Nghiên cứu giải pháp thiết kế kè mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển i, đồ sơn, hải phòng

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài
Hải Phòng là thành phố trực thuộc Trung Ương, có diện tích tự nhiên
1.519,2 km2 bao gồm 5 quận nội thành, một quận Đồ Sơn, 6 huyện ngoại thành, 2
huyện đảo. Khu vực đất liền được phân thành 5 hệ thống thủy lợi Vĩnh Bảo, Tiên
Lãng, Đa Độ, An Dương và Thủy Nguyên.
Thành phố Hải Phòng nằm ven biển nên đất canh tác trên 70% bị nhiễm
mặn. Sông ngòi dày đặc chia cắt đất đai thành các hệ thống riêng biệt. Vụ Đông
Xuân có nước mặn xâm nhập sâu vào các sông ảnh hưởng đến nguồn nước phục
vụ sản xuất sinh hoạt. Ngoài ra hàng năm Hải Phòng còn thường xuyên bị bão lũ,
một số vùng thấp trũng, bị ngập ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp
và đời sống nhân dân.
Bão có xu thế gia.tăng về tần số và cường độ. Số cơn bão lớn từ cấp 10 đến
cấp 12 chiếm tỷ trọng lớn hơn so với các thập kỷ trước. Số cơn bão gây ra nước
dâng trên 2m chiếm 11% tổng số cơn bão.
Trung bình mỗi năm Hải Phòng.bị ảnh hưởng của 3 ÷ 5 cơn bão kèm theo
mưa lớn và nước triều.dâng gây ngập lụt vùng cửa sông ven biển.
Tuyến đường 353 (Từ Cầu Rào đi Đồ Sơn) được thành phố xác định là quan
trọng trong quá trình phát triển kinh tế biển của Thành phố Hải Phòng. Ngoài
nhiệm vụ chiến lược quốc phòng, còn là tiềm năng lớn về kinh tế thủy hải sản,
thương mại và du lịch…
Đê biển I là tuyến đê lấn biển thay tuyến đê đường 14 năm 1980. Mặt cắt đê
đã đủ tiêu chuẩn thiết kế theo dự án PAM 5325 (1950-2000). Tuyến đê biển I có
điểm xuất phát từ Cầu Rào đến Núi Độc với tổng chiều dài 17,59km. Tuyến đê có
nhiệm vụ ngăn mặn, bảo vệ phòng chống lụt bão, đảm bảo an toàn.tính mạng con
người và khu kinh tế nằm dọc theo tuyến đường 353. Đặc điểm tuyến đê thường
xuyên bị tác động của sóng biển, là khu vực trong phạm vi chịu ảnh hưởng của các
cơn bão. Công tác củng cố, nâng cấp tuyến đê đã và đang trở nên nhiệm vụ vô
cùng cấp bách. Chính vì vậy tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp thiết kế kè

1

mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng” với mục tiêu đưa ra được
giải pháp cho việc thiết kế hệ thống kè mỏ hàn để bảo vệ tuyến đê hiện có, giảm
thiểu sự tác động của biển đối với.đời sống sinh hoạt của nhân dân.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đưa ra giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I,
quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng.
3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Phạm vi nghiên cứu: Tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
Thu thập số liệu, đánh giá từ đó đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm
mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đê biển I là tuyến đê đặc biệt xung yếu do điều kiện sóng, dòng chảy khắc
nghiệt, bãi ngoài bị xói lở hoặc không ổn định biến động theo mùa, không có cây
chắn sóng hoặc cây chắn sóng phát triển chậm, nhiều cống dưới đê bị xuống cấp
cần được đầu tư thực hiện đồng bộ các biện pháp công trình để tăng cường mức
bảo đảm phòng chống lụt bão. Việc nghiên cứu giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm
mục đích bảo vệ tuyến đê biển I sẽ góp phần đáp ứng được yêu cầu trong chiến
lược phát triển kinh tế chung của khu vực, có ý nghĩa thiết thực trong việc hoàn
thành các mục tiêu đã được đề ra.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN VIỆT NAM VÀ KHU VỰC
NGHIÊN CỨU, CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ ĐÊ VÀ BÃI TRƢỚC ĐÊ
1.1. Tổng quan về hệ thống đê biển Việt Nam

Lịch sử hình thành đê biển của nước ta có từ thế kỷ thứ 13. Thời kỳ đầu là
những.đoạn đê nhỏ lẻ, thấp yếu ở vùng Bắc Bộ, sau đó được nối kết lại, đăp bồi
trúc mở rộng tu sửa thêm, để đến nay trở thành một hệ thống tương đối khép kín,
một "trường thành trước biển" dài tổng cộng 1670km. Trong những thập kỷ gần
đây, bên cạnh nỗ lực của nhà nước và nhân dân ta, một số dự án củng cố, nâng cấp
hệ thống đê biển đã thực hiện, cụ thể như PAM 5325 (1996-2000), PAM 4617
(1993-1998) của FAO hay từ các nguồn tài trợ khác như CARE, ADB (2000),
CEC, OXFAM ...đã giúp cho hệ thống đê biển khu vực này được.củng cố và nâng
cấp một cách đáng kể. Tuy nhiên, công tác đầu tư vẫn còn thiếu đồng bộ, chủ yếu
tập trung.vào việc đắp tôn cao, áp trúc thân đê bằng đất khai thác tại địa
phương.“Hơn một nửa tổng chiều dài đê nói trên vẫn chưa đạt các chỉ tiêu thiết kế
cần thiết. Do vậy, đê nhanh bị xuống cấp và thường xuyên hư hỏng. Một số khu
vực biển tiến, rừng phòng hộ trước đê bị xâm hại, đê biển thường xuyên bị sạt lở,
hư hỏng như đê Hải Hậu, Giao Thủy thành phố Nam Định, đê Cát Hải, Đồ Sơn,
Vinh Quang, Cầm Cập thành phố Hải Phòng; đê.Hà Nam thành phố Quảng Ninh;
đê Y Vích, Hậu Lộc tỉnh Thanh Hóa....

Hình 1.1 - Đê biển ngăn mặn tại xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, Quảng Ninh
bị hư hại nghiêm trọng
“Đặc biệt năm 2005, vùng ven biển nước ta liên tiếp chịu ảnh hưởng trực
tiếp của nhiều cơn bão: số 2, số 6 và số 7 với sức gió mạnh cấp 11, cấp 12, giật
trên cấp 12, vượt mức thiết kế của đê biển. Bão số 7 lại đổ bộ vào đúng thời

3


kỳ.triều cường (là tổ hợp bất lợi ít gặp) dẫn đến các sự cố nghiêm trọng như
nước.biển tràn qua đỉnh đê, gây sạt lở trên 54 km đê thuộc Hải Phòng, Nam Định,
Thái Bình, Thanh Hóa; vỡ đứt một số đoạn thuộc các tuyến đê Cát Hải (Hải
Phòng), Hải Hậu, Giao Thủy (Nam Định), với tổng chiều dài 1.465m”.

Hình 1.2 - Đê biển Nam Định bị hư hại nghiêm trọng sau bão số 7 năm 2005
“Khu vực phía Nam đê biển hình thành muộn hơn với tổng chiều dài đê biển
từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang khoảng 896,84 km, trong đó bao gồm: 283,09 km
đê cửa sông, 568,38 km đê biển, và 45,37 km kè biển. Hiện trạng đê biển tại các
khu vực này còn chưa được khép kín, thiếu hợp lý trong việc kết hợp giao thông,
không đảm bảo ổn định lâu dài tại các khu vực biển tiến; mặt cắt ngang đê hầu hết
còn thấp bé; địa chất nền đê yếu, nhiều đoạn bị lún, sụt chưa được xử lý, thiếu tính
ổn định; diện tích rừng cây chắn sóng bị thu hẹp làm giảm khả năng chống sóng uy
hiếp nghiêm trọng hệ thống đê biển; hệ thống cống ngăn mặn, giữ ngọt còn thiếu
và chưa đồng bộ; công tác quản lý đê biển chưa được chú trọng đúng mức dẫn đến
nhiều tuyến đê biển bị xuống cấp”.

4


Hình 1.3 - Tuyến kè đê biển Gành Hào (Bạc Liêu) bị sạt lở nghiêm trọng
Đê yếu, thiếu đồng bộ, kỹ thuật không cao mặc dù lịch sử hình thành đê biển
đã có từ vài trăm năm qua nguyên nhân do chúng ta thiếu một quy hoạch chung về
đê biển cả nước. Chúng ta đã có những chủ trương đúng đắn về việc kết hợp quy
hoạch đê biển với đường giao thông nhưng trên thực tế vẫn chưa thực hiện được.
Hiện nay, các cấp quản lý đê và đường vẫn chưa có sự thống nhất, kết hợp với
nhau để bàn việc phối hợp lập quy hoạch, kế hoạch cụ thể cho lĩnh vực này. Bên
cạnh việc phân cấp đê còn nhiều bất cập nên khó sử dụng. Do đó, việc nâng cấp đê
“mạnh ai nấy chạy”, vì vậy việc đầu tư chưa hợp lý. Thực tế đã có những đoạn đê
đã được.kiên cố hóa rất cao, nhưng không theo một tiêu chuẩn kỹ thuật nào. Trong
vùng đồng bằng Nam bộ, nhiều đoạn đê bị xẻ đứt, nhiều đoạn đê chưa khép kín,
chưa có giải pháp xử lý. Việc san các cồn cát có thể thay cho đê biển để làm resort,
biệt thự du lịch phải được xem xét một cách cẩn thận.
Để chủ động ứng phó với tình hình biến đổi khí hậu, đối phó với diễn biến

bất thường của tình hình thời tiết và quản lý, phát triển hoàn thiện hệ thống đê
biển, việc xây dựng quy hoạch hệ thống đê biển và phát triển hệ thống.các công
trình bảo vệ đê và bãi trước đê đang rất cần được.ưu tiên trong “Chiến lược phát
triển bền vững biển và hải đảo Việt Nam”.

5


1.2. Tổng quan về hệ thống đê điều khu vực nghiên cứu
Hệ thống đê điều của Hải Phòng hiện có bao gồm 24 tuyến đê với tổng chiều
dài gần 416 km, trong đó, có hơn 58 km đê biển. Hệ thống đê biển Hải Phòng được
đầu tư lớn, đa số các tuyến đê hiện đại, kiên cố và vững chắc hơn. Tuy nhiên, khi
mùa mưa bão đến, nỗi lo về sức chịu đựng bão gió của các tuyến đê, đặc biệt là
một số đoạn đê kém ổn định, đê xung yếu vẫn luôn thường trực.

Hình 1.4 - Nhiều đoạn đê kè biển tại Cát Hải, Hải Phòng bị sóng khoét sâu gây sạt
lở nghiêm trọng sau bão số 2 năm 2013
Đê biển I là tuyến đê lấn biển thay tuyến đê đường 14 năm 1980 tại đây. Mặt
cắt đê đã đủ tiêu chuẩn thiết kế theo dự án PAM 5325 (1950-2000). Tuyến đê biển
I có điểm xuất pháp từ Cầu Rào đến Núi Độc với tổng chiều dài 17,59km. Tuyến
đê có nhiệm vụ ngăn mặn, bảo vệ phòng chống lụt bão, đảm bảo an toàn tính mạng
con người và khu kinh tế nằm dọc theo tuyến đường 353.

6


Hình 1.5 - Tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng
Đặc điểm tuyến đê thường xuyên bị tác động sóng biển, là khu vực chịu ảnh
hưởng của các cơn bão. Vì vậy hệ thống đê kè phòng chống sóng, bão ngăn chặn
sự xâm nhập của biển có một vai trò rất quan trọng.

1.3. Các giải pháp bảo vệ đê và bãi trƣớc đê
1.3.1. Rừng cây ngập mặn
Rừng cây ngập mặn là một giải pháp kỹ thuật hết sức hiệu quả giúp giảm
chiều cao sóng, chống xói bờ, chống sạt lở đê, tăng khả năng lắng đọng phù sa và
mở rộng bãi bồi, góp phần bảo vệ môi trường biển.
Nhiều cơn bão lớn đổ bộ vào nước ta trong các năm qua, nơi nào rừng ngập
mặn được trồng và bảo vệ tốt thì.những đoạn đê biển đó vẫn nguyên vẹn trước
sóng gió lớn, cho dù được đắp từ đất nền, trong khi những đoạn đê biển được xây
dựng kiên cố bằng kè đá hay bê tông nhưng rừng ngập mặn đã bị chặt phá để
chuyển sang mục đích nuôi trồng thủy sản thì bị tan vỡ.
Theo đánh giá, qua những trận bão vừa qua ảnh hưởng đến Việt Nam và trên
thế giới, một điều rõ ràng rằng rừng ngập mặn đã che chắn, bảo vệ các khu vực ven
biển một cách chắc chắn hơn bất kỳ công trình bê tông nào trước sự tàn phá của
sóng biển và nước mặn.

Hình 1.6 - Rừng phòng hộ bảo vệ đê biển ở Trà Vinh

7


Thực tế đã chứng minh, bảo vệ rừng ngập mặn có giá trị to lớn trước ảnh
hưởng ngày càng tăng cao của tình hình biến đổi khí hậu, giúp giảm tới một nửa
năng lượng ảnh hưởng của sóng biển, ngăn ngừa nước biển dâng, góp phần đặc
biệt quan trọng bảo vệ dân cư và hạ tầng.cơ sở khu vực ven biển.
Rừng ngập mặn có tác dụng làm giảm mạnh độ cao sóng khi triều cường. Độ
cao của sóng biển giảm mạnh sau khi đi qua dải rừng ngập mặn, với mức biến đổi
từ 75% ÷ 85%, từ 1,3m xuống 0,2m - 0,3m. “Theo một số nghiên cứu rừng trồng.6
tuổi với chiều rộng 1,5 km đã giảm độ cao của sóng từ 1 m ở ngoài khơi xuống còn
0,05 m khi vào tới bờ đầm và bờ đầm không bị xói lở. Còn nơi không có rừng
ngập mặn với cùng 1 khoảng cách như thế thì độ cao của sóng cách bờ đầm 1,5 km

là 1 m, khi vào đến bờ vẫn còn 0,75 m làm bờ đầm bị xói lở”.
1.3.2. Công trình ngăn cát giảm sóng dạng mái nghiêng
1.3.2.1. Mỏ hàn
“Mỏ hàn là công trình bảo vệ bờ, có tác dụng làm cho phương của dòng hải
lưu gần bờ thích ứng với phương truyền sóng, che chắn cho bờ khi bị sóng xiên
góc truyền tới và tạo ra vùng nước yên tĩnh, ngăn chặn bùn cát.chuyển động dọc
bờ, gây bồi lắng vào giữa hai mỏ hàn, mở rộng và nâng cao thềm bãi để củng cố
đê, bờ. Mỏ hàn áp dụng cho các vùng bãi biển có dòng chảy ven dọc bờ chiếm ưu
thế, vùng bãi biển bị xâm thực, không trồng được cây chắn sóng”.

8


Hình 1.7 - Hệ thống mỏ hàn bảo vệ tại bờ biển ở Anh
Ở Việt Nam, gần đây đặc biệt là sau những thiệt hại to lớn do cơn bão số 7
năm 2005 gây ra với hệ thống đê biển, các giải pháp kỹ thuật công trình ngăn cát,
giảm sóng - chủ yếu là mỏ hàn (mỏ hàn thẳng, mỏ hàn chữ T) đã được nhiều địa
phương (đặc biệt là Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ) sử dụng để ngăn cát, giảm sóng,
gây bồi tạo bãi chống lở xói. Đó là các hệ thống mỏ hàn bảo vệ ở đê biển Nam
Định, Quảng Bình, Hà Tĩnh, các mỏ hàn mềm ở Hòa Duân (Thừa Thiên Huế)...
Việc kết hợp mỏ hàn và đê chắn sóng tách bờ dưới dạng mỏ hàn chữ T đã được áp
dụng ở 1 số công trình như: Hệ thống công trình Nghĩa Phúc bảo vệ đê biển Nghĩa
Hưng, hệ thống công trình Kiên Chính, Hải Thịnh II bảo vệ đê biển Hải Hậu, hệ
thống công trình Đông Tây cống Thanh Niên bảo vệ đê biển Hải Hậu - tỉnh Nam
Định.
1.3.2.2. Tường giảm sóng
“Tường giảm sóng là công trình sử dụng để che chắn sóng cho vùng sau
tường, giảm dòng ven bờ và giảm tác động của sóng vào vùng bờ bãi, chống xâm
thực, làm lắng đọng bùn cát”.
1.3.2.3. Công trình kết hợp ngăn cát - giảm sóng

Để tăng hiệu quả làm giảm ảnh hưởng của sóng biển đến vùng bờ bãi, gây
bồi và chống xâm thực, nên bố trí thành hệ thống nhiều mỏ hàn, tường giảm sóng
hay kết hợp giữa tường giảm sóng và mỏ hàn. Xem xét trong từng trường hợp cụ
thể của khu vực xây dựng công trình để lựa chọn kết cấu phù hợp.

9


Mỏ hàn

Tường giảm sóng

a) Đê bao ngăn ô

b) Hệ thống mỏ hàn hình chữ T

c) Hệ thống công trình phức hợp giữa phương ngang, phương.dọc và cao thấp khác nhau
Hình 1.8 - Các sơ đồ bố trí hệ thống công trình phức hợp
1.3.3. Công trình ngăn cát giảm sóng dạng thành đứng:
1.3.3.1. Công trình kết cấu trọng lực
Theo vật liệu xây dựng, công trình được phân thành 2 hình thức chính như
trong sơ đồ hình 1.9

10


a) Dạng chuồng gỗ

b) Dạng ống bê tông

Hình 1.9 - Sơ đồ cấu tạo công trình.thành đứng dạng trọng lực
- Dạng chuồng gỗ: Trong chuồng chất. đá hộc hay bao tải cát, đỉnh chuồng
phủ tấm bê tông;
- Dạng ống bê tông cốt thép: Đỉnh ống phủ tấm bê tông, bên trong ống đổ cát.
1.3.3.2. Công trình kết cấu cọc, cừ
Công trình được chia thành 4 loại (sơ đồ hình 1.10):
- Loại 1 hàng cọc gỗ (sơ đồ a):
Các cọc gỗ đóng thẳng đứng, bố trí so le dích dắc, có thanh giằng, xung
quanh chân cọc rải đá hộc để chống xói. Loại kết cấu này được áp dụng cho các
công trình ngăn cát ven bờ hoặc các công trình giảm sóng có chiều cao tường
không lớn (dưới 1,5 m);
- Loại 2 hàng cọc gỗ (sơ đồ b):
Các cọc gỗ được đóng thành tường vây có các liên kết ngang, dọc tạo thành
các chuồng gỗ. Bên trong chuồng lấp đầy bởi các bao tải cát, trên đỉnh chuồng chất
đầy đá hộc;
- Loại cọc bê tông cốt thép đơn (hoặc kép), có bản chắn:
Áp dụng trong các công trình chắn sóng quy mô nhỏ, có thể thi công đóng cọc
bê tông cốt thép thuận tiện (sơ đồ c);
- Loại cừ thép đơn hoặc kép:
Dùng ở các vùng ven biển có bãi biển tương đối sâu, sóng lớn (sơ đồ d).
Đơn vị tính bằng cm

11


§¸ héc

Bao t¶i c¸t

Cäc gç

Cọc gỗ

a) Cọc gỗ

b) Chuồng gỗ

80
170

150
1100

300

700

250

1770

1350

Cäc BTCT

Cäc BTCT

c) Cọc bê tông.cốt thép

Cõ Larssen IV

183

87 87

1000

Neo

Cõ Larssen I

340

900

350

300

270

274
104
74

244

440

368

d) Cọc cừ thép
Hình 1.10 - Cấu tạo công trình dạng. thành đứng có kết cấu cọc cừ

12


CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ VÀ
BÃI TRƢỚC ĐÊ
2.1. Bố trí rừng cây ngập mặn
- Trồng cây chắn sóng đúng theo tiêu chuẩn là biện pháp kỹ thuật rất có hiệu
quả để giảm.chiều cao sóng, chống xói bờ, chống sạt lở đê, làm tăng khả năng lắng
đọng phù sa và tạo bãi bồi, bảo vệ môi trường sinh thái biển.
“Hệ số suy giảm sóng qua rừng cây ngập mặn, ký hiệu là Kt được xác định
theo công thức (2.1).
Kt = Hđ/H0

(2.1)

trong đó:
Hđ là chiều cao.sóng ở chân đê;
H0 là chiều cao sóng ở phía.trước đai rừng.ngập mặn.”
- Rừng ngập mặn phát triển tốt ở các khu vực bãi lầy bằng phẳng hoặc dốc
thoải, đất phù sa chứa nhiều mùn hữu cơ và khoáng chất, vùng ven biển và cửa
sông có nhiều đảo che chắn.
- Căn cứ vào điều kiện tự nhiên ở khu vực như chế độ thủy triều, lượng mưa,
độ mặn của đất và nước, đặc điểm địa chất, địa hình để chọn chủng loại cây trồng
chịu mặn phù hợp nhất.
- Các vùng bãi bồi chưa ổn định, mặt đất luôn ngập trong nước biển, có sóng

to gió lớn, độ mặn thường xuyên trên 3,0 %: Trồng cây mắm biển, mắm trắng hoặc
bần trắng;
- Các bãi ngập triều trung bình, thời gian ngập triều từ 24 ngày đến 26 ngày
trong tháng, thế nền đã ổn định : Trồng cây đước hoặc cây mắm đen;
- Vùng cửa sông nước lợ có độ mặn dưới 1,5 %: Trồng cây bần chua, ô rô hay
dừa nước;
- Vùng bãi ngập triều cao, mỗi tháng ngập từ 15 ngày ÷ 22 ngày: Trồng cây
giá biển, cóc vàng, ô rô;
- Các bờ đầm ít bị ngập triều, thời gian ngập triều trong tháng từ 5 ngày ÷ 7
ngày: Trồng cây tra biển”.

13


- Thiết kế rừng ngập mặn thực hiện theo quy định sau:
- Trồng cây theo hình “hoa mai”. Đối với những loại cây thấp (thấp hơn 10
m) đảm bảo mật độ 10.000 cây/ha (khoảng cách giữa các cây là 1 m x 1 m). Đối
với những loại cây cao hơn 10 m đảm bảo mật độ 1600 cây/ha (khoảng cách giữa
các cây là 2,5 m x 2,5 m);
- Phạm vi trồng rừng tính từ chân đê trở ra (chiều rộng rừng trồng) phải lớn
hơn 3 lần bước sóng của gió cấp 11 (tốc độ gió từ 28,5 m/s đến 32,6 m/s, độ cao
sóng trung bình 11,5 m).
2.2. Tính toán công trình ngăn cát, giảm sóng dạng thành đứng
2.2.1. Cấu tạo công trình thành đứng dạng trọng lực
- Khối lượng cấu kiện bê tông tối thiểu theo các trị số trong bảng 2.1
Bảng 2.1 - Khối lượng tối thiểu của khối bê tông xếp
Chiều cao sóng thiết kế,
m
Khối lượng khối xếp, tấn

Từ 2,6 Từ 3,6
đến 3,5 đến 4,5
30

40

Từ 4,6 Từ 5,6 Từ 6,1
đến 5,5 đến 6,0 đến 6,5
50

60

80

Từ 6,6
đến
7,0
100

- Có thể dùng các khối có trừ lỗ để sau khi lắp đặt sẽ đổ bê tông để tăng khối
lượng.
- Các khối xếp về kích thước nên ít chủng loại. Tỷ lệ giữa kích thước cạnh
ngắn và chiều cao lớn hơn 1 lần, giữa kích thước cạnh dài và chiều cao nhỏ hơn
hoặc bằng 3 lần.
- Khối bê tông phủ đỉnh phải phủ hết chiều rộng mặt cắt ngang, chiều dày
của khối đảm bảo lớn hơn 1 m và có liên kết chặt chẽ với thân đê.
- Bề rộng khe thẳng đứng giữa các khối xếp khoảng 2 cm, bố trí lệch nhau
với khoảng cách theo bảng 2.2. Khoảng cách chênh lệch giữa các khe biến dạng từ
10 ÷ 30 cm, khe biến dạng liên thông từ đỉnh tường đến đáy tường rộng từ 2 ÷ 5
cm. Nên bố trí khe biến dạng tại các vị trí có sự thay đổi về kết cấu, chiều cao thân

tường hay có sự thay đổi về tính chất đất nền, độ dày bệ.

14


Bảng 2.2 - Độ lệch vị trí các khe giữa các khối xếp
Trọng lượng khối xếp
> 40 Tấn
 40 Tấn

Độ lệch vị trí các khe
1. Trên mặt cắt ngang

 0,8 m

 0,9 m

2. Trên phẫu diện dọc hoặc trên mặt bằng

 0,5 m

 0,6 m

- Chiều dày của bệ đá đổ được xác định bằng tính toán ổn định nhưng phải
lớn hơn 1 m. Dọc theo chân bệ phải có sân đá hộc gia cố với chiều rộng bằng 0,25
lần chiều cao sóng thiết kế, chiều dày xác định theo vận tốc dòng chảy do sóng tạo
ra ở thành đứng nhưng lớn hơn 0,5 m.
- Đoạn đầu mũi có chiều dài lấy bằng 2 lần chiều rộng đỉnh, phải gia cố phần
vai bệ bằng các khối bê tông hình hộp lập phương nặng gấp 2 ÷ 3 lần khối phủ
mái. Đối với bệ đắp cao, mái bệ phải lấy thoải hơn so với đoạn bên trong.

- Đoạn gốc thường dùng kết cấu mái nghiêng, nối tiếp tốt với bờ. Trong
trường hợp không có tập trung năng lượng sóng rõ rệt thì không cần gia cố đặc
biệt.
2.2.2. Tính toán công trình thành đứng trọng lực
2.2.2.1. Các tổ hợp tải trọng dùngđể tính toán
a) Tổ hợp thiết kế phải xem xét và tính toán với các trường hợp như sau:
- Mực nước cao nhất thiết kế và chiều cao sóng thiết kế;
- Mực nước thấp nhất thiết kế và chiều cao sóng thiết kế tương ứng với mực
nước thấp nhất thiết kế;
- Trường hợp mực nước cao thiết kế trước công trình có sóng đứng và mực
nước thấp thiết kế sóng bị vỡ, cần phải tính toán theo mực nước gây ra áp lực sóng
lớn nhất trong quá trình mực nước thay đổi từ mực nước thấp thiết kế đến mực nước cao nhất thiết kế.
b) Tổ hợp kiểm tra (đặc biệt) phải xem xét và tính toán với các trường hợp
sau:
- Mực nước cao nhất kiểm tra và chiều cao sóng thiết kế;
- Mực nước thấp nhất kiểm tra, không xét đến tác dụng của sóng.
Quá trình thiết kế và kiểm tra có thể không cần xét đến tổ hợp sóng ở cả 2
15


phía trong và ngoài đê, mà coi ở phía khuất sóng có mực nước tĩnh.
2.2.2.2. Nội dung tính toán
- Ổn định tổng thể của nền và công trình;
- Ổn định chống trượt theo các khe nằm ngang trong thân công trình và theo
đáy công trình;
- Ổn định chống trượt theo đáy bệ;
- Ổn định chống lật dọc theo các khe nằm ngang, khe răng trong thân công
trình và theo đáy công trình;
- Sức chịu tải của đất nền và bệ;
- Lún nền;

- Trọng lượng ổn định của các viên đá, cấu kiện bệ, lớp gia cố và gia cố đáy.
2.2.3. Tính toán công trình thành đứng bằng cọc, cừ
2.2.3.1. Tổ hợp tải trọng dùng để tính toán
a) Tổ hợp tải trọng cơ bản:
Gồm áp lực đất, áp lực nước và áp lực sóng.
b) Tổ hợp tải trọng đặc biệt:
Các lực xuất hiện trong quá trình thi công.
2.2.3.2. Nội dung tính toán
a) Áp lực đất và phản lực nền:
- Đối với cọc cứng: Áp lực bị động và áp lực chủ động được xác định theo phương pháp Culông;
- Đối với cọc mềm: Tính toán sự tương tác giữa cường độ áp lực đất với biến
dạng của tường cọc;
b) Tính toán độ sâu chôn cọc, mô men ở bụng cọc và độ võng của cọc.
c) Tính toán độ bền về cường độ chịu lực, kiểm tra nứt và các yêu cầu khác
theo điều kiện làm việc của cọc. Các cấu kiện khác như thanh neo, dầm mũ, dầm
ốp, cọc chống xiên, khối phủ mặt, bản chắn, khối hoặc gờ cản sóng ở đỉnh … phải
tính toán nội lực và độ bền.
d) Phạm vi gia cố chân công trình:

16


Lk = Ls/4

(2.2)

trong đó:
“Lk là phạm vi gia cố tính từ chân công trình mở rộng ra phía biển (m);
LS là chiều dài sóng tác dụng tại chân công trình (m).”
2.3. Tính toán công trình ngăn cát, giảm sóng dạng mái nghiêng

2.3.1. Bố trí công trình
2.3.1.1. Mỏ hàn
* Lựa chọn vị trí tuyến và bố trí mặt bằng tổng thể:
- Phải hoạch định đường bờ mới cho đoạn bờ cần bảo vệ sao cho đường bờ
mới này tương đối trơn thuận và nối tiếp trơn thuận với đường bờ hiện trạng đoạn
không có mỏ hàn. Chiều dài của mỏ hàn được tính toán theo khu sóng vỡ và đặc
tính của bùn cát tại khu vực cần xây dựng đảm bảo phải ra tới dải sóng vỡ và tới
vùng có dòng ven mạnh;
- Tuyến mỏ hàn đặt vuông góc với đường bờ biển thì bố trí phương của tim
trục mỏ hàn tạo với hướng của sóng một góc  = 100o ÷ 110o nếu hướng sóng ổn
định.
- Hình 2.2 thể hiện sơ đồ bố trí mỏ hàn hợp lý với  và  là góc tạo bởi hướng
gió và phương của tim trục mỏ hàn với đường bờ:
+ Khi góc  = 300 ÷ 35o :  = 1100;
+ Khi góc  = 600 ÷ 90o :  = 900.

17


Bê

O

A
B

C

BiÓn

D
E

F

MÆT C¾T DäC tim tuyÕn

BiÓn

b

Bê

Gia cè ®¸y
G

La

Gèc

M

Th©n

Mòi

MÆT B»NG má hµn

Hình 2.1 - Sơ đồ cấu tạo các bộ phận của mỏ hàn
“Trong đó:

b: Bề rộng của đỉnh mỏ hàn;
M: Chiều dài đỉnh mũi kè: M = 2 b ÷ 3 b;
G: Chiều dài đoạn dốc tính từ điểm A tới điểm B của gốc mỏ hàn:
G = 4 b ÷ 6 b;
La: Chiều dài của thân kè.”

H-íng sãng

Trôc má hµn








Hình 2.2 - Sơ đồ bố trí mỏ hàn

18


- Bố trí hệ thống nhiều mỏ hàn và chiều dài của các mỏ hàn sao cho bao trùm
vùng có vận chuyển bùn cát dọc bờ. Chiều dài mỏ hàn có thể lấy bằng phạm vi bãi
cần bảo vệ cộng thêm 1/5 khoảng cách giữa hai mỏ hàn, hoặc lấy theo quy định
sau: + Bãi biển sỏi đá nhỏ: Từ 40 ÷ 60 m;
+ Bãi biển là đất cát: Từ 100 ÷ 150 m.
* Khoảng cách giữa các mỏ hàn:
- Bãi biển sỏi đá nhỏ: Từ 1,5 ÷ 2,0 lần chiều dài mỏ hàn;
- Bãi biển đất cát: Từ 1,0 ÷1,5 lần chiều dài mỏ hàn.

Công trình đê.biển cấp I và cấp II phải tiến hành thử nghiệm, tổ chức quan
trắc để điều chỉnh tính toán thiết kế phù hợp.
2.3.1.2. Tường giảm sóng
- Tường giảm sóng được bố trí song song với bờ và cách bờ từ 1,0 ÷ 1,5 lần
chiều dài sóng nước sâu. Mặt cắt ngang thân tường gần như đồng đều trên toàn bộ
chiều dài và làm việc hai phía.
- Tường giảm sóng nên bố trí ngắt quãng thành từng đoạn trong phạm vi hết
chiều dài bờ cần bảo vệ để bùn cát ngoài và trong tường trao đổi thuận lợi. Chiều
dài đoạn tường lấy bằng 1,5 ÷3,0 lần khoảng cách giữa đường bờ và tường.
Khoảng cách đoạn tường ngắt quãng lấy trong khoảng 1/3 ÷1/5 chiều dài 1 đoạn
tường và bằng 2 lần chiều dài sóng.

a) Mặt bằng

b) Nhìn chính diện từ bờ

19


c) Cắt ngang
Hình 2.3 - Sơ đồ cấu tạo tường giảm sóng
2.3.2. Lựa chọn dạng mặt cắt ngang phù hợp
Dựa vào điều kiện thực tế về địa hình, địa chất trong khu vực dự kiến xây
dựng công trình, kết quả tính toán các chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế để lựa chọn
hình dạng mặt cắt ngang của mỏ hàn, tường giảm sóng mái nghiêng cho phù hợp.
a) Toàn bộ phần lõi là đá đổ hỗn hợp không phân loại, không có cơ, mặt ngoài
được bọc bằng 1 lớp đá hộc lớn xếp khan hay bằng các khối bê tông bảo vệ mái;

Chống xói đáy

Đá đổ

Lớp lót

a)

Lớp lót
Chống xói đáy

20


b)

c)

d)
Hình 2.4 - Một số dạng mặt cắt ngang điển hình của mỏ hàn, tường giảm sóng mái
nghiêng
b) Phần lõi toàn bộ là đá đổ (đá đắp) có bố trí bậc cơ. Bảo vệ mái phía trên và
phía dưới bậc cơ là đá xây hay đá hộc lát khan;
c) Trên toàn bộ phần dưới đắp đá để làm lớp đệm cho các khối bêtông ở phần
trên. Chất trực tiếp các khối bê tông hình hộp trên đệm đá đổ hình thành thân công
trình;
d) Phần lõi toàn bộ là đá đắp. Mái được bằng bảo vệ đá xây hay các khối bê
tông. Trên đỉnh công trình đặt khối bê tông dạng tường góc.
2.3.3. Xác định kích thước mặt cắt ngang
2.3.3.1. Cao trình đỉnh
* Cao trình trung bình đỉnh mỏ hàn:
Cao trình trung bình của đỉnh mỏ hàn đặt ở mực nước triều trung bình, có độ

dốc song song với độ dốc mặt bãi. Chiều cao mỏ hàn cao thì khả năng gây bồi lớn

21


nhưng tác động của sóng phản xạ do vậy cũng mạnh hơn, gây xói nhiều hơn đối
với chân mỏ hàn. Đối với bãi cát, chiều cao mỏ hàn nên cao hơn mặt bãi từ 0,5 m ÷
1,0 m. So với bãi cát, chiều cao bãi sỏi có thể tăng hơn từ 0,3 m ÷ 0,5 m.
* Cao trình đỉnh tường giảm sóng:
- Cao trình đỉnh tường (Zđ) phụ thuộc vào yêu cầu giảm sóng để bảo vệ bờ
biển, độ sâu nước và điều kiện địa hình của khu vực xây dựng, xác định bằng công
thức sau:
+ Tường nhô:
Zđ = Ztkp + 0,5HSp + HL

(2.3)

+ Tường ngầm :
Zđ = Ztkp - 0,5HSp + HL ”

(2.4)

Ztkp là mực nước biển thiết kế tại vị trí xây dựng tường (m);
HSp là chiều cao sóng thiết kế ở vị trí đê (m);
HL là chiều sâu lún của tường trong thời gian khai thác (m).
- Nên thiết kế tường giảm sóng kiểu ngầm có cao trình đỉnh thấp hơn mực
nước thiết kế 0,5 m.
2.3.3.2. Chiều rộng bề mặt đỉnh
Chiều rộng bề mặt đỉnh của công trình đáp ứng yêu cầu ổn định, yêu cầu vận
chuyển và đi lại trong quá trình khai thác, thi công, thường lấy bằng 1,10 ÷ 1,25

lần chiều cao sóng thiết kế, hay bằng chiều sâu nước thiết kế (ở đầu mũi) nhưng
phải lớn hơn 3 lần chiều rộng khối phủ mái phía biển.
Chiều rộng đỉnh tường giảm sóng căn cứ vào điều kiện ổn định của tường và
vật liệu làm tường (bê tông, đá đổ hay đá xây). Đối với tường đá đổ, bề rộng đỉnh
tường phải lớn hơn độ sâu nước tại vị trí công trình được xây dựng.
2.3.3.3. Khối tường đỉnh
Nếu muốn tăng độ cao đỉnh nhưng không làm mở rộng thân công trình, có thể
thiết kế thêm khối tường đỉnh. Với yêu cầu kỹ thuật như sau:
a) Cao trình đỉnh tường lớn hơn so với mực nước cao thiết kế 1 lần chiều cao
sóng thiết kế. Có thể đặt thấp hơn khi không có yêu cầu cao về chắn sóng.

22


b) Nếu mái phía biển được phủ bằng đá hộc hay bê tông khối hình chữ nhật
thì đỉnh của mái dốc cao hơn từ 0,6 lần ÷ 0,7 lần chiều cao sóng thiết kế so với
mực nước thiết kế. Chân tường đỉnh cách mép lõi đá mái nghiêng ít nhất là 1,0 m.
c) Trường hợp mái phía biển được phủ 1 lớp tetrapod, rakuna-iv, dolos hay
cấu kiện có tính năng tương tự thì cao trình đỉnh mái phải lớn hơn cao trình đỉnh
tường. Vai phải đủ rộng để xếp được 2 hàng, 2 lớp khối phủ.

Hình 2.5 - Cấu tạo vai và tường đỉnh
2.3.3.4. Lăng thể đá đổ chân mái phía biển
Cao trình đỉnh lăng thể chọn nhỏ hơn cao trình mực nước thấp thiết kế khoảng
1 lần chiều cao sóng thiết kế. Chiều rộng đỉnh mặt lăng thể lớn hơn 1,0 m. Trường
hợp mặt cắt ngang có bậc cơ, chiều rộng bậc cơ lấy khoảng 2,0 m.
2.3.3.5. Độ dốc mái
Hệ số độ dốc mái, ký hiệu là m, chọn như sau:
- Kết cấu đá hộc: m = 2,0 ÷ 3,0;
- Khối bê tông nhân tạo có thể lắp đặt trên mái dốc: m lấy từ 1,5 ÷ 2,0.

- Loại công trình có dạng mặt cắt ngang là khối đổ bêtông trên đệm đá (hình
2.7,c), chiều rộng thân đê tại mực nước thiết kế phải lớn hơn 3 lần chiều cao sóng
thiết kế.

23


Hình 2.6 - Các dạng điển hình cấu tạo lăng thể chân dốc mái
2.3.4. Khối phủ mái nghiêng
2.3.4.1. Phân loại khối phủ mái nghiêng
Có nhiều loại vật liệu xây dựng có thể làm khối phủ bảo vệ mái các công trình
đê biển và bảo vệ bờ biển nhưng được dùng nhiều là vật liệu bê tông và bê tông cốt
thép chịu mặn. Vật liệu bê tông bảo vệ mái các công trình đê biển và bảo vệ bờ
biển có nhiều hình dạng khác nhau (còn gọi là khối bê tông dị hình phủ mái
nghiêng). Lựa chọn loại vật liệu nào và loại kết cấu nào do tư vấn thiết kế đề xuất
tuỳ vào từng trường hợp cụ thể của công trình.

24


Hình 2.7 - Một số hình dạng khối bê tông làm vật liệu bảo vệ mái công trình đê biển

25