1. quy đỊnh chung phạm VI áp dụng

Cần bố trí chân khay ở vị trí nối tiếp chân đê và bãi biển. Loại hình và kích thước chân khay xác định theo tình hình xâm thực bãi biển, chiều cao sóng (H_s) và chiều dày lớp phủ mái ọ.

Áp dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân khay chỉ chống đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Các dạng chân khay nông gồm có:

• 
  Dạng thềm phủ cao: Đá hộc phủ phẳng trên chiều rộng từ 3  4,5 lần chiều cao sóng trung bình, chiều dày từ 1  2 lần chiều dày lớp phủ mái (hình 5.4a).
  
• 
  Dạng thềm chôn trong đất: Đá hộc hình thành chân đế hình thang ngược, thích hợp cho vùng đất yếu (hình 5.4b).
  
• 
  Dạng mố nhô: Lăng thể đá tạo thành con chạch viền chân đê, có tác dụng tiêu năng sóng, giảm sóng leo, giữ bùn cát, phù hợp cho vùng bãi thấp (hình 5.4c).
  

Áp dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi mặt bãi bị xói sâu. Chân khay sâu cắm xuống không nhỏ hơn 1,0 m. Chân khay sâu có nhiều loại, thường dùng các loại sau:

• 
  Chân khay bằng cọc gỗ: hình 5.4 d.
  
• 
  Chân khay bằng cọc BTCT hoặc bằng ống bê tông cốt thép: hình 5.4e.
  

• 
  Đá chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê.
  
• 
  Vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê được xác định:
  

Trong đó: V_max - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s);

L_s, H_s - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);

h - Độ sâu nước trước đê (m);

g - Gia tốc trọng lực (m/s²);

- Trọng lượng ổn định của viên đá ở chân khay kè mái đê biển G_d được xác định theo bảng 5.5.

• 
  Ổn định trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê và ổn định trượt theo mặt đáy công trình gia cố bờ.
  
• 
  Ổn định trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê theo phụ lục G.
  
• 
  Ổ
  n định trượt theo mặt đáy công trình gia cố bờ có thể đơn giản hoá thành trượt tổng thể theo mặt phẳng gẫy khúc FABC (hình 5.5).
  

Giả thiết các giá trị độ sâu trượt khác nhau t, thay đổi B để tính ra hệ số ổn định trượt theo phương pháp cân bằng giới hạn và tìm ra mặt trượt nguy hiểm nhất.

Hệ số ổn định của khối đất BCD được tính toán như sau:

(5-7)

(5-8)

(5-9)

Trong đó: f₁ - Hệ số ma sát giữa các lớp gia cố và thân đê;

ử - Góc ma sát của đất nền;

C - Lực dính của đất nền;

t - Độ sâu trượt;

G₁ - Trọng lượng khối gia cố;

G₂ - Trọng lượng khối đất trượt ABD;

G₃ - Trọng lượng khối đất trượt BCD.

Giả thiết mặt trượt đi qua giao điểm giữa mực nước trước công trình và mặt nứt trượt của chân đê. Mặt trượt là mặt gẫy abc.

Với:

Trong đó: m₁ - Hệ số mái dốc của đê ở trên điểm b;

m₂ - Hệ số mái dốc của mặt trượt dưới điểm b;

n - n= f₁/f₂;

f₁ - Hệ số ma sát giữa lớp gia cố với đất đê;

f₂ - Hệ số ma sát trong giữa vật liệu gia cố mái.

Trong đó: ử - Góc ma sát của khối gia cố mái;

f₂ - Trị số hệ số ma sát xác định qua phương trình.

