ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ MỚI – VẬT LIỆU MỚI TRONG CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG MỘ T SỐ C Ô NG NGH Ệ MỚ I – VẬT LIỆU MỚ I TRO NG CÁC CÔ NG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN KHU VỰC ĐỒ NG BẰNG SÔ NG CỬU LO NG ThS Lê Văn Tuấn Viện Kỹ thuật Biển Tóm tắt: Xói lở bờ biển diễn nhiều khu vực ven biển Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) Trong tương lai, ảnh hưởng biến đổi khí hậu – nước biển dâng lượng bùn cát suy giảm khu vực cửa sông ven biển xây dựng hồ chứa thượng nguồn, m ức độ xói lở ngày mở rộng diễn biến khó lường Do đầu tư xây dựng, sửa chữa công trình kè biển chống xói lở cần thiết Để hỗ trợ cho việc lựa chọn kết cấu công trình, viết tập trung giới thiệu số loại vật liệu – công nghệ (VLM-CNM) phù hợp với kè biển khu vực ven biển ĐBSCL, tập trung giới thiệu m ột số dạng kết cấu, phân tích ưu - nhược điểm , điều kiện áp dụng trình tự thi công Summary: Erosion process takes place at plenty of zones along coastal southern Viet Nam In the future, sea level from climate change and sediment’s quantity decrease at estuary and coast due to upstream reservoir built increase erosion level seriously with unpredicted process Therefore, it is necessary to invest structure m easures to solve it In order to support structures option, this paper focus on introducing some advanced and latest material and technology accordant with em bankment in coastal southern Viet Nam including concentration of structure’s introduction, strong and weakness point analysis, application scope as well as construction process Từ khóa (keywords): Nam Bộ (southern Viet Nam), công trình (structure), kè biển (embankment), vật liệu (material), công nghệ (technology) I ĐẶT VẤN ĐỀ Đường bờ biển khu vực ĐBSCL gồm đoạn bờ biển Đông bờ biển Tây với chiều dài tổng cộng khoảng 774 km[4], kéo dài từ TP.HCM đến Kiên Giang Trong vòng hai thập kỷ trở lại đây, xuất nhiều điểm nóng xói lở - biển lấn khu vực bờ biển Tân Điền (Tiền Giang), Thạnh Hải, Thạnh Phước, Thừa Đức (Bến Tre), Hiệp Thạnh, Trường Long Hòa (Trà Vinh), Vĩnh Châu (Sóc Trăng), Nhà Mát, Gành Hào (Bạc Liêu), Khai Long, Khánh Tiến, Đất Mũi (Cà Mau) Hiện tượng xói lở - biển tiến tăng nhanh số lượng phạm vi bối cảnh biến đổi khí hậu – nước biển dâng Sự khai thác m ức thượng nguồn ven biển ĐBSCL làm cho diễn biến xói lở ngày nghiêm trọng (hình 1& 2) Đối với công trình bảo vệ bờ nói chung kè bảo vệ bờ biển nói riêng, có nhiều giải pháp VLM-CNM sử dụng nước giới Các giải pháp m ới du nhập vào Việt Nam thảm nhựa Tensar (Anh), Neoweb (Isarel), thảm đá liên kết Esta rock(Nhật Bản); giải pháp phổ biến Việt Nam công nghệ Stabiplage, vải địa kỹ thuật, thảm đá, cừ bê tông dự ứng lực, cừ nhựa Một số công nghệ m ới áp dụng chủ yếu cho mái kè biển cấu kiện Tsc178, Việc ứng dụng giải pháp VLM-CNM cho công trình bảo vệ bờ biển thời gian qua giúp nâng cao hiệu đầu tư, tuổi thọ công trình, rút ngắn thời gian thi công, cải thiện đáng kể m ỹ quan công trình, giảm thiểu tác động đến môi trường đặc biệt giải tốt toán khai thác tổng hợp Tuy nhiên, m ột số công trình bảo vệ bờ biển, áp dụng cách máy m óc, không hiểu rõ nguyên lý, ưu nhược điểm, chất lượng vật liệu, quy trình thi công gây nên thiệt hại lãng phí không nhỏ Để có thêm thông tin nhằm hỗ trợ lựa chọn