Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt trượt mái kè Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An (Luận văn thạc sĩ file word)

CỘNG

HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập- Tự do- Hạnh phúc
Hà nội, ngày

tháng

năm 2016

BẢN CAM KẾT
Kính gửi:
- Phịng Đào tạo Đại học & Sau Đại học
- Khoa Cơng trình
Tên học viên: Bùi Đức Quang
Sinh ngày: 10/01/1987
Lớp cao học: 22C21
Tên đề tài luận văn “Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt trượt mái kè
Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An”.
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tơi hồn tồn là do tơi làm. Những kết quả
nghiên cứu, thí nghiệm khơng sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu vi
phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm, chịu bất kỳ các hình thức kỷ luật nào của nhà
trường.
Học viên

Bùi Đức Quang

1


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và làm luận văn, được sự nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ
của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, bằng sự nỗ lực cố gắng học tập,
nghiên cứu và tìm tịi, tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đề tài “
Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt trượt mái kè Hưng Lĩnh,
huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An ” đã được tác giả hoàn thành đúng thời hạn quy
định.
Tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quang Hùng đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình
thực hiện luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và cán bộ
công nhân viên Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học, Khoa Cơng trình, Trường Đại
học Thủy Lợi đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện
luận văn.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo trường ĐH Thủy lợi, cơ
quan cơng tác, gia đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả
hoàn thành luận văn đúng thời hạn.
Do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác
giả cịn ít nên luận văn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận
được ý kiến đóng góp và trao đổi.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng
HỌC VIÊN

Bùi Đức Quang

năm 2016.


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. 2
I. Tính cẤp thiẾt cỦa đỀ tài.................................................................................... 11
II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI................................................................................. 12
III. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU............................................. 12
IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC.................................................................. 13
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG KÈ VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH CỦA
KÈ............................................................................................................................... 14
1.1. Tổng quan về xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam................................... 14
1.1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống sông, suối ở Việt Nam.........................14
1.1.2. Tình hình xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam................................. 15
1.2.Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật đối với kè ở khu vực tỉnh Nghệ An
...................................................................................................................................17
1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực tỉnh Nghệ An......................................... 17
1.2.2. Tình trạng sạt lở bờ sơng ở Nghệ An......................................................... 19
1.2.3. Tình hình xây dựng kè và điều kiện làm việc của kè tại Nghệ An..............21
1.3. Các yếu tố tác động làm cho mái kè bị sạt trượt............................................... 25
1.3.1. Mất ổn định cục bộ theo phương ngang................................................... 25
1.3.2 Mất ổn định cục bộ theo phương đứng...................................................... 26
1.3.3 Mất ổn định tổng thể.................................................................................. 26
1.3.4 Mất ổn định cục bộ của kết cấu.................................................................. 26
1.3.5 Sóng........................................................................................................... 27
1.4. Một số biện pháp thường dùng để khắc phục sự cố sạt trượt mái kè, những khó
khăn, tồn tại.............................................................................................................30
1.4.1 Các loại cơng trình đơn giản..................................................................... 30
1.4.2. Các loại cơng trình bán kiên cố................................................................ 30
1.5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu........................................................................... 32
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU......................33
2.1. Các trạng thái mất ổn định của kè và cơ sở lý thuyết....................................... 33
2.1.1. Mất ổn định chân kè.................................................................................. 33
2.1.2. Mất ổn định mái kè.................................................................................... 41

2.1.3. Mất ổn định đỉnh kè.......................................................................... 44
2.2. Cơ sở lý thuyết tính tốn dịng thấm........................................................ 45
2.2.1 Ngun nhân sự hình thành dịng thấm trong mơi trường đất đá...............45
2.2.2 Tác hại của dịng thấm trong cơng trình xây dựng..................................... 48
2.2.3 Phân loại dịng thấm trong mơi trường đất rỗng........................................ 48
2.2.4 Các giả thiết cơ bản trong tính tốn thấm.................................................. 48
2.2.5 Các phương pháp tính tốn thấm............................................................... 49
2.3. Những vấn đề kỹ thuật trong nghiên cứu ổn định sạt trượt mái dưới tác
dụng của dòng thấm................................................................................. 54
2.3.1 Phân loại dòng thấm trong môi trường đất rỗng........................................ 54
2.3.2 Các giả thiết cơ bản trong tính tốn thấm.................................................. 55
2.4. Đánh giá, lựa chọn phương pháp tính tốn và phần mềm dùng trong
nghiên cứu...............................................................................................
................................................................................................................. 57
2.4.1 Phương pháp cân bằng giới hạn................................................................ 58
2.4.2 Phương pháp phần tử hữu hạn................................................................... 60
2.4.3. Lựa chọn phương pháp tính...................................................................... 64
2.4.4. Lựa chọn phần mềm dùng trong nghiên cứu............................................. 72
2.5. Đề xuất biện pháp xử lý để đảm bảo ổn định kè......................................74
CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÙ HỢP ÁP DỤNG CHO
HIỆN TƯỢNG SẠT TRƯỢT MÁI KÈ TẠI XÃ HƯNG LĨNH, HUYỆN HƯNG
NGUYÊN, TỈNH NGHỆ AN.................................................................................... 77
3.1. Giới thiệu cơng trình........................................................................................ 77
3.1.1. Vị trí cơng trình......................................................................................... 77
3.1.2. Điều kiện tự nhiên..................................................................................... 78
3.1.3. Nhiệm vụ cơng trình.................................................................................. 80
3.1.4. Quy mơ cơng trình..................................................................................... 80
3.2. Đánh giá ổn định mái kè đối với đoạn kè đang nghiên cứu..............................81

3.2.1 Quá trình sạt lở.......................................................................................... 81
3.2.2. Hiện trạng cơng trình đoạn từ K68+914 – K69+414...............................82
3.3. Ngun nhân hư hỏng của cơng trình............................................................... 82


3.3.1 Ảnh hưởng của dịng chảy trên sơng.......................................................... 82
3.3.2 Ảnh hưởng của dòng thấm.................................................................................. 83
3.3.3 Các nguyên nhân chủ quan................................................................................. 84
3.4. Đề xuất các giải pháp gia cố..................................................................................... 85
3.4.1. Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải
vải địa kỹ thuật và lát khan lại............................................................................86
3.5. Phân tích đánh giá kết quả tính tốn và lựa chọn giải pháp phù hợp.........................87
3.5.1 Kết quả tính tốn giải pháp 1- Bóc bỏlớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái
m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại..............................87
3.5.2 Kết quả tính tốn giải pháp 2- Bóc bỏ tất cả từ vị trí cao trình +1,00, làm
tường BTCT đến cao trình +2,5m, từ đó tạo mái kè khung bê tơng trồng cỏ
vuốt lên đỉnh kè cao trình +3,5m
...................................................................................................................
92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 105
1. Các kết quả đạt được trong luận văn................................................................. 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 107
PHỤ LỤC 1 - KẾT QUẢ TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG ÁN 1........................108
PHỤ LỤC 2 - KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG ÁN 2........................118


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Lược đồ các hệ thống sơng lớn ở Việt Nam.................................................15
Hình 1.2 Chống sạt lở bờ, ổn định lịng dẫn sơng Thái Bình khu vực TP Hải Dương
(báo XD)...................................................................................................................... 16

Hình 1.3 Dự án đê kè bờ hữu sơng Mã ( báo VH&ĐS)...............................................16
Hình 1.4 Kè Thị xã Hội An bảo vệ cửa sơng tỉnh Quảng Nam....................................16
Hình 1.5 Kè Đức Quang tỉnh Hà Tĩnh cửa sơng Lam..................................................17
Hình 1.6 Kè Phong Vân – Ba Vì – Hà Nội..................................................................17
Hình 1.7 Bản đồ tự nhiên tỉnh Nghệ An......................................................................18
Hình 1.8 Sạt lở bờ sơng xã Hưng Hịa-Nghệ An.........................................................20
Hình 1.9 Sạt lở H.Hưng Nguyên

Hình 1.10 Sạt lở đê La Giang - HT...........20

.......................................................................................................................................

20

Hình 1.11 Sạt lở H.Thanh Chương – Nghệ An............................................................20
Hình 1.12 Sạt lở bờ sơng Lam – huyện Đơ Lương......................................................21
Hình 1.13 Kè sơng Lam tại Tp.Vinh............................................................................21
Hình 1.14 Cấu tạo kè lát mái.......................................................................................23
Hình 1.15 Cấu tạo kè mỏ hàn......................................................................................24
Hình 1.16 Mặt cắt thiết kế thường dùng cho sạt lở sơng Lam.....................................25
Hình 1.17 Lực tác dụng của sóng lên mái kè dạng tấm bê tơng..................................27
Hình 1.18 Các biểu đồ áp lực sóng lên một đê chắn sóng ngập nước..........................28
Hình 1.19 Sóng đánh vào kè ở Bạc Liêu.....................................................................29
Hình 1.20 Kè sơng Mã bị hư hỏng...............................................................................29
Hình 1.21 Kè kênh Ba Bị – Bình Dương bị sụt, lún...................................................29
Hình 1.22 Thi cơng đóng cừ BTCT UST chân kè và khối BT hộ chân kè...................31
Hình 1.23 Kè bờ sơng bằng rọ đá ở sơng Tiền – Đồng Tháp.......................................31
Hình 2.1 Cấu tạo chân kè lát mái.................................................................................33
Hình 2.2 Hình thức chân kè lát mái đường lạch sâu nằm trong vùng xây dựng kè......34
Hình 2.3 Chân kè bằng đá đổ.......................................................................................34

Hình 2.4 Chân kè bằng rồng........................................................................................35
Hình 2.5 Chống xói chân kè bằng rồng hoặc bè chìm.................................................35


Hình 2.6 Rọ đá bị phá vỡ, cuốn trơi.............................................................................36
Hình 2.7 Rọ đá bị cuốn trơi ở Quảng Bình..................................................................36
Hình 2.8 Rọ đá bị phá hủy, cuốn trơi tại Tun Hóa – Quảng Bình............................37
Hình 2.9 Bê tơng chân kè bị phá vỡ............................................................................37
Hình 2.12 Kết cấu thân kè...........................................................................................41
Hình 2.13 Kè đá hộc lát khan và tấm bê tơng lắp ghép...............................................43
.......................................................................................................................................43
Hình 2.14 Kè đá xây liền khối ở Thái Bình.................................................................43
Hình 2.15 Cấu tạo cốt đất khơ.....................................................................................45
Hình 2.16 Sơ đồ thế năng của một điểm trong mơi trường đất....................................46
Hình 2.17 Sơ đồ, hướng đi của dịng chảy hình thành giữa hai điểm trong mơi trường
đất................................................................................................................................ 47
Hình 2.18 Sơ đồ hình thành và chuyển động của dịng thấm trong đập đất.................47
Hình 2.19 Sơ đồ các phương pháp tính tốn thấm.......................................................51
Hình 2.20 Sơ đồ sai phân.............................................................................................52
Hình 2.21 Sơ đồ phân tử tam giác...............................................................................53
Hình 2.22 Mặt cắt ngang kè.........................................................................................56
Hình 2.23 Các phương pháp phân tích ổn định mái.....................................................58
Hình 2.24 Sự tương tác giữa các slice với nhau được mơ tả bởi các interslice forces 58
Hình 2.25 Lực tác dụng trên mặt trượt thông qua khối trượt với mặt trượt trịn..........62
Hình 2.26 Lực tác dụng lên mái trượt thơng qua khối trượt với mặt tổ hợp................62
Hình 2.27 Lực tác dụng lên mặt trượt thông qua khối trượt........................................62
với đường trượt đặc biệt..............................................................................................62
Hình 2.28 Các phương phương pháp tính tốn ứng suất biến dạng.............................66
Hình 2.29 Các phương phương pháp giải hệ các phương trình cơ bản........................70
Hình 2.30 Dạng hình học đơn giản của các phần tử....................................................71

Hình 2.31 Giải pháp kết cấu mái kè nghiêng kết hợp vải địa kỹ thuật gia cường làm
tăng sự ổn định của kè.................................................................................................75
Hình 2.32 Thảm rồng đá túi lưới và các rồng đá túi lưới đơn......................................76
Hình 3.1 Bản đồ khu vực xây dựng cơng trình............................................................78


Hình 3.2 Giải pháp 1- Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái m=2,0, đầm chặt
K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại....................................................................86
Hình 3.3 Giải pháp 2- Bóc bỏ tất cả từ vị trí cao trình +1,00, làm tường BTCT đến cao
trình +2,5m, từ đó tạo mái kè khung bê tông trồng cỏ vuốt lên đỉnh kè cao trình
+3,5m.
.......................................................................................................................................

86

Hình 3.4 Mơ hình tính tốn trong Geoslope – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)88
Hình 3.5 Kết quả tính tốn chuyển vị theo phương ngang – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................88
Hình 3.6 Kết quả tính tốn chuyển vị theo phương đứng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................89
Hình 3.7 Kết quả tính tốn chuyển vị tổng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) . 89
Hình 3.8 Kết quả tính tốn ứng suất theo phương ngang – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................90
Hình 3.9 Kết quả tính tốn ứng suất theo phương đứng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................90
Hình 3.10 Kết quả tính tốn ứng suất lớn nhất – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)
.......................................................................................................................................

91

Hình 3.11 Kết quả tính tốn ổn định mái – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)....91
Hình 3.12 Kết quả tính tốn áp lực nước lỗ rỗng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................92
Hình 3.13 Kết quả tính tốn cột nước áp – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)....92
Hình 3.14 Mơ hình tính tốn trong Geoslope – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)
.......................................................................................................................................