5.5.3. Tính toán ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile

Ổn định chống trượt lớp phủ bảo vệ đảm bảo:

G₁ < f₁ x G₂ hoặc (5-15)

6. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGĂN CÁT GIẢM SÓNG GIỮ BÃI

6.1. Chỉ dẫn chung

Khi bãi biển bị xâm thực mạnh bởi sóng và dòng chảy, đê biển ngoài bảo vệ trực tiếp bằng kè gia cố mái đê cần bảo vệ kết hợp bằng các giải pháp sau:

• 
  Rừng cây ngập mặn trồng trên vùng bãi trước đê;
  
• 
  Hệ thống mỏ hàn ngăn cát;
  
• 
  Hệ thống đê giảm sóng;
  
• 
  Hệ thống công trình kết hợp giữa mỏ hàn ngăn cát và đê giảm sóng.
  

Trồng cây chắn sóng đúng quy cách là một biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả, giảm chiều cao sóng để bảo vệ đê biển, chống sạt lở đê và chống xói bờ biển, bờ sông, tăng khả năng lắng đọng phù sa. Bãi biển được bồi cao dần lên, hình thành các miền đất mới có thể quai đê lấn biển.

• 
  Khí hậu: Vùng ven biển, thích nghi cho việc trồng cây ngập mặn, ở miền Bắc mùa đông có nhiệt độ thấp hơn nên loài cây ít và cây nhỏ bé hơn rừng ngập mặn ở miền Nam.
  
• 
  Lượng mưa: Rừng ngập mặn cần có nước mưa, đặc biệt trong thời kỳ ra hoa kết trái, nước mưa sẽ pha loãng nồng độ muối trong đất, nhất là những ngày nắng nóng.
  
• 
  Thuỷ triều: Cần có nước thuỷ triều lên xuống hàng ngày, lưu thông, nếu ngập úng lâu ngày cây ngập mặn sẽ chết, cần trồng cây ngoài đầm nuôi thuỷ sản.
  
• 
  Độ mặn của đất và nước: Loài cây như đước, đâng, vẹt, trang phát triển ở những nơi có độ mặn trung bình (1,5 –2,5)%; Chịu mặn cao hơn có cây mắm, cây sú.
  

• 
  Rừng ngập mặn phát triển ở bãi lày bằng phẳng, dốc thoai thoải, vùng ven biển cửa sông có nhiều đảo che chắn, ít chịu ảnh hưởng của gió bão.
  
• 
  Mỗi loài cây ngập mặn thích nghi với địa hình khác nhau, như cây mắm, cây bần sống nơi đất thấp, cây tra, cây cóc thường sống nơi đất chỉ ngập lúc nước thuỷ triều.
  
• 
  Cây ngập mặn phát triển tốt ở nước triều có đất phù sa chứa nhiều mùn hữu cơ và khoáng chất. Đối với đất ít phù sa, hạt cát nhiều, cây ngập mặn vẫn có thể sống nhưng chậm lớn, cây thấp bé nhưng cành nhiều.
  

Để chóng xói mòn bãi biển thường bố trí hệ thống mỏ hàn theo phương vuông góc với phương chuyển động của dòng bùn cát ven bờ (đường bờ). Tường cản sóng song song và cách một khoảng với đường bờ; Công trình chữ T gọi tắt là kè T (kết hợp cả mỏ hàn ngăn cát và tường cản sóng - hình 6.1).

• 
  Ngăn chặn dòng bùn cát ven bờ, giữ bùn cát lại gây bồi cao cho vùng bãi bị xâm thực.
  
• 
  Điều chỉnh đường bờ biển, làm cho phương của dòng gần bờ thích ứng với phương truyền sóng, giảm nhỏ lượng bùn cát trôi.
  
• 
  Che chắn cho bờ khi bị sóng xiên góc truyền tới, tạo ra vùng nước yên tĩnh, làm cho bùn cát trôi bồi lắng lại ở vùng này.
  
• 
  Hướng dòng chảy ven bờ đi ra vùng xa bờ.
  
• 
  Giảm dòng ven bờ.
  

• 
  Che chắn sóng cho vùng sau tường, giảm yếu tố tác dụng của sóng vào vùng bờ bãi, chống xâm thực.
  
• 
  Thu gom bùn cát trôi để hình thành dải bồi tích giữa tường và bờ, làm giảm dòng ven bờ.
  

Căn cứ vào các yếu tố sau các yếu tố sau để chọn loại công trình cho thích hợp:

• 
  Ở vùng bờ biển đáy cát tương đối thô, bùn cát trôi bờ biển chiếm ưu thế, vùng bờ biển tương đối nhỏ, độ dốc đáy lớn, sóng truyền xuyên góc vào bờ, dải sóng vỡ hẹp thì sử dụng hệ thống mỏ hàn sẽ có hiệu quả hơn.
  
• 
  Ở vùng đáy biển thoải, sóng tác dụng vuông góc với đường bờ, dải sóng vỡ rộng, thường sử dụng tường cản sóng hoặc kè T.
  

- Đối với công trình theo phương ngang, có thể sử dụng kết cấu khối đặc hoặc kết cấu xốp.

Công trình khối đặc ngăn chặn bùn cát có hiệu quả hơn, nhưng có thể xảy ra phía xói hạ lưu, dễ xảy ra dòng chảy mạnh dọc theo trục đê, dẫn đến xói chân và mũi công trình. Cần lựa chọn kích thước, dạng kết cấu, phương thức bố trí phù hợp.

- Đối với công trình dọc theo phương dọc, nên sử dụng kết cấu khối đặc hoặc kết cấu xốp, có hệ số rỗng nhất định.

• 
  Tên khoa học: Aegiceras comicalatun
  
• 
  Cây bụi, cao 0,53 m, nhiều cành, nhánh, sinh trưởng vũng bãi lầy.
  
• 
  Thích nghi độ mặn khác nhau, có ở 3 miền Bắc , Trung, Nam.
  
• 
  Trồng bằng quả, cắm trực tiếp cuống quả xuống bùn, 1kg có 1..2001.500 quả.
  

• 
  Tên khoa học: Avicennia alba (hoặc mấn trắng);
  

• 
  Cây gốc cao 1012 m, sinh trưởng vùng đất bùn chặt;
  
• 
  Mọc chủ yếu từ Vũng Tàu trở vào;
  
• 
  Trồng bằng cách rắc quả lên bùn hoặc làm bầu ươm rồi cắm, 1kg có 300400 quả.
  

• 
  Tên khoa học: Avicennia marina.
  
• 
  Cây bụi, cao 0,55 m ở đất ít phù sa và 1012 m ở đất bùn.
  
• 
  Mọc nhiều ở các bãi mới bồi ở cửa sông miền Bắc, có ở ba miền Bắc, Trung, Nam.
  
• 
  Trồng bằng cách cắm quả xuống bùn hoặc làm bầu ươm rồi cắm.
  

• 
  Tên khoa học:
  

• 
  Bruguiera gumriohiza (vẹt dù, vẹt rễ lồi);
  
• 
  Bruguiera uylindrica (vẹt trụ, vẹt khoang);
  
• 
  Bruguiera parviflora (vẹt tách);
  
• 
  Bruguiera saxangula (vẹt đen, bông hạt).
  

• 
  Cây gốc cao từ 5  25 m.
  
• 
  Loại 1: cây cao từ 58 m, thường mọc ở vùng đất bùn chắc ở miền Bắc và miền Trung. Cây loại 2;3;4: cây cao hơn, mọc ở vùng từ Vũng Tàu trở ra.
  
• 
  Trồng bằng cách cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn hoặc làm bầu cơm.
  

• 
  Tên khoa học: Kandelin candel.
  
• 
  Cây gỗ cao từ 410 m, mọc ở bùn cát, bùn xốp, có độ mặn thay đổi, chịu được biến đổi nhiệt độ lớn;
  
• 
  Mọc nhiều ở ven biển, cửa sông 3 miền Bắc, Trung, Nam;
  
• 
  Trồng bằng cánh cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn.
  

