Tính c ấ p thi ế t c ủa Đề tài
Xói lở bờ kênh rạch ở ĐBSCL diễn ra hàng năm, gây thiệt hại lớn về sản xuất, tài sản và ổn định xã hội, đặc biệt trong mùa bão và lũ lụt Mặc dù Nhà nước và các địa phương đã đầu tư hàng nghìn tỷ đồng cho công trình phòng chống thiên tai và áp dụng nhiều giải pháp khoa học công nghệ mới, tình hình xói lở vẫn ngày càng nghiêm trọng Với sự phát triển nhanh chóng của các khu công nghiệp, nông nghiệp và giao thông thủy, tác động lên hệ thống kênh rạch sẽ gia tăng, dẫn đến hiện tượng sạt lở phức tạp hơn Do đó, nghiên cứu giải pháp công trình bảo vệ bờ kênh ở ĐBSCL là điều cần thiết và cấp bách.
Công nghệ cừ bản BTCT dự ứng lực là một tiến bộ kỹ thuật tiên tiến, được áp dụng rộng rãi trên toàn cầu Công nghệ này cho phép thi công trong điều kiện ngập nước mà không cần xử lý nền móng, giúp rút ngắn thời gian thi công và yêu cầu diện tích mặt bằng công trường nhỏ, từ đó giảm thiểu chi phí đền bù giải tỏa Phương pháp thi công hạ cừ bằng ép rung kết hợp bơm nước thủy lực giúp giảm thiểu chấn động, hạn chế ảnh hưởng đến các công trình lân cận Hơn nữa, ứng dụng cừ bản BTCT dự ứng lực còn giúp giảm tiết diện thiết kế, tiết kiệm vật liệu như bê tông và sắt thép, đồng thời giảm chi phí đầu tư so với các công nghệ cừ BTCT truyền thống.
Ứng dụng công nghệ cừ bản BTCT dự ứng lực trong xây dựng kè bảo vệ bờ sông, kênh rạch ở ĐBSCL hiện nay là giải pháp công nghệ mới giúp giảm chi phí xây dựng Đề tài luận văn "Nghiên cứu ứng dụng cừ bản BTCT dự ứng lực xây dựng công trình kè bảo vệ bờ kênh ở ĐBSCL, áp dụng cho đoạn kè Tân Thạnh trên kênh Đồng Tiến - Lagrange tỉnh Long An" không chỉ cần thiết mà còn mang ý nghĩa khoa học quan trọng.
Mục đích của đề tài
Đề tài này nhằm ứng dụng công nghệ BTCT dự ứng lực trong việc xây dựng kè bảo vệ và ổn định bờ sông, kênh rạch tại vùng ĐBSCL, đặc biệt tập trung vào đoạn kè Tân Thạnh trên kênh Đồng Tiến - Lagrange.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Quá trình diễn biến xói lở bờ kênh rạch được xem xét dựa trên các tài liệu và số liệu thực tế thu thập được, nhằm phân tích một cách tổng quan và toàn diện.
- Kế thừa những kết quả đã được nghiên cứu, để ứng dụng và giải quyết cho công trình
Kế thừa các kết quả nghiên cứu về địa hình, địa mạo, địa chất, khí tượng thủy văn và dòng chảy, bài viết này tập trung vào việc phân tích biến hình lòng dẫn, dân sinh kinh tế và xu hướng phát triển tương lai của khu vực.
Tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu liên quan đến luận văn nhằm xác định các quy luật tác động và vai trò của các nhân tố chính trong diễn biến xói lở bờ kênh rạch tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).
- Mô hình toán để tính toán, thiết kế công trình kè.
K ế t qu ả d ự ki ến đạt đượ c
CHƯƠNG 1: TỔ NG QUAN V Ề NGHIÊN C Ứ U XÓI L Ở B Ờ KÊNH RẠCH VÙNG ĐBSCL VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT BẢO VỆ
BỜ KÊNH RẠCH VÙNG ĐBSCL VÀ ĐỊNH HƯỚNG
CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT BẢO VỆ
1.1 Giới thiệu chung Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thuộc lãnh thổ Việt Nam và nằm trong lưu vực sông Mekong Sông Mekong dài 4.200 km, chảy qua 6 nước là
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm trong lưu vực sông Mekong, bao gồm 13 tỉnh/thành phố với tổng diện tích khoảng 3,96 triệu ha, chiếm 79% diện tích toàn châu thổ Khu vực này có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam, đóng góp hơn 50% tổng sản lượng lương thực và chiếm trên 90% xuất khẩu gạo của cả nước Từ năm 2005 đến nay, ĐBSCL sản xuất trung bình từ 4,5 - 6,0 triệu tấn gạo mỗi năm, đồng thời cung cấp khoảng 70% lượng trái cây và hơn 40% sản lượng thủy sản đánh bắt cũng như 74,6% sản lượng thủy sản nuôi trồng.
Kể từ năm 2005, sản lượng lúa của vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) luôn duy trì ở mức trên 18 triệu tấn, với mức tăng trung bình khoảng 2,5 triệu tấn mỗi 5 năm, tương đương 500.000 tấn mỗi năm Dự kiến, vào năm 2010, sản lượng lúa có thể đạt trên 21 triệu tấn Ngoài ra, tổng sản lượng hải sản năm 2008 cũng đạt hơn 2 triệu tấn, trong đó sản lượng nuôi trồng chiếm trên 1,42 triệu tấn, đặc biệt là sản lượng cá da trơn đã tăng nhanh trong những năm gần đây.
Năm 2008, kim ngạch xuất khẩu toàn vùng đạt 4,176 tỷ USD, trong đó thủy sản chiếm 65% sản lượng và 90% tổng sản lượng xuất khẩu của cả nước Giá trị công nghiệp trên địa bàn năm 2007 đạt hơn 85.820 tỷ đồng.
Sự phát triển của công, nông nghiệp và xuất khẩu đã thúc đẩy cơ cấu kinh tế chuyển dịch tích cực, giảm tỷ trọng nông nghiệp và tăng cường công nghiệp, dịch vụ Theo số liệu năm 2008, tỷ lệ nông - lâm - ngư nghiệp chiếm 45,9%, công nghiệp - xây dựng 21,3% và thương mại - dịch vụ 32,8% Đặc biệt, chỉ số năng lực cạnh tranh cấp tỉnh (PCI) trong những năm gần đây cho thấy vùng ĐBSCL có triển vọng khá lạc quan.
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của đất nước, với sản lượng lương thực chiếm hơn 50% tổng sản lượng quốc gia Khu vực này không chỉ có sản lượng ổn định mà còn đảm bảo an ninh lương thực cao hơn so với Đồng bằng sông Hồng và Duyên hải miền Trung.
Đồng bằng sông Cửu Long, nằm ở hạ lưu châu thổ sông Mekong, được hưởng lợi từ vị trí địa lý thuận lợi, nguồn nước phong phú và sự điều tiết tự nhiên của Biển Hồ Khu vực này có bờ biển rộng lớn, nhiều tài nguyên và đất đai màu mỡ, được bồi đắp bởi phù sa hàng năm, cùng với nguồn thủy sản đa dạng Tuy nhiên, ĐBSCL cũng phải đối mặt với nhiều khó khăn trong điều kiện tự nhiên, bao gồm tác động từ các hoạt động ở thượng lưu và mâu thuẫn giữa tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường trong khu vực.
Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), những hạn chế về điều kiện tự nhiên đang tạo ra rào cản lớn, đặc biệt trong sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân Các vấn đề chính bao gồm: (a) ảnh hưởng của lũ lụt trên 1,9 triệu ha vùng đầu nguồn; (b) xâm nhập mặn trên khoảng 1,2-1,6 triệu ha vùng ven biển với độ mặn 4g/l; (c) đất phèn và sự lan truyền nước chua trên 1,2 triệu ha ở những vùng thấp trũng; (d) thiếu nước ngọt cho sản xuất và sinh hoạt trên 2,1 triệu ha vùng xa sông, gần biển; và (e) tình trạng xói lở bờ sông, bờ biển ngày càng nghiêm trọng, cùng với nạn cháy rừng và ô nhiễm nguồn nước gia tăng.
Biến đổi khí hậu đã trở nên rõ ràng và phức tạp trong những năm gần đây, đặc biệt là qua hai yếu tố dòng chảy từ thượng lưu và nước biển dâng Tác động của biến đổi khí hậu lên giá trị trung bình diễn ra từ từ, nhưng ảnh hưởng đến các giá trị cực trị lại xảy ra nhanh chóng và ngày càng nghiêm trọng Trong hơn 10 năm qua, Đồng bằng sông Cửu Long đã trải qua ba năm lũ lớn liên tiếp (2000, 2001, 2002), với lũ năm 2000 được xem là lịch sử Ngoài ra, khu vực này cũng ghi nhận nhiều năm lũ dưới mức trung bình và dòng chảy kiệt, dẫn đến hạn hán nghiêm trọng và xâm nhập mặn Đặc biệt, vào cuối tháng 9 năm 2011, đỉnh lũ đã gần đạt mức lịch sử Các hiện tượng thiên tai như bão lớn, xói lở bờ sông, cháy rừng và ô nhiễm nguồn nước cũng ngày càng gia tăng, cho thấy sự tác động rõ rệt của biến đổi khí hậu đối với môi trường và đời sống.
Hình 1.1 Bản đồ ĐBSCL [1] (Nguồn: Phân Viện KSQHTL Nam Bộ)
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm trong vùng nhiệt đới Bắc bán cầu, cận xích đạo, với khí hậu nhiệt đới gió mùa Là vùng đồng bằng ven biển, khí hậu nơi đây có sự pha trộn giữa khí hậu hải dương và nền nhiệt độ cao, cùng với lượng mưa hàng năm phong phú Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng trong năm, cũng như giữa ban ngày và ban đêm, không lớn, với nhiệt độ tăng khoảng 0,5°C mỗi 30 năm Tổng nhiệt độ trung bình hàng năm của vùng dao động từ 9.500 đến 10.000°C.
Chế độ bức xạ trung bình từ 110-170 Kcal/cm²/năm cùng với số giờ chiếu sáng cao và phân bố đồng đều trong năm tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất các ngành kinh tế, đặc biệt là nuôi trồng thủy sản (NTTS).
Độ ẩm không khí trung bình dao động từ 83-88%, có xu hướng tăng dần từ Đông sang Tây và từ Bắc xuống Nam, tuy nhiên sự chênh lệch này không đáng kể.
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 đóng góp khoảng 90% lượng mưa hàng năm, giúp thau chua và rửa mặn hiệu quả Trong khi đó, mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
Chế độ bốc hơi trong khu vực này dao động từ 1.000 đến 1.400mm/năm, thấp hơn lượng mưa, giúp duy trì độ ẩm cho đất Tuy nhiên, mức độ bốc hơi còn phụ thuộc vào sự phân chia mùa mưa và khô rõ rệt trong vùng.
Chế độ gió, giông và bão tại khu vực này đặc trưng bởi sự ít bão, với gió Tây Nam chiếm ưu thế trong mùa mưa và gió Đông Bắc thịnh hành vào mùa khô Từ tháng 4 đến tháng 11 hàng năm, khu vực thường xuyên có nhiều giông, với trung bình 100 - 140 ngày giông mỗi năm.
Chế độ thủy văn của Đồng bằng sông Cửu Long hoàn toàn bị chi phối bởi sông Mê Kông, bắt nguồn từ Trung Quốc và chảy qua 5 quốc gia trước khi vào Việt Nam Tại Việt Nam, sông Mê Kông được gọi là sông Cửu Long, và từ Phnom Penh (Campuchia), nó phân thành hai nhánh: bên phải là sông Bassac (sông Hậu) và bên trái là sông Mê Kông (sông Tiền) Cả hai nhánh này đều chảy vào khu vực Đồng bằng châu thổ rộng lớn của Nam Bộ Việt Nam, với chiều dài khoảng 220 - 250 km.
Hệ thống sông Cửu Long gồm nhiều con sông lớn nhỏ như sau [2]:
CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨ U Ứ NG D Ụ NG C Ừ B Ả N BTCT D Ự Ứ NG LỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KÈ BẢO VỆ BỜ KÊNH RẠCH Ở ĐBSCL
DỰ ỨNG LỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KÈ BẢO VỆ BỜ
2.1 Giới thiệu về công nghệ cừ bản BTCT dự ứng lực
Hơn 50 năm trước, Tập đoàn PS MITSUBISHI của Nhật Bản đã phát minh ra cọc ván BTCT dự ứng lực với thiết kế mặt cắt hình sóng, và loại cọc này đã được thử nghiệm xây dựng thành công tại Nhật Bản.
Cọc ván BTCT - DUL lần đầu tiên được ứng dụng tại Việt Nam từ năm 1999 đến 2001 tại cụm công trình nhiệt điện Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Công trình này bao gồm kênh dẫn nước giải nhiệt cho nhà máy tuốc bin khí, có chiều dài trên 1.000m, chiều rộng 45m và chiều sâu 8,7m Dưới sự hỗ trợ của các nhà tư vấn Nhật Bản, đặc biệt là sự hướng dẫn của Tiến sĩ ITOSHIMA, người sáng chế ra cọc ván BTCT - DUL, kênh này hiện vẫn bền vững và công nghệ đã được chuyển giao cho Việt Nam.
Công nghệ cọc ván BTCT dự ứng lực nổi bật với cường độ chịu lực cao nhờ thiết kế tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực, giúp tăng độ cứng và khả năng chịu lực của ván Sản phẩm được sản xuất tại công xưởng theo quy trình công nghệ tiên tiến của Nhật Bản, đảm bảo chất lượng được kiểm soát chặt chẽ, năng suất cao và đa dạng chủng loại, phù hợp với nhiều dạng địa hình và địa chất khác nhau.
Cọc ván BTCT dự ứng lực có tuổi thọ cao nhờ vào việc sử dụng vật liệu cường độ cao và khả năng chịu lực tốt, giúp giảm trọng lượng vật tư cho công trình Điều này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế cọc mới khi cọc cũ gặp sự cố Thêm vào đó, thép chống gỉ và chống ăn mòn, không bị oxy hóa trong môi trường nước mặn và nước phèn, cùng với khả năng chống thẩm thấu nhờ vật liệu Vinyl cloride bền vững, làm tăng độ bền và tuổi thọ của công trình.
Công nghệ ép cọc mang lại lợi ích về giá thành hợp lý, thi công dễ dàng và chính xác mà không cần mặt bằng rộng Chỉ cần sử dụng xà lan và cẩu, quá trình chuyên chở cấu kiện và ép cọc có thể được thực hiện hiệu quả Đặc biệt, trong xây dựng nhà cao tầng tại các thành phố, việc sử dụng cọc ván BTCT dự ứng lực ép không chỉ tạo ra tường chắn xung quanh móng mà còn giúp bảo vệ đất khỏi bị dồn nén, giảm thiểu nguy cơ hư hại cho các công trình lân cận như nứt tường hay sập đổ.
2.2 Trình tự tính toán kết cấu kè bằng cừ bản BTCT dự ứng lực
2.2.1 Áp lực đất tác dụng lên cọc Áp dụng thuyết áp lực đất Coulomb để tính toán:
• Đối với đất rời (lực dính c = 0)
- γ i : Dung trọng lớp đất thứ i
- hi : Chiều cao lớp đất thứ i
- ci : Lực dính của lớp đất thứ i
2.2.2 Một số ảnh hưởng lên cọc
• Ảnh hưởng của nước mưa ngấm xuống khi tính toán áp lực của đất dính:
• Do điều kiện ngập lũ và mưa kéo dài ởĐBSCL đã làm mất tính ổn định của tường cọc bản
• Làm giảm cường độ chống cắt của đất
• Làm tăng trọng lượng của khối đất trượt
• Gây nên áp lực thuỷ tĩnh trong phạm vi kẻ hở tiếp giáp ở phía trên mặt đất đắp và tác dụng lên lưng tường
Để giảm thiểu áp lực thủy động tác dụng lên khối đất trượt, thường bố trí một tầng lọc ngược sát với lưng tường và có lỗ thoát nước qua thân tường Biện pháp này giúp loại bỏ mọi áp lực thủy tĩnh tác động lên lưng tường, bao gồm cả áp lực từ nước mưa đọng lại trong các khe hở tiếp giáp.
Áp lực đất theo ứng suất tổng khi xét ngắn hạn:
Khi phân tích đất dính dưới tải trọng ngắn hạn, cần xem xét điều kiện không thoát nước Do đó, các chỉ tiêu cơ lý của đất phải được xác định qua thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước, với góc nội ma sát ϕu gần bằng 0 và lực dính c ứng với giá trị cu Giá trị cu có thể được xác định thông qua thí nghiệm nén đơn, trong đó Qu = 2cu.
Trong trường hợp tường cọc bản được xem là thẳng đứng và không tính đến ma sát giữa tường và đất, mặt đất được giả định là nằm ngang Hệ số áp lực chủ động (Ka) và bị động sẽ được xác định theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
- Giá trị cường độ áp lực chủ động và bịđộng được tính với ứng suất tổng, xác định theo công thức của Coulomb hay Rankine như sau:
( ) 2 p z q c u σ = γ + + q : tải trọng ngoài phân bố đều trên mặt đất
Áp lực đất theo ứng suất hiệu quả khi xét dài hạn:
Đối với đất cát chịu tải trong điều kiện dài hạn, cần xem xét tình trạng thoát nước Do đó, các chỉ tiêu cơ lý của đất phải được xác định thông qua thí nghiệm cắt thoát nước, bao gồm góc nội ma sát ϕ’ và lực dính c’.
Giá trị cường độ áp lực chủ động và áp lực bị động được xác định thông qua ứng suất hiệu quả, dựa trên công thức của Coulomb hoặc Rankine.
- σ a : cường độ áp lực đất chủ động.
- K a : hệ số áp lực chủ động.
- σp : cường độ áp lực đất bị động
- K p : hệ số áp lực bị động.
- c ’ u : lực dính trong thí nghiệm cắt thoát nước.
- u : áp lực nước lỗ rỗng
Hiện tượng từ biến do ứng suất tiếp gây ra: lim tg tb Cc τ τ > = σ ϕ +
- Theo thời gian giá trị lực dính mềm Cc sẽ giảm dần đến giá trị 0
Lực dính Cw được tính bằng công thức Cw = Cc + Σw, do đó khi Cw giảm, giá trị áp lực đất chủ động sẽ tăng lên, trong khi giá trị áp lực bị chủ động sẽ giảm, dẫn đến tình trạng bất lợi cho công trình.
Hiện tượng đất bịtăng độẩm:
- Khi độ ẩm trong đất tăng lên, lực dính mềm Σw giảm đi cũng sẽ dẫn đến kết quả tương tự như trường hợp Cc bị giảm
Đất cát hạt mịn bão hoà nước có khả năng chịu tải trọng động gây ra hiện tượng biến loãng, dẫn đến áp lực nước lỗ rỗng tăng đột ngột Khi đó, cát ở trong trạng thái lơ lửng, khiến đất trở nên như nước Hiện tượng này làm tăng áp lực đất chủ động và giảm áp lực bị động, gần bằng áp lực đất tĩnh (σ = γz).
Ảnh hưởng ma sát âm lên cọc:
Ma sát âm lên cọc xảy ra khi độ lún của đất nền lớn hơn chuyển dịch của cọc tại độ sâu tương ứng :
- fni : ma sát âm giới hạn tác dụng lên cọc tại lớp đất thứ I trên phần thân cọc chịu ma sát âm (kN/m 2 )
- m : số lớp đất gây ma sát âm
Những biến dạng có thể có của tường cọc bản không có neo và có neo dưới tác dụng của áp lực ngang:
Tường cọc bản không neo :
Độ cứng của tường cọc bản ảnh hưởng đến các lực tác dụng như lực ngang H, mômen M tại đầu tường và áp lực đất E phân bố dọc theo chiều cao Những yếu tố này phụ thuộc vào độ sâu đóng cọc vào nền đất, có thể là tốt hoặc yếu, dẫn đến ba sơ đồ biến dạng khác nhau cho tường cọc bản không có neo.
Tường cọc bản có độ cứng lớn và độ cắm sâu đủ, chịu lực ngang H lớn, với mômen nhỏ, chỉ xoay quanh điểm D nằm sâu trong đất.
- Sơ đồ b: tường cọc bản mềm hơn, mômen M lớn hơn tường cọc bản có thêm biến dạng cong ngoài chuyển vị xoay quanh điểm D như sơ đồ a
- Sơ đồ c: khi có áp lực E của đất, tường cọc bản mềm hơn hai trường hợp trên, tường cọc bản có thể uốn cong ở giữa và ởdưới điểm D a) H
Tường cọc có bản neo đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát biến dạng của tường Có ba sơ đồ cơ bản liên quan đến điểm neo, giúp tối ưu hóa hiệu quả của cấu trúc này.
- Sơ đồ a’: Điểm neo được ghìm chặt, nền đất tốt độ chôn sâu đủ, độ cứng
EJ của tường cọc bản không lớn thì tường cọc bản bị uốn như đầm có hai gối B và D
CHƯƠNG 3 : THIẾ T K Ế Ứ NG D Ụ NG CHO CÔNG TRÌNH TH Ử
3.1 Giới thiệu về công trình
• Kênh Đồng Tiến - Lagrange nằm tại vị trí : từ 10 o 34’÷10 o 42’ vĩ độ Bắc và từ 105 o 22’÷106 o 11’ kinh độĐông Được giới hạn như sau :
- Phía Bắc giáp kênh An Bình (Đồng Tháp), giáp kênh 79, Bảy Thước (Long An)
- Phía Nam giáp kênh An Phong - Mỹ Hòa (Đồng Tháp), giáp kênh 5000 & kênh Bắc Đông (Long An).
- Phía Đông giáp sông Vàm Cỏ Tây.
- Phía Tây giáp sông Tiền.
Công trình kè trên kênh Đồng Tiến - Lagrange tại Thị trấn Tân Thạnh được xây dựng dọc theo hai bên bờ kênh với tổng chiều dài thiết kế là 1.900 mét.
Kè bờ trái được chia thành hai phân đoạn: một đoạn đi qua khu vực chợ Tân Thạnh với mật độ nhà cửa cao và đường giao thông gần kênh, và đoạn còn lại đi qua khu dân cư Tổng chiều dài của kè bờ Bắc là 937 mét.
- Đoạn 2 : Kè bờ phải là tuyến ĐT837 cách mép kênh Dương Văn Dương khoảng 6 ÷ 8m Chiều dài kè bờ Nam L = 963 m
3.1.2 Lựa chọn tuyến công trình
• Nguyên tắc bố trí tuyến kè:
- Tuyến kè thiết kế phải phù hợp quy hoạch phát triển đô thị Thị trấn Tân Thạnh đã được phê duyệt trước mắt và lâu dài
- Đảm bảo an toàn thoát lũ, tiêu thoát nước đô thị và bảo vệ môi trường.
- Hạn chế đền bù giải phóng mặt bằng, chi phí đầu tư thấp.
- Bờ kè ốp vào bờ sông đảm bảo tính ổn định bền vững lâu dài theo tần suất thiết kế, không làm ảnh hưởng đến giao thông thủy
- Tuyến trơn, ít bị gãy khúc, bằng mắt thường hai bờ sông luôn là song song với nhau.
- Không làm ảnh hưởng hoặc làm ảnh hưởng ít nhất đến đường giao thông bộ phía bờ.
- Lưu ý các công trình kiến trúc văn hoá trên tuyến kè.
• Quy hoạch tuyến công trình kè:
Mặt bằng công trình kè bao gồm:
Công trình kè chống xói lở có thể được thiết kế dưới dạng kè tường đứng, sử dụng các vật liệu như bê tông (BT), bê tông cốt thép (BTCT) hoặc bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DUL) Ngoài ra, kè còn có thể bao gồm mái nghiêng được xây bằng đá, tấm lát bê tông, hoặc rọ đá, nhằm tăng cường hiệu quả chống xói lở.
