(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu phương pháp thi công đê bao lấn biển, ứng dụng cho thi công đê biển khu kinh tế mới Nam Đình Vũ Hải Phòng

LỜI CAM ĐOAN
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu phương pháp thi công đê bao lấn biển, ứng dụng
cho thi cơng đê biển khu kinh tế mới Nam Đình Vũ - Hải Phịng”.
Tơi xin cam đoan đề tài luận văn của tơi hồn tồn là do tơi làm. Những kết quả
nghiên cứu, tính tốn là trung thực, khơng sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào
khác. Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm và chịu bất kỳ hình thức kỷ luật
nào của Khoa và Nhà trường.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2017

Học viên cao học

Nguyễn Văn Long

i


LỜI CẢM ƠN
Với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cơ, đồng nghiệp,
bạn bè và gia đình đến nay luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu phương pháp
thi công đê bao lấn biển, ứng dụng cho thi công đê biển khu kinh tế mới Nam Đình
Vũ- Hải Phịng” đã hồn thành.
Trước tiên cho phép tơi được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Lê Xuân Roanh
đã tận tình hướng dẫn tơi trong suốt q trình tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện luận
văn này.
Tôi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới các Thầy Cơ trong bộ môn Công nghệ
và Quản lý xây dựng - Trường Đại học Thủy Lợi đã dành nhiều thời gian góp ý giúp

tơi hồn thành luận văn của mình.
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tơi
trong suốt q trình học tập và nghiên cứu.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

Học viên cao học

Nguyễn Văn Long

năm 2017


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH ĐÊ LẤN BIỂN, ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH....4
1.1 Giới thiệu sơ lược sự phát triển của hệ thống cơng trình đê lấn biển trong và ngoài
nước............................................................................................................................... 4
1.1.1 Điều kiện tự nhiên và một số kiểu đê lấn biển ở Việt Nam...................................4
1.1.2 Các giải pháp bảo vệ đê lấn biển........................................................................... 7
1.1.3 Sơ lược về sự phát triển của các hệ thống đê lấn biển trong và ngoài nước..........8
1.2. Đặc điểm làm việc của cơng trình ven biển........................................................... 15
1.2.1. Các tác động tự nhiên......................................................................................... 15
1.2.2. Tác động tiêu cực của các hoạt động nhân tạo đối với ổn định bờ biển.............17
1.3. Giới thiệu chung về kết cấu đê lấn biển................................................................ 17
1.3.1 Cấu tạo đê biển.................................................................................................... 17
1.3.2 Các dạng kết cấu đê biển..................................................................................... 20
1.3 Kết luận chương...................................................................................................23

CHƯƠNG II: KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÊ LẤN BIỂN, CÁC YẾU TỐ TÁC
ĐỘNG TRONG Q TRÌNH THI CƠNG
...................................................................................................................................................
25
2.1 Giới thiệu chung về các công nghệ thi công đê lấn biển........................................ 25
2.1.1 Công nghệ thi công đê mái nghiêng.................................................................... 25
2.1.2 Thi công đê tường đứng...................................................................................... 40
2.1.3 Thi công đê tường và mái kết hợp....................................................................... 41
2.2 Các nhân tố ảnh hướng đến q trình thi cơng....................................................... 42
2.2.1 Yếu tố thuỷ văn................................................................................................... 42
2.2.2 Yếu tố sóng, gió.................................................................................................. 42
2.2.3. Yếu tố thiết bị thi công [9].................................................................................44
2.4 Kết luận chương..................................................................................................... 49
CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐÊ ĐẢM BẢO
CHẤT LƯỢNG VÀ TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG


THUỶ HẢI VĂN, TÍNH TỐN CHO ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ
...................................................................................................................................................
51
3.1 Giới thiệu đê Nam Đình Vũ [10]............................................................................51
3.1.1 Giới thiệu dự án Nam Đình Vũ........................................................................... 51
3.1.2 Đặc điểm tự nhiên............................................................................................... 52
3.1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội và cơ sở hạ tầng............................................................ 60
3.1.4 Vật liệu xây dựng................................................................................................ 61
3.1.5 Tiêu chí để lựa chọn phương án thi công............................................................ 64
3.1.6 Tuyến công trình................................................................................................. 68
3.1.7. Đặc điểm và điều kiện làm việc......................................................................... 69
3.1.8 Mặt cắt ngang và kết cấu đê................................................................................ 69
3.2. Lựa chọn công nghệ thi công hợp lý để đảm bảo điều kiện an tồn và kinh tế.....76

3.2.1 Thi cơng đê bê tông............................................................................................. 76
3.2.2. Thi công đê đất mái nghiêng.............................................................................. 89
3.2.3 Đề xuất dạng cấu kiện phù hợp nền đất yếu........................................................ 99
3.3 Đánh giá hiệu quả của phương án đề xuất............................................................ 113
3.3.1 Về kinh tế.......................................................................................................... 113
3.3.2 Về kỹ thuật........................................................................................................ 117
3.4. Kết luận chương 3............................................................................................... 120
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 123
PHỤ LỤC A.............................................................................................................. 124


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hình ảnh đê biển tỉnh Sóc Trăng....................................................................7
Hình 1.2: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan...........................................................9
Hình 1.3: Vị trí tuyến đê biển Saemangeum................................................................10
Hình 1.4: Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga.......................................................11
Hình 1.5: Một số hạng mục cơng trình đê biển St. Peterburg.......................................13
Hình 1.6: Một số cơng trình đê biển ở Việt Nam.........................................................14
Hình 1.7: Một số cơng trình đê biển ở Việt Nam[4].....................................................15
Hình 1.8: Các dạng mặt cắt ngang đê biển [5].............................................................18
Hình 1.9: Cắt ngang kết cấu đê biển có lõi bằng vật liệu tại chỗ kết hợp gia cố nền và
mái............................................................................................................................... 20
Hình 1.10: Mặt cắt ngang đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ.........22
Hình 1.11: Mặt cắt ngang đê biển có cấu tạo bằng hệ thống xà lan tạo chân...............23
Hình 2.1: Xử lý nền đê bằng đệm cát...........................................................................25
Hình 2.2: Xử lý nền đê bằng bấc thấm.........................................................................27
Hình 2.3: Xử lý đê bằng vải địa kỹ thuật tăng ổn định bền.........................................28
Hình 2.4: Xử lý nền bằng đệm cọc cát.........................................................................29
Hinh 2.5: Trình tự thi cơng cọc cát...............................................................................30

Hình 2.6: Xà lan thả đá tạo biên...................................................................................32
Hình 2.7: Mặt cắt ngang thi cơng đê............................................................................32
Hình 2.8: Mặt cắt ngang thi cơng đê............................................................................33
Hình 2.9: Phương pháp đổ lấn dần bằng ơ tơ...............................................................33
Hình 2.10: Thi cơng thiết bị thi cơng đặt trên cạn........................................................34
Hình 2.11: Mặt bằng thi cơng chân khay bằng ống buy BTCT...................................35
Hình 2.12: Mặt cắt thi công ống buy đơn kết hợp lăng thể gia cố bằng đá hộc............35
Hình 2.13: Mặt cắt ngang thi cơng chân khay bằng cọc BTCT....................................35
Hình 2.14: Kè bảo vệ mái bằng đá lát khan ở Cát Hải - Hải Phịng.............................36
Hình 2.15: Đê Hải Hậu - Nam Định.............................................................................37
Hình 2.16: Thi cơng cuốn chiếu mái kè.......................................................................38
Hình 2.17: Thi cơng lớp phủ mái bê tơng- khối trụ......................................................38
Hình 2.18: Trải thảm phủ đúc sẵn lên mái..................................................................40


Hình 2.19: Một vài ví dụ về thiết bị xây dựng trên cạn................................................45
Hình 2.20: Năng lực của cần cẩu và các loại gàu ngoạm.............................................46
Hình 2.21: Một vài thiết bị thi cơng dưới nước............................................................47
Hình 2.22: Sà lan mở thành (Boskalis)........................................................................48
Hình 2.23: Thiết bị nổi thi cơng cơng trình biển..........................................................49
Hình 3.1: Sơ đồ tổng thể dự án....................................................................................53
Hình 3.2: Mặt cắt địa chất điển hình dọc tuyến đê từ hố khoan M76 đến M79............54
Hình 3.3: Sơ đồ tuyến cơng trình.................................................................................68
Hình 3.4: Kết cấu điển hình áp dụng đoạn C55-C83....................................................74
Hình 3.5:Mặt cắt điển hình kết cấu đê đất mái nghiêng...............................................75
Hình 3.6: Biện pháp thi cơng cọc thẳng.......................................................................80
Hình 3.7: Biện pháp thi cơng cọc xiên.........................................................................80
Hình 3.8: Kết cấu hệ sàn đạo thi cơng cừ.....................................................................81
Hình 3.9: Biện pháp thi cơng cừ chân khay.................................................................82
Hình 3.10: Biện pháp thi cơng cừ chân khay...............................................................82

Hình 3.11: Biện pháp thi cơng cừ chân khay................................................................83
Hình 3.12: Biện pháp thi cơng đổ bê tơng tường hắt sóng...........................................84
Hình 3.13: Biện pháp thi cơng đá hộc phản áp.............................................................87
Hình 3.14: Biện pháp thi cơng bơm cát thân đê..........................................................89
Hình 3.15: Kết cấu khn đúc cơng nghệ....................................................................91
Hình 3.16: Thảm TAC-CI11948...................................................................................93
Hình 3.17: Thiết bị nâng đặt thảm TAC-CI11948........................................................94
Hình 3.18: Thi cơng thả cát sát đáy.............................................................................95
Hình 3.19: Chia ơ ngang chắn cát phân đoạn thi cơng................................................96
Hình 3.20: Hạp long tuyến đê giai đoạn 2....................................................................98
Hình 3.21: Cấu tạo mặt cắt ngang đoạn đê gần cửa sơng Cấm..................................100
Hình 3.22: Cấu tạo mặt cắt ngang đoạn đê có chiều cao trên 5m (hai khung hộp liền
kề).............................................................................................................................. 100
Hình 3.23: Sơ đồ tính tốn lực ma sát giữ câu kiện (phần tiếp xúc với đất nền)........103
Hình 3.24: Sơ đồ tính tốn lực ma sát giữ câu kiện (phần tiếp xúc với đất nền)........107
Hình 3.25: Hình biểu diến không gian tấm lát cơ đê..................................................111


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Dung sai của thiết bị thi công trên cạn.........................................................47
Bảng 2.2: Dung sai của thiết bị thi công dưới nước.....................................................49
Bảng 2.3: Bảng năng suất các thiết bị thi công dưới nước........................................... 49
Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất.................................................................................61
Bảng 3.2: Thống kê các mỏ đất xây dựng trong vùng..................................................62
Bảng 3.3: Thống kê các mỏ đá xây dựng công trình....................................................62
Bảng 3.4: Thống kê các mỏ cát xây dựng cơng trình...................................................63
Bảng 3.5 : Số liệu kiểm tra theo dõi đóng cọc thử.......................................................77
Bảng 3.6: Hệ số ma sát fi........................................................................................... 104
Bảng 3.7: Lực ma sát thành ngồi của hộp bê tơng (F1).............................................104
Bảng 3.8: Tính tốn lực ma sát F4.............................................................................. 104

Bảng 3.9: Lực ma sát thành cọc, tính cho mỗi hộp 2 cọc. (tiết diện 0,3*0,3 sâu 8m). .104
Bảng 3.10: Lực ma sát thành cọc, tính cho mỗi hộp 2 cọc (tiết diện 0,2*0,2 sâu 8 m) 105
Bảng 3.11: Kết quả tính tốn cho hộp bê tơng có chiều cao 3,5m chơn sâu chân 1,3m
................................................................................................................................... 105
Bảng 3.12: Lực ma sát thành ngoài của hộp bê tơng (F1)...........................................108
Bảng 3.13: Tính tốn lực ma sát F4............................................................................ 108
Bảng 3.14: Lực ma sát thành cọc, tính cho mỗi hộp 2 cọc (tiết diện cọc 0,3*0,3 sâu
8m)............................................................................................................................. 108
Bảng 3. 15: Lực ma sát thành cọc, tính cho mỗi hộp 2 cọc ( tiết diện cọc 0,2*0,2 sâu 8
m)............................................................................................................................... 109
Bảng 3.16: Kết quả tính tốn cho hộp bê tơng có chiều cao 5m chơn sâu chân 2,33m109
Bảng 3.17: Kkhối lượng phương án cũ đê bê tông C55-C83( C55-A6) và phương án đề
xuất tính khối lượng cho 100 m dài...........................................................................113
Bảng 3.18: Khối lượng phương án cũ đê mái nghiêng và phương án đề xuất tính khối
lượng cho 100 m dài..................................................................................................115



LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Là một quốc gia với chiều dài bờ biển khoảng 3.260 km, Việt Nam có một lợi thế rất
lớn trong việc phát triển kinh tế biển và khai thác nguồn lợi từ vùng bãi ven bờ. Nhưng
bên cạnh đó, chúng ta cũng phải gánh chịu những thiệt hại hết sức nặng nề do thiên tai
từ biển mang đến. Hàng năm những cơn bão đổ bộ từ biển vào đất liền đã gây thiệt hại
lớn về tài sản và tính mạng con người để lại những thảm họa không nhỏ về môi
trường.
Trong vài thập niên gần đây khí hậu tồn cầu có sự biến đổi mạnh khiến cho ngày
càng có nhiều tác động bất lợi đến môi trường sinh thái của Trái đất. Do ảnh hưởng
của hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ của bầu khí quyển khơng ngừng tăng lên, kéo
theo các dải băng ở Bắc Cực tan nhanh hơn và dẫn đến hiện tượng nước biển dâng.

Cũng liên quan đến sự biến đổi khí hậu tồn cầu đã khiến cho ngày càng có nhiều dạng
thiên tai như: bão, động đất, sóng thần, sạt lở, lũ lụt... xảy ra với diễn biến hết sức
phức tạp và khó lường đã gây ra những thiệt hại vô cùng to lớn về vật chất, tính mạng
con người và để lại những hậu quả hết sức nặng nề cho sự phát triển kinh tế, xã hội
trên phạm vi tồn cầu. Chính vì vậy, xây dựng hệ thống đê biển ln được các quốc
gia có biển trên thế giới coi là giải pháp hữu hiệu nhất để ứng phó với bão và nước
biển dâng, kiểm sốt sự xâm nhập mặn vào nội đồng, đồng thời "quai đê lấn biển" mở
rộng diện tích đất ở và canh tác. Tuy nhiên, tùy thuộc vào các đặc điểm tự nhiên, khí
hậu, địa hình và trình độ khoa học kỹ thuật của mỗi quốc gia mà các hệ thống đê biển
được phát triển ở những mức độ khác nhau. Qua phân tích quy mơ diện tích, tỉ suất
đầu tư trên mỗi ha diện tích đất, số lượng lao động sẽ tham gia vào hoạt động của các
khu công nghiệp, khu phi thuế quan trong khu vực Nam Đình Vũ thấy rằng việc đầu tư
tuyến đê biển bảo vệ khu vực này là cần thiết. Sau khi tuyến đê biển được đầu tư xây
dựng, tồn bộ diện tích đất sau đê sẽ được bảo vệ an tồn trước tình hình thời tiết biển
khắc nghiệt, bão lũ gia tăng, biến đổi khí hậu và nước biển dâng bất thường… Việc
đầu tư xây dựng tuyến đê biển Nam Đình Vũ giúp đẩy nhanh q trình hình thành
Trung tâm cơng nghiệp thương mại trọng tâm trong Khu kinh tế Đình Vũ - Cát Hải.
9


Bên cạnh đó, tuyến đê biển Nam Đình Vũ sau khi được đầu tư xây dựng cùng với các
tuyến đê biển quốc gia Đồ Sơn, đê Cát Hải góp phần tăng cường năng lực phòng
chống lụt bão, đối trọi với thiên nhiên khắc nhiệt vùng ven biển Hải Phòng, thúc đẩy
kinh tế biển khu vực Hải Phòng phát triển trở thành nghành kinh tế mũi nhọn.
Vì vậy, việc “Nghiên cứu phương pháp thi công đê bao lấn biển, ứng dụng cho thi
cơng đê biển khu kinh tế mới Nam Đình Vũ – Hải Phòng” là một nhu cầu cấp thiết
ứng dụng với bão và những biến đổi về khí hậu góp phần bảo vệ sự phát triển bền
vững cho khu trung tâm công nghiệp thương mại trọng tâm trong khu kinh tế Đình Vũ
– Cát Hải.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu, phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến công tác thi công đê và đề xuất
phương pháp thi cơng hợp lý cơng trình đê biển Nam Đình Vũ thuộc khu kinh tế mới
Đình Vũ- Cát Hải nhằm đảm bảo chất lượng cơng trình và rút ngắn thời gian xây dựng
so với các phương pháp truyền thống.
3. Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
a) Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
- Nghiên cứu chỉ giới hạn trong phạm vi thi công tuyến đê biển Nam Đình Vũ, trong
đó tập trung vào hồn cảnh cụ thể tại P. Đông Hải & P. Tràng Cát.
- Đối tượng nghiên cứu là khối đắp thân đê bằng vật liệu địa phương và nền đê gồm các
lớp đất yếu, có khả năng chịu tải kém.
b) Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu các phương pháp thi công đê biển.
- Nghiên cứu tổng quan về các cơng nghệ thi cơng.
- Phân tích điều kiện xây dựng và các yêu cầu kỹ thuật của đê biển Nam Đình Vũ.
- Phân tích và đề xuất phương pháp kết cấu tuyến đê biển Nam Đình Vũ.


- Đề xuất phương pháp thi công đê biển Nam Đình Vũ.
4. Kết quả dự kiến đạt được
- Giới hạn trong khuôn khổ của Luận văn cao học, những kết quả dự kiến đạt được
gồm:
+ Tổng quan các phương pháp thi công đê biển.
+ Đề xuất một số phương pháp thi cơng đê biển có thể ứng dụng khu Nam Đình Vũ.
+ Lựa chọn cơng nghệ thi cơng hợp lý để đảm bảo điều kiện an toàn và kinh tế.
+ Phân tích và đề xuất ứng dụng cấu kiện mới thay thế cho kết cấu truyền thống.
+ Phương pháp thi công đê biển theo phương án đề xuất.


CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH ĐÊ LẤN BIỂN, ĐIỀU KIỆN ỔN
ĐỊNH

1.1 Giới thiệu sơ lược sự phát triển của hệ thống cơng trình đê lấn biển trong và
ngồi nước
1.1.1 Điều kiện tự nhiên và một số kiểu đê lấn biển ở Việt Nam
Đê biển là con trạch có độ cao nhất định, ngăn cản tác động của dòng chảy, thủy triều,
sóng và những tác động khác nữa từ biển, nhằm bảo vệ vùng đất sau đê được an toàn.
Là một quốc gia với chiều dài bờ biển khoảng 3.260 km, Việt Nam có một lợi thế rất
lớn trong việc phát triển kinh tế biển và khai thác nguồn lợi từ vùng bãi ven bờ. Nhưng
bên cạnh đó, đất nước chúng ta cũng phải gánh chịu những thiệt hại hết sức nặng nề do
thiên tai từ biển mang đến. Hàng năm, những cơn bão liên tiếp đổ bộ từ biển vào đất
liền đã mang đi một khối lượng lớn về tài sản, tính mạng con người đồng thời để lại
những thảm họa không nhỏ về môi trường mà nhiều năm sau con người vẫn chưa khắc
phục được. Theo cảnh báo của Liên hiệp quốc thì Việt Nam là một trong những nước
chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của hiện tượng nước biển dâng. Nếu mực nước biển tăng
thêm 100 cm, Việt Nam sẽ phải đối mặt với mức thiệt hại lên tới 17 tỷ USD/năm, 1/5
dân số sẽ mất nhà cửa, 12,3% diện tích đất trồng trọt sẽ biến mất và 40.000 km 2 diện
tích đồng bằng, 17.000 km2 diện tích bờ biển ở khu vực các tỉnh lưu vực sông Mêkông
sẽ chịu tác động của những trận lũ ở mức độ khó có thể dự đốn được [1]. Tất cả
những thiệt hại dự báo nêu trên, chúng ta đều có thể giảm nhẹ được nếu có hệ thống đê
biển, đê cửa sơng vững chắc, với quy mơ, kích thước cơng trình đủ lớn, đủ sức chống
chịu và thích nghi với thiên tai từ biển.
Lịch sử xây dựng đê biển đã có từ xa xưa, được các thế hệ xây dựng qua nhiều năm,
nơi bãi biển tiến thì đê biển được nâng cấp và dịch chuyển theo hướng bồi của bãi, tạo
nên các vành đai bảo vệ khá an toàn. Song nơi mà bờ bãi biến động thì sự đứng vững
của con đê chưa đủ sức thử thách với bão và triều cường. Đặc biệt với tình hình biến
đổi khí hậu đang diễn ra thì vấn đề an tồn của các tuyến đê biển đang là một thử thách
lớn. Sau đây xin tóm lược đặc điểm hệ thống các tuyến đê ven biển của nước ta.


1.1.1.1 Đê biển miền Bắc
Đê trực tiếp với biển như đê Yên Hưng (Quảng Ninh); Cát Hải, đê Tràng Cát, Đê biển

1,2,3 thuộc Hải Phịng; Đê 6,7,8 thuộc Thái Bình và đê Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa
Hưng (Nam Định). Mặc dù là đê trực tiếp với biển, nhưng chủ yếu chỉ có một độ dốc
mái m = 2÷3 phía biển; m = 1,5 ÷ 2,5 phía trong đồng [2].
Về kết cấu: Lõi đê chủ yếu là đất lấy ở khu vực lân cận, thành phần không đồng nhất,
độ ẩm cao, khó đầm nén nên thường có nhiều lỗ hổng trong thân đê. Ngồi cùng là lớp
đất sét bảo vệ có độ dày chỉ từ 0,3 ÷ 0,5 m. Trong những năm gần đây với sự trợ giúp
của các tổ chức quốc tế PAM 5325, một lớp vải địa kỹ thuật đã được trải sau khi có
lớp đất sét, sau đó là đá cấp phối 1÷2 và ngồi cùng là đá lát hoặc tấm lát bảo vệ phía
biển. Chân phía biển cũng được bảo vệ bằng ống buy có đường kính 1m, chiều sâu từ
1,5 đến 2m và thảm đá rối bảo vệ phía ngồi chân. Phần đỉnh đê thường được bố trí
tường chắn sóng nhằm giảm thiểu tình trạng nước tràn. Mái phía đồng chủ yếu là
trồng cỏ.
Đê lấn biển, đê cửa sông: để bảo vệ các vùng dân cư khơng trực tiếp với biển bao gồm
đê phần phía Bắc Quảng Ninh, đê 9 cửa sông thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình,
vùng đất bồi thuộc các tỉnh Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định và đặc biệt là Ninh Bình
có qui mơ nhỏ hơn. Mái phía sơng (biển) lớn nhất m = 3, phần lớn m = 2,0 ÷ 2,5, mái
trong đồng m = 1,5 ÷ 2,0, Cao trình đỉnh từ +3,5m đến +5,0m tùy thuộc từng địa
phương, phần mái được gia cố bằng đá lát khan rất ngắn và chủ yếu là trồng cỏ
trên mái.
1.1.1.2 Đê biển vùng ven biển Trung Trung Bộ
Vùng ven biển Trung Trung Bộ tính từ Quảng Bình đến Quảng Ngãi, nằm kẹp giữa
các cửa sông mà lưu vực chủ yếu nằm trọn trong lãnh thổ nước ta. Đất liền được bảo
vệ bởi hệ thống đê có quy mơ nhỏ xung quanh các cửa sông và một phần bờ biển.
Phần lớn dải bờ biển được bảo vệ bởi các đụn cát, có nơi cao tới 30 ÷ 50m như ở
Quảng Bình, Quảng Trị. Các tuyến đê khu vực này được đắp bằng đất pha cát, một số
tuyến nằm sâu so với cửa sông và đầm phá có thân đê là đất sét pha cát, như đê Tả


Gianh (Quảng Bình) đê Vĩnh Thái (Quảng Trị). Một số đoạn đê đã được bảo vệ 3 mặt
hoặc 2 mặt bằng tấm bêtông để cho lũ tràn qua như tuyến đê phá Tam Giang (Thừa

Thiên Huế), đê hữu Nhật Lệ (Quảng Bình)... Ngồi các đoạn đê biển trực tiếp chịu tác
động của sóng, gió có kè lát mái bảo vệ, cịn lại, mái đê chỉ trồng cỏ. Đê vùng cửa
sơng được bảo vệ bằng cây chắn sóng với các loại cây sú, vẹt, đước.
1.1.1.3. Đê biển vùng Nam Trung Bộ
Đã hình thành một số tuyến đê ven biển, đê cửa sơng khá sớm như: Đê Đơng tỉnh Bình
Định với chiều dài hơn 40km, được xây dựng từ những năm 1930;

đê Xn Hịa,

Xn Hải được xây dựng phía trong đầm Cù Mông tỉnh Phú Yên được xây dựng và
bồi trúc trong những năm 1956-1958; đê Ninh Giang, Ninh Phú huyện Ninh Hòa tỉnh
Khánh Hòa được đắp trước năm 1975. Còn lại các tuyến đê khác ở các tỉnh Nam
Trung bộ phần lớn được hình thành sau năm 1975. Hệ thống đê biển, đê cửa sông ở
khu vực này thường ngắn và bị chia cắt bởi các cửa sông, đầm phá, dãy núi hoặc đồi
cát.... Hiện nay toàn bộ miền Nam Trung Bộ có: 18 tuyến đê biển với chiều dài
101,8km; 31 tuyến đê cửa sông với chiều dài 131,35 km; 19 tuyến kè với chiều dài
23,26 km[3].
1.1.1.4. Đê biển Nam Bộ
Hệ thống đê Gị Cơng (xây dựng từ 1976 ÷ 1985) có chiều dài 21,22 km, cao trình
+3,5m, bề rộng mặt đê từ 4÷5m. Đây là tuyến đê kiên cố nhất Nam Bộ, với diện tích
đất bảo vệ 65.000ha [4].
Hệ thống đê Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng (xây dựng từ 1994÷1995) có chiều dài 43km,
cao trình +2,8m, mặt đê rộng 4m, xây dựng hệ thống cống dưới đê vừa và nhỏ từ 1 đến
2 cửa, mỗi cửa 1,8m, có thể đánh giá là hệ thống đê cống ngăn mặn tương đối kiên cố
và đồng bộ được thử thách qua trận bão lịch sử vào tháng 11/1997 sau đó đã được
nâng cấp.


Hình 1.1: Hình ảnh đê biển tỉnh Sóc Trăng
Hiện nay khu vực Nam Bộ có 16 tuyến đê biển với chiều dài 444,36km; 2 tuyến kè

biển với tổng chiều dài 16,5km[4].
1.1.2 Các giải pháp bảo vệ đê lấn biển
Để bảo vệ đường bờ thông thường người ta đưa ra các giải pháp chính sau:
1.1.2.1 Giải pháp 1: Ni bãi
Đây lại là một biện pháp khá tốt vì nó khá linh động và phù hợp với chiến lược bảo vệ
môi trường. Việc lựa chọn hướng giải quyết này phụ thuộc chủ yếu vào chi phí và rủi
ro vì sự cung cấp bùn cát phải được lặp lại vài năm một lần.
Kích thước vật liệu dùng để nuôi dưỡng bờ biển sẽ làm thay đổi q trình vận chuyển
tự nhiên của dịng ven bờ. Chu trình ni dưỡng bờ biển thường được tiến hành với
chu kỳ 5 – 10 năm. Chi phí cho một chu trình ni dưỡng bãi nói chung là thấp, nhưng
quá trình cần được lặp lại thường xuyên. Vì vậy phương pháp này thường được kết
hợp với giải pháp cơng trình khác như đập mỏ hàn cho nên kinh phí lại trở thành cao.
1.1.2.2 Giải pháp 2: Trồng cây chắn sóng gây bồi
Đây là giải pháp trồng cây trước đê để hạn chế hoặc triệt tiêu năng lượng sóng khi
truyền vào bờ. Với dải rừng ngập mặn khoảng vài trăm mét thì hệ số giảm sóng có thể
đạt 0.4 đến 0.6 . Giải pháp này phù hợp với vùng cửa sơng, nơi có phù sa mang đến
bồi trúc. Cây ngập mặn sống được chỉ khi triều lên và xuống trật lộ bộ rễ.


1.1.2.3 Giải pháp 3: Đập chắn sóng xa bờ
Theo biện pháp này, ta có thể xây dựng một đê phá sóng trước phần bờ biển bị xói.
Biện pháp này khá tốt nhưng kinh phí xây dựng rất lớn mặt khác điều kiện thi cơng
phức tạp. Vì vậy tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ hải văn mà quyết định
cho phù hợp.
1.1.2.4 Giải pháp 4: Kè mỏ hàn bảo vệ bờ
Đây là giải pháp làm cơng trình dọc theo đường bờ, nó có tác dụng hạn chế vận tốc
dòng chảy ven bờ, gây bồi cho chân đê. Như vậy sẽ giảm chiều cao sóng khi nó tiếp
cận với đường bờ.
1.1.3 Sơ lược về sự phát triển của các hệ thống đê lấn biển trong và ngồi nước
1.1.3.1 Tình hình xây dựng đê biển trên thế giới

Ngay từ xa xưa đê biển đã được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu cho việc chống
lại các tác hại do thủy triều, gió bão, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai (quai đê
lấn biển). Ngày nay, đê biển được sử dụng rộng rãi để bảo vệ ngăn triều và chống
ngập lụt cho các khu vực thấp. Cho đến nay, đê biển đã được áp dụng rộng rãi ở
nhiều nước như Hà Lan, Hàn Quốc, Bangladesh, Thái Lan, Mỹ v.v…
Đê biển Hà Lan đã được sử dụng để bảo vệ lũ lụt trong hàng trăm năm qua.
Có thể nói Hà Lan là đất nước có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế đê biển.
Cho đến nay, nhiều quốc gia đã và đang áp dụng các dạng thiết kế của Hà Lan trong
việc xây dựng đê biển.
a) Hệ thống đê biển Afsluitdijk
Đê biển Afsluitdijk là một trong những minh chứng điển hình nhất cho đất nước Hà
Lan trong lĩnh vực đê biển. Cơng trình này chạy dài từ mũi Den Oever thuộc tỉnh
Noord Holland lên đến mũi Zurich thuộc tỉnh Friesland. Mục đích chính của dự án là
nhằm giúp Hà Lan giảm thiểu tối đa các tác động của biển Bắc đến hoạt động thuỷ sản
và nông nghiệp khu vực các tỉnh phía Bắc.


Hình 1.2: Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan
Tổng chiều dài tuyến đê biển hơn 30km, rộng 90m, và độ cao ban đầu 7,50m trên
mực nước biển trung bình. Điều phi thường là giai đoạn thi công được tiến hành
trong khoảng thời gian có 6 năm, từ 1927 đến 1933.
Giai đoạn thi công được tiến hành từ bốn điểm xuất phát, bao gồm hai đầu từ hai phía
đất liền và hai đảo thi cơng trung gian được hình thành ngay giữa biển Bắc. Từ bốn
điểm xuất phát này, chân đê cơ bản được mở rộng dần bằng cách đóng cọc và phun
trực tiếp sét tảng lăn xuống biển từ tàu thi công, tạo nên hai chân đập nhỏ song song
đồng thời, phần lòng giữa được bổ sung bằng cát. Tiếp theo, các phương tiện thi công
cơ giới bao mặt đê bằng sét, gia cố móng bằng đá bazan. Bề mặt trên cùng được phủ
cát, đất, trồng cỏ và trải nhựa phục vụ mục đích giao thơng.
b) Dự án đê biển Saemangeum – Hàn Quốc
Đê biển Saemangeum cách thành phố Seoul khoảng 200km về phía nam. Nó có một

hệ thống đường giao thơng ở phía trên. Đê biển mang tên Saemangeum bao quanh
2
một vùng biển có diện tích 401km bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố Seoul. Với
chiều dài 33,9 km; nằm giữa biển Hồng Hải và cửa sơng Saemangeum. Dự án được
tiến hành từ năm 1991 và được hoàn thành năm 2010. Dự án được kỳ vọng sẽ mang
lại lợi ích to lớn cho phát triển cơng nghiệp, nơng nghiệp, nuôi trồng thủy sản và kết
nối giao thông thuận lợi giữa hai khu vực quan trọng là Gunsan và Buan (rút ngắn
khoảng cách giữa 2 khu vực này từ 99 km xuống còn 33 km).


Hình 1.3: Vị trí tuyến đê biển Saemangeum
Chính phủ Hàn Quốc đã chi 2,9 nghìn tỷ won (2,6 tỷ USD) cho dự án, bình qn 76,7
triệu USD/km đê. Trong vịng 10 năm tới dự án sẽ cần thêm 21 nghìn tỷ won nữa. Số
tiền này sẽ được sử dụng để bồi thường đất cho dân, xây dựng cơ sở hạ tầng và các hồ
chứa nước ngọt khổng lồ.
Bộ Nông nghiệp Hàn Quốc khẳng định Saemangeum vượt qua đê biển Afsluitdijk
(xây dựng xong vào năm 1933) ở Hà Lan để trở thành đê chắn biển dài nhất hành
tinh. Bộ này cũng khẳng định đê chắn biển Saemangeum sẽ biến những bãi đầm lầy
và nước thủy triều thành những ngành công nghiệp sạch. Nó cũng sẽ tạo nên nhiều
tác động tích cực đối với du lịch, nông nghiệp và môi trường.
Sau khi đê Saemangeum được xây xong, nó sẽ biến một vùng đất hoang rộng lớn
thành đất trồng trọt. Ban đầu chính quyền Seoul định dành 70% diện tích đất cải tạo
cho sản xuất nông nghiệp, nhưng hiện nay sản lượng lương thực của Hàn Quốc đang
vượt xa nhu cầu của dân. Vì thế chính phủ sẽ xây một thành phố mới để phát triển các
ngành công nghiệp, vận tải, du lịch, giải trí và trồng hoa. Ngồi ra vùng đất được khai
hoang và thành phố cảng Gunsan sẽ cùng sở hữu một khu phức hợp kinh tế quốc tế,
được gọi là khu vực tự do kinh tế Saemangeum - Gunsan.


c) Đê biển bảo vệ thành phố St. Peterburg – Nga

Lũ lụt đã ảnh hưởng nhiều đến sinh hoạt bình thường của người dân thành phố
St.Peterburg, hạn chế việc sử dụng phần lãnh thổ ven biển, gây thiệt hại đáng kể cho
nền công nghiệp và kinh tế của thành phố. Lũ lụt đặt ra mối nguy hiểm thường
xuyên đối với các cơng trình, di tích lịch sử, văn hóa, nghệ thuật và là mối nguy
hiểm thực tế đối với sinh mạng con người. Trước tình hình đó, hệ thống đê biển
St.Peterburg được xây dựng với mục đích bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi mực
nước dâng lên với tần suất 1 lần trong 1000 năm (1/1000). Ngoài ra tuyến đê cịn kết
hợp làm đường giao thơng vành đai gồm 6 làn xe dọc theo tuyến cơng trình.

Hình 1.4: Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga
Dự án được bắt đầu từ năm 1978 và sau khi bị tạm dừng kéo dài từ những năm 1990
đến đầu những năm 2000, dự án được tiếp tục thực hiện lại vào năm 2005 và cuối
cùng được khánh thành vào năm 2011.
Vị trí cơng trình nằm gần vịnh Neva và vịnh Phần Lan, nối liền các thị trấn Gorki;
Kronstadt và Lomonosov với chiều dài tổng cộng là 25,4km, trong đó có 22,2km
băng ngang vịnh Phần Lan ở độ sâu trung bình 2,9m. Tổng chi phí xây dựng của dự án
là 109 tỷ Rubles (khoảng 3,85 tỷ USD).
Các hạng mục chính của dự án bao gồm: một tuyến đê bằng đất và đá liên kết phần
giữa các cơng trình cửa cống xả và âu thuyền từ Kotlin đến phần bờ vịnh Phần Lan.
Đê biển có chiều dài khoảng 23,4km trong tổng chiều dài cơng trình là 25,4km.
Bốn đoạn đê từ D1÷D4 với tổng chiều dài 8,12km nằm trong vùng nước Cổng Nam,


đoạn D5 dài 2,03km nối đến Kotlin và 6 đoạn từ D6÷D11 với tổng chiều dài 13,25km
nằm trong vùng phía bắc của vịnh Neva. Mặt đê có chiều rộng nhỏ nhất là 29m để
bảo đảm đủ cho việc xây dựng đường cao tốc gồm 6 làn xe. Đoạn D3 cao nhất tại
điểm cắt ngang luồng hàng hải hiện hữu. Đê có hàng loạt các đặc điểm cấu trúc đặc
biệt liên quan đến các điều kiện địa chất khác nhau của phần đất nền bên dưới, kỹ
thuật xây dựng và sử dụng vật liệu xây dựng.
Căn cứ vào các điều kiện địa chất cơng trình trên tồn chiều dài vùng nước, kết cấu đê

sử dụng vật liệu xây dựng tại chỗ để đảm bảo cho độ bền vững cần thiết của cơng trình
trong điều kiện ngập nước, chống được các tác động mạnh của sóng biển và lực va của
băng trơi. Phần đỉnh đê có tính triệt tiêu sóng đặc biệt nhờ cấu tạo mái dốc bằng đá
hộc, gờ tiêu sóng rộng 8m ở cao độ +3.0m, mái dốc nối tiếp phía trên bằng các tấm bê
tơng cốt thép chuyển tiếp đến tường chắn sóng cao 8 m, tiếp giáp với cửa xả hoặc bằng
đá với lan can bê tông cốt thép trên các phần thân đê còn lại. Phần thân đê là đường
ôtô gồm 6 làn xe rộng 29m đến cao trình 6,5m, phía vịnh có tường chắn sóng cao 1,5m
cho phép lưu thông hơn 30.000 xe/ngày đêm. Trên tuyến cơng trình cịn có 2 âu
thuyền C1 và C2 với kênh chuyển tiếp và 6 cửa thốt nước B1÷B6, 11 phân đoạn đê từ
D1÷D11 cùng với các cơng trình phục vụ điều hành chung.
Hệ thống cửa xả: với mục đích chính là cho phép luân chuyển nước qua lại, bảo tồn
sự trao đổi nước tự nhiên giữa vịnh Neva và vịnh Phần Lan ở phía Bắc và phía Nam,
bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi gặp triều cường.


Hình 1.5: Một số hạng mục cơng trình đê biển St. Peterburg
1.1.3.2 Tổng quan các dạng cơng trình đê biển trong nước
Hiện nay Việt Nam chỉ có hệ thống đê ven bờ biển, chủ yếu có kết cấu là đê đất, cao
trình đỉnh đê thấp, thường ở cao độ +5,0m, bề rộng đỉnh đê khoảng từ 2m đến
5m, điều này cũng gây khó khăn cho việc duy tu, bảo dưỡng đặc biệt là sau những
trận sạt lở đê do bão lũ.
Đê biển miền Bắc thuộc loại lớn nhất cả nước tập trung chủ yếu ở các tỉnh Hải Phịng,
Thái Bình và Nam Định. Một số tuyến đê biển đã được nâng cấp hiện nay có cao
trình đỉnh phổ biến ở mức +5,5m (kể cả tường đỉnh). Mặt đê được bê tơng hóa một
phần, nhưng chủ yếu vẫn là đê đất.

(a) Đê biển Cát Hải, Hải Phòng

(b) Đê biển Đồ Sơn

(c) Đê biển Thịnh Long 2010

(d) Đê biển Nghĩa Hưng - Nam
Định Hình 1.6: Một số cơng
trình đê biển ở Việt Nam
Với Đồng bằng sông Cửu Long, tổng chiều dài tuyến đê là khoảng 1.359 km, trong đó
618 km đê biển và 741 km đê cửa sông. Chiều dài đê cửa sơng là 30 km cho sơng
lớn và 10÷15 km cho các sông rạch nhỏ. Hầu hết các tuyến đê biển nằm dọc và cách
bờ biển 200÷500m đối với tuyến biển Tây, 500÷2.000 m đối với các tuyến biển
Đơng. Riêng đoạn Bảy Háp - Gành Hào (tỉnh Cà Mau) tuyến đê lùi sâu vào trong[4].
Theo dự báo, nếu không chủ động ứng phó trong một khoảng thời gian ngắn nữa do
tác động của biến đổi khí hậu tồn cầu, nước biển dâng cao sẽ làm cho khoảng
15.000÷20.000 km2 tại Đồng bằng sơng Cửu Long bị ngập, trong đó có 9/13 tỉnh bị
ngập gần như hoàn toàn, làm cho sản xuất nơng nghiệp gặp khó khăn lớn. Trong khi
đó, độ cao và sức chịu đựng của hệ thống tuyến đê biển tại Đồng bằng sông Cửu


Long hiện chưa đáp ứng yêu cầu ngăn nước biển dâng và sức tàn phá của sóng
biển với cường độ mạnh. Đoạn đê biển đi qua huyện U Minh, Trần Văn Thời, Phú


Tân ở tỉnh Cà Mau và huyện Hòn Đất ở tỉnh Kiên Giang thuộc tuyến biển Tây, kéo
dài từ Cà Mau đến Kiên Giang dài khoảng 260km hiện bị xói lở nghiêm trọng. Theo
quy hoạch mới, sẽ có gần 620km đê biển và hơn 740km đê cửa sông tại vùng Đồng
bằng sông Cửu Long được nâng cấp hoặc xây dựng mới theo quy cách với chiều rộng
mặt đê 6m để kết hợp giao thơng, mái trong có độ dốc m=2÷3, mái ngồi có độ dốc
m=3÷4, lưu khơng 10m phía đồng và 50m phía biển, bên ngồi đê là rừng phịng hộ
để bảo vệ và giảm sóng.

(a) Đê Hiệp Thạnh - Trà Vinh

(b) Đê biển Rạch Giá - Kiên

Giang Hình 1.7: Một số cơng trình đê biển ở Việt Nam[4]
1.2. Đặc điểm làm việc của cơng trình ven biển
Điều kiện làm việc của các cơng trình đê biển chịu nhiều tác động có thể dẫn đến bị hư
hỏng và phá hoại. Hai nguyên nhân chính gây ra hư hỏng và phá hoại các cơng trình
bảo vệ bờ là do tác động của tự nhiên và tác động của con người.
1.2.1. Các tác động tự nhiên
Các tác động tự nhiên bao gồm: Tác động của gió - bão, thuỷ triều, dịng chảy ven bờ,
sóng, dịng thấm, các vật nổi, lún, tác dụng hóa học và điện phân của mơi trường nước
mặn, tác dụng của các sinh vật...


1.2.1.1. Tác động của gió, bão
Theo thống kê hàng năm có khoảng trên dưới 10 cơn bão xảy ra ở biển Đơng, các cơn
bão này thường có vận tốc gió lớn, thời gian kéo dài nên gây ra khơng ít những thiệt
hại vùng ven bờ.
Gió là sản phẩm của các q trình khí tượng. Gió thổi trên mặt biển tạo ra sóng và
nước dâng. Gió thổi làm bay cát khơ, đưa cát từ ngoài bãi biển tràn vào đất liền như ở
bờ biển Quảng Bình, Quảng Trị.
Bão tác động rất mạnh, có thể làm hư hỏng và phá hoại các kết cấu cơng trình chắn
gió, gây ra sóng lớn làm xói lở, phá hoại đường bờ và các kết cấu bảo vệ nó.
1.2.1.2 Tác động của thủy triều
Thuỷ triều là hiện tượng giao động thường xuyên, có chu kỳ của các khối nước trong
các biển và đại dương được hình thành chủ yếu do sức hút của mặt trăng và mặt trời,
mực nước thuỷ triều lên xuống hàng ngày làm ảnh hưởng đến tiến độ và phương pháp
thi cơng. Có thể lợi dụng khi nước xuống để thi công khô một số bộ phận của cơng
trình, lợi dụng khi nước lên để vận chuyển, đánh chìm thùng chìm hay đóng cọc dưới

nước. Mực nước xuống thấp sẽ làm cản trở cho xà lan di chuyển. Mặt khác, mực nước
lên cao là điều kiện lý tưởng cho hoạt động của thiết bị dưới nước. Cho nên, thời gian
làm việc và thời gian chết của thiết bị phụ thuộc rất lớn vào thuỷ triều. Song thuỷ triều
là yếu tố tự nhiên, hoạt động độc lập với thời gian làm việc bình thường của con
người.
Vấn đề cuối cùng là việc giao thông thuỷ trong khu vực thi cơng cũng có thể gây nên
trở ngại cho qua trình hoạt động của thiết bị dưới nước. Do vậy cần phải có những
cảnh báo đặc biệt hay những tín hiệu hướng dẫn cho các tàu chạy qua khu vực thi
cơng.
1.2.1.3. Tác động của dịng chảy
Dịng chảy gây khó khăn cho việc đi lại, neo đậu của các phương tiện thủy, gây bồi
hoặc xói đường bờ, đáy khu nước nơi xây dựng… Sự dao động mực nước trên biển là