Nghiên cứu giải pháp hợp lý xử lý nền đất yếu các công trình ven biển tỉnh bình định ứng dụng cho công trình tràn dương thiện thuộc hệ thống đê đông tỉnh bình định

L IC M

N

Sau m t th i gian thu th p tài li u và nghiên c u, đ n nay lu n v n “Nghiên
c u gi i pháp Cơng trình b o v b H u Sơng H ng đo n ch y qua đ a bàn th
xã S n Tây, thành ph Hà N i” đã hoàn thành và đáp ng đ
V i thành qu đ t đ
quý th y cô Tr

ng

c các yêu c u đ ra.

c, tác gi lu n v n xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n

i H c Th y L i trong th i gian qua đã truy n đ t ki n th c

khoa h c, kinh nghi m th c t cho tác gi lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n lãnh đ o Ban Qu n lý d án

u t và Xây

d ng thu c S Nông nghi p và PTNT Hà N i, đ ng nghi p c a c quan, ng

i thân

và b n bè l p 19C11 đã t o đi u ki n thu n l i, giúp đ cho tôi trong su t quá trình
h c t p c ng nh trong quá trình th c hi n hoàn thành lu n v n này.
c bi t tác gi lu n v n xin đ
Thanh Te đã h

c bày t lòng bi t n sâu s c đ n GS.TS V

ng d n giúp đ tác gi hoàn thành lu n v n này./.

Hà N i, ngày 01 tháng 03 n m 2015
H c viên

Tr n ình C

ng


B N CAM K T
Tên đ tài lu n v n “Nghiên c u gi i pháp Cơng trình b o v b H u Sông
H ng đo n ch y qua đ a bàn th xã S n Tây, thành ph Hà N i”.
Tôi xin cam k t đây là cơng trình khoa h c nghiên c u c a riêng cá nhân Tôi.
K t qu nêu trong lu n v n này là trung th c, có ngu n g c rõ ràng, khơng sao chép
t cơng trình nghiên c u khoa h c nào khác.
N u n i dung lu n v n không đúng v i cam k t này, Tơi xin hồn tồn ch u
trách nhi m.

Hà N i, ngày 01 tháng 03 n m 2015
H c viên

Tr n ình C

ng

M CL C
M

U

............................................................................................................... 1

CH

NG 1. T NG QUAN V CÔNG TRÌNH B O V B ................................. 3

1.1.

c đi m chung.................................................................................................... 3

1.2. Phân lo i cơng trình b o v b ............................................................................. 3
1.2.1. Cơng trình b o v b sơng ......................................................................... 3
1.2.2. Cơng trình b o v b bi n.......................................................................... 4
1.3.

c đi m cơng trình kè b o v mái d c ............................................................... 5
1.3.1. C u t o k t c u kè b o v mái d c ............................................................ 5
1.3.2. Phân lo i và đi u ki n áp d ng t ng lo i k t c u kè b o v mái d c ........ 8
1.3.3. S làm vi c c a k t c u kè b o v mái d c ............................................. 10
1.3.4. M t s d ng h h ng c a kè b o v mái d c và nguyên nhân ................ 10

1.4.

c đi m cơng trình ch nh tr và b o v b sông .............................................. 11
1.4.1. Khái ni m v tuy n ch nh tr sông ........................................................... 11

1.4.2. Phân lo i công trình b o v b sơng ........................................................ 13

1.5. T ng quan v m t s h h ng đã x y ra

khu v c nghiên c u ........................ 13

1.5.1. Gi i thi u chung v khu v c nghiên c u:................................................ 13
1.5.2. T ng quan v bi n đ i lịng d n trên sơng H ng:.................................... 21
1.5.3. M t s khu xói l trên sơng H ng đo n ch y qua Hà N i ...................... 25
1.6. K t lu n chung và h
CH

ng nghiên c u ................................................................ 29

NG 2. TH C TR NG DI N BI N S T L

O N QUA KHU V C S N TÂY VÀ C

S

B

H U SƠNG H NG

LÝ THUY T TRONG TÍNH

TỐN CƠNG TRÌNH B O V B ........................................................................ 31
2.1. Th c tr ng s t l b h u sông H ng đo n qua S n Tây ................................... 31
2.1.1. Di n bi n s t l trên tuy n: ...................................................................... 31
2.1.2. Th c tr ng s t l trên tuy n ..................................................................... 32

2.1.3. Nguyên nhân s t l và các y u t
2.2. Các gi i pháp cơng trình đã đ

nh h

ng trong khu v c................... 35

c th c hi n t i v trí tuy n đê nghiên c u ....... 36

2.2.1. Tr ng tre ch n sóng b o v b ................................................................ 36


2.2.2. B o v b b ng mái đá xây...................................................................... 37
2.2.3. B o v b b ng r đá ............................................................................... 37
2.2.4. B o v b b ng kè m hàn....................................................................... 38
2.3. C s lý thuy t trong tính tốn các b ph n kè b o v b ................................. 39
2.3.1. Thi t k thân kè: ...................................................................................... 39
2.3.2. Thi t k t ng đ m và t ng l c:................................................................. 44
2.3.3. Thi t k chân kè: ...................................................................................... 45
2.4. Tính tốn n đ nh kè b o v mái d c ................................................................. 46
2.4.1. Tính tốn n đ nh t ng th :...................................................................... 47
2.4.2. Tính tốn n đ nh n i b l p gia c :........................................................ 50
2.4.3. Gi i thi u s l

c v ph n m m GEO-SLOPE: ...................................... 51

2.5. Phân tích l a ch n các gi i pháp phù h p cho tuy n đê nghiên c u ................. 52
2.5.1.

i u ki n c th c a tuy n đê nghiên c u: .............................................. 52

2.5.2. Phân tích các gi i pháp b o v mái d c cho tuy n đê nghiên c u: ......... 53
2.6. K t lu n chung ................................................................................................... 54
CH

