Nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông đuống tỉnh bắc ninh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.95 MB, 116 trang )
LỜI CÁM ƠN
Qua 6 tháng tiến hành làm luận văn với sự giúp đỡ tận tình của các thầy
cơ Khoa sau Đại học, khoa Cơng trình, của các bạn bè đồng nghiệp nhất với
sự nỗ lực của bản thân, và sự tạo điều kiện của cơ quan nơi công tác. Luận
văn thạc sĩ “ Nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định và đề xuất giải pháp
bảo vệ bờ sông Đuống tỉnh Bắc Ninh”, đã hoàn thành.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với các thầy cô, Khoa sau
Đại học, khoa cơng trình trường Đại Học Thuỷ lợi, Bộ môn Vật liệu xây dựng
đã giảng dạy, giúp đỡ rất nhiệt tình tang suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn này. Đồng thời tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt
tình của TS. Vũ Quốc Vương, PGS.TS Trịnh Minh Thụ.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Công ty CP TVXD NN & PTNT Bắc
Ninh, Chi cục QLĐĐ PCLB tỉnh Bắc Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác
giả trong quá trình học tập, và thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của phòng đào tạo, thư viện trường
Đại học Thuỷ lợi Hà Nội, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả để có thể hồn
thành khố học cũng như luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện
về thời gian, chun mơn giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn.
Bắc Ninh, ngày 22/09/2011
Nguyễn Tiến Thương
Luận văn thạc sĩ
- 1-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................................... 4
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1 ......................................................................................................................... 11
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG TRÌNH ............................................... 11
BẢO VỆ BỜ SÔNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .................................................. 11
1.1.
Tình hình ứng dụng cơng trình bảo vệ bờ sơng trên thế giới ................................ 11
1.2.
Tình hình ứng dụng cơng trình bảo vệ bờ sơng ở Việt Nam................................. 23
CHƯƠNG 2 ......................................................................................................................... 29
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, THỰC TRẠNG XÓI LỞ BỜ ..................................................... 29
KHU VỰC SÔNG ĐUỐNG QUA ĐỊA BÀN TỈNH BẮC NINH ...................................... 29
2.1.
Tổng quan đê điều tỉnh Bắc Ninh: ........................................................................ 29
2.2.
Vai trị của sơng Đuống đối với tỉnh Bắc Ninh:................................................... 36
2.3.
Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu: ............................................................... 37
2.4.
Hiện trạng xói lở bờ sơng Đuống tỉnh Bắc Ninh: ................................................ 44
2.5.
Hiện trạng tuyến kè Chi Đống nghiên cứu: ......................................................... 51
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
Hiện trạng kè Chi Đống trong thời điểm nghiên cứu:.................................... 52
Diễn biến lịng dẫn của sơng Đuống trong những năm gần đây:................... 52
2.6.
2.7.
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
2.8.
Đánh giá thực trạng về xói lở bờ hệ thống sông Đuống tỉnh Bắc Ninh: ............... 55
CHƯƠNG 3 ......................................................................................................................... 57
ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ TRÊN HỆ
THỐNG SÔNG ĐUỐNG TỈNH BẮC NINH ..................................................................... 57
3.1.
Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sơng Đuống: ................... 57
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.1.1.
3.1.2.
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.2.
T
4
T
4
3.2.1.
3.2.2.
T
4
T
4
Các dạng mất ổn định của đê, và kết cấu bảo vệ mái: .......................................... 68
T
4
Các dạng mất ổn định tự nhiên của đê có thể kể đến như sau ........................ 68
Các dạng mất ổn định tự nhiên của đê có thể kể đến do hư hỏng kè như sau72
T
4
T
4
T
4
3.3.
T
4
T
4
T
4
T
4
Đánh giá tác động của dịng chảy đến cơng trình bảo vệ bờ:................................ 73
T
4
3.3.1.
3.3.2.
T
4
Đối với các cống lấy nước vào trạm bơm........................................................ 74
Đối với công trình đê kè .................................................................................. 74
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.4.
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
Khái qt chung ngun nhân xói lở bờ sông ................................................. 57
Nguyên nhân sạt lở bờ sông ............................................................................ 57
T
4
T
4
T
4
T
4
Đánh giá tác động của dịng thấm đến cơng trình bảo vệ bờ: ............................... 75
T
4
3.4.1.
3.4.2.
T
4
Hiện tượng thẩm lậu xẩy ra khu vực Dự án .................................................... 75
Hiện tượng mạch đùn mạch sủi ....................................................................... 75
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.5.
3.6.
T
4
T
4
Đánh giá tác động địa chất nền đến cơng trình bảo vệ bờ: ................................... 77
Đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ trên đoạn sông Đuống tỉnh Bắc Ninh: .............. 77
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.6.1.
Các dạng cơng trình bảo vệ bờ trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh, hệ thống sông Đuống
được xây dựng như sau .......................................................................................................... 79
3.6.2.
Phân tích đánh giá ưu điểm và nhược điểm của các dạng cơng trình bảo vệ bờ
trên tuyến sông ........................................................................................................................ 80
3.6.3.
Nghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ................................................... 80
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.7.
Ứng dụng kết quả nghiên cứu để đề xuất thiết kế kè Chi Đống từ K31+840 đến
K32+650 thuộc đê tả Đuống huyện Tiên Du: ...................................................................... 82
T
4
T
4
T
4
T
4
3.7.1.
3.7.2.
Khu vực xây dựng cơng trình .......................................................................... 82
Điều kiện địa chất............................................................................................ 82
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
3.7.3.
3.7.4.
3.7.5.
3.7.6.
3.7.7.
- 2-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Quy mơ xây dựng cơng trình ........................................................................... 85
Các thơng số kỹ thuật chính ............................................................................ 85
Các giải pháp kết cấu cơng trình..................................................................... 85
Tính tốn kết cấu kè bảo vệ bờ ........................................................................ 91
Tính tốn đường kính vật liệu lát mái bờ sơng ................................................ 95
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
3.7.1.1. Chân kè : .................................................................................................................... 95
3.7.7.2. Thân kè : .................................................................................................................... 96
T
4
T
4
T
4
T
4
Tính tốn kinh phí đầu tư ................................................................................ 97
Lựa chọn giải pháp kết cấu ............................................................................. 98
3.7.8.
3.7.9.
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
CHƯƠNG 4 ......................................................................................................................... 99
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 99
4.1.
Những kết quả đạt được của luận văn. ................................................................. 99
4.2.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp...................................................................... 100
4.3.
Kiến nghị. ............................................................................................................ 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 102
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 103
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
T
4
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 3-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT
Tên
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Hình 1
Hình 1.1
Hình1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 2.1
Hình 2.2
11
Hình2.3
12
Hình 2.4
13
Hình 2.5
14
Hình 2.6
15
Hình 2.7
16
Hình 2.8
17
Hình 2.9
18
Hình 2.10
19
Hình 2.11
20
Hình 2.12
21
Hình 2.13
22
Hình 3.1
Nội dung
Trang
Bản đồ đê điều tỉnh Bắc Ninh
Cấu kiện Tetrapod
Cấu kiện Akmon
Rọ thép
Thảm đá lưới thép
Kè lát mái
Đập mỏ hàn
Tường hướng dịng
Ảnh vệ tinh đoạn sơng Đuống kè Chi Đống
Cung trượt tại K22+260 đến K22+280
đê Tả Đuống vết nứt dài 30m tại mái đê phía sơng
Cung trượt tại K22+260 đến K22+280 đê Tả Đuống
vết nứt rộng 15 đến 20 cm, nằm ngay sát chân đê đe
doạ trực tiếp đến an toàn của đê
Đoạn từ K32+490 đến K32+650 đê Tả Đuống mái kè
bị xói lở mạnh, tạo hàm ếch, nhiều chỗ xói lở vào mái
kè từ 2-3m, mái thẳng đứng (Kè Chi Đống)
Cung trượt từ K32+092 đến K32+145 đê Tả Đuống
dài 53 m đang sạt lở cách chân đê 14m (Kè Chi Đống)
Cung trượt từ K32+092 đến K32+145 đê Tả Đuống
dài 53 m đang có xu hướng phát triển mạnh (Kè Chi
Đống)
Đoạn từ K38+200-:-K38+250 đê tả Đuống, chân kè bị
sụt sạt từ 1 -:-2.5m rộng 3m, dài từ 20 đến 50 m
Các cung trượt suất hiện trên toàn tuyến đoạn
K42+750-:-K46+100 đê Tả Đuống
Mái kè sạt lở sụt sạt, chơ đất đoạn K42+750-:K46+100 đê Tả Đuống
Đoạn K35+500-:- K36 hữu Đuống mái sạt lở thẳng
đứng
Diện tích đất canh tác đang bị thu hẹp dần do sạt lở
Đoạn K35+500-:- K36 hữu Đuống
Nhiều đoạn sạt lở tiến sát tường nhà dân chỉ còn 10-:14m cách chân đê bối 44m. Đoạn K35+500-:- K36
hữu Đuống
Người dân trong khu vực bối rất lo lắng về tình hình
sạt lở, gây ảnh hưởng an tồn đến dân trong vùng bối
bảo vệ. Đoạn K35+500-:- K36 hữu Đuống
Sơ đồ q trình xói lở bờ sơng
6
14
15
19
19
24
25
25
37
45
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
46
46
47
47
48
48
49
49
50
50
51
58
Luận văn thạc sĩ
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
- 4-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Sơ đồ tổng hợp các nguyên nhân gây xói lở mái bờ
sơng
Hình 3.3
Cơ chế tác động của dịng chủ lưu vào bờ sơng cong
Hình 3.4
Sơ đồ xác định biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng
Hình 3.5
Đồ thị quan hệ giữa áp lực sóng và hệ số mái dốc
H ình 3.6
Cơ chế mất ổn định đê sơng (nguồn: Pilarczyk)
Hình 3.7
Sơ đồ cây giải pháp giảm nhẹ thiệt hại do xói lở bờ do
tác giả đề xuất
Hình 3.8
Ảnh vệ tinh vị trí kè Chi Đống nghiên cứu trên sơng
Đuống
Hình 3.9
Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép
Hình 3.10 Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép kết hợp
lăng thể đá hộc
Hình 3.11 Kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc
Hình 3.12a Tính tốn với mặt cắt kè hiện trạng
Hình 3.12b Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân bằng rồng đá
lưới thép
Hình 3.12c Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân bằng rồng đá
lưới thép kết hợp lăng thể đá hộc
Hình 3.12d Tính tốn với mặt cắt kè lát mái hộ chân lăng thể đá
hộc
59
Hình 3.2
63
66
67
70
78
82
86
88
89
92
93
93
94
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tên
Nội dung
Trang
15
16
18
20
29
30
30
39
39
39
39
39
Bảng 2-8
Hệ số phá hoại Kp của 3 loại
Hệ số phá hoại Kp
Kích thước của loại cấu kiện Flex-slab
Kích thước của Reno Mattress thơng dụng
Tổng hợp đê cấp I đến đê cấp III tỉnh Bắc ninh
Tổng hợp đê cấp dưới cấp IV và đê bối
Tổng hợp 38 đoạn kè
Bảng nhiệt độ khơng khí trung bình nhiều năm (0C)
Độ ẩm khơng khí (%)
Tốc độ gió (m/s)
Số giờ nắng trung bình nhiều năm (h)
Lượng bốc hơi trong khơng khí, đo bằng ống Pich
(mm)
Bảng 2-9
Bảng 2-10
Bảng 2-11
Số ngày mưa, lượng mưa trung bình nhiều năm
Các trạm đo thuỷ văn
TQ Thay đổi trên mặt cắt ngang đoạn sông Đuống
40
40
54
Bảng 1-1
Bảng 1-2
Bảng 1-3
Bảng 1-4
Bảng 2-1
Bảng 2-2
Bảng 2-3
Bảng 2-4
Bảng 2-5
Bảng 2-6
Bảng 2-7
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
16
17
18
Bảng 2-12
Bảng 2-13
Bảng 3-1
19
20
21
22
23
Bảng 3-2
Bảng 3-3
Bảng 3-4
Bảng 3-5
Bảng 3-6
24
Bảng 3-7
25
26
27
28
29
30
Bảng 3-8
Bảng 3-9
Bảng 3-10
Bảng 3-11
Bảng 3-12
Bảng 3-13
- 5-
Chuyên ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
thuộc Hà nội
TQ Thay đổi đường lạch sâu trên đoạn sơng
Kết quả tính lượng xói trên đoạn sơng
Kết quả tính tốn vận tốc khởi động bùn cát lịng dẫn
sơng Đuống
54
55
61
Kết quả đo vận tốc dịng chảy tại một số trạm thuỷ văn
sông Đuống
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K32+052 đê
tả Đuống
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K54+000 đê
tả Đuống
Hệ số Kt
Hệ số Ptcl
Kết quả tính tốn áp lực sóng lớn nhất lên bờ sơng
theo mái dốc
61
Bảng phân tích ổn định của một số loại kết cấu bảo vệ
mái
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K32+052 đê
tả Đuống
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý tại mặt cắt K32+452 đê
tả Đuống
Bảng trị số các đặc trưng cơ lý đá thả rời
Bảng kết quả tính tốn ổn định kè
Bảng so sánh kinh phí của từng phương án kết cấu
73
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
64
64
66
66
67
83
84
92
94
97
Luận văn thạc sĩ
- 6-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của Đề tài:
Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở đồng bằng châu thổ sông Hồng, trong vùng kinh
tế trọng điểm, phía Bắc giáp thủ đơ Hà Nội. Hầu hết dân cư, và diện tích đất của
tỉnh Bắc Ninh đều nằm trong vùng bảo vệ của các tuyến đê sơng Cầu, sơng Đuống,
sơng Thái Bình và một phần hạ lưu sơng Cà Lồ.
Do đó hệ thống đê điều ở Bắc Ninh có ý nghĩa chiến lược quan trọng, thực
sự là một cơng trình chủ yếu để phịng chống thiên tai, lũ lụt, bảo vệ cho 48.216 ha
đất của Tỉnh, 21.784 ha của thủ đô Hà Nội ( Gia Lâm, Đông Anh), 17.568 ha Hưng
Yên, Hải Dương, đời sống hàng nghìn gia đình, hàng trăm nhà máy, xí nghiệp, kho
tàng, nhiều khu công nghiệp lớn: Tiên Sơn, Quế Võ, Bắc Thăng Long – Nội Bài.
Nhiều cơng trình Văn hố, Di tích lịch sử cách mạng được xếp hạng, nhiều tuyến
đường giao thông quan trọng: Quốc Lộ 1A, 1B,18,38… tuyến đường sắt Hà Nội –
Lạng Sơn và các công trình quân sự chiến lược Quốc Gia.
Hình 1: Bản đồ đê điều và PCLB tỉnh Bắc Ninh
Những năm gần đây, do tình hình thời tiết biến đổi bất thường, diễn biến
dịng chảy trên các sơng qua địa bàn tỉnh có sự biến đổi khó lường. Bên cạnh đó
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 7-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
xuất hiện các cơng trình trên sơng nhằm phục vụ cơ sở hạ tầng cũng ảnh hưởng rất
lớn đến chế độ dịng chảy trên các sơng. Ngồi ra, một số cơng trình bảo vệ bờ
được xây dựng đã lâu, cơng nghệ và phương pháp tính tốn khơng cịn phù hợp,
việc duy tu, cải tạo chưa được triệt để.
Sông Đuống chảy qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh với hệ thống đê tả, hữu Đuống
có chiều dài trên 42 km, và hơn 20 cơng trình bảo vệ bờ và các cống qua đê nhằm
bảo vệ 1 phần địa bàn Hà Nội và các tỉnh Bắc Ninh, Hưng Yên và Hải Dương
(87.568 ha trong đó có 78.111 ha đất nơng nghiệp với 2,3 triệu dân). Với tổng
lượng nước bình quân năm là 31,6 tỷ m3/năm, lượng phù sa là 2,8kg/m3, sơng
P
P
P
P
Đuống có nguồn lợi rất lớn, đối với tỉnh Bắc Ninh cụ thể;
-
Cung cấp nước sinh hoạt, cơng, nơng nghiệp.
-
Tuyến thốt lũ, tiêu úng.
-
Tuyến giao thông vận tải thuỷ chủ yếu.
-
Nguồn cung cấp vật liệu xây dựng.
-
Nguồn cung cấp phù sa cải tạo đất.
-
Nguồn cung cấp thuỷ sản, tuyến du lịch sinh thái.
-
Cải thiện, điều hồ mơi trường, sinh thái.
-
Quốc phịng và an ninh quốc gia.
-
Dọc theo sơng, cịn có các cơng trình kiến trúc văn hố, các cơng trình
giao thơng, cầu, phà, bến cảng và các cơng trình thuỷ lợi quan trọng.
Tất cả các nguồn lợi ích trên cho chúng ta thấy vai trị rất quan trọng của
sơng Đuống đối với q trình phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh Bắc Ninh, và các
tỉnh thành có dịng sơng chảy qua.
Song song, cùng tồn tại với lợi ích mà dịng sơng mang lại là những tai hoạ
của thiên tai mà nó mang đến cụ thể:
- Lịch sử cho thấy hệ thống đê sơng Đuống rất yếu tại khu vực Hà Nội trong
vịng 70 năm đã có 12 lần vỡ đê như :
+ Ngày 01/8/ 1905 vỡ đê Kim Sơn
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 8-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
+ Ngày 12/7/1915 vỡ đê Đông Trù, Gia Quất, Gia Thượng, đê Yên Viên,
Gia Bình.
+ Ngày 7/8/1918 vỡ đê Tình Quang.
+ Ngày 23/8/1918 vỡ đê Đổng Viên.
+ Ngày 3/9/1923 vỡ đê Cổ Bi.
+ Ngày 29/7/1926 vỡ đê Gia Quất.
+ Ngày 22/8/1955 vỡ đê Đông Trù.
+ Ngày 9/7/1957 vỡ đê Mai Lâm
+ Ngày 29/7/1971 vỡ đê Cống Thôn.
Những tai hoạ trên, gây thiệt hại và tổn thất rất lớn về tính mạng và tài sản
của nhân dân cho đến nay cũng chưa đánh giá hết.
Ngoài ra, đối với địa bàn tỉnh Bắc Ninh việc xói lở bờ sơng Đuống hàng năm
theo thống kê chưa đầy đủ đã xoá sổ hàng trăm ha, diện tích đất bãi, trên 100 căn
nhà bị sụp đổ, nhiều hộ buộc phải di rời. Hiện nay, quá trình xói lở vẫn diễn ra hết
sức phức tạp trên diện rộng, một số vị trí cơng trình bảo vệ bờ bị phá hoại, gây mất
an toàn cho đê điều, đe doạ trực tiếp đến tính mạng và tài sản của nhân dân trong
tỉnh. Đây là một trở ngại lớn, kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội theo hướng cơng
nghiệp hố, hiện đại hố cuả tỉnh nói riêng và cả nước nói chung.
Trong tương lai với sự phát triển nhanh chóng các khu cơng nghiệp, phát
triển cơ cấu nông nghiệp bền vững, nuôi trồng thuỷ sản và việc phát triển giao
thơng thuỷ góp phần đẩy mạnh giao lưu, thông thương giữa các vùng , miền trong
nước, sẽ tác động khơng nhỏ đến hệ thống sơng và đó là ngun nhân dẫn đến xói
lở mái bờ sơng, gây biến hình lịng dẫn sơng Đuống diễn ra phức tạp, mãnh liệt hơn
đây chính là quy luật tất yếu khơng thể tránh khỏi.
Chính vì vậy, để khai thác tổng hợp nguồn nước có hiệu quả, bền vững,
nhằm giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo an toàn đời sống nhân dân trong tỉnh và các vùng
lân cận nhất là một phần Thủ Đô Hà Nội, việc: Nghiên cứu nguyên nhân gây mất
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 9-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
ổn định và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Đuống tỉnh Bắc Ninh, nhất là với
hệ thống kè sơng Đuống là rất cấp thiết.
Mục đích của Đề tài và phạm vi nghiên cứu:
Mục đích đề tài
Đánh giá nguyên nhân mất ổn định và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông
Đuống tỉnh Bắc Ninh.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-
Đối tượng nghiên cứu: ổn định kè lát mái hộ chân và tác dụng kỹ thuật
của các giải pháp.
-
Phạm vi nghiên cứu: trong khuôn khổ thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài
tập trung nghiên cứu ổn định của các giải pháp kè lát mái hộ chân cho
tuyến kè Chi Đống thuộc đê Tả Đuống tỉnh Bắc Ninh.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu các tài liệu trong và ngồi nước về cơng trình bảo vệ bờ để chọn
hướng nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu.
Để đạt được mục đích đặt ra, đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu
sau:
-
Phương pháp điều tra khảo sát: Thu thập điều tra các tài liệu liên quan
đến hiện tượng xói lở mái bờ sơng, lịng dẫn. Điều tra thực trạng xói lở,
tình hình diễn biến lịng dẫn, dân sinh, kinh tế, địa chất, khí tượng thuỷ
văn... trong khu vực nghiên cứu. Phân tích tổng hợp các tài liệu đo đạc
khảo sát.
-
Phương pháp hình thái: Trên cơ sở phân tích tài liệu thực đo kết hợp với
phân tích ảnh viễn thám bằng các công cụ kỹ thuật tin học: Mapinfo để
nghiên cứu diễn biến lòng dẫn trong từng giai đoạn.
-
Phương pháp mơ hình tốn, ứng dụng mơ hình tốn SLOPE/W, vào để
tính tốn ổn định cơng trình.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
-
- 10-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Tổng hợp đánh giá kiến nghị các giải pháp công trình so sánh ưu nhược
điểm của các giải pháp trên cơ sở đó kiến nghị giải pháp bảo vệ bờ hiệu
quả, an toàn và kinh tế.
Bố cục luận văn:
Lêi cảm ơn
Mục lục
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các bảng biểu
PhÇn më đÇu
Sau mét thêi gian tËp trung nghiên cøu, đÕn nay ln văn đã hồn thành và
đỵc cÊu trúc như sau:
Chương 1: Tình hình nghiên cứu ứng dụng cơng trình bảo vệ bờ sơng trên thế giới
và Việt Nam.
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu.
Chương 3: Nghi nguyên nhân gây mất ổn định các cơng trình & Đề xuất giải pháp
bảo vệ bờ trên hệ thống sông Đuống tỉnh Bắc Ninh.
Chương 4 : Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 11-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG TRÌNH
BẢO VỆ BỜ SƠNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1.
Tình hình ứng dụng cơng trình bảo vệ bờ sơng trên thế giới
1.1.1. Tình hình ứng dụng cơng trình bảo vệ bờ sơng trên thế giới
Thiên tai, lũ lụt luôn là kẻ thù của lồi người từ trước đến nay. Trong q
trình sinh tồn, con người ln tìm cách phịng chống, và chế ngự các thảm hoạ từ
thiên nhiên. Nguồn gốc của sự sống đều bắt đầu từ nguồn nước, các khu dân cư
ln ln tồn tại ngay cạnh nơi có nguồn nước nhất là ven các sông, suối. Song
song với những lợi ích do dịng sơng, suối mang lại, bên cạnh đó con người còn
chịu tác động rất lớn đe doạ trực tiếp gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản do diễn
biến dịng chảy và từ đó con người ln ln tìm cách chế ngự nó để tồn tại.
Chính vì vậy, trên thế giới lịch sử nghiên cứu và ứng dụng xây dựng các
cơng trình bảo vệ bờ sơng có từ rất lâu xuất phát điểm từ những vật liệu thơ sơ sẵn
có (cọc gỗ, tre, đá hộc, đá dăm), đến vật liệu mới (thảm bê tông FS, bản cọc bê tông
cốt thép dự ứng lực..).
Cụ thể, ở Trung Quốc vào thời nhà Thanh và nhà Minh đã xây dựng hệ thống
đê kè bảo vệ bờ sông Tiền Đường bằng các tảng đá lớn và cọc gỗ cho đến nay cơng
trình vẫn tồn tại và ổn định.
Những nghiên cứu liên quan đến vấn đề xói lở bờ sơng, lịng dẫn, bồi lắng
lòng dẫn bao gồm: xác định nguyên nhân, quy luật diễn biến lòng dẫn, nghiên cứu
các giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại do xói lở bờ, bồi lắng lòng dẫn đều
thuộc các lĩnh vực khoa học động lực lịng sơng, chuyển động bùn cát và chỉnh trị
sơng.
Trên thế giới khoa học về động lực dịng sơng, bắt đầu được phát triển mạnh
trong nửa thế kỷ XIX ở các nước Âu Mỹ. Những nghiên cứu của các nhà khoa học
Pháp như Du Boys về chuyển động bùn cát, Barré de Saint- Venant về dịng khơng
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 12-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
ổn định, L.Fargue về hình thái sơng uốn khúc vẫn giữ nguyên giá trị sử dụng đến
nay.
Từ những năm đầu của thế kỷ XX đến nay, ở các nước phát triển như Mỹ,
Anh, Pháp, Đức, Hà Lan, Nhật, Canađa, Nga, Trung Quốc việc nghiên cứu thuỷ lực
sơng ngịi, diễn biến lịng dẫn, chất lượng nước, vận chuyển bùn cát, hình thái sơng
cũng như về cơng trình bảo vệ bờ đã thu được những thành tựu khoa học được ghi
nhận kể cả về lý thuyết và thực nghiệm. Với đóng góp của các nhà khoa học Liên
Xô như: Lotchin V.M về tính ổn định của lịng sơng, của Bernadski N.M về chuyển
động hai chiều, của Makkavêep V.M về dòng thứ cấp, của Velikanop M.A về q
trình diễn biến lịng sơng, của Gôntrarốp V.N và Lêvi I.I về chuyển động bùn cát
của Altunin S.T, của Grisanin K.B, của Kariukin S.N về chỉnh trị sơng, ở Tây Âu có
E.Meyer Peter và Muller về những cơng trình về chuyển động bùn cát, của Anh
Kennedy R.G về hình thái lịng sơng ổn định, Lindley E.S và Laccy với " lý thuyết
chế độ", Einstein H.A, Ven-ten-Chow, Ning-chien là các nhà khoa học Mỹ có rất
nhiều cơng trình nghiên cứu về dịng chảy và chuyển động bùn cát. Các nhà khoa
học Trung Quốc có Sa Ngọc Thanh, Tạ Giám Hoành, Trương Thuỵ Cẩn, Đậu Quốc
Nhân, Tiền Ninh đã có rất nhiều nghiên cứu về năng lượng dịng chảy có và khơng
mang bùn cát, chỉ tiêu khởi động và ổn định lòng dẫn.
Từ những năm 60 thế kỷ XX đến nay việc nghiên cứu xói lở bờ, lịng dẫn từ
đó đưa ra các giải pháp, hướng quy hoạch lịng dẫn, cũng như phục vụ cơng tác
chỉnh trị đã được tối ưu hoá bởi các tiến bộ khoa học. Đặc biệt trong kỹ thuật tính
tốn có những bước phát triển vượt bậc trong việc mơ hình hố các hiện tượng thuỷ
lực phức tạp (Dùng các mơ hình mơ phỏng dịng chảy 2D, 3D mơ phỏng diễn biến
lịng dẫn Mike11, Mike21c). Cho kết quả khá chính xác. Ngồi ra, trong các thập
niên gần đây các nhà khoa học đã sử dụng GIS vào nghiên cứu dự báo biến hình
ngang lịng dẫn.
Các cơng trình bảo vệ bờ ngày càng hiện đại và đạt chất lượng tốt, kỹ mỹ
thuật ngày càng được chú trọng. Chất lượng, kỹ thuật và nhu cầu bảo vệ bờ sơng
gắn liền với trình độ phát triển về kinh tế và khoa học kỹ thuật. Ở các nước càng
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 13-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
phát triển nhu cầu bảo vệ bờ sông càng nhiều và với mức độ càng cao. Thể hiện rất
rõ trong việc lựa chọn vật liệu và hình thức kết cấu cơng trình bảo vệ bờ.
Việc bảo vệ bờ sơng tại các khu vực thành thị và các thành phố, các đê chính
bảo vệ cho vùng kinh tế quan trọng đã bảo vệ ở mức cứng hố các bờ sơng bằng đá
hoa cương, bê tông, gạch đá xây, thảm bê tông FS, bản cọc bê tông cốt thép dự ứng
lực...
Các khu vực nơng thơn, xa khu dân cư, các đê có cấp độ thấp thì mức độ bảo
vệ thấp hơn, việc bảo vệ theo nguyên tắc giữ vững ổn định của tồn tuyến sơng.
Xây dựng các cơng trình chỉnh trị, đê, kè để bảo vệ là chính, chấp nhận có sự hư
hỏng, sửa chữa để giữ vững ổn định của lòng dẫn, sử dụng các phương pháp ni
lịng dẫn, như khơi thông bùn cát đáy sông, đổ cát, đá và hỗn hợp cát đá xuống đáy
sơng ở những vị trí thích hợp để chống sạt lở bờ sơng.
Ngồi ra, hiện nay xu thế sử dụng những vật liệu rẻ tiền dễ kiếm, nhất là kè
sinh thái đang là xu thế được lựa chọn.
1.1.2. Phân loại cơng trình bảo vệ bờ
Phân loại cơng trình bảo vệ bờ có thể phân thành nhiều loại theo vật liệu xây
dựng, thời gian, tuổi thọ, quan hệ mực nước, mục đích, hình thức và tính năng của
cơng trình, theo hình thức kết cấu...
Theo hình thức, cơng trình bảo vệ bờ sơng bao gồm hệ thống đê sông, kè
bảo vệ mái dốc, hệ thống mỏ hàn, kè hồn lưu, các hệ thống lái dịng M.V.Pơtapốp.
Hệ thống kè bảo vệ mái dốc theo hình thức kết cấu chia ra:
-
Kè có kết cấu linh hoạt: là loại kè có kết cấu đơn giản được cấu tạo bằng
đá tự nhiên rất nhám, có góc cạnh khơng đồng đều được đổ hoặc xếp, lát khít vào
nhau. Tiến bộ hơn là kè được cấu tạo bởi các cấu kiện là các tấm bê tơng đúc sẵn có
dạng khối lục lăng, khối chữ nhật, khối lập phương, khối lăng trụ xếp liền nhau (
loại này được liên kết giữa các khối bởi lực ma sát giữa các mặt tiếp xúc), để duy trì
ổn định khi chịu tác dụng của sóng thì trọng lượng bản thân của từng viên đá hoặc
cấu kiện phải đủ lớn.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
-
- 14-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Kè có kết cấu tơi rời linh hoạt tự điều chỉnh: Các cấu kiện riêng biệt có
hình dạng hợp lý tự liên kết có khả năng tự điều chỉnh (loại này có nhiều hình dạng
đặc biệt). Các cấu kiện này được nghiên cứu trong các bể sóng ở các phịng thí
nghiệm của các nước tiên tiến trên thế giới.
Ví dụ điển hình về các loại cấu kiện tiêu biểu, đang được áp dụng rộng
rãi bao gồm:
+ Loại cấu kiện Tetrapod:
Tetrapod bằng bê tơng đúc sẵn có bốn tay vươn ra từ trục trung tâm có hệ
số rỗng η =50%, loại này thường dùng ở Hà Lan, Pháp, ấn độ, Việt nam và nhiều
nước trên thế giới. Cấu kiện này đã được Danel, Chapus, Paage, Wather (1960),
Jackson (1968), Hudson ( 1974) thí nghiệm trong các bể sóng.
H×nh 1.1: CÊu kiƯn Tetrapod
+ Loại cấu kiện Dolos:
Cấu kiện Dolos là loại dạng neo có hệ số rỗng η =63%, loại này được dùng
phổ biến ở Mỹ, Tây Âu và Nam Phi. Cấu kiện này đã được thí nghiệm trong các bể
sóng, khả năng móc nối tốt. Đây là loại có hệ số ổn định cao.
+ Loại cấu kiện Tribar:
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 15-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Cấu kiện Tribar gồm có ba ống trụ nối với trục trung tâm có hệ số rỗng η
=47%, loại này phát triển ở Mỹ. Cấu kiện này đã được Jackson (1968), Robert
Hudson thí nghiệm trong các bể sóng. Cũng như loại Tetrapod các tác giả tiến hành
thí nghiệm và lập biểu đồ quan hệ giữa số lượng Tribar trên 100 m2 và trọng lượng
P
P
của nó trong 1m3, theo bảng 1-1. Cấu kiện này thường được áp dụng cho bảo vệ bờ
P
P
biển.
