nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông đuống tỉnh bắc ninh

LỜI CÁM ƠN
Qua 6 tháng tiến hành làm luận văn với sự giúp đỡ tận tình của các thầy
cô Khoa sau Đại học, khoa Công trình, của các bạn bè đồng nghiệp nhất với
sự nỗ lực của bản thân, và sự tạo điều kiện của cơ quan nơi công tác. Luận
văn thạc sĩ “ Nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định và đề xuất giải pháp
bảo vệ bờ sông Đuống tỉnh Bắc Ninh”, đã hoàn thành.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với các thầy cô, Khoa sau
Đại học, khoa công trình trường Đại Học Thuỷ lợi, Bộ môn Vật liệu xây dựng
đã giảng dạy, giúp đỡ rất nhiệt tình tang suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn này. Đồng thời tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt
tình của TS. Vũ Quốc Vương, PGS.TS Trịnh Minh Thụ.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Công ty CP TVXD NN & PTNT Bắc
Ninh, Chi cục QLĐĐ PCLB tỉnh Bắc Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác
giả trong quá trình học tập, và thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của phòng đào tạo, thư viện trường
Đại học Thuỷ lợi Hà Nội, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả để có thể hoàn
thành khoá học cũng như luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện
về thời gian, chuyên môn giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn.
Bắc Ninh, ngày 22/09/2011



Nguyễn Tiến Thương
Luận văn thạc sĩ - 1- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
MỤC LỤC
4TMỤC LỤC4T 1
4TDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ4T 3
4TDANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU4T 4

4TMỞ ĐẦU4T 6
4TCHƯƠNG 14T 11
4TTÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG TRÌNH4T 11
4TBẢO VỆ BỜ SÔNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM4T 11
4T1.1.4T 4TTình hình ứng dụng công trình bảo vệ bờ sông trên thế giới4T 11
4T1.2.4T 4TTình hình ứng dụng công trình bảo vệ bờ sông ở Việt Nam4T 23
4TCHƯƠNG 24T 29
4TĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, THỰC TRẠNG XÓI LỞ BỜ4T 29
4TKHU VỰC SÔNG ĐUỐNG QUA ĐỊA BÀN TỈNH BẮC NINH4T 29
4T2.1.4T 4TTổng quan đê điều tỉnh Bắc Ninh:4T 29
4T2.2.4T 4TVai trò của sông Đuống đối với tỉnh Bắc Ninh:4T 36
4T2.3.4T 4TĐiều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu:4T 37
4T2.4.4T 4THiện trạng xói lở bờ sông Đuống tỉnh Bắc Ninh:4T 44
4T2.5.4T 4THiện trạng tuyến kè Chi Đống nghiên cứu:4T 51
4T2.6.4T 4THiện trạng kè Chi Đống trong thời điểm nghiên cứu:4T 52
4T2.7.4T 4TDiễn biến lòng dẫn của sông Đuống trong những năm gần đây:4T 52
4T2.8.4T 4TĐánh giá thực trạng về xói lở bờ hệ thống sông Đuống tỉnh Bắc Ninh:4T 55
4TCHƯƠNG 34T 57
4TĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ TRÊN HỆ
THỐNG SÔNG ĐUỐNG TỈNH BẮC NINH4T 57
4T3.1.4T 4TNguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông Đuống:4T 57
4T3.1.1.4T 4TKhái quát chung nguyên nhân xói lở bờ sông4T 57
4T3.1.2.4T 4TNguyên nhân sạt lở bờ sông4T 57
4T3.2.4T 4TCác dạng mất ổn định của đê, và kết cấu bảo vệ mái:4T 68
4T3.2.1.4T 4TCác dạng mất ổn định tự nhiên của đê có thể kể đến như sau4T 68
4T3.2.2.4T 4TCác dạng mất ổn định tự nhiên của đê có thể kể đến do hư hỏng kè như sau4T72
4T3.3.4T 4TĐánh giá tác động của dòng chảy đến công trình bảo vệ bờ:4T 73
4T3.3.1.4T 4TĐối với các cống lấy nước vào trạm bơm4T 74
4T3.3.2.4T 4TĐối với công trình đê kè4T 74
4T3.4.4T 4TĐánh giá tác động của dòng thấm đến công trình bảo vệ bờ:4T 75

4T3.4.1.4T 4THiện tượng thẩm lậu xẩy ra khu vực Dự án4T 75
4T3.4.2.4T 4THiện tượng mạch đùn mạch sủi4T 75
4T3.5.4T 4TĐánh giá tác động địa chất nền đến công trình bảo vệ bờ:4T 77
4T3.6.4T 4TĐề xuất các giải pháp bảo vệ bờ trên đoạn sông Đuống tỉnh Bắc Ninh:4T 77
4T3.6.1.4T 4TCác dạng công trình bảo vệ bờ trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh, hệ thống sông Đuống
được xây dựng như sau
4T 79
4T3.6.2.4T 4TPhân tích đánh giá ưu điểm và nhược điểm của các dạng công trình bảo vệ bờ
trên tuyến sông
4T 80
4T3.6.3.4T 4TNghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ4T 80
4T3.7.4T 4TỨng dụng kết quả nghiên cứu để đề xuất thiết kế kè Chi Đống từ K31+840 đến
K32+650 thuộc đê tả Đuống huyện Tiên Du:4T 82
4T3.7.1.4T 4TKhu vực xây dựng công trình4T 82
4T3.7.2.4T 4TĐiều kiện địa chất4T 82
Luận văn thạc sĩ - 2- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
4T3.7.3.4T 4TQuy mô xây dựng công trình4T 85
4T3.7.4.4T 4TCác thông số kỹ thuật chính4T 85
4T3.7.5.4T 4TCác giải pháp kết cấu công trình4T 85
4T3.7.6.4T 4TTính toán kết cấu kè bảo vệ bờ4T 91
4T3.7.7.4T 4TTính toán đường kính vật liệu lát mái bờ sông4T 95
4T
3.7.1.1. Chân kè :
4T 95
4T
3.7.7.2. Thân kè :
4T 96
4T3.7.8.4T 4TTính toán kinh phí đầu tư4T 97

4T3.7.9.4T 4TLựa chọn giải pháp kết cấu4T 98
4TCHƯƠNG 44T 99
4TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ4T 99
4T4.1.4T 4TNhững kết quả đạt được của luận văn.4T 99
4T4.2.4T 4THạn chế và hướng nghiên cứu tiếp.4T 100
4T4.3.4T 4TKiến nghị.4T 101
4TTÀI LIỆU THAM KHẢO4T 102
4TPHỤ LỤC4T 103

Luận văn thạc sĩ - 3- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT
Tên
Nội dung
Trang
1
Hình 1
Bản đồ đê điều tỉnh Bắc Ninh
6
2
Hình 1.1
Cấu kiện Tetrapod
14
3
Hình1.2
Cấu kiện Akmon
15
4
Hình 1.3

Rọ thép
19
5
Hình 1.4
Thảm đá lưới thép
19
6
Hình 1.5
Kè lát mái
24
7
Hình 1.6
Đập mỏ hàn
25
8
Hình 1.7
Tường hướng dòng
25
9
Hình 2.1
Ảnh vệ tinh đoạn sông Đuống kè Chi Đống
37
10
Hình 2.2
Cung trượt tại K22+260 đến K22+280
đê Tả Đuống vết nứt dài 30m tại mái đê phía sông
45
11
Hình2.3
Cung trượt tại K22+260 đến K22+280 đê Tả Đuống

vết nứt rộng 15 đến 20 cm, nằm ngay sát chân đê đe
doạ trực tiếp đến an toàn của đê
46
12
Hình 2.4
Đoạn từ K32+490 đến K32+650 đê Tả Đuống mái kè
bị xói lở mạnh, tạo hàm ếch, nhiều chỗ xói lở vào mái
kè từ 2-3m, mái thẳng đứng (Kè Chi Đống)
46
13
Hình 2.5
Cung trượt từ K32+092 đến K32+145 đê Tả Đuống
dài 53 m đang sạt lở cách chân đê 14m (Kè Chi Đống)
47
14
Hình 2.6
Cung trượt từ K32+092 đến K32+145 đê Tả Đuống
dài 53 m đang có xu hướng phát triển mạnh (Kè Chi
Đống)
47
15
Hình 2.7
Đoạn từ K38+200-:-K38+250 đê tả Đuống, chân kè bị
sụt sạt từ 1 -:-2.5m rộng 3m, dài từ 20 đến 50 m
48
16
Hình 2.8
Các cung trượt suất hiện trên toàn tuyến đoạn
K42+750-:-K46+100 đê Tả Đuống
48

17
Hình 2.9
Mái kè sạt lở sụt sạt, chơ đất đoạn K42+750-:-
K46+100 đê Tả Đuống
49
18
Hình 2.10
Đoạn K35+500-:- K36 hữu Đuống mái sạt lở thẳng
đứng
49
19
Hình 2.11
Diện tích đất canh tác đang bị thu hẹp dần do sạt lở
Đoạn K35+500-:- K36 hữu Đuống
50
20
Hình 2.12
Nhiều đoạn sạt lở tiến sát tường nhà dân chỉ còn 10-:-
14m cách chân đê bối 44m. Đoạn K35+500-:- K36
hữu Đuống
50
21
Hình 2.13
Người dân trong khu vực bối rất lo lắng về tình hình
sạt lở, gây ảnh hưởng an toàn đến dân trong vùng bối
bảo vệ. Đoạn K35+500-:- K36 hữu Đuống
51
22
Hình 3.1
Sơ đồ quá trình xói lở bờ sông

58
Luận văn thạc sĩ - 4- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
23
Hình 3.2
Sơ đồ tổng hợp các nguyên nhân gây xói lở mái bờ
sông
59
24
Hình 3.3
Cơ chế tác động của dòng chủ lưu vào bờ sông cong
63
25
Hình 3.4
Sơ đồ xác định biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng
66
26
Hình 3.5
Đồ thị quan hệ giữa áp lực sóng và hệ số mái dốc
67
27
H ình 3.6
Cơ chế mất ổn định đê sông (nguồn: Pilarczyk)
70
28
Hình 3.7
Sơ đồ cây giải pháp giảm nhẹ thiệt hại do xói lở bờ do
tác giả đề xuất
78

29
Hình 3.8
Ảnh vệ tinh vị trí kè Chi Đống nghiên cứu trên sông
Đuống
82
30
Hình 3.9
Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép
86
31
Hình 3.10
Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép kết hợp
lăng thể đá hộc
88
32
Hình 3.11
Kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc
89
33
Hình 3.12a
Tính toán với mặt cắt kè hiện trạng
92
34
Hình 3.12b
Tính toán với mặt cắt kè lát mái hộ chân bằng rồng đá
lưới thép
93
35
Hình 3.12c
Tính toán với mặt cắt kè lát mái hộ chân bằng rồng đá

lưới thép kết hợp lăng thể đá hộc
93
36
Hình 3.12d
Tính toán với mặt cắt kè lát mái hộ chân lăng thể đá
hộc
94
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
STT

Tên
Nội dung
Trang
1
Bảng 1-1
Hệ số phá hoại Kp của 3 loại
15
2
Bảng 1-2
Hệ số phá hoại Kp
16
3
Bảng 1-3
Kích thước của loại cấu kiện Flex-slab
18
4
Bảng 1-4
Kích thước của Reno Mattress thông dụng
20
5

Bảng 2-1
Tổng hợp đê cấp I đến đê cấp III tỉnh Bắc ninh
29
6
Bảng 2-2
Tổng hợp đê cấp dưới cấp IV và đê bối
30
7
Bảng 2-3
Tổng hợp 38 đoạn kè
30
8
Bảng 2-4
Bảng nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm (0C)
39
9
Bảng 2-5
Độ ẩm không khí (%)
39
10
Bảng 2-6
Tốc độ gió (m/s)
39
11
Bảng 2-7
Số giờ nắng trung bình nhiều năm (h)
39
12
Bảng 2-8
Lượng bốc hơi trong không khí, đo bằng ống Pich

(mm)
39
13
Bảng 2-9
Số ngày mưa, lượng mưa trung bình nhiều năm
40
14
Bảng 2-10
Các trạm đo thuỷ văn
40
15
Bảng 2-11
TQ Thay đổi trên mặt cắt ngang đoạn sông Đuống
54
Luận văn thạc sĩ - 5- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
thuộc Hà nội
16
Bảng 2-12
TQ Thay đổi đường lạch sâu trên đoạn sông
54
17
Bảng 2-13
Kết quả tính lượng xói trên đoạn sông
55
18
Bảng 3-1
Kết quả tính toán vận tốc khởi động bùn cát lòng dẫn
sông Đuống

61
19
Bảng 3-2
Kết quả đo vận tốc dòng chảy tại một số trạm thuỷ văn
sông Đuống
61
20
Bảng 3-3
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K32+052 đê
tả Đuống
64
21
Bảng 3-4
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K54+000 đê
tả Đuống
64
22
Bảng 3-5
Hệ số Kt
66
23
Bảng 3-6 Hệ số Ptcl
66
24
Bảng 3-7
Kết quả tính toán áp lực sóng lớn nhất lên bờ sông
theo mái dốc
67
25
Bảng 3-8

Bảng phân tích ổn định của một số loại kết cấu bảo vệ
mái
73
26
Bảng 3-9
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K32+052 đê
tả Đuống
83
27
Bảng 3-10
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K32+452 đê
tả Đuống
84
28
Bảng 3-11
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý đá thả rời
92
29
Bảng 3-12
Bảng kết quả tính toán ổn định kè
94
30
Bảng 3-13
Bảng so sánh kinh phí của từng phương án kết cấu
97

Luận văn thạc sĩ - 6- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của Đề tài:
Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở đồng bằng châu thổ sông Hồng, trong vùng kinh
tế trọng điểm, phía Bắc giáp thủ đô Hà Nội. Hầu hết dân cư, và diện tích đất của
tỉnh Bắc Ninh đều nằm trong vùng bảo vệ của các tuyến đê sông Cầu, sông Đuống,
sông Thái Bình và một phần hạ lưu sông Cà Lồ.
Do đó hệ thống đê điều ở Bắc Ninh có ý nghĩa chiến lược quan trọng, thực
sự là một công trình chủ yếu để phòng chống thiên tai, lũ lụt, bảo vệ cho 48.216 ha
đất của Tỉnh, 21.784 ha của thủ đô Hà Nội ( Gia Lâm, Đông Anh), 17.568 ha Hưng
Yên, Hải Dương, đời sống hàng nghìn gia đình, hàng trăm nhà máy, xí nghiệp, kho
tàng, nhiều khu công nghiệp lớn: Tiên Sơn, Quế Võ, Bắc Thăng Long – Nội Bài.
Nhiều công trình Văn hoá, Di tích lịch sử cách mạng được xếp hạng, nhiều tuyến
đường giao thông quan trọng: Quốc Lộ 1A, 1B,18,38… tuyến đường sắt Hà Nội –
Lạng Sơn và các công trình quân sự chiến lược Quốc Gia.

Hình 1: Bản đồ đê điều và PCLB tỉnh Bắc Ninh
Những năm gần đây, do tình hình thời tiết biến đổi bất thường, diễn biến
dòng chảy trên các sông qua địa bàn tỉnh có sự biến đổi khó lường. Bên cạnh đó
Luận văn thạc sĩ - 7- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
xuất hiện các công trình trên sông nhằm phục vụ cơ sở hạ tầng cũng ảnh hưởng rất
lớn đến chế độ dòng chảy trên các sông. Ngoài ra, một số công trình bảo vệ bờ
được xây dựng đã lâu, công nghệ và phương pháp tính toán không còn phù hợp,
việc duy tu, cải tạo chưa được triệt để.
Sông Đuống chảy qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh với hệ thống đê tả, hữu Đuống
có chiều dài trên 42 km, và hơn 20 công trình bảo vệ bờ và các cống qua đê nhằm
bảo vệ 1 phần địa bàn Hà Nội và các tỉnh Bắc Ninh, Hưng Yên và Hải Dương
(87.568 ha trong đó có 78.111 ha đất nông nghiệp với 2,3 triệu dân). Với tổng
lượng nước bình quân năm là 31,6 tỷ m
P

3
P/năm, lượng phù sa là 2,8kg/mP
3
P, sông
Đuống có nguồn lợi rất lớn, đối với tỉnh Bắc Ninh cụ thể;
- Cung cấp nước sinh hoạt, công, nông nghiệp.
- Tuyến thoát lũ, tiêu úng.
- Tuyến giao thông vận tải thuỷ chủ yếu.
- Nguồn cung cấp vật liệu xây dựng.
- Nguồn cung cấp phù sa cải tạo đất.
- Nguồn cung cấp thuỷ sản, tuyến du lịch sinh thái.
- Cải thiện, điều hoà môi trường, sinh thái.
- Quốc phòng và an ninh quốc gia.
- Dọc theo sông, còn có các công trình kiến trúc văn hoá, các công trình
giao thông, cầu, phà, bến cảng và các công trình thuỷ lợi quan trọng.
Tất cả các nguồn lợi ích trên cho chúng ta thấy vai trò rất quan trọng của
sông Đuống đối với quá trình phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh Bắc Ninh, và các
tỉnh thành có dòng sông chảy qua.
Song song, cùng tồn tại với lợi ích mà dòng sông mang lại là những tai hoạ
của thiên tai mà nó mang đến cụ thể:
- Lịch sử cho thấy hệ thống đê sông Đuống rất yếu tại khu vực Hà Nội trong
vòng 70 năm đã có 12 lần vỡ đê như :
+ Ngày 01/8/ 1905 vỡ đê Kim Sơn
Luận văn thạc sĩ - 8- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
+ Ngày 12/7/1915 vỡ đê Đông Trù, Gia Quất, Gia Thượng, đê Yên Viên,
Gia Bình.
+ Ngày 7/8/1918 vỡ đê Tình Quang.
+ Ngày 23/8/1918 vỡ đê Đổng Viên.

+ Ngày 3/9/1923 vỡ đê Cổ Bi.
+ Ngày 29/7/1926 vỡ đê Gia Quất.
+ Ngày 22/8/1955 vỡ đê Đông Trù.
+ Ngày 9/7/1957 vỡ đê Mai Lâm
+ Ngày 29/7/1971 vỡ đê Cống Thôn.
Những tai hoạ trên, gây thiệt hại và tổn thất rất lớn về tính mạng và tài sản
của nhân dân cho đến nay cũng chưa đánh giá hết.
Ngoài ra, đối với địa bàn tỉnh Bắc Ninh việc xói lở bờ sông Đuống hàng năm
theo thống kê chưa đầy đủ đã xoá sổ hàng trăm ha, diện tích đất bãi, trên 100 căn
nhà bị sụp đổ, nhiều hộ buộc phải di rời. Hiện nay, quá trình xói lở vẫn diễn ra hết
sức phức tạp trên diện rộng, một số vị trí công trình bảo vệ bờ bị phá hoại, gây mất
an toàn cho đê điều, đe doạ trực tiếp đến tính mạng và tài sản của nhân dân trong
tỉnh. Đây là một trở ngại lớn, kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội theo hướng công
nghiệp hoá, hiện đại hoá cuả tỉnh nói riêng và cả nước nói chung.
Trong tương lai với sự phát triển nhanh chóng các khu công nghiệp, phát
triển cơ cấu nông nghiệp bền vững, nuôi trồng thuỷ sản và việc phát triển giao
thông thuỷ góp phần đẩy mạnh giao lưu, thông thương giữa các vùng , miền trong
nước, sẽ tác động không nhỏ đến hệ thống sông và đó là nguyên nhân dẫn đến xói
lở mái bờ sông, gây biến hình lòng dẫn sông Đuống diễn ra phức tạp, mãnh liệt hơn
đây chính là quy luật tất yếu không thể tránh khỏi.
Chính vì vậy, để khai thác tổng hợp nguồn nước có hiệu quả, bền vững,
nhằm giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo an toàn đời sống nhân dân trong tỉnh và các vùng
lân cận nhất là một phần Thủ Đô Hà Nội, việc: Nghiên cứu nguyên nhân gây mất
Luận văn thạc sĩ - 9- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
ổn định và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Đuống tỉnh Bắc Ninh, nhất là với
hệ thống kè sông Đuống là rất cấp thiết.
Mục đích của Đề tài và phạm vi nghiên cứu:


Mục đích đề tài
Đánh giá nguyên nhân mất ổn định và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông
Đuống tỉnh Bắc Ninh.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: ổn định kè lát mái hộ chân và tác dụng kỹ thuật
của các giải pháp.
- Phạm vi nghiên cứu: trong khuôn khổ thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài
tập trung nghiên cứu ổn định của các giải pháp kè lát mái hộ chân cho
tuyến kè Chi Đống thuộc đê Tả Đuống tỉnh Bắc Ninh.
 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu các tài liệu trong và ngoài nước về công trình bảo vệ bờ để chọn
hướng nghiên cứu.
 Phương pháp nghiên cứu.
Để đạt được mục đích đặt ra, đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu
sau:
- Phương pháp điều tra khảo sát: Thu thập điều tra các tài liệu liên quan
đến hiện tượng xói lở mái bờ sông, lòng dẫn. Điều tra thực trạng xói lở,
tình hình diễn biến lòng dẫn, dân sinh, kinh tế, địa chất, khí tượng thuỷ
văn trong khu vực nghiên cứu. Phân tích tổng hợp các tài liệu đo đạc
khảo sát.
- Phương pháp hình thái: Trên cơ sở phân tích tài liệu thực đo kết hợp với
phân tích ảnh viễn thám bằng các công cụ kỹ thuật tin học: Mapinfo để
nghiên cứu diễn biến lòng dẫn trong từng giai đoạn.
- Phương pháp mô hình toán, ứng dụng mô hình toán SLOPE/W, vào

để
tính toán ổn định công trình.
Luận văn thạc sĩ - 10- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
- Tổng hợp đánh giá kiến nghị các giải pháp công trình so sánh ưu nhược
điểm của các giải pháp trên cơ sở đó kiến nghị giải pháp bảo vệ bờ hiệu
quả, an toàn và kinh tế.
 Bố cục luận văn:
Lêi cảm ơn
Mục lục
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các bảng biểu
PhÇn më đÇu
Sau mét thêi gian tËp trung nghiên cøu, đÕn nay luËn văn đã hoàn thành và
đîc cÊu trúc như sau:
Chương 1: Tình hình nghiên cứu ứng dụng công trình bảo vệ bờ sông trên thế giới
và Việt Nam.
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu.
Chương 3: Nghi nguyên nhân gây mất ổn định các công trình & Đề xuất giải pháp
bảo vệ bờ trên hệ thống sông Đuống tỉnh Bắc Ninh.
Chương 4 : Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo




Luận văn thạc sĩ - 11- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG TRÌNH
BẢO VỆ BỜ SÔNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1. Tình hình ứng dụng công trình bảo vệ bờ sông trên thế giới

1.1.1. Tình hình ứng dụng công trình bảo vệ bờ sông trên thế giới
Thiên tai, lũ lụt luôn là kẻ thù của loài người từ trước đến nay. Trong quá
trình sinh tồn, con người luôn tìm cách phòng chống, và chế ngự các thảm hoạ từ
thiên nhiên. Nguồn gốc của sự sống đều bắt đầu từ nguồn nước, các khu dân cư
luôn luôn tồn tại ngay cạnh nơi có nguồn nước nhất là ven các sông, suối. Song
song với những lợi ích do dòng sông, suối mang lại, bên cạnh đó con người còn
chịu tác động rất lớn đe doạ trực tiếp gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản do diễn
biến dòng chảy và từ đó con người luôn luôn tìm cách chế ngự nó để tồn tại.
Chính vì vậy, trên thế giới lịch sử nghiên cứu và ứng dụng xây dựng các
công trình bảo vệ bờ sông có từ rất lâu xuất phát điểm từ những vật liệu thô sơ sẵn
có (cọc gỗ, tre, đá hộc, đá dăm), đến vật liệu mới (thảm bê tông FS, bản cọc bê tông
cốt thép dự ứng lực ).
Cụ thể, ở Trung Quốc vào thời nhà Thanh và nhà Minh đã xây dựng hệ thống
đê kè bảo vệ bờ sông Tiền Đường bằng các tảng đá lớn và cọc gỗ cho đến nay công
trình vẫn tồn tại và ổn định.
Những nghiên cứu liên quan đến vấn đề xói lở bờ sông, lòng dẫn, bồi lắng
lòng dẫn bao gồm: xác định nguyên nhân, quy luật diễn biến lòng dẫn, nghiên cứu
các giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại do xói lở bờ, bồi lắng lòng dẫn đều
thuộc các lĩnh vực khoa học động lực lòng sông, chuyển động bùn cát và chỉnh trị
sông.
Trên thế giới khoa học về động lực dòng sông, bắt đầu được phát triển mạnh
trong nửa thế kỷ XIX ở các nước Âu Mỹ. Những nghiên cứu của các nhà khoa học
Pháp như Du Boys về chuyển động bùn cát, Barré de Saint- Venant về dòng không
Luận văn thạc sĩ - 12- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
ổn định, L.Fargue về hình thái sông uốn khúc vẫn giữ nguyên giá trị sử dụng đến
nay.
Từ những năm đầu của thế kỷ XX đến nay, ở các nước phát triển như Mỹ,
Anh, Pháp, Đức, Hà Lan, Nhật, Canađa, Nga, Trung Quốc việc nghiên cứu thuỷ lực

