Nghiên cứu kết cấu bảo vệ bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né tỉnh Bình Thuận

Nghiªn cøu kÕt cÊu b¶o vÖ bê biÓn Hµm TiÕn - Mòi NÐ tØnh B×nh ThuËn GS.TSKH NguyÔn §¨ng H­ng - §¹i häc Leige GS.TS NguyÔn V¨n M¹o - §¹i häc Thñy lîi Dù ¸n khoa häc song ph­¬ng ViÖt BØ mang tªn ANTIERO nh»m nghiªn cøu c¸c vÊn ®Ò khoa häc phôc vô chèng xãi lë bê biÓn. Bê biÓn Hµm TiÕn - Mòi NÐ lµ n¬i ®­îc lùa chän ®Ó thùc hiÖn c¸c dù ¸n thö nghiÖm. Dù ¸n khoa häc ANTIERO ®­îc thùc hiÖn tõ n¨m 2000 ®Õn n¨m 2003 do hai tr­êng §¹i häc Leige V­¬ng quèc BØ vµ tr­êng §¹i häc Thñy lîi lµ hai ®èi t¸c chÝnh thùc hiÖn. Bµi b¸o nµy giíi thiÖu kÕt qu¶ nghiªn cøu c¶i tiÕn kÕt cÊu ®· vµ ®ang ®­îc tiÕn hµnh thö nghiÖm ë bê biÓn Hµm TiÕn - B×nh ThuËn. 1. Sù cÇn thiÕt ph¶i nghiªn cøu c¶i tiÕn kÕt cÊu b¶o vÖ bê ë Hµm TiÕn Bê biÓn Hµm TiÕn - Mòi NÐ dµi 10km cã c¶nh quan m«i tr­êng hÊp dÉn ®èi víi kh¸ch du lÞch nh­ng nã l¹i lµ n¬i ®ang bÞ biÓn x©m thùc m¹nh mÏ vµ diÔn biÕn phøc t¹p. ë ®©y ®· ¸p dông nhiÒu lo¹i kÕt cÊu truyÒn thèng ®Ó b¶o vÖ bê nh­ng kh«ng thµnh c«ng. M·i ®Õn th¸ng 10 n¨m 1998 tr­êng §¹i häc Thñy lîi cïng víi Côc Phßng chèng lôt b·o vµ Qu¶n lý ®ª ®iÒu sö dông kÕt cÊu KC-1998, lo¹i kÕt cÊu m¶ng mÒm b¶o vÖ m¸i ®ª biÓn vµo b¶o vÖ bê biÓn Hµm TiÕn. PhÇn m¸i dèc cña KC-1998 lµ kÕt cÊu kiÓu TSC-178. Tuy ®· thµnh c«ng vÒ mÆt chèng xãi nh­ng lo¹i kÕt cÊu nµy cßn nhiÒu tån t¹i, ch­a ®¸p øng ®­îc yªu cÇu gi÷ g×n vµ t«n t¹o c¶nh quan m«i tr­êng du lÞch. KÕt cÊu b¶o vÖ m¸i dèc bê biÓn Hµm TiÕn tõ K8 + 735 ®Õn K9 + 565 nh­ ë h×nh 1 (gäi lµ KC-1998). H¬n bèn n¨m lµm viÖc, kÕt cÊu nµy ®· thÓ hiÖn ®­îc kh¶ n¨ng bÒn v÷ng vµ hiÖu qu¶ chèng xãi rÊt cao. VÒ mÆt thÈm mü nã còng lµ lo¹i kÕt cÊu ®Ñp nh­ng do hÖ sè m¸i dèc m = 4 nªn diÖn tÝch ®­îc phñ b»ng bª t«ng qu¸ lín lµm thu hÑp b·i c¸t ¶nh h­ëng ®Õn c¶nh quan m«i tr­êng du lÞch, nhÊt lµ ë ®©y trong t­¬ng lai sÏ ®­îc H×nh 1. KÕt cÊu 1998 x©y dùng c¸c b·i t¾m. MÆt kh¸c KC-1998 theo d¹ng kÕt cÊu b¶o vÖ m¸i ®ª biÓn nªn ch­a ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¸c t¶i träng do nhu cÇu x©y dùng ë trªn bê. NhiÖm vô ®Æt ra cho dù ¸n lµ ph¶i lùa chän ®­îc mét kÕt cÊu ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu sau: - B¶o vÖ chèng xãi cho bê víi c¸c t¸c ®éng tõ phÝa biÓn, ®¹t ®­îc c¸c tiªu chuÈn ®Æt ra nh­ ®èi víi kÕt cÊu KC-1998. - æn ®Þnh tæng thÓ khi trªn bê cã t¶i träng t¨ng thªm (theo yªu cÇu x©y dùng). - KÕt cÊu chiÕm diÖn tÝch b·i c¸t Ýt nhÊt phï hîp víi c¶nh quan m«i tr­êng b·i t¾m. - Gi¸ thµnh hîp lý. §Ó ®¸p øng nhiÖm vô ®Æt ra, dù ¸n ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu c¶i tiÕn kÕt cÊu KC-1998 ®Ó ®­a ra kÕt cÊu thö nghiÖm. KÕt cÊu ®­a vµo thö nghiÖm nh­ ë h×nh 2 (gäi lµ KC-2002). So víi KC-1998, kÕt cÊu KC-2002 cã mét sè c¶i tiÕn nh­ sau: Rót ng¾n ®­îc chiÒu dµi m¸i dèc b»ng c¸ch t¨ng ®é dèc m¸i; Thay èng bª t«ng trßn ë ch©n kÌ b»ng èng bª t«ng lôc gi¸c; X©y t­êng ch¾n ®Êt theo d¹ng t­êng träng lùc ë ®Ønh. H×nh 2. KÕt cÊu KC 2002 2. C¬ së khoa häc cña nh÷ng c¶i tiÕn Bé phËn b¶o vÖ m¸i dèc cña cÊu kiÖn KC-1998 (h×nh 1) lµ kÕt cÊu m¶ng mÒm ®­îc cÊu t¹o b»ng c¸c cÊu kiÖn bª t«ng TSC-178 liªn kÕt víi nhau theo nguyªn lý tù chÌn. C¸c kÝch th­íc ®­îc quyÕt ®Þnh trªn c¬ së kÕt qu¶ tÝnh mÆt c¾t ®¹i diÖn cña m¶ng theo s¬ ®å dÇm trªn nÒn ®µn håi. §Ó ®¸p øng ®­îc theo c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ tiªu chuÈn an toµn khi cã b·o cÊp 8, KC-1998 cÇn cã chiÒu dµy t=25cm, m¸i dèc m=4. C¸c tÝnh to¸n vµ lùa chän kÝch th­íc kÕt cÊu KC-1998 ®· bá qua liªn kÕt gi÷a c¸c cÊu kiÖn trong m¶ng nªn qu¸ thiªn vÒ an toµn. Sö dông phÇn mÒm SAMCEF, ph©n tÝch kÕt cÊu m¶ng liªn kÕt ma s¸t trªn m« h×nh nÒn ®µn nhít nh­ s¬ ®å h×nh 3 cho thÊy gi÷ nguyªn ®é dµy t=25cm, kÕt cÊu KC-2002 cã thÓ ¸p dông hÖ sè m¸i m=2,5 vÉn ®¶m b¶o hÖ sè an toµn cÇn thiÕt khi lµm viÖc trong cïng ®iÒu kiÖn nh­ kÕt cÊu KC-1998. Ch©n kÌ b»ng èng bª t«ng trßn trong bá ®¸ héc ®· ®­îc øng dông vµo x©y dùng nhiÒu kÌ ®ª biÓn ë n­íc ta. ­u ®iÓm chÝnh cña kÕt cÊu nµy lµ mçi èng bª t«ng trong bá ®¸ héc trë thµnh mét H×nh 3. M« h×nh tÝnh kÕt cÊu b¶o vÖ m¸i cÊu kiÖn cã träng l­îng lín cã kh¶ n¨ng duy tr× æn ®Þnh khi sãng t¸c ®éng. C¸c èng bª t«ng ch«n trong ®Êt, do cã ma s¸t gi÷a ®Êt víi bª t«nglín h¬n ®¸ víi bª t«ng nªn ®¸ bÞ lón nhiÒu h¬n èng bª t«ng. C¸c èng bª t«ng xÕp liÒn kÒ t¹o thµnh mét khèi ch©n kÌ liªn kÕt mÒm Ýt bÞ biÕn d¹ng trong qu¸ tr×nh chÞu t¸c ®éng cña biÓn. Theo dâi qu¸ tr×nh lµm viÖc cña kÕt cÊu KC-1998, sau 5 n¨m lµm viÖc m¸i bÞ biÕn d¹ng. Mét trong nh÷ng nguyªn nh©n cña hiÖn t­îng nµy lµ c¸t ë m¸i dèc bÞ dßng ngÇm vµ sãng rót kÐo ra qua c¸c khe hë gi÷a c¸c èng trßn cña khèi ch©n kÌ. Khèi ch©n kÌ ë kÕt cÊu KC 2002 ®· ®­îc cÊu t¹o b»ng nh÷ng èng bª t«ng lôc gi¸c. Sù thay thÕ c¸c èng bª t«ng trßn b»ng c¸c èng bª t«ng lôc gi¸c vÉn gi÷ nguyªn ®­îc khèi l­îng vËt liÖu b»ng bª t«ng vµ b»ng ®¸ nh­ khèi ch©n kÌ b»ng èng trßn nh­ng nã cã kh¶ n¨ng h¹n chÕ ®­îc l­îng c¸t bÞ kÐo ra qua c¸c khe hë gi÷a c¸c èng bª t«ng. H×nh thøc kÕt cÊu ch©n kÌ nµy ®­îc mang tªn TOE-HWRU- 2001, lµ s¶n phÈm cña ®Ò tµi nghiªn cøu .khoa H×nh 4. KÕt cÊu ch©n kÌ TOE-HWRU-2001 KÕt cÊu KC-2002 kh«ng chØ cã nhiÖm vô b¶o vÖ chèng c¸c t¸c ®éng g©y xãi tõ phÝa biÓn mµ cßn chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng trªn bê (theo yªu cÇu x©y dùng). §Ó ®¸p øng nhiÖm vô nµy KC-2002 ®· cÊu t¹o t­êng träng lùc ë ®Ønh. Do cã t­êng ch¾n ®Êt ë phÝa ®Ønh nªn kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh tæng thÓ cña kÕt cÊu kh«ng chØ lµ mÊt æn ®Þnh cña m¸i dèc mµ cßn cã kh¶ n¨ng x¶y ra mÊt æn ®Þnh cña c¶ t­êng cïng víi m¸i dèc vµ ch©n kÌ. Dù ¸n ®· øng dông phÇn mÒm PLAXIS ®Ó thiÕt kÕ kÕt cÊu KC-2002 víi ®é an toµn chèng tr­ît hîp lý. Kinh phÝ ®Çu t­ cho 100m bê biÓn cña KC-2002 t¨ng 20% so víi kÕt cÊu KC-1998 nh­ng nã ®¸p øng ®­îc c¸c nhiÖm vô ®Æt ra ®Ó khai th¸c tiÒm n¨ng du lÞch cña bê biÓn Hµm TiÕn - Mòi NÐ. 3. KÕt luËn KÕt cÊu KC-2002 ®­îc thiÕt kÕ trªn c¬ së c¶i tiÕn kÕt cÊu KC-1998 lµ lo¹i kÕt cÊu ®· vµ ®ang øng dông b¶o vÖ chèng xãi cã hiÖu qu¶ ë bê biÓn Hµm TiÕn. C¸c kÝch th­íc cña kÕt cÊu KC-2002 ®­îc lùa chän tõ c¸c kÕt qu¶ øng dông c¸c m« h×nh tÝnh phï hîp, c¸c phÇn mÒm cã ®é tin cËy cao cña Ch©u ¢u nh­ SAMCEF, PLAXIS. Khi ¸p dông kÕt cÊu KC-2002 t¨ng ®­îc gÇn 40% diÖn tÝch b·i c¸t so víi tr­êng hîp ¸p dông kÕt cÊu KC-1998 ®ång thêi ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh khi trªn bê x©y dùng c¸c c«ng tr×nh kiÕn tróc. §©y chÝnh lµ hiÖu qu¶ râ rÖt cña c¸c nghiªn cøu c¶i tiÕn kÕt cÊu ®Ó ®¸p øng yªu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ du lÞch vïng bê biÓn Hµm TiÕn - Mòi NÐ tØnh B×nh ThuËn. Summary Prof. Dr. of Sci. Nguyen Dang Hung - The Liege University Prof. Dr. Nguyen Van Mao - The Hanoi Water Resources University The Ham Tien - Mui Ne coast has a great potential tourismm but here the erosion has been occurred seriously. To protect the coast, there have been lot of study undertaken so far in order to find a solution to the matter. The new coastal protection structure (KC-2002) that has been designed by ANTIERO Project, is being constructed in the Ham Tien coast. This structure is not only met with aim of the coastal protection but all so the tourist environment. Ng­êi ph¶n biÖn: PGS. TS NguyÔn B¸ Quú ... - tailieumienphi.vn