Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích, đánh giá khả năng ổn định công trình kè bảo vệ đoạn xung yếu bờ biển khu vực huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh

TÓM TATPHẦN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÔN ĐỊNHCONG TRINH KE BẢO VỆ DOAN XUNG YEU BO BIEN KHU VUC HUYEN DUYEN HAI TINH TRA VINH Ngoài việc đánh giá kha năng chống tác động của sóng, xói lở v

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỎ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỎ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN

Cán bộ chấm nhận xét 1 : GS.TS Trần Thị Thanh

Cán bộ cham nhận xét 2 :TS Nguyễn Mạnh Tuan

Luận văn thạc sĩ được bao vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, DHQGTP Hồ Chi Minh, ngày 05 tháng 01 năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS.TS Võ Phan

2 GS.TS Tran Thị Thanh3 TS Nguyễn Mạnh Tuan4 TS Nguyễn Việt Tuan

5 TS Lê Bá Khanh.

Xác nhận của Chủ tịch hội đồng đánh giá LV và trưởng khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã dược sữa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Võ Phán PGS.TS Nguyễn Minh Tâm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CONG HOA XÃ HOI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAMKHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-0Q0 -NHIEM VU LUẬN VAN THAC SĨHo và tên học viên: LAM VŨ THANH MSHV: 7140773

Ngày, tháng, năm sinh: 22-03-1983 Nơi sinh: Trà Vinh

Chuyên ngành: DIA KỸ THUẬT XÂY DUNG Mã ngành: 60.58.02.111 TÊN ĐÈ TÀI:

Phân tích, đánh giá kha năng 6n định công trình kè bảo vệ đoạn xung yếubờ biến khu vực huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh

2 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN:

Phân tích đánh giá 6n định công trình kè biển khu vực huyện Duyên Hảibang phần mềm địa kỹ thuật từ đó làm sáng tỏ vai trò các cau kiện công trình và khảnăng 6n định theo thời gian

3 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 4.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 5 HO VÀ TÊN CÁN BO HUONG DAN: PGS TS Bùi Trường Sơn

TP.HCM, ngày 04 tháng 07 nam 2016

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON

PGS.TS BUI TRUONG SON PGS.TS LE BA VINH

TRUONG KHOA KY THUAT XAY DUNG

PGS.TS NGUYEN MINH TAM

LOI CAM ONTôi xin được cảm ơn quý Thay Cô trong bộ môn Địa co nền móng quý Thay Côđã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu và sâu sắc trong các học ky qua.

Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sựhướng dan, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thay cô trường đại học Bách khoa,

đặc biệt là khoa sau đại học.

Tôi xin chân thành cảm ơn Thay PGS.TS Bùi Trường Son, người Thay đã tậntình hướng dẫn, giúp tôi đưa ra hướng nghiên cứu cụ thể, hỗ trợ nhiều tài liệu, kiến

thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn các thầy đầy nhiệt huyết và lòng yêu

nghề, đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu khoa học, luôn tận tâm

giảng dạy và cung cấp cho tôi nhiều tư liệu cần thiết

Xin chân thành — cảm ơn các Thây, Cô, Anh Chị cán bộ của Phòng Quản lý

Khoa học — Dao tạo Sau Dai học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôitrong suốt quá trình học tập

Một lần nữa xin gửi đến Quý Thay, Cô lòng biết ơn sâu sắc

TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2016

Học viên thực hiện

Lâm Vũ Thanh

TÓM TAT

PHẦN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÔN ĐỊNHCONG TRINH KE BẢO VỆ DOAN XUNG YEU BO BIEN

KHU VUC HUYEN DUYEN HAI TINH TRA VINH

Ngoài việc đánh giá kha năng chống tác động của sóng, xói lở và 6n địnhchống trượt, cần thiết đánh giá 6n định nền đất dưới công trình kè ven biển khu vựcphía Nam do sự tổn tại của lớp đất yếu Kết qua phân tích bố sung hồ sơ thiết kếcông trình kè xung yếu huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh cho thấy trường hợp nguyhiểm nhất xảy ra do sự chênh lệch thủy triều Ngoài ra, sự chêch lệch thủy triéu cóthé gay bién dang đến 5 cm ở mặt kè Thời gian đạt độ lún ôn định xấp xi 10 năm vàcó thé chọn thời điểm này để bảo trì công trình nham đảm bảo sự làm việc 6n địnhcủa các cấu kiện chống xói bé mặt Kết quả phân tích của luận văn cho phép rút rakết luận và giải pháp công trình hợp lý cho các công trình kè bảo vệ bờ biển khu

vực có đât yêu.

ABSTRACTANALYSING AND EVALUATING STABILITY OF MOLE

PROTECTING ESSENTIAL SEGMENT OF COAST INDUYEN HAI DISTRICT, TRA VINH PROVINCEBeside assessing the impact of the wave, erosion and stability against sliding, itis necessary to evaluate stability of ground under coastal mole in southern regiondue to the existence of the weak soil layer Additional analytical results of thedesign essential segment of coast at Duyen Hai District, Tra Vinh province showthat the most dangerous case occurs due to the difference in tide Additionally, thetidal differences can cause deformation to 5 cm on the mole top Time to reachstable settlement is approximately 10 years after construting and it allows to choosethis time for maintenance work to ensure the stable work of structures againsterosion surface The analytical results of the thesis allows marking conclusions andreasonable solution works for the construction of coastal protection mole in theareas soft soil.

LỜI CAM ĐOAN

ee OOOO Tee

Tôi tên là Lâm Vũ Thanh, tác gia của luận van “Phân tích, đánh gia kha

năng ốn định công trình kè bảo vệ đoạn xung yếu bờ biến khu vực huyện

Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh”, thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa — Đại học

Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, năm 2016

Tôi xin cam đoan răng sô liệu và kêt quả nghiên cứu trong luận văn này làtrung thực và không trùng lặp với các đê tài khác Tôi cũng xin cam đoan rang mọi

sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích

dân trong luận văn đã được chỉ rõ nguôn goc.

TP Hồ Chí Minh, ngày 04 thang 12 năm 2016

Lâm Vũ Thanh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU1 Tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn của đề tài -ccccccsescee |2 Mục đích của đề tài -cccct re 3

3 Phương pháp nghiÊn CỨU - +55 1011113111131 1111111118885 185522355 151 x5 3

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP CONG TRÌNH BAO VEBO BIEN

1.1 Tinh hình nghiên cứu giải pháp công trình bảo vệ bO 41.2 Phân loại các giải pháp bảo vệ bỜ S121 1 1111211196661 1111111 ren re 5

1.3 Phân tích, đánh giá các giải pháp bảo vệ bờ biến << sec: 7

1.3.1 Giải pháp mỏ hàn (TOITAS) - - << c5 55511 1333331111113885555551 1 1111errrree 71.3.2 Giải pháp đê giảm sóng (Breakwaters) Ăn erreres 91.3.3 Giải pháp tường kè — Ke lát mái (Sea walÏs)_ <<<<+2 11

1.3.4 Công nghệ ống vải địa kỹ thuật (Geotube) - -cccsesesesrsrerees 14

1.3.5 Giải pháp động (không dùng công trình) -<<<<<<<<++++2 161.4 Nhan xét CHhUONG 01 18

CHUONG 2: CO SO LY THUYET TINH TOAN ON DINH KE

2.1 Các dang tai trong và phân loại tải trong << << << sesseses 19

2.1.1 Các dạng tải trọng tác dụng và sơ d6 tính - -c+csesksesesesrsrererees 192.1.2 Một số quan điểm về tính toán tải trọng lên lớp vỏ kè - s: 20

2.1.3 Tính toán thần Kẻ - c1 112119 11 ng HH re 21

2.1.4 Chiều day lớp phủ ngoài cùng của kè vee eeccecccccccssssssscecessssrereveteeeeee 212.1.5 Các loại cầu kiện lát mái bang bê tông đúc San ¿5s sex: 222.1.6 Thiết kế tầng đệm tang LOC Leececccccccesssccccccceessescccseeeesesccssseessesccssseeessesseeeees 232.1.7 Kích thước câu kiện ở khối chân KO eeceeeseeeseeeseeeseeeseeeceeeceeecneenneenneennees 242.2 Ôn định của công trình đất đắp trên nền đất yeu s55: 252.3 Tính toán On định mái kè c5c25cc2ctttrtrrtrrrrrrrrrrrrrrrriee 312.3.1 Tính toán ôn định mái dốc theo phương pháp mặt trược giả định 312.3.2 Tinh toán 6n định mái dốc theo phương pháp cân bang giới hạn thuần

, N0 )0à 0n -==cŸŸ"aaididaắáắáiii 412.5 Giới thiệu phần mềm Geoslope và Plaxis - - + +s+s+esEsEsrereree 432.5.1 Phần mềm Geoslope + SE EEEEEEEEEEEEEEEESErrrererers 432.5.2 Phần mềm PlaXiS -¿- - 2E E2 EE£E+EEEE£E#EEEEEEEEEEE 151525171251 1511 1 L.0U 43

2.6 Nhận xét Chương .- - - G1 TH HH ngu 44

CHƯƠNG 3: KIEM TRA VA PHAN TÍCH DANH GIÁ CONG TRÌNH KEBAO VE DOAN XUNG YEU BO BIEN KHU VUC HUYEN DUYEN HAI,TINH TRA VINH

3.1 Giới thiệu công trình va các yêu tô anh hưởng dén khả nang ôn định nêncông ¡8:00 da 45

3.2 Co sở dữ liệu và yêu cau thiết kế công trình - ¿2s +x+x+x+xexeesese 473.2.1 Cơ sỡ dit liệu căn cứ cho tính toán thiết kế ¿2s +scsz+zsezszsze 473.2.2 Các yêu cầu thiết kế xuất phát từ điều kiện thực tế khu vực xây dựng công

¡1= 49

3.2.3 Thiết kế mặt cắt ngang kè - - - k9 SE SE cưcvcv gvn ng grgvgerreg 493.3 Kiểm tra ôn định tổng thé công trình . - << sex +xeveeeeeeseee 513.4 Đánh giá 6n định theo thời gian công trình kè chống xói lở khu vực huyện

Duyên Hải, tinh Trà Vinh << << c5 5 1111111183111111188883315635151 111111 errrre 54

3.5 Kết luận chương c1 E1 91919E5 3 11111 1 1 1111011111113 1e xe 59KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

1 Kết luận -¿- 5< E SE E51 521515111115 11211511111511 1115111150111 01 111111 rk 602 Kién nghi 0 ššễŸ$š$ššŸ&«ÝÝẢÝỶÝ 60

TAI LIEU THAM KHAO

DANH MỤC CÁC HINH

Hình 1: Vị trí công trình kè xung yếu bờ biển khu vực Duyen Hải, tỉnh Trà Vinh 2Hình 1.1: Các khiểu bồ trí mỏ hàn -: 55c5t2t2Et2EtEEttrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrek 7Hình 1.2: Hệ thống mỏ hàn vuông góc bờ ở Mỹ . - 5 +s+k+x+E+EsEsrerererees 7Hình 1.3: Mỏ han tong kho xăng dau nha b@ - 5-5-5 + 2 2SE+E+E+EeE£E+EeEsreei 8Hình 1.4: Dé ngầm giảm sóng song song đường bờ ở MY sseeseeeeseseseeeeeeeeee 10Hình 1.5: Tổng thé đê chăn sóng Dung Quat - - 6 6x ‡E£E£EeEsEsEerererees 10Hình 1.6: Kè ngầm giảm sóng tạo bãi đê biển Cà Mau - 2 +cscs+sss2 10Hình 1.7: Kè bằng BTCT dự ứng lực của sông Gành Hào 5-5-5¿ 12Hình 1.8: Kè lát mái bờ biển Duyên Hải, Trà Vinh - - sc+e+esesesrereree 13Hình 1.9: Geotube bảo vệ bờ sông bờ biến .- 5 + + SE ESkkckevekeeeeeree 14Hình 1.10: Công trình thô hóa bãi biển tại Anh ¿5-5 +s+c+Eecezkexeesrerered 16Hình 1.11: Bồi đắp lẫn biến nhân tạo tai Rạch Giá, Kiên Giang 17Hình 1.12: Nuôi bãi bang trồng cây tại Thanh Hóa - - 2 +c+c+csEsEerereei 17Hình 2.1: Sơ đỗ mô phỏng sự làm việc tương tác Nước — Đất — Kết cau kè 19Hình 2.2: Sóng tác dụng lên mái dốc -¿- + + +E+E+E+E+ESEEEE+ErEeEerererered 20Hình 2.3: Các hình thức kết cầu thân kè c¿-cccccxcsrtsrrrrrrrrrrrrrrrreg 25Hình 2.4: Các biểu đồ áp lực trong nước lỗ rỗng (uy) và ứng suất lên cốt đất (ø)trong lớp đất chịu tải trọng phân bố điều ¿66k k+E#E+ESESEeEEererkrecees 28Hình 2.5: Áp lực nước và ứng suất trong cốt đất khi cô kết lớp đất dưới tác dụngcủa tải trong phân bố điều (a), trọng lượng ban thân dat (b,c) và lực thấm (d) 29Hình 2.6: Các sơ đồ bài toán cố kết cơ bản thường gặp .-. c se: 30Hình 2.7: Sơ đồ bài toán cố kết kết hợpp cv EEEEEESESESExEkrkrkrkrerees 30Hình 2.8: Lực tác dụng lên phân tô đất trong trường hợp mặt trượt tron 32Hình 2.9: Tính toán 6n định tong thé theo mặt FABC - - << £+cscsrerreei 35Hình 2.10: Các dang mái dốc cân bằng giới han - - - + x+E£E£EeEsEsrerererees 36Hình 2.11: So đồ xác định áp lực giới hạn ứng với mái dốc thăng và cân bang 36Hình 2.12: Mặt cắt mái đất có lực dính và ma sát OB đường cong mái dốc ổn

Hình 2.14: Sơ đồ tính toán trược nội bộ công trình gia cố mái 42

Hình 3.1: Vi trí đoạn kè bờ ở khu vực Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh 45

Hình 3.2: Mặt cắt điển hình kè bảo vệ bờ ở khu vực Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh 50

Hình 3.3: Kết quả tính toán 6n định mái phía đồng, - 2 5 +c+csEereree 52Hình 3.4: Kết quả tính toán ôn định mái phía biển khi cả hai phía điều ngập nướcHình 3.5: Kết quả tính toán 6n định ứng vói mực nước phía biển +1,92m va trongđồng không có ngập NUGC - E111 8191515 E111 111g ng greg 53Hình 3.6: Kết tính toán ôn định ứng với trường hợp mực nước phía biến rút từ caotrình +1,92 xuống băng mặt đất tự nhiên -0,45m - (+ te SE se SE EsErErsrssd %4Hình 3.7: Tổng chuyền vị sau khi san lẤp ¿- + + +E+k+k+EeEeErErkrkererereeered 55Hình 3.8: Tổng chuyền vị sau khi san lap và mực nước ha 5-2s-s¿ 56Hình 3.9: Ứng suất tiếp sau khi san lap và chịu tải trọng ngoài - s: 56Hình 3.10: Ứng suất tiếp sau san lap, chịu tait trọng và mực nước ha 57

Hình 3.11: Tổng chuyền vị Sau khi cố kết hoàn toàn có xét mực nước hạ 57

Hình 3.12: Ứng suất tiếp tương đối sau khi cô kết hoàn toàn và chịu tải trọng 58

Hình 3.13: Véc tơ tổng chuyền vị khi phá hoại (@, e reduction) 58

Bang 1.1:Bang 1.2:Bang 2.1:Bang 2.2:Bang 2.3:Bang 2.4:Bang 2.5:Bang 3.1.Bang 3.2.

DANH MUC CAC BANG

Tom tac các giải pháp bảo vệ bờ DIsN oo ccceeeseseesesesssestscsesesscscnenens 6Ưu nhược điểm của mỗi loại kết cấu đê chắn sóng, giảm sóng 111 (CO <1 21HỆ SỐ (@ C111 1915 E1 121 1 1111111111111 1111111111 HH1 g0 rreg 22Câu kiện kè bảo vệ mái đê ¿5c 5t ccttreEkirrrrrirrrrrrrrrred 23trọng lượng cầu kiện chân kè mái đê biến 22c se c£ssss£ss2 24Cac giá tri áp lực giới hạn không thứ nguyên q ¬ eeeeeeceeesesssaaaeeseeeeeeeeeey 38

Tổng hợp các chỉ tiêu co lý đất nên - + sex ckeveeeeeesree 48Đặt trưng cơ lý đất nên và khối đắp - -cccsesesesrsrererees 54

MO DAU

1 Tinh cap thiết và ý nghĩa thực tiễn của dé tài

Tinh Trà Vinh là vùng đồng băng ven biến, bờ biển Trà Vinh nằm kẹp giữahai cửa sông lớn của hệ thống sông Cửu Long có chiều dải khoảng 65km, có cácgiéng cát chạy liên tục theo hình vòng cung và song song với bờ biến Càng về phíabiển, các giồng cát này cảng cao va rộng Do sự chia cắt bởi các giồng cát và hệthống trục lộ, kênh rạch chẳng chit, địa hình toàn vùng kha phức tạp Các vùng

trũng xen kẹp với cát giồng cao, độ dốc thể hiện cục bộ trên từng cánh đồng

Hiện nay vùng đê biến là một vùng kinh tế trọng điểm năng động, ngảy cảngđóng góp vai trò quan trọng hơn, không chỉ chống bão, ngăn mặn mà còn kết hợpđa mục tiêu như giao thông, du lịch Các nước phát triển trên thới giới đã có nhiềuđầu tư công nghệ, nhân lực, vật lực, chính sách pháp luật để cải tạo và nâng cấp đêbiển Tuy nhiên, ở Việt Nam, phan lớn đê biển chỉ có thé đảm bảo an toàn với gióbão cấp 8 và mức triều cường 5% Theo báo cáo của chỉ cục thủy lợi quan ly déđiều và phòng chống lục bão, hiện trang đê biển còn một số tôn tại chính là:

Dat dap chủ yếu là đất cát và cát pha (a cát) nên rất khó chống xói vì vậy hauhết mái đê chưa có biện pháp bảo vệ thỏa đáng nên thường bị xói, sạt khi sóng leovượt tràn đỉnh đê khi có bão hoặc do mưa kéo dài dẫn đến nguy cơ vỡ dé rat cao

Phần lớn đê biến hiện có là trực diện với biển, một số đoạn đê trước đây córừng chắn sóng nhưng đến nay rừng chan sóng không còn dẫn đến đê trực diện vớibiển Nhiều nơi ở xa vùng cửa sông cũng không thể trồng cây chăn sóng vì vậy kèbảo vệ mái trở thành kết cấu quan trọng nhất dé bảo vệ đê biến Hiện tại, kè máiphía biển thường bong tróc, lún sụt dưới tac dụng của sóng, nếu không có giải pháptăng cường 6n định kè bảo vệ mái thì dễ xảy ra khả năng mất 6n định

Do đó tăng cường 6n định đê biến và ôn định không xói mái dé là giải phápcần thiết và cấp bách để nâng cao khả năng phòng chống thiên tai của hệ thống đêbiển, tạo tiền đề thúc day phát triển kinh tế, đảm bảo phát triển bền vững vùng ven

biến.

= Tra Mức ety ) hức Háo” NSP Lee ic) Huả X ‘

KE 4 \ Ais k ca sở Sesh THÀNH \ i N BH RS :TRON, wie Meno tees) Rech Songs

Higa Tủ Poin its ` Ø SS oe i diy Ai chu KẾ đảm lập “On va $ si HaÈ Tint’ X N „ a

Trae (Phù Thọ ` | la L¿ ;— Hh Minis tr, /Mỹ Longs.”oe nh aps re ee Pe NS ch VÀ

N t ae “đính Í ie ge lá ain hep Sea =

kh rong"Rinks an TBUYẾN HAI

là họ on evn eeebe SI ' me Long Toàn,” #

` ` 14m Tân < x : W ụ

Kay N i come bing 4 ' ee Pr h ENF- Nr ein AW ey oy — ` EN f

a XS NE =7a) 5 es — tong Nhậry: Thông 1; > Gỗn Ô

x or “Ne Ge sửa CH ODL _ÌpaAa CÁC xu“ \ 82 (OEM

on a SS en SE i VỀ | SS bang Keg: | Gong Gứng- 2 š

à.CỮLAO DUNG

Khu vực huyện Duyên Hải có mức độ xói lở phức tạp nhất Băng những giảipháp công trình thông thường, nếu không được nghiên cứu tính toán một cách khoahoc, không thé giải quyết được van dé sat lở bờ biển huyện Duyên Hải

Hiện tại, bờ biển được bảo vệ bởi hệ thống đê biển được xây dựng từ thậpniên 1980 trở lại day Dé có cầu tạo bang dat dap, chiéu rong mat dé 4m, cao trinh

