Báo cáo thuyết minh

PHẦN 1. THUYẾT MINH KỸ THUẬT
1. Giới thiệu chung
1.1. Tính cấp thiết
Nước ta có trên 3200km bờ biển trải dài từ Bắc vào Nam với hệ thống đê biển
đã được hình thành, củng cố qua nhiều thời kỳ. Hệ thống đê biển là tài sản quý của
Quốc Gia, là hạ tầng cơ sở quan trọng đối với sự phát triển ổn định kinh tế, xã hội,
quốc phòng và an ninh cho cả nước nói chung và nhân dân vùsng ven biển nói riêng.
Với đường bờ biển dài, đây là một thuận lợi lớn trong việc phát triển kinh tế khu vực
ven biển, nơi được đánh giá là khu vực năng động, giàu tiềm năng, có nhiều thuận lợi
trong phát triển kinh tế xã hội và tập trung dân cư với mật độ cao... Mục tiêu đến năm
2020, kinh tế biển đóng góp khoảng 53-55% GDP, 55-60% kim ngạch xuất khẩu của
cả nước, giải quyết tốt các vấn đề xã hội, cải thiện một bước đáng kể đời sống của
nhân dân vùng biển và ven biển.
Trong giai đoạn hiện này, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng,
nước ta được đánh giá là một trong 5 nước sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề nhất. Chính vì
thế hệ thống công trình ven biển của nước ta hiện có, trong đó có đê biển, khó ổn định
và bền vững lâu dài.
Thực tế cho thấy năm 2005 vùng ven biển nước ta liên tiếp chịu ảnh hưởng trực
tiếp của nhiều cơn bão mạnh vượt mức thiết kế, trong đó đặc biệt là 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 gây sạt lở mái đê
phía đồng và phía biển với chiều dài trên 54km thuộc Hải Phòng, Nam Định, Thái
Bình, Thanh Hoá và vỡ một số đoạn thuộc các tuyến đê biển Cát Hải (Hải Phòng), đê
biển Hải Hậu, Giao Thuỷ (Nam Định) với tổng chiều dài 1.465m, gây thiệt hại nghiêm
trọng về hoa màu, thủy sản, làm nhiễm mặn hàng trăm ha đất nông nghiệp,... Vì vậy,
nghiên cứu các giải pháp KHCN để đê biển ổn định và bền vững là nhiệm vụ cần thiết
và cấp bách trong việc bảo vệ phần đất thấp của các tỉnh ven biển.
Trong những năm qua chúng ta đã đầu tư xây dựng nhiều đoạn đê biển có gia
cố mái với nhiều hình thức khác nhau bằng vật liệu đá và bê tông. Trong thực tế, bão

lớn cùng với triều cường đã làm hư hỏng hoặc tràn qua nhiều đoạn đê, gây thiệt hại lớn
(Hình 1).

1


Báo cáo thuyết minh

Hình 1- Sạt lở đê biển Nam Định sau cơn bão số 7 năm 2005
Hiện nay đê biển Việt Nam chưa thể nói là đã ổn định vì những lý do sau:
- Đê biển hiện tại thiết kế chỉ giữ được với cơn bão từ cấp 10 trở xuống và mực
nước triều tần xuất 5%, thực tế những năm gần đây bão xảy ra trên cấp 11, 12 vượt
quá tần suất thiết kế gây thiệt hại về người và kinh tế xã hội.
- Bão mạnh thường kèm theo nước dâng bão, đồng thời với triều cường làm cho
sóng đánh trực tiếp vào đê biển và tràn qua đê gây xói lở và vỡ đê, làm ngập lụt trên
diện rộng và thiệt hại rất lớn cho vùng ven biển.
- Dưới tác động của sóng biển thường làm cho đê biển mất ổn định hoặc bị phá
hoại với các nguyên nhânchính sau đây:
+ Sóng biển phá hoại lớp gia cố mái phía biển, ăn mòn lớp gia cố mái đê bằng
bê tông một cách nhanh chóng gây sạt lở mái và thân đê;
+ Sóng tràn qua đê làm phá hoại mái hạ lưu đê gây xói và làm trượt mái phía
đồng, gây mất ổn định thân đê.
Trên cơ sở nhận dạng, tìm hiểu nguyên nhân làm hư hỏng đê biển, đặc biệt khi
đê bị sóng tràn qua, một loạt các giải pháp công nghệ nghiên cứu khác nhau giải quyết
những tồn tại đã nêu của hệ thống đê biển Viện Nam. Đó là: nghiên cứu các dạng kết
cấu mặt cặt đê hợp lý cho nước tràn qua áp dụng cho khu vực miền Trung; xử lý nền
đất yếu bằng công nghệ cọc đất – xi măng tăng cao tính ổn định cho mái đê; các giải
pháp cố kết đất bằng phụ gia consolid, neo đất, chống xói lở mái đê phía đồng bằng
2



Báo cáo thuyết minh

các giải pháp lát mái, trồng cỏ; giải pháp công nghệ trồng cây chắn sóng tại những
vùng đê biển có bãi có thể trồng được nhằm giảm tác động của sóng, gió lên đê biển;
nghiên cứu bảo vệ các cồn cát ven biển để bảo vệ đê; xây dựng tiêu chuẩn thiết kế đê
biển cho phụ hợp với công nghệ và điều kiện mới, v.v…
Nhiều nước trên thế giới, trong đó có Hà Lan, nghiên cứu thành công và sử
dụng rất phổ biến vật liệu cát, đá và bitumen để bảo vệ mái đê biển từ năm 1960 và
vẫn bền vững cho đến ngay nay. So với các vật liệu gia cố mái đê biển thường dùng
trước đây ở nước ta là bê tông hoặc bê tông cốt thép thì vật liệu hỗn hợp nhựa đường,
cát, đá có những tính năng ưu việt hơn hẳn, đó là: khả năng chống thấm tốt hơn, khả
năng chống xâm thực trong môi trường nước biển tốt hơn, khả năng biến dạng, đàn hồi
tốt, có thể thích ứng một cách mềm dẻo với những biến dạng 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 hơn
nhiều, v.v… Hiện nay, ở các nước này vẫn đang sử dụng công nghệ này để xây dựng
những tuyến đê biển xung yếu (hình 2).

Hình 2. Ứng dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc thi công đê biển Hà Lan
năm 2013

3


Báo cáo thuyết minh

Ở nước ta, vấn đề này hiện đang được Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
nghiên cứu và bước đầu đã có những kết quả tốt. Việc nghiên cứu và triển khai ứng
dụng thực tế là cần thiết để có luận cứ khoa học so sánh cả về ý nghĩa khoa học và
thực tiễn về sử dụng loại vật liệu mới này với vật liệu truyền thống đang sử dụng, tiến

tới ứng dụng những thành tựu khoa học đó vào điều kiện cụ thể của nước ta, nhằm
đảm bảo ổn định và bền vững cho đê biển.
Bitumen là sản phẩm của công nghiệp hóa dầu, là loại vật liệu tuy hiện tai đang
còn nhập khẩu nhưng được sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng công trình giao thông,
trong thời gian sắp tới do các nhà máy lọc dầu ở nước ta đi vào hoạt động, sản lượng
nhựa đường sẽ được cung cấp nhiều hơn nên sử dụng nó cùng với vật liệu địa phương
như cát, đá để chế tạo, xây lắp các loại lớp gia cố cho hàng trăm km đê biển là có tính
khả thi.
1.2. Vị trí công trình
Huyện Hải Hậu gồm có 3 thị trấn và 32 xã
- Phía Đông giáp huyện Giao Thủy;
- Phía Tây giáp huyện Trực Ninh;
- Phía Nam giáp biển Đông;
- Phía Bắc giáp huyện Xuân Trường.
Trên cơ sở tìm hiểu, đi thực địa các tuyến đê biển, đáp ứng mục tiêu nghiên
cứu, nhóm nghiên cứu cùng cán bộ địa phương quyết định chọn vị trí được chỉ ra
trong bản vẽ dưới đây (Hình 3 ).

Hình 3- Hiện trạng đoạn đê thử nghiệm công nghệ nghiên cứu

4


Báo cáo thuyết minh

2. Sự cần thiết phải đầu tư
- Căn cứ thuyết minh đề cương và dự toán đề tài nghiên cứu được phê duyệt,
trong đó được ứng dụng thử nghiệm vật liệu hỗn hợp dạng asphalt chèn trong đá hộc
để gia cố mái đê phía biển. Được sự đồng ý của Sở NN& PTNT, Chi cục Đê điều và
PCLB tỉnh Nam Định chọn một đoạn đê huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định để thử

nghiệm công nghệ mới này.
- Yêu cầu lớp gia cố mới thay thế phải không bị phá hoại do sóng, do dòng,
không bị trượt, không bị đẩy nổi, có độ bền cao theo yêu cầu đã nêu trong tiêu chuẩn
thiết kế hiện hành.
- Căn cứ hiện trạng hư hỏng đoạn đê 50 m bị hư hỏng một số chỗ (hình 3); căn
cứ quy trình thiết kế là sản phẩm của đề tài nghiên cứu đã có, chọn vật liệu hỗn hợp
asphalt chèn trong đá hộc để sửa chữa đoạn kè này. Kinh phí xây dựng trong dự toán
đề tài NCKH được phê duyệt.
2.1. Tình trạng hư hỏng
Tình trạng hư hỏng của đoạn đê nêu trên hư hỏng được thể hiện trên hình 4.
Theo điều tra và quan sát: lớp gia cố bị bong, xô, các vật liệu trong mái kè bị sóng lôi
ra ngoài, cấu kiện bị sóng và vật liệu dưới chân mài mòn gây hư hại đến kết cấu lớp
gia cố gây mất ổn định mái đê, nếu không sửa chữa kịp thời sẽ mất ổn định đê.

a) Tháng 4/2014

b) Tháng 11/2014

Hình 4. Hư hỏng ở đê Cồn Tròn - Hải Hậu – Nam Định
2.2. Yêu cầu sửa chữa và phạm vi thay thế lớp gia cố mới
Trên cơ sở hiện trạng hư hỏng đoạn đê như trên, nhóm nghiên cứu đề xuất
phương án sửa chữa như sau:

5


Báo cáo thuyết minh

- Thay thế lớp cấu kiện bê tông lục giác trên mái đê phía biển đã bị hư hỏng bằng
lớp gia cố mới sử dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc. Phạm vi từ

K21+003 – K21+058, và từ cao trình -0,5 đến +2,1m.
- Phần mái đê phía trên cao trình +2,1m và mặt đê chất lượng còn tốt, không cần
thay thế, sửa chữa.
- Phần mái đê phía trong cần đắp đất gia cố lại chỗ hư hỏng và trồng lại cỏ bảo
vệ mái đê để đảm bảo không xói khi có sóng tràn qua với lưu lượng <10l/s/m.
3. Căn cứ để thiết kế áp dụng công nghệ thử nghiệm
- Hồ sơ hoàn công đoạn đê hiện trạng 50m do Chi cục Chi cục Phòng chống lụt
bão và đê điều tỉnh Nam Định cấp.
- Thuyết minh và dự toán đề cương nghiên cứu được phê duyệt.
- Quy trình thiết kế, thi công - sản phẩm nghiên cứu đề tài.
- Văn bản của Ban quản lý công trình yêu cầu sửa chữa đoạn đê bị hư hỏng.
- Các Nghị định: Số 16/2005/NĐ-CP ngày 07/02/2005; Số 209/2004 NĐ-CP
ngày 16/12/2004 về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình và quản lý chất lượng
công trình xây dựng.
- Quyết định số 58/2006/QĐ-TTg ngày 14/3/2006 của Thủ tướng chính phủ về
việc phê duyệt Chương trình đầu tư củng cố, bảo vệ và nâng cấp đê biển hiện có tại
các tỉnh có đề từ Quảng Ninh đến Quảng Nam.
- Tài liệu thủy, hải văn khu vực Hải Hậu thu thập từ các đề tài, dự án khu vực
dự án.
- Tài liệu khảo sát do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam thực hiện tháng
6/2014 bao gồm:
+ Bình đồ 1/500;
+ Mặt cắt dọc tuyến kè;
+ Mặt cắt ngang tuyến kè: 20 mặt cắt
+Tài liệu địa chất được thực hiện từ ngày 13-3-2014 đến 25-3-2014 và báo cáo
tháng 5 năm 2014.
4. Thông số thiết kế lớp gia cố mái phía biển thử nghiệm
4.1. Đoạn đê hiện trạng
4.1.1. Điều kiện biên cũ
Mực nước triều thiết kế lớn nhất (5%)= 2,29m ;

Mực nước triều thiết kế thấp nhất (95%) = -1,24m
Hm - Chiều cao sóng trung bình (m) =0,71m;
Tm - Chu kỳ sóng trung bình = 4,6 s.
6


Báo cáo thuyết minh

4.1.2 Mặt cắt ngang
- Cao trình đỉnh tường chắn sóng +5,2 ; cao trình mặt đê : +5,0
- Chiều rộng mặt đê = 5m
- Mái đê phía biển 1:4
- Mái đê phía đồng1: 2
- Cao trình đỉnh lớp gia cố cấu kiện lục lăng +4,7
- Độ dốc bãi chân đê = 20
4.1.3 Kết cấu lớp gia cố
- Kết cấu lớp gia cố phía biển: Hệ thống khung BTCT 250# kích thước BxH =
(30x40) cm: dầm ngang tại đỉnh mái lớp gia cố (+4,70) và giữa mái lớp gia cố (+2,06);
dầm dọc 2 đầu của nguyên đơn, dọc theo tuyến kè cứ 20m thành 1 nguyên đơn. Trong
khung lát cấu kiện lục lăng âm dương BT 200# KT(40x40x23)cm, dưới cấu kiện lót
đá(1x2)cm dày 15 cm và lớp vải lọc tương đương TS40.
- Kết cấu lớp gia cố phía đồng: Đỉnh mái đê phía đồng có gờ chắn bánh bằng BT 200#
dài 1m, khoảng cách tâm 2 gờ chắn liên tiếp là 5m. Mái đê tiếp xuống mặt cơ phía
đồng là hệ thống khung đá xây vữa 100# có tiết diện khung (30x40)cm, lót đá (4x6)
dày 10 cm, khung dọc mái cách nhau 5m (1 nguyên đơn), trong khung đổ đất trồng cỏ.
4.2. Đoạn đê hiện trạng được sửa chữa và gia cố kết cấu mới
4.2.1 Xác định điều kiện biên mới
- Mực nước triều thiết kế lớn nhất = 3,178m
- Mực nước triều thiết kế thấp nhất (95%) = -1,24m
- Hm – Chiều cao sóng trung bình (m) =0,71m;

- Chiều cao sóng thiết kế: Hs=0,93mm;
- Chiều cao sóng leo Hsl =1,7m.
- Tm Chu kỳ sóng trung bình = 3,6 s
4.2.2 Thông số thiết kế cho đoạn đê hiện trạng khi bị sóng tràn
Các chỉ tiêu thiết kế đã được xác định để đảm bảo an toàn cho đoạn đê khi thay
thế lớp gia cố thử nghiệm, (xem Phụ lục 2):
- Chiều dày lớp lọc = 0,15m
4.2.3 Yêu cầu thiết kế lớp gia cố mới
- Chiều dày lớp gia cố mái phía biển không bị trượt, không bị đẩy nổi h= 0,3m
(xem Phụ lục 3), phía trên và dưới bố trí chân khay.
- Cấu tạo hệ thống thoát nước để chống áp lực đẩy nổi: Qua kết quả khảo sát địa
chất tháng 3 năm 2014, thân đê là cát hạt mịn và cát hạt nhỏ, do vậy mực nước ngầm
trong thân đê lên xuống nhanh chóng theo thủy triều, cân bằng với mức nước biển phía
ngoài, do đó gần như không xuất hiện chênh lệch cột nước gây áp lực đẩy nổi. Năm
7


Báo cáo thuyết minh

2013 tại Hà Lan cũng xây dựng đê biển bằng công nghệ này với điều kiện địa chất
thân đê và nền đê tương tự và không bố trí ống thoát nước ra ngoài mái đê, mà chỉ bố
trí tầng dăm lọc để tập trung nước trong thân đê thoát xuống chân đê (hình 2). Tuy
nhiên để đảm bảo an toàn tuyệt đối, dự án thiết kế hệ thống tiêu thoát nước như sau.
+ Tầng lọc đá dăm dày = 0,15m, phía trên, dưới được phủ bởi vải địa kỹ thuật.
Lớp vải địa kỹ thuật phía trên là loại vải dệt, chịu nhiệt cao đảm bảo không cho hỗn
hợp asphalt nóng xâm nhập tầng lọc (đã có thí nghiệm kiểm tra).
+ Hệ thống các ống thoát nước với đường kính 36mm, đặt so le và khoảng cách
giữa các ống là 2,5m.
5. Lựa chọn vật liệu hỗn hợp
- Sử dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc để thay thế lớp bảo vệ mái

đê cũ bằng tấm lát bê tông cốt thép từ cao trình +2,1 đến cao trình đỉnh chân ống buy
cũ -0,5m.
- Hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc bao gồm bitumen, bột đá, cát vàng và đá
dăm với tỷ lệ cấp phối hợp lý để đảm bảo ở nhiệt độ từ (130-1700C) độ nhớt của hỗn
hợp đạt yêu cầu để hỗn hợp xâm nhập kín các khe kẽ của đá hộc. Tỷ lệ phối hợp các
thành phần vật liệu sẽ được thí nghiệm trực tiếp tại hiện trường trong quá trình thi
công.
6. Giải pháp kỹ thuật
6.1. Gia cố lại mái phía biển hư hỏng
Bóc dỡ cấu kiện hư hỏng, đầm kỹ nền đê, lắp chèn đúng kỹ thuật theo yêu cầu
thiết kế.
6.2. Gia cố mái phía biển phần thiết kế mới (Ứng dụng công nghệ vật liệu hỗn hợp
asphalt chèn trong đá hộc).
- Bóc dỡ kết cấu cũ, đầm kỹ nền đê;
- Thi công tầng lọc, lớp vải lót phía dưới và phía trên tầng lọc, định vị hệ thống
thoát nước;
- Rải đá hộc trên mái theo yêu cầu kỹ thuật;
- Thi công lớp gia cố mới theo quy trình công nghệ thi công.
6.3. Gia cố đỉnh đê
Giữ nguyên đỉnh đê do việc thi công chỉ thực hiện ở mái đê phía biển. Chất
lượng mặt đê bê tông đảm bảo cho các xe thi công tới khu vực hiện trường dự án.
6.4. Gia cố mái phía đồng
6.4.1 Hiện trạng
Đỉnh mái đê phía đồng có gờ chắn bánh bằng BT 200# dài 1m, khoảng cách tâm
2 gờ chắn liên tiếp là 5m. Mái đê tiếp xuống mặt cơ phía đồng là hệ thống khung đá
xây vữa 100# có tiết diện khung (30x40)cm lót đá (4x6) dày 10 cm, khung dọc mái
8


Báo cáo thuyết minh


cách nhau 5m (1 nguyên đơn), trong khung đổ đất trồng cỏ.
6.4.2 Giải pháp thay thế, sửa chữa
Do lưu lượng tràn tính toán (phụ lục 2) là 4,13l/s/m, vì vậy mái đê phía đồng
với hệ thống khung đá xây, trồng cỏ hoàn toàn có thể chịu được, chỉ cần kiểm tra
những vị trí hư hỏng cục bộ để sửa chữa lại và trồng bổ sung những khu vực cỏ bị
chết.
7. Tổ chức thi công
7.1. Chuẩn bị mặt bằng, vật tư trang thiết bị thi công
7.1.1 Bố trí mặt bằng thi công
- Do mặt bằng thi công hẹp, mặt đê rộng 5m nên đề xuất cấm các phương tiện
giao thông lưu thông trên mặt đê trong thời gian thi công; dự kiến 45 ngày.
- Trạm trộn được đặt trên mặt đê. Vật tư tập kết gần trạm trộn và được nạp vào
trạm trộn bằng thủ công.
- Phá dỡ tường chắn sóng tạo đường để máy đào bánh lốp dung tích gầu 0,7m3
có thể đi xuống mái đê bốc dỡ các khối bê tông hư hỏng, rải đá dăm, đá hộc, rót vữa
asphalt vào trong đá hộc.
- Chia đoạn đê thi công thành 6 khối đổ từ 1 đến 6. Thi công cuốn chiếu từ 1
đến 6, từ dưới lên trên (hình 5).

Tr¹m trén

m=2

m=2

Hình 5- Sơ đồ bố trí tổng thể mặt bằng thi công

9



Báo cáo thuyết minh

7.1.2. Chuẩn bị trang thiết bị, nhân lực
Các trang thiết bị thi công chính trong bảng 1.
Bảng 1- Danh mục thiết bị chính cần chuẩn bị
TT

Tên thiết bị

Số lượng

Thông số kỹ thuật

Ghi chú

1

Máy đào bánh lốp

01 cái

Dung tích gầu 0,7m3

Đặc tính kỹ
thuật theo loại
máy

2


Máy trộn vật liệu
hỗn hợp asphalt di
động

01 cái

Công suất trộn 3 tấn/h

Có bánh xe để
có
thể
di
chuyển trên mặt
đê

3

Bồn nóng
bitum

chứa

01 cái

Dung tích 2m3

Có
thể
di
chuyển trên mặt

đê

4

Thùng chứa vật liệu
hỗn hợp asphalt sau
khi trộn

01 cái

Dung tích 3m3

Có
thể
di
chuyển trên mặt
đê

5

Máy đầm cóc

01 cái

Dùng động cơ xăng

6

Máy bơm nước


02 cái

Dùng điện

7

Máy phát điện

01 cái

5KW

8

Máy lu

01 cái

10T

9

Máy ủi

01 cái

110CV

Vật tư được chứa vào các kho chứa riêng biệt, các dạng vật tư không chịu được
nước như xi măng, bột đá, vải địa kỹ thuật, cốt thép, v,v.. cần được bảo quản trong kho

kín đúng quy định hiện hành.
Nhân lực: Để đảm bảo công tác thi công đạt yêu cầu về chất lượng, tiến độ và
đảm bảo an toàn, nhân lực cần bố trí bao gồm: 01 kỹ sư công trình thuỷ lợi, 01 kỹ sư
vật liệu xây dựng (có chuyên môn sâu về thí nghiệm vật liệu hỗn hợp asphalt), 01
trung cấp trắc địa, mỗi thiết bị có 01 công nhân vận hành, riêng máy trộn vật liệu hỗn
hợp asphalt bố trí 02 công nhân, 15 công nhân xây dựng lành nghề. Cán bộ thi công tại
hiện trường cần được đào tạo về an toàn lao động, kỹ thuật thi công (vì đây là công
nghệ mới) và được trang bị đầy đủ các dụng cụ bảo hộ lao động.
7.2. Thi công công tác đất
Bóc bỏ mái đê cũ. Dùng thủ công bóc bỏ đá hộc chân đê, tấm lát mái đê, lớp
10


Báo cáo thuyết minh

đệm thoát nước mái đê cũ. Các vật liệu bóc bỏ được đổ vào gầu máy đào đổ thải ra
phía hạ lưu tại vị trí đã được chi cục Quản lý đê điều địa phương cho phép.
Công tác đất: Chiều dày lớp bảo vệ mái đê thi công mới dày hơn lớp bảo vệ cũ
nên công tác đất ở đây chủ yếu là đào bạt mái đất. Chiều dày bạt mái < 15cm nên sử
dụng nhân công bạt mái theo kích thước trong hồ sơ thiết kế. Ở đây nền đất của đê đã
ổn định, quá trình thi công bằng thủ công nên không cần gia cố đầm nén. Tại những vị
trí có dấu hiệu sạt trượt, cần phải bóc đất lên để đầm nén lại. Sau khi đầm nén lại cần
thí nghiệm kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp.
7.3. Thi công tầng lọc ngược
Do đặc thù của công tác thi công vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc là
vật liệu asphalt ở dạng nóng có khả năng xâm nhập vào các khe kẽ của đá dăm, do vậy
để đảm bảo hỗn hợp asphalt không xâm nhập vào trong khe kẽ của đá dăm tầng lọc
làm tắc tầng lọc, kết cấu tầng lọc ngược gồm ba lớp: lớp dưới cùng tiếp xúc với thân
đê là vải địa kỹ thuật dạng không dệt, lớp giữa là đá dăm dày 15cm, lớp trên cùng là
vải địa kỹ thuật dạng dệt, để ngăn không cho hỗn hợp asphalt lỏng xâm nhập vào đá

dăm tầng lọc. Qua thí nghiệm, loại vải địa kỹ thuật dệt có thể chịu được nhiệt độ cao
của asphalt và không bị asphalt lỏng thấm qua. (Hình 7).

Hình 7- Thí nghiệm khả năng chịu nhiệt của vải địa kỹ thuật loại dệt
Trình tự thi công như sau:
+Trải lớp vải địa kỹ thuật loại không dệt trên mái nghiêng của đê đã được đầm
chặt và làm phẳng bằng thủ công, khâu nối và neo giữ theo đúng quy trình.
+ Dùng máy đào xúc và rải, san gạt tầng dăm lọc, để tầng đá dăm lọc được ổn
định, trong quá trình thi công sử dụng gầu của máy đào vỗ để đầm chặt. Kiểm tra
chiều dày theo thiết kế.
11


Báo cáo thuyết minh

+ Trải lớp vải địa kỹ thuật loại dệt phía trên tầng dăm lọc bằng thủ công, khâu
nối, neo giữ theo đúng quy trình.
7.4. Rải đá hộc, bố trí các ống tiêu thoát nước
Tại những vị trí bố trí ống thoát nước, lớp vải địa kỹ thuật trên cùng được khoét
thủng, kích thước lỗ khoét đảm bảo để ống thoát nước có thể xuyên qua, nhưng không
được quá lớn để hỗn hợp asphalt có thể xâm nhập vào đá dăm tầng lọc. Đầu ống thoát
đặt sâu vào lớp đá dăm 5cm.
Dùng máy đào kết hợp với nhân công rải đá hộc chân, mái đê. Tại những vị trí
xa gầu máy đào không vươn tới được sẽ dùng thủ công trung chuyển hoàn thiện.
7.5. Sản xuất hỗn hợp asphalt (grouting mortar)
Đây là một khâu quan trọng nhất của giai đoạn thi công, chất lượng vật liệu hỗn
hợp asphalt quyết định đến chất lượng tổng thể công trình. Để vật liệu hỗn hợp asphalt
đảm bảo chất lượng trong điều kiện thực tế hiện trường, trên cơ sở cấp phối vật liệu thí
nghiệm trong phòng thí nghiệm, tại hiện trường cần được trộn thử và thí nghiệm kiểm
tra các chỉ tiêu cơ lý cơ bản như độ nhớt, quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ hỗn hợp,

quá trình mất nhiệt của hỗn hợp theo thời gian, kiểm tra hiện tượng phân tầng, tách
lớp, trên cơ sở đó hiệu chỉnh thành phần và điều chỉnh tiến độ thi công cho phù hợp.
Các khâu cơ bản của quá trình sản xuất hỗn hợp asphalt bao gồm (hình 7):
1. Nấu nhựa bằng dụng cụ chuyên dụng.
2. Cân đong cốt liệu, bột khoáng theo cấp phối thực tế (có tính đến độ ẩm của
cốt liệu).
3. Sấy nóng cốt liệu, bột đá tại buồng đốt.
4. Trộn cốt liệu, bột đá, bitumen theo tỷ lệ cấp phối thực tế.
5. Xả vật liệu hỗn hợp asphalt ra thùng chứa.
6. Kiểm tra nhiệt độ, độ nhớt của vật liệu hỗn hợp asphalt.

Hình 8- Sơ đồ quy trình sản xuất vật liệu hỗn hợp
12


Báo cáo thuyết minh

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Phễu nguội.
Tang sấy.
Băng gầu.

Xi lô chứa bột khoáng.
Sàng cốt liệu.
Bồn chứa bitumen.
Thùng trộn.
Thiết bị điều khiển
Cân.

7.6.Thi công rót hỗn hợp asphalt vào trong đá hộc
Sử dụng máy đào vận chuyển vật liệu hỗn hợp asphalt từ thùng chứa trên mặt đê
xuống khối đổ. Dùng gầu máy đào rót hỗn hợp vào đá hộc đảm bảo yêu cầu hỗn hợp
lấp đầy các khe rỗng giữa các viên đá hộc. Dùng thủ công san rải hoàn thiện những vị
trí cục bộ gầu máy đào rót chưa đều hoặc còn sót.
7.7. Một số vấn đề khác
7.7.1 Vấn đề tiêu thoát nước trong quá trình thi công
Do đoạn đê thi công có khối lượng thi công nhỏ, thời gian thi công ngắn chủ
yếu tận dụng thời gian chân triều nên ở đây không đặt ra vấn đề đắp đê quây ngăn
nước mặt.
Việc tiêu thoát nước thấm: Kết cấu chân đê cũ đã có bố trí dãy ống bi phía
ngoài với cao trình đáy ống bi – 2.5 thấp hơn cao trình đáy chân đê hỗn hợp asphalt
chèn đá hộc thi công mới. Vì vậy ta có thể tạm dỡ đá hộc chèn trong một số ống bi, sử
dụng những ống bi này như những hố ga thu nước để bơm nước ra ngoài bằng máy
bơm. Sau khi thi công xong sẽ xếp hoàn trả đá hộc vào các ống bi này như hiện trạng
ban đầu.
7.7.2. Hoàn trả, vệ sinh hiện trường
Sau khi thi công xong mái đê phía dưới sẽ tiến hành dọn dẹp vệ sinh phần mặt,
mái đê cũ xung quanh bị ảnh hưởng trong quá trình thi công.Các vật tư thừa như cát,
đá… sẽ được dọn dẹp thu gom vào nơi quy định. Dùng máy bơm xịt nước rửa sạch
mái đê, mặt đê còn đất cát vương vãi.
7.7.2. An toàn lao động
Do là đoạn đê thi công thử nghiệm, quy mô công trình nhỏ nên không thể thi

công cơ giới toàn bộ mà phải kết hợp giữa cơ giới và thủ công. Mặt khác,ứng dụng
công nghệ vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc để thi công thí nghiệm một đoạn
đê lần đầu tiên được thực hiện ở nước ta. Hỗn hợp asphalt là hỗn hợp có nhiệt độ cao
130-1700C, tính linh động cao lại thi công ở địa hình mái dốc rất nguy hiểm nên trong
quá trình thi công cần phải tuân thủ chặt chẽ các quy định về an toàn lao động. Cụ thể,
trước khi thi công phải họp toàn bộ cán bộ, công nhân tham gia thi công để mô tả chi
tiết các bước công việc, phân công trách nhiệm từng cá nhân, phổ biến nội quy về an
13


Báo cáo thuyết minh

toàn lao động và các hiệu lệnh cần chú ý khi phối hợp giữa cơ giới và thủ công trong
quá trình thi công. Trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ cho người tham gia thi công như
quần áo lao động, mũ, giầy, gang tay…Trong quá trình thi công luôn cử người canh
gác, không cho người không có trách nhiệm vào khu vực thi công.
8.Tiến độ thi công
Trong khoảng tháng 5 năm 2015 đến tháng 6 năm 2015
9. Khối lượng một số công tác chính
Bảng 2 Tổng hợp khối lượng một số công tác chính
TT

NỘI DUNG CÔNG VIỆC

ĐƠN
VỊ

KHỐI
LƯỢNG


A

Bốc dỡ

1

Bốc dỡ cấu kiện bê tông đúc sẵn , vải địa kỹ thuật,
lớp đá dăm

m3

2

Bóc bỏ lớp đất đắp cũ

m3

260

B

Thi công mới

I

LỚP GIA CỐ

1

Đắp đất bờ kênh mương, dung trọng <=1,5 T/m3


m3

1151,5

2

Vận chuyển đất bằng ôtô tự đổ, phạm vi <=300m,
ôtô 10T, đất cấp I

100m3

3

Làm tầng lọc bằng đá dăm 1x2

4

Rải vải lọc trên cạn 2 lớp

5

83,124

11,52

m3

76,128


100m2

15,83

Xếp đá lát khan độ rỗng tự nhiên (lớp gia cố mái đê)

m3

152,26

6

Xếp đá lát khan độ rỗng tự nhiên (chân khay gia cố)

m3

12,50

7

Rót hỗn hợp asphalt vào trong đá hộc (lớp gia cố
mái đê)

m3

8

Rót hỗn hợp asphalt vào trong đá hộc (chân khay gia
cố)


m3

9

Đổ bù bê tông cốt thép các loại

M3

10

Vận chuyển bê tông nhựa bằng ô tô tự đổ, cự ly
2km, 10T

II

ĐÊ QUAI

1

Đắp đê đập, kênh mương bằng máy đầm 9 tấn, dung

100m3

68,52
5,63
33,21
1,85

m3
100m3


2,5

14


Báo cáo thuyết minh

trọng <=1,65 tấn/m3
2

Vận chuyển đất 10m tiếp theo bằng thủ công, đất
cấp I

m3

3

Vận chuyển đất bằng ôtô tự đổ, phạm vi <=300m,
ôtô 10T, đất cấp I

100m3

4

Bơm nước hố móng

ca

250

2,5
20

10. Kết luận
Hiện tượng sạt lở bờ biển khu vực kè Hải Hậu đã trực tiếp ảnh hưởng đến nơi
sinh sống, nuôi trồng thuỷ hải sản, đời sống của bộ phận nhân dân cũng như các cơ sở
hạ tầng. Chính vì vậy, việc sửa chữa đảm bảo ổn định đê là hết sức cần thiết.
Giải pháp công nghệ vật liệu hỗn hợp asphalt chèn trong đá hộc đã được nghiên
cứu ứng dụng để gia cố những tuyến đê biển có quy mô lớn ở nhiều nước tiên tiến trên
thế giới, như Mỹ, Anh, Đức và đặc biệt là Hà Lan bởi những ưu điểm nổi bật của nó
là: khả năng chống thấm tốt hơn, khả năng chống xâm thực trong môi trường nước
biển tốt hơn, khả năng biến dạng, đàn hồi tốt, có thể thích ứng một cách mềm dẻo với
những biến dạng 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, tốc độ thi công rất nhanh do có khả năng cơ giới hóa
cao, công trình làm việc được ngay sau khi thi công, v.v… Vì vậy, giải pháp công
nghệ này hoàn toàn có khả năng ứng dụng để khắc phục được những hư hỏng của đoạn
đê hiện có, nâng cao được khả năng chịu lực, độ bền, độ ổn định của đoạn đê. Đảm
bảo chống chịu sóng lớn, chống xâm thực của nước biển. Việc ứng dụng công nghệ
này sẽ là một hướng đi mới đầy triển vọng trong việc xây dựng và nâng cấp đê biển
Việt Nam, đặc biệt hiệu quả là tại những khu vực xung yếu và những khu vực đê biển
bị xói lở, phá hủy cần phải hàn khẩu nhanh.

15


Báo cáo thuyết minh

PHẦN 2. PHỤ LỤC TÍNH TOÁN
Phụ lục 1 : Xác định điều kiện biên
Nội dung công việc của đề tài chỉ là sửa chữa một đoạn 50m do hư hỏng lớp gia

cố mái đê phía biển, và gia cố phần trồng cỏ phía đồng, nên để thống nhất về tổng thể
tuyến đê, cao trình đỉnh đê sẽ giữ nguyên hiện trạng, điều kiện biên tính toán dựa trên
tiêu chuẩn mới TCVN 9901:2014- công trình thủy lợi – yêu cầu thiết kế đê biển là cơ
sở đầu vào để tính toán kết cấu lớp gia cố.
Các điều kiện biên thiết kế được xác định như sau:
Theo tiêu chuẩn TCVN 9901: 2014, cao trình đỉnh đê không cho phép sóng tràn
qua được xác định theo công thức:
Zđ = Ztkp + Rslp + a + b

(1)

Trong đó:
Zđ là cao trình đỉnh đê thiết kế, m;
Ztkp là cao trình mực nước biển thiết kế tương
Rslp là chiều cao sóng leo thiết kế, m
a

là trị số gia tăng độ cao an toàn phụ thuộc vào cấp công trình

b là độ dâng cao của mực nước biển do ảnh hưởng của biến đổi khí
hậu toàn cầu, m

+Xác định mực nước biển tính toán (Ztkp)
Ztkp là cao trình mực nước biển thiết kế tương ứng với tần suất thiết kế (bao gồm
tổ hợp của tần suất mực nước triều, tần mực nước dâng do bão và các yếu tố tác động
tự nhiên khác gây ra). Ztkp phụ thuộc vào tần suất thiết kế (hay chu kỳ số năm lặp lại)
và vị trí địa lý của khu vực xây dựng công trình.
Đoạn đê khu vực nghiên cứu thuộc tuyến đê cấp III (Dự án rà soát, điều chỉnh
quy hoạch đê biển Quảng Ninh- Quảng Nam, 2012). Do vậy tần suất thiết kế được quy
định là P= 2%.

Khu vực nghiên cứu thuộc địa phận xã Hải Hòa. Tra phụ lục B bảng B.1 khu vực
Hải Hòa có mặt cắt MC15, nên mực nước biển Ztkp = 3,178 m.
+Xác định chiều cao sóng leo Rslp (m):
Sóng leo thiết kế, ký hiệu là Rslp xác định theo công thức (C.1) hoặc công thức (C.2):
0,5 < b.0 < 1,8

:

R slp
H sp

= 1,75 .b.f.0

(C.1)

16


Báo cáo thuyết minh

1,8 < b.0 < ( 8,0  10,0)

:

R slp
H sp

= .f.(4,3 -

1,6


0

0)

(C.2)
Với gió bão cấp 10 có vận tốc W = 24,4-28,4→ chọn Wtt=28,4m/s.
- Với cao độ trung bình mặt bãi trước đê: (+0.50).
Chiều sâu cột nước tính toán trước đê:
h=(3,178 – 0,50)=2,678m
Tính toán Hs và Ls theo phương pháp Bresthneider:
Theo tiêu chuẩn phương pháp Bresthneider dựa trên giả thiết là sóng sinh ra do
gió trong khu vực trong điều kiện bão thiết kế phù hợp khu vực chịu ảnh hưởng trực
tiếp trên hướng gió thổi.
gHs
gh 0.75
0.0125( gD / W 2 ) 0.42

0
.
283
tanh[
0
.
53
(
]
tanh
W2
W2

tanh[ 0.530( gh / W 2 ) 0.75 ]

(3)

gTp
gh 0.375
0.077( gD / W 2 ) 0.25
 2.1, 2 tanh[ 0.83( 2 ]
tanh
W
W
tanh[ 0.833( gh / W 2 ) 0.375 ]

(4)

Trong đó:
Hs - Chiều cao sóng tính toán (m);
Tp - Chu kỳ đỉnh sóng tính toán (s);
D - Đà gió thiết kế (m)

5 x10 11  
D=
w
Trong đó:
v: Hệ số nhớt động học của không khí v=10-5(m2/s)
W: Vận tốc gió tính toán; W = 28.4 m/s
→ D= 176.056(km)
Thay số vào các công thức (3) và (4) tính được:
Hs= 0.93 m;
Tp= 3,91 s;

Ls= 23,1 m.
Thay vào công thức tính sóng leo: Rslp = 1,7m
Thay vào công thức (1) ta có:
Cao trình đỉnh đê thiết kế Zđ = 3,18 +1,7 +0,4 +0,24= 5,52m.
17


Báo cáo thuyết minh

Như vậy cao trình đỉnh đê thiết kế: Zđ = +5,5 m.
Tại thời điểm hiện tại, nếu chưa tính đến nước biển dâng, cao trình đỉnh đê
+5,2m vẫn đảm bảo an toàn.
Phụ lục 2: Tính toán sóng tràn
Nước bị đẩy tràn qua đỉnh đê do động năng của sóng khi mà đỉnh đê vẫn còn
cao hơn mực nước biển được gọi là sóng tràn ( hình PL2 - 1). Sóng tràn có liên hệ mật
thiết với sóng leo vì khi sóng leo vượt quá đỉnh đê sẽ sinh ra sóng tràn. Dòng nước
bám sát vào mái đê và tràn qua đỉnh đê thành một lớp chảy mặt. Ngoài ra lượng tràn
qua đê còn được đóng góp bởi một lượng nước rơi dòng bắn tóe do va chạm của sóng
và mái đê và gió trong bão.
- Lượng sóng tràn được lấy trung bình trong một đơn vị thời gian gọi là lưu lượng
sóng tràn trung bình thời gian hay còn gọi là lượng tràn trung bình q.

Hình PL2 -1 - Sóng tràn qua đỉnh đê
h – Chiều sâu cột nước trước đê= 3,14m;
Rc – Độ cao từ mực nước trung bình đến cao trình đỉnh đê = 1,64 m;
Hm – Chiều cao sóng trung bình = 0,71m;
Tm – Chu kỳ sóng trung bình = 4,6 s.
1. Tính toán lưu lượng sóng tràn
Lưu lượng tràn trung bình q, gọi là lưu lượng tràn đơn vị là lưu lượng tràn trên một
mét chiều dài đê , đơn vị là m3/s/m hoặc l/s/m.

Với mục đích thiết kế có thể dùng công thức sau đây:
Cho sóng dâng vỡ , 7,0 >

 b0m  cr  2,0 :
q
gH m3

 0,20. exp(2,3.

Rc 1
.
)
H m  r b

Trong đó:
Hm – Chiều cao sóng trung bình (m);
Tm – Chu kỳ sóng trung bình;
18


Báo cáo thuyết minh

ξ - Chỉ số vỡ Irribaren được tính với chu kỳ đặc trưng Tm , Tm là chu kỳ sóng trung
bình.



tan
Sm


Sm - Đặc trưng cho độ dốc của sóng
Sm 

2H m
gTm2

γr - Hệ số chiết giảm sóng tràn được lấy bàng hệ số chiết giảm sóng leo. Đối với đê
Hải Hậu dược thay thế bằng vật liệu asphalt lấy γr = 1
γβ- Hệ số kể đến ảnh hưởng của sóng tới xiên góc. Ở đây được tính với sóng vuông
góc đê nên γβ =1.
Với các thông số trên xác định được lưu lượng tràn q= 4,13 l/s/m.
Theo lưu lượng q= 4,13 l/s/m< [q] =10 l/s/m. Nên mái phía trong đồng trồng có có thể
đảm bảo độ ổn định, chống xói mái phía đồng.
2 . Lưu lượng sóng tràn cho phép xe đi kiểm tra đê
Theo tiêu chuẩn sóng tràn đối với đỉnh và mái trong công trình đê (Eurotop, 2007), lưu
lượng tràn cho phép <50 – 200 (l/s/m) đối với mái đê trồng cỏ chất lượng tốt. Ở đây,
do sóng tràn trên mặt đê bé <10 – 50 (l/s/m), tràn nhẹ không áp lực, xe không bị ngập
nước trên mặt đê dành xe cho kiểm tra chống bão lụt (Eurotop, 2007) với xe chạy ở
vận tốc thấp <30km/h là có thể đảm bảo an toàn.

19


Bỏo cỏo thuyt minh

Ph lc 3: Thụng s thit k cho on ờ hin trng khi b súng trn
Do õy l on ờ c, thõn ờ ó n nh, Vic sa cha ch thay th lp cu
kin lỏt mỏi bờ tụng ct thộp bng vt liu hn hp asphalt chốn trong ỏ hc, do vy
cỏc thụng s thit k trong tớnh toỏn ny ch l xỏc nh chiu dy lp gia c mỏi phớa
bin theo nghiờn cu.

S dng biu hỡnh PL3 -1 vi m = 1:4 ; Hs = 1,18m; theo ph lc B3 (Quy
trỡnh cụng ngh thit k); t p thõn ờ Hi Hu l loi t cỏt m nn tt chn mụ
un phn lc nn ờ l S = 3.108(N/m3) (ta cú chiu dy bờ tụng asphalt h = 0,15 m.
Vỡ on th nghim s dng hn hp asphalt chốn trong ỏ hc nờn chn h = 0,3m).

bề dầy lớp phủ (m)

0.8

0.8
mái 1:3

0.8
mái 1:2/1:4

0.6

mái 1:6

0.6

Hs(m)

0.4

0.6

Hs(m)

0.4


0.4

Hs(m)

6

0.2

5
4
3
2

0

6
5
4
3
2

0.2

0
10 7

10 8

10 9


10 7

10 8

0.2

0
10 9
10 7
10 8
modun phản lực mặt nền (N/m 3)

6
5
4
3
2

10 9

Hỡnh PL3 -1 . Biu quan h gia mụ un phn lc nn v chiu dy lp ph
Theo thng kờ ca H Lan vi dy bờ tụng asphalt 0,3m chu c ti trng
vi chiu cao súng ti mỏi ờ l 4m. Vỡ vy vi chiu dy ỏ lỏt khan 0,3m c chốn
kớn va asphalt s m bo an ton di tỏc dng súng thit k. Cỏc iu kin v n
nh s c tớnh toỏn li trong ph lc 4, kim tra an ton lp gia c khi chu tỏc ng
súng di vo c tớnh toỏn trong ph lc 5, Tớnh toỏn ỏp lc y ni, trt trỡnh by
trong ph lc 6.

20



Báo cáo thuyết minh

Phụ lục 4. Kiểm tra an toàn lớp gia cố khi chịu tác động sóng dội vào
1. Cơ chế phá hoại do sóng đổ vào lớp gia cố mái đê
Khi sóng dội vào mái đê, khối nước của sóng với tốc độ lớn qua khe hở lớp gia
cố tạo thành một khối nước tức thời đẩy lớp gia cố cong lên cục bộ (hình PL4-1).

Hình PL 4-1. Biến dạng lớp gia cố bằng đá hộc chèn trong vữa asphalt
Trong hình PL 4-1:
- Vùng I là vùng chuyển tiếp từ sóng ngoài bờ tiến vào mái đê, phụ thuộc địa hình bãi
trước đê, có chiều cao sóng, tốc độ truyền sóng và các thông số của sóng thay đổi.
- Vùng II là vùng chịu ảnh hưởng của cấu trúc đê, sóng bị vỡ và đổ vào mái đê tạo áp
lực lớn lên lớp gia cố.
- Vùng III là vùng sự chuyển động của khối nước do sóng đổ vào, trong tức thời không
tiêu thoát kịp, tạo áp lực đẩy ngược lớp gia cố. Vì lớp gia cố bằng đá hộc chèn vữa
asphalt, do sức dính kết tốt và tính dẻo, tính đàn hồi tốt nên chúng chỉ bị đẩy cong cục
bộ nếu thiết kế chiều dày đủ ổn định, chống trượt và áp lực đẩy nổi. Ảnh hưởng phần
sóng dội như hình PL4-2.

Hình PL 4-2. Sơ đồ tính toán kiểm tra tác động của sóng dội [6]
2. Tính toán kiểm tra
Tốc độ sóng dội vào lớp gia cố thường rất lớn, được tính theo công thức (8)
V p2
2g



122

2

H b 2 / 3



Vp 

g12 2 H b 2 / 3

(8)
21


Báo cáo thuyết minh

Trong đó:
V p - tốc độ sóng vỡ trên mái trực tiếp vào lớp gia cố (m/s);
H s = Hb - Chiều cao sóng vỡ trên mái đê (m), với mái dốc đê Nam Định, m=4 và đặc
điểm địa hình bãi chân đê loại sóng vỡ trên mái đê dạng Surging có H s =0,77m;
 - Chỉ số sóng vỡ,  = 2,5;
1 - Hệ số ổn định lớp gia cố loại mái nhẵn, chọn 1 =0,6;
d b -Chiều sâu ảnh hưởng của bụng sóng (m), xem hình 7;
db  H s 2 / 3  0,77  2,52 / 3  1,032 m;
hb -Tổng chiều cao ảnh hưởng áp lực sóng, xem hình 7;
hb  H s  db  0,77  1,032  1,80 ;
 - Hệ số ổn định lớp gia cố khi chịu tác động tổng chiều cao ảnh hưởng áp lực sóng
2

2 


hb
db



1,80
1,032

 1,74

Thay các thông số vào (8) Ta được V p  9,81  0,6 2  1,74  0,77  2,52 / 3 = 2,1 m/s
* Kiểm tra theo cân bằng lực
Lớp gia cố không bị đẩy cong khi:
GF N
(9)
Trong đó:
G – Trọng lượng lớp gia cố trong phạm vi sóng dội trên 1m dài đê (N/m):
N – Phản lực đẩy ngược lớp gia cố;
F - Lực của khối sóng dội vào lớp gia cố,tính cho 1m dài đê (N/m);
N= F 

mVp2
2

(10)

Vp – Tốc độ sóng đổ vào lớp gia cố (m/s); Vp =2,1m/s
m – Trọng lượng nước của khối sóng tính cho 1m dài đê dội vào lớp gia cố trong phạm
vi sóng tác động (N/m), gần đúng:

m  wg 

H b Ls
0,77  21,51
 9,81  1020 
 82826 N / m
2
2

Ls – Chiều dài bước sóng (m), Ls =21,51 m;
w - khối lượng riêng nước biển,  w  1020kg / m3
Thay các thông số vào công thức (10) ta có:
mVp2

82826 2,12
 182831N / m
2
2
dL
0,3  21,51
G   as g  Vas   as g  s  2300  9,81
 190725 N / m
2
2

N= F 



d – chiều dày lớp gia cô, d=0,3m

 as -Khối lượng riêng của vật liệu gia cố bằng asphalt (kg/m3)
Theo công thức (9) : G  N  190725 N/m>182831 N/m
Kết luận 1: Với lực do sóng đổ vào mái đê, lớp gia cố không bị đẩy cong cục bộ.
* Kiểm tra theo tiêu chuẩn của Hà Lan [6]
Công thức thực hành xác định tiêu chuẩn lớp gia cố bằng đá asphalt không bị đẩy cong
do tác động của sóng tạo khối nước dư không tiêu thoát kịp.

22


Báo cáo thuyết minh




2/3
z



Hs
d

(11)

Trong đó:
 z - chỉ số vỡ đối với sóng tác dụng trên đá cắm
 z  tan 

1, 25Tz

Hb

(12)

Tz - Chu kỳ sóng (s) ; Tz  5,132s
 - góc nghiêng mái đê, với m=4 thì tan  =1/4

Hb – Độ cao sóng vỡ Hb = 0,77m
Thay các thông số vào công thức (12) ta có
 z  tan 

1,25Tz 1 1,25  5,132
 
 1,83
4
Hb
0,77

 - Hệ số ổn định tổng thể



Vp
gH s  

0 , 25
z




2,1
2,1

 0,657
0, 25
2,75  1,163
9,81  0,77  1,83

as  n
 1,2
n
d - Chiều dày lớp gia cố, ở đây d =0,3m
Thay các thông số vào công thức (4) ta có:
0,567
0,77
<
 0,379 <2,14
1,496 1,2  0,3
Kết luận 2: Sóng dội vào lớp gia cố không bị đẩy cong cục bộ do khối nước trong thân
đê không tiêu thoát kịp.
* Qua 2 phương pháp kiểm tra cho thấy lớp gia cố không bị đẩy cong do sóng
đổ vào mái. Để đảm bảo an toàn hơn, lớp gia cố vẫn nên đặt cấu tạo thêm ống thoát
nước.
 - Tỷ trọng vật lệu lớp gia cố,  

23


Báo cáo thuyết minh


Phụ lục 5: Tính toán áp lực đẩy nổi, trượt
1. Xác định áp lực đẩy nổi
Mực nước thiết kế lớn nhất khi có sóng bão gây tràn, sau một khoảng thời gian
mực nước biển rút dần, mực nước ngầm trong thân đê gây ra áp lực đẩy nổi. Từ cao
trình 2,1 đến 4,7 mái đê được gia cố cấu kiện bê tông lục lăng có khả năng thoát nước
tốt. Từ cao trình 2,1 trở xuống mục nước triều thấp nhất cần được xác định áp lực đảy
nổi đối với lớp gia cố thử nghiệm, là loại vật liệu không thấm.
Áp lực đẩy nổi lớn nhất  wo theo sơ đồ hình 5 được xác định theo công thức:

 w0  w g ( p  h cos )

(5)

Trong đó:
 wo = Áp lực đẩy nổi lớn nhất (N/m2);

 w = Khối lượng riêng của nước,  w = 1024 (kg/m3);
g – Gia tốc trọng trường, g=9,81 m/s2
p = độ chênh mực nước cao nhất tạo áp lực đẩy nổi. độ chênh mực nước chính
là khoảng chênh cao trình giữa 2 hàng ống tiêu nước liền nhau, với khoảng cách các
ống trên mặt đê là 1m đặt so le, mái đê m=4 thì khoảng chênh cao sẽ là: p=0,17m.
h = chiều dày lớp gia cố (m), h = 0,3m;
 - góc nghiêng mái phía biển,  =140, cos  = cos140 =0,97
Thay số vào (5) ta có:

 w0  1024 9,81 (0,17  0,3  0,97) = 4 6 7 6 (N/m2);


h
P


 wo

Hình PL 5-1 . Sơ đồ áp lực đẩy nổi dưới đáy lớp gia cố asphalt [5]
2. Kiểm tra chiều dày thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn trượt
Ở vị trí áp lực đẩy nổi lớn nhất
24


Báo cáo thuyết minh
h

 w0 f
 a g ( f cos   sin  )

(6)

Trong đó:
h - Chiều dày lớp gia cố (m);
 w0 - Áp lực đẩy nổi lớn nhất (N/m2) theo kết quả tính ở công thức (5)  w0 =4676

(N/m2);
f - Hệ số ma sát;
 - Góc ma sát giữa đá hộc chèn asphalt và đất, chọn  =400
 - Góc ma sát trong của đất; theo báo cáo khoan địa chất tháng 5/2014 [4], lớp 1 là
đất thân đê có  = 21o21’;
nên f  tan  , f =tan 400= 0,839

 a - Khối lượng riêng của vật liệu gia cố  a = 2300 (kg/m3) ;
g - Gia tốc trọng trường (m/s2);

 - Góc nghiêng của mái đê (độ), với m=4 có  =140, sin 140 =0,242.
g

= Gia tốc trọng trường (m/s2);

Thay số liệu vào công thức (6)
 w0 f
4676  0,839

 0,30m
 a g ( f cos   sin  ) 2300  9,81(0,839  0,97  0,242)

Vậy với độ dày lớp gia cố thử nghiệm h=0,3m sẽ không bị trượt.
c. Kiểm tra chiều dày thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn đẩy nổi
Để lớp gia cố không bị đẩy nổi, trong trường hợp không có kết cấu chân đỡ (bất lợi
nhất), tiêu chuẩn không bị đẩy nổi là :

h

 w0
a .g. cos 

(7)

Trong đó :
 w0 - Lực đẩy nổi lớn nhất (N) =4676 N/m2

 - Góc nghiêng của mái đê, với m=4 có  =140cos  = 0,970

g=9.81 m/s2


 a - Khối lượng riêng của vật liệu lớp gia cố  a = 2300kg/m3
Thay vào công thức (7):

h

 w0
 a .g . cos 



4676
 0,21
2300  9,81  0,97

Vậy với độ dày lớp gia cố thử nghiệm h=0,3m mái đê sẽ không bị đẩy nổi.

25