a) Kố lỏt mỏi bằng đỏ lỏt khan
Đỏ hộc với kớch thước xỏc định nhằm đảm bảo ổn định dưới tỏc dụng của súng và đẩy nổi của nước, dũng chảy [26]. Đỏ được xếp chặt theo lớp để
bảo vệ mỏi. Với loại kố này thường cú một số biểu hiện hư hỏng do lỳn sụt, chuyển vị xụ lệch, dồn đống trong khung bờ tụng cốt thộp. Hỡnh thức này đó
được sử dụng ở hầu hết cỏc địa phương, vật liệu hay dựng là đỏ hộc cú kớch thước trung bỡnh mỗi chiều khoảng 0,25m - 0,30m.
Ưu điểm của hỡnh thức này: Khi ghộp chốn chặt làm cho mỗi viờn đỏ hộc
được cỏc viờn khỏc giữ bởi bề mặt gồ ghề của viờn đỏ, khe hở ghộp lỏt lớn sẽ
thoỏt nước mỏi đờ nhanh, giảm ỏp lực đẩy nổi và liờn kết mềm dễ biến vị theo
Hỡnh 1.20: Kố bảo vệ mỏi bằng đỏ lỏt khan ở Hải Hậu-Nam Định
Bề mặt gồ ghề, độ nhỏm lớn làm giảm súng leo lờn mỏi và giảm vận tốc dũng rỳt. Về mặt kỹ thuật thỡ thi cụng và sửa chữa dễ dàng.
Nhược điểm: Khi nền bị lỳn cục bộ hoặc dưới tỏc dụng của súng dồn nộn, cỏc liờn kết do chốn bị phỏ vỡ, cỏc hũn đỏ tỏch rời nhau ra. Vỡ trọng lượng bản thõn quỏ nhỏ nờn dễ bị súng cuốn trụi. Khe hở giữa cỏc hũn đỏ khỏ lớn, vận tốc súng làm cho dũng chảy trong cỏc khe đỏ ộp xuống nền thỳc đẩy hiện tượng trụi đất nền tạo nhiều hang hốc lớn, sụt sạt nhanh, gõy hư hỏng đờ. b) Kố lỏt mỏi bằng đỏ xõy, đỏ chớt mạch
Hỡnh thức này đó được sử dụng ở Thỏi Bỡnh, Nha Trang,...với vật liệu là
đỏ hộc kớch thước trung bỡnh mỗi chiều khoảng 0,25 – 0,3m (tận dụng cả đỏ nhỏ) [26]. Hỡnh 1.21 là hỡnh thức kố đỏ xõy liền khối ở Thỏi Bỡnh tại nơi cú bói và rừng ngập mặn trước đờ.
- Kố lỏt mỏi bằng đỏ xõy: Đổ vữa lút nền và xõy từng viờn đỏ liờn kết thành tấm lớn cú chiều rộng 2m, tạo khớp nối bằng bao tải nhựa đường.
- Kố lỏt mỏi bằng đỏ chớt mạch: Xếp đỏ chốn chặt và đổ vữa chớt cỏc mạch phớa trờn.
Ưu điểm của hỡnh thức này: Liờn kết cỏc viờn đỏ lại với nhau thành tấm lớn đủ trọng lượng để ổn định, đồng thời cỏc khe hở giữa cỏc hũn đỏ được bịt kớn, chống được dũng xúi ảnh hưởng trực tiếp xuống nền.
Nhược điểm: Khi làm trờn nền đất yếu, lỳn khụng đều sẽ làm cho tấm lớn đỏ xõy, đỏ chớt mạch lỳn theo tạo vết nứt gẫy theo mạch vữa, dưới tỏc
động của dũng chảy trực tiếp xuống nền và dũng thấm tập trung thoỏt ra gõy mất đất nền gõy lỳn sập kố nhanh chúng. Khi thi cụng tại chỗ vữa xõy bị mặn xõm thực sẽ làm giảm cường độ của khối xõy.
c) Kố mỏi bằng bờ tụng
- Kố lỏt mỏi bờ tụng đổ tại chỗ [26]: Hỡnh thức này đó được sử dụng ở kố Hải Hậu - Nam Định, phỏ Tam Giang - Thừa Thiờn-Huế, Bàu Trú - Quảng Bỡnh. Bờ tụng tấm lớn đổ tại chỗ cú khớp nối với kớch thước và trọng lượng theo tớnh toỏn cho từng cụng trỡnh cụ thể, thường là lớn đủ trọng lượng chống súng, tuy nhiờn nếu nền lỳn khụng đều tấm bản dễ bị góy, sập gõy mất đất nền và do bờ tụng đổ tại chỗ bị mặn xõm thực nờn cường độ chịu lực kộm (hỡnh 1.22).