93

Hình 3.15 Kết quả tính tốn chuyển vị theo phương ngang – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................93
Hình 3.16 Kết quả tính tốn chuyển vị theo phương đứng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................94
Hình 3.17 Kết quả tính tốn chuyển vị tổng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)94 Hình 3.18 Kết quả tính tốn ứng suất theo phương
ngang – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................95


Hình 3.19 Kết quả tính tốn ứng suất theo phương đứng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................95
Hình 3.20 Kết quả tính tốn ứng suất lớn nhất – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)
.......................................................................................................................................96
Hình 3.21 Kết quả tính tốn ổn định mái – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)....96
Hình 3.22 Kết quả tính tốn áp lực nước lỗ rỗng – trường hợp
MNTT=MNDBT=2,00(m)..........................................................................................97
Hình 3.23 Kết quả tính tốn cột nước áp – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)....97
Hình 3.24 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính tốn ứng với MNTL khác nhau với hệ
số ổn định các phương án............................................................................................98
Hình 3.25 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính tốn ứng với MNTL khác nhau với
chuyển vị tổng Usum các phương án...........................................................................99

Hình 3.26 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính toán ứng với MNTL khác nhau với
chuyển vị tổng Usum các phương án...........................................................................99
Hình 3.27 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính tốn ứng với MNTL khác nhau với
chuyển vị tổng Usum các phương án.........................................................................100
Hình 3.28 Hình vẽ thể hiện các lực tác dụng lên 1 thỏi đất theo phương pháp cân bằng
giới hạn...................................................................................................................... 101


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Kết quả tính tốn lưu lượng nhỏ nhất thiết kế tại trạm thủy văn Chợ Tràng .. 80
Bảng 3.2: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý giải pháp 1- Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất
tạo mái m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại............................. 87
Bảng 3.3: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý giải pháp 2- Bóc bỏ tất cả từ vị trí cao trình
+1,00, làm tường BTCT đến cao trình +2,5m, từ đó tạo mái kè khung bê tơng trồng cỏ
vuốt lên đỉnh kè cao trình +3,5m.................................................................................. 87
Bảng 3.4: Bảng tổng hợp kết quả tính tốn phương án 1.............................................. 97
Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết quả tính tốn phương án 2.............................................. 98


MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm qua, được sự quan tâm đầu tư của Trung ương và các Bộ, Nghành,
đặc biệt là sự đầu tư của Bộ NN & PTNT, rất nhiều cơng trình chống sạt lở bờ sông đã
được triển khai xây dựng nhằm mục đích chống xói lở bờ sơng, giữ đất ở và đất sản
xuất nông nghiệp cho nhân dân, ổn định đời sống khu dân cư.
Tuy nhiên, khơng ít các cơng trình, hạng mục kè trong số đó khơng phát huy hết công
năng do gặp sự cố về sạt trượt mái, gây ảnh hưởng lớn đến quá trình khai thác, sử
dụng, gây lãng phí nguồn vốn của Nhà nước đầu tư.

Hình 1. Kè bãi bồi đê sông Mã bị sạt lở (Nguồn: vov.vn)

Hiện tượng sạt, trượt mái kè là hiện tượng xảy ra rất phổ biến, nên đã có nhiều
cơng trình nghiên cứu, nhiều giải pháp được đưa ra và áp dụng nhằm ổn định mái kè,
nhưng vẫn chưa thực sự giải quyết được triệt để vấn đề, nhất là với những cơng trình,
hạng mục có địa chất yếu, có sự hoạt động của dòng thấm và dòng nước mặt hoạt
động mạnh.


Để giải quyết vấn đề sạt trượt mái kè chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu lý
thuyết cũng như phân tích, đánh giá, tìm ngun nhân để từ đó đề xuất các giải pháp
mới trong vấn đề xử lý sạt trượt nhằm đảm bảo tính ổn định lâu dài, để cơng trình phát
huy hiệu quả cả về mặt kinh tế và kỹ thuật.
Hơn nữa, đối với những vùng có địa chất yếu, thường xuyên chịu tác động của dòng
chảy, dịng thấm thì điều kiện làm việc của cơng trình kè phức tạp hơn, không tuân
theo những điều kiện làm việc thơng thường. Chính vì vậy vấn đề nghiên cứu của luận
văn vừa mang ý nghĩa thực tiễn, vừa khoa học.
II.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

- Xác định nguyên nhân hư hỏng của các hạng mục cơng trình kè sơng dưới tác dụng

của điều kiện bất thường.
- Nghiên cứu phân tích, đánh giá, đề xuất giải pháp phũng chống sạt trượt mái kè dưới

tác dụng của dũng thấm.
- Vận dụng những kết quả nghiên cứu đó để kiểm tra ổn định cho kè Hưng Lĩnh,

huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An.
III.

