Luận văn tính toán kết cấu kè biển

Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu, tác giả đã hoàn thành Luận vănThạc sỹ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án

Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu, tác giả đã hoàn thành Luận văn

Thạc sỹ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá những tiến bộ khoa học và tồn tại của

các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né, tỉnh Bình Thuận”

Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo

GS.TS Nguyễn Văn Mạo đã tận tình hướng dẫn hướng dẫn khoa học, đã

định hướng và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt thời gian làm luận văn Thầygiáo không chỉ hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn, mà hơn nữa hai thầy đãcho tôi những kiến thức về một lĩnh vực khoa học mới với nhiều điều thú vị

mà trước đây tôi chưa từng được biết và có cơ hội tiếp cận

Tôi chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và các cán bộ Phòng Đào tạo Đạihọc và sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học Thủy Lợi cùng tất cả cácthầy cô giảng dạy lớp Cao học CH20C.ĐH2, đã tạo điều kiện và truyền dạykiến thức cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.Nhân dịp này tôi cũng bày tỏ sự cảm ơn trân trọng đến lãnh đạo và đồngnghiệp Trung tâm Quản lý dự án và xây dựng công trình nông nghiệp & pháttriển nông thôn, tỉnh Bình Thuận – nơi tôi công tác, đã giúp đỡ, tạo điều kiệncho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn của mình

Bình Thuận, tháng 11 năm 2014

Tác giả luận văn

NGUYỄN QUANG HỢP

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN CAM KẾT

Tôi là: Nguyễn Quang Hợp

Học viên lớp: 20C-ĐH2

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá những tiến

bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi

Né, tỉnh Bình Thuận” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các thông tin,

tài liệu, bảng biểu, hình vẽ… lấy từ nguồn khác đều được trích dẫn nguồn đầy đủtheo quy định Nếu có gì sai trái tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy địnhcủa nhà trường

Tác giả luận văn

NGUYỄN QUANG HỢP

DANH MỤC BẢNG 6

7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN CỦA DỰ ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN VĂN 5

1.1.1 Đặt vấn đề 5

1.1.2 Tóm tắt điều kiện tự nhiên của dự án 6

1.1.3 Giới thiệu tóm tắt nội dung NC-ĐHTL-98 6

1.1.4 Các tiểu dự án kè bảo vệ bờ đã được thực hiên ở bờ biển HT-MN 8

1.2.1 Đặc điểm của kết cấu [5] 9

1.2.1 Xây dựng theo một tiêu chí chung 11

1.2.1 Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam [5] 11

1.3.1 Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [4] 13

1.3.2 Các giả thiết 15

1.3.3 Các bước thực hiện bài toán 15

1.3.6 Tính độ tin cậy của hệ thống [4] 17

1.4.1 Đặt vấn đề 18

1.4.2 Nội dung phương pháp MCA 18

1.4.3 Ưu, nhược điểm phương pháp MCA 20

1.4.3.1 Ưu điểm 20

1.4.3.2 Nhược điểm 20

CHƯƠNG 2 22

BÁO CÁO KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG 22

2.2.2 Quan sát và đánh giá Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Gọi tắt là Dự

án ANTIERO) 28

2.2.3 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ bờ K12+200 đến K14+ 200 (Gọi tắt là Dự án Bình Thuận) 30

2.2.4 Đo đạc phục vụ tính toán 32

2.2.4.1 Yêu cầu đo đạc 33

2.2.4.2 Nội dung đo đạc 34

2.2.4.2 Thống kê kết quả đo đạc 37

2.2.4.3 Đánh giá kết quả đo hiện trạng các kết cấu 41

CHƯƠNG 3 43

TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA CÁC KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI BỜ BIỂN HÀM TIẾN MŨI NÉ 43

3.3.1 Nhận biết hệ thống 48

3.3.2 Cây sự cố và hàm tin cậy 48

3.3.3 Tính độ tin cậy an toàn của cấu kiện thoe bài toán cấp độ II 50

3.3.3.1 Nội dung các bước tính 50

3.3.3.2 Các biến ngẫu nhiên 51

3.3.3.3 Xác định hàm mật độ xác suất của các chuổi số liệu thống kê bằng phần mềm Bestfit 54

3.3.1.3 Tính toán xác suất hư hỏng và độ tin cậy của các cấu kiện lát mái kiểu TSC- 178 trong thân mảng theo cấp độ II bằng phần mềm VAP 58

CHƯƠNG 4 62

PHÂN TÍCH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP MCA 62

4.3.1 Đánh giá hiệu quả về khoa học kỹ thuật của các kết cấu trong các dự án dựa trên các tiêu chí sau: 63

4.3.2 Đánh giá hiệu quả của các dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận theo các tiêu chí sau: 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

PHẦN PHỤ LỤC 1

Bảng 1-1: Đặc điểm kết cấu của ba dự án 10

Bảng 2-1:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện lát mái thuộc dự án ĐHTL 38

Bảng 2-2:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện tường trọng lực thuộc dự án ANTIERO 39

Bảng 2-3:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện tường chắn sóng thuộc dự án Bình Thuận 39

Bảng 2-4:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận 39

Bảng 2-5: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương ngang các 40

cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án ĐHTL 40

Bảng 2-6: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương đứng các 40

cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án ĐHTL 40

Bảng 2-7: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương ngang các 40

cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận 40

Bảng 2-8: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương đứng các 40

cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận 40

Bảng 2-9: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án ĐHTL 40

Bảng 2-10: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án ĐHTL 40

Bảng 2-9: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án Bình Thuận 41

Bảng 3.1: Chuỗi số liệu khảo sát trọng lượng của các cấu kiện 52

ngẫu nhiên trong mảng 52

Bảng 3-3: Quan hệ giữa chiều cao sóng Hs và hệ số Kn của cấu kiện TSC178.53

Bảng 3-4: Hệ số Kn ứng với các giá trị chiều cao sóng tính toán Hs 53

Bảng 3-5: Chuỗi số liệu thống kê trọng lượng riêng của bê tông tỷ trọng ∆ 53

Bảng 3.6: Các biến ngẫu nhiên của cơ chế mất ổn định cấu kiện 59

Bảng 3.7: Xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện TSC-178 thuộc dự án ĐHTL 59

Bảng 3-8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến cơ chế mất ổn định cấu kiện TSC -178 60

