LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi,
Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả học tập
và nghiên cứu tại trường.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Đình Hòa đã vạch
ra những định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình hoàn
thành luận văn này.
Cảm
ơn các anh chị em trong Trung tâm công trình đồng bằng ven biển và đê
điều – Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam là những người đã sát cánh
cùng tác giả trong quá trình nghiên cứu. Đặc biệt là các đồng nghiệp thuộc Bộ môn
phát triển công nghệ mới, nhóm thực hiện đề tài đê biển Vũng Tàu – Gò Công đã đóng
góp cho tác giả nhiều ý kiến hay và cung cấp nhiều thông tin bổ ích.
Xin cảm ơn ban chủ nhiệm của các đề
tài trong cụm 6 đề tài thuộc chương trình:”
Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng tuyến đê biển đa
mục tiêu Vũng Tàu – Gò Công” đã cung cấp cho tác giả những số liệu đầu vào cần
thiết dùng trong quá trình làm luận văn.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia
đình đã động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận vă
n này.
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2012
Tác giả
Ngô Thế Hưng


I. Tính cấp thiết của đề tài: 1
II. Mục đích của đề tài: 5
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 5
IV. Kết quả đạt được của luận văn: 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7
1.1. Giới thiệu chung vùng nghiên cứu 7
1.2. Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới 10
1.3. Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước 21
1.4. Kết luận chương 1. 24
1.5. Những vấn đề nghiên cứu của luận văn: 25
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN TUYẾN
VŨNG TÀU – GÒ CÔNG 26

2.1. Vị trí và quy mô dự án: 26
2.1.1. Vị trí công trình dự kiến: 26
2.1.2. Quy mô của dự án 26
2.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án 27
2.3. Điều kiện tự nhiên của vùng dự án: 28
2.3.1. Đặc điểm về thủy văn thủy lực: 28
2.3.2. Đặc điểm về sóng gió: 28
2.3.3. Đặc điểm về bão: 29
2.3.4. Đặc điểm về thủy triều: 30
2.3.5. Đặc điểm về địa hình: 31
2.3.6. Đặc điểm về địa chất: 31
2.3.7. Một số đặc điểm chính của tuyến công trình: 32
2.4. Một số giải pháp kết cấu đê biển có thể áp dụng cho xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu -
Gò Công 33

2.4.1. Giải pháp đê có lõi bằng vật liệu tại chỗ kết hợp gia cố nền và mái: 33


4.2.2. Thi công dầm cầu công tác: 844.2.3. Thi công gia cố chân đê: 85
4.3. Kết luận chương 4 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1. Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam 1

Hình 1.2. Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP. Hồ Chí Minh 2
Hình 1.3. Vị trí tuyến đê biển đề xuất nhìn từ Google Earth 3
Hình 1.4. Giải pháp quy hoạch vùng Tp.HCM và Đồng Tháp Mười 7
Hình 1.5. Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển 9
Hình 1.6. Bản đồ đê biển ở Hà Lan 10
Hình 1.7. Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ 11
Hình 1.8. Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 12
Hình 1.9. Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk 13
Hình 1.10. Vị trí tuyến đê biển Saemangeum 14
Hình 1.11. Mặt cắt ngang đê Saemangeum 15
Hình 1.12. Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga 16
Hình 1.13. Mặt cắt ngang đê St.Peterburg 17
Hình 1.14. Một số hạng mục công trình đê biển St. Peterburg 18
Hình 1.15. Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier 18
Hình 1.16. Mặt cắt ngang New Orleans 19
Hình 1.17. Đê NamPho – Bắc Triều Tiên 20

