Tài liệu Hoàn thiện công tác quản lý chất lượng thi công công trình kè biển phú thọ, tỉnh ninh thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HUỲNH TRỌNG TÚ ĐỀ TÀI: HOÀN THIỆN CÔNG TÁC QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH KÈ BIỂN PHÚ THỌ, NINH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HUỲNH TRỌNG TÚ ĐỀ TÀI: HOÀN THIỆN CÔNG TÁC QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH KÈ BIỂN PHÚ THỌ, NINH THUẬN Chuyên ngành: Quản lý Xây dựng Mã số: 60580302 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. ĐỒNG KIM HẠNH HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực hiện. Các số liệu được sử dụng trong Luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào. Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2018. Tác giả luận văn Huỳnh Trọng Tú i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu, thực hiện luận văn này, Tác giả đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô giáo Khoa Công trình, Trường Đại học Thuỷ Lợi. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS. Đồng Kim Hạnh, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ Tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Quản lý dự án ngành Nông nghiệp thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Ninh Thuận. Công ty cổ phần Tư vấn Xây dựng Công trình Thủy-Bộ (SUDEWAT); Công ty cổ phần Xây dựng Gia Việt đã giúp đỡ Tác giả trong quá trình thu thập số liệu nghiên cứu. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên khích lệ và giúp đỡ Tác giả hoàn thành luận văn nghiên cứu. Luận văn là kết quả của quá trình nghiên cứu nghiêm túc của bản thân, xong do khả năng và trình độ còn hạn chế. Trong khuôn khổ phạm vi đề tài này nên không thể tránh khỏi những thiếu xót. Tác giả luận văn mong nhận được sự quan tâm, đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo và những độc giả quan tâm đến đề tài này. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2018. Tác giả luận văn Huỳnh Trọng Tú ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG KÈ ĐÊ BIỂN............................ 5 1.1. Tổng quan về tình hình công tác thi công Kè đê biển ......................................................... 5 1.2. Tình hình công tác thi công Kè đê biển trên thế giới .......................................................... 5 1.2.1. Hà Lan ...................................................................................................................5 1.2.2. Mỹ ......................................................................................................................7 1.2.3. Nhật Bản ................................................................................................................8 1.2.4. Hàn Quốc ...............................................................................................................8 1.2.5. Các giải pháp thi công chủ yếu bảo vệ Kè đê biển trên thế giới .........................10 1.2.5.1. Đá lát khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn .................................. 10 1.2.5.2. Gia cố mái đê bằng nhựa đường (Bituminous Revetment) ........................................ 10 1.2.5.3. Trồng cỏ bảo vệ ................................................................................................ 11 1.2.5.4. Kết cấu thuỷ công giảm vận tốc xói do sóng tràn ............................................12 1.2.5.5. Công nghệ Kè đê mềm geotube ........................................................................12 1.2.5.6. Kè mỏ hàn .........................................................................................................13 1.2.5.7. Đê phá sóng ngầm từ xa ...................................................................................13 1.2.5.8. Rừng ngập mặn .................................................................................................13 1.2.5.9. Nuôi bãi nhân tạo .............................................................................................. 14 1.3. Tình hình công tác thi công Kè đê biển ta ̣i Viê ̣t Nam ....................................................... 14 1.3.1. Kè đê biển miền Bắc ............................................................................................ 15 1.3.2. Kè đê biển Bắc Trung Bộ ....................................................................................16 1.3.3. Kè đê biển vùng ven biển Trung Trung Bộ .........................................................18 1.3.4. Đê biển vùng Nam Trung Bộ...............................................................................19 1.3.5. Kè đê biển Nam Bộ.............................................................................................. 20 1.4. Thực trạng về chất lượng công trình và các vấn đề an toàn Kè biển ............................... 22 1.5. Những vấ n đề tồ n ta ̣i trong viê ̣c khảo sát, thiết kế, thi công và quản lý Kè đê biển ...... 24 1.5.1. Về công tác khảo sát thiế t kế ...............................................................................24 1.5.2. Về thiế t kế ............................................................................................................25 1.5.3. Về công tác thi công ............................................................................................ 26 1.5.4. Về quản lý sử du ̣ng .............................................................................................. 27 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ........................................................................................................... 27 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CÔNG TÁC QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG KÈ ĐÊ BIỂN ................................................................................................................................ 29 2.1. Tổng quan về quản lý chất lượng và quản lý chất lượng công trình xây dựng ............... 29 2.1.1. Tổng quan về quản lý chất lượng ..................................................................................... 29 2.1.1.1. Khái niệm về quản lý chất lượng .................................................................................. 29 2.1.1.2. Chức năng cơ bản của quản lý chất lượng ................................................................... 30 2.1.1.3. Các phương pháp quản lý chất lượng ........................................................................... 30 2.1.2. Quản lý chất lượng công trình xây dựng ......................................................................... 31 iii 2.1.2.1. Khái niệm về chất lượng công trình xây dựng............................................................. 31 2.1.2.2. Khái niệm quản lý chất lượng công trình xây dựng .................................................... 31 2.1.2.3. Các nguyên tắc đánh giá chất lượng công trình xây dựng .......................................... 32 2.1.2.4. Các nguyên tắc chung trong quản lý chất lượng công trình xây dựng ...................... 33 2.1.2.5. Tình hình quản lý chất lượng xây dựng công trình hiện nay...................................... 33 2.2. Cơ sở pháp lý và các biện pháp kiểm tra giám sát chất lượng công trình xây dựng ...... 35 2.2.1. Hệ thống văn bản pháp luật về quản lý chất lượng công trình xây dựng tại Việt Nam35 2.2.2. Hệ thống Quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam ................................................... 37 2.2.3. Các phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng công trình xây dựng trong quá trình thi công .......................................................................................................................................... 38 2.3. Quản lý chất lượng trong giai đoạn thi công Kè đê biển ................................................... 47 2.3.1. Yêu cầu chung thi công kè gia cố mái ............................................................................. 47 2.3.2. Quản lý chất lượng trong từng giai đoạn thi công kè đê biển........................................ 49 2.3.2.1. Thi công lớp lọc .............................................................................................................. 49 2.3.2.2. Thi công chân kè (Chân khay)....................................................................................... 51 2.3.2.3. Yêu cầu kỹ thuật thi công kè đá..................................................................................... 53 2.3.2.4. Yêu cầu kỹ thuật thi công kè bê tông lát mái ............................................................... 57 2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thi công kè đê biển ............................................ 60 2.3.3.1. Nhóm các yếu tố chủ quan ............................................................................................ 61 2.3.3.2. Nhóm các yếu tố khách quan ........................................................................................ 62 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ........................................................................................................... 63 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP HOÀN THIỆN CÔNG TÁC QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG KÈ BIỂN PHÚ THỌ, NINH THUẬN ................................... 65 3.1. Tổng quan về dự án Kè biển Phú Thọ, tỉnh Ninh Thuận .................................................. 65 3.2. Thực trạng vấn đề quản lý chất lượng thi công của nhà thầu thi công Kè đê biển Phú Thọ, Ninh Thuận .......................................................................................................................... 69 3.2.1. Mô hình quản lý trên công trường ................................................................................... 69 3.2.2. Thực trạng quản lý chất lượng trong từng giai đoạn thi công của Nhà thầu ................ 72 3.2.2.1. Công tác chuẩn bị............................................................................................................ 72 3.2.2.2. Công tác thi công Chân khay ......................................................................................... 74 3.2.2.3. Công tác thi công đúc cấu kiện bê tông lát mái ........................................................... 76 3.2.2.4. Công tác thi công thân kè ............................................................................................... 77 3.2.3. Đánh giá sơ bộ công tác quản lý chất lượng công trình của Nhà thầu ......................... 79 3.3. Những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng thi công Kè đê biển Phú Thọ, Ninh Thuận ............................................................................................................................................. 81 3.3.1. Nguyên nhân khách quan.................................................................................................. 81 3.3.2. Nguyên nhân chủ quan...................................................................................................... 82 3.4. Đề xuất các giải pháp hoàn thiện công tác quản lý chất lượng thi công Kè đê biển Phú Thọ, Ninh Thuận .......................................................................................................................... 86 3.4.1. Giải pháp về công tác thi công chân khay kè .................................................................. 86 iv 3.4.1.1. Giải pháp về công tác lắp đặt ống buy .......................................................................... 86 3.4.1.2. Giải pháp về quản lý kích thước hình học, vị trí công trình ....................................... 90 3.4.2. Giải pháp về công tác đúc cấu kiện bê tông .................................................................... 91 3.4.2.1. Giải pháp về công tác ván khuôn .................................................................................. 91 3.4.2.2. Giải pháp về công tác đổ bê tông cấu kiện ................................................................... 92 3.4.3. Giải pháp về công tác thi công thân kè............................................................................. 96 3.4.3.1. Giải pháp về công tác thi công vải địa kỹ thuật, lớp đệm đá dăm .............................. 96 3.4.3.2. Giải pháp về công tác thi công lắp đặt cấu kiện bê tông đúc sẵn ............................... 98 3.4.4. Giải pháp về công tác tổ chức nghiệm thu và thực hiện nhật ký công trình ................. 99 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ......................................................................................................... 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................................. 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 105 PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................................ 107 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Kè đê biển kết hợp giao thông ở Hà Lan......................................................... 6 Hình 1.2: Kè đê biển Afsluitdijk kết hợp giao thông ở Hà Lan ...................................... 6 Hình 1.3: Sử dụng các khối bê tông dị hình trong xây dựng kè đê biển ......................... 7 Hình 1.4: Một cửa xả nước của đê Saemangeum ............................................................ 8 Hình 1.5: Tuyến đê Saemangeum - Hàn Quốc ................................................................ 8 Hình 1.6: Mái đê phía biển được bảo vệ bởi đá lát khan tại Hà Lan............................. 10 Hình 1.7: Bê tông tự chèn bảo vệ mái đê phía biển ở Anh ........................................... 10 Hình 1.8: Bảo vệ mái đê phía biển bằng nhựa Asphalt kết hợp đá đổ ở Hà Lan .......... 11 Hình 1.9: Giải pháp trồng cỏ trong các ô lưới địa kỹ thuật tổng hợp ............................ 11 Hình 1.10: Bể bê tông trên mái đê bẫy sóng tràn .......................................................... 12 Hình 1.11: Bể tiêu năng trên đỉnh đê ............................................................................. 12 Hình 1.12: Geotube được sử dụng bảo vệ bờ biển tại Ấn Độ ....................................... 12 Hình 1.13: Kè mỏ hàn được sử dụng ở Mỹ ................................................................... 13 Hình 1.14: Mô hình đê phá sóng ngầm bảo vệ bờ biển ................................................. 13 Hình 1.15: Rừng ngập mặn bảo vệ bãi .......................................................................... 13 Hình 1.16: Giải pháp nuôi bãi chống xói lở .................................................................. 14 Hình 1.17: Bản đồ dự báo các vùng ảnh hưởng nước biển dâng ở Đồng bằng Sông Cửu Long ...................................................................................................................... 15 Hình 1.18: Nguy cơ mất ổn định cục bộ mái đê biển tại Hải Hậu - Nam Định ............ 16 Hình 1.19: Sóng tràn gây vỡ đê biển ở Nam Định ........................................................ 18 Hình 1.20: Tuyến đê biển Hậu Lộc ............................................................................... 18 Hình 1.21: Sóng tràn gây vỡ kè đê biển ở Xuân Hải - Phú Yên ................................... 19 Hình 1.22: Sóng đánh làm phá vỡ kết cấu kè đê biển ở đảo Bình Ba - Khánh Hòa ..... 20 Hình 1.23: Đê biển khu vực ấp Vàm Rầy xã Bình Sơn - Kiên Giang bị sạt lở ............. 21 Hình 1.24: Xâm thực, ăn mòn bê tông kè biển .............................................................. 22 Hình 1.25: Mái kè bị lún, sụt ......................................................................................... 23 Hình 1.26: Mái kè bị trượt ............................................................................................. 23 Hình 1.27: Cấu kiện bị bong tróc .................................................................................. 23 Hình 1.28: Mái kè bị phía biển phá hoại ....................................................................... 23 Hình 1.29: Cấu kiện bị đẩy trồi ..................................................................................... 24 Hình 1.30: Cấu kiện bị sụt do mất đất ........................................................................... 24 Hình 2.1: Trải vải địa kỹ thuật trong gia cố mái đơn giản ............................................ 49 Hình 2.2: Các dạng chân khay kè .................................................................................. 52 Hình 2.3: Dạng chân khay kết hợp ................................................................................ 52 Hình 3.1: Bản đồ vệ tinh - Google khu vực kè 3 (Kè thôn Phú Thọ bổ sung). ...................... 65 Hình 3.2: Mặt cắt ngang điển hình kè bờ thôn Phú Thọ. ......................................................... 68 Hình 3.3: Mô hình quản lý trên công trường của Nhà thầu. .................................................... 69 Hình 3.4: Hệ thống kiểm soát an toàn lao động của nhà thầu.................................................. 70 vi Hình 3.5: Mặt bằng bố trí thi công.............................................................................................. 72 Hình 3.6: Nhà ở Ban chỉ huy CT ................................................................................................ 72 Hình 3.7: Mặt bằng đúc và tập kết ống buy............................................................................... 72 Hình 3.8: Mặt bằng đúc và tập kết ống tấm đan........................................................................ 72 Hình 3.9: Năng lực hoạt động nhà thầu thí nghiệm .................................................................. 73 Hình 3.10: Biên bản lấy mẫu vật liệu ......................................................................................... 73 Hình 3.11: Các kết quả thí nghiệm và Giấy chứng nhận chất lượng sản phẩm ..................... 74 Hình 3.12: Trình tự thi công Chân khay .................................................................................... 75 Hình 3.13: Trình tự thi công đúc tấm đan .................................................................................. 77 Hình 3.14: Trình tự thi công trải vãi địa kỹ thuật ...................................................................... 78 Hình 3.15: Trình tự thi công lắp đặt tấm đan............................................................................. 79 Hình 3.16: Sơ đồ thực trạng quản lý chất lượng của Nhà thầu ................................................ 80 Hình 3.17: Hồ sơ hoàn công các công việc xây dựng hoàn thành .......................................... 81 Hình 3.18: Biện pháp thi công chân khay của Nhà thầu .......................................................... 81 Hình 3.19: Các ông buy bị tách xa nhau tại kè biển Phú Thọ và Đông Hải, Ninh thuận đoạn nhà thầu đã thi công ..................................................................................................................... 82 Hình 3.20: Thực tế nhà ở Ban chỉ huy công trình và nhà tập kết vật tư của Nhà thầu .......... 83 Hình 3.21: Mặt bằng công trường rộng rãi và có nhiều cây cối lớn làm ảnh hưởng việc thi công................................................................................................................................................ 84 Hình 3.22: Đá hộc ở các ống buy bị nhiều vị trí thi công chưa đạt yêu cầu kỹ thuật ............ 85 Hình 3.23: Thực tế cách viết nhật ký của Nhà thầu .................................................................. 86 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Đánh giá chất lượng công trình xây dựng trong quá trình thi công và hoàn thành công trình đưa vào sử dụng theo sự quản lý của Nhà nước ..................................................... 38 Bảng 2.2: Đánh giá chất lượng công trình xây dựng theo từng tiêu chí cụ thể ...................... 44 Bảng 2.3: Điều kiện ứng dụng các dạng bảo vệ mái đê ........................................................... 47 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐHTL Đại học Thủy lợi IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers LVThS Luận văn Thạc sĩ QPVN Quy phạm Việt Nam TCN Tiêu chuẩn ngành TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam ix MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Ninh Thuận có đường bờ biển dài hơn 105 km với vùng lãnh hải rộng trên 18.000 Km2. Trong đó có hơn 20 Km đê biển đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mùa màng, tài sản và con người. Tuy nhiên do biến đổi khí hậu, hàng năm chúng ta liên tục phải gánh chịu nhiều cơn bão lớn kết hợp với triều cường ảnh hưởng lớn đến cơ sở hạ tầng ven biển và đời sống nhân dân ven biển. Biến đổi khí hậu đang có ảnh hưởng tiêu cực đến các mặt đời sống ven biển như làm xói lở bờ biển, thu hẹp diện tích, ảnh hưởng tới các ngành nông nghiệp, ngư nghiệp, du lịch, xây dựng, giao thông, các khu công nghiệp, công trình thủy lợi,… Vùng ven biển của tỉnh Ninh Thuận từ Bắc vào Nam gồm huyện Thuận Bắc, Ninh Hải, thành phố Phan Rang-Tháp Chàm, huyện Ninh Phước và Thuận Nam có điều kiện địa lý tự nhiên, tài nguyên môi trường biển rất đa dạng và có hàng loạt các khu du lịch, công trình xây dựng, hệ thông giao thông, cảng biển, khu neo đậu tàu thuyền, các công trình hạ tầng cơ sở của các ngành, lĩnh vực nông nghiệp, thủy lợi, thủy sản, sản xuất muối… nằm tiếp giáp với bờ biển, thậm chí tiếp giáp với mép nước biển. Các vịnh Vĩnh Hy của Tỉnh có vị trí thuận lợi có tiềm năng phát triển du lịch biển, xây dựng các công trình cảng biển, nuôi trồng thủy sản, trồng muối và các dịch vụ khác. Phục vụ cho các hoạt động nói trên, khu vực ven biển của Ninh Thuận có hạ tầng kỹ thuật đang phát triển và đa dạng với nhiều loại hình công trình quan trọng như cảng biển, khu du lịch nghỉ dưỡng, cụm công nghiệp, công trình giao thông,… Các công trình trên là các đối tượng trực tiếp chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong tương lai. Thực trạng đáng lo ngại là xói lở bờ biển Phú Thọ đang diễn ra hết sức khốc liệt, cây cối bị bật gốc rễ, đất đai bị sạt lở hàng ngày. Hiện tượng này mang lại nhiều yếu tố bất lợi, đe dọa nghiêm trọng đến tài nguyên đất quốc gia, sự phát triển của khu ngư dân và khu neo đậu trú bão cho 261 tàu cá của ngư dân tỉnh Ninh Thuận và các Tỉnh trong khu vực. Trong quá trình khảo sát, thiết kế các nhà thầu Tư vấn thiết kế cũng đã tính toán các yếu tố tác động của biến đổi khí hậu, tuy nhiên trong quá trình thi công các nhà thầu chưa đảm bảo công tác quản lý chất lượng công trình một cách tốt nhất. Đối 1 diện với biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng, biến đổi khó lường như hiện nay thì công tác quản lý chất lượng công trình khi thi công cần phải nâng cao hơn nữa. Việc đầu tư nghiên cứu các biện pháp nhằm nâng cao chất lượng cho các tuyến kè biển là rất cấp thiết. Vì vậy, đề tài nghiên cứu các giải pháp để đảm bảo “Hoàn thiện công tác quản lý chất lượng thi công Kè biển Phú Thọ, tỉnh Ninh Thuận” đã được Tác giả lựa chọn để nghiên cứu. 2. Mục tiêu của đề tài: - Nghiên cứu, phân tích các tiêu chuẩn, quy chuẩn, các văn bản pháp lý hiện hành liên quan đến công tác quản lý chất lượng thi công kè đê biển. - Phân tích các nguyên nhân chủ yếu trong quá trình thi công dẫn đến không đảm bảo chất lượng cho công trình. - Đề xuất hoàn thiện các giải pháp đảm bảo chất lượng thi công công trình. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đố i tươ ̣ng nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu về công tác quản lý chất lượng trong quá trình thi công Kè đê biển từ đó hoàn thiện các biện pháp nhằm nâng cao công tác quản lý chất lượng. - Pha ̣m vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu quá trình tổ chức thi công các bộ phận, hạng mục chính Kè biển Phú Thọ, tỉnh Ninh Thuận. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: - Cách tiếp cận: Trên cơ sở vận dụng các quy định của Nhà nước, các quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật trong thiết kế và thi công Kè biển, bên cạnh sự tiếp cận có chọn lọc các công trình nghiên cứu về quản lý chất lượng công trình xây dựng nói chung và Kè biển nói riêng. - Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập các tài liệu liên quan đến hồ sơ dự án, hồ sơ thiết kế công trình và các chỉ dẫn kỹ thuật áp dụng cho công trình đồng 2 thời nghiên cứu hệ thống Quy chuẩn, tiêu chuẩn và các văn bản hiện hành có liên quan đến công tác thi công Kè đê biển. + Phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực tế. 3 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG KÈ ĐÊ BIỂN 1.1. Tổng quan về tình hình công tác thi công Kè đê biển Trong vài thập niên gần đây khí hậu toàn cầu có sự biến đổi mạnh khiến cho ngày càng có nhiều tác động bất lợi đến môi trường sinh thái của Trái đất. Do ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ của bầu khí quyển không ngừng tăng lên, kéo theo các dải băng ở Bắc Cực tan nhanh hơn và dẫn đến hiện tượng nước biển dâng. Cũng liên quan đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu đã khiến cho ngày càng có nhiều dạng thiên tai như: bão, động đất, sóng thần, sạt lở, lũ lụt... xảy ra với diễn biến hết sức phức tạp và khó lường đã gây ra những thiệt hại vô cùng to lớn về vật chất, tính mạng con người và để lại những hậu quả hết sức nặng nề cho sự phát triển kinh tế, xã hội trên phạm vi toàn cầu. Chính vì vậy, xây dựng hệ thống kè đê biển luôn được các quốc gia có biển trên thế giới coi là giải pháp hữu hiệu nhất để phòng, chống và thích nghi với bão lụt, ngăn chặn kiểm soát sự xâm nhập của nước biển và mặn vào nội đồng, vừa là phương thức "Quai đê lấn biển" mở rộng diện tích đất ở và canh tác. Tuy nhiên, tùy thuộc vào các đặc điểm tự nhiên, khí hậu, địa hình và trình độ khoa học kỹ thuật của mỗi quốc gia mà các hệ thống này được phát triển ở những mức độ khác nhau. 1.2. Tình hình công tác thi công Kè đê biển trên thế giới Tổ hợp kè đê biển và các hạng