Bảng 1-1 : Hệ số phá hoại Kp của 3 loại
Sự phá hoại
Hệ số phá hoại Kp
tính theo %
Đá
Tetrapod và Quatripot
Tribar
1- :-5
4
8,3
10,4
5- :-10
4,9
10,8
14,2
10- :-15
6,6
13,4
19,4
15- :-20
8,0
15,9
26,2
20- :-30
10,0
19,2
35,2
30- :-40
12,2
23,4
41,8
40- :-50
15,0
27,8
45,9
+ Loại cấu kiện Akmon:
H×nh 1.2: CÊu kiƯn Akmon
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 16-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Cấu kiện Akmon là khối bê tông dạng cái đe có hệ số rỗng η =55% - :- 60%. Cấu
kiện này đã được Paage và Wather tiến hành thí nghiệm tại Viện Thuỷ lực Delft Hà
Lan (1962- :-1963), để so sánh hai loại cấu kiện khối lập phương (Cube) và Akmon
trong cùng điều kiện thấy rằng hệ số phá hoại Kp của Akmon cao hơn so với khối
lập phương Cube theo bảng 1-2 .
Bảng 1-2 : Hệ số phá hoại Kp
Sự phá hoại tính
-
Hệ số phá hoại Kp
theo %
Cấu kiện Cu be
Cấu kiện Akmon
1
7,0
11,0
2
8,0
12,0
3
0,14
0,17
Kè có kết cấu liền khối : là loại kè có trọng lượng lớn đảm bảo an tồn,
chống được sự tác động của sóng, giảm được chiều dày của khối.
Loại này chia ra :
+ Tấm bê tông đổ tại chỗ : Kè được cấu tạo bởi các tấm bê tông cốt thép đổ
tại chỗ, chia thành các tấm có các kích cỡ khác nhau : ( 2x2)m, (3x3)m,
(4x4)m, (5x5)m, (10x10)m, (15x15)m hoặc (20x20)m. Loại này được sử
dụng rộng rãi trên thế giới, nhưng có nhược điểm nếu xây dựng trên nền đất
yếu dễ bị gẫy sập từng mảng, rất khó trong cải tạo
+ Kè đá xây liền khối : là các khối được xây bởi đá hộc vữa xi măng cát
mác 100-:-150 # dày 30 đến 35 cm có kích thước 92x2)m, giữa các khối lớn
có khớp nối ( Bao tải nhựa đường, hoặc giấy dầu tẩm nhựa đường) và có bố
trí các lỗ thốt nước mái.
+ Kè xây bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn: Các cấu kiện bê tơng đúc sẵn có
dạng hộp vng hoặc hộp chữ nhật kích cỡ (1x0,4x0,25) m xây bằng vữa xi
măng cát, sau đó trát mặt ngồi một lớp vữa xi măng cát vàng dày 2-:-3cm
tạo thành bản lớn kích thước (4x2)m hoặc (2x6)m.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
-
- 17-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Kè kết cấu liên kết linh hoạt tạo thành băng và mảng : Như đã nêu ở trên
loại kè kết cấu tơi rời thì yêu cầu đặt ra là trọng lượng viên đá phải đủ lớn mới đảm
bảo chống được tác động của sóng và dịng chảy. Trong thực tế, khơng phải vật liệu
nào cũng đảm bảo kích thước như trên, vì vậy để giảm trọng lượng của cấu kiện mà
vẫn chống được sóng và tác động của dịng chảy cần liên kết các cấu kiện có trọng
lượng và kích thước nhỏ lại với nhau thành từng băng dài ghép liền kề nhau thành
từng mảng lớn.
+ Loại cấu kiện liên kết hai chiều:
Các cấu kiện bê tơng đúc sẵn hình vng, hoặc hình chữ nhật có hèm
vng ở góc hai cạnh đối diện. Lắp ghép trên mái theo hình thức lợp ngói. Loại này
được sử dụng rất rộng rãi. Tuy nhiên, loại này rất dễ bị phá hoại dưới áp lực đẩy nổi
áp lực sóng xơ, hoặc sóng rút gây mô men lật.
+ Loại cấu kiện liên kết mộng ( liên kết thành hàng dài):
Loại cấu kiện tơi rời kết cấu bê tơng đúc sẵn có hình vng, hoặc hình
chữ nhật ở hai cạnh đối diện được tạo thành một đầu liên kết mộng và một đầu hèm
liên kết với nhau thành băng dài. Các băng này được lắp ghép liền kề để tạo thành
băng lắp ghép bảo vệ mái.
+ Loại cấu kiện liên kết mấu thành mảng Terrafix:
Liên kết khối bê tơng đúc sẵn có mấu thành mảng rất linh hoạt, khi biến
dạng cấu kiện xoay quanh trục của mấu. Nhưng khuyết điểm của loại cấu kiện này
là cũng dễ bị phía hoại do tác dụng của sóng. Cấu kiện loại này được sử dụng nhiều
ở Mỹ, Pháp, Anh.
+ Loại cấu kiện liên kết móc hai chiều thành mảng lớn: (Flex-slab system)
Loại này là những khối bê tông đúc sẵn móc cài với nhau ở hai đầu, có
thể chống trượt, chống nâng khi chịu tác dụng của sóng cũng như tác dụng của dịng
chảy. Qua thí nghiệm cho kết quả với khối liên kết móc dạng mộng ở hai phía Flexslab có kích thước (50x50x16) cm có tác dụng bảo vệ tương đương với khối Gabion
dày 30 cm.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 18-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Dựa trên lý thuyết của C.T Brown kết hợp với Hudson các tác giả đã xây
dựng được phương trình ổn định chống trượt và chống lật cho hệ thống Flex-slab,
và từ các tác giả đã lập được mối quan hệ giữa kích thước cấu kiện và chiều cao
sóng, độ dốc của mái bảo vệ với tính ổn định chống trượt, chống nâng lên phá hoại
liên kết của mảng từ thực nghiệm. Loại cấu kiện này được ứng dụng nhiều mục đích
bảo vệ bờ, đê sơng, đê biển, khu du lịch, hải cảng ở nhiều nước trên thế giới, đây là
một loại kết cấu được xem như một trong những công nghệ mới.