đỉnh +2,00m + +2,50m, mái dé m=1,50

Trong những năm gan đây, hình thái đường bờ bién diễn ra rat phức tap dovùng ven bién luôn phải hứng chịu nhiều thiên tai như bão, lũ, triều cường gây xóilở bờ biển Tại những khu vực bị xói lở mạnh, rừng phòng hộ đã bị phá hủy nghiêmtrọng, nhiều nơi rừng phòng hộ bị mất hoàn toàn ảnh hưởng đến an toàn sản xuất vàđời sông sinh hoạt của người dân vùng ven biến

Một số biện pháp khắc phục tình trạng xói lở như: trồng cây chăn sóng, giacô và xây dựng bờ kè bang ro đá đã được áp dụng, tuy nhiên cũng chỉ là giải pháp

tình thế, tạm thời, không trụ lại được trước sóng to, gió lớn Thực tế trên cho thấy,

các giải pháp công trình đã sử dụng với nguôn kinh phi eo hẹp chưa được phù hợpvới điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng ven biến, dé có thé giải quyết được triệt

đề tình trạng xói lở bờ biên nói chung và khu vực huyện Duyên Hải nói riêng Vì

vay, việc nghiên cứu phân tích đánh giá 6n định công trình kè va đưa ra các giảipháp công trình bảo vệ bờ bền vững, khả thi, phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội vùng nghiên cứu là hết sức cần thiết và cấp bách.

2 Mục dich của dé tài

Phân tích đánh giá ôn định công trình kè biển khu vực huyện Duyên hải vànhận xét đánh giá nguyên nhân sat lở và khả năng mất 6n định công trình, tính khảthi, phù hợp với các điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật, xã hội và môi trường khu

vực huyện Duyên Hai.

Nghiên cứu các đặc trưng vật lý cơ học của đất, làm rõ đặc tính, ưu nhượcđiểm đất dé dap đê nhưng đảm bảo điều kiện không xói đê

Kết quả nghiên cứu được ứng dụng cho công trình thực tế

3 phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thống kê, phân tích được chọn lựa nhăm tổng kết đánh giá về

các giải pháp công trình bảo vệ bờ.

Sử dụng phương pháp phân tử hữu hạn (Plaxis và Geoslope) để phân tích

đánh giá ôn định của công trình.

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHAP CONG TRÌNH BẢO VE

BO BIEN

1.1 Tình hình nghiên cứu giải pháp công trình bao vệ bờ

Công trình bảo vệ bờ được sử dụng rộng rãi trên thế giới nhằm hạn chế táchại do sóng gây ra Bat đầu với sự phát triển của giao thông hang hải, công trìnhcảng biển, hoạt động khai thác vùng ven bờ Tùy thuộc vào các điều kiện tự nhiênvà trình độ phát triển mà việc nghiên cứu, ứng dụng công trình bảo vệ bờ của mỗiquốc gia ở mức độ khác nhau

Ở các nước châu Âu phát triển như Hà Lan, Ý, Mỹ, Dan Mạch công trìnhbảo vệ bờ đã được xây dựng với kỹ thuật cao, kiên cố nhằm chồng lại sóng biên vớinăng lượng rat lớn (đặc biệt ở Hà Lan, một quốc gia với khoảng 20% diện tích namdưới mực nước biến trung bình)

Ở Việt Nam, do nhiễu nguyên nhân như chiến tranh và yêu cầu kinh tế xã hộichưa đặt ra cấp bách nên van dé nghiên cứu công trình biển nói chung, công trìnhbảo vệ bờ nói riêng chỉ có thé kế từ cuối những năm 1990 Thời gian này được đánhdau băng chương trình nghiên cứu về biển cấp nhà nước, trong đó có công trìnhbiển (chủ yếu đê biển) do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam chủ trì với sự tham giacủa nhiều cơ quan khác nhau Trước năm 1990, một số hoạt động liên quan đếnnghiên cứu đã thực hiện như khảo sát địa hình đáy vùng bờ và các yếu t6 hải vănnhư sóng, thủy triều, dòng chảy, nước dâng do bão, xói lở ở một số vị trí đặc biệt đã được Tổng cục Khí tương thủy văn, Bộ Giao thông vận tải, Bộ Thủy lợi, Tổngcục Hậu cần, Viện Hải dương học và một số Viện nghiên cứu khác thực hiện

Hiện nay, những cơ quan ở nước ta có liên quan đến công trình bảo vệ bờsông, bờ biển gồm: Khoa Kỹ thuật biển — Trường Dai học thủy lợi, Viện Kỹ thuậtbiển — Viện Khoa học thủy lợi miền Nam, Cục Phòng chống lụt bão và Quản lý đêđiều, Cục Hậu cần quân đội, Viện Xây dựng công trình biên — Trường Đại học xâydựng, Viện Thiết kế đường thủy, Các kết quả nghiên cứu về công trình bảo vệ bờ

biên từng bước tiép cận trình độ thê giới nhưng van còn hạn chê, mặc dù những

năm gan đây một số công trình lớn đã va đang xây dựng ở bờ biển như cảng VũngAng, Chân Mây, đê chắn sóng Dung Quat

1.2 Phân loại các giải pháp bao vệ bờ

Giải pháp bảo vệ bờ có thé phân thành 2 loại: giải pháp công trình và giảipháp phi công trình Giải pháp công trình là dùng công trình để ngăn chan bờ biểnlùi vào phía đất liền, chống ngập lụt, xói lở bờ Giải pháp phi công trình là các giảipháp không dùng công trình, là loại giải pháp động hay giải pháp mềm (như trồngcây nuôi bãi, thô hóa bãi, ) nhăm điều chỉnh luéng bùn cát dé 6n định đường bờtheo ý muốn Ngoài ra, các hoạt động quản lý vùng bờ (xây dựng tiêu chuẩn, quy

phạm, các chính sách ) cũng được coi là giải pháp phi công trình.

Giải pháp công trình có thể chia thành 2 dạng: dạng công trình chủ động vàdạng công trình bị động Dạng công trình chủ động là công trình tác động trực tiếpvào tác nhân gây xói lở (sóng, dòng chảy ) như hệ thống giàn phao hướng dòng,

kè mỏ hàn, công trình phá sóng xa bờ Dạng công trình bị động là công trình tác

động vào bờ như công trình kè bảo vệ bờ, gia cô kết câu đất bờ Tùy vào điều kiệncụ thể từng khu vực mà có thể áp dụng giải pháp công trình chủ động hay bị độnghoặc kết hợp cả 2 giải pháp trên nhằm đạt được mục tiêu, nhiệm vụ đề ra và đảmbảo tối ưu về kỹ thuật và kinh tế

Đề lựa chọn giải pháp và xây dựng công trình bảo vệ bờ thích hợp cần phảixác định được nguyên nhân gây xói lở Nguyên nhân gây xói lở có thể phân thành 2loại cơ bản là lực tự nhiên tác động dọc theo bờ biên và tác động của con người

Các tác động tự nhiên ảnh hường đến đường bờ:

Gio (tạo sóng);

Sóng và thành phân năng lượng của nó dọc theo bờ;

Mực nước bao gôm thủy triêu, nước dang;Sự dao động lưu lượng va bùn cat;

Chuyên động của nước ngâm;Sự tác động của con người làm biên đôi tiên trình đường bờ theo các cách:

- Ngăn cản quá trình vận chuyên bùn cát, dòng chảy dọc theo bờ biển;

- Làm lệch cau trúc dòng chảy ven bo;

- Mất đất cát bố sung cho bờ biên vì đập ngăn hay khai thác vật liệu;

- Biên đôi chê độ sóng qua phản xạ và khúc xạ vùng xung quanh khu vực côngtrình.

