Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kĩ thuật trong xây dựng đê biển kết hợp đường giao thông

i

LỜI TÁC GIẢ

Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay
luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật trong
xây dựng đê biển kết hợp đường giao thông” đã hoàn thành đúng thời hạn
theo đề cương được phê duyệt.
Trước hết tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới trường Đại học
Thủy lợi Hà Nội đã đào tạo và quan tâm giúp đỡ tạo mọi điều kiện cho tác
giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Hoàng Việt Hùng. Thầy
đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cụ thể, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin
khoa học cần thiết cho tác giả hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, các bạn bè đồng nghiệp đã hết
sức giúp đỡ động viên về mọi mặt để tác giả đạt được kết quả ngày hôm nay.
Trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, tác giả khó tránh
khỏi những thiếu sót và rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy,
cô và cán bộ đồng nghiệp đối với bản luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 23 tháng 11 năm 2015
Tác giả

Đào Đức Độ


ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn

này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam
đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và
thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả

Đào Đức Độ


iii

MỤC LỤC
LỜI TÁC GIẢ ............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................. ix
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG I..............................................................................................................4
TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP ...............................................................................4
GIA CƯỜNG ĐỊA KỸ THUẬT .................................................................................4
1.1. Giới thiệu chung: ..............................................................................................4
1.1.1. Tổng quan: .................................................................................................4
1.1.2 Hiện trạng đê biển Việt Nam: .....................................................................4
a. Mặt cắt đê: ...............................................................................................................6
b. Địa chất và vật liệu đắp: ..........................................................................................6
c. Tình trạng ổn định: ..................................................................................................6
1.2. Tổng quan các giải pháp gia cường địa kỹ thuật trong xây dựng đê biển:.......8
1.2.3. Vải địa kỹ thuật với chức năng làm cốt chịu kéo và vật thoát nước: ........9
1.2.4. Vải địa kỹ thuật bao ngoài thân đê bằng đất: ..........................................10
1.2.5. Túi địa kỹ thuật ........................................................................................11

1.2.6. Ống địa kỹ thuật.......................................................................................14
1.2.7. Sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp ....................................................17
1.3 Những vấn đề đặt ra khi kết hợp đê biển làm đường giao thông: ...................18
1.3.1 Xác định các thông số khi kết hợp đê biển làm đường GT: .....................18
1.3.2 Kết cấu đường giao thông kết hợp đê bằng BT nhựa: ..............................21
1.3.3 Kết cấu đường giao thông kết hợp đê bằng bê tông, hoặc bê tông cốt thép
(BTCT): .............................................................................................................22
1.3.4 Kết cấu đường giao thông kết hợp đê sử dụng công nghệ túi vải địa kỹ
thuật: ..................................................................................................................23


iv
1.3.5 Mô tả công nghệ sử dụng túi vải địa kỹ thuật để làm xây dựng đê kết hợp
đường giao thông: ..............................................................................................23
1.4. Kết luận chương I: ..........................................................................................30
CHƯƠNG II ..............................................................................................................31
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH ĐÊ ........................................................................31
KHI KẾT HỢP LÀM ĐƯỜNG GIAO THÔNG ......................................................31
2.1 Lý thuyết ổn định của khối đắp trên nền đất yếu ............................................31
2.1.1 Đặc tính cơ bản của đất yếu ......................................................................31
2.1.2 Lý thuyết ổn định khối đắp trên nền đất yếu ............................................31
2.2 Hư hỏng của kết cấu mặt đường giao thông vùng đất yếu ..............................38
2.2.1. Những nhân tố gây ra sự suy giảm chất lượng đường .............................38
2.3 Các đặc tính của vật liệu đất có cốt .................................................................41
2.3.1 Độ bền kéo của vải địa kỹ thuật ..............................................................41
2.3.2 Độ bền chọc thủng của vải địa kỹ thuật....................................................42
2.3.3 Độ bền lâu dài của vải địa kỹ thuật ..........................................................43
2.3.4 Nguyên tắc bố trí cốt vải địa kỹ thuật .......................................................44
2.4 Các phương pháp tính ổn định khối đắp có cốt ...............................................47
2.4.1 Các phương pháp phân tích ổn định mái dốc thường dùng khi chưa có cốt

...........................................................................................................................47
2.4.2. Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc khi có cốt ..........................55
2.4.3 Những quy định do BS8006:1995 đề xuất ..............................................66
2.5 Kết luận chương II ...........................................................................................74
CHƯƠNG III ............................................................................................................76
ĐỀ XUẤT KẾT CẤU ĐÊ KẾT HỢP ĐƯỜNG GIAO THÔNG .............................76
SỬ DỤNG TÚI VẢI ĐỊA KỸ THUẬT ....................................................................76
3.1 Giới thiệu Túi vải địa kỹ thuật và vai trò nâng cao ổn định mặt đường: ........76
3.1.1. Giới thiệu kết cấu túi vải địa kỹ thuật: ....................................................76
3.1.2. Các ứng dụng chính của công nghệ túi ĐKT ..........................................79
3.1.3. Ưu điểm về bản chất chịu lực của túi địa kỹ thuật ..................................80
3.2 Đề xuất mặt cắt tính toán điển hình:................................................................83


v
3.3 Mô hình toán cho khối đắp ứng dụng ..............................................................85
3.3.1. Giới thiệu về phần mềm tính toán ReSSA (3.0) ......................................85
3.3.2 Số liệu tính toán ............................................................................................89
3.3.3 Kết quả tính toán .......................................................................................89
3.4 Kết luận chương 3 .........................................................................................101
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................103
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................105


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1.Sơ đồ đặt vải địa kỹ thuật trong thân đê với chức năng làm cốt chịu kéo... 8
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo thân đê với vải địa kỹ thuật làm bao bì và làm cốt
chịu kéo ............................................................................................................. 9

Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo đê biển dùng vải địa kỹ thuật làm chức năng hỗn hợp . 10
Hình 1.5: Cách buộc túi và sắp xếp túi khi thi công ....................................... 25
Hình 1.6: Mặt cắt ngang đường hiện trạng ..................................................... 25
Hình 1.7: Mặt cắt ngang đường sau khi tạo khuôn ......................................... 26
Hình 1.9: Xếp các lớp túi địa kỹ thuật vào khuôn đường đã đào ................... 27
Hình 1.10: Xếp các lớp túi địa kỹ thuật vào khuôn đường đã đào ................. 27
Hình 1.11: Tiến hành đầm phẳng .................................................................... 27
Hình 1.12: Rải đá dăm-đất tại chỗ vào các khoảng trống rồi đầm chặt .......... 28
Hình 1.13: Rải đá dăm-đất tại chỗ vào các khoảng chống rồi đầm chặt ........ 28
Hình 1.14: Mặt đường sau khi hoàn thành ...................................................... 28
Hình 1.15: Một số hình ảnh đã được thi công tại Việt Nam ........................... 29
Hình 2.2: Phá hoại của nền đắp do lún trồi ..................................................... 34
Hình 2.3: Các dạng phá hoại dạng đường cung tròn ...................................... 35
Hình 2.4: Phá hoại xảy ra do yêu cầu nâng cấp đê biển ................................. 36
Hình 2.5: Phá hoại xảy ra do đất ở chân đê biển bị hẫng do nạo vét .............. 36
Hình 2.7: Mái đắp có cốt trên nền đất yếu ...................................................... 47
Hình 2.8: Mái đất rời khô đồng nhất ............................................................... 48
Hình 2.9: Sơ đồ xác định cung trượt theo phương pháp vòng tròn ma sát ..... 49
Hình 2.10: Sơ đồ tính toán theo phương pháp W.Fellenius............................ 51
Hình 2.11: Sơ đồ tính theo phương pháp W.Bishop đơn giản ........................ 53
Hình 2.12: Các trạng thái giới hạn phá hoại về ổn định ngoài ....................... 56
Hình 2.13: Các trạng thái giới hạn phá hoại về ổn định nội bộ ...................... 56
Hình 2.14: Các trạng thái giới hạn phá hoại về ổn định hỗn hợp ................... 56


vii

Hình 2.15: Phương pháp phân mảnh với mặt trượt tròn để tính ổn định mái
đốc trong đất có cốt ......................................................................................... 58
Hình 2.16: Phương pháp phân mảnh với mặt trượt tròn của Bishop .............. 62

Hình 2.17: Sơ đồ tính toán khoảng cách thẳng đứng giữa các lớp cốt ........... 66
Hình 2.19: Sơ đồ tính toán kiểm tra tụt cốt ..................................................... 74
Hình 3.1: Các thí nghiệm kéo túi xếp chồng tại hiện trường .......................... 77
Hình 3.2: Kết quả kéo túi vải địa kỹ thuật xếp chồng..................................... 77
Hình 3.3: Xây dựng và bảo dưỡng đường GT bằng túi ĐKT trên thế giới .... 78
Hình 3.4: Ứng dụng làm đường nội đồng ....................................................... 79
Hình 3.5: Ứng dụng làm đường đi bộ, bờ chắn nước ..................................... 79
Hình 3.6: Ứng dụng làm cống qua đường....................................................... 80
Hình 3.7: Cơ chế tác dụng lực vào túi địa kỹ thuật ........................................ 80
Hình 3.8: Mô hình thí nghiệm 1 ...................................................................... 81
Hình 3.9: Độ lún đường tại các điểm trên đoạn đường thí nghiệm ................ 81
Hình 3.10: Kết quả thí nghiệm chịu nén của túi địa kỹ thuật ......................... 82
Hình 3.11: Mặt cắt ngang thông thường ......................................................... 84
Hình 3.12: Kết cấu khối đắp có sử dụng túi vải địa kỹ thuật. ......................... 84
Hình 3.14: Giao diện phần mềm ReSSA (3.0)................................................ 85
Hình 3.15: Menu chính của phần mềm ReSSA (3.0) ..................................... 86
Hình 3.16: Nhập dữ liệu cho bài toán ............................................................. 86
Hình 3.17: Giao diện nhập thông số mặt cắt hình học và tải trọng ................ 87
Hình 3.18: Giao diện nhập dữ liệu các lớp đất ............................................... 87
Hình 3.19: Giao diện nhập lựa chọn kiểu cốt ................................................. 88
Hình 3.20: Giao diện nhập thông số của cốt ................................................... 88
Hình 3.21: Giao diện lựa chọn bán kính tính ổn định mái .............................. 89
Hình 3.22: Trường hợp 1 với hoạt tải H13 ..................................................... 90
Hình 3.23: Đường bão hoà .............................................................................. 90
Hình 3.24: Thông số cốt .................................................................................. 91


viii

Hình 3.25: Hệ số an toàn ổn định tổng thể Fs=0,83 ....................................... 91

Hình 3.26: Bảng tổng hợp hệ số an toàn ổn định tổng thể.............................. 92
Hình 3.27: Phối màu phân vùng 10 cung trượt điển hình nhất ....................... 92
Hình 3.28: Phân bố phản lực của đất nền với khối trượt ................................ 93
Hình 3.29: Trường hợp 2 của khối đắp ........................................................... 93
Hình 3.30: Kết quả tính ổn định cho trường hợp 2 ......................................... 94
Hình 3.31: Kết quả tính ổn định cho trường hợp 2 ......................................... 94
Hình 3.32: Kết quả tính ổn định cho trường hợp 2 ......................................... 95
Hình 3.33: Phân bố phản lực của đất nền với khối trượt ................................ 95
Hình 3.34: Trường hợp 3 của khối đắp ........................................................... 96
Hình 3.35: Kết quả tính ổn định cho trường hợp 3 ......................................... 97
Hình 3.36: Kết quả tính ổn định cho trường hợp 3 ......................................... 97
Hình 3.37: Vị trí 10 cung trượt điển hình cho trường hợp 3........................... 98
Hình 3.38: Phân bố phản lực của đất nền với khối trượt ................................ 98
Hình 3.39: Mặt cắt khi cống không làm việc .................................................. 99
Hình 3.40: Kết quả tính ổn định ...................................................................... 99
Hình 3.41: Kết quả tính ổn định cho mặt cắt loại 3 ...................................... 100
Hình 3.42: Vị trí 10 cung trượt điển hình cho mặt cắt loại 3 ........................ 100
Hình 3.43: Phân bố phản lực của đất nền với khối trượt .............................. 101


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Các loại mặt đường sử dụng cho các cấp đường ............................ 20
Bảng 1.2: Tiêu chuẩn thiết kế đường GT kết hợp với đê................................ 20
Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật của túi địa kỹ thuật .......................................... 24


1

MỞ ĐẦU
Tên đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật trong xây dựng đê biển
kết hợp đường giao thông”
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Việt Nam có hệ thống đê ven biển trải dài từ Bắc xuống Nam với tổng
chiều dài 1.693 Km và đã được hình thành từ lâu. Ban đầu là những đoạn đê
nhỏ, thấp yếu, dần dần được kết nối lại, bồi trúc thêm. Trong một vài thập kỷ
gần đây, hệ thống đê biển đã được Nhà nước quan tâm đầu tư nâng cấp và
một số tuyến đê được sử dụng kết hợp làm đường giao thông. Tuy nhiên, do
hệ thống đê biển của nước ta phần lớn là đê yếu, thiếu tính đồng bộ và chưa
thuận tiện cho thông thương đi lại, kỹ thuật, chất lượng công trình không cao.
Vì vậy, đê biển kết hợp với đường giao thông là một chủ trương đúng đắn,
nhưng hiện nay việc xây dựng đê và đường vẫn chưa có sự nhất quán trong
công tác lập qui hoạch, xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật chung và triển khai
xây dựng cho lĩnh vực này.
Dưới tác động bất lợi của BĐKH và nước biển dâng làm cho kết cấu đê
biển nhanh chóng bị xuống cấp. Mặt khác khi đê biển được sử dụng kết hợp
làm đường giao thông còn chịu thêm tác động của tải trọng xe chạy. Do đó để
đảm bảo khả năng chịu lực của thân đê làm nền đường xe chạy thì cần phải có
các biện pháp gia cố phù hợp với điều kiện thực tế của thân đê. Vì vậy đề
tài“Nghiên cứu ứng dụng túi vải địa kỹ thuật trong xây dựng đê biển kết hợp
đường giao thông” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Giải quyết vấn đề công
trình cấp bách hiện nay.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là túi vải địa kỹ thuật dung gia cường
khối đắp đê biển
Ứng dụng cho công trình đê biển Nghĩa Hưng, tỉnh Nam Định.
3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

2

- Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thực tế (tài liệu khảo sát địa chất,
tài liệu thiết kế, tài liệu hoàn công…) để làm rõ các dạng kết cấu công trình
đắp có sử dụng túi vải địa kỹ thuật.
- Phân tích lý thuyết tính toán.
- Mô hình hóa bài toán ứng dụng.
4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC:
- Phân tích cơ sở khoa học gia cường kết cấu túi vải địa kỹ thuật trong xây
dựng đê biển.
- Đề xuất giải pháp kết cấu công trình đê biển kết hợp đường giao thông.
- Ứng dụng công trình đê biển Nghĩa Hưng, tỉnh Nam Định.
5. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN: được chia làm 3 chương
CHƯƠNG 1: - Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kết cấu cốt địa kỹ
thuật, túi vải địa kỹ thuật, ống vải địa kỹ thuật trong xây dựng đê biển.
- Các giải pháp gia cường bằng cốt địa kỹ thuật.
- Các giải pháp gia cường bằng túi vải địa kỹ thuật.
- Giải pháp gia cường bằng ống địa kỹ thuật.
- Kết luận chương 1.
CHƯƠNG 2: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu túi vải địa kỹ
thuật.
- Lý thuyết ổn định của khối đắp trên nền đất yếu.
- Tính toán ổn định khối đắp có cốt địa kỹ thuật.
- Tính toán ổn định kết cấu túi vải địa kỹ thuật.
- Kết luận chương 2.
CHƯƠNG 3: - Ứng dụng tính toán công trình đê biển Nghĩa Hưng, tỉnh
Nam Định.
- Giới thiệu công trình.
- Phân tích điều kiện công trình và tải trọng.
- Đề xuất kết cấu khối đắp thân đê có sử dụng túi vải địa kỹ thuật.