Lưu không an toàn là khu vực xung quanh công trình kè, có bề rộng từ 6 đến 10m tùy thuộc vào quy mô, cấp công trình, cũng như điều kiện địa hình, địa chất và thủy văn dòng chảy Trong khu vực này, cần bố trí các tiện ích như đường đi bộ, công viên cây xanh và hệ thống điện chiếu sáng, đồng thời không cho phép gia tải để đảm bảo sự ổn định của công trình.
- Đường giao thông ven kè: tùy thuộc yêu cầu đi lại của khu dân cư ven kè để bố trí đường giao thông ven kè phù hợp.
• Mục tiêu, nhiệm vụ của công trình:
- Phòng chống sạt lở, đảm bảo an toàn khả năng thoát lũ.
Để bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản của cư dân ven sông, cần kết hợp chỉnh trang và nâng cấp hạ tầng đô thị Điều này bao gồm việc xây dựng đồng bộ các công trình kè như hệ thống thoát nước, công viên cây xanh trên kè, điện chiếu sáng và bến lên xuống Những nỗ lực này nhằm phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội bền vững cho Thị trấn Tân Thạnh trong tương lai.
Công trình kè chống sạt lở không chỉ bảo vệ và cải thiện môi trường, mà còn duy trì sự ổn định cho khu dân cư trung tâm Đồng thời, nó góp phần nâng cao mỹ quan cho Thị trấn Tân Thạnh, phục vụ cho du lịch và thương mại, từ đó tạo điều kiện thu hút du khách và nhà đầu tư.
Dựa trên đặc điểm địa hình, địa chất, và tình hình đô thị cùng dân cư tại khu vực dự kiến xây dựng công trình kè, chúng tôi đề xuất các phương án bố trí tuyến công trình kè như sau:
• Phương án 1: Quy mô nhỏ:
- Tuyến kè đi ven theo bờ sông hiện hữu lấn về phía sông khoảng 3÷4m
• Phương án 2: Quy mô lớn:
Tuyến kè được đề xuất sẽ đi sát mép đường bờ kênh, nhằm đảm bảo mặt cắt kênh không bị thu hẹp theo quy hoạch các trục thoát lũ với quy mô phù hợp.
Phương án 1: Quy mô nhỏ:
- Quy mô công trình kè nhỏ, chi phí đầu tư thấp, phù hợp với yêu cầu trước mắt.
- Diện tích giải tỏa giải phóng mặtbằng ít nên giảm được chi phí đền bù và giải phóng mặt bằng.
Việc hạn chế sự phát triển đô thị tại khu dân cư ven kè là cần thiết để đảm bảo an toàn thoát lũ và tiêu thoát nước đô thị, tránh tình trạng bị ảnh hưởng bởi các công trình lấn ra sông trong tương lai.
- Không phù hợp với quy hoạch phát triển trong tương lai của khu trung tâm Thị trấn Tân Thạnh
Phương án 2: Quy mô lớn:
- Quy mô công trình kè lớn, đảm bảo khả năng thoát lũ và chống ô nhiễm
- Xóa bỏ được tình trạng nhà cửa lấn chiếm ven kênh rạch tạo được bộ mặt mới cho khu đô thị trung tâm thành phố
- Phù hợp với quy hoạch phát triển của Thị trấn Tân Thạnh trước mắt và lâu dài
- Diện tích giải tỏa giải phóng mặt bằng lớn, chi phí đền bùnhiều
Kết luận: Dựa trên phân tích và điều kiện thực tế của kênh Đồng Tiến - Lagrange đoạn qua TT.Tân Thạnh với chiều rộng bình quân từ 55 đến 60 m, việc chọn tuyến công trình theo phương án 2 là cần thiết Phương án này đảm bảo yêu cầu thoát lũ, giao thông thủy và bộ, đồng thời hỗ trợ bố trí dân cư hai bên kè cũng như mục tiêu xây dựng và nhiệm vụ của công trình.
Hình 3.1 Vị trí công trình nhìn từ ảnh vệ tinh và phương án tuyến
3.2 Đề xuất giải pháp để bảo vệ bờ cho đoạn kè Tân Thạnh trên kênh Đồng Tiến - Lagrange tỉnh Long An
3.2.1 Các phương án kết cấu công trình kè
Khi thiết kế các công trình kè chống xói lở thường được xem xét với 3 hình thức kè sau: kè mái nghiêng, kè tường đứng và kè hỗn hợp.
Kè mái nghiêng Kè tường đứng
Kè hỗn hợp Hình 3.2 Các hình thức kè đề xuất nghiên cứu
Chân kè bằng cừ tràm, cọc gỗ hoặc cừ BTCT Mái kè được bảo vệ bằng rọ đá hoặc tấm BTCT.
- Phù hợp thi công trên nền đất yếu và ngập nước,
- Công nghệ thi công xây dựng phổ thông, không hạn chế nhà thầu tham gia thực hiện
- Diện tích mất đất xây dựng kè lớn, chi phí đền bù và giải phóng mặt bằng cao đặc biệt là xây dựng ở khu dân cư đông.
- Biện pháp thi công phải làm khô hố móng bằng đê vây (tường cừ larsen).
- Thời gian thi công kéo dài.
Tường kè BTCT được xây dựng trên hệ cọc hoặc bằng tường cừ BTCT dự ứng lực, được cắm sâu vào đất nền theo nguyên lý “ngàm trong đất” Hệ thống neo được kết hợp nhằm đảm bảo sự ổn định cho công trình.
- Diện tích mất đất để xây dựng kè nhỏ, thuận tiện trong công tác di dời, giải phóng mặt bằng
- Thi công nhanh, không phải xử lý nền móng.
- Ổn định công trình cao, đảm bảo mỹ quan công trình sau khi hoàn thành.
- Thi công đóng cọc đòi hỏi độ chính xác cao mới có thể lắp đặt các tấm bê tông đúc sẵn (kè bằng tường chắn BTCT trên hệ cọc)
Công nghệ thi công hiện đại sử dụng búa rung kết hợp với thiết bị xói nước áp lực cao giúp tối ưu hóa quy trình xây dựng, đồng thời giảm thiểu số lượng nhà thầu cần thiết cho việc thi công kè bằng tường cừ BTCT DUL.
Kết cấu kè được thiết kế với 1/2 là tường đứng bằng bê tông cốt thép (BTCT) và 1/2 còn lại là mái nghiêng, nhằm kết hợp các ưu điểm và hạn chế của hai loại kè khác nhau.
Kết luận: Dựa trên phân tích các yếu tố tự nhiên như địa hình, địa chất và thủy văn của Thị trấn Tân Thạnh, cùng với yêu cầu quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, đề xuất lựa chọn kè tường đứng làm giải pháp bảo vệ khu dân cư Hình thức này không chỉ tiết kiệm diện tích đất, giảm chi phí bồi thường, mà còn nâng cao khả năng thoát lũ và phù hợp với mỹ quan đô thị, đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững của Thị trấn Tân Thạnh.
Việc lựa chọn kết cấu kè phụ thuộc vào mức độ xói lở bờ kênh, hiện trạng các công trình hạ tầng xung quanh và điều kiện địa chất Trong bài viết này, chúng tôi phân tích hai phương án kết cấu kè tường đứng: kết cấu kè tường bản chống và kết cấu kè bằng cừ bản BTCT dự ứng lực Ngoài yếu tố kỹ thuật, các phương án còn phải xem xét đến yếu tố kinh tế và thẩm mỹ để quyết định lựa chọn Dưới đây sẽ là phân tích cụ thể về ưu và nhược điểm của từng phương án.
3.2.2 Phương án kết cấu kè tường bản chống bằng BTCT
Bao gồm : Hệ cọc BTCT đóng sâu vào đất nền và tường bản chống bằng BTCT
Hình 3.4 Phương án kết cấu kè tường bản chống bằng BTCT
• Kết cấu tường bản chống bền vững, công trình kè được ổn định trên hệ móng cọc BTCT đóng sâu vào đất nền để chịu lực
• Thiết bị và công nghệ thi công phổ biến nên có nhiều đơn vị có khả năng tham gia xây dựng.