Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông

Do đó ảnh hưởng của xói - bồi, đặc biệt là ảnh hưởng của xói sạt lở bờ sông, bờ biển là vô cùng nghiêm trọng Ở nước ta, hình thức kè chủ yếu là: kè lát mái hộ bờ, kè mỏ hàn, kè chống són

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của PGS., TS Nguyễn Văn Ngọc Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác Các tài liệu tham khảo trong luận văn đều có cơ sở khoa học và có nguồn gốc hợp pháp

Tác giả

KS Mai Xuân Chính

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại khoa Sau Đại học, trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, các bạn cùng lớp tôi đã tích lũy cho mình một số kiến thức nhất định về chuyên

môn Xây dựng Công trình thủy và đã được giao đề tài luận văn Thạc sỹ “Nghiên

cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông” Đề tài

của tôi đã được hoàn thành với nội dung như đã đề ra trong đề cương nghiên cứu với sự nỗ lực cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của TS Bùi Ngọc Tài Tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn vẫn còn tồn tại một số thiếu sót nhất định cần được các thầy cô đóng góp ý kiến nhằm tiếp tục hoàn thiện luận văn để có thể đóng góp một phần nào đó cho các công việc có liên quan, phục vụ cho công cuộc xây dựng đất nước

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Công trình, Viện đào tạo Sau đại học trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, cảm ơn cơ quan đã tạo điều kiện

để tôi có thể hoàn thành tốt công việc của mình

Đặc biệt xin gửi lởi cảm ơn chân thành đến thầy PGS., TS Nguyễn Văn Ngọc

đã trực tiếp hướng dẫn luận văn

Tôi cũng xin gừi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn thạc sỹ

Xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG 3

1.1 Các nguyên nhân gây xói lở và bồi tụ bờ sông 3

1.2 Tổng quan kết cấu công trình bảo vệ bờ sông: 7

1.3 Tình hình nghiên cứu xói lở bờ sông: 17

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG 41

2.1 Tính toán ổn định bằng phương pháp cung trượt: 41

2.2 Tính toán khả năng chịu lực: 44

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN THỰC TẾ 47

3.1 Giới thiệu tóm tắt đoạn sông Luộc đoạn Km45+950-Km46+750: 47

3.3 Tính toán xác định kết cấu hợp lý 55

3.4 Phân tích lựa chọn phương án: 63

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI KÈ 1/PL

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.2 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 50

1.9 Bờ sông Ngàn Mọ - Hà Tĩnh có nguy cơ sạt lở rất cao 12

1.22 Gia cố chân bờ bằng rọ đá và khối bê tông 20

Số hình Tên hình Trang

1.25 Trải vải địa kỹ thụât làm tầng lọc mái kè 23

1.28 Thảm túi cát và kè bằng thảm túi cát ở bờ sông Sài Gòn 24

1.31 Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói đáy ở

sông Trường Giang – Trung Quốc

27

1.33 Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lưới thép 29

1.40 Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống BTCT trên sông

Brahmaputra – Jamuna – Băngladet

33

1.41 Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận)

bằng hệ thống công trình hoàn lưu

34

1.44 Kè kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và bằng thực vật 36 1.45 Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn bằng sợi đai giữ

ổn định và phát triển thực vật

37

1.46 Thả khối vật liệu hộ chân bằng thùng chứa 39

3.2 Cung trượt ở bờ hữu sông luộc

3.4 Kết cấu kè phương án 2 - chân kè đá hộc thả rối kết hợp rọ

thép lõi đá, thân kè đá lát khan trong khung đá xây, đỉnh kè

đá hộc xây

53

3.5 Kết cấu kè phương án 3 - chân kè đá hộc thả rối kết hợp

rồng, thân kè đá lát khan trong khung đá xây, đỉnh kè đá hộc xây

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm đầu thập kỷ của thế kỷ 21, cùng với những biến đổi mạnh

mẽ của khí hậu toàn cầu dẫn tới sự xuất hiện nhiều thiên tai, nhiều cơn bão, nhiều con lũ lớn trên khắp các lục địa và cả ở Việt Nam Hiện tượng sạt lở bờ sông, bờ biển ở nước ta cũng diễn ra với tần suất lớn lơn, chu kỳ nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, kéo dài hơn và có nhiều điểm dị thường

Hiện tượng xói lở và bồi tụ là một quá trình hoạt động tự nhiên, có đoạn sông

bị xói lở, có đoạn sông bị bồi tụ Đó là hệ quả của mối tương tác giữa dòng chảy và lòng sông mà nguyên nhân gây ra là do qua trình vận chuyển bùn cát từ nơi này đến nơi khác Tương tác giữa sóng, gió, dòng triều và bờ biển mà trực tiếp là sự mất cân bằng của vận chuyển bùn cát dọc bờ là nguyên nhân chính gây ra xói - bồi mất ổn định của bờ sông, bờ biển Tuy là hoạt động bình thường của tự nhiên song hiện tượng xói - bồi bờ sông, bờ biển rất phức tạp, chịu sự chi phối bởi nhiều yếu

tố Do đó ảnh hưởng của xói - bồi, đặc biệt là ảnh hưởng của xói sạt lở bờ sông, bờ biển là vô cùng nghiêm trọng

Ở nước ta, hình thức kè chủ yếu là: kè lát mái hộ bờ, kè mỏ hàn, kè chống sóng đê biển bằng các loại kết cấu chủ yếu là: kè đá khan, kè đá xây, kè khan xây khung, kè tấm bê tông định hình …

Đánh giá chung về hiện trạng công trình đê, kè bảo vệ bờ là còn nhiều công trình kém ổn định và xung yếu Hư hỏng phổ biến đối với các đoạn kè đê sông là xói lở chân, xô sạt mái, lún và biến dạng kè, nguyên nhân chính là do địa chất nền yếu, quy mô kè còn hạn chế nên thượng hạ lưu kè thường bị xói lở Một số đoạn kè

bị hư hỏng như kè Cát Bà, kè đê bao khu bãi rác Đình Vũ và một số đoạn kè đê sông như sông Luộc, sông Thái Bình, sông Văn Úc…