Bảng 4-1 66

Bảng 4-2 67

Bảng 4-3 67

Hình 1 1

Hình 2 2

Hình 3 2

Hình 4 2

Hình 1-1 Kết quả tinh dòng chảy và nước dâng 7

Hình 1-2: Các cấu kiện bê tông liên kết ma sat kiểu TSC-178 10

Hình 1-3: Phân bố xác suất của hàm Z 13

Hình 1-4: Ba loại mô hình hệ thống 17

Hình 2-1: Hiện trạng vùng dự án Hàm Tiến - Mũi Né 22

Hình 2-2 23

Hình 2-3 24

Hình 2-4 24

Hình 2-6: Mắt cắt ngang điển hình của dự án 26

Hình 2-7 26

Hình 2-8a 27

Hình 2-8b 27

Hình 2-9: Kết cấu chân kè ống bê tông cốt thép đổ đầy đá hộc 28

Hình 2-10: Mặt cắt ngang điển hình của dự án 29

Hình 2-11 29

Hình 2-12 30

Hình 2-13 31

Hình 2-14a 31

Hình 2-15 33

Hình 2- 16 34

Hình 2-17 34

Hình 2-18 35

Hình 2-19 35

Hình 2-20 36

Hình 2-21 36

Hình 2-22 37

Hình 2-23: Sơ đồ đánh số cấu kiện Dự án Bình Thuận 37

Hình 2-24: Sơ đồ đánh số cấu kiện Dự án Bình Thuận 38

Hình 3-1: Cấu tạo của một MLGBT 44

Hình 3-2: Cây sự cố MLGBT liên kết ma sát 45

Hình 3-3: Sơ đồ hệ thống MLGBT liên kết ma sát 47

Hình 3-4 49

Hình 3-5: Các bước tính toán độ tin cậy 51

Hình 3-1a: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái – Dự án ĐHTL 54

Hình 3-1b: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái – Dự án Bình Thuận 55

Hình 3-1c: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái – dự án Antiero 55

Hình 3-2: Hàm mật độ xác suất của chiều cao sóng Hs 55

Hình 3-3: Hàm mật độ xác suất của hệ số Kn 56

án ĐHTL 57

Hình 3-4b: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng riêng của bê tông (γbt) – Dự án B.Thuận 57

Hình 3-4c: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng riêng của bê tông (γbt) – Dự án Antiero 57

Hình 3-5a: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Dự án ĐHTL 58

Hình 3-5b: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Dự án B.Thuận 58

Hình 3-5c: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Dự án Antiero 58

Hình 3-6: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án ĐHTL m=4,09 61

Hình 3-7: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án Bình Thuận, m=4,18 61

Hình 3-8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án Antiero, m=2,51 62

PHẦN MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của Đề tài:

Đoạn bờ biển Hàm Tiến Mũi Né là một đoạn bờ biển trong vòng cung đường

bờ Mũi Né Dây cung theo hướng Đông - Tây, từ Mũi Né đến mũi Can dài 10 km,R= 8,5 km

Vị trí công trình trên bản đồ hành chính tỉnh Bình Thuận(Hình 1)

Hình 1

ĐOẠN HÀM TIẾN - MŨI NÉ

Một số kết cấu bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né, Tỉnh Bình Thuận(Hình 2, 3, 4)

Hình 2

Hình 3

Hình 4

Đây là vùng kinh tế tổng hợp Nông – Lâm - Ngư nghiệp, Du lịch, trong đó dulịch là trung tâm của Bình Thuận, nổi tiếng của cả nước Khu du lịch Hàm Tiến Mũi

Né là một trong những khu du lich biển kết hợp nghỉ dưỡng thu hút nhiều khách dulich trong nước và quốc tế Đây là một trong những khu du lich xanh khá lý tưởng,với những lợi thế với những vị trí địa thế tự nhiên, điều kiện khí hậu, môi trường vàcảnh quan và cũng là điểm đến của du lich văn hóa lễ hội

Bờ biển Hàm Tiến Mũi Né có đường bờ loại đụn cát, bãi cát bị xói lở (tốc độ5÷10 m/năm) Từ năm 1995 đến 2003 nhiều nghiên cứu ứng dụng tiến bộ khoa học,công nghệ và dự án đã được thực hiện nhằm khắc phục tình trạng xói lở đoạn đường

bờ này Trong đó có nhiều dự án thử nghiệm kết cấu mới Vì vậy hiện nay ở đoạn

bờ biển này đã được bảo vệ bằng nhiều loại kết cấu được thi công ở các thời điểmkhác nhau và có những cải tiến khác nhau Đến nay các kết cấu này đã làm việcđược 10÷15 năm Để có cơ sở khoa học lựa chọn kết cấu có nhiều tiến bộ để pháttriển ra các dự án khác cũng như có những bổ sung cần thiết để kết cấu tiếp tục làmviệc được tốt hơn cần tiến hành các nghiên cứu tổng kết so sánh những tiến bộ vàtồn tại của những kết cấu bảo vệ bờ ở dự án Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận Một trong những ứng dụng tiến bộ khoa học về tính toán cho các loại kết cấubảo vệ bờ biển đó chính là lý thuyết xắc suất thống kê và tính độ tin cậy Phươngpháp này đã và đang phát triển, thịnh hành ở các nước có nhiều bờ biển như HàLan, Đức, Mỹ… và đã nâng độ chính sác trong tính toán nghiên cứu

II Mục đích của Đề tài:

Áp dụng các tiến bộ của các phương pháp phân tích và tính toán công trình đểnâng cao độ chính xác của các phân tích nhằm rút ra nhưng bài học lý thuyết vàthực tiễn từ các dự án thử nghiệm khoa học

III Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng:

Phương pháp phân tích thống kê

Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy và phân tích MCA

IV Kết quả đạt được:

Đánh giá được khả năng làm việc hiện hữu của từng kết cấu

Tổng kết so sánh những tiến bộ khoa học và tồn tại của những kết cấu bảo vệ

bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận

Lựa chọn được kết cấu bảo vệ bờ biển làm việc hợp lý ở dự án Hàm Tiến Mũi

Né tỉnh Bình Thuận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CỦA DỰ ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRONG

LUẬN VĂN 1.1 Giới thiệu Dự án

Những thập niên cuối của thế kỉ XX đoạn bờ biển này xẩy ra xói lở mộtcách nghiêm trọng, với tốc độ biển tiến vào bờ bình quân từ 5 đến 10 m/năm đã ảnhhưởng xấu đến hoạt động kinh tế xã hội trong vùng Các khu vực bờ biển bị xâmthực là tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ưu đãi cho ngành Du lịch của Thành PhốPhan Thiết, vì vậy việc nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình hữu hiệu nhằm khắcphục triệt để tình hình xói lở đoạn này bờ biển đồng thời đảm bảo tính mỹ quan cuảmột quần thể du lịch sinh thái trở nên cấp bách

Từ năm 1999 bờ biển Hàm Tiến Mũi Né đã xây dựng được nhiều tiểu dự ántheo dự án nghiên cứu khả thi của Trung tâm khoa học và triển khai kỹ thuật ThủyLợi – Trường Đại Học Thủy Lợi (NC-ĐHTL-98) Trong đó các tiểu dự án áp dụngcác kết cấu cải tiến sử dụng các phương pháp tính hiện đại để phân tích kết cấu vàcông nghệ hoàn thiên các kết cấu mới Các dự án đến nay đã làm việc hơn 15 năm.Luận văn lựa chọn Luận văn lựa chọn dự án này làm đối tượng nghiên cứu nhằmrút ra những bài học về những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờbiển ở dự án Hàm Tiến – Mũi Né, tỉnh Bình Thuận

1.1.2 Tóm tắt điều kiện tự nhiên của dự án

Bờ biển HT-MN là đoạn bờ khúc khuỷu gồm nhũng bộ phận bào mòn và tích

tụ Khoảng 85% diện tích tự nhiên là bãi cát và cồn cát cao biến động theo mùa Trừmột số đoạn đường bờ là đá còn lại chủ yếu là cát thô bở rời hoặc đất pha cát dễ bịxâm thực

Gió ở đây thay đổi theo mùa Mùa Đông, gió trong đất liền là gió Đông hoặcĐông Bắc, mùa hè gió Tây hoặc Tây Nam Tháng chuyển mùa là tháng năm vàtháng mười Trong những tháng này hướng gió không ổn định Kết quả đo tại trạmPhan thiết, tốc độ gió bình quân năm là 4,7 m/s, tốc độ gió bình quân năm lớn nhất

là 25 m/s, tốc độ gió lớn nhất năm ứng với tần suất 1 % là 28,3 m/s

Thống kê từ năm 1981 – 1997 trung bình bốn năm có một trận bão hoặc ápthấp nhiệt đới đổ bộ vào Bình Thuận Thời gian có bão hoặc áp thấp nhiệt đới vàotháng 10 chiếm khoảng 29,2%, tháng 11 chiếm khoảng 38,3 %, tháng 12 chiếmkhoảng

16, 6%

Thủy triều ở đây chuyển tiếp từ nhât triều ở phía Bắc sang bán nhật triều ởphía Nam Vào các tháng 10, tháng 11 và tháng 12 thường xuất hiện biên độ triềulớn từ 1,5 - 2m Nước dâng do gió khi có bão khoảng 2,2 m , nước rút 0,7 m Chiềucao sóng biển hs1% từ 2-2,5 m

Dòng chảy ven bờ không chịu ảnh hưởng của cửa sông, chủ yếu chịu ảnhhưởng của sóng và thủy triều Bùn cát ở đây gồm các hạt cát thô bở rời, đường kínhhạt từ 0,1- 1,0 mm không có thành phần hạt sét Bùn cát di chuyển qua lại theo mùagió

1.1.3 Giới thiệu tóm tắt nội dung NC-ĐHTL-98

Dự án đã sử dụng mô hình Typhoon- Model – Jelexlianxki- 1965 - 1966(TM- JL-65- 66) để xác định trường vận tốc , nước dâng do bão, làm cơ sở đánh giáhiện trạng xói lở, xác định các chỉ tiêu tiêu thiết kế và đề xuất các giải pháp bảo vệ

bờ cho bờ biển hàm tiến Mui né Hình 1 là trường vận tốc dòng chảy và đườngnước dâng do gió Tây Nam

Hình 1-1 Kết quả tinh dòng chảy và nước dâng

Kết quả sử dụng TM- JL-65 tính với các số liệu cua bão Tess đổ bộ vào BìnhThuận ngày 6/11/1988 , bão cấp 10 với vận tốc gió 28 m/s cho giá trị nước dâng lớnnhất ở khu vực HT-MN là 2,27m và nước rút là 0,74m

Giải bài toán thủy động lực ( TĐ – MD) viết cho vùng nước nông ven bờbằng phương pháp số đã được tốc độ lớn nhất của dòng chảy theo hướng Đông khi

có bão cấp 11 là 1,61 m/s, khi có bão cấp 12 là 1,79m/s và theo hướng Bắc với bãocấp 11 là 0,46 m/s, với bão cấp 12 là 0,52m/s Các tính toán đã chỉ ra khi có bão, doảnh hưởng của nước dâng và nước rút tạo ra dòng ven bờ có vận tốc khá lớn diễn ratrong khoảng từ 1-2 h

Kết hợp việc phân tích các kết quả tính toán bằng các mô hình TM- JL-65 và

TĐ – MD với các phân tích các số liệu điều tra hiện trạng, khảo sát đo đac địa hình,địa chất, khí tượng thủy văn ở khu vực nghiên cứu đã tìm ra hai khu vực đang diễnbiến xói lở mạnh mẽ Ở đây có sự phù hợp giữa các phân tích lí thuyết và thực tiễn,xem hình 1

Kết luận của NC-ĐHTL- 98 về nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng xói

lở bờ biển HT-MN là do các yếu tố ngoại sinh, sóng và gió thịnh hành theo cáchướng Tây Nam và Đông- Bắc luân phiên nhau trong năm Khi thời tiết đột biếnnhư dông, áp thấp nhiệt đới và bão thì hiện tượng xói lở ở đây diễn ra càng mạnh

mẽ và phức tạp

Giải pháp bảo vệ bờ của NC-DHTL- 98 là: cách bờ 200 – 300 m xây dựng

đê ngầm phá sóng, thiết kế với bão cấp 12, sóng tác dụng vào bờ chỉ còn tươngđương khi xẩy ra bão cấp 9 – 10 Tại các đoạn hiện tượng xói đang xẩy ra mạnh mẽxây dựng các kè bão vệ bờ được thiết kế làm việc với bão cấp 9 – 10 Dự án đượcchia làm hai giai đoạn đầu tư Giai đoạn I từ 1999 – 2000 xây dựng các kè bảo vệ

bờ Giai đoạn II từ 2001- 2010 xây dựng tuyến đê ngầm phá song Cho đến nay Dự

án mới chỉ dừng ở giai đoạn I

1.1.4 Các tiểu dự án kè bảo vệ bờ đã được thực hiên ở bờ biển HT-MN

Trên cơ sở nhưng nghiên cứu NC-ĐHTL-98, Dưới đây là một số dự án trong

đó có ứng dụng các tiến bộ khoa học và kết cấu được nghiên cứu cải tiến của ViệtNam

(1) Dự án kè bảo vệ chống xói từ K 8 + 735 đến K 9 + 405 (Dự án ĐHTL)

Dự án này do Trung tâm Khao học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trườngĐại học Thủy lợi thiết kế công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuậnthi công trong thời kì chống xói khẩn cấp trước 1999

(2) Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Dự án ANTIERO)

Tiểu dự án thử nghiệm này do trung tâm Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trườngĐại học Thủy lợi thiết kế công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuậnthi công (2001-2003) bảo vệ bờ từ K9 + 560 đến K 9+860 Kết cấu vỏ kè cũng là mảnglắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết ma sát, các cấu kiện thuộckiểu TSC – 178 nhưng có cải tiến ở bề mặt để giảm mức độ xâm thực Chân kè làhai hàng ống bê tông có tiết diện lục giác, trong bỏ đá hộc, kiểu KC- HWRU –2001

(3) Dự án kè bảo vệ bờ K 12+200 đến K 14+ 200. (Dự án Bình Thuận)

Dự án này do tư vấn Bình Thuận thiết kế và công ty Cổ phần xây dựng pháttriển hạ tầng Bình Thuận thi công Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằngnhững cấu kiện bê tông đúc sẵn ( liên kết ma sát TSC- 178, chân kè là hai hàng ống

bê tông, tiết diện lục giác, trong là đá hộc, kiểu KC- HWRU – 2001, tường đỉnh kèxây bằng bê tông.

