Một số kết quả tính toán kết cấu lớp gia cố mái đê biển sử dụng vật liệu hỗn hợp ASPHALT chèn trong đá hộc tại đê biển Cồn Tròn - Hải Thịnh - Hải Hậu - Nam Định

Bài báo giới thiệu phương pháp và một số kết quả tính toán kết cấu lớp gia cố mái đê biển sử dụng vật liệu asphalt chèn trong đá hộc tại đoạn đê Cồn Tròn – Hải Thịnh – Hải Hậu – Nam Định.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Đê biển Hải Thịnh – Hải Hậu – Nam Định là một trong những tuyến đê biển xung yếu bậc nhất Việt Nam với nhiều khu vực biển lấn, mực nước trên bãi phía trước đê sâu, mái đê phía biển tiếp xúc trực diện với biển do vậy các tác động từ biển như sóng, gió, dòng ven có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của đê, thực tế những năm vừa qua đã có rất nhiều đoạn tại khu vực này bị vỡ, sạt lở bởi, lún sụt bởi tác động của sóng do bão, tác động của dòng ven bờ do gió mùa đông bắc gây ra. Điển hình là năm 2005 các cơn bão số 2, số 6, số 7 với sức gió mạnh cấp 11, cấp 12, giật trên cấp 12 lại đổ bộ vào đúng thời điểm mực nước triều cao, thời gian bão kéo dài gây sóng leo tràn qua mặt đê làm sạt lở mái đê phía đồng và phía biển tại đê biển Hải Hậu, Giao Thuỷ (Nam Định), gây thiệt hại nghiêm trọng về hoa màu, thủy sản, làm nhiễm mặn hàng trăm ha đất nông nghiệp,...

Đã có nhiều giải pháp được nghiên cứu, ứng dụng để bảo vệ đê biển thông qua chương trình khoa học công nghệ phục vụ xây dựng đê biển và các dự án đầu tư như: các giải pháp trồng cây chắn sóng tại những vùng biển có bãi nhằm làm giảm tác động của sóng trực tiếp tác động lên đê biển; cố kết đất đắp đê bằng phụ gia consolid, neo giữ đất; kè phá sóng bằng các khối bê tông dị hình, bảo vệ mái đê bằng các khối bê tông liên kết mảng, v,v.. Tuy vậy vẫn còn nhiều vị trí trên tuyến đê Hải Thịnh hiện nay hiện tượng lún sụt, sạt mái, các khối bê tông bảo vệ mái bị xâm thực và bị tách rời nhau ra vẫn xảy ra, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của đê.

Để khắc phục hiện tượng trên, trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu cấp Quốc gia “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu hỗn hợp để gia cố đê biển chịu được nước tràn qua do sóng, triều cường, bão và nước biển dâng”, Nhóm tác giả đề xuất ứng dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc để sửa chữa gia cố các khu vực này, với những ưu điểm như khả năng chống xâm thực trong môi trường nước biển tốt hơn nhiều, khả năng biến dạng, đàn hồi tốt, có thể thích ứng một cách mềm dẻo với những biến dạng, lún sụt của nền đê và thân đê, hạn chế được những lún sụt, xói lở cục bộ của đê biển, độ bền và tuổi thọ cao, khoảng 50-70 năm (Thực tế ở Hà Lan có những công trình xây dựng từ những năm 1950 đến nay vẫn còn tồn tại), v.v….

Bài báo giới thiệu phương pháp và một số kết quả tính toán kết cấu lớp gia cố mái đê biển sử dụng vật liệu asphalt chèn trong đá hộc tại đoạn đê Cồn Tròn – Hải Thịnh – Hải Hậu – Nam Định.

II. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KẾT CẤU LỚP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN SỬ DỤNG VẬT LIỆU ASPHALT CHÈN TRONG ĐÁ HỘC

II.1. Vị trí và hiện trạng, và yêu cầu sửa chữa công trình

II.2. Xác định các điều kiện biên tính toán.

1. Xác định cao trình đỉnh đê thiết kế.

2. Xác định mực nước biển tính toán.

3. Xác định chiều cao nước dâng do bão Hnd (m)

4. Xác định chiều cao sóng leo Hsl (m)

II.3. Tính toán kết cấu lớp gia cố mái đê phía biển bằng vật liệu asphalt chèn trong đá hộc

1. Tính toán chiều dày lớp phủ

2. Tính toán áp lực đẩy nổi, trượt

II.4. Kiểm tra an toàn lớp gia cố khi chịu tác động sóng dội vào

III. KẾT LUẬN

Sử dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc để gia cố, sủa chữa, tu bổ mái đê là giải pháp công nghệ đã và đang được ứng dụng ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới như Anh, Đức, Mỹ, Hà lan, v,v… với những ưu điểm như đã kể trên. Việc nghiên cứu phương pháp tính toán kết cấu và chuyển giao ứng dụng vào điều kiện Việt Nam là cần thiết góp phần cung cấp thêm một giải pháp công nghệ mới nhằm sửa chữa, nâng cấp và bảo đảm an toàn cho các tuyến đê biển nước ta.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]      14TCN 130-2002: hướng dẫn thiết kế đê biển, Hà Nội- 2002;

[2]      TCVN 8819:2011 Mặt đường bê tông nhựa nóng, yêu cầu thi công và nghiệm thu;

[3]      Quy trình công nghệ thiết kế các dạng lớp gia cố đê biển sử dụng vật liệu hỗn hợp,   Hà Nội- 2013.

[4]      Báo cáo khảo sát địa chất khu vực đê biển Cồn Tròn – Hải Thịnh – Hải Hậu – Nam Định, Hà Nội - 5/2014.

[5]      Rijkswaterstaat Communication – The use of asphalt in hydraulic engineering, Netherlands – 1984.

[6]        Krystan W. Pilarczyk Dimensioning Aspects of Coastal protection structrues  dikes and revetments. Appendix B Unification of the stability criteria for revetments, The Nethelands, 1988.

Xem bài báo tại đây: Một số kết quả tính toán kết cấu lớp gia cố mái đê biển sử dụng vật liệu hỗn hợp ASPHALT chèn trong đá hộc tại đê biển Cồn Tròn - Hải Thịnh - Hải Hậu - Nam Định

Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Thanh Bằng
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
ThS. Nguyễn Mạnh Trường
Viện Bơm và Thiết Bị Thủy lợi
KS. Vũ Xuân Thủy
Chi cục QLĐĐ&PCLB tỉnh Nam Định

TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI