Giải Pháp Bảo Vệ Mái Đê Phía Đồng

Tp : Chu kỳ sóng (s);

Lo : Chiều dài sóng (m);

D : Chiều dầy cấu kiện gia cố (m);

: Góc mái dốc (độ);

m : Tỷ trọng vật liệu cấu kiện;

b : Hệ số tương tác của sóng lên kè có các độ nhám khác nhau [42];

Các đại lượng D , m

trong các tính toán chi tiết.

xác định theo dạng kè bảo vệ mái, tham khảo [42]

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 157 trang tài liệu này.

b) Gia cố mái đê bằng nhựa đường (Bituminous Revetments)

Hàng thế kỷ trước đây, vật liệu nhựa đường đã được sử dụng ở vùng Trung Âu vào việc làm kín nước. Vào năm 1893, Italy dùng nhựa đường phủ mái đập đá đổ. Năm 1934 Hà Lan dùng nhựa đường phủ đáy âu thuyền Fuliana. Sau cơn bão 1953, Hà Lan đã sử dụng bê tông nhựa đường vào xây dựng đê biển. Vật liệu này thường dùng kết hợp với vật liệu khác để gia cường, chẳng hạn nhựa đường-đá xếp, nhựa đường-bê tông khối, bê tông Asphalt ứng dụng trong xây dựng công trình thủy lợi, đê biển của nhiều nước tiên tiến như Nauy, Hà lan, Mĩ và một số nước khác. Hình 1.6 là một dạng kè đê biển bằng đá xếp phủ nhựa đường ở Hà Lan [44].

Hình 1.6: Kè đê biển đá xếp phủ nhựa đường

c) Thảm bê tông

Các cấu kiện bê tông được nối với nhau tạo thành mảng liên kết (hình 1.7). Các cấu kiện này liên kết với nhau bằng dây cáp, bằng các móc, giữa các cấu kiện thường đệm bằng cao su, hoặc lấp đầy bằng sỏi, gạch xỉ. Phải bố trí tầng lọc ngược giữa thảm bê tông với thân đê. Cấu kiện kiểu này thường xuyên được cải tiến về hình dạng và liên kết giữa các cấu kiện [42].

Hình 1.7: Thảm bê tông liên kết bằng dây cáp

Hình 1.8 thể hiện thảm bê tông đang được thi công trên một đoạn đê, bên dưới lót vải địa kỹ thuật làm lọc [44]. Sau khi thi công xong thảm bê tông, tra cỏ vào các hốc bê tông để tạo cảnh quan môi trường.

Hình 1.8: Thảm bê tông được sử dụng làm kè đê biển Hà Lan

d) Thảm đá

Các rọ bằng thép bọc chất dẻo hoặc chất dẻo trong đựng đầy đá gọi là “thảm đá”. Thảm đá dùng để chống xói cho đê và bờ sông, bờ biển do tác động của sóng và dòng chảy. Ý tưởng của kết cấu này là liên kết đá nhỏ lại thành khối lớn để sóng và dòng chảy không phá hỏng được.

e) Thảm bằng các túi địa kỹ thuật chứa cát

Các túi địa kỹ thuật được bơm đầy cát đặt trên lớp vải địa kĩ thuật, liên kết với nhau thành một hệ thống gọi là thảm túi cát để bảo vệ mái dốc của đê, bờ sông, bờ biển. Hình 1.9 là ảnh chụp một đoạn kè chống xói bằng hệ thống các túi địa kỹ thuật trên đảo Sylt-Kliffende-Đức[36].

Hình 1.9: Thảm gia cường bằng hệ thống túi vải địa kỹ thuật

Hình 1.10 là một số ứng dụng khác của túi địa kỹ thuật [43], có thể xây dựng kè chắn sóng, sửa chữa trụ cầu, gia tăng trọng lượng cho đường ống, neo giữ…

a) Xây dựng kè chắn sóng, chống xói.

b) Bảo vệ bờ, chống tác động của sóng lớn.

c) Sửa chữa trụ cầu xây dựng trong nước.

d) Bảo vệ xói trên các ống chôn, gia tăng sự neo giữ.

e) Gia tăng trọng lực, ổn định cho

đường ống dẫn nước.

f) Neo giữ kết cấu mỏ.

g) Sửa chữa xốp rỗng trong các kết cấu xây.

Hình 1.10: Mở rộng ứng dụng của túi địa kỹ thuật

f) Hệ thống ống địa kỹ thuật chứa cát

Sử dụng ống địa kĩ thuật [42], có đường kính từ 0,5m đến 2,5m, kích thước tuỳ thuộc vào yêu cầu công trình. Chiều dài mỗi ống trung bình khoảng 60m-100m. Định vị ống vào vị trí dự kiến sau đó bơm dung dịch tỉ lệ 1 phần cát với 4 phần nước, cho đến khi ống đầy cát hoặc vữa xi măng. Hình thành mặt cắt đê biển hoặc kết cấu dự định xây dựng (hình 1.11).

ống cát neo giữ

Vải lọc

ống cát bằng nilon

MHW

MNN

Hình 1.11: Ống địa kỹ thuật trong xây dựng đê kè

Hình 1.12 là các ứng dụng mở rộng của ống địa kỹ thuật [42], ống cát

địa kỹ thuật được sử dụng làm kè bờ biển, lấn biển, làm thân đê…

Hình 1.12: Mở rộng ứng dụng của ống địa kỹ thuật

Hình 1.13 là ảnh chụp đoạn kè biển bằng ống địa kỹ thuật [44], hệ thống kè tương đối ổn định và mỹ thuật.

Hình 1.13: Ống địa kỹ thuật gia cường bảo vệ bờ ở Hà Lan

g) Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp

Sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp [42] (vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật) làm chức năng gia cố dạng đất có cốt, chức năng phân cách các lớp vật liệu có nhóm đường kính hạt khác nhau, gia cường làm nền khi đắp đê

trên nền đất yếu. Như vậy tăng cường đuợc ổn định tổng thể cho đê (hình 1.14).

Sợi tổng hợp dùng làm cốt

đặt tại mặt nền mái dốc

Sợi tổng hợp dựng làm cốt của mái dốc

Sợi tổng hợp dựng làm cốt kết hợp với các vật liệu composit

Hình 1.14: Một số biện pháp kỹ thuật gia cố mái đê

Vải địa kĩ thuật được dệt từ sợi tổng hợp có thể dùng làm tăng ổn định mảng gia cố mái đê (hình 1.15) [43], hoặc sợi tổng hợp dệt thành màng địa kỹ thuật làm chức năng chống thấm, chức năng phân cách giữa các lớp vật liệu. Nhìn chung với sự thay đổi về công nghệ vật liệu đã giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật, đảm bảo sự an toàn và ổn định lâu dài của đê biển.

líp gia cè

lớp lọc

Vải địa kỹ thuật

 g h



W cos

W sin

Hình 1.15: Vải địa kĩ thuật dùng gia cố lớp bảo vệ mái

Hình 1.15 thể hiện cấu tạo lớp vải địa kỹ thuật đặt trên mái dốc, bên trên có bố trí lọc và trên cùng là lớp bảo vệ mái. Để chống trượt của cả khối bảo vệ mái bên trên lớp vải thì ma sát giữa lớp lọc và vải phải đảm bảo điều kiện:

fU Wcos Wsin

Sắp xếp rút gọn công thức (1.3) trở thành

(1.3)

fU tg

Trong đó

(1.4)

fU là hệ số ma sát giữa vật liệu lọc và vải địa kỹ thuật [43]

1.2.2 Giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng

a) Trồng cỏ

Trồng cỏ để bảo vệ chống xói mái đê phía trong đồng được sử dụng từ lâu và khá phổ biến trên thế giới. Trồng cỏ là hình thức kết cấu đơn giản thân thiện với môi trường. Cỏ trồng trên mái dốc để cỏ và bộ rễ tạo thành lớp bảo vệ chống xói bề mặt đê (hình 1.16)[43], hoặc trồng cỏ trong ô được chia ra bởi các khối xây hoặc trong những cấu kiện đúc sẵn.

Nhìn chung giải pháp tạo thảm cỏ được đánh giá là hiệu quả và là giải pháp được sử dụng từ lâu vì lá cỏ, rễ cỏ đều có tác dụng chống xói bề mặt đê khi có dòng chảy tràn. Tuy nhiên, lớp cỏ bảo vệ chỉ chịu được lưu lượng tràn nhất định.

Hình 1.16: Thảm cỏ chống xói mái đê

b) Thảm ba chiều bằng sợi tổng hợp

Thảm ba chiều bằng sợi tổng hợp kết hợp với trồng cỏ tăng cường sức chịu tải cho lớp đất [43], tạo điều kiện thuận lợi ban đầu cho cỏ phát triển. Bảo vệ mái đê theo công nghệ này đảm bảo được điều kiện thân thiện với môi

trường và tăng khả năng chống xói hơn so với thảm cỏ thông thường (hình 1.17).

Hình 1.17: Sử dụng lưới sợi tổng hợp kết hợp trồng cỏ chống xói

c) Giải pháp kết cấu thuỷ công giảm vận tốc xói do sóng tràn

Giải pháp này bố trí một bể bê tông đựng nước do sóng tràn ở trên đỉnh đê [44]. Khi sóng tràn vào bể, có thể bố trí ống dẫn nước để tiêu nước về hạ lưu (hình 1.18).

Hình 1.18: Bể bê tông có bố trí ống tiêu nước

Hình 1.19 là bể bê tông tiêu năng [44], kích thước bể được tính toán đủ sâu để tiêu năng năng lượng sóng tràn. Sau khi sóng tràn qua đỉnh đê, vận tốc không còn lớn để gây xói cho mái trong đồng.