Hình 3.15. Nội lực trong cọc chống 61
Hình 3.16. Mô hình tính toán - THTT. 67
Hình 3.17. Mô hình tính toán - THKT 67
Hình 3.18. Dòng thấm qua công trình - THTT 67
Hình 3.19. Dòng thấm qua công trình - THKT 68
Hình 3.20. GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THTT 68
Hình 3.21. GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THKT 68
Hình 3.22. Gradien cửa ra - THTT 69
Hình 3.23. Gradien cửa ra - THKT 69
Hình 3.24. Mô hình kết cấu trên phần mềm Sap2000 70
Hình 3.25. Nội lực sinh ra trong cấu kiện 71
Hình 4.1. Mặt bằng hệ sàn đạo và xà lan định vị đóng cọc 74
Hình 4.2.
 Cắt ngang biện pháp thi công cọc bằng sàn đạo 74Hình 4.3. Sàn đạo thi công cọc xiên 75
Hình 4.4. Thi công cọc công trình New Orleans 76
Hình 4.5. Bố trí sàn đạo dạng đường ray 77
Hình 4.6. Thi công cọc tại Cảng Quốc tế Sp-PSA 78
Hình 4.7. Tàu đóng cọc Biển Đông CT16 79
Hình 4.8. Màn hình dữ liệu trên tàu 80
Hình 4.9. Thi công cọc tại cảng Nghi Sơn - Thanh Hóa 81
Hình 4.10. Tàu đóng cọc TDC 09 82
Hình 4.11. Thi công cọc tại cảng Dung Quất 82
Hình 4.12. Thi công cọc nhà máy nhiệt điện Ômôn – Cần Thơ 83
Hình 4.13. Thi công kín nước giữa các cọc 83
Hình 4.14. Thi công lắp ghép dầm mũ đầu cọc 85
Hình 4.15. Cấu kiện chống sóng chân đê 86
Hình 4.16. Cần cẩu lắp đặt kết hợp với thợ lặn hỗ trợ dưới nước 86

Để giải quyết tình trạng ngập úng do triều cường và lũ ở TP.HCM, Thủ tướng
chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực TP.HCM theo
quyết định số 1547/QĐ-TTg ngày 28/10/2008. Quy hoạch này bao gồm việc xây
dựng một hệ thống đê bao dài 187 km, 12 cống l
ớn, 22 cống có khẩu độ từ 7,5m
2

đến 60m và 70 cống có khẩu độ từ 2m đến 5m. Giai đoạn I bảo vệ vùng I (bờ hữu
sông Sài Gòn, Nhà Bè, Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông) diện tích khoảng 140.000ha, đến
nay việc triển khai dự án đã bước sang năm thứ năm. Tuy nhiên, vấn đề về giải
phóng mặt bằng và nguồn vốn trong quá trình xây dựng đang vấp phải những khó
khăn nhất định, đây chính là nguyên nhân gây kéo dài thời gian xây dựng của dự án.

Hình 1.2. Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP. Hồ Chí Minh
Song song với việc thực hiện dự án chống ngập thì cũng có nhiều đề tài,
chương trình hay dự án khác đã và đang được triển khai nhưng nhìn chung vẫn chưa
cải thiện được tình hình khu vực. Đặc biệt là Thành phố Hồ Chí Minh vẫn bị ngập
3

mỗi khi có mưa lớn hay thủy triều lên cao (mới đây nhất ngày 17/10/2012 triều
cường đã đạt đỉnh +1.64; vượt mốc lịch sử). Điều này đòi hỏi cần phải có một giải
pháp mang tính tổng thể để có thể giải quyết triệt để toàn bộ những vấn đề này.
Ý tưởng xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu đến Gò Công được Bộ Nông
nghiệp & Phát triển Nông thôn đề xuất là công trình kỳ vọng sẽ giải quyết được các
vấn đề về lũ, xâm nhập mặn, nước biển dâng…một cách tổng thể cho TP. Hồ Chí
Minh và các vùng phụ cận. Đồng thời sẽ khắc phục được các vấn đề còn tồn tại của
các dự án đã và đang được thực hiện như hạn chế giải phóng mặt bằng, đẩy nhanh
tiến độ thi công, thuận lợi trong công tác quản lý, có thể ứng dụng nhiều giải pháp
xây dựng hiện đại và quan trọng hơn nữa đây sẽ là công trình lợi dụng tổng hợp và
đa mục tiêu. Khi công trình hoàn thành sẽ hình thành một diện tích khu vực rộng

nước ta vẫn còn nặng về hình thức kết cấu và mang tính truyền thống nên hiệu quả
lợi dụng tổng hợp và tính thẩm mỹ chưa cao.
V
ới quy mô rất lớn và nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp, dự án đê biển Vũng Tàu
- Gò Công là một dự án tổng thể, đa mục tiêu, nó bao gồm nhiều hạng mục công
trình như: Hệ thống đê biển, các công trình cống kiểm soát triều, hệ thống Âu
thuyền, hệ thống cầu giao thông trên đê v.v…Mỗi hạng mục công trình đảm nhiệm
một chức năng, nhiệm vụ riêng biệt, nhưng luôn đảm bảo sự thống nhất chung về
mặt tổng thể cho toàn bộ công trình.
Việc nghiên cứu một cách kỹ lưỡng giải pháp kết cấu và biện pháp thi công
xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công cùng với các hạng mục công trình
khác trên tuyến đê nhằm đảm bảo hài hòa giữa lợi ích và tác động đến môi trường
sinh thái, phù hợp với điều kiện của Việt Nam là hết sứ
c cần thiết.
5