NG 3. ÁP D NG K T QU

B H U SÔNG H NG O N T

NGHIÊN C U
K30+000

THI T K

N K31+000

KÈ B O V

A PH N TH XÃ

S N TÂY, TP HÀ N I ............................................................................................ 56
3.1. Gi i thi u chung ................................................................................................. 56
3.1.1. V trí nghiên c u: ..................................................................................... 56
3.1.2.

c đi m đ a h nh đ a m o: ..................................................................... 56

3.1.3.

c đi m đ

3.1.4.

c đi m lịng sơng: ................................................................................ 57

3.1.5.

c đi m đ a ch t khu v c nghiên c u: .................................................. 57

3.1.6.

c đi m khí t

ng b c a khu v c nghiên c u: ......................................... 56

ng th y v n khu v c nghiên c u: ................................ 61

3.1.7. Tính tốn MN ki t n m Tr m Trung Hà: ................................................ 64
3.1.8. Tính tốn MN ki t n m Tr m S n Tây: .................................................. 67
3.1.9. Tình hình dân sinh – kinh t - xã h i khu v c nghiên c u: ..................... 69
3.1.10. V t li u xây d ng .................................................................................. 70


3.1.11. Nguyên nhân xói l b và các y u t

nh h

ng: ................................ 70

3.1.12. D báo xu th s t l : ............................................................................. 71

3.2. L a ch n quy mô cơng trình khu v c nghiên c u ............................................. 71
3.2.1. Xác đ nh m c n

c ki t thi t k :............................................................. 71

3.2.2. Xác đ nh cao trình đ nh c kè: ................................................................. 74
3.2.3. L a ch n tuy n cơng trình: ...................................................................... 74
3.2.4. Tính tốn kích th

c đá đ h chân: ....................................................... 74

3.2.5. Tính tốn ch n v i l c: ............................................................................ 75
3.2.6. L a ch n b r ng l ng th : ...................................................................... 76
3.3. Tính tốn k t c u và n đ nh cơng trình............................................................. 80
3.3.1. Tính tốn n đ nh kè: ............................................................................... 80
3.3.2. Tính tốn k t c u khung kè...................................................................... 82
3.3.3. Tính d m d c chân kè: ............................................................................. 85
3.4. Ch d n bi n pháp thi công................................................................................. 87
3.4.1. Yêu c u ch t l

ng v t li u dùng trong xây d ng cơng trình: ................ 87

3.4.2. Trình t thi cơng cơng trình: .................................................................... 89
3.4.3. Bi n pháp thi công các h ng m c: ........................................................... 89
3.5. K t lu n chung ................................................................................................... 95
K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................... 97
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................... 99


DANH M C CÁC HÌNH V

Hình 1.1:

M t c t ngang c a m t s d ng k t c u kè .............................................. 7

Hình 1.2:

M t d ng kè đê sơng H ng – Hà N i ...................................................... 8

Hình 1.3:

V trí tuy n đê nghiên c u ..................................................................... 15

Hình 1.4:

c đi m nhi t đ khu v c .................................................................... 17

Hình 1.5:

c đi m đ

m khu v c ....................................................................... 18

Hình 1.6:

B n đ sông H ng đo n ch y qua Hà N i n m 1901 ........................... 22

Hình 1.7:

B n đ sông H ng đo n ch y qua Hà N i n m 1932 ........................... 23

Hình 1.8:

B n đ sông H ng đo n ch y qua Hà N i n m 1952 ........................... 23

Hình 1.9:

B n đ sông H ng đo n ch y qua Hà N i đ n nay ............................... 25

Hình 1.10: S t l đê d c sông u ng (thu c đ a phân Xuân Canh) ....................... 27
Hình 1.11: S t l d c chân c u Ch

ng D

ng ...................................................... 28

Hình 1.12: Hình nh xói l sơng H ng vùng dân c ............................................... 28
Hình 2.1:

Hình nh s t l chân kè Linh Chi u n m 2009 ..................................... 33

Hình 2.2:

Hình nh s t l b sơng th

Hình 2.3:

Hình nh s t l chân kè đo n tr m th y v n S n Tây 2006.................. 33

Hình 2.4:

Hình nh s t l khu dân c H ng H u T nh

Hình 2.5:

Gia c mái

Hình 2.6:

Tr ng tre ch n sóng b o v b .............................................................. 37

Hình 2.7:

Xây kè mái đá b o v b đo n h l u c ng tr m b m Phù Xa ............. 37

Hình 2.8:

R đá m c u t i c ng S n Tây ............................................................. 38

Hình 2.9:

M hàn t i th

ng l u kè Linh Chi u .............................. 33
i n m 2007 .................. 34

c a vào c ng tr m b m Phù Sa ....................................... 34

ng l u kè Linh Chi u ................................................... 38

Hình 2.10: M t s b n bê tông đúc s n lát đ c l p trên kè mái .............................. 43

Hình 2.11: M t s c u kiên bê tông đúc s n l p gkép có c c u t chèn................ 43
Hình 2.12: Các hình th c k t c u chân kè ............................................................... 46
Hình 2.13: S h a các l c tác d ng lên ph n nh cung tr

t.................................. 48

Hình 2.14: Tính tốn n đ nh t ng th cho m t FABC ........................................... 49
Hình 2.15: Tính tốn tr

t n i b thân kè gia c mái ............................................. 50


Hình 2.16: Bình đ đi n hình c a tuy n đê nghiên c u .......................................... 53
Hình 3.1:

M t c t đ a ch t đi n hình t i c c C4 .................................................... 60

Hình 3.2:

M t c t đ a ch t đi n hình t i c c C10 .................................................. 60

Hình 3.3:

K t qu tính tốn m c n

c Tr m Trung Hà ........................................ 67

Hình 3.4:

K t qu tính tốn m c n

c Tr m S n Tây .......................................... 69

Hình 3.5:

S đ nguyên lý ph

Hình 3.6:

M t b ng đ i di n k t c u kè ................................................................. 78

Hình 3.7:

M t c t ngang đi n hình t i c c C4 ....................................................... 78

Hình 3.8:

M t c t ngang đi n hình t i c c C10 ..................................................... 79

Hình 3.9:

K t c u khóa kè t i c c C2 .................................................................... 79

ng pháp tính tốn n đ nh .................................. 77

Hình 3.10: K t c u khóa kè t i c c C7 .................................................................... 80
Hình 3.11: Ki m tra n đ nh kè t i C4 Kminmin=1.257>[K]=1.20........................ 81
Hình 3.12: Ki m tra n đ nh kè t i C10 Kminmin=1.260>[K]=1.20...................... 82
Hình 3.13: Bi u đ n i l c d m ngang .................................................................... 84
Hình 3.14: Bi u đ n i l c d m chân kè ................................................................. 86

DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1.1:

M t s d ng h h ng k t c u kè mái đê ................................................ 11

B ng 1.2:

Th ng kê l u l

B ng 2.1:

H s K D ................................................................................................ 39

B ng 2.2:

H s

B ng 2.3:

C u ki n kè b o v mái đê..................................................................... 42

B ng 3.1:

Tr trung bình các ch tiêu c lý c a các l p đ t ................................... 59

B ng 3.2:

Dịng ch y trung bình nhi u n m tr m S n Tây ................................... 61

B ng 3.3:

B ng tính tích s PJQm .......................................................................... 63

B ng 3.4:

B ng M c n

B ng 3.5:

M cn

c trung bình tháng tr m S n Tây 1980 ÷ 2010 ...................... 68

B ng 3.6:

M cn

c trung bình mùa ki t tr m Trung Hà (1983-2010) ................ 72

B ng 3.7:

M cn

c trung bình mùa ki t tr m S n Tây (1990-2010) ................. 72

B ng 3.8:
B ng 3.9:

ng bùn cát qua các th i k ......................................... 20

................................................................................................... 41

d cm cn

c trung bình tháng mùa ki t tr m Trung Hà 1983-2010 66

c trung bình mùa ki t .................................................. 73

Ch tiêu c lý tính tốn .......................................................................... 81

B ng 3.10: K t qu tính toán. .................................................................................. 82


1

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài:
Trong n i ti p và tiêu n ng

h l u các cơng trình th y l i, nh t là dịng ch y

có l u t c cao c a các sông l n, đ gi m thi u tác h i khi n

c l th

ng ngu n các

con sông đ v gây ra các s c v đê, chúng ta s d ng bi n pháp cơng trình nh
s d ng các thi t b h

ng dòng nh đ p m hàn, kè mái đê phía sơng. Tuy nhiên

nh đã đ c p do dòng ch y th

ng là dịng l u t c cao nên trong khi tính toán thi t

k c n ph i chú ý đ n các hi n t

ng xói chân đê, ho c s t chân kè, h n n a khi

tính tốn các thông s b o v mái đê ch d a vào các công th c th c nghi m chính
vì th mà c n ph i thơng qua thí nghi m mơ hình đ t o ra hình dáng, kích th

c và

b trí cho h p lý.
M i lo i v t li u dùng đ xây d ng b o v đê có th ch u đ

c tác d ng gi i

h n nào đó c a v n t c, g i là v n t c cho phép [Vcp]. Ch ng h n nh v n t c
ch ng xói cho phép [Vcp] ng v i t ng v t li u. N u v n t c n

c sông ch y l n

h n v n t c ch ng xói cho phép c a v t li u xây d ng b o v đê thì b sơng s b
phá ho i. Nh v y, đ đ m b o b sông không b phá ho i thì ph i xác đ nh lo i v t
li u đ b o v b sông.
Quy ph m tính tốn thu l c m i nêu v tính tốn v t li u đ b o v b sơng,
Vì v y khi tính tốn tham kh o các tài li u là chính. Do đó có nhi u ph

ng pháp

và cách tính khác nhau.
Tuy nhiên trong khi tính tốn có nhi u y u t khơng th xác đ nh đ
thuy t, nên vi c tính toán th

c b ng lý

ng ph i k t h p v i thí nghi m mơ hình thu l c

nh m hi u ch nh m t s thông s thu l c.
2. M c tiêu c a đ tài:
Nghiên c u các thông s đ c tr ng c a dòng ch y, đ xu t gi i pháp cơng
trình b o v bãi và đê h u sông H ng đo n ch y qua đ a ph n th xã S n Tây thành ph Hà N i.


2

3. Cách ti p c n:
-

T ng h p và k th a các k t qu nghiên c u t tr

c đ n nay trong khu

v c nghiên c u, đ c bi t là các gi i pháp cơng trình b o v b trong khu
v c;
-

Ph

ng pháp nghiên c u lý thuy t, s d ng mô hình tính tốn và các

ph n m m ng d ng;
-

Ph

ng pháp h th ng đi u tra th c đ a;

-

T ng h p và k th a các tri th c kinh nghi m đã có.

4. K t qu d ki n đ t đ
-

c:

i v i các đo n sơng có đ d c l n, mà dịng ch y trên đó có l u t c
l n, đ xi t cao thì m t trong nh ng gi i pháp h p lý là h chân b ng
kh i l ng th đá h c và kè lát mái đê đ h

ng dòng ch y ra kh i chân đê

nh m h n ch xói l chân đê, chân kè, gi m s xói l c a dịng ch y.
-

Xác đ nh đ

c các thơng s c a dịng ch y, tr

xói, tính tốn thi t k đ

ng v n t c, ph m vi gây

c cơng trình kè mái đê đ i v i tuy n đê H u

H ng đo n qua đ a ph n th xã S n Tây, thành ph Hà N i.
5. N i dung lu n v n:
Ngoài ph n m đ u kh ng đ nh tính c p thi t c a đ tài, các m c tiêu c n đ t
đ

c khi th c hi n đ tài, các cách ti p c n và ph

ng pháp th c hi n đ đ t đ

các m c tiêu đó. N i dung chính c a lu n v n g m 03 ch

ng chính nh sau:

c

3

CH
1.1.

NG 1. T NG QUAN V CƠNG TRÌNH B O V B
c đi m chung

Các cơng trình b o v b là m t h p ph n quan tr ng trong h th ng cơng
trình th y l i, các cơng trình này đ

c xây d ng đ b o v b sông, b bi n kh i

tác d ng phá ho i c a dòng ch y trong sơng , dịng ven b bi n và c a sóng gió.
Ngồi h th ng đê đ b o v các vùng lãnh th kh i b ng p b i n

c l và

th y tri u thì các cơng trình b o v b c ng đóng m t vai trò quan tr ng trong vi c
b o v các khu dân c và kinh t .

c bi t trong th i gian g n đây, do tác đ ng c a

các bi n đ i khí h u tồn c u, các quy lu t v sóng gió, dịng ch y, bùn cát ... c ng
có nh ng bi n đ ng b t l i h n, đe do đ n an toàn c a các khu dân c và kinh t
r ng l n d c các b sông, b bi n. T th c t các tr n l l t trong nh ng n m v a
qua cho th y có nh ng đo n b sông, b bi n đã n đ nh trong nhi u n m, nay l i
ph i tr i qua nh ng di n bi n ph c t p do sơng đ i dịng, bi n l n vào đ t li n. i u
này đòi h i cơng tác thi t k các cơng trình b o v b c n b sung các đi u ki n m i
trong tính tốn, đ ng th i c n ph i xây d ng các quy ho ch t ng th v b o v b

sông, b bi n trong t ng khu v c r ng l n.
1.2. Phân lo i cơng trình b o v b
Do đ c đi m tác d ng c a dịng ch y và sóng gió lên cơng trình, th

ng phân

bi t các cơng trình b o v b sơng và cơng trình b o v b bi n.
1.2.1. Cơng trình b o v b sơng
Lo i này ch u tác đ ng ch y u là t các dòng ch y trong sông , đ c bi t là v
mùa l .
Các cơng trình b o v b sơng đ

c xây d ng đ b o v b kh i b xói l ,

bi n d ng do dịng ch y m t, và đ lái dòng ch y m t hay dòng bùn cát đi theo
nh ng h

ng xác đ nh theo m c đích ch nh tr sông.

Thu c lo i này bao g m:


4

-

Các kè b o v mái.

-

Các đ p m hàn đ lái dịng ch y trong sơng đi theo nh ng h

ng xác

đ nh.
-

Các m hàn m m đ

c làm b ng phên và c c hay bãi cây chìm đ đi u

khi n bùn cát đáy, gây b i, ch ng xói b và chân d c.
-

Các h th ng lái dịng đ c bi t (ví d h th ng lái dòng Potapop) đ
h

ng dòng ch y m t vào c a l y n

c, xói trơi bãi b i, b o v các đo n

b xung y u.
1.2.2. Cơng trình b o v b bi n
Khác v i cơng trình b o v b sơng, các cơng trình b o v b bi n ch u tác
đ ng c a hai y u t chính là:
-

Tác d ng c a sóng gió.

-

Tác d ng c a dịng ven b . Dịng này có th mang bùn cát b i đ p cho b
hay làm xói chân mái d c d n đ n s t l b .

Ngồi ra các cơng trình b o v b bi n đ

c xây d ng trong môi tr

ng n

c

m n nên c n l a ch n v t li u thích h p.
Cơng trình b o v b bi n g m các lo i sau:
+) Các lo i kè bi n:
Dùng các v t li u khác nhau đ gia c b tr c ti p, ch ng s phá ho i c a
sóng và dịng ch y.
Do tác d ng c a sóng gió, gi i h n trên c a kè ph i xét đ n t h p b t l i c a
sóng gió và th y tri u, trong đó k c đ dâng cao m c n

c do gió bão. V i các

đo n b bi n khơng có s che ch n c a h i đ o và r ng cây ng p m n, sóng bi n
d i vào b th
th

ng có xung l c r t l n, m c đ phá ho i m nh, nên k t c u kè bi n

ng ph i r t kiên c , và tiêu t n nhi u v t li u.

5

V i các đo n b bi n ch u tác d ng c a dịng ven có tính xâm th c (làm xói chân
b ) thì gi i h n d

i c a chân kè ph i đ t

n ng b xâm th c (đ

ph m v mà

đó b bi n khơng cịn kh

c xác đ nh t tài li u quan tr c và tính tốn dịng ven).

+) Các lo i cơng trình gi m sóng, ngãn cát:
c xây d ng trên vùng bãi phía tr

c m c tiêu c n b o v . Thu c lo i này

bao g m:
-

Các r ng cây ng p m n ch ng sóng. ây là m t gi i pháp b o v b r t h u
hi u, t o ra hi u qu t ng h p v ng n sóng và t ng kh n ng l ng đ ng phù
sa, hình thành các bãi b i ven bi n. Tuy nhiên nó ch thích h p v i nh ng
vùng g n c a sông, có bãi tho i và ngu n phù sa t
ê m hàn c ng nh đ p m hàn

-

b sông, đ

ng đ i d i dào.
c xây d ng nhô ra kh i

b đ c n sóng và h n ch các dịng ven có tính xâm th c. Lo i này
khơng thích h p v i b có bãi tho i và r ng.
ê d c đ t khúc xa b : thích h p v i các b có bãi tho i và r ng. Khi đó

-

đê đ

c đ t song song v i b , và cách b m t kho ng nh t đ nh (xác đ nh

theo điêu ki n kinh t - k thu t).

êđ

c b trí g m các quãng li n và

đ t xen k , các quãng li n có th làm cao h n m t n
chìm d
-

in

c (đê n i) ho c

c (đê ng m gi m sóng).

