nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến vũng tàu - gò công bằng hệ cọc ly tâm và cọc xiên

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi,
Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả học tập
và nghiên cứu tại trường.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Đình Hòa đã vạch
ra những định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình hoàn
thành luận văn này.
Cảm
ơn các anh chị em trong Trung tâm công trình đồng bằng ven biển và đê
điều – Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam là những người đã sát cánh
cùng tác giả trong quá trình nghiên cứu. Đặc biệt là các đồng nghiệp thuộc Bộ môn
phát triển công nghệ mới, nhóm thực hiện đề tài đê biển Vũng Tàu – Gò Công đã đóng
góp cho tác giả nhiều ý kiến hay và cung cấp nhiều thông tin bổ ích.
Xin cảm ơn ban chủ nhiệm của các đề
tài trong cụm 6 đề tài thuộc chương trình:”
Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng tuyến đê biển đa
mục tiêu Vũng Tàu – Gò Công” đã cung cấp cho tác giả những số liệu đầu vào cần
thiết dùng trong quá trình làm luận văn.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia
đình đã động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận vă
n này.
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2012
Tác giả



Ngô Thế Hưng

BẢN CAM KẾT

Họ và tên học viên: Ngô Thế Hưng
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến
Vũng Tàu - Gò Công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên”.
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm. Những kết
quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin
nào khác. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu bất kỳ hình thức
kỷ luậ
t nào của Khoa và Nhà trường.

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2012
Học viên cao học



Ngô Thế Hưng







MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1


I. Tính cấp thiết của đề tài: 1
II. Mục đích của đề tài: 5
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 5
IV. Kết quả đạt được của luận văn: 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7
1.1. Giới thiệu chung vùng nghiên cứu 7
1.2. Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới 10
1.3. Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước 21
1.4. Kết luận chương 1. 24
1.5. Những vấn đề nghiên cứu của luận văn: 25
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN TUYẾN
VŨNG TÀU – GÒ CÔNG 26

2.1. Vị trí và quy mô dự án: 26
2.1.1. Vị trí công trình dự kiến: 26
2.1.2. Quy mô của dự án 26
2.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án 27
2.3. Điều kiện tự nhiên của vùng dự án: 28
2.3.1. Đặc điểm về thủy văn thủy lực: 28
2.3.2. Đặc điểm về sóng gió: 28
2.3.3. Đặc điểm về bão: 29
2.3.4. Đặc điểm về thủy triều: 30
2.3.5. Đặc điểm về địa hình: 31
2.3.6. Đặc điểm về địa chất: 31
2.3.7. Một số đặc điểm chính của tuyến công trình: 32
2.4. Một số giải pháp kết cấu đê biển có thể áp dụng cho xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu -
Gò Công 33

2.4.1. Giải pháp đê có lõi bằng vật liệu tại chỗ kết hợp gia cố nền và mái: 33

2.4.2. Giải pháp đê bằng hệ thống các xà lan bê tông cốt thép nối tiếp nhau 35
2.4.3. Giải pháp đê biển bằng hệ cọc ly tâm kết hợp với cọc xiên: 36
2.4.4. Giải pháp đê biển có cấu tạo bằng hệ thống tường ô vây: 38
2.4.5. Giải pháp đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ: 40
2.4.6. Giải pháp đê biển có cấu tạo bằng hệ thống xà lan tạo chân 41
2.5. Kết luận chương 2: 42
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐÊ
BIỂN BẰNG HỆ CỌC LY TÂM VÀ CỌC XIÊN 44

3.1. Bố trí chung giải pháp kết cấu: 44
3.1.1. Thân đê: 44
3.1.2. Đỉnh đê: 45
3.1.3. Gia cố chân đê: 46
3.2. Các thông số thiết kế: 46
3.3. Tính toán xác định các thông số cơ bản của đê 47
3.3.1. Cao trình đỉnh đê: 47
3.3.2. Cao trình mặt dầm cầu công tác 49
3.3.3. Bề rộng mặt đê: 49
3.4. Tính toán kiểm tra ổn định tổng thể của đê: 50
3.4.1. Tính toán ổn định kết cấu đê biển: 50
3.4.2. Tính toán kiểm tra ổn định thấm: 62
3.4.3. Tính toán kết cấu dầm cầu công tác: 69
3.5. Kết luận chương 3 72
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH 73
4.1. Biện pháp thi công cọc trong nước: 73
4.1.1. Thi công cọc trong nước bằng hệ sàn đào: 73
4.1.2. Thi công cọc trong nước bằng tàu đóng cọc trên hệ nổi: 78
4.2. Biện pháp thi công một số cấu kiện khác: 83
4.2.1. Thi công cọc chèn và kín nước giữa các cọc 83

4.2.2. Thi công dầm cầu công tác: 84


4.2.3. Thi công gia cố chân đê: 85
4.3. Kết luận chương 4 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92




HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1. Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam 1

