ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG ĐÊ HIỆP THẠNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ

1. Tính cấp thiết lựa chọn đề tài

Trà vinh có địa thế và tầm quan trọng phát triển kinh tế và bảo đảm an ninh quốc phòng đối với khu vực đồng bằng SCL.

Tuyến đường đê Hiệp Thạnh là tuyến đường bộ kết hợp đường đê ven biển nhằm khai thác, sử dụng có hiệu quả tài nguyên biển và vùng ven biển, phục vụ phát triển kinh tế – xã hội của địa phương, tăng cường củng cố quốc phòng, an ninh nhằm bảo vệ vững chắc chủ quyền của tỉnh Trà Vinh nói riêng và của đất nước nói chung;

Tuyến đường đê Hiệp Thạnh được hình thành trên cơ sở tận dụng tối đa các tuyến đường hiện có kết hợp với việc đầu tư xây dựng mới, kết nối thuận lợi với mạng lưới giao thông và phù hợp với các quy hoạch của tỉnh; Có thể kết hợp với hệ thống đê biển và hệ thống đường phòng thủ ven biển nhằm tạo thuận lợi trong xử lý các tình huống ứng phó với thiên tai và tăng cường củng cố quốc phòng, an ninh khu vực;

2. Đối tượng nghiên cứu

3. Mục tiêu nghiên cứu

3.1. Mục tiêu tổng quát

3.2. Mục tiêu cụ thể

Đánh giá các yếu tố gây mất ổn định: Nền đất yếu bên dưới, triều cường, sóng biển;

Đánh giá độ ổn định của thân đê thông qua mô hình;

Đề xuất sử dụng vật liệu phế phẩm sẵn có tại địa phương để gia cố sửa chữa thân đê; ứng dụng xây dựng hoàn chỉnh hệ thống đường giao thông kết hợp xây dựng đường đê ven biển khác của tỉnh hướng tới ổn định;

Giảm giá thành xây dựng công trình;

Góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường vì chất thải xỉ than, tro bay được thải ra từ các Nhà máy thuộc Trung tâm Nhiệt điện Duyên Hải

4. Phương pháp nghiên cứu

– Nghiên cứu và tổng quan lý thuyết phục vụ đề tài về ổn định đê biển tại Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công; hồ sơ hoàn công tuyến đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh;

– Nghiên cứu hồ sơ thiết kế, hồ sơ địa chất đánh giá các giai đoạn hư hỏng;

– Nghiên cứu sử dụng vật liệu, kết cấu mới ổn định thân đê, mái taluy;

– So sánh kết quả nghiên cứu đạt được với các nghiên cứu khác.

5. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài nghiên cứu

* Ý nghĩa khoa học:

– Đánh giá mức độ ổn định, biến dạng của đất nền đường đê khi có sự thay đổi loại vật liệu đắp trong khu vực tỉnh Trà Vinh;

-Đề xuất phương pháp đánh giá độ ổn định và biến dạng khi có sự thay đổi về loại vật liệu đắp.

* Ý nghĩa thực tiễn:

– Bền vững hóa hệ thống đê kết hợp đường giao thông.

– Góp phần nâng cao việc sử dụng vật liệu tại địa phương, tạo thêm việc làm cho một số ngành công nghiệp tại địa phương.

– Kết quả nghiên cứu của luận án có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ công tác thiết kế, xây dựng các công trình có sử dụng kết cấu gia cố nền đường.

6. Bố cục của luận án

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu và tình hình ứng dụng công nghệ bảo vệ bờ biển

Chương 2: Đánh giá hiện trạng và kiểm tra ổn định đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

Chương 3: Đề xuất giải pháp xử lý ổn định đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

VÀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BẢO VỆ BỜ BIỂN

1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên

a. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình

Đường đê Hiệp Thạnh,tỉnh Trà Vinh thuộc địa giới xã Long Hữu và Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải tỉnh Trà Vinh, có tổng diện tích 7055ha.