Bảng 1.1: Tóm tat các giải pháp bảo vệ bờ biến (Pham Văn Quốc và nnk, 2006)

tôn tạo (vùng bãi tắm, khu

vực xây dựng ).

Thứ tự Biện pháp Chức năng Sơ đồ minh họa

Đề biên - Ngăn không cho nước biển(Seadykes) xâm nhập khu vực bảo vệ.I - Fôn tạo các dao chim.

- Lan biển mở mang đất

moi.

Gia cố bờ kè biển - Chống sự phá hoại của các

2 (Revetments) yếu tô biển lam sat lở bờ oT

dat.

- Tao canh quan.

Hệ thống mé han | - Chống sự xâm thực bãi

ngăn cát biển do mat cân bang tải cát Hướng vận ea én bùn cat

3 (Groins) cua dong chay.

- Gay bồi tôn tạo bãi.- Chống bôi lap cửa sông.Hệ thống đê chăn | - Giảm sóng từ xa, không dé hướng sông4 sóng(song song với | sóng lớn trực tiếp tác động —¬ —

bo) - Gay bồi vùng gan bờ.

(Breakwaters)

Rừng cây ngập - Giảm sóng trước lúc đến

5 mặn bờ.

(Mangrove) - Gây bồi.

Bồi đắp nhân tạo | - Dùng các phương tiện để

(Artificial mang bun cat từ nơi khác

6 deposition) đến bồi đắp cho vùng cần

Trồng cây trên cồn | - Chăn gió, ngăn chặn cát

cát dọc bờ bay.

’ (Dune

reinforcement)

1.3 Phân tích, đánh giá các giải pháp bảo vệ bờ biển

1.3.1 Giai phúp mo han (Groins)

Mỏ han thường xây dựng vuông góc với đường bờ để ngăn chặn việc vanchuyển bùn cát dọc theo bờ, từ mép bờ ra vùng bờ nơi phan lớn vận chuyển dọc bùncát xảy ra, nhờ vậy giảm được gradient vận chuyển bùn cát Chức năng của mỏ hanlà che chăn cho bờ khi sóng xiên truyền tới, giảm lực xung kích của sóng tác dụngvào bờ, hướng dòng chảy ven bờ đi lệch ra xa vùng xói lở Nếu mỏ hàn xây dựnghợp lý có thé dẫn đến giảm gradient đến zero và hiện tượng xói lở bờ có thé ngừng

#ny

H12/24

ues_kkui

Hình 1.3: Cấu tạo mỏ hàn tông kho xăng dầu Nhà BèVật liệu xây dựng kè mỏ hàn rất đa dạng: đá hộc, khối bê tông dị hình(Tetrapod, Accropod, ), clr bê tông đúc san, ctr thép, cir bản nhựa, gỗ.

Mo hàn da

a Uu diém:- Nguon cung cấp đá hộc một số nơi kha dồi dao và phong phú, tận dụng vatliệu đá sẵn có ở các địa phương

- C6 độ bên cao, chịu được môi trường nước biển mặn và các tác động mạnh

của sóng, gió, nhiệt độ

- Kết cau tong thé của mỏ han bang da hoc, đá tang lớn, ro đá thuộc loại mềm,linh hoạt, cho phép chuyển dịch phù hợp với bién dạng nền mà ít gây ra hư hỏng vaphá hoại kết cầu mỏ hản

- Dễ sửa chữa, tôn cao, mở rộng.b Nhược điểm:

- Với kết câu đá rời, khi cá thé các viên đá bị chuyển dich ra khỏi mỏ hàn sẽảnh hưởng đến 6n định của các viên đá lân cận Sự phá hoại của mỏ hàn có thể bắtđầu từ sự mat 6n định của các viên đá cá thể

- Khó khăn về khai thác, vận chuyên và phương tiện thi công khi dùng đá tảngkích thước lớn nên việc sử dụng đá tảng bị hạn chế

- Đối với kết câu ro đá, độ bền và ôn định của khối đá trong rọ cũng như của

cả khôi đá của thân mỏ hàn phụ thuộc vào độ bên của lưới thép bọc của các rọ đá

(nếu dùng các loại day thép các bon tráng nhựa, hoặc mạ kẽm thi kha năng chonghan rỉ trong môi trường nước biển mặn cũng chỉ có thời hạn nhất định; còn nếudùng dây thép không rỉ chịu được nước biến mặn thì giá thành xây dựng sẽ rất đắt).Mỏ hàn bê tông, bê tông cốt thép

a Ưu điểm:

Cho phép đúc tại chỗ các tam và khối có kích thước lớn đủ mức đảm bảo 6n

định dưới tác động lớn của sóng và dòng chảy

b Nhược điểm:- Khi làm mỏ hàn biển bang bê tông, cần sử dụng các loại xi măng bền sunphát, hoặc phụ gia chống xâm thực bởi nước biển mặn, đảm bảo tuổi thọ của bê

tong, có gia thành cao hơn xi măng thường.

- Kết cầu mỏ han bê tông cốt thép, kiểu bản chắn, không cho nước chảy xuyênqua thuộc loại mỏ hàn kết cau cứng, được dùng khi vùng xây dựng có sóng rất lớnvà dòng chảy ven bờ lưu tốc lớn, nguồn vật liệu đá hộc, đá tảng khan hiểm, có yeu

cau cao vé my thuat cho canh quan va du lich.

1.3.2 Giai phap dé giam song (Breakwaters)

Dé giảm sóng thuộc công trình bảo vệ bờ và ôn định bãi do ảnh hưởng củadòng chảy gây chuyển động bùn cát theo phương vuông góc với bờ Dé giảm sóng

được làm song song với bờ, được chia làm hai đoạn: đê cao và đê thấp Đê cao có

tác dụng làm giảm năng lượng sóng tác dụng vào bờ, dé cao có cao trình cao hon

mực nước tính toán Dé thấp có tác dụng như một vật chan ngăn dòng bùn cát từtrong bờ chảy ra phía ngoài biển Cả hai đều được xây dựng trong khoảng từ đườngbờ tới vị trí sóng đồ Dé chắn sóng có tác dụng bảo vệ bờ và tạo bãi bồi Vật liệuxây dựng đê giảm sóng cũng rất đa dạng: đá hộc, khối bê tông dị hình, cừ bê tông

đúc săn, geotubes,

tao b

Lán4

Bang 1.2: Uu nhược diém cua môi loại két cau dé chan sóng, giảm sóng.Phân loại Ưu điểm Nhược điểm

- Phù hợp với đáy lôi lõm - Yêu cầu nguyên vật liệu

Dé - Phù hop với địa chất yếu tập trung khi xây dựnggiảm - Xói chân không nhiều lớn trong thời gian ngăn

sóng có - Hư hỏng mang tính chất tích lũy | - Chi phí sửa chữa lớn.mái - Công trình khá thông dụng - Yêu câu vị trí xây dựng

- Dé sửa chữa rong.

- Yêu cầu địa chất tốt.Dạng Ì_ Tiết kiệm vật liệu xây dựng oe

thang Có thể xây d 1v - Công trình thường cao.

, - Có thê xây dựng nơi nước sau " ~

dimg yee - Khó khăn khi sửa chữa.Đề - Xây dựng công trình được ở vùng | - Công trình phức tạp (cảgiảm Đỉnh | nước sâu với điêu kiện dia chât|trong thiết kê lân thi

sóng thấp | công trình không cân quá tôt công).

dạng - Kinh tế / linh động trong thiết kế | - Rất khó sửa chữa

tường - Công trình rat phức tạp6 cả trong thiệt kê lân thi

hôn hợp : Xây dựng công trình được ở vùng (c ề

1.3.3 Tưởng ke — Ke lat mai (Sea Walls)

Kè lát mái là loại công trình xây dựng dọc theo đường bờ dé bảo vệ bờ hoặcđụn cát Vì không có tác dụng ngăn cản vận chuyển bùn cát dọc trong điều kiệnbình thường nên không làm biến đổi năng lực xói lở bờ, nên khi có công trình hậuquả về xói phía trước và chân công trình tăng lên

Đối với gia cô bờ biển thì nguyên nhân gây xâm thực mạnh nhất với bờ biểnlà sóng, sau đó là dòng chảy Các vật liệu gia cố phải chịu được tải trọng sóng,thường thi sẽ chịu được lưu tốc dòng chảy Vật liệu gia cố bờ có thé được làm bangđá đỗ, cir bê tông cốt thép, bê tông mảng mềm, các khối dị hình

Tường kè đứng sử dụng cừ bản BTCT ứng suất trước

Công nghệ cừ bản BTCT dự ứng lực là tiễn bộ kỹ thuật mới được ứng dụng

rộng rãi ở nhiêu nước trên thê giới và Việt Nam.

a Ưu điểm:- Dùng là búa rung hoặc búa diezel dé đóng cir, đơn giản rẻ tiền và nhanh.- Cừ ván bê tông cốt thép dự ứng lực tận dụng được hết khả năng làm việcchịu nén của bê tong và chịu kéo của thép, tiết diện chịu lực ma sát tăng từ 1,5+z3lần so với loại cọc vuông có cùng tiết diện ngang (khả năng chịu tải của cọc tínhtheo đất nền tăng).

- Có thể ứng dụng trong nhiều điều kiện dia chất khác nhau.- Chế tạo trong công xưởng nên kiểm soát được chất lượng cọc, thi côngnhanh, mỹ quan đẹp khi sử dung ở kết cau nỗi trên mặt đất

- Sau khi thi công sẽ tạo thành 1 bức tường bê tông kín nên kha năng chốngxói cao, hạn chế nở hông của đất đắp bên trong

b Nhược điểm:- Không sử dụng nơi có nhà cửa vì phải dùng búa đóng gây chan động.- Trong khu vực xây dựng chat hẹp phải khoan mỗi rồi mới ép được cọc, nêntiễn độ thi công tương đối chậm

- Thi công đòi hỏi độ chính xác cao; Công nghệ chế tao phức tap.- Ma sát âm (nếu có) tác dung lên cọc tăng gây bat lợi khi dùng cọc ván chịulực như cọc ma sát trong vùng đất yếu

- Khó thi công theo đường cong có bán kính nhỏ, chỉ tiết nỗi phức tạp làm han

chê độ sâu hạ cọc.

Kè bê tông định hình liên kết

Cau kiện bê tông gồm nhiều viên vật liệu bằng bê tông đúc sẵn có dạng liênkết hình nêm ba chiêu, tạo thành mảng mềm liên kết trọng lượng có khả năng tựđiều chỉnh lún võng bán kính lớn, lún đồng bộ với nền, khắc phục hư hỏng do lúncục bộ gây ra (viên vật liệu không phải liên kết ngàm) và chống chịu được sóng,

dòng chảy.

a Ưu điểm:- Chế tạo đạt trọng lượng theo yêu cầu của thiết kế Tính ôn định cao do đồngnhất của các viên vật liệu khi kè chịu tác động của sóng đồ trực tiếp trên mái

- Giảm khối lượng vật liệu do liên kết ngàm nên kinh tế hon so với tam bêtông không liên kết hoặc đồ tại chỗ

- Có thé gia công viên vật liệu hàng loạt có cùng kích thước băng thủ công

hoặc trong nhà máy.

b Nhược điểm:

- Giá thành cao hơn vật liệu trước day thường dùng như da hộc, đá xây.

- Cần có mặt bang rong dé đúc các viên vat liệu tại hiện trường

- Khó khăn hơn trong trường hợp phải thay thế viên vật liệu Trường hop lắpđặt trong nước thì rất khó kiểm soát các chân ngàm cho thật khớp với nhau

- Mái kè có thể bị sập do bị “treo” vì nền rỗng hoặc xử lý nền kè không tốttrước khi lắp đặt, các viên vật liệu không còn tác dụng liên kết mảng

1.3.4 Cong nghệ Ông vải địa kỹ thuật (Geotube)

Công nghệ ống vải địa kỹ thuật là các tam vải địa kỹ thuật được may lại với

nhau tạo thành các túi, ống, bao chứa đất, cát, sỏi thay thế cho các khối đá thông

thường mà trước nay vẫn thường dùng trong thủy lợi và công trình bién Túi vải địakỹ thuật còn được dùng như một túi lọc chứa, giữ và cách ly các vùng đất bị nhiễmban; ống vai địa kỹ thuật đã và đang được su dụng để xây dựng các công trình bao

vệ bờ sông, bờ biên chông lại sự xói mòn.

Hình 1.9: Geotube bảo vệ bờ sông, bờ bién

a Ưu điểm:- Về công nghệ: Ông vải địa kỹ thuật được nghiên cứu, sản xuất trên dâychuyển công nghệ hiện đại nên có những tính năng đặc biệt, thích ứng với điều kiệntự nhiên của từng khu vực và kiểm soát tốt chất lượng sản phẩm

- Vé sử dụng vật liệu: Ngoài ống vải địa kỹ thuật được mang đến phạm vicông trình, còn lại toàn bộ khối lượng chính được sử dụng vật liệu tại chỗ (bùn, cáttại bờ biến) Đây là một ưu điểm rất cần được khuyến khích phát huy trong mọi

biện pháp công trình vì nó mang tính bảo vệ môi trường cao.

- Vé thời gian đầu tư: Do tính chất của công trình đơn giản nên quá trìnhnghiên cứu ứng dụng, triển khai trong các giai đoạn đầu tư diễn ra nhanh chóng, đặcbiệt là trong giai đoạn thi công thời gian được rút ngăn đi rất nhiều

- Về biện pháp thi công: Biện pháp thi công đơn giản gọn nhẹ, công trình đặttrực tiếp trên nền bãi biển tự nhiên, không phải gia cô phức tạp vi vậy mức độ tácđộng đến môi trường là thấp nhất

- Than thiện với môi trường và con người.

- Giá thành dau tư: Do được sản xuất từ ngoài nước và van đề bản quyền nêngiá thành túi vải tương đối cao Tuy nhiên, vật liệu sử dụng dé bơm vao túi chủ yếulà cát, có thé khai thác tại chỗ với chi phi rất thấp, nên tong giá thành công trình cóthé chấp nhận được so với một vài hình thức công trình khác

- Công nghệ ống vai địa kỹ thuật có thé áp dung cho nhiều phương thức bảovệ bờ biển, phù hợp dé bố trí công trình cho tất cả các phương án quy hoạch Khanăng “linh hoạt” nay là một ưu điểm nổi trội của công nghệ này mà ít có loại công

nghệ nào trước đây có được.

b Nhược điểm:

Bất cứ một công nghệ mới nào cũng được sáng tạo bởi những đặc điểm nỗitrội, song để đi vào thực tế đòi hỏi nó phải vượt qua được những trở ngại, đối vớicông nghệ ống vải địa kỹ thuật đó là:

- Chúng ta thường biết đến vai địa kỹ thuật như là một lớp lót, một kết cau phụnăm giữa các kết cau khác hoặc sâu trong môi trường (đất, nước), thường không bốtrí ở bé mặt tiếp xúc với tự nhiên Điều này bởi vi tính chất của vải địa kỹ thuật làky ánh sáng, đặc biệt là tia cực tím, độ bền của chúng giảm di rất nhiều khi tiếp xúcvới môi trường biến đối của tự nhiên Công nghệ lay vải địa kỹ thuật làm kết cấuchính bao bọc bên ngoài, trực tiếp chịu tac động mãnh liệt của môi trường Chính vithế ma đặc điểm của Ống vai địa kỹ thuật trong công nghệ nay sẽ được chế tạo thaydoi dé có thé thích ứng được những điều kiện tự nhiên ấy Tuy nhiên, từ trước tớinay chúng ta chỉ biết đến các công nghệ bảo vệ bờ biển băng các kết cầu có cườngđộ cao, chịu xói mòn tốt Chính vì vậy việc ứng dụng công nghệ ống vải địa kỹthuật vào bảo vệ bờ biến là một thách thức cho quá trình phát triển của vải địa kỹ

thuật.

- Do trở ngại về vẫn đề bản quyền nên việc tiếp cận các tài liệu tính toán, thiếtkế còn ít Chính điều nay làm cho việc kiểm nghiệm tính khoa học của công nghệ bị

hạn chê.

- Ong vải địa kỹ thuật có mặt cắt ngang tiết diện dạng ôvan, đây là dạng mặtcắt hình học có tính 6n định động, nếu việc tính toán không phù hợp thì dưới tácđộng của sóng dễ gây mat ôn định.

- O nước ta, đặc biệt là vùng Nam bộ có khí hậu nóng âm quanh năm sẽ làđiều kiện thuận lợi cho rêu, nắm mốc và các vi sinh vật sống trên túi vải, sẽ làmgiảm tính thâm mỹ, gây trơn trượt nếu công trình có yêu cầu về cảnh quan, du lịch

1.3.5 Giai phap dong (khong dine công trình)

Các giải pháp bảo vệ bờ biển như đã trình bay nói trên là các giải pháp có

công trình, nó cũng được xem như các giải pháp tĩnh (hay giải pháp cứng).

Sau đây sẽ dé cập đến loại giải pháp động (hay giải pháp mém), là các giảipháp không dùng đến công trình bao gồm các loại giải pháp:

- Giải pháp thô hóa bãi;

- Giải pháp bồi dap nhân tao;- Giải pháp nuôi bãi bằng trồng cây.Giải pháp thô hóa bãi biển

Bờ biển bị xói do dòng chảy và sóng mang đi các vật liệu có đường kính nhỏtrên bề mặt bãi Trong khi các bãi có vật liệu kích thước đường kính hạt lớn thì bềmặt ít hoặc không bị xói mòn Do vậy, nếu đem vật liệu hạt thô ở khu vực khác vậnchuyển đến thay thế cho lớp bề mặt hạt nhỏ, sẽ tạo nên một bãi mới không bị xói

Giải pháp bôi đắp nhân tao

Sử dụng các phương tiện để vận chuyển bùn cát từ nơi khác đến bù đắp cho

khu vực bị xói mòn với mục đích khác nhau như chong xói lở, lân biên

Hình 1.11: Bồi đắp lan biến nhân tao tại Rạch Giá, Kiên Giang

Giải pháp nuôi bãi bằng trông cây

Có thể sử dụng giải pháp trồng rừng ngập mặn để nuôi bãi, bảo vệ bãi Rừngcây có 2 tác dụng: tiêu sóng từ xa trước khi lan truyền vào bờ và tạo khu trú bồilang dé bu dap phan x61 mon trước đó Việc phục hồi hoặc tôn tạo bãi được thựchiện nhờ quá trình bồi lắng bùn cát Giải pháp trồng cây được sử dụng khá phố biếndo tính hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế của nó

© ¿

Hình 1.12: Nuôi bãi bằng trồng cây tại Thanh Hóa

1.4 Nhận xét chương

Khu vực bờ bién là nơi xảy ra thường xuyên các hoạt động địa chất gây matôn định bờ, các tác nhân có thé là: hoạt động do song, do dòng chảy ven bờ và cacác hoạt động kiến tạo Điều này có thé gây xói lở và hiện tượng bién tiến

Việc chọn lựa giải pháp công trình bảo vệ bờ biên, đặc biệt là nơi pho biénđất yếu như khu vực Trà Vinh nói riêng va Đồng Bang Sông Cửu Long nói chung,đóng vai trò quan trọng và cần thiết Ngoài ra, vật liệu xây dựng ở khu vực này cònhạn chế về số lượng cũng như chất lượng

Đề tài luận văn được đề nghị nhằm phân tích đánh giá ôn định loại hình côngtrình ở nơi đặc thủ này nhằm rút ra các nhận định có ích cho công trình tương tự

Kết cau kè mái chịu tác dụng của các tải trọng tác dụng trực tiếp lên bề mặt

phía ngoài và các tải trọng sinh ra ở phía trong kè và thân đê Các tác động này sinh

ra từ nguồn gốc của các tác động thủy động lực và tác động địa kỹ thuật

Sự tác động của các áp lực từ môi trường nước vào các kết cấu kè và taitrọng sinh ra từ phía trong thân đê, có thể mô phỏng bằng một hệ tương tác giữa bamôi trường: Nước — Đất — Công trình (hình 2.1)

Hình 2.1: Sơ đồ mô phỏng sự làm việc tương tác Nước — Đất — Kết cấu kè+ Quá trình I là quá trình chịu tác động như điều kiện thủy lực như sóng, vậntốc trung bình của dòng chảy được mô phỏng là tải trọng phía ngoài Paw»

+ Quá trình II là quá trình chuyển hóa từ tải trọng phía ngoài tới phía bêntrong tạo ra các tải trong tác dụng lên bề mặt tiếp xúc giữa kết cấu kè với đất thân

dé gọi là tải trọng phía trong Pwy o.

+ Quá trình HII là sự làm việc của kè dưới tác dụng của các tải trọng từ haiphía.

2.1.2 Một số quan điểm về tính toán tải trọng lên lớp vỏ kè

a Áp lực tác dụng lên phía ngoài (P;)

Áp lực tác dụng lên mái dốc là loại tải trọng có chu kỳ được nghiên cứu cụ théđối với từng loại kết cau Các nghiên cứu được tiến hành kết hop giữa mô hình tinh

toán và mô hình vat ly.

Một cách gần đúng tính tải trọng tức thời với trường hợp nguy hiểm nhất khi cósóng rút lớn nhất hình 2.2

Ap lục lên mối dốc

Hình 2.2: Sóng tác dụng lên mái dốc

Xét trường hợp sóng tác dụng lên mái dốc như hình 2.2 Trong đó 0: là góc đolớn nhất; Ov: là áp lực nước lớn nhất tác dụng lên bề mặt mái dốc Kết quả thựcnghiệm cho thấy với các sóng xiên có góc nhỏ hơn 45° có thể được tính như sóngphăng

b Lực tac dụng phía dưới (P¿)Các lực tác dụng phía dưới lớp vỏ kè được chia làm hai loại:

+ Loại thứ nhất là áp luc được xét cùng áp lực phía trên gây ra hiện tượng day

ngược lên lớp vỏ kè.

+ Loại thứ hai là Gradien thủy lực dưới lớp vỏ kè (song song với mái dốc) gâyra hiện tượng dịch chuyển các hạt trong lớp đệm

Các hạt này phụ thuộc nhiều vào cấu tạo và vật liệu của lớp chuyền tiếp giữa vỏkè và đất thân đê.

G_ Trọng lượng tối thiểu của cấu kiện (KN)

vy «_ Trọng lượng riêng của vật liệu khối phủ (KN/m3)

vw _ Trọng lượng riêng của nước (KN/m?)a _ Góc nghiêng của mái dé so với mặt phăng nam ngang (độ)

Hsp _ Chiều cao sóng thiết kế, lay Hsp = Hs (chiều cao sóng)

Kp _ Hệ số 6n định tùy theo hình dạng khối phủ, lẫy theo bảng 2.1

Bảng 2.1 Hệ số Kp

Loại khối phủ Cách xếp Kp

Đá hộc Đồ rối 2 lớp 3

Đá hộc Lát khan 4

Tam bê tông đúc sẵn Ghép độc lập 3.5

Tam bê tông đúc sẵn Tự chèn mảng 5-6(*)

(*) Tri số can kiểm định thực tế cho từng loại mảng

2.1.4 Chiều dày lớp phủ ngoài cùng của kè

+ Kè mái bang các tam bảng bê tông:

Vw Ls

Trong đó:

ở„_ Chiều dày cau kiện bê tông (m)

n _ Hệ số: = 0,075 đối với bản lát khan, ;;= 0,10 đối vớ bản phan trên lát khan,phân lưới chít mạch

Hs _ Chiều cao sóng thiết kế (m)

Ls _ Chiều dai sóng (m)

Li _ Chiều dài cạnh cau kiện theo phương vuông góc với đường mép nước (m)

m _ Hệ sô mái doc.

Yws Yo: Trọng lượng riêng của nước và bê tông (KN/m)

+ Tính theo công thức: Pilarczyk.K.W

P Vu-V

Hs _ Chiều cao sóng thiết kế (m)

ế, _ hệ số sóng vỡ, ở, _ (8a

A,L,

_ Hệ số hình dạng và cách lắp đặt các cau kiện, lay theo bang 2.2

2.1.5 Các loại cầu kiện lát mái bằng bê tông đúc sẵn

Các loại cầu kiện bê tông đúc sẵn được thống kê trong bảng 2.3

Bang 2.3: Cấu kiện kè bảo vệ mái đê

Loại câu kiện Hình dạng Câu tạo bề mặt trực tiếp Phương thức liên kết

VỚI song

- lrơn- Chữ nhật „

- Khuyêt lõmTâm lát độc lập | - Lục lăng " Ghép cạnh nhau

- Mô lôi- Chữ T

- Lỗ thoát nước

- Tron - Xâu cap

Tam lát liên kết | - Chữ nhật ¬

- Mô lôi - Rãnh, hèmmang - Luc lang -

- Lô thoát nước - Am dương

2.1.6 Thiết kế tầng đệm, tang lọc

Trong công trình gia cỗ mái bờ biến, bờ sông, mái đê, giữa lớp bảo vệ mặt ngoàivà đất nhất thiết phải bồ trí một cơ cấu quá độ vừa làm nhiệm vụ tầng đệm vừa làmnhiệm vụ tầng lọc (tầng lọc ngược)

+ Tầng lọc ngược truyền thống:

tang lọc ngược truyền thống là loại tang loc được cấu tạo băng các lớp cát, sỏi,đá có cấp phối, có độ dày từng lớp, có tính thắm nước đảm bảo yêu cau bảo vệ đấtchân dé, đất nền hoặc đất mái dốc bờ Yêu cầu cau tao, yêu cầu tính toán cũng nhưcác bước thiết kế hiện nay tuân thủ theo quy phạm thiết kế tầng lọc ngược công

ồp= 50.dis

- Hoặc lay theo kinh nghiệm:

+ Lớp trong dp = (10-:-15)cm.+ Lớp ngoai op = (15-:-20)cm.

+ Tang loc ngược sử dung vải địa kỹ thuật (vai lọc)

Vải lọc đặt trực tiếp lên bề mặt mái đê, mái bờ, được cố định ở đỉnh kè và vảixuống tận chân khay, sau khi đã có biện pháp chống các yếu tố chọc thủng của rễ

cây và sinh vật

Tùy theo điều kiện cụ thé của đất bờ hoặc đất thân dé dé lựa chọn loại hình vải

lọc cho thích hợp Phương pháp lựa chọn tuân theo các chỉ dẫn trong các tài liệuchuyên ngành liên quan.

2.1.7 Kích thước cau kiện ở khối chân kè

Cấu kiện chân kè phải dam bảo 6n định dưới tác dụng dòng chảy do sóng tạo ra

Vinax _ vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s)

Ls, Hs _ Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m)

h_ Độ sâu nước trước đê (mì).

2.2 Ôn định của công trình đất đắp trên nền đất yếu

Các công trình ở khu vực ĐBSCL phần lớn thường phải đối mặt với vấn đềquan trọng là độ lún của khối đất đắp trên đất yếu Đất đắp được hiểu là vật liệuđược lựa chọn cho san lấp, đầm chặt theo tiêu chuẩn đến độ cao thiết ké, được đặttrên nền thiên nhiên Nên đất yếu là đất nền nam dưới lớp dat đắp, thường là loại đấtbùn, bùn sét trạng thái dẻo mềm đến nhão Khi chịu tác dụng của tải trọng của khốiđất đắp, thì nền đất yếu sẽ xảy ra các biến dạng sau:

o Biến dạng theo phương đứng:+ Lun tức thời do biến dạng dan hồi và lún do biến dạng nén chặt trong giaiđoạn có kết sơ cấp

+ Lun do biến dang từ biến trong giai đoạn cô kết thứ cấp