sông ngòi, diễn biến lòng dẫn, chất lượng nước, vận chuyển bùn cát, hình thái sông
cũng như về công trình bảo vệ bờ đã thu được những thành tựu khoa học được ghi
nhận kể cả về lý thuyết và thực nghiệm. Với đóng góp của các nhà khoa học Liên
Xô như: Lotchin V.M về tính ổn định của lòng sông, của Bernadski N.M về chuyển
động hai chiều, của Makkavêep V.M về dòng thứ cấp, của Velikanop M.A về quá
trình diễn biến lòng sông, của Gôntrarốp V.N và Lêvi I.I về chuyển động bùn cát
của Altunin S.T, của Grisanin K.B, của Kariukin S.N về chỉnh trị sông, ở Tây Âu có
E.Meyer Peter và Muller về những công trình về chuyển động bùn cát, của Anh
Kennedy R.G về hình thái lòng sông ổn định, Lindley E.S và Laccy với " lý thuyết
chế độ", Einstein H.A, Ven-ten-Chow, Ning-chien là các nhà khoa học Mỹ có rất
nhiều công trình nghiên cứu về dòng chảy và chuyển động bùn cát. Các nhà khoa
học Trung Quốc có Sa Ngọc Thanh, Tạ Giám Hoành, Trương Thuỵ Cẩn, Đậu Quốc
Nhân, Tiền Ninh đã có rất nhiều nghiên cứu về năng lượng dòng chảy có và không
mang bùn cát, chỉ tiêu khởi động và ổn định lòng dẫn.
Từ những năm 60 thế kỷ XX đến nay việc nghiên cứu xói lở bờ, lòng dẫn từ
đó đưa ra các giải pháp, hướng quy hoạch lòng dẫn, cũng như phục vụ công tác
chỉnh trị đã được tối ưu hoá bởi các tiến bộ khoa học. Đặc biệt trong kỹ thuật tính
toán có những bước phát triển vượt bậc trong việc mô hình hoá các hiện tư
ợng thuỷ
lực phức tạp (Dùng các mô hình mô phỏng dòng chảy 2D, 3D mô phỏng diễn biến
lòng dẫn Mike11, Mike21c). Cho kết quả khá chính xác. Ngoài ra, trong các thập
niên gần đây các nhà khoa học đã sử dụng GIS vào nghiên cứu dự báo biến hình
ngang lòng dẫn.
Các công trình bảo vệ bờ ngày càng hiện đại và đạt chất lượng tốt, kỹ mỹ
thuật ngày càng được chú trọng. Chất lượng, kỹ thuật và nhu cầu bảo vệ bờ sông
gắn liền với trình độ phát triển về kinh tế và khoa học kỹ thuật. Ở các nước càng
Luận văn thạc sĩ - 13- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
phát triển nhu cầu bảo vệ bờ sông càng nhiều và với mức độ càng cao. Thể hiện rất

rõ trong việc lựa chọn vật liệu và hình thức kết cấu công trình bảo vệ bờ.
Việc bảo vệ bờ sông tại các khu vực thành thị và các thành phố, các đê chính
bảo vệ cho vùng kinh tế quan trọng đã bảo vệ ở mức cứng hoá các bờ sông bằng đá
hoa cương, bê tông, gạch đá xây, thảm bê tông FS, bản cọc bê tông cốt thép dự ứng
lực
Các khu vực nông thôn, xa khu dân cư, các đê có cấp độ thấp thì mức độ bảo
vệ thấp hơn, việc bảo vệ theo nguyên tắc giữ vững ổn định của toàn tuyến sông.
Xây dựng các công trình chỉnh trị, đê, kè để bảo vệ là chính, chấp nhận có sự hư
hỏng, sửa chữa để giữ vững ổn định của lòng dẫn, sử dụng các phương pháp nuôi
lòng dẫn, như khơi thông bùn cát đáy sông, đổ cát, đá và hỗn hợp cát đá xuống đáy
sông ở những vị trí thích hợp để chống sạt lở bờ sông.
Ngoài ra, hiện nay xu thế sử dụng những vật liệu rẻ tiền dễ kiếm, nhất là kè
sinh thái đang là xu thế được lựa chọn.
1.1.2. Phân loại công trình bảo vệ bờ
Phân loại công trình bảo vệ bờ có thể phân thành nhiều loại theo vật liệu xây
dựng, thời gian, tuổi thọ, quan hệ mực nước, mục đích, hình thức và tính năng của
công trình, theo hình thức kết cấu
 Theo hình thức, công trình bảo vệ bờ sông bao gồm hệ thống đê sông, kè
bảo vệ mái dốc, hệ thống mỏ hàn, kè hoàn lưu, các hệ thống lái dòng M.V.Pôtapốp.
 Hệ thống kè bảo vệ mái dốc theo hình thức kết cấu chia ra:
- Kè có kết cấu linh hoạt: là loại kè có kết cấu đơn giản được cấu tạo bằng
đá tự nhiên rất nhám, có góc cạnh không đồng đều được đổ hoặc xếp, lát khít vào
nhau. Tiến bộ hơn là kè được cấu tạo bởi các cấu kiện là các tấm bê tông đúc sẵn có
dạng khối lục lăng, khối chữ nhật, khối lập phương, khối lăng trụ xếp liền nhau (
loại này được liên kết giữa các khối bởi lực ma sát giữa các mặt tiếp xúc), để duy trì
ổn định khi chịu tác dụng của sóng thì trọng lượng bản thân của từng viên đá hoặc
cấu kiện phải đủ lớn.
Luận văn thạc sĩ - 14- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2

- Kè có kết cấu tơi rời linh hoạt tự điều chỉnh: Các cấu kiện riêng biệt có
hình dạng hợp lý tự liên kết có khả năng tự điều chỉnh (loại này có nhiều hình dạng
đặc biệt). Các cấu kiện này được nghiên cứu trong các bể sóng ở các phòng thí
nghiệm của các nước tiên tiến trên thế giới.
Ví dụ điển hình về các loại cấu kiện tiêu biểu, đang được áp dụng rộng
rãi bao gồm:
+ Loại cấu kiện Tetrapod:
Tetrapod bằng bê tông đúc sẵn có bốn tay vươn ra từ trục trung tâm có hệ
số rỗng η =50%, loại này thường dùng ở Hà Lan, Pháp, ấn độ, Việt nam và nhiều
nước trên thế giới. Cấu kiện này đã được Danel, Chapus, Paage, Wather (1960),
Jackson (1968), Hudson ( 1974) thí nghiệm trong các bể sóng.