giải pháp công trình bảo vệ bờ biển cho nhà quản lý, tư vấn cán khoa học, khuôn khổ viết này, tác giả tập trung đề cập số giải pháp VLM-CNM ứng dụng hiệu điều kiện tự nhiên khu vực ĐBSCL với đặc thù điển hình như: độ cao sóng biển không lớn, bãi biển rộng nông, khu vực xảy bão mạnh, móng địa chất mềm yếu, nồng độ phù sa lớn II PH ƯƠ NG PHÁP NGH IÊN C ỨU (1) Phương pháp điều tra khảo sát trường: Điều tra khảo sát công trình xây dựng dải ven biển từ Vũng Tàu đến Kiên Giang (2) Phương pháp kế thừa – tổng hợp – thống kê: Kế thừa kết nghiên cứu, hình ảnh m ột số kết luận báo khoa học, đề tài, dự án thực liên quan đến vấn đề nghiên cứu, tổng hợp liệu lập bảng thống kê số liệu phục vụ nghiên cứu (3) Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia thông qua buổi hội thảo, trao đổi học thuật, hợp tác nghiên cứu kết hợp với kinh nghiệm nghiên cứu, tư vấn người viết … Tiền Giang Bến Tre Sóc Trăng Trà Vinh Vị trí sạt lở Hình 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu Hình 2: Vị trí điểm sạt lở khu vực cửa sông ven biển ĐBSCL(vị trí sạt lở nét đứt)[6] III PHÂN LO ẠI XÓ I LỞ VÀ NG UYÊN NH ÂN 3.1 Phân loại xói lở Xói lở - bồi tụ hoạt động diễn thường xuyên liên tục theo không gian thời gian Để nhận biết khu vực xói lở - bồi tụ phải vào trạng đường bờ biển tiến lùi, bãi biển hạ thấp nâng cao Việc đánh giá phân loại bờ bãi biển xói lở bồi tụ có nhiều cách khác tập trung số cách phân loại gồm: (1) vào trình diễn biến bờ bãi biển theo thời gian (thời điểm, mùa, năm nhiều năm ); (2) vào nguyên nhân xói lở; (3) vào khu vực (vị trí) xói lở (4) Căn vào cường độ xói lở Dựa nghiên cứu liên quan đến xói lở ven biển ĐBSCL, theo cách thứ phân ba loại chủ yếu sau: - Xói lở có nguyên nhân chủ yếu sóng (các khu vực cục có địa hình dễ gây nên tượng hội tụ sóng sóng lớn xâm nhập sâu vào bờ - không chiếm ưu thế) - Xói lở có nguyên nhân chủ yếu dòng ven bờ (các khu vực cửa sông ven biển có dòng chảy mạnh áp sát bờ - không chiếm ưu thế) - Xói lở có nguyên nhân tổng hợp hai yếu tố sóng dòng ven bờ (bờ biển phía Đông bờ biển phía Tây ĐBSCL – chiếm ưu thế) Tùy theo nguyên nhân chủ đạo gây nên xói lở để lựa chọn bố trí giải pháp kết cấu phù hợp cho công trình bảo vệ bờ biển khu vực ĐBSCL 3.2 Nguyên nhân xói lở Tại vùng ven biển ĐBSCL, có nhiều yếu tố gây nên xói lở, nhiên theo nghiên cứu [1],[3],[4],[5]&[6] nguyên nhân gồm hai nhóm chủ đạo bao gồm: (1) Nhóm yếu tố tự nhiên (2) Những tác động chủ quan người Những nhân tố tự nhiên quan trọng bỏ qua việc hiểu nhận diện vấn đề xói lở bờ biển bao gồm: cấu tạo vùng bờ h ướn g đường bờ, tác động gió, sóng, thủy triều, ảnh hưởng sông Mekong hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai, vai trò rừng ngập m ặn Bên cạnh yếu tố tự nhiên, tác động người tạo cần xem xét theo không gian theo thời gian Dưới đây, đề cập, phân tích thảo luận số yếu tố cho nguyên nhân tác động đến trình xói lở bồi tụ bờ ven biển khu vực Nam Bộ[5] Sơ đồ nguyên nhân gây xói lở bờ biển khu vực ven biển ĐBSCL thể hình Nguồn Hình 3: Sơ đồ yếu tố tác động gây xói lở, bồi tụ bờ biển ĐBSCL (có chỉnh sửa từ [5]) IV NGH IÊN C ỨU ĐỀ XUẤT MỘ T SỐ C ẤU KIỆN - VẬT LIỆU MỚ I TRO NG C Ô NG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN 4.1 C ấu kiện H ydroblock® Cấu kiện Hydroblock khối bê tông hình trụ có chiều cao lớn vài lần bề rộng, hình dạng tiết diện khối m ặt cấu thành cung cong lồi lõm liên tục, tạo khe rỗng viên cấu kiện lắp ghép thuận lợi cho việc tiêu sóng âm dương tác động lên mái kè Các khối đặt sát theo thứ tự thống lắp ghép thủ công m áy thi công chuyên dùng Phía lớp cấu kiện lớp đá dăm lót dày tối thiểu 20cm lớp vải địa kỹ thuật Đây loại cấu kiện nhà khoa học chỉnh trị sông biển Hà Lan nghiên cứu áp dụng m ột số nước giới Theo nghiên cứu này, thay tăng cường kết nối bê tông, giảm chiều dày khối lượng, nhà kỹ thụât Hà Lan lại quan tâm đến tính ổn định bê tông theo thông số chiều dày có xu hướng giảm nhỏ kích thước tiết diện m ặt cắt Theo kết nghiên cứu, cải tiến làm cho mái kè ổn định chiều dày lớn, nhiên khối lượng bê tông tăng cao dẫn đến chi phí xây dựng công trình tăng lên (xem hình 4;5&6)[1] Mặc dù chưa ứng dụng rộng rãi Việt Nam với điều kiện tự nhiên khu vực ven biển ĐBSCL, cấu kiện áp dụng phù hợp Với công trình bảo vệ bờ biển xây dựng khu vực có sóng lớn, dòng chảy ven bờ m ạnh, móng công trình trung bình, yêu cầu độ an toàn công trình cao có khả đáp ứng suất đầu tư lớn nên áp dụng cấu kiện (bảng 1) Bảng 1: Phân tích ưu nhược điểm điều kiện áp dụng Ưu điểm Nhược điểm Điều kiện áp dụng 1.Kết cấu bền – đẹp, dễ điều chỉnh chiều dày phù hợp với địa chất khác 2.Sản xuất theo hình thức công nghiệp dễ dàng, thi công đơn giản 3.Khá chịu uốn cục tốt, độ võng cao, kín 4.Khả tiêu lượng sóng tốt (lỗ rỗng viên lớn) 1.Chi phí xây dựng công trình cao cấu kiện sử dụng nguyên lý trọng lượng để ổn định chiều dày cấu kiện yêu cầu lớn loại có ngàm liên kết 2.Yêu cầu thi công đòi hỏi phải xử lý m kè tốt trước lắp ghép nhằm tương thích với trọng lượng thân khối bê tông cấu kiện 3.Không có khả liên kết khóa biên ngàm khóa theo mảng nên m ỗi cấu kiện dễ bị phá hoại xẩy cố 4.Chưa ứng dụng rộng rãi Việt Nam, vấn đề chuyển giao quyền, công nghệ 1.Ứng dụng phù hợp cho hầu hết công trình bảo vệ bờ biển, cửa sông sông nội địa 2.Ứng dụng cho khu vực có dễ xảy tượng lún cục (khả tự điều chỉnh lún độc lập), yêu cầu điều kiện m óng trung bình (với ĐBSCL địa tầng yêu cầu có lớp cát phía dày tối thiểu từ 3m trở lên) Phù hợp xây dựng công trình kè m nghiêng kiên cố, m ỹ quan tốt, yêu cầu độ ổn định cao Cấu kiện sử dụng tốt cho khu vực có nguyên nhân xói lở sóng lớn (h>1.5m ), dòng chảy ven bờ mạnh, biến động bãi biển lớn Hình 4a: Chi tiết kích thước cấu kiện[1] Hình 4b: Kè ứng dụng Hydroblock®[1] Hình 5: Mái kè biển ứng dụng cấu kiện Hydroblock® thi công hoàn thành Hình 6: Thi công cấu kiện Hydroblock® 4.2 C ấu kiện P.Đ.TAC -CM5874 Đây m ột dạng cấu kiện TS Phan Đức Tác phát triển để đáp ứng yêu cầu cung cấp giải pháp dạng kè bảo vệ bờ kết hợp du lịch Cấu kiện yêu cầu vật liệu bê tông m ác cao đúc sẵn, hình khối tương tự “viên kẹo”, hoạt động dựa nguyên lý ngàm âm dương liên kết theo hai chiều kết hợp khả tự khóa biên nhằm nâng cao độ an toàn ổn định công trình (hình 8) Cấu kiện có nhiều ưu điểm phù hợp cho việc xây dựng công trình bảo vệ bờ khu du lịch Hiện tại, số vị trí ven biển ĐBSCL ứng dụng viên cấu kiện này, gặp phải m ột số vấn đề như: Sự thích ứng biến dạng cục theo chưa tốt (so với cấu kiện hoạt động theo nguyên lý mảng m ềm ba chiều) cấu kiện dạng hình hộp chữ nhật hoạt động theo nguyên lý ngàm âm dương Hiện tượng nứt gãy ngàm âm dương cấu kiện số công trình gây nguy m ất ổn định mái