Trên th gi i có r t nhi u n c có b bi n dài. L i ích kinh t và qu c phòng c a bi n mang l i là r t l n. ê bi n có tính ch t r t quan tr ng trong vi c phát tri n kinh t vùng ven bi n nói riêng và toàn qu c gia nói chung.
M t s n c l n trên th gi i nh Anh, Nh t, Hàn Qu c, M ... r t quan tâm đ n v n đ phát tri n đê bi n và coi là chi n l c c a qu c gia trong đi u ki n bi n đ i khí h u nh hi n nay. c bi t m t s n c đê bi n còn g n li n v i l ch s phát tri n đ t n c nh Hà Lan. Hà Lan là m t qu c gia có 1/4 di n tích đ t n m d i m c n c bi n t 5-7m do v y đ phát tri n đ t n c thì nhu c u thi t y u là ch ng l i s xâm nh p c a bi n và m r ng di n tích đ t đai, ng i Hà Lan đã chi n đ u v i thiên nhiên b ng chính nh ng công trình đê bi n l n nh t th gi i và n i ti ng nh t th gi i, nh ng công trình đó đã g n li n v i s phát tri n c a đ t n c Hà lan. M t s đê l n bi n qua vùng bi n sâu sóng l n, nh công trình Tholense Gat, Krammer (Hà Lan) có đ sâu 20 – 22m. M i đây, Hàn Qu c đã hoàn thành xây d ng tuy n đê bi n t o h n c ng t t i khu v c Saemangeum, thu c t nh Jeolla, phía b c Hàn Qu c có chi u dài 33km trong đi u ki n biên đ tri u t 6-7m, chi u sâu m c n c bi n có ch t i 35 m. V i nh ng công trình l n nh v y nó đã t o ra m t b c đ t phá trong công tác chinh ph c thiên nhiên c a con ng i, t o ra các ý t ng m i và ti p t c thúc đ y s phát tri n v m t khoa h c k thu t công ngh .
T các lo i v t li u đ c s d ng đ b o v mái đê bi n có hi u qu đã
-17-
tr thành truy n th ng nh : đá h c x p, bê tông đ t i ch , c c bê tông d hình có k t c u khác nhau…là lo i l p b o v nhám có hi u qu tiêu sóng, h n ch chi u cao sóng leo. Vì v y, n u nh tr c đây, quan đi m thi t k đ i v i đê bi n ch xét đ n t i tr ng do sóng và đê đ c đ p đ đ cao an toàn thì các lo i l p b o v mái đê trên có th th a mãn đ c.
Tuy nhiên s ti n b v m t khoa h c công ngh đã giúp cho con ng i bi n nh ng đi u tr c đây ch là vi n t ng thành s th t. V i s phát tri n c a v t li u và s nghiên c u khoa h c các hình d ng, kích th c, quy mô công trình c ng nh đi u ki n thiên nhiên mà con ngu i đã nghiên c u đ a ra r t nhi u lo i hình k t c u đê bi n thích nghi v i t ng vùng và t ng đi u ki n công trình. H ng nghiên c u c a các n c trên th gi i là ph i x lý n n đê, nghiên c u thêm các công ngh v t li u đ t đ p có tr n ph gia vào đ t, s d ng đ t có c t, gia t i tr c, s d ng v t li u b o v mái đê, m t đê có đ b n, tu i th cao v.v… m t s n c tiên ti n trên th gi i nh Anh, M , c, Hà Lan ng i ta đã và đang s d ng lo i v t li u h n h p đá, cát, bitum (bitumen)- s n ph m t d u m ,lo i này có tên g i chung là asphalt đ gia c và b o v đê bi n do có nh ng tính n ng u vi t h n, đó là: kh n ng ch ng xâm th c trong môi tr ng n c bi n t t h n nhi u, kh n ng bi n d ng, đàn h i t t, có th thích ng m t cách m m d o v i nh ng bi n d ng, lún s t c a n n đê và thân đê, h n ch đ c nh ng lún s t, xói l c c b c a đê bi n, đ b n và tu i th cao, v.v…
Vì asphalt có nhi u u đi m nên t n m 1960 các n c Hà Lan, an M ch, c, Pháp, Nh t B n,...đã s d ng nó trong xây d ng công trình th y, đ c bi t là b o v mái đê bi n. Có th t ng k t s p x p lo i v t li u h n h p này thành 9 lo i, đ c ng d ng trong các đi u ki n và vùng khác nhau:
-18-
B ng 1.1: T ng h p lo i v t li u h n h p bitum, đ c tính k thu t và ph m vi áp d ng[14].
Lo i V t li u K t c u và đ c tính k thu t Áp d ng
1
L p r i h n h p
Bitum s n xu t
công nghi p
C u t o g m 1. l p gi y; 2. bitum; 3. l p t ng c ng (nh s i thép, dây đay..); 4.
bitum; 5. l p polyester; 6. bitum 7. l p v i plyethylene; 8. r c cát. Khi r i có th 1 đ n 2 l p, đ dày không quá 12mm. Kh i l ng đ n v 6-8kg/m2, tu thu c lo i đ t n n.
Lo i này m ng, kín n c, d tr i r ng, đ c gia c ng b ng geotextile, không th m n c, đ c ch t o s n và s d ng các tr c l n đ l p đ t. Chi u r ng t i đa 5m, chi u dày 5mm, tr ng l ng kho ng 5kg/m2.
Nh c đi m c a lo i này là:
- Th c v t d m c - D lún trên n n đ t
- S g n k t gi a các l p th ng không n đ nh
R i trên đ t y u. Dùng b o
v mái kênh, b o v b , b o
v xói lòng sông và mái
th ng l u đ p c a h ch a. R i trên mái d c có đ
d c 1:2.5
2 H n h p Asphalt
Tr n đ u h n h p đá, cát, b t đá, sau đó dùng bitum nóng l p kín l r ng. Lo i này
Gia c chân bãi đê. dày
-19-
nhi u đá dùng ch c c b nh chân kè, mái nh b o v . Có th thi công tr c ti p d i n c.
Th ng s d ng lo i đá đ ng kính 20/40mm (l n nh t là 60mm).chi m 60%
kh i l ng; v a bitum chi m 40%. (trong h n h p này có cát chi m 64%, b t đá 17%, bitum 19%).
có th dùng đ b o v b bi n, nh ng b ph n d c c a chân đ p, nh ng b ph n khó thi công b ng ph ng pháp khác, b o v đáy và mái nghiêng b ng p n c.
3
Th m h n h p
Asphalt
L p m ng 3 l p geotextile ph b m t t ng l p đá chèn asphalt, có th gia c ng thêm s l ng nh b t cao su. Nh ng k t c u h cho phép cây c m c t nhiên đ gi m xói. Ch u đ c sóng chi u cao đ n 0.3m và dòng t i 2.5 m/s. Có th cu n tròn v i chi u r ng 4.8m và chi u dài cu n 20m. Có th đ t trên ho c d i m c n c.
B o v nh ng n i m c xói nh b sông, h , thung l ng.
4 H n h p matit
H n h p đá ho c s i v i 60 - 90% b t matit . Rót n đ nh nhi t đ 140-180oC.
Lát b ng t m, trên ho c d i n c
1 2
-20-
T trên xu ng:
1. Matit
2. Matit + s i + đá
H n h p này g i chung là v a rót.
5
H n h p Asphalt
nghèo
H n h p cát m n và bitum (2-6% kh i l ng), không có b t m n. Tính th m nh cát. Hoà tr n cát và bitumd làm khi nóng ch y. Loai h n h p này ch ng xói t t, vì th cát ph i s ch. H n h p ít x y ra có l h ng. Ch dùng lo i bitum có đ c ng cao,.
ng d ng mái và chân đ p.
B o v xói.
D thi công n i c n s a ch a kh n c p.
6
H n h p V a- bitum
H n h p cát, b t m n và bitum theo t l 3:1:1. Rót d , đ linh ho t l n. Không th m, có th đ n thêm đá. Lo i này ph i đ c đ m ch t m c có đ r ng t 3-6%.
Dùng lo i này r t t t khi chèn trong l r ng c a đá h c x p. Có th s n xu t thành t ng t m l p ghép trên ho c d i n c. Dùng b o v đáy và chân kè. Thi công mái đê bi n chèn trong đá x p khan.
-21-
7
Chèn asphalt trong đá
x p khan
S p x p đá h c, r i asphalt (g m cát, đá, b t m n, bitum) r i đ m ch t. Có th b th m n c. Có th thi công mái 1:1.5.
Lo i này h p th sóng t t.
a) Chèn asphalt b m t
b) Chèn asphalt c c b
S d ng b o v b sông, b o v b bi n, mái đê bi n. B o v xói cho kè ch n sóng, b n c ng.
8 Bê tông
asphalt
- S n ph m t ng t nh bê tông asphalt dùng cho thi công đ ng giao thông.
- Thành ph n: đá d m 5-20mm, cát, b t đá, bitum, ph gia (có th s d ng trong nh ng tr ng h p đ c bi t).
S d ng b o v b sông, b o v b bi n, mái đê bi n, thi công m t đê k t h p đ ng giao thông.
9
S n ph m đ c bi t
M t lo i h n h p k t h p v i nhi u lo i v t li u khác phù h p yêu c u c a khách hàng, nh đó tính ch t lo i v t li u r t khác bi t. Ví d nó có th n ng h n ho c nh h n n u trong đó l a ch n c t li u phù h p.
Theo yêu c u đ t hàng
-22-
V thi t k : Các k t qu nghiên c u c a n c ngoài ch ra r ng, áp d ng v t li u h n h p s ch u đ c chi u cao sóng v i chi u dày t ng ng nh sau:
B ng 1.2:Ch tiêu thi t k t ng ng v i chi u cao sóng[14].
B ng 1.3:
Chi u cao sóng (m)
Chi u dày l p bê tông asphalt (m)
Chi u dày l p đá x p chèn asphalt (m)
Chi u dày l p asphalt cát (m) 2
3 4 5
0.10 0.20 0.30 0.40
0.20 0.40 0.65 0.90
0.40 0.80
V công ngh xây d ng: ã s d ng máy móc xây d ng hi n đ i, có nh ng công ngh m i khác v i công trình giao thông và dân d ng (hình 1.2).
Hình 1.2:
Hình 1.3: Thi công t i nh a mái đê n c ngoài.
ã có nhi u k t qu nghiên c u m i nh t nh ng n m g n đây trên th gi i s d ng v t li u h n h p bê tông asphalt ch u đ c l u t c c a dòng ch y nh sau: Asphalt nghèo (Lean Sand Asphalt - LSA) ch u đ c 3 m/s;
chèn asphalt l m t đá (Open Stone Asphalt – OSA) ch u đ c l u t c 6m/s trong 34 gi . N u đ dày 15 cm ch u đ c l u t c t 2,5 – 3 m/s.
-23-
ã có r t nhi u nghiên c u th c nghi m hi n tr ng trên th gi i đ i v i lo i v t li u này, có th k đ n:
+ Nghiên c u cách xác đ nh ph ng pháp đ m t t nh t đ i v i l p b o v đê bi n b ng lo i bê tông asphalt do C c công trình đ ng qu c gia c a Hà Lan th c hi n.
+ Nghiên c u ph ng pháp thi t k tr n lo i matit do C c công trình đ ng qu c gia Hà Lan th c hi n.
+ Nghiên c u s c c n c a l p b o v b ng đá chèn bê tông asphalt ch u tác d ng c a sóng.
+ H p tác nghiên c u tính ch t c h c đ t c a lo i l p b o v đê b ng cát bitum. C c công trình đ ng b ng qu c gia Hà Lan th c hi n.
+ Nghiên c u t ng quan v đ c tính c h c tr n asphalt do C c công trình đ ng qu c gia Hà Lan th c hi n.
+ Nghiên c u v đ r ng trong quá trình tr n tu n hoàn asphalt, đ c k t h p v i Rijkswaterstaat, Hà Lan và nhà máy t nhân.
+ Nghiên c u s b v tính ch t c h c c a l p b o v đá chèn asphalt c a tr ng đ i h c công ngh Delft.
+ Nghiên c u nh h ng s c c n c a dòng ch y đ i v i lo i asphalt nghèo.