- Kố bờ tụng lắp ghộp tấm bản nhỏ, một mặt hỡnh vuụng: Tấm bờ tụng
đỳc sẵn chất lượng tốt, thi cụng nhanh, cú khe hở làm thoỏt nước mỏi đờ để
giảm ỏp lực đẩy nổi, nhưng tấm bản nhỏ khụng đủ trọng lượng và dễ bị búc ra khỏi mỏi (hỡnh 1.23) [26].
- Kố lỏt mỏi bờ tụng tấm lập phương: Cỏc khối cú kớch thước: (0,45 x 0,45 x 0,45)m, nặng 218kg và (0,53 x 0,53 x 0,53)m, nặng 328kg. Trọng lượng của khối bờ tụng lớn, bề dày lớn khụng bị gẫy nhưng thi cụng phải cú cần cẩu rất khú khăn (hỡnh 1.24) [26].
Hỡnh 1.23:
Kố bằng cấu kiện bờ tụng tấm nhỏ
Hỡnh 1.24:
Kố bằng cấu kiện bờ tụng khối lớn - Kố lỏt mỏi bờ tụng tấm lắp ghộp cú lỗ thoỏt nước: Đó được xõy dựng ở
Bầu Trú - Quảng Bỡnh. Kớch thước của tấm: (0,45 x 0,5 x 0, 5)m. Loại này cú
ưu điểm thoỏt nước mỏi đờ tốt, thi cụng nhanh, dễ sửa chữa nhưng dễ xúi đất nền dưới tỏc động của dũng chảy.
- Kố lỏt mỏi bờ tụng tấm lắp ghộp liờn kết một chiều: Do lắp ghộp cú ngàm nờn trọng lượng bản thõn được tăng lờn và chiều cú ngàm giảm đỏng kể
dũng xúi trực tiếp xuống nền, nhưng khụng cú khả năng liờn kết thành tấm
lớn nờn dễ bị súng búc ra khỏi mỏi.
- Kố lỏt mỏi bờ tụng tấm lắp ghộp cú ngàm hai chiều: Cấu kiện TAC-2 đó thi cụng ở Bầu Trú-Quảng Bỡnh, Ngọc Xỏ-Trỳc Lý-Quảng Bỡnh, Quảng Trị,
Xuõn Thủy-Nam Định, Đồ Sơn-Hải Phũng, Phỏ Đụng, Phỏ Cầu Hai-Thừa Thiờn-Huế, Hà Tĩnh...
Ưu điểm: Cú khả năng phõn bố lực xung, lực cục bộ cho cỏc cấu kiện bờn cạnh. Vỡ vậy giảm được hiện tượng lỳn sõu, cục bộ, đồng thời do nối với nhau bằng cỏc ngàm đối xứng dạng nờm hai chiều đan giằng vào nhau chặt chẽ đó tạo được một kết cấu như một tấm bản lớn và khớp nối dớch dắc hạn chế dũng xúi trực tiếp xuống nền.
Nhược điểm: Ban đầu cỏc loại TAC-2, TAC-3 chiều dày độ vỏt quỏ nhỏ
dễ bị gẫy, sứt mẻ trong quỏ trỡnh vận chuyển và thi cụng, vỡ vậy cỏc loại sau cú độ dày lớn hơn nờn khắc phục được nhược điểm này.
- Kố lỏt mỏi bờ tụng tấm lắp ghộp cú ngàm ba chiều TSC 178. Dạng kố này đó được thi cụng ở Hải Phũng, Nam Định hiện đang sử dụng loại bề dày 0,28 m. Hỡnh 1.25: Kố lỏt mỏi bằng cấu kiện TSC-178 Hỡnh 1.26: Kố bằng cấu kiện BT liờn kết 2 chiều Ưu điểm: Kết cấu cú ngàm 3 chiều lắp ghộp mềm thớch hợp với nền yếu, lỳn khụng đều vỡ cú khả năng tự điều chỉnh lỳn đồng bộ với nền. Ngàm liờn kết cú hỡnh dớch dắc kộo dài, nờn hạn chế nước xúi trực tiếp xuống nền, đồng thời liờn kết thành mảng cú chõn đế rộng, giảm đỏng kể ứng suất của trọng lượng mảng và ỏp lực súng xuống nền, hạn chế hiện tượng lỳn cục bộ của từng cấu kiện. Bề mặt cấu kiện được tạo mố nhỏm tiờu năng giảm chiều cao súng leo và vận tốc dũng rỳt.
Nhược điểm: Vỡ liờn kết mảng khi súng đó đỏnh bung thỡ bung cả mảng, cỏc cấu kiện trọng lượng nhỏ rời ra dễ bị cuốn trụi theo súng. Do liờn kết giữa cỏc cấu kiện rất khớt nờn khi nền lỳn sụt, mảng vẫn ổn định do vậy tạo hốc dưới nền, khú phỏt hiện. Một nhược điểm nữa là chỉ cú thể thi cụng thủ cụng nờn giỏ thành xõy dựng cao.
Cỏc hỡnh thức kố bảo vệ mỏi rất phong phỳ và đa dạng, nhưng việc ỏp dụng hỡnh thức nào thỡ căn cứ vào điều kiện tự nhiờn, kinh tế và xó hội của từng khu vực sao cho hệ thống kố đú hạn chếđược nhiều nhất nhược điểm và tận dụng được hết cỏc ưu điểm, đem lại lợi ớch lớn nhất.
1.3.2 Bảo vệ mỏi đờ phớa trong đồng
Mỏi trong đồng chủ yếu trồng cỏ bảo vệ mỏi, hoặc bờ tụng hoỏ phớa trờn
đỉnh đờ, phớa dưới trồng cỏ. Nhỡn chung vấn đề gia cường mỏi đờ trong đồng với đờ biển Việt Nam là chưa được chỳ trọng.
Kết quả thống kờ cho thấy Việt Nam cũng đó cú những nghiờn cứu đầu tư để đờ biển Việt Nam bền vững hơn. Cỏc cấu kiện TAC-2, TAC-3. TSC- 178, chõn kố lục lăng đó chứng minh điều này. Tuy nhiờn, hiện nay đờ biển Việt Nam phần lớn chỉ chống chọi được với giú bóo cấp 8. Nhiều tuyến đờ vẫn bị sụt sạt, mảng gia cố bị bong trúc khụng đảm bảo an toàn cho đờ. Tiếp theo sẽ phõn tớch chi tiết vấn đề gõy mất ổn định bảo vệ mỏi đờ biển.
1.4 Một số vấn đề gõy mất ổn định lớp bảo vệ mỏi đờ biển thường gặp 1.4.1 Cơ chế phỏ huỷđờ khi súng tràn 1.4.1 Cơ chế phỏ huỷđờ khi súng tràn
Hỡnh 1.27 mụ tả tỏc động của súng tràn với mặt cắt đờ biển (K.W.Pilarczyk-2006), phớa biển cú tải trọng của súng tỏc dụng lờn mỏi kố. Thõn đờ cú thể bị phỏ hỏng ở phớa biển do tỏc động của súng và ỏp lực thấm
đẩy ngược dưới đỏy viờn gia cố. Đỉnh đờ cú thể bị xúi bề mặt, lớp sột bọc ngoài thõn đờ cú thể bị xúi, trượt cục bộ do thấm hoặc trượt tổng thể cả mỏi. Vậy khi súng tràn, cả mỏi trong đồng và mỏi ngoài biển đều bị tỏc động.
Hỡnh 1.27: Cơ chế phỏ huỷđờ khi súng tràn (K.W.Pilarczyk-2006)
a) Tải trọng tỏc động lờn mỏi kố phớa biển
Quỏ trỡnh súng leo lờn, vỡ ra rồi rỳt xuống sẽ gõy ra cỏc ỏp lực nước
động tỏc dụng lờn đất thõn đờ và kết cấu kố. Cỏc lực thuỷđộng này bao gồm: Áp lực súng dương tỏc dụng lờn mỏi dốc làm thay đổi trạng thỏi của ứng suất của đất thõn đờ. Khi súng rỳt, mực nước bờn ngoài mỏi đờ hạ thấp, tạo ra sự
chờnh lệch ỏp lực nước bờn trong thõn đờ và mặt ngoài kết cấu kố - đú chớnh là ỏp lực súng õm đẩy lờn mặt đỏy kết cấu kố, cú xu thế kộo vật liệu đất ra ngoài gõy lỳn sụt thõn đờ. Cỏc đợt súng leo lờn và rỳt xuống liờn tục, ỏp lực thuỷ động tỏc dụng lệch tõm tạo ra động ngẫu lực làm bập bờnh kết cấu kố, trúc và moi đất thõn đờ [11], [42]. Khi súng đến gõy nộn bề mặt kố, nước theo cỏc khe trờn bề mặt kố thấm vào lớp đất thõn đờ. Khi súng rỳt, ỏp lực nước từ
trong thõn đờ hướng ra ngoài tạo thành lực đẩy ngược nõng viờn gia cố lờn, gõy dóo và biến dạng bề mặt kố (hỡnh 1.28)[42]. b D α Mực nước ngầm Dòng thấm đẩy ngược Lớp chống thấm Lớp lọc Vùng sóng vỡ Hỡnh 1.28: Lực tỏc dụng của súng lờn mỏi kố dạng tấm bờ tụng
b) Tớnh toỏn gia cố mỏi đờ
Ngoài cụng thức (1.1) của Pilarczyk (1990) một số tỏc giả khỏc cũng đưa cỏc cụng thức kinh nghiệm để tớnh toỏn ổn định cỏc cấu kiện gia cố.
(1) Tớnh trọng lượng viờn gia cố theo cụng thức Hudson [42] Cụng thức Hudson: cotgα Δ K H ρ W 3 D 3 s s 50 = (1.5) Trong đú: s
H : Chiều cao súng thiết kế (m);
s
ρ : Khối lượng riờng của vật liệu ( 3
/m
kg );
w
ρ : Khối lượng riờng của nước biển ( 3
/m kg ); ∆: Hệ số dung trọng ∆= −1 w s ρ ρ ; α: Gúc mỏi dốc; D
K : Hệ sốổn định tra bảng theo tài liệu [42].
(2) Tớnh kớch thước viờn gia cố theo cụng thức Van Der Meer [42]
Theo Thonpson và Shuttler (1975), một loạt cỏc thớ nghiệm đó được tiến hành tại Delft Hydraulics do Van Der Meer thực hiện. Cỏc thớ nghiệm
được tớnh toỏn bao gồm những cụng trỡnh với sự biến đổi của cỡ vật liệu và với cỏc điều kiện súng khỏc nhau. Điều kiện nước sõu [42]: + Trường hợp 1: Đối với súng đổ, hệ số súng vỡξ≤ (2 ữ 3) 5 , 0 2 , 0 18 , 0 50 2 , 6 − = ∆ m n s N S P D H ξ (1.6) + Trường hợp 2: Đối với súng dềnh, hệ số súng vỡξ≥ 3 5 , 0 2 , 0 13 , 0 50 cot 0 , 1 − = ∆ m n s g N S P D H ξ α (1.7) Điều kiện nước nụng [42]: + Đối với súng đổ: 5 , 0 2 , 0 18 , 0 50 % 2 =8,7 − ∆ m n N S P D H ξ (1.8)
+ Đối với súng dềnh 5 , 0 2 , 0 13 , 0 50 % 2 =1,4 − cot − ∆ m n g N S P D H ξ α (1.9)
Nhận xột: Trong khi chưa cú cỏc cụng thức của nghiờn cứu trong nước
để tớnh toỏn khối lượng và chiều dày của viờn gia cố bảo vệ mỏi, phải dựng cỏc cụng thức của nước ngoài, tuy nhiờn cần lưu ý cỏc điểm sau [11]:
- Cụng thức Hudson tớnh toỏn khối lượng viờn đỏ rời trong trường hợp thấm rất tốt. Vỡ vậy cụng thức này dựng tớnh toỏn cho cỏc đập phỏ súng, kố mỏ hàn tiếp xỳc với nước và chịu tỏc động trực tiếp của súng.
- Khi tớnh toỏn khối lượng và chiều dày lớp bảo vệ mỏi đờ kố bằng đỏ, cụng thức Pilarczyk cho kết quả hợp lý nhất.
- Khi bảo vệ mỏi bằng khối bờ tụng đỳc sẵn thỡ nờn sử dụng cụng thức của Van der meer [11].