kè (do chiều dày nhỏ) điều kiện lún cục tác động mạnh sóng biển tượng xâm thực nước biển Hình thức công trình kè dạng bậc thang (phù hợp khu du lịch biển) nên áp dụng cho bãi biển có lượng sóng không lớn có thềm bãi biển phía trước rộng nông (ít biến động) khu vực bãi biển Tân Thành – Tiền Giang, đê Vàm Đá Bạc - mũi Cà Mau (hình 7) Đối với bờ biển có sóng lớn thềm bãi biến động mạnh hình thức kè lát m nghiêng kết hợp với bậc lên xuống ổn định giảm thiểu sức công phá sóng cấu kiện lắp ghép (bảng 2) Bảng 2: Phân tích ưu điểm , nhược điểm điều kiện áp dụng Ưu điểm Nhược điểm Điều kiện áp dụng Kết cấu bền – hình thức đẹp có tuổi thọ cao (đúc sẵn) Sản xuất theo hình thức công nghiệp dễ dàng Chế tạo khuôn đòi hỏi độ xác cao Thi công cần cán kỹ thuật thợ có tay nghề cao Khá biến dạng mức trung bình, biến dạng không kín Dễ bị nứt gãy vị trí ngàm khóa, yêu cầu nhiều loại cấu kiện lắp ghép Ứ ng dụng cho hầu hết công trình bảo vệ bờ biển, cửa sông sông nội địa Ứ ng dụng cho khu vực có xử lý tốt, khả lún cục nhỏ Phù hợp cho công trình kiên cố dạng kè mái nghiêng, công trình quai đê lấn biển kết hợp du lịch; Với hình thức m ặt cắt kè dạng bậc thang (tại khu du lịch) cần hạn chế ứng dụng khu vực có điều kiện sóng gió lớn, bãi biển sâu tốc độ diễn biến bãi lớn Cấu kiện sử dụng tốt cho khu vực có nguyên nhân xói lở sóng lớn (h>1.5m ), dòng chảy ven bờ m ạnh Có khả liên kết mảng dạng âm dương hai chiều, có khả khóa biên biển bờ phía Hình 7: Kè bãi biển Tân Thành (Tiền Giang) Hình 8: Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 4.3 C ấu kiện BTC T đúc sẵn T249, tự chèn ba chiều, có khả ngàm khóa biên tạo m ảng mềm phục vụ gia cố mái kè chống xói lở Thực tế cấu kiện viên mái kè sông, kè biển theo trường phái tự chèn chiều (phổ biến Việt Nam ) có ưu điểm: (1) Chiều dày viên m kè giảm (so với truyền thống, không liên kết), tiết kiệm kinh phí xây dựng (do ứng dụng nguyên lý ổn định dựa kết hợp trọng lượng thân m ối liên kết ngàm viên để chống lại tác động sóng) – Phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam ; (2) Khả thích ứng với tốt phù hợp cho vùng có điều kiện mái kè yếu (phù hợp cho ĐBSCL – Việt Nam ); (3) Thi công thuận lợi (cấu kiện viên m nhẹ nên thi công thủ công m áy) Tuy nhiên, loại cấu kiện điểm cần cải thiện gồm: (1) Do biên khóa – nên trình sử dụng dễ bị tan rã nhanh theo hướng (cụ thể: phương, hướng) m ột viên bị phá hoại tác động liên tục sóng biển áp lực nước đẩy ngược; đặc biệt xu biến đổi khí hậu nguy lớn (2) Trong trình thi công công trình kè biển, hạng mục tường biên tường đỉnh kè chưa hoàn chỉnh, gặp triều cường kết hợp sóng lớn (hoặc bão biển) mái kè dễ bị phá hoại Các cố xảy với kè Hiệp Thạnh – giai đoạn cấp bách vào năm 2009 kè Cồn Trứng năm 2012 (vì nhiều lý nên công trình phải thi công kéo dài thời gian đầu m ùa gió Chướng, thi công hạng m ục cuối tường đỉnh kè gặp triều cường kết hợp gió mạnh tạo sóng lớn xâm nhập vào công trình gây sụp đổ m ột nửa chiều cao m kè lắp đặt xong sau m ột đến hai ngày), hậu gây tổn thất lớn tiền ảnh hưởng đến tiến độ hoàn thành đưa công trình vào sử dụng phòng chống giảm nhẹ thiên tai Để phát huy ưu điểm khắc phục nhược điểm này, cấu kiện T249 ThS Lê Văn Tuấn – Viện Kỹ thuật Biển phát triển m ặc dù dựa nguyên lý mảng m ềm tự chèn ba chiều để nâng cao khả ổn định cách giảm bớt phụ thuộc vào biên biên mái kè (biên phía bờ phía biển) tác giả ứng dụng nguyên lý m ố cong phi tuyến để liên kết khóa hai biên (trên dưới) m ảng tạo thành mảng m ềm lắp ghép theo m ột phương (ví dụ phương ngang) thi công theo dạng chiếu Áp dụng cấu kiện giảm đáng kể thiệt hại gặp cố trình thi công triều cường sóng biển lớn gây ra, đặc biệt thích ứng tốt điều kiện biến đổi khí hậu Hình 10 hình ảnh phối cảnh cách lắp ghép triển khai thi công m ảng mềm tự chèn ba chiều, tự khóa biên – cấu kiện T249 (bảng 3) Hình 9: Cấu kiện T249 ngàm khóa biên Hình 10: Hình phối cảnh kè bảo vệ đoạn xung lắp ghép theo phương yếu bờ biển xã Hiệp Thạnh – giai đoạn [2] Bảng 3: Phân tích ưu nhược điểm điều kiện áp dụng Ưu điểm Nhược điểm Điều kiện áp dụng 1.Kết cấu bền – đẹp 1.Chế tạo khuôn đòi 1.Ứng dụng cho hầu hết công trình bảo có tuổi thọ cao hỏi độ xác cao vệ bờ biển, cửa sông sông nội địa 2.Sản xuất theo hình 2.Thi công cần thợ thức công nghiệp dễ có tay nghề cao dàng 3.Việc triển khai thi 3.Khá chịu uốn cục công đòi hỏi phải bố tốt, độ võng cao, kín trí nhiều đội lắp đặt nhằm rút ngắn tiến độ thích ứng với 4.Có khả tự chèn thủy triều ba chiều, linh động điều chỉnh vị trí Kết cấu m ới nên 5.Có khả liên kết chưa ứng dụng mảng mềm theo dạng rộng rãi ngàm cứng, khóa biên biển biên bờ 2.Ứng dụng cho khu vực có dễ có tượng lún cục 3.Ứng dụng cho công trình đòi hỏi độ an toàn cao thi công điều kiện thời tiết, chế độ sóng gió khắc nghiệt 4.Ứng dụng tốt cho gia cố phần sân tiêu cống tiêu cấp nước kênh đầu m ối nội đồng, công trình quai đê, lấn biển khu du lịch Phù hợp cho loại công trình xây dựng khu vực xói lở sóng lớn dòng chảy ven bờ m ạnh 4.4 C ấu kiện chân khay kè đúc sẵn dạng ống phuy lục lăng Đây hình thức cấu kiện công trình GS.Nguyễn Văn Mạo cộng cải tiến từ ống phuy hình trụ tròn túy thành ống phuy có mặt hình tròn, mặt lăng trụ nhằm mang lại khả chèn kín hàng ống phuy xếp kề ứng dụng lần đầu cho công trình kè biển Bình Thuận (hình 10&11) Việc cải tiến cấu kiện đơn giản song mang lại hiệu sử dụng lớn công trình bảo vệ bờ kè biển việc đổ bê tông chỗ chân khay kè điều kiện thủy triều khó khăn Vật liệu ống phuy lục lăng đúc sẵn bê tông cốt thép cường độ cao, m ác bê tông thông thường M300 Chiều cao ống trung bình khoảng 1.5m , bề dày thành ống từ 15cm đến 20cm Các cấu kiện sau đúc sẵn bãi cẩu chuyên dụng cẩu xuống đặt vào hố đào sẵn Việc hạ cấu kiện đạt cao độ thiết kế dùng giải pháp đào hố xói cát thiết bị chuyên dụng Công việc đổ đầy vật liệu vào lòng cấu kiện đậy nắp cấu kiện (hoặc không đậy nắp) Tùy theo đặc điểm địa chất đáy biến động trầm tích bãi biển mà bố trí m ột hai hàng ống phuy kề có cao độ đỉnh lệch để đảm bảo cao trình chống xói chân khay kè ổn định cát mái kè (bảng 4) Bảng 4: Phân tích ưu nhược điểm điều kiện áp dụng Ưu điểm Nhược điểm 1.Kết cấu đơn giản 1.Chế tạo khuôn đòi không đòi hỏi công nghệ hỏi độ xác chế tạo cao 2.Thi công cồng 2.Khá thích ứng với kềnh, phải có m áy tốt móc chuyên dụng 3.Thi công đơn giản, dễ lắp đặt hạ m óng đạt cao trình 4.Có khả tự chèn, linh động điều chỉnh vị trí 5.Do cấu tạo bên mặt phẳng, nên cấu kiện dễ liên kết, tiếp xúc làm giảm thiểu khe hở cấu kiện Điều kiện áp dụng 1.Ứ ng dụng cho hầu hết công trình bảo vệ bờ biển, cửa sông sông nội địa 2.