Chương 4: Hiện trạng tuyến đê nghiên cứu, kiến nghị giải pháp xử lý
4.2 Kiến nghị giải pháp xử lý
4.2.1 Giải pháp giữ ổn định cho nền đê
Hệ thống đê biển Bình Minh bao gồm 3 tuyến đê là Bình Minh 1, Bình Minh 2 và Bình Minh 3. Trong đó đê Bình Minh 1 và Bình Minh 2 đã thành đường dân sinh của các xã ven biển huyện Kim Sơn, do thời gian thi công hai tuyến đê cách đây đã khá lâu và trải qua các quá trình tu sửa, nâng cấp kiên cố hóa thành đường giao thông nên chúng khá ổn định. Vì vậy, trong luận văn chỉ đề cập đến tuyến đê Bình Minh 3, là tuyến đê vừa có nhiệm vụ ngăn nước mặn, lấn biển vừa là tuyến đường giao thông phục vụ đi lại của người dân quanh vùng. Trong những năm gần đây tuyến đê biển Bình Minh 3 đã được đầu tư, nâng cấp, mặt đê được trải bê tông dày, mái đê được lát đá và xếp bê tông.
Trên cơ sở cấu trúc nền đã phân chia, đưa ra một số kiến nghị xử lý để giữ ổn định lâu dài cho đê:
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên của cấu trúc nền kiểu I và kiểu II thấy tuyến đê vẫn đang trong quá trình lún cố kết, vấn đề này sẽ dẫn đến tình trạng hạ thấp mặt đê, ảnh hưởng đến việc ngăn nước biển nhất là khi nước biển dâng. Để khắc phục tình trạng này thì giải pháp đắp thêm đất cho đủ cao trình thiết kế được coi là phù hợp. Quá trình đắp thêm đất diễn ra theo lộ trình lún của thân đê thông qua hệ thống quan trắc lún. Vì tuyến đê là đường giao thông phục vụ đi lại cho người dân nên khi nâng cấp đê cần phải xem xét đến vật liệu sử dụng để đắp, phải phù hợp với tiêu chuẩn về nền đường giao thông nông thôn và kiên cố hóa mặt đê bằng bê tông là tốt nhất.
- Theo kết quả tính toán ổn định trượt của đê cho cả hai kiểu cấu trúc nền thì đê xảy ra hiện tượng trượt cục bộ ở một số đoạn phía hạ lưu (phía đồng), do dưới nền đê có lớp đất yếu bề dày lớn. Giải pháp xử lý được đưa ra là đắp bệ phản áp ở phía hạ lưu:
Bệ phản áp đóng vai trò là một đối trọng, tăng độ ổn định và cho phép đắp với các chiều cao lớn, do nó đạt độ lún cuối cùng trong một thời gian ngắn hơn. Bệ phản áp còn có tác dụng, chống sóng, chống thấm nước... So với việc làm thoải mái dốc taluy, với một khối lượng đất bằng nhau thì đắp bệ phản áp có lợi hơn do giảm được mô men của lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở chân taluy. Khi chiều rộng bệ phản áp tăng thì giá trị của hệ số an toàn F sẽ tăng lên. Chiều cao và chiều rộng bệ phản áp được xác định theo cường độ chống cắt, chiều dày của lớp đất và hệ số an toàn yêu cầu. Kích thước bệ phản áp thường lấy như sau:
+ Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao đắp trực tiếp giới hạn Hgh và nên từ 1/3 ÷ 1/2 chiều cao nền đắp chính.
+ Để tiết kiệm đất, chiều rộng bệ phản áp L có thể rút xuống bằng (2/3 ÷ 3/4) chiều dài trồi đất ứng với cung trượt nguy hiểm nhất (theo
kinh nghiệm của một số nước chiều rộng L không cần phải chùm kín hết chiều dài trồi đất này).
Bệ phản áp là giải pháp tăng độ ổn định của nền đắp chính nhưng cũng có thêm tác dụng là hạn chế thành phần lún do đất yếu bị đẩy ngang sang hai bên dưới tác dụng của tải trọng đắp chính.
- Cấu trúc nền kiểu II có lớp cát mịn, chặt phân bố ngay bên dưới của lớp đất yếu. Trong xây dựng các công trình đặt trên cấu trúc nền kiểu này thì tuơng đối tốt và ổn định vì bên dưới đất yếu là lớp cát chặt, cho phép đặt móng cọc trên nó. Nhưng việc thi công sẽ không hề đơn giản khi đào bỏ lớp phủ làm xuất lộ lớp cát sẽ gây ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm làm mất ổn định nền đê. Vì vậy, trước khi thi công đòi hỏi phải tính toán kỹ lưỡng và đưa ra giải pháp phù hợp xử lý hiện tượng cát chảy, xói ngầm. Giải pháp phổ biến hiện nay đang áp dụng là thiết kế các hố khoan thu nước, hệ thống giếng ở xung quanh công trình nhằm mục đích hạ thấp mực nước ngầm, giảm áp lực thủy động khắc phục hiện tượng cát chảy. Đối với khu vực hạ lưu và thượng lưu của đê tránh đào bới lớp phủ sẽ để lộ lớp cát bên dưới ảnh hưởng tới nền đê.
Bệ phản áp
Hình 4.2: Mô hình đắp bệ phản áp
Hình 4.3: Cát chảy gây ra hiện tượng hố tử thần
- Trước những biến đổi phức tạp của khí hậu toàn cầu và nước biển dâng, các hiện tượng mạch đùn, mạch sủi phát sinh với quy mô lớn và trên diện rộng sẽ gây nguy cơ vỡ đê. Nguyên nhân chính gây nên các hiện tượng này là do mực nước biển dâng cao, áp lực nước trong tầng chứa nước ở nền đê gia tăng vượt quá cột nước giới hạn, làm phá vỡ tầng bảo vệ. Biện pháp được sử dụng để khắc phục hiện tượng này là sử dụng giếng giảm áp là một trong những biện pháp kỹ thuật quan trọng để xử lý mạch đùn, mạch sủi, đảm bảo an toàn cho hệ thống đê
Hình 4.4: Hiện tượng mạch đùn, mạch sủi xuất hiện ở tuyên đê Bình Minh III