Nghiên cứu giải pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê phục vụ giao thông, áp dụng cho tuyến đê hữu thái bình, huyện lương tài, tỉnh bắc ninh

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ....................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................................................ vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐÊ ĐIỀU ................................................ 4
1.1. Tổng quan tình hình đê sông đồng bằng Bắc Bộ. ............................................................ 4
1.1.1. Đặc điểm các tuyến đê sông đồng bằng Bắc Bộ. ............................................. 4
1.1.2. Một số hư hỏng sự cố thường gặp trên hệ thống đê. ........................................ 5
1.1.3. Nguyên nhân gây hư hỏng. ............................................................................ 7
1.2. Nhu cầu nâng cấp mở rộng mặt đê. ..................................................................................... 8
1.3. Các giải pháp nâng cấp mở rộng mặt đê. ........................................................................... 9
1.3.1. Phương pháp đắp mở rộng mặt đê. ................................................................ 9
1.3.2. Phương pháp hạ thấp cao trình mặt đê, làm tường chắn sóng. ...................... 11
1.3.3. Phương pháp kết hợp hạ thấp cao trình mặt đê, làm tường chắn sóng và đắp
mở rộng mặt đê. ................................................................................................... 11
1.4.1. Các phương pháp thi công đất hiện nay. ...................................................... 12
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐẮP
ÁP TRÚC MỞ RỘNG MẶT ĐÊ PHỤC VỤ GIAO THÔNG. .......................................... 17
2.1. Cấp công trình và các tiêu chuẩn thiết kế đê. .................................................................. 17
2.1.1. Các tiêu chuẩn dùng thiết kế. ....................................................................... 17
2.1.2. Cấp công trình. ........................................................................................... 18
2.1.3. Tần suất thiết kế. ......................................................................................... 19
2.1.4. Độ gia cao an toàn. ..................................................................................... 19
2.1.5. Hệ số an toàn: ............................................................................................. 19
2.1.6. Tải trọng và tổ hợp tải trọng. ....................................................................... 21
2.2. Các tài liệu cơ bản dùng trong quá trình lựa chọn. ........................................................ 22
2.2.1. Tài liệu địa hình. ......................................................................................... 22
2.2.2. Tài liệu khí tượng ........................................................................................ 22
2.2.3. Tài liệu về thủy văn ..................................................................................... 22
2.2.4. Tài liệu địa chất. ......................................................................................... 23

iii

2.2.5. Điều kiện tự nhiên. ...................................................................................... 23
2.2.6. Điều kiện kinh tế-xã hội và môi trường. ........................................................ 24
2.3. Thiết kế mặt cắt mở rộng mặt đê. ....................................................................................... 25
2.3.1. Quy tắc chung. ............................................................................................ 25
2.3.2. Tính toán cao trình đỉnh đê. ......................................................................... 25
2.3.3. Kết cấu đỉnh đê ........................................................................................... 27
2.3.4. Mái đê và cơ đê: .......................................................................................... 27
2.3.5. Lựa chọn mặt cắt đắp áp trúc mở rộng mặt đê. ............................................. 28
2.3.6. Phương pháp tính toán lựa chọn kết cấu mặt cắt đê. ..................................... 29
2.4. Đất đắp đê và các tiêu chuẩn thi công đắp áp trúc. ........................................................ 42
2.4.1. Lựa chọn chỉ tiêu đất đắp............................................................................. 42
2.4.2. Tiêu chuẩn và phương pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê. ............................. 45
Kết luận Chương 2 ................................................................................................ 48
CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐẮP ÁP TRÚC MỞ RỘNG MẶT ĐÊ TẠI
TUYẾN ĐÊ HỮU THÁI BÌNH, HUYỆN LƯƠNG TÀI, TỈNH BẮC NINH................... 49
3.1. Giới thiệu về công trình. ....................................................................................................... 49
3.1.1. Hiện trạng công trình: ................................................................................. 49
3.1.2. Các tài liệu trong thiết kế. ............................................................................ 52
3.2. Lựa chọn giải pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê. ........................................................... 57
3.2.1. Tính toán ổn định sơ bộ để lựa chọn giải pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê
khi các chỉ tiêu đầu vào là giống nhau. .................................................................. 57
3.2.2. Phân tích lựa chọn chỉ tiêu đất đắp. ............................................................. 60
3.3. Thiết kế mặt cắt ngang. ......................................................................................................... 62
3.3.1. Cao trình đỉnh đê......................................................................................... 62
3.3.2. Tính toán kết cấu mặt đường. ....................................................................... 68
3.3.3. Kết cấu công trình và giải pháp thiết kế........................................................ 77
3.3.3. Mặt cắt đê thiết kế: ...................................................................................... 77
3.3.4. Tính toán ổn định thấm và ổn định mái dốc. ................................................. 77

3.3.5. Tính toán lún ổn định................................................................................... 80

iv


3.4. Quy trình đắp đê. .................................................................................................................... 83
3.4.1. Công tác nền móng. ..................................................................................... 83
3.4.2. Đắp đê và xử lý tiếp giáp. ............................................................................ 83
3.4.3. Kiểm tra chất lượng..................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................ 90
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ............................................................................................................... 91

v


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
Hình 1.1 Sạt trượt mái đê phía sông .................................................................. 5
Hình 1.2 Sạt trượt mái đê phía đồng ................................................................. 6
Hình 1.3 Bong vỡ mặt đê..................................................................................... 6
Hình 1.4 Mạch sủi, bãi sủi .................................................................................. 7
Hình 2.1 Mở rộng mặt đê về phía đồng ........................................................... 28
Hình 2.2 Mở rộng mặt đê về phía sông ........................................................... 28
Hình 2.3 Mở rộng mặt đê cả về phía sông và phía đồng ............................... 29
Hình 2.4 Sơ đồ lưới phần tử ............................................................................. 32
Hình 2.5. Sơ đồ phân chia cột đất. ................................................................... 37
Hình 2.6. Sơ đồ lực tác dụng cột đất tính toán. .............................................. 37
Hình 3.1. Ảnh về mặt đê xuống cấp ................................................................. 51
Hình 3.2. Đường đẳng chuyển vị thẳng đứng trường hợp 1 ......................... 61
Hình 3.3. Đường đẳng chuyển vị thẳng đứng trường hợp 2 ......................... 61
Hình 3.4. Đường đẳng chuyển vị thẳng đứng trường hợp 3 ......................... 62

Hình 3.5 Mặt cắt điển hình thiết kế ................................................................... 78

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Độ gia cao an toàn ...................................................................................... 19
Bảng 2.2 Hệ số an toàn chống trượt ..............................................................................19
Bảng 2.3 Gradien thấm cho phép của nền đê ................................................................20
Bảng 2.4 Gradien thấm cho phép của nền đê ................................................................20
Bảng 2.5 Hệ số Kw

........................................................................................27

Bảng 3.1. Kết quả tính toán thấm ổn định các phương án ............................................59
Bảng 3.2. Bảng so sánh các phương áp .........................................................................60
Bảng 3.3. Chỉ tiêu cơ lý tính toán lún ............................................................................61
Bảng 3.4 Bảng mực nước thiết kế tại sông Thái Bình ..................................................63
Bảng 3.5 Bảng mực nước tại sông Đuống.....................................................................63
Bảng 3.6 Cao trình mực nước thiết kế lựa chọn ............................................................64
Bảng 3.7 Cao trình đỉnh đê thiết kế ...............................................................................67
Bảng 3.8 Cao trình đỉnh đê thiết kế theo lý trình ..........................................................67
Bảng 3.9. Các giá trị đầu vào lớp móng ........................................................................69
Bảng 3.10: Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất dùng trong mô hình tính thấm và ổn định. .......78
Bảng 3.11 Kết quả tính toán thấm và ổn định ...............................................................80
Bảng 3.12 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tính toán ..............................................................81
Bảng 3.13 Kết quả tính toán lún đấp đắp nền đuờng ....................................................82

vii

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Đất nước ta có mạng lưới sông ngòi dày đặc. Hầu hết các sông ở Miền Bắc nước ta
đều có đê bảo vệ. Trong hệ thống đê điều ở Miền Bắc thì hệ thống đê sông Hồng là lớn
nhất, sau đó là các hệ thống đê sông Thái Bình, đê sông Cầu, đê sông Lục Nam …
Bắc Ninh là một tỉnh nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, tỉnh có diện tích nhỏ nhất
nước, nhưng lại bị chia cắt bởi các con sông trong đó có: sông Đuống, sông Cầu, sông
Thái Bình, sông Cà Lồ và sông Ngũ Huyện Khê. Hệ thống đê điều của tỉnh gồm 241
km đê, 159 cống và 38 kè hộ bờ và chống sóng. Trong đó tuyến đê cấp I là tuyến đê
hữu Đuống và tuyến đê hữu Thái Bình, tuyến đê cấp II là tuyến đê tả Đuống, tuyến đê
cấp III là tuyến đê hữu Cầu và hữu Cà Lồ, các tuyến còn lại là đê cấp IV.
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của kinh tế đất nước và được sự quan
tâm đầu tư của Bộ, Ngành và địa phương nên hiện nay các tuyến đê từ cấp I đến cấp
III trên địa bàn tỉnh đã được đầu tư hoàn chỉnh mặt cắt theo chỉ tiêu thiết kế, mặt đê
được cứng hoá bằng bê tông rộng từ 4m đến 6m. Các tuyến đê cấp IV cũng đã và đang
được đầu tư nâng cấp.
Tuy nhiên, hiện trạng các tuyến đê trong quá trình nâng cấp mở rộng qua các thời kỳ
khác nhau với địa chất nền kém chủ yếu nằm trên vùng bồi tích cũ hoặc lòng sông cổ
đã không được xử lý một cách triệt để. Trong quá trình đắp đê việc lựa chọn các loại
đất đắp cũng không tuân thủ theo tiêu chuẩn, chủ yếu lấy đất tại khu vực tuyến đê đi
qua và tuyến đê thì được đắp qua nhiều thời kỳ nên chất lượng đê không đồng nhất.
Việc thi công đắp đê trước đây chủ yếu là thủ công, không đầm chặt đúng quy định.
Nên khi đến mùa mưa lũ vẫn thường xuyên xảy ra các sự cố như sạt lở, thẩm lậu, sủi
đùn …
Vì vậy để đảm bảo an toàn cho công trình đê điều, hàng năm Nhà nước đã đầu tư hàng
trăm tỷ đồng để tu bổ hệ thống đê điều trong tỉnh. Do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội,
thì việc phát triển giao thương giữa các vùng miền là điều kiện kiên quyết để phát triển
kinh tế, xã hội. Vậy để tăng tính hiệu quả đầu tư và giảm áp lực cho ngân sách nhà

1


nước trong việc đầu tư các công trình giao thông hạ tầng thì việc kết hợp các tuyến đê
làm đường giao thông khu vực là việc làm mang lại nhiều lợi ích, vừa đảm bảo an toàn
phòng chống lụt bão vừa đảm bảo giao thông đi lại. Nên việc mở rộng mặt đê phục vụ
giao thông là điều cần thiết và là xu hướng phát triển tất yếu.
Trong quá trình nâng cấp, mở rộng mặt cắt đê để đảm bảo tính đa mục tiêu như vậy,
người ta thường sử dụng phương pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê. Vậy khi đắp áp
trúc mở rộng mặt đê phải thực hiện như thế nào để đảm bảo ổn định, đảm bảo an toàn
phòng chống lụt bão, đảm bảo điều kiện giao thông… là vấn đề mà nhiều người đặt
câu hỏi. Có thể nhiều người cho rằng việc đắp mở rộng mặt đê như vậy chỉ làm cho
tuyến đê tốt hơn vì nó to hơn sẽ ổn định hơn. Nhưng theo khoa học thì cơ sở nào để
lựa chọn giải pháp như vậy, tại sao đắp áp trúc mở rộng mặt đê lại tốt hơn hay là xấu
hơn, những tồn tại và lưu ý gì khi lựa chọn vật liệu đắp, khi thi công. Chúng ta cần
nghiên cứu và làm rõ vấn đề này.
Vì vậy việc nghiên cứu giải pháp lựa chọn cho việc đắp áp trúc mở rộng mặt đê mang
ý nghĩa thực tiễn, để phần nào giúp các nhà chuyên môn có cái nhìn và đánh giá đúng
đắn hơn. Từ đó giúp cho việc đưa ra các giải pháp thiết kế, thi công đảm bảo chất
lượng và hiệu quả kinh tế cho các công trình đê điều đã và sắp được triển khai.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
Thu thập số liệu xây dựng tổng quan về hệ thống đê điều.
Phân tích, đề xuất và lựa chọn hình thức và biện pháp thi công đắp áp trúc mở rộng
mặt đê phù hợp với yêu cầu phục vụ chống lũ và kết hợp giao thông trên địa bàn tỉnh
Bắc Ninh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Tổng quan các phương pháp đắp mở rộng mặt đê.
Giới thiệu các phương pháp, các bài toán tính ổn định, thấm, lún.
Tính toán cho công trình cụ thể là việc đắp áp trúc tại mở rộng tại tuyến đê hữu Thái
Bình huyện Lương Tài.

2


Kiểm chứng kết quả tính toán và rút ra những kết luận về cơ sở khoa học lựa chọn giải
pháp cho việc đắp áp trúc mặt đê.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.
Thu thập tài liệu về hệ thống đê điều.
Thu thập tài liệu về phương pháp lựa chọn và các bài toán liên quan đến công trình đắp
áp trúc.
5. Kết quả dự kiến đạt được.
- Đưa ra cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê.
- Đưa ra kết quả đối với một công trình cụ thể là việc đắp áp trúc tại tuyến đê hữu Thái
Bình huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐÊ ĐIỀU
1.1. Tổng quan tình hình đê sông đồng bằng Bắc Bộ.
1.1.1. Đặc điểm các tuyến đê sông đồng bằng Bắc Bộ.
Việt Nam có gần 8.000 km đê, trong đó có gần 6.000 km đê sông và 2.000 km đê biển.
Riêng đê sông chính có 3.000 km và 1.000 km đê biển quan trọng. Có gần 600 kè các
loại và 3.000 cống dưới đê.
Trong đó, riêng hệ thống đê sông Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ có tổng chiều dài khoảng
5.200 km. Trong đó:
* Đê từ cấp III đến cấp đặc biệt có chiều dài khoảng 2.400 km. Bao gồm:
- Hệ thống đê sông Hồng tổng chiều dài là 1.400 Km với chiều cao phổ biến từ 5 - 8
mét, có nơi cao tới 11 mét. Đê thuộc hệ thống sông Hồng bao gồm 18 tuyến dọc theo
các sông: Đà, Thao, Lô, Phó Đáy, Hồng, Đuống, Luộc, Trà Lý, Đào, Ninh Cơ và sông

Đáy được chia thành:
+ Đê cấp đặc biệt (đê nội thành Hà Nội)

:

37,7 km

+ Đê cấp I

:

382,8 km

+ Đê cấp II

:

376,9 km

+ Đê cấp III

:

608,4 km

- Hệ thống đê sông Thái Bình có chiều dài là 621,5 km gồm 27 tuyến dọc theo các
sông: Công, Cầu, Thương, Lục Nam, Thái Bình, Kinh Thầy, Lai Vu, Cà Lồ, Văn Úc,
Lạch Tray, Hóa, Cấm, Bạch Đằng, Tam Bạc, Nam, Đá Bạch và sông Chanh và được
chia ra:
+ Đê cấp I

:

73,8 km

+ Đê cấp II

:

126 km

+ Đê cấp III

:

421,6 km
4


- Hệ thống sông Mã, sông Cả có tổng chiều dài là 357,6 km, gồm: chiều dài đê thuộc
hệ thống sông Mã, sông Chu là 292,2 km và chiều dài đê thuộc hệ thống sông Cả, sông
La là 65,4 km. Thượng nguồn của hai hệ thống sông này chưa có hồ chứa để tham gia
điều tiết lũ, vì vậy đê vẫn là biện pháp công trình duy nhất và có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng trong chống lũ. Hiện tại tuyến đê thuộc hai hệ thống sông này chỉ còn khoảng 31
km đê thấp so với thiết kế, khoảng 164km có mặt cắt đê nhỏ, mái dốc chưa có cơ, thân
đê còn nhiều khuyết tật, nền đê nhiều đoạn là nền cát hoặc bùn; lòng sông có độ dốc
lớn và diễn biến rất phức tạp, nhiều đoạn đê sát sông.
Về kết cấu mặt đê thì theo thống kê các tuyến đê chính hiện nay đã cứng hóa hết và
đường hành lang chân đê đã được cứng hóa, tuy nhiên chiều rộng bê tông mặt trung
bình chỉ đạt từ 4-5 m, một số nơi như Hà Nội, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc đạt từ 5-8 m.

1.1.2. Một số hư hỏng sự cố thường gặp trên hệ thống đê.
1.1.2.1. Hư hỏng mái đê.
Hiện tượng hư hỏng mặt đê được thể hiện ở các dạng như sạt trượt mái đê, thẩm lậu
mái đê, xói lở cục bộ mái đê…
Với mái đê phía sông hiện tượng trên thường xảy ra tại những vị trí dòng sông cong,
sóng vỗ trực tiếp vào mái đê hoặc khi có tổ hợp lũ bão, nước cao ngâm lâu, thấm vào
thân đê lâu ngày khi nước rút kéo theo đất ở chân đê và trong thân đê ra ngoài gây hiện
tượng sạt, lở mái đê. Hoặc do mái đê có độ dốc lớn và đất đắp đê không đảm bảo khi
mưa to nước ngấm vào đất thân đê gây ra hiện tượng trượt mái đê.

Hình 1.1 Sạt trượt mái đê phía sông

5


Với mái đê phía đồng hiện tượng trên thường xẩy ra vào mùa lũ khi mực nước sông
lên cao, đường bão hòa trong thân đê dâng cao cộng với việc phía chân đê lại là ao, hồ
nên hiện tường sạt, trượt mái, cơ đê phía đồng cũng thường xuyên xẩy ra.
Thân đê có tính không đồng nhất lớn do việc đắp và tôn cao trong nhiều năm. Với mặt
cắt không đồng nhất như vậy, sự thấm không tuân theo các phương trình thấm trong
thân đê, có vùng tập trung dòng thấm nhiều và vùng tập trung dòng thấm ít gây ra hiện
tường sạt trượt mái đê cục bộ tại các vị trí tập dùng dòng thấm lớn.

Hình 1.2 Sạt trượt mái đê phía đồng
1.1.2.2. Hư hỏng mặt đê.
Hiện tượng hư hỏng mặt đê bao gồm các dạng như lún sụt mặt đê, bong vỡ mặt đê...
Hiện tượng này xảy ra khi trên mặt đê có tải trọng lớn chạy qua gây ảnh hưởng đến
nền đê, bong vỡ mặt đê hoặc do mái đê bị sạt trượt gây mất ổn định cho nền mặt đê.

Hình 1.3 Bong vỡ mặt đê

6


1.1.2.3. Hiện tượng mạch đùn, mạch sủi.
Do sự chênh lệch mực nước phía sông và phía đồng trong mùa lũ là rất lớn, dưới nền
đê lại có nền cát dày có hệ số thấm lớn nên sinh ra dòng thấm từ phía sông vào phía
đồng, tác dụng cơ học và hóa học của dòng thấm có thể phá hoại nền. Một bộ phận đất
đồng thời bị đẩy nổi và biến dạng được gọi là bục đất và đùn đất, xảy ra ở những chỗ
riêng rẽ, hạn chế về diện tích và thể hiện dưới dạng mạch đùn, mạch sủi. Hiện tượng
này chỉ phát sinh nơi thoát ra của dòng thấm chứ không phát sinh ở trong lòng khối
đất.

Hình 1.4 Mạch sủi, bãi sủi
1.1.3. Nguyên nhân gây hư hỏng.
- Trong quá trình thi công tu bổ hệ thống đê:
+ Địa chất nền đê: Nền đê chủ yếu là lớp bồi tích bãi các sông cổ trong quá trình đắp
đê không được xử lý. Nền đê chủ yếu là lớp đất sét yếu, xen kẹp có lớp cát nên thường

7


có nguy cơ gây ra hiện tượng sủi đùn và hiện tượng sạt trượt sâu mái đê trong mùa
mưa lũ.
+ Vật liệu đắp đê: Trong quá trình đắp đê và tu bổ đê hàng năm thì vật liệu đắp đê chủ
yếu là đất cấp 2, đất thịt pha cát … trong quá trình đắp việc đầm nèn không đảm bảo
nên khi bề mặt và mái không được bảo vệ dễ bị xói mòn hoặc sạt lở nông mái đê do
tác động của nước mưa, nước mặt và sóng.
- Do hiện tượng xe quá tải đi lại trên đê thường xuyên, nên mặt đê phải chịu tải trọng
lớn gây mất ổn định cục bộ sinh ra hiện tượng lún, sụt, bong vỡ mặt đê.
- Do sức việc vi phạm, xâm chiếm bãi sông, lòng dẫn để xây dựng công trình, nhà cửa,

đổ chất thải, vật liệu lấn chiếm lòng sông, việc phát triển các tuyến đê sông, bờ bao
không theo quy hoạch,... ngày càng tăng đã làm thay đổi chế độ dòng chảy, chất tải lên
mặt mái đê làm gia tăng diễn biến sạt lở bờ sông, mái đê và mặt đê.
- Do khai thác cát, sỏi lòng sông trái phép ngay tại khu vực chân đê và mái kè bảo vệ
bờ sông gây sạt lở chân đê và mái đê ở những vị trí lòng dẫn sát bờ.
- Do hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu gây ra thời tiết cực đoan như mưa lớn tập
trung, bão … làm thay đổi chế độ dòng chảy, gia tăng diễn biến sạt lở mái đê.
- Do động vật đào hang (chuột, mối …) hoặc nguyên nhân bất thường nào khác trong
thân đê tồn tại đường thấm tập trung gây ra hiện tượng sạt trượt mái đê, vỡ đê.
1.2. Nhu cầu nâng cấp mở rộng mặt đê.
Hiện nay các tuyến đê về cơ bản đã hoàn chỉnh mặt cắt và được cứng hóa bằng bê tông
nhưng vẫn còn nhiền vấn đề tồn tại. Đê chủ yếu được đắp bằng đất có nhiều điểm cong
gấp, thắt hẹp cục bộ, mặt cắt đê nhỏ, mặt đê được cứng hóa nhưng chỉ chịu được tải
trọng nhẹ. Thân đê còn nhiều ẩn họa do được đắp qua nhiều thời kỳ khác nhau, địa chất
nền đê yếu, hầu hết các cống dưới đê đều được xây dựng từ lâu, đã xuống cấp, hư hỏng.
Bờ bãi sông vẫn thường xuyên xẩy ra tình trạng sạt lở. Trong giai đoạn hiện nay do tình
hình biến đổi khí hậu bất thường, trong những năm gần đây lũ các sông vẫn thường
xuyên lên mức báo động cấp 2, 3. Nên việc nâng cấp, cải tạo đê để đảm bảo phòng
chống lụt bão và giảm nhẹ thiên tai luôn được ưu tiên hàng đầu.
8


