4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
2.3. Một số biện pháp mở rộng mặt đê kết hợp giao thông 1. Biện pháp đắp mở rộng mặt cắt đê
Đây là phương pháp khi mở rộng mặt cắt đê ta giữ nguyên phần thân đê, cao trình đỉnh đê cũ đã có, tiến hành đắp đất áp trúc về phía sông hoặc phía đồng.
Ở những nơi không gian rộng hình thức đắp mở rộng mặt cắt thường được áp dụng. Theo đó hình thức đắp mở rộng mặt cắt hiện đang áp dụng ở nước ta có 02 dạng:
- Đắp mở rộng mặt đê về phía sông.
- Đắp mở rộng mặt đê về phía đồng.
* Đặc điểm: khi sử dụng hình thức kết cấu mặt đê này cao trình đỉnh đê được giữ nguyên, đảm bảo cao trình chống lũ, thân đê và chân đê được đắp mở rộng, ứng suất phân bố đều trên nền, mặt đê có thể mở rộng theo nhu cầu phát triển kinh tế tại địa phương.
* Ưu điểm: Sử dụng vật liệu đắp đê tại địa phương, do phương án này khi đắp giữ nguyên cao trình đỉnh đê nên đảm bảo cao trình chống lũ, mặt đê có thể mở rộng theo nhu cầu phát triển kinh tế tại địa phương.
* Nhược điểm: Mặt cắt đê lớn, khối lượng công trình lớn nên chiếm nhiều diện tích chân đê. Với khối lượng đắp đất tương đối lớn nên phải chờ thời gian ổn định của phần thân đê mới, khi đổ bê tông mặt đê sẽ xảy ra hiện tượng lún, nứt không đều giữa phần đê cũ và đê mới đắp.
Một số dạng mở rộng mặt cắt đê thường gặp:
2.3.1.1. Đắp mở rộng mặt đê về phía sông
Dạng này thường được bố trí ở những nơi có lòng sông, bãi sông rộng.
Hình 2.1 Đắp mở rộng mặt cắt về phía sông
Điều kiện ứng dụng:
- Thường được thực hiện tại những nơi có lòng sông, bãi sông rộng, khi đắp áp trúc mái đê về phía sông không ảnh hưởng đến nhu cầu thoát lũ của lòng sông. Khi áp dụng dạng mặt cắt này phải xem xét đến Quy hoạch phòng lũ của từng địa phương.
- Hình dạng mặt cắt này phát huy hiệu quả hơn tại những địa phương có yêu cầu về lưu lượng giao thông lớn đi lại trên mặt đê.
Một số địa phương cũng đã áp dụng hình dạng mặt cắt này vào thực tế.
a. Công trình đã hoàn thành b. Công trình đang triển khai thi công Hình 2.2 Một số hình ảnh mở rộng mặt đê đã ứng dụng tại tỉnh Vĩnh Phúc
Đối với khu vực tỉnh Bắc Ninh, hệ thống lòng sông, bãi sông thường chật hẹp, một số vị trí lòng sông sát ngay chân đê gây nguy hiểm cho chân đê, phải gia cố bằng hệ thống kè lát mái. Theo Quy hoạch phòng, chống lũ cho các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2010-2015 và định hướng đến năm 2020 do Phòng TNTĐ Quốc gia về ĐLH Sông Biển - Viện Khoa học thuỷ lợi Việt Nam lập thì dạng mặt cắt này phù hợp với tuyến đê hữu Thái Bình nơi có những bãi bồi rộng, đảm bảo cho việc đắp mở rộng mặt cắt về phía sông.
2.3.1.2. Đắp mở rộng về phía đồng
Hình 2.3 Đắp mở rộng mặt cắt về phía đồng
Dạng này thường được bố trí ở những nơi có khu dân cư sinh sống ở xa chân đê.
Điều kiện áp dụng:
- Hình thức mặt cắt này thường được bố trí tại những địa phương có khu dân cư ở xa chân đê. Khi áp dụng hình thức này cần xét đến mật độ dân cư gần chân đê, tính toán cụ thể các phương án đền bù, giải phóng mặt bằng…
Một số địa phương cũng đã áp dụng hình dạng mặt cắt này vào thực tế.
Hình 2.4 Hình ảnh thi công mở rộng mặt đê tại tỉnh Ninh Bình
Đối với khu vực tỉnh Bắc Ninh, đa số hệ thống đê điều đi qua các khu vực có dân cư sinh sống, khi áp dụng hình dạng mặt cắt này sẽ dẫn đến việc đền bù giải phóng mặt bằng sẽ rất tốn kém. Theo quy hoạch của toàn tỉnh Bắc Ninh đã có các giải pháp di dân tái định cư cho các vùng dân cư sinh sống ven đê tuy nhiên các giải pháp này đang thực hiện. Chính vì vậy với hình dạng mặt cắt này chỉ phù hợp với tuyến đê tả Đuống nơi có khu dân cư sống xa khu vực chân đê.
2.3.2. Phương pháp hạ thấp cao trình mặt đê kết hợp tường chắn sóng Trong phương án này để mở rộng mặt đê đảm bảo yêu cầu giao thông và chống lũ, ta hạ thấp cao trình mặt đê, xây dựng tường chắn đảm bảo cao trình chống lũ.
Hình 2.5 Mặt cắt ngang đê khi hạ thấp cao trình và xây tường chắn
* Đặc điểm: khi lựa chọn phương án này do phần thân đê không phải đắp thêm vẫn là phần thân đê cũ nên đê luôn đảm bảo độ ổn định. Tuy nhiên bề rộng của mặt đê bị khống chế không thể mở rộng quá lớn khi địa phương yêu cầu cần bề rộng mặt đê lớn hơn.
* Ưu điểm: Do thân đê là thân đê cũ nên khi có lũ, bão mức độ ổn định của đê được đảm bảo hơn.
* Nhược điểm: Do bề rộng mặt đê là hạ thấp cao trình mặt mà thành nên chỉ được ở một mức nhất định không thể rộng hơn. Khi sử dụng hình thức này
phải sử dụng tường chắn phía sông, đảm bảo an toàn chống lũ nên giá thành thi công của phương án này cao.
* Điều kiện áp dụng: Đối với phương án mở rộng mặt đê bằng hình thức hạ thấp cao trình mặt đê, xây tường chắn đảm bảo chống lũ được áp dụng tại những địa phương có khu dân cư sinh sống gần sát chân đê, bãi sông, lòng sông hẹp không đủ điều kiện để thực hiện phương án đắp áp trúc mở rộng mặt đê.
Tại một số địa phương, hình thức kết cấu này cũng được áp dụng khá phổ biến.
a. Đê sông Hồng tại Hà Nội b. Đê hữu Đuống - Thuận Thành - BN Hình 2.6 Một số hình ảnh hạ thấp cao trình mặt đê, xây tường chắn sóng
Đối với tỉnh Bắc Ninh, hệ thống đê điều luôn đi qua các khu vực có dân cư sinh sống, việc áp dụng hình thức này là phù hợp. Tuy nhiên do khống chế về bề rộng mặt đê và về vấn đề giá thành nên trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh cũng chưa áp dụng nhiều. Hình thức mặt cắt này cũng đã được áp dụng tại tuyến hữu Đuống huyện Thuận Thành.
2.3.3. Phương pháp kết hợp hạ thấp cao trình mặt đê, làm tường chắn sóng và đắp mở rộng mặt đê.
Đây là phương pháp kết hợp của 2 phương pháp trên. Phương pháp này được áp dụng tại những địa phương yêu cầu mặt đê rộng đảm bảo cho giao thông tuy nhiên cũng phải đảm bảo yêu cầu chống lũ.
* Đặc điểm: Khi áp dụng phương pháp này có thể đảm bảo được yêu cầu của địa phương về bề rộng mặt đê. Tuy nhiên vừa phải đắp đất áp trúc, vừa phải xây tường chắn nên phương án này khá phức tạp và tốn kém.
* Ưu điểm: Bề rộng mặt đê có thể mở rộng tuỳ theo yêu cầu phát triển kinh tế của từng vùng.
* Nhược điểm: Do thân đê vẫn phải đắp áp trúc thêm nên khi cứng hoá mặt đê sẽ dễ xảy ra hiện tượng lún, nứt không đều giữa phần đê cũ và đê mới đắp Khi áp dụng phương pháp này phải sử dụng tường chắn phía sông đảm bảo an toàn chống lũ vừa phải đắp áp trúc mở rộng mặt đê nên giá thành thi công của phương án này sẽ rất cao.
* Điều kiện áp dụng: Phương án trên được áp dụng cho những địa phương có khu dân cư sinh sống gần chân đê, bãi sông, lòng sông không rộng, yêu cầu về phát triển kinh tế cần bề rộng mặt đê phải rộng. Với những yêu cầu đặt ra như vậy hình thức kết cấu này cũng đã được áp dụng tại đê sông Hồng thành phố Hà Nội.
Hình 2.7 Đê sông Hồng - Hà Nội 2.4. Các dạng tường kè chắn sóng
Như đã trình bày ở trên tác giả đã đưa ra một số phương án mở rộng mặt đê kết hợp phòng lũ và giao thông. Trong đó khi triển khai phương án mở
rộng mặt đê bằng hình thức hạ thấp cao trình, xây tường chắn sóng đảm bảo chống lũ thì việc lựa chọn hình thức và kết cấu tường chắn phù hợp đảm bảo điều kiện kinh tế, kỹ thuật là một điều hết sức cần thiết. Sau đây tác giả đưa ra một số dạng tường chắn sóng đã được áp dụng.
2.4.1. Tường bê tông cốt thép
Đây là loại tường thường được áp dụng trên những đoạn đê biển, trên những đập dâng khi phải chịu áp lực sóng tương đối lớn. Đặc điểm của loại tường này là chiều dầy kết cấu tương đối mỏng, ít chiếm chỗ bề mặt đê khả năng chịu lực và chống thấm tốt, tuổi thọ cao. Về hình dạng kết cấu rất phong phú, có thể thẳng hay lượn cong tùy theo yêu cầu mỹ thuật.
2.4.2. Tường gạch xây
Đây là loại tường được áp dụng khá lâu ở nước ta. Đặc điểm của loại tường này là không chịu được áp lực nước lớn, chiều cao xây tường thấp, nếu xây cao thì chiều rộng tường lớn và phải gia cố, tường thường xây theo kiểu giật cấp, khi xây loại tường này thường có đắp thêm một lớp đất bảo vệ phía sông. Tuổi thọ của loại tường này thấp hơn loại tường bằng bê tông cốt thép và thường xuyên bị xâm phạm bởi các động vật chăn thả trên đê. Chính vì thế loại tường này hiện nay ít được áp dụng.
2.4.3. Tường đá xây
Loại tường cũng hay được áp dụng ở nước ta, tuy nhiên cũng giống như tường gạch thì chiều dầy kết cấu tương đối lớn, khả năng chịu lực và chống thấm kém, tuổi thọ tuy cao hơn tường gạch xây nhưng thấp hơn loại tường bê tông cốt thép. Về hình dạng kết cấu, tường thường được xây vát, đỉnh tường thường có kích thước 30-60cm, càng xuống chân thì chiều dầy tường càng lớn, vì vậy tường càng cao thì khối lượng xây đá càng lớn.
Ngoài những loại kết cấu tường kè nêu trên, hiện nay trên thế giới và trong nước còn có một số dạng kết cấu tường kè chắn sóng khác, tuy nhiên do
thời gian và phạm vi của luận văn không cho phép, tác giả đi sâu vào đánh giá, nghiên cứu 2 dạng kết cấu tường kè, đó là tường kè bằng đá xây và tường kè bằng bê tông cốt thép từ đó lựa chọn được kết cấu tường kè hợp lý khi sử dụng phương án hạ thấp mặt đê, xây tường chắn sóng đảm bảo cao trình chống lũ.
2.4.4. Lựa chọn kết cấu tường kè chắn sóng 2.4.4.1. Tường kè bằng đá xây
Ưu điểm: Giá thành rẻ, thời gian thi công nhanh.
Nhược điểm: Kích thước lớn, tuổi thọ công trình không cao, khi có nước lũ cao ngâm lâu, nước sẽ ngấm vào tường kè qua các mạch vữa, gây hư hỏng và làm giảm độ bền công trình.
2.4.4.2. Tường kè bằng bê tông cốt thép
Ưu điểm: Tuổi thọ công trình cao, ngăn nước tuyệt đối, kích thước nhỏ, đảm bảo về mặt mỹ thuật.
Nhược điểm: Giá thành cao, biện pháp thi công phức tạp và thời gian thi công thường dài.
2.4.4.3. Phân tích, đánh giá và lựa chọn
Qua những phân tích định tính ở trên cùng với những điều kiện kinh tế, xã hội của vùng được tuyến đê hữu Cầu bảo vệ, tác giả lựa chọn hình thức kết cấu tường kè bằng bê tông cốt thép khi thực hiện phương án hạ thấp mặt đê, xây tường kè chắn sóng đảm bảo cao trình chống lũ.
2.5. Phương pháp tính ổn định đê