Đề tài luận văn: “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến
Vũng Tàu - Gò Công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên” sẽ tập trung nghiên cứu giải
pháp kết cấu và thi công cho hạng mục đê biển theo phương án sử dụng tổ hợp hệ
cọc li tâm và cọc xiên tạo ổn định cho đê. Trên cơ sở nghiên cứu kế thừa các công
nghệ xây dựng đã và đang phát triển trên thế giới cũng như trong nước để đề xuất
giải pháp về kết cấu và phương pháp thi công.
II. Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu, phân tích lựa chọn phương án và tính toán kết cấu, đề xuất giải
pháp thi công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên cho hạng mục đê biển tuyến Vũng Tàu
- Gò Công.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
- Cách tiếp cận:
Tiếp cận bằng cách trực tiếp ho
ặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân

ạ du này thấp trũng, hướng ra biển với trên
60% đất đai có cao trình thấp dưới +2m. Ở phía thượng lưu nhiều hồ chứa lớn đã và
đang được xây dựng, lũ được giữ lại, lưu lượng bình quân mùa lũ giảm, nên dòng
chảy trong sông yếu dần. Ngược lại, dòng triều tác động ngày càng mạnh lên và
đang có xu thế ngày càng gia tăng, vấn đề xâm nhập mặn và thiếu nước ngọt đã và
đang xả
y ra nghiêm trọng trên sông Sài Gòn, ảnh hưởng trực tiếp đến các nhà máy
cấp nước trong vùng.
Việc san lấp các vùng trũng lấy đất xây dựng, các công trình đê ngăn lũ, ngăn
triều, ngăn mặn dọc sông đã làm dòng chảy, dòng triều tập trung vào trong sông,
làm dâng cao mức nước đỉnh triều và hạ thấp mức nước chân triều. Biên độ triều
tăng, dẫn đến năng lượng triều gia tăng, thời gian truyền triều từ
biển vào rút ngắn,
dòng chảy trên sông bị dồn nén, xói lở bờ gia tăng, khả năng tiếp nhận nước mưa từ
hệ thống tiêu không thuận lợi. Cùng với tác động của biến đổi khí hậu, nước biển
dâng làm cho vấn đề ngập úng ở TP.HCM ngày càng thêm trầm trọng. Theo số liệu
của nhiều báo cáo khoa học, mỗi năm TP.HCM bị lún sụt từ 1,5÷3cm do khai thác
nước ngầm và các nguyên nhân khác. Điều này cho thấ
y, nếu không có giải pháp
ngăn chặn thì tình trạng ngập úng ngày càng trầm trọng hơn. Hình 1.4. Giải pháp quy hoạch vùng Tp.HCM và Đồng Tháp Mười
8

Vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) với diện tích khoảng 750.000 ha, là vùng trũng
thấp rất khó thoát nước, những tác động do hoạt động của con người nên xu hướng
ngập lũ trong nội đồng ngày càng gia tăng về chiều sâu ngập và thời gian ngập
(chênh lệch mức nước max giữa Tân Châu (trên sông) và Mộc Hóa (mực nước trong
đồng) giảm từ 2,5 đến 3m xuống còn 1,5m trong 40 năm qua. Tổng lượng nước tiêu