Hình 1.2. Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP. Hồ Chí Minh 2
Hình 1.3. Vị trí tuyến đê biển đề xuất nhìn từ Google Earth 3
Hình 1.4. Giải pháp quy hoạch vùng Tp.HCM và Đồng Tháp Mười 7
Hình 1.5. Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển 9
Hình 1.6. Bản đồ đê biển ở Hà Lan 10
Hình 1.7. Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ 11
Hình 1.8. Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 12
Hình 1.9. Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk 13
Hình 1.10. Vị trí tuyến đê biển Saemangeum 14
Hình 1.11. Mặt cắt ngang đê Saemangeum 15
Hình 1.12. Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga 16
Hình 1.13. Mặt cắt ngang đê St.Peterburg 17
Hình 1.14. Một số hạng mục công trình đê biển St. Peterburg 18
Hình 1.15. Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier 18
Hình 1.16. Mặt cắt ngang New Orleans 19
Hình 1.17. Đê NamPho – Bắc Triều Tiên 20

Hình 1.18. Các hạng mục chính của đê biển Nam Pho 21
Hình 1.19. Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam 22
Hình 1.20. Một số công trình đê biển ở Việt Nam 23
Hình 2.1. Vị trí dự kiến vùng tuyến đê biển Vũng Tàu – Gò Công 26
Hình 2.2.
 Mực nước quan trắc tại Vũng Tàu tháng 01/2005 30
Hình 2.3. Cắt dọc địa hình tại vị trí tuyến đê chính 31
Hình 2.4. Cắt ngang kết cấu đê biển dạng 1 33
Hình 2.5. Cấu tạo đê biển dạng 2 35
Hình 2.6. Kết cấu mặt cắt đê biển dạng 3 38
Hình 2.7. Kết cấu đê biển dạng tường ô vây 39


Hình 2.8. Mặt cắt ngang đê biển dạng 5 40
Hình 2.9. Mặt cắt ngang đê phương án 6 41
Hình 3.1. Bình đồ vị trí hố khoan trên tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công 31
Hình 3.2. Mặt cắt ngang thân đê 44

Hình 3.3. Cấu tạo hàng cọc chịu lực thân đê 45
Hình 3.4. Cấu tạo dầm đỉnh đê 46
Hình 3.5. Cắt dọc tường cọc 54
Hình 3.6. Sơ đồ ngoại lực tác dụng lên công trình 55
Hình 3.7. Mô hình bài toán trong Plaxis 56
Hình 3.8. Biến dạng tổng thể tường cọc, đất nền 57
Hình 3.9. Chuyển vị nền theo phương ngang 57
Hình 3.10. Chuyển vị nền theo phương đứng 58
Hình 3.11. Ứng suất hiệu quả trong nền 58
Hình 3.12. Chuyển vị trong cọc chính 59
Hình 3.13. Nội lực trong cọc chính 59
Hình 3.14. Chuyển vị trong cọc chống 60

Hình 3.15. Nội lực trong cọc chống 61
Hình 3.16. Mô hình tính toán - THTT. 67
Hình 3.17. Mô hình tính toán - THKT 67
Hình 3.18. Dòng thấm qua công trình - THTT 67
Hình 3.19. Dòng thấm qua công trình - THKT 68
Hình 3.20. GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THTT 68
Hình 3.21. GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THKT 68
Hình 3.22. Gradien cửa ra - THTT 69
Hình 3.23. Gradien cửa ra - THKT 69
Hình 3.24. Mô hình kết cấu trên phần mềm Sap2000 70
Hình 3.25. Nội lực sinh ra trong cấu kiện 71
Hình 4.1. Mặt bằng hệ sàn đạo và xà lan định vị đóng cọc 74
Hình 4.2.
 Cắt ngang biện pháp thi công cọc bằng sàn đạo 74


Hình 4.3. Sàn đạo thi công cọc xiên 75
Hình 4.4. Thi công cọc công trình New Orleans 76
Hình 4.5. Bố trí sàn đạo dạng đường ray 77
Hình 4.6. Thi công cọc tại Cảng Quốc tế Sp-PSA 78
Hình 4.7. Tàu đóng cọc Biển Đông CT16 79
Hình 4.8. Màn hình dữ liệu trên tàu 80
Hình 4.9. Thi công cọc tại cảng Nghi Sơn - Thanh Hóa 81
Hình 4.10. Tàu đóng cọc TDC 09 82
Hình 4.11. Thi công cọc tại cảng Dung Quất 82
Hình 4.12. Thi công cọc nhà máy nhiệt điện Ômôn – Cần Thơ 83
Hình 4.13. Thi công kín nước giữa các cọc 83
Hình 4.14. Thi công lắp ghép dầm mũ đầu cọc 85
Hình 4.15. Cấu kiện chống sóng chân đê 86
Hình 4.16. Cần cẩu lắp đặt kết hợp với thợ lặn hỗ trợ dưới nước 86

Hình 4.17. Thi công thả rọ đá bằng phao chuyên dụng 87

BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Chiều cao sóng và chu kỳ sóng theo tần suất lặp lại 29

Bảng 2.2: Mực nước đỉnh triều tại các trạm thủy văn ứng với tần suất xuất hiện 30
Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật của các cấu kiện 55
Bảng 3.2: Thông số kết cấu được mô phỏng trong phần mềm Plaxis 55
Bảng 3.3: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền (KH5) 56
Bảng 3.4: Tổ hợp mực nước tính toán và kiểm tra thấm 62
Bảng 3.5: Kết quả tính toán thấm 69
Bảng 3.6: Kết quả tính toán kết cầu dầm cầu công tác 71
1

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài:
Vấn đề biến đổi khí hậu và nước biển dâng đã gây ra tình trạng xâm nhập mặn,
thiếu nước ngọt, vấn đề úng ngập, thoát lũ của vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) và
Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) với xu hướng ngày càng gia tăng. Mưa cực
đoan trên lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn và tại khu vực TP.HCM, kết hợp triều
cường – nước biển dâng s
ẽ càng gây sức ép đến hệ thống tiêu thoát nước, làm gia
tăng tình trạng ngập lụt cho Thành phố trong thời gian tới.