Các tuyến đê ngoài nhiệm vụ phòng chống lụt bão, bảo vệ tài sản, mùa màng và tính
mạng của người dân ngoài ra còn là tuyến đường giao thông chính để đi lại giữa các
vùng, các tỉnh. Đồng thời dọc hai bên bờ sông có rất nhiều công trình tâm linh và du
lịch như Chùa Bút Tháp, Kinh An Dương Vương, Chùa Phật Tích….Hàng năm các có
hàng nghìn khách du lịch đến thăm quan các khu di tích này. Nên việc xây dựng các
tuyến đê kết hợp với giao thông, kết hợp mục tiêu cảnh quan du lịch là yêu cầu cấp
thiết.
Vì vậy việc củng cố, nâng cấp và hoàn thiện các tuyến đê kết hợp đa mục tiêu là rất

cần thiết để vừa chủ động phòng chống lụt bão, hạn chế thiệt hại do thiên tai gây ra,
góp phần bảo đảm an ninh, quốc phòng vừa tạo tuyến đường giao thông liên tỉnh, phát
triển cảnh quan, du lịch góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội trong vùng đê đi
qua cũng như giữa các tỉnh, nâng cao đời sống của nhân dân trong tỉnh cũng nhưng các
địa phương có tuyến đê đi qua.
1.3. Các giải pháp nâng cấp mở rộng mặt đê.
1.3.1. Phương pháp đắp mở rộng mặt đê.
1.3.1.1. Mở rộng mặt đê về phía đồng.
Ở những nơi không gian rộng rãi hình thức mở rộng mặt đê về phía đồng thường được
áp dụng.
Trong trường hợp này khi mở rộng mặt cắt đê ta tôn trong phần thân đê cũ đã có, phần
cao trình đỉnh đê được giữ nguyên. Đắp đất đầm chặt về phía đồng.
Đặc điểm: khi sử dụng hình thức kết cấu này cao trình mặt đê được giữ nguyên, đảm
bảo cao trình chống lũ, đáy đê rộng, ứng suất phân bố đều trên nền, mặt đê có thể mở
rộng theo nhu cầu phát triển kinh tế tại địa phương.
* Ưu điểm:
Do phương án này giữ nguyên cao trình mặt đê nên đảm bảo cao trình chống lũ, mặt
đê có thể rộng theo nhu cầu phát triển kinh tế của địa phương.
Do phần mở rộng mặt đê được đắp bằng đất nên giá thành rẻ hơn các phương án khác.

9


* Nhược điểm:
Phương án này chỉ sử dụng được khi khu vực thực hiện dự án đi qua vùng không có
dân cư.
Điều kiện áp dụng: thích hợp với những địa phương có khu dân cư xa chân đê, khi tiến
hành đắp đất về phía đồng không ảnh hưởng nhiều đến nhà dân. Không phải tiến hành
đền bù giải phóng mặt bằng nhiều.
1.3.1.2. Đắp mở rộng mặt đê về phía sông.

Phương án này cũng giống như phương án đắp mở rộng mặt đê về phía đồng tuy nhiên
mặt đê (được giữ nguyên cao trình) và đắp đất mở rộng về phía sông.
* Ưu điểm:
Cũng giống như phương án đắp đất mở rộng về phía đồng, phương án này cũng được
giữ nguyên cao trình mặt đê nên đảm bảo được cao trình chống lũ, bề rộng mặt đê có
thể mở rộng theo yêu cầu phát triển kinh tế ở địa phương.
Vật liệu sử dụng là đất nên giá thành rẻ hơn.
* Nhược điểm:
Khi sử dụng phương án này phải xem xét đến hệ thống Quy hoạch phòng lũ của địa
phương. Không thể áp dụng được ở những nơi có lòng sông, bãi sông hẹp.
Do đắp đất áp trúc về phía sông nên khi có lũ bão, nước lên cao ngâm lâu, vì đắp mới
nên không thể đảm bảo độ ổn định lâu dài, có thể xuất hiện sạt trượt mái đê phía sông.
Điều kiện áp dụng: Hình thức mặt cắt này phù hợp với địa phương có đê đi qua có
lòng sông, bãi sông rộng, khi đắp áp trúc mở rộng mặt đê về phía sông không ảnh
hưởng gì đến nhu cầu thoát lũ của lòng sông. Khi áp dụng phương án này phải xem có
phù hợp với Quy hoạch phòng lũ của từng địa phương hay không.
1.3.1.3. Mở rộng mặt đê cả về phía đồng và phía sông.
Hình thức này là kết hợp của hai hình thức trên nên nó có các ưu điểm và nhược điểm
của cả hai phương án trên. Điều kiện áp dụng của phương án này phù hợp với địa

10


phương có đê đi qua có lòng sông, bãi sông rộng vừa phải và phía đồng có thể mở
rộng được nhưng cũng hạn chế, khi đắp áp trúc mở rộng mặt đê về cả hai phía cũng
phải đảm bảo không ảnh hưởng gì đến nhu cầu thoát lũ của lòng sông. Khi áp dụng
phương án này phải xem có phù hợp với Quy hoạch phòng lũ của từng địa phương hay
không.
1.3.2. Phương pháp hạ thấp cao trình mặt đê, làm tường chắn sóng.
Trong phương án này để mở rộng mặt đê đảmbảo yêu cầu giao thông và chống lũ, ta

hạ thấp cao trình mặt đê, xây dựng tường chắn đảm bảo cao trình chống lũ.
Đặc điểm: khi lựa chọn phương án này thì phần thân đê được giữ nguyên nên đảm bảo
độ ổn định đã có trong thân đê do không đắp thêm phần đất vào thân đê. Tuy nhiên về
độ rộng của mặt đê bị khống chế không thể mở rộng quá lớn khi địa phương yêu cầu
cần bề rộng mặt đê lớn.
* Ưu điểm:
Do thân đê là thân đê cũ nên khi có lũ, bão mức độ ổn định của đảm bảo hơn.
* Nhược điểm:
Do bề rộng mặt đê là do hạ thấp cao trình mặt đê mà thành nên bề rộng của mặt đê chỉ
được ở một mức nhất định không thể rộng hơn.
Do phải sử dụng tường chắn phía sông, đảm bảo an toàn chống lũ nên giá thành thi
công của phương án này cao.
Điều kiện áp dụng: Đối với phương án mở rộng mặt đê bằng hình thức hạ thấp cao
trình mặt đê, xây tường chắn đảm bảo cao trình chống lũ được áp dụng tại tuyến đi qua
các khu vực có mặt bằng chật hẹp, hạn chế mở rộng mặt cắt hoặc vật liệu đắp hiếm, thi
công không thuận lợi.
1.3.3. Phương pháp kết hợp hạ thấp cao trình mặt đê, làm tường chắn sóng và đắp
mở rộng mặt đê.
Phương án này được áp dụng tại những địa phương yêu cầu mặt đê rộng đảm bảo cho
giao thông tuy nhiên cũng phải đảm bảo yêu cầu chống lũ.

11


Đặc điểm: Phương án này mặt đê đảm bảo bề rộng theo đúng yêu cầu của địa phương,
đảm bảo ổn định bởi phần thân đê chính vẫn là của đê cũ đã được đắp từ lâu đời.
* Ưu điểm:
Do thân đê là thân đê cũ nên khi có lũ, bão mức độ ổn định của đảm bảo hơn.
Bề rộng mặt đê có thể mở rộng tuỳ theo yêu cầu phát triển kinh tế của từng vùng.
* Nhược điểm:

Do phải sử dụng tường chắn phía sông, và phải đắp mở rộng mặt đê nên giá thành thi
công của phương án này sẽ rất cao.
Điều kiện áp dụng: Phương án trên được áp dụng cho những địa phương có khu dân cư
sinh sống gần chân đê, bãi sông, lòng sông không rộng, yêu cầu về phát triển kinh tế
cần bề rộng mặt đê phải rộng.
1.4. Công tác thi công đất.
Trong công trình thủy lợi nói chung và đối với các tuyến đê nói riêng thi đều phải tiến
hành công tác đào và đắp đất. Dù là những công trình bằng bê tông, bê tông cốt thép,
công trình đá, đặc biệt là công trình đất thì khối lượng công trình đào đắp vẫn chiếm 1
tỉ lệ rất lớn. Không những hiện nay và trong tương lai việc thi công đất vẫn chiếm 1 vị
trí rất quan trọng trong xây dựng thủy lợi bởi vì có ưu điểm sau:
+ Có thể tiết kiệm được sắt thép, xi măng là những thứ đắt tiền khó mua. Dùng vật liệu
tại chỗ giảm được phí tổn vận chuyển từ nơi xa đến. Sử dụng công cụ, thiết bị sức
người đối cơ động và linh hoạt.
+ Kỹ thuật thi công đơn giản (công nghệ thi công tương đối giản đơn)
+ Nhân dân ta có nhiều khái niệm về công tác thi công đất.
1.4.1. Các phương pháp thi công đất hiện nay.
- Thi công bằng thủ công: là người ta dùng các công cụ thông thường hay cải tiến như
cuốc,xẻng, chòng . . . để đào xúc gánh, khiêng hàng các loại xe kút kít, cải tiến để vận
chuyển, các loại đầm tay và đầm cải tiến để đầm đất.

12


- Thi công bằng máy: là sử dụng các loại máy đào 1 gầu (thuận, nghịch, dây, ngoạm)
máy đào nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất, dùng ôtô, gồng, băng chuyền để vận
chuyển và các loại máy đầm chân dê, bánh hơi, đầm chấn động để đầm chặt.
- Thi công bằng máy thủy lực: là sử dụng các thiết bị chuyên môn như súng nước, máy
bơm tàu hút hệ thống ống dẫn để tiến hành đào, vận chuyển, đắp đất.
- Đắp đất trong nước: đào và vận chuyển giống 2 phương pháp trên riêng việc đắp

không đầm nén mà lợi dụng tác dụng của nước làm cho đất đắp trong nước có 1 kết
cấu mới.
- Thi công bằng nổ mìn và nổ mìn định hướng: dùng nổ mìn làm tơi đất (thay đào)
dùng các biện pháp thi công khác để xúc và vận chuyển hay dùng phương pháp nổ mìn
định hướng đào, vận chuyển, đắp đất.
1.4.2. Các phương pháp thi công đầm đất.
Quá trình thi công đắp đê công tác đầm nén là 1 khâu quan trọng. Vì chỉ có đầm nén
mới tăng được độ chặt và bảo đảm được yêu cầu ổn định, chống thấm, phòng lún,
chống nứt nẻ của công trình.
* Nguyên lý cơ bản của đầm nén đất:
- Khi đầm nén dưới tác dụng của ngoại lực do công cụ hoặc máy đầm nén các loại đất
di động tương đối làm cho hạt nhỏ ép chặt vào khoảng trống giữa các hạt, độ rỗng của
đất giảm nhỏ, mật độ của đất tăng lên làm cho đất được nén chặt.
- Đánh giá mức độ nén chặt của đất bằng γ K .
Căn cứ vào tác dụng ngoại lực đối với đất chia làm 3 loại : đầm lăn ép, đầm nệm, đầm
chấn động.
+ Đầm lăn ép: Lực tác dụng không thay đổi trong suốt quá trình đầm nén đất.
+ Đầm nệm: Lực tác dụng là lực xung kích nó biến đổi theo thời gian.
+ Đầm chấn động: Lực tác động thay đổi theo chu kỳ.

