Sử
dụng ống địa kỹ thuật GEOTUBE cho các dự án đê biển ở việt nam
BÙI
QUỐC BÌNH
Tóm
tắt:
Với
chiến lược phát triển kinh tế đất nước theo quy hoạch vùng miền một cách đồng bộ.
Nước ta đã chú trọng đầu tư xây dựng hàng loạt khu công nghiệp, các cảng biển với
khả năng tiếp nhận tàu trọng tải hàng vạn DWT tại khu vực miền Trung. Một trong
những công trình hạ tầng của các cảng là đê chắn sóng.
Đại bộ phận các đê chắn
sóng đã và đang được thiết kế, thi công và sử dụng đều có kiểu kết cấu đê mái
nghiêng bằng đá đổ với khối phủ bê tông. Tuy nhiên, do điều kiện kinh tê và xây
dựng ở nước ta, thời gian thi công các công trình này thường kéo dài qua vài
mùa mưa bão dẫn đến một số công trình dạng này không xây dựng được đúng theo
thiết kế. Dựa trên một số tổng hợp, phân tích các thuận lợi và khó khăn khi xây
dựng đê mái nghiêng bằng đá đổ với khối phủ bê tông, bài viết này đề xuất khả
năng sử dụng Đê chắn sóng Geotube (Geotextile Tube)- loại công trình đã sử dụng thành công ở một số nơi có điều kiện tương tự
như là một giải pháp phù hợp.
1.
Đặt vấn đề
Sau hơn 10 năm thực hiện đường lối đổi mới, nền
kinh tế Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ ở khu vực kinh tế trọng điểm
phía Bắc và phía Nam. Khu vực miền Trung, mặc dù cũng có những phát triển đáng
khích lệ song tốc độ tăng trưởng kinh tế còn thấp. Với chủ trương phát triển
kinh tế xã hội một cách toàn diện, bền vững và đồng đều trong cả nước, chiến lược
phát triển cảng khu vực miền Trung được Chính phủ quan tâm không chỉ vì sự phát
triển của khu vực miền Trung mà còn vì vấn đề hàng quá cảnh Quốc tế. Các cảng sẽ
thu hút các nhà đầu tư xây dựng các nhà máy, các trung tâm phân phối và các
công trình thương mại nội vùng hấp dẫn. Vùng Trung Trung Bộ từ Quảng Bình đến
Quảng Ngãi bao là một khu vực có tiềm năng phát triển Cảng lớn với các cụm cảng
đã và đang được đầu tư xây dựng như Sơn Trà – Liên Chiểu, Chân Mây, Dung Quất.
Một trong những công trình hạ tầng của các cảng là đê chắn sóng. Đại bộ phận
các đê chắn sóng đã và đang được thiết kế, thi công và sử dụng đều có kiểu kết
cấu đê mái nghiêng bằng đá đổ với khối phủ bê tông.
Tuy nhiên, do điều kiện kinh tế và xây dựng
ở nước ta, thời gian thi công các công trình này thường kéo dài qua vài mùa mưa
bão dẫn đến một số công trình dạng này xây dựng rất khó khăn, đồng thời các
công trình dạng này có khối lượng thi công lớn, tốn nhiều vật liệu đá, chi phí
xây dựng cao. Như vậy, một cần đề cần đặt ra cho các nhà xây dựng công trình
thuỷ là lựa chọn một giải pháp kết cấu phù hợp để đẩy nhanh quá trình thi công,
hạ giá thành cũng như hạn chế sử dụng tài nguyên đá của khu vực xây dựng.
|
Hình minh họa
|
2.
Khái quát về điều kiện tự nhiên khu vực miền Trung
Ở thềm lục địa miền Trung, thềm lục địa rất dốc.
Nhiệt độ không khí trung bình năm khá cao, khoảng 27,70C [2]. Gió tại khu vực
này có một số hướng chính: ĐB, TN, TB và thay đổi theo mùa. Tốc độ gió trung
bình 2,5-3m/s. Tốc độ cực đại lên đến 40m/s trong các cơn bão, lốc tập trung
vào các tháng 6-8 hàng năm. Khu này bị ảnh hưởng của trường gió mùa Đông Bắc,
sóng có tần suất và cường độ lớn, đơn cử tại khu vực Chân Mây - Thừa Thiên Huế,
sóng hướng ĐB trong vịnh khi có bão có H=4,62m; T=10s; L=132m; khi có gió mùa
H=2,42m;
T=8s
và L=90m; sóng tính toán tại vị trí –11m có H1/3=3,2m; T1/3=8s. Như vậy,
vào mùa mưa bão ở đây, điều kiện thi công khá khắc nghiệt, một số hạng mục công
trình chưa hoàn chỉnh dễ có nguy cơ bị phá hủy trong mùa mưa bão.
3.
Đê chắn sóng mái nghiêng và nhược điểm khi ứng dụng ở Việt Nam
Đê chắn sóng mái nghiêng được ứng dụng sớm
nhất, tận dụng được các vật liệu sẵn có tại chỗ: đất, đá, bê tông; bề mặt đê
thường được bao phủ bởi các khối bê tông kỳ dạng hay phức hình nên khả năng
tiêu hao năng lượng sóng tốt, tính ổn định tổng thể cao, quá trình thi công kết
hợp cả công nghệ hiện đại với thủ công và bán thủ công. Đê chắn sóng mái
nghiêng là giải pháp thông dụng cho tất cả các nước. Ở nước ta, kết cấu đê chắn
sóng mái nghiêng có mặt tại mọi bể cảng đã thi công và đang thiết kế: Phú Quý,
Bạch Long Vĩ, Phan Thiết, Vũng Áng, Chân Mây, Dung Quất, Liên Chiểu... [1,3].
Tuy nhiên, qua thực tế xây dựng ở nước ta, đê
chắn sóng mái nghiêng đã bộc lộ một số nhược điểm lớn:
-
Tốn nhiều vật liệu đá, ảnh hưởng đến cảnh quan thiên nhiên nếu sử dụng ngồn vật
liệu tại
chỗ;
-
Tốc độ thi cộng chậm;
- Khi quá trình thi công bị kéo dài do thiếu vốn
hoặc một số nguyên nhân chủ quan, các đoạn
đê
chưa có khối phủ thường bị hư hại trong mùa mưa bão;
-
Chi phí đầu tư lớn, nâng tổng mức đầu tư của toàn bộ dự án cảng
4.
Đê chắn sóng kiểu Geotube
Bên cạnh kiểu kết cấu đê chắn sóng mái nghiêng
đã trở nên phổ biến ở nhiều quốc gia, kinh nghiệm thiết
kế
và thi công đã chín muồi, các nhà xây dựng đã nghiên cứu nhiều giải pháp đê mới
như đê chắn sóng tường
đứng, đê chắn sóng bằng cọc và cừ, đê chắn
sóng hỗn hợp, đê chắn sóng nổi, đê chắn sóng khí ép và thủy lực.
 |
Hình minh họa
|
Với mục tiêu tận dụng tối đa các ưu điểm nổi bật
của đê chắn sóng mái nghiêng bằng đá đổ, nâng cao
khả
năng tận dụng vật liệu tại chỗ, cùng với sự ra đời của vải địa kỹ thuật sử dụng
sợi Polypropylene có khả
năng
chịu chọc thủng đạt 2,67kN, tuổi thọ đạt trên 50 năm, loại đê chắn sóng với khối
đá lõi được thay thế bằng
các
ống vải địa kỹ thuật (GEOTUBE) chứa đầy cát đã được nghiên cứu thiết kế và ứng
dụng thành công ở một
số
dự án như Refuge - Shallow Welder Bay, Texas, USA; Amwaj Islands, Bahrain...
Giải pháp cơ bản của loại đê này là thay khối
đá lõi gồm các hạt rời, thi công kiểu đổ tự do và san ủi nên
khó
định hình bằng các Geotube với lõi cát được bơm lấp đầy trực tiếp, cho phép sử
dụng cát đáy biển tại chỗ.
phần
lớp phủ vẫn có kết cấu tương tự như các loại đê mái nghiêng đá đổ khác.
Quá
trình thi công đê Geotube có thể chia thành các giai đoạn cơ bản sau:
- Thi
công lớp lót nền;
- Đóng
cọc neo;
- Rải Geotube và chằng buộc (dùng thiết bị
chuyên dùng để may và rải Geotube);
- Bơm cát vào Geotube bằng thiết bị hút phun
thủy lực (cát có thể hút từ đáy biển vào khoang
lắng của tàu và bơm vào Geotube);
-
Xếp đá chèn chỗ tiếp giáp giữa các Geotube;
-
Xếp lớp khối phủ; hoàn thiện đê.
Đê
chắn sóng kiểu Geotube áp dụng được trong mọi điều kiện độ sâu nước nếu đáy biển
cho phép hạ
cọc
neo.
5.
Một số so sánh kinh tế - kỹ thuật
Về
mặt kỹ thuật, yêu cầu tính toán thiết kế đê chắn sóng Geotube cơ bản tương tự
như tính đê mái
nghiêng
đá đổ thông thường. Ngoài ra, tốc độ thi công nhanh, khối vật liệu được bao bọc
tạo một khối lớn, đồng nhất nên khả năng chịu đựng các yếu tố thiên nhiên bất lợi
cao, đặc biệt là khả năng tận dụng được vật liệu tại chỗ thay thế cho khối đá
lõi có thể tích rất lớn.
Dưới
góc độ kinh tế, người viết tiến hành so sánh chi phí cho khối lõi của đê đá đổ
có tiết diện hình thang mặt rộng 10m; mái dốc 2 phía 1:2; chiều cao 10m và đê
Geotube có kết cấu tương tự dùng 12 ống Geotube chu vi 23m; kích thước hiệu dụng
cao 2m, rộng 10,55m; kết quả cụ thể như sau
Như
vậy, bên cạnh các ưu điểm nổi trội về kỹ thuật thi công, rõ ràng giá thành của
đê Geotube rẻ hơn nhiều so với giá thành đê chắn sóng đá đổ truyền thống.
6. Kết luận
Qua
phân tích, đánh giá một số điểm chính của đê chắn sóng Geotube, chúng ta có thể
thấy rằng việc
ứng
dụng loại kết cấu này cho khu vực miền Trung Việt Nam là hoàn toàn có tính khả
thi. Việc nghiên cứu, áp dụng đê chắn sóng Geotube vào điều kiện Việt Nam cần
được sự quan tâm của các nhà xây dựng công trình thủy và đặc biệt là các nhà đầu
tư các dự án để xem xét một cách toàn diện các yếu tố kinh tế kỹ thuật với tuổi
thọ các dự án.
Viết và chia sẻ bình luận:
Like để cập nhật các bài viết qua facebook. Cảm ơn bạn đã ghé thăm, ủng hộ!