(a) Ngập lụt do triều cường
(b) Lúa chết do nhiễm mặn

(c) Thiếu nguồn nước ngọt
(d) Diện tích đất liền bị thu hẹp
Hình 1.1. Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam

Để giải quyết tình trạng ngập úng do triều cường và lũ ở TP.HCM, Thủ tướng
chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực TP.HCM theo
quyết định số 1547/QĐ-TTg ngày 28/10/2008. Quy hoạch này bao gồm việc xây
dựng một hệ thống đê bao dài 187 km, 12 cống l
ớn, 22 cống có khẩu độ từ 7,5m
2

đến 60m và 70 cống có khẩu độ từ 2m đến 5m. Giai đoạn I bảo vệ vùng I (bờ hữu
sông Sài Gòn, Nhà Bè, Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông) diện tích khoảng 140.000ha, đến
nay việc triển khai dự án đã bước sang năm thứ năm. Tuy nhiên, vấn đề về giải
phóng mặt bằng và nguồn vốn trong quá trình xây dựng đang vấp phải những khó
khăn nhất định, đây chính là nguyên nhân gây kéo dài thời gian xây dựng của dự án.

Hình 1.2. Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP. Hồ Chí Minh
Song song với việc thực hiện dự án chống ngập thì cũng có nhiều đề tài,
chương trình hay dự án khác đã và đang được triển khai nhưng nhìn chung vẫn chưa
cải thiện được tình hình khu vực. Đặc biệt là Thành phố Hồ Chí Minh vẫn bị ngập
3

mỗi khi có mưa lớn hay thủy triều lên cao (mới đây nhất ngày 17/10/2012 triều
cường đã đạt đỉnh +1.64; vượt mốc lịch sử). Điều này đòi hỏi cần phải có một giải
pháp mang tính tổng thể để có thể giải quyết triệt để toàn bộ những vấn đề này.
Ý tưởng xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu đến Gò Công được Bộ Nông
nghiệp & Phát triển Nông thôn đề xuất là công trình kỳ vọng sẽ giải quyết được các
vấn đề về lũ, xâm nhập mặn, nước biển dâng…một cách tổng thể cho TP. Hồ Chí
Minh và các vùng phụ cận. Đồng thời sẽ khắc phục được các vấn đề còn tồn tại của
các dự án đã và đang được thực hiện như hạn chế giải phóng mặt bằng, đẩy nhanh
tiến độ thi công, thuận lợi trong công tác quản lý, có thể ứng dụng nhiều giải pháp
xây dựng hiện đại và quan trọng hơn nữa đây sẽ là công trình lợi dụng tổng hợp và
đa mục tiêu. Khi công trình hoàn thành sẽ hình thành một diện tích khu vực rộng

lớn được bảo vệ làm tiền đề để phát triển kinh tế xã hội của khu vực.

Hình 1.3. Vị trí tuyến đê biển đề xuất nhìn từ Google Earth
Tuyến đê biển được đề xuất từ Gò Công đến gần Vũng Tàu (cách Vũng Tàu 5
km), nối tiếp với tuyến đê nhánh đi vào rừng Cần Giờ. Chiều dài tuyến đê chính dài
28km, một cống kiểm soát triều, thoát lũ rộng từ 1000÷1500m, cao trình ngưỡng -
12,0m và tổ hợp Âu thuyền, sau đó kết nối với Vũng Tàu bằ
ng cầu giao thông rộng
4

22,5m, dưới cầu các loại tàu bè đi lại bình thường vào khu vực vịnh Gành Rái.
Tuyến đê phụ dài 13km nối từ đầu cầu phía đê chính đi vào Cần Giờ chiều sâu bình
quân gần 4,5m. Theo phương án này sẽ tạo được hồ chứa có diện tích mặt nước
khoảng 40.000ha, dung tích 2,5 tỷ m
3
. Ngoài ra cần xây dựng một cống kiểm soát
triều, thoát lũ rộng 200m, ngưỡng -12,0m và âu thuyền trên sông Lòng Tàu.
Tuy nhiên, đây là một vấn đề quá lớn, cả về tính chất công trình, quy mô công
trình và các tác động khác, là công trình mang tính chất liên ngành có kỹ thuật rất
phức tạp. Chính vì vậy, Chính phủ đã có chủ trương thực hiện ý tưởng một cách
thận trọng bằng các bước đi cụ thể. Bước đi đầu tiên là thực hiện đề án “ Nghiên
c
ứu xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng tuyến đê biển đa mục
tiêu Vùng Tàu - Gò Công“, bao gồm 6 đề tài với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể.
Đề tài:” Nghiên cứu kết cấu và các giải pháp xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu -
Gò Công” mang mã số ĐTĐL.2011-G/40 là một trong những đề tài thuộc đề án.
Mặc dù hệ thống đê biển của nước ta đã được xây dựng và hình thành từ rất
sớm nhưng công nghệ xây dựng nói chung và xây dựng mới đê biển ngay trên nền
đất yếu nói riêng tại Việt Nam hiện nay còn lạc hậu rất nhiều so với các quốc gia
trên thế giới và trong khu vực. Các công trình đê biển và công trình ngăn sông ở