Dọc theo tuyến, hai bên nhà cửa thưa thớt. Đoạn đầu tuyến (từ Km0+000 đến Km2+409) cao trình bình quân mặt đất tự nhiên từ +2.00m đến +2.50m, chủ yếu là đất trồng hoa màu; đoạn cuối tuyến (từ Km2+409 đến Km7+397 tại sông Giăng) cao độ thấp +1.10m đến +1.30m, ở phía đồng có đê bảo vệ, hầu hết được tận dụng để đào ao nuôi tôm; phía biển nhiều năm qua phần lớn các ao bị bỏ hoang do ngập triều.

b. Đặc điểm địa chất

c. Đặc điểm khí hậu, khí tượng

d. Chế độ thủy văn và hải văn

e. Tình hình ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

1.1.2. Tình hình dân sinh – kinh tế – xã hội

Thị xã Duyên Hải có dân số 56.000 người; trong đó 02 xã Long Hữu và Hiệp Thạnh có khoảng 17.500 người, phân bố không đồng đều, thưa thớt ở ven đê biển và đông đúc ở các khu thị tứ dọc theo QL 53 và ĐT 914.

1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ổn định đê biển và ứng dụng công nghệ bảo vệ bờ

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ổn định đê biển trên thế giới

Nghiên cứu ổn định của đê biển có ý nghĩa to lớn trong bảo vệ đới bờ, vấn đề này đã được nhiều quốc gia quan tâm đặc biệt là các quốc gia phát triển như Hà Lan, Đức, Mỹ, Nhật Bản…

De Waal và Van der Meer (1992) đã nghiên cứu sóng tràn qua đê mái nhẵn không thấm.

Van der Meer and Janssen (1995) đã nghiên cứu bổ sung và làm hạn chế các thiếu hụt trước đó bằng cách tính toán trực tiếp sóng tràn thông qua độ lưu không tương đối.

K.W.Pilarczyk (2001) đã nghiên cứu đưa ra cơ chế phá huỷ đê khi sóng tràn qua việc mô tả tác động của sóng tràn với mặt cắt đê biển.

Kriebel và Dean (1993) đã nghiên cứu và đưa ra công thức dự báo tốc độ xói lở bờ biển gây bởi sóng trong bão [37].

1.2.2. Tình hình nghiên cứu ổn định đê biển tại Việt Nam

Mai Vãn Công và NNK (2009) ðã chỉ ra các cơ chế phá hủy ðê biển ở Việt Nam gồm các loại sau:

Hình 1.3: Các loại hình mất ổn định đê biển ở Việt Nam

Trên cơ sở phân tích hiện trạng đê biển và thu thập tổng hợp các sự cố đê biển đã xảy ra trong những năm qua kết hợp với công tác quản lý đê điều và phòng chống lụt bão ở các cấp, có thể tổng hợp các nguyên nhân chính gây hư hỏng cho các tuyến đê biển, đê sông, cụ thể như sau:

Một là: Tác động của các điều kiện khí tượng hải văn bất thường như bão, triều cường, lũ lụt và các biến đổi động lực bờ biển về xói bồi.

Hai là: Nguyên nhân nội sinh.

1.3. Cơ sở lý thuyết tính ổn định, về tính thấm và tác dụng sóng biển trong tính toán ổn định đê biển

1.3.1. Cơ sở lý thuyết tính ổn định

Phân tích ổn định mái dốc có thể tiến hành theo 3 phương pháp phổ biến dưới đây: phương pháp cân bằng giới hạn, phương pháp phần tử hữu hạn hay phương pháp kết hợp (kết hợp phân tích PTHH với CBGH).

1.3.2. Lý thuyết tính thấm

Tính thấm có một ý nghĩa rất lớn trong việc xây dựng và khai thác những công trình bờ biển, thủy lợi. Phương pháp nghiên cứu thấm qua thân đê biển cũng như những trường hợp nghiên cứu thấm nước trong môi trường rỗng nói chung thường bằng ba con đường: nghiên cứu lý thuyết,thực nghiệm và phương pháp số.

1.3.2. Tác dụng sóng biển trong tính toán ổn định đê biển

a. Khái niệm về sóng

Sóng là dao động có chu kỳ tại nơi có cột nước có vận tốc và có áp lực. Năng lượng sóng càng lớn thì càng có nhiều bùn cát bị vận chuyển, trong thực tế sóng tác dụng vào đường bờ thường được phân thành hai loại chính: Sóng do gió và Sóng lừng

b. Tác dụng của sóng lên công trình có mặt nghiêng

Khi sóng tiếp xúc với bề mặt công trình là nghiêng thì sẽ có sóng leo. Chiều cao sóng leo với tần suất là 1% được gọi là h_sl1%, đối với vùng nước sâu H ≥ 3h_H1% hoặc vùng nước nông H ≥ 2h_1% được tính theo công thức:h_sl1% = k₁k₂k₃k₄k_αh_1%

c. Ảnh hưởng sóng tràn qua đê biển

Sóng tràn có liên hệ mật thiết với sóng leo vì khi sóng leo vượt quá đỉnh đê sẽ sinh ra sóng tràn. Dòng nước bám sát vào mái đê và tràn qua đỉnh đê được gọi là dòng “tràn xanh” hay còn gọi là “thuần tràn”.

1.3.3. Ứng dụng phương pháp số vào tính toán ổn định đê biển

Trong luận văn này tác giả chọn phần mềm Plaxis để giải quyết bài toán thấm – ổn định bởi một số lý do sau:

– Đơn giản, dễ sử dụng, tính ổn định cao và rất thân thiện;

– Có thể giải quyết các bài toán liên quan đến áp lực lỗ rỗng thủy tĩnh và không thủy tĩnh của đất nhiều pha.

– Cho phép tự xây dựng mô hình tính toán và sử dụng trong chương trình như mô hình mẫu bằng công nghệ mã nguồn mở;

– Tiếp cận dần với Plaxis 3D Foundation (sản phẩm của Plaxis BV) là một phần mềm có khả năng giải quyết được những bài toán có biên hình học phức tạp.

1.4. Các giải pháp bảo vệ đê biển

– Giải pháp phi công trình bao gồm các giải pháp chủ yếu mang tính chất xã hội như xây dựng thể chế chính sách, công tác quản lý, tuyên truyền vận động người dân trong công tác bảo vệ đê biển, bờ biển.

– Giải pháp công trình là những tác động của con người nhằm phòng chống và giảm thiểu những tác động bất lợi của tự nhiên bằng các biện pháp công trình bảo vệ bờ để giữ cho bờ biển, đê biển ổn định

a.Các giải pháp bảo vệ mái đê phía biển

a.1. Đá lát khan, đá miết mạch, xây vữa, tấmbê chế tạo sẵn, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn (interlocking).

a.2. Gia cố mái đê bằng phun nhựa đường (Bituminous Revetment), polymer, bê tông sợi cacbon.

a.3. Trồng cỏ bảo vệ

b. Các giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng

b.1. Trồng cỏ trên mái đê.

b.2. Kết cấu thuỷ công giảm vận tốc xói do sóng tràn.

c. Các giải pháp bảo vệ bãi phía trước đê

c.1. Công nghệ đê mềm Geotube.

c.2. Kè mỏ hàn.

c.3. Đê phá sóng ngầm từ xa, các khối bê tông phá sóng.

c.4. Rừng ngập mặn.

c.5. Nuôi bãi nhân tạo.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong nội dung chương 1, tác giả đã giới thiệu tổng quan về điều kiện tự nhiên và tình hình dân sinh – kinh tế – xã hội khu vực xã Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh, đây sẽ là cơ sở tính toán ổn định tuyến đường đê Hiệp Thạnh. Thông qua việc giới thiệu về lý thuyết tính toán thấm và tác dụng sóng biển trong tính toán ổn định đê biển, tác giả đề xuất sử dụng chương trình Plaxis cho mô phỏng kiểm tra ổn định hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh trong chương 2. Ngoài ra, việc giới thiệu tổng quan về ổn định đê biển trong và ngoài nước cùng các giải pháp bảo vệ đê biển thường được sử dụng sẽ làm cơ sở đề xuất giải pháp xử lý ổn định tuyến đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh trong chương 3.

CHƯƠNG 2

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH

ĐƯỜNG ĐÊ HIỆP THẠNH, TỈNH TRÀ VINH

2.1. Hiện trạng về đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

2.1.1. Giải pháp thiết kế ban đầu đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

• Tổng chiều dài tuyến: 5.152m;
• Quy mô thiết kế: Cấp V (B_mặt=5,5m, B_nền=7,5m, B_lề=1,0mx2; trong đó lề gia cố rộng 0,5mx2); cao trình đỉnh đê + 4.0m; mái M=3 phía biển và M=2 phía đồng;
• Kết cấu: Móng cấp phối đá dăm, mặt đường láng nhựa, lề đắp đất đầm chặt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

2.1.2. Hiện trạng và đánh giá nguyên nhân tác động đến ổn định đường đê Hiệp Thạnh – tỉnh Trà Vinh

Đánh giá hiện trạng tuyến đê Hiệp Thạnh: Theo tài liệu khảo sát cho thấy, tuyến đê Hiệp Thạnh đi qua địa bàn huyện Cầu Ngang và thị xã Duyên Hải chủ yếu được đắp bằng đất, bề mặt được phủ một lớp đá cấp phối. Qua nhiều năm sử dụng, do tác động xâm thực của sóng, gió, mưa bão, dòng chảy và quá trình sử dụng của con người; đến nay, hầu hết tuyến đê đã bị hư hỏng xuống cấp; mặt đê gồ ghề, đọng nước khi có mưa cao trình đê trung bình ≤+3,5m, mặt đê trung bình B = 4,0 – 4,5m.

Một số hình ảnh sạt lỡ do bão, thủy triều gây ra đối với tuyến đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh và đánh giá nguyên nhân:

– Hư hỏng ở bãi phía trước đê

Hình 2.1. Hiện trạng Geotube bị phá hoại khi sử dụng bảo vệ bờ biển tuyến đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

– Hư hỏng ở mái đê

Hình 2.3. Hư hỏng mái đê phía biển và phía đồng

– Hư hỏng ở đường giao thông trên đê

Hình 2.5. Đường đê hàng năm đều bị hư hỏng

2.2. Đánh giá ổn định hiện trạng đường đê hiệp thạnh, tỉnh trà vinh bằng mô hình toán

2.2.1. Các điều kiện biên sử dụng tính toán

Dựa theo phân tích hiện trạng tuyến đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh, luận văn tiến hành đánh giá ổn định hiện trạng tuyến đường đê này.

Các trường hợp tính toán dựa theo TCVN 9901:2014 – Yêu cầu thiết kế đê biển:

– Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng: ứng với thời kỳ thấm ổn định. Khi ngoài biển xuất hiện mực nước triều thiết kế, hạ lưu ứng với mực nước thực tế xuất hiện trong thời kỳ này;

– Kiểm tra ổn định mái đê phía biển: ứng với thời kỳ mực nước triều thiết kế rút đột ngột.

Hệ số ổn định cho phép ở hai trường hợp kiểm tra này là: [K] = 1,25.

Hình 2.6. Mô hình tính toán mặt cắt hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh mô phỏng trên Plaxis 8.2

2.2.2. Phân tích ổn định trượt của đường đê ở thời điểm hiện tại

a. Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng

– Phân tích thấm qua thân đê

Hình 2.9. Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2

Nhận xét: J=0,034<[J_max] = 0,128Do vậy, không xảy ra xói ngầm ở chân đê phía đồng.

– Kiểm tra ổn định mái đê:

Hình 2.11. Cung trượt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2

Trong trường hợp dưới tác động của thủy triều và sóng biển thì mái đê phía đồng xuất hiện cung trượt hướng từ mặt đê về phía đồng. Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng K=1,315 >[K] = 1,25.Do vậy, mái đê phía đồng ổn định trong trường hợp tính toán này.

b. Kiểm tra ổn định mái đê phía biển

– Phân tích thấm qua thân đê:

Hình 2.14. Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2

Nhận xét: J=0,039< [Jmax] = 0,128.Do vậy, không xảy ra xói ngầm ở chân đê phía biển.

– Kiểm tra ổn định mái đê:

Hình 2.16. Cung trượt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2

Trong trường hợp mực nước thủy triều rút đột ngột đến -1,95m thì mái đê phía biển xuất hiện cung trượt hướng từ mặt đê về phía biển. Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển K=1,485 >[K] = 1,25.Do vậy, mái đê phía biển ổn định trong trường hợp tính toán này.

2.2.3. Ảnh hưởng của bão đến ổn định đường đê

a. Ảnh hưởng của bão đến đường đê

Khi có bão, sóng tác động mạnh vào bờ lôi đất, cát từ trong bờ ra thì dòng chảy tổng hợp (dòng chảy ven bờ, dòng chảy do sóng, dòng triều…) sẽ vận chuyển khối lượng bùn cát đến một vị trí khác, nếu tại vị trí nào đó vận tốc dòng chảy yếu dần thì bùn cát bắt đầu bồi lắng. Những đợt sóng khác tác động vào bờ sẽ lặp lại quy trình xói lở bờ theo cơ chế như trên và quá trình này liên tục tiếp diễn nên đường bờ thường xuyên bị bào mòn và dần dần bị mất đi gây mất ổn định mái đê phía biển.

Hình 2.18. Cơ chế xói lở bờ khu vực xã Hiệp Thạnh – Trà Vinh

b. Ảnh hưởng lở bồi sóng tràn trong bão đê biển

– Phân tích thấm qua thân đê:

– Kiểm tra ổn định mái đê

Hình 2.23. Cung trượt nguy hiểm khi xảy ra hiện tượng sóng tràn ở mặt cắt hiện trạng đường đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2

Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng K=1,046<[K] = 1,25. Do vậy, mái đê phía đồng mất ổn định trong trường hợp tính toán này.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trong nội dung của chương 2 tác giả đã phân tích hiện trạng tuyến đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh, đồng thời phân tích nguyên nhân gây ra những hư hỏng cho tuyến đường đê này. Ngoài ra thông qua mô hình mô phỏng trên Plaxis, xét các kịch bản ảnh hưởng của các yếu tố xâm thực như sóng biển, thủy triều theo TCVN 9901-2014 đã đánh giá ổn định hiện trạng tuyến đường đê này. Theo kết quả mô phỏng thì mái đê phía biển và mái đê phía đồng đều ổn định theo số liệu thủy văn mới câp nhật. Tuy nhiên trường hợp đê chịu ảnh hưởng của bão sẽ gây ra mất ổn định mái đê phía biển và phía đồng. Để đảm bảo ổn định tuyến đê khi có bão tác giả tiến hành tính toán thiết kế nâng cấp tuyến đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh trong chương 3.

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH

ĐƯỜNG ĐÊ HIỆP THẠNH, TỈNH TRÀ VINH

3.1. Đề xuất giải pháp xử lý ổn định đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

3.1.1. Giải pháp điều chỉnh tuyến chỉnh trị

a. Nguyên tắc lựa chọn

b. Giải pháp lựa chọn

3.1.2. Giải pháp chỉnh trị chống xói thân và mái đê

a. Nguyên tắc lựa chọn

b. Giải pháp lựa chọn

Căn cứ theo cơ sở nêu trên, tuyến đê Long Hữu – Hiệp Thạnh hợp lý nhất khi nâng cấp và mở rộng. Theo đó, cần tận dụng nên đê cũ, khối lượng đất đắp ít, diện tích và kinh phí giải tỏa đền bù thấp nhất khi ưu tiên mở rộng chân đê về phía biển.

Ngoài ra, để tận dụng nguồn vật liệu địa phương, sử dụng vật liệu hỗn hợp tro bay – xỉ than – xi măng để sửa chữa các thân đê bị hư hỏng, tăng cường khả năng chống thấm.

3.1.2. Tính toán thiết kế nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

a. Tính toán cao trình đỉnh đê thiết kế

b. Xác định bề rộng mặt đê

c. Thiết kế mái đê

d. Thiết kế bảo vệ mái đê và chân đê

3.2. Tính toán ổn định trượt của mái đê theo phương án xử lý

Các thông số đầu vào trong mô hình tính toán:

Bảng 3.1. Thông số các lớp đất nền tự nhiên ở mặt cắt tính toán trong mô hình mô phỏng Plaxis 8.2

Bảng 3.2. Thông số các lớp vật liệu xây dựng đường đê ở mặt cắt tính toán trong mô hình mô phỏng Plaxis 8.2

Bảng 3.3. Thông số hỗn hợp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng 4% ở mặt cắt tính toán trong mô hình mô phỏng Plaxis 8.2

3.2.1. Tính toán ổn định của mặt cắt thiết kế nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh

Hình 3.2. Mô hình tính toán mặt cắtnâng cấp đường đê Hiệp Thạnh mô phỏng trên Plaxis 8.2

a. Kiểm tra ổn định mái đê phía biển

– Phân tích thấm qua thân đê:

Nhận xét:J=0,001< [Jmax] = 0,128.Do vậy, không xảy ra xói ngầm ở chân đê phía biển

Hình 3.5. Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis 8.2

– Kiểm tra ổn định mái đê:

Hình 3.7. Cung trượt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis 8.2

Nhận xét:Theo hình 3.8 thì hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển K=1,256>[K] = 1,25. Do vậy, mái đê phía biển ổn định trong trường hợp tính toán;

b. Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng

– Phân tích thấm qua thân đê

Hình 3.10.Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis 8.2

Nhận xét:J=0,006< [Jmax] = 0,128.Do vậy, không xảy ra xói ngầm ở chân đê phía đồng

– Kiểm tra ổn định:

Hình 3.12.Cung trượt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis 8.2

Nhận xét:Theo hình 3.13, hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển K=1,275 >[K] = 1,25 Do vậy, mái đê phía đồng ổn định trong trường hợp tính toán này.

c. Kiểm tra ổn định nền đường

Kết quả tính lún nền đường khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt nâng cấp đường đê Hiệp Thạnh: S = 5,148cm < [S] = 40cm.

3.2.2. Tính toán ổn định của mặt cắt đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh với hỗn hợp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng 4%cho phần mở rộng

Hình 3.15. Mô hình tính toán mặt cắtđường đê Hiệp Thạnh sử dụng hỗn hợp vật liệu XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2

a. Kiểm tra ổn định mái đê phía biển

– Phân tích thấm qua thân đê

Hình 3.18.Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt đường đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2

Nhận xét:J=0,012< [Jmax] = 0,128. Do vậy, không xảy ra xói ngầm ở chân đê phía biển.

– Kiểm tra ổn định mái đê:

Hình 3.20. Cung trượt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt đường đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2

Nhận xét:Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển K=1,264>[K] = 1,25. Do vậy, mái đê phía biển ổn định trong trường hợp tính toán này.

b. Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng

– Phân tích thấm qua thân đê:

Nhận xét:J=0,006< [Jmax] = 0,128.Do vậy, không xảy ra xói ngầm ở chân đê phía đồng

Hình 3.23. Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt đường đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2

– Kiểm tra ổn định:

Hình 3.25. Cung trượt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt đường đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2

Nhận xét:Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển K=1,331>[K]= 1,25. Do vậy, mái đê phía đồng ổn định trong trường hợp tính toán này.

c. Kiểm tra ổn định nền đường

Kết quả tính lún nền đường khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt cắt đường đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở rộng: S = 4,8cm < [S] = 40cm.

3.3. Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế khi thay thế lớp vật liệu mới

Để tính toán sơ bộ giá của 1m³ hỗn hợp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng 4%, tác giả tiến hành tính toán khối lượng của từng thành phần theo tỷ lệ xi măng 4%, tro bay 50% và xỉ than 46% (Bảng 3.4).

Bảng 3.4. Dung trọng khô hỗn hợp xỉ than – tro bay – xi măng 4%

Theo giá trị tại thời điểm tính toán 9/2017 thì:

– Tro bay: 23.000 đồng/Tấn (nguồn Ban Quản lý Nhiệt điện Duyên Hải)

– Xỉ than: 5.000 đồng/Tấn

– Xi măng: 1.527 kg.