Ứ ng dụng phù hợp vùng bãi biến động m ạnh sử dụng làm phận chân khay kè mái nghiêng giải 3.Do thiếu liên kết pháp m óng cho kè tường đứng, tường ngàm khóa nên cấu khóa kiện dễ bị xê dịch ổn định 3.Ứ ng dụng cho công trình đòi bãi phía bị hạ hỏi tiến độ thi công nhanh, nước thấp sóng tác ngầm cao, cát chảy thi công khó động m ạnh trực tiếp khăn vào kết cấu 4.Ứ ng dụng cho công trình quai đê, lấn biển khu vực xói lở chủ yếu dòng chảy ven bờ Hình 10: Cấu kiện ống phuy lục lăng sử dụng làm chân khay kè[1] Hình 11: Bố trí ống phuy chân khay kè [1] 4.5 C ông nghệ Stabiplage a) Giới thiệu công nghệ Stabiplage Công nghệ Stabiplage giải pháp ứng dụng vật liệu vải địa kỹ thuật dạng đặc biệt với cường độ cao để tạo nên m ột lớp che chắn bề mặt vách bờ ống vải địa kỹ thuật độn cát nhằm giảm nhẹ tác động thủy lực dòng chảy, sóng lên bờ biển, đồng thời tăng cường độ chịu lực đất trầm tích tạo nên bãi bồi Giải pháp ứng dụng túi cát vải địa kỹ thuật ứng dụng từ đầu thập niên 1990 nhằm thay cho vật liệu truyền thống công trình kè m ềm bảo vệ bờ biển Tại Việt Nam, giải pháp kè dạng Stabiplage ứng dụng lần bãi biển Lộc An – Vũng Tàu năm 2005 (xem hình 12), hiệu ban đầu gây bồi tạo bãi tốt, công trình ứng dụng công nghệ là: khu vực bãi biển đồi Dương – Tp.Phan Thiết – Bình Thuận đáp ứng thời gian ngắn, sau bị hư hỏng phải dỡ bỏ, công trình bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế Bình Định không mang lại hiệu mong m uốn Các dự án triển khai thí điểm Bạc Liêu chưa có kết báo cáo cuối Nguyên nhân dự án thực thí điểm chưa thành công với công nghệ Stabiplage qua theo dõi số công trình cụ thể Bình Thuận, Vũng Tàu thấy chủ yếu bao gồm: (1) Do chưa làm chủ công nghệ thi công (kè Đồi Dương – Bình Thuận); (2) Do thiếu thiết bị chuyên dùng đảm bảo kỹ thuật (kè Đồi Dương, kè Phú Thuận); (3) Do công tác quản lý sau công trình đưa vào nghiệm thu chưa tốt (kè Lộc An giai đoạn 2); (4) Do chưa đánh giá thực trạng động lực biển, m óng thiếu vững (bị lún xói chân làm giảm cao trình đỉnh ổn định kết cấu), dòng bùn cát có nồng độ nhỏ hướng tuyến công trình bố trí không phù hợp nên áp dụng hiệu gây bồi không m ong m uốn không hỗ trợ ổn định cho công trình (cát bồi sau công trình tác động trở lại làm công trình ổn định ngược lại) sau m ột thời gian đưa vào sử dụng (kè Lộc An giai đoạn 2, Đồi Dương, Phú Thuận – Thừa Thiên Huế); (5) Vật liệu tạo nên túi vải địa kỹ thuật thuộc loại vật liệu m ềm tạm thời nên dễ bị tác động từ tia cực tím ánh sáng mặt trời tác động liên tục sóng biển, hậu trình phá hủy vật liệu bị suy giảm độ bền tượng phá hoại m ỏi diễn thúc đẩy tượng ổn định nhanh so với tính toán phòng thí nghiệm (kè Đồi Dương, Lộc An 2, Phú Thuận) Công nghệ Stabiplage tạo thành túi, ống chứa đất cát, sỏi thay cho khối đá thông thường m trước thường dùng thủy lợi công trình biển Hệ thống loại vật liệu ống, túi địa kỹ thuật có độ bền đáng tin cậy so với vật liệu đá trước tạo khối nặng (ổn định hơn), chân đế rộng so với khối đá có tỷ lệ chiều cao tương ứng; khả biến hình dạng phong phú hơn, đồng thời liên kết tiếp xúc ống-túi liền tốt nhiều Stabiplage công trình tự thích ứng nhiều loại m ôi trường Lắp đặt không cần nhiều thiết bị m áy móc, thi công nhanh ảnh hưởng đến môi trường Là m ột kết cấu địa-vật liệu tổng hợp phun cát vữa thủy lực với nguyên lí chủ yếu -thu giữ, tích tụ trì chỗ trầm tích (bảng 5) Hình 12: Kè ứng dụng stabiplage Hình 13: Cát bồi lấp mỏ hàn dạng Stabiplage Lộc An- Vũng Tàu 2005 đặt vuông góc với bờ Bảng 5: Phân tích ưu nhược điểm phạm vi áp dụng Ưu điểm Nhược điểm Điều kiện áp dụng 1.Giá thành thấp 2.Khá thích ứng với tốt, khả biến hình tạo mặt tiếp xúc tốt 3.Thân thiện với m ôi trường 4.Thi công nhanh Vật liệu hầu hết phải nhập ngoại nên không chủ động triển khai thực Khả chịu tác động từ người m ôi trường tự nhiên (tia cực tím) không cao vật liệu làm giảm đáng kể tuổi thọ công trình sau m ột thời gian đưa vào sử dụng Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng chưa phổ biến Việt Nam, kỹ thuật thi công đơn vị Việt Nam yếu 1.Ứ ng dụng cho hầu hết công trình bảo vệ bờ biển, cửa sông sông nội địa Ứng dụng cho khu vực có móng không yếu (nền cát cát bùn), với bùn hiệu sử dụng không cao phải xử lý trước áp dụng 3.Ứ ng dụng phù hợp cho khu vực bãi biển có xu bồi tụ xói lở nhẹ, dòng ven có nhiều bùn cát Đối với khu vực có nguyên nhân xói lở dòng chảy ven bờ chủ yếu bố trí cấu kiện vuông góc với mép bờ Tại khu vực có nguy phá hoại sóng bố trí cấu kiện song song với mép bờ (gần xa bờ) 4.Ứ ng dụng cho công trình quai đê, lấn biển khu vực có cao trình bãi biển thấp tầm ảnh hưởng chân sóng 5.Ứ ng dụng cho công trình đòi hỏi tiến độ thi công nhanh, giá thành rẻ V ĐỀ XUẤT C ÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO H IỆU Q UẢ SỬ DỤNG CNM-VLM Như bảng nêu trên, loại cấu kiện có ưu điểm nhược điểm khác Tùy theo tình hình điều kiện tự nhiên (địa hình, hướng bờ, chế độ thủy động lực, chuyển vận bùn cát) yêu cầu khai thác sử dụng m lựa chọn cấu kiện cho phù hợp với khu vực Trong phạm vi viết này, tác giả xin kiến nghị m ột số giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng công nghệ (bảng 6) Bảng 6: Phân tích ưu nhược điểm phạm vi áp dụng Thứ tự Loại C NM-VLM Hydroblock® Nhược điểm khắc phục giảm thiểu Giải pháp nâng cao hiệu Không có khả liên Cần gia tăng dầm trục ngang kết khóa biên ngàm khóa theo mảng nên cấu kiện dễ bị phá hoại xẩy cố – dọc m kè; trọng giải pháp kết cấu tường biên – biên ngang đầu cuối tuyến kè P.Đ.TAC-CM5874 Khả chịu biến dạng lún cục không tốt; Khả nứt gãy tai(ngàm) cấu kiện cấu kiện chữ Z vị trí bậc thang(cấu kiện hỗ trợ) mỏng cao Hạn chế bố trí nhiều bậc thang mái kè; tăng chiều dày tai (ngàm khóa); bố trí thêm cốt thép cấu kiện chữ Z(bậc thang); lắp ghép cấu kiện hạn chế khe hở tạo m óng tốt T249 Tiến độ thi công chậm kết cấu có loại phải lắp ghép theo chiều ngang; khả thẩm thấu nước sóng trung bình Chia nhỏ đoạn, tổ chức thành nhiều nhóm nhỏ bố trí thêm ô m kè; tăng cường lỗ rỗng cấu kiện Ống phuy lục lăng Stabiplage Khả chống xói Cần bố trí cao trình chân khay kè gây ổn định cấu kiện (cấu kiện) có đỉnh sâu mực nước thấp thiết kế trường hợp bố trí cao cần có giải pháp công trình giảm xói hỗ trợ phía đá hộc viên bê tông đặt vải địa kỹ thuật kéo dài đến m ực nước thấp Độ bền vật liệu thực tế , công nghệ thi công không chuyên dụng (tại Việt Nam), đòi hỏi sở khoa học cao nghiên cứu ứng dụng Trước ứng dụng cần nghiên cứu kỹ m ô hình khu vực ứng dụng, ý tới tương tác môi trường - vật liệu, công nghệ thi công – bảo trì, điều kiện móng VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NG HỊ 6.1 Kết luận Bài viết giới thiệu m ột số giải pháp vật liệu – công nghệ áp dụng tốt cho công trình bảo vệ bờ biển khu vực ĐBSCL, trọng giới thiệu kết cấu, phân tích ưu nhược điểm điều kiện áp dụng Ngoài ra, viết đề xuất m ột số giải pháp giảm thiểu hạn chế để nâng cao hiệu sử dụng Trong giải pháp cho mái kè biển (hoặc đê giảm sóng) kiên cố phù hợp với khu vực có điều kiện sóng lớn, dòng chảy m ạnh, lún cục gồm cấu kiện m ới T249, P.