Nghiên cứu giải pháp kè, gia cố bờ bằng tường chắn cứng, ứng dụng cho công trình kè bờ sông bằng hòa an cao bằng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THANH BÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KÈ GIA CỐ BỜ BẰNG TƯỜNG CHẮN CỨNG, ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH KÈ BỜ SÔNG BẰNG - HÒA AN - CAO BẰNG CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN THANH BÌNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KÈ GIA CỐ BỜ BẰNG TƯỜNG CHẮN CỨNG, ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH KÈ

BỜ SÔNG BẰNG - HÒA AN - CAO BẰNG

CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

MÃ SỐ: 60580204

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI VĂN TRƯỜNG

Hà Nội - 2015

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, ñến nay

luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu giải pháp kè gia cố bờ bằng tường

chắn cứng, ứng dụng cho công trình kè bờ sông Bằng - Hòa An - Cao Bằng”

ñã hoàn thành ñúng thời hạn theo ñề cương ñược phê duyệt

Trước hết tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới trường Đại học Thủy lợi Hà Nội ñã ñào tạo và quan tâm giúp ñỡ tạo mọi ñiều kiện cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến Tiến sĩ Bùi Văn Trường Thầy

ñã trực tiếp tận tình hướng dẫn cụ thể, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho tác giả hoàn thành luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn gia ñình, các bạn bè ñồng nghiệp ñã hết sức giúp ñỡ ñộng viên về tinh thần và vật chất ñể tác giả ñạt ñược kết quả ngày hôm nay

Trong quá trình nghiên cứu ñể hoàn thành luận văn, tác giả khó tránh khỏi những thiếu sót và rất mong nhận ñược sự góp ý, chỉ bảo của các thầy,

cô và cán bộ ñồng nghiệp ñối với bản luận văn

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 28 tháng 5 năm 2015

Tác giả

Nguyễn Thanh Bình

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BẢN CAM KẾT

Kính gửi: Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi

Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thủy lợi Tên tôi là: Nguyễn Thanh Bình

ñề tài: “Nghiên cứu giải pháp kè gia cố bờ bằng tường chắn cứng, ứng dụng

cho công trình kè bờ sông Bằng - Hòa An - Cao Bằng”, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS.Bùi Văn Trường

Tôi xin cam ñoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin ñược ñăng tải trên các tài liệu và các trang website theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Người làm ñơn

Nguyễn Thanh Bình

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 1

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP KÈ BẢO VỀ BỜ 4

1.1 Mở ñầu 4

1.2 Tổng quan về giải pháp kè bảo vệ bờ trên thế giới và Việt Nam 5

1.2.1 Các công trình bảo vệ bờ sông 5

1.3 Một số sự cố xảy ra với các công trình tường chắn ñất bảo vệ bờ: 11

1.4 Các nghiên cứu ứng dụng mới trong thiết kế, thi công kè bảo vệ bờ 13

1.4.1 Ứng dụng vật liệu mới 13

1.4.2 Cải tiến cấu kiện và kết cấu công trình 16

1.4.3 Sử dụng các loại thực vật thân thiện với môi trường (kỹ thuật mềm) 20

1.4.4 Kết hợp giữa công nghệ cứng và vật liệu mềm 21

1.4.5 Công nghệ mới gia cố mái bờ và chân bờ 22

1.5 Kết luận 25

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN CỨNG 26

2.1 Mở ñầu 26

2.2 Phân loại kè dạng tường cứng 28

2.3 Đặc ñiểm làm việc của tường chắn ñất 30

2.3.1 Tường trọng lực 30

2.3.2 Tường bán trọng lực 32

2.3.3 Tường bản góc (bản chống) 32

2.3.4 Tường mỏng 32

2.4 Tính toán áp lực lên tường chắn theo lý thuyết của Rankine 33

2.4.1 Nguyên lý tính toán 33

2.4.2 Các giả thiết cơ bản 35

2.4.3 Xác ñịnh áp lực ñất chủ ñộng 35

2.4.4 Xác ñịnh áp lực ñất bị ñộng 37

2.4.5 Tính toán áp lực ñất trong một số trường hợp 39

2.5 Tính toán áp lực ñất theo Coulomb 43

2.5.1 Các giả thiết cơ bản 43

2.5.2 Nguyên lý tính toán 43

2.5.3 Xác ñịnh áp lực ñất chủ ñộng 43

2.5.4 Xác ñịnh áp lực ñất bị ñộng 48

2.6 Kiểm tra ổn ñịnh tường chắn 50

2.6.1 Kiểm tra ổn ñịnh chống lật 51

2.6.2 Kiểm tra ổn ñịnh chống trượt ñáy móng 52

2.6.3 Kiểm tra ổn ñịnh nền móng 55

2.6.4 Kiểm tra ổn ñịnh mái dốc 55

2.7 Kết luận 68

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP TƯỜNG CHĂN CỨNG BẢO VỆ BỜ SÔNG BẰNG 69

3.1 Giới thiệu công trình kè sông Bằng 69

3.1.1 Vị trí công trình 69

3.1.2 Quy mô công trình 71

3.1.3 Đặc ñiểm ñiều kiện tự nhiên tuyến kè 71

3.2 Phân tích chọn tuyến công trình 80

3.2.1 Nhóm chỉ tiêu ñánh giá chất lượng sử dụng của công trình 80

3.2.2 Nhóm chỉ tiêu kinh tế 81

3.2.3 Nhóm các chỉ tiêu ñánh giá về ñiều kiện thi công 81

3.2.4 Phương án tuyến công trình 81

3.3 Lựa chọn mô hình tính toán 82

3.4 Phương án kết cấu kè 84

3.5 Kiểm tra ổn ñịnh trượt mái dốc, trượt phẳng 89

3.5.1 Tiêu chuẩn áp dụng 89

3.5.2 Các trường hợp tính 91

3.5.3 Kết quả kiểm tra ổn ñịnh trượt tổng thể 91

3.5.4 Kết quả kiểm tra ổn ñịnh trượt phẳng trên nền ñá gốc 95

3.5.5 Đánh giá kết quả tính toán 96

3.6 Kiểm tra ổn ñịnh lật của móng tường kè MC T130 97

3.7 Nhận xét và kết luận 102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Kè lát mái ñê Tả Cầu (ñoạn K58+800-K59+208.7) 6

Hình 1.2: Kè mỏ hàn hở kho xăng Nhà Bè 6

Hình 1.3: Kè mỏ hàn Táo Khoai 7

Hình 1.4: Công trình kè mềm 7

Hình 1.5: Kè mềm bờ biển Cửa Đại 8

Hình 1.6: Kè bằng tường chắn cứng 9

Hình 1.7: Kè bằng tường chắn mềm 9

Hình 1.8: Phân loại tường chắn theo nguyên tắc làm việc 10

Hình 1.9: Phân loại tường chắn theo góc nghiêng của lưng tường 11

Hình 1.10: Sự cố sụt lún, biến dạng mái kè ở xã Hoằng Khánh 12

Hình 1.11: Nứt toác và sụt lún kè bờ sông Cần Thơ 12

Hình 1.12: Mái kè Hàm Tiến - Mũi Né bị sụt lún 13

Hình 1.13: Trải vải ñịa kỹ thuật là tầng lọc mái kè 14

Hình 1.14: Một số loại thảm bêtông túi khuôn 15

Hình 1.15: Kết cấu thảm FS 15

Hình 1.16: Thảm túi cát và kè bằng thảm túi cát ở bờ sông Sài Gòn 16

Hình 1.17: Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói ñáy ở sông Trường Giang - Trung Quốc 17

Hình 1.18: Kè lát mái bằng thảm tấm bêtông 18

Hình 1.19: Khối Amorloc 18

Hình 1.20: Cấu tạo khối Hydroblock 19

Hình 1.21: Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông 20

Hình 1.22: Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn bằng sợi ñai giữ ổn ñịnh và phát triển thực vật 21

Hình 1.23: Hệ thống ô ngăn cách trong công nghệ NeowebTM 23

Hình 1.24: Thả khối vật liệu hộ chân bằng thùng chứa 25

Hình 2.1: Mặt cắt một số loại tường chắn 27

Hình 2.2: Tường chắn cứng 28

Hình 2.3: Các loại tường chắn cứng 29

Hình 2.4: Bề mặt tường trọng lực xây dựng vỡ kết cấu, mất thẩm mỹ 31

Hình 2.5: Thoát nước lưng tường hỏng, nước tràn qua ñỉnh tường 31

Hình 2.6: Mặt cắt tường chắn ñất trọng lực ñiển hình 31

Hình 2.7: Mặt cắt tường chắn ñất bản mỏng và bản chống ñiển hình 33

Hình 2.8: Nguyên lý xác ñịnh áp lực ñất theo Rankine 33

Hình 2.9: Sơ ñồ xác ñịnh áp lực ñất chủ ñộng 35

Hình 2.10: Sơ ñồ áp lực ñất bị ñộng 38

Hình 2.11: Sơ ñồ tính toán tường chắn khi lưng tường nằm nghiêng 39

Hình 2.12: Sơ ñồ tính toán tường chắn khi lưng tường và khối ñất nằm nghiêng 40

Hình 2.13: Sơ ñồ tính toán tường chắn khi tải trọng phân bố ñều liên tục 41

Hình 2.14: Sơ ñồ tính toán tường chắn khi khối ñất nhiều lớp 42

Hình 2.15: Sơ ñồ tính toán áp lực ñất chủ ñộng theo Coulomb 44

Hình 2.16: Sơ ñồ xác ñịnh áp lực ñất chủ ñộng bằng phương pháp ñồ giải 47

Hình 2.17: Xác ñịnh ñiểm ñặt của áp lực ñất chủ ñộng theo ñồ giải 48

Hình 2.18: Sơ ñồ xác ñịnh áp lực ñất bị ñộng 48

Hình 2.19: Kiểm tra tường chắn cứng 51

Hình 2.20: a) Mái dốc vô hạn với dòng chảy song song mặt dốc; b) Phân tách trọng lượng W 56

Hình 2.21: Trượt mặt mái dốc theo mặt phẳng, cao hữu hạn 58

Hình 2.22: Ảnh hưởng dòng nước chảy - ñất rời 60

Hình 2.23: Sơ ñồ mái dốc theo phương pháp Taylor 61

Hình 2.24: Giản ñồ Taylor, xác ñịnh Ns cho ñất dính 62

Hình 2.25: Toán ñồ xác ñịnh α, θ và nx 62

Hình 2.26: Toán ñồ Taylor - Biarex xác ñịnh Fs cho ñất có φ,c 63

Hình 2.27: Chia lát cho một mái dốc 65

Hình 2.28: Các lực tác ñộng lên các lát chia 66

Hình 3.1: Vị trí sông Bằng trên bản ñồ 69

Hình 3.2: Bờ tả Sông Bằng 70

Hình 3.3: Cầu Bằng Giang 70

Hình 3.4: Mặt cắt dọc công trình tuyến T118A - T130 + 15 71

Hình 3.5: Mặt cắt ñịa chất công trình ñại diện của tuyến nghiên cứu 79

Hình 3.6: Sơ ñồ chỉ phương tuyến kè 80

Hình 3.7: Sơ ñồ tuyến kè sông Bằng 80

Hình 3.8: Mặt cắt hình học 130 với dữ liệu ñầu vào ñất và tường chắn 85

Hình 3.9: Mặt cắt hình học 130 với dữ liệu ñầu vào ñất, tường và mực nước ngầm cao trình +180 85

Hình 3.10: Mặt cắt hình học 130 với giải pháp tường bản góc và các ñiều kiện biên của bài toán 86

Hình 3.11: Kết quả tính toán ổn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp kết cấu tường bản góc - Hệ số ổn ñịnh tổng thể 2,175 Phương pháp tính Bishop 86

Hình 3.12: Mặt cắt hình học 130 với dữ liệu ñầu vào ñất và tường 87

Hình 3.13: Mặt cắt hình học 130 vơi dữ liệu ñầu vào ñất, tường và mực nước ngầm cao trình +180 87

Hình 3.14: Mặt cắt hình học 130 với giải pháp tường trọng lực và các ñiều kiện biên của bài toán 88

Hình 3.15: Kết quả tính toán ổn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp kết cấu tường trọng lực - Hệ số ổn ñịnh tổng thể 1,432 Phương pháp tính Bishop 88

Hình 3.16: Kích thước hình học của tường tính toán 90 Hình 3.17: Mặt cắt hình học tuyến 130 trong trường hợp bất lợi 1và các ñiều kiện biên của bài toán 92 Hình 3.18: Kết quả tính toán ỏn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp 1 -

Hệ số ổn ñịnh tổng thể 1,525 Phương pháp tính Bishop 92 Hình 3.19: Mặt cắt hình học T130 và các ñiều kiện biên của bài toán trong trường hợp 2 93 Hình 3.20: Kết quả tính toán ỏn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp bất lợi ( Trường hợp 2) - Hệ số ổn dịnh tổng thể 1,363 Phương pháp tính Bishop 93 Hình 3.21: Mặt cắt hình học T130 và các ñiều kiện biên của bài toán trong trường hợp 3 94 Hình 3.22: Kết quả tính toán ổn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp ñộng ñất cấp 7 (Trường hợp 3) - Hệ số ổn ñịnh tổng thể 1,486 Phương pháp tính Bishop 94 Hình 3.23: Kết quả tính toán ổn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp bất lợi ( Trường hợp 1) - Hệ số ổn dịnh tổng thể 1,691 Phương pháp tính Bishop 95 Hình 3.24: Kết quả tính toán ổn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp bất lợi ( Trường hợp 2) - Hệ số ổn dịnh tổng thể 1,447 Phương pháp tính Bishop 95 Hình 3.25: Kết quả tính toán ổn ñịnh tường mặt cắt 130 trong trường hợp bất lợi ( Trường hợp 3) - Hệ số ổn dịnh tổng thể 1,487 Phương pháp tính Bishop 96 Hình 3.26: Mặt cắt tính toán và ñiểm lật 97

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

γ Trọng lượng riêng tự nhiên (kN/m3)

σkéo Cường ñộ kéo

q Tải trọng phân bố ñều (kN/m2)

Tneo Lực neo

lneo Chiều dài neo

ψkéo Tri số góc kháng kéo

Mgt Mô men gây trượt do trọng lượng bản thân của ñất và do

ngoại tải Mgl Mô men giữ do cường ñộ chống cắt của ñất

fq Hệ số tải trọng riêng phần áp dụng cho ngoại tải

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các giá trị ñại diện của góc ma sát trong δ và lực dính bám ca giữa

ñất ñá và các vật liệu cấu tạo 53

Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 1 73

Bảng 3.2: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2 75

Bảng 3.3: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 2b 75

Bảng 3.4: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 3a 76

Bảng 3.5: Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 4 78

Bảng 3.6:Chỉ tiêu cơ lý trung bình lớp 4a 79

Bảng 3.7: Các chỉ tiêu cơ lý của câc lớp ñịa chất công trình cụ thể 91

Bảng 3.8: Kết quả tính toán trong 3 trường hợp 97

Bảng 3.9: Tính toán lực tác dụng lên tường chắn - Trường hợp 1 99

Bảng 3.10: Tính toán lực tác dụng lên tường chắn - Trường hợp 2 101

MỞ ĐẦU

A Tính cấp thiết của ñề tài

Kè sông Bằng - Thị xã Cao Bằng (ñoạn từ thượng lưu cầu Bằng Giang mới, cách cầu 800m ñến cửa ra của Suối Củn) tổng chiều dài kè là 6778m là một trong những dự án trọng ñiểm thuộc dự án Phòng chống xói lở khẩn cấp

bờ sông Bằng của tỉnh Cao Bằng

Trong ñợt mưa bão của mùa lũ năm 2008 ñã gây sạt lở nghiêm trọng phần bờ tả sông Bằng, ñoạn từ T118A ÷ T130+15 (tính từ vị trí cầu treo ñến ñường lên xuống lấy nước cứu hỏa cho thị xã) Đây là khu vực ñông dân cư, nhà cửa sát với bờ sông, có nhiều ñoạn uốn cong tạo thuận lợi cho dòng chảy gây xói rất nguy hiểm Vì vậy, ñể khắc phục khẩn cấp sạt lở và ñảm bảo an toàn cho tính mạng người dân cũng như tài sản thì UBND Tỉnh Cao Bằng ñã

ra Quyết ñịnh số 387/QĐ-SNN ngày 10/11/2008 về việc phê duyệt hồ sơ yêu cầu gói thầu: Tư vấn khảo sát, lập thiết kế kỹ thuật bản vẽ thi công, dự toán khắc phục khẩn cấp sạt lở ñoạn kè từ T118A ñến T130+15 thuộc Dự án Kè chống xói lở bờ sông Bằng khu vực Thị xã Cao Bằng (Đoạn từ ngã ba suối Củn và sông Bằng ngược lên thượng nguồn)

Tuy nhiên do hệ thống kè nằm ở trung tâm thị xã, tại khu vực ñông dân

cư, quỹ ñất ñô thị hạn hẹp vì vậy vấn ñề lựa chọn phương án kè sao cho ñảm bảo tốn ít quỹ ñất nhất, ñảm bảo mỹ thuật, kỹ thuật và môi trường sinh thái là nhiệm vụ trọng tâm của nghiên cứu này

Vì vậy ñề tài: “Nghiên cứu giải pháp kè gia cố bờ bằng tường chắn

cứng, ứng dụng cho công trình kè bờ sông Bằng - Hòa An - Cao Bằng” giải quyết cấp bách vấn ñề nêu trên, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

B Nội dung, phương pháp nghiên cứu, mục ñích và các kết quả ñạt ñược:

1 Mục ñích của ñề tài

Nghiên cứu giải pháp kè gia cố bờ bằng tường chắn cứng,

Lựa chọn kết cấu tường chắn cứng tối ưu ñể gia cố bờ sông Bằng - Hòa

An - Cao Bằng

2 Nội dung nghiên cứu

Đề tài sẽ chủ yếu tập trung nghiên cứu những nội dung sau:

- Tổng quan về các giải pháp gia cường bảo vệ bờ sông, biển;

- Cơ sở lý thuyết, tính toán, thiết kế tường chắn cứng;

- Phân tích lựa chọn giải pháp công trình kè tường chắn cứng bảo vệ bờ sông Bằng;

- Mô hình toán phân tích

- Các kết luận - kiến nghị

3 Phạm vi, ñối tượng nghiên cứu

- Các giải pháp gia cố bảo vệ bờ, chủ yếu là bờ sông,

- Đối tượng nghiên cứu là giải pháp tường chắn ñất ñể gia cố bờ, cụ thể

là tường chắn cứng

- Ứng dụng cho công trình kè bờ sông Bằng – Hòa An – Cao Bằng

4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thực tế;

- Phân tích lý thuyết;

- Mô phỏng mô hình toán bằng phần mềm Geo-slope

5 Kết quả dự kiến ñạt ñược

- Phân tích cơ sở khoa học việc áp dụng giải pháp tường chắn cứng bảo

vệ bờ sông Bằng;

- Lựa chọn ñược giải pháp kè tường chắn cứng bản góc cho bờ sông Bằng

- Đánh giá phân tích kết quả mô phỏng mô hình toán;

- Các nhận xét, kết luận, kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP KÈ BẢO VỀ BỜ

1.1 Mở ñầu

Cùng với lũ lụt, bão lốc; sạt lở bờ sông ñang là vấn ñề lớn cần quan tâm của nhiều nước trên thế giới Sạt lở bờ sông là một qui lụât tự nhiên nhưng gây thiệt hại nặng nề cho các hoạt ñộng dân sinh kinh tế vùng ven sông như gây mất ñất nông nghiệp, hư hỏng nhà cửa, chết người, thậm chí có thể hủy hoại toàn bộ một khu dân cư, ñô thị

Cũng như nhiều nước trên thế giới, sạt lở bờ sông cũng ñang là vấn ñề lớn ñáng ñược quan tâm hiện nay ở nước ta Sạt lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông và ở hầu hết các ñịa phương có sông Sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp ñến kinh tế và xã hội của ñịa 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 nền bồi tích rất dễ xói bồi nên quá trình xói lở diễn ra liên tục theo thời gian và không gian Xói

lở không chỉ diễn ra vào mùa lũ mà còn vào mùa kiệt Đặc biệt trong những thập kỷ cuối của thế kỷ 20, hiện tượng sạt lở diễn ra với chu kỳ nhanh hơn, cường ñộ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có nhiều dị thường

Quá trình xói lở làm biến ñổi lòng dẫn, sạt lở bờ sông, bờ biển trong các ñiều kiện tự nhiên và có tác ñộng của con người vô cùng phức tạp Việc xác ñịnh 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 ñối với sự an toàn của các khu dân cư, ñô thị, ñối với công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng các ñô thị mới Quá trình nghiên cứu các giải pháp bảo vệ bờ sông trên Thế giới ñã ñược thực hiện liên tục từ nhiều thập kỷ qua Nhiều giải pháp công nghệ bảo vệ bờ sông chống xói lở ñã ñược nghiên cứu, ứng dụng ñạt ñược những hiệu quả nhất ñịnh trong việc hạn chế xói lở,

bảo vệ an toàn cho dân cư và hạ tầng cơ sở ven sông Cho ñến nay, quá trình phát triển các giải pháp bảo vệ bờ ñã có bước phát triển vượt bậc với những giải pháp như: kè lát mái, kè mỏ hàn, tường chắn ñất Cùng với ñó là các công nghệ về thi công và vật liệu mới ñi kèm

Với mỗi giải pháp gia cố bờ ñều có những ưu nhược ñiểm của nó và hạn chế áp dụng trong những ñiều kiện ñịa chất, ñịa hình, thủy văn phù hợp

Để hiểu rõ hơn về ưu, nhược ñiểm, tính chất mỗi giải pháp chúng ta xem tiếp phần tổng quan dưới ñây

1.2 Tổng quan về giải pháp kè bảo vệ bờ trên thế giới và Việt Nam

Các công trình bảo vệ bờ ñược xây dựng ñể bảo vệ bờ sông, bờ biển khỏi tác dụng phá hoại của dòng chảy trong sông, dòng ven bờ biển và của sóng gió Do ñặc ñiểm tác dụng của dòng chảy và sóng gió lên công trình, thường phân biệt các công trình bảo vệ bờ sông và công trình bảo vệ bờ biển

1.2.1 Các công trình bảo vệ bờ sông

Là các công trình (lâu dài hay tạm thời) ñược bố trí ñể bảo vệ bờ sông chống xói lở và hướng dòng chảy theo tuyến chỉnh trị ñã vạch Theo công dụng

mà phân thành ba loại sau:[14]

- Kè lát mái: gia cố trực tiếp lên mái bờ sông nhằm chống xói lở do tác ñộng của dòng chảy và sông;

Hình 1.1: Kè lát mái ñê Tả Cầu (ñoạn K58+800-K59+208.7)

- Kè mỏ hàn: nối từ bờ sông nhằm hướng dòng chảy ra xa bờ gây bồi lắng và cải tạo bờ sông theo tuyến chỉnh trị;

Hình 1.2: Kè mỏ hàn hở kho xăng Nhà Bè

Hình 1.3: Kè mỏ hàn Táo Khoai

- Kè mềm: là loại kè không kín nước (còn gọi là kè xuyên thông) nhằm nhằm giảm tốc ñộ dòng chảy, gây bồi lắng và chống xói ñáy

Hình 1.4: Công trình kè mềm

Hình 1.5: Kè mềm bờ biển Cửa Đại

- Tường chắn ñất: Là công trình giữ cho mái ñất ñắp hoặc mái dốc, hố ñào bờ sông khỏi bị sạt trượt Tường chắn ñất ñược sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng giao thông thủy lợi Khi làm việc tường chắn ñất tiếp xúc với khối ñất sau tường và chịu tác dụng của áp lực ñất Phân loại tường chắn cứng có các kiểu phân loại sau:

- Phân loại theo ñộ cứng:

Chia làm 2 loại: Tường cứng và tường mềm

+ Tường cứng: Không có biến dạng uốn khi chịu áp lực ñất mà chỉ có chuyển vị tính tiến và chuyển vị xoay Một số tường cứng thường gặp: Tường

bê tông, ñá hôc, tường xây gạch…

+ Tường mềm: Có biến dạng uốn khi chịu áp lực ñất Một số thường gặp: Tường làm bằng tấm gỗ, thép , tường cừ…

+ Tường trọng lực (Hình 1.8a): ñộ ổn ñịnh ñược ñảm bảo chủ yếu do trọng lượng bản thân tường Các loại tường cứng thuộc loại tường trọng lực + Tường nửa trọng lực (Hình 1.8b): Độ ổn ñịnh ñược ñảm bảo không chỉ do trọng lượng bản thân tường và bản mỏng mà còn do trọng lượng của khối ñất ñắp nằm trên bản mỏng Loại tường này làm bằng BTCT nhưng chiều dày của tường khá lớn (do ñó còn gọi là tường dày)

+ Tường bản góc (Hình 1.8c): ñộ ổn ñịnh ñược ñảm bảo chủ yếu do trọng lượng khối ñất ñắp ñè lên bản móng Tường và móng là những tấm, bản

bê tông cốt thép mỏng nên trọng lượng của bản thân tường và móng không lớn Tường bản mỏng có dạng chữ L nên còn ñược gọi là tường chữ L

+ Tường mỏng (Hình 1.8d): sự ổn ñịnh của loại tường này ñược ñảm bảo bằng cách chôn tường vào trong nền Do ñó loại tường này còn gọi là tường cọc và tường cừ Để giảm bớt ñộ chôn sâu trong ñất của tường và ñể tăng ñộ cứng của tường người ta thường dùng dây néo

Hình 1.8: Phân loại tường chắn theo nguyên tắc làm việc

- Phân loại theo chiều cao

+ Tường thấp: có chiều cao nhỏ hơn 10m

+ Tường trung bình: chiều cao H = 10 – 20m

+ Tường cao: có chiều cao H>20m

- Phân loại theo góc nghiêng của lưng tường

+ Tường dốc: lại ñược phân thành 2 loại dốc thuận và dốc nghịch

+ Tường thoải: góc nghiêng α của lưng tường lớn

Hình 1.9: Phân loại tường chắn theo góc nghiêng của lưng tường

- Phân loại theo kết cấu

+ Tường liền khối: làm bằng BT, xây ñá, gạch xây,

+ Tường lắp ghép

+ Tường rọ ñá

+ Tường ñất có cốt

1.3 Một số sự cố xảy ra với các công trình tường chắn ñất bảo vệ bờ:

Thứ nhất kết cấu công trình có thể bị phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn

do các ñiều kiện biến dạng không thỏa mãn: Lún hoặc lún lệch quá lớn do nền ñất yếu, sức chịu tải bé

Thứ hai cũng có thể nhiều sự cố công trình mà nguyên nhân chủ yếu là

do ăn mòn cốt thép trong bê tông hoặc ăn mòn thép ứng lực trước

Hình 1.10: Sự cố sụt lún, biến dạng mái kè ở xã Hoằng Khánh

Hình 1.11: Nứt toác và sụt lún kè bờ sông Cần Thơ

Hình 1.12: Mái kè Hàm Tiến - Mũi Né bị sụt lún

1.4 Các nghiên cứu ứng dụng mới trong thiết kế, thi công kè bảo vệ bờ

Cho ñến nay, việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới, cải tiến giải pháp công nghệ cũ nhằm nâng cao hơn nữa công tác gia cố bờ sông chống sạt lở vẫn ñang ñược tiếp tục Sau ñây là một vài ứng dụng công nghệ mới về giải pháp gia cố bờ ở Việt Nam và trên thế giới

1.4.1 Ứng dụng vật liệu mới

Trong những năm gần ñây, theo sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hóa chất, các loại vải, dây ñược sản xuất bằng sợi tổng hợp Polymer ñược sử dụng rộng rãi trong công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển như các loại vải ñịa kỹ thuật làm tầng lọc, cốt cho ñất ñắp, các thảm, ống, túi vải ñộn vật liệu chống xói ñáy, bảo vệ chân và mái bờ sông [15]

Hình 1.13: Trải vải ñịa kỹ thuật là tầng lọc mái kè

a Sử dụng vải ñịa kỹ thuật làm lớp lọc và lớp ñệm

Vải ñịa kĩ thuật ñược chọn ñể thay thế tầng lọc ngược truyền thống, có thể xúc tiến nhanh tiến ñộ thi công, tiết kiệm ñầu tư, ñồng thời do khả năng lọc của vải ñịa kĩ thuật ñược sản xuất công nghiệp hóa vì vậy càng ñảm bảo chất lượng lọc của công trình

b Sử dụng vải ñịa kỹ thuật ñể gia cường nền ñất thân kè gia cố , thân

mỏ hàn ñất

Khi các công trình kè gia cố mái, mỏ hàn bằng ñất ñắp có chiều cao ñất ñắp lớn, có thể dẫn ñến khả năng trượt mái hoặc chuyển vị ngang của ñất ñắp, vải ñịa kĩ thuật có thể ñóng vai trò cốt gia cường cung cấp lực chống trượt theo phương ngang nhằm gia tăng ổn ñịnh của mái dốc Trong trường hợp này vải ñịa có chức năng gia cường

c Các loại thảm bảo vệ mái và chống xói ñáy

Hình 1.14: Một số loại thảm bêtông túi khuôn

Để tăng cường tính ổn ñịnh và mềm dẻo của khối bảo vệ mái, từ lâu ñã

có nhiều nghiên cứu chế tạo các loại thảm ñược chế tạo từ vải ñịa kỹ thuật, vải bằng sợi tổng hợp có cường ñộ cao, sợi nilon ñể chứa bêtông hoặc chứa ñất, cát làm thảm bảo vệ mái bờ sông và chống xói ñáy chân bờ sông như là thảm phủ bằng vải ñịa kỹ thuật, thảm bêtông túi khuôn, thảm túi cát, ống, túi ñịa kỹ thuật

Hình 1.15: Kết cấu thảm FS

Một dạng khác của thảm bêtông túi khuôn là thảm bê tông FS cũng là dạng thảm bêtông túi khuôn ñược may bằng sợi tổng hợp có ñộ bền

cao Thảm ñược trải lên mái công trình sau ñó dùng bơm có áp ñẩy vữa bê tông vào các túi nhỏ trên 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 ñộ bền cao chứa cát Hiện nay ở Mỹ, Trung Quốc, Nhật

ñã sử dụng

Ở Việt Nam, Tiến sỹ Trịnh Công Vấn - TP Hồ CHí Minh ñã nghiên cứu ứng dụng loại kết cấu này vào một ñoạn bờ sông Sài Gòn - chân cầu Bình Phước và cho kết quả khá tốt

Hình 1.16: Thảm túi cát và kè bằng thảm túi cát ở bờ sông Sài Gòn

1.4.2 Cải tiến cấu kiện và kết cấu công trình

Để nâng cao hiệu quả các loại hình công trình cơ bản, nhiều nghiên cứu

ñã 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

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

Hình 1.17: Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói ñáy ở sông

Trường Giang - Trung Quốc

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 ñã ñược ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước như Đan Mạch, Trung Quốc, Nhật Bản ñể chống xói ñáy và bảo vệ mái bờ

Ở Việt Nam, gần ñây công ty TNHH Tư vấn công nghệ kè bờ Minh Tác ñã cho ra ñời thảm bê tông tự chèn ñan lưới Thảm ñã ñược ứng dụng thành công tại An Giang và một số công trình ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long

Hình 1.18: Kè lát mái bằng thảm tấm bêtông 1.4.2.2 Cải tiến các loại rồng, rọ

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

1.4.2.3 Cải tiên các khối bêtông lát mái

Hình 1.19: Khối Amorloc

Ngoài ñá hộc, các khối bêtông rời dùng ñể bảo vệ mái bờ sông ñược dùng khá phổ biến Các loại khối thông dụng có thể kể ñến khối hình vuông ñơn 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 ñá dăm và vải lọc Ưu ñiểm của loại kết cấu này là giảm tác dụng của sóng, dòng chảy vào vật liệu ñược bảo vệ phía dưới nhưng lại dễ bị hư hỏng cục bộ, có một diện cản lớn khi chịu tác ñộng của áp lực âm khi dòng chảy rút trên mái và không có khe hở ñể các loại thực vật sinh sống Để cải tiến, khắc phục nhưng yếu ñiểm trên, những năm gần ñây 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

Hình 1.20: Cấu tạo khối Hydroblock

Có một xu hướng khá ñộc lập, khác với xu hướng trên ñã ñược các nhà

kỹ thuật 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 thuật Hà Lan lại quan tâm ñến tính

ổn ñịnh 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 ñịnh hơn do chiều dày tấm khá lớn nhưng khối lượng trình lại tăng lên nhiều lần Một trong những khối dạng này ñang ứng dụng phổ biển ở Hà La là khối Hydroblock

1.4.3 Sử dụng các loại thực vật thân thiện với môi trường (kỹ thuật mềm)

Kỹ thuật 'Mềm', hoặc công nghệ sinh học là sử dụng thực vật thích hợp

ñể giữ lại bờ sông, nó ít tốn kém và cung cấp nhiều lợi ích

Sử dụng các loại thực vật bảo vệ bờ sông có những lợi ích sau:

- Cải thiện môi trường sống của ñộng vật hoang dã và cá sinh sản- Tạo cảnh quan môi trường

- Có chi phí ñầu tư thấp

Hình 1.21: Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông

Mặc dù thực vật từ lâu ñã ñược sử dụng ñể tăng cường ổn ñịnh bờ, chống sạt lở Trong các giải pháp truyền thống, các con rồng, bè chìm bằng cành cây, gốc cây của các loại như tre, liễu… ñược sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trước khi sử dụng ồ ạt các giải pháp công nghệ “Cứng” như bêtông, ñá hoá các bờ sông Tuy nhiên gần ñây nhiều nước trên Thế giới ñã nhận thức ñược yêu cầu bảo vệ bờ sông phải hài hoà với môi trường tự nhiên nên phần

nào hạn chế công nghệ “cứng” và có xu hướng quay trở lại với công nghệ

“mềm” với nhiều cải tiến kỹ thuật kết hợp với các sản phẩm công nghịêp nhưng cũng gần gũi môi trường ñể làm tăng hiệu quả của giải pháp công nghệ này

Một trong những giải pháp của công nghệ mềm là nghiên cứu lựa chọn những loại thực vật có khả năng sống tốt, sống khoẻ trong ñiều kiện ngập nước thường xuyên hoặc ở khu vực mái bờ chịu sự dao ñộng của nước ñể trồng ở bờ sông nhằm chống sang, sạt lở bờ Trong ñó ñiển hình là cỏ Vetiver

Cỏ vetiver có bộ rễ ăn sâu 1 ÷ 4m, khả năng chịu tác ñộng của môi trường ven sông tốt, tốc ñộ tăng trưởng nhanh nhưng không gây hại ñến các loại cây khác xung quanh

1.4.4 Kết hợp giữa công nghệ cứng và vật liệu mềm

Ngoài những giải pháp công trình cứng, công trình mềm thì sự kết hợp giữa hai giải pháp này ñã ñược ứng dụng và cho kết quả tốt bằng các hình thức: hỗ trợ cho các công trình kè cừng bằng cách tạo ra một thảm thực vật ở ngay phía ngoài hoặc phía trong chân kè cứng vừa tăng ổn ñịnh chân kè vừa tạo cảnh quan

Hình 1.22: Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn bằng sợi ñai giữ ổn

ñịnh và phát triển thực vật

1.4.5 Công nghệ mới gia cố mái bờ và chân bờ

Ngoài việc bố trí các lớp phủ, các kết cấu công trình ñể bảo vệ chân, mái bờ thì việc gia cường mái bờ, xử lý ñất nền bờ, lòng sông tăng cường khả năng chịu tải, ñặc biệt là cho nền ñất yếu rất quan trọng Trong những năm gần ñây, nhiều công nghệ gia cố mái bờ như lưới ñịa kỹ thuật, hệ thống NeoWeb , xử lý nền ñất yếu như bấc thấm ngang, cọc xi măng ñất khoan sâu trộn khô, trộn ướt ñã ñược ứng dụng rộng rãi trong xây dựng có thể ứng dụng cho các công trình bảo vệ bờ sông chống lũ

1.4.5.1 Lưới ñịa kỹ thuật

Lưới ñịa kỹ thuật ñược làm bằng chất polypropylen (PP), polyester (PE) hay bọc bằng polyetylen-teretalat (PET) với phương pháp ép và dãn dọc, có một cấu trúc lưới ñặc biệt, gồm các mối nối có cường ñộ cao và cạnh chắc chắn, nhờ ñó tạo ra các gờ vuông và dày giữ vật liệu, tạo một góc chống trượt hiệu quả cao, giúp mái ñất ổn ñịnh

1.4.5.2 Bấc thấm ngang

Bấc thấm ngang là loại vật liệu bao gồm lõi nhựa làm bằng Polyvinyl Chloride và ñược bao bọc bên ngoài bằng loại vải polyester không dệtñược sử dụng ñể thoát nước ngang

Với chức năng này có thể phù hợp ứng dụng cho các công trình kè gia

cố bờ sông chống lũ trên nền ñất ñắp

1.4.5.3 Gia cố nền mái bờ sông bằng công nghệ

Hệ thống NeowebTM là công nghệ phân tách, ổn ñịnh và gia cố nền ñất ñược phát triển, sản xuất và thương mại hoá bởi Công ty TNHH Địa Trung Hải PRS - Israel Hệ thống ô ngăn hình mạng NeowebTM là mạng lưới các ô ngăn hình mạng dạng tổ ong ñược ñục lỗ và tạo nhám Khi chèn lấp vật liệu, một kết cấu liên hợp ñịa kỹ thuật bao gồm các vách ngăn và vật liệu ñược tạo

ra, với các ñặc tính cơ - lý ñịa kỹ thuật ñược tăng cường Hiện nay công nghệ

này ñang ñược ứng dụng rộng rãi trong giao thông nhưng trong thuỷ lợi chưa ñược ứng dụng nhiều, ñặc biệt trong công trình bảo vệ bờ sông chống lũ

Hình 1.23: Hệ thống ô ngăn cách trong công nghệ NeowebTM

1.4.5.4 Gia cố chân bờ sông bằng công nghệ cọc xi măng ñất

Cọc xi măng ñất là hỗn hợp giữa ñất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng ñược phun xuống nền ñất bởi thiết bị khoan phun Mũi khoan ñược khoan xuống làm tơi ñất cho ñến khi ñạt ñộ sâu lớp ñất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng ñược phun vào nền ñất (bằng áp lực khí nén ñối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa ñối với hỗn hợp dạng vữa ướt)

Đây là một công nghệ gia cố nền khá ưu việt ñang ñược sử dụng rộng rãi ở Việt Nam Đối với những doạn bờ sông có ñịa chất yếu, lớp ñất yếu dày như các sông ở khu vực Nam Bộ, gaỉi pháp ñóng cọc bêtông, cọc cừ hộ chân

bờ không hiệu quả thì việc sử dụng công nghệ cọc ximăng ñất là rất phù hợp Công nghệ này ñã ñược ứng dụng trong công trình kè bảo vệ bờ cho nhà máy ñóng tàu AKER YARD - hạ lưu sông Dinh - thành phố Vũng Tàu cho kết quả tốt

1.4.5.5 Cải tiến giải pháp thi công

Công trình bảo vệ bờ sông thường gồm hai phần: trên cạn và dưới nước Trong ñó phần thi công dưới nước khá phức tạp ñồng thời ñể ñảm bảo

hiệu quả chống lũ, nhiều công trình phải thi công gấp rút ñể vượt lũ, ñòi hỏi công nghệ thi công phải ñáp ứng tiến ñộ nhanh Do ñó ñã có nhiều cải tiến công nghệ thi công ñể ñáp ứng yêu cầu

1.4.5.6 Công nghệ ñổ bêtông dưới nước

Mười mấy năm gần ñây, ở Đức ñã xuất hiện một loại bê tông ñổ trong nước, mở ra một thời kỳ mới trong lịch sử thi công công trình dưới nước Loại bê tông này không phân rã dưới nước ñược chế tạo như bê tông thông thường cộng thêm chất phụ gia ñông kết nhanh Trong quá trình ñổ bê tông, cho dù có tác dụng xói ở trong nước, do có tính chất kháng phân tán và tính chất tự làm phẳng nên chất lượng bê tông vẫn bảo ñảm mà không gây ô nhiễm nước Do ñó kỹ thuật này ñược ứng dụng rộng rãi, như ñể lấp ñầy khe hẹp ở dưới nước và trong ñiều kiện thi công với cấu kiện mỏng Ở Nhật Bản, ñã nghiên cứu ra các chất vữa ñể mà xây ñá ở dưới nước, phục vụ xây dựng công trình chỉnh trị và công trình gia cố cầu cho kết quả tốt

1.4.5.7 Cải tiến kết cấu và biện pháp thi công khối ñá ñổ hộ chân

Khối ñá hộc ñổ hộ chân kè gia cố mái ñược sử dụng rất phổ biến Việt Nam, ñặc biệt là vùng Bắc Bộ Tuy nhiên do ñượcñổ tự do trực tiếp lên nền ñất lòng sông, không có tầng lọc và rất khó kiểm soát chất lượng cũng như hình dạng khối theo thiết kế nen thường bị dòng thấm, dòng chảy rút làm rỗng phần ñất chân kè, dẫn ñến lún, sụt khối ñá hộc làm mất ổn tổng thể chân kè và gây hư hỏng toàn bộ công trình Trong dự án Phát triển ñồng bằng sông Hồng giai ñoạn 2- Hợp phần B: Dịch vụ tư vấn công trình phòng chống lũ Cơ quan phát triểnPháp (AFD), các nhà tư vấn Pháp và Việt Nam cải tiến phần ñá ñổ

hộ chân dưới nước bằng cách bổ sung tầng lọc lần lượt: cát, sỏi và ñá hộc Cải tiến này ñược áp dụng ở kè Quang Lãng – sông Hồng, kè Đức Tái, kè Thị Thôn Mão

Khối vật liệu này ñược thả bằng tuyền mở ñáy hoặc thùng chứa

Hình 1.24: Thả khối vật liệu hộ chân bằng thùng chứa

1.5 Kết luận

Qua phân tích tổng quan các giải pháp, một vài cải tiến về công nghệ mới cũng như biện pháp thi công các công trình gia cố bờ, chúng ta thấy có rất nhiều giải pháp ñể gia cố bảo vệ bờ Mỗi giải pháp ñều có những ưu nhược ñiểm của nó, ví dụ như: với giải pháp kè lát mái có ưu ñiểm thi công nhanh, tận dụng ñược vật liệu ñịa phương, biện pháp thi công ñơn giản nhưng nhược ñiểm là chỉ bảo vệ ñược bờ khỏi tác ñộng của dòng chảy mà không có khả năng chắn giữ ñất Do ñó phạm vi áp dụng giải pháp bị hạn chế, chỉ cho những công trình có ñịa chất ổn ñịnh, ít bị sạt lở Hoặc nếu không phải áp dụng các công nghệ mới như NeoWebTM, gia cố mái bờ, chân bờ công nghệ này tốn kém mà mới chỉ ñược áp dụng ở nước ngoài

Trong khi ñó giải pháp tường chắn ñất, nổi bật là giải pháp tường chắn cứng lại hội tụ ñược những ưu ñiểm như vừa bảo vệ bờ vừa chắn giữ, ít tốn diện tích, tận dụng ñược nguồn vật liệu ñịa phương, nơi có nền ñịa chất phức tạp vì vậy mà giải pháp này ñã ñược áp dụng vào công trình kè bờ sông Bằng

- Hòa An - Cao Bằng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

TƯỜNG CHẮN CỨNG

2.1 Mở ñầu

Gia cố kè bằng tường chắn cứng là công trình chịu một tổ hợp tải trọng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố Để có thể lựa chọn giải pháp tối ưu, ñảm bảo kỹ thuật, cần nắm vững cơ sở lý thuyết thiết kế Tường chắn là kết cấu công trình dùng ñể giữ khối ñất ñắp hoặc vai hố ñào sau tường khỏi bị sạt trượt Tường chắn ñất ñược sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng, thủy lợi, giao thông Khi làm việc lưng tường chắn tiếp xúc với khối ñất sau tường và chịu tác dụng của áp lực ñất Ví dụ trong xây dựng dân dụng và công nghiệp tường chắn thường ñược dùng trong các nhà có tầng hầm, trong xây dựng cầu ñường dùng ñể chống ñỡ nền ñường ñắp hay nền ñường ñào sâu, dùng ñể làm

mố cầu, tường ñể bảo vệ các sườn dốc tự nhiên và nhân tạo khỏi bị trượt, sạt hoặc sụt lở Trong các công trình xây dựng thủy lợi, tường chắn thường ñược dùng trong các công trình trạm thủy lợi, tường chắn thường ñược dùng trong các công trình trạm thủy ñiện với các công trình ñất và sườn bờ, chúng cũng ñược dùng trong các công trình vận tải như âu thuyền hoặc dùng trong hệ thống dẫn nước thuộc trạm thủy ñiện như máng nước, bể lắng, ngoài ra tường chắn còn ñược dùng rộng rãi ñể ñối phó với các quá trình xâm thực và bào xới bảo vệ bờ sông, bờ biển,v.v Ở hình 2.1 là mặt cắt của một số loại tường chắn: a) ñường ñắp; b) ñường ñào; c,d) Mố cầu; g) tường bên, cống nước; h) tường tầng hầm [17]