Nghiên cứu giải pháp neo giữ tấm lát bảo vệ mái đê biển

1

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy với đề tài:
“Nghiên cứu giải pháp neo giữ tấm lát bảo vệ mái đê biển” đã được hình thành với
sự giúp đỡ tận tình của các Thầy giáo Cô giáo trong bộ môn Thủy công, khoa Cơng
trình trường đại học Thủy lợi và các bạn bè đồng nghiệp.
Tác giả xin xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, cô giáo, Bạn bè đồng
nghiệp và Gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ trong suốt quá trình học
tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc đến GS.TS Ngơ Trí Viềng và ThS. Hoàng Việt Hùng đã trực tiếp hướng dẫn,
giúp đỡ tận tình tác giả trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do trình độ cịn hạn chế, vì vậy nội
dung luận văn này cịn nhiều thiếu sót. Tác giả kính mong nhận được sự chỉ bảo
của các Thầy giáo, cô giáo, sự đóng góp ý kiến của các Bạn bè đồng nghiệp để tác
giả tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện đề tài.
Xin chân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 29 tháng 9 năm 2011
TÁC GIẢ

Lê Mạnh Hùng

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


2

MỤC LỤC
MỤC LỤC ẢNH MINH HỌA ...........................................................................5

T
1

T
1

MỤC LỤC BẢNG..............................................................................................6
T
1

T
1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHÍNH ..............................................................7
T
1

T
1

MỞ ĐẦU ............................................................................................................8
T
1

T
1

1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................8
T
1

T
1

2. Mục đích của đề tài ....................................................................................8
T
1

T
1

3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ................................................8
T
1

T
1

4. Những kết qủa đạt được .............................................................................9
T
1

T
1

5. Nội dung của luận văn ................................................................................9
T
1

T

1

CHƯƠNG 1 ......................................................................................................10
T
1

T
1

TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN ..........................10
T
1

T
1

1.1. Tình hình xây dựng lớp bảo vệ mái đê biển trên thế giới và ở Việt Nam
T
1

T
1

...............................................................................................................................10
1.2. Các hình thức kết cấu lớp gia cố mái. ...................................................12
T
1

T
1

1.2.1. Gia cố mái bằng trồng cỏ. ..............................................................12
T
1

T
1

1.2.2. Kè lát mái bằng đá lát khan. ...........................................................13
T
1

T
1

1.2.3. Kè lát mái bằng đá xây - đá chít mạch ...........................................14
T
1

T
1

1.2.3.1. Kè lát mái bằng đá xây: ...........................................................14
T
1

T
1

1.2.3.2. Kè lát mái bằng đá chít mạch: .................................................14

T
1

T
1

1.2.4. Kè bằng bê tông. .............................................................................15
T
1

T
1

1.2.4.1. Kè lát mái bằng bê tông đổ tại chỗ . .....................................15
T
1

T
1

T
1

T
1

1.2.4.2. Kè lát mái bê tơng lắp ghép tấm bản nhỏ hình vng. ............16
T
1

T
1

1.2.4.3. Kè lát mái bê tông tấm lập phương. ........................................16
T
1

T
1

1.2.4.4. Kè lát mái tấm bê tơng lắp ghép có lỗ thốt nước. ..................16
T
1

T
1

1.2.4.5. Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm liên kết 1 chiều....16
T
1

T
1

1.2.4.6. Kè lát mái bằng bê tơng lắp ghép có ngàm 2 chiều TAC - 2,
T
1

TAC - 3 .........................................................................................................16
T

1

1.2.4.7. Kè lát mái bằng bê tông lắp ghép có ngàm 3 chiều TSC – 178
T
1

.......................................................................................................................17
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ

T
1


3

1.3. Đánh giá nguyên nhân hư hỏng. ............................................................19
T
1

T
1

1.3.1. Lớp gia cố chưa đủ kiên cố, đồng bộ. ............................................19
T
1

T
1

1.3.2. Sóng và sóng leo cao hơn mức tính tốn trong thiết kế. ................19
T
1

T
1

1.4. Giới thiệu lớp bảo vệ mái có neo giữ. ...................................................20
T
1

T
1

1.5. Kết luận chương 1. ................................................................................20
T
1

T
1

CHƯƠNG 2 ......................................................................................................21
T
1

T
1

CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG NEO GIỮ ................................................21

T
1

T
1

LỚP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN .........................................................................21
T
1

T
1

2.1. Các tính tốn thiết kế và thi cơng lớp bảo vệ mái đê biển. ...................21
T
1

T
1

2.1.1. Trình tự thiết kế. .............................................................................21
T
1

T
1

2.1.2. Các tính phương pháp thiết kế và thi công lớp bảo vệ mái. ...........22
T
1

T
1

a. Phương pháp bảo vệ bằng vật liệu tự nhiên. ....................................23
T
1

T
1

b. Phương pháp bảo vệ bằng đá hộc lát khan. ......................................23
T
1

T
1

c. Phương pháp bảo vệ bằng tấm lát bê tông. .......................................24
T
1

T
1

2.2. Giải pháp neo giữ ..................................................................................26
T
1

T

1

2.2.1. Neo vải Địa kỹ thuật. ......................................................................28
T
1

T
1

2.2.2. Bố trí neo. .......................................................................................29
T
1

T
1

2.2.3. Xác định lực neo giữ. ....................................................................30
T
1

T
1

2.3. Các lựa chọn tính tốn ổn định neo. ......................................................31
T
1

T
1

2.3.1. Tính tốn trọng lượng tấm lát khi chưa có neo. .............................32
T
1

T
1

2.3.2. Tính tốn trọng lượng tấm lát khi có neo. ......................................32
T
1

T
1

2.3.3. Tính tốn hệ số ổn định tăng thêm của tấm lát khi có neo. ............33
T
1

T
1

2.3.4. Tính tốn chiều cao sóng mà tấm lát chịu được khi có neo. ..........34
T
1

T
1

2.4. Tính tốn ổn định đê khi có neo ............................................................35
T

1

T
1

2.4.1. Giới thiệu phần mềm Geo-slope. ...................................................36
T
1

T
1

2.4.2. Sơ lược về lý thuyết của modul SEEP/W. .....................................36
T
1

T
1

2.4.3. Sơ lược về lý thuyết của modul SOPE/W. .....................................38
T
1

T
1

2.5. Kết luận chương 2 .................................................................................39
T
1

T
1

ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CHO TẤM LÁT BẢO VỆ MÁI ĐÊ
T
1