Đ.TAC-CM5874, Hydroblock®; giải pháp bảo vệ chân kè biển tốt ống phuy BTCT với đá hộc chèn chặt (thi công đơn giản, hiệu việc giữ cát mái kè); công nghệ Stabiplage giải pháp tốt cho dạng kè mềm tạo bãi thân thiện với m ôi trường 10 Tùy theo yêu cầu sử dụng, mức độ an toàn (độ ổn định), suất đầu tư xây dựng yêu cầu m ỹ quan mà lựa chọn giải pháp cho phù hợp Mỗi loại công nghệ m ới – vật liệu m ới nêu có nguyên lý hoạt động, ưu - nhược điểm điều kiện ứng dụng khác nhau, áp dụng thực tế thiết kế thi công cần lựa chọn giải pháp phù hợp nhằm phát huy tối đa ưu điểm, hạn chế nhược điểm để đảm bảo mục tiêu công trình đề 6.2 Kiến nghị Trong điều kiện biến đổi khí hậu – nước biển dâng, việc ứng dụng nghiên cứu công nghệ m ới – vật liệu m ới cần thiết nhằm nâng cao khả thích ứng phòng chống giảm nhẹ thiên tai Tuy nhiên, công nghệ m ới vật liệu m ới nên khả phổ biến thông tin chưa thật rộng rãi, nhiều đơn vị tư vấn thiết kế, thi công chưa hiểu rõ nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng nên triển khai thi công gặp nhiều thất bại Vì vậy, trước ứng dụng công nghệ – vật liệu vào công trình cụ thể cần thiết phải thấu hiểu nguyên lý, làm chủ công nghệ sản xuất, trình tự lắp đặt, đảm bảo chất lượng vật liệu theo quy định Do cấu kiện ứng dụng nguyên lý m ố cong phi tuyến ngàm khóa biên mái kè nhằm hạn chế nguy phá hoại từ phía biển bờ cấu kiện chưa ứng dụng rộng rãi nên tương lai cấu kiện T249 cần tiếp tục đầu tư nghiên cứu hoàn thiện, đánh giá so sánh với cấu kiện loại, thử nghiệm thực tế nhằm cung cấp m ột giải pháp tốt cho công trình kè bảo vệ bờ nói chung kè bảo vệ bờ biển nói riêng TÀI LIỆU THAM KH ẢO [1] Hoàng Văn Huân, Lê Văn Tuấn & nnk, đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu đề xuất giải pháp khoa học công nghệ dự báo, phòng chống biển lấn đoạn bờ biển tỉnh Trà Vinh vùng phụ cận”; Viện Kỹ thuật Biển, 2013 [2] Hoàng Văn Huân, Lê Văn Tuấn, Hồ sơ dự án hồ sơ thiết kế vẽ thi công công trình “ Kè bảo vệ đoạn xung yếu bờ biển xã Hiệp Thạnh”, giai đoạn cấp bách, giai đoạn 2, 3; 20082012 [3] Nguyễn Ân Niên nnk Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu đánh giá, tìm nguyên nhân gây suy thoái rừng đề xuất phương án bảo vệ, phát triển rừng phòng hộ đê biển Gò Công tỉnh Tiền Giang”, Hội Th ủy lợi Tp Hồ Chí Minh, 2008 Viện Kỹ Thuật Biển chủ trì thiết kế 2008-2013 [4].Trần Như Hối&nnk Đê biển Nam Bộ NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh, 2003 [5] Lê Mạnh Hùng& nnk, báo “Xói lở, bồi tụ bờ biển Nam Bộ từ Thành phố Hồ Chí Minh đến Kiên Giang - Nguyên nhân giải pháp bảo vệ”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Thủy lợi, Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam [6] Nguyễn Địch Dỹ, Đề tài KC09.06/06-10: “Nghiên cứu biến động cửa sông m ôi trường trầm tích Holocen - đại vùng ven bờ châu thổ Sông Cửu Long, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội”, Viện địa chất – Viện hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam Người phản biện: PGS.TS Hoàng Văn Huân 11