Thảm đỏ hộc
Thảm đỏ hộc là loại thảm đỏ cú vỏ ngồi là lưới thép, thép mạ kẽm hoặc thép mạ kẽm bọc nhựa (PVC), lừi là đỏ hộc. Mắt lưới của thảm cú kớch thước khỏc nhau, tựy thuộc vào yờu cầu. Kớch thước của thảm cú chiều dày khoảng 0,30 đến 0,50 m, chiều rộng thường là 2m và chiều dài từ 5 đến 10 m tựy theo năng lực của thiết bị thả thảm
xuống lũng sụng. Hiện nay cú rất nhiều doanh nghiệp trong nước sản xuất loại lưới thép cho thảm đỏ. Thảm đỏ hộc thường được gia cố mỏi bờ sụng bằng cỏch thả trong mụi trường nước bằng thiết bị chuyờn dựng (cú hệ thống cỏp định vị, thợ lặn kiểm tra). Phớa mặt dưới của thảm thường là một lớp vải địa kỹ thuật. Lớp vải địa kỹ thuật thường trải và ghim trong mụi trường nước bằng thiết bị chuyờn dựng (cũng cú hệ thống cỏp định vị, thợ lặn kiểm tra). Dưới lớp vải địa kỹ thuật thường là mỏi dốc tự nhiờn của bờ sụng hoặc mỏi dốc đĩ được thả bao tải cỏt tạo mỏi đủ độ ổn định. Với ưu điểm về khả năng chống xúi, dễ triển khai trờn diện rộng, mềm dẻo, chống lỳn khụng đều tốt, thảm đỏ hộc được ứng dụng ở hầu hết cỏc cụng trỡnh bảo vệ bờ sụng kờnh rạch trờn hệ thống sụng Cửu Long và Sài Gũn – Đồng Nai. Hỡnh 2.58 và hỡnh 2.59 thể hiện cụng nghệ thi cụng thảm đỏ hộc ở một số cụng trỡnh kố.
Thi cụng thảm đá hộc phần trờn cạn ở
cụng trỡnh kố Vĩnh Long Thi cụng thảm đá hộc phần dưới nước ở cụng trỡnh kố Tõn Chõu Hỡnh 2.58. Thi cụng thảm đá hộc trờn cạn và dưới nước
Sử dụng cỏc loại cừ PVC và cừ bờ tụng ứng suất trước
+ Cừ bản nhựa PVC
Cừ bản nhựa đĩ được sử dụng rộng rĩi tại Mỹ và Hà Lan, đỏp ứng cỏc chỉ tiờu kinh tế, kỹ thuật và thay thế hiệu quả cỏc loại cừ bản sắt, cừ bản gỗ, cừ bản bờ tụng. Cụng ty Ứng dụng kỹ thuật và sản xuất (TECAPRO) thuộc Bộ Quốc Phũng đĩ nghiờn cứu và ứng dụng thành cụng cừ bản nhựa (PVC) (xem hỡnh 2.60). Hỡnh 2.61 thể hiện một dạng kết cấu cừ bản nhựa được ỏp dụng để bảo vệ bờ sụng.
Cừ bản nhựa PVC Dõy chuyờ̀n sản xuất cừ PVC tại cụng ty TECAPRO
Hỡnh 2.60. Cừ bản PVC và dõy chuyờ̀n sản xuất
Hỡnh 2.61. Ứng dụng cừ bản nhựa trong bảo vợ̀ bờ sụng
+ Phạm vi ứng dụng của cừ PVC
- Chống sạt lở bờ ao, hồ, kờnh rạch, sụng, biển, đờ bao ...;
- Bảo vệ chống thấm, chống xúi mũn cỏc cụng trỡnh dưới nước, đặc biệt hiệu quả trong điều kiện dũng chảy xiết, nước mặn, nước nhiễm phốn;
- Tường chắn đất trong thi cụng hố múng cỏc cụng trỡnh xõy dựng, tường võy hố múng chõn cầu;
- Đập ngăn mặn, đờ ngăn lũ lụt, hồ nuụi tụm, hồ xử lý chất thải; - Tường chắn súng biển trong cỏc cảng neo đậu …
+ Ưu điểm của cừ PVC
Cừ bản nhựa được sản xuất từ PVC biến tớnh, được nghiờn cứu chế tạo đỏp ứng cỏc yờu cầu sử dụng trong điều kiện mụi trường Việt Nam:
- Bền với thời tiết: khụng bị lĩo hoỏ do bức xạ mặt trời, oxy, ozon, ổn định nhiệt; - Kết cấu cừ tối ưu, cú cỏc gõn gia cường tăng độ bền kết cấu;
- Khụng bị ăn mũn bởi nước mặn, phốn và hoỏ chất;
- Khỏng được nấm mốc và cụn trựng, an tồn về mụi trường; - Độ bền cơ lý cao;
- Dễ thi cụng, lắp đặt nhanh, vận chuyển gọn nhẹ. + Thụng số kỹ thuật của cừ PVC
Thụng số kỹ thuật của một số loại cừ PVC được thống kờ trờn bảng 2.1.
