Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng tính toán ứng dụng túi địa kỹ thuật geotubes trong xây dựng kè biển tại kiên giang

Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu ứng dụng túi địa kỹ thuật geotubes trong xây dựng kè biển tại Kiên Giang, hiệu quả và bền vững.

• Tác giả: Hoàng Đức Nhẫn
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Thọ
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Tính toán ứng dụng túi địa kỹ thuật Geotubes trong xây dựng kè biển tại Kiên Giang
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÚI ĐỊA KỸ THUẬT (GEOTUBES)
• 1.1. Giới thiệu về Geotubes và các ứng dụng
• 1.2. Các công trình đã áp dụng công nghệ Geotubes
• 1.3. Phân tích ưu nhược điểm của Geotubes trong thiết kế và thi công
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TÚI ĐỊA KỸ THUẬT (GEOTUBES)
• 2.1. Các cơ sở chính sử dụng tính toán ống Geotubes
• 2.2. Nguyên lý tính toán ống Geotubes được dựa trên những cơ sở cơ bản
• 2.2.1. Tính toán sức căng của ống dưới áp lực bơm
• 2.2.2. Các yếu tố thay đổi ảnh hưởng đến hình dạng của túi
• 2.2.3. Những lưu ý trong quá trình thiết kế
• 2.3. Yêu cầu thiết kế loại vải để giữ lại được hạt đất bên trong khi bơm vào
• 2.4. Chiều cao cố kết của ống sau khi bơm
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÚI ĐỊA KỸ THUẬT (GEOTUBES) ĐỂ XỬ LÝ KÈ LAN BIÊN NAM HÀ TIỀN - KIÊN GIANG
• 3.1. Giới thiệu dự án
• 3.2. Giải pháp kè bờ bằng Geotubes kết hợp đá đổ
• 3.3. Số liệu khí tượng, thủy văn, địa chất công trình
• 3.4. Các giải pháp kè bờ bằng Geotubes tại các vị trí có độ sâu khác nhau
• 3.5. Tính toán kích thước Geotubes trên cơ sở phần mềm GeoCoPS
• 3.6. Các cấu tạo kè bằng Geotubes kết hợp đá đổ điển hình trên tuyến kè
• 3.6.1. Tính toán cấu kiện và lớp phủ
• 3.7. Tính toán kiểm tra kết cấu thân kè
• 3.8. Tính toán phân tích ổn định kè bằng Plaxis
• 3.9. Mô phỏng đánh giá ổn định công trình kè biển sử dụng Geotubes trên đất yếu
• 3.10. Các thông số nhập mô hình
• 3.11. Đánh giá kết quả mô phỏng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Luận Văn Thạc Sĩ và Ứng Dụng Geotubes

Luận Văn Thạc Sĩ với chủ đề 'Ứng Dụng Túi Địa Kỹ Thuật Geotubes Trong Xây Dựng Kè Biển Tại Kiên Giang' tập trung vào việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Geotubes trong các công trình bảo vệ bờ biển. Geotubes là một giải pháp hiện đại, sử dụng vải địa kỹ thuật để tạo thành các ống lớn, được lấp đầy bằng vật liệu địa phương như cát hoặc bùn. Công nghệ này đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới nhờ những ưu điểm vượt trội như thi công nhanh, thân thiện với môi trường và hiệu quả kinh tế cao. Luận văn này nhằm mục đích đánh giá khả năng ứng dụng Geotubes trong việc xây dựng kè biển tại Kiên Giang, một tỉnh có địa hình phức tạp và thường xuyên chịu ảnh hưởng của xói lở bờ biển.

1.1. Túi Địa Kỹ Thuật và Công Nghệ Xây Dựng

Túi Địa Kỹ Thuật là một trong những công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực Xây Dựng Công Trình. Chúng được tạo thành từ vải địa kỹ thuật có độ bền cao, được may thành các ống lớn với kích thước từ 1,5 đến 5m đường kính. Công nghệ này cho phép sử dụng vật liệu địa phương để lấp đầy, giúp giảm chi phí và tăng tính bền vững của công trình. Geotubes đã được ứng dụng trong nhiều dự án lớn trên thế giới, từ việc xây dựng đê chắn sóng đến tạo các đảo nhân tạo. Luận văn này tập trung vào việc phân tích và đánh giá hiệu quả của Geotubes trong việc ổn định kè biển tại Kiên Giang, một khu vực có địa chất yếu và thường xuyên chịu ảnh hưởng của sóng biển.