Các m hàn d ng ch T, ch Y: là các ph

ng án k t h p gi a đê m hàn

và đê d c đ t khúc đ t ng hi u qu c n sóng, b o v b .
1.3.

c đi m cơng trình kè b o v mái d c

1.3.1. C u t o k t c u kè b o v mái d c
Mái d c th

ng l u đê sông, đê bi n, mái d c b sông, b bi n ch u tác d ng

tr c ti p c a dòng ch y, c a th y tri u và c a sóng...
gi cho mái d c đ t khơng b bi n d ng,

phía ngồi cùng đ

m t b ph n có tác d ng b o vê mái d c khơng b xói l . B ph n này đ
kè b o vê mái d c.

cc ut o
c g i là


6

Theo hình th c k t c u và v t liêu s d ng, kè b o vê mái d c có nhi u lo i
khác nhau. M i lo i đ u có 3 ph n chính. Các ph n đó là chân kè, thân kè và đ nh
kè. Chân kè làm nhiêm v b o vê ch ng xói
mái d c t chân đ n đ nh.

chân mái d c. Thân kè là ph n b o vê

nh kè là ph n b o vê đ nh mái d c. T ng ph n theo

t ng đi u kiên c th có c u t o chi ti t đ đ m b o đi u kiên n đ nh trong quá
trình ch u tác d ng c a các t i tr ng t phía sơng, phía bi n và t phía đ t thân đê
ho c b .
-

Kè b ng đá h c lát khan

-

Kè b ng bê tông đúc s n. Chân kè b ng c c, k t h p v i l ng tr đá.
T

-

ng đ nh kè b ng bê tông c t thép.

Kè k t h p hai lo i v t liêu. Chân kè là đá h c trong ng bê tông, t
đ nh b ng đá xây

ng

7

Hình 1.1: M t c t ngang c a m t s d ng k t c u kè
Kè b o vê mái d c s d ng các k t c u t đ n gi n nh tr ng c đ n ph c t p
nh bê tông l p ghép t chèn. Các hình th c thơng d ng là đá đ , đá x p khan, kh i
bê tông ghép r i, ho c liên k t t chèn t o thành m ng.


8

Hình 1.2: M t d ng kè đê sơng H ng – Hà N i
Kè b o vê mái d c là m t b ph n quan tr ng đ duy trì n đ nh cho sơng và
b . Nó chi m m t t lê kinh phí đáng k trong các d án đê đi u và b o vê b . M t
khác, s làm viêc c a lo i k t c u này t
t c nghiên c u làm rõ. Hiên nay

n

ng đ i ph c t p, còn nhi u v n đ c n ti p
c ta c ng nh nhi u n

c trên th gi i có

nhi u cơng trình nghiên c u c i ti n các hình th c k t c u nh m hồn thiên ph

ng

pháp tính tốn đ m b o an toàn, t ng hiêu qu kinh t cho kè b o vê mái d c nói

riêng và cho đê và b nói chung.
1.3.2. Phân lo i và đi u ki n áp d ng t ng lo i k t c u kè b o v mái d c
+) Yêu c u đ i v i k t c u kè:
 Ôn đ nh trên l p đ t b m t c a mái d c đê.
 Linh ho t và d bi n d ng theo đ t c a mái d c và n n.
 B n v ng lâu dài c a k t c u và c a v t liêu.
 Có kh n ng phát hiên đ

cs c .

 D s a ch a khi có h h ng c c b .
 Giá thành h .
 An toàn.


m b o m quan.

 D quan sát, ki m tra cho ng
 T n d ng v t liêu đ a ph

ng.

i qu n lý.


9

+) Phân lo i k t c u kè:
Có nhi u lo i k t c u kè mái d c đê, mái d c b sông, b bi n, có th khái
qt hố thành m t s lo i chính nh sau:

á đ , đá x p khan, đá x p trong các khung b ng đá xây. Lo i này đ
t

c dùng

ng đ i ph bi n (xem hình 1-1a).
Kh i bê tơng đúc s n lát đ c l p nh hình 1-1b, kh i bê tơng liên k t theo c

ch t chèn.
M t s hình th c khác: bê tông Asphalt, tr ng c , v i đ a k thu t...
+) Ph m vi ng d ng c a m t s hình th c kè b o v mái:
-

Tr ng c khi sóng tác d ng có hs< 0.5m, dịng ch y có v n t c v<1m/s
ho c có bãi ng p, mái đê, mái b có đ t đ c phát tri n.
á h c đ r i khi có ngu n đá phong phú, mái đê, mái b tho i khi khơng

-

có u c u m quan.
á h c lát khan: Khi có ngu n đá phong phú, có đá l n, n n thoát n

-

c

t t.
á x p trong khung xây b ng đá đ

t

ng đ i m nh, b t
á h c xây đ

-

c s d ng khi sóng và dịng ch y

ng đ i ch c, khơng đ đá l n.

c dùng khi: Mái b t

ng đ i ch c, sóng l n, dịng ch y

m nh, khơng có đá l n.
-

Th m r đá: Sóng l n, dịng ch y m nh, khơng có đá l n.

-

T m bê tông đúc s n, ghép r i đ

c s d ng khi sóng l n, dịng ch y

m nh, khơng có đá l n, có u c u m quan.
-

T m bê tông đúc s n liên k t m ng dùng khi tr

ng h p sóng l n, dịng

ch y m nh, khơng có đá l n, có u c u m quan, b ít lún s t, ít thốt
n

c, có đi u kiên thi cơng và ch t o m ng.


10

-

Dùng h n h p nhi u lo i khi m c n

c dao đ ng l n, mái gia c dài,

t ng v trí có u c u khác nhau.
Các n i dung nêu trên là khái quát v ph m vi ng d ng làm c s l a ch n
gi i pháp thi t k . Trong t ng tr

ng h p c th , ph i phân tích đ y đ các đi u

kiên đ l a ch n đ

c gi i pháp t t nh t. Gi i pháp t t nh t là gi i pháp tho mãn

đ

m c trên và có giá thành h .

c nhi u yêu c u

1.3.3. S làm vi c c a k t c u kè b o v mái d c
K t c u kè mái ch u tác d ng c a các t i tr ng tác d ng tr c ti p lên b m t
phía ngồi và các t i tr ng sinh ra

phía trong kè và thân đê. Các tác đ ng này sinh

ra t ngu n g c c a các tác đ ng th y đ ng l c và tác đ ng đ a k thu t.
S tác đ ng c a các áp l c t môi tr

ng n

c vào các k t c u kè và t i tr ng

sinh ra t phía bên trong thân đê, có th mơ ph ng b ng m t hê t
mơi tr

ng: N
-

c-

t - Cơng trình, đ

ng tác gi a 3

c mơ t nh sau:

Q trình I: là q trình ch u tác đ ng theo đi u ki n biên th y l c nh

sóng, v n t c trung bình c a dịng ch y đ

c mơ ph ng là t i tr ng phía

ngồi Pn(y,t).
-

Q trình II: là q trình chuy n hố t t i tr ng phía ngồi t i phía bên
trong t o ra các t i tr ng tác d ng lên b m t ti p xúc gi a k t c u kè v i
đ t thân đê g i là t i tr ng phía trong Pt( y,t).

-

Q trình III: là s làm vi c c a kè d

i tác d ng c a các t i tr ng t 2 phía.

C n c vào k t c u c th c a t ng lo i kè, tình hình tác d ng c a các t i tr ng
mà ti n hành thi t l p các bài toán tính n đ nh t ng th , n đ nh c c b , và tính
tốn k t c u cho kè.
1.3.4. M t s d ng h h ng c a kè b o v mái d c và nguyên nhân
M ts c

đê th

ng b t ngu n t nh ng h h ng d n t i m t b phân ho c

toàn b k t c u b m t n đ nh theo m t hình thái phá ho i nào đó làm cho nó khơng
cịn đ m nhân đ

c ch c n ng làm vi c đ

c giao n a.


11

Kè b o v mái là m t b phân c a m t c t đê. Vì vây, các h h ng c a kè có
liên quan đ n h h ng c a đê. Th

ng có nhi u nguyên nhân d n đ n s c . S tác

d ng c a sóng đ i v i kè b o v mái d c là nguyên nhân tr c ti p và đ

c xem là

nguyên nhân chính. Khi phân tích tính h h ng c a m t s lo i k t c u kè b o v
mái ch u tác d ng c a sóng có th tham kh o

b ng d

i đây.

B ng 1.1: M t s d ng h h ng k t c u kè mái đê
Lo i k t c u
Cát / s i s n

t dính / c

Bi u hiên h h ng

B t đ u di chuy n V t
Tr
liêu chuy n d ch * S
hình thành m t cát

Th m đá, v i đ a
k thu t
Kh i liên k t li n
k , liên kêt có
chèn

ng đánh giá

T c đơ l n nh t Va Dính k t R c *
ch m
Ch t l ng c a sét

Xói * Bi n d ng

Bi n d ng

R đá

ôi t

ng v n t c c a Tr ng l ng ma sát *
sóng
n đ nh đơng l c

B t đ u chuy n d ch * V n t c l n nh t

áđ

Th m

Tr ng l

ng, ma sát

* Th m c a l p đêm
c a thân đê

Tr ng l ng Liên k t
B t đ u chuy n d ch
T c đô l n Va đ p
Dây
Bi n d ng á l t ra
Khí h u K phá
ngồi Dây b đ t *
Kích th c đ n v *
ho i
Bi u hiên khác...
Th m l p đêm
y n i Lún chìm
Bi n d ng * Tr t

Asphalt (Bê tơng Xói Bi n d ng *
nh a đ ng)
n i
1.4.

T i tr ng sóng

Quá t i Va ch m

Chi u dày, ma sát,
liên k t
* Th m

y

T c đô l n Va
ch m V t t i

l p đêm

K t c u Tr ng l

ng

c đi m cơng trình ch nh tr và b o v b sông

1.4.1. Khái ni m v tuy n ch nh tr sơng
Cơng trình b o vê b sông n m trong thành ph n c a t h p cơng trình ch nh


12

tr , nh m b o vê các đi u kiên làm vi c có l i c a m t con sơng, b o vê b chơng
xói l , b o vê dân c và các khu v c kinh t v n hóa hai bên b sơng.

M i con sông, tùy theo đi u kiên th y v n đ a hình, đ a ch t, th m ph th c
v t... có m t tr ng thái n đ nh t

ng đ i nào đó. Khi ch a đ t đ

c tr ng th i n

đ nh lâu dài này thì q trình t o lịng v n còn ti p t c, ngh a là dòng ch y còn ti p
t c làm cho b và đáy sơng b xói ch này, b i ch khác, nhi u tr
sâu chân d c s d n đ n tr
sơng đã đ t đ

ng h p s xói

t c m ng b sơng v.v... Ngồi ra có tr

c m t tr ng thái n đ nh t

ng h p lòng

ng đ i trong nhi u n m, nh ng khi có

đi u kiên m i b sung, ch ng h n đi u kiên th y v n thay đ i do mơi tr

ng b

thóai hóa, do bi n đ i khí h u tồn c u..., thì khi đó tr ng thái cân b ng c b phá
v , lòng d n l i ti p t c b bi n đ i cho đ n khi đ t đ

c tr ng thái cân b ng m i.