1.2 Đặc điểm của các tiểu dự án

Nhiệm vụ của dự án dựa trên cơ sở NC-DHTL- 98 xác định các tiêu chí đốivới các tiểu dự án xây dựng kè bảo vệ bờ như sau :

1.2.1 Đặc điểm của kết cấu [5]

Các cấu kiện được dùng trong các kết cấu chống sóng bảo vệ mái kè tại batiểu dự án ĐHTL, dự án Antiero dự án Hàm Tiến Mũi Né là là các cấu kiện bê tôngkiểu TSC-178 Trong kết cấu, các cấu kiện càng liên kết chặt chẽ với nhau thì lực

ma sát giữa chúng càng lớn, càng có lợi về mặt ổn định cho kết cấu Các nghiên cứucải tiến đã xử lí mặt tiếp xúc giữa các cấu kiện bằng cách vát xiên hoặc tạo gờ cóquy luật, khi lắp ghép các cấu kiện tự chèn khít vào nhau, khi đó lực ma sát giữa cáccấu kiện được tăng lên rõ rệt

Các cấu kiện lắp ghép với nhau tạo thành một lớp phủ trên bề mặt mái dốccần bảo vệ Trong kĩ thuật thủy lợi, lớp này được gọi là lớp vỏ kè, cả kết cấu gọi là

kè bảo vệ mái dốc Kè bảo vệ mái dốc lắp ghép bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵnthường được chia ra thành các mảng độc lập Kích thước của mảng tùy thuộc vàoquy mô của kè Chiều dài của mảng lấy theo phương của mái dốc Giới hạn trên củamảng là đỉnh kè, giới hạn dưới là chân kè, giới hạn bên là các mảng tiếp theo hoặc

bờ Các cấu kiện trong mảng được đặt trên tầng lọc ngược, các biên trên, biên dưới,hai bên là các kết cấu liên kết chặt xuống mái dốc Mỗi mảng lắp ghép bằng các cấukiện bê tông đúc sẵn (MLGBT) là một hệ kết cấu linh hoạt làm việc tương tác trong

ba môi trường Nước – Đất – Công trình Mức độ linh hoạt của kết cấu càng cao thìkhả năng duy trì ổn định của hệ thống kết cấu càng tốt.(Hình 1-2)

Hình 1-2: Các cấu kiện bê tông liên kết ma sat kiểu TSC-178

Sự giống nhau của các kết cấu của ba dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự ánBình Thuận là đều sử dụng cấu kiện lát mái kiểu TSC-178 nhưng lại có những đượccải tiến ở các mức độ khác nhau về đỉnh kè, chân kè và hệ số mái dốc (Bảng 1-1)

Hai hàng ống buy hìnhlục giác kiểu KC-HWRU-

2001, đặt so le

Bảng 1-1: Đặc điểm kết cấu của ba dự án

1.2.1 Xây dựng theo một tiêu chí chung

Tiêu chí của các tiểu dự án được dựa trên cơ sở NC-ĐHTL-98:

(1) Đảm bảo điều kiện ổn định khi làm việc trong các điều kiện thiết kế: Mựcnước triều ứng với tần suất 20% là + 1,05 m, mực nước triều thấp nhất là – 1,41 m,chiều cao nước dâng do bão 2,20 m, chiều cao nuơc rút do bão là 0,7 m, sóng tínhtoán với vận tốc gió 25 m/s ( hs1% = 2,5 m , λ = 3,5 m , τ = 5 s )

(2) Bảo vệ bờ, giữ đươc bãi cát phục vụ du lịch, tộn tạo cảnh quan môi trường,đáp ứng yêu cầu du lịch và hoạt động bình thường của ngư dân trong khu vực

(3) Các kết cấu kè linh hoạt, dễ biến dạng theo nền để duy trì ổn định tổng thể và

ổn định cục bộ, vật liệu làm kè có khả năng chống xâm thực của nước biển, thuậntiện cho duy tu bảo dưỡng

(4) Kinh phí đầu tư hợp lí phù hợp với tính chất của dự án

1.2.1 Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam.[5]

Tải trọng và các tác động lên kè bảo vệ mái dốc bao gồm các lực phát sinh từmôi trường nước như lực thủy tĩnh, lực sóng…và các lực phát sinh từ điều kiên địa

kĩ thuật của môi trường đất như áp lực thấm, áp lực nước đẩy nổi … Cũng như cácloại kết cấu bảo vệ mái dốc khác, MLGBT liên kết ma sát có thể bị mất ổn địnhtổng thể như bị lún không đều, bị trượt theo mặt tiếp xúc với mái dốc hoặc bị trượttheo khối trượt của mái dốc

Cơ chế phá hoại làm tách rời các phần tử bao gồm các cấu kiện thuộc mảng

và các kết cấu ở các biên dẫn đến MLGBT liên kết ma sát bị phá hoại có nhiều điểmkhác so với các loại kết cấu kè khác Giới hạn một cấu kiện tách ra khỏi mảng đãđược nghiên cứu rất chi tiết, Cơ chế phá hoại cũng như tiêu chuẩn ổn định tùy thuộcvào từng loại cấu kiện và từng loại liên kết giữa các cấu kiện trong mảng

Kết quả nghiên cứu thí nghiệm MLGBT liên kết ma sát trong máng sóng và

mô phỏng sự làm việc của mảng trên mô hình cơ học trong các phòng thí nghiệmcủa viện khoa học thủy lợi Việt Nam và trường Đại học Thủy lợi năm 1995, cũngnhư theo dõi sự làm việc của mảng ở ngoài hiện trường cho thấy: khi một cấu kiện

trong mảng bị tách rời ra khỏi mảng hoặc các kết cấu ở biên bị mất ổn định, nếukhông khắc phục kip thời mảng sẽ bị sóng phá hoại hoàn toàn Vì vậy hiện naytrong các tính toán ổn định MLGBT liên kết ma sát lấy giới hạn liên kết của các cấukiện trong mảng và giới giới hạn liên kết các kết cấu ở các biên làm tiêu chuẩn pháhoại của mảng

Trong các tính toán thiết kế hiện nay, ổn định của hầu hết các loại cấu kiệnthuộc MLGBT liên kết ma sát được xét trong diều kiện cân bằng đẩy nổi Một sốcấu kiện có cải tiến hình dạng nhằm tăng diện tích tiếp xúc, giới hạn phá hoại cònđược căn cứ vào độ lớn của quá trình chuyển vị của cấu kiện bị đẩy ra khỏi mảng

Ổn định của các kết cấu biên được đánh giá theo cơ chế phá hoại của kiểu kết cấu

và hình thức liên kết với nền là mái dốc

MLGBT liên kết ma sát là một kết cấu không gian phức tạp, không thuộc vàocác loại kết cấu truyền thống Ở Việt Nam đã có một số phân tích kết cấu đã chọnloại kết cấu này làm đối tượng nghiên cứu

Phân tich kết cấu MLGBT liên kết ma sát dựa trên cơ sở xem mảng là kếtcấu trên nền Sử dụng sơ đồ dầm trên nền đàn hồi để tính mảng theo các bài toánphẳng Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, trong sơ đồ dầm trên nền đàn hồithay thế các vị trí tiếp xúc bằng những phần tử ảo, kết quả tính toán gần đúng vớiquy luật phá hoại mảng trong mô hình thí nghiêm Phân tích này cũng được xemnhư là một phân tích gần đúng có thể tham khảo trong các thiết kế

Phần lớn các tính toán thiết kế MLGBT liên kết ma sát hiện nay được dựatrên điều kiện ổn định đẩy nổi của các cấu kiện và ổn định của các kết cấu ở biên đểquyết định điều kiện ổn định của mảng Mặt khác các tính toán mới được xét vớicác tổ hợp tải trọng định trước cho từng kết cấu độc lập Mối quan hệ làm việc cótính hệ thống của mảng cũng như tính ngẫu nhiên của các tải trọng chưa được xéttới Hay nói một cách khác các tính toán đang được thực hiện theo mô hình thiết kếtruyền thống, trong đó chỉ số đánh giá an toàn kết cấu là các hệ số an toàn

Hiện nay nhiều nước trên thế giới sử dụng mô hình thiết kế xác suất để tínhtoán các công trình bảo vệ bờ Việt Nam vẫn đang thực hiện các tính toán này theo

mô hình thiết kế truyền thống Đây là một trong những hạn chế của lĩnh vực côngtrình bảo vệ bờ ở Viêt Nam cần sớm được cải thiện Luận văn áp dụng phương pháp

lý thuyết độ tin cậy để tính độ tin cậy an toàn cho kè bảo vệ bờ biển ở ba dự ánĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận

1.3 Giới thiệu tóm tắt lý thuyết độ tin cậy

1.3.1 Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [4]

Lý thuyết độ tin cậy đã được hình thành và phát triển dựa trên cơ sở lý thuyếtxác suất thống kê và sớm được ứng dụng vòa kiểm tra chất lượng sản phẩm côngnghiệp Hiện nay lý thuyết này đã và đang được phát triển trong các ứng dụng vàolĩnh vực công trình xây dựng như: nhà cao tầng, công trình giao thông, công trìnhbến cảng, công trình thủy lợi…

Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy có thể tómtắt như sau:

Gọi một tổ hợp tải trọng bất kỳ tác dụng lên công trình là N và đặc trưng củakết cấu bao gồm tính chất vật liệu đảm bảo cho khả năng chịu tải trọng của côngtrình là thông số chịu tải R trong một trạng thái giới hạn, tương ứng với một cơ chếphá hoại có thể thiết lập được một quan hệ hàm số được gọi là hàm tin cậy

Hàm tin cậy Z là một hàm có nhiều biến và tham số ngẫu nhiên Một dạngphân bố xác suất của hàm Z như hình 1-2

Hình 1-3: Phân bố xác suất của hàm Z

Công trình được xem có sự cố khi Z < 0, điểm tương ứng với giá trị xác suất

sự cố thuộc vùng có sự cố Công trình được xem là an toàn khi Z > 0, điểm tương

ứng với giá trị xác suất an toàn thuộc vùng an toàn Ranh giới giữa vùng an toàn vàkhông an toàn có giá trị Z = 0 Tương ứng với trường hợp không xảy ra sự cố, xácsuất đảm bảo an toàn của công trình là:

Trong các tính toán an toàn công trình, xác suất an toàn được đối chiếu với

xác suất an toàn tiêu chuẩn (Ptc), được xác định theo các tiêu chuẩn thiết kế.

Trong các bài toán xác suất không phụ thuộc vào thời gian xảy ra xác suất sự

cố (Psc) và xác suất an toàn (Pat) có tổng là 1, xác suất xảy ra sự cố được tính theo

công thức 3-30

P sc = 1 – Pat (1-33)Khi các hàm tải trọng và hàm sức chịu tải có phân bố phù hợp với quy luậtchuẩn thì hàm mật độ xác suất của N và R được viết theo (1-4) và (1-5)

1)

(

N N

N N N

f

σπ

1)

(

R R

R R R

f

σπ

Khi đó hàm được thành lập từ kỳ vọng toán học của hàm Z cũng có dạngphân phối chuẩn

N R

Độ lệch chuẩn của hàm Z được tính theo công thức 1-35

2 2 2

R N

Trong các công thức (1-4), (1-5), (1-6) và (1-7): Z,R,N và σN,σR,σZ lầnlượt là các giá trị bình quân số học (kỳ vọng toán học) và độ lệch chuẩn của hàmphân phối tải trọng N, sức chịu tải R và hàm tin cậy Z

Xác suất đảm bảo an toàn cho công trình không bị phá hoại được tính:

dZ R R Z

P P

R R

1)

0(

σπ

Xác suất đảm bảo an toàn của công trình là đại lượng tường minh để đánhgiá độ tin cậy về an toàn một bộ phận hoặc của công trình Tránh những vướng mắc

về độ chính xác do lấy số thập phân khi tính xác suất, trong tính toán người tathường sử dụng chỉ số tin cậy (β) thay cho xác suất (P) Chỉ số β được xác định theo

công thức 1-9

2 2

N R Z

N R Z

σσσ

Trường hợp hàm độ tin cậy Z có dạng phân phối chuẩn thì xác suất P và độ

tin cậy β của hàm Z quan hệ với nhau theo công thức 1-10

- Tìm phương sai σ của hàm Z

)()()

- Tìm chỉ số độ tin cậy

)(

)(

Trường hợp tổng quát Z là hàm ngẫu nhiên của n biến bất định X1, X2, … Xn,

giả thiết các biến độc lập lẫn nhau từng đôi một, giá trị trung bình và phương saicủa các biến đã biết Theo cách giải bài toán ở mức độ 2 là biến của hàm Z về dạngtuyến tính Phương pháp tuyến tính hóa dựa trên cơ sở mở rộng bằng chuỗi Taylor

tại điểm Xi = Xi,0 hàm được tuyến tính hóa có dạng 1-15.

0 1

0 ,

i i

OX

OZ X

X Z

+ Trong đó: Z0 là giá trị của hàm Z tại điểm Xi = Xi,0

O i

i i

OX

OZ X

X Z

Cách gán X0 cho giá trị trung bình của Xi được gọi là phương pháp gần đúngtheo giá trị trung bình Có thể thực hiện phương pháp gần đúng khác là điểm nằmtrên đường giới hạn Tại đó hàm mật độ xác suất có giá trị lớn nhất và được xácđịnh theo công thức (1-47)

X i,0 =µ( )X i −αiβτ( )X i (1-19)

+ Trong đó: ( )

( ) i

i i

X

Z Z

X

σ

σττ

α = (1-20)

Trong thực tế tìm được điểm thiết kế một cách trực tiếp là rất khó khăn (trừ Z

là hàm tuyến tính ) do đó cần được xác định bằng cách thử dần

Trường hợp các biến cơ bản không có dạng phân bố chuẩn có thể biến đổi về

phân bố chuẩn tương đương Khi đó hàm mật độ xác suất fZ (Z) và hàm phân bố xác suất có giá trị như nhau tại điểm X0.

1.3.6 Tính độ tin cậy của hệ thống [4]

Trong tính toán xác suất tổng hợp của hệ thống thường gặp những bào toánliên quan tới hàm nhiều biến Khi tính toán các hệ thống công trình như công trìnhthủy lợi, người tính toán không chi gặp phải những khó khăn về mặt toán học ở cáchàm nhiều biến mà còn gặp phải những khó khăn về số liệu thống kê để tạo lập cácbiến ngẫu nhiên Hiện nay sự phát triển của phương pháp số cũng với máy tính điện

tử đã và đang giúp cho người tính giảm bớt những khó khăn trong việc giải các bàitoán Nhiều nghiên cứu cũng như một số tính toán theo hướng tiếp cận với phươngpháp Monte Carlo cũng mang lại những kết quả mong muốn

Trong tính toán với mức độ xác suất ở cấp độ II có thể tìm xác suất tổng hợpcủa hệ thống từ các định lý cộng và nhân xác suất

Các hệ thống được mô hình hóa thành ba loại: hệ thống nối tiếp (3-3a), hệthống song song (1-3b) và hệ thống hỗn hợp (1-3c)

a) Hệ thống nối tiếp b) Hệ thống song song

1.4 Phương pháp MCA [6]

1.4.1 Đặt vấn đề

Để có cơ sở đánh giá những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo

vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né, luận văn tiến hành đánh giá so sánh các dự

án trên những tiêu chí chung

Trong thực tế có rất nhiều các phương pháp so sánh đánh giá được sử dụngnhư là phương tiện hỗ trợ trong các dự án liên quan đến việc ra quyết định trên thếgiới, mà lựa chọn dự án là một dạng MCA là phương pháp đánh giá các giải phápthay thế khác nhau dựa trên một số tiêu chí, và kết hợp các đánh giá riêng rẽ vàotrong một đánh giá tổng thể Trên cơ sở đó luận văn lựa chọn MCA là một công cụ

để tiến hành nghiên cứu và đánh giá dự án HTMN được lụa chon làm đối tượngnghiên cứu

1.4.2 Nội dung phương pháp MCA

MCA giúp quản lý sự phức tạp đó bằng cách chuyển đổi từ việc đánh giáđịnh tính sang việc cho điểm số Tất cả các phương pháp tiếp cận MCA đều hợpnhất các đánh giá thông qua tầm quan trọng của các tiêu chí và bằng các đánh giáthực hiện Các bước thông thường trong phân tích đa tiêu chí diễn ra như sau :

Bước 1: Xác định tiêu chí đánh giá

Chúng có thể đo các kết quả chính của các giải pháp thay thế dự kiến dựatrên các mục tiêu liên quan hoặc dựa trên các tác động có thể xảy ra Xem xét cẩnthận bộ tiêu chí dự kiến để đảm bảo:

- Bộ tiêu chí hoàn chỉnh (Không có tiêu chí quan trọng nào bị bỏ sót)

- Không có tiêu chí dư thừa (Có thể bao gồm các tiêu chí không quan trọnghoặc các tiêu chí mà ở đó tất cả các giải pháp thay thế đều bình đẳng)

- Tiêu chí có thể đo được (có thể đánh giá được – ít nhất là về mặt định tính– Một phương án thực hiện tốt như thế nào trong mối liên quan với các tiêu chí)

- Tiêu chí phải độc lập với nhau (Không tính hai lần)

Bước 2: Phân tích tầm quan trọng tương đối của tiêu chí (trọng số)

Hầu hết các kỹ thuật MCA giúp xác định tầm quan trọng tương đối của mỗitiêu chí trong quá trình ra quyết định Các phương đánh giá tầm quan trọng thay đổi

từ các kỹ thuật đơn giản (ví dụ, so sánh các tiêu chí với nhau để xác định tầm quantrọng tương đối của chúng) cho đến các phương pháp phức tạp hơn (ví dụ: các điềutra xã hội học để xác định tầm quan trọng của mỗi tiêu chí trong một cộng đồng bịảnh hưởng)

Bước 3 Phân tích thực hiện (cho điểm)

Trước khi cho điểm cho việc thực hiện, xác định xem những điều gì sẽ giúpthực hiện tốt nhất vào tồi nhất trong một bối cảnh nhất định Có thể cho điểm thựchiện thông qua ba cách cơ bản sau :

- Định giá trực tiếp qua việc thực hiện đánh giá chuyên môn, bằng cách chođiểm cho mỗi phương án (ví dụ thang điểm 0-100)

- Quyết định cách thực hiện dựa trên các chức năng của tiêu chí cụ thể, xếptheo thứ tự tịnh tiến dần từ xấu nhất đến tốt nhất

- Đánh giá việc thực hiện của các phương án Các phương pháp thay đổi – từthực hiện việc xếp hạng đơn giản các phương án để xác định thứ tự thực hiện củachúng (ví dụ đối với tiêu chí 1, phương án A được cho là phương án tốt nhất, nhì là

B và ba là C) đến các tính toán phức tạp (dựa trên các bộ fuzzy)

Bước 4: Nhân trọng số và điểm số cho mỗi phương án và rút ra điểm tổng

Điểm số của mỗi phương án tương ứng với một tiêu chí được nhân với trọng

số của tiêu chí tương đó – việc này được áp dụng cho tất cả các tiêu chí Tổng này

sẽ là điểm tổng tương ứng của phương án đưa ra Kết quả của tất cả các phương án

sẽ được so sánh và phân tích

Bước 5: Phân tích độ nhạy về điểm số hoặc trọng số

Độ nhạy chỉ ra những thay đổi trong điểm số hoặc trọng số có ảnh hưởngnhư thế nào đến kết quả cuối cùng Phân tích như vậy có thể cần thiết nếu:

- Có những điều không chắc chắn liên quan đến việc thực hiện một sốphương án theo các tiêu chí lựa chọn; hoặc

- Nếu các nhà hoạch định chính sách hay các bên liên quan tranh luận về tầmquan trọng tương đối của các tiêu chí sử dụng trong phân tích

1.4.3 Ưu, nhược điểm phương pháp MCA

1.4.3.1 Ưu điểm

- MCA cân nhắc các tiêu chí khác nhau tại cùng một thời điểm, điều nàykhông thể thực hiện được bằng các quá trình ra quyết định thông thường dựa trênmột tiêu chí đơn lẻ; MCA có thể được sử dụng để tổng hợp ý kiến của các bên liênquan vào một bản đánh giá; MCA là một phương pháp đánh giá rõ ràng và minhbạch (Ghi lại điểm số và tầm quan trọng), dễ kiểm tra và MCA có thể hỗ trợ việcgiao tiếp với các nhà hoạch dịnh chính sách và đôi khi cả với cộng đồng rộng lớnhơn

- MCA làm giảm bớt tranh luận mang tính chủ quan hoặc trừu tượng;

1.4.3.2 Nhược điểm

- MCA khó giúp đạt được sự đồng thuận cho các vấn đề còn nhiều tranh cãi

- Bằng cách trình bày các thông tin định lượng (tập hợp điểm số), MCA cóthể tạo ra những ấn tượng sai lầm về tính chính xác do trong thực tế MCA dựanhiều vào các ý kiến chuyên gia

1.4 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn

Để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu, luận văn thực hiện một số nghiên cứu cụthể sau

(1) Khảo sát đo đạc hiện trạng ba dự án

(2) Phân tích độ tin cậy an toàn của cấu kiện trong mảng lắp ghép bằng các cấu

kiện bê tông đúc sẵn

(3) Phân tích các dự án theo phương pháp phân tích đa mục tiêu MCA

1.5 Kết luận chương 1

(1) Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né không chỉ là dự án có tầm quantrọng trong việc bảo vệ cho khu kinh tế du lịch tiềm năng mà còn là nơi sử dụngnhiều kết cấu mới trong đó có những kết cấu thử nghiệm Luận văn lựa chọn dự ánnày làm đối tượng nghiên cứu là một lựa chọn không chỉ phù hợp với yêu cầu đàotạo mà nó se đem lại những kết quả nghiên cứu khoa học và thực tiễn

(2) Luận văn sử dụng độ tin cậy an toàn kết cấu làm chỉ tiêu đánh giá an toàncủa kè và sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp để phân tích các dự án là mộtcách tiếp cận hiện đại với mô hình thiết kế cũng như phương pháp phân tích các dự

án xây dựng nói chung cũng như dự án bảo vệ bờ biển nói riêng

(3) Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan của dự án và phương pháp nghiên cứu dùngtrong luân văn đã xác định được các nghiên cứu cụ thể đáp ứng được mục tiêu củaluận văn

CHƯƠNG 2 BÁO CÁO KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG

2.1 Khảo sát hiện trạng vùng dự án bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né

Bờ biển Hàm tiến – Mũi né ( HTMN) là một phần bờ biển lõm dài 12

Km , chiếm gần 1/5 chiều dài bờ biển Phan thiết Trên bờ là các diểm dân cư xen

kẽ các dịch vụ du lịch trong những vườn dừa trồng trên bãi cát Men theo dọc bờ

là đường giao thông nối liền thành phố Phan thiết với Mũi né Có nơi mép đườngchỉ cách mép bờ 4- 5 m Sát bờ phía Tây của Mũi Né là nơi đậu thuyền của ngưdân Hàng năm các ngư dân ở đây khai thác khoảng 10.000 tấn hải sản phục vụcho nhu cầu chế biến và xuất khẩu Nơi này được đánh giá là nơi có cảnh quan vàđiều kiện phát triển có hạng của ngành du lịch, đồng thời là nơi cung cấp nhiềuđặc hải sản của Phan thiết Đoạn bờ biển HTMN thuộc loại bờ đụn cát, bãi cát bịxói lở Vào những năm 90 của thế kỉ XX, tốc dộ xâm thực khoảng 5-10 m/năm

đã ảnh hưởng xấu đến hoạt động kinh tế xã hội trong vùng Tỉnh Bình Thuận đãthực hiện một số biện pháp chống xói để bảo vệ bờ nhưng tình hình xói lở bờ biểnvẫn chưa được cải thiện

Hình 2-1: Hiện trạng vùng dự án Hàm Tiến - Mũi Né

Từ năm 1999, các dự án bảo vệ bờ biển HTMN thực hiện theo nghiên cứukhả thi của Trung tâm Khao học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại họcThủy lợi (NC-ĐHTL-98) Trong NC-ĐHTL-98 đã chỉ ra những vị trí có hiện tượngxói mạnh uy hiếp an toàn dân cư và cơ sở hạ tầng và lựa chọn phương án giải phápbảo vệ bờ cho khu vực HTMN Nghiên cứu khả thi cũng như các dự án được thựcthi ở đây đã áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ Một điểm nổi bật ở đây là nơi

có các dự án thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ các kết cấu cải tiến Trong luậnvăn này đề cập nghiên cứu đến ba dự án đã được ứng dụng các tiến bộ khoa học vàkết cấu đươc nghiên cứu cải tiến của Việt Nam

- Dự án kè chống xói bảo vệ bờ từ K8+735 đến K9+405 (Dự án này do Trung

tâm Khao học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết

kế, công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công trongthời kì chống xói khẩn cấp trước 1999) (Hình 2-2)

Hình 2-2

- Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt - Bỉ (Dự án thử nghiệm này do trung tâm

Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế, Công ty Cổphần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công (2001-2003) bảo vệ

bờ từ K9+560 đến K9+860) (Hình 2-3)

Hình 2-3

- Dự án kè bảo vệ bờ từ K12+200 đến K14+200 (Dự án này do Tư vấn Bình

Thuận thiết kế và Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuậnthi công (2003-2004)) (Hình 2-4)

Hình 2-4

Tính đến nay các dự án ở đây đã làm việc được từ 12 - 15 năm Năm 2014chúng tôi đã tiến hành những nghiên cứu điều tra, khảo sát, đo đạc, phân tích hiệntrạng các công trình chống xói bảo vệ bờ cùng với các kết quả phân tích các thông

tin quá trình thực hiện dự án cũng như các nghiên cứu phân tích sự làm việc củacác kết cấu mới đã được thực hiện ở đây cụ thể là các kết cấu làm việc ở ba dự ánnói này

Quan sát 10 km bờ biển Hàm Tiến Mũi Né ta nhận thấy, tại các vị trí xungyếu đã được xây dựng công trình chống xói bảo vệ bờ thuộc ba dự án, hiện nay quađánh giá quan sát thực tế tại vùng dự án đã ngăn chặn được hiện tượng xói lở sạt bờđóng góp tích cực vào việc bảo vệ các an toàn khu dân cư đồng thời tôn tạo cảnhquan phát triển du lich và bảo đảm môi trường sinh thái bền vững Bên cạnh đóphần bờ biển ngoài ba dự án hiện nay cũng đã ổn định, hiện tượng xói bờ là khôngđáng kể dân cư sinh hoạt và phát triển kinh tế, du lịch bình thường Để có cơ sởđánh giá so sánh về mặt định tính và định lượng từng dự án, luận văn tiến hànhkhảo sát chi tiết ba dự án nói trên

2.2 Khảo sát chi tiết hiện trạng ba dự án

Để chống sạt lở bờ biển HT-MN một cách khẩn cấp, trước năm 1999 đã cómột số dự án kè bảo vệ bờ đã được xây dựng với nhiều loại kết cấu khác nhau, baogồm những kết cấu truyền thống như kè đá, các kết cấu mới TSC- 178 Dưới đây là

ba dự án trong đó có ứng dụng các tiến bộ khoa học và kết cấu được nghiên cứu cảitiến của Việt Nam