BIỂN HÀ NAM - TỈNH QUẢNG NINH .................................................................40
T
1

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


4

3.1. Giới thiệu chung về cơng trình. .............................................................40
T
1

T
1

3.1.1. Vị trí địa lý, điều kiện địa hình địa mạo. ........................................40
T
1

T

1

3.1.2. Điều kiện địa chất cơng trình. ........................................................43
T
1

T
1

3.1.3. Điều kiện khí hậu và thủy văn. .......................................................46
T
1

T
1

3.2. Phân tích ổn định của tấm lát. ...............................................................48
T
1

T
1

3.2.1. Tính tốn sóng gió thiết kế. ............................................................48
T
1

T
1

3.2.1.1. Xác định mực nước biển tính tốn. .........................................48
T
1

T
1

3.2.1.2. Mực nước dâng do bão. ...........................................................48
T
1

T
1

3.2.1.3. Gió và đà gió thiết kế: .............................................................48
T
1

T
1

3.2.1.4. Tính tốn sóng từ gió thiết kế:.................................................49
T
1

T
1

3.2.1.5. Kết quả tính tốn sóng gió.......................................................50
T

1

T
1

3.2.2. Tính tốn tấm lát.............................................................................50
T
1

T
1

3.2.2.1. Trường hợp, u cầu tính tốn. ...............................................50
T
1

T
1

3.2.2.2. Tính tốn trọng lượng tấm lát khi chưa có neo (gió cấp 12) ...51
T
1

T
1

3.2.2.3. Tính tốn chiều dài neo vải để tấm lát chịu được gió cấp 14 ..51
T
1

T
1

3.3. Tính tốn ổn định tổng thể của mái thượng lưu. ...................................52
T
1

T
1

3.3.1. Các đặc trưng cơ lý dùng cho tính tốn. .........................................52
T
1

T
1

3.3.2. Mặt cắt tính tốn, trường hợp tính và thơng số đánh giá ổn định. .54
T
1

T
1

3.3.3. Kết quả tính tốn. ...........................................................................55
T
1

T
1

3.4. So sánh kinh phí đầu tư giải pháp có neo và khơng có neo. .................55
T
1

T
1

3.5. Kết luận chương 3. ................................................................................60
T
1

T
1

CHƯƠNG 4 ......................................................................................................62
T
1

T
1

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..........................................................................62
T
1

T
1

4.1. Những kết quả đạt được của luận văn. ..................................................62

T
1

T
1

4.2. Những tồn tại và hạn chế. ......................................................................63
T
1

T
1

4.3. Kiến nghị. ..............................................................................................63
T
1

T
1

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................64
T
1

T
1

PHỤ LỤC TÍNH TỐN ..................................................................................65
T
1

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

T
1

Luận văn Thạc sĩ


5

MỤC LỤC ẢNH MINH HỌA
Hình 1.1: Kết cấu bảo vệ mái bằng trồng cỏ ....................................................13
TU
1

T
1
U

Hình 1.2: Kè lát mái bằng đá lát khan .............................................................13
TU
1

T
1
U

Hình 1.3: Kè đá xây liền khối ở Thái Bình ......................................................14
TU

1

T
1
U

Hình 1.4: Kè bằng bê tơng đổ tại chỗ ở Hải Phịng..........................................15
TU
1

T
1
U

Hình 1.5: Mái kè bằng cấu kiện TSC – 178 .....................................................17
TU
1

T
1
U

Hình 1.6: Một số hình ảnh về kết cấu bảo vệ mái ở đê biển Hà Nam..............18
TU
1

T
1
U

Hình 2.1: Quan hệ Hs∼d theo các phương pháp tính khác nhau ......................26
TU
1

T
1
U

Hình 2.2: Tấm lát có liên kết ............................................................................27
TU
1

T
1
U

Hình 2.3: Tấm lát mái bị phá hủy do sóng biển ...............................................27
TU
1

T
1
U

Hình 2.4: Neo vải địa kỹ thuật gia cố ...............................................................28
TU
1

T
1

U

Hình 2.5: Bố trí neo ..........................................................................................29
TU
1

T
1
U

Hình 2.6: Thí nghiệm xác định lực neo ............................................................31
TU
1

T
1
U

Hình 2.7: Quan hệ giữa chiều dài neo vải và chiều cao sóng ..........................35
TU
1

T
1
U

Hình 3.1: Bản đồ vị trí cơng trình đê biển Hà Nam .........................................40
TU
1

T
1
U

Hình 3.2: Quan hệ giữa chiều dài neo vải và chiều cao sóng ..........................52
TU
1

T
1
U

Hình 3.3: Mặt cắt tính ổn định khi khơng bố trí vải địa kỹ thuật .....................54
TU
1

T
1
U

Hình 3.4: Mặt cắt tính ổn định khi bố trí vải địa kỹ thuật ................................54
TU
1

T
1
U

Hình PL1: Sơ đồ lưới phần tử -TH1-mặt cắt không neo vải ĐKT ...................67
TU

1

T
1
U

Hình PL2: Kết quả tính thấm-TH1-mặt cắt khơng neo vải ĐKT .....................67
TU
1

T
1
U

Hình PL3: Kết quả tính Hệ số ổn định Kat –TH1-mặt cắt khơng neo vải ĐKT
TU
1

T
1
U

...................................................................................................................................67
Hình PL4: Kết quả tính Hệ số ổn định Kat –TH1-mặt cắt neo vải ĐKT .........67
TU
1

T
1
U

Hình PL5: Kết quả tính thấm -TH2-mặt cắt khơng neo vải ĐKT ....................68
TU
1

T
1
U

Hình PL6: Kết quả tính Hệ số ổn định Kat –TH2-mặt cắt không neo vải ĐKT
TU
1

...................................................................................................................................68
Hình PL7: Kết quả tính Hệ số ổn định Kat –TH2-mặt cắt bố trí neo vải ĐKT68
TU
1

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

T
1
U

Luận văn Thạc sĩ

T
1
U

6

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2.1: Hệ số K D phụ thuộc vào hình dạng khối phủ ..................................24
T
1

R

R

T
1

Bảng 2.2: Tính tốn trọng lượng tấm lát khi chưa có neo ................................32
T
1

T
1

Bảng 2.3: Tính tốn lực neo .............................................................................33
T
1

T
1

Bảng 2.4: Tính tốn trọng lượng tấm lát khi có neo ........................................33

T
1

T
1

Bảng 2.5: Tính tốn hệ số ổn định tăng thêm của tấm lát khi có neo ..............34
T
1

T
1

Bảng 2.6: Tính tốn chiều cao sóng mà tấm lát chịu được khi có neo.............34
T
1

T
1

Bảng 3. 1: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 1 ..........................................................43
T
1

T
1

Bảng 3. 2: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 2 ..........................................................44
T
1

T
1

Bảng 3.4: Phân cấp gió bão ..............................................................................49
T
1

T
1

Bảng 3.5: Tính tốn trọng lượng tấm lát đê Hà Nam khi chưa có neo ............51
T
1

T
1

Bảng 3.6: Tính tốn lực neo .............................................................................51
T
1

T
1

Bảng 3.7: Tính tốn chiều cao sóng mà tấm lát chịu được khi có neo.............51
T
1

T

1

Bảng 3.8: Tính chất của vải địa kỹ thuật ..........................................................53
T
1

T
1

Bảng 3.9: Tổng hợp kết quả tính tốn ổn định mái ..........................................55
T
1

T
1

Bảng 3.10: Tỏng hợp thơng số 2 trường hợp tính tốn kinh phí ......................56
T
1

T
1

Bảng 3.11: Bảng khối lượng và dự toán phương án 1 .....................................56
T
1

T
1

Bảng 3.12: Bảng khối lượng và dự toán phương án 2 .....................................57
T
1

T
1

Bảng 3.12: Bảng khối lượng và dự toán phương án 3 .....................................58
T
1

T
1

Bảng PL1: Tính tốn sóng gió ..........................................................................66
T
1

T
1

Bảng PL2: Khối lượng đê Thiết kế mẫu – phương án 1 ..................................69
T
1

T
1

Bảng PL3: Khối lượng đê Thiết kế mẫu – phương án 2 ..................................72
T

1

T
1

Bảng PL4: Khối lượng đê Thiết kế mẫu – phương án 3 ..................................76
T
1

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

T
1

Luận văn Thạc sĩ


7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHÍNH
G

Trọng lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng

γd

Trọng lượng riêng của vật liệu khối phủ

γn

Trọng lượng riêng của nước biển

α

Góc nghiêng của mái kè

Hs

Chiều cao sóng thiết kế

Ls

Chiều dài sóng

R

R

Hệ số ổn định phụ thuộc hình dạng, độ nhám vật liệu và cách thức
Kd

ghép đặt

d

Chiều dày viên đá

C

Lực dính đơn vị của đất

φ

Góc ma sát trong của đất

ξ

Hệ số sóng vỡ

T’, T

Lực neo

σ

Ứng suất

τ neo

Cường độ chống kéo tụt neo

Lneo

Chiều dài neo

FS

Hệ số ổn định tăng thêm khi có neo

Kat

Hệ số an tồn cho phép

U

Áp lực nước kẽ rỗng

D

Đà gió thiết kế

H

Độ sâu mực nước trước cơng trình

u

Vận tốc gió thiết kế

R

R

R

Chú ý: Các ký hiệu sử dụng trong các phụ lục được giải thích rõ trong từng
trường hợp cụ thể, khơng hồn tồn theo quy định trong bảng trên.

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


8

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Là một nước có bờ biển dài trên 2000km, hệ thống đê, kè biển ở Việt Nam
được hình thành từ lâu đời. Do ảnh hưởng của nền kinh tế chậm phát triển, hệ thống
đê, kè biển chủ yếu được đắp bằng thủ công, cao trình đỉnh đê và mặt cắt ngang của
chúng khơng đủ để chống bão lũ đặc biệt dưới tác dụng của biển đổi khí hậu như
ngày nay. Vấn đề nền đê ở nước ta cũng rất đáng được quan tâm: do khơng có cơng
nghệ thiết kế cũng như thi cơng hiện đại nên nền đê biển hầu như không được xử lý,
gây lún sụt thân đê cũng như kết cấu bảo vệ mái rất nhiều. Như vậy cần phải có các
giải pháp nhằm tăng cường sự ổn định của các bộ phận cấu thành nên đê kè đặc biệt
là các tấm lát phía biển.
Một trong những giải pháp hợp lý để khắc phục những sự cố kể trên là neo giữ
các tấm lát bằng lưới thép, vải địa kỹ thuật. Với tính năng chịu kéo tốt của vải, tải
trọng kéo của sóng biển truyền vào các tấm lát sẽ được triệt tiêu bởi lực ma sát tạo
nên sự ổn định.
Giải pháp nêu trên thi công đơn giản, các vật liệu chính được sản xuất nhiều ở
Việt Nam nên giá thành hạ. Vì vậy cần thiết phải nghiên cứu sự mất ổn định của
tấm lát để có những kiến nghị khi ứng dụng giải pháp này trong thực tế làm mới
cũng như cải tạo hệ thống đê biển. Đề tài “Nghiên cứu giải pháp neo giữ tấm lát bảo
vệ mái đê biển” có tính khoa học và thực tiễn cao.
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu các biện pháp tăng cường ổn định tấm lát bảo vệ mái đê biển
- Tìm giải pháp thích hợp bằng biện pháp neo giữ tăng cường ổn định tấm lát.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Sử dụng phương pháp thống kê các tài liệu lý thuyết và thực tế ứng dụng cho

các tấm lát bảo vệ mái đê biển.
- Phân tích bằng mơ hình số để áp dụng cho tính tốn ổn định tấm lát khi sử
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


9

dụng neo gia cường.
4. Những kết qủa đạt được
- Xác định phương pháp tính tốn ổn định hợp lý cho tấm lát khi dùng giải
pháp neo giữ;
- Ứng dụng phần mềm để tính tốn ổn định tấm lát trường hợp có neo và
khơng có neo;
- Ứng dụng phần mềm Geo Slope để tính tốn ổn định tổng thể của mái đê
trường hợp có neo và khơng có neo.
- Áp dụng tính tốn cho tấm lát bảo vệ đê biển Hà Nam-tỉnh Quảng Ninh và
có những kết luận có cơ sở khoa học.
5. Nội dung của luận văn
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan các biện pháp bảo vệ mái đê biển
- Chương 2: Cơ sở khoa học ứng dụng neo giữ lớp bảo vệ mái đê biển
- Chương 3: Ứng dụng tính tốn ổn định cho tấm lát bảo vệ mái đê biển Hà
Nam - tỉnh Quảng Ninh
- Chương 4: Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo
- Các phụ lục tính tốn

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


10

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN
1.1. Tình hình xây dựng lớp bảo vệ mái đê biển trên thế giới và ở Việt Nam
Với diện tích 361x106km2, mặt nước biển và đại dương là chiếm 70,8% diện
P

P

P

P

tích bề mặt trái đất (diện tích bề mặt trái đất là 510x106 km2); Giao tuyến giữa lục
P

P

P

P

địa và biển gọi là đường bờ biển. Đường bờ biển có chiều dài tổng cộng là
440.000km - chiều dài bằng 11 lần đường xích đạo.
Có khoảng 2/3 cư dân trên thế giới tập trung tại vùng ven biển, nơi có hệ

thống giao thông lập thể, hải, lục, không, nhất là giao thông trên biển phát triển
mạnh. Nhưng vùng bờ biển cũng là nơi xảy ra nhiều thiên tai, hiểm họa do tác động
của các yếu tố như sóng, thủy triều, bão tố, …Do đó nhiệm vụ bảo vệ bờ biển có ý
nghĩa rất lớn để đảm bảo an tồn cho tính mạng con người và của cái vật chất của
xã hội.
Đê biển (là một trong các loại cơng trình có chức năng bảo vệ bờ biển) – là
một loại cơng trình xây dựng dọc bờ biển để ngăn triều, nước dâng, chống sóng
khơng cho nước biển tràn vào làm ngập mục tiêu bảo vệ.
Trên thế giới, Trung Quốc có trên 5451 km đê biển, trên tổng chiều dài
18.400km bờ biển. Ba Lan có hơn 316 km đê biển trên 843 km bờ biển. Trước đây
Hà Lan có khoảng 700km bờ biển tự nhiên, hiện nay có khoảng 300 km bờ biển tự
nhiên và khoảng 10km đê, đập. Đê biển Hà Lan có tầm quan trọng đặc biệt, vì nó
đảm bảo an tồn cho 60% dân số nước này.
Ngoài loại đê biển ngăn triều, chắn sóng bảo vệ cho đất liền, cịn có loại đê lấn
biển, mở rộng đất liền. Nổi bật nhất là cơng trình vây vịnh biển Zuder của Hà Lan,
đến năm 1987 diện tích lấn biển đã đạt 2 triệu ha. Cơng trình đê biển 32Km bịt cửa
vịnh, biến vịnh thành một hồ nước ngọt rộng 1.250 km2, trong đó có 165.000 ha
biến thành đất nơng nghiệp, cơ sở cơng nghiệp, thành phố và khu du lịch. Ở đồng
bằng sông Rhine Hà Lan cũng đã dùng cơng trình ngăn 3 trong 6 cửa sông, kết hợp
làm đê biển thay cho đê cửa sơng, cải tạo luồng lạch, tích nước ngọt, chống sóng
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


11

bão nước dâng, là một hệ thống cơng trình hiện đại bậc nhất thế giới.
Ở Hàn Quốc, cơng trình đê đã lấn biển 100.000 ha (theo số liệu thống kê năm
1986), trong đó 50% diện tích được thực hiện trong những năm 80 của thế kỷ trước.

Một số đê lấn biển đã được xây dựng ở vùng biển sâu sóng lớn, như đê biển Tasi
(Đại Khê), đã xây dựng ở nơi có độ sâu 14m dưới mực nước trung bình, cửa hợp
long có độ sâu 10 ÷ 30m.
Giống nhiều nước trên thế giới, nước ta có đường bờ biển dài – một thuận lợi
lớn trong việc phát triển kinh tế, nhưng cũng là thách thức không nhỏ trong vấn đề
đảm bảo an toàn dân sinh, kinh tế khu vực ven biển. Dọc theo ven biển, hệ thống đê
biển đã được hình thành với quy mơ khác nhau trong từng thời kỳ.
Hệ thống đê biển, đê cửa sông thộc các tỉnh từ Quảng Ninh đến Quảng Nam
có tổng chiều dài 1.700km. Trước năm 2005, được sự quan tâm của Nhà nước và
các tổ chức quốc tế thông qua các dự án PAM 4617, PAM 5325, OXFAM, CEC có
khoảng 719km đê biển thuộc các đoạn đê xung yếu đã được đầu tư củng cố, nâng
cấp nhằm đảm bảo chống gió bão cấp 9 với mực nước triều tần suất 5%. Tuy nhiên,
do nguồn vốn đầu tư còn hạn chế nên hệ thống đê biển chưa đảm bảo kiên cố, chưa
đồng bộ, ít được duy tu bảo dưỡng thường xuyên nên bị xuống cấp nhanh.
Năm 2005 vùng ven biển nước ta liên tiếp chịu ảnh hưởng trực tiếp của nhiều
cơn bão mạnh vượt mức thiết kế, trong đó đặc biệt là bão số 2, số 6, số 7 với sức gió
mạnh cấp 11, cấp 12, giật trên cấp 12 lại đổ bộ đúng thời điểm mực nước triều cao,
thời gian bão kéo dài gây sóng lớn, sóng lớn tràn qua mặt đê gây sạt lở mái đê phía
đồng, phía biển với chiều dài trên 54km thuộc Hải Phịng, Nam Định, Thái Bình,
Thanh Hóa và làm vỡ một số đoạn đê thuộc các tuyến đê Cát Hải (Hải Phòng), đê
biển Hải Hậu, Giao Thủy (Nam Định) với tổng chiều dài 1465m.
Sau bão số 7, thực hiện chỉ đạo của Chính Phủ, Bộ Nơng nghiệp & PTNT đã
nghiên cứu bổ sung, hồn thiện chương trình củng cố, bảo vệ, nâng cấp đê biển hiện
có tại các tỉnh có đê từ Quảng Ninh đến Quảng Nam nhằm đáp ứng u cầu phịng,
chống thiên tai trong tình hình mới, cần có mức đảm bảo cao hơn cho dân sinh kinh
tế, yêu cầu đồng bộ phục vụ đa mục tiêu.
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ

12

Ngày 14/3/2006, Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 58/2006/QĐ-TTg
phê duyệt chương trình với các mục tiêu chủ yếu sau:
1-Chủ động phòng, chống lụt bão, nước biển dâng, hạn chế thiệt hại do thiên
tai gây ra; tạo điều kiện phát triển kinh tế - xã hội ở các địa phương, góp phần bảo
đảm an ninh, quốc phịng vùng ven biển.
2-Kết hợp nhiệm vụ ngăn mặn, giữ ngọt, chống lụt, bão một cách chắc chắn,
lâu dài với yêu cầu khai thác tối đa tiềm năng vùng ven biển, chuyển đổi cơ cấu sản
xuất, tạo việc làm, tăng thu nhập, góp phần xóa đói, giảm nghèo.
3-Về lâu dài: xây dựng hệ thống đê điều kiên cố, đảm bảo an toàn phòng,
chống lụt, bão, lũ. Trước mắt phấn đấu đến năm 2010 đầu tư hoàn thành những
đoạn đê xung yếu nhằm bảo vệ dân cư tập trung, những khu vực kinh tế quan trọng.
Việt Nam có đường bờ biển dài trên 3.250km chạy suốt dọc theo chiều dài đất
nước từ Quảng Ninh đến Kiên Giang. Với địa hình tự nhiên thấp trũng, lại trực tiếp
chịu tác động của sóng, thủy triều, bão, nước dâng…nên tình hình xói lở tuyến bờ
biển và phá hoại hệ thống đê, kè biển diễn ra rất phức tạp. Chính vì vậy để đảm bảo
an tồn và ổn định cuộc sống của người dân sống trong khu vực ven biển, các vùng
cửa sông cũng như để phục vụ cho việc phát triển kinh tế xã hội của đất nước thì
việc bảo vệ bờ biển trở thành yêu cầu cấp thiết.
Có nhiều loại cơng trình bảo vệ bờ biển như: đê biển, hệ thống mỏ hàn, tường
kè bờ biển…vv. Đối với mỗi hình thức cơng trình thì đặc điểm làm việc, các yếu tố
tác động, các hình thức kết cấu, quy trình thiết kế…đều có những đặc điểm riêng.
Trong khn khổ của luận văn này đề cập chính đến vấn đề giải pháp neo giữ tăng
cường ổn định cho tấm lát bảo vệ mái đê biển.
1.2. Các hình thức kết cấu lớp gia cố mái
Lớp bảo vệ mái đê biển hiện nay rất đa dạng
1.2.1. Gia cố mái bằng trồng cỏ
Hình thức bảo vệ bằng vật liệu tự nhiên (đất, cát,...) có trồng cỏ vẫn cịn tồn tại

ở nhiều tuyến đê biển do điều kiện kinh tế khó khăn.
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


13

Hình 1.1: Kết cấu bảo vệ mái bằng trồng cỏ
1.2.2. Kè lát mái bằng đá lát khan
Hình thức này đã được sử dụng ở hầu hết các tỉnh, vật liệu hay dùng là đá hộc
có kích thước 0,25m - 0,3m.
Ưu điểm của hình thức này : Khi ghép chèn chặt làm cho mỗi viên đá hộc
được các viên khác giữ cả 4 mặt do bề mặt gồ ghề của viên đá, khe hở ghép lát lớn
sẽ thoát nước mái đê nhanh giảm áp lực đẩy nổi, liên kết mềm dễ biến vị theo độ
lún của nền.

Hình 1.2: Kè lát mái bằng đá lát khan
Bề mặt gồ ghề, độ nhám lớn giảm sóng leo lên mái và giảm vận tốc dịng rút.
Về mặt kỹ thuật thì thi cơng và sửa chữa dễ dàng.
Tuy nhiên nó có nhược điểm là khi nền bị lún cục bộ hoặc dưới tác dụng của
sóng dồn nén mối liên kết do chèn bị phá vỡ, các hịn đá tách rời nhau ra. Vì trọng
lượng bản thân q nhỏ nên dễ bị sóng cuốn trơi. Khe hở giữa các hòn đá khá lớn,
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


14

vận tốc sóng làm cho dịng chảy trong các khe đá ép xuống nền thúc đẩy hiện tượng
trôi đất nền tạo nhiều hang hốc lớn, sụt nhanh chóng gây hư hỏng đê.
1.2.3. Kè lát mái bằng đá xây - đá chít mạch
Hình thức này đã được sử dụng ở Thái Bình, Nha Trang,...với vật liệu là đá
hộc kích thước 0,25 – 0,3m (tận dụng cả đá nhỏ).
1.2.3.1. Kè lát mái bằng đá xây:
Đổ vữa lót nền và xây từng viên đá liên kết thành tấm lớn có chiều rộng 2m,
tạo khớp nối bằng bao tải nhựa đường.
1.2.3.2. Kè lát mái bằng đá chít mạch:
Xếp đá chèn chặt và đổ vữa chít các mạch phía trên.
Ưu điểm của hình thức này: Liên kết các viên đá lại với nhau thành tấm lớn đủ
trọng lượng để ổn định đồng thời các khe hở giữa các hịn đá được bịt kín, chống
được dịng xói ảnh hưởng trực tiếp xuống nền.
Nhược điểm: Khi làm trên nền đát yếu lún không đều sẽ làm cho tấm lớn đá
xây, đá chít mạch lún theo tạo vết nứt gẫy theo mạch vữa, dưới tác động của dòng
chảy trực tiếp xuống nền và dịng thấm tập trung thốt ra gây mất đất nền gây lún
sập kè nhanh chóng. Khi thi công tại chỗ vữa xây bị mặn xâm thực sẽ làm giảm
cường độ của khối xây.

Hình 1.3: Kè đá xây liền khối ở Thái Bình
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


15

1.2.4. Kè bằng bê tông
1.2.4.1. Kè lát mái bằng bê tơng đổ tại chỗ :
Hình thức này đã được sử dụng ở kè Hải Hậu – Nam Định, phá Tam Giang –

Thừa Thiên-Huế, Bàu Tró - Quảng Bình ...
Bê tơng tấm lớn đổ tại chỗ có khớp nối với kích thước và trọng lượng theo
tính tốn cho từng cơng trình cụ thể, thường là lớn đủ trọng lượng chống sóng, tuy
nhiên nếu nền lún không đều tấm bản dễ bị gãy, sập gây mất đất nền và do bê tông
đổ tại chỗ bị mặn xâm thực nên cường độ chịu lực kém.

Hình 1.4: Kè bằng bê tơng đổ tại chỗ ở Hải Phịng
Có 2 loại như sau:
Loại khơng có lỗ thốt nước: loại này che kín được mái nhưng phải chịu áp
lực đẩy nổi lớn do nước ở mái đê khơng thốt ra được.
Loại có lỗ thốt nước: ưu điểm là giảm được áp lực đẩy nổi, nhưng do lỗ thoát
nước nên dễ mất đất nền dưới tác động của dịng chảy đặc biệt nguy hiểm nếu thi
cơng lỗ thốt nước không tốt.