nước ta vẫn còn nặng về hình thức kết cấu và mang tính truyền thống nên hiệu quả
lợi dụng tổng hợp và tính thẩm mỹ chưa cao.
V
ới quy mô rất lớn và nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp, dự án đê biển Vũng Tàu
- Gò Công là một dự án tổng thể, đa mục tiêu, nó bao gồm nhiều hạng mục công
trình như: Hệ thống đê biển, các công trình cống kiểm soát triều, hệ thống Âu
thuyền, hệ thống cầu giao thông trên đê v.v…Mỗi hạng mục công trình đảm nhiệm
một chức năng, nhiệm vụ riêng biệt, nhưng luôn đảm bảo sự thống nhất chung về
mặt tổng thể cho toàn bộ công trình.
Việc nghiên cứu một cách kỹ lưỡng giải pháp kết cấu và biện pháp thi công
xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công cùng với các hạng mục công trình
khác trên tuyến đê nhằm đảm bảo hài hòa giữa lợi ích và tác động đến môi trường
sinh thái, phù hợp với điều kiện của Việt Nam là hết sứ
c cần thiết.
5

Đề tài luận văn: “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến
Vũng Tàu - Gò Công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên” sẽ tập trung nghiên cứu giải
pháp kết cấu và thi công cho hạng mục đê biển theo phương án sử dụng tổ hợp hệ
cọc li tâm và cọc xiên tạo ổn định cho đê. Trên cơ sở nghiên cứu kế thừa các công
nghệ xây dựng đã và đang phát triển trên thế giới cũng như trong nước để đề xuất
giải pháp về kết cấu và phương pháp thi công.
II. Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu, phân tích lựa chọn phương án và tính toán kết cấu, đề xuất giải
pháp thi công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên cho hạng mục đê biển tuyến Vũng Tàu
- Gò Công.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
- Cách tiếp cận:
Tiếp cận bằng cách trực tiếp ho
ặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân

khoa học hay các phương tiện thông tin đại chúng; qua các kết quả nghiên cứu về
đê biển trên thế giới cũng như trong nước đã có kết hợp tìm hiểu, thu thập, và phân
tích đánh giá các tài liệu có liên quan, đo đạc khảo sát thực tế hiện trạng những vị
trí đề xuất xây dựng công trình, từ đó đề ra phương án cụ thể phù hợp với tình hình
điều kiện c
ụ thể của nước ta.
- Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu.
+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mô hình toán và các phần mềm
ứng dụng.
+ Phương pháp chuyên gia và hội thảo.
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp.
IV. Kết quả đạt được của luận văn:
9 Tổng quan về các hình loại công trình đê biển;
9 Đề xuất một s
ố giải pháp kết cấu công trình đê biển có thể ứng dụng để xây
dựng trên tuyến Vũng Tàu - Gò Công.
9 Phân tích và lựa chọn giải pháp kết cấu cho phương án chọn
6

9 Phương pháp tính toán kết cấu cho hạng mục đê biển.
9 Đề xuất giải pháp thi công đê biển theo phương án lựa chọn.
7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu chung vùng nghiên cứu
Vùng hạ du lưu vực sông Đồng Nai nằm ở vùng cửa sông của nhiều con sông
lớn thuộc hệ thống sông Đồng Nai, nên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của những biến
động dòng chảy trên sông, thủy triều từ biển Đông, trong đó tác động từ thủy triều
mang tính thống trị. Địa hình của vùng h

ạ du này thấp trũng, hướng ra biển với trên
60% đất đai có cao trình thấp dưới +2m. Ở phía thượng lưu nhiều hồ chứa lớn đã và
đang được xây dựng, lũ được giữ lại, lưu lượng bình quân mùa lũ giảm, nên dòng
chảy trong sông yếu dần. Ngược lại, dòng triều tác động ngày càng mạnh lên và
đang có xu thế ngày càng gia tăng, vấn đề xâm nhập mặn và thiếu nước ngọt đã và
đang xả
y ra nghiêm trọng trên sông Sài Gòn, ảnh hưởng trực tiếp đến các nhà máy
cấp nước trong vùng.
Việc san lấp các vùng trũng lấy đất xây dựng, các công trình đê ngăn lũ, ngăn
triều, ngăn mặn dọc sông đã làm dòng chảy, dòng triều tập trung vào trong sông,
làm dâng cao mức nước đỉnh triều và hạ thấp mức nước chân triều. Biên độ triều
tăng, dẫn đến năng lượng triều gia tăng, thời gian truyền triều từ
biển vào rút ngắn,
dòng chảy trên sông bị dồn nén, xói lở bờ gia tăng, khả năng tiếp nhận nước mưa từ
hệ thống tiêu không thuận lợi. Cùng với tác động của biến đổi khí hậu, nước biển
dâng làm cho vấn đề ngập úng ở TP.HCM ngày càng thêm trầm trọng. Theo số liệu
của nhiều báo cáo khoa học, mỗi năm TP.HCM bị lún sụt từ 1,5÷3cm do khai thác
nước ngầm và các nguyên nhân khác. Điều này cho thấ
y, nếu không có giải pháp
ngăn chặn thì tình trạng ngập úng ngày càng trầm trọng hơn.


Hình 1.4. Giải pháp quy hoạch vùng Tp.HCM và Đồng Tháp Mười
8

Vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) với diện tích khoảng 750.000 ha, là vùng trũng
thấp rất khó thoát nước, những tác động do hoạt động của con người nên xu hướng
ngập lũ trong nội đồng ngày càng gia tăng về chiều sâu ngập và thời gian ngập
(chênh lệch mức nước max giữa Tân Châu (trên sông) và Mộc Hóa (mực nước trong
đồng) giảm từ 2,5 đến 3m xuống còn 1,5m trong 40 năm qua. Tổng lượng nước tiêu

thoát từ ĐTM ra sông Tiền khoảng 70%, nhưng xu h
ướng này ngày càng hạn chế do
các khu dân cư tiếp tục phát triển sâu vào vùng ĐTM. Hướng tiêu thuận lợi cho
vùng ĐTM là sông Vàm Cỏ. Tuy nhiên, do tác động của nước biển dâng, sự gia
tăng của động năng dòng triều nên vấn đề tiêu thoát theo hướng này cũng ngày càng
khó khăn. Đây là vùng khó tiêu nhất, ngập sâu và dài ngày nhất của Đồng bằng sông
Cửu Long (ĐBSCL). Nhiều vùng chua phèn của vùng ĐTM như Bắc Đông, Bo Bo
vẫn chưa được giải quyế
t, môi trường vùng giáp nước không được cải thiện, nếu
tăng được khả năng thoát lũ ra sông Vàm Cỏ thì thời gian ngập và độ sâu ngập trong
vùng sẽ giảm đáng kể, diện tích đất phèn sẽ được cải tạo và thu hẹp. Vấn đề xâm
nhập mặn, thiếu nước ngọt xảy ra thường xuyên tác động lớn đến sản xuất của tỉnh
Long An. Hiện tại vào mùa khô chúng ta vẫn phải xả nước từ hồ Dầu Tiếng xuống
sông Vàm Cỏ để đẩy mặn, đây chỉ là giải pháp tình thế. Để giải quyết vấn đề xâm
nhập mặn, trữ ngọt cho vùng ĐTM, rất cần sớm xây dựng cống lớn trên sông Vàm
Cỏ (Bộ NN&PTNT đã cho lập dự án tiền khả thi năm 2005). Để dự trữ nước ngọt
cho khu vực, phương án quy hoạch cũng đã xem xét và nhiều lần bàn thảo đến vấn
đề xây dựng hồ chứa nước ngọt ở vùng ĐTM. Mặt khác, để chủ động kiểm soát lũ
phục vụ phát triển kinh tế xã hội, sản xuất nông nghiệp vùng ĐBSCL, trong đó có
chủ trương của Chính phủ coi vụ Thu-Đông là vụ sản xuất chính thì việc tìm giải
pháp tiêu thoát cho khu vực Đồng Tháp Mười là một trong những việc làm cấp
bách. Theo kết quả kh
ảo sát thực tế vừa qua sau trận lũ lớn 2011, cho đến hết tháng
12/2011 trên 60% diện tích của các vùng sản xuất vụ Đông Xuân tỉnh An Giang và
Đồng Tháp vẫn chưa xuống giống được do mực nước trong đồng vẫn còn cao, mặc
dù Chính phủ đã hỗ trợ kinh phí bơm tát.
Chương trình đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang đã được Chính phủ phê
9

duyệt và đang thực hiện. Trong đó, đê biển thuộc khu vực TP.HCM cần được xây

dựng ngay, nhưng hiện đang gặp khó khăn trong việc lựa chọn phương án tuyến vì
hệ thống kênh rạch lớn quá nhiều. Đê biển đoạn Gò Công tỉnh Tiền Giang, một
phần khu vực Cần Giờ thuộc TP.HCM và đê cửa sông của Long An đã được Chính
phủ phê duyệt hơn 4.000 tỷ đồng.
Hệ thống thủy lợi Gò Công thuộc tỉnh Tiền Giang với diện tích 55.000ha đã
được xây dựng tương đối hoàn chỉnh. Tuy nhiên trong những năm gần đây vào mùa
khô, nước mặn xâm nhập bao quanh toàn hệ thống, dẫn đến tình trạng thiếu nước
ngọt và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Sự gia tăng mực nước tại trạm Phú An liên tục từ 2005 trở lại đây với mực
nước
đỉnh triều cường là +1,59m (ngày 26 tháng 12 năm 2011) mức cao nhất trong
vòng 50 năm qua, xem như là một mối đe dọa đến diễn biến ngập ở TP.HCM.
Nghiên cứu khả thi và thiết kế kỹ thuật hệ thống tiêu thoát nước mưa do JICA giúp
đỡ vừa mới hoàn thiện đang trong giai đoạn thi công đã bộc lộ những điểm không
phù hợp khi mà cao trình các cửa tiếp nhận nước mưa đã thấp hơn mực nước triều
cường, gây ngập triều ở nhiều nơi trong thành phố.