dựng ngay, nhưng hiện đang gặp khó khăn trong việc lựa chọn phương án tuyến vì
hệ thống kênh rạch lớn quá nhiều. Đê biển đoạn Gò Công tỉnh Tiền Giang, một
phần khu vực Cần Giờ thuộc TP.HCM và đê cửa sông của Long An đã được Chính
phủ phê duyệt hơn 4.000 tỷ đồng.
Hệ thống thủy lợi Gò Công thuộc tỉnh Tiền Giang với diện tích 55.000ha đã
được xây dựng tương đối hoàn chỉnh. Tuy nhiên trong những năm gần đây vào mùa
khô, nước mặn xâm nhập bao quanh toàn hệ thống, dẫn đến tình trạng thiếu nước
ngọt và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Sự gia tăng mực nước tại trạm Phú An liên tục từ 2005 trở lại đây với mực
nước
đỉnh triều cường là +1,59m (ngày 26 tháng 12 năm 2011) mức cao nhất trong
vòng 50 năm qua, xem như là một mối đe dọa đến diễn biến ngập ở TP.HCM.
Nghiên cứu khả thi và thiết kế kỹ thuật hệ thống tiêu thoát nước mưa do JICA giúp
đỡ vừa mới hoàn thiện đang trong giai đoạn thi công đã bộc lộ những điểm không
phù hợp khi mà cao trình các cửa tiếp nhận nước mưa đã thấp hơn mực nước triều
cường, gây ngập triều ở nhiều nơi trong thành phố.

Hình 1.5. Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển
Dự án đê biển Vũng Tàu - Gò Công liên quan trực tiếp đến vùng hạ du lưu vực
hệ thống sông Đồng Nai, và một phần khu vực Đồng Tháp Mười bao gồm các tỉnh
10

Bình Dương, Đồng Nai, TP.HCM, Tây Ninh, Long An, Đồng Tháp và Tiền Giang,
với tổng diện tích 1.080.520 ha.
1.2. Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới.
Ngay từ xa xưa đê biển đã được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu cho việc
chống lại các tác hại do thủy triều, gió bão, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai
(quai đê lấn biển). Ngày nay, đê biển được sử dụ
ng rộng rãi để bảo vệ ngăn triều và
chống ngập lụt cho các khu vực thấp. Cho đến nay, đê biển đã được áp dụng rộng

ường bao gồm đất sét nhưng đôi khi được bổ
sung bởi nhựa đường nhằm vào mục đích bảo vệ phần lõi cát.
- Khối bảo vệ chân (chân khay): đây là lớp bảo vệ ngoài cùng của bãi biển và
ngăn ngừa các ảnh hưởng của sóng làm mất bãi do tác động vận chuyển bùn cát
ngang cũng như dọc bờ.
- Phần lõi của đê thường bao gồm cát để đảm bảo rằng nước ng
ấm qua thân đê
có thể chảy ra. Phần lõi này hỗ trợ cho các lớp phủ và gia tăng trọng lượng cho cấu
trúc của đê biển góp phần chống lại áp lực nước cao.
- Kênh thoát nước, kênh tiêu: cho phép dòng thấm sau khi chảy ra được tiêu
thoát đi, từ đó đảm bảo kết cấu đê biển không bị suy yếu khi gặp trường hợp bão
hòa nước.

Hình 1.7. Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ
12

Đê biển ở Hà Lan đã được nâng cấp hai lần trong thế kỷ 20. Tất cả đê biển đều
cần thiết được xây dựng đến cao trình +4,30. Sau trận lũ thảm họa năm 1953, cao
trình đê đã được quyết định nâng lên đến mức +7,65m. Phần nửa dưới của đê cho
thấy cao trình trước và sau khi nâng cao về phía trong của đê.
* Hệ thống đê biển Afsluitdijk
Đê biển Afsluitdijk là một trong nhữ
ng minh chứng điển hình nhất cho đất
nước Hà Lan trong lĩnh vực đê biển. Công trình này chạy dài từ mũi Den Oever
thuộc tỉnh Noord Holland lên đến mũi Zurich thuộc tỉnh Friesland. Mục đích chính
của dự án là nhằm giúp Hà Lan giảm thiểu tối đa các tác động của biển Bắc đến
hoạt động thuỷ sản và nông nghiệp khu vực các tỉnh phía Bắc.
Hình 1.8. Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan
Tổng chiều dài tuyến đê biển hơn 30km, rộng 90m, và độ cao ban đầu 7,50m
trên mực nước biển trung bình. Điều phi thường là giai đoạn thi công được tiến

chỉnh mức thấp hơn mực nước biển bên ngoài khoảng 5÷6m.
b) Dự án đê biển Saemangeum – Hàn Quốc
Đê biển Saemangeum cách thành phố Seoul khoảng 200km về phía nam. Nó
có mộ
t hệ thống đường giao thông ở phía trên. Đê biển mang tên Saemangeum bao
quanh một vùng biển có diện tích 401km
2
bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố
Seoul. Với chiều dài 33,9 km; nằm giữa biển Hoàng Hải và cửa sông Saemangeum.
Dự án được tiến hành từ năm 1991 và được hoàn thành năm 2010. Dự án được kỳ
vọng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng
14

thủy sản và kết nối giao thông thuận lợi giữa hai khu vực quan trọng là Gunsan và
Buan (rút ngắn khoảng cách giữa 2 khu vực này từ 99 km xuống còn 33 km).