1.2. Xây Dựng Kè Biển và Bảo Vệ Bờ Biển

Xây Dựng Kè Biển là một trong những giải pháp quan trọng để Bảo Vệ Bờ Biển khỏi tình trạng xói lở. Tại Kiên Giang, việc sử dụng các phương pháp truyền thống như kè đá hoặc bê tông đã gặp nhiều hạn chế do chi phí cao và khó khăn trong thi công. Geotubes được đề xuất như một giải pháp thay thế hiệu quả, với khả năng thi công nhanh chóng và sử dụng vật liệu địa phương. Luận văn này phân tích các yếu tố kỹ thuật cần thiết để thiết kế và thi công Geotubes, đồng thời đánh giá hiệu quả của chúng trong việc ổn định kè biển tại Kiên Giang.

II. Cơ Sở Lý Thuyết và Phương Pháp Tính Toán

Luận văn cung cấp một cái nhìn tổng quan về Cơ Sở Lý Thuyết và Phương Pháp Tính Toán liên quan đến Geotubes. Các nguyên lý cơ bản được sử dụng để tính toán sức căng của ống dưới áp lực bơm, cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến hình dạng và độ bền của Geotubes. Phần mềm GeoCoPS được sử dụng để mô phỏng và tính toán các thông số kỹ thuật, bao gồm lực căng của vải địa kỹ thuật và kích thước của ống. Kết quả tính toán cho thấy lực kéo của vải theo phương chu vi lớn hơn so với phương dọc trục, điều này cần được lưu ý trong quá trình thiết kế để đảm bảo độ bền và ổn định của công trình.

2.1. Kỹ Thuật Địa Chất và Vật Liệu Xây Dựng

Kỹ Thuật Địa Chất đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và thi công Geotubes. Luận văn phân tích các đặc điểm địa chất của khu vực Kiên Giang, bao gồm độ ổn định của nền đất và khả năng chịu tải. Vật Liệu Xây Dựng được sử dụng để lấp đầy Geotubes cũng được nghiên cứu kỹ lưỡng, với mục tiêu tối ưu hóa hiệu quả và giảm chi phí. Các kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng vật liệu địa phương như cát và bùn không chỉ giúp giảm chi phí mà còn tăng tính bền vững của công trình.

2.2. Quản Lý Dự Án Xây Dựng và Thi Công Geotubes

Quản Lý Dự Án Xây Dựng là một yếu tố then chốt trong việc đảm bảo thành công của các công trình sử dụng Geotubes. Luận văn đề cập đến các bước thi công cụ thể, từ việc định vị công trình đến quá trình bơm vật liệu vào ống. Việc giám sát chặt chẽ quá trình thi công là cần thiết để đảm bảo các thông số kỹ thuật được tuân thủ đúng theo thiết kế. Ngoài ra, luận văn cũng đề xuất các giải pháp để khắc phục những thách thức trong quá trình thi công, đặc biệt là trong điều kiện thi công dưới nước.

III. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu

Luận văn trình bày chi tiết về Ứng Dụng Thực Tiễn của Geotubes trong dự án xây dựng kè biển tại Kiên Giang. Các kết quả nghiên cứu cho thấy Geotubes là một giải pháp hiệu quả để ổn định kè biển, đặc biệt là trong điều kiện đất yếu. Việc sử dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng và đánh giá độ ổn định của công trình đã cho thấy Geotubes có khả năng giảm thiểu biến dạng và tăng cường độ ổn định của kè biển. Những kết quả này không chỉ có ý nghĩa quan trọng đối với dự án tại Kiên Giang mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi của Geotubes trong các công trình tương tự tại Việt Nam.

