luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 1 of 95.

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dƣới sự hƣớng
dẫn của PGS. TS Nguyễn Văn Ngọc. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là
trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong các công trình nào khác. Các tài liệu
tham khảo trong luận văn đều có cơ sở khoa học và có nguồn gốc hợp pháp.
Tác giả

KS. Mai Xuân Chính

i
Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 2 of 95.

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại khoa Sau Đại học, trƣờng Đại học
Hàng Hải Việt Nam, dƣới sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo,
các bạn cùng lớp tôi đã tích lũy cho mình một số kiến thức nhất định về chuyên
môn Xây dựng Công trình thủy và đã đƣợc giao đề tài luận văn Thạc sỹ “Nghiên
cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình kè bảo vệ bờ sông”. Đề tài của
tôi đã đƣợc hoàn thành với các nội dung nhƣ đã đề ra trong đề cƣơng với sự nỗ lực
cố gắng của bản thân và sự hƣớng dẫn tận tình của thầy PGS. TS Nguyễn Văn
Ngọc. Tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn của tôi còn một số
thiếu sót cần đƣợc các thầy các cô đóng góp, tham gia ý kiến nhằm tiếp tục hoàn
thiện luận văn để có thể đóng góp một phần nào đó cho các công việc có tƣơng tự,
phục vụ cho công cuộc xây dựng và phát triển đất nƣớc.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Công trình, Viện đào tạo
Sau đại học trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam, cảm ơn các cơ quan đã tạo điều

3.4 Phân tích lựa chọn phƣơng án: ..............................................................62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................73
PHỤ LỤC. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI KÈ ................................................ 1/PL

iii tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc-


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 4 of 95.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Hệ số nhóm và hệ số cho nƣớc thấm qua các mái dốc

38

2.2

Hệ số kSP

38

2.3

2.8

Hệ số k

44

2.9

Tỷ lệ tối thiểu của số đá có đƣờng kính Dh

44

3.1

Các trạm thủy - Hải Văn

48

3.2

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

49

3.3

Bảng lựa chọn cấp phối đá

56


Tính toán ổn định cho cung trƣợt O1' với R1’ = 12,88m; m =

12/PL

4.5
4.6

10
Tính toán ổn định cho cung trƣợt O2' với R2'= 14,76m; m = 10 13/PL

iv tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc-


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 5 of 95.

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình
1.1

Tên hình
Khối đất gián đoạn dƣới tác động của dòng chảy, sóng bị

Trang
4

phá vỡ khỏi mái dốc
1.2

Sạt lở dỏ áp lực nƣớc trong vết nét và dòng thấm


9

1.8

Sạt lở bờ sông Văn Úc - Hải Phòng

9

1.9

Bờ sông Ngàn Mọ - Hà Tĩnh có nguy cơ sạt lở rất cao

10

1.10

Sạt lở bờ sông Yên - Đà Nẵng

10

1.11

Sạt lở bờ sông An Hóa - Đồng Tháp

11

1.12

Sạt lở đất trên sông Mã khiến đất canh tác bị cuốn trôi



Đất bờ sông Văn Úc bị nƣớc xói trôi với tốc độ khá lớn

14

1.18

Kết cấu bó rồng

15

1.19

Kết cấu rồng

16

1.20

Kết cấu rọ đá

16

1.21

Một số kết cấu gia cố chân bờ

16

1.22


Trải vải địa kỹ thụât làm tầng lọc mái kè

19

1.26

Bảo vệ bờ bằng GeoTube

20

1.27

Bảo vệ bờ bằng cừ Lasen bản nhựa

21

1.28

Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói đáy ở

22

sông Trƣờng Giang – Trung Quốc
1.29

Kè lát mái bằng thảm tấm bêtông

23


1.35

Khối Tri-lock

26

1.36

Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống bê tông cốt thép trên sông 27
Brahmaputra – Jamuna – Băngladet

1.37

Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận)

28

bằng hệ thống công trình hoàn lƣu
1.38

Kè mỏ hàn bằng rọ đá

28

1.39

Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn bằng sợi đai giữ

29


cố bằng các tấm bản

vi
Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 7 of 95.