Tr ng thái cân b ng c a m t dịng sơng có th đ

c hình thành m t cách t

nhiên, nh đã di n ra t bao đ i nay. Tr ng thái đó c ng có th đ

c hình thành và

n đ nh trong đi u kiên có s tác đ ng c a các cơng trình nhân t o, đó là các

gi

cơng trình ch nh tr sơng.
Tuy n ch nh tr c a m t con sông chính là đ
đ

c ch nh tr , t

ch nh tr mà l u l

ng ng v i l u l

c c a dịng sơng

ng thi t k . Tùy theo m c đích và nhiêm v

ng thi t k có th là l u l

mùa l . Tuy n ch nh tr đ

ng biên n

ng mùa kiêt, mùa n

c trung hay

c xác đ nh trên c s các tính tốn v di n bi n lịng

sơng. Tài liêu c n thi t cho viêc tính tốn này là các tài liêu th y v n (di n bi n c a
l ul

ng, m c n

c, tình hình bùn cát), các tài liêu v đ a hình đ a m o, đ a ch t

và l ch s hình thành lịng d n.
Trong các tài liêu v l u l
thi t k mùa trung, hay l u l
th

ng và m c n

c thi t k thì l u l

ng và m c n

c

ng t o lịng đóng m t vai trị quan tr ng. Tr s c a nó

ng l y ng v i t n su t (5^10)%, ho c ng v i cao trình bãi già trong sơng.
Trong ph m vi nghiên c u, cơng trình b o v b đ

c đi sâu nghiên c u là

cơng trình b o v b sơng. Là các cơng trình (lâu dài hay t m th i) đ
b o v b sông ch ng xói l và h

c b trí đ

ng dịng ch y theo tuy n ch nh tr đã v ch.


13

1.4.2. Phân lo i cơng trình b o v b sông
+) Theo công d ng phân thành:
-

K lát mái: Là l p gia c mái đê, b sông đ ch ng tác đ ng xói l do
sóng và dịng ch y.

-

p m hàn: Là các đ p ki n trúc có m t đ u g i vào b , m t đ u nhơ ra
phía sơng, nh ng khơng ch n h t chi u r ng lịng sơng. Nhiêm v c a đ p
m hàn là đ h

-

ng dòng ch y g n b đi theo h

M hàn m m: Có v trí và tác d ng gi ng nh đ p m
k t c u m m, cho phép n

-

Ng

ng dòng ch y

cát đáy, h n ch l

ng b trí chìm d

g n cơng trình l y n

ng bùn cát vào c a l y n

Các hê th ng lái dịng đ c biêt:
v trí đ làm thay đ i h

hàn, nh ng có

c ch y xuyên thông qua thân.

ng đi u ch nh bùn cát: là các ng

ngang theo h

-

ng c a tuy n ch nh tr .

i đáy và đ t

c đ đi u khi n bùn

c.

c đ t t m th i hay c đ nh t i m t s

ng dòng ch y m t và h

ng bùn cát đáy, nh m

th c hiên các nhiêm v ch nh tr sông đã đ nh.
+) Theo v t liêu xây d ng, có nhi u lo i:
-

Các v t liêu c ng nh đá lát, đá xây, c u kiên bê tông đúc s n hay bê
tông c t thép đ t i ch .

-

Các v t liêu d o nh nh a đ

-

Các v t liêu cho n

-

V t liêu đ t đ p và đ t đá h n h p (thân đ p m hàn).

ng, bê tông nh a.

c ch y xun thơng nh phên, bó cành cây, b i cây.

1.5. T ng quan v m t s h h ng đã x y ra

khu v c nghiên c u

1.5.1. Gi i thi u chung v khu v c nghiên c u:
+) V trí đ a lý:
N m

phía Tây B c c a vùng đ ng b ng châu th sông H ng, Hà N i có v


14

trí t 20°53' đ n 21°23' v đ B c và 105°44' đ n 106°02' kinh đ
v i các t nh Thái Ngun, V nh Phúc

ơng, ti p giáp

phía B c, Hà Nam, Hịa Bình phía Nam,

B c Giang, B c Ninh và H ng n phía

ơng, Hịa Bình cùng Phú Th phía Tây.

Sau đ t m r ng đ a gi i hành chính vào tháng 8 n m 2008, thành ph Hà N i có
3.344,70 km2 di n tích t nhiên và 6.232.640 nhân kh u, có 29 đ n v hành chính
tr c thu c, bao g m các qu n: Ba

ình, C u Gi y,

ng

a, Hà

ơng, Hai Bà

Tr ng, Hoàn Ki m, Hoàng Mai, Long Biên, Tây H , Thanh Xuân, các huy n: Ba
Vì, Ch

ng M ,

an Ph

ng,

ơng Anh, Gia Lâm, Hồi

c, Mê Linh, M

c,

Phú Xuyên, Phúc Th , Qu c Oai, Sóc S n, Th ch Th t, Thanh Oai, Thanh Trì,
Th

ng Tín, T Liêm,

xã g m 401 xã, 154 ph

ng Hòa và th xã S n Tây; có 577 đ n v hành chính c p
ng và 22 th tr n.

a hình Hà N i th p d n theo h

ng t B c xu ng Nam và t Tây sang ông

v i đ cao trung bình t 5 đ n 20 mét so v i m c n

c bi n. Nh phù sa b i đ p, ba

ph n t di n tích t nhiên c a Hà N i là đ ng b ng, n m

h u ng n sông

à, hai

bên sông H ng và chi l u các con sông khác. Ph n di n tích đ i núi ph n l n thu c
các huy n Sóc S n, Ba Vì, Qu c Oai, M

c, v i các đ nh nh Ba Vì cao 1.281

m, Gia Dê 707 m, Chân Chim 462 m, Thanh Lanh 427 m, Thiên Trù 378 m... Khu
v c n i thành có m t s gò đ i th p, nh gò

ng a, núi Nùng.