H×nh 1.1: CÊu kiÖn Tetrapod
+ Loại cấu kiện Dolos:
Cấu kiện Dolos là loại dạng neo có hệ số rỗng η =63%, loại này được dùng
phổ biến ở Mỹ, Tây Âu và Nam Phi. Cấu kiện này đã được thí nghiệm trong các bể
sóng, khả năng móc nối tốt. Đây là loại có hệ số ổn định cao.
+ Loại cấu kiện Tribar:
Luận văn thạc sĩ - 15- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
Cấu kiện Tribar gồm có ba ống trụ nối với trục trung tâm có hệ số rỗng η
=47%, loại này phát triển ở Mỹ. Cấu kiện này đã được Jackson (1968), Robert
Hudson thí nghiệm trong các bể sóng. Cũng như loại Tetrapod các tác giả tiến hành
thí nghiệm và lập biểu đồ quan hệ giữa số lượng Tribar trên 100 m
P
2
P và trọng lượng
của nó trong 1m

P
3
P, theo bảng 1-1. Cấu kiện này thường được áp dụng cho bảo vệ bờ
biển.
Bảng 1-1 : Hệ số phá hoại Kp của 3 loại
Sự phá hoại
tính theo %
Hệ số phá hoại Kp
Đá
Tetrapod và Quatripot
Tribar
1- :-5
4
8,3
10,4
5- :-10
4,9
10,8
14,2
10- :-15
6,6
13,4
19,4
15- :-20
8,0
15,9
26,2
20- :-30
10,0
19,2

35,2
30- :-40
12,2
23,4
41,8
40- :-50
15,0
27,8
45,9
+ Loại cấu kiện Akmon:

H×nh 1.2: CÊu kiÖn Akmon
Luận văn thạc sĩ - 16- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
Cấu kiện Akmon là khối bê tông dạng cái đe có hệ số rỗng η =55% - :- 60%. Cấu
kiện này đã được Paage và Wather tiến hành thí nghiệm tại Viện Thuỷ lực Delft Hà
Lan (1962- :-1963), để so sánh hai loại cấu kiện khối lập phương (Cube) và Akmon
trong cùng điều kiện thấy rằng hệ số phá hoại Kp của Akmon cao hơn so với khối
lập phương Cube theo bảng 1-2 .
Bảng 1-2 : Hệ số phá hoại Kp
Sự phá hoại tính
theo %
Hệ số phá hoại Kp
Cấu kiện Cu be
Cấu kiện Akmon
1
7,0
11,0
2

8,0
12,0
3
0,14
0,17
- Kè có kết cấu liền khối : là loại kè có trọng lượng lớn đảm bảo an toàn,
chống được sự tác động của sóng, giảm được chiều dày của khối.
Loại này chia ra :
+ Tấm bê tông đổ tại chỗ : Kè được cấu tạo bởi các tấm bê tông cốt thép đổ
tại chỗ, chia thành các tấm có các kích cỡ khác nhau : ( 2x2)m, (3x3)m,
(4x4)m, (5x5)m, (10x10)m, (15x15)m hoặc (20x20)m. Loại này được sử
dụng rộng rãi trên thế giới, nhưng có nhược điểm nếu xây dựng trên nền đất
yếu dễ bị gẫy sập từng mảng, rất khó trong cải tạo
+ Kè đá xây liền khối : là các khối được xây bởi đá hộc vữa xi măng cát
mác 100-:-150 # dày 30 đến 35 cm có kích thước 92x2)m, giữa các khối lớn
có khớp nối ( Bao tải nhựa đường, hoặc giấy dầu tẩm nhựa đường) và có bố
trí các lỗ thoát nước mái.
+ Kè xây bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn: Các cấu kiện bê tông đúc sẵn có
dạng hộp vuông hoặc hộp chữ nhật kích cỡ (1x0,4x0,25) m xây bằng vữa xi
măng cát, sau đó trát mặt ngoài một lớp vữa xi măng cát vàng dày 2-:-3cm
tạo thành bản lớn kích thước (4x2)m hoặc (2x6)m.
Luận văn thạc sĩ - 17- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
- Kè kết cấu liên kết linh hoạt tạo thành băng và mảng : Như đã nêu ở trên
loại kè kết cấu tơi rời thì yêu cầu đặt ra là trọng lượng viên đá phải đủ lớn mới đảm
bảo chống được tác động của sóng và dòng chảy. Trong thực tế, không phải vật liệu
nào cũng đảm bảo kích thước như trên, vì vậy để giảm trọng lượng của cấu kiện mà
vẫn chống được sóng và tác động của dòng chảy cần liên kết các cấu kiện có trọng
lượng và kích thước nhỏ lại với nhau thành từng băng dài ghép liền kề nhau thành

từng mảng lớn.
+ Loại cấu kiện liên kết hai chiều:
Các cấu kiện bê tông đúc sẵn hình vuông, hoặc hình chữ nhật có hèm
vuông ở góc hai cạnh đối diện. Lắp ghép trên mái theo hình thức lợp ngói. Loại này
được sử dụng rất rộng rãi. Tuy nhiên, loại này rất dễ bị phá hoại dưới áp lực đẩy nổi
áp lực sóng xô, hoặc sóng rút gây mô men lật.
+ Loại cấu kiện liên kết mộng ( liên kết thành hàng dài):
Loại cấu kiện tơi rời kết cấu bê tông đúc sẵn có hình vuông, hoặc hình
chữ nhật ở hai cạnh đối diện được tạo thành một đầu liên kết mộng và một đầu hèm
liên kết với nhau thành băng dài. Các băng này được lắp ghép liền kề để tạo thành
băng lắp ghép bảo vệ mái.
+ Loại cấu kiện liên kết mấu thành mảng Terrafix:
Liên kết khối bê tông đúc sẵn có mấu thành mảng rất linh hoạt, khi biến
dạng cấu kiện xoay quanh trục của mấu. Nhưng khuyết điểm của loại cấu kiện này
là cũng dễ bị phía hoại do tác dụng của sóng. Cấu kiện loại này được sử dụng nhiều
ở Mỹ, Pháp, Anh.
+ Loại cấu kiện liên kết móc hai chiều thành mảng lớn: (Flex-slab system)
Loại này là những khối bê tông đúc sẵn móc cài với nhau ở hai đầu, có
thể chống trượt, chống nâng khi chịu tác dụng của sóng cũng như tác dụng của dòng
chảy. Qua thí nghiệm cho kết quả với khối liên kết móc dạng mộng ở hai phía Flex-
slab có kích thước (50x50x16) cm có tác dụng bảo vệ tương đương với khối Gabion
dày 30 cm.
Luận văn thạc sĩ - 18- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
Dựa trên lý thuyết của C.T Brown kết hợp với Hudson các tác giả đã xây
dựng được phương trình ổn định chống trượt và chống lật cho hệ thống Flex-slab,
và từ các tác giả đã lập được mối quan hệ giữa kích thước cấu kiện và chiều cao
sóng, độ dốc của mái bảo vệ với tính ổn định chống trượt, chống nâng lên phá hoại
liên kết của mảng từ thực nghiệm. Loại cấu kiện này được ứng dụng nhiều mục đích

bảo vệ bờ, đê sông, đê biển, khu du lịch, hải cảng ở nhiều nước trên thế giới, đây là
một loại kết cấu được xem như một trong những công nghệ mới.
Các loại Flex-slab thường dùng có kích thước như bảng sau:
Bảng 1-3 : Kích thước của loại cấu kiện Flex-slab
Loại cấu kiện
Kích thước (cm)
Trọng lượng (kg)
Loại bê tông
FS.30
50x50x16
60
30MPa
FS.60R
60x60x16
65
30MPa
FS.100
100x100x16
450
30MPa