Hình 1.5. Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển
Dự án đê biển Vũng Tàu - Gò Công liên quan trực tiếp đến vùng hạ du lưu vực
hệ thống sông Đồng Nai, và một phần khu vực Đồng Tháp Mười bao gồm các tỉnh
10

Bình Dương, Đồng Nai, TP.HCM, Tây Ninh, Long An, Đồng Tháp và Tiền Giang,
với tổng diện tích 1.080.520 ha.
1.2. Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới.
Ngay từ xa xưa đê biển đã được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu cho việc
chống lại các tác hại do thủy triều, gió bão, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai
(quai đê lấn biển). Ngày nay, đê biển được sử dụ
ng rộng rãi để bảo vệ ngăn triều và
chống ngập lụt cho các khu vực thấp. Cho đến nay, đê biển đã được áp dụng rộng

rãi ở nhiều nước như Hà Lan, Hàn Quốc, Bangladesh, Thái Lan, Mỹ v.v…
Các dạng công trình đê biển chủ yếu được sử dụng hiện nay bao gồm:
- Đê biển dạng truyền thống mái nghiêng
- Đê biển có kêt cấu dạng tường đứng
- Đê biển có kêt c
ấu dạng thùng chìm
a) Đê biển Hà Lan :
The Netherlands là cái tên mà người ta đặt cho Hà Lan, có nghĩa là vùng đất
thấp hay còn gọi là vùng trũng, với nhiều khu vực ngập lụt, nhiễm mặn, phèn hoá,
châu thổ chịu lũ chính của lưu vực sông Rhin, thường xuyên hứng chịu triều cường
của biển Bắc. Nhưng cũng vì đặc điểm này mà người Hà Lan đã trở thành một trong
những chuyên gia số một về thuỷ lợi và công trình bi
ển với rất nhiều thành tựu đáng
khâm phục.

Hình 1.6. Bản đồ đê biển ở Hà Lan
11

Đê biển Hà Lan đã được sử dụng để bảo vệ lũ lụt trong hàng trăm năm
qua. Có thể nói Hà Lan là đất nước có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế đê
biển. Cho đến nay, nhiều quốc gia đã và đang áp dụng các dạng thiết kế của Hà Lan
trong việc xây dựng đê biển.
Trong thiết kế đê biển, Hà Lan sử dụng chủ yếu là kết cấu đê dạng mái
nghiêng, m
ặt cắt điển hình của đê biển được khuyến cáo theo thiết kế sau đây:
- Độ dốc mái đê phía biển thường lấy 1:3 → 1:6, thiết kế này có thể làm giảm
các tác động của sóng biển.
- Độ dốc mái đê phía đất liền từ 1:2 → 1:3, giảm thiểu diện tích chiếm đất phía
sau công trình và tối đa hóa sự ổn định của đê.
- Các lớp không thấm nước: th

ường bao gồm đất sét nhưng đôi khi được bổ
sung bởi nhựa đường nhằm vào mục đích bảo vệ phần lõi cát.
- Khối bảo vệ chân (chân khay): đây là lớp bảo vệ ngoài cùng của bãi biển và
ngăn ngừa các ảnh hưởng của sóng làm mất bãi do tác động vận chuyển bùn cát
ngang cũng như dọc bờ.
- Phần lõi của đê thường bao gồm cát để đảm bảo rằng nước ng
ấm qua thân đê
có thể chảy ra. Phần lõi này hỗ trợ cho các lớp phủ và gia tăng trọng lượng cho cấu
trúc của đê biển góp phần chống lại áp lực nước cao.
- Kênh thoát nước, kênh tiêu: cho phép dòng thấm sau khi chảy ra được tiêu
thoát đi, từ đó đảm bảo kết cấu đê biển không bị suy yếu khi gặp trường hợp bão
hòa nước.

Hình 1.7. Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ
12

Đê biển ở Hà Lan đã được nâng cấp hai lần trong thế kỷ 20. Tất cả đê biển đều
cần thiết được xây dựng đến cao trình +4,30. Sau trận lũ thảm họa năm 1953, cao
trình đê đã được quyết định nâng lên đến mức +7,65m. Phần nửa dưới của đê cho
thấy cao trình trước và sau khi nâng cao về phía trong của đê.
* Hệ thống đê biển Afsluitdijk
Đê biển Afsluitdijk là một trong nhữ
ng minh chứng điển hình nhất cho đất
nước Hà Lan trong lĩnh vực đê biển. Công trình này chạy dài từ mũi Den Oever
thuộc tỉnh Noord Holland lên đến mũi Zurich thuộc tỉnh Friesland. Mục đích chính
của dự án là nhằm giúp Hà Lan giảm thiểu tối đa các tác động của biển Bắc đến
hoạt động thuỷ sản và nông nghiệp khu vực các tỉnh phía Bắc.
Hình 1.8. Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan
Tổng chiều dài tuyến đê biển hơn 30km, rộng 90m, và độ cao ban đầu 7,50m
trên mực nước biển trung bình. Điều phi thường là giai đoạn thi công được tiến

hành trong khoảng thời gian có 6 năm, từ 1927 đến 1933.
1 Năm xây dựng 1920 đến 1933
2 Giá thành ≈ 80 triệu USD
3 Đê
- Tổng chiều dài: 30 km
- Rộng: 90m; Cao trình đỉnh đê: +7,50/+7,80m so với
mực nước biển trung bình;
- Nền móng: đất yếu, xử lý bằng thảm cây nhấn chìm bằng
đá hộc.
13

4 Cống thoát nước
- 5 cống, mỗi cống có 5 cửa rộng 12m, sâu 4m.
- Tổng lưu lượng qua cống: 5.000m
3
/s
5 Âu thuyền - Đảm bảo cho tàu có tải trọng 6000 tấn

Giai đoạn thi công được tiến hành từ bốn điểm xuất phát, bao gồm hai đầu từ
hai phía đất liền và hai đảo thi công trung gian được hình thành ngay giữa biển Bắc.
Từ bốn điểm xuất phát này, chân đê cơ bản được mở rộng dần bằng cách đóng cọc
và phun trực tiếp sét tảng lăn xuống biển từ tàu thi công, tạo nên hai chân đập nhỏ
song song đồng thời, phần lòng giữa được bổ sung bằng cát. Tiếp theo, các phương
tiện thi công cơ giới bao mặt đê bằng sét, gia cố móng bằng đá bazan. Bề mặt trên
cùng được phủ cát, đất, trồng cỏ và trải nhựa phục vụ mục đích giao thông.

Hình 1.9. Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk
Lễ khánh thành Afsluitdijk và tượng đài tôn vinh kiến trúc sư trưởng lừng
danh Dudok chính thức diễn ra vào ngày 25/9/1933, tại chính điểm ghép nối cuối
cùng trên thân đê. Hiện nay mực nước phía trong đất liền được kiểm soát và điều

chỉnh mức thấp hơn mực nước biển bên ngoài khoảng 5÷6m.
b) Dự án đê biển Saemangeum – Hàn Quốc
Đê biển Saemangeum cách thành phố Seoul khoảng 200km về phía nam. Nó
có mộ
t hệ thống đường giao thông ở phía trên. Đê biển mang tên Saemangeum bao
quanh một vùng biển có diện tích 401km
2
bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố
Seoul. Với chiều dài 33,9 km; nằm giữa biển Hoàng Hải và cửa sông Saemangeum.
Dự án được tiến hành từ năm 1991 và được hoàn thành năm 2010. Dự án được kỳ
vọng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng
14

thủy sản và kết nối giao thông thuận lợi giữa hai khu vực quan trọng là Gunsan và
Buan (rút ngắn khoảng cách giữa 2 khu vực này từ 99 km xuống còn 33 km).

Hình 1.10. Vị trí tuyến đê biển Saemangeum
Chính phủ Hàn Quốc đã chi 2,9 nghìn tỷ won (2,6 tỷ USD) cho dự án, bình
quân 76,7 triệu USD/km đê. Trong vòng 10 năm tới dự án sẽ cần thêm 21 nghìn tỷ
won nữa. Số tiền này sẽ được sử dụng để bồi thường đất cho dân, xây dựng cơ sở hạ
tầng và các hồ chứa nước ngọt khổng lồ.
Bộ Nông nghiệp Hàn Quốc khẳng định Saemangeum vượt qua đ
ê biển
Afsluitdijk (xây dựng xong vào năm 1933) ở Hà Lan để trở thành đê chắn biển dài
nhất hành tinh. Bộ này cũng khẳng định đê chắn biển Saemangeum sẽ biến những
bãi đầm lầy và nước thủy triều thành những ngành công nghiệp sạch. Nó cũng sẽ
tạo nên nhiều tác động tích cực đối với du lịch, nông nghiệp và môi trường.
Sau khi đê Saemangeum được xây xong, nó sẽ biến một vùng đất hoang rộng
lớn thành
đất trồng trọt. Ban đầu chính quyền Seoul định dành 70% diện tích đất cải

tạo cho sản xuất nông nghiệp, nhưng hiện nay sản lượng lương thực của Hàn Quốc
đang vượt xa nhu cầu của dân. Vì thế chính phủ sẽ xây một thành phố mới để phát
triển các ngành công nghiệp, vận tải, du lịch, giải trí và trồng hoa. Ngoài ra vùng đất
được khai hoang và thành phố cảng Gunsan sẽ cùng sở hữu một khu phức hợp kinh
t
ế quốc tế, được gọi là khu vực tự do kinh tế Saemangeum - Gunsan.
15



Hình 1.11. Mặt cắt ngang đê Saemangeum

Một số thông số chính của đê Saemangeum:
+ Bề rộng mặt đê 35 m, chân đê rộng trung bình 290m (tối đa 535m)
+ Chiều cao đê trung bình 36 m (tối đa 54 m).
+ Đê có hai hệ thống xả lũ có khả năng thoát lũ lên đến 16.000 m
3
/s.
+ Hệ thống xả lũ Garyeok có 8 cửa cống và hệ thống xả lũ Shinsi có 10 cửa,
mỗi cửa rộng 30m cao 15m được trang bị với hai hệ thống cửa van lên xuống ở hai
đầu nặng 484 tấn.
c) Đê biển bảo vệ thành phố St. Peterburg - Nga
Lũ lụt đã ảnh hưởng nhiều đến sinh hoạt bình thường của người dân thành phố
St.Peterburg, hạn chế việc sử dụng ph
ần lãnh thổ ven biển, gây thiệt hại đáng kể cho
nền công nghiệp và kinh tế của thành phố. Lũ lụt đặt ra mối nguy hiểm thường
xuyên đối với các công trình, di tích lịch sử, văn hóa, nghệ thuật và là mối nguy
hiểm thực tế đối với sinh mạng con gười.
16

Trước tình hình đó, hệ thống đê biển St.Peterburg được xây dựng với mục
đích bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi mực nước dâng lên với tần suất 1 lần trong
1000 năm (1/1000). Ngoài ra tuyến đê còn kết hợp làm đường giao thông vành đai
gồm 6 làn xe dọc theo tuyến công trình.

Hình 1.12. Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga
Dự án được bắt đầu từ năm 1978 và sau khi bị tạm dừng kéo dài từ những năm
1990 đến đầu những năm 2000, dự án được tiếp tục thực hiện lại vào năm 2005 và
cuối cùng được khánh thành vào năm 2011.
Vị trí công trình nằm gần vịnh Neva và vịnh Phần Lan, nối liền các thị trấn
Gorki; Kronstadt và Lomonosov với chiều dài tổng cộng là 25.4km, trong đ
ó có
22.2km băng ngang vịnh Phần Lan ở độ sâu trung bình 2.9m.
Tổng chi phí xây dựng của dự án là 109 tỷ Rubles (khoảng 3,85 tỷ USD)
Các hạng mục chính của dự án bao gồm: một tuyến đê bằng đất và đá liên kết
phần giữa các công trình cửa cống xả và âu thuyền từ Kotlin đến phần bờ vịnh Phần
Lan. Đê biển có chiều dài khoảng 23.4km trong tổng chiều dài công trình là
25.4km. Bốn đoạn đê từ D1÷D4 v
ới tổng chiều dài 8.118,5m nằm trong vùng nước
Cổng Nam, đoạn D5 dài 2025m nối đến Kotlin và 6 đoạn từ D6÷D11 với tổng chiều
dài 13.223m nằm trong vùng phía bắc của vịnh Neva. Mặt đê có chiều rộng nhỏ
nhất là 29m để bảo đảm đủ cho việc xây dựng đường cao tốc gồm 6 làn xe. Đoạn
D3 cao nhất tại điểm cắt ngang luồng hàng hải hiện hữu. Đê có hàng loạt các đặc
điểm cấu trúc đặc biệt liên quan đến các điều kiện địa chất khác nhau của phần đất
nền bên dưới, kỹ thuật xây dựng và sử dụng vật liệu xây dựng.
17


Hình 1.13. Mặt cắt ngang đê St.Peterburg
Căn cứ vào các điều kiện địa chất công trình trên toàn chiều dài vùng nước,

kết cấu đê sử dụng vật liệu xây dựng tại chỗ để đảm bảo cho độ bền vững cần thiết
của công trình trong điều kiện ngập nước, chống được các tác động mạnh của sóng
biển và lực va của băng trôi. Phần đỉ
nh đê có tính triệt tiêu sóng đặc biệt nhờ cấu
tạo mái dốc bằng đá hộc; gờ tiêu sóng rộng 8m ở cao độ +3.0m; mái dốc nối tiếp
phía trên bằng các tấm bê tông cốt thép chuyển tiếp đến tường chắn sóng cao 8.0m;
tiếp giáp với cửa xả hoặc bằng đá với lan can bê tông cốt thép trên các phần thân đê
còn lại.
Phần thân đê là đường ôtô gồm 6 làn xe rộng 29m đến cao trình 6,5m; phía
vịnh có tường chắn sóng cao 1,5m cho phép l
ưu thông hơn 30.000 xe/ngày đêm.
Trên tuyến công trình còn có 2 âu thuyền C1 và C2 với kênh chuyển tiếp và 6
cửa thoát nước B1÷B6, 11 phân đoạn đê từ D1÷D11 cùng với các công trình phục
vụ điều hành chung.
Hệ thống cửa xả: với mục đích chính là cho phép luân chuyển nước qua lại,
bảo tồn sự trao đổi nước tự nhiên giữa vịnh Neva và vịnh Phần Lan ở phía Bắc và
phía Nam, bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi gặ
p triều cường.