Bảng 3.5. Bảng chênh lệch giá giữa vật liệu cát đắp và hồn hợp xỉ than – tro bay- xi măng 4%

Nhận xét: Sử dụng hỗn hợp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng 4% có giá thành thấp hơn so với sự dụng vật liệu cát đắp.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Trong nội dung chương 3 tác giả đã đề xuất giải pháp xử lý ổn định tuyến đê biển Hiệp bằng bằng cách tiến hành tính toán thiết kế nâng cấp tuyến đường đê Hiệp Thạnh theo như quy hoạch và trồng rừng phòng hộ khu vực phía bờ biển, đồng thời kiểm tra độ ổn định giải pháp thiết kế này thông qua mô hình tính toán Plaxis. Song song với giải pháp nâng cấp này tác giả đã tiến hành thay thế lớp cát đắp bằng hỗn hợp xỉ than – tro bay – xi măng 4% và kiểm tra độ ổn định giải pháp này thông qua mô hình tính.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

– Dựa vào đặc điểm khu vực nghiên cứu tuyến đường đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh, đề tài đã phân tích đánh giá hiện trạng cũng như kiểm tra ổn định tuyến đê này. Sự hư hỏng tuyến đê diễn ra liên tục với mức độ khác nhau cho thấy cần thiết phải kiểm tra và xử lý ổn định; hạn chế các tác nhân ảnh hưởng do thấm, sóng biển, thủy triều,…

– Kết quả đánh giá ổn định dưới các yếu tố ảnh hưởng tổng hợp gồm thủy triều, sóng biển đến ổn định tuyến đề thì hiện trạng tuyến đê đảm bảo ổn định theo mặt cắt khảo sát. Cụ thể, trường hợp dưới tác động thủy triều lớn nhất và ảnh hưởng sóng biển thì hệ số ổn định mái đê phía đồng là K = 1,315 và trường hợp mực nước thủy triều rút đột ngột thì hệ số ổn định mái đê phía biển là K = 1,485 đều đảm bảo hệ số ổn định cho phép.

– Trong trường hợp tuyến đê chịu ảnh hưởng của bão thì mái đê phía biển sẽ mất ổn định khi chịu tác động của xói lở bờ (chiều dài xói lở 7,1m tương ứng với sóng cao nhất là 4,25m gây chiều cao xói lở ở chân đê là 0,7m) và mái đê phía đồng sẽ mất ổn định khi chịu tác động của sóng tràn khi có bão (K =1,046<[K]).

– Trong tất cả các trường hợp tính thấm qua thân đê thì đều đảm bảo không xảy ra xói ngầm ở chân đê.

– Các giải pháp nâng cấp tuyến đê đảm bảo điều kiện ổn định và phục vụ đường đê kết hợp đã được đưa ra. Cụ thể, cao trình đỉnh đê nâng cấp được đề xuất là +4,00m và bề mặt đường là 7,5m. Vật liệu nâng cấp tuyến đê được sử dụng là cát đắp, tuy nhiên theo công văn số 161/TB – VPCP ngày 24/3/2017 về việc cấm khai thác sử dụng cát đắp. Do vậy, đề tài đã thiết kế và tính toán ổn định trong trường hợp thay thế lớp cát đắp này bằng hỗn hợp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng nhằm sử dụng vật liệu phế phẩm sẵn có tại địa phương và giảm giá thành xây dựng công trình.

2. Kiến nghị

– Do tính chất cấp bách cho việc di dân khi có mưa bão xảy ra, việc tiến hành nâng cấp tuyến đê cần được thực hiện sớm.

– Cần có những nghiên cứu đánh giá về khả năng ứng dụng vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng để gia cường cho tuyến đê biển Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vınh sẵn sáng ứng phó với biến đổi khí hậu và mực nứớc biển dâng trong tương lai.

– Tại các đoạn bờ khác nhau của tuyến đê Hiệp Thạnh có nguy cơ mất ổn định ở các mức độ khác nhau, vì vậy nên áp dụng các biện pháp đa bảo vệ đối với từng đoạn bờ cụ thể tùy theo quy mô và mức độ xói lở trong tương lai.

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\CONG TRINH GIAO THONG\VO CHI CONG\TOM TAT