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Cách tiếp cận
- Từ thực tế: Các trường hợp kè bị sạt trượt sau khi đưa vào sử dụng.
- Tiếp cận từ các điều kiện kỹ thuật: Cơng trình phải đảm bảo điều kiện ổn định.
- Tiếp cận hiện đại: Ứng dụng các phương pháp tính tóan tiên tiến, phần mềm hiện đại

để kiểm tra ổn định cho kè.
- Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập thơng tin, kế thừa các nghiên cứu đá có.
- Phân tích lý luận về quan hệ giữa ổn định của mái kè với dòng thấm, dòng chảy mặt.
- Sử dụng mơ hình tốn.
- Ứng dụng cho cơng trình thực tế.


IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC
- Khảo sát quan hệ giữa ổn định của mái kè và dòng thấm, dịng chảy phụ thuộc vào
các thơng số khác nhau.
- Giải pháp an toàn cho mái kè khi bị sạt trượt.
- Kết quả tính cho kè Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An.
- Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn, có thể làm tài liệu tham khảo cho các nhà
thiết kế sửa chữa nâng cấp các hạng mục cơng trình tương tự trên địa bàn tỉnh.


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG KÈ VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH
CỦA KÈ
1.1. Tổng quan về xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam
1.1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống sông, suối ở Việt Nam
Việt Nam là quốc gia có hệ thống sơng rạch dày đặc, phân bố khắp cả nước. Hiện nay,
Việt Nam có tới 2.360 con sông, kênh lớn nhỏ với tổng chiều dài khoảng 41.900 km,

nhưng mới quản lý và khai thác được 8.036 km, trong đó có 392 con sơng, chảy liên
tỉnh được đưa vào danh mục quản lý của Cục đường sông Việt Nam theo quyết định số
1989 ngày 1-11-2010 của Thủ tướng Chính phủ. Trong đó, 191 tuyến sơng, kênh với
tổng chiều dài 6.734,6 km được xem là tuyến đường sơng quốc gia. Tổng lưu lượng
nước trung bình của các sơng và kênh là 26.600 m³/s. Trong đó, phần được sinh ra trên
đất Việt Nam chiếm 38,5%; phần từ nước ngồi chảy vào Việt Nam chiếm khoảng
61,5%. Hệ thống sơng Cửu Long chiếm 60,4%, hệ thống sông Hồng 15,1% và các con
sơng cịn lại chiếm 24,5%. 3 dịng sơng được xếp vào diện hung dữ nhất (tốc độdòng
chảy lớn nhất) là sơng Hồng, sơng Đà, sơng Lơ. Trong đó, lưu lượng của sông Hồng
cao nhất vào tháng 8 là hơn 9.200m3/s. Nơi có mật độ sơng thấp nhất là vùng Nam
Trung Bộ. Khu vực đơng bằng sơng Hồng có mật độ 0.45km/km², khu vực đồng bằng
sơng Cửu Long có mật độ 0.68km/km². Hướng chảy của sông chủ yếu từ Tây sang
Đơng, từ Tây Bắc xuống Đơng Nam, lịng sơng dốc, tốc độ chảy tương đối lớn. Chế độ
nước trên các con sơng chia thành 2 mùa rõ rệt, đó là mùa lũ và mùa kiệt. Về mùa lũ,
nước sông lên cao, nước chảy xiết, các sông thường mang một lượng lớn chất phù sa,
bùn cát lại chảy trên một nền bồi tích rất dễ xói bồi nên q trình xói lở - bồi đọng
diễn ra liên tục theo thời gian và không gian. Sạt lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông
và ở hầu hết các địa phương có sơng, khơng chỉ diễn ra vào mùa lũ mà còn vào mùa
kiệt. Đặc biệt trong những thập kỷ cuối của thế kỷ XX, hiện tượng sạt lở diễn ra với
chu kỳ nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có nhiều dị thường.


Hình 1.1 Lược đồ các hệ thống sơng lớn ở Việt Nam

1.1.2. Tình hình xây dựng kè bảo vệ bờ sơng ở Việt Nam
Do sơng ngịi ở nước ta đa số là sơng nhỏ, lại chảy trong địa hình dốc nên thường gây
ra xói lở 2 bên bờ sơng. Để đảm bảo an toàn cho các khu vực dân cư và vùng sản xuất,
hệ thống kè được xây dựng tại các khu vực này. Kè là hạng mục cơng trình thường
thấy ở các khu vực sông, hàng năm đều được nhà nước đầu tư tu sửa và xây mới. Tùy
vào hệ thống sông lớn hay nhỏ mà kè cũng được đầu tư xây dựng với quy mô tương

ứng. Hầu hết các địa phương có sơng lớn đều được đầu tư xây dựng kè, như hệ thống
kè 2 bên bờ sông Cần Thơ với vốn đầu tư 1.000 tỷ đồng, dự án xây kè bờ sông Hồng
đoạn phường Phúc Tân với số vốn 380 tỷ đồng, dự án kè bờ hữu sơng Thái Bình với
số vốn 338 tỷ đồng, dự án kè bờ hữu sông Mã với số vồn 20 tỷ đồng...Cùng với nguồn
vốn ngân sách, hàng năm, Nhà nước cũng sử dụng các nguồn vốn vay từ các tổ chức
như WB, vốn ODA để đầu tư xây dựng các hạng mục kè.


Hình 1.2 Chống sạt lở bờ, ổn định lịng dẫn sơng Thái Bình khu vực TP Hải
Dương
(báo XD)

Hình 1.3 Dự án đê kè bờ hữu sông Mã ( báo VH&ĐS)


Hình 1.4 Kè Thị xã Hội An bảo vệ cửa sông tỉnh Quảng Nam


Hình 1.5 Kè Đức Quang tỉnh Hà Tĩnh cửa sơng Lam

Hình 1.6 Kè Phong Vân – Ba Vì – Hà Nội
1.2. Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật đối với kè ở khu vực tỉnh Nghệ An
1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực tỉnh Nghệ An
Nghệ An là tỉnh có diện tích lớn nhất Việt Nam thuộc vùng Bắc Trung Bộ. Phía Đơng
giáp biển, phía Tây giáp nước CHDCND Lào, phía Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh, phía Bắc
giáp tỉnh Thanh Hóa. Nghệ An có 1 thành phố, 3 thị xã và 17 huyện. Trong đó, Thành
phố Vinh là đô thị loại 1, là trung tâm kinh tế, văn hóa của tỉnh và của cả khu vực Bắc


Trung bộ. Tỉnh Nghệ An nằm ở Đông Bắc dãy Trường Sơn, địa hình đa dạng, phức tạp

và bị chia cắt bởi các hệ thống đồi núi, sông suối hướng nghiêng từ Tây - Bắc xuống
Đông - Nam với ba vùng sinh thái rõ rệt: miền núi, trung du, đồng bằng ven biển. Đỉnh
núi cao nhất là đỉnh Pulaileng (2.711m) ở huyện Kỳ Sơn, thấp nhất là vùng đồng bằng
huyện Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Yên Thành có nơi chỉ cao đến 0,2 m so với mặt nước
biển (đó là xã Quỳnh Thanh huyện Quỳnh Lưu). Đồi núi chiếm 83% diện tích đất tự
nhiên của tồn tỉnh. Tỉnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu sự tác động
trực tiếp của gió mùa Tây - Nam khơ và nóng (từ tháng 4 đến tháng 8) và gió mùa
Đơng Bắc lạnh, ẩm ướt (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau). Nhiệt độ trung bình hàng
năm 23 - 24,20C. Tổng lượng mưa trong năm là 1.200 – 2.000 mm. Độ ẩm trung bình
hàng năm 80-90%. Tổng số giờ nắng trong năm khoảng 1.460 giờ. Về thủy văn: Tỉnh
Nghệ An có 7 lưu vực sơng (có cửa riêng biệt) với tổng chiều dài sông suối trên địa
bàn tỉnh là 9.828 km, mật độ trung bình là 0,7 km/km2. Sơng lớn nhất là sông Cả
(sông Lam) bắt nguồn từ huyện Mường Pẹc tỉnh Xiêng Khoảng (Lào), có chiều dài là
532 km (riêng trên đất Nghệ An có chiều dài là 361 km), diện tích lưu vực 27.200 km2
(riêng ở Nghệ An là 15.346 km2). Tổng lượng nước hàng năm khoảng 28.109 m3.

Hình 1.7 Bản đồ tự nhiên tỉnh Nghệ An


1.2.2. Tình trạng sạt lở bờ sơng ở Nghệ An
Nghệ An là tỉnh có điều kiện tự nhiên khơng mấy thuận lợi. Về địa hình, tỉnh có nhiều
loại địa hình từ miền núi cao trải xuống đồng bằng ven biển. Về khí hậu, tỉnh nằm
trong vùng “nắng lắm, mưa nhiều”. Về mùa lũ, tỉnh thường xuyên hứng chịu những
trận lụt, bão có sức tàn phá lớn, gây nên những trận lụt lịch sử. Kết hợp với địa hình
lịng sơng suối dốc, nước chảy xiết nên gây ra tình trạng sạt lở 2 bên bờ sông hết sức
nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp tới tính mạng và tài sản của nhân dân dọc theo 2 bên bờ
sông. Sông Lam là con sông lớn nhất của tỉnh, là một trong hai con sông lớn nhất vùng
Bắc Trung Bộ, bắt nguồn từ cao nguyên Xiengkhuang, Lào. Phần chảy trên lãnh thổ
Lào gọi là Nam Khan. Phần chính của dịng sơng chảy qua Nghệ An, phần cuối của
sông Lam hợp lưu với sông La từ Hà Tĩnh, tạo thành ranh giới của Nghệ An và Hà

Tĩnh đổ ra biển tại cửa Hội. Cụ thể, trên lãnh thổ Việt Nam, nó chảy qua địa phận
huyện Kì Sơn, Tương Dương, Con Cng, Anh Sơn, Đơ Lương, Nam Đàn, giữa các
huyện Thanh Chương, Hưng Nguyên, thành phố Vinh, Nghi Lộc của tỉnh Nghệ An rồi
vào Đức Thọ, Nghi Xuân, thị xã Hồng Lĩnh của tỉnh Hà Tĩnh trước khi đổ ra vịnh Bắc
Bộ. Tổng cộng các chiều dài của sơng theo Bách khoa tồn thư Việt Nam là khoảng
512 km, đoạn chảy trong nội địa Việt Nam khoảng 361 km. Tính trung bình của cả
triền sơng thì sông Lam nằm ở cao độ 294 m và độ dốc trung bình là 18,3%. Từ biên
giới Việt-Lào đến Cửa Rào, lịng sơng dốc nhiều với hơn 100 ghềnh thác, tổng lượng
nước 21,90 km³ tương ứng với lưu lượng trung bình năm 688 m³/s và mơđun dịng
chảy năm 25,3 l/s.km². Lưu lượng trung bình mỗi năm tại Cửa Rào là 236 m³/s, tại
Dừa: 430 m³/s. Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 11 cũng là mùa mưa, góp khoảng 74-80%
tổng lượng nước cả năm. Hiện nay, 2 bên bờ sông bị sạt lở trên toàn tuyến, nhiều nơi
phạm vi sạt lở đã ảnh hưởng tới đất sản xuất của nhân dân, thậm chí có những nơi đã
ảnh hưởng tới đất ở.


Hình 1.8 Sạt lở bờ sơng xã Hưng Hịa-Nghệ An

Hình 1.9 Sạt lở H.Hưng Nguyên

Hình 1.10 Sạt lở đê La Giang - HT

Hình 1.11 Sạt lở H.Thanh Chương – Nghệ An


Hình 1.12 Sạt lở bờ sơng Lam – huyện Đơ Lương
1.2.3. Tình hình xây dựng kè và điều kiện làm việc của kè tại Nghệ An
Nghệ An là tỉnh còn dựa nhiều vào nơng nghiệp, nơng thơn nên tình trạng sạt lở bờ
sông, làm mất đất sản xuất của người dân rất được chính quyền và các ban, nghành
quan tâm. Trong những năm qua, tỉnh đã được thụ hưởng nhiều dự án từ nhiều nguồn

vốn khác nhau để phòng, chống tình trạng sạt lở bờ sơng Lam. Các cơng trình thường
là các cơng trình vừa và nhỏ, các tiểu dự án nhằm chống sạt lở bờ sông tại các vị trí
xung yếu, các cơng trình mang tính chất khẩn cấp, thường tập trung ở các huyện Đô
Lương, Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng Nguyên và Nghi Lộc. Các tiểu dự án này sử
dụng vốn từ nguồn vốn xử lý khẩn cấp đê điều hàng năm, vốn duy tu, tu bổ, các nguốn
vốn từ các tổ chức quốc tế như WB, JICA.

