Design of a pilot dike on Cat Hai Island

Cuối cùng, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn đến người hướngdẫn của chúng tôi là ông Henk-Jan Verhagen vì đã cho chúng tôi thực hiện một đồ án tuyệt vờitại Trung Tâm Tư Vấn và Chuyển Giao Cô

Lời tựa

Bản báo cáo này trình bày kết quả của việc thiết kế hai tuyến đê thử nghiệm tại đảo Cát Hải,Việt Nam Trong thời kỳ giữa tháng 8 đến giữa tháng 10, chúng tôi thực hiện đồ án thực tập tạiTrung Tâm Tư Vấn và Chuyển Giao Công Nghệ Thủy Lợi- một cơ quan tư vấn độc lập thuộc

Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn (MARD-CWRCT) Ngoài ra chúng tôi còn nhận

sự hỗ trợ về học thuật và các thông tin cần thiết từ trường Đại Học Thủy Lợi Hà Nội

Nhân dịp này, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến Trung Tâm Tư Vấn và ChuyểnGiao Công Nghệ Thủy Lợi và trường Đại Học Thủy Lợi Hà Nội, cám ơn tất cả những người

đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình thực hiện đồ án Đặc biệt cám ơn Ông Nguyễn Viết Giám Đốc trung tâm đã cho chúng tôi có cơ hội thực hiện đồ án tại Việt Nam và tổ chức tất cảnhững hoạt động ngoại khóa như hai chuyến đi thực địa đến Hải Phòng và Nam Định Từtrường Đại Học Thủy Lợi Hà Nội, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Tiến sĩ Thiều QuangTuấn đã quan tâm góp ý cho báo cáo và sẵn sàng trả lời tất cả những thắc mắc khi cần thiết,Ông Gerrit Jan Schriereck, một chuyên viên cao cấp của trường đại học Delft đã bàn về tínhkhả thi của dự án tại Việt Nam Cuối cùng, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn đến người hướngdẫn của chúng tôi là ông Henk-Jan Verhagen vì đã cho chúng tôi thực hiện một đồ án tuyệt vờitại Trung Tâm Tư Vấn và Chuyển Giao Công Nghệ Thủy Lợi- Hà Nội

Tiến-Để thực hiện một dự án, chúng ta không thể áp dụng giống nhau ở mọi nơi trên thế giới, vì thếchúng tôi đã được đi khảo sát thực tế về một số tuyến đê kè ở Việt Nam Nhìn lại thời gian ấy,quả thực đó là một trải nghiệm tuyệt vời và khó quên trong mỗi người

Thay mặt nhóm Thạc sĩ của nhóm ‘Lets go Vietnam 2010’

Tóm tắt

Trong sự hợp tác giữa Trường Đại Học Kỹ Thuật Delft và Trung Tâm Tư Vấn và Chuyển GiaoCông Nghệ Thủy Lợi, hai bản thiết kế đã được thực hiện cho dự án thử nghiệm tại đảo Cát Hải.Hai loại kè khác nhau được thiết kế có tên là Kè cấu kiện Basalton đang áp dụng tại Hà Lan và

Kè đá đổ truyền thống đang được áp dụng tại Việt Nam Bản thiết kế dựa trên những điều kiệnvùng có sẵn, hướng dẫn về thiết kế đê biển mới của Việt Nam và những kiến thức về đê kè của

Hà Lan Các điểm trọng tâm của bản thiết kế kỹ thuật này tập trung vào những yếu tố hìnhhọc, đê kè, xây dựng và bố trí chân công trình So sánh với các loại đê có sẵn tại Việt Nam,bản thiết kế này là một cuộc cách mạng dựa trên sự hiện diện sẵn có của một cơ đê ngoài.Ngoài những chi tiết kỹ thuật của bản thiết kế, công tác hậu cần và tài chính cho dự án thửnghiệm cũng được đưa ra Những khả năng khác nhau cho việc sản xuất, đặt để, vận chuyểncấu kiện cùng với những tính toán về thời gian và chi phí đã được tính đến Ngoài ra, báo cáocòn đề xuất về cách thức bảo dưỡng và quản lý đê

Cuối cùng, hai tuyến kè tối ưu cũng được đưa ra, chiều cao kè dựa trên lưu lượng qua trànbằng 0 và có thể tiết kiệm kinh tế cao Cao trình của những tuyến kè cũ ở đảo Cát Hải xấp xỉvào khoảng 4,80m và chân kè rộng 40,20m Cao trình đỉnh kè cấu kiện Basalton sẽ cao hơn1m so với kè đá đổ và kè đá đổ sẽ cao hơn 1m so với các kè cũ trước đây Do kè Basalton cómức sóng leo cao hơn kè đá đổ, do đó chân kè Basalton và chân kè đá đổ sẽ lớn gần gấp đôi

so với chân kè cũ Lí do của điều này là vì việc sử dụng cơ đê cho phần mái phía biển của kèBasalton Những tính toán chi phí của dự án cho kè đá đổ vào khoảng 24 tỉ VND và kèBasalton vào khoảng 21 tỉ VND

Mục lục

Mục lục………… - 3 –

Danh mục các bảng biểu… - 6 –

Danh mục các hình vẽ 7

-1 Giới thiệu chung / mô tả dự án - 10

-1.1 Việt nam và tình hình bão lũ……… 10

-1.2 Giới thiệu chung về Việt nam 10

-1.3 Nhìn nhận vấn đề 11

-1.4 Đọc hướng dẫn 12

-2 Điều kiện hiện nay 13

-2.1 Đảo Cát Hải 13

-2.2 Đê biển Đồ Sơn… 16

-2.3 Đê biển tỉnh Quảng Ninh 17

-2.4 Kè đá đổ……… 17

-2.5 Chân kè 20

-2.6 Giao thông ở Việt Nam - 21

-2.7 Xây dựng tuyến đê……… 23

-2.8 Cấu kiên Basalton ở Hà Lan 26

-3 Điều kiện ngoại biên 29

-3.1 Yêu cầu chức năng…… 29

-3.2 Điều kiện kỹ thuật… 30

-3.3 Tóm tắt 35

-4 Phân tích nhiều tiêu chí…… 36

-4.1 Tiếp cận công việc 36

-4.2 Các giả thuyết 36

-4.3 Tiêu chí phân tích đầu tiên trong rất nhiều tiêu chí đưa ra 36

-4.4 So sánh cấu kiện Basalton với các cấu kiện khác 39

-5 Hình học: Kích thước của thân đê…… .- 44

-5.1 Các tính toán 44

-5.2 Điều kiện ngoại biện 45

-5.3 Hiệu quả của cơ đê ngoài 47

-5.4 Độ nghiêng hiệu quả của mái dốc 47

-5.5 Kết luận 48

-6 Kỹ thuật địa chất 51

-6.1 Thiết kế kỹ thuật địa chất 51

-6.2 Giới thiệu các cách tính toán… 51

-6.3 Đặc điểm và tải trọng 52

-6.4 Tính ổn định 52

-6.5 Độ lún… 55

-7 Kè và vải địa kỹ thuật 59

-7.1 Vải địa kỹ thuật trên lớp đất tựa 59

-7.2 Thiết kế lớp trên 60

-7.3 Kết luận…… 66

-7.4 Xếp dựng mái kè…… 67

-7.5 Những hư hỏng có thể xảy ra 68

-8 Chân kè 71

-8.1 Tính ổn định của việc thiết kế chân kè 71

-8.2 Chân kè Basalton ……… 72

-8.3 Chân kè đá đổ……… 74

-8.4 Tính toán độ sâu xói lở lớn nhất có thể……… 74

-8.5 Tính toán kích thước đá dưới chân kè………… 75

-8.6 Kết luận… 78

-8.7 Thông số chân đê 79

-9 Công tác hậu cần và tài chính 80

-9.1 Giới thiệu chung 80

-9.2 Đảo Cát Hải… 80

-9.3 Giả thuyết… 80

-9.4 Chế tạo/ sản xuất cấu kiện…… 81

-9.5 Xây dựng tuyến kè Basalton … 84

-9.6 Tóm tắt/ kết luận về tốc độ và chi phí lắp dựng… 91

-9.7 Đổ đá hộc… 92

-9.8 Xây dựng đê…… 93

-9.9 Nghiên cứu và đề xuất thêm 97

9.10 Kết luận 97

9.11 Kế hoạch lâu dài cho tuyến đê ở Việt Nam 98

10.3 Đánh giá 104

-10.4 Ý kiến đánh giá……… - 104

-11 Kết luận… 106

-12 Đề xuất………… 108

-13 Mục lục tham khảo - 109 –

14 PHỤ LỤC các tầng đất 111

-15 PHỤ LỤC tập lệnh Matlab 112

15.1 Cơ đê tối ưu hóa không cho phép sóng tràn 112

15.2 Mái đê tối ưu hóa không cho phép sóng tràn 115

15.3 Cơ đê tối ưu hóa cho phép sóng tràn 119

15.4 Mái đê tối ưu hóa cho phép sóng tràn …… 122

-16 PHỤ LỤC kỹ thuật địa chất 127

16.1 Kè Basalton 127

16.2 Kè đá đổ… 129

16.3 Tính ổn định hình học, cấu kiện, chu trình Bishop 131

16.4 Tính ổn định hình học, cấu kiện, Khái quát độ an toàn 131

-17 PHỤ LỤC Công tác hậu cần và tài chính 133

17.1 Đơn giá tỉnh Hải Phòng… 133

17.2 Chi phí và tốc độ sản xuất cấu kiện tại hiện trường…… 134

17.3 Phá dỡ mái kè cũ……… 134

17.4 Đổ đất núi, đất mới……… 134

17.5 Trải vải địa kỹ thuật 135

-17.6 Chi phí và tốc độ xếp dựng cấu kiện Basalton bằng thủ công theo tiêu chuẩn Việt Nam……….………….…… - 136

-17.7 Chi phí và tốc độ xếp dựng cấu kiện Basalton bằng thủ công theo tiêu chuẩn Hà Lan

……….………… …… 136

17.8 Chi phí và tốc độ xếp dựng cấu kiện Basalton theo cách Việt Nam 136

-17.9 Chi phí và tốc độ xếp dựng cấu kiện Basalton bằng máy theo tiêu chuẩn Việt Nam……… …….-

137-17.10 Xếp dựng cấu kiện bằng máy ở Hà Lan… 138

-17.11 Tính toán tốc độ của máy móc 138

-17.12 Chi phí mua và xếp đá hộc…… 139

-18 PHỤ LỤC KẾ HOẠCH GIÁM ĐỊNH 140

-Danh sách các bảng biểu

Bảng 11 Số liệu thống kê của Hà Lan và Việt Nam……… 11

Bảng 21 Trọng lượng cấu kiện 27

-Bảng 3-1 Tiêu chuẩn an toàn - 30

- Bảng 3-2 Chiều cao sóng tối đa hàng năm……… - 32

- Bảng 3-3 Công thức toán học cho đồ thị phân bố Wei bull & Lognormal - 32

Bảng 34 Đất xây dựng (Kết hợp các giải pháp) … 35

Bảng 35 Đất xây dựng (để tính toán) 35

Bảng 51: Chiều cao an toàn và chiều rộng đỉnh tối thiểu 46

Bảng 52 Lưu lượng tràn cho phép…… 46

Bảng 53 Hệ số nhám… 46

Bảng 54 Dự toán ban đầu về các thành phần cấu tạo nên đê……… 46

Bảng 55 Sự tối ưu hóa yếu tố hình học, không cho phép sóng tràn 49

Bảng 56 Sự tối ưu hóa yếu tố hình học, cho phép sóng tràn ………… 49

Bảng 57 Sự tối ưu hóa yếu tố hình học cho tuyến kè đá đổ… 49

Bảng 61 Các thông số về đất cho lớp đất mới 52

Bảng 62 Hệ số an toàn chống trượt tối thiểu 52

Bảng 71 Cấp phối đá tiêu chuẩn Hà Lan so với Việt Nam 59

Bảng 72 Các thông số để tính toán……… 61

Bảng 73 Cấp phối đá Hà Lan so với Việt Nam………… 65

Bảng 74 Tính toán đường kính đá Dn15 và Dn85 66

Bảng 75 Tính toán lớp nền………… 66

Bảng 76 Giá trị ψ dựa vào cơ chế hư hỏng có thể chấp nhận được 70

Bảng 81 Kết quả tính toán công thức xói mòn 75

Bảng 82 Mối quan hệ giữa Bp và Dn50 76

-Bảng 8-3 Mối quan hệ giữa chiều cao chân đề và Dn50 - 77

- Bảng 8-4 Trọng lượng ổn định của đá mỗi Vmax - 77

- Bảng 9-1 Chuỗi cung cấp vật liệu cho việc sản xuất cấu kiện - 81

- Bảng 9-2 Tổng quan các giá trị khác nhau sử dụng cho tính toán - 84

Bảng 93 Tốc độ phá dỡ mái kè cũ……… 84

Bảng 94 Tốc độ đổ đất mới…… 85

Bảng 95 Tốc độ đổ đất sét 86

Bảng 96 Tốc độ trải vải địa kỹ thuật 86

Bảng 97 Tốc độ đổ đá………… 87

Bảng 98 Xếp cấu kiện bằng tay và bằng máy 88

Bảng 99 Tổng quan các phương pháp xếp dựng khác nhau 89

Bảng 910 Tốc độ xếp dựng và chi phí xếp dựng cho các phương án khác nhau 90

Bảng 911 Khoảng thời gian xếp dựng cấu kiện bằng tay… 90

Bảng 912 Số tuần tương ứng với số lượng nhân công và máy móc mỗi tuần 91

Bảng 913 Số tuần tương ứng với số lượng nhân công và máy móc mỗi tuần 91

Bảng 914 Chi phí xếp dựng bằng tay, bằng tay kết hợp máy và bằng máy 92

Bảng 915 Chi phí vật liệu 92

Bảng 918 Số tuần tương ứng với số lượng xe tải làm việc cùng một thời điểm… 94

Bảng 919 Số tuần tương ứng với số lượng nhân công làm việc cùng một thời điểm 94

Bảng 920 Tốc độ đổ tầng đá hộc lên kè đá đổ………… 95

-Bảng 9-21 Chi phí dựng kè đá đổ… 96

Bảng 922 Chi phí vật liệu xây dựng kè đá đổ 97

Bảng 101 Khoảng thời gian giám sát 101

Bảng 102 Tổng quan cơ chế hư hỏng…… 103

Bảng 103: Bảng đánh giá cơ chế hư hỏng……… 104

Bảng 104: Các phương án sửa chữa tuyến đê 105

Bảng 161 136

-Danh sách các hình Hình 11 Bản đồ Hà Lan và Việt Nam……… 10

-Hình 2-2 Tỉnh Hải Phòng…… - 13 -

Hình 21 Bản đồ Việt Nam, Hải Phòng ……… 13

Hình 23 Giới thiệu về đảo Cát Hải… 14

-Hình 2-4 Mặt cắt ngang của tuyến đê thử nghiệm #1 trên đảo Cát Hải - 14 -

Hình 2-5 Tuyến đê thử nghiệm #1 trên đảo Cát Hải với cấu kiện liên kết kích thước 60x60x28

cm……… ……… 15Hình 26 Cấu kiện ngàm phẳng kích thước 60x60x28 cm 15

Hình 27 Sơ đồ mặt cắt của tuyến đê thử nghiệm #2 tại đảo Cát Hải 15

Hình 28 Tuyến đê thử nghiệm #2 trên đảo Cát Hải với cấu kiện bê tông phẳng 15

Hình 29 Sơ đồ mặt cắt tuyến đê thứ 3 với kè đá đổ trên đảo Cát Hải ……… 16

Hình 210 Kè đá đổ trên đảo Cát Hải……… 16

Hình 211 Sơ đồ mặt cắt ngang của tuyến đê biển #1 16

Hình 212 Đê biển #1 ở Đồ Sơn 16

Hình 213 Sơ đồ mặt cắt ngang của tuyến đê biển #2 16

Hình 214 Đê biển #2 ở Đồ Sơn với cấu kiện bê tông kích thước 40x40x24 cm 17

Hình 215 Sơ đồ mặt cắt ngang của tuyến đê biển Tỉnh Quảng Ninh 17

Hình 216 – Đê biển Tỉnh Quảng Ninh với cấu kiện dạng phẳng kích thước 40x40x24 cm 17

Hình 217 – Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển Tỉnh Quảng Ninh với kè đá đổ………… 18

