Nghiên cứu lựa chọn phương án kết cấu hợp lý cho đê bao lấn biển huyện Tiên Lãng thành phố Hải Phòng.

1
LỜI CẢM ƠN

Với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô,
đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã giúp tác giả đã hoàn thành luận văn.
Tác giả luận văn xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến
GS.TS Nguyễn Chiến là thầy hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những định
hướng khoa học cho luận văn.
Xin cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy
Lợi, Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác
giả học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Công ty TNHH MTV KTCT thủy
lợi An Hải và lãnh đạo Ban chuẩn bị dự án quai đê lấn biển Tiên Lãng - Hải
Phòng đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trong quá trình học tập cũng như
hoàn thiện luận văn.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè
và đồng nghiệp đã động viên, tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành quá trình
học tập và viết luận văn.


Hà Nội, ngày tháng năm 2014.
Tác giả



Trần Thị Thủy



2

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG
DỤNG ĐÊ BAO LẤN BIỂN 11
1.1 Tổng quan về đê bao lấn biển ở Việt Nam. 11
1.2 Đặc điểm kết cấu của đê bao lấn biển. 17
1.2.1 Tổng quát về các điều kiện xây dựng đê bao lấn biển. 17
1.3 Tình hình làm việc của các hệ thống đê bao lấn biển đã xây dựng. 23
1.3.1 Trên thế giới 23
1.4 Các kết quả nghiên cứu về kết cấu đê bao lấn biển hiện đại. 31
1.4.1. Đê có lõi bằng vật liệu tại chỗ kết hợp gia cố nền và mái: 32
1.4.3. Đê bằng hệ thống các xà lan bê tông cốt thép nối tiếp nhau 35
1.4.4. Đê biển có cấu tạo bằng hệ thống tường ô vây 36
1.4.6. Đê biển có cấu tạo bằng hệ thống xà lan tạo chân 39
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU ỨNG DỤNG CHO
ĐÊ BAO LẤN BIỂN TIÊN LÃNG 42
2.1.Giới thiệu vị trí, nhiệm vụ công trình. 42
2.1.1. Vị trí địa lý: 42
2.1.2.Nhiệm vụ công trình: 43
2.2.Các điều kiện xây dựng công trình đê bao lấn biển Tiên Lãng
44
2.2.1.Điều kiện địa chất công trình 44
2.2.2.Điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn 51
2.2.3.Vật liệu xây dựng. 56
2.3.Đề xuất các giải pháp kết cấu. 59
2.4.Phân tích, lựa chọn phương án tính toán. 67
2.5.Kết luận chương 2. 72

3
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN THÂN ĐÊ BẰNG TÚI

VẢI ĐỊA KỸ THUẬT CHỨA CÁT 73
3.1. Kích thước cơ bản của mặt cắt 73
3.1.1. Xác định cao trình đỉnh đê 73
3.1.2. Xác định chiều cao san nền thiết kế 75
3.1.3. Thân đê 77
3.1.4. Chiều rộng và kết cấu mặt đê: 78
3.1.5. Mái đê: 79
3.2.Phân tích ứng suất - biến dạng và ổn định của đê và nền 79
3.2.1. Mục đích tính toán 79
3.2.2. Lựa chọn phương pháp tính 80
3.2.2.2. Ứng dụng mô hình toán 89
3.2.2.3. Lựa chọn phần mềm tính toán 91
3.2.3. Lựa chọn mặt cắt tính toán 92
3.2.4. Trình tự thi công và các bước tính toán 93
3.2.5. Mô hình tính toán 94
3.2.6. Kết quả tính toán và phân tích 96
3.2.7. Tính toán cho phương án rút ngắn thời gian chờ cố kết. 104
3.3. Tính toán lớp bảo vệ mái 110
3.3.1. Xác định các loại tải trong tác dụng lên mái đê: 110
3.3.2. Tính toán sơ bộ lớp gia cố mái nghiêng.
114
3.3.3. Thiết kế tầng đệm và tầng lọc ngược 116
3.3.4. Thiết kế chân khay 116
3.3.5. Thiết kế lăng trụ đá phản áp 117
3.3.6. Thiết kế tường đỉnh 118
3.4. Giải pháp thi công 118
3.4.1. Trình tự thi công quai đê lấn biển 118

4
3.4.2. Phương pháp thi công các bộ phận của đê 119

3.5. Kết luận chương 3. 121
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 122
1. Kết quả đạt được của luận văn 122
2. Một số điểm tồn tại 123
3. Hướng tiếp tục nghiên cứu 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN




5
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 - Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam 13
Hình 1.2 - Một số công trình đê biển ở Hải Phòng, Nam Định 14
Hình 1.3 - Một số công trình đê biển ở Trà Vinh, Kiên Giang 15
Hình 1.4 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng đá hộc 21
Hình 1.5 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng cọc ống BTCT 21
Hình 1.6 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng đất mái nghiêng 22
Hình 1.7 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng túi geotube 23
Hình 1.8 - Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 24
Hình 1.9 - Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk 25
Hình 1.10 - Mặt cắt ngang đê Saemangeum 25
Hình 1.11 - Đê biển Saemangeum 26
Hình 1.12 - Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier 26
Hình 1.13 - Mặt cắt ngang New Orleans 27
Hình 1.14 - Đê biển Bình Minh 1,2,3 28
Hình 1.15 - Đê biển Bình Minh 2 29
Hình 1.16 - Đê biển Bình Minh 3 30

Hình 1.17 - Cắt ngang kết cấu đê biển dạng 1 32
Hình 1.18- Cấu kiện kè mái đê 33
Hình 1.19 -Cấu tạo đê biển dạng 2 34
Hình1.20 - Mặt cắt ngang đê biển dạng 3 35
Hình 1.21 - Kết cấu đê biển dạng tường ô vây 37
Hình 1.22 - Mặt cắt ngang đê biển dạng 5 38
Hình 2.1 – Vị trí xây dựng tuyến đê quai lấn biển Tiên Lãng 42

6
Hình 2.2 - Tuyến đê quai lấn biển Tiên Lãng 43
Hình 2.3 – Hình dạng mặt cắt ngang túi vải địa kỹ thuật 58
Hình 2.4 - Mặt cắt đại biểu đê đất đắp 60
Hình 2.5 - Hình ảnh thi công đê quai lấn biển Seamangeum 61
Hình 2.6 - Mặt cắt đại biểu thân đê bằng đá đổ 62
Hình 2.7 - Túi vải địa kỹ thuật trong quá trình thi công 64
Hình 2.8 - Mặt cắt đại biểu thân đê bằng các túi vải địa kỹ thuật chứa cát 64
Hình 2.9 - Hình ảnh đê quai lấn biển bằng cọc bê tông 66
Hình 2.10 - Mặt cắt đại biểu thân đê bằng cọc ống bê tông cốt thép đóng xiên 66
Hình 2.11 - Sử dụng túi vải địa kỹ thuật xây dựng cảng tại Busan, Hàn Quốc, 70
Hình 2.12 - Sử dụng túi vải ĐKT đắp đê lấn biển tại Hàng Châu, Trung Quốc 70
Hình 3.1- Tổ hợp 349 trận bão trong lịch sử hoạt động trên biển Đông 74
Hình 3.2 – Vị trí tính sẵn đường tần suất mực nước biển tổng hợp 74
Hình 3.3 - Mặt cắt đại diện thân đê bằng túi cát vải địa kỹ thuật
79
Hình 3.4: Xác định mômen chống trượt, gây trượt với mặt trượt trụ tròn. 82
Hình 3.5: Xác định góc ma sát và lực dính huy động. 86
Hình 3.6: Quan hệ ∑Msft ~ chuyển vị 88
Hình 3.7: Mô hình tính toán 95
Hình 3.8: Lưới phần tử phân tích 95
Hình 3.9: Điểm khảo sát chuyển vị 96

Hình 3.10 - Chuyển vị đứng của các điểm khảo sát theo quá trình đắp 96
Hình 3.11 - Chuyển vị ngang của các điểm khảo sát theo quá trình đắp 97
Hình 3.12 – Chuyển vị đứng (lún) của nền đê sau giai đoạn đắp +0,0 100
Hình 3.13 – Chuyển vị đứng (lún) của nền đê sau giai đoạn đắp +2,0 100
Hình 3.14 – Chuyển vị đứng (lún) của nền đê sau giai đoạn đắp +4,5 100
Hình 3.15 – Chuyển vị đứng (lún) của nền đê sau giai đoạn đắp đất nền đường
101

7
Hình 3.16 - Lún theo thời gian của điểm B và E trong thời gian thi công 102
Hình 3.17 - Độ lún cuối cùng của điểm B và E 102
Hình 3.18- Hệ số ổn định M
sf
= 1,421 103
Hình 3.19 - Hình dạng mặt trượt khi đê vừa đắp xong 104
Hình 3.20 - Chuyển vị đứng của các điểm khảo sát theo quá trình đắp 105
Hình 3.21 - Chuyển vị ngang của các điểm khảo sát theo quá trình đắp 105
Hình 3.22 - Lún theo thời gian của điểm B và E trong thời gian thi công 109
Hình 3.23 - Độ lún cuối cùng của điểm B và E 109
Hình 3.24 - Hệ số ổn định M
sf
= 1,403 110
Hình 3.25 - Hình dạng mặt trượt khi đê vừa đắp xong 110
Hình 3.26 - Biểu đồ áp lực sóng lên mái đê 111
Hình 3.27 - Sơ đồ áp lực đẩy nổi lên mái nghiêng 113
Hình 3.28 - Hình vẽ khối bê tông âm dương 115
Hình 3.29 - Chân khay ống buy và lăng trụ phản áp 117
Hình 3.30 – Hình dạng tường đỉnh 118

8
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 - Một số chỉ tiêu thí nghiệm trong phòng lớp đất 3,4,5 45
Bảng 2.2 - Một số chỉ tiêu thí nghiệm trong phòng lớp đất 6,7,7a 46
Bảng 2.3 -Một số chỉ tiêu thí nghiệm trong phòng lớp đất 8,9,10 48
Bảng 2.4 -Một số chỉ tiêu thí nghiệm trong phòng lớp đất 10a,10b,11 49
Bảng 2.5 - Các đặc trưng mực nước triều 55
Bảng 3.2 - Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tại hố khoan HD18.93
Bảng 3.3 - Các thông số khai báo trong mô hình 94
Bảng 3.4 - Kết quả tính toán chuyển vị nền theo Plaxis 101
Bảng 3.5 - Độ cố kết của nền tại một số vị trí 102
Bảng 3.6 - Kết quả tính toán chuyển vị nền theo Plaxis 108
Bảng 3.7 - Độ cố kết của nền tại một số vị trí 109
Bảng 3.8 - Kết quả tính áp lực sóng cực đại 112
Bảng 3.9 - Kết quả tính toán điểm đặt của áp lực sóng lớn nhất 112
Bảng 3.10 - Kết quả tính toán tọa độ áp lực
113
Bảng 3.11 - Kết quả tính áp lực đẩy nổi 114
Bảng 3.12 – Hệ số φ theo cấu kiện và cách lắp đặt 115

9

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đất nước ta đang trong quá trình phát triển nền kinh tế thị thường và
hội nhập, vùng đồng bằng Bắc Bộ cần xây dựng một số cảng biển và sân bay
lớn nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hành khách và hàng hóa của khu vực.
Hải Phòng là thành phố ven biển hội tụ đủ điều kiện thuận lợi về vị trí địa lý
và các điều kiện tự nhiên để thực hiện điều đó.
Theo định hướng phát triển giao thông hàng không trong cả nước, sân
bay Quốc tế Nội Bài cần một sân bay dự phòng, để loại máy bay lớn có thể hạ
cánh khi không đủ điều kiện hạ cánh ở sân bay Nội Bài. Theo quyết định
1448/QĐ-TTg ngày 16 tháng 6 năm 2009 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt
điều chỉnh quy hoạch xây dựng chung xây dựng thành phố Hải Phòng đến
năm 2025 và tầm nhìn 2050, đã xác định xây dựng sân bay Quốc tế Tiên Lãng
tại khu vực bãi bồi phía ngoài đê biển III.
Bộ Chính trị, Chính phủ đã quyết định xây dựng cảng nước sâu Lạch
Huyện, vùng bãi bồi Tiên Lãng cách cảng nước sâu Lạch Huyện khoảng 10,0
km theo đường biển, nếu sân bay quốc tế được xây dựng ở đây sẽ tạo được
quần thể vận chuyển hàng hóa liên hoàn giữa đường biển và đường không.
Xuất phát từ nhu cầu vận chuyển hành khách và hàng hóa phục vụ cho sự
nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, Thủ tướng Chính phủ đã ban
hành Quyết định số 640/QĐ-TTg ngày 28 tháng 4 năm 2011 về việc phê
duyệt quy hoạch vị trí cảng hàng không quốc tế Tiên Lãng - Hải Phòng thuộc
4 xã: Vinh Quang, Tiên Hưng, Đông Hưng, Tây Hưng trong đó cần diện tích
hạ tầng phục vụ cho xây dựng sân bay là 4.500 ha.
Nghiên cứu đề tài đê bao lấn biển huyện Tiên Lãng có chiều dài khoảng
22,5 km, bao khu bãi bồi nằm giữa hai cửa sông Văn Úc và Thái Bình với

10

mục tiêu tạo quỹ đất làm hạ tầng xây dựng sân bay quốc tế Tiên Lãng - Hải
Phòng.
2. Mục đích của đề tài
Mục đích của đề tài là làm cơ sở khoa học để lựa chọn phương án kết
cấu hợp lý cho đê bao lấn biển Tiên Lãng tạo nền để xây dựng sân bay quốc
tế Tiên Lãng với quy mô sân bay 4F (Cấp sân bay 4F: trước hết phải là cảng
hàng không quốc tế và cả nước, có trên 2 đường cất hạ cánh cách nhau 250m,
tức là 1 lượt có thể cất cánh hoặc hạ cánh trên 2 máy bay cùng 1 lúc; có khả
năng tiếp nhận máy bay cấp E loại máy bay to nhất, có 2 tầng, thường thấy ở
hãng hàng không của Mỹ; hệ thống đường lăn có chiều rộng 2,3m; lề vật liệu
rộng 10,5m; gồm 1 đường lăn chính và 7 đường lăn nối 2 đường cất hạ cánh;
về hệ thống sân đỗ máy bay, đáp ứng hơn 30 vị trí đỗ và có thể mở rộng sân
đỗ, đảm bảo đáp ứng 50 vị trí đỗ, có tổng công suất đạt trên 20 triệu hành
khách/năm, trên 200.000 tấn hàng hóa/năm.)
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Tiếp cận các cơ sở khoa học, các công trình thực tế đã và đang thiết kế,
thi công, các tài liệu đo đạc làm cơ sở cho việc tính toán.
Sử dụng các phần mềm tính toán chuyên dụng tiên tiến để tính toán,
nghiên cứu để làm sáng tỏ các quan điểm khoa học.
4. Kết quả đạt được
- Đưa ra được tổng quan về công tác quai đê lấn biển ở Việt Nam và
giới thiệu các hình thức kết cấu của đê quai lấn biển.
- Phân tích các điều kiện xây dựng để đề xuất các giải pháp kết cấu ứng
dụng cho đê bao lấn biển Tiên Lãng – Hải Phòng.
- Tính toán chi tiết cho phương án nghiên cứu là đê bằng túi cát áp
dụng cho khu vực nước nông của dự án lấn biển Tiên Lãng, từ đó đưa ra các
kết luận, kiến nghị.

11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG

DỤNG ĐÊ BAO LẤN BIỂN
1.1 Tổng quan về đê bao lấn biển ở Việt Nam.
Lịch sử hình thành hệ thống đê biển nước ta có từ thế kỷ 13 ở đồng bằng
Bắc Bộ. Từ thế kỷ 15, sau khi chiến thắng quân Minh xâm lược, triều đình
nhà Lê đã có nhiều chính sách khuyến khích khai hoang lấn biển. Vào thời
vua Lê Nhân Tông (1456), khi mảnh đất Giao Thủy (Nam Định) còn là vùng
sình lầy chưa được khai phá, có dòng họ Nguyễn từ làng Hòe Nha ở thành
phố Nam Định xuống đây khai hoang, lập ấp mới (xã Giao Tiến ngày nay).
Công cuộc lấn biển được tiếp tục dưới triều Hậu Lê, nhiều chính sách khuyến
khích được ban hành cho dân khai khẩn vùng đất này để mở rộng bờ cõi ra
phía biển Đông. Không chỉ có người Nam Định, nhân dân các nơi từ Hải
Dương, Thanh Hoá, Sơn Tây và nhiều nơi khác nữa lần lượt đến đây quai đê,
lấn biển, khai khẩn lập nên các làng xã. Công cuộc lấn biển cũng diễn ra
mạnh mẽ tại Hải Hậu, mảnh đất đầu sóng, ngọn gió. Qua gần nửa thiên niên
kỷ liên tục quai đê lấn biển, có thể nói, Hải Hậu là nơi sức mạnh và khí phách
con người còn mạnh hơn biển cả. Biển đã phải nhường bước, lùi ra xa, để lại
cho con người ruộng lúa mênh mông, đồng muối bát ngát, cây trái xum xuê.
Trong giai đoạn Pháp thuộc, việc đầu tư cho cải tạo, củng cố hệ thống đê
điều ít được quan tâm, nhiều tuyến đê sông cũng như đê biển bị phá hỏng do
bão, lũ. Ruộng đất canh tác bị bỏ hoang hóa, mất mùa, nạn đói triền miên. Từ
sau năm 1954 - 2005, công cuộc quai đê lấn biển được quan tâm và do lực
lượng quân đội, Thanh niên xung phong đảm nhiệm, đã hình thành các vùng
đất mới. Đến nay, hệ thống đê biển ở đồng bằng Bắc Bộ (Hải Phòng, Thái
Bình, Nam Định và Ninh Bình) có tổng chiều dài 267 km.Với hơn 70km bờ
biển, công cuộc lấn biển diễn ra mạnh mẽ ở Nam Định (với 3 huyện Giao
Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng).

12
Do biện pháp thi công đắp đê cho tới năm 1990 chủ yếu là thi công bằng
thủ công, dùng sức người, lợi dụng thời tiết, thủy triều để quai đê lấn biển,

nên trong quá trình thi công gặp rất nhiều sự cố. Chủ yếu là các sự cố sau:
- Bão, thủy triều và sóng biển tràn qua các đoạn đê và đường trục vừa mới
đắp chưa đủ cao trình vượt triều, làm cuốn đi toàn bộ khối lượng đất mới đắp
(ví dụ như cơn bão số 2 (02/7/1981) đổ bộ vào bờ biển Ninh Bình với đỉnh
triều cao nhất lên tới (+3,90) làm toàn bộ tuyến đê Bình Minh 1 vừa mới đắp
ngập hoàn toàn trong nước và bị cuốn đi 3.600m đê; sóng đánh tuột mất 9.299
m
3
đất…).
- Đê bị trượt ngang khi đắp: do lớp bùn dưới nền đê rất loãng và dày trên
dưới không được vét đi, không gia cố lớp tiếp giáp với nền.
- Đê bị sạt trượt trong quá trình đắp do tốc độ thi công nhanh (tốc độ đắp
nhanh để đảm bảo cao trình vượt triều) dẫn đến mất ổn định mái đê do đất
chưa kịp cố kết.
- Đê bị lún nhiều và quá trình lún kéo dài do đất nền, đất đắp là đất yếu,
đất sét chảy có hệ số thấm nhỏ.
Qua các thời kỳ lịch sử quai đê lấn biển, ông cha ta đã đúc rút ra được
nhiều kinh nghiệm và những biện pháp xử lý các sự cố trong quá trình quai đê
như sau:
- Lựa chọn thời gian đắp đê khi có triều thấp, không có gió bão để tránh
đê bị sóng biển và thủy triều tràn qua phá hoại.
- Xử lý lớp tiếp giáp nền: vét sạch bùn loãng, lót nền bằng bó cây hoặc đá hộc.
- Lựa chọn thời gian thi công, đưa ra tiến độ thích hợp, chiều dày các lớp
đắp phù hợp để đắp các lớp trên đảm bảo thời gian cố kết ổn định lớp dưới
không gây sạt trượt khi thi công. Lựa chọn hệ số mái phù hợp đảm bảo đê ổn
định trong quá trình thi công và quản lý vận hành.

13
- Ngày nay ta có thể áp dụng đắp đê biển bằng đất có cốt, dùng vải địa kỹ
thuật và các phương pháp mới…để tăng nhanh quá trình cố kết của đất, tăng

sức chống cắt của đất làm cho đê sớm ổn định trong quá trình thi công và khai
thác sử dụng.
Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực ổ bão Tây Bắc Thái Bình
Dương với đường bờ biển dài trên 3.260 km, tỷ lệ giữa đường bờ biển so với
diện tích lục địa là rất lớn. Hiện nay dọc theo bờ biển đã có các hệ thống đê
biển với quy mô khác nhau được hình thành qua nhiều thời kỳ, bảo vệ cho sản
xuất, dân sinh kinh tế của các vùng trũng ven biển. Tuy nhiên, hiện nay Việt
Nam chỉ có hệ thống đê ven bờ biển, chủ yếu có kết cấu là đê đất, cao trình
đỉnh đê thấp, thường ở cao độ +5,0m; bề rộng đỉnh đê khoảng từ 2,0m đến
5,0m; điều này cũng gây khó khăn cho việc duy tu, bảo dưỡng đặc biệt là sau
những trận sạt lở đê do bão lũ.
Đê biển miền Bắc thuộc loại lớn nhất cả nước tập trung chủ yếu ở các
tỉnh Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định. Một số tuyến đê biển đã được nâng
cấp hiện nay có cao trình đỉnh phổ biến ở mức +5,5 m (kể cả tường đỉnh).
Mặt đê được bê tông hóa 1 phần, nhưng chủ yếu vẫn là đê đất, sình lầy trong
mùa mưa bão và dễ bị xói bề mặt.


Hình 1.1 - Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam


14

(a) Đê biển Cát Hải, Hải Phòng

(b) Đê biển Đồ Sơn, Hải Phòng

(c) Đê biển Nghĩa Hưng - Nam Định
Hình 1.2 - Một số công trình đê biển ở Hải Phòng, Nam Định

Với ĐBSCL, tổng chiều dài tuyến đê là khoảng 1.359 km, trong đó 618
km đê biển và 741 km đê cửa sông. Chiều dài đê cửa sông là 30 km cho sông
lớn và 10÷15 km cho các sông rạch nhỏ. Hầu hết các tuyến đê biển nằm dọc
và cách bờ biển 200÷500m đối với tuyến biển Tây, 500÷2.000 m đối với các
tuyến biển Đông. Theo dự báo, nếu không chủ động ứng phó trong một
khoảng thời gian ngắn nữa do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, nước
biển dâng cao sẽ làm cho khoảng 15.000÷20.000 km
2
tại ĐBSCL bị ngập,
trong đó có 9/13 tỉnh bị ngập gần như hoàn toàn, làm cho sản xuất nông
nghiệp gặp khó khăn lớn.Trong khi đó, độ cao và sức chịu đựng của hệ thống

15
tuyến đê biển tại ĐBSCL hiện chưa đáp ứng yêu cầu ngăn nước biển dâng và
sức tàn phá của sóng biển với cường độ mạnh. Đoạn đê biển đi qua huyện U
Minh, Trần Văn Thời, Phú Tân ở tỉnh Cà Mau và huyện Hòn Đất ở tỉnh Kiên
Giang thuộc tuyến biển Tây, kéo dài từ Cà Mau đến Kiên Giang dài khoảng
260km hiện bị xói lở nghiêm trọng. Theo quy hoạch gần 620km đê biển và
hơn 740km đê cửa sông tại vùng ĐBSCL được nâng cấp hoặc xây dựng mới
với chiều rộng mặt đê 6m kết hợp giao thông, mái trong m
t
=2÷3, mái ngoài
m
n
=3÷4, lưu không 10m phía đồng và 50m phía biển; bên ngoài đê là rừng
phòng hộ để bảo vệ và giảm sóng.

(a) Đê Hiệp Thạnh - Trà Vinh

(b) Đê biển Rạch Giá - Kiên Giang
Hình 1.3 - Một số công trình đê biển ở Trà Vinh, Kiên Giang

Trước diễn biến phức tạp của việc biến đổi khí hậu, ngoài việc nâng
cấp đê thì các dự án xây dựng đê quai lấn biển không chỉ là một giải pháp để
mở rộng quỹ đất mà còn chủ động ứng phó với thực trạng biển đang ngày một
ăn sâu vào đất liền. Kế thừa, phát huy những kinh nghiệm quai đê của ông cha
và học hỏi khoa học kỹ thuật của các nước trên thế giới, Việt Nam đã và đang
thi công một số công trình lấn biển như:
- Khu du lịch Hòn Dáu Resort - Đồ Sơn - Hải Phòng gồm phần lấn biển
mở rộng đảo Hòn Dáu với diện tích sử dụng khoảng 54 ha và phần lấn biển

16
mở rộng bán đảo Đồ Sơn với diện tích sử dụng trên 60 ha (đã hoàn thiện hạ
tầng kỹ thuật phần lấn biển), khu vực lấn biển được bao bọc bằng hai lớp kè
vững chãi, lớp thứ nhất được thiết kế đảm bảo cho các công trình vĩnh cửu,
lớp kè thứ hai cách lớp kè thứ nhất 100m và bao quanh dự án đảm bảo tuyệt
đối an toàn trước những cơn bão lớn cấp 15-16.
- Xây dựng tuyến đê biển Nam Đình Vũ thuộc Khu kinh tế Đình Vũ - Cát
Hải - Hải Phòng có nhiệm vụ chủ động phòng chống lụt, bão, nước biển dâng,
bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản, các công trình của tổ chức cá nhân trong
và ngoài nước kinh doanh, hoạt động tại đảo Đình Vũ, đảm bảo cho phát triển
ổn định bền vững khu kinh tế Đình Vũ - Cát Hải.
- Tuyến đê lấn biển tại Cần Giờ (thành phố Hồ Chí Minh) với chiều rộng
lấn biển 300 mét, kết cấu tường chắn sóng, kè mái nghiêng, hành lang và
đường giao thông ven biển dọc theo kè trên địa bàn thị trấn Cần Thạnh và xã
Long Hòa, huyện Cần Giờ nhằm phục vụ dân sinh, phát triển kinh tế xã hội,
an ninh quốc phòng, thích ứng với nguy cơ nước biển dâng và những tác động

bất lợi từ biển.
-…v…v…
Ngoài ra, còn một số dự án xây dựng đê bao lấn biển quy mô lớn như:
- Dự án xây dựng tuyến đê lấn biển từ Vũng Tàu – Gò Công và các hạng
mục công trình phụ trợ khác như cống kiểm soát triều, âu thuyền, cầu giao
thông, v.v… không những sẽ tạo nên một hệ thống công trình phòng chống,
bảo vệ vùng nội địa khỏi bị lũ lụt và thiên tai khác từ phía biển mà còn hình
thành nên một khu vực rộng lớn đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và
du lịch sinh thái.
- Dự án xây dựng tuyến đê bao lấn biển Tiên Lãng – Hải Phòng tạo hạ
tầng xây dựng sân bay Quốc tế Tiên Lãng.
-….v…v…

17
Nếu như từ xa xưa con người luôn sợ hãi trước sự khắc nhiệt của thiên
nhiên thì nay - khi trải qua nhiều quá trình phát triển tư duy, tầm hiểu biết, con
người đã tiến hành các phương pháp dần khắc phục, cải tạo, lợi dụng thiên
nhiên để phục vụ cuộc sống của mình. Mỗi thời kì, mỗi giai đoạn đều có sự cải
tiến rõ rệt về quá trình đắp đê, vật liệu đắp đê, phương thức thi công và giải
pháp công nghệ đem lại hiệu quả tốt hơn trước để dần đáp ứng được nhu cầu,
bảo vệ lãnh thổ và khát vọng chinh phục thiên nhiên của con người Việt Nam.
1.2 Đặc điểm kết cấu của đê bao lấn biển.
1.2.1 Tổng quát về các điều kiện xây dựng đê bao lấn biển.
1.2.1.1 Điều kiện địa hình
Tiền đề để xây dựng đê bao lấn biển là khu vực xây dựng tuyến đê phải
nằm trong quy hoạch tổng thể của hệ thống công trình khai thác vùng đất mới
cửa sông ven biển, quy hoạch hệ thống kênh mương thủy lợi, hệ thống đê
ngăn và cống thoát nước trong khu vực được đê bảo vệ, hệ thống giao thông
phục vụ thi công và khai thác cũng như các yêu cầu về thoát lũ, giao thông
thủy, bảo vệ môi trường, du lịch v.v…

Các bãi bồi ở vùng cửa sông, ven biển có cao độ mặt đất cao hơn mực
nước biển trung bình (từ cao độ 0,00 m trở lên) đều có thể xây dựng đê bao để
bảo vệ diện tích đất lấn biển và sử dụng quỹ đất đó vào mục đích nhất định.
Địa hình ở khu vực xây dựng đê bao lấn biển cần phải thuận tiện giao
thông cả về đường thủy, đường bộ và đường hàng không (nếu có). Giao thông
không thuận tiện sẽ hạn chế trong việc vận chuyển vật liệu đến địa điểm xây
dựng, khiến thời gian thi công lâu. Trong quá trình thi công xây dựng nếu
không tận dụng được đường giao thông vốn có thì có thể xây mới nhưng phải
xét sao cho có hiệu quả tối đa về mặt kinh tế.

18
Vị trí tuyến đê bao phải đáp ứng đi qua vùng thuận lợi để bố trí các
công trình phụ trợ nối tiếp thông thuận với các công trình đã có. Tuyến đê sau
khi xây dựng không làm ảnh hưởng, cản trở khả năng thoát lũ của khu vực.
Quỹ đất sau khi lấn ra biển nhờ có đê bao sẽ trở thành khu kinh tế,
trung tâm thương mại…nên địa hình khu vực phải đảm bảo sự thuận tiện cho
việc thông thương tới các vùng lân cận trong nước và quốc tế, có tầm nhìn
quan trọng trong việc định hướng phát triển kinh tế - xã hội trong tương lai và
đáp ứng yêu cầu trở thành vùng kinh tế trọng điểm của khu vực.
1.2.1.2 Điều kiện địa chất
Đê bao lấn biển là công trình bảo vệ cho một khu vực riêng biệt. Nên
để tuyến đê bao có thể làm việc hiệu quả điều kiện đặt ra là nền địa chất khu
vực xây dựng phải tương đối tốt, có độ nén chặt nhất định, không bị lún sụt
một cách nghiêm trọng. Tránh tình trạng vùng ven biển đó bị xói lở, hoặc sau
khi xây dựng đê bao có hiện tượng nắn dòng gây xói lở sẽ gây khó khăn cho
việc lấn biển, giữ ổn định công trình.
Có nguồn cung cấp nước ngọt từ nguồn nước mặt đáp ứng nhu cầu sinh
hoạt của người dân đóng vai trò quyết định cho sự thành công của các kế
hoạch lấn biển. Nhưng ở những vùng lấn biển, có những giếng khoan sâu đến
gần 100m cũng không có nước. Trong khi các vùng quai đê lấn biển dự kiến

đều nằm cuối các hệ thống thủy lợi hiện có. Cần tiến hành cung cấp nước
sạch song song với các kế hoạch quai đê lấn biển. Như khu vực Nghĩa Hưng
(Nam Định) là khu vực thuận lợi về nguồn nước ngọt hơn các khu vực khác
nhờ có 2 nguồn từ sông Đáy, sông Ninh Cơ. Khoảng cách từ các cửa lấy nước
đến vùng bãi khoảng dưới 20 km. Ở vùng đê lấn biển Cồn Xanh (Nghĩa
Hưng), do được quy hoạch từ trước nên hệ thống thủy lợi, thủy nông ở vùng
nuôi thủy sản đã khá hoàn chỉnh: từ cống lấy nước, cống tiêu nước, hệ thống
tưới tiêu riêng biệt đến tận các ô đầm.

19
Khu vực sẽ được đê bao bảo vệ phải đảm bảo không bị nước mặn xâm
thực quá gay gắt hoặc đã có định hướng phương pháp giải quyết vấn đề đó
nhằm đảm bảo sau khi xây dựng đê bao xong sẽ có quỹ đất phục vụ dân sinh
– xã hội, xây dựng hạ tầng kĩ thuật.
1.2.1.3 Điều kiện về vật liệu xây dựng
Khi xây dựng đê bao lấn biển, điều đầu tiên xét đến khi lựa chọn vật
liệu xây dựng chính là tận dụng tối đa vật liệu tại chỗ (vật liệu địa phương có
sẵn) hoặc khai thác ở các bãi vật liệu lân cận công trình đê.
Trong điều kiện không cho phép, vật liệu xây dựng có thể thu mua từ
nơi khác vận chuyển đến chân công trình với yêu cầu thuận tiện giao thông và
chi phí xây dựng đê bao sau vận chuyển vẫn ở mức cho phép và không tăng
giá lên quá cao so với tổng mức đầu tư ban đầu.
1.2.1.4 Điều kiện về khí tượng thủy văn hải văn
Để xây dựng đê bao lấn biển phải xét tới nhiệt độ khí hậu cao nhất và
thấp nhất, lượng mưa, giông bão, chế độ gió trung bình theo các hướng,…
trong nhiều năm trở lại. Ưu tiên xây dựng cho vùng chịu nhiều ảnh hưởng
khắc nhiệt và chịu nhiều gió bão tàn phá làm tăng nguy cơ mất mát của cải vật
chất, nước biển dâng cao làm gia tăng truyền mặn sâu vào lục địa, tăng cường
ngập lụt ven bờ, xói lở biển và làm suy thoái rừng ngập mặn.
Khi xây dựng đê bao lấn biển cần quan tâm đến mực nước dâng theo

từng năm (biến đổi khí hậu), tốc độ gió theo mùa, mực triều cực đại, mực
triều cao nước cường, mực triều cao nước kém, mực triều trung bình, mực
triều thấp nước kém, mực triều thấp nước cường, mực triều thấp nhất…
Kết cấu, cấp đê và độ cao của đê bao cũng phụ thuộc vào cấp bão cao
nhất mà vùng ven biển đó hứng chịu, đặc biệt chú ý đến mực nước dâng trong
bão khi trùng kỳ triều cường ngay cả khi trị số nước dâng không lớn.


20
1.2.2. Các dạng kết cấu mặt cắt đê bao
Hệ thống đê biển Việt Nam được xây dựng, bồi trúc và phát triển từ lâu
đời, do nhiều thế hệ người Việt Nam thực hiện. Đê chủ yếu là đê đất, đê đất
độn cành cây, độn đá hộc được tôn lên trong nhiều năm và thời gian cố kết
lâu. Vật liệu đắp đê được lấy tại chỗ và dân địa phương tự đắp bằng phương
pháp thủ công. Cao trình đỉnh đê thấp, thường ở cao độ dưới +5,0m, bề rộng
đỉnh đê từ 2,0m đến 3,0m, gây khó khăn cho việc duy tu, bảo dưỡng đặc biệt
là sau những trận sạt lở đê do bão lũ. Với kết cấu đê này, coi đê như một
tuyến giao thông thì hoàn toàn không đảm bảo với nền đê và kết cấu thân đê
không cho phép.
Kế thừa kinh nghiệm của thế hệ trước, con người đã ngày tiến bộ hơn
trong các hoạt động chinh phục biển của mình. Các kết cấu đê hiện đại hơn
lần lượt ra đời nhằm khắc phục tồn tại hạn chế của đê truyền thống và ngày
càng góp phần to lớn trong việc bảo vệ con người, đất đai vùng ven biển.
Có nhiều kết cấu đê đã được đưa vào nghiên cứu nhưng nhìn chung có
các dạng kết cấu đê chính sau đây:
a) Kết cấu đê cứng:
+ Thân đê được đổ bằng đá hộc theo mái thoải dài. Sử dụng ống buy có
tác dụng như chân khay bảo vệ mái đê, chống đẩy trồi khi thi công đổ đá thân
đê. Lăng trụ đá phản áp nằm phía ngoài ống buy có tác dụng chống đẩy trồi
khi thi công thân đê, chống sóng khi thi công giếng chân khay. Đây là dạng

kết cấu truyền thống, tận dụng vật liệu tự nhiên, thiết bị và biện pháp thi công
khá đơn giản, đã có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và thi công. Tuy nhiên,
đê biển dạng này thường có kích thước mặt cắt ngang lớn, tốn nhiều vật liệu,
thời gian thi công dài, gây ô nhiễm môi trường và rủi ro trong quá trình thi
công cao.


21

Hình 1.4 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng đá hộc
+ Thân đê bằng cọc ống BTCT đúc sẵn đóng ken sít hoặc cừ bản bê
tông đóng ken sít chắn đất, chiều dài ống (cừ) đóng sâu vào nền tùy thuộc vào
cấu tạo địa chất của nền. Sử dụng lăng đá đổ phía ngoài cọc ống, có tác dụng
bảo vệ chân cọc ống, chống sự tác động của sóng biển gây xói, làm mất ổn
định của thân đê. Đây là một giải pháp tương đối gọn nhẹ, phù hợp với những
vùng có địa chất yếu. Tuy nhiên nhược điểm của loại kết cấu này là biện pháp
thi công phức tạp, đòi hỏi một số thiết bị thi công đặc chủng, khó kết hợp
đường giao thông, giá thành rất đắt.

Hình 1.5 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng cọc ống BTCT
Kết cấu đê rời khi gặp lún, lún không đều kết cấu thân đê dạng rời sẽ tự
chèn vào phần bị lún, từng phần rời rạc tự dịch chuyển mà kết cấu tổng thể

22
khụng b phỏ hng, vn m bo cho tuyn ờ lm vic bỡnh thng. Vi
dng kt cu ờ cng ny thỡ mt ct khỏ nh gn, kh nng gim súng leo
hn ch, ch phự hp vi cỏc v trớ cú chiu cao súng nh, a hỡnh t nhiờn
sõu thi cụng úng cc v thi cụng bờ tụng. Mt khỏc cn cú yờu cu phi
kt ni hi hũa vi cỏc cụng trỡnh khỏc trong quy hoch tng th chung ca
khu cụng nghip.

b) Kt cu ờ mm :
+ ờ p bng t hoc cỏt theo mỏi nghiờng thoi di, bờn ngoi bo
v bng ỏ v cỏc cu kin bờ tụng. õy l dng kt cu truyn thng, tn
dng vt liu a phng, thit b v bin phỏp thi cụng khỏ n gin. Tuy
nhiờn, kớch thc mt ct ờ ny thn ln, chim nhiu din tớch t xõy
dng, ri ro trong quỏ trỡnh thi cụng v vn hnh cao.

Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm
Cát đắp k=0.9
+0.00
+5.00
+1.00
m=3.5
m=2.0
+3.00
700 800 400
300 400 1000
6178
530245
Thảm P.Đ.TAC-CI D12 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm
Vải địa kỹ thuật
-2.00
m=5.0
+3.00
m=2.0
Vải địa kỹ thuật TS65
Bao tải cát
Bao tải cát

Cát đắp
Đá hộc dày 50cm
592
2725
Đờng ven biển
1210 1500
Cát san nền
2500
Hmax=+2.15
-1.00
Cát đắp
i
Vải địa kỹ thuật
Đất đắp k=0.9
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D16 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm
Vải địa kỹ thuật
Đá hỗn hợp dày 50cm
Bao tải cát
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D24 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm
Vải địa kỹ thuật
Đá hỗn hợp dày 50cm
Bao tải cát
Vải địa kỹ thuật
Đất đắp k=0.9
Cấu kiện P.Đ.TAC-CM5874 D16 M300
Đá dăm 1x2 dày 20cm

Đất đắp k=0.9
BTCT dày 16cm
BT lót M150; 10cm
Lót tấm vải bạt
Mố phá sóng
Đất đắp
Đất đắp

Hỡnh 1.6 - Mt ct s ha thõn ờ bng t mỏi nghiờng
+ S dng cỏc tỳi geotube cú cha ct (t, cỏt) lm chõn ờ v xp
dn lờn mỏi theo bc thang bo v mỏi v gi n nh cho khi cỏt p
hoc t p phớa trong. Cỏc tỳi vi a k thut ny ngoi vic tng tớnh n
nh cho ờ, nú cũn ging nh l mt ờ quai trong quỏ trỡnh thi cụng, gi cho
cỏc vt liu bờn trong thõn ờ khụng b súng cun ra bin, nh ú m quỏ
trỡnh thi cụng ờ c thun li hn.

23

Hình 1.7 - Mặt cắt sơ họa thân đê bằng túi geotube
Kết cấu đê mềm khi nền lún, lún không đều thân đê có thể chuyển vị
theo, nhưng tổng thể kết cấu không bị phá hỏng, vẫn đảm bảo làm việc bình
thường. Kết cấu đê mềm phù hợp với các vị trí công trình có chiều cao sóng
lớn, yêu cầu giảm năng lượng sóng khi tác động vào công trình là ưu tiên số
1. Nền đất tự nhiên cao, bởi vì nếu nền sâu thì khối lượng đắp rất lớn và để ổn
định được trên nền đất yếu thì cần phải mái rất thoải và dài. Mặt khác không
có yêu cầu hạn chế không gian xây dựng công trình.
1.3 Tình hình làm việc của các hệ thống đê bao lấn biển đã xây dựng.
1.3.1 Trên thế giới
Ở các nước phát triển như Hà Lan, Đức, Đan Mạch, Nhật Bản đê biển
đã được xây dựng rất kiên cố nhằm chống được bão lũ (triều cường kết hợp

với nước dâng) với tần suất hiếm. Khoảng vài thập niên trước đây, quan điểm
thiết kế đê biển truyền thống ở các nước châu Âu là hạn chế tối đa sóng tràn
qua, do vậy cao trình đỉnh đê rất cao. Nhưng vì lượng sóng tràn qua là rất ít
nên mái phía trong đê thường được bảo vệ rất đơn giản như chỉ trồng cỏ bản
địa, phù hợp cảnh quan với môi trường. Nhìn chung, mặt cắt ngang đê điển
hình rất rộng, mái thoải, có cơ mái ngoài và trong kết hợp làm đường giao
thông dân sinh và bảo dưỡng cứu hộ đê. Ngoài ra, cơ đê phía ngoài còn đảm
nhận nhiệm vụ quan trọng là giảm sóng leo sóng tràn qua đê, góp phần hạ
thấp cao trình đỉnh đê thiết kế.

24
Một số tuyến đê điển hình trên thế giới như là:
-Đê biển Afsluitdijk là một trong những minh chứng điển hình nhất
cho đất nước Hà Lan trong lĩnh vực đê biển. 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; với độ cao ban đầu
7,50m trên mực nước biển trung bình, nền đất yếu được xử lý bằng thảm cây
nhấn chìm bằng đá hộc; 5 cống thoát với tổng lưu lượng qua cống 5.000m
3
/s,
mỗi cống có 5 cửa rộng 12m, sâu 4m; 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. 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. Tuyến đê được xây dựng từ năm 1927 đến năm 1933 nhưng

25
đến nay nó vẫn hoạt động bình thường; ngoài việc là một đê biển bảo vệ Hà
Lan khỏi lũ lụt, nó còn là một đường cao tốc được sử dụng bởi hàng ngàn
người mỗi ngày.

Hình 1.9 - Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk
-Đê biển Saemangeum cách thành phố Seoul khoảng 200km về phía
nam. Nó có một 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 kỳ vọng mang lại lợi ích to lớn cho
phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng 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
). Cao trình đỉnh đê so với
mực nước biển từ +8,50m đến +11,0m. Đê có kết cấu dạng mái nghiêng với
vật liệu hỗn hợp bao gồm đá, dăm sỏi và cát. Thân đê được chia thành nhiều
phần, trên đỉnh là đường giao thông rộng 35m. Dự án được tiến hành từ năm
1991 và được hoàn thành năm 2010, đến nay tuyến đê vẫn rất vững chắc giữa
biển khơi…

Hình 1.10 - Mặt cắt ngang đê Saemangeum