Các loại Flex-slab thường dùng có kích thước như bảng sau:
Bảng 1-3 : Kích thước của loại cấu kiện Flex-slab
Kích thước (cm)
Trọng lượng (kg)
Loại bê tơng
FS.30
50x50x16
60
30MPa
FS.60R
60x60x16
65
30MPa
FS.100
100x100x16
450
30MPa
Loại cấu kiện
Việc sử dụng các loại cấu kiện liên kết linh hoạt thành mảng là một
trong bước tiến lớn trong cơng nghệ hố, cơ giới hố trong xây dựng cơng trình bảo
vệ bờ và mái đê biển.
Loại kết cấu này có ưu điểm là thích hợp với loại nền tương đối ổn định,
khơng có hiện tượng lún cục bộ lớn với điều kiện lớp lọc phải đảm bảo, và các mối
liên kết bền vững. Đây là loại liên kết được sử dụng nhiều trên thế giới.
Nhược điểm và hạn chế của loại kết cấu này là các mối liên kết thường bị
gẫy khi được lát trên loại nền mềm yếu.
-
Dạng kè thảm đá lưới thép:
+ Rọ đá lưới thép:
Rọ thép có chiều dày từ 30 cm đến 2m, kích thước mặt bằng có nhiều
loại tuỳ theo kết cấu và hình thái bảo vệ (1x1)m, hoặc (1x2)m, (2x4)m. Thép làm
khung rọ có đường kính từ 6-:-10mm, thép làm lưới có đường kính từ 2-:-3mm
thường mạ kẽm và bọc nhựa PVC, đường kính mắt lưới (6x8)cm, (10x10)cm tuỳ
theo đường kính đá có thể khai thác.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 19-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thu
Hình 1.3: Rọ đá lưới thép
+ Thm ỏ li thộp:
Thm đá lưới thép là sự phát triển của rọ đá lưới thép, thảm có chiều dày
từ 30-:-50 cm, kích thước thảm khác nhau phụ thuộc vào thiết bị thi công, thường
có kích thước mặt bằng (2x2)m, (2x3)m, (2x4)m, (2x5)m, (2x10)m.
H×nh 1.4: Thảm đá lưới thép
Hin nay thm ỏ li thộp được sản xuất cơng nghiệp (thủ cơng rất ít). Một trong
những loại thảm đá lưới thép được áp dụng nhiều là loại thảm đá có tên gọi Reno
Mattress của hãng MACCAFERRI- Australia, thực chất đây là các rọ đá (gabion)
cải tiến.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 20-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
Bảng 1-4 : Kích thước của Reno Mattress thơng dụng
Dây thiếc
Dây thiếc bọc PVC
Loại lưới
Dây
Bề dày
Loại lưới
Dây
Bề dày
(m)
(mm)
(m)
(m)
(mm)
(m)
6x8
7,0
0,17
7,2
0,23
Trong
Ngoài
7,0
3,0
0,17
7,2
3,2
0,23
6x8
0,30
7,0
5x7
0,30
0,15
0,20
Ghi chú : ô rộng 2-:-3m, dài 3-4-5-6
0,25
+ Ưu điểm : Tăng tốc độ thi công, tăng ổn định hơn so với rọ đá lưới
thép.
+ Nhược điểm : do diện tích thảm khơng lớn, trọng lượng nặng nên phải
chắp vá nhiều mới kín được mái, việc thi công phức tạp hơn dễ gây sai lệch vị trí do
có dịng chảy tác động và khó điều chỉnh, gây ra chồng lấn hoặc tách rời, đồng thời
trên nền mềm yếu bị lún sẽ dễ gây xói trơi, mất ổn định.
-
Dạng kết cấu xâu thành thảm :
+ Thảm bê tơng liên kết móc thép :
Đây là dạng kết cấu mà các viên thảm bê tông cốt thép được liên kết với
nhau bởi cốt thép . Cấu tạo thường dùng như sau :
•
Viên thảm bê tơng có kích thước (0,9x0,5x0,1)m
•
Trọng lượng từ 100-:-130 kg.
•
Cốt thép và thép liên kết φ14.
•
Khe hở giữa các tấm bê tơng 0,2m.
•
Diện tích một tấm
•
Diện tích bảo vệ (0,6x1)m =0,6m2.
•
Diện tích che kín nền (0,9x0,5)= 0,45m2(75%)
•
Diện tich khe hở 100%-75%=25%.
(0,9x0,5)= 0,45m2
P
P
P
P
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
P
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 21-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
+ Ưu điểm: Kết cấu dạng nàycó trọng lượng lớn khơng bị dịng chảy cuốn
trơi, đặc biệt nếu sử dụng để đè lên đá thả giữ cho mái ổn định.
+ Nhược điểm:
•
Trọng lượng của khối nặng sẽ dẫn đến hiện tượng nền lún cục bộ tạo ra
mặt thảm không phẳng mà gồ ghề gấp khúc.
•
Bảo vệ nền mái đất qua lớp vải lọc sẽ không đảm bảo ổn định lâu dài vì
khe hở q lớn 25%.
•
Dễ bị dồn đống gấp khúc do kết cấu móc nối mềm, lỏng khó thi cơng.
•
Các liên kết móc thép dễ bị ăn mịn,rỉ, đứt tuổi thọ khơng cao từ đó làm
mất tác dụng liên kết của các tấm bê tông, thảm sẽ bị tách rời thành các cấu kiện
độc lập gây phá hoại công trình.
+ Thảm bê tơng xâu bằng dây cáp:
Thảm được cấu tạo dùng dây cáp xâu các viên bê tông đúc sẵn liên kết
lại với nhau sau đó dùng cẩu nâng đặt phủ vào vị trí bề mặt cần bảo vệ.
Thảm BETOMAT KA-VB gồm các khối bê tông liên kết với nhau tạo
thành khối lớn bằng dây cáp. Loại thảm này có thể hình thành kích thước tuỳ ý đặt
trên lớp vải lọc tổng hợp.
Cấu tạo thường dùng
•
Khối bê tơng đơn có kích thước (0,4x0,32x0,09)m
•
Trọng lượng 1m2 khoảng 180 kg.
•
Dây cáp có đường kính từ 3,5-:-7 mm bọc nhựa PVC phụ thuộc vào kích
P
P
thước và trọng lượng thảm. Dây cáp được gắn chặt với các kẹp đặc biệt ở rìa của
khối bê tông BETOMAT uốn cong dễ dàng mà không gãy, biến dạng theo nền và
bảo vệ bờ sơng chống sóng và dịng chảy rất có hiệu quả.
•
Kích thước tiêu chuẩn khi vận chuyển bằng ơ tơ (6x2)m.
•
Kích thước tiêu chuẩn khi vận chuyển bằng tầu thuỷ (6x3,2)m.
Thảm BETOMAT có loại KA-VB System và có loại PE-GR System khác nhau về
kỹ thuật neo cáp và kích thước. Kết cấu dạng này được sử dụng rộng rãi ở các nước
công nghiệp phát triển.
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 22-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
+ Ưu điểm: Kết cấu dạng này có khả năng chống đỡ được sóng và dịng
chảy cuốn trơi vật liệu, việc phân bố khe hở lắp ghép đều trên bề mặt.
+ Nhược điểm:
•
Do đặc thù liên kết giữa các viên thảm được sâu với nhau bằng dây cáp
thông qua lỗ của các viên thảm đòi hỏi các viên thảm phải có độ dày đủ lớn để chịu
uốn và chịu nén, đường kính dây cáp phải đủ lớn và chịu được lực căng của trọng
lượng và đảm bảo mô men uốn khi thảm bị uốn cong và nén vào nhau.
•
Thi cơng phức tạp do xâu các viên thảm lại với nhau
•
Chiều dài thảm khơng có khả năng kéo dài liên tục
•
Khi thi cơng ở độ sau, mái cơng trình dài phải chắp nhiều đoạn thảm với
•
Địi hỏi cơng nghệ thi cơng cao
-
Dạng kết cấu thảm túi xi măng cát.
nhau.
Thảm được may bằng sợi tổng hợp Koni pocmer, được trải trên mái sau
đó dùng bơm có áp lực đẩy vữa xi măng cát vào các túi nhỏ trên thảm. Thảm có
chiều dày 10-25cm. Sau khi xi măng cát cứng sẽ tạo thành một tấm thảm hoàn toàn
cứng, giữa các túi nhỏ sẽ biến thành những tấm bê tơng bao túi dính vào nhau.
+ Ưu điểm:
• Thích hợp với nền mềm yếu do phân bố lực đều, có khả năng tự điều
chỉnh mái dần tới phẳng.
• Trải liên tục từ dưới lên trên.
• Che kín nền, có khả năng tự dàn trải, trong q trình bơm xi măng - cát
có áp suất lớn vào túi.
+ Nhược điểm:
• Cơng nghệ thi cơng phức tạp, giá thành đắt,tốn vật tư
• Tuổi thọ cơng trình khơng cao (Thảm bị mục nát sau thời gian và bị tan
ra)
- Gia cố mái bằng trồng cỏ, cây (tràm, đước, tre)
Hệ thống kè bảo vệ mái dốc theo hình thức vật liệu chia ra:
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 23-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
- Kè cứng (Đá xếp, đá thả, đá xây, rọ đá, rồng đá, bê tông)
áp dụng bảo vệ cho các cơng trình quan trọng, quy hoạch các cảnh quan đơ
thị phát triển du lịch dịch vụ và các cơng trình có mặt bằng nhỏ hẹp, việc vận
chuyển và thu mua vật liệu thuận lợi.
- Kè mềm (Cụm cây, cỏ Vectiver): thường áp dụng bảo vệ cho các cơng
trình thấp hơn và trên quy mơ rộng, tiết kiệm kinh phí, cải tạo mơi trường (Kè sinh
thái)
Ngồi ra, trong kè chia ra kết cấu chân kè
- Chân kè nông (Kết cấu kiểu bệ nổi, Kết cấu kiểu bệ chìm, kết cấu kiểu mố
đỡ)
- Chân kè sâu (Chân khay bằng cọc gỗ, cọc bê tông cốt thép, cừ bê tông cốt
thép dự ứng lực, chân khay bằng ống buy)
- Chân kè kiểu kết hợp: Trong trường hợp cụ thể để phù hợp với từng vị trí
xây dựng có thể kết hợp chân kè bệ chìm và cọc gỗ, chân kè bệ nổi và cọc bê tông
cốt thép.
Kết cấu thân kè theo vật liệu:
- Dạng kết cấu bằng đá (Đá hộc đổ rối, đá lát khan, đá xây, đá xếp trong
khung ô bê tông , đá xếp trong khung ô xây gạch, đá xếp trong khung ô xây đá,
thảm rọ đá).
- Gia cố mái bằng bitum (Đá thâm nhập nhựa, Bê tông asphale)
- Gia cố mái bằng thảm vật liệu tổng hợp
1.2.
Tình hình ứng dụng cơng trình bảo vệ bờ sơng ở Việt Nam
Việt Nam có một hệ thống sơng ngịi tương đối phức tạp, chính vì vâỵ từ
hàng nghìn năm tríc nhân dân ta đã biêts đ¾p đê đĨ bảo vƯ bê sơng. Qua nhiỊu thêi
kỳ viƯc này vÉn đỵc duy trì, tuy nhiên chỉ víi cơng nghƯ thơ sơ. Ngày nay, với
trình độ khoa học phát triển cùng với xu thế phát triển kinh tế các cơng trình bảo vệ
bờ ngày càng hiện đại hơn đạt chất lượng, kỹ mỹ thuật cao hơn, đảm bảo tần suất
chống lũ, đảm bảo các yêu cầu lợi dụng tổng hợp của các ngành kinh tế..
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
Luận văn thạc sĩ
- 24-
Chun ngành Xây dựng cơng trình thuỷ
1.2.1. Phương pháp cơng trình bảo vệ bờ truyền thống
Trước đây, các cơng trình bảo vệ bờ ở nước ta mang tính chất tự phát, do hạn
chế về năng lực kinh tế cũng như trình độ kỹ thuật qua các thời kỳ, cơng trình đê
điều được xây dựng để chống đỡ thiên tai lũ lụt, tuy nhiên sự bền vững của cơng
trình kém, do việc đắp đê khơng đúng kỹ thuật, chồng lấn, vật liệu không đồng nhất,
không được khảo sát địa chất, đa số các cơng trình được xây dựng với vật liệu
truyền thống rẻ tiền : Đất, đá và che, cụm cây.
Việc phân loại cơng trình bảo vệ bờ truyền thống theo những cách sau :
a) Theo hình dạng: gồm 3 loại
+ Kè bảo vệ bờ: bao gồm vật liệu chống xói phủ lên mặt bờ, mái và lịng
sơng, có tác dụng vừa gia cố bờ và đáy sơng để chống sự phá hoại của dịng chảy,
cơng trình này gọi là cơng trình gia cố bờ. Đây là biện pháp chống đỡ sự phá hoại
của dòng chảy chứ khơng chủ động tấn cơng vào dịng chảy.
H×nh 1.5: Kè lát mái
+ Đập mỏ hàn: là loại cơng trình có hướng theo hướng ngang với dòng chảy,
gốc nối vào bờ, đâu vươn ra sơng. Mỏ hàn có tác dụng đẩy dòng chủ lưu của dòng
Học viên: Nguyễn Tiến Thương
Lớp: 17C2
