Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-3869-8

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KẾT CẤU RỖNG XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH GIẢM SĨNG CHỐNG XĨI LỞ BỜ BIỂN
TÂY CÀ MAU ỨNG PHĨ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Nguyễn Văn Ngọc1, Nguyễn Hồng1, Nguyễn Xn Trường2
Trường Đại học Hàng hải, email:
2
Cơng ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Cơng trình thủy Sơng Hồng
1

1. TĨM TẮT

Trong nhiều năm trở lại đây, do đắp đập
thủy điện trên thượng nguồn sơng Mê Kơng;
tình hình khai thác cát chưa được kiểm soát,
cộng với ảnh hưởng của biến đối khí hậu và
nước biển dâng (BĐKH&NBD) đã làm cho
tình hình xói lở bờ biển Cà Mau nói chung,
bờ biển Tây Cà Mau nói riêng hết sức
nghiêm trọng. Sóng biển tàn phá rừng cây
ngập mặn, uy hiếp cơng trình đê biển tại đây.
Một giải pháp cơng trình có hiệu quả đang
được thực hiện tại đây, đó là xây dựng cơng
trình giảm sóng, nhằm giảm chiều cao sóng
đảm bảo rừng cây ngặp mặn tồn tại, phát
triển bảo vệ vững chắc cơng trình bảo vệ bờ
biển đã có. Vấn đề đặt ra đối với các nhà
khoa học đó là tìm ra giải pháp cơng nghệ
mới cho phép giảm chi phí xây dựng thấp
nhất, song phải giảm chiều cao sóng là lớn

nhất. Công nghệ kết cấu rỗng (KCR) làm
việc vừa theo nguyên lý móng trọng lực vừa
làm theo nguyên lý móng cọc do chính tác
giả phát hiện ra đã được nghiên cứu xây
dựng cơng trình giảm sóng tại bờ biển Tây
Cà Mau khơng những cho phép tiết kiệm
kinh phí xây dựng tới 50% so với các cơng
trình giảm sóng đã xây dựng tại đây; mà cịn
giảm chiều cao sóng khi qua cơng trình tới
84,72%; ứng phó có hiệu quả đối với
BĐKH&NBD.

tới 50%; cùng với khai thác cát; ảnh hưởng
của BĐKH&NBD đã làm cho tình hình xói
lở bờ biển đồng bằng sơng Cửu Long hết sức
nghiêm trọng hình 1, sóng biển tàn phá rừng
cây ngặp mặn hình 2, uy hiếp tới cơng trình
bảo vệ bờ hình 3.

Hình 1. Tình hình xói lở bờ biển
đồng bằng sơng Cửu Long

Hình 2. Sóng biển tàn phá rừng cây
ngặp mặn

2. GIỚI THIỆU CHUNG

Việc đắp đập thủy điện trên thượng nguồn
sông Mê Kông, lượng bùn cát về hạ lưu giảm
144


Hình 3. Sóng biển kết hợp triều cường
uy hiếp đê biển Tây Cà Mau


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

Một giải pháp cơng trình chống xói lở bờ
biển Tây Cà Mau đang được thực hiện đạt hiệu
quả cao, đó là xây dựng cơng trình giảm sóng
bố trí song song với bờ, cách bờ 150 ÷ 200m
hình 4 có tác dụng giảm chiều cao sóng khi
qua cơng trình [3]. Những đoạn bố trí cơng
trình: cây ngập mặn phát triển bảo vệ vững
chắc đê biển đã có hình 5. Tuy nhiên nhu cầu
xây dựng cơng trình chống xói lở tại Cà Mau
nói riêng, trong cả nước nói chung rất lớn; vấn
đề đặt ra đối với các nhà khoa học đó là phải
tìm ra cơng nghệ kết cấu mới xây dựng cơng
trình giảm sóng có chi phí xây dựng thấp, song
tác dụng giảm chiều cao sóng phải là cao nhất,
có như vậy mới ứng phó có hiệu quả với ảnh
hưởng của BĐKH&NBD.

nguyệt. Với nghiên cứu về công nghệ kết cấu
và vật liệu mới giá thành xây dựng cơng trình
giảm sóng chỉ bằng 50% so với các cơng trình
đang xây dựng tại Cà Mau [2], [3], [4].

Hình 6. Một số hình thức mặt cắt kết cấu

nghiên cứu: a) Hình chữ nhật; b) Hình
thang; c) Hỗn hợp; d) Hình bán nguyệt
Hình 4. Bố trí mặt bằng cơng trình giảm sóng

Hình 7. Các khối cơ sở hình bán nguyệt: a)
BTCT (BTCS); b) Vật liệu tre cho móng; c)
Một phần thân và móng sử dụng vật liệu tre

Hình 5. Cây ngập mặn phát triển tốt
sau cơng trình giảm sóng
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Muốn giảm giá thành xây dựng cần phải
nghiên cứu ba nội dung đó là: công nghệ kết
cấu, công nghệ vật liệu và công nghệ thi cơng
mới. Trong đó cơng nghệ kết cấu mới là yếu tố
tiên quyết giảm giá thành xây dựng. Nhóm tác
giả đã ứng dụng cơng nghệ KCR đưa ra bốn
hình thức mặt cắt hình chữ nhật, hình thang,
hỗn hợp hình thang và hình chữ nhật và hình
bán nguyệt hình 6. Về vật liệu, nhóm tác giả
nghiên cứu sử dụng vật liệu bê tông cốt thép
(BTCT), bê tông cốt sợi composite (BTCS),
BTCT hoặc BTCS kết hợp vật liệu tre ứng
dụng cho bốn hình thức mặt cắt kể trên nhằm
tạo ra 12 khối cơ sở [1], [4]. Trên hình 7 trình
bày đại biểu ba khối cơ sở tiết diện hình bán

Nghiên cứu giảm chiều cao sóng, nhóm
tác giả sử dụng các khối có hình thức mặt cắt

đê kể trên, bố trí các lỗ tiêu sóng kiểu hình
trịn, hình vng, hình chữ nhật nằm ngang,
hình chữ nhật nằm dọc nhằm tổ hợp thành
các phương án nghiên cứu [1], [5].
Trên cơ sở các phương án cơng nghệ kết cấu,
cơng nghệ vật liệu và hình thức bố trí các lỗ tiêu
sóng khác nhau; nhóm tác giả sử dụng module
Ansys - CFX mô phỏng tương tác giữa sóng và
cơng trình; để từ đó tìm ra được phương án cho
phép giảm chiều cao sóng lớn nhất.
3. MƠ PHỎNG SỐ VÀ KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU

3.1. Thực hiện thí nghiệm
Bài báo trình bày chi tiết một trường hợp
mơ phỏng khi cho sóng truyền qua KCR

145


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-3869-8

tiết diện hình bán nguyệt có bố trí lỗ tiêu
sóng hình chữ nhật nằm ngang kết hợp cọc
tre bố trí đối xứng dưới mực nước thấp
bằng phần mềm Anys - CFX. Đây là
phương án cho phép giảm chiều cao sóng
tới 84,72%.

Hình 8. Mơ phỏng

kết cấu

Hình 9. Sóng phía
trước cơng trình

4. KẾT LUẬN

Cơng nghệ KCR là giải pháp cơng nghệ kết
cấu mới vừa làm việc theo nguyên lý móng
trọng lực, vừa làm việc theo ngun lý móng
cọc [2], vì vậy nó phát huy được tất cả ưu điểm
của hai loại móng trên, đồng thời khắc phục
được những nhược điểm của chúng, cho phép
giá thành xây dựng tới 50% so với các công
nghệ kết cấu đang thực hiện tại Tây Cà Mau.
Với khả năng giảm chiều cao sóng tới 84,72%,
cơng nghệ kết cấu này cho phép ứng phó hiệu
quả với ảnh hưởng của BĐKH&NBD.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 10. Sóng phía Hình 11. Sóng tương
sau cơng trình
tác với cơng trình
3.2. Kết quả thí nghiệm
Kết quả mơ phỏng cho 14 trường hợp thể
hiện trên (hình 12) [1].

Hình 12. So sánh hiệu quả giảm chiều cao
sóng qua các phương án cơng trình khác nhau
3.3. Kiểm nghiệm kết quả mơ hình số

Nhóm tác giả tính tốn hai trường hợp đê
truyền thống theo tiêu chuẩn kỹ thuật áp
dụng cho cơng trình củng cố, bảo vệ và
nâng cấp đê biển 2010, kết quả tính tốn so
với mơ phỏng số, sai lệch 4,66% và 20%.
Như vậy có thể khẳng định mô phỏng số là
tin cậy [1].

[1] Nguyễn Văn Ngọc, Nguyễn Hoàng,
Nguyễn Xuân Trường; Nghiên cứu đề xuất
giải pháp tiêu giảm sóng “tối ưu” đối với
kết cấu rỗng phục vụ xây dựng cơng trình
chống xói lở, ứng phó với biến đổi khí hậu
và nước biển dâng; Đề tài NCKH Cấp Cơ
sở; 06/2020; Hải Phòng.
[2] Nguyễn Văn Ngọc, Trần Thị Chang,
Nguyễn Xuân Trường; Đề xuất giải pháp
kết cấu mới chống xói lở bờ sơng, bờ biển
ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển
dâng tại Việt Nam; Kỷ yếu diễn đàn Khoa
học cơng nghệ phục vụ ứng phó thiên tai tại
Việt Nam, tr. 199-212; 22/11/2018; Hà Nội.
[3] Nguyễn Văn Ngọc, Trần Thị Chang; 2019;
Nghiên cứu, đề xuất giải pháp chống xói lở
bờ biển Cà Mau; Tạp chí Khoa học Cơng
nghệ Hàng hải số 58, tr. 59-64; Hải Phịng.
[4] Nguyễn Văn Ngọc, Nguyễn Văn Ninh;
2020; Nghiên cứu sử dụng vật liệu tre cho
giải pháp kết cấu rỗng xây dựng cơng trình
giảm sóng, chắn sóng, bảo vệ bờ biển; Tạp

chí Khoa học Công nghệ Hàng hải số 61, tr.
39-44; Hải Phịng.
[5] Nguyễn Văn Ngọc, Nguyễn Hồng,
Nguyễn Xn Trường, Nguyễn Văn Ninh;
Nghiên cứu khả năng tiêu giảm sóng đối
với kết cấu rỗng phục vụ xây dựng cơng
trình chống xói lở bờ biển ứng phó với biến
đổi khí hậu và nước biển dâng; Kỷ yếu Hội
nghị Cơ học Thủy khí tồn quốc lần thứ 22
tổ chức tại Trường Đại học Hàng hải Việt
Nam, tr. 618-628; 25/07/2019; Hải Phòng.

146