3.1. Kè Biển và Giải Pháp Chống Xói Lở

Kè Biển được xây dựng bằng Geotubes đã chứng minh hiệu quả trong việc Chống Xói Lở tại Kiên Giang. Các kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng Geotubes không chỉ giúp ổn định kè biển mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bồi tụ cát. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ và phát triển các khu vực ven biển, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

3.2. Kết Luận và Kiến Nghị

Luận văn kết luận rằng Geotubes là một giải pháp hiệu quả và bền vững cho việc Xây Dựng Kè Biển tại Kiên Giang. Các kiến nghị được đưa ra bao gồm việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ Geotubes, cũng như áp dụng rộng rãi hơn trong các dự án tương tự tại Việt Nam. Luận văn cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đào tạo và nâng cao năng lực cho các kỹ sư và nhà quản lý dự án trong lĩnh vực này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Kiên Giang, nằm ở cực Tây Nam Việt Nam, sở hữu vùng biển rộng lớn trong vịnh phía Tây với đặc điểm địa chất chủ yếu là bùn phù sa và đất yếu. Từ năm 1999, các dự án lấn biển mở rộng đô thị tại Rạch Giá và Hà Tiên đã tạo ra quỹ đất đáng kể phục vụ phát triển dân cư và du lịch. Tuy nhiên, các công trình kè bờ truyền thống như kè trọng lực đá đổ và kè bê tông cốt thép dự ứng lực đang gặp khó khăn do nguồn vật liệu khan hiếm và chi phí cao. Trong bối cảnh đó, việc nghiên cứu ứng dụng túi địa kỹ thuật Geotubes trong xây dựng kè biển tại Kiên Giang trở nên cấp thiết nhằm tìm ra giải pháp thay thế hiệu quả, thân thiện môi trường và kinh tế hơn.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc tính toán, thiết kế và ứng dụng Geotubes làm lõi kè biển, phân tích ứng suất và biến dạng trong quá trình bơm vật liệu, đồng thời mô phỏng khả năng ổn định công trình trên nền đất yếu bằng phần mềm chuyên dụng. Phạm vi nghiên cứu bao gồm dự án khu đô thị du lịch lấn biển Nam Hà Tiên, với chiều dài tuyến kè khoảng 5 km, thực hiện trong giai đoạn 2009-2018. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần nâng cao hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cho các công trình kè biển tại Kiên Giang mà còn có ý nghĩa thực tiễn rộng lớn cho các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết tính toán ứng suất và biến dạng của túi địa kỹ thuật Geotubes dưới áp lực bơm slurry, và mô hình phân tích ổn định công trình kè trên nền đất yếu bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Các khái niệm trọng tâm bao gồm:

• Geotubes: Túi địa kỹ thuật dạng ống được may từ vải địa kỹ thuật dệt cường độ cao, có khả năng chứa vật liệu slurry (cát, đất bùn) bên trong, tạo thành kết cấu chống xói lở bờ biển.
• Áp lực bơm slurry: Lực tác động bên trong ống khi bơm vật liệu, ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng và ứng suất trên vải làm ống.
• Lực căng vải địa kỹ thuật: Lực kéo theo hai phương chu vi và dọc trục ống, quyết định khả năng chịu lực và lựa chọn loại vải phù hợp.
• Phần mềm GeoCoPS: Công cụ tính toán ứng suất, hình dạng ống và áp lực bơm dựa trên các tham số thiết kế.
• Phần mềm Plaxis: Mô phỏng ổn định và biến dạng công trình kè kết hợp Geotubes trên nền đất yếu, đánh giá khả năng làm việc thực tế của kết cấu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu địa chất, thủy văn, khí tượng thu thập tại khu vực Hà Tiên, Kiên Giang; thông tin kỹ thuật về vật liệu vải địa kỹ thuật và slurry; dữ liệu khảo sát công trình kè biển. Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ tuyến kè dài 5 km với các vị trí có độ sâu nước từ -0,7 m đến -2,5 m.

Phương pháp phân tích gồm:

• Tổng hợp và phân tích cơ sở lý thuyết tính toán Geotubes dựa trên các nghiên cứu quốc tế và tiêu chuẩn ASTM.
• Sử dụng phần mềm GeoCoPS 3.0 để tính toán áp lực bơm, lực căng vải địa kỹ thuật theo hai phương, hình dạng và kích thước ống Geotubes phù hợp với điều kiện thực tế.
• Mô phỏng ổn định công trình kè bằng phần mềm Plaxis, đánh giá biến dạng và khả năng chịu lực của kết cấu kè trên nền đất yếu.
• Thời gian nghiên cứu từ tháng 6 đến tháng 11 năm 2013, với các bước khảo sát, tính toán, mô phỏng và đề xuất giải pháp thiết kế, thi công.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Lực căng vải địa kỹ thuật theo phương chu vi lớn hơn phương dọc trục: Kết quả tính toán bằng GeoCoPS cho thấy lực căng theo chu vi ống đạt khoảng 87 kN/m, trong khi lực căng dọc trục chỉ khoảng 43 kN/m, cho phép lựa chọn loại vải có cường độ chịu kéo khác nhau theo hai phương để tiết kiệm chi phí.

2. Ảnh hưởng áp lực bơm đến chiều cao và hình dạng ống: Khi áp lực bơm tăng từ 0 đến 35 kPa, chiều cao ống Geotubes tăng lên đến 87% chiều cao thiết kế, tuy nhiên áp lực vượt quá mức này không làm tăng chiều cao đáng kể mà làm tăng nguy cơ phá hoại ống. Do đó, kiểm soát áp lực bơm là yếu tố quan trọng trong thi công.

3. Khả năng ổn định công trình kè trên nền đất yếu: Mô phỏng Plaxis cho thấy việc sử dụng Geotubes làm lõi kè kết hợp lớp phủ đá đổ bên ngoài giúp tăng cường ổn định tổng thể công trình, giảm biến dạng và hạn chế lún lớn trên nền đất yếu đặc trưng của khu vực.

4. Giảm chiều cao ống sau khi bơm do quá trình cô kết: Theo kinh nghiệm, chiều cao ống Geotubes có thể giảm đến 50% sau một tháng bơm slurry có hạt mịn, do đó cần bơm nhiều lần để đạt chiều cao thiết kế, đặc biệt khi sử dụng vật liệu bơm có thành phần hạt nhỏ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân lực căng theo chu vi lớn hơn dọc trục là do áp lực bơm tạo ra lực căng hướng ngang lớn hơn, điều này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ứng suất trong Geotubes. Việc lựa chọn loại vải địa kỹ thuật có cường độ chịu kéo khác nhau theo hai phương giúp tiết kiệm vật liệu và chi phí sản xuất.

Kiểm soát áp lực bơm là yếu tố then chốt để đảm bảo hình dạng ống đúng thiết kế và tránh phá hoại vật liệu vải. Kết quả mô phỏng ổn định công trình bằng Plaxis tương đồng với các nghiên cứu thực tế tại các dự án lấn biển ở Malaysia và Mỹ, khẳng định hiệu quả của Geotubes trong điều kiện đất yếu.

Việc giảm chiều cao ống do cô kết đòi hỏi kế hoạch thi công linh hoạt, có thể bơm nhiều lần để đảm bảo chiều cao và ổn định công trình. So với các công trình kè truyền thống, Geotubes mang lại lợi ích về thời gian thi công nhanh, tận dụng vật liệu tại chỗ, giảm chi phí và thân thiện môi trường.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tương quan giữa áp lực bơm và chiều cao ống, bảng so sánh lực căng vải theo hai phương, và biểu đồ mô phỏng biến dạng công trình kè trên nền đất yếu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Kiểm soát chặt chẽ áp lực bơm slurry trong quá trình thi công nhằm đảm bảo chiều cao ống đạt thiết kế, tránh phá hoại vải địa kỹ thuật. Chủ thể thực hiện: nhà thầu thi công; Thời gian: suốt quá trình bơm.

2. Lựa chọn loại vải địa kỹ thuật có cường độ chịu kéo khác nhau theo hai phương để tối ưu chi phí và đảm bảo an toàn kết cấu. Chủ thể thực hiện: đơn vị thiết kế; Thời gian: giai đoạn thiết kế.

3. Thi công bơm nhiều lần đối với vật liệu bơm có hạt mịn để bù đắp sự giảm chiều cao ống do quá trình cô kết, đảm bảo chiều cao kè theo yêu cầu. Chủ thể thực hiện: nhà thầu thi công; Thời gian: trong giai đoạn thi công.

4. Ứng dụng mô phỏng phần mềm Plaxis trong đánh giá ổn định công trình kè trên nền đất yếu để điều chỉnh thiết kế phù hợp với điều kiện thực tế. Chủ thể thực hiện: đơn vị tư vấn thiết kế; Thời gian: giai đoạn thiết kế và nghiệm thu.

5. Phát triển nguồn cung vải địa kỹ thuật trong nước nhằm giảm chi phí nhập khẩu và tăng tính chủ động trong thi công các dự án tương lai. Chủ thể thực hiện: các cơ quan quản lý và doanh nghiệp sản xuất; Thời gian: dài hạn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế công trình ven biển và sông ngòi: Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán chi tiết về Geotubes, giúp lựa chọn vật liệu và thiết kế kết cấu phù hợp.

2. Nhà thầu thi công công trình lấn biển, chống xói lở: Tham khảo quy trình thi công, kiểm soát áp lực bơm và các lưu ý kỹ thuật nhằm đảm bảo chất lượng và tiến độ công trình.

3. Các nhà quản lý dự án và cơ quan quản lý xây dựng: Hiểu rõ ưu nhược điểm, hiệu quả kinh tế và môi trường của giải pháp Geotubes để đưa ra quyết định đầu tư hợp lý.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng: Tài liệu tham khảo phong phú về lý thuyết, phương pháp tính toán và ứng dụng thực tiễn Geotubes trong điều kiện đất yếu.

Câu hỏi thường gặp

1. Geotubes là gì và ứng dụng chính của nó trong xây dựng kè biển?
   Geotubes là túi địa kỹ thuật dạng ống được may từ vải địa kỹ thuật dệt cường độ cao, dùng để chứa slurry (cát, đất bùn) nhằm tạo thành kết cấu chống xói lở bờ biển và bờ sông. Ứng dụng chính là làm lõi kè biển, kè sông và đê ngầm, giúp tăng ổn định công trình trên nền đất yếu.

2. Làm thế nào để tính toán áp lực bơm và lực căng vải địa kỹ thuật trong Geotubes?
   Sử dụng phần mềm GeoCoPS dựa trên các tham số như chu vi ống, chiều cao ống, trọng lượng slurry và mực nước bên ngoài để tính toán áp lực bơm cần thiết và lực căng vải theo hai phương chu vi và dọc trục, từ đó lựa chọn loại vải phù hợp.

3. Tại sao cần kiểm soát áp lực bơm slurry trong quá trình thi công?
   Áp lực bơm quá cao có thể làm phá hoại vải địa kỹ thuật, gây rách ống và mất ổn định kết cấu. Áp lực quá thấp không đủ để đạt chiều cao ống thiết kế, ảnh hưởng đến hiệu quả chống xói lở.

4. Geotubes có ưu điểm gì so với các phương pháp kè truyền thống?
   Geotubes thi công nhanh, tận dụng vật liệu tại chỗ, giảm chi phí xây dựng, thân thiện môi trường và phù hợp với nền đất yếu do trọng lượng nhẹ, giảm độ lún công trình.

5. Làm thế nào để xử lý hiện tượng giảm chiều cao ống do cô kết slurry?
   Cần bơm slurry nhiều lần để bù đắp sự giảm chiều cao do cô kết, đặc biệt khi sử dụng vật liệu bơm có hạt mịn. Việc này đảm bảo chiều cao ống đạt yêu cầu thiết kế và duy trì ổn định công trình.

Kết luận

• Geotubes là giải pháp kỹ thuật hiệu quả, thân thiện môi trường và kinh tế trong xây dựng kè biển tại Kiên Giang và các vùng đất yếu phía Nam.
• Phần mềm GeoCoPS và Plaxis là công cụ quan trọng giúp tính toán áp lực bơm, lực căng vải và mô phỏng ổn định công trình, đảm bảo thiết kế chính xác và an toàn.
• Kiểm soát áp lực bơm và lựa chọn loại vải địa kỹ thuật phù hợp là yếu tố then chốt trong thi công Geotubes.
• Giải pháp bơm nhiều lần slurry giúp khắc phục hiện tượng giảm chiều cao ống do cô kết, đảm bảo hiệu quả công trình.
• Đề xuất phát triển nguồn cung vải địa kỹ thuật trong nước và ứng dụng rộng rãi Geotubes trong các dự án kè biển, lấn biển tương lai.

Tiếp theo, các đơn vị thiết kế và thi công nên áp dụng các kết quả nghiên cứu để triển khai thực tế, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng Geotubes trong các điều kiện địa chất khác nhau. Để biết thêm chi tiết và hỗ trợ kỹ thuật, liên hệ các chuyên gia địa kỹ thuật xây dựng hoặc các viện nghiên cứu chuyên ngành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE TÚI DIA KỸ THUẬT (GEOTUBES) 1. Giới thiệu về Geotubes và các ứng dung Geotubes là dạng túi địa kỹ thuật được may thành ống từ vải địa kỹ thuật loại dệt cường độ cao. Dựa trên dé nghi ban đầu của nha thầu ACZ Ha Lan (Van Oord), từ những năm 70 của thế kỷ 20. Từ đó, Geotubes được phát triển hơn nữa bởi TenCate Hà Lan, Nicolon - Mỹ, Emas Kiara - Malaysia.

Công nghệ su dụng túi vai địa kỹ thuật để bơm vật liệu như cát, đất bùn hay vữa xi măng vao trong, tạo nên những kết cầu dạng túi hoặc ống cỡ lớn, được đặt đơn lẻ hay xếp chồng thành những kết cấu thay đê biển, kè bảo vệ bờ đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng và dang có xu hướng ngay càng tăng vì những ưu điểm nỗi trội của nó. Geotubes là những ống có kích thước lớn từ 1,5 — 5m đường kính, chiều dai của ống từ 20 — 50m tùy theo điều kiện thi công. Công nghệ này được quân đội Mỹ (US Army — Adama Engineering Co) cùng với Nieolon Corperation phát triển bền vững với những nghiên cứu khá chuyên sâu từ phát triển cơ sở lý thuyết tính toán, ứng dụng phan tử hữu hạn vào việc thiết kế, thi cong. Geotubes 1a loai ống vải địa kĩ thuật được sử dụng trong các công trình ven bờ biên và bờ sông nhằm bảo vệ mái, bảo vệ đáy, ngăn đất tạo bãi, xây dé chắn sóng, đê biển và đập dùng cho việc san lap va đặc biệt là đê ngầm (submerged sill) thay thé cho vật liệu đá truyền thông trước đây.

Geotubes là một công nghệ mới, khắc phục được những khuyết điểm mà những giải pháp truyền thống trước đây gặp phải. Công nghệ này đã được ứng dụng nhiều ở Mỹ, Đức, Hà Lan, Malaysia, Singapore. Tại Việt Nam, công nghệ Geotubes-6ng vai địa kĩ thuật cũng đã và dang được nghiên cứu ứng dụng dé thay thé vật liệu đá truyền thông trước đây. Khi thi công kè bằng Geotubes vật liệu tại chỗ sẽ được tận dụng dé bơm vào trong ống, công nghệ này cực kỳ hiệu quả cho những dự án lấn biên, chông xói lở, tạo những đảo nhân tạo một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Geotubes được sử dụng dé pha sóng, chống xói lở bờ biển, bờ sông, tạo thành những đập nhân tạo dé chỉnh trị nan dòng chảy của sông. Ngoài ra Geotubes còn được sử dụng trong các dự án lọc nước, nạo vét kênh rạch trong các vùng bi ô nhiễm. Người ta sử dụng những túi chứa băng ống địa kỹ thuật để đựng khối lượng nạo vét kênh rạch. Nước ô nhiễm khi lọc qua ống vải địa kỹ thuật sẽ giữ lại những kim loại nặng, bùn để làm trong nước.

Các công trình đã áp dụng công nghệ Geotubes Công nghệ Geotubes đã được sử dụng ở nhiều nơi nhằm chống xói lở bờ biển ưới tac ung của sóng va dòng chảy. Ngoài các yếu tô về mặt mỹ thuật, các yếu tô về mặt kỹ thuật cũng như tác dụng chống xói lở cũng được đánh giá cao. Đặc biệt biện pháp Geotubes thường được ưu tiên chọn lựa sử dụng cho các khu vực có công trình lân biên. Dự án Amwaj Island được phát triển bang hình thức lắn biển tao đảo nhân tao, tại bờ biển phía Đông Bắc của đảo Muharraq, Bahrain.

Tổng diện tích dự án khoảng 279ha bao gồm khách sạn, resort, trung tâm thương mại, nhà ở. Chi phí đầu tư dự án khoảng 0T tỷ USD được xây dựng từ tháng 7 năm 2002. Dự án có đường bờ bao đê biển khoảng I0km, sử dụng Geotubes cao từ 2,0m — 2,6m để làm lõi kè biển, bên ngoài phủ đá bảo vệ. Geotubes làm bo kè cho dự an lam dao nhán tạo Amwaj Island - Barain Cac công trình trong nước Khu du lịch Làng Tre — Mii Né.

Bãi biến Đồi Dương Phan Thiết. Chống xói lở và cải tạo bãi tắm Khách Sạn Hương Biển, thị tran Dương Đông Phú Quốc, Kiên Giang. Sau khi thi công, tình trạng xói lở đã giảm nhiều, xu hướng bồi cát lên bãi tắm Cửa biển Hoà Duan — Thừa Thiên Huế. Phân tích ưu nhược điểm cia Geotubes trong thiết kế và thi công * Uu điểm + Thi công nhanh chóng so với các loại kè truyền thống trước day, có thé tận dụng vật liệu tại chỗ dé bơm vao trong ống.

Thay thé lõi đê đá so với các loại kè hoàn toàn làm bang đá đồ trước đây, do đó đây là dự án thân thiện với môi trường và tạo cảnh quan tốt. + Ưu điểm rất lớn trong việc cải tạo các bãi tam bị xói lở bang cách kè bờ kết hợp với các đê ngầm phá sóng đặt vị trí xa bờ làm giảm vận tốc dòng chảy chống xói lở. Một số dự án tại Malaysia (Kemaman Beach Nourishment — Terenggaru), Mỹ (Grand Isle Lousiana), Thái Lan (20km bờ biến tại Bangkok) đạt nhiều thành công. Các dự án nêu trên ngay sau khi thi công hoàn thành đúng theo thiết kế và kỹ thuật, sóng giảm, bãi bat đầu có hiện tượng bồi thêm va không còn xói lở.

+ Giá thành rẻ hơn kè thông thường làm hoàn toàn bang đá đồ hay kè bê tông dự ứng lực. + Ứng dụng hiệu quả trên nên đất yếu vì trọng lượng nhẹ hơn so với kè đá đỗ do đó độ lún nhỏ hơn. * Nhược điểm + Thi công dưới nước khá phức tạp trong việc kiểm soát công suất bơm và hình dạng của ống, cũng như lắp đặt ông đúng vị trí. Trong quá trình thi công phải luôn có lực lượng công nhân can chỉnh vi trí thi công.

+ Khi thiết kế Geotubes trên bờ không được để Geotubes tiếp xúc trực tiếp ánh năng mặt trời mà phải có lớp che phủ bên ngoài vì vải địa kỹ thuật không chịu được tia cực tim (UV) lâu ngày, dé giảm chất lượng va gây phá hoại ống. + Đòi hỏi quá trình giám sát thật chặt chẽ trong suốt quá trình thi công lắp đặt. + Hiện nay toàn bộ Geotubes phải nhập từ nước ngoài, do đó ảnh hưởng đến giá thành xây dựng. Giải pháp thi công 1.

Định vị công trình Sử dụng hệ thống máy toàn đạt định vi toàn bộ tuyến kè trên mặt băng. Phân chia các khu vực sử dụng chiều cao và số lượng ống cần bơm theo độ sâu thực tế của từng khu vực. Thiết bị thi công kết hợp nhân công Thiết bị thi công bao gồm: Xà lan, bồn chứa hỗn hợp đất và nước (slurry), máy bơm, máy xúc đất, thuyền, ca nô. Công nhân với bảo hộ lao động làm việc dưới nước, can chỉnh bom, ống trong suốt quá trình thi công.

Trình tự thi công Định vị vị trí cần thi công. Lap đặt b6n chứa trộn hỗn hợp vật liệu bơm + nước. San sảng máy xúc dat dé tiếp vật liệu liên tục trong quá trình bơm. Lap đặt máy bơm có đồng hé do áp lực bơm.

Bơm vật liệu vào ống, giám sát chặt chẽ quá trình thi công nhăm đạt thông số thiết kế mong muốn. Trong thời gian thi công bơm vật liệu vào ống công nhân phải túc trực để cân chỉnh các vị trí họng bơm thăng đứng với chiều dài ống. Thi công xong toàn bộ ống sẽ phủ lớp đá đỗ + lớp bê tông lát bên ngoài nhằm bảo vệ ống Geotubes và chống lại sóng, dòng chảy. Thi công lớp chân khay bang ro đá.

Tiến hành san nên bên trong của dự án. Tiến hành đầu tư xây dựn cơ sở hạ tầng trên bề mặt san lấp. PRESSURE RELIES PORT | 25m | | 2. Trình tự thi công bom Slurry vào trong Ống Hình 1.4, Dinh vi đúng vi trí kè, đưa ống vào vị trí cần thi công, bơm một chiều hỗn hợp vật liệu cát + nước hoặc đất + nước (slurry) từ đầu ống vào trong ống, từ các họng bơm phía trên Geotubes, họng bơm cuối không buột để giảm áp lực bơm vào ống và thoát khí.

Bơm day ống theo thiết kế sau đó buột chặt miệng họng bơm, tiễn hành đến cuối ống. Trong quá trình thi công su dụng bồn trộn hỗn hợp vật liệu bơm (cát, đất) với nước. Bồn sẽ được đồ vật liệu liên tục vào bang xe xúc dat từ dat tập kết trên xà lan. Sử dụng máy bơm nước vào trong bổn để trộn hỗn hop nước dat.

Hỗn hop bơm sẽ được đưa vao trong ống bang máy bơm áp lực cao. Bơm nôi vào bồn trộn hỗn hop để bơm vào ống Geotubes. Bơm có đồng hồ đo dé kiểm soát áp lực trong quá trình bơm vật liệu vào ống nham đảm bảo đúng theo áp lực thiết kế để đạt chiều cao ống mong muốn và không gây phá hoại ống khi quá áp lực.6Máyxúctbỏvàoônliêtụcrogquáìnhbơm 10 Hình 1. Quá trình bom vật liệu vào ng, giữ họng bơm thang đứng Hình 1.

Quá trình thi công Hình 1. Mô ta qua trình bơm vật liệu vào ống, họng bơm được giữ thăng đứng trong quá trình bơm vào ống nhằm đạt áp lực mong muốn, đồng thời áp lực tác dụng lên ống déu sẽ tạo hình dạng ống theo thiết kế. Trong quá trình bom, công nhân phải theo dõi sát vật liệu bơm tại họng bơm vào. 12 a Khehởgiữa haiốngở lớp dưới lấp đầy bằng cát.

Khe hở giữa hai ỗng Geotubes sẽ được lấp đây băng cát để chồng ống thứ ba lên trên tiếp tục thi công tiếp hoan thành chiều cao đê theo thiết ké. Sau khi bơm hoàn thành các ống Geotubes, phủ lớp đá đồ bên ngoai tạo độ dốc mái, đồng thời đây là lớp phủ bảo vệ ống khỏi tia cực tím (UV) khi mực nước hạ thấp. Trọng lượng bé dày các lớp phủ sẽ được tính toán phù hợp theo điều kiện công trình nhằm chống song, vận tốc dòng chảy, xói lở. Sau khi thi công xong lớp đá đồ phủ trên Geotubes, sẽ tiễn hành lắp các cau kiện bé tông lát trên cùng của kè nhăm tao mỹ quan, chong sóng.

Nhận xét Geotubes là một trong những giải pháp được ưu tiên chọn lựa trong xử lý chống xói lở bờ biển và đã được ứng dụng thành công ở một số nơi trên thé giới ké cả trong nước. Hiện tượng xói lở kết hợp với mực nước biển dâng cao là một van đề cấp thiết ở một số tỉnh có bờ biển phía Nam nước ta. Hàng loạt giải pháp ctr tram và đá d6 đã được áp dụng nhưng chưa đạt được hiệu quả cao, do chưa đạt được độ ôn định cần thiết, biện pháp thi công thường phức tạp và khó khăn trong nguồn cung ứng vật liệu. Việc ứng dụng vật liệu (giải pháp) Geotubes trong chống xói lở ở khu vực phố biến đất yếu và kè biển cho khu lẫn biển có thé mang lại một giải pháp hữu hiệu và hợp lý.

Mục tiêu của đề tài luận văn là tổng hợp cơ sở tính toán và áp dụng cho thực tế tai tỉnh Kiên Giang.