Trong những năm vừa qua tại những đoạn sông đã xây dựng kè bảo vệ bờ Tuy nhiên, do một số đoạn kè xây dựng đã lâu, kết cấu kè chưa đảm bảo, dưới tác dụng của dòng chảy, khí hậu và sự xâm hại của con người hiện nhiều đoạn bị hư hỏng nặng, nếu không có biện pháp xử lý kịp thời thì trong thời gian tới với tốc độ

xói lở như hiện nay thì tuyến đê, kè có nguy cơ sạt nở sát chân đê làm vỡ đê, ảnh hưởng đến tính mạng, tài sản và các công trình văn hoá khu vực mà công trình đó bảo vệ Vậy việc Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo

vệ bờ sông là hết sức cần thiết

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê

kè bảo vệ bờ sông” là một trong những đề tài thiết thực có ý nghĩa thực tiễn cao từ

đó làm cơ sở cho các nghiên cứu nhằm mục đích đảm bảo ổn định và an toàn cho các công trình đê, kè bảo vệ bờ sông của nước ta nói chung và thành phố Hải Phòng nói riêng

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê kè bảo vệ bờ sông nhằm mục đích chọn được công trình bảo vệ bờ sông có kết cấu hợp lý để đảm bảokinh tế kỹ thuật

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu: Công trình đê kè bảo vệ bờ sông

Phạm vi nghiên cứu: Các dạng kết cấu công trình đê, kè bảo vệ bờ khả thi áp

dụng cho công trình đê, kè bảo vệ đang bị xói lở

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp xây dựng tính toán thực tiễn, tính toán tìm ra những giải pháp khả thi và tối ưu

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình đê, kè bảo vệ bờ sông

là việc làm vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn Trên cơ sở đó có thể

áp dụng cho các đoạn sông khác mà diễn biến của nó có thể được đánh giá là như nhau

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG

1.1 Các nguyên nhân gây xói lở và bồi tụ bờ sông

Cũng như nhiều nước trên thế giới, sạt lở bờ sông cũng đang là vấn đề lớn bức xúc hiện nay ở nước ta [7] Sạt lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông và ở hầu hết các địa phương có sông Sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế và xã hội của địa phương Ở vùng hạ lưu hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình, hệ thống sông ngòi miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long, vì dòng sông mang nhiều bùn cát lại chảy trên một nền bồi tích rất dễ xói bồi nên quá trình xói lở - bồi đọng diễn

ra liên tục theo thời gian và không gian Xói lở và bồi đọng không chỉ diễn ra vào mùa lũ mà còn vào mùa kiệt Quá trình xói, bồi, biến hình lòng dẫn, sạt lở bờ mái sông, bờ biển trong các điều kiện tự nhiên và có tác động của con người vô cùng phức tạp Việc xác định các nguyên nhân, cơ chế, tìm các giải pháp quy hoạch, công trình nhằm phòng, chống và hạn chế tác hại của quá trình sạt lở là việc làm có

ý nghĩa rất lớn đối với sự an toàn của các khu dân cư, đô thị, đối với công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng các đô thị mới Dưới đây là một số nguyên nhân gây sạt lở và bồi tụ:

1.1.1 Nguyên nhân sạt lở:

- Do cấu tạo vùng bờ : Một số vùng bờ có thành tạo trầm tích phù sa cổ khi

được lớp thảm thực vật phủ dày, trong điều kiện môi trường ẩm ướt cao thì độ dẻo

và độ kết dính tốt, còn những nơi thảm thực vật thưa thớt hoặc không có thảm thực vật che phủ, khi bị phơi nắng thiếu nước thường xuyên, chúng mất nước dần, co rút lại, hậu quả là bị nứt nẻ, trở nên khô xốp và khi thấm nước trở lại chúng bị bở rời, tơi vụn ra Khi đó chỉ cần động lực rất nhỏ (sóng gió), chúng đã bị nước làm dịch chuyển và mang đi Đây là một điều kiện thuận lợi để quá trình xói lở bờ trong vùng diễn ra mạnh mẽ

- Do sóng : Sóng có thể do gió hay do tàu thuyền đi lại trên sông gây ra,

sóng vỗ vào bờ tạo áp lực, tạo dòng chảy ven bờ gây sạt lở, sóng do gió gây ra sạt

lở bờ thường xảy ra ở các vùng cửa sông, nơi có đà gió dài

- Do dòng chảy: Khi dòng chảy có vận tốc lớn hơn vận tốc khởi động bùn

cát của lòng dẫn sẽ làm cho lòng dẫn bị đào xói, khối đất phản áp của mái bờ bị suy giảm dần Đến một thời gian nhất định mái bờ sẽ bị mất ổn định và sạt lở sẽ xảy ra Xói lở dạng này thường xảy ra vào thời gian đầu mùa mưa, thời điểm mực nước kiệt Các đợt sạt lở xảy ra ngắt quãng và có chu kỳ dài hơn so với dạng sạt lở

do sóng thuyền bè gây ra Tuy nhiên khối đất mỗi một đợt sạt lở thường lớn hơn và nguy hiểm hơn

- Sạt lở: do sự tăng thêm áp lực trong các giai đoạn ( thường tăng thêm áp

lực nước, lực rung động ) làm cho đất đá di chuyển rời xa khỏi chỗ bị gián đoạn gây sụt lở

Hình 1.1 Khối đất gián đoạn dưới tác động của dòng chảy,

sóng bị phá vỡ khỏi mái dốc

Hình 1.2 Sạt lở dỏ áp lực nước trong vết nét và dòng thấm

- Trượt dòng : do bản thân đất trong khối trượt bị xáo động dẫn đến chuyển

một phần hay toàn bộ như một khối chất lỏng, mặt trượt hầu như không có hoặc chỉ biểu hiện từng lúc; thường xảy ra trong đất yếu bão hòa nước do áp lực nước lỗ rỗng tăng lên đến một giới hạn làm mất toàn bộ cường độ chống cắt của đất

Hình 1.3 Mất ổn định dạng trượt dòng

- Trượt do khối đất bị phá hoại cắt dọc theo một mặt làm khối đất bị dịch

chuyển trượt theo mặt phá hoại đó Có hai dạng mất ổn định là trượt phang và trượt cong

Hình 1.4 Mất ổn định theo mặt trượt cong

1.1.2 Nguyên nhân gây bồi tụ:

- Do vận tốc dòng chảy giảm nhỏ: kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sức tải

cát phụ thuộc rất nhiều vào vận tốc dòng chảy, vận tốc càng lớn, sức tải càng lớn Trên dòng sông tại một thời điểm, tại một vị trí và vì một lí do nào đó vận tốc dòng

chảy giảm nhỏ, sẽ kéo theo sự suy giảm khả năng mang bùn cát của dòng chảy Trong trương hợp vận tốc dòng chảy giảm đi nhiều, dòng chảy tại đó không còn đủ khả năng vận chuyển bùn cát trong nội bộ dòng chảy đoạn sông trên đó đưa lại, khi

