Một Số Tồn Tại Kỹ Thuật Của Kè Bảo Vệ Mái Đê Phía Biển Và Mất Ổn

+ Đối với sóng dềnh

H 2%

 1,4P 0,13 S

0,2

cot g0,5

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 157 trang tài liệu này.

(1.9)

Dn 50

m

N 

Nhận xét: Trong khi chưa có các công thức của nghiên cứu trong nước để tính toán khối lượng và chiều dày của viên gia cố bảo vệ mái, phải dùng các công thức của nước ngoài, tuy nhiên cần lưu ý các điểm sau [11]:

- Công thức Hudson tính toán khối lượng viên đá rời trong trường hợp thấm rất tốt. Vì vậy công thức này dùng tính toán cho các đập phá sóng, kè mỏ hàn tiếp xúc với nước và chịu tác động trực tiếp của sóng.

- Khi tính toán khối lượng và chiều dày lớp bảo vệ mái đê kè bằng đá, công thức Pilarczyk cho kết quả hợp lý nhất.

- Khi bảo vệ mái bằng khối bê tông đúc sẵn thì nên sử dụng công thức của Van der meer [11].

1.4.2 Một số tồn tại kỹ thuật của kè bảo vệ mái đê phía biển và mất ổn định do xói mái đê trong đồng

Hình 1.29 thể hiện các tấm lát mái của đê bị lún sụt [42]. Vấn đề lún sụt mảng gia cố nếu loại trừ nguyên nhân do thi công kém, thì cũng có phần nguyên nhân do sự lôi cuốn vật liệu lọc bởi sóng rút. Sự lôi cuốn vật liệu lọc ra ngoài chỉ xảy ra được nếu có chuyển vị lớn của mảng gia cố dưới tác dụng của áp lực đẩy ngược từ trong thân đê khi sóng rút. Vì vậy cần phải có giải pháp hạn chế chuyển vị của mảng gia cố, chống được sự đẩy ngược của áp lực nước phía trong thân đê.

Hình 1.30 cho thấy tình trạng các mảng gia cố bị bong tróc do sóng ở đê biển Nam Định [26]. Tình trạng kỹ thuật này sẽ dẫn đến mất an toàn cho đê biển. Nguyên nhân của việc bong tróc mảng gia cố là do trọng lượng viên gia cố không đủ giữ ổn định.

Hình 1.29:

Tấm lát mái đê biển bị lún sụt

Hình 1.30:

Tấm lát mái đê biển bị bong tróc

Hình 1.31 thể hiện một đoạn đê bị phá huỷ mảng gia cố phía biển dẫn đến phá huỷ đê, phá huỷ nền đê. Nền đê bị sóng xói sâu, nên phải gia cố lại nền bị xói.

Hình 1.32 cho thấy các viên gia cố bằng bê tông không đủ trọng lượng bị sóng cuốn trôi, vun đống lại trên mái kè đê biển Hải Hậu - Nam Định.

Hình 1.31: Phá huỷ mái phía biển dẫn

đến xói hỏng nền đê

Hình 1.32: Các viên gia cố không đủ

trọng lượng

Hình 1.33 thể hiện mái hạ lưu của một tuyến đê địa phương bị sóng tràn, toàn bộ mái đất phía trong đồng đã bị phá hoại.

Hình 1.34 là rãnh xói do mưa của một tuyến đê, tuyến đê này được đắp bằng đất có hàm lượng cát cao, khi mưa nước tập trung thành dòng trên mái đê và hình thành rãnh xói. Tình trạng này gặp ở rất nhiều tuyến đê ở các địa phương vùng Bắc Bộ.

Hình 1.33: Mái đê biển phía đồng bị sóng tràn qua

Hình 1.34: Đê biển đắp bằng đất có hàm lượng cát cao bị xói hỏng

Hình 1.35 cho thấy viên gia cố bị nhấc lên khỏi mảng do áp lực đẩy ngược từ trong thân đê khi sóng rút. Mảng gia cố bị áp lực đẩy ngược nên có chuyển vị lớn, một số viên gia cố bị xô lệch không trở lại được vị trí ban đầu gây rão mái kè.

Hình 1.35: Viên gia cố bị đẩy ngược

1.4.3 Sự phá huỷ đê biển do sóng tràn

Đê Hải Phòng được cứng hoá bề mặt đê bằng bê tông để đảm bảo an toàn khi nước tràn, mái hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ (hình 1.36). Nhưng thực tế qua trận bão số 2 năm 2005, mái hạ lưu đê bị phá huỷ toàn bộ khi sóng tràn qua (hình 1.37).

Hình 1.36: Đê biển Hải Phòng được cứng hoá bề mặt-chống sóng tràn

Hình 1.37: Bão số 2-2005 mái hạ lưu bị phá huỷ toàn bộ do sóng tràn

Vậy việc áp dụng giải pháp bảo vệ khi đê biển tràn nước là chưa đầy đủ và vấn đề là áp dụng chưa đồng bộ. Hình 1.36 thể hiện vấn đề gia cường, bảo vệ chỉ mới tập trung cho mái thượng lưu và đỉnh đê. Thực tế sau bão thì phần phá huỷ nặng nề lại là mái hạ lưu. Như vậy có thể thấy, đối với đê biển tràn nước thì vấn đề gia cường đồng bộ các bộ phận của đê, đặc biệt là mái hạ lưu là cần thiết và phải có giải pháp đúng.

1.4.4 Hướng tiếp cận lựa chọn giải pháp công nghệ mới

Các giải pháp bảo vệ mái đê biển của các nước trên thế giới cho thấy kết cấu bảo vệ mái đê có kích thước lớn, kiên cố. Vật liệu xây dựng được cải tiến mạnh mẽ để ứng dụng trong xây dựng đê. Vì vậy mà hệ thống đê biển của họ khá vững chắc, an toàn.

Các giải pháp bảo vệ mái đê biển ở Việt Nam thể hiện kết cấu gia cố có kích thước chưa thực sự hợp lý dẫn đến các tồn tại về kỹ thuật như đã thống kê ở trên. Chưa ứng dụng được nhiều các cải tiến công nghệ vật liệu trong xây dựng. Đê biển Việt Nam, điển hình là đê biển Bắc Bộ được hình thành từ lâu đời nên nền đê khá ổn định, ngoại trừ việc bị phá huỷ kết cấu bảo vệ mái dẫn đến phá hoại thân đê và nền.

Để kiên cố hoá đê biển hiện tại, tăng cường ổn định đê biển và nền đê biển khi nước tràn, trên cơ sở các phân tích tổng hợp ở trên cần tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển:

- Đề xuất giải pháp neo giữ viên gia cố để gia tăng trọng lượng các viên gia cố hiện có, hạn chế chuyển vị và tăng ổn định của cả mảng gia cố dưới tác động của sóng biển.

- Vật liệu đắp đê chủ yếu là vật liệu tại chỗ, có hàm lượng cát cao vì vậy dễ bị xói hỏng khi nước tràn. Cần có lớp vỏ bọc chống xói bên ngoài. Trong điều kiện ngày càng hiếm đất sét làm vỏ bọc cho đê thì việc sử dụng phụ gia để gia cường đất tại chỗ làm vỏ bọc đê biển là một giải pháp kinh tế và đảm bảo môi trường.

1.5 Kết luận chương I

Trên cơ sở phân tích tổng quan các giải pháp bảo vệ mái đê biển của các nước trên thế giới, cho thấy các nước đã đầu tư nhiều công trình nghiên cứu và tài chính để tăng cường sự ổn định bảo vệ mái của đê biển. Các viên gia cố đê biển không đủ trọng lượng được bóc bỏ, thay thế bằng những viên gia cố có kích thước, trọng lượng lớn. Chuyển hình dạng viên gia cố từ dạng tấm sang dạng cột để ổn định hơn. Thay đổi nhiều về vật liệu gia cường thân đê, nền đê, mái đê kết hợp với biện pháp gia cường truyền thống. Sự thay đổi công nghệ nhanh chứng tỏ kết cấu bảo vệ mái đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo ổn định đê và nền đê biển.

Đê biển Việt Nam hiện có hai tồn tại chính là đê thấp thường bị nước tràn phá huỷ mái trong đồng và phần lớn đê trực diện với biển vì vậy kết cấu bảo vệ mái đê phía biển thường chịu tác động trực tiếp của sóng biển nên thường bị bong tróc, lún sụt. Hai tồn tại trên có nguy cơ phá vỡ đê bất cứ lúc nào vì vậy cần phải được gia tăng độ an toàn tránh nguy cơ vỡ đê. Trong điều kiện chưa thể bóc bỏ thay thế bảo vệ mái đê cũ bằng những kết cấu gia cường kiên cố hơn, chưa thể nâng cao trình đỉnh đê đạt yêu cầu thiết kế do chi phí đầu tư lớn thì việc gia tăng ổn định bảo vệ mái đê biển hiện tại trên cơ sở tận dụng kết cấu có sẵn và vật liệu tại chỗ là giải pháp hữu ích. Tác giả đề xuất: Sử dụng phụ gia CONSOLID để gia cường đất tại chỗ chống xói mái trong

đồng. Với mái phía biển sử dụng giải pháp neo gia cố các tấm lát mái để hạn chế chuyển vị của cả mảng gia cố và tăng trọng lượng của các viên gia cố.

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH BẢO VỆ MÁI ĐÊ

2.1 Đặc điểm của neo trong đất và nguyên tắc tính toán

2.1.1 Mục đích

Khoảng từ những năm 1960, neo đã được ứng dụng cho các công trình trên biển với các mục đích chống nhổ kéo, cố định trọng lượng một vật thể, hoặc chống các dịch chuyển không mong muốn của công trình.

Theo Taylor (1975) có một số dạng neo thường dùng, xác định theo nguyên tắc thi công hoặc quá trình làm việc của neo bao gồm:

(1) Neo thanh khoan vào đất

(2) Neo dùng tải trọng động

(3) Neo xoắn

(4) Neo ấn

(5) Neo khoan phụt bằng áp lực cao

(6) Neo móc tự do

(7) Neo tạo áp lực giữ bằng hút khí chân không

2.1.2 Nguyên lý chống nhổ của thanh neo

Thanh neo có thể neo chặt ở trong đất làm thành thanh chịu kéo là chủ yếu, vì thanh được neo ở trong đất nên có một lực chống nhổ nhất định, như mô phỏng [20] ở hình 2.1.



Lùc bã chÆt m

Lùc kÐo

Vữa xi măng



cèt thÐp

Đường kính lỗ khoan

Lớp đất ma sát

Hình 2.1: Nguyên lý chịu lực của thanh neo

Khi thanh neo trong đoạn neo giữ chịu lực, đầu tiên thông qua dây neo (thanh cốt thép thô hoặc dây thép bện xoắn) với lực bó chặt của vữa xi măng ở xung quanh truyền vào trong vữa, sau đó thông qua vữa truyền vào trong

khối đất ở xung quanh. Quá trình truyền lực tăng lên theo tải trọng, lực dính kết của dây neo với vữa xi măng (lực bó chặt) phát triển dần tới đầu dưới của thanh neo, cho đến khi trong đoạn neo giữ phát huy tối đa lực dính kết sẽ sinh ra chuyển dịch tương đối với đất, liền đó sẽ sinh ra lực cản ma sát giữa đất với thanh neo, cho tới lực cản ma sát giới hạn.

Thử nghiệm chống nhổ cho thấy, khi lực nhổ nhỏ thì lượng chuyển dịch của thanh neo là cực nhỏ; lực nhổ tăng lên, chuyển dịch tăng lớn; khi lực kéo nhổ đạt đến một lượng nhất định, chuyển dịch không ổn định, thậm chí là lực không tăng mà chuyển dịch cũng không dừng; khi đó xem thanh neo đã đạt đến giai đoạn phá hỏng, cũng tức là lực cản ma sát giữa thanh neo với tầng đất đá vượt quá trạng thái giới hạn.

2.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến lực chống nhổ của thanh neo

a) Ảnh hưởng của đất đối với lực chống nhổ của thanh neo

Cường độ chống cắt của đất o

thường thấp hơn cường độ của vữa xi

măng, nếu công nghệ thi công bơm vữa xi măng tốt, lực cản ma sát của thanh lỗ thanh neo trong đất quyết định bởi cường độ chịu cắt của đất ở mặt tiếp xúc.

Từ công thức suy ra, ảnh hưởng của lớp đất đối với cường độ chịu kéo

của thanh neo là rất lớn, bởi vì tầng đất khác nhau sẽ có tham số nhau, cường độ chịu kéo - nhổ tính ra cũng rất khác nhau.

b) Ảnh hưởng của hình thức thanh neo đối với lực chống nhổ

c,

khác

Phần dưới thanh neo hình thành một đầu mở to ra, hoặc dùng thiết bị để mở thành một hình nón có đáy to, như hình 2.2c, thì lực chống nhổ của neo sẽ tăng lên rất nhiều. Với thanh neo mở rộng lỗ, Habib [4] của Pháp kiến nghị tính lực chống nhổ giới hạn theo công thức sau:

Pgh F Q D1

Trong đó:

z1 L1

z dz D2

z2 L2

z dz qA

(2.1)