13


* Đầm lăn ép: Bao gồm 3 loại: Đầm lăn phẳng, đầm chân lê, đầm bánh hơi. Trong quá
trình thi công các công trình thủy lợi thường sử dụng đầm chân lê, bánh hơi ít sử dụng
đầm lăn phẳng.
- Đầm lăn phẳng:
+ Phạm vi ứng dụng: Thường dùng để đầm các công trình tạm không quan trọng như
đêquây v. v . . .
+ Nhược điểm: Đầm lăn phẳng khi sử dụng đầm nén còn sinh ra áp suất cắt làm cho

đất đầm chặt bị nứt nẻ.
+ Chiều dài rải đất khi dùng loại đầm lăn này không nên quá 20 - 25 cm,
+ Chú ý: Khi sử dụng đầm lăn phẳng trước quả lăn có hiện tượng nổi sóng vì tổng hợp
lực do F kéo + Q hướng về phía trước dồn những hạt đất trượt theo quả lăn. Tránh hiện
tượng này trước hết dùng đầm lăn nhẹ sau dùng đầm lăn nặng. Máy kéo nhiều đầm,
khi bố trí đầm lăn nhẹ trước, lăn nặng sau.
- Đầm chân dê:
+ Đặc điểm của đầm chân dê là : áp lực đơn vị rất lớn, thời gian tận dụng của lực nén
lên mỗi lớp đất được lâu nên nén chặt tương đối đều đặn theo chiều sâu mỗi lớp hình
vẽ, bề mặt lớp đất thường không gây hiện tượng mặt nhẵn thuận lợi kết hợp lớp trên và
dưới ứng dụng nhiều (hầu như công trình thủy lợi loại vừa và lớn đều có ).
+ Trong thi công để lợi dụng công suất của máy kéo và nâng cao hiệu quả đầm nén có
thể mắc nhiều đầm chân dê loại nhẹ để đầm.
- Đầm bánh hơi:
+ Nguyên lý làm việc: Quá trình đầm nén đầm bánh hơi giống như 1 vật thể đàn hồi
thích hợp với sự biến dạng của đất trong quá trình đầm nén. Lúc đất còn rời rạc bánh
hơi biến dạng ít do đó mặt tiếp xúc nhỏ, áp lực đơn vị lớn làm cho đất bị biến dạng
nhiều về sau đất dần dần bị nén chặt sự biến dạng của bánh hơi cũng tăng lên → nên
mặt tiếp xúc bánh hơi lớn, áp lực phí đều đặn hơn.

14


+ Ưu điểm: Hiệu quả đầm nén tốt hơn 2 loại trên vì đầm làm cho thời gian đất bị ép
liên tục lâu hơn. Có tể thay đổi áp lực trong bánh hơi dễ dàng → dễ khống chế ứng
suất trong phạm vi cường độ cực hạn của đất hay tăng, giảm tải trọng của đầm bánh
hơi.
+ Nhược điểm : Khi đầm đất có w cao dễ gây hiện tượng mặt nhẫn.
* Đầm nệm: Có hai loại là đầm thủ công và đầm máy là đầm nổ đốt trong và đầm búa.
* Đầm chấn động: Khi động cơ hoạt động truyền động đến bánh xe lệch tâm. Bánh xe

quay với vận tốc lớn sinh ra lực chuyển động lớn tác dụng vào nền đất.

15


Kết luận Chương 1:
Hệ thống đê điều nói chung về cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu chống lũ. Tuy nhiên,
trong vài thập niên gần đây khí hậu toàn cầu có sự biến đổi mạnh, tạo nên nhiều tác
động bất lợi đến môi trường sinh thái. Liên quan đến sự thay đổi khí hậu toàn cầu, đã
khiến cho ngày càng có nhiều dạng thiên tai xảy ra như: lũ, bão, động đất, sóng thần,
sạt lở..., với tần suất xuất hiện ngày càng nhiều, cường độ lớn cũng như diễn biến khó
lường, không tuân theo quy luật nào. Do vậy khi có thiên tai, lũ, lão xảy ra thì mức độ
nguy hiểm và ảnh hưởng đến hệ thống đê điều là rất lớn. Cũng đã có rất nhiều hư hỏng
về đê điều xảy ra, chủ yếu xoay quanh vấn đề sạt lở mái đê và hư hỏng mặt đê.
Hệ thống đê điều ngoài nhiệm vụ chính là phòng chống lũ, bảo vệ an toàn cho các khu
dân cư thì yêu cầu về giao thông được đặt ra hết sức cấp thiết. Để mở rộng mặt đê kết
hợp làm đường giao thông thì có rất nhiều phương pháp, đắp mở rộng mặt đê, hạ thấp
cao trình mặt đê xây tường kè chắn sóng... Qua những phân tích định tính ở trên và
một số công trình nâng cấp mở rộng mặt đê đã thực hiện trong thời gian qua tác giả đi
phân tích cơ sở khoa học của việc nâng cấp mở rộng mặt đê để lựa chọn các giải pháp
công trình phù hợp nhất, đảm bảo an toàn cho hệ thống đê điều trước mắt cũng như lâu
dài.

16


CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN GIẢI
PHÁP ĐẮP ÁP TRÚC MỞ RỘNG MẶT ĐÊ PHỤC VỤ GIAO THÔNG.
Trước khi đi và phân tích cơ sở khoa học của việc lựa chọn giải pháp đắp áp trúc mở
rộng mặt đê, cần hiểu đắp áp trúc là thế nào và có gì khác với công tác đắp đê cho

công trình mới. Đắp áp trúc là biện pháp đắp áp vào mặt bên của công trình đã có nên
trong quá trình lựa chọn giải pháp đó chúng ta cần phải lưu ý đến các vấn đề gì trước
khi cần hiểu được cấu tạo công trình cần đắp áp trúc vào như thế nào. Khi đắp áp trúc
một khối với vào thì chỉ tiêu cơ lý của khối mới như thế nào. Nên chọn chỉ tiêu cơ lý
có tính tương tự để trong quá trình sử dụng sẽ ổn định hơn. Nếu không chọn được vật
liệu có chỉ tiêu tương tự thì cần phải tính toán kiểm tra xem hoạt động của hai khối
trong quá trình sử dụng sẽ như thế nào. Khi đắp áp trúc vào công trình đó thì quá trình
thi công cần chý ý những gì để tránh làm ảnh hưởng đến công trình cũ và tạo liên kết
tốt giữa công trình cũ và mới. Sau đây tác giả xin trình bày về các cơ sở khoa học khi
lựa chọn giải pháp đắp áp trúc mở rộng mặt đê.
2.1. Cấp công trình và các tiêu chuẩn thiết kế đê.[1]
2.1.1. Các tiêu chuẩn dùng thiết kế.
- TCVN 2737 : 1995, Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCVN 4054 : 2005, Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế;
- TCVN 4253 : 2012, Nền các công trình thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCVN 5573 : 2011, Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCVN 8216 : 2009, Công trình thủy lợi - Thiết kế đập đất đầm nén;
- TCVN 8297 : 2009, Công trình thủy lợi - Đập đất - Yêu cầu kỹ thuật thi công bằng
phương pháp đầm nén;
- TCVN 8419 : 2010, Công trình thủy lợi - Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để
chống lũ;

17


- TCVN 8421 : 2010, Công trình thủy lợi - Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do
sóng và tàu;
- TCVN 8422 : 2010, Công trình thủy lợi - Thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy
công;
- TCVN 8479 : 2010, Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khảo sát mối, một số ẩn

hoạ và xử lý mối gây hại;
- TCVN 8481 : 2010, Công trình đê điều - Yêu cầu về thành phần, khối lượng khảo
sát địa hình;
- TCVN 8644 : 2011, Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố
đê;
- TCVN 9137 : 2012, Công trình thủy lợi - Thiết kế đập b0ê tông và bê tông cốt thép;
- TCVN 9143 : 2012, Công trình thủy lợi - Tính toán đường viền thấm dưới đất của
đập trên nền không phải là đá;
- TCVN 9152 : 2012, Công trình thủy lợi - Quy trình thiết kế tường chắn đất;
- TCVN 9157 : 2012, Công trình thủy lợi - Giếng giảm áp - Yêu cầu kỹ thuật thi công
và kiểm tra nghiệm thu;
- TCVN 9165 : 2012, Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật đắp đê;
- TCVN 9386 : 2012, Thiết kế công trình chịu động đất;
- TCVN 9901 : 2014, Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê biển;
- TCVN 10404 : 2015, Công trình đê điều - Khảo sát địa chất công trình.
- TCVN 9151:2012- Công trình thủy lợi-Yêu cầu tính toán thủy lực cống dưới sâu.
2.1.2. Cấp công trình.
Hiện nay việc xác định cấp công trình trong quá trình thiết kế đê sông thường căn cứ
vào cấp công trình đã được cơ quan có thẩm quyền quy định cụ thể cấp của từng tuyến
đê sông. Công trình đê sông được phân thành 6 cấp gồm: cấp đặc biệt, cấp I, cấp II,
18


cấp III, cấp IV và cấp V tuỳ thuộc mức độ quan trọng của khu vực được tuyến đê bảo
vệ.
2.1.3. Tần suất thiết kế.
Tần suất thiết kế phụ thuộc vào cấp công trình của đê cụ thể như sau:
- Đê cấp đặc biệt:

: 1,0 %;

- Đê cấp I và cấp II

: 2,0 %;

- Đê từ cấp III, cấp IV và cấp V : 4,0 %.
2.1.4. Độ gia cao an toàn.
Độ gia cao an toàn được quy định với tương ứng với từng cấp đê (không bao gồm gia
cao phòng lún thi công, chiều cao sóng leo và chiều cao nước dềnh, độ cao dự phòng
do lòng sông bị bồi).
Bảng 2.1 Độ gia cao an toàn
Cấp công trình đê sông
Độ gia cao an toàn, m

Đặc biệt

I

II

III

IV

V

0,80

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

2.1.5. Hệ số an toàn:
Hệ số dùng để đánh giá mức độ ổn định về chống trượt, chống lật của các công trình
đê điều. Hệ số an toàn là tỷ số giữa sức chống chịu tính toán tổng quát, biến dạng hoặc
thông số khác của đối tượng xem xét với tải trọng tính toán tổng quát tác động lên nó
(lực, mô men, ứng suất), biến dạng hoặc thông số khác.
2.1.5.1. Hệ số an toàn ổn định chống trượt
Hệ số an toàn chống trượt của đê đất cần lấy bằng hoặc lớn hơn giá trị của bảng sau:
Bảng 2.2 Hệ số an toàn chống trượt
Cấp công trình

Đặc biệt

I

II

III

IV

V

Tổ hợp tải trọng cơ bản

1,50

1,35

1,30

1,25

1,20

1,10

Tổ hợp tải trọng đặc biệt

1,40

1,25

1,20

1,15

1,10

1,05

19