đó bồi tụ lòng dẫn xảy ra

- Do bồi tụ đoạn sông cong: Trên các đoạn sông cong vận tốc dòng chảy

phía bờ lõm rất lớn gây ra xói lở bờ nhưng ngược lại phía bờ lồi vận tốc dòng chảy rất nhỏ, vì thế bờ lồi thường bị lắng đọng Bên cạnh đó tại các đoạn sông cong

thường xảy ra hiện tượng dòng chảy vòng, dòng chảy này có tác dụng đào xói đất

bờ phía bờ lõm rồi vận chuyển ra phía bờ lồi

- Do bồi tụ ở vừng cửa sông ra biển: Ở bất kỳ cửa sông ra biến nào, sự giao

thoa giữa các yếu tố sông biển thường để lại sản phẩm của các cuộc tranh chấp đó

là các bãi cát, ngưỡng cát dưới dạng các bãi chắn cửa Các bãi chắn cửa ảnh hưởng lớn đến thoát lũ và giao thông thủy

Quá trình nghiên cứu các giải pháp bảo vệ bờ sông trên Thế giới đã được thực hiện liên tục trong hàng thập kỷ qua Nhiều giải pháp công nghệ bảo vệ bờ sông chống xói lở đã được đưa ra và đạt được những hiệu quả nhất định trong việc hạn chế xói lở, bảo vệ an toàn cho dân cư và hạ tầng cơ sở ven sông Cho đến nay, việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới, cải tiến giải pháp công nghệ cũ nhằm nâng cao hơn nữa công tác bảo vệ bờ sông chống sạt lở vẫn đang được tiếp tục

Ở Việt Nam, để đối phó với hiện tượng sạt lở bờ sông, hàng năm đã phải đầu

tư hàng nghìn tỷ đồng để xây dựng các công trình bảo vệ bờ sông trên khắp cả nước Tuy nhiên về công nghệ sử dụng để xây dựng các công trình này vẫn chủ yếu dựa vào giải pháp truyền thống, thiên về các loại hình kết cấu vật liệu cổ điển như kè lát mái, kè mỏ hàn bằng đá hộc, đá xây, tấm bêtông đơn giản Tiêu chuẩn 14TCN 84-91 [14]- Qui trình thiết kế công trình bảo vệ bờ sông chống lũ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành cách đây trên 20 năm và cũng chỉ mới hướng dẫn quy trình cho các loại công trình truyền thống như trên

Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nhiều nghiên cứu mới ứng dụng các thành tự khoa học công nghệ tiên tiến trong các ngành vật liệu, kết cấu xây dựng để tăng cường hiệu quả bảo vệ bờ sông

đã được tiến hành, thử nghiệm và đưa vào sử dụng rộng rãi, thay thế, bổ sung cho các giải pháp truyền thống Một số ít trong đó đã được ứng dụng thử nghiệm ở Việt Nam Vì vậy việc nghiên cứu cập nhật, ứng dụng các công nghệ mới trong công trình bảo vệ bờ sông chống lũ vào điều kiện thực tế ở Việt Nam là một yêu cầu cấp bách và có ý nghĩa thực tiễn cao

1.2 Tổng quan kết cấu công trình bảo vệ bờ sông:

1.2.1 Hệ thống đê kè sông của Việt Nam:

Theo báo cáo của Cục Đường thủy nội địa Việt Nam, hiện trên tuyến đường thủy nội địa quốc gia đã đưa vào quản lý, khai thác có chiều dài 6.658 km cùng với

38 tuyến luồng hàng hải với tổng chiều dài 799 km Với hàng nghìn km đường giao thông thủy tạo thành một hệ thống vận tải thuỷ thông thương giữa mọi vùng đất nước, từ thành thị đến nông thôn, từ miền núi đến hải đảo, góp phần tích cực vào việc vận chuyển hàng hóa và hành khách

Kè bảo vệ bờ sông hiện có rất nhiều hình thức: Kè lát mái, kè mỏ hàn, kè mềm…

- Kè lát mái thường được sử dụng chống xói, lở bờ tại các đoạn sông hẹp và

có nhiều tàu thuyền qua lại, vật liệu làm kè bằng đá xếp khan, đá xây, tấm bê tông

- Hình thức kè mỏ hàn, kè mềm thường được sử dụng trong công trình lấn biển, vật liệu làm kè thường bằng các khối đá, tấm bê tông có kích thước lớn

Do tình hình thời tiết diễn biến phức tạp, mưa lũ nhiều và các hoạt động của con người trong quá trình phát triển kinh tế xã hội trên các tuyến luồng có rất nhiều đoạn có hiện trạng rất xấu, đặt biệt rất nhiều đoạn bị sạt lở bờ và số lượng điểm có nguy cơ sạt lở cũng rất lớn vấn đề sạt lở bờ sông, bờ kênh đang diễn ở hầu hết các

hệ thống sông, bờ biển, tuyến luồng trên toàn quốc không chỉ vào mùa mưa lũ mà còn ngay trong mùa kiệt Hiện tượng sạt lở đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến tính mạng, tài sản của nhân dân, Nhà nước, các công trình xây dựng ven sông, các công

trình giao thông đường thủy, công trình thủy lợi, đê, kè ảnh hưởng tiêu cực đến phát triển kinh tế xã hội

1) Khu vực phía Bắc

Khu vực phía Bắc với các hệ thống sông chính là sông Hồng, sông Mã, sông Thái Bình hiện tượng sạt lở cũng diễn ra thường xuyên Theo thống kê của các địa phương, hiện nay trên các sông Bắc Bộ có 165 điểm sạt lở với chiều dài 252 km:

Trên sông Hồng hiện tượng sạt lở diễn ra nghiêm trọng với 80 điểm sạt lở

và chiều dài 100 km, chiều dài mỗi khu vực sạt lở từ vài chục mét đến hàng trăm mét Có nơi như bờ tả sông Thao khu vực Thụy Vân - Tân Đức - Minh Nông - Tiên Phú (Phú Thọ) sạt lở diễn ra tại các điểm nối tiếp nhau 3 + 5 km Ngoài ra hiện tượng sạt lở còn xảy ra tại một số khu vực như tại các xã Triểu Dương - Phú Cường - Phú Châu, Vân Sa - Châu Sơn, Phương Độ - cẩm Đình - Xuân Phú (Hà Nội), khu vực Phú Hùng Cường Lam Sơn (Hưng Yên); khu vực Yên Ninh -

Chương Xá - Như Trác (Hà Nam)

Trên hệ thống sông Thái Bình có 27 điểm với tổng chiều dài trên 45 km Trên sông Cả, sông Mã, sông Văn Úc, sông Lạch Tray hiện tượng sạt lở cũng diễn biến phức tạp với 20 điểm sạt lở, chiều dài 37 km Trên đê sông Văn Úc, sông Chu, sông Mã, khu vực đê biển 1 Đồ Sơn Hải Phòng nguy cơ sạt lở khá cao

Dọc bờ biển có 15 điểm sạt lở với chiều dài trên 30 km

Khu vực sông suối miền núi có 23 điểm sạt lở với chiều dài 40 km

2) Khu vực miền Trung và Tây Nguyên

Khu vực miền Trung và Tây Nguyên có các hệ thống sông Kiến Giang, sông Thạch Hãn, sông Bồ, sông Hương, sông Thu Bồn, sông Trà Khúc, sông Đà Rằng, sông Kôn, sông Cái Phan Rang, sông Cái Nha Trang Thời gian gần đây hiện tượng sạt lở diễn ra tương đối mạnh với phạm vi sạt lở đến vài km Trên toàn tuyển, theo thống kê của các địa phương có 307 điểm sạt lở với tổng chiều dài 555

km bờ sông bờ biển, ảnh hưởng đến gần 7000 hộ dân cư

Hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia có tới khoảng 67 điểm sạt lở với chiều dài

gần 70 km

Các sông ở Thừa Thiên Huế có 18 điểm sạt lở, chiều dài 30 krn

Các sông khu vực Tây Nguyên: chủ yếu sạt lở trên sông Đăkbla khu vực thị

xã Kon Tum với chiều dài gần 5 km

Các sông, suối khác có 200 điểm sạt lở, chiều dài 415 km

Sạt lở bờ biển, xâm thực bờ biển, bồi lắng cửa sông cũng diễn ra rất phức tạp tại một số khu vực có biến động lớn như Hải Trạch, Bàu Tró - Nhật Lệ (Quảng Bình), Phá Tam Giang, cửa Tư Hiền, Cửa Thuận An - Hòa Duân (Thừa Thiên - Huế), Liên Chiểu (Đà Nẵng), Cửa Mỹ Á (Quảng Ngãi), Cửa Lại Giang (Bình Định), cửa Đà Nông (Phú Yên) với tổng chiều dài trên 45 km

3) Khu vực Nam Bộ

Khu vực Nam Bộ với hệ thống sông Cửu Long có hai sông chính là sông Tiền và sông Hậu, ngoài ra còn có các sông Vàm cỏ, sông Sài Gòn và nhiều sông nhỏ, kênh rạch khác Tuy sông có độ dốc nhỏ và vận tốc dòng chảy nhỏ hơn ở khu vực miền Bắc và miền Trung nhưng do địa chất vùng này chủ yếu là bồi tích trẻ, mềm yếu nên tình hình sạt lở cũng rất nghiêm trọng, quy mô sạt lở thường lớn với chiều dài từ vài trăm mét đến vài km Theo thống kê của các địa phương, trên các tuyến sông vả bờ biển khu vực Nam Bộ hiện có 256 điểm sạt lở với tổng chiều dài trên 450 km Trên sông Tiền có khoảng 60 điểm sạt lở với tổng chiều dài 110 km; trên sông Hậu có trên 40 điểm sạt lở với chiều dài gần 80 km Điển hình là sạt lở

bờ sông Sài Gòn khu vực bán đảo Thanh Đa (thành phố Hồ Chí Minh), bờ sông Tiền khu vực thị trấn Tân Châu (An Giang), khu vực thị xã Sa Đéc (Đồng Tháp) Sạt lở bờ biển cũng diễn ra với mức độ nghiêm trọng tại Hàm Tiến - Mũi

Né (Bình Thuận), Ninh Chữ (Phan Rang), cần Giờ (thành phố Hồ Chí Minh), Cửa Ông Đốc (Cà Mau)

Hiện tượng sạt lở mái dốc, bờ kênh gây thiệt hại to lớn về người và của Hàng năm Nhà nước đã đầu tư rất nhiều để khắc phục hiện tượng này song vẫn chỉ

là giải pháp tạm thời Dưới đây là một số hình ảnh về sạt lở sông trên toàn quốc:

Hình 1.5 Sạt lở sông Hồng gây thiệt hại cho các công trình ven bờ

Hình 1.6 Sạt lở bờ trên luồng Bạch Đằng - Hải Phòng

Hình 1.7 Sạt lở bờ trên tuyến luồng Nam Triệu - Hải Phòng

Hình 1.8 Sạt lở bờ sông Văn Úc - Hải Phòng

Hình 1.9 Bờ sông Ngàn Mọ - Hà Tĩnh có nguy cơ sạt lở rất cao

Hình 1.10 Sạt lở bờ sông Yên - Đà Nẵng

Hình 1.11 Sạt lở bờ sông An Hóa - Đồng Tháp

Hình 1.12 Sạt lở đất trên sông Mã khiến đất canh tác bị cuốn trôi

Hình 1.13 Kè bảo vệ bờ bằng rọ đá

1.2.2 Hệ thống công trình đê kè bảo vệ bờ sông của Hải Phòng:

Hệ thống đê điều Hải Phòng được xây dựng với nhiệm vụ đảm bảo chống lũ

và nước dâng do bão từ các con sông và biển, ngăn chặn sự xâm nhập của biển Đảm bảo đời sống nhân dân được ổn định và tạo điều kiện để phát triển kinh tế

Hệ thống đê biển và sông bao gồm 24 tuyến đê với tổng chiều dài 422,091km:

- Có 18 tuyến đê sông, chiều dài 317,687 km

Ngoài ra còn có 76 công trình kè với tổng chiều dài 61,298 km (trong đó có 26,818 km kè sông; 34,480 km kè đê biển), chiếm tỷ lệ gần 14,5% tổng chiều dài

đê và 393 cống dưới đê (324 cống dưới đê sông và 69 cống dưới đê biển)

Hệ thống sông chia cắt địa hình và hình thành 6 tiểu hệ thống đê độc lập: 4 hệ thống đê độc lập theo địa giới hành chính huyện là: Vĩnh Bảo, Tiên Lãng, Thuỷ

Nguyên, Cát Hải; 2 hệ thống đê độc lập theo địa giới liên huyện là: hệ thống Đa

Độ có 4 đơn vị hành chính: huyện An Lão, Kiến Thụy, Quận Kiến An, Dương Kinh và Đồ Sơn Hệ thống đê An Dương và 4 quận: Hồng Bàng, Lê Chân, Ngô Quyền, Hải An

Hiện nay hệ thống đê sông thành phố Hải Phòng hình thức kè chủ yếu là: kè lát mái hộ bờ, kè đá khan, kè đá xây, kè khan xây khung, kè tấm bê tông định hình Đánh giá chung về hiện trạng công trình kè bảo vệ bờ là còn nhiều công trình kém ổn định và xung yếu Hư hỏng phổ biến đối với các đoạn kè đê sông là xói lở chân, xô sạt mái, lún và biến dạng kè, nguyên nhân chính là do địa chất nền yếu, quy mô kè còn hạn chế nên thượng hạ lưu kè thường bị xói lở như kè Đại Công (Tả Thái Bình), An Ninh, Đông Quất (hữu sông Thái Bình), Lô Đông, Hiệp Hòa, Cao Minh, Hà Dương Thâm Động, Cổ Am, Cộng Hiền (tả sông Hóa), Hà Phương, Cung Chúc, Trung Lập, Thượng Lộc, Đan Điền, An Bồ (hữu sông Luộc), Hàng Hà , Bốt Đỏ (hữu Lạch Tray), Kim Sơn (tả Văn úc) …

Dưới đây là một số hình ảnh về tình hình sạt lở bờ sông tại Hải Phòng

Hình 1.14 Đoạn kè cũ từ K40 + 840 đến K 41 - Hữu sông Luộc phân thân bị

phá hủy

Hình 1.15 Hiện tượng sạt lở bờ gần cống An Ninh- Hữu sông Thái Bình

Hình 1.16 Kè thượng lưu cống Ba Đồng 2 –Hữu sông Luộc bị phá hỏng

Hình 1.17 Đất bờ sông Văn Úc bị nước xói trôi với tốc độ khá lớn

1.3 Tình hình nghiên cứu xói lở bờ sông:

Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam ngày càng áp dụng các công nghệ mới nhằm bảo vệ bờ sông [8], với mục tiêu chung là tối ưu về kinh tế cũng như tuổi thọ của công trình Tuy nhiên, việc lựa chọn hình thức kết cấu như thế nào phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện tự nhiên, quy luật diễn biến lòng dẫn của từng khu vực

Dưới đây là một số giải pháp đã được áp dụng trong thực tế:

1.3.1 Các biện pháp bảo vệ mái dốc đất thông thường [3]

1.3.1.1 Vật liệu và cấu kiện công trình thường dùng

1) Vật liệu sử dụng:

- Đất: tùy theo từng điều kiện làm việc ta sử dụng loại đất thích hợp ;

- Đá : trừ các loại đá bị phá hoại trong nước và các loại đá có khối lượng

riêng quá bé  < l,7T/m3 thì tất cả các loại đá hộc, dăm, cuội, sỏi đều sử dụng được, có thê sử dụng thêm xỉ gang, sắt của các nhà máy luyện thép

- Tre: thường dùng tre tươi, tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà có thể để cả cây

hay dùng riêng thân, cành tre non, già, nhỏ, to đều có thể dùng được

- Cây thân gỗ và gỗ: thường dùng các loại cây gỗ già, dai, có khi sử dụng cả

cành cây tươi và tán lá của chúng nhất là những loại nhãn, duối

- Kim loại: đã gia công thành thép hình, thép tròn (cốt BT), dây cáp, dây mạ

2) Cấu kiện công trình:

đường kính mỗi bó từ 10  15cm, buộc lạt tre hoặc dây thép cách nhau từ 25

 30cm, bó rồng cần chú ý đều đặn trên toàn chiều dài Khi xếp các cành ngọn, gốc nên phân bố xen nhau Buộc lạt chặt vừa để có thể đóng cọc xiên qua, nhưng

không được lỏng quá dễ bị xộc xệch, hư hỏng, rồng cần phải tươi, bó xong sử dụng ngay, nếu chưa sử dụng đến cần bảo quản dưới nước

Hình 1.18 Kết cấu bó rồng

- Rồng : Là loại cấu kiện hình trụ, lớp bó rồng được xếp kín mặt ngoài làm

áo, ruột bằng đá hộc hay đất sét, đuờng kính rồng từ 0,6  0,8m dài từ 8  10m Dùng dây thép hay lạt tre buộc cách nhau 0,8  1m, đầu rồng được nhét kín và buộc chụm lại Rồng được gia công trên bờ rồi lăn xuống hay gia công trên thuyền, chở đến nơi đã được định vị rồi thả xuống

Hình 1.19 Kết cấu rồng

- Rọ đá : Đan bằng tre hay dây thép mạ kẽm Mắt rọ cần đảm bảo để đá

không lọt, tuỳ theo đá đã có mà xác định kích thước của mắt rọ Rọ tre thường đan

có hình trụ đường kính từ 0,8  1m và dài từ 2  4m Rọ thép thường dùng loại dây thép kích thước 2,5  4mm, dây 6  8 làm khung Nếu dây được mạ kẽm, rọ thép giữ được từ 8  12 năm Rọ thép có thể gia công thành hình hộp hoặc hình trụ

Hình 1.20 Kết cấu rọ đá

chìm bằng cách xếp đá lên trên mặt bè Bè chìm có kích thước tuỳ theo yêu cầu

của công trình thường là 8 x 10 x 0,4m Bên ngoài cùng, dùng các bó rồng hay cành cây lớn đan thành lưới ô vuông kích thước 0,8  1m

+ Bè chìm BTCT thường dùng các tấm BT 0,5 x 0,5 x 0,2m cốt là các dây thép d5  d6

+ Bè chìm BT nhựa thường dùng cát 66%, đất 22%, nhựa đường 12% để chế tạo các tấm dày 5cm và có cốt lưới thép có các kích cỡ 5 x 10cm

1.3.1.2 Công trình gia cố bờ và bảo vệ mái dốc

1) Kết cấu gia cố chân bờ :

Hình 1.21 Một số kết cấu gia cố chân bờ

Đối với gia cố bờ ở các vùng khác nhau, có các biện pháp gia cố khác nhau, tại chân bờ có biện pháp gia cố đặc biệt với 2 tác dụng:

- Không cho các vật liệu trên mái dốc trượt xuống dưới

- Chống xói ở chân mái dốc

Có nhiều hình thức để gia cố chân bờ:

- Nếu chân bờ thoải có thể dùng bè chìm phủ mặt

- Nêu chân bờ dốc dùng các loại kết cấu công trình hoặc là thẳng đứng hoặc

là có độ dốc lớn

Ngoài các phương pháp trên có thể dùng các phương pháp hỗn hợp hoặc dùng các lăng thể đá để giữ chân khay hay có thể kết hợp giữa đá với bó rồng, cọc tre

Hình 1.22 Gia cố chân bờ bằng rọ đá và khối bê tông

2) Gia cố bề mặt mái dốc :

Gia cố bằng đá hộc: gia cố mái dốc bằng đá hộc là giải pháp được sử dụng

rộng rãi nhất, đá hộc được phủ lên bề mặt theo 3 phương pháp: đổ rối, lát khan và xây

- Đá hộc đổ rối: đổ rối trên mái dốc là biện pháp thi công đơn giản, có thể cơ

giới hoá nhưng tốn nhiều đá và kém mỹ quan, giải pháp này có kết quả tốt khi có kích thước của đá và mái dốc của bờ thoả mãn điều kiện qui định, các loại vật liệu được trộn lẫn đảm bảo chèn chắc và liên kết tổng thể Kích thước của đá tiêu chuẩn được tính theo công thức xác định đường kính hay công thức xác định trọng lượng tương ứng với các điều kiện do dòng chảy và sóng gây ra, đá được chọn sao cho tỷ

lệ giữa kích thước lớn nhất và nhỏ nhất không lớn hơn 3

- Đá hộc lát khan : các viên đá được đặt sát cạnh nhau sao cho khe hở giữa

chúng không quá 5cm và chèn vào các khe hở này các hòn đá có kích thước bé Bề

mặt được gia cố bằng đá lát khan tương đối bằng phẳng và đảm bảo mỹ quan Lát khan được gọi là đảm bảo về mặt kỹ thuật khi không nhấc được 1 hòn đá riêng lẻ lên hay không dịch chuyển được các viên đá và phần lõm của bề mặt trên chiều dài 2m không lớn hơn 0,ld Chính vì vậy để đề phòng hiện tượng phong hoá hay phá hoại do lún gây ra người ta chỉ tiến hành sau khi độ lún công trình đã tắt lún Lát khan tiến hành bằng 1  2 lớp Nếu lát bằng 2 lớp thì lớp trên đá có kích thước > lớp dưới, để phân bố đều áp lực trên mặt dốc và bảo vệ được vật liệu trong đoạn gia cố thì dưới lớp đá lát khan có lớp đá dăm và tầng lọc ngược Khe lún bố trí cách nhau từ 15  20m

Hình 1.23 Kết cấu gia cố bằng đá hộc lát khan

- Gia cố bằng đá xây: ở những nơi có sóng lớn, dòng chảy mạnh, kích thước

viên đá không đủ lớn thì người ta phải xây cần phải phân biệt đá lát khan với đá xây Đối với đá lát khan người ta chít mạch trên bề mặt, còn đối với đá xây người

ta đổ vữa rồi đặt đá lên xây Do việc xây đá cần sử dụng vữa xi măng nên nền đất phải ổn định để tránh phá hoại cục bộ Trong trường hợp bờ xây cao trên 3m thì bố trí lỗ thoát nước ngầm để làm giảm áp lực từ phía bên trong Phần trước của lỗ thoát nước cần đặt lớp lọc để giữ đất bờ

Hình 1.24 Gia cố bờ bằng đá xây

Gia cố bằng BT và BTCT:

Loại gia cố này dùng đến vật liệu đắt tiền và đòi hỏi các điều kiện kỹ thuật cao về thi công nên chỉ dùng trong trường hợp bờ chịu tác dụng mạnh của dòng chảy và sóng

- BT đổ tại chỗ: BT đổ tại chỗ nếu không có cốt pha có thể thực hiện được

trên mái dốc từ 1  2,5 Tuỳ theo khoảng cách giữa các khe của kết cấu từ 3  4m, diện tích của mỗi ô từ 2,5  4m2 Khe kết cấu rộng từ 2  3 cm chạy ngang và chạy dọc theo bờ Khe nhiệt cách nhau từ 20  30 m, dưới lớp BT cần có lớp đệm là đá dăm, dọc theo các khe cần có tầng lọc ngược

- BTCT đổ tại chỗ :được sử dụng ở những vùng có sóng đặc biệt lớn hay

trên kênh quan trọng Tỷ lệ cốt thép lấy theo 2 phương từ 0,3  0,5%

- BT đúc sẵn: cho phép được chế tạo ở một nơi và chở đến nơi khác để gia

cố, thuận tiện cho thi công và chất lượng của các tấm BT bảo đảm, tiêu hao vật liệu

ít hơn so với đổ tại chỗ Các tấm BT có thể hình chữ nhật, hình vuông hay lục giác Kích thước của các tấm phụ thuộc vào khả năng chịu lực và tính chất BT Chiều dày của các tấm được xác định từ điều kiện ổn định và chống đẩy nổi Các tấm cần liên kết với nhau tạo thành một liên kết mềm, chúng có thể được nối với nhau bằng dây cáp, cốt thép chờ hay các khớp Lớp đệm dưới tấm BT có chiều dày từ 20  30

cm có tầng lọc ngược dọc theo các khe hở

Gia cố bằng bitum : Vật liệu bitum và các chế phẩm của nó được sử dụng

để gia cố bờ ngày càng nhiều do tính đàn hồi, chống thấm và thi công đơn giản Có nhiều hình thức để gia cố bằng bitum như đá dăm thâm nhập nhựa, BT átphan

1.3.2 Ứng dụng vật liệu mới

1.3.2.1 Sử dụng các sản phẩm từ sợi tổng hợp có cường độ cao

Trong những năm gần đây, theo sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hóa chất, các loại vải, dây được sản xuất bằng sợi tổng hợp Polymer được sử dụng rộng rãi trong công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển như các loại vải địa kỹ thuật làm tầng lọc, cốt cho đất đắp, các thảm, ống, túi vải độn vật liệu chống xói đáy, bảo vệ chân

và mái bờ sông [8]

Hình 1.25 Trải vải địa kỹ thụât làm tầng lọc mái kè

1.3.2.2 Sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp lọc và lớp đệm

Vải địa kĩ thuật được chọn để thay thế tầng lọc ngược truyền thống, có thể xúc tiến nhanh tiến độ thi công, tiết kiệm đầu tư, đồng thời vải địa kĩ thuật được sản xuất công nghiệp hóa nên đảm bảo chất lượng lọc của công trình

1.3.2.3 Sử dụng vải địa kỹ thụât để gia cường nền đất thân kè, gia cố thân kè mỏ hàn đất

Khi các công trình kè gia cố mái, mỏ hàn bằng đất đắp có chiều cao đất đắp lớn, có thể dẫn đến khả năng trượt mái hoặc chuyển vị ngang của đất đắp, vải địa

kĩ thuật có thể đóng vai trò cốt gia cường cung cấp lực chống trượt theo phương ngang nhằm gia tăng ổn định của mái dốc Trong trường hợp này vải địa kỹ thuật

có chức năng gia cường công trình

1.3.2.4 Các loại thảm bảo vệ mái và chống xói đáy

Hình 1.26 Một số loại thảm bêtông túi khuôn

a Thảm bằng bê tông túi khuôn; b Thảm túi cát; c Túi địa kỹ thuật;

d Ống địa kỹ thuật; e Lưới địa kỹ thuật

Để tăng cường tính ổn định và mềm dẻo của khối bảo vệ mái, từ lâu đã có nhiều nghiên cứu chế tạo các loại thảm được chế tạo từ vải địa kỹ thụât, vải bằng sợi tổng hợp có cường độ cao, sợi nilon để chứa bêtông hoặc chứa đất, cát làm thảm bảo vệ mái bờ sông và chống xói đáy chân bờ sông như là thảm phủ bằng vải địa kỹ thụât, thảm bêtông túi khuôn, thảm túi cát, ống, túi địa kỹ thụât

Một dạng khác của thảm bêtông túi khuôn là thảm bê tông FS cũng là dạng thảm bêtông túi khuôn được may bằng sợi tổng hợp có độ bền cao Thảm được trải lên mái công trình sau đó dùng bơm có áp đẩy vữa bê tông vào các túi nhỏ trong thảm, thảm có chiều dày 10cm, 25cm Sau khi bê tông cứng sẽ tạo thành một tấm thảm hoàn toàn cứng, giữa các túi nhỏ biến thành các tấm bê tông phủ kín mái công trình

Tương tự với loại trên nhưng tiết kiệm hơn là loại túi cát ni lông hoặc sợi tổng hợp có độ bền cao chứa cát Hiện nay ở Mỹ, Trung Quốc, Nhật đã sử dụng Ở Việt Nam, Tiến sỹ Trịnh Công Vấn – TP Hồ Chí Minh đã nghiên cứu ứng dụng loại kết cấu này vào một đoạn bờ sông Sài Gòn – chân cầu Bình Phước và cho kết quả khá tốt [8]

Hình 1.27 Kết cấu thảm FS

- Các ống địa kỹ thuật (Geo-Tube hoặc Geocontainer)

Các loại ống địa kỹ thụât (GeoTube) được chế tạo bằng vải địa kỹ thụât cường độ cao để chứa đất, cát tạo thành những cấu kiện được xếp chồng lên nhau, dùng để gia cố chân, mái bờ, lòng sông hoặc làm kè mỏ hàn Phía ngoài các GeoTube có thể được phủ bằng các vật liệu như đất, cát, đá hộc để tăng cường ổn định và bảo vệ ống

1.3.2.5 Các túi địa kỹ thuật (Bagwork)

Các loại túi địa kỹ thụât được chế tạo bằng vải địa kỹ thụât cường độ cao để chứa đất, cát hoặc bêtông tạo thành những cấu kiện dùng để gia cố chân, mái bờ, lòng sông Các túi có kích thước nhỏ được chế tạo như chiếc gối thường được ghép nối với nhau bằng các khớp nối nhựa Loại túi có kích thước lớn, độc lập thường được xếp chồng lên nhau

Hình 1.29 Bảo vệ bờ bằng ống địa kỹ thuật-GeoTube

1.3.3 Ứng dụng nhựa uPVC chế tạo tấm cừ nhựa

uPVC là một Polyvinyl Chlorua chưa được nhựa hoá, đây là loại vật liệu khá mới có độ bền cao, chịu được va đập mạnh, không bị oxy hóa, không bị co ngót, không bị biến dạng theo thời gian và đã được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghịêp, xây dựng Một sản phẩm của loại vật liệu này là tấm cừ nhựa được bắt nguồn từ Mỹ và ứng dụng trong xây dựng trong đó có công trình bảo vệ bờ sông

Hình 1.30 Bảo vệ bờ bằng cừ Larsen bản nhựa

1.3.4 Công nghệ bêtông Miclayo sử dụng phụ gia CSSB

Đây là sản phẩm của TS Nguyễn Hồng Bỉnh [13], phó chủ tịch Hội Khoa học

kỹ thuật xây dựng TP.HCM Bêtông Miclayo được chế tạo từ đá đủ loại (đá bụi,

đá mi, sành sứ và gạch bể ), đất cát đủ loại (thô hoặc mịn), nước đủ loại (nước phèn, nước lợ và thậm chí cả nước biển kết hợp chất phụ gia CSSB Chất phụ gia này có khả năng “trục xuất” các thành phần sét và muối trong đất ra bề mặt nhờ cơ chế điện lý hoá, tạo hiệu quả làm tăng tính kết dính các nguyên vật liệu thành một khối trơ chịu lực tốt và không trương nở Sản phẩm mới được thử nghiệm ở khu sinh thái biển Hòn Ngọc Phương Nam – Cần Giờ - TP Hồ Chí Minh

1.3.5 Cải tiến cấu kiện và kết cấu công trình

Để nâng cao hiệu quả các loại hình công trình cơ bản, nhiều nghiên cứu đã tập trung cải tiến các cấu kiện, kết cấu tổng thể công trình theo hướng linh hoạt, bền vững, thụân tiện cho thi công Cụ thể:

1.3.5.1 Cải tiến thảm và tấm bêtông đơn giản liên kết bằng thanh thép bằng thẩm khối bê tông phức hình hoặc liên kết dây mềm

Thảm bê tông bằng các khối bêtông phức hình là loại thảm sử dụng các khối

bê tông liên kết chúng lại với nhau bằng móc nối, dây nilon Kết cấu loại này đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước như Đan Mạch, Trung Quốc, Nhật Bản để chống xói đáy và bảo vệ mái bờ

Ở Việt Nam, gần đây công ty TNHH Tư vấn công nghệ kè bờ Minh Tác đã cho ra đời thảm bê tông tự chèn đan lưới Thảm đã được ứng dụng thành công tại

An Giang và một số công trình ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long [8]

Hình 1.31 Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói đáy ở sông

Trường Giang – Trung Quốc [8]

1.3.5.2 Cải tiến các loại rồng, rọ

Rồng, rọ là cấu kiện được sử dụng khá rộng rãi trong bảo vệ mái và chống xói đáy do tính linh hoạt, mềm dẻo của nó Rồng truyền thống thường được chế tạo bằng nan tre, lưới thép, lõi bằng đất hoặc đá Gần đây đã có những nghiên cứu cải tiến kết cấu vỏ rồng, sử dụng các lưới sợi nilon, sợi tổng hợp làm vỏ rồng, chế tạo thảm đá lưới thép cho kết quả khá khả quan

Hình 1.32 Kè lát mái bằng thảm tấm bêtông

1.3.5.3 Cải tiến rồng đá vỏ thép

Ở Việt Nam, trong khuôn khổ dự án Phát triển đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2 năm 2006 đã mạnh dạn thử nghiệm cải tiến rồng thép từ lõi đá hộc chuyển sang lõi bằng vật liệu có tầng lọc bằng vải lọc, cát, đá dăm và đá hộc ở kè Ngăm Mạc – Thái Bình

Hình 1.33 Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lưới thép

a Rồng truyền thống bằng đá hộc và b Rồng cải tiến có tầng lọc bằng vải lọc,

cát, đá dăm và đá hộc

1.3.5.4 Thảm rồng đá bằng túi lưới (Rock Rolls)[15]

Thảm rồng đá bằng túi lưới được sử dụng rộng rãi ở Anh Đá hộc được bọc trong các túi lưới tạo nên tấm thảm và được đặt dưới chân bờ để chống xói Loại thảm này rất linh hoạt, mềm dẻo và tạo được các kẽ hở thụân lợi để thực vật mọc lên, tăng cường ổn định chân bờ Có thể sử dụng các loại đá có kích thước nhỏ hơn

so với đá trong rọ đá, bằng lưới thép thông thường Độ bền của loại thảm này phụ thuộc vào vật liệu làm túi lưới

Hình 1.34 Các rồng đá túi lưới đơn Hình 1.35 Thảm rồng đá túi lưới

1.3.5.6 Cải tiến các khối bêtông lát mái

Ngoài đá hộc, các khối bêtông rời dùng để bảo vệ mái bờ sông được dùng khá phổ biến Các loại khối thông dụng có thể kể đến khối hình vuông đơn giản, hình lục giác

Phần lớn các khối này không liên kết với nhau và tạo nên một mặt phẳng kín nước trên lớp lọc bằng đá dăm và vải lọc Ưu điểm của loại kết cấu này là giảm tác dụng của sóng, dòng chảy vào vật liệu được bảo vệ phía dưới nhưng lại dễ bị hư

Hình 1.37 Khối Armorloc [17]

Hình 1.38 Khối Tri-lock [18]

hỏng cục bộ, có một diện cản lớn khi chịu tác động của áp lực âm khi dòng chảy rút trên mái và không có khe hở để các loại thực vật sinh sống Để cải tiến, khắc phục những yếu điểm trên, những năm gần đây xuất hịên một số loại khối bêtông rỗng, liên kết trên mặt bằng khá linh hoạt và có tính thẩm mỹ cao, có thể tạo thành thảm tấm bêtông như khối Amorloc, Amorflex, Amorstone, Terrafix, khối Flex – Slab, khối TAC, thảm tấm bêtông có cốt dẫn P.Đ TAC CM của TS Phan Đức Tác

Có một xu hướng khá độc lập, khác với xu hướng trên đã được các nhà kỹ thụât Hà Lan nghiên cứu và ứng dụng trong công trình bảo vệ bờ sông và biển Theo hướng nghiên cứu này, thay vì tăng cường kết nối các tấm bêtông, giảm chiều dày và khối lượng các nhà kỹ thụât Hà Lan lại quan tâm đến tính ổn định của tấm bêtông theo thông số chiều dày tấm và có xu hướng giảm nhỏ kích thước tiết diện mặt cắt của tấm Theo kết quả nghiên cứu, cải tiến này làm cho tấm bêtông ổn định hơn do chiều dày tấm khá lớn nhưng khối lượng trình lại tăng lên nhiều lần Một trong những khối dạng này đang ứng dụng phổ biển ở Hà La là khối Hydroblock [19]

Hình 1.39 Cấu tạo khối Hydroblock [19]

1.3.5.7 Ứng dụng công nghệ bêtông ứng suất trước nhằm chế tạo cọc ván BTCT ứng suất trước

Tường đứng thường được sử dụng bằng kết cấu có khả năng chịu tải trọng ngang lớn như cọc ván bê tông cốt thép ứng suất trước, hiện nay loại kết cấu này ứng dụng khá phổ biến để bảo vệ bờ sông vùng đồng bằng Nam Bộ

1.3.5.8 Cải tiến kết cấu công trình mỏ hàn

1) Công trình dạng Panô [22]

Công trình dạng Panô là một loại công trình xuyên nước, tạo thành bởi các cấu kiện BTCT dạng bình phong Nó tiếp thu được những ưu điểm của các loại công trình cọc gỗ và loại công trình rọ đá, đồng thời khối lượng duy tu nhỏ, kiên

cố và bền Dùng công trình dạng Panô làm đập dọc, mỏ hàn đều có tác dụng cản dòng gây bồi, bảo vệ bãi và lái dòng chảy

2) Công trình cọc ống BTCT [22]

Đây là loại công trình sử dụng các cọc ống BT để tạo thành thân mỏ Loại công trình này đã được ứng dụng ở Trung Quốc và Băngladet Qua quá trình vận hành thực tế cho thấy loại công trình cọc ống này có tác dụng đẩy dòng, đã khống chế một cách cơ bản thế sông và xu thế sạt lở bờ, có tác dụng cản dòng gây bồi rõ rệt

Hình 1.40 Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống BTCT trên

sông Brahmaputra – Jamuna – Băngladet [13]

3) Công trình kè đảo chiều hoàn lưu [22]

Kè đảo chiều hoàn lưu làm việc trên nguyên tắc thiết bị tạo hoàn lưu Potabôp nhưng tác động dòng chảy theo chiều ngược lại: đón dòng nước mặt có