2.2.1 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ chống xói từ K 8 + 735 đến K 9 + 405

(Gọi tắt là Dự án ĐHTL)

Dự án này do Trung tâm Khoa học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trườngĐại học Thủy lợi thiết kế, Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng BìnhThuận thi công trong thời kì chống xói khẩn cấp trước 1999

Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tôngđúc sẵn M200 (liên kết ma sát TSC- 178) đặt trên lớp hỗn hợp dăm sạn dày 15 cm,bên dưới là lớp vải lọc POLYFELT TS –55 từ cao trình +3.50m đến cao trình đỉnhchân kè –0.50m với mái dốc m=4 Chân kè là hai hàng ống buy bê tông M200 đặt

so le hàng ngoài thấp hơn hàng trong 0,5m, tiết diện tròn đường kính D =1,5m,trong là đá hộc Đỉnh ống buy hàng trong ở cao trình –0.5m đáy ống được chôn sâu

đến cao trình –2.50m Đỉnh kè bằng tường đá xây vữa M100 rộng 1,50m cao 60cm,

cĩ bố trí gờ ở cao trình +3,50m đến cao trình +3,8m, cao 0,30 m

Cấu kiện bê tông P.Đ.TAC-178 D = 25 cm Đá dăm 2x3x4 dày 15 cm đầm chặt Vải lọc TS-550

Đất cát đầm bằng nước

20

30

50

Đá xây vữa M.100

Đá đệm 2x3x4 dày 20 cm

Đá dăm dày 20 cm Vải lọc TS-550 Cát hạt thô Vải lọc TS-550

Mực nước max +1.05

-1.0

MẶT CẮT NGANG ĐIỂN HÌNH KÈ

ĐOẠN : HÀM TIẾN - MŨI NÉ K8 + 735 đến KM 9 + 405

GHI CHÚ

- KÍCH THƯỚC BẢN VẼ LÀ CM

- CAO ĐỘ LÀ M

0.0

-0.5 -1.50

m = 4.0

Hình 2-6: Mắt cắt ngang điển hình của dự án

Hình ảnh dự án khi mới thi cơng xong (năm 1999) (Hình 2-7)

Hình 2-7

Hiện trạng dự án tại thời điểm khảo sát năm 2014 (Hình 2-8)

Hình 2-8a

Hình 2-8b

Quan sát và đánh giá định tính hiện trạng dự án, nhận thấy toàn bộ kết cấu

kè bảo vệ bờ không có hư hỏng lớn và vẫn làm việc bình thường đảm bảo đượcnhiệm vụ đề ra Kết cấu chân kè là hàng ống bê tông tiết diện tròn bên trong là đáhộc đã được cát biển che phủ Kết cấu vỏ kè là mảng lắp ghép các cấu kiện bê tôngđúc sắn (TSC-178) không bị nứt vỡ vẫn đảm bảo tính nguyên vẹn và ổn định tổngthể của mảng trên mái dốc Kết cấu tường đỉnh kè bằng đá xây cao 0,3m vẫn ổnđịnh không có hiện tượng nứt gãy và làm việc bình thường Liên kết giữa tường

đỉnh kè và mái kè vẫn đảm bảo Tuy nhiên theo thời gian các cấu kiện lát mái 178) cũng đã bị sóng biển sâm thực mặn và bào mòn (Hình 2-8b)

(TSC-2.2.2 Quan sát và đánh giá Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Gọi tắt là

Dự án ANTIERO)

Tiểu dự án thử nghiệm này do trung tâm Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trườngĐại học Thủy lợi thiết kế Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng BìnhThuận thi công (2001-2003) bảo vệ bờ từ K9 + 560 đến K 9+860

Kết cấu vỏ kè cũng là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵnliên kết ma sát, các cấu kiện thuộc kiểu TSC - 178 M200 nhưng có cải tiến ở bềmặt để giảm mức độ xâm thực Mái kè được làm bằng mảng mềm không bố trí mốnhám trên mảng dày 24 cm, đặt trên lớp hỗn hợp dăm sạn dày 15 cm, bên dưới làlớp vải lọc POLYFELT TS –55 từ cao trình +0,50 m đến cao trình đỉnh chân kè-1,0m với thân mảng được bố trí dốc hơn m = 2.5 (mcũ = 4) Chân kè là hai hàngống bê tông M200 có tiết diện lục giác đặt so le hàng trong thấp hơn hàng ngoài0,6m, trong bỏ đá hộc, kiểu KC- HWRU - 2001 Đỉnh kè được làm bằng tường bêtông trọng lực không cốt thép, có bố trí các bậc lên xuống nhằm đàp ứng yêu cầutắm biển của du khách ( Hình 2-9, 2-10 ),

a/ b/

Hình 2-9: Kết cấu chân kè ống bê tông cốt thép đổ đầy đá hộc

a/ Hai hàng ống bê tông cốt thép mặt cắt ngang hình trònb/ Hai hàng ống bê tông cốt thép mặt cắt ngang hình lục giác,KC- HWRU – 2001

Hình 2-10: Mặt cắt ngang điển hình của dự án

Hình ảnh dự án khi mới thi công xong năm 2003 (Hình 2-11)

Hình 2-11

Hiện trạng dự án tại thời điểm khảo sát năm 2014 (Hình 2-12)

Hình 2-12

Đặc điểm kết cấu của dự án mái kè và chân kè nằm dưới mặt cát biển tựnhiên Qua quan sát và đánh giá định tính phần tường đỉnh kè, nhận thấy kết cấutường vẫn ổn định không có hiện tượng nứt gãy chỉ có hiện tượng bê tông tường kè

bị ăn mòn do tác động của sóng biển theo thời gian

2.2.3 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ bờ K 12+200 đến K 14+ 200. (Gọi tắt là

Dự án Bình Thuận)

Dự án này do tư vấn Bình Thuận thiết kế và Công ty Cổ phần xây dựng pháttriển hạ tầng Bình Thuận thi công Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằngnhững cấu kiện bê tông đúc sẵn M200 (liên kết ma sát TSC- 178) đặt trên lớp hỗnhợp dăm sạn dày 15 cm, bên dưới là lớp vải lọc POLYFELT TS –55 từ cao trình+2,5 m đến cao trình đỉnh chân kè –1,0 m với mái dốc m=4 Chân kè là hai hàngống bê tông M200 có tiết diện lục giác đặt so le, hàng trong thấp hơn hàng ngoài0,6m kiểu KC- HWRU - 2001, trong là đá hộc Tường đỉnh kè xây bằng bê tôngM200 rộng 1,5m có gờ tường cao 0,4m Từ cao trình +2,5m đến hết mái dốc thựchiện lát mái dốc bằng đá xây vữa M75 dày 20 cm ( Hình 2-13)