Hình 218 Đê biển Tỉnh Quảng Ninh với kè đá đổ……… 18

-Hình 2-19 Đẩy bật - 18

- Hình 2-20 Rỉ sắt của các vòng móc cấu kiện - 19

Hình 221 Cách sắp đặt không theo quy tắc của cấu kiện 19

Hình 222 Kè đá đổ 19

Hình 223 Vết nứt bê tông… 20

Hình 224 Những lưu ý về giao thông đường bộ 21

Hình 225 Đường nhỏ đi đến tuyến đê 21

Hình 226 Phà đi đến Cát Hải và thuyền gần bờ biển đảo Cát Hải………… 22

Hình 227 Rừng chắn sóng trước đê, tàu thuyền không thể đi qua……… 22

Hình 228 Tình hình đê kè khi thủy triều thấp 22

Hình 229 Tổng quan đường sắt ở phía Bắc Việt Nam………… 23

Hình 230 Trộn bê tông và đổ vào ván khuôn……… 23

Hình 231 Máy trộn……… 23

Hình 232 Công tác đổ ván khuôn và cung cấp nguyên vật liệu… 24

Hình 233 Lưu trữ và bảo dưỡng cấu kiện tại hiện trường 24

Hình 234 Phần đầu được lắp dựng bằng cần cẩu 25

Hình 235 Phần thứ hai được lắp dựng bằng thủ công 25

Hình 236 Xây dựng tầng đá và lớp vải địa kỹ thuật 25

Hình 237 Tầng lọc… 27

Hình 238 Cần cẩu xếp dựng cấu kiện 27

Hình 239 Ngàm cần cẩu… 27

Hình 240 Từ trái qua phải: bó nền, bó thẳng, bó góc……… 28

Hình 241 Bó cuối 28

Hình 31: Trạm đo đạc………… 30

Hình 32 Chiều sâu vùng biển Nam Trung Quốc…… 31

Hình 33 Đồ thị phân phối Weibull……… 32

Hình 34 Đồ thị phân phối Lognormal 33

Hình 35 Chiều cao sóng gần bờ biển 33

Hình 36 Thủy triều Hòn Dấu 2010…… 34

Hình 37 Tần số đường cong tổng mự nước tại đảo Cát Hải 34

Hình 41 Xác định yếu tố trọng điểm cho các tiêu chí……… 37

Hình 42 – Các tiêu chí không trọng điểm 38

Hình 43 – Các tiêu chí trọng điểm 39

Hình 44 – Các bó cấu kiện Basalton góc…… 39

Hình 45 – Hydroblocks 40

Hình 46 – Cấu kiện TSC 40

Hình 47 – Cấu kiện Âm Dương 40

Hình 48 – Xác định yếu tố trọng điểm cho các tiêu chí……… 42

Hình 49 – Các tiêu chí không trọng 42

Hình 410 Các tiêu chí trọng điểm 43

Hình 52 Kích thước hình học tuyến đê 44

Hình 51 Đê biển ở đảo Cát Hải…… 44

Hình 53 Hiệu quả của cơ đê lên cao trình (trái) & tối ưu hóa chi phí……… 47 -Hình 5-4 Hiệu quả của độ nghiêng mái dốc lên cao trình đê (trái) và tối ưu hóa chi phí (phải)

………… - 48 - Hình 5-5: Phân bố lực………… - 48 - Hình 5-6 Bản vẽ ba phương án tối ưu hóa không cho phép sóng tràn… - 49 - Hình 5-7 Bản vẽ ba phương án tối ưu hóa cho phép sóng tràn - 50 - Hình

1 Cơ chế hư hỏng có thể xảy ra - 51 - Hình

6-2 Đất tích tụ quanh đê (xảy ra với kè cấu kiện) - 51 - Hình 6-3 Sạt lở mái kè……… - 52 - Hình 6-4:

Bề mặt trượt tròn… - 53 - Hình 6: Hình tròn trượt đối với kích thước hình học của kè cấu kiện - 54 - Hình 6-7: Hình tròn trượt đối với kích thước hình học của kè đá đổ - 54 - Hình 5: Phương pháp Bishops tính toán ứng suất tác động thông thường - 54 - Hình

6-6-10 Block dike with the load in the building phase - 57 - Hình 6-11 Block dike with the load of the new soil body - 57 - Hình 6-12 Rip-rap dike with the load in the building phase - 57 - Hình 6-13 Rip-rap dike with the load of the new soil body - 57 - Hình

614 Tổng độ lún của kè cấu kiện……… 58

Hình 615 Tổng độ lún của kè đá đổ………… 58

Hình 71 Vải không dệt, TSseries ………… 60

Hình 72 Chiều cao cột cấu kiện và mái kè 62

Hình 73 Chiều cao đá hộc và mái kè 64

Hình 74 Vùng chuyển tiếp giữa cấu kiện Basalton kích thước 0,40 đến 0,50 68

Hình 75 Chiều cao đá hộc và hệ số hư hỏng 69

Hình 76 Công thức Pilarczyk có giá trị ψ1.33… 69

Hình 81 Chân kè của Hà Lan 72

Hình 82 Chân kè có đường bờ ổn định 72

Hình 83 Chân kè với cấu trúc cọc đóng…… 72

Hình 84 Chân kè Việt Nam 73

Hình 85 Thiết kế chân kè, kích thước chuẩn nhưng không đúng tỷ lệ 73

Hình 86 Bản thiết kế chân kè cuối cùng 78

Hình 91 Ví dụ về tàu/xà lan trên nhà máy nổi……… 82

Hình 92 Xếp dựng bằng tay với máy móc nhỏ 87

Hình 93 Số giờ mỗi lần đổ đá hộc với số lượng ca xe tải và chi phí ……… 95

Hình 94 Transport and placement of riprap by boat 96

Hình 95 Tổng giá cho 400m đê tính theo triệu 97

Hình 96 Mỗi km đê tính theo triệu VND… 97

Hình 97 Giá mỗi m2 đê tính theo VND 98

Hình 101 Tổng quan sự xuống cấp của một công trình 100

Hình 102: Chu trình giám sát… 100

Hình 103 Tên các phần khác nhau của tuyến đê… 101

-Hình 17-1 Cơ chế hư hỏng… - 140

-1 Giới thiệu chung/ mô tả dự án.

Trung Tâm Tư Vấn và Chuyển Giao Công Nghệ Thủy Lợi muốn xây dựng 2 tuyến đê thửnghiệm với 2 loại kè lát mái khác nhau ở Đảo Cát Hải Trong bản báo cáo này, chúng tôi sẽgiải thích cụ thể các bước thiết kế đê, từ đó Trung Tâm có thể đánh giá kết quả thực hiện vàxem xét liệu những tuyến đê này có thể được áp dụng rộng rãi trên một quy mô rộng ở ViệtNam hay không Các công tác khác có liên quan đến việc thi công đê cũng sẽ được đề cập đến

vì việc thiết kế trên giấy tờ là một việc, còn việc làm sao xây dựng chúng lại là một chuyệnkhác

1.1 Việt nam và tình hình bão lũ

Việt nam là một trong những nước nằm trong vùng rốn bão, sao cơn bão Damrey năm 2005,

đã có rất nhiều đoạn bờ biển bị hư hại Cũng từ đây, Chính phủ Việt nam đã thiết kế tài liệuhướng dẫn thiết kế đê biển với tiêu chuẩn an toàn mới xuất bản vào tháng 3 năm 2010 Việcthiết kế đê biển mới cũng sẽ dựa trên những tiêu chuẩn này Tuy nhiên, một số phần của tàiliệu hướng dẫn này chỉ hữu dụng về phía Hà lan chứ không phải ở Việt Nam

1.2 Khái quát chung về Việt Nam

Việt nam nằm trong khu vực Đông Nam Châu Á với số dân vào khoảng 86 triệu người Đấtnước này được thế giới biết đến trong cuộc chiến tranh từ năm 1955 đến 1975, với sản lượngxuất khẩu gạo cao, với những thành phố náo nhiệt, những ngôi đền chùa cổ kính trang nghiêm,với phong cảnh thiên nhiên núi non hùng vĩ, những bãi biển đẹp mê hồn và những di tích lịch

sử độc nhất vô nhị

Việt nam giáp với biên giới Trung Quốc ở phía Bắc, với Lào ở phía Tây Bắc và Cam Pu Chia

về phía Tây Nam Đất nước bị chia cắt bởi dãy Trường sơn Khoảng cách lớn nhất tính theohướng Bắc - Nam là 1650 kilomet, phần hẹp nhất rộng 50km và phần rộng nhất 600 km.Việt Nam có tổng chiều dài bờ biển 3200 km, với 75% diện tích là đồi núi Ngoài diện tích đấtliền , Việt nam còn sở hữu hàng ngàn đảo lớn nhỏ Hai thành phố lớn của Việt Nam là Hà Nội

và Thành Phố Hồ Chí Minh

Bảng 1-1 Một vài thống kê giữa Việt Nam và Hà Lan

Bảng thống kê Hà Lan Việt nam

Tỉ lệ tăng trưởng GDP năm 2008

GDP tính theo đầu người năm 2008

Đặc điểm kinh tế khu ven biển [%] 70% < 50%

Một giải pháp thay thế cho những cấu kiện liên kết này là sử dụng những tấm cấu kiện có lực

ma sát Theo cách này thì chức năng truyền tải trọng đến một khu vực lớn hơn vẫn được giữlại Tuy nhiên điều này cần một thiết kế hoàn toàn mới và bản thiết kế mới này phải nằmtrong mối quan hệ với một tiêu chuẩn mới, tài liệu thiết kế đê biển mới đã được phê duyệt bởicác nhà hoạch định chính sách vào tháng 3 năm 2010

Một dự án thử nghiệm mới trên đảo Cát Hải đã được thiết lập bởi MARD với mục đích thửnghiệm những hướng dẫn thiết kế đê biển mới này và Trung Tâm Tư Vấn và Chuyển GiaoCông Nghệ Thủy Lợi là đơn vị chịu trách nhiệm thực hiện

Trung Tâm Tư Vấn và Chuyển Giao Công Nghệ Thủy Lợi muốn thực hiện dự án này vớichiều dài tuyến đê thử nghiệm khoảng 400m chia làm 2 đoạn, mỗi đoạn dài 200m với 2 loại

kè lát mái khác nhau cho mỗi đoạn

1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu

Có thể liệt kê một số mục tiêu cụ thể như sau:

(1) Thiết kế 2 tuyến đê thử nghiệm tại đảo Cát Hải, một tuyến đê có kè lát mái bằng cấu kiện Basalton và một tuyến đê đá đổ;

(2) Xác định những yếu tố tốt ưu cho hai tuyến đê

(3) Hướng dẫn giám sát cho hai tuyến đê thử nghiệm.

(4) Thiết lập một tổng quan tài chính cho hai tuyến đê thử nghiệm

Nhiệm vụ này gồm 4 mục tiêu cụ thể:

1 Thiết kế mặt cắt hình học cho 2 tuyến đê thử nghiệm;

2 Thiết kế các chi tiết cấu thành nên đê ;

3 Thiết kế tuyến đê có kè lát mái bằng cấu kiện Basalton ;

4 Thiết kế kè đá đổ;

Nhiệm vụ (2):

Xác định yếu tố hậu cần tốt nhất cho 2 tuyến đê thử nghiệm.

Nhiệm vụ này có thể gồm 2 mục tiêu cụ thể:

1 Tìm ra các phương pháp xây dựng hiệu quả cho 2 tuyến đê thử nghiệm;

2 Tìm ra những yếu tố hậu cần hiệu quả nhất cho 2 tuyến đê

Nhiệm vụ (3):

Hướng dẫn giám sát khảo sát cho hai tuyến đê thử nghiệm.

Nhiệm vụ này có thể gồm 2 mục tiêu cụ thể:

1 Xác định loại khảo sát;

2 Xác định thời gian khảo sát trong và sau quá trình xây dựng

Nhiệm vụ (4):

Thiết lập một tổng quan tài chính cho hai tuyến đê thử nghiệm.

Nhiệm vụ này có thể gồm 2 mục tiêu cụ thể:

1 Xác định tổng chi phí cho kè Basalton;

2 Xác định tổng chi phí cho kè đá đổ

1.4 Hướng dẫn đọc

Chương 2 đưa ra tổng quan về điều kiện thực tế bao gồm các vấn đề xảy ra với đê kè ởViệt nam Chương 3 mô tả những điều kiện biên cần thiết để thiết kế một con đê Chương 4 sẽbàn về sự chọn lựa tuyến đê thứ 2 bằng cách tổng hợp phân tích nhiều tiêu chí khác nhau Cácyếu tố hình học được đưa ra thể hiện kích thước của con đê và sẽ được miêu tả trong chương

5 khối lượng đất đắp và độ ổn định được đưa ra trong chương 6 Chương 7 sẽ tính toán kíchthước chiều cao đê và độ dày của tầng lọc Chương 8 đưa ra tổng quan tính toán cho việcthiết kế chân đê Các công tác về hậu cần và vấn đề tài chính được mô tả trong chương 9,

2 Điều kiện thực tế

Để hiểu rõ hơn về điều kiện thực tế của các con đê và điều kiện cơ sở hạ

tầng ở miền Bắc Việt Nam và khu vực Cát Hải, chúng tôi đã quan sát

một số tuyến đê trên đảo Cát Hải và khu vực thành phố Hải Phòng

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về các loại đê, kè khác nhau

đang được áp dụng tại một số tuyến đê thử nghiệm và những tiêu chuẩn

kỹ thuật Ngoài ra còn có một số nhận xét về tình hình cơ sở hạ tầng ở

Việt Nam và một vài thông tin về cấu kiện Basalton ở Hà Lan

Trong khu vực Hải Phòng, có nhiều tuyến đê với nhiều loại kè lát mái

khác nhau Bảng 2-2 phác họa vị trí của thành phố Hải Phòng và bàn tới

những tuyến đê sau:

2.1 Đảo Cát Hải

Đảo Cát Hải nằm trong khu vực Đông- Bắc Việt Nam, ở tọa độ 20 ° 48' 0" Bắc và 106°55'0" Đông Cát Hải là một hòn đảo nhỏ với tổng diện tích 30 km2, dân số khoảng8.113 người Đảo là một huyện của tỉnh Hải Phòng, giáp danh với đảo Hà Nam (tỉnh QuảngNinh) về phía Bắc, với Vịnh Tonkin về phía Nam, giáp với cửa sông Lạch Huyền về phíaĐông và cửa sông Nam Triều về phía tây

Vùng bờ biển phía nam của đảo Cát Hải có 10km đê biển bảo vệ vùng nội địa Một vài phânđoạn đê đang bị phá hủy nghiêm trọng do cơn bão nhiệt đới năm 2005 Hình 2-3 đưa ra tổngquan về đảo và những khu đất đang được sử dụng trên đảo Gía trị kinh tế chính trong vùngtương đối thấp Khu vực phía Bắc của đảo là vùng đầm lầy, khu vực phía Nam có những cáchđồng tôm và cánh đồng muối Đê biển bảo vệ cho 2000 ha đất liền cùng với 700 ha đầm lầyvùng ngoại đê sử dụng cho hoạt động nuôi tôm Hoạt động kinh tế chính trong vùng là nuôi

cá, nuôi tôm và chế biến nước mắm Tuyến đê thử nghiệm (trong vùng màu xanh) nằm ở vịtrí Đông- Nam đảo Cát Hải với diện tích lớn hơn gấp 2 lần 200m Cát Hải bị sói mòn ởvùng đê phía Nam, và có một kênh vận tải ở phía Bắc đang được bồi đắp

Bảng 2-3 Tổng quan về đảo Cát Hải

2.1.1 Số liệu kỹ thuật của tuyến đê thử nghiệm #1

Tuyến đê hiện thời gồm 2 loại kè cấu kiện bê tông khác nhau Hình 2-5 chỉ ra cấu kiện có kíchthước 60x60x28 cm, hình 2-4 chỉ ra mặt cắt sơ đồ của tuyến đê kè sử sụng cấu kiện liên kết vàmột số cấu kiện bê tông đang bị lốc ra do sóng đánh, sóng leo và dòng chảy ven bờ Tại một

số nơi, các tuyến kè đã chỉ ra rõ ràng sự hư hỏng do cơn bão Damrey năm 2005 gây ra, xembảng 2-5

Hình 2-4: Mặt cắt sơ đồ của tuyến đê thử nghiệm #1 tại đảo Cát Hải

Hình 2-5: Đê thử nghiệm #1 tại đảo Cát Hải với các cấu kiện bê tông liên kết kích thước

60x60x28 cm

2.1.2 Số liệu kỹ thuật của tuyến đê thử nghiệm #2

Đê thử nghiệm #2 nằm gần với vị trí của đê thử nghiệm #1 Ở đoạn đê này, một dạng kè khácđược áp dụng và được minh họa trong hình là kè cấu kiện bê tông liên kết phẳng kích thước60x60x28 cm Một đoạn cắt ngang của đê được nhìn thấy trong hình 2-7 Tuyến đênày cho thấy không có hư hại gì trên mặt kè vì nó được xây dựng sau khi cơn bãonăm 2005 diễn ra

Hình 2-6: Cấu kiện bê tông liên kết dạng phẳng kích thước

60x60x28 cm

Hình 2-7 Sơ đồ mặt cắt của tuyến đê thử nghiệm #2 trên đảo Cát Hải

Điều đáng chú ý là mái phía đồng có kích thước lớn kết hợp với 1 cơ đê Lý do vì:

 Rất dễ dàng khi lái xe qua cơ đê và thực hiện một số công tác bảo trì đê;

 Kiến thức về việc thiết kế đê biển ở Việt Nam còn hạn chế Những thiết kế sửdụng cho đê sông được sao chép và ứng dụng tương tự như trong đê biển;

 Thường thì nông dân chính là đối tượng chính làm hư hỏng các đoạn mái dốcphía đồng, trong khi mái dốc phía đồng bảo vệ đê tránh khỏi sự bất ổn

Hình 2-8 Tuyến đê thử nghiệm #2 trên đảo Cát Hải với những cấu kiện bê tông dạng phẳng

hình 2-9 & hình 2-10 Một vài phân đoạn của tuyến kè này đã có dấu hiệu hư hỏng

Hình 2-9 Mặt cắt mô hình của tuyến đê#3 với kè bằng đá đổ trên đảo Cát Hải

Hình 2-10: Kè đá đổ Đảo Cát Hải

2.2 Đê biển Đồ Sơn

2.2.1 Số liệu kỹ thuật của đê biển #1

Tuyến đê này có 2 dạng kè lát mái khác nhau: 1 dạng kè cấu kiện TAC và một kè đá đổ Kíchthước của cấu kiện TAC là 40x40x24 cm Trước đê, có một rừng chắn sóng phục vụthêm cho việc bảo vệ thân đê khỏi tác động của sóng Tại một số nơi, rừng chắn sóng

có chiều rộng 250m, trong khi một số nơi khác loại rừng chắn sóng này chỉ mới hìnhthành và cần được phát triển thành một khu vực rộng lớn trong tương lai

Hình 2-11 mặt cắt mô hình đê biển #1

Hình 2-12: Đê biển #1 tại Đồ Sơn.

2.2.2 Số liệu kỹ thuật của đê biển #2

Đê biển số 2 gồm 2 loại mái kè khác nhau: một với cấu kiện bê tông kích thước 40x40x24 cm

và một loại kè có cỏ mọc xen Rất nhiều rừng chắn sóng, đồng lúa và kè có cỏ mọc xen đã tạo ra

môi trường tự nhiên ở đây Thật thú vị khi nhận ra rằng, tại thời điểm điều tra phát hiện không cónước trên bờ đê, như trong hình 2-14.

Hình 2-13 Mặt cắt mô hình của đê biển #2

Hình 2-14 Đê biển #2 ở Đồ Sơn với cấu kiện bê tông kích thước 40x40x24

cm

2.3 Đê biển tỉnh Quảng Ninh

Loại đê này (hình 2-15) nằm trong cửa ngõ của Sông Chanh và Biển Đê dài 6 km được xây dựng năm 2007-2008

đá đổ

Hình 2-15 Mặt cắt mô hình của đê biển Tỉnh Quảng Ninh

Hình 2-17 – Mặt cắt mô hình của đê Tỉnh Quảng Ninh với kè đá đổ

Hình 2-18 Kè đá đổ đê biển tỉnh Quang Ninh

Những cấu kiện ở đây đang ở trong tình trạng rất xấu, một số cấu kiện đã bị vỡ, số khác bị bật

ra trong thời kỳ bão tố hoặc có những cấu kiện bị xói mòn do dòng chảy ven bờ Tổng quan về những thiệt hại khác nhau được giới thiệu trong phần tiếp theo

2.4.1.1Cấu kiện bị lốc

một số cơn bão gần đây đã làm một số cấu kiện bị lốc ra do nước ngấm trong thân đê, hình 2-19

Hình 2-19: Cấu kiện bị lốc

2.4.1.2 Sự han gỉ

Vì các cấu kiện được xếp dựng bằng thủ công nên để tạo điều kiện thuận lợi cho việc vậnchuyển, một chiếc vòng thép sẽ được giằng cùng Tuy nhiên do khí hậu ẩm ướt, thép có thể bịhan gỉ sẽ dẫn đến chất lượng xấu đi của bê tông

Hình 2-20 Sự han gỉ của thép.

2.4.1.3 Những cấu kiện được sắp xếp không theo quy tắc

Để những tuyến đê được xây dựng đúng như trong bản thiết kế, một điều rất quan trọng lànhững cấu kiện trên thân đê phải được xếp dựng vào vị trí chính xác Tuy nhiên trong hình vẽ 2-

21 này thì lại là một trường hợp ngoại lệ

Hình

2-21 Những cấu kiện được sắp xếp không theo quy tắc

2.4.1.4 Đá hộc được xếp thủ công thay vì đổ

Hình 2-12: Kè đá đổ

2.4.1.5 Sự rạn nứt của

cấu kiện bê tông

Cấu kiện bê tông đúc tại chỗ đã có những dấu hiệu rạn nứt Khối bê tông này được đặt giữa vịtrí các phân đoạn Nếu một phân đoạn bị hư hỏng thì chỉ mình phân đoạn đó cần được thay thếchứ không phải toàn bộ thân đê Nên sẽ có những phần chuyển tiếp được làm bằng bê tông cốtthép

Hình 2-23 Sự rạn nứt của bê tông

2.5 Chân đê

Chân đê là bộ phận rất quan trọng Không có chân đê bảo vệ, xói mòn có thể xảy ra bất cứ lúcnào và có thể dẫn đến những hố xói, điều này sẽ dẫn đến sự mất ổn định của mái đê phíangoài Việc xây dựng một chân đê không có nghĩa là xói mòn sẽ không có nguy cơ xảy ra Nó

sẽ định vị xói mòn tại phần bắt đầu của chân đê Có nhiều phương án khác nhau để bảo vệchân đê như dùng vải địa kỹ thuật kết hợp với kè đá đổ, dùng cọc cừ dài hoặc xây dựng mộtchân đê dài bằng bê tông

“Chức năng chính của phần chân bảo vệ không phải là để giảm thiểu xói mòn mà là tránhnhững hố xói ra xa những kết cấu cần được bảo vệ Ở Việt Nam, người ta đã sử dụng một ống

bê tông và chân đê cũng được đặt theo một cách rất khác so với Châu Âu

Ở Việt Nam, khi mực nước xuống thấp, một ống bê tông sẽ được đặt tại một vị trí chính xác.Sau đó, một công nhân có thể đi vào phía trong và đào cát từ phía đáy ống Khi ống nằm ở độ

sâu phù hợp thì hố sẽ được lấp đầy đá Từ lúc đặt cho đến lúc lấp không có nhiều thời gian vìnước có thể sẽ dâng lên cao Sự khó khăn đối với hệ thống này không chỉ là số lượng thờigian ngắn mà còn rất khó để đặt một ống bê tông thứ hai sát ngay cạnh vị trí của một ống bêtông khác.

Hình 2-24 – Ảnh minh họa ống bê tông

2.6 G i a o t h ô n g t ạ i V i ệ t N a m

Qua những chuyến thực địa, chúng tôi đã có cơ hội hiểu rõ hơn về điều kiện cơ sở vật chất ởViệt Nam Điều kiện cơ sở vật chất ở Việt Nam sẽ được chúng tôi tóm gọn thành 2 phần trongbáo cáo dưới đây Phần thứ nhất là nhận định chung về giao thông ở Việt Nam và phần thứ hai

là về tình trạng giao thông tại ví trí của tuyến đê thử nghiệm: Đảo Cát Hải

2.6.1 Nhận xét chung về giao thông đường bộ

Lượng xe máy chiếm đa số các phương tiện xe cơ giới trên đường giao thông của Việt Nam.Ngoài ra, xe ô tô cũng lưu thông trên đường nhưng với số lượng ít hơn Luật giao thôngđường bộ cũng được quy định nhưng hầu như rất ít người tuân thủ theo chúng:

Vượt qua đường cả bên trái cũng như bên phải;

Không có “luật bên phải’;

Gương xe rất ít được sử dụng cho cả xe tô và xe máy;

Theo luật thì chỉ nhiều nhất 2 người được phép ngồi trên một xe máy, tuy nhiên trênthực tế thì 4 người trên một xe không phải là trường hợp hiếm thấy;

Đôi khi xe ngựa, xe bò có thể dừng ngay ven đường [Hình 2-25];

Tại một số đoạn giao thông, các con đường nằm trong tình trạng rất xấu [Hình 2-25]

Một vài tuyến đê rất khó để đi vào bằng đường bộ, Một số thị trấn có những con đườngrất hẹp, xem hình 2-26.

Hình 2-26 Những con đường nhỏ qua đê

Tốc độ tối đa cho phép trong những vùng đô thị là 30- 40 km/giờ Tốc độ tối đa cho phép trênđường ‘cao tốc’ là khoảng 60 đến 70 km/giờ

2.6.2 Nhận xét về giao thông đường thủy

Bến phà hiện nay mất khoảng 1 giờ để đến được Đảo Cát Hải, xem trong hình 2-27

Hình 2-27 Bến phà đến đảo Cát Hải và tàu thuyền neo đâu cạnh đảo Cát Hải.

Rừng chắn sóng trước một số tuyến đê có thể gây khó khăn khi đi bằng tàu thuyền (hình 28) Tại một số tuyến đê, mực nước có thể xuống rất thấp, chỉ có bùn đất thay vì nước tại vị tríchân đê (xem hình 2-29)

2-Hình 2-28 Rừng chắn sóng trước đê, thuyền buồm không thể đi qua

Hình 2-29 Những tuyến đê lúc triều thấp

2.6.3 Nhận xét chung về giao thông đường sắt

Hiện nay, không có tuyến đường sắt nào trực tiếp qua phía đê, gây khó khăn cho việc tiếp cận.Tuy nhiên, có một tuyến đường sắt đi đến Hải Phòng Tổng quan về tuyến đường ray ở ViệtNam có thể thấy ở hình 2-30

Hình 2-30: Tổng quan tuyến đường sắt tại phía Bắc Việt Nam.

2.7 Xây dựng tuyến kè

Xây dựng và sản xuất mái kè ở Việt Nam chủ yếu được thực hiện ngoài hiện trường và tất cả cáccông việc được tiến hành bởi những lao động địa phương Lý do là vì sản xuất cấu kiện ngoàihiện trường rẻ hơn nhiều so với sản xuất trong nhà mày vì lao động ở Việt Nam khá rẻ Tuynhiên điều này cũng là lý do chính gây ra sự kém chất lượng của các cấu kiện

Quá trình xây dựng tuyến kè có thể chia ra làm 3 giai đoạn sau đây:

 Tiến hành sản xuất cấu kiện;

 Làm đóng rắn và bảo dưỡng cấu kiện;

 Lắp dựng cấu kiện

2.7.1 Sản xuất cấu kiện

Cấu kiện ở Việt Nam được sản xuất tại hiện trường bởi máy trộn bê tông, xe cút kít và vánkhuôn

Hình 2-31: Công tác trộn bê tông và đổ ván khuôn.

Hình 2-32: Máy trộn bê tông

Hình 2-33 Công tác đổ ván khuôn và cung cấp nguyên vật

Tổng cộng có 11 người đang sản xuất cấu kiện:

6 người đang làm việc với máy trộn bê tông: 3 người bốc đá, 2 người xúc cát, 1 ngườitrộn;

2 người bốc dỡ xi măng từ xe tải xuống;

3 người chạy vòng quanh với chiếc xe cút kít đổ vật liệu vào máy trộn bê tông;

2 người đứng tại ván khuôn, một người sử dụng máy đầm rung, một người đổtất cả vữa bê tông ra khỏi xe cút kít

Cấu kiện bê tông được sản xuất do những nhân công tại địa phương không có chuyên môn Ximăng sử dụng là PCB30 Khi đã hoàn thành, chất lượng của cấu kiện là C15-C20 Những cấukiện này có dung trọng 2200-2300 kg/m3 Một máy trộn bê tông 250 lít có thể sản xuất 10,5

m3 bê tông mỗi ngày (8 tiếng) nếu nó làm việc liên tục (không nghỉ), sẽ sản xuất 235 cấu kiện

âm dương mỗi ngày

2.7.2 Sự đóng rắn và bảo dưỡng

cấu kiện

Một khi các cấu kiện đã đủ cứng để lấy từ ván khuôn ra, chúng vẫn phải được bảo dưỡng trong

3 tuần

Hình 2-34 Bảo quản và bảo dưỡng bê tông trên tuyến

Sự thiếu không gian có thể gây trở ngại đối với việc bảo quản và bảo dưỡng cấu kiện trước khichúng được đặt vào tuyến đê Đôi khi, những cấu kiện này có thể được bảo quản trong một nhàkho lớn để trữ được nhiều cấu kiện hơn Bởi vì những cấu kiện này được bảo dưỡng bên ngoàinên đây không phải là một quá trình có kiểm soát Do đó, chất lượng của các cấu kiện sẽ giảm

đi.

2.7.3 Việc sắp xếp đặt để cấu kiện

Khi các cấu kiện đã đủ độ cứng, chúng có thể được đặt lên tuyến đê Dưới đây là những bứctranh về việc xây dựng một tuyến đê tại tỉnh Nam Định tháng 9 năm 2010 Các cấu kiện đượccẩu lên bằng máy cẩu đến nơi thi công Điều này có thể tiết kiệm được việc thuê nhân công bốcxếp cấu kiện Các cấu kiện được đặt ở đây là cấu kiện âm dương kích thước 40x40x38cm Mỗicấu kiện nặng 140kg Hai công nhân sẽ khuân một cấu kiện bằng gậy tre, một công nhân kháchướng dẫn họ đặt các cấu kiện này vào đúng vị trí

Hình 2-35 Phần đầu: xếp cấu kiện bằng

cần cẩu

Hình 2-36 Phần II: xếp cấu kiện bằng tay

Có tất cả 10 người làm công tác xếp cấu kiện lên đê Họ có thể đặt 450 cấu kiện âm dương mộtngày và sử dụng 3 cần cẩu 2 cần cẩu đào cát, một cần cẩu cẩu cấu kiện cho công nhân Trái vớigiai đoạn sản xuất cấu kiện, giai đoạn đặt cấu kiện được tiến hành bằng những lao động cóchuyên môn cao.

2.7.4 Xây dựng tuyến đê

Trước khi các cấu kiện được đặt lên tuyến đê, thân đê phải được xây dựng xong Thân đê đượcxây dựng từ cát, trên cùng là lớp vải địa kỹ thuật và đá Các cấu kiện sẽ được đặt lên trên lớpnày

Hình 2-37: Công tác dải đá và vải địa kỹ thuật

Lượng nhân công tối đa để xây dựng một tuyến đê/ kè là 60 công nhân, trong đó 20 công nhân

có chuyên môn và 40 công nhân không có chuyên môn Những nhân công có chuyên mônđược sử dụng trong công tác xếp dựng cấu kiện, trải vải địa kỹ thuật…Những công nhânkhông có chuyên môn làm công tác sản xuất cấu kiện Khu vực dự trữ cấu kiện lớn nhất vàviệc lắp dựng cấu kiện được quản lý trong quá trình xây dựng tuyến đê

2.8 Cấu kiện Basalton ở Hà Lan

2.8.1 Lịch sử Basalton

Khi đá bazan trở nên khan hiếm và chi phí vận chuyển cũng tăng cao, việc xây dựng mộttuyến đê trở nên quá đắt đỏ Vì đá bazan khan hiếm nên chất lượng cũng giảm đi Nó trởthành một sản phẩm tự nhiên đắt đỏ

Như một giải pháp thay thế, Basalton được giới thiệu vào những thập kỷ 80, một cấu kiện 8góc nhọn làm từ bê tông đặc Basalton là cấu kiện bê tông đúc sẵn, một biến thể của Bazan

2.8.2 Sản xuất cấu kiện

Những vật liệu cần thiết cho việc sản xuất Basalton là cát, các loại sỏi khác nhau và xi măng