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


16

1.2.4.2. Kè lát mái bê tông lắp ghép tấm bản nhỏ hình vng:
Tấm bê tơng đúc sẵn chất lượng tốt thi cơng nhanh, có khe hở làm thốt nước
mái đê tốt, giảm áp lực đẩy nổi, nhưng tấm bản nhỏ khơng đủ trọng lượng và dễ bị
bóc ra khỏi mái.
1.2.4.3. Kè lát mái bê tơng tấm lập phương:
Các khối có kích thước: (0,45 x 0,45 x 0,45)m, nặng 218kg và (0,53 x 0,53 x
0,53)m, nặng 328kg. Trọng lượng của khối bê tông lớn, bề dày lớn không bị gẫy
nhưng thi cơng phải có cần cẩu rất khó khăn.
1.2.4.4. Kè lát mái tấm bê tơng lắp ghép có lỗ thốt nước:

Đã được xây dựng ở Bầu Tró – Quảng Bình. Kích thước của tấm: (0,45 x 0,5 x
0, 5)m. Loại này có ưu điểm thốt nước mái đê tốt, thi cơng nhanh, dễ sửa chữa
nhưng dễ mất đất nền dưới tác động của dịng chảy.
1.2.4.5. Kè lát mái bằng bê tơng lắp ghép có ngàm liên kết 1 chiều:
Do lắp ghép có ngàm nên trọng lượng bản thân được tăng lên và chiều có
ngàm giảm đáng kể dịng xói trực tiếp xuống nền, nhưng khơng có khả năng liên kết
thành tấm lớn nên dễ bị sóng bóc ra khỏi mái.
1.2.4.6. Kè lát mái bằng bê tơng lắp ghép có ngàm 2 chiều TAC - 2, TAC – 3:
• Cấu kiện TAC-2
Đã thi cơng ở Bầu Tró – Quảng Bình, Ngọc Xá - Trúc Lý – Quảng Bình;
Quảng Trị, đê biển 1 Đồ Sơn – Hải Phịng...

• Cấu kiện TAC–3
Đã thi cơng ở Tây Cổ Vậy – Xuân Thủy - Nam Định, Đồ Sơn – Hải Phịng,
Phá Đơng, Phá Cầu Hai - Thừa Thiên- Huế, Hà Tĩnh...
Ưu điểm của loại cấu kiện này là nó có khả năng phân bố lực xung, lực cục bộ
cho các cấu kiện bên cạnh tạo nên sự biến vị giảm dần từ vị trí xung lực dẫn ra xung
quanh. Vì vậy giảm được hiện tượng lún sâu, cục bộ, tạo nên lún dạng cong thuận
đồng thời do được nối với nhau bằng các ngàm đối xứng dạng nêm hai chiều đan
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


17

giằng vào nhau chặt chẽ đã tạo được một kết cấu như một tấm bản lớn mà chiều
rộng, chiều dài khơng hạn chế và khớp nối dích dắc hạn chế dịng xói trực tiếp
xuống nền.
Nhược điểm: Ban đầu các loại TAC – 2, TAC – 3 chiều dày độ vát quá nhỏ dễ

bị gẫy, sứt mẻ trong quá trình vận chuyển và thi cơng, vì vậy các loại sau có độ dày
lớn hơn nên khắc phục được nhược điểm này.
1.2.4.7. Kè lát mái bằng bê tơng lắp ghép có ngàm 3 chiều TSC – 178:
(bằng sáng chế số 178/QĐ-118/QĐSC ngày 8 tháng 4 năm 1993, Cục sở hữu
công nghiệp bộ Khoa học công nghệ và môi trường).
Đã được thi công ở Hải Phòng, Nam Định hiện đang sử dụng loại bề dày
0,28m.

Hình 1.5: Mái kè bằng cấu kiện TSC – 178
Ưu điểm:
• Kết cấu có ngàm 3 chiều lắp ghép mềm thích hợp với nền yếu, lún khơng
đều vì có khả năng tự điều chỉnh lún đồng bộ với nền. Trọng lượng cấu kiện trên
dưới 100kg thi công bằng thủ cơng lắp ghép thuận lợi trong mọi địa hình phức tạp,
dễ tu sửa, tiết kiệm vật liệu trong tu sửa, dễ thi cơng, chất lượng tốt.
• Ngàm liên kết có hình dích dắc kéo dài, đường thấm che kín nên hạn chế
tốc độ dịng sóng trực tiếp xuống nền đồng thời liên kết thành mảng có chân đế
rộng, giảm đáng kể ứng suất của trọng lượng mảng và áp lực sóng xuống nền, hạn
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


18

chế hiện tượng lún cục bộ của từng cấu kiện. Bề mặt cấu kiện được tạo mố nhám
tiêu năng giảm chiều cao sóng leo và vận tốc dịng rút.
Nhược điểm:
Vì liên kết mảng khi sóng đã đánh bung thì bung cả mảng, các cấu kiện trọng
lượng nhỏ rời ra dễ bị cuốn trơi theo sóng.

Hình 1.6: Một số hình ảnh về kết cấu bảo vệ mái ở đê biển Hà Nam
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


19

∗ Ta thấy rằng các hình thức kè bảo vệ mái rất phong phú và đa dạng, nhưng
việc áp dụng hình thức nào thì căn cứ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của
từng khu vực sao cho hệ thống kè đó sẽ hạn chế được tối đa nhược điểm và tận
dụng được hết các ưu điểm, đem lại lợi ích lớn nhất.
1.3. Đánh giá nguyên nhân hư hỏng
1.3.1. Lớp gia cố chưa đủ kiên cố, đồng bộ
Với những đoạn đê mà mái được gia cố bằng trồng cỏ thì rõ ràng chưa đủ
kiên cố để có thể chống lại được sóng gió mạnh chưa kể đến việc có triều cường kết
hợp.
Hình thức gia cố bằng đá hộc lát khan là phổ biến, có ở hầu hết các đê được
đầu tư gia cố trước những năm 2000. Mái đê được gia cố kiểu này thường rất nhanh
bị hư hỏng do sự không đồng đều của lớp đá lát khan, những viên đá kích thước bé
lại khơng được chèn chặt (do chủ quan khi thi công hay do ý thức của người dân
trong quá trình vân hành khai thác) bị sóng vỗ mạnh lơi kéo đi…làm mất ổn định
của cả lớp gia cố.
Ở một số đoạn đê có vốn đầu tư nhiều hơn, việc lát cấu kiện bê tơng cũng chỉ
được đến cao trình +3,5m. Từ +3,5m trở lên được gia cố bằng đá hộc lát khan
không đảm bảo chống bão cấp 11, cấp 12 (đê biển Đồ Sơn, Cát Hải ở Hải Phòng và
đê biển Nam Định năm 2005 là những ví dụ).
Nhiều đoạn đê, tuy mái đê được gia cố bảo vệ bằng cấu kiện bê tơng nhưng
bản thân cấu kiện được tính tốn thiết kế không đảm bảo: Các tấm liên kết dạng
ngàm do công nghệ thi cơng cịn hạn chế nên các tấm bị phá hỏng sau một thời gian

ngắn làm việc. Các tấm là độc lập thì trong lượng của mỗi tấm lại quá nhẹ
(Gtấm<=100kg). không đảm bảo ổn định trên mái đê.
1.3.2. Sóng và sóng leo cao hơn mức tính tốn trong thiết kế
Giai đoạn trước đây đê được thiết kế chống gió bão cấp 9, triều tần suất 5%,
trong khi đó bão số 7 năm 2005 với gió cấp 12, giật trên cấp 12, cộng với triều
cường lớn đã tạo ra sóng tràn qua đê gây sạt lở mái phía đồng và mặt đê gây vỡ đê.
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


20

Sau các cơn bão năm 2005, Chính phủ đã đầu tư kinh phí lớn để nâng cấp
tuyến đê biển. Tuy nhiên mức thiết kế mới chỉ dừng lại ở việc chống gió bão cấp 10,
triều tần suất 5% và khi có bão cấp 12 thì chấp nhận nước tràn qua đê. Thực tế thì
trên thế giới những năm gần đây nhiều cơn bão đã có gió trên cấp 12. Như vậy nếu
các cơn bão này đổ bộ vào nước ta thì những tuyến đê dù là hiện đại nhất của Việt
Nam cũng khó lịng chống chọi lại được với bão. Đặc biệt, nếu các tấm lát không
được neo giữ, liên kết với nhau thành một khối cũng bị áp lực của sóng, của nước
rút làm cho mất ổn định.
1.4. Giới thiệu lớp bảo vệ mái có neo giữ
Lớp bảo vệ mái bằng các tấm lát có liên kết ngàm sẽ là rất tốt nếu vấn đề neo
giữ tấm lát được giải quyết.
Lớp bảo vệ mái bình thường ổn định nhờ trọng lượng bản thân của nó và sự
liên kết giữa các tấm. Để tăng lực giữ tấm lát, bố trí các neo: chốt neo được liên kết
vào tấm lát, thân neo thì được đặt vào trong đất. Nhờ lực liên kết giữa thân neo và
đất, tấm lát sẽ được neo giữ bằng chính lực neo chuyền qua dây neo.
1.5. Kết luận chương 1
1. Qua tổng quan về các biện pháp bảo vệ mái đê phía biển có thể thấy rằng

ngun nhân hư hỏng đê biển nói chung và kết cấu mái nói riêng là kết cấu đê kè
chưa đủ kiên cố đồng bộ để chống lại sóng gió lớn. Ở nhiều nơi, nguyên nhân hư
hỏng kết cấu bảo vệ mái là do sóng gió thực tế lớn hơn tính tốn thiết kế (do điều
kiện kinh tế ở nhiều nơi khó khăn và do tình hình khí hậu trên thế giới ngày càng
diễn biến phức tạp).
2. Ở nước ta, thường xuyên xảy ra nhiều thiên tai, hiểm họa do thủy triều,
sóng gió, bão tố...Vì vậy bảo vệ bờ biển có ý nghĩa rất lớn để bảo đảm an tồn tính
mạng của nhân dân, an toàn của cải vật chất của toàn xã hội. Việc nghiên cứu về
tấm lát bảo vệ mái có neo giữ đóng vai trị tiên phong, mở ra một hướng mới cho
công cuộc củng cố tuyến đê biển dài của nước ta. Cụ thể về tấm lát có neo giữ sẽ
được trình bày sâu hơn ở các trước sau.
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


21

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG NEO GIỮ
LỚP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN
2.1. Các tính phương pháp thiết kế và thi công lớp bảo vệ mái đê biển
Đê, kè biển có tác dụng ngăn chặn xói mịn đường biển (danh giới đất và
nước). Tuy nhiên để đê, kè biển đồng thời phát huy tác dụng bảo vệ và phù hợp về
kinh phí đầu tư cho từng vùng biển khác nhau cần có tính tốn thiết kế.
2.1.1. Trình tự thiết kế
Việc lựa chọn mơ hình kết cấu phụ thuộc vào chức năng các điều kiện môi
trường tại chỗ và các giới hạn trong cơng nghệ thi cơng.
Vì nhiệm vụ của đê, kè là bảo vệ vùng đất phía sau chống lại các tác động của
mực nước cao và sóng biển lớn. Để chống lại mực nước cao thì đê cần cao hơn đỉnh

sóng khi có bão. Như vậy cần tính tốn sóng để xác định đỉnh của nó. Trong một số
trường hợp, tính tốn thiết kế đê cho phép nước biển tràn qua thì u cầu về đỉnh
sóng được giảm nhẹ hơn vì lúc này người ta quan tâm đến lượng nước tràn qua đê
cho phép nhiều hơn. Các số liệu cần thu thập để lựa chọn một cơ chế bảo vệ một
cách hợp lý là: khí hậu, mực nước, gió, sóng, q trình thay đổi bờ biển (sự vận
chuyển bùn cát), các số liệu về địa kỹ thuật, các rào cản xây dựng...
Trước kia, việc lựa chọn kết cấu bảo vệ đê biển chỉ dựa vào kinh nghiệm hay
mục đích sử dụng của địa phương, các thiết kế thường khơng thích hợp.
Ngày nay thì việc lựa chọn kết cấu bảo vệ đê biển được dựa trên nền tảng khoa
học vững vàng hơn, có nhiều kinh nghiệm hơn. Dù vậy thì các giải pháp đưa ra cần
được kiểm tra trên mơ hình vì khơng có một quy tắc thiết kế chung nào cho tất cả
các giải pháp khác nhau và tình huống khác nhau.
Về mặt kết cấu quan trọng nhất là tính ổn định của lớp bề mặt, nền móng kiên
cố để giảm sự xâm thực và bảo vệ chân tường...Tất cả những điều này lại có khả
năng dẫn đến sự hỏng hóc của cấu trúc bờ biển (Chất tải nặng lên nền thì nền có thể
bị phá hủy...). Vì vậy để có được một kết cẩu bảo vệ mái hợp lý cần tuân thủ các
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


22

bước sau:
a. Xây dựng các yêu cầu mang tính chức năng
b. Chuẩn bị các giải pháp thay thế
c. Chọn một phương án khả thi
d. Xác định mực nước thiết kế
e. Xác định chiều cao sóng và dịng hải lưu nếu có
f. Xây dựng cấu trúc hình học phù hợp

g. Xem xét lại các cơ chế lỗi có thể xảy ra
h. Xác định các phương án và kích thước của cấu kiện bê tông cốt thép
i. Thiết kế tầng lọc và vải lọc
j. Xác định đỉnh sóng có thể
k. Xác định lưu lượng tràn
l. Tìm các thiết bị phù hợp để bảo vệ lớp mặt
m. Kiểm tra thiết kế
n. Lập dự toán cho các phương án
o. Lựa chọn phương án cuối cùng
p. Chuẩn bị chi tiết vật liệu và lập tiến độ thi cơng
2.1.2. Các tính phương pháp thiết kế và thi công lớp bảo vệ mái
Các vật liệu bảo vệ mái thường được phân ra như sau:
- Vật liệu tự nhiên (cát, đất sét và cỏ)
- Đá lát khan, đá xây
- Khối bê tông tại chỗ, bê tông lắp ghép theo block hoặc tấm
- Bê tông và Bê tông nhựa đường
Độ bền của các phương pháp bảo vệ trên được bắt nguồn từ lực ma sát, lực cố
kết, trọng lượng của từng đơn vị, sức bền kết cấu.
Điểm không ổn định của mái dốc thường xuất hiện ở những điểm ứng với
chân sóng, nơi có áp lực đẩy nổi lớn hơn và xảy ra ngay trước khi có sóng tiếp theo.
Sự không ổn định thường xảy ra do sự kết hợp giữa lực đẩy nổi với lực va chạm
ngay sau khi sóng tan.
Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


23

a. Phương pháp bảo vệ bằng vật liệu tự nhiên:

Từ lâu đời, đất được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng dẻ tiền và sẵn có.
Tuy vậy đặc trưng cơ học của nó kém, đặc biệt là khơng chịu được kéo, dễ bị cuốn
trôi. Khắc phục nhược điểm này của đất, người ta đã biết cách trồng cỏ trên mái dốc
để tăng độ liên kết của đất, giữ đất không bị cuốn trôi. Việc thi công kết cấu này
cũng rất đơn giản và có thể tiến hành bằng máy hoặc thủ công.
Bảo vệ mái bằng vật liệu tự nhiên như là đất, cát kết hợp trồng cỏ có thể nói là
cách làm cổ điển nhất và chủ yếu dựa vào kinh nghiệm.
b. Phương pháp bảo vệ bằng đá hộc lát khan:
Ở phương pháp này đá hộc được dùng để lát lên mái dốc, trực tiếp tiếp xúc với
sóng biển. Tính ổn định của đá được cải thiện đáng kể khi người ta biết cách tạo
tầng lọc ngược để giữ đất: trước khi lát đá hộc, người ta đắp một lớp cát mỏng, một
lớp dăm đệm lên mái rồi sau đó mới lát đá hộc.
√. Tính tốn lớp bảo vệ bằng đá hộc lát khan:
- Trọng lượng ổn định của khối phủ mái đê chịu tác dụng của sóng, gió thiết
kế theo cơng thức Hudson:
G=

γ d H S3

(2.1)

γ
K d ( d − 1) 3 cot gα
γn

Trong đó:
G: Trọng lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng (T)
H S : Chiều cao sóng thiết kế (m).
R

R

γ d : Trọng lượng riêng của vật liệu khối phủ (T/m3)
R

R

P

P

γ n : Trọng lượng riêng của nước biển(T/m3)
R

R

P

P

α: Góc nghiêng của mái kè cotgα = m.
K d : Hệ số ổn định phụ thuộc hình dạng, độ nhám vật liệu và cách thức ghép
R

R

đặt.

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


24

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

R

Loại khối phủ

Cách xếp

KD

Đá hộc

Đổ rối 2 lớp

3

Đá hộc

Lát khan

4

Tấm bêtông đúc sẵn

Ghép độc lập

3.5

Tấm bê tông đúc sẵn

Tự chèn thành mảng

5–6

R

K D = 3.5 trong trường hợp sóng vỡ, K D = 4.5 trong trường hợp sóng khơng
R

R

R

R

vỡ.
- Chiều dày của viên đá:
d = 0,266.

γ
γd −γ

.

HS
m

3

LS
HS

(2.2)

Trong đó:
d: Chiều dày lớp đá hộc
L S : Chiều dài sóng
R

R

γ d , γ, H S , m: như giải thích ở trên
R

R

R

R

Công thức Hudson đơn giản, tuy nhiên chỉ phù hợp với dạng cơng trình chắn
sóng làm bằng đá cho phép nước tràn qua và khả năng thấm cao.
c. Phương pháp bảo vệ bằng tấm lát bê tông:
Khác với phương pháp dùng đá hộc, người ta dùng tấm lát bê tông để lát lên

mái dốc, trực tiếp tiếp xúc với sóng biển. Ưu điểm của của phương pháp này là tấm
lát bê tơng có thể tính tốn thiết kế với kích thước lớn tùy ý nên tăng độ ổn định.
Tuy nhiên nhược điểm là khả năng chống xâm thực của bê tơng khơng tốt như đá vì
vậy phải dùng mác cao, tốn kém hơn so với dùng đá.
√. Tính tốn lớp bảo vệ bằng tấm bê tông:
- Trọng lượng tấm cũng tính tốn tương tự như với đá hộc.
- Chiều dày tấm lát có thể tính theo các cơng thức khác nhau:
* Theo công thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc:

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ


25

d= n.H s .

γ

Ls
γ b − γ Lt .m

(2.3)

.

Trong đó:
n : hệ số phụ thuộc bề mặt mái.
d: Chiều dày cấu kiện bê tông (m)

L t : chiều dài cạnh cấu kiện bê tơng theo phương vng góc với đường mép
R

R

nước
γ b : Trọng lượng riêng của vật liệu khối phủ (T/m3)
R

R

P

P

γ, H S , L S , m: như giải thích ở trên
R

R

R

R

* Theo theo cơng thức Pilarczyk, KW của Hà Lan:
d=

HS

γ −γ

φ× d
γ

.ξ 2 / 3 (m)

(2.4)

Φ: hệ số phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện: Φ = 5
ξ=

tgα
Hs
Ls

: Hệ số sóng vỡ

(2.5)

Chiều dày tấm lát tính theo 3 phương pháp trên được thể hiện bằng sơ đồ trên
hình 2.1.

Lê Mạnh Hùng – Cao học 17C2

Luận văn Thạc sĩ