Hình 1.13 Kè sông Lam tại Tp.Vinh


Sơng suối ở Nghệ An có độ dốc lớn, về mùa hè thường có gió Tây Nam hoạt động
mạnh nên ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành hiện tượng sạt lở cũng như điều kiện
làm việc của kè. Độ dốc lớn dẫn đến lưu tốc dòng chảy lớn, trong nước thường chứa
hàm lượng cát bụi cao nên khi chảy sẽ có khả năng lơi cuốn các thành phần hạt đất 2
bên bờ sơng cao hơn, đẩy mạnh q trình sạt lở. Gió Tây Nam hoạt động mạnh dẫn
đến dịng nước mặt ln có sự dao động mạnh. Gió Tây Nam ở Nghệ An thường được
gọi là gió Lào hay gió “phơn” (hiện tượng foehn) là ngọn gió khơ và nóng. Gió thường
xuất hiện từ đầu tháng Tư đến giữa tháng Chín, thường bắt đầu thổi từ 8-9 giờ sáng
cho đến chiều tối, thổi mạnh nhất từ khoảng gần giữa trưa đến xế chiều. Gió khơ và
nóng, nên làm cho khí hậu trở nên khắc nghiệt. Độ ẩm có khi xuống 30% trong khi
nhiệt độ có khi lên tới 43⁰C. Với bầu trời nắng chói chang, gió lại thổi đều đều như
quạt lửa, tốc độ gió lớn nên sóng trên mặt sông luôn mạnh, vỗ mạnh vào bờ làm cho
các vị trí sạt lở càng thêm nghiêm trọng. Tại dọc 2 bên bờ sông thường là các bãi bồi,
thành phần hạt gồm các hạt mịn như sét, bùn, bột, cát nên dễ bị lôi cuốn. Tổng hợp các
yếu tố trên làm cho 2 bên bờ các sông suối ở Nghệ An dễ bị sạt lở nên để đảm bảo
cơng trình kè phát huy hiệu quả thì trong quá trình thiết kế cần chú ý đảm bảo các yêu
cầu sau:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 8419:2010 Cơng trình thủy lợi - Thiết kế cơng trình
bảo vệ bờ sơng để chống lũ, cơng trình bảo vệ bờ sơng được chia làm 3 loại sau:
- Kè lát mái: gia cố trực tiếp lên mái bờ sơng nhằm chống xói lở do tác động của dịng

chảy và sóng;
- Kè mỏ hàn: nối từ bờ sơng nhằm hướng dịng chảy ra xa bờ gây bồi lắng và cải tạo

bờ sông theo tuyến chỉnh trị;
- Kè mềm: là loại kè khơng kín nước (cịn gọi là kè xun thơng) nhằm giảm tốc độ

dịng chảy, gây bồi lắng và chống xói đáy.
1.2.3.1. Kè lát mái
- Cấu tạo của kè lát mái

Kè lát mái gồm ba bộ phận chính: chân kè, thân kè và đỉnh kè


Hình 1.14 Cấu tạo kè lát mái
a) Chân kè: là phần đáy ở chân mái dốc, có tác dụng

chống xói chân mái dốc và làm nền tựa cho thân kè.
b) Đỉnh kè: là phần nằm ngang phía trên cùng của kè, có

tác dụng bảo vệ thân kè đối với tác động của dòng chảy
mặt và các tác động khác; đồng thời có thể kết hợp
đường quản lý, bảo vệ.
c) Thân kè: là phần kể từ đỉnh chân kè tới đỉnh kè: thân kè

chịu tác động của dịng chảy, sóng, áp lực nước và áp
lực dòng thấm.
1.2.3.2. Kè mỏ hàn
Kè mỏ hàn cứng được sử dụng trong những trường hợp sau:
- Ở những đoạn sơng có chiều rộng mặt nước của mực nước tạo lòng lớn hơn 200 m

ứng với lưu lượng tạo lòng được xác định theo Phụ lục A của tiêu chuẩn này;
- Ở những đoạn sông đã xác định tuyến chỉnh trị;
- Kè mỏ hàn phải được thiết kế thành hệ thống, mỗi hệ thống kè mỏ hàn phải có từ hai
mỏ hàn trở lên;
- Khơng gây ảnh hưởng xấu tới lợi ích của giao thơng vận tải thủy và các ngành kinh
tế khác.


a) Kè mỏ hàn đá hộc

b) Kè mỏ hàn bằng đất bọc đá

Hình 1.15 Cấu tạo kè mỏ hàn

1.2.3.3. Kè mềm
Kè mềm (cịn được gọi là kè xun thơng cản dịng gây bồi) có thể được phân thành
hai loại: bãi cây chim và mỏ hàn cọc.
a) Bãi cây chìm thường được sử dụng để cản dịng, hạn chế xói cục bộ, bồi lấp lạch phụ
hoặc phối hợp với mỏ hàn cứng để bảo vệ bờ sông. Thiết kế bãi cây chìm thường sử
dụng cây cổ thụ, cụm cây tre nguyên cành lá … Chỉ nên sử dụng bãi cây chìm trong
các trường hợp sau:
- Độ sâu mức nước sông ứng với lũ tiểu mãn: Nhỏ hơn 15 m dùng cây cổ thụ; Nhỏ hơn

6 m: dùng cụm cây tre;
- Tốc độ dịng chảy bình qn nhỏ hơn 2,5 m/s;
- Hàm lượng bùn cát lớn hơn 0,5 kg/m3.