Đặt vấn đề Công trình kè bảo vệ công trình ven sông nhằm mục đích chống sạt lở bờ sông và tạo vẻ mỹ quan cho các công trình dọc hai bờ sông, chống sạt lở gây hậu quả nghiêm trọng hàng năm về tiền của và tính mạng người dân đã xảy ra ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Để hạn chế đến mức thấp nhất về những thiệt hại nói trên, được sự quan tâm của các cấp chính quyền, nhà nước đã đầu tư tiền tỷ từ ngân sách nhưng kết quả mang lại không hoàn toàn như mong muốn. Nguyên nhân chính là gần đây các sự cố đã xãy ra liên tục có thể trong quá trình thi công hoặc sau khi các công trình được đưa vào sử dụng, cũng có thể do thiên tai mà trong quá trình tính toán thiết kế chúng ta không thể lường trước. Điều này lại đặt ra một nhiệm vụ cho các cấp chính quyền phải đảm bảo ổn định về chổ ở cho nhân dân, khắc phục sự cố tạo điều kiện phát triển về kinh tế xã hội.1 Sạt lở bờ sông tại huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng Để khắc phục sự cố sạt lở, có nhiều giải pháp tường chắn đã được thực hiện như: tường chắn bêtông cốt thép, tường bêtông trọng lực, bờ kè bằng rọ đá, bờ kè bằng thép hình … Tường cọc bản cũng là một phương án được chọn để bảo vệ bờ sông, các công trình ven bờ, hiện nay đang được ứng dụng tại một số công trình tương đối quan trọng.
4 Nhu cầu về thiết kế công trình tường kè phù hợp với điều kiện địa chất khu vực là một nhu cầu có thực, việc tìm ra được giải pháp an toàn với chi phí hợp lý là mong muốn của rất nhiều kỹ sư xây dựng hiện nay. Nguyên nhân dẫn đến sạt lở ở khu vực ĐBSCL hiện nay Hiện tượng sạt lở bờ sông ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long là do rất nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra trong đó có nguyên nhân do tự nhiên và cả các nguyên nhân do con người gây ra. Nhìn chung hiện tượng sạt lở trên là do các nguyên nhân chủ yếu sau đây: 1. Do địa chất bờ sông Địa chất bờ sông là một trong những yếu tố quyết định đến sự xói lở bờ.
Kết quả khảo sát cho thấy đa phần địa chất các lớp đất bờ sông chủ yếu là bùn hữu cơ, bùn sét với trạng thái chảy, dẻo chảy và dẻo mềm. Với cấu tạo địa chất như trên thì bờ sông rất dễ bị xói lở dưới tác động của ngoại lực và các yếu tố tác động khác. Do thủy triều Sông ngòi khu vực đồng bằng sông Cửu Long chịu ảnh hưởng của thuỷ triều khá rõ rệt. Chế độ thuỷ triều ở đây là nhật triều với 2 lần lên xuống trong ngày với biên độ triều từng vùng khác nhau nhưng tương đối lớn (thí dụ vùng huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng có thời điểm lên đến từ 2m-2,5m).
Dưới tác động của dòng thấm (khi nước dâng và rút), các hạt bùn, đất bờ sông sẽ bị cuốn ra ngoài và được dòng nước mang đi gây hiện tượng xói lở. Do ảnh hưởng của thiên tai Do hiện tượng mưa bảo lớn làm nước ngấm vào trong đất, làm giảm khả năng liên kết giữa các hạt đất, đất trở nên yếu dần (sức chịu tải của đất giãm xuống) gây ra hiện tượng sạt lỡ bờ sông. Lũ cũng là một trong nhưng nguyên nhân gây xói lở, dưới tác động của dòng chảy lũ các hạt bùn, đất tại bờ sông sẽ bị cuốn trôi gây hiện tượng xói lở. Dòng chảy lũ tại các sông miền Tây Nam Bộ không quá lớn và xảy ra với tần suất hiếm nhưng dưới tác động kết hợp của dòng chảy lũ và sóng tàu thì tốc độ sạt lở bờ sẽ xảy ra với mức độ rất lớn.
Do ảnh hưởng của việc khai thác cát trái phép Thời gian gần đây tình trạng khai thác cát ồ ạt ở các tỉnh ĐBSCL làm ảnh hưởng đến dòng chảy của các dòng sông gây ra tình trạng sạt lở đất nghiêm trọng Hình 1.2 Nạn khai thác cát bừa bải hiện nay. Do ảnh hưởng của tác động bên ngoài Đồng bằng sông Cửu Long có hệ thống giao thông thuỷ rất phát triển với lưu lượng phương tiện giao thông đường thủy ngày càng tăng, mật độ tàu thuyền lưu thông trên sông luôn dày đặc với các tàu vận chuyển hàng hoá tải trọng lớn. Dưới tác động của sóng tàu, lớp đất yếu tại bờ sông sẽ bị xói lở, mức độ sạt lở tuỳ thuộc vào độ mạnh yếu của sóng, sóng tàu càng lớn thì mức độ xói lở càng lớn đặc biệt đối với sóng của các tàu vận tải lớn chạy sát bờ sông.3 Tàu cao tốc chạy trên sông. 6 Hoạt động của con người cũng có ảnh hưởng nhất định đến sự xói lở bờ khu vực này.
Sự khai thác hệ sinh vật trên sông, một số công trình xây dựng tùy tiện lấn chiếm bờ sông, lòng sông làm thu hẹp mặt cắt ướt của dòng chảy. Ngoài ra tình trạng xây dựng đê bao tràn lan trên các sông thượng nguồn làm thay đổi các chế độ thuỷ động lực học của dòng chảy cũng là nguyên nhân gây ra sự xói lở này. Mỗi nguyên nhân ít nhiều đều có vai trò trong sự xói lở bờ sông, đối với các tuyến sông ở vùng đồng bằng sông Cửu Long thì hiện tượng xói lở xảy ra mạnh mẽ nhất là trong mùa mưa lũ bởi vậy có thể khẳng định nguyên nhân chính gây ra sự xói lở bờ sông là do sóng và dòng chảy mưa lũ kết hợp địa chất khá yếu tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Mật độ nhà dân dày đặc, hiện tượng lấn chiếm bờ sông khá phổ biến 1.
Một số sự cố về tường kè ở vùng ĐBSCL Trong thời gian gần đây, có một số sự cố của tường kè như: Năm 2004, UBND tỉnh Cần Thơ (cũ) triển khai công trình bờ kè trái rạch Khai Luông nằm cạnh bến Ninh Kiều với giá trị 9,4 tỷ đồng. Hơn năm năm thi công, chủ đầu tư phải dừng do phát hiện lỗi nghiêm trọng trong thiết kế. Theo đó, bờ kè gần bờ nhưng thiết kế xa bờ. Khi thi công, bờ kè bị hổng chân, chẳng biết kè nơi nào.
Điều lạ, công trình trị giá 9,4 tỷ đồng nhưng kinh phí khắc phục lên đến hơn 26,6 tỷ đồng. Và cho đến nay, công trình tốn hàng chục tỷ đồng để sửa chữa nhưng còn dang dở, không biết đến bao giờ hoàn thành. Vào khoảng 23 giờ 30 ngày 08/09/2010 (ngày 01/08/2010) âm lịch. Triều cường lên cao kết hợp với mưa và gió lớn đã làm phần đất phía trong khu vực tường kè (bao gồm 7 07 căn nhà tạm và chùa Bà) khu vực cách tường cọc ván khoảng 12m-15m bất ngờ sạt xuống, toàn bộ phần đất này đè lên đoạn tường cọc ván đã thi công xong trước đó khoảng 02 tháng.
Phần đất sạt xuống này đã đẩy toàn bộ cọc ván W350B L=16m và cọc neo (25x25)cm L=23,4m cùng hệ thống đà neo dạt ra phía sông Hậu một đoạn dài khoảng 60m. Trong đó đoạn bị thiệt hại nặng nhất khoảng 20m sát với kênh hiện trạng, đoạn còn lại khoảng 40 m bị dạt ra phía sông Hậu đoạn xa nhất là 7,8m so với vị trí ban đầu. Tường kè ở Phong Điền (Cần Thơ) vào đầu năm 2007 làm khoảng 146 căn nhà bị hư hỏng nặng mà nguyên nhân được xác định là do tư vấn thiết kế đã tính toán không đầy đủ các yếu tố địa chất và các yếu tố khác ảnh hưởng đến công trình như: tác động của tải do xe, tải do việc thu hẹp lòng sông … Công trình bờ kè huyện Phong Điền dài gần 800m, được đầu tư xây dựng gần 13 tỷ đồng hoàn thành vào đầu năm 2007, chưa nghiệm thu đã bị sạt lở và trôi xuống sông hàng trăm mét, thiệt hại hơn 5 tỷ đồng. Kinh phí khắc phục (gồm: giải tỏa, di dời 146 hộ dân; xây dựng khu tái định cư; gia cố bờ kè; xây dựng công viên bờ sông) lên đến 58 tỷ đồng.5 Bờ kè Phong Điền (Cần Thơ) bị sạt lở 8 Hình 1.6 Sự cố sạt lở kè Nhơn Mỹ, huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng Ngoài ra, bờ kè sông Tiền tại thị xã Vĩnh Long cũng bị nghiêng ra sông, khối đất sau lưng tường bị lún sụp.
Nguyên nhân được xác định là do các trận lũ lớn năm 1995 và 1996 làm xói lở bờ sông ở phía dưới các tấm đan bêtông cốt thép giữa các cọc. Các cọc BTCT làm bờ kè và cọc neo đều bị nghiêng ra phía song và một số sự cố khác như: Hình 1.7 Sạt lỡ bờ tại huyện Cầu Kè – Tỉnh Trà Vinh.8 Sạt lỡ bờ Tỉnh Vĩnh Long.9 Sạt lở bờ ở Tỉnh Đồng Tháp.10 Sạt lỡ bờ khóm Nguyễn Du- Phường Mỹ Bình- TP Long Xuyên. Tổng quan về công trình tường kè tại tỉnh Sóc Trăng: 1. Tường kè trọng lực (tường trọng lực dùng đá hộc, rọ đá): Là loại tường kè có khối lượng lớn, ổn định của đất sau tường và bản thân tường được đảm bảo nhờ vào chính trọng lượng của bản thân tường.
Tại tỉnh Sóc Trăng người ta dùng tường trọng lực bằng đá hộc, rọ đá để chống xói lỡ bờ sông ở các vị trí bến ghe thuyền nhỏ ở địa phương. Một đặc điểm quan trọng của loại tường này là dễ thi công và không đòi hỏi máy móc phức tạp nên loại tường này được sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên, do cấu tạo vật liệu này là đá nên rất nặng vả lại nền đất ven sông trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng do đó không thể làm cao được. Hầu hết các loại này có độ cao không quá 4m.
Để đảm bảo ổn định loại tường trọng lực bằng đá hộc, rọ đá được thiết kế có chân đá mở rộng và thu hẹp ở chiều cao tường. Việc thu hẹp bề rộng tường được kết hợp thiết kế các bậc thang phục vụ cho đi lại và vận chuyển hàng hóa.11 Tường trọng lực dùng Rọ đá Ngày nay, rọ đá và thảm đá chủ yếu được làm bằng thép có mạ kẽm hoặc nhôm kẽm, Phần lớn được tráng phủ một lớp nhựa bên ngoài để giảm các tác động xâm thực ăn mòn của môi trường với lõi thép bên trong. Một số công trình ăn mòn đặc biệt, rọ đá và thảm đá được làm hoàn toàn bằng hợp chất polymer vì chúng có đặc tính trơ vượt trội dưới tác động ăn mòn so với các vật liệu khác. Tường trọng lực sử dụng Rọ đá được dùng chủ yếu cho các công trình sau : - Tường chắn đất, mố cầu 11 - Chống xói bờ sông, biển - Lát mái và đáy kênh - Bảo vệ mái đê, kè - Đập tràn, bậc nước, dốc nước 1.