3

- Mô hình hóa bài toán ứng dụng.
- Kết quả tính toán và bàn luận.
- Kết luận chương 3.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:
- Kết luận và kiến nghị.
- Một số điểm còn tồn tại.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo.


4

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP
GIA CƯỜNG ĐỊA KỸ THUẬT
1.1. Giới thiệu chung:
1.1.1. Tổng quan:
Việt Nam có đường bờ biển chạy dọc chiều dài đất nước từ Bắc đến
Nam. Những nguồn lợi mà biển mang lại cho đất nước và con người là vô
cùng to lớn. Nhưng bên cạnh những nguồn lợi thu được từ biển thì con người
nơi đây luôn phải đối mặt với những mối đe dọa tiềm ẩn cũng do biển mang
đến.
Đê biển là công trình ven biển làm nhiệm vụ bảo vệ các khu dân cư,
các vùng đất canh tác nhằm tránh cho những khu vực này bị ảnh hưởng bởi
các tác động của nước biển khi có bão hoặc triều cường. Khi nước biển tràn
vào trong đồng sẽ gây thiệt hại về tính mạng, tài sản của nhân dân, làm nhiễm
mặn hệ thống đất canh tác, phá hủy làng mạc và hoa màu. Vì vậy trong mọi

trường hợp , vấn đề đảm bảo an toàn đê biển nói riêng và hệ thống đê ói
chung là đảm bảo an toàn về dân sinh, kinh tế, an ninh quốc phòng.
Các nước phát triển đã có nhiều đầu tư về nghiên cứu khoa học, công
nghệ đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho đê biển. Các giải pháp gia cường, bảo
vệ đê biển trước kia có thể được bó bỏ, thay mới bằng giải pháp công nghệ an
toàn vững chắc hơn. Ở Việt Nam cũng đã áp dụng nhiều biện pháp gia cường,
gia cố đê biển, tạo ra những chuyển biến tích cực trong vấn đề này. Các phần
tổng quan về gia cường đê biển trên thế giới và Việt Nam được trình bày sau
đây sẽ cho toàn cảnh về cải tiến công nghệ cũng như những tồn tại về kỹ
thuật. Từ đó sẽ phân tích, đánh giá rút ra được đề xuất khoa học công nghệ
sao cho có tính sáng tạo, tăng thêm mức độ an toàn, kinh tế.
1.1.2 Hiện trạng đê biển Việt Nam:
1.1.2.1 Đê miền Bắc:


5

Khu vực ven miền Bắc có dân cư tập trung đông và có nhiều trung tâm
kinh tế quan trọng, thêm vào đó, vùng khu vực này lại có địa hình là thấp
trũng, vì vậy các tuyến đê đã được hình thành khá sớm. Tổng chiều dài các
tuyến đê biển và đê cửa sông hiện nay khoảng 750km, trong đó có khoảng
490km đê trực diện với biển.
a. Mặt cắt đê:
Mặt cắt đê có dạng phổ biến là hình thang, bề rộng mặt đê nhỏ, khoảng
từ 3,0÷5,0m, nhiều đoạn đê có bề rộng còn nhỏ hơn 3,0m như đê Bắc Cửa
Lục và Hoàng Tân-Quảng Ninh; các đê số 5,6,7 và 8 – Thái Bình; đê Cát Hải
– Hải Phòng. Mái phía biển có hệ số mái từ 2÷4, mái phía đồng từ 1,5÷3. Cao
trình đỉnh đê vào khoảng (+3,5)÷ (+5,5).
b. Địa chất và vật liệu đắp:
Đê thường nằm trên nền đất cát mịn pha đất thịt hoặc đất sét (loại đất

phù sa bồi cửa sông), có sức chịu nén và cường độ chống cắt nhỏ, lượng ngậm
nước lớn, dễ bị tác động phá hoại của sóng biển; tính nén lún và kéo dài, độ
ổn định là thấp. Đất đắp thân đê có các dạng:
- Đất á sét, đất phù sa cửa sông, hàm lượng cát càng tăng khi tuyến đê
càng xa cửa sông.
- Một số tuyến đê được đắp hoàn toàn bằng cát (như đê Hải Thịnh), bên
ngòa được bọc sét. Tuy nhiên cũng có một số đê không được bọc sét nên
thường xuyên bị hao mòn hư hỏng.
c. Tình trạng ổn định:
Trong điều kiện khí tượng thủy văn bình thường (mực nước triều trung
bình đến cao, gió dưới cấp 7), mái đê chỉ xuất hiện hư hỏng cục bộ ở những
đê ít được bảo vệ, ít bị hư hỏng ở những đê được bảo vệ. Riêng vùng Hải Hậu
- Nam Định , khi gió Đông Bắc, khi gió Đông Bắc cấp 6,7 duy trì trong thời
gian dài, kết hợp triều cường, đê có kè lát mái bảo vệ vẫn bị hư hỏng nhiều.
Trong điều kiện khí tượng thủy văn không bình thường (mực nước triều trung


6

bình hoặc cao, gió cấp 8 trở lên), đê xuất hiện nhiều hư hỏng ngay cả ở những
mái đê được bảo vệ. Đê bị hư hỏng nặng sau những trận mưa bão, và phải mất
một khối lượng lớn nguyên vật liệu để khôi phục, đắp trả lại mái đê phía biển.
Như vậy Đê biển miền bắc, ngay cả ở những đoạn đê được bảo vệ, hiện
vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật về ổn định vì cốt đất nền và thân đê
chưa được xử lý, là đất yếu, việc đê chỉ được bảo vệ phía ngoài là chưa đảm
bảo. Đê được đắp bằng đất cát đến cát pha, nhiều khu vực đắp bằng sét pha.
Nền đất là cát mịn hoặc sét yếu.
1.1.2.2 Đê miền Trung:
Vùng ven biển miền Trung có diện tích nhỏ, hẹp lại trải dài, địa hình
dốc và bị chia cắt bởi nhiều các sông, kênh rạch, vì vậy các tuyến đê thường

ngắn. Đây là vùng có biên độ thủy triều thấp nhưng lại thường xuyên chịu ảnh
hưởng của thiên tai, lũ lụt (mưa lũ trong đồng tràn qua đê, tác động từ biển do
gió, bão, sóng và nước tràn). Tổng chiều dài đê hiện có khoảng 1.980km,
trong đó đê trực diện với biển khoảng 610km.
a. Mặt cắt đê:
Phần lớn mặt cắt đê có dạng hình thang, cao trình thấp (thiếu từ
0,5÷1,0m so với yêu cầu thiết kế). Chiều rộng mặt đê nhỏ, từ 1,5m÷3,0m, hệ
số mái 1,5÷3,0.
b. Địa chất và vật liệu đắp:
Đất đắp chủ yếu là đất sét pha cát nhẹ, một số tuyến nằm sâu so với cửa
sông, ở ven các đầm phá, đất thân đê là đất sét pha cát (đê Tả Thanh và Mỹ
Trung - Quảng Bình, đê Vĩnh Thái – Quảng Trị). Nhiều tuyến đê ven biển có
thân đê là đất cát như ở ở các tuyến đê các huyện Quảng Xương, Tĩnh GiaThanh Hóa, Diễn Châu-Nghệ An, Kỳ Anh - Hà Tĩnh.
c. Tình trạng ổn định:
Mắt cắt đê khá nhỏ, nhiều tuyến đê chưa được bảo vệ nên thường
xuyên bị bào mòn, xói lở hoặc sạt khi mưa lớn hoặc khi có sóng tràn qua.


7

Nhiều tuyến đê bị đứt đoạn do nước lũ tràn qua từ phía đồng ra phía biển. Các
hư hỏng trên xảy ra nghiêm trọng hơn khi thân đê được đắp bằng cát, cát pha.
Nhìn chung tình trạng ổn định của đê biển miền Trung là không cao, dễ
bị ảnh hưởng hoặc hư hại do các tác động của các điều kiện khí tượng thủy
hải văn. Nhiều tuyến đê phải đắp bù khi bị mưa lũ, hoặc sóng tràn qua, thậm
chí một số tuyến phải đắp đi, đắp lại nhiều lần.
1.1.2.3 Đê miền Nam:
Tuyến đê ven biển miền Nam ban đầu được hình thành ở dạng bờ bao,
để bảo vệ các khu dân cư, khu sản xuất chống ngập mặn, triều cường hoặc lũ
nhỏ, sau đó qua nhiều lần đắp bù hình thành đê. Tổng chiều dài đê vùng ven

biển khoảng 590km, trong đó đê trực diện với biển khoảng 470km.
a. Mặt cắt đê:
Đê biển miền Nam có sự khác nhau lớn về chiều cao và bề rộng mặt.
Có tuyến đê chỉ cao trên 1,0m nhưng có những tuyến đê cao từ 4,5m đến
5,0m. Mặt đê có tuyến chỉ rộng 1,5÷2,0m, nhưng có những tuyến đê bề rộng
mặt từ 8,0÷10m. Về tổng quan, cao độ đê biển phía Đông cao hơn cao độ đê
biển phía Tây. Mái dốc đê biển có hệ số mái phổ biến từ 2,0 đến 2,5, chỉ có
tuyến đê quan trọng như đê Gò Công và đê Vũng Tàu mới có mái dốc bằng
3,0.
b. Địa chất và vật liệu đắp:
Đất đắp đê hoàn toàn theo tính chất đất từng vùng, song chủ yếu là đất
bồi tích có hàm lượng hạt mịn cao, bao gồm đất thịt nhẹ, thịt nặng, cát pha,
cát, sét, sét pha cát, sét pha bùn, đất bùn nhão...
Nhiều tuyến đê nằm trên nền cát có thành phần bùn trên 50% nên rất
khó khăn cho việc đắp đê, đặc biệt là những đê cao.
c. Tình trạng ổn định:
Đối với vùng bờ biển ổn định hoặc vùng bờ bồi, các hư hỏng đê thường
là sạt lở nhỏ ở mái đê phía biển do sóng, vì những đoạn đê này không có sóng


8

(đê Cà Mau). Ở những đoạn đê có nền yếu (nền bùn sét), hiện tượng hư hỏng
đê xảy ra nhiều hơn, các dạng hư hỏng có: sụt lún, nứt, trượt, lún trồi, xói
ngầm cơ học thân đê và nền đê...từ đây ta có thể thấy, nguyên nhân làm hư
hỏng đê biển miền Nam chủ yếu là do yếu tố địa chất, khi đất đắp và nền đê
đều là đất yếu.
Như vậy tình hình chung đê biển Việt Nam đa phần có tính ổn định
chưa cao, dễ bị hư hỏng. Đất đắp đê và đất nền có thành phần và tính chất cơ
lý thay đổi khá nhiều vì hầu hết vật liệu đắp đê là những vật liệu tại chỗ.

1.2. Tổng quan các giải pháp gia cường địa kỹ thuật trong xây
dựng đê biển:
1.2.1 Vải địa kỹ thuật làm cốt chịu kéo trong thân đê:
Khi đắp đê bằng những vật liệu đất yếu, mái đê dễ dàng bị sạt, trượt và
chiều cao đắp không lớn, hệ số mái của đê phải rất lớn gây tốn kém, vì vậy
phương pháp sử dụng cốt vải địa kỹ thuật để gia cường cho thân đê giúp tăng
hệ số ổn định tổng thể, tăng chiều cao khối đắp, giảm hệ số mái đê. Vải địa kỹ
thuật được bố trí thành nhiều lớp, và là phần chịu kéo chính trong đê. Phần
đầu và đuôi vải được bắt ngược lên để làm bao bì cho lớp đất giữa hai lớp vải
địa kỹ thuật. Ở phía biển phần vải bao bì này được kết hợp với tầng bảo vệ
chống sóng. Phía đồng, phần bao bì này có hai tác dụng chính là:
- Bảo vệ kè mái phía đồng chống xói lở khi lũ bão vượt cao trình đỉnh
đê thiết kế.
- Tăng độ dốc mái đê hạ lưu để tiết kiệm đất trồng trọt được đê bảo vệ.

Hình 1.1.Sơ đồ đặt vải địa kỹ thuật trong thân đê với chức năng làm cốt chịu
kéo


9

Mái đê hạ lưu cần được bảo vệ bằng lát những thảm cỏ hoặc đắp đất
tránh ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp làm hạ vải địa kỹ thuật như hình.
1.2.2. Vải địa kỹ thuật với chức năng hỗn hợp: cốt chịu kéo và bao
bì:
Trong trường hợp mái đê phía biển không được quá dốc để đảm bảo ổn
định cho tầng bảo vệ chống sóng, có thể dung vải địa kỹ thuật làm bao bì kết
hợp với cấu tạo của tầng bảo vệ chống sóng.

Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo thân đê với vải địa kỹ thuật làm bao bì và làm cốt

chịu kéo
Phần đất giữa thân đê làm việc như tường đất có cốt có mặt tường gần
như thẳng đứng, đảm bảo ổn định vững chắc cho mái đê phía biển trên nền
mềm yếu. Mái đất phía đồng được đắp theo kiểu hút-xả bùn, hoặc kiểu gầu
ngoạm với hai mục đích:
- Tăng thêm mức độ ổn định cho tường đất có cốt.
- Chống tràn xói nền của tường chắn đất có cốt khi bão lũ vượt quá cao
trình thiết kế.
nước:

1.2.3. Vải địa kỹ thuật với chức năng làm cốt chịu kéo và vật thoát
Vải địa kỹ thuật được bố trí ở mái đê thượng lưu, hạ lưu và ở lớp phân

cách giữa nền đê với thân đê.
Ở mái đê thượng lưu, vải địa kỹ thuật đảm nhiệm ba chức năng:
- Bao mặt mái đê kết hợp với tầng bảo vệ chống sóng có dùng vải địa
kỹ thuật.


10

- Làm vật thoát nước: Vải địa kỹ thuật làm lọc, đất hạt thô như cát, sạn,
sỏi làm lõi.
- Làm cốt chịu kéo cho mái đê phía biển.
Ở mái đê hạ lưu, vải địa kỹ thuật kết hợp với vật liệu rời như cát, sạn
sỏi làm vật thoát nước chống xói ngầm chân đê.

Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo đê biển dùng vải địa kỹ thuật làm chức năng hỗn hợp
Phần vải địa kỹ thuật áp sát mặt nền có chức năng chủ yếu làm cốt chịu
kéo với mục đích tăng thêm sức chịu tải của nền mềm yếu. Ngoài ra, lớp vải

địa này cũng có tác dụng chống xói nền đê từ phía hạ lưu, tăng thêm mức độ
an toàn trượt tròn khi mặt trượt ăn sâu vào nền của mái đê thượng lưu và hạ
lưu.
1.2.4. Vải địa kỹ thuật bao ngoài thân đê bằng đất:
Trong trường hợp đất tại chỗ là cát hoặc á cát, là những loại đất rời rạc,
khi dùng để đắp đê biển người ta chỉ dùng được khi làm lõi, bao bọc ngoài
những lớp đất tốt để bảo vệ chống xói. Tuy nhiên trong quá trình chịu tải, do
thay đổi nhiệt độ, độ ẩm làm lượng nước trong lớp bảo vệ thay đổi, những
loại đất dính này dễ nứt gây ra phá hoại kết cấu và làm cho đất lõi bị xói rửa
gây phá hoại từ lõi cát bên trong, đẫn đến sự phá hoại của đất dính bảo vệ lõi.
Để khắc phục tình trạng này, những nhà khoa học đưa ra giải pháp thay lớp
đất dính bên ngoài bằng lớp vải địa kỹ thuật bao bọc toàn bộ cát bên
trong.


11

Hình 1.4.Sơ đồ cấu tạo thân đê đắp bằng cát tại chỗ có vỏ bọc bằng vải địa
kỹ thuật
Hình 1.4 là cấu tạo thân đê đắp bằng cát và đất dính khai thác tại chỗ.
Lớp vải địa bọc ngoài lõi cát chỉ được bố trí ở phía biển. Trong sơ đồ cấu tạo
trên, lớp vải địa kỹ thuật trong phạm vi đoạn AB đảm nhận chức năng của lớp
vải thuộc tầng chống sóng, trong phạm vi đoạn AD là có chức năng năng cách
đất hạt mịn và đất hạt thô làm nền đường giao thông. Lớp vải địa kỹ thuật ở
phần BC vừa có chức năng ngăn cách, vừa có chức năng làm cốt chịu kéo ở
mặt phân cách mái đê với nền.
1.2.5. Túi địa kỹ thuật
Công nghệ sử dụng túi vải địa kỹ thuật để bơm vật liệu như cát, đất
bùn, hay vữa xi măng vào trong, tạo nên những kết cấu dạng túi hoặc ống cỡ
lớn, được đặt đơn lẻ hay xếp chồng thành những kết cấu thay đê biển, kè bảo

vệ bờ đang có xu hướng được nhiều nước trên thế giới áp dụng. Tuy nhiên ở
Việt Nam công nghệ này còn rất mới và chưa được áp dụng nhiều. Túi vải địa
kỹ thuật là công nghệ mới, được đề xuất và thử nghiệm vào những năm 60 và
70 do hãng Delta-Hà Lan ứng dụng vào thi công các công trình bảo vệ bờ
biển, tuy nhiên đến những năm 80 (thế kỷ 20) túi vải địa kỹ thuật mới được
quan tâm, phát triển. Với những tính năng như tính đàn hồi, tính thấm lọc rất
cao, phương pháp thi công đơn giản, thời gian thi công nhanh, giá thành rẻ,
tận dụng được vật liệu tại chỗ, thân thiện với môi trường và đặc biệt có thể thi
công trong môi trường nước. Với những ưu điểm vượt trội trên, cùng với thời
gian, phương pháp dùng túi vải địa kỹ thuật ngày càng được ứng dụng rộng


12

rãi trong các công trình cải tạo, bảo vệ bờ, giảm thiểu tác hại do sóng biển gây
ra, mang lại những lợi ích vô cùng to lớn.
Ở Việt Nam, mấy năm gần đây, túi vải địa kỹ thuật cũng đã được ứng
dụng, thử nghiệm tại một số bãi biển như: cửa biển Hoà Duân huyện Phú
Thuận tỉnh Thừa Thiên Huế, cửa Lộc An huyện Đất Đỏ tỉnh Bà Rịa Vũng
Tầu. Bước đầu các công trình trên đã phát huy được hiệu quả, góp phần vào
bảo vệ bờ, chống xói lở, tạo cảnh quan thiên nhiên.
Một số hình ảnh về ứng dụng công nghệ túi vải địa kỹ thuật trên thế giới và ở Việt
Nam được trình bày từ hình 1; 2; 3; 4; 5.

Sử dụng túi vải địa kỹ thuật tại đảo Barren, Nam Carolia, Hoa Kỳ
Công trình có tác dụng phá sóng, bảo vệ bờ biển đảo Barren

Sử dụng túi vải địa kỹ thuật tại bãi biển bang Texas, Hoa Kỳ
Công trình có tác dụng chống xói lở, bảo vệ khu dân cư

13

Sử dụng túi vải địa kỹ thuật xây dựng cảng tại Busan, Hàn Quốc Trong đó phần
đường dẫn ra cảng được xây dựng hoàn toàn trên túi vải địa kỹ thuật

Sử dụng túi vải địa kỹ thuật đắp đê lấn biển tại Hàng Châu,Trung Quốc

Sử dụng túi vải địa kỹ thuật tại bãi biển Hoà Duân, Phú Thuận, Thừa Thiên Huế
(Công trình có tác dụng phòng chống xói lở, bảo vệ bờ)

Túi địa kỹ thuật có thể dùng dạng đơn chiếc hoặc có thể xếp chồng khi
yêu cầu chiều cao đê lớn. Để đảm bảo độ bền của túi dưới ánh sáng trực trực
tiếp mặt trời, cần có lớp bảo vệ thường dùng là đất đắp bề mặt dầy khoảng
trên 30cm, một phần giúp đê tạo hình dáng, thẩm mỹ hơn.


14

1.2.6. Ống địa kỹ thuật
Ống địa kỹ thuật thường hay còn gọi là Geotube hoặc Max – Tube.
Khi thi công ống này người ta bơm dung dịch cát lẫn nước vào ống để làm
đầy ống bằng cát và ống phình ta ra thành hình ô-val năm dài trên mặt đất.
Nước sẽ thoát ra qua vải địa kỹ thuật và dần để lại một con đê mềm bằng cát
trong vỏ ống bằng vải ĐKT nói trên. Như vậy sau khi hoàn thành ống này sẽ
tạo thành một con đê mềm với mục đích chống xói lở bờ sông hay bờ biển,
giảm áp lực sóng, nuôi tạo bãi … tuỳ vào cách đặt ống.
Công trình đê mềm bằng ống địa kỹ thuật đã được Hiệp hội kỹ thuật
quân đội Mỹ (USACE) áp dụng đầu tiên vào năm 1962 và đã trở thành một
công nghệ được ứng dụng rộng rãi trên 50 quốc gia để xây dựng và bảo vệ

các công trình bờ biển, bờ sông một cách nhanh chóng và tồn tại lâu dài, với
chi phí hợp lý. Đặc biệt là dùng làm đê mềm cho các công trình biển.
Ống địa kỹ thuật được sản xuất bằng vải dệt Polypropylen (PP) cường
độ cao, được may tại nhà máy thành các ống có kích thước theo yêu cầu của
từng dự án, sau đó bơm cát, hoặc các vật liệu tại hiện trường vào trong ống
tạo thành các con đê mềm có chiều cao sau khi bơm đến 3-4m.


15

Vật liệu vải địa kỹ thuật sử dụng làm các con đê mềm này được chế tạo
đặc biệt để đảm bảo độ bền cao để kháng được áp lực khi bơm cát, áp lực của
sóng, thuỷ triều, tác động vào đồng thời phải đảm bảo tốc độ thoát nước cao
nhưng kích thước lỗ vải phải nhỏ đảm bảo vật liệu trong ống mềm không bị
thoát ra ngoài.
Sử dụng ống địa kỹ thuật Geotube giúp chống xói lở xâm thực bờ sông,
biển, kết lắng trầm tích, bồi đắp tái tạo bờ biển, thân thiện với môi trường
xung quanh. Ngoài ra ống địa kỹ thuật Geotube còn được ứng dụng làm các
đường dẫn tạm thi công các công trình đê chắn sóng, các công trình lấn biển.
Ống địa kỹ thuật Geotube được chế tạo bằng vải địa kỹ thuật dệt cường
độ cao và là một sự lựa chọn hiệu quả đối với các ứng dụng thoát nước, nạo
vét và bảo vệ bờ. Vải địa kỹ thuật cường độ cao cho phép ống địa kỹ thuật
Geotube có thể được chế tạo đủ lớn để chứa hơn 900m3 vật liệu bên trong.
Kích thước phổ biến của ống địa kỹ thuật dao động về đường kính từ 2.3 m
đến 27.4 m và chiều dài từ 30 m đến 60 m. Các kích thước khác cũng có thể
có nếu được yêu cầu chế tạo riêng.

Với những ứng dụng thoát nước, ống địa kỹ thuật Geotube được dồn
đầy bằng bùn với một hàm lượng nước cao để dễ dàng cho việc bơm. Nước
thừa sau đó sẽ được lọc qua các tường băng ống đất và các hạt rắn được giữa

lại trong ống. Điều này sẽ làm giảm khối lượng của các vật liệu lỏng giá cao
cần loại bỏ.


16

Ống địa kỹ thuật Geotube được sử dụng trong các ứng dựng thuỷ lực có
thể chống lại việc xói lở đường bờ và trong một vài trường hợp cũng có thể
khôi phục các đường bờ bị mất. Ống địa kỹ thuật Geotube cũng có thể được
sử dụng để tái tạo lại toàn bộ các hoàn đảo mà đang bị mất dần do tác dụng
của sóng từ việc gia tăng đi lại của tàu thuyền. Trong các ứng dụng đường bờ,
các ống địa kỹ thuật Geotube được lắp đặt phổ biến với một lớp màng chắn
xói lở mà liên kết ống lơn với một ống neo nhỏ. Sau khi được bơm đầy, các
ống ĐKT Geotube có thể sau đó được phủ cát hoặc đá trên xác lớp áo. Các
ứng dụng dưới nước hoặc ngoài khơi, các ống ĐKT Geotube có thể được đặt
bên trong các khung thép định hình. Nằm thấp hơn so với đáy biển hoặc đáy
hồ và sau đó được bơm đầy.
Trong những ứng dụng nạo vét, ví dụ như những đường hạ thủy tàu,
việc sử dụng ống địa kỹ thuật Geotube để cung cấp một chỗ chứa đựng các
vật liệu nạo vét để ngăn chúng quay trở lại khu vực được nạo vét. Điều này
làm giảm giá thành nạo vét hàng năm cho cùng một diện tích. Các ống ĐKT
Geotube thường được bơm đầy bằng bùn cát lấy từ diện tích nạo vét.
Công nghệ Geotube được minh chứng là phương pháp hiệu quả giúp
kiềm chế năng lượng của sóng biển. Các ống Geotube và túi cát được may từ
vải địa kỹ thuật đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng trên biển với chi phí
thấp.
Bc

èng c¸t b»ng nilon
MHW

H

èng c¸t neo gi÷

MNN

V¶i läc
Bp

Ống địa kỹ thuật trong xây dựng đê kè