Bảng 2.1. Một sụ́ thụng sụ́ cơ bản của cừ bản nhựa PVC
STT TấN THễNG SỐ ASTM ĐƠN VỊ ĐO CBN4 CBN5
1 Kớch thước ngang mm 204 254 2 Kớch thước dài mm 305 457 3 Tỷ trọng D 792 g/cm3 1.41 1.41 4 Độ dày mm 6.50 10.0 5 Độ bền kéo D 638 N/mm2 42.1 42.5 6 Độ bền uốn D 790 N/mm2 68.2 70 7 Độ bền va đập D 256 KJ/m2 13.0 15.0 8 Độ bền nén D 695 N/mm2 78.3 80.5 9 Moment uốn lớn nhất cho phép KN.m/m 20.1 (K=3) 31 (K=2) 10 Độ cứng ISO868-1978 Shore D 80 80 11 Thơi gian sử dụng
ngồi trời >20 năm >20 năm
+ Cừ bờ tụng ứng suất trước
Trong cỏc cụng trỡnh như bến cảng, đập, đờ, kố bờ chống xúi lở, người ta hay sử dụng nhiều loại cừ khỏc nhau như cừ gỗ, cừ thép, cừ bờ tụng cốt thép. Tuy nhiờn, cỏc kết cấu này cú độ bền khụng cao, do gỗ bị mục, thép và bờ tụng cốt thép bị rỉ, ăn mũn bởi mụi trường. Khắc phục những nhược điểm đú, tập đồn PS Nhật Bản đĩ nghiờn cứu ứng dụng loại cừ bờ tụng ứng suất trước (hay cũn gọi là cừ vỏn dự ứng lực). Cụng ty Xõy dựng và Kinh doanh Vật tư (Bộ Giao thụng vận tải) đĩ tiếp nhận cụng nghệ này và đĩ từng bước đẩy mạnh việc ứng dụng vào cỏc cụng trỡnh thực tế tại Việt Nam trong cỏc lĩnh vực Giao thụng, Thủy lợi, trong cỏc cụng trỡnh như tường chắn đất, bờ kố sụng, kờnh, biển… Cụng ty cổ phần Bờ tụng Chõu Thới cũng ỏp dụng cụng nghệ sản xuất cừ dạng này. Cho đến nay, cú khỏ nhiều cụng trỡnh ứng dụng cừ bờ tụng dự
ứng lực như: cụng trỡnh kờnh dẫn nước vào nhà mỏy nhiệt điện Phỳ Mỹ 1, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu; cụng trỡnh kố thị xĩ Rạch Giỏ, tỉnh Kiờn Giang; cụng trỡnh kố bờ biển Gành Hào, tỉnh Bạc Liờu và hàng loạt cỏc cống ngăn mặn giữ ngọt khỏc. Một số hỡnh ảnh ứng dụng cừ bờ tụng dự ứng lực thể hiện trờn hỡnh 2.62. Cừ bờ tụng dự ứng lực cú một số ưu điểm sau:
+ Cường độ chịu lực cao với tiết diện dạng súng và đặc tớnh dự ứng lực làm tăng độ cứng và khả năng chịu lực của cừ;
+ Chất lượng được bảo đảm do được sản xuất bằng quy trỡnh cụng nghệ tiờn tiến theo tiờu chuẩn JIS A5354 của Nhật Bản, chống được ăn mũn trong mụi trường mặn, khụng bị oxy và clo hoỏ;
+ Cú thể ngăn nước, chống thấm bằng với Joint chế tạo bằng vật liệu chống thấm mới Vinyl Chloride;
+ Do cường độ cao, cừ cú trọng lượng nhẹ, dễ chuyờn chở, thi cụng chớnh xỏc với cỏc chủng loại cú quy cỏch và kớch thước khỏc nhau, đỏp ứng nhu cầu của thị trường.
Tuy nhiờn, giỏ thành của cừ bờ tụng dự ứng lực hiện nay cũn đang khỏ cao, khụng phải chỉ là giỏ thành vật liệu mà là giỏ thành thi cụng, do phải thi cụng bằng thiết bị chuyờn dụng, khụng phổ biến. Hiện nay đang cú những nghiờn cứu thử nghiệm đúng cừ này bằng cỏc loại bỳa thụng dụng khỏc để giảm giỏ thành, đẩy nhanh tiến độ thi cụng cụng trỡnh.
Thi cụng cừ dự ứng lực tại kờnh dẫn
nhà máy nhiợ̀t điợ̀n Phỳ Mỹ 1 Cừ bờ tụ́ng dự ứng lực tại cụng trỡnh kố Rạch Giá, Kiờn Giang
Cứng hoỏ nền đất yếu bằng cọc vụi và cọc xi măng
* Tỡnh hỡnh sử dụng cọc vụi và xi măng trờn thế giới
- Thời cổ La Mĩ người ta đĩ dựng vụi để gắn kết cỏc khối đỏ lớn;
- Ở Liờn Xụ cũ, từ năm 1925 người ta dựng vụi tụi để cải tạo đất nền nụng. Đến năm 1954 vụi sống đĩ được sử dụng để xử lý nền. Năm 1973 ở Buston, đường kớnh hố khoan cột vụi sống 50 cm đĩ ỏp dụng xử lý cho lớp bựn sét sõu 30 m. - Ở Mỹ, từ năm 1954, vụi sống bắt đầu được nghiờn cứu và đến năm 1960 tại Mỹ
và Đức, cỏc thử nghiệm đường kớnh hố khoan cột vụi sống là 10 cm xử lý cho mặt sõu 1 m.
- Ở Nhật ỏp dụng năm 1961 và năm 1974 đĩ trở nờn phổ biến với cỏc thiết bị thi cụng chuyờn dựng. Cụng nghệ phun trộn khụ hồn tất vào năm 1980.
- Cỏc nước khỏc cũng sử dụng cụng nghệ này như Thụy Điển (1974), Ấn Độ (1976), Phần Lan (1983), Phỏp (1987, Na Uy (1990)… (hỡnh 3.23, 3.24)
- Từ những năm 1990 đến nay, cụng nghệ này đĩ được sử dụng rất nhiều trờn thế giới. Nhiều cụng ty, hiệp hội xõy dựng, cỏc viện nghiờn cứu, phũng thớ nghiệm trờn cỏc quốc gia kể trờn đĩ cú những tổng kết, hội nghị, nghiờn cứu liờn quan về cụng nghệ này.
* Tỡnh hỡnh sử dụng cọc vụi và xi măng ở Viợ̀t Nam
- Từ thời xa xưa, ụng cha ta đĩ biết trộn vụi với đất bựn, rơm rạ, đắp vào phờn tre, nứa để tạo thành những bức tường (vỏch) đất.
- Vài năm gần đõy, cụng nghệ cọc ximăng được ứng dụng bước đầu để gia cố cho nền đất dưới cỏc bồn chứa ở ĐBSCL, đĩ cú những kết quả đỏng khớch lệ. Trờn cơ sở đú, đĩ cú cả đề tài nghiờn cứu về vấn đề này.
Việc thiết kế múng mềm trờn cỏc khu vực đất yếu cho cỏc cụng trỡnh lớn cho phép chuyển vị lỳn lõu dài cần phải kết hợp phương phỏp xử lý múng bằng cọc đất - xi măng với chất tải nén trước. Về hiệu quả kinh tế: nếu sử dụng phương phỏp cọc bờ tụng ép hoặc cọc khoan nhồi thỡ rất tốn kém do tầng đất yếu bờn trờn dày gần 30m. Sử dụng phương phỏp cọc - đất xi măng tiết kiệm cho mỗi múng xi lụ khoảng 600 triệu đồng. Phương phỏp xử lý đất yếu bằng cọc đất - xi măng sử dụng cho đất yếu cú kết hợp gia tải nén trước là phự hợp và nhất là trong đất yếu cú xen kẹp cỏc lớp cỏt mịn như khu vực Trà Núc. Tuy nhiờn cần phải theo dừi và nghiờn cứu để đưa ra phương phỏp tớnh toỏn hợp lý trong thiết kế.
Đối với cỏc cụng trỡnh kố bảo vệ bờ, cú thể ỏp dụng cụng nghệ này, do bựn sét là một loại đất yếu cho nờn khi chịu tỏc động của dũng chảy, súng giú đủ mạnh, đất thường xẩy ra cỏc hiện tượng như: sạt lở, rửa trụi … Bởi vậy để tăng khả năng chịu tải của đất nền, đất đắp cũng như làm giảm tốc độ xúi lở của cỏc tuyến đờ, đập, bờ kố … việc cải tạo đất này là cần thiết.
Hỡnh 2.63. Thiết bị khoan phun xi măng vào đất vào đất
Hỡnh 2.64. Lưỡi khoan trộn xi măng vào đất đất
Gia cố nền bằng khoan phụt vữa cỏt ỏp lực cao
Hiện nay cú biện phỏp xử lý nền đất yếu là khoan phụt vữa xi măng - cỏt nhằm cố kết đất, tăng sức chịu tải của đất. Theo những nhận định ban đầu, vữa xi măng - cỏt cú cấp phối tốt hơn xi măng thường và giỏ thành rẻ hơn so với cụng nghệ phun xi măng thuần tỳy. Cụng nghệ này đang được ứng dụng thử nghiệm tại một số cụng trỡnh và vẫn cũn tiếp tục nghiờn cứu.
2.5.3. Cỏc giải phỏp cụng trỡnh chủ động
Giải phỏp cụng trỡnh chống xúi lở bờ sụng, cú thể xõy dựng cỏch xa hay ngay khu vực bờ sụng bị sạt lở như kờnh phõn dũng, mỏ hàn, đập thuận dũng, đập khúa, phao lỏi dũng … tỏc động trực tiếp vào dũng chảy làm thay đổi hướng, kết cấu và độ lớn vỡ thế được gọi là giải phỏp cụng trỡnh chủ động. Kờnh phõn dũng cú tỏc dụng phõn bớt dũng chảy vào kờnh, dũng chảy qua khu vực bờ lở vỡ thế giảm đi. Kờnh thường được đào phớa bờ lồi, cửa vào kờnh thuận dũng, nằm phớa thượng lưu khu vực xúi lở bờ. Thi cụng kờnh chỉ cần khơi dũng sau đú dũng chảy tự mở rộng mặt cắt.
Mỏ hàn là loại cụng trỡnh được sử dụng rộng rĩi nhất trong chỉnh trị sụng. Mỏ hàn cú tớnh năng thu hẹp lũng sụng, điều chỉnh dũng chảy, bảo vệ bờ, bao gồm 3 bộ phận: mũi, thõn và gốc. Gốc mỏ hàn nối với bờ, mũi nhụ ra ngồi lũng sụng, vị trớ mũi mỏ hàn là biờn giới hạn tuyến chỉnh trị.
Căn cứ vào mức độ ảnh hưởng của mỏ hàn đối với dũng chảy chia ra mỏ hàn dài và mỏ hàn ngắn. Mỏ hàn dài cú tỏc dụng thu hẹp lũng sụng, làm thay đổi vị trớ của trục động lực, cũn mỏ hàn ngắn chỉ để đún đỡ chủ lưu, bảo vệ bờ bĩi. Sự phõn chia này khụng cú tiờu chuẩn thống nhất. Gọi chiều dài mỏ hàn là LMH, theo Altunin S.T với:
LMH > 0,33 By cosα được gọi là mỏ hàn dài, LMH < 0,33 By cosα thuộc loại mỏ hàn ngắn,
trong đú By là chiều rộng lũng sụng ổn định, α là gúc giữa trục mỏ hàn và phương dũng chảy.
Ngồi ra cũn cú thể phõn loại mỏ hàn theo gúc nghiờng hay so sỏnh cao trỡnh đỉnh mỏ hàn với mực nước dõng bỡnh thường người ta chia ra mỏ hàn nổi và mỏ hàn chỡm. Hiện nay vật liệu làm mỏ hàn thụng dụng nhất là đỏ đổ, bao tải cỏt cựng lớp rọ đỏ bảo vệ hay hàng cọc bờ tụng đúng xuống lũng dẫn.
Đập thuận dũng là cụng trỡnh theo phương dọc cú chức năng thu hẹp lũng sụng, điều chỉnh hướng dũng chảy, điều chỉnh đường bờ. Đập thuận dũng thường bố trớ tại đoạn quỏ độ cú dũng chảy phõn tỏn, vựng phõn lưu và hợp lưu của đoạn sụng phõn lạch đuụi bờ lừm và vựng cửa sụng.
Phao lỏi dũng cú tỏc dụng lỏi dũng chảy, ngăn dũng chảy cú vận tốc lớn tỏc động trực tiếp vào khu vực bờ lở. Phao lỏi dũng là một loại cụng nghệ mới cú nhiều ưu điểm, cú khả năng sử dụng nhiều lần, ở nhiều vị trớ vỡ khả năng thỏo lắp dễ dàng.
2.5.3.1. Phõn tớch đánh giá các cụng trỡnh chủ động đĩ xõy dựng
Như đĩ nờu ở chương 2, cụng trỡnh bảo vệ bờ trờn hệ thống sụng Cửu Long và Sài Gũn - Đồng Nai cho đến nay chủ yếu vẫn là cụng trỡnh dạng bị động. Cú một vài cụng trỡnh dạng chủ động hoặc kết hợp chủ động và bị động đĩ được xõy dựng và cần phõn tớch hiệu quả, tỏc động của chỳng để rỳt kinh nghiệm cho cỏc cụng trỡnh chỉnh trị sụng trong tương lai.
a. Cụng trỡnh mỏ hàn cọc thượng lưu cầu Mỹ Thuận – sụng Tiờ̀n
Hệ thống cụng trỡnh kố mỏ hàn cọc ở thượng lưu cầu Mỹ Thuận bao gồm 12 mỏ hàn bằng cọc BTCT cú thể cho nước chảy qua. Một số thụng số thiết kế của hệ thống mỏ hàn này như sau:
- Chiều dài mỏ hàn: 100 m;
- Khoảng cỏch cỏc mỏ hàn: 200 m; - Khoảng cỏch giữa cỏc cọc: 1.125 m; - Tiết diện cọc: 0.45 *0.45 m2
;
- Khe hở trung bỡnh giữa cỏc cọc: 0.675 m; - Chiều sõu đúng cọc dưới đỏy sụng: 5ữ 13 m; - Chiều cao cọc nhụ lờn tớnh từ đỏy sụng: 5 ữ 10 m; - Cao trỡnh đỉnh cọc cao nhất ở thõn mỏ hàn: -5.0 m. - Mực nước thấp nhất: -1.61m.
Mặt bằng bố trớ cỏc mỏ hàn ngầm ở cụng trỡnh bảo vệ bờ thượng lưu cầu Mỹ Thuận trỡnh bày trờn hỡnh 2.65. Mặt cắt dọc mỏ hàn (cũng là mặt cắt ngang sụng) trỡnh bày trờn hỡnh 2.66.
Hỡnh 2.65. Mặt bằng bụ́ trớ mỏ hàn cọc chảy luồn bảo vợ̀ bờ thượng lưu cầu Mỹ Thuận
Hỡnh 2.66. Mặt cắt dọc mỏ hàn cọc sụ́ 5 và sụ́ 6 - kố mỏ hàn bảo vợ̀ bờ thượng lưu cầu Mỹ Thuận, tỉnh Tiờ̀n Giang
Hỡnh 2.67 sơ họa hệ thống mỏ hàn cọc chảy luồn và hướng của dũng chảy do mỏ hàn tỏc động. Ngoại trừ một phần dũng chảy xuyờn qua khe hở giữa cỏc cọc của mỏ hàn (mũi tờn nét đứt), hệ thống mỏ hàn này cũng giống hệ thống mỏ hàn cứng (khụng cho nước xuyờn qua) cú tỏc động điều chỉnh, đẩy hướng dũng chảy ra xa bờ sụng (mũi tờn nét liền), giảm được vận tốc dũng chảy sỏt bờ và giảm được xúi lở bờ sụng. Hệ thống này cũng cú thể tạo ra khu vực bồi lắng bựn cỏt giữa cỏc mỏ hàn, do vận tốc ở khu vực này giảm. Tuy vậy, cần phải cú số liệu khảo sỏt địa hỡnh ở khu vực này để xem xét hiệu quả vấn đề bồi lắng. Nếu được ỏp dụng ở cỏc khu vực cú bựn cỏt nhiều như ở cỏc sụng miền Trung, bồi lắng cú khả năng đạt hiệu quả cao hơn, giống