• 
  Tên khoa học;
  

• 
  Rhizophora apicullata (đước, đước đôi);
  
• 
  Rhizophora styloza ( đước đôi, đước đâng);
  
• 
  Rhizophora mucronata (đung, đước hộp);
  
• 
  Rhizophora styloza (đước vòi, đước chằng);
  

• 
  Cây gốc cao 28 m, có cây cao 2030 m, sống ở nơi đất bùn pha cát.
  
• 
  Loại 3 và 4: cây thấp nhỏ 28 m có mặt ở cả ba miền Bắc, Trung, Nam. Loại 4 sống chủ yếu ở miền Bắc. Loại 1: cây cao hơn sống ở miền Nam Trung Bộ và Nam Bộ;
  
• 
  Trồng bằng cách cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn, bùn cát.
  

• 
  Tên khoa học:
  

• 
  Lumizera littorea (cóc, cóc đỏ);
  
• 
  Lumnizera racemosa (cóc vàng, cóc trắng);
  

• 
  Cây cao 515 m ưa sống trên bùn cát chặt, chịu mặn. Đôi khi sống trên cả bờ ruộng muối bỏ hoang. Loại 2: có mặt ở cả 3 vùng Bắc, Trung, Nam. Loại 1: phân bố từ Nam Trung Bộ trở vào.
  
• 
  Trồng cây bằng cách gieo hạt vào bầu ươm, sau 68 tháng mới đem trồng, tỷ lệ sống thấp, đà tăng trưởng chậm.
  

• 
  Tên khoa học: Melaleuca cajuputi (tràm, đước tràm, tràm gió);
  
• 
  Cây cao 10 15 m, sống ở vùng ngập mặn theo mùa, độ mặn rất thấp, ngọt vào mùa mưa. Cây sống chủ yếu ở vùng Đồng Tháp Mười, U Minh và một số ít ở Miền Trung;
  
• 
  Trồng cây bằng cách gieo hạt trực tiếp hoặc cấy cây non hoặc ươm cây giống sau một năm mới đem trồng;
  
• 
  Với chủng loại cây thấp (cây cao dưới 10 m) trồng khoảng cách các cây 1m x 1m, mật độ 10.000 cây/ ha.
  
• 
  Với cây cao trên 10 m, trồng khoảng cách 2,5 m x 2,5 m, mật độ 1.000 cây/ ha.
  

• 
  Tên khoa học: Nypa jruticasn;
  
• 
  Sống ở vùng đất bùn bồi tụ, theo triền sông nước lợ, nước lưu thông (vùng Quảng Nam, Nam Trung Bộ và Nam Bộ);
  
• 
  Trồng bằng cách trực tiếp ấn quả xuống bùn hoặc ươm cây trong bầu, sau hai tháng đem trồng.
  

• 
  Tên khoa học:
  

• 
  Sonneratia alba (bần trắng, bần đắng);
  
• 
  Sonneratia caseolaris (bần chua, cây lậu);
  
• 
  Sonneratia ovata (bần ổi, bần hôi);
  

• 
  Cây cao 4  15 m, thích sống ở vùng đất bùn dày, nước lợ cửa sông.
  
• 
  Loại 2: có cả ở 3 miền Bắc, Trung, Nam; khả năng tái sinh và độ sinh trưởng nhanh. Loại 1 sống ở Miền Nam. Loại 3 sống ở Vũng Tàu trở vào.
  
• 
  Trồng cây bằng cách gieo ươm hoặc bứng cây.
  

• 
  Tên khoa học:
  

• 
  Xylocarpus molucensis gratum (xu ổi);
  
• 
  Xylocarpus molucensis (xu sung);
  

• 
  Cây cao 1015 m, thường mọc ở nơi đất bùn cát, chỉ ngập khi triều trung bình đến triều cao;
  
• 
  Cây xu ổi mọc ở cả ba miền Bắc, Trung, Nam; cây xu sung chỉ mọc từ Nam Trung Bộ trở ra;
  
• 
  Trồng bằng cách ươm hạt trong bầu, sau 8  10 tháng bứng cây non đem trồng.
  

• 
  Trồng các cây theo hình thức “hoa mai”;
  
• 
  Với chủng loại cây thấp (dưới 10 m) trồng khoảng cách các cây 1m x 1 m, mật độ 10.000 cây/ ha;
  
• 
  Với cây cao (trên 10 m) trồng khoảng cách 2,5 m x 2,5 m, mật độ 1.000 cây/ha.
  

Chiều rộng rừng cây (B_c) tối thiểu phải lớn hơn 2 lần chiều dài bước sóng. Theo kinh nghiệm B_c = 4080 m đối với đê cửa sông và B_c tối thiểu bằng120200 m đối với đê biển.

Mỏ hàn từ bờ vươn ra biển, làm giảm tác dụng của sóng và dòng chảy vào bờ biển, ngăn chặn bùn cát chuyển động dọc bờ, gây bồi lắng vào giữa hai mỏ hàn, mở rộng và nâng cao thềm bãi củng cố đê, bờ.

• 
  Tuyến bố trí; Cần hoạch định đường bờ mới cho đoạn bờ cần bảo vệ, đường bờ mới này cần trơn thuận, nối tiếp tốt với đường bờ đoạn không có mỏ hàn. Chiều dài của mỏ hàn không quá ngắn, cần ra tới dải sóng vỡ và vùng có dòng ven mạnh.
  
• 
  Phương của mỏ hàn; đặt vuông góc với đường bờ biển. Nếu hướng sóng ổn định, theo hướng sóng tới bờ để chọn phương của mỏ hàn có lợi nhất cho việc bồi lắng giữa các mỏ hàn.
  

• 
  Theo kinh nghiệm: Nên chọn góc giữa hướng sóng và trục mỏ hàn là  = 100⁰ 110⁰, không nên lấy  120⁰ . Chọn góc  để diện tích tam giác ABC (hình 6-3) đạt cực đại:  và  cần thoả mãn:
  

• 
  Khi  = 30⁰35^o thì nên lấy:  = 110⁰;
  
• 
  Khi  = 60⁰90^o thì nên lấy:  = 90⁰;
  

O
B: Gốc; BC:Thân; CE: mũi.

H
ình 6-3: Sơ đồ bố trí mỏ hàn

• 
  Chiều dài mỏ hàn: Mỏ hàn cần bố trí thành hệ thống, chiều dài mỏ hàn có thể lấy bằng chiều rộng bãi cần bảo vệ cộng thêm 1/5 khoảng cách giữa hai mỏ hàn. Thường lấy bằng 4060 m đối với bãi sỏi đá nhỏ, 100150 m đối với bãi đất cát.
  
• 
  K
  hoảng cách giữa các mỏ hàn: thư­ờng lấy bằng 1,5á2,0 lần chiều dài mỏ hàn, đối với bờ biển sỏi đá; 1,0á1,5 lần đối với bờ biển đất cát: hình 6-5 và 6-6.
  

G
hi chú: l - Chiều dài mỏ hàn

Đối với dự án có quy mô lớn, phải bố trí một số mỏ hàn thử nghiệm, tiến hành quan trắc hiện tr­ường rút kinh nghiệm để thiết kế cho phù hợp.

Đê dọc, cách bờ một khoảng cách nhất định, trục đê th­ường song song với bờ, để giảm sóng, bảo vệ bờ gọi là đê giảm sóng.

Đê giảm sóng có hai đầu đê và thân đê. Thân đê có một mặt cắt ngang gần như­ đồng đều trên suất chiều dài và có 2 phía chịu tải trọng khác nhau: phía biển và phía bờ (hình 6-7).