Sông H ng là con sông l n nh t ch y qua Thành ph v i chi u dài kho ng 135
km, b t đ u t huy n Ba Vì và k t thúc
hàng n m 2.640 m3/s v i t ng l

ng n

huy n Phú Xuyên, l u l

ng bình quân

c kho ng 83,5 tri u m3. ây là ngu n n

c

cung c p chính cho thành ph Hà N i.
Sông

à là ranh gi i gi a thành ph Hà N i v i t nh Phú Th , h p l u v i

dịng sơng H ng

phía B c thành ph t i huy n Ba Vì.

kho ng 32 km t xã Khánh Th
à chi m 41,3% l

Sông

ng n

o n qua Hà N i dài

ng đ n ngã ba Trung Hà thu c huy n Ba Vì. Sơng

c c a sơng H ng v dịng ch y trong n m.

u ng là phân l u c a sông H ng, n i li n hai con sông l n c a mi n

B c là sông H ng và sơng Thái Bình. Sơng

u ng tách ra kh i sông H ng t xã


15

Ng c Th y, huy n Gia Lâm, ch y v phía đơng qua các huy n Gia Lâm, ơng Anh.
o n ch y qua Hà N i dài kho ng 20 km.
Ngoài ra, trên đ a ph n Hà N i cịn nhi u sơng khác nh sơng

áy, sơng C u,

sơng Cà L , sơng Tích, sơng Bùi... Các sông nh ch y trong khu v c n i thành nh
sông Tô L ch, sông Kim Ng u,... là nh ng đ

ng tiêu thoát n

c th i c a Hà N i.

Khu v c tuy n đê nghiên c u là tuy n đê h u sông H ng t K27+431 đ n
K32+00, có chi u dài t

ng ng kho ng 4600m.

s ng n đ nh và có t lâu đ i, theo th i gian ng

ây là m t khu v c dân c sinh
i dân đã hình thành khu dân c

d c theo tuy n b h u sông H ng.
Nh ng n m g n đây, do đ c đi m đ a hình khu v c này sát v i mép l , s
chênh l ch v đ cao khá l n gi a b và đáy sơng, dịng ch l u c a sơng H ng qua
khu v c này đã thay đ i, ép sát b gây s t l khu dân c . T i m t s v trí cung s t
đã n sâu vào khu dân c , t i m t s v trí nguy hi m mép l ch còn cách chân đê
h u H ng kho ng 30m đ n 50m.

Khu v c nghiên c u

Hình 1.3: V trí tuy n đê nghiên c u


16

+)

c đi m đ a hình, đ a m o khu v c:
+)

c đi m đ

ng b khu v c nghiên c u:

Khu v c nghiên c u n m

đo n sơng cong phía b h u sơng H ng, n i dòng

ch l u ch y ép sát b v i chi u dài c n xây d ng kho ng 4600m (t

ng ng t

K27+431 đ n K32+00 đê h u sông H ng), đi m đ u tuy n ti p giáp v i bãi b i
r ng kho ng 200m, đi m cu i tuy n ti p giáp v i kè Linh Chi u. Hi n t

ng dòng

ch y ch l u áp sát b cùng v i m t đ tàu thuy n l u thông nhi u đã gây ra hi n
t

ng s t l b , làm cho đ

ng b sông tr lên l i lõm, mái d c khá l n, có nhi u

v trí d c đ ng ch 0,5-1. Chênh cao t m c n

c mùa ki t lên t i m t bãi kho ng

6,0m đ n 7,5m t o ra vách cao r t nguy hi m và d gây s t tr

ng m ch y ra l n.

t do s thốt n

c

c bi t có nh ng v trí mép b l sát chân đê (cách chân đê

kho ng 100m) uy hi p tr c ti p t i an toàn c a tuy n đê. Trên tồn tuy n d án
nghiên c u có nh ng đo n đã đ

c x lý lát mái t th i Pháp, cho đ n nay mái đã

h h ng n ng và khơng cịn phát huy đ

c hi u qu vì v y hi n t

ng s t l b v n

di n ra nghiêm tr ng.
+)

c đi m lịng sơng khu v c nghiên c u:

M t c t ngang sông đo n ch y qua th xã S n Tây r ng kho ng 300m, phía bên
b t xu t hi n m t bãi b i non r ng kho ng 100m. Cao trình đáy lịng sông bi n đ i
t -2,5 đ n -6,5m, đ c bi t có nh ng đo n xói sâu, h xói c c b cao trình lịng sơng
cao trình kho ng -11,0m. Qua tham kh o tài li u th c đo t nh ng n m 2001 cho
đ n nay cho th y lịng sơng đang có xu h
di n đang d n hình thành bãi b i. V i xu h

nay thì hi n t
+)

ng l ch h n v phía b h u, phía b t đ i
ng m t c t lịng sơng bi n đ i nh hi n

ng s t l b s di n bi n ph c t p, t i nhi u đi m h n.

c đi m khí t
+)

ng:

i u ki n th i ti t - khí h u:

Khu v c nghiên c u thu c th xã S n Tây, TP Hà N i n m trong vùng khí h u
nhi t đ i gió mùa, chia làm 4 mùa rõ r t (xuân, h , thu, đơng).

ây là đ c đi m khí


17

h u đ c tr ng c a mi n B c Vi t Nam. Trong khu v c ch u nh h
h

ng gió th nh hành: NE, SE, S, SW c ng là h

ng c a các

ng gió m nh trong mùa, có Vmax

= 15 ÷ 17m/s và trong bão có Vmax = 45m/s. Hàng n m trung bình có kho ng 1 ÷ 2
con bão và áp th p nhi t đ i.
+) Nhi t đ :
D a vào tài li u đo đ c t i khu v c Hà Tây t n m 1999 đ n nay, nhi t đ
trung bình là 23.30C; s gi n ng trong n m là 1.524 gi . Bi u trình nhi t đ trong
m t ngày đêm cho th y nhi t đ th p nh t vào kho ng 4 gi đ n 5 gi sáng, cao
nh t vào 12 gi đ n 13 gi tr a.

Hình 1.4:

c đi m nhi t đ khu v c