1.4.2 Một số tồn tại kỹ thuật của kố bảo vệ mỏi đờ phớa biển và mất ổn định do xúi mỏi đờ trong đồng định do xúi mỏi đờ trong đồng
Hỡnh 1.29 thể hiện cỏc tấm lỏt mỏi của đờ bị lỳn sụt [42]. Vấn đề lỳn sụt mảng gia cố nếu loại trừ nguyờn nhõn do thi cụng kộm, thỡ cũng cú phần nguyờn nhõn do sự lụi cuốn vật liệu lọc bởi súng rỳt. Sự lụi cuốn vật liệu lọc ra ngoài chỉ xảy ra được nếu cú chuyển vị lớn của mảng gia cố dưới tỏc dụng của ỏp lực đẩy ngược từ trong thõn đờ khi súng rỳt. Vỡ vậy cần phải cú giải phỏp hạn chế chuyển vị của mảng gia cố, chống được sự đẩy ngược của ỏp lực nước phớa trong thõn đờ.
Hỡnh 1.30 cho thấy tỡnh trạng cỏc mảng gia cố bị bong trúc do súng ởđờ biển Nam Định [26]. Tỡnh trạng kỹ thuật này sẽ dẫn đến mất an toàn cho đờ biển. Nguyờn nhõn của việc bong trúc mảng gia cố là do trọng lượng viờn gia cố khụng đủ giữổn định.
Hỡnh 1.29:
Tấm lỏt mỏi đờ biển bị lỳn sụt
Hỡnh 1.30:
Tấm lỏt mỏi đờ biển bị bong trúc Hỡnh 1.31 thể hiện một đoạn đờ bị phỏ huỷ mảng gia cố phớa biển dẫn
đến phỏ huỷ đờ, phỏ huỷ nền đờ. Nền đờ bị súng xúi sõu, nờn phải gia cố lại nền bị xúi.
Hỡnh 1.32 cho thấy cỏc viờn gia cố bằng bờ tụng khụng đủ trọng lượng bị
súng cuốn trụi, vun đống lại trờn mỏi kố đờ biển Hải Hậu - Nam Định.
Hỡnh 1.31: Phỏ huỷ mỏi phớa biển dẫn
đến xúi hỏng nền đờ
Hỡnh 1.32: Cỏc viờn gia cố khụng đủ
trọng lượng
Hỡnh 1.33 thể hiện mỏi hạ lưu của một tuyến đờ địa phương bị súng tràn, toàn bộ mỏi đất phớa trong đồng đó bị phỏ hoại.
Hỡnh 1.34 là rónh xúi do mưa của một tuyến đờ, tuyến đờ này được đắp bằng đất cú hàm lượng cỏt cao, khi mưa nước tập trung thành dũng trờn mỏi
đờ và hỡnh thành rónh xúi. Tỡnh trạng này gặp ở rất nhiều tuyến đờ ở cỏc địa phương vựng Bắc Bộ.
Hỡnh 1.33: Mỏi đờ biển phớa đồng bị
súng tràn qua
Hỡnh 1.34: Đờ biển đắp bằng đất cú hàm lượng cỏt cao bị xúi hỏng Hỡnh 1.35 cho thấy viờn gia cố bị nhấc lờn khỏi mảng do ỏp lực đẩy ngược từ trong thõn đờ khi súng rỳt. Mảng gia cố bị ỏp lực đẩy ngược nờn cú chuyển vị lớn, một số viờn gia cố bị xụ lệch khụng trở lại được vị trớ ban đầu gõy róo mỏi kố.
Hỡnh 1.35: Viờn gia cố bị đẩy ngược
1.4.3 Sự phỏ huỷđờ biển do súng tràn
Đờ Hải Phũng được cứng hoỏ bề mặt đờ bằng bờ tụng để đảm bảo an toàn khi nước tràn, mỏi hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ (hỡnh 1.36). Nhưng thực tế qua trận bóo số 2 năm 2005, mỏi hạ lưu đờ bị phỏ huỷ toàn bộ khi súng tràn qua (hỡnh 1.37).
Hỡnh 1.36: Đờ biển Hải Phũng được cứng hoỏ bề mặt-chống súng tràn Hỡnh 1.37: Bóo số 2-2005 mỏi hạ lưu bị phỏ huỷ toàn bộ do súng tràn Vậy việc ỏp dụng giải phỏp bảo vệ khi đờ biển tràn nước là chưa đầy đủ và vấn đề là ỏp dụng chưa đồng bộ. Hỡnh 1.36 thể hiện vấn đề gia cường, bảo