Việc sử dụng các loại cấu kiện liên kết linh hoạt thành mảng là một
trong bước tiến lớn trong công nghệ hoá, cơ giới hoá trong xây dựng công trình bảo
vệ bờ và mái đê biển.
Loại kết cấu này có ưu điểm là thích hợp với loại nền tương đối ổn định,
không có hiện tượng lún cục bộ lớn với điều kiện lớp lọc phải đảm bảo, và các mối
liên kết bền vững. Đây là loại liên kết được sử dụng nhiều trên thế giới.
Nhược điểm và hạn chế của loại kết cấu này là các mối liên kết thường bị
gẫy khi được lát trên loại nền mềm yếu.
- Dạng kè thảm đá lưới thép:

+ Rọ đá lưới thép:
Rọ thép có chiều dày từ 30 cm đến 2m, kích thước mặt bằng có nhiều
loại tuỳ theo kết cấu và hình thái bảo vệ (1x1)m, hoặc (1x2)m, (2x4)m. Thép làm
khung rọ có đường kính từ 6-:-10mm, thép làm lưới có đường kính từ 2-:-3mm
thường mạ kẽm và bọc nhựa PVC, đường kính mắt lưới (6x8)cm, (10x10)cm tuỳ
theo đường kính đá có thể khai thác.
Luận văn thạc sĩ - 19- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2

H×nh 1.3: Rä ®¸ líi thÐp
+ Thảm đá lưới thép:
Thảm đá lưới thép là sự phát triển của rọ đá lưới thép, thảm có chiều dày
từ 30-:-50 cm, kích thước thảm khác nhau phụ thuộc vào thiết bị thi công, thường
có kích thước mặt bằng (2x2)m, (2x3)m, (2x4)m, (2x5)m, (2x10)m.

H×nh 1.4: Th¶m ®¸ líi thÐp
Hiện nay thảm đá lưới thép được sản xuất công nghiệp (thủ công rất ít). Một trong
những loại thảm đá lưới thép được áp dụng nhiều là loại thảm đá có tên gọi Reno
Mattress của hãng MACCAFERRI- Australia, thực chất đây là các rọ đá (gabion)
cải tiến.

Luận văn thạc sĩ - 20- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
Bảng 1-4 : Kích thước của Reno Mattress thông dụng
Dây thiếc
Dây thiếc bọc PVC
Loại lưới
(m)

Dây
(mm)
Bề dày
(m)
Loại lưới
(m)
Dây
(mm)
Bề dày
(m)
Trong
Ngoài

6x8

7,0
7,2
0,17
0,23
0,30

6x8
7,0
7,2
3,0
3,2
0,17
0,23
0,30

5x7

7,0
0,15
0,20
0,25

Ghi chú : ô rộng 2-:-3m, dài 3-4-5-6
+ Ưu điểm : Tăng tốc độ thi công, tăng ổn định hơn so với rọ đá lưới
thép.
+ Nhược điểm : do diện tích thảm không lớn, trọng lượng nặng nên phải
chắp vá nhiều mới kín được mái, việc thi công phức tạp hơn dễ gây sai lệch vị trí do
có dòng chảy tác động và khó điều chỉnh, gây ra chồng lấn hoặc tách rời, đồng thời
trên nền mềm yếu bị lún sẽ dễ gây xói trôi, mất ổn định.
- Dạng kết cấu xâu thành thảm :
+ Thảm bê tông liên kết móc thép :
Đây là dạng kết cấu mà các viên thảm bê tông cốt thép được liên kết với
nhau bởi cốt thép . Cấu tạo thường dùng như sau :
• Viên thảm bê tông có kích thước (0,9x0,5x0,1)m
• Trọng lượng từ 100-:-130 kg.
• Cốt thép và thép liên kết φ14.
• Khe hở giữa các tấm bê tông 0,2m.
• Diện tích một tấm (0,9x0,5)= 0,45m
P
2

• Diện tích bảo vệ (0,6x1)m =0,6m
P
2
P.

• Diện tích che kín nền (0,9x0,5)= 0,45m
P
2
P(75%)
• Diện tich khe hở 100%-75%=25%.
Luận văn thạc sĩ - 21- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
+ Ưu điểm: Kết cấu dạng nàycó trọng lượng lớn không bị dòng chảy cuốn
trôi, đặc biệt nếu sử dụng để đè lên đá thả giữ cho mái ổn định.
+ Nhược điểm:
• Trọng lượng của khối nặng sẽ dẫn đến hiện tượng nền lún cục bộ tạo ra
mặt thảm không phẳng mà gồ ghề gấp khúc.
• Bảo vệ nền mái đất qua lớp vải lọc sẽ không đảm bảo ổn định lâu dài vì
khe hở quá lớn 25%.
• Dễ bị dồn đống gấp khúc do kết cấu móc nối mềm, lỏng khó thi công.
• Các liên kết móc thép dễ bị ăn mòn,rỉ, đứt tuổi thọ không cao từ đó làm
mất tác dụng liên kết của các tấm bê tông, thảm sẽ bị tách rời thành các cấu kiện
độc lập gây phá hoại công trình.
+ Thảm bê tông xâu bằng dây cáp:
Thảm được cấu tạo dùng dây cáp xâu các viên bê tông đúc sẵn liên kết
lại với nhau sau đó dùng cẩu nâng đặt phủ vào vị trí bề mặt cần bảo vệ.
Thảm BETOMAT KA-VB gồm các khối bê tông liên kết với nhau tạo
thành khối lớn bằng dây cáp. Loại thảm này có thể hình thành kích thước tuỳ ý đặt
trên lớp vải lọc tổng hợp.
Cấu tạo thường dùng
• Khối bê tông đơn có kích thước (0,4x0,32x0,09)m
• Trọng lượng 1m
P
2

P khoảng 180 kg.
• Dây cáp có đường kính từ 3,5-:-7 mm bọc nhựa PVC phụ thuộc vào kích
thước và trọng lượng thảm. Dây cáp được gắn chặt với các kẹp đặc biệt ở rìa của
khối bê tông BETOMAT uốn cong dễ dàng mà không gãy, biến dạng theo nền và
bảo vệ bờ sông chống sóng và dòng chảy rất có hiệu quả.
• Kích thước tiêu chuẩn khi vận chuyển bằng ô tô (6x2)m.
• Kích thước tiêu chuẩn khi vận chuyển bằng tầu thuỷ (6x3,2)m.
Thảm BETOMAT có loại KA-VB System và có loại PE-GR System khác nhau về
kỹ thuật neo cáp và kích thước. Kết cấu dạng này được sử dụng rộng rãi ở các nước
công nghiệp phát triển.
Luận văn thạc sĩ - 22- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
+ Ưu điểm: Kết cấu dạng này có khả năng chống đỡ được sóng và dòng
chảy cuốn trôi vật liệu, việc phân bố khe hở lắp ghép đều trên bề mặt.
+ Nhược điểm:
• Do đặc thù liên kết giữa các viên thảm được sâu với nhau bằng dây cáp
thông qua lỗ của các viên thảm đòi hỏi các viên thảm phải có độ dày đủ lớn để chịu
uốn và chịu nén, đường kính dây cáp phải đủ lớn và chịu được lực căng của trọng
lượng và đảm bảo mô men uốn khi thảm bị uốn cong và nén vào nhau.
• Thi công phức tạp do xâu các viên thảm lại với nhau
• Chiều dài thảm không có khả năng kéo dài liên tục
• Khi thi công ở độ sau, mái công trình dài phải chắp nhiều đoạn thảm với
nhau.
• Đòi hỏi công nghệ thi công cao
- Dạng kết cấu thảm túi xi măng cát.
Thảm được may bằng sợi tổng hợp Koni pocmer, được trải trên mái sau
đó dùng bơm có áp lực đẩy vữa xi măng cát vào các túi nhỏ trên thảm. Thảm có
chiều dày 10-25cm. Sau khi xi măng cát cứng sẽ tạo thành một tấm thảm hoàn toàn
cứng, giữa các túi nhỏ sẽ biến thành những tấm bê tông bao túi dính vào nhau.

+ Ưu điểm:
• Thích hợp với nền mềm yếu do phân bố lực đều, có khả năng tự điều
chỉnh mái dần tới phẳng.
• Trải liên tục từ dưới lên trên.
• Che kín nền, có khả năng tự dàn trải, trong quá trình bơm xi măng - cát
có áp suất lớn vào túi.
+ Nhược điểm:
• Công nghệ thi công phức tạp, giá thành đắt,tốn vật tư
• Tuổi thọ công trình không cao (Thảm bị mục nát sau thời gian và bị tan
ra)
- Gia cố mái bằng trồng cỏ, cây (tràm, đước, tre)
Hệ thống kè bảo vệ mái dốc theo hình thức vật liệu chia ra:
Luận văn thạc sĩ - 23- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
- Kè cứng (Đá xếp, đá thả, đá xây, rọ đá, rồng đá, bê tông)
áp dụng bảo vệ cho các công trình quan trọng, quy hoạch các cảnh quan đô
thị phát triển du lịch dịch vụ và các công trình có mặt bằng nhỏ hẹp, việc vận
chuyển và thu mua vật liệu thuận lợi.
- Kè mềm (Cụm cây, cỏ Vectiver): thường áp dụng bảo vệ cho các công
trình thấp hơn và trên quy mô rộng, tiết kiệm kinh phí, cải tạo môi trường (Kè sinh
thái)
Ngoài ra, trong kè chia ra kết cấu chân kè
- Chân kè nông (Kết cấu kiểu bệ nổi, Kết cấu kiểu bệ chìm, kết cấu kiểu mố
đỡ)
- Chân kè sâu (Chân khay bằng cọc gỗ, cọc bê tông cốt thép, cừ bê tông cốt
thép dự ứng lực, chân khay bằng ống buy)
- Chân kè kiểu kết hợp: Trong trường hợp cụ thể để phù hợp với từng vị trí
xây dựng có thể kết hợp chân kè bệ chìm và cọc gỗ, chân kè bệ nổi và cọc bê tông
cốt thép.

Kết cấu thân kè theo vật liệu:
- Dạng kết cấu bằng đá (Đá hộc đổ rối, đá lát khan, đá xây, đá xếp trong
khung ô bê tông , đá xếp trong khung ô xây gạch, đá xếp trong khung ô xây đá,
thảm rọ đá).
- Gia cố mái bằng bitum (Đá thâm nhập nhựa, Bê tông asphale)
- Gia cố mái bằng thảm vật liệu tổng hợp
1.2. Tình hình ứng dụng công trình bảo vệ bờ sông ở Việt Nam
Việt Nam có một hệ thống sông ngòi tương đối phức tạp, chính vì vâỵ từ
hàng nghìn năm tríc nhân dân ta đã biêts đ¾p đê đÓ bảo vÖ bê sông. Qua nhiÒu thêi
kỳ viÖc này vÉn đîc duy trì, tuy nhiên chỉ víi công nghÖ thô sơ. Ngày nay, với
trình độ khoa học phát triển cùng với xu thế phát triển kinh tế các công trình bảo vệ
bờ ngày càng hiện đại hơn đạt chất lượng, kỹ mỹ thuật cao hơn, đảm bảo tần suất
chống lũ, đảm bảo các yêu cầu lợi dụng tổng hợp của các ngành kinh tế
Luận văn thạc sĩ - 24- Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Học viên: Nguyễn Tiến Thương Lớp: 17C2
1.2.1. Phương pháp công trình bảo vệ bờ truyền thống
Trước đây, các công trình bảo vệ bờ ở nước ta mang tính chất tự phát, do hạn
chế về năng lực kinh tế cũng như trình độ kỹ thuật qua các thời kỳ, công trình đê
điều được xây dựng để chống đỡ thiên tai lũ lụt, tuy nhiên sự bền vững của công
trình kém, do việc đắp đê không đúng kỹ thuật, chồng lấn, vật liệu không đồng nhất,
không được khảo sát địa chất, đa số các công trình được xây dựng với vật liệu
truyền thống rẻ tiền : Đất, đá và che, cụm cây.
Việc phân loại công trình bảo vệ bờ truyền thống theo những cách sau :
a) Theo hình dạng: gồm 3 loại
+ Kè bảo vệ bờ: bao gồm vật liệu chống xói phủ lên mặt bờ, mái và lòng
sông, có tác dụng vừa gia cố bờ và đáy sông để chống sự phá hoại của dòng chảy,
công trình này gọi là công trình gia cố bờ. Đây là biện pháp chống đỡ sự phá hoại
của dòng chảy chứ không chủ động tấn công vào dòng chảy.

H×nh 1.5: Kè lát mái
+ Đập mỏ hàn: là loại công trình có hướng theo hướng ngang với dòng chảy,
gốc nối vào bờ, đâu vươn ra sông. Mỏ hàn có tác dụng đẩy dòng chủ lưu của dòng