Số hình

Tên hình

Trang

2.5

Đồ thị để xác định phản áp lực của sóng

41

2.6

Đồ thị để xác định thành phần hạt cho phép của đá xô bồ đổ

43

tự do dùng gia cố mái dốc
3.1

Bờ hữu sông Luộc - phạm vi Km46


rồng, thân kè đá lát khan trong khung đá xây, đỉnh kè đá hộc
xây
3.6

Mặt cắt kết cấu công trình

68

3.7

Mặt bằng kết cấu công trình

69

3.8

Các chi tiết công trình

71

4.1

Sơ đồ tính toán ổn định trƣợt cung tròn

7/PL

vii tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc-



hỏng nặng, nếu không có biện pháp xử lý kịp thời thì trong thời gian tới với tốc độ

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 1


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 9 of 95.

xói lở nhƣ hiện nay thì tuyến đê, kè có nguy cơ sạt nở sát chân đê làm vỡ đê, ảnh
hƣởng đến tính mạng, tài sản và các công trình văn hoá khu vực mà công trình đó
bảo vệ. Vậy việc Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình kè bảo vệ
bờ sông là hết sức cần thiết.
Vì vậy đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình kè
bảo vệ bờ sông” là một trong những đề tài thiết thực có ý nghĩa thực tiễn cao từ đó
làm cơ sở cho các nghiên cứu nhằm mục đích đảm bảo ổn định và an toàn cho các
công trình đê, kè bảo vệ bờ sông của nƣớc ta nói chung và thành phố Hải Phòng
nói riêng.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình kè bảo vệ bờ sông
nhằm mục đích chọn đƣợc công trình bảo vệ bờ sông có kết cấu hợp lý để đảm
bảokinh tế kỹ thuật .
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tƣợng nghiên cứu: Công trình đê kè bảo vệ bờ sông.
Phạm vi nghiên cứu: Các dạng kết cấu công trình đê, kè bảo vệ bờ khả thi áp
dụng cho công trình đê, kè bảo vệ đang bị xói lở.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
Dùng phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp xây dựng tính toán thực tiễn,
tính toán tìm ra những giải pháp khả thi và tối ƣu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu hợp lý công trình bảo vệ bờ sông là việc
làm vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn. Trên cơ sở đó có thể áp

dần, co rút lại, hậu quả là làm cho chúng bị nứt nẻ, trở nên khô xốp và khi thấm
nƣớc trở lại chúng bị bở rời, tơi vụn ra. Khi đó chỉ cần động lực rất nhỏ (sóng gió),
chúng đã bị nƣớc làm dịch chuyển và mang đi. Đây là một điều kiện thuận lợi để
quá trình xói lở bờ trong vùng diễn ra mạnh mẽ.
- Do sóng: Sóng gây ra hiện tƣợng xói lở chủ yếu do gió và tầu thuyền qua
lại trên sông, sóng xô vào bờ tạo ra áp lực, tạo ra dòng chảy ven bờ manh hơn gây
xói lở, sóng gây ra xói lở bờ do gió thƣờng hay xảy ra ở các vùng cửa sông, nơi có

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 3


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 11 of 95.

đà gió dài.
- Do dòng chảy: Khi dòng chảy có vận tốc lớn hơn vận tốc khởi động bùn
cát của lòng dẫn sẽ làm cho lòng dẫn bị đào xói, khối đất phản áp của mái bờ bị
suy giảm dần. Đến một thời gian nào đó mái bờ sẽ không còn ổn định và sẽ xảy ra
hiện tƣợng xói lở bờ. Hiện tƣợng xói lở này thƣờng xảy ra vào bắt đầu mùa mƣa,
thời điểm mực nƣớc kiệt.
- Sạt lở: Do sự tăng thêm áp lực trong các giai đoạn (thƣờng tăng thêm áp
lực nƣớc, lực rung động...) làm cho đất đá di chuyển rời xa khỏi chỗ bị gián đoạn
gây sụt lở.

Hình 1.1. Khối đất gián đoạn dƣới tác động của dòng chảy,
sóng bị phá vỡ khỏi mái dốc

Hình 1.2. Sạt lở do áp lực nƣớc trong vết nứt và dòng thấm
- Trượt dòng : Do đất trong khối trƣợt bị xáo động dẫn đến chuyển một

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 4

đất ở phía bờ lõm rồi vận chuyển sang phía bờ lồi.
- Do bồi tụ ở vừng cửa sông ra biển: Ở bất kỳ cửa sông nào ra biến, sự giao
thoa giữa các yếu tố sông biển thƣờng để lại sản phẩm của các cuộc tranh chấp đó
là các bãi cát, ngƣỡng cát. Các bãi chắn cửa sông ảnh hƣởng lớn đến giao thông
đƣờng thủy và quá trình thoát lũ.
1.2. Tổng quan kết cấu công trình bảo vệ bờ sông:
1.2.1 Hệ thống đê kè sông của Việt Nam:
Theo tài liệu của Cục Đƣờng thủy nội địa Việt Nam, hiện nay trên tuyến
đƣờng thủy nội địa cả nƣớc đã đƣa vào khai thác sử dụng và quản lý 6.658 km
cùng với 38 tuyến luồng hàng hải với tổng chiều dài 799 km. Với chiều dài của các
tuyến giao thông đƣờng thủy nhƣ vậy đã tạo thành một hệ thống vận tải thông
thƣơng giữa mọi miền của đất nƣớc, góp phần xây dựng và phát triển đất nƣớc
thông qua việc vận chuyển hành khách và hàng hóa.
Kè bảo vệ bờ sông hiện có rất nhiều hình thức: Kè lát mái, kè mỏ hàn, kè
mềm…
- Kè lát mái thƣờng đƣợc sử dụng chống xói, lở bờ tại các đoạn sông hẹp và
có nhiều tàu thuyền qua lại, vật liệu làm kè bằng đá xếp khan, đá xây, tấm bê tông..
- Hình thức kè mỏ hàn, kè mềm thƣờng đƣợc sử dụng trong công trình lấn
biển, vật liệu làm kè thƣờng bằng các khối đá, tấm bê tông có kích thƣớc lớn..
Vấn đề xói, sạt lở bờ kênh, bờ sông đang diễn ở hầu hết các hệ thống sông
của nƣớc ta không chỉ vào mùa mƣa lũ mà còn trong cả mùa nƣớc kiệt. Hiện tƣợng
sạt lở đã và đang ảnh hƣởng trực tiếp đến tính mạng, tài sản của nhân dân, Nhà
nƣớc và nhiều công trình gần sông, ảnh hƣởng tiêu cực đến sự phát triển kinh tế xã
hội của đất nƣớc.

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 6


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 14 of 95.




luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 15 of 95.

Hình 1.5. Sạt lở sông Hồng gây thiệt hại cho các công trình ven bờ.

Hình 1.6. Sạt lở bờ trên luồng Bạch Đằng - Hải Phòng

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 8


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 16 of 95.

Hình 1.7. Sạt lở bờ trên tuyến luồng Nam Triệu - Hải Phòng

Hình 1.8. Sạt lở bờ sông Văn Úc - Hải Phòng

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 9


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 17 of 95.

Hình 1.9. Bờ sông Ngàn Mọ - Hà Tĩnh có nguy cơ sạt lở rất cao

Hình 1.10. Sạt lở bờ sông Yên - Đà Nẵng

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 10


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 18 of 95.

Các hình thức kè bảo vệ bờ sông của Hải phòng hiện nay chủ yếu là : kè đá
hộc xếp khan, đá hộc xây, đá hộc xếp khan trong khung đá xây, tấm bê tông định
hình…
Hiện nay nhiều công trình kè bảo vệ bờ đƣợc đánh giá là kém ổn định. Hƣ
hỏng phổ biến đối với các đoạn kè đê sông là xô sạt mái, xói lở chân, lún và biến
dạng kè, nguyên nhân chính là do địa chất nền yếu, quy mô kè còn hạn chế nên
thƣợng hạ lƣu kè thƣờng bị xói lở nhƣ kè Đại Công (Tả Thái Bình), An Ninh,
Đông Quất (hữu sông Thái Bình), Lô Đông, Hiệp Hòa, Cao Minh, Hà Dƣơng
Thâm Động, Cổ Am, Cộng Hiền (tả sông Hóa), Hà Phƣơng, Cung Chúc, Trung
Lập, Thƣợng Lộc, Đan Điền, An Bồ (hữu sông Luộc), Hàng Hà, Bốt Đỏ (hữu Lạch
Tray), Kim Sơn (tả Văn úc) …
Dƣới đây là một số hình ảnh về tình hình sạt lở bờ sông tại Hải Phòng.

Hình 1.14. Đoạn kè cũ từ K40 + 840 đến K 41 - Hữu sông Luộc phần thân bị
phá hủy

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 13


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 21 of 95.

Hình 1.15. Hiện tƣợng sạt lở bờ gần cống An Ninh- Hữu sông Thái Bình

Hình 1.16. Kè thƣợng lƣu cống Ba Đồng 2 –Hữu sông Luộc bị phá hỏng

Hình 1.17. Đất bờ sông Văn Úc bị nƣớc xói trôi với tốc độ khá lớn

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 14




Hình 1.19. Kết cấu rồng
3) Rọ đá : Đan bằng tre hay dây thép mạ kẽm. Mắt rọ cần đảm bảo để đá
không lọt, tuỳ theo đá đã có mà xác định kích thƣớc của mắt rọ. Rọ tre thƣờng đan
có hình trụ đƣờng kính từ 0,8  1m và dài từ 2  4m. Rọ thép thƣờng dùng loại dây
thép kích thƣớc 2,5  4mm, dây 6  8 làm khung. Nếu dây đƣợc mạ kẽm, rọ
thép giữ đƣợc từ 8  12 năm. Rọ thép có thể gia công thành hình hộp hoặc hình trụ.

Hình 1.20. Kết cấu rọ đá
4) Bè chìm : Có 3 loại thƣờng dùng đó là bè chìm cành cây, bè chìm bê tông
cốt thép và bè chìm bê tông nhựa. Bè chìm dùng để gia cố chân công trình và có
tác dụng chống xói.
1.3.1.2 Công trình gia cố bờ và bảo vệ mái dốc
1) Kết cấu gia cố chân bờ :

Hình 1.21. Một số kết cấu gia cố chân bờ

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 16


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 24 of 95.

Đối với gia cố bờ ở các vùng khác nhau, có các biện pháp gia cố khác nhau,
tại chân bờ có biện pháp gia cố đặc biệt với 2 tác dụng:
- Không cho các vật liệu trên mái dốc trƣợt xuống dƣới.
- Chống xói ở chân mái dốc.

Hình 1.22. Gia cố chân bờ bằng rọ đá và khối bê tông
2) Gia cố bề mặt mái dốc :
Gia cố bằng đá hộc: gia cố mái dốc bằng đá hộc là giải pháp đƣợc sử dụng

- Bê tông cốt thép đổ tại chỗ
- Bê tông đúc sẵn.
1.3.2 Ứng dụng vật liệu mới
1.3.2.1 Sử dụng các sản phẩm từ sợi tổng hợp có cường độ cao

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doctieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai 18