Ở Hà Lan, những vật liệu này được phân phối bằng tàu và được đổ vào một máy trộn bê tông

tự động

Những cấu kiện này được sản xuất trong những nhà máy có môi trường kiểm soát cao, sảnxuất bằng máy móc, dưới một áp suất nhất định Theo cách này, chúng ta không phải thêmnước vào, tất cả độ ẩm sẽ lấy từ cát Chính vì điều này mà những khối cấu kiện bê tông có thểđạt chất lượng cao

Chiều cao của mỗi cấu kiện từ 15 đến 50 cm, khoảng cách 5 cm

Sau khi các cấu kiện được sản xuất xong, chúng sẽ được đặt trong một kho chờ đóng rắntrong vòng 28 ngày Sau khi được bảo dưỡng xong, những khối cấu kiện này sẽ được xe tảihoặc tàu chở đến công trường xây dựng đê kè

Độ bền của các cấu kiện sau 28 ngày chờ đóng rắn là 60 N/mm2 Định mức yêu cầu khoảng

50 N/mm2 cho mỗi viên và 45 N/mm2 trung bình cho cả bó cấu kiện Điều này tương ứngvới độ cứng khoảng C60-C75

Trong quá trình sản xuất, tối đa 110 tấn nguyên liệu có thể được sản xuất mỗi giờ Đối vớinhững cấu kiện có chiều cao 25cm, 180 m2 có thể được sản xuất mỗi giờ Đối với những cấukiện có chiều cao 45 cm, con số này vào khoảng 100 m2

2.8.3 Công tác xếp dựng cấu kiện

Thường thì các cấu kiện không thể mang ra được khu vực công trường, nhưng vì những cấukiện này có thể được đặt lên khay hàng và có thể dễ dàng mang ra công trường bằng xe nâng.Mặc dù chúng ta có thể xếp dựng cấu kiện bằng tay, tuy nhiên, việc xếp dựng cấu kiện bằng

Hàng cấu kiện đầu tiên có thể gọi chung là lớp nền, được đặt dọc theo chân đê (có thể thấytrong hình 2-39) Bởi vì hàng cấu kiện đầu tiên này cần khớp với chân đê nên lớp nền sẽ cómột cạnh thẳng mà những lớp khác không có.

Ngàm của cần cẩu có thể dễ dàng điều chỉnh để di chuyển cấu kiện và thay đổi khuôn dạnggiữa hàng đầu tiên và các hàng tiếp theo Ngàm của cần cẩu được chỉ ra trong hình 2-40 Mộttrạm quan sát sẽ quan sát xem những cấu kiện này có được đặt đúng vị trí hay không

Hình 2-38: Tầng lọc Hình 2-30: Cần cấu xếp dựng cấu kiện Hình 2-31: ngàm cần cẩu.Khi tất cả các cấu kiện đã được đặt vào, những vật liệu nhỏ sẽ được bỏ vào để lấpnhững vết nứt, những vật liệu này có kích thước khoảng 8-32mm Vật liệu hay được sử dụng

ở đây là đá bazan vì chúng có mật độ dày (2900 – 3000 kg/m3)

Một đội công nhân có chuyên môn có thể sếp khoảng 500m2 cấu kiện mỗi ngày Trênthưc tế chỉ cần tất cả 1 cần cẩu và 3 người: 1 người điều khiển cần cẩu, 1 người tại khay hàng

và một người tại vị trí các cấu kiện

Một người xếp đá có kinh nghiệm có thể xếp khoảng 30 đến 40 m2 cấu kiện mỗingày phụ thuộc vào chiều cao và cân nặng của cấu kiện

Tại Hà Lan, một ngàm Basalton gắn trên một máy cẩu thủy lực có giá 35.000 euro

2.8.4 Đặc điểm các cấu kiện

Do đặc điểm thiết kế, Basalton rất khó để di chuyển trên mái đê

Bảng 2-1: Trọng lượng các cấu kiện

Các cấu kiện cùng nhau tạo thành một liên kết đa giác khiến cho chúng dễ để sắp xếp và cóthể tạo ra những sản phẩm nhanh và rẻ

Dung trọng của cấu kiện là 2,3 kg/m2 Trọng lượng của mỗi lớp phụ thuộc vàochiều cao cấu kiện, có thể xem trong bảng 2-1 Sở dĩ cấu kiện có dung trọng riêng là

do chúng được thêm những phụ gia nặng vào để trộn

Cấu kiện Basalton có đặc trưng bởi liên kết đa giác, 8 cạnh không đều nhau,phương pháp xếp cấu kiện bằng máy, kỹ thuật sản xuất hiện đại và kiểm soátchất lượng đã khiến các cấu kiện Basalton có độ bền tối ưu.

2.8.5 Các loại cấu kiện

Có 4 bó cấu kiện Basalton: bó cấu kiện nền, bó cấu kiện ghép, bó cấu kiện góc và bó cấu kiệncuối

Điều kiện ngoại biên

Trong chương này, các điều tra đã được tiến hành để thu thập những số liệu cần thiết và xácđịnh được các yêu cầu chức năng Phạm vi tiến hành là thực hiện trong vùng dự án của đảoCát Hải Với mỗi điều kiện ngoại biên, số liệu cũng như những minh chứng cũng sẽ được đưa

ra Đoạn cuối cùng của bản báo cáo sẽ tóm gọn điều này

Để thiết kế một tuyến đê tối ưu ở Việt Nam, điều cần thiết là tìm hiểu điều kiện khí hậu thờitiết trong mùa mưa bão Điều kiện thời tiết ở Việt Nam khắc nghiệt hơn ở Hà Lan, điều quantrọng là biết được mức độ khắc nghiệt và tần suất chúng diễn ra như thế nào Sự diễn giải cũngcần phải được giải thích rất kỹ càng vì những số liệu được cung cấp rất có thể bị hiểu lầm nếu

ta chỉ giả sử dữ liệu đó là chính xác Lý do là vì những dữ liệu đưa ra thường được thu thậpbằng nhiều phương pháp khác nhau chứ không phải một cách chung như Hà Lan và cũngthường không chính xác

Hệ số tham chiếu mà Việt Nam đang sử dụng là “Hệ cao độ quốc gia” ‘VN-2000’, thiết lậpnăm 2000 Đây là hệ số tham chiếu cố định Mực nước biển trung bình (đánh dấu tại trạmthủy triều Hòn Dấu) là 0.0m theo VN-2000, hệ cao độ hải đồ tại Hòn Dấu thấp hơn khoảng186cm so với hệ cao độ lục địa (VN-2000) Đối với những công trình dân dụng như đê biểnthì hệ cao độ lục địa (VN-2000) cũng được sử dụng

3.1 Chức năng nhiệm vụ

Chức năng chính của đê kè là bảo vệ vùng nội đồng Đối với người dân sống ven đê thì thunhập chủ yếu là dựa vào đánh bắt cá và làm nông, họ muốn đảm bảo rằng mình sẽ không bịtrắng tay chỉ sau một cơn bão Do đó, đê không chỉ bảo vệ cho con người mà còn bảo vệ cho

cả hệ động thực vật nơi đây Ngoài nhiệm vụ chính yếu đó, đê còn có thêm chức năng thứ yếu

là tạo ra đường giao thông liên kết các xã nông nghiệp Với một con đường tốt trên đê, ngườidân địa phương có thể dễ dàng sơ tán nếu cần thiết, hoàn thiện và bổ sung thêm cho cơ sỏ hạtầng ở địa phương

Khi tác động xã hội lên một khu vực nào đó rất nhỏ, khu vực đó sẽ không cần thiết được bảo

vệ bằng những khu vực đông dân cư hơn Chính vì thế hướng dẫn mới về đê kè Việt Nam sửdụng 5 dạng đê khác nhau Phụ thuộc vào đặc điểm dân số và khu vực cần bảo vệ mà đê ởViệt Nam có thể phân cấp từ loại I đến loại V từ cấp đê cần được bảo vệ nhiều nhất đến cấp đêcần được bảo vệ ít nhất Đảo Cát Hải có diện tích 34,5 nghìn ha với dân số hơn 28.000 người.Với con số đó, tiêu chuẩn an toàn của đảo Cát Hải nằm trong cấp bảo vệ IV, tương đươngvới đảo sẽ được bảo vệ khỏi bão chỉ diễn ra 1 lần trong vòng 30 năm

Ghi chú khi xem bảng 3-1: Trước tiên là những vùng được bảo vệ phải được phân loại theonhững tiêu chí đã đưa ra Sau đó, hai tiêu chí sẽ được xem xét thêm để xác định được tiêuchuẩn an toàn Trong trường hợp vùng đê bảo vệ chỉ đáp ứng 1 tiêu chí, vùng đê đó sẽ bịgiảm đi 1 cấp

Đặc điểm vùng cần được bảo vệ Tiêu chuẩn an

Vùng đô thị công nghiệp phát triển:

Bảng 3-1 Tiêu chuẩn an toàn

3.2 Điều kiện kỹ thuật Ngoài nhiệm vụ chức năng, còn có rất nhiều điều kiện kỹ thuật được đưavào tính toán Vì vậy, việc xác định những thông số của một cơn bão chỉ xảy ra một lần trongvòng 30 năm là điều cần thiết

Hình 3-1: Các trạm đo đạc

Những thông tin của 3 trạm đo đạc khác nhau được chỉ ra trong hình 3-1, Điểm A là đảoBạch Long, điểm B là đảo Hòn Dấu Tại những điểm này, việc đo đạc chiều caocủa sóng trong vòng hơn 30 năm trở lại đây sẽ được thực hiện Mỗi ngày, vào lúc

7 giờ, 13 giờ và 19 giờ, chiều cao sóng, hướng sóng, tốc độ gió và hướng gió sẽđược đo đạc Cơ sở dữ liệu về sóng tại đảo Bạch Long bao gồm những dữ liệu từ năm 1970đến 2008 trong đó có các năm 1988 & 1998-2002 Còn cơ sở dữ liệu về gió bao gồm những dữliệu của năm 1970-1975 & 1996-2007 Khoảng cách giữa đảo Bạch Long và đảo Cát Hải là115km Điểm C là Đồng Bái, địa điểm này chính là ở đảo Cát Hải, thành phố Hải Phòng, chu kỳcủa mực nước được đo đạc tại đây

3.2.1 Độ sâu mực nước

Cơ sở dữ liệu về sóng được đo tại đảo Bạch Long

Hình 3-2 Tổng quan về độ sâu ở Biển Đông

Hình 3-2 chỉ ra độ sâu tại một đoạn của Biển Đông Độ sâu được tính bằng mét và sử dụngmực nước tham chiếu VN-2000

3.2.2 Điều kiện sóng

Những con sóng cao luôn thay đổi cả về thời gian và cường độ Bởi vậy,những phân tích thống kê dài hạn được đánh giá dựa vào một bản ghichép khá ngắn Đối với những phân tích dài hạn thì nhiều phương phápkhác nhau có thể được áp dụng Độ cao sóng tối đa hàng năm hoàn toàn

có thể đo được và độ cao sóng tối thiểu trong mỗi cơn bão cũng vậy.Hầu như chúng ta càng sử dụng những dữ liệu chính xác thì mức độ tincậy của các đánh giá càng cao

Bảng 3-2 Tổng quan về độ cao tối đa hàng năm của sóng

Chiều cao tối đa hàng năm của sóng được trình bày trong bảng 3-2, phần trên cùng phía bêntrái là chiều cao lớn nhất hàng năm của sóng, và phần dưới phía bên phải là chiều cao hàngnăm thấp nhất Khi những dữ liệu này đã được sắp xếp theo trật tự phân bố, công thức định vị

vị trí có thể tính toán theo bảng 3-3 đưa ra sau đây

Bảng 3-3 Công thức toán học theo phân phối Wei bull và phân phối loga chuẩn

Sử dụng những công thức xác định vị trí và hàm phân phối tích lũy này, dữ liệu và phân phối có thể được xác định trong đồ thị để thấy được sự phân bố nào là trùng khớp nhất

Như đã trình bày ở hình 3-3 và hình 3-4, đồ thị khớp nhất cho các dữ liệu là đồ thị phân phốiWeibull Sử dụng phương pháp này, chiều cao sóng tại Bạch Long Vĩ với sự thay đổi vượt mứccủa 1 trong 30 năm sẽ là H= 8.3m.

Bằng việc sử dụng chiều cao sóng tại Bạch Long Vĩ Thời kỳ đỉnh điểm được tính theo một công thức ở Việt Nam: Tp = 12,1 * 1(Hs/g) Công thức này được tính toán khi xảy ra bão và liên quan đến chiều cao sóng trong thời kỳ đỉnh lũ Trong thời kỳ đỉnh điểm, nó được tính toán như sau: Tp = 12,1 *1(8,3/9,71) = 11,16 s

Ở đây ta không xét tới hướng sóng vì rất khó để

có thể đoán trước được hướng sóng và cũng

không có gì chắc chắn để đưa ra kết luận Ngoài

ra hướng sóng còn có thể bị thay đổi do sự khúc

xạ gây ra bởi những độ sâu nước khác nhau.

Một vài chú ý khi sử dụng phần mềm Swan1D

Thứ nhất, phép đo độ sâu không thực sự chi tiết

nhưng cũng không ảnh hưởng nhiều đến chiều

cao sóng miễn là thông tin phần đáy cạnh bờ là

thực tế và đáng tin cậy Thứ hai, yếu tố gió

không được tính đến vì không có mối quan hệ

trực quan nào giữa chiều cao sóng và tốc độ

gió

Hình 3-5 Chiều cao sóng gần bờ

3.2.3 Thủy triều.

Thủy triều là là sự chuyển động lên xuống thường xuyên của mực nước đại dương Sự chuyểnđộng thẳng đứng của thủy triều được sinh ra bởi các lực tương tác giữa một bên là đại dương vàmột bên là mặt trăng và mặt trời Thủy triều tại vùng biển Thái Bình Dương là bán nhật triều(triều nửa ngày đêm), còn thủy triều tại Việt Nam là nhật triều (triều ngày đêm), nghĩa là thủytriều lên xuống đều đặn mỗi ngày Thủy triều năm 2010 có thể nhìn thấy trong hình 3-6, đây làmức thủy triều tính toán tại trạm Hòn Dấu Mực nước cao trung bình là 1,04 m + VN-2000 vàmực nước thấp trung bình là -0,96 m + VNB-2000 Mực nước thủy triều cao nhất tại trạmthiên văn Hòn Dấu là 2,14 m + VN-2000

Hình 3-6 Thủy triều 2010 t ạ i Hòn Dấu

Ngoài năm 2010 thì bảng thủy triều năm 2008 và 2009 cũng được theo dõi nghiên cứu, tuy nhiên năm 2010 là năm đại diện cho cả 3

3.2.4 Mực nước

Mực nước được đo tại đảo Cát Hải

bao gồm mực nước thủy triều và mực

nước dâng do bão gây ra Từ năm

1951 đến 2007 có 349 cơn bão, các

thông số từ những cơn bão này dựa

vào những cơn bão đổ bộ vào đất liền

có nguồn gốc từ Biển Đông Tất cả

các phép đo được trình bày tại hình

3-7 Đối với tiêu chuẩn an toàn của 30

năm, mực nước quy chuẩn là 3,17m

bao gồm cả mực nước tại thủy triều và

bão biển Năm 2005 tạo đảo Hòn Dấu

đã xảy ra một cơn bão lớn, mực nước

trong thời kỳ bão là 4,26m (xem hình

3-1 để biết được vị trí chính xác) Cơn

bão năm 2005 là một cơn bão với tần

xuất 1 lần trong 100 năm

Hình 3-7 Đường cong tần xuất mực nước tại đảo Cát Hải

3.2.5 Điều kiện đất đai

Trong tháng 11 năm 2000, đã có 85 cuộc đo đạc mặt đất được thực hiện để lấy thêm thông tin vềtình hình địa chất tại bờ biển Cát Hải Tại thời điểm đo đó, đảo Cát Hải đã có sẵn một tuyến đê Các phép đo được thực hiện ngay tại hoặc phần giữa đỉnh đê và cơ đê trong Loại đất xây dựng được trình bày trong bảng 3-4 Thông tin kỹ thuật chi tiết hơn về các lớp khác nhau có thể được tìm thấy trong phụ lục 4 Độ dày của các lớp được phân biệt khác nhau từ điểm đo này tới điểm

đo khác Lớp 7, 8 và 11 xảy ra rối loạn cục bộ nhưng không phải ở tất cả các lớp Độ dày của lớp 8 và lớp 11 khác nhau rất nhiều từ vị trí này đến vị trí khác nên không thể đưa ra một quy chuẩn về độ dày Từ lớp cuối cùng (lớp 12), vẫn không xác định được đáy