H
ình 6-7: Sơ đồ cấu tạo đê giảm sóng

a) Mặt bằng; b) Nhìn chính diện từ bờ; c) Cắt ngang

Đê giảm sóng loại đê nhô (cao trình đỉnh đê cao hơn mực n­ước) hoặc đê ngầm (cao trình đỉnh đê thấp hơn mực n­ước); Đê liên tục (chạy suốt chiều dài dọc đoạn bờ cần bảo vệ) hoặc đê đứt khúc (từng khúc đặt cách nhau trên cùng một tuyến, quãng đứt giữa 2 khúc gọi là cửa đê).

Hiệu quả tiêu sóng của đê ngầm: hệ số tiêu sóng K_m = H_si/H_s.

• 
  Đối với tư­ờng mỏng (hình 6-8):
  

Trong đó:

a- Độ sâu nư­ớc đỉnh đê;

B- chiều rộng đỉnh đê;

H_s/L_s - độ dốc sóng đến;

h- và độ sâu trư­ớc đê;

d- Chiều cao đê giảm sóng;

H_{s i} - Chiều cao sóng sau đê;

H_s - Chiều cao sóng trước đê.




Hình 6-8: Hiệu quả giảm sóng của đê t­ường mỏng

- Đối với đê tư­ờng đứng mặt cắt chữ nhật (hình 6-9):

Công thức 6-1 và 6-2 thích hợp cho trư­ờng hợp 0,46 Ê h/d Ê 1,0. Khi h/d < 0,7 tác dụng của đê ngầm không rõ rệt.

- Đối với đê đá đổ (hình 6-10):

+ Trư­ờng hợp a/H_s Ê 0 (đê ngầm):

+ Trư­ờng hợp 0,25 > a/H_s > 0 (đê nhô):

Công thức (6-3) thích hợp khi B = (1á3) H_s ; L_s/H_s = 10 á30, mái dốc và sau đê đều có m = 2; h/H_s = 2,5;

Trong đó: H_sl, H_sl - Chiều cao sóng trư­ớc và sau đê, m;

a - Độ sâu n­ước trư­ớc đỉnh đê m; Đê ngầm a có giá trị âm, Đê nhô a có giá trị dư­ơng;

d - Độ cao đê ngầm (m);


B - Chiều rộng đỉnh đê (m).

Hình 6-10. Hiệu quả giảm sóng của đê đá đổ

c) Bố trí đê giảm sóng

Đê giảm sóng có thể dài liên tục, phủ hết chiều dài bờ bị sạt lở, thường bố trí từng đoạn, để chừa các cửa nhằm trao đổi bùn cát ngoài và trong đê.

• 
  Vị trí đặt đê: Căn cứ vào mục đích khai thác, sử dụng vùng bãi cần đư­ợc bảo vệ, so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật các phương án vừa quyết định. Khoảng cách giữa bờ và đê giảm sóng nên lấy khoảng 1,0 á1,5 chiều dài sóng nư­ớc sâu.
  
• 
  Chiều dài đoạn đê giảm sóng đứt khúc lấy bằng1,5 á3,0 lần khoảng cách giữa đê và đư­ờng bờ, Khoảng cách giữa hai đoạn đê đứt khúc (cửa đê) lấy bằng 1/3 á1/5 chiều dài một đoạn đê và bằng hai lần chiều dài sóng.
  
• 
  Cao trình đỉnh đê: Đối với đê ngầm: có thể lấy bằng H_Tp - 1/2 H _{S ở vị trí đê} + Độ lún;
  
• 
  Đối với đê nhô: có thể lấy bằng H_Tp + 1/2 H _{S ở vị trí đê} + Độ lún.
  
• 
  Chiều rộng đỉnh đê giảm sóng: Xác định qua tính toán ổn định công trình, thư­ờng lấy lớn hơn độ sâu nư­ớc dư­ới Z_tp ở vị trí đê.
  

Trong điều kiện thuỷ hải văn phức tạp, cần kết hợp công trình ngang bờ và công trình dọc bờ, phối hợp hiệu quả chắn cát dọc bờ và giảm sóng, chắn cát ngang bờ. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể có thể bố trí công trình theo 3 sơ đồ sau: