nam 15

1.3.1.1 Kè lát mái bằng đá lát khan 2-©+-x+2x++zxerxeerxerxesrxees 15 1.3.1.2 Ke lát mái bằng đá xây, đá chit mạch 2-2z+cz+csz l6

1.3.1.3 Kè mái bằng bê tông -:-2- 5© E2 EEEEE21E2EEExerkrrkrree 17

1.4 Một số van dé gây mat ôn định lớp bảo vệ mái đê sông thường gặp 20

1.4.1.1 Tai trọng tác động lên mái kè phía sông - «++<+ 21

1.4.2 Một số ton tại kỹ thuật của kè bảo vệ mái đê phía sông và mất ôn định do

1.4.4 Hướng tiếp cận lựa chọn giải pháp công nghệ mới - 26

CHƯƠNG 2.CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHÓNG SẠT LỞ BẢO VỆ BỜ

SÔNG U02 rrre 29

2.1.1 Tác dụng xâm thực của SÔN - s6 2+ + 1x k vn ng re 29 2.1.2 Quá trình tâm ướt đất đá - - St 2s tt E1 1212111121111 1111 txe 29 2.1.3 2.1.3 Tác động của áp lực thủy tĩnh - - ++-«+++sx++ee+seeeeeres 30 2.1.4 Tác động của áp lực thủy động - cssSstssssiseirsrrrrrreree 30 2.1.5 Hoạt động nhân sinh - + + +31 SE EE+eEEeeererersreeerrerrreree 31 2.2 Giải pháp xử ly chống sat lở bảo vệ bờ phía sông - - 32

2.2.1 Giải pháp giảm lực gây trượt bảo vệ bờ phía sông - - 32

2.2.1.1 Xử lý chống sat lở bờ sông băng kè mỏ hàn - +: 33

2.2.1.2 Xử lý chống sat lở bờ sông bằng kè lát mái 2- +: 42 2.2.1.3 Xử lý chống sat lở bờ băng rọ đá - 2 scx+cxcrxerxerxeces 55 2.2.1.4 Xử lý chống sat lở bờ băng các loại cây, cỏ bó cành cây 62

2.2.2 Giải pháp tăng lực kháng trượt bảo vệ bờ phía sông 70

2.2.2.1 Gia cố sử dụng vải địa kỹ thuật chống sat lở bảo vệ bờ 71

2.2.2.2 Gia cố làm cứng đất bảo vệ bờ sông chong sat lở - 74

2.2.2.3 Sử dụng tường chắn bảo vệ bờ chống xói lở - 75

2.2.2.4 Gia cố nền mái bờ sông bằng công nghệ NeowebTM 78

2.3 Giải pháp xử lý chống sat lở bảo vệ bờ phía đồng - 78

2.3.1 Giải pháp chống sat trượt do mái đê phía đồng đắp quá dóc 78

2.3.2 Giải pháp chống thấm, thâm lậu, rò rỉ qua thân đê phía đồng trong điều kiện nước lũ dâng CaO - - G11 ng rey 79 2.3.3 Giải pháp chong rò rỉ, sập tô môi, 16 sui, mạch sui, mach dun bục dat, giếng PRUE eee aA 80

2.3.3.1 Giếng quây lọc ngược, giảm cột nước chênh lệch: 82

2.3.3.2 Xử lý giếng đùn, giếng phuts occ ceeseeseeseeseeseeeeeeseeseeeees 83 2.3.3.3 Xử lý bãi SỦI: - c2 22.2 22 H221 errrree 84 2.3.3.4 Nước lũ tràn đỉnh đê: 2-5 2+sSt+xeEE+EeEzEerxrkerxrxerrrreree 85 2.4 Két luận chương 2 ooecceeccecceccesecsesssssessessessessessessessecsessssseesesseseessesseeseeseess 85 CHUONG 3 DE XUAT GIAI PHAP VA THIET KE CONG TRINH BAO VE BO CHO DE HỮU HOANG LONG - TINH NINH BINH ccscssssssessseessesseesseesseenes 86 3.1 Giới thiệu về hệ thống sông và đê sông tỉnh Ninh Bình 86

3.1.1 Vị trí địa LY coe eeccccccessesssesssesssessseessesssesssessseessesssesssvessessseesseesseesseesseeses 86 3.1.2 Mang 101 SOMG NOL 4%4 87 3.1.2.1 Đặc trưng một sé sông trục chính - «-+s« «+ x++sexeseeess 87

3.1.2.2 Các sông trục nội đồng -¿ + +++E+E+E£ExtEkerkerkerkerkeee 89

3.2.1 Quá trình phát triển và nghiên cứu 2-2 2 + szxerxerxeces 90 3.2.2 Hệ thong đê điỀu - + 2-51 SE+SE£EEEEEEE211211211211221 2121212 cre 91 3.2.2.1 Tuyến đê tả Hoàng Long -:2- 5+ ©5++2x2z++zxrzxeerxrrreerxee 91

3.2.2.4 Tuyến đê Năm Căn - + + ©ESEEEEE21211211211221 2212121 95

3.2.2.5 Tuyến đê Gia Tường - Đức Long - Lạc Vân -+ 95

3.2.3 Thực trạng hoạt động của hệ thống công trình đê điều trên sông Hoàng

U01 96

3.4 Dé xuất giải pháp bảo vệ bờ cho một số đoạn xung yếu 104 3.4.1 Kiểm tra ôn định mái cho một số đoạn xung yếu ¬ 104 3.4.1.1 Mure nước tính toant cccccS BS S221 1 vn 2x xe 104 3.4.1.2 Tài liệu sử dụng trong tính toán .- -+ 55+ ++<s++sesseeeeeess 104 3.4.1.3 Kết quả tính toán -2¿©-++2+++E++EE+SExeEkSExerkrerxerkrerrees 105 3.4.1.4 Đánh giá nguyên nhân mat ôn định: 22 2+z+zz+£zzcs2 108

3.4.2.1 Nguyên nhân một số đoạn xung yếu bị mất 6n định: 110

3.4.2.2 Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ -¿- - 2 + z+xecEeE2EzEerkerkrreee 111

3.5.2.1 Phương án kẻ mái nghiêng (PA Ï): - 25555 s << s+e+eeeseess 113

3.5.3 Phân tích lựa chọn phương ắñ: - 5 +S+ + *+*vEsseereeersreerrse 116 3.6 Kết luận chương 3 -:- 252+E+EE9EEEE2EEEEEE12112171711112 21111 e 116

1 KẾt luận: -c.ck tt EE 1111111 1111111111111 gtxe 117

2 Kiến nghị: s-cc St TT 2111211011211 11 111111111111 re 117

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

Bang 2.1 : Bang phân loại m6 hàn.

Bang 2.2 Một số thông số kích thước để tham khảo nhằm sơ bộ xá định

kích thước kè mỏ hàn.

Bảng 2.3: Bing xác định bệ số động lực (6)

Bảng 2.4 : Bảng tham khảo chọn ring đã chống xsi mũi kẻ

Bảng 2.5 : Một số kiểu rọ đá và phạm vì ứng dụng.

Bảng 26 Chigu dày cia thim r9 để tầm)

Bảng 3.1: Tổng hop các tuyển để chính sông Hoàng Long

Bang 3.2: Các chỉ tiêu tính toán của các lớp đất

Bing 3.3 Các chỉ iêu cơ lý đắt nền dùng trong tinh toán

Bảng 34: Kết quả tinh toán ôn định mái một số đoạn xung yếu khi chưa xây dựng kẻ

DANH MỤC CÁC SƠ DO, HÌNH VE

Hình 1.1: Gia cường mãi để ở Hà Lan

Hình L2: Câu kiện bê tông lip ép

Hình 1.3: Một dạn cấu kiện gia cổ đề sôngNhật Bản

ái dé biển Hà LanHình L4: Thiết bị thi công ấu kiện gia

Hình L5: Cấu kiện bê tông gia cổ dang cột

Hình 1.6: Kẻ để bằng đá xép phủ nhựa đường

Hình 1.7: Thảm bê tông liên kết bằng dây cáp

3 36

36

37 39

55

60 98 102 104

105

10

Hình 19: Thâm gia cường bằng hệ thẳng tú vi địa kỹ thật

Hình 1.10: Mở rộng ứng đụng của túi địa kỹ thuật

Hình 1.11: Ong địa kỹ thuật trong xây dựng dé kè.

Hình 1.12: Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp

Hình 1.13: Thảm cổ chống x6i mái đề

Hình 1.14: Sử dụng lưới sợi tổng hợp kết hợp trồng cỏ chồng x6i

Hình 1.15: Bể bê tông có bé trí ống tiêu nước.

Hình 1.16: B bể tông có tính năn tiêu năng

Hình 1.17: Ke bảo vệ mai bằng dé it khan ở Hải Hậu-Nam Định

Hình 1.18: Ke đá xây liễn khối ở Thái Bình.

Hình 1.19: Ke lát mái bằng bê tông đổ ti chỗ

Hình L20: Ke bằng cấu kiện bê tông tắm nhỏ

Hình L21Kè bằng cầu kiện bể tông Khối lớn

Hình 1.22: Ke lit mái bằng cu kiện TSC-178.

Hình 1.23: Kè bằng cấu kiện BT liên kết 2 chiều.

Hình 1.24: Cơ chế ph huỷ đề khi sóng tràn (K.W Pilarczyk-2006).

Hình 1.25: Lực tác dụng của sóng lên mái ke dang thm bê tông

Hình 1.26: Tấm lát mái đê sông bị lún sụt.

"

9

19

Hình 1.27: Tắm lát mái dé sông bị bong trúc

Hình 1.28: Phá huỷ mái phía ông dẫn đến x6i hỏng nén để

Hình 1.29: Các viên gia cổ không đủ trọng lượng

Hình 1.30; Mái đề sông phía đồng bị sóng trần qua

Hình 1.31: Để sông đắp bằng đất có hàm lượng cát cao bị x6i hông

Hình 1.32: Viên gia cổ bị diy ngược

Hình 1.33: Dé sông Hải Phòng được cứng hoá bề mặt-chống sóng tràn.

Hình 1.34: Bão số 2:2005 mái hạ lưu bị phá huỷ toàn bộ do sóng trần

Hình 2.1: Sơ đồ lực tác động lên sườn dốc khi có áp lực thủy động.

Hình 2.2: Hệ thông các giải pháp giảm lực gây trượt

Hình 2.8: Cấu tạo kè lất mái.

Hình 29 là mặt cắt ngang cia một số dạng kết cầu ké gia cổ mái đề, mái

Hình 2.10: Kết cấu chân kè khi không có lạch sâu

41

Hình 2.12: Chân kè bằng đá đỏ 48Hình 2.13 : Chin kề bằng rồng 48

Hình 2.14: Chống xói chân kề bằng rồng hoặc bè 48

Hình 2.15 : Kết cấu thân kỳ bằng đã lat khan 50

Hình 2.16 : Ke bio vệ bờ bằng đá lá khan của đề ngăn mặn Bình Son - Quảng Ngãi lúc đang thi công 33 Hình 2.17 : Kè bio vệ bờ bằng đá lá khan của đê ngăn mặn Bình Son - Quảng Ngãi

lúc đã thi công xong, 53

Hình 2.18 Hình ảnh th thim di gia cổ chân kề sông Hoàng Long tinh Ninh BìnhŠ3

Hình 2.19 : Hình ảnh thi ng tắm lát bê tông thân kề sông Hoàng Long _

tinh Ninh Bình, 54Hình 2.20 : Hình ảnh kè bing tim lit bê tng đúc sin dang thi công của kề sôngHoàng Long tính Ninh Bình “Hình 2.21: Ro đã gia cổ bảo vệ be 37

Hình 2.22 : Lat mái bờ bằng thâm ro đá $8

Hình 223, Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lưới thép 61

Hình 2.24 Các rồng đá túi lưới đơn 61

Hình 225, Thảm rồng để túi lưới élHình 2.26, Tham đá bảo vệ bo sông ø

Hình 2.27 Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông

Hình 2.28, Ke kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và bằng thục vật

Hình 220 : Tuyển kỳ bảo vệ bờ sông bằng cỏ Vetiver

Hình 230: Bó rong.

Hình 2.31: Rồng

Hình 2.32: Khung giá

Hình 232: Khung gi i diện bằng be tông cốt thp (cm)

Hình 2.33: Khung hình hộp bằng thanh ray cũ

Hình 2.34: Bè chìm cành cây

Hình 2.35 th hiện sơ đồ các giải pháp ting lực khẳng trượt bio vệ bở phía sông

Hình 2.36, Trải vi địa kỹ thuật ng lọc mái kè

Hình 2.37, Một số loại thảm lông tú khuôn

68

68 69 69 69

70

70 7 7 7 73 7

16

Hình 2.45 : Gia cổ bờ bằng tường đá trường hợp đáy sông không xôi, bờ không bịtrượt khí chịu ảnh hưởng của mực nước dao động 7Hình 2.46, Bảo vệ bờ bằng cir Lasen bản nhựa 18Hình 2.47: Hệ thống ô ngăn cách trong công nghệ NeowebTM 76Hình 2.48: Giếng quây lọc ngược giám cột nước chênh lệch 83Hình 2.49: Xử lý gi ig din, giếng phục, bai si 84 Hình 3.1: Vị tri dia lý tinh Ninh Bình $6Hình 3.2: Bản đồ hành chính tỉnh Ninh Bình 87

Hình 3.3: Kết quả tính dn định ứng với trường hợp mực nước sông min 105Hình 34: Kết quả inh ổn định ứng với trường hợp mục nước lũrấ nhanh 07Hình 3.5 Lưu tốc cực đại dọc sông trong miễn tính toán của trường hợp tính

toán (lũ 5% ) 112

Hình 36 Biển tình tốc độ đồng chảy và độ sâu ti mặt cắt ngang sông trong trận lĩ

MỠ ĐÀU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ninh Bình là tinh ở phía Nam của ving đồng bằng Bắc Bộ, nơi chuyển tiếp địa

lý miễn Bắc với miễn Trung bởi dây núi Tam Điệp hùng vĩ Phía Bắc giáp nh Hà

Nam phía Tây giáp tinh Hoà Bình, phía Đông gip tỉnh Nam Định và biển Đông, phía

“Tây giáp tình Thanh Hoá

~ Diện tích tự nhiên: 1.341 km?

- Dân số:943.899 người (năm 2008)

Tỉnh ly Thành phổ Ninh Bình

- Các huyện, thị, thành phố; Thành phd Ninh Bình, Thị xã Tam Điệp, Nho

Quan, Gia Viễn, Hoa Lu, Yên Mô, Yên Khánh, Kim Sơn.

Tĩnh Ninh Bình nằm ở hạ lưu các đồng sông và cổ địa hình khí phức tạp Ninh Bình nên thường xuyên chịu ảnh hưởng của lũ trên các sông như sông Hoàng Long,sông Đáy, lũ sông Hồng phân sang sông Day qua sông Đào Nam Định, ngoài ra còn

bị ảnh hưởng lũ do mưa nội đồng và bão biển Trong giai đoạn từ năm 2000 đến 2010,

bảng năm Ninh Bình bị thiệt hại do thiên tai bảo, lũ

Sông Hoàng Long thuộc Ninh Binh có lưu vực rộng lớn bắt nguồn từ vùng rừngnúi thuộc tỉnh Hòa Bình và một phan rừng núi tinh Ninh Bình Sông Hoàng Long dài

125 km đoạn chấy giữa khu Bắc Ninh Bình có chiều dài là 31 km chảy qua địa phậncác bu n: Gia Viễn, Nho quan, huyện Hoa Lư Bao gm các

+ Tuyển dé tả hữu Hoàng Long (Nho Quan, Gia Viễn), đẻ Trường Yên, để Gia

Tường - Đức Long (Nho Quan); để Năm Căn (Nho Quan);

+ Các tuyến đề ngăn lũ núi và hồ chứa lớn như: dé Bim Cút (Gia Viễn); hỗ YênQuang (Nho Quan)

“Chế độ dòng chảy của sông Hoàng Long rit phức tap

tới 9-10 engiờ), nước lũ dâng cao.

nh Bình nằm phía Nam đồng bằng Bắc Bộ lại tiếp giáp với Bắc Khu

Bon cũ nên chịu ảnh hưởng khí hậu thời tiết của cả hai vùng do vậy lũ sông Hoàng.

ong thường kéo đãi trong năm và thương xây ra lũ kép

Chế độ dòng chảy đặc biệt là lũ của sông Hoàng long din bién rt phức tạp:

“Một số vị tí xung yếu mùa mea lã lại thường xy ra sat tre, địa phường phải xử lýtrong điều kiện mưa to, lũ lớn rất phức tạp vất và nhưng hiệu quả không cao,

Để hữu Hoàng Long toàn tuyến dài 20,85 km từ đồi 94 - Nho Quan đến Gia

Sinh - Gia Viễn có 16 cổng và | âu Trên tuyển có trần Lạc Khoái đầi 730 m có nhiệm

vụ phân lũ bảo vệ an toàn đề khi mye nước lũ sông Hoàng Long lên trên +4,3 m,Thực trạng hoạt động của hệ thông công trình chống lũ sông Hoàng Long sau

trận lũ tháng 10/2007:

ện có về cơ bản ôn định, một vải đoạn có hiện tượng thẳm,

- Các tuyển để

lậu, mạch đủn, mạch sủi xuất hiện dưới chân đê và sạt lở nhỏ mai dé tại các vị trí mới

- Tuyển đê hữu Hoàng Long là đ cắp IV, đoạn từ K10 đến K20#850, có caoình định là +5,55 m đến +5,30 m là đoạn chịu tác động lớn nhất của lũ sông Hoàng.Long, Theo kết qui tinh toán, phân tích mực nước lồ thực ế giai đoạn (1960 - 2007)hiện tại cao tình định để hữu Hoàng Long chỉ ngăn được lũ với tin sudt mực nước 10

- Tuyển đê Tả Hoàng Long đã có một số vị tí xuất hiện mạch si cột điện ngaytrên thân đê và nhất là có một số lỗi lên xuống từ trên đê vào các khu dân cư trên toàntuyển làm biến dạng mai để Một số đoạn để còn chưa cổ cơ để như đoạn dé từK3+500 đến K34045

+ Tuyển đê Trường Yên do di qua một số điểm có địa chất yếu de bị thẳm lậu

sat trượt khi mực nước sông Hoàng Long lên trên báo động IL

Ce giải pháp công tinh chống lũ cơ bản phòng chống lũ sông Hoàng Long

= Nâng cấp các tuyển để ngăn lũ theo các yêu cầu chống lũ,

~ Phân chậm lũ vio các khu dé hạ thấp myc nước lũ trên sông Hoàng Long.Xây dung hỗ chứa Hưng Thi ở thượng nguồn để cắt giảm fi cho hạ du

Do đổ việc lựa chọn dé ti: “Nghiên

bảo vệ bờ sông trong điều kiện nước lũ ding cao, đề xuất giải pháp và thiết kếcho đê hữu Hoàng Long ~ Tinh Ninh Bình” là rit cắp thiết cho giai đoạn hiện nay,

tu cơ sở khoa học lựa chọn gi háp

cũng như sự phát trién lâu đài trong tương lai phục vụ phát triển kinh tế xã hội của tỉnh nâng cao khả năng phòng chồng lũ cho tuyến dé sông Hoảng Long.

II Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài

+ Mục dich:

= Chọn được giải pháp hợp lý bảo vệ bờ sông Hoàng Long trong điều kiện nước

lũ ding cao:

- Phân tích lựa chọn giải pháp và thiết kế công trình bảo vệ bờ cho để hữu,

Hoang Long, tỉnh Ninh Bình.

+ Phạm vỉ nghiên

Phan tích tình hình lũ sông Hoàng Long vả đề xuất giải pháp và thiết kế côngtrình hợp lý cho tuyển đê hữu Hoàng Long, tinh Ninh Bình.

1IL.Phương pháp nghiên cứu.

= Nghiên cứu lý thuyết kết hợp đúc rút kinh nghiệm thực tế và tính toán giảiquyết các bài toán thiết kế thực tế giải pháp bảo vệ bở sông

~ Tổng hợp ti liệu nghiên cứu đã có v8 gia tự sat lở bờ sông, các quy

trình, quy phạm tính toán thiết kế và chỉ dẫn thi công

Phân tích lựa chọn giải pháp và thiết kế công trinh hợp lý cho tuyển để hữu

Hoàng Long, sông Hoàng Long, tinh Ninh Bình.

~ Phân loại, rút ra ưu nhược điểm và đề xuất phương pháp xử lý, phạm vi áp.

‘dung thích hợp cho từng loại sat lở.

~ Phân tích lựa chọn giải pháp và thiết ké cho đê hữu Hoàng Long thuộc Tỉnh.Ninh Bình trên cơ sở các yêu cầu về kỹ thuật, kinh

vùng nghiên cứu,

V Kết quả dự kiến đạt được:

- Đưa ra được một số phương pháp xử lý chống sat lở bờ sông Biện pháp xử lý

cho từng loại sat ở.

~ Đề xuất i pháp và thiết kế cho đê hữu Hoàng Long thuộc Tinh Ninh Bình.

'CHƯƠNG 1 TONG QUAN GIẢI PHÁP BẢO VỆ MAI DE SÔNG

1.1 Mỡ đầu

Dé sông là công trình thủy lợi ngăn nước trải dai theo các dng sông làm nhiệm vụ bảo vệ các khu dân cu, các vùng đắt canh tác để tránh các tác động.

của nước sôngkhi có bão, triều cường Nước sông tràn vào trong đồng gây thiệt

hại về tính mạng, ti sản của nhân dân, nhiễm mặn hệ thống đất canh tác, phá

huỷ làng mạc hoa màu, Vì vậy trong mọi trường hợp, vấn dé đảm bảo an toàn

đê sông nói riêng và hệ thống đê nói chung là đảm bảo an toàn về dân sinh,kinh tế, an ninh quốc phòng

Các nước phát triển đã có nhiều đầu tư về nghiên cứu khoa học, công.nghệ đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho đê sông Các giải pháp gia cường, bảo

vệ đê sông trước kia có thể được bóc bỏ, thay mới bằng giải pháp công nghệ an toàn vững chắc hơn Việt Nam cũng có những chuyển biến tích cực, nhưng

chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của để sông hiện ta Các phầntổng quan vé gia cường đê sông trên thé giới và của Việt Nam được trình baysau đây cho toàn cảnh về cải tiến công nghệ cũng như những tổn tại về kỹ

thuật Từ đó sẽ phân tích, đánh giá rút ra được để xuất khoa học công nghệ sao

cho có tính sáng tạo, tăng thêm an toản, kinh tế và Việt Nam

1.2 Tổng quan về gi

1.

pháp bảo vệ mái đê sông trên thé giới

Gidi pháp bảo vệ mái dé phía sông

1.2.1.1.Đá lát khan, mang bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chen

Phổ biển nhất vẫn là các hình thức bảo vệ mái bằng đá đổ, đá lát khan, cầu

kiện bê tông đúc sẵn, cấu kiện bê tông lắp ghép với các dạng liên kết khácnhau Hình 1.1 thể hiện một đoạn dé ở Hà Lan, mái đề được gia cường bằng

c biện pháp là một đoạn dé dùng đá lát khan, một đoạn.

tông lắp ghép và phía trên cơ được trồng cỏ bảo vị

bê tông có h thước và

theo hình thức tự chèn Kết cầu loại này dé thoát nước, dé biển dạng cùng với

đê nên có độ ôn định của kết cầu tương đối cao

Các cau kiện bê tông gia cố đúc sẵn có xu hướng chuyển từ dạng “ban”như đang được sử dụng phd biến hiện nay sang dạng "cột” để tăng én định và

để sửa chữa khi có sự cố Với các nước phát triển, vi có điều kiện kinh tế nên

các cầu kiện gia cường trước kia không đảm bảo trọng lượng được bóc bỏ, thay

thé bằng các cấu kiện dây hơn, nặng hơn Hình 1.2 thể hiện so sánh giữa cầukiện bảo vệ mái dé trước kia và cấu kiện đang thay mới ở một đoạn dé của Hà

Lan

4) Bosc bỏ câu kiện gia cường cũ 9) Thay thé bằng cau kiện mới

Hinh 1.2: Cấu kiện bê tông lắp ghép

kết cấu gia cố đê sông

của Nhật Bản Tình 1.3: Một dang cầu kiện gia cổ đê sông Nhật Bản

Hình 1.4 là ảnh thiết bị thi công lắp ghép các cau kiện bê tông khối lớn gia

cố mái dé phía sông,

dang khối sáu mat, kích

thước lớn theo xu hướng

chuyển từ dạng tấm

sang dạng cột (cấu kiện

kích thước 06 x 08 x

0.8m),

“Mình 1.5: Câu kiện bê tông gia có dang cột

Tinh đến thời điểm hiện tại, gia cố mái đê sông bằng các cấu kiện bê tông.đúc sẵn vẫn phé biến nhất do các ưu điểm nôi trội về sự dn định của mảng gia

cổ dưới tác động của sóng và dễ thi công, thuận tiện cả dùng thi công cơ giớiTiêu chuẩn én định của cá

dụng của Pilarczyk (1990)

kiện gia cố mái đê thường dùng công thức ứng

ft dựa trên cơ sở thí nghiệm mô hình tỷ lệ lớn:

Với ‡} là chỉ số sóng vỡ trên mái đê

$ÿ = tang (H, ( Lụ "= 1257, He tang

Trong đó:

va : Hệ số én định cầu kiện (ự/ „ = với bảo vệ mái bằng đá đỗ và „ >l

với các dạng cấu kiện khác);

© : Hàm dn định cia cấu kiện ứng với thời điểm bắt đầu chuyển dich;

H, : Chiều cao sống (m);

T„ Chu kỳ sóng (S):

L, : Chiều dai sóng (m);

.D: Chiều day cau kiện gia cô (m); œ Góc mái dốc (độ);

Aj, : Tỷ trọng vật liệu cấu kiện;

b : Hệ số tương tác của sóng lên kè có các độ nhám khác nhau

Các đại lượng D , A, xác định theo dạng ke bảo vệ mái

1.2.1.2.Gia cố mái đê bằng nhựa đường

Hàng thể kỷ trước đây, vật liệu nhựa đường đã được sử dụng ở vùng

‘Trung Âu vào việc làm kin nước Vào năm 1893, Italy dùng nhựa đường phủmái đập đá đồ, Năm 1934 Hà Lan dùng nhựa đường phủ đáy âu thuyền

Fuliana Sau cơn bão 1953, Hà Lan đã sử dụng bê tông nhựa đường vào xây.

dựng đê Vật liệu nảy thường dùng kết hợp với vật liệu khác dé gia cường,chang hạn nhựa đường-đá xếp, nhựa đường-bê tông khối, bê tông Asphalt ứng.dụng trong xây dựng công trình thủy lợi, đê sông của nhiều nước tiên tiến nhưNauy, Hà lan, Mĩ và một số nước khác

Hình 1.6 là một =

dang kẻ dé bằng đá xếp

phủ nhựa đường ở Hà

Lan.

ác kế

17) Cá

cấu kiện thường đệm bằng cao su, hoặc lap day bang söi, gạch xi Phải bồ trí

u kiệt (hình bê tông được nối với nhau tạo thành mắng lig

cấu kiện này liên kết với nhau bằng day cáp, bằng các móc, giữa các

tang lọc ngược giữa thảm bê tông với thân dé

Cấu kiện kiểu nay ¢ tà ẹ ẹ og

thường xuyên được cải

tiến về th dạng và liên

Hình 1. + Thăm bê tông liên kết bằng diy cáp

Hình 1.8 thể hiện thảm bê tông đang được thi công trên một đoạn dé, bên đưới lót vải địa ky thuật làm lọc.

Sau khi thi

Các rọ bằng thép bọc chất déo hoặc chất dẻo trong đựng đầy đá gọi là

"thảm đá” Thám đá dùng để chống xói cho dé và bo sông, bờ sông do tác động,

của sóng và dòng chảy Ý tưởng của kết cấu này là liên kết đá nhỏ lại thành.khối lớn dé sóng và dòng chảy không phá hỏng được.

1.2.1.5.Thâm bằng các tái địa kỹ thuật chúu cát

Cac túi địa kỹ thuật được bơm day cát đặt trên lớp vải địa kĩ thuật, liên kếtvới nhau thành một hệ thống gọi là thảm túi cát dé bảo vệ mái

“Hình 1.9: Thâm gia cường bằng hệ thong titi vãi địa kỹ thuật

Hình 1.10 là một số ứng dụng khác của túi địa kỹ thuật, có thể xây dựng

kè chắn sóng, sửa chữa trụ cầu, gia tăng trọng lượng cho đường sine neo giữ

4) Bảo vệ x6i trên các ống chôn, gia

tăng sự neo giữ.©) Gia tăng trọng lực, én định cho ~~

đường ống dẫn nước Hinh 1.10: Mỡ rộng ứng dụng của

£) Neo giữ kết cầu mo

#) Sửa chữa xốp rỗng trong các kết

cấu xây

Ap thuật

1.2.1,6.H@ th ug Ống địa kỹ thuật chứa cát

Sử dụng ống địa kĩ thuật, có đường kính từ 0,5m đết 2,5m, kích thước tuỳ

thuộc vào yêu cầu công tình Chiều đài mỗi ống trung bình khoảng

60m-100m Định vị ông vào vị trí dự kiến sau đó bom dung dịch tỉ lệ 1 phần

cát với 4 phần nước, cho đến khi ống đầy cát hoặc vữa xi măng

Hình thành mặt

cấu dự định xây dựng

h LD NN

“Hình 1.11: Ông địa kỹ thuật trong xây dựng đề kè

1.3.1.7 Công nghệ sử dung vật liệu địa kỹ thuật tang hợp

Sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp (vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật)

làm chức năng gia cổ dạng đắt có cối, chức năng phân cách các lớp vật liệu cónhóm đường kính hạt khác nhau, gia cường làm nền khi đắp đê trên nền đấtyếu Như vậy tăng cường đuợc ôn định tông thể cho đê (hình 1.12)

Vai địa kĩ thuật được đệt từ sợi tổng hợp có thể dùng làm tăng én địnhmảng gia cổ mái dé hoặc sợi tổng hợp dệt thành màng địa kỳ thuật làm chức

năng chồng thám, chức năng phân cách giữa các lớp vật liệu Nhìn chung với

sự thay đổi về công nghệ vật liệu đã giải quyết được nhiều vẫn dé kỹ thuật,đảm bảo sự an toàn và ôn định lâu dài của đê sông

1.2.2 Giải pháp bảo vệ mái dé phía ding

1.2.2.1-Trằng cổ

“Trồng có để bảo vệ chống xói mái đê phía trong đồng được sử dụng từ lâu

và khá phổ ới Trồng có là hình thức kết cấu đơn giản thân thiện

với môi trường Cỏ trồng trên mái dốc để có và bộ rễ tạo thành lớp bảo vệ

chống x6i bề mặt đê (hình 1.13), hoặc trồng có trong ô được chia ra bởi các

khối xây hoặc trong những cấu kiện đúc sẵn

Nhìn chung giải pháp

tạo thảm cô được đánh giá

là hiệu quả và là giải pháp

được sử dụng từ lâu vì lá cỏ,

rễ cỏ đều có tác dụng chống

xói bề mặt dé khi có dòng,

chảy tràn Tuy nhiên, lớp cỏ

bảo vệ chỉ chịu được lưu

lượng tràn nhất định

1.2.2.2.Tham ba chiều bằng sợi tong hợp

‘Tham ba chiều bằng sợi tổng hợp kết hợp với trong cỏ tăng cường sức.chịu tải cho lớp đất, tạo điều kiện thuận lợi ban đầu cho cỏ phát triển

được điều kiện thân

thiện với môi trường và

tăng khả năng chống xói

hơn so với thảm có

thông thường (hình

1.14), “Hình 1.14: Sử dung lưới soi ting hợp kết hợp tring

cố chẳng xdt

1.3.2.3.Giải pháp kết cầu thuỷ công giảm vận tốc xói do sóng tràn

Giải pháp này bé trí một bể bê tông đựng nước do sóng tràn ở trên đỉnh

(hình 1.15) Hình 1.15: Bé bê tông có bố trí ong tiêu nước

Hình 1.16 là bể bê tông tiêu năng, kích thước bé được tinh toán đủ sâu để

tiêu năng năng lượng sóng tràn.

tran qua đỉnh a8, vận

“Trên đây là tổng hợp các giải pháp công nghệ bảo vệ mái và tăng cường,

‘én định cho mái dé sôngcủa một số nước trên thé giới Có thé thấy rõ nhất là đê

sôngcủa họ vững chai, an toàn và mỹ quan nhờ có sự thay đổi công nghệ vật

liệu và gia tăng trọng lượng của cấu kiện gia cố Tiếp sau đây là một số tổng

hợp các giải pháp bảo vệ mái dé sông dang áp dụng ở Việt Nam.

1.3 Tổng quan về giải pháp bảo vệ mái đê sông ở Việt Nam

1-3.1.Mật số hình thức két cầu kè mái đê phía sông

1.3.1,1.Kè lát mái bằng đá lát khan

‘Dé hộc với kích thước xác định nhằm đảm bảo én định dưới tác dụng của

sóng và đấy nỗi của nước, đồng chảy Đá được xếp chặt theo lớp dé báo vệmái Với loại kè này thường có một số biểu hiện hư hông do lún sụt, chuyển vi

xô lệch, dồn đồng trong khung bê tông cốt thép Hình thức này đã được sửdung ở hằu hết các địa phương, vật liệu hay dùng là đá hdc có kích thước trung.bình mỗi chiều khoảng 0,25m - 0,30m

Uu điểm của hình thức này: Khi ghép chèn chặt làm cho mỗi viên đá hoe

được các viên khác giữ bởi bé mặt gỗ ghề của viên đá, khe hở ghép lát lớn sẽ

thoát nước mái dé nhanh, giảm áp lực day nôi và liên kết mềm dễ biến vị theo

độ lún của nên,

“Hình 1.17: Ké bảo vệ mái bằng đá lát khan ở Hải Hậu- Nam Binh

BE mặt go ghé, độ nhám lớn làm giảm sóng leo lên mái và giảm vận tốc.dong rút VỀ mặt kỹ thuật thi công và sửa chữa dé dang

Nhược điểm: Khi nền bị lún cục bộ hoặc dưới tác dung của sóng dồn nén,các liên kết do chèn bị phá vỡ, các hòn đá tách rời nhau ra Vì trọng lượng bản

thân quá nhỏ nên dễ bị sóng cuốn trôi Khe hở giữa các hòn đá khá lớn, vận tốc.

sóng làm cho dong chảy trong các khe đá ép xuống nên thúc day hiện tượng.trôi đất nền tạo nhiều hang hốc lớn, sụt sạt nhanh, gây hư hỏng đê

1.3,1.2.è lat mái bằng đá xây, đá chit mach

Hình thức này đã được sử dụng ở Thái Bình, Nha Trang với vật liệu là

đá hộc kích thước trung bình mỗi chiều khoảng 0.25 ~ 0.3m (tận dung cả đá

nhỏ),

Hình LI§ là

hình thúc kè đá xây

liền khối ở Thái Binh

tại nơi có bãi và rừng

ngập mặn trước đê,

Hinh 1.18: Ke đá xây liền khối ở Thái Bình

bằng bao tải nhựa đường

xuống nền,

~_ Nhược điểm: Khi làm trên nền đất yếu, lún không đều sẽ làm cho.tim lớn đá xây, đá chit mạch lún theo tạo vết nứt gy theo mạch.vita, dudi tác động của dong chảy trực tiếp xuống nẻn và dong

gây lún sập kè nhanh.

chóng Khi thí công tại chỗ vữa xây bị mặn xâm thực sẽ làm giảm

thấm tập trung thoát ra gây mắt dat

cường độ của khối xây

1.3.1.3 Kè mái bằng bê tông

Ké lát mái bê tông đồ tại chỗ: Bê tông tắm lớn dé tại chỗ có khớp nối với

kích thước và trọng lượng theo tính toán cho từng công trình cụ thể, thường là

lớn đủ trọng lượng chống sóng, tuy nhiên nếu nén lún không đều tim bản dễ bịgây, sập gây mất đất nén và do đó cường độ chịu lực kém (hình 1.19)

Ké lát mái bê tông đồ

tại chỗ: Hình thúc này đã

được sử dụng ở kè Hải Hậu

- Nam Định, phá Tam

Giang - Thừa Thién-Hué,

Bau Tró - Quảng Binh,

Hinh 1.19: Ke lit mái bằng bê tông đỗ tại chỗ

Ké bê tông lắp ghép tắm bản nhỏ,

một mặt hình vuông: Tắm bê tông đúc

sẵn chất lượng tốt, thi công nhanh, có

khe hở làm thoát nước mái đ để giảm

áp lực đây nổi, nhưng tim bản nhỏ

không đủ trọng lượng và dễ bị bóc ra

khối mái (hình 1.20) Hinh 1.20:Kò bằng cầu Kiện bê tông

tắm nhỏ;

x 0/45 x 0,45)m, nặng 218kg và (0,53 x

0,53 x 0,53)m, nặng 328kg Trọng

lượng của khối bê tông lớn, bề dày lớn

không bị gẫy nhưng thi công phải có

cần câu rắt khó khăn (hình 1.21) Tình 1.21:Ke bằng cấu kiện bê ting

khối lớn

Ke lát mái bê tông tim lắp ghép có lỗ thoát nước: Đã được xây dung ở

lu Tró - Quảng Bình Kích thước của tắm: (0,45 x 0,5 x 0, 5)m Loại này có

ưu điểm thoát nước mái dé tốt, thi công nhanh, dễ sửa chữa nhưng dễ xói đắt

nén đưới tác động của đồng chây

'Kè lát mái bê tông tắm lắp ghép liên kết một chiều: Do lắp ghép có ngàm.niên trọng lượng bản thân được tăng lên và chiều có ngàm giảm đáng kể dòng.xói trực tiếp xuống nền, nhưng không có khả năng liên kết thành tắm lớn nên

8 bị sóng bóc ra khỏi mái

Ké lát mái bê tông tắm lắp ghép có ngàm hai chiều: Cấu kiện TAC-2 đã

thi công ở Bau Tró-Quảng Bình, Ngọc Xá- Trúc Lý-Quảng Bình, Quảng Tri,

đê sông1-Đồ Son-Hai Phòng Cấu kiện TAC-3 đã thi công ở Tây Cổ Xuân Thủy-Nam Định, Đồ Sơn-Hải Phòng, Phá Đông, Phá Cầu Hai-Thita

Vậy-‘Thién-Hué, Hà Tĩnh

~_ Ưu điểm: Có khả năng phân bố lực xung, lực cục bộ cho các cấukiện bên cạnh Vì vậy giảm được hiện tượng lún sâu, cục bộ, đồng

hai chiềuthời do nối với nhau bằng các ngâm đối xứng dang ni

dan ging vào nhau chặt chẽ đã tạo được một kết cầu như một tắmbản lớn và khớp nồi dich đắc hạn chế dòng xói trực tiếp xuống nên

~_ Nhược điểm: Ban đầu các loại TAC-2, TAC-3 chiều day độ vat quá

nhỏ dé bị gẫy, sit mẻ trong quá tình vận chuyển và thi công, vì

vậy các loại sau có độ day lớn hơn nên khắc phục được nhược điểm

này.

Ke lát mái bê tông tam lắp ghép có ngàm ba chiều TSC 178 Dạng kè nay

Hinh 1.22: Kè lát mái bằng cấu kiện _ Hình 1.23: Ke bằng edu kiện BT liên kến

TSC-178 2 chiều

Ưu điểm: Kết cấu có ngàm 3 chiều lắp ghép mềm thích hợp với nền.yếu, lún không đều vì có khả năng tự điều chỉnh lún đồng bộ với

5 hình dich đắcnên Ngàm liên kết ii, nên hạn chế nước x6itrực tiếp xuống nền, đồng thời liên kết thành mảng có chân đốrộng, giảm đáng kế ứng suất của trọng lượng mảng và áp lực sóng

xuống nén, hạn chế hiện tượng lún cục bộ của từng cấu kiện BEmặt cấu kiện được tạo mô nhám tiêu năng giảm chiều cao sóng leo

và vận tốc dòng rút

Nhược điểm: Vì liên kết mang khi sóng đã đánh bung thi bung cả.mảng, các cấu kiện trọng lượng nhỏ rời ra dễ bị cuốn trôi theo.sóng Do liên kết giữa các cầu kiện rất khít nên khi nền lún sụt,

„ khó phát hiện Một

nhược điểm nữa là chỉ có thé thi công thủ công nên giá thành xâymảng vẫn én định do vậy tạo hốc dưới né

dựng cao

Các hình thức kè bảo vệ mái rất phong phú và đa dạng, nhưng việc ấp.

cdụng hình thức nào thì căn cứ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của từng

khu vực sao cho hệ thống kè đó hạn chế được nhiều nhất nhược điểm và tận

dụng được hết các ưu điềm, đem lại lợi ích lớn nhất

L.3.2.Béo vệ mái đê phía trong dong

M:

đỉnh đê, phía dưới trồng cỏ Nhìn chung vấn dé gia cường mái dé trong đồng

trong đồng chủ yếu trồng cỏ bảo vệ mái, hoặc bê tông hoá phía trên

với dé sông Việt Nam là chưa được chú trọng.

Kết qua thống kê cho thấy Việt Nam cũng đã có những nghiên cứu đầu tư

để đê sông Việt Nam bền vững hơn Các cấu kiện TAC-2, TAC-3 TSC-178,chan k lục lăng đã chứng minh điều này Tuy nhiên, hiện nay đê sông ViệtNam phan lớn chỉ chống chọi được với gió bão cấp 8 Nhiều tuyến đê vẫn bịsụt sat, mảng gia cổ bị bong tréc không đảm bảo an toàn cho dé Tiếp theo sẽphân tích chỉ tiết vin đề gây mắt ôn định bảo vệ mái dé biển

1.4 Một số vấn đề gây mắt én định lớp bảo vệ mái đê sông thường gặp

“Thân dé có thé bị phá hỏng ở phía sông do tác động của sóng và áp lực thấm đây ngược dưới đáy viên gia có Dinh dé có thé bị x6i bé mặt, lớp sét bọc

ngoài thân dé có thé bị xói, trượt cục bộ do thắm hoặc trượt tổng thé cá mái

Vay khi sóng tràn, cả mái trong đồng và mái ngoải sông đều bị tác động

1.4.1.1.Tải trọng tác động lên mái kè phía sông

Quá trình sóng leo lên, vỡ ra rồi rút xuống sẽ gây ra các áp lực nước độngtác dụng lên đất thân đê và kết cấu kè Các lực thuỷ động này bao gồm: Áp lựcsóng đương tác dụng lên mái đốc làm thay đổi trạng thái của ứng suất của đất

thân đê Khi sóng rút, mực nước bên ngoài mái dé hạ thấp, tạo ra sự chênh lệch4p lực nước bên trong thân dé và mặt ngoài kết cầu kè - đó chính là áp lực sóng

âm đây lên mặt đáy kết câu kè, có xu thé kéo vật liệu đất ra ngoài gây lún sụtthân dé, Các đợt sóng leo lên và rút xuống liên tục, áp lực thuỷ động tác dụnglệch tâm tạo ra động ngẫu lực làm bap bênh kết cấu kè, tróc và moi đắt thân đê.Khi sóng đến gây nén bể mặt kẻ, nước theo các khe trên bề mặt kè thấm vào.lớp đất thân đề

Khi sóng rút,

áp lực nước từ trong

thân để hướng ra

ngoài tạo thành lực

đẩy ngược nâng

viên gia cố lên, gây

dio và biến dang bề

Tình L2 ue tác dụng của sóng lên mái kè dang tắm bê

mặt kề (hình 1.25) aả + ane

1.4.1.2.Tính toán gia cỗ mái dé

Ngoài công thức (11) của Pilarezyk (1990) một số tác giả khác cũng đưacác công thức kinh nghiệm để tính toán dn định các cấu kiện gia cố

‘Tinh trong lượng viên gia cố theo công thức Hudson:

ps

Woy =

KA cot ga

Trong đó:

1H, : Chiều cao sóng thiết kế (m);

,ø, : Khôi lượng riêng của vật liệu ( kg / mẺ );

‘Pa: Khối lượng riêng của nước sông( kg / mẺ );

D

A: Hệ số dung trọng, A= jp q4)

@; Góc mái đốc;

Ky : Hệ số ôn định tra bảng

Tính kích thước v gia cổ theo công thức Van Der Meer, theo

“Thonpson và Shuttler (1975), một loạt các thí nghiệm đã được tiến hành tai

Delft Hydraulics do Van Der Meer thực hiện Các thí nghiệm được tính toán.

bao gồm những công trình với sự biển đổi của cỡ vật liệu và với các điều kiện

sóng khác nhau

Điều kiện nước sâu:

+ Trường hợp 1: Đối với sóng đồ, hệ số sóng vỡ —_ (2

~_ Công thức Hudson tính toán khối lượng viên đá rời trong trường hop

thấm rit tốt Vì vậy công thức này dùng tính toán cho các đập phá sóng, kè mỏ

hàn tiếp xúc với nước và chịu tác động trực tiếp của sóng

- _ Khi tinh toán khối lượng và chiều day lớp bảo vệ mái đê kẻ bằng đá, công.

thức Pilarczyk cho kết quả hợp lý nhất

~ _ Khi bảo vệ mái bằng khối bê tông đúc n thì nên sử dụng công thức của Van der meer.

1.4.2.Một số tên tại kỹ thuật của kè bảo vệ mái dé phía sông và mắt én định

do xối mái đê trong đồng

Hình 1.26 thể hiện các tắm lát

mái của đê bị lún sụt Vấn đẻ lún

sụt mang gia cổ nếu loại trừ nguyên

nhân do thi công kém, tÌ ‘ang có

phần nguyên nhân do sự lôi cuốn

vật liệu lọc bởi sóng rút Sự lôi

được nếu có chuyển vị lớn của mảng gia cố dưới tác dung của áp lực diyngược từ trong thân đê khi sóng rút Vì vậy cần phải có giải pháp hạn chếchuyển vị của mảng gia cố, chống được sự đây ngược của áp lực nước phía

trong than đề,

Hình 1.27 cho thấy tình trạng các

mảng gia cố bị bong tróc do sóng ở

đê Nam Định Tình trang kỹ thuật

này sẽ dẫn đến mắt an toàn cho dé

Nguyên nhân của việc bong trúc

mảng gia cổ là do trọng lượng viên

gia cổ không đủ giữ ổn định

Hình L28 thể hiện

một đoạn đê bị phá huỷ

mảng gia cố phía sông dẫn

đến phá huỷ dé, phá huỷ

nền dé Nền đê bị sóng xói

sâu, nên phải gia có lại nền

bị xi “Mình 1.28: Phá huj mdi phía sông dẫn dén xói

hông nền để

Hình 1.29 cho thấy

các viên gia cố bằng bê

tông không đủ trọng lượng.

bị sóng cuốn trôi, vun

đống lại trên mái kẻ đê Hải

Hậu - Nam Định.

"Hình 1.29: Cúc viên gi cỗ không đã trọng lượng

mưa của một tuyến đề, tuyển.

đê này được dip bằng đất có

hàm lượng cất cao, khi mưa

nước tập trung thành dòng trên.

mái đê và hình thành rãnh xôi.

Tinh trang này gặp ở rit nhí ¬

" Hành 1.31: Để sông đắp bằng đắt có hàm

tuyến dé ở các địa phương ượng cát cao bị xói hong

vùng Bắc Bộ,

Hình 1.32 cho thấy viên

gia cổ bị nhắc lên khỏi mảng

do áp lực day ngược từ trong,

thân dé khi sóng rút Mang

gia cổ bị áp lực diy ngược

nên có chuyển vị lớn, một số

viên gia có bị xô lệch không

trởlạ được vị trí bạn đầu gay

rão mái kề.

14.354 phá huỷ đê sông do sóng trần

‘Dé Hải Phòng được cứng hoá bề mặt đê bằng bê tông dé đảm bảo an toàn

khi nước tràn, mái hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ (hình 1.33), Nhưng thực tế qua

Hình 1.33: Để xông Hai Phòng được inh 1.34: Bảo số 2-2005 mái hạ lưu bj

cứng hoá b mặt-chống xóng tràn hii hus toàn bộ do sing tràn

Vay việc áp dụng giải pháp bảo vệ khi dé sông tran nước là chưa đầy đủ

và vin để là áp dụng chưa đồng bộ Hình 1.33 thể hiện vấn đề gia cường, bio

vệ chỉ mới tập trung cho má inh dé Thực tế sau bão thì phần thượng lưu và

pha huỷ nặng né lại là mái hạ lưu Như vậy có thé thấy, đối với dé sông trannước thì vin dé gia cường đồng bộ các bộ phận của đê, đặc biệt là mái hạ lưu làcần thiết và phải có giải pháp đúng

1.4.4,Hướng tiếp cận lựa chon giải pháp công nghệ méi

Các giải pháp bảo vệ mai đê sông của các nước trên thé giới cho thấy kết

cấu bảo vệ mái dé có kích thước lớn, kiên có Vật liệu xây dựng được cải tiễnmạnh mẽ dé ứng dụng trong xây dựng đê Vì vậy mà hệ thong đê sông của ho

kha vững chắc, an toàn

Các giải pháp bảo vệ mái đê sông ở Việt Nam thé hiện kết cấu gia cổ có

kích thước chưa thực sự hợp lý dẫn đến các tin tại vé kỹ thuật như đã thông kê

ở trên Chưa ứng dụng được nhiều các cải tiến công nghệ vật liệu trong xây

đựng Đề sôngViệt Nam, điển hình là đê s ng Bắc Bộ được hình thành từ lâu

đời nên nền đê khá dn định, ngoại trừ việc bị phá huỷ kết cầu bảo vệ m

đến phá hoại thân đê và nén

Để kiên cố hoá đê sông hiện tai, tăng cường ồn định đê sông vả nền đêsôngkhi nước tràn, trên cơ sở các phân tích tổng hợp ở trên cần tăng cường ổn

định bảo vệ mái đê bị

Để xuất giải pháp gia cổ dé gia tăng trong lượng các viên gia cố hiện có,

hạn chế chuyển vị và tăng én định của cả mang gia cố dưới tác động của sóngVat liệu dp đê chủ yếu là vật liệu tại chỗ, có hàm lượng cát cao vì vậy dễ

bị x6i hông khi nước trần Cin có lớp vỗ bọc chồng xói bên ngoài Trong điều

kiện ngày càng hiểm đất sét làm vỏ bọc cho đề thi việc sử dụng phụ gia dé giacường đất tại chỗ làm vỏ bọc đê sônglà một giải pháp kinh tế và đảm bảo môi

trường,

Trên cơ sở phân tích tổng quan các giải pháp bảo vệ mái dé sông của các

nước trên thể giới, cho thấy các nước đã đầu tư nhiễu công trình nghiên cứu vàtài chính dé tăng cường sự ồn định bảo vệ mái của đê biên Các viên gia có dé

sôngkhông đủ trọng lượng được bóc bỏ, thay thé bằng những viên gia cổ cókích thước, trọng lượng lớn Chuyên hình dang viên gia cổ từ dạng tắm sangdạng cột dé ôn định hơn Thay đổi nhiều về vật liệu gia cường thân dé, nền đê,

mái dé kết hợp với biện pháp gia cường truyền thống Sự thay đổi công nghệ nhanh chứng tỏ kết cấu bảo vệ mái đồng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo.

n định đê và nền dé sông.

1.5 Kết luận chương 1

‘Dé sông Việt Nam hiện có hai tổn tại chính là đê thấp thường bị nước tranphá huỷ mái trong đồng và phan lớn đê trực diện với sông vì vậy kết cấu bảo vệmái dé phía sông thường chịu tác động trực tiếp của sóng sông nên thường bị