NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH LIÊN KẾT NEO VỚI TẤM LÁT MÁI HAI CHIỀU ĐỂ ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH ĐÊ BIỂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTTN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

PHẠM HÙNG

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH LIÊN KẾT NEO VỚI TẤM LÁT MÁI
HAI CHIỀU ĐỂ ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH ĐÊ BIỂN

CHUYÊN NGÀNH : XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY
MÃ SỐ

: 60-58-40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS NGÔ TRÍ VIỀNG

Hà Nội - 2011


PHẠM HÙNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTTN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

*

PHẠM HÙNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH LIÊN KẾT NEO VỚI TẤM LÁT MÁI
HAI CHIỀU ĐỂ ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH ĐÊ BIỂN

*

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2011
Hà Nội - 2011



Trường Đại Học Thủy Lợi

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HÌNH THỨC VÀ KẾT CẤU BẢO
VỆ MÁI ĐÊ PHÍA BIỂN

4

1.1 Một số kết cấu kè lát mái đê biển đã được sử dụng trong và ngoài
nước

4

1.1.1 Kè lát mái bằng đá lát khan
1.1.2 Kè lát mái bằng đá xây - đá chít mạch
1.1.3 Kè bằng bê tông

4
5

1.1.4 Các hình thức kè lát mái đã được sử dụng ở Nam Định

7
12

1.1.5 Một số tồn tại của hệ thống kè biển

17

1.2 Tổng quan về vấn đề hư hỏng , mất ổn định của kết cấu bảo vệ
mái đê biển

18

1.2.1 Những hư hỏng thường gặp

18

1.2.2 Phá hoại tại vị trí đá lát khan bị bong xô

23

1.2.3 Phá hoại từ mái đê phía đồng

23

1.3 Tổng hợp hiện trạng hư hỏng thường gặp
1.4 Nhận xét và kết luận
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH LỚP
GIA CỐ BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN

24
25
26

2.1 Các phương pháp tính toán ổn định kết cấu lớp bảo vệ mái đê
biển

26

2.1.1 Trọng lượng hòn đá, cấu kiện của lớp phủ

26

2.1.2 Tính toán ổn định công trình gia cố mái đê

33

2.1.3 Tác động của sóng vào các tấm gia cố bằng bê tông

35

2.2 Những vấn đề cần nghiên cứu

40

2.2.1 Cơ sở khoa học gia cường tấm lát mái

40

2.2.2 Nội dung nghiên cứu mô hình liên kết neo gia cường cho viên gia
cố kiểu hai chiều

42

2.2.3 Kết luận

44

Học viên : Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH MẬT ĐỘ VÀ
KHẢ NĂNG NEO GIỮ CỦA NEO

45

3.1 Cơ sở thí nghiệm mô hình

45

3.1.1 Khái niệm mô hình vật lý

45

3.1.2 Những khái niệm cơ bản về lý thuyết tương tự

45

3.2 Giới thiệu mô hình thí nghiệm

47

3.3 Các thao tác thí nghiệm
3.4 Các trường hợp thí nghiệm
3.5 Kết quả thí nghiệm

52
52
55

3.5.1 Trường hợp kéo không neo

55

3.5.2 Trường hợp kéo có neo

58

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHO ĐÊ BIỂN
NAM ĐỊNH
4.1 Giới thiệu công trình

64
64

4.2

Tài liệu địa hình

64

4.3

Tài liệu địa chất

64

4.3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền
4.3.2 Vật liệu xây dựng
4.4
Tính toán thiết kế
4.4.1 Các chỉ tiêu thiết kế

64

72
72
72

4.4.2 Tính toán xác định cao trình đỉnh đê

72

4.4.3 Xác định mực nước biển tính toán.

73

4.4.4 Gió và đà gió thiết kế

73

4.4.5 Tính toán sóng từ gió thiết kế

75

4.4.6 Kết quả tính toán cao trình đỉnh đê

77

4.4.7 Tính toán kết cấu lát mái kè

77

4.4.8 Tính toán thiết kế chân khay

79

4.4.9 Thiết kế lớp lọc

80

4.4.10 Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng và phía biển
4.5 Ứng dụng neo viên gia cố hai chiều bảo vệ mái thượng lưu đê biển
4.6 Nhận xét và đánh giá

81
83
87

Kết luận và kiến nghị

88

Tài liệu tham khảo

89

Học viên : Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT
1

Hình vẽ
Hình 1.1 Kè đá xếp hình lục lăng ở Hà Lan, xây dựng năm 1953, đang sửa

Trang
4

2

chữa lại.
Hình 1.2 Kè lát đá đê biển Cát Hải – Hải Phòng

3

Hình 1.3 Kè lát mái bằng đá lát khan

5
5

4

Hình 1.4 Kè lát mái bằng đá xây

6

5

Hình 1.5 Kè đá xây liền khối ở Thái Bình

7

6

Hình 1.6 Kè bằng bê tông đổ tại chỗ ở Hải Phòng

7

7

Hình 1.7 Kè mái đê biển tại Hải Hậu – Nam Định

8

8

Hình 1.8 Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm hai chiều

9

Hình 1.9 Sản xuất cấu kiện có ngàm hai chiều

10
10

10

Hình 1.10 Mái kè bằng cấu kiện TSC – 178

11

11

Hình 1.11 Sản xuất cấu kiện TSC – 178

11

12

Hình 1.12 Kè lát mái bằng đá lát khan

12

13

Hình1.13 Kè bằng đá lát khan chiều dày thay đổi

13

14

Hình 1.14 Kè bằng cấu kiện hình bao diêm và lát khan trong

14

15

Hình1.15 Chân kè ống buy ở đê biển Hải Hậu

15

16

Hình1.16 Kè bằng cấu kiện bê tông khối lớn.

15
16

18

Hình1.17 Kè bằng khối đá xây (1x1x0,5)m và cấu kiện bao diêm
Hình 1.18 Mái kè có cơ ở Táo Khoai

19

Hình 1.19 Kè lát mái bằng cấu kiện T2(dương) ở Nghĩa Hưng

16
17

20

Hình 1.20 Minh hoạ tương tác giữa tải trọng bên ngoài và bên

19

21

20

22

Hình 1.21 Nước xâm nhập qua kè vào đất và chuyển động theo
hướng tác động của sóng
Hình 1.22 Sơ đồ sóng phá hoại kè và gầy trượt cục bộ mái đê

23

Hình 1.23 Lún sụt mảng gia cố

20

24

Hình 1.24 Các cấu kiện và viên đá bị bong xô

21

25

Hình 1.25 Cơ chế phá hoại từ phần cấu kiện bị vỡ hỏng

22

17

Học viên : Phạm Hùng

20

Trường Đại Học Thủy Lợi

26

Hình 1.26 Cơ chế phá hoại từ phần đá lát khan bị bong xô

27

Hình 1.27 Cơ chế phá hoại từ phía trong đồng

23
24

28

Hình 2.1 Quan hệ giữa H s và W 50 , D 50

27

Hình 2.2 Quan hệ giữa H s và W 50 theo hệ số mái

29

Hình 2.3 Quan hệ H s với W 50 theo công thức Pilarczyk

32

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán ổn định tổng thể công trình gia cố mái

33

32

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán trượt nội bộ công trình gia cố mái

34

33
34

Hình 2.6 Sơ đồ sóng vỡ vào mái
Hình 2.7 Áp lực sóng lên mái theo N.N.Djuncốpxki

36
38

35

Hình 2.8 Sơ đồ áp lực sóng lên mái theo Theo M.I.Buriacốp

39

36

Hình 2.9 Phá hủy đê biển do sóng ở đê biển Hậu Lộc, Thanh Hóa

41,42

37

Hình 2.10 Bố trí neo cho tấm lát mái 1) Mũi neo 2) Dây neo 3)
Chốt liên kết

43

38

Hình 2.11 Chi tiết dạng mũi neo gia cố

43

39

Hình 3.1 Mặt cắt ngang mô hình thí nghiệm

49

40

Hình 3.2 Mô hình thí nghiệm trong phòng

49

41

Hình 3.3 Bản vẽ kích thước cấu kiện gia cố kiểu hai chiều(tỉ lệ 1:10)

50

42

Hình 3.4 Viên gia cố kiểu hai chiều có lỗ để đặt thước quan sát
chuyển vị

51

43

Hình 3.5 Viên gia cố kiểu hai chiều có lỗ để cắm neo(tỉ lệ 1:10)

51

44

Hinh 3.6 Các thiết bị được đấu nối cho thí nghiệm

45

Hinh 3.7 Thước quan sát chuyển vị

52
53

46

Hình 3.8 Sơ đồ bố trí điểm lực kéo mảng gia cố(điểm 0 là vị trí đặt tải)

54

47

Hình 3.9 Sơ đồ bố trí neo cho vị trí viên số 3 và viên số 2

54

48

Hình 3.10 Sơ đồ bố trí neo cho các vị trí trong vùng ảnh hưởng

55

49

Hình 3.11 Phạm vi ảnh hưởng trong trường hợp kéo không neo

56

50

Hình 3.12 Sơ đồ bố trí thước đo chuyển vị

56

51

Hình 3.13 Mặt cắt ngang qua vùng ảnh hưởng

57

52

Hình 3.14 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 6kg

53

Hình 3.15 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 8kg

29
30
31

Học viên : Phạm Hùng

57
57


Trường Đại Học Thủy Lợi

54

Hình 3.16 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 10kg

58

55

Hình 3.17 Mảng bắt đầu bị phá hoại với tải trọng kéo 12kg

58

56
57

Hình 3.18 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 12kg và
khoảng cách neo là 4d
Hình 3.19 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 12kg và
khoảng cách neo là 6d
Hình 3.20 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 28kg và

58
59
60
61

khoảng cách neo là 6d
Hình 3.21 Phạm vi ảnh hưởng ứng với tải trọng kéo 29kg và
khoảng cách neo là 4d
Hình 3.22 Mảng bắt đầu bị phá hoại
Hình 3.23 Sơ đồ bố trí neo và mặt cắt ngang cho trường hợp

60
60
60
61
61
62

62

khoảng cách neo là 6d.
Hình 4.1 Kết quả tính toán ổn định

63

Hình 4.2 Chi tiết mũi neo xoắn gia cố

84

64

Hình 4.3 Sơ đồ bố trí neo

85

Học viên : Phạm Hùng

83


Trường Đại Học Thủy Lợi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
STT
1

Bảng biểu
Bảng 2.1: Hệ số K D phụ thuộc vào hình dạng khối phủ

Trang

26

Bảng 2.2: Kết quả tính toán viên cấu kiện bảo vệ mái theo các
2

công thức

32

3

Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý của đất thí nghiệm

48

4

Bảng 3.2 Thành phần hạt của đất thí nghiệm

48

5

Bảng 3.3 Bảng kết quả thí nghiệm với các cấp tải trọng khác

55

6

Bảng 3.4 Bảng kết quả thí nghiệm với các cấp tải trọng khác

59

7

Bảng 4.1: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1

66

8

Bảng 4.2: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1b

67

9

Bảng 4.3: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 2

68

10

Bảng 4.4: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 3

69

11

Bảng 4.5: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 4

70

12

Bảng 4.6: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 5

71

13

Bảng 4.7: Phân cấp gió bão

74

14

Bảng4.8: Kết quả tính toán với gió bão cấp 10 & cấp 12

77

15

Bảng 4.9: Kết quả tính toán kết cấu tấm lát

79

16

Bảng 4.10: Kết quả tính toán kết cấu tấm lát

84

17

Bảng 4.11: Kết quả tính toán kết cấu tấm lát khi không neo

86

18

Bảng 4.12: Kết quả tính toán kết cấu tấm lát khi bố trí neo

86

19

Bảng 4.13: Kết quả tính chiều cao sóng khi bố trí neo

87

Học viên : Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian 5 tháng nghiên cứu, xây dựng mô hình thí nghiệm và viết luận
văn dưới sự hướng dẫn tận tình của GS.TS Ngô Trí Viềng, cùng sự giúp đỡ của
NCS.Hoàng Việt Hùng, và các cán bộ, giảng viên làm việc tại phòng thí nghiệm

Địa Kỹ Thuật Trường Đại Học Thủy Lợi, đến nay tôi đã hoàn thành luận văn thạc sĩ
của mình với đề tài : “Nghiên cứu mô hình liên kết neo với tấm lát mái hai chiều
để bảo vệ và đảm bảo ổn định đê biển”.
Nội dung của luận văn đã đạt được những kết quả sau:
Tổng hợp, đánh giá tổng quan về gia cường bảo vệ đê biển, thực trạng kỹ thuật
hiện tại và đề xuất giải pháp khắc phục.
Đề xuất giải pháp kỹ thuật làm tăng ổn định bằng phương pháp neo gia cường
cho viên gia cố kiểu hai chiều.
Kết quả tính ứng dụng cho đê biển Nam Định.
Trong suốt thới gian làm luận văn đã giúp tôi rèn luyện được đức tính kiên trì,
cẩn thận, tỉ mỉ trong việc xây dựng mô hình thí nghiệm, đồng thời giúp tôi có được
những phương pháp tiếp cận với mô hình vật lý. Tôi cũng đã học được phương
pháp nghiên cứu, cách thức, cách trình bày một kết quả của thí nghiệm mô hình và
rèn luyện được tư duy phân tích, đánh giá những kết quả của thí nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS. Ngô Trí Viềng, NCS. Hoàng Việt Hùng đã
tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm luận văn và phòng thí nghiệm Địa
Kỹ Thuật của Trường Đại Học Thủy Lợi đã tạo điều kiện cho tôi về mặt trang thiết
bị thí nghiệm cũng như những điều kiện cần thiết để hoàn thành luận văn này. Do
thời gian có hạn cũng như còn thiếu nhiều kinh nghiệm nên đề tài sẽ có những mặt
hạn chế. Kính mong các Giáo Sư, Tiến Sĩ cùng nhà khoa học đóng góp ý kiến để đề
tài được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 24 tháng 11 năm 2011
Học viên cao học

Phạm Hùng
Học viên : Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

1

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Đê biển có vai trò quan trọng trong hệ thống công trình ven biển. Đê biển bảo vệ
sự an toàn dân sinh, các khu kinh tế, và đảm bảo cả an ninh, quốc phòng. Sự an toàn
về đê biển, trong đó có sự ổn định của đê biển trong mọi điều kiện làm việc được
coi trọng. Trong điều kiện có nhiều sự bất thường về biến đổi khí hậu, nước biển
dâng, sự gia tăng dân số trên trái đất dẫn đến nhiều tác động bất lợi đến sự làm việc
của đê biển thì việc nghiên cứu giải pháp để gia tăng sự ổn định cho đê biển là rất
cần thiết và cấp bách.
Những năm gần đây chính phủ đã có chương trình đầu tư, củng cố đê biển
hiện có tại các tỉnh từ Quảng Ninh đến Quảng Nam, tiếp theo đó là chương trình đê
biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang cũng được ra đời. Nhiều chương trình, đề tài
khoa học công nghệ các cấp về đê biển đã và đang thực hiện nhằm phục vụ chiến
lược của quốc gia đối phó với tai biến thiên nhiên từ phía biển gây ra.
Hầu hết các tiêu chuẩn thiết kế ổn định các bộ phận của đê là ổn định của lớp
vỏ đê, bao gồm vùng tác động mạnh của sóng ở mái đê, chân đê. Mái đê về phía
biển thường xuyên chịu tác động sóng, triều dâng đặc biệt nguy hiểm khi có bão và
triều cường. Vì vậy việc bảo vệ mái đê bằng các kết cấu thích hợp đảm bảo sự ổn
định lâu dài là hết sức quan trọng.
Các loại bảo vệ mái đê có thể là:
- Vật liệu tự nhiên bằng các vật liệu tơi rời như đá hộc, dăm, sỏi, cát.
- Bảo vệ bằng các cấu kiện liên kết (khối bê tông, thảm...)
- Bảo vệ bằng các tấm bê tông hoặc bê tông asphalt
Tuy nhiên tổng kết những năm qua, mặc dầu được nâng cấp, nhưng tuyến đê
mới chỉ chống được cấp 9, 10 trở lại. Nhưng cơn bão khác mạnh cấp 11, 12 như cơn
bão số 2, số 7 năm 2005 mạnh cấp 12 gây nên sóng mạnh dữ dội vào các tỉnh ven
biển miền Bắc và Bắc Trung Bộ gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản,

nước biển tràn qua nhiều đoạn đê bị vỡ, nhất là các tấm lát bảo vệ mái đê bị sóng
đánh và bật ra khỏi mái đê.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

2

Đề tài: ‘Nghiên cứu mô hình liên kết neo với tấm lát mái hai chiều để bảo
vệ và đảm bảo ổn định đê biển ’ nhằm giải quyết sự gắn kết giữa các tấm
bảo vệ mái với thân đê để tăng cường sự ổn định của lớp bảo vệ có ý nghĩa
khoa học và thực tiễn.
II. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu các biện pháp neo giữ tấm bảo vệ mái đê biển nhằm bảo đảm ổn
định lâu dài mái đê và thân đê.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Sử dụng thí nghiệm mô hình kết hợp phân tích lý thuyết nhằm tìm được biện
pháp liên kết giữa các tấm bảo vệ mái nâng cao khả năng ổn định mái.
IV. Kết quả đạt được
- Tổng kết đánh giá ưu nhược điểm của các loại kết cấu tấm bảo vệ mái đê biển.
- Kết quả ứng dụng biện pháp liên kết neo viên gia cố kiểu 2 chiều giữa các
tấm lát với thân đê nâng cao khả năng ổn định đê.
V. Nội dung của luận văn
Phần mở đầu:
1. Tính cấp thiết của đề tài
2. Mục đích của đề tài
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
4. Dự kiến kết quả đạt được

5. Nội dung của luận văn
Chương 1. Tổng quan các hình thức và kết cấu bảo vệ mái đê biển
1.1. Tổng quan các dạng kết cấu bảo vệ mái thượng lưu đê biển.
1.2. Đặc điểm và điều kiện làm việc
1.3. Đánh giá nguyên nhân hư hỏng
1.4. Nhận xét và kết luận
Chương 2: Cơ sở khoa học tính toán ổn định tấm bảo vệ mái đê biển
2.1. Tiêu chuẩn và phương pháp tính toán ổn định đê
2.2. Phương pháp tính toán lớp gia cố đê biển dưới tác động của sóng.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

3

2.3. Phương pháp tính toán ổn định
2.4. Những vấn đề cần nghiên cứu
2.5. Kết luận chương 2
Chương 3: Thí nghiệm mô hình phân bố lực neo cho viên gia cố kiểu hai chiều
3.1. Giới thiệu mô hình thí nghiệm
3.2. Các trường hợp thí nghiệm
3.3. Các seri thí nghiệm
3.4. Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm
Chương 4: Ứng dụng kết quả thí nghiệm cho đê biển Nam Định
4.1. Giới thiệu công trình
4.2. Điều kiện làm việc của công trình
4.3. Ứng dụng neo cho viên gia cố kiểu hai chiều bảo vệ mái thượng lưu đê biển
4.4. Nhận xét và đánh giá

Kết luận và kiến nghị
I. Những kết quả đạt được của luận văn
II. Kiến nghị và tồn tại

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

1

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HÌNH THỨC VÀ KẾT CẤU BẢO VỆ
MÁI ĐÊ PHÍA BIỂN

1.1 Một số kết cấu kè lát mái đê biển đã được sử dụng trong và ngoài nước
Kè bảo vệ mái đê phía biển sử dụng các kết cấu từ đơn giản đến phức tạp như bê
tông lắp ghép tự chèn. Các hình thức thông dụng là đá đổ, đá xếp khan, khối bê tông
ghép rời hoặc liên kết tự chèn tạo thành mảng.
1.1.1 Kè lát mái bằng đá lát khan
Kè lát mái bằng đá lát khan đã được sử dụng rộng rãi, gồm hai loại :
- Kè đá hộc đổ rối, đá hộc có kích thước 0,25m – 0,3m, được dùng khi có nguồn đá
phong phú, gần khu vực xây dựng, mái đê thoải, yêu cầu mĩ quan không đặt ra.
- Hình thức đá xếp, chèn khe khắc phục được nhược điểm của đống đá đổ rối, nhiều
khe rỗng lớn. Loại kè đá xếp dùng đá sơ chế hình trụ với tiết diện lục giác có độ
ổn định cao vì khe rỗng nhỏ. Khi sóng và dòng chảy mạnh hơn dùng đá xếp trong
rọ, trong khung sẽ khắc phục được nhược điểm không có hòn đá lớn, tận dụng
được đá hộc nhỏ, dễ khai thác và vận chuyển.

Hình 1.1 Kè đá xếp hình lục lăng ở Hà Lan, xây dựng năm 1953, đang sửa chữa lại.
Ưu điểm của hình thức này :
- Khi ghép chèn chặt làm cho mỗi viên đá hộc được các viên khác giữ cả 4 mặt do
bề mặt gồ ghề của viên đá, khe hở ghép lát lớn sẽ thoát nước mái đê nhanh giảm áp
lực đẩy nổi, liên kết mềm dễ biến vị theo độ lún của nền.
- Bề mặt gồ ghề, độ nhám lớn giảm sóng leo lên mái và giảm vận tốc dòng rút. Về
mặt kỹ thuật thì thi công và sửa chữa dễ dàng.
Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

5

Tuy nhiên nó có nhược điểm là:
Khi nền bị lún cục bộ hoặc dưới tác dụng của sóng dồn nén mối liên kết do chèn
bị phá vỡ, các hòn đá tách rời nhau ra. Vì trọng lượng bản thân quá nhỏ nên dễ bị
sóng cuốn trôi. Khe hở giữa các hòn đá khá lớn, vận tốc sóng làm cho dòng chảy
trong các khe đá ép xuống nền thúc đẩy hiện tượng trôi đất nền tạo nhiều hang hốc
lớn, sụt nhanh chóng gây hư hỏng đê.

Hình 1.2 Kè lát đá đê biển Cát Hải – Hải Phòng

Hình 1.3 Kè lát mái bằng đá lát khan
1.1.2 Kè lát mái bằng đá xây - đá chít mạch
Hình thức này đã được sử dụng ở Thái Bình, Nha Trang,...với vật liệu là đá hộc
kích thước 0,25 – 0,3m (tận dụng cả đá nhỏ).
1.1.2.1 Kè lát mái bằng đá xây:
Đổ vữa lót nền và xây từng viên đá liên kết thành tấm lớn có chiều rộng 2m, tạo
khớp nối bằng bao tải nhựa đường.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

6

Hình 1.4 Kè lát mái bằng đá xây
1.1.2.2 Kè lát mái bằng đá chít mạch:
Xếp đá chèn chặt và đổ vữa chít các mạch phía trên.
Ưu điểm của hình thức này: Liên kết các viên đá lại với nhau thành tấm lớn đủ
trọng lượng để ổn định đồng thời các khe hở giữa các hòn đá được bịt kín, chống
được dòng xói ảnh hưởng trực tiếp xuống nền.
Nhược điểm: Khi làm trên nền đát yếu lún không đều sẽ làm cho tấm lớn đá xây, đá
chít mạch lún theo tạo vết nứt gẫy theo mạch vữa, dưới tác động của dòng chảy trực
tiếp xuống nền và dòng thấm tập trung thoát ra gây mất đất nền gây lún sập kè
nhanh chóng. Khi thi công tại chỗ vữa xây bị mặn xâm thực sẽ làm giảm cường độ
của khối xây.

Hình 1.5 Kè đá xây liền khối ở Thái Bình

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

7

1.1.3 Kè bằng bê tông

1.1.3.1 Kè lát mái bằng bê tông đổ tại chỗ
Hình thức này đã được sử dụng ở kè Hải Hậu – Nam Định, Tam Giang – Thừa
Thiên-Huế, Bàu Tró - Quảng Bình ...
Bê tông tấm lớn đổ tại chỗ có khớp nối với kích thước và trọng lượng theo tính
toán cho từng công trình cụ thể, thường là lớn đủ trọng lượng chống sóng, tuy nhiên
nếu nền lún không đều tấm bản dễ bị gãy, sập gây mất đất nền và do bê tông đổ tại
chỗ bị mặn xâm thực nên cường độ chịu lực kém.

Hình 1.6 Kè bằng bê tông đổ tại chỗ ở Hải Phòng
Có 2 loại như sau:
Loại không có lỗ thoát nước: Loại này che kín được mái nhưng phải chịu áp lực
đẩy nổi lớn do nước ở mái đê không thoát ra được.
Loại có lỗ thoát nước: Ưu điểm là giảm được áp lực đẩy nổi, nhưng do lỗ thoát
nước Kè lát mái bằng bê tông đúc sẵn lắp ghép. Có nhiều loại cấu kiện đúc sẵn có
kích thước và hình dạng khác nhau.
1.1.3.2 Kè lát mái bê tông lắp ghép tấm bản nhỏ hình vuông:
Tấm bê tông đúc sẵn chất lượng tốt thi công nhanh, có khe hở làm thoát nước mái
đê tốt, giảm áp lực đẩy nổi, nhưng tấm bản nhỏ không đủ trọng lượng và dễ bị bóc
ra khỏi mái.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

8

Hình 1.7 Kè mái đê biển tại Hải Hậu – Nam Định
1.1.3.3 Kè lát mái bê tông tấm lập phương:
Các khối có kích thước: (0,45 x 0,45 x 0,45)m, nặng 218kg và (0,53 x 0,53 x

0,53)m, nặng 328kg. Trọng lượng của khối bê tông lớn, bề dày lớn không bị gẫy
nhưng thi công phải có cần cẩu rất khó khăn.
1.1.3.4 Kè lát mái tấm bê tông lắp ghép có lỗ thoát nước:
Đã được xây dựng ở Bầu Tró – Quảng Bình. Kích thước của tấm: (0,45 x 0,5 x 0,
5)m. Loại này có ưu điểm thoát nước mái đê tốt, thi công nhanh, dễ sửa chữa nhưng
dễ mất đất nền dưới tác động của dòng chảy.
1.1.3.5 Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm liên kết 1 chiều
Do lắp ghép có ngàm nên trọng lượng bản thân được tăng lên và chiều có ngàm
giảm đáng kể dòng xói trực tiếp xuống nền, nhưng không có khả năng liên kết thành
tấm lớn nên dễ bị sóng bóc ra khỏi mái.
1.1.3.6 Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm 2 chiều TAC - 2, TAC - 3
• Cấu kiện TAC-2
Đã thi công ở Bầu Tró – Quảng Bình, Ngọc Xá - Trúc Lý – Quảng Bình; Quảng
Trị, đê biển 1 Đồ Sơn – Hải Phòng...
• Cấu kiện TAC–3
Đã thi công ở Tây Cổ Vậy – Xuân Thủy - Nam Định, Đồ Sơn – Hải Phòng, Phá
Đông, Phá Cầu Hai - Thừa Thiên- Huế, Hà Tĩnh...

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

9

Ưu điểm của loại cấu kiện này là : Nó có khả năng phân bố lực xung, lực cục bộ
cho các cấu kiện bên cạnh tạo nên sự biến vị giảm dần từ vị trí xung lực dẫn ra xung
quanh. Vì vậy giảm được hiện tượng lún sâu, cục bộ, tạo nên lún dạng cong thuận
đồng thời do được nối với nhau bằng các ngàm đối xứng dạng nêm hai chiều đan
giằng vào nhau chặt chẽ đã tạo được một kết cấu như một tấm bản lớn mà chiều

rộng, chiều dài không hạn chế và khớp nối dích dắc hạn chế dòng xói trực tiếp
xuống nền.
Nhược điểm: Ban đầu các loại TAC – 2, TAC – 3 chiều dày độ vát quá nhỏ dễ bị
gẫy, sứt mẻ trong quá trình vận chuyển và thi công, vì vậy các loại sau có độ dày
lớn hơn nên khắc phục được nhược điểm này.

Hình 1.8 Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm hai chiều

Hình 1.9 Sản xuất cấu kiện có ngàm hai chiều

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

10

1.1.3.7 Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm 3 chiều TSC – 178
(Bằng sáng chế số 178/QĐ-118/QĐSC ngày 8 tháng 4 năm 1993, Cục sở hữu
công nghiệp bộ Khoa học công nghệ và môi trường).
Đã được thi công ở Hải Phòng, Nam Định hiện đang sử dụng loại bề dày 0,28m.

Hình 1.10 Mái kè bằng cấu kiện TSC – 178

Hình 1.11 Sản xuất cấu kiện TSC – 178
Ưu điểm:
• Kết cấu có ngàm 3 chiều lắp ghép mềm thích hợp với nền yếu, lún không đều vì
có khả năng tự điều chỉnh lún đồng bộ với nền. Trọng lượng cấu kiện trên dưới

Học viên: Phạm Hùng

Trường Đại Học Thủy Lợi

11

100kg thi công bằng thủ công lắp ghép thuận lợi trong mọi địa hình phức tạp, dễ tu
sửa, tiết kiệm vật liệu trong tu sửa, dễ thi công, chất lượng tốt.
• Ngàm liên kết có hình dích dắc kéo dài, đường thấm che kín nên hạn chế tốc độ
dòng sóng trực tiếp xuống nền đồng thời liên kết thành mảng có chân đế rộng, giảm
đáng kể ứng suất của trọng lượng mảng và áp lực sóng xuống nền, hạn chế hiện
tượng lún cục bộ của từng cấu kiện. Bề mặt cấu kiện được tạo mố nhám tiêu năng
giảm chiều cao sóng leo và vận tốc dòng rút.
Nhược điểm:
Vì liên kết mảng khi sóng đã đánh bung thì bung cả mảng, các cấu kiện trọng
lượng nhỏ rời ra dễ bị cuốn trôi theo sóng.
∗ Ta thấy rằng các hình thức kè bảo vệ mái rất phong phú và đa dạng, nhưng việc áp
dụng hình thức nào thì căn cứ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của từng khu
vực sao cho hệ thống kè đó sẽ hạn chế được tối đa nhược điểm và tận dụng được hết
các ưu điểm, đem lại lợi ích lớn nhất.
1.1.4 Các hình thức kè lát mái đã được sử dụng ở Nam Định
Ở các thời kỳ khác nhau, Nam Định sử dụng các hình thức kè lát mái khác nhau.
1.1.4.1 Thời kỳ trước năm 1997:
Ở Nam Định sử dụng chủ yếu là hình thức kè lát khan, có đoạn chỉ lát đến cao
trình +3.0, chân khay bằng lăng thể đá hộc.
Ưu điểm : Giảm sóng leo, tiêu thoát nước nhanh.

Học viên: Phạm Hùng

Trường Đại Học Thủy Lợi

12

Hình 1.12 Kè lát mái bằng đá lát khan
Nhược điểm: Trọng lượng viên đá quá nhỏ không chịu được áp lực sóng tới, áp lực
đẩy nổi, và bị bào mòn do sóng, dễ tung ra khỏi mái kè làm kè nhanh chóng bị sập.
Trong gian đoạn từ 1971 đến 1980 tình hình xây dựng kè cụ thể như sau:
- Một số đoạn kè làm bằng đá xây khan đến cao trình +3,0; hệ số mái
m = 2 ÷ 3.
- Một số đoạn kè lát khan có chiều dày thay đổi: 0,3m÷0,5m, chân khay bằng lăng
thể đá hộc, nhưng hầu hết đã hư hỏng.

Hình1.13 Kè bằng đá lát khan chiều dày thay đổi
- Có đoạn kè như kè Hải Triều, phía dưới bằng đá hộc lát khan, trên lát bằng tấm
bê tông chít mạch có kích thước 1,0m x1,0m dày 10cm (kè sập Hải Triều). Hình
thức kè lát mái này có nhược điểm là không thoát nước được nên phải chịu áp lực
đẩy nổi rất lớn và kè bị sập ngay sau khi thi công 1 thời gian ngắn.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

13

- Các kè xây dựng trước dự án PAM đều sử dụng lớp lót bằng đá dăm dày từ 10
đến 15cm trên lớp đất thịt pha cát bọc dày 0,5 ÷ 0,7 m, không có lớp vải lọc dẫn đến
cát nhanh chóng bị moi ra khỏi mái kè, gây sập kè. Khi đưa vải lọc vào sử dụng đã
hạn chế rất lớn việc moi cát ra khỏi thân đê.

1.1.4.2 Thời kỳ từ 1997 đến 2002
Hầu hết các kè lát mái đều có hình thức như sau:
- Đỉnh kè được bảo vệ bằng tường đá xây, cao trình đỉnh tường +5.50.
- Mái kè: Được chia ra làm 2 phần khác nhau: Từ cao trình +5.50 đến +3.0 được
lát khan dày 30cm, từ cao trình +3.0 đến cao trình -0.5 được lát bằng cấu kiện bao
diêm. Chân khay bằng ống buy tròn, có d=1m, dài 2,0 m và được bảo vệ bằng lăng
trụ đá hộc rộng 1m, dài 1,5m. Hình thức này xây dựng phần lớn cho hệ thống kè
PAM như ở Hải Triều, Nghĩa Phúc.
Lát mái bằng cấu kiện bê tông hình bao diêm có nhược điểm: Tạo mặt phẳng quá
lớn, không có mấu giảm sóng dẫn đến sóng leo rất lớn, khớp nối giữa 2 cấu kiện
mỏng, khi gặp triều cường, sóng lớn dẫn đến dễ bị tung thành từng mảng gây sạt lở
mái kè, phổ biến nhất ở kè Cổ Vạy - Giao Thuỷ.

Hình 1.14 Kè bằng cấu kiện hình bao diêm và lát khan trong khung
Phần đá lát khan từ cao trình (+3,0) trở lên do viên đá không đủ kích thước dễ bị
bong xô ra khỏi mái kè, phần lát mái này sau đó được cải tiến bằng cách lát khan đá
hộc trong khung đá xây, khoảng cách giữa các khung 5 ÷ 10m.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

14

Hình1.15 Chân kè ống buy ở đê biển Hải Hậu
1.1.4.3 Thời kỳ từ năm 2002 đến 2005:
Một số đoạn kè đã được xây thí điểm bằng cách thay các khối cấu kiện hình bao
diêm bằng khối bê tông kích thước (0,5x 0,5)m, dày 0,4 đến 0,5m hoặc khối đá xây
kích thước (1x1x0,5)m, còn cấu tạo phần chân khay và phần trên giống như trước.

Loại kết cấu này có ưu điểm đảm bảo trọng lượng viên cấu kiện, ổn định mái, tuy
nhiên trong giai đoạn đó không có phương tiện thi công nên phải tiến hành đổ tại
chỗ vì vậy nhược điểm của nó là không kiểm soát được chất lượng bê tông và chất
lượng bên dưới của khối xây.

Hình1.16 Kè bằng cấu kiện bê tông khối lớn.
Hình thức này đã được xây dựng ở Cồn Tròn, Hải Thịnh, Cổ Vạy, Phúc Hải.

Học viên: Phạm Hùng


Trường Đại Học Thủy Lợi

15

1.1.4.4 Sau cơn bão số 7(tháng 9/2005):
Ở những nơi được sửa chữa sử dụng 2 hình thức kè lát bằng cấu kiện bê tông đúc
sẵn (Cấu kiện TSC -178, hình lục lăng dày 28 cm ) bao gồm :

Hình 1.17 Kè bằng khối đá xây (1x1x0,5)m và cấu kiện bao diêm

Hình 1.18 Mái kè có cơ ở Táo Khoai
- Kè lát mái không có cơ xây dựng ở kè Kiên Chính, Thanh Niên, Nghĩa Phúc
- Kè lát mái có cơ: Như kè ở Táo Khoai
• Cấu kiện T2(dương) đang được dùng phổ biến vì nó có liên kết bền vững, trọng
lượng cấu kiện nhỏ, tuy nhiên phần mũ tam giác cản sóng rất khó thi công dẫn đến
khi thi công phải lấy bột ximăng đắp nên dễ bị xâm thực bào mòn gây hỏng kè như
ở kè Kiên Chính.

Học viên: Phạm Hùng