Hình 1.10. Vị trí tuyến đê biển Saemangeum
Chính phủ Hàn Quốc đã chi 2,9 nghìn tỷ won (2,6 tỷ USD) cho dự án, bình
quân 76,7 triệu USD/km đê. Trong vòng 10 năm tới dự án sẽ cần thêm 21 nghìn tỷ
won nữa. Số tiền này sẽ được sử dụng để bồi thường đất cho dân, xây dựng cơ sở hạ
tầng và các hồ chứa nước ngọt khổng lồ.
Bộ Nông nghiệp Hàn Quốc khẳng định Saemangeum vượt qua đ
ê biển
Afsluitdijk (xây dựng xong vào năm 1933) ở Hà Lan để trở thành đê chắn biển dài
nhất hành tinh. Bộ này cũng khẳng định đê chắn biển Saemangeum sẽ biến những
bãi đầm lầy và nước thủy triều thành những ngành công nghiệp sạch. Nó cũng sẽ
tạo nên nhiều tác động tích cực đối với du lịch, nông nghiệp và môi trường.
Sau khi đê Saemangeum được xây xong, nó sẽ biến một vùng đất hoang rộng
lớn thành
đất trồng trọt. Ban đầu chính quyền Seoul định dành 70% diện tích đất cải

Trước tình hình đó, hệ thống đê biển St.Peterburg được xây dựng với mục
đích bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi mực nước dâng lên với tần suất 1 lần trong
1000 năm (1/1000). Ngoài ra tuyến đê còn kết hợp làm đường giao thông vành đai
gồm 6 làn xe dọc theo tuyến công trình.

Hình 1.12. Vị trí tuyến đê biển St. Peterburg - Nga
Dự án được bắt đầu từ năm 1978 và sau khi bị tạm dừng kéo dài từ những năm
1990 đến đầu những năm 2000, dự án được tiếp tục thực hiện lại vào năm 2005 và
cuối cùng được khánh thành vào năm 2011.
Vị trí công trình nằm gần vịnh Neva và vịnh Phần Lan, nối liền các thị trấn
Gorki; Kronstadt và Lomonosov với chiều dài tổng cộng là 25.4km, trong đ
ó có
22.2km băng ngang vịnh Phần Lan ở độ sâu trung bình 2.9m.
Tổng chi phí xây dựng của dự án là 109 tỷ Rubles (khoảng 3,85 tỷ USD)
Các hạng mục chính của dự án bao gồm: một tuyến đê bằng đất và đá liên kết
phần giữa các công trình cửa cống xả và âu thuyền từ Kotlin đến phần bờ vịnh Phần
Lan. Đê biển có chiều dài khoảng 23.4km trong tổng chiều dài công trình là
25.4km. Bốn đoạn đê từ D1÷D4 v
ới tổng chiều dài 8.118,5m nằm trong vùng nước
Cổng Nam, đoạn D5 dài 2025m nối đến Kotlin và 6 đoạn từ D6÷D11 với tổng chiều
dài 13.223m nằm trong vùng phía bắc của vịnh Neva. Mặt đê có chiều rộng nhỏ
nhất là 29m để bảo đảm đủ cho việc xây dựng đường cao tốc gồm 6 làn xe. Đoạn
D3 cao nhất tại điểm cắt ngang luồng hàng hải hiện hữu. Đê có hàng loạt các đặc
điểm cấu trúc đặc biệt liên quan đến các điều kiện địa chất khác nhau của phần đất
nền bên dưới, kỹ thuật xây dựng và sử dụng vật liệu xây dựng.
17 Hình 1.13. Mặt cắt ngang đê St.Peterburg
Căn cứ vào các điều kiện địa chất công trình trên toàn chiều dài vùng nước,