Chương 4: Hiện trạng tuyến đê nghiên cứu, kiến nghị giải pháp xử lý
4.2 Kiến nghị giải pháp xử lý
4.2.2 Giải pháp bảo vệ mái đê phía biển
4.2.2.1 Lát đá khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn.
- Phổ biến nhất vẫn là các hình thức bảo vệ mái bằng đá đổ, đá lát khan, cấu kiện bê tông đúc sẵn, cấu kiện bê tông lắp ghép với các dạng liên kết khác nhau. Đá hộc với kích thước xác định nhằm đảm bảo ổn định dưới tác dụng của sóng và đẩy nổi của nước, dòng chảy. Đá được xếp chặt theo lớp để bảo vệ mái. Với loại kè này thường có một số biểu hiện hư hỏng do lún sụt, chuyển dịch xô lệch, dồn đống trong khung bê tông cốt thép. Hình thức này đã được sử dụng ở hầu hết các tuyến đê biển.
+ Ưu điểm: khi ghép chèn chặt làm cho mỗi viên đá hộc được các viên khác giữ bởi bề mặt gồ ghề của viên đá, khe hở ghép lát lớn sẽ thoát nước mái đê nhanh, giảm áp lực đẩy nổi và liên kết mềm dễ biến vị theo độ lún của nền.
Bề mặt gồ ghề, độ nhám lớn làm giảm sóng leo lên mái và giảm vận tốc dòng rút. Về mặt kỹ thuật thì thi công và sửa chữa dễ dàng.
+ Nhược điểm: khi nền bị lún cục bộ hoặc dưới tác dụng của sóng dồn nén, các liên kết do chèn bị phá vỡ, các hòn đá tách rời nhau ra. Vì trọng lượng bản thân quá nhỏ nên dễ bị sóng cuốn trôi đất nền tạo nhiều hang hốc lớn, sụt sạt nhanh, gây hư hỏng cho đê.
- Cấu kiện bê tông tự chèn là dùng các cấu kiện bê tông có kích thước và trọng lượng đủ lớn đặt liên kết tạo thành mảng bảo vệ chống xói cho mái phía biển do tác động của sóng và dòng chảy. Để gia tăng ổn định và giảm thiểu kích thước cấu kiện người ta không ngừng nghiên cứu cải tiến hình dạng cấu kiện và liên kết giữa các cấu kiện bằng hình thức tự chèn. Kết cấu loại này dễ thoát nước, dễ biến dạng cùng với đê nên có độ ổn định của kết cấu tương đối cao.
- Các cấu kiện bê tông đúc sẵn có xu hướng chuyển từ dạng “bản” như đang được sử dụng phổ biến hiện nay sang dạng “cột” để tăng ổn định và dễ
sửa chữa khi có sự cố. Có rất nhiều dạng kết cấu bê tông gia cố, hình dạng của các kết cấu gia cố dựa trên tiêu chí liên kết mảng và giảm sóng.
Tính đến thời điểm hiện tại, gia cố mái đê biển bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn vẫn phổ biến nhất do các ưu điểm nổi trội về sự ổn định của mảng gia cố dưới tác động của sóng và dễ thi công thuận tiện cả dùng thi công cơ giới.
+ Ưu điểm: có khả năng phân bố xung lực cục bộ cho các cấu kiện bên cạnh. Vì vậy giảm được hiện tượng lún sâu cục bộ, đồng thời do nối với nhau bằng các ngàm đối xứng dạng nêm hai chiều đan giằng vào nhau chặt chẽ đã tạo được một kết cấu như một tấm bản lớn và khớp nối dích dắc hạn chế dòng xói trực tiếp xuống nền.
+ Nhược điểm: ban đầu các loại cấu kiện có chiều dày độ vát quá nhỏ dễ bị gãy, sứt mẻ trong quá trình vận chuyển và thi công, vì vậy các loại có độ dày lớn hơn nên khắc phục nhược điểm này.
Hình 4.5: Một số dạng cấu kiện bê tông lắp ghép 4.2.2.2 Gia cố mái đê bằng nhựa đường
Vật liệu này thường dùng kết hợp với vật liệu khác để gia cường, chẳng hạn nhựa đường xếp đá, nhựa đường xếp bê tông khối, đê biển của nhiều nước tiên tiến như Nauy, Ha Lan, Mỹ và một số nước khác.
4.2.2.3 Thảm bê tông
Các cấu kiện bê tông được nối với nhau tạo thành mảng liên kết. Các cấu kiện này liên kết với nhau bằng dây cáp, bằng các móc, giữa các cấu kiện thường đệm bằng cao su hoặc lấp đầy bằng sỏi, gạch, xỉ. Phải bố trí tầng lọc ngược giữa thảm bê tông với thân đê. Cấu kiện này thường xuyên được cải tiến về hình dạng và liên kết giữa các kiểu cấu kiện.
4.2.2.4 Thảm đá
Các rọ đá bằng thép bọc chất dẻo hoặc chất dẻo trong đựng đầy đá gọi là “thảm đá”. Thảm đá dùng để chống xói cho đê và bờ sông bờ biển do tác động của sóng và dòng chảy. Ý tưởng của kết cấu này là liên kết đá nhỏ lại thành khối lớn để sóng và dòng chảy không phá hỏng được.
4.2.2.5 Thảm bằng túi địa kỹ thuật chứa cát
Các túi địa kỹ thuật được bơm đầy cát đặt trên lớp vải địa kỹ thuật, liên kết với nhau thành một hệ thống gọi là thảm túi cát để bảo vệ mái dốc của đê, bờ sông, bờ biển.
Hình 4.6: Mô hình kè bằng túi địa kỹ thuật chứa cát
4.2.2.6 Hệ thống ống địa kỹ thuật chứa cát
Sử dụng ống địa kỹ thuật có đường kính từ 0.5m đến 2.5m, kích thước tùy thuộc vào yêu cầu của công trình. Chiều dày mỗi ống trung bình khoảng 60 – 100m. Định vị ống vào vị trí dự kiến sau đó bơm dung dịch tỷ lệ 1 phần cát 4 phần nước, cho đến khi ống đầy cát hoặc vữa xi măng. Hình thành mặt cắt đê biển hoặc kết cấu dự định xây dựng.
4.2.2.7 Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp
Sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp làm chức năng gia cố dạng đất có cốt, chức năng phân cách các lớp vật liệu có nhóm đường kính hạt khác nhau, gia cường làm nền khi đắp đê trên nền đất yếu. Như vậy tăng cường được ổn định tổng thể cho đê.
Vải địa kỹ thuật được dệt từ sợi tổng hợp có thể dùng làm tăng ổn định mảng gia cố mái đê, hoặc sợi tổng hợp dệt thành màng địa kỹ thuật làm chức năng chống thấm, chức năng phân cách giữa các lớp vật liệu. Nhìn chung với sự thay đổi về công nghệ vật liệu đã giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật, đảm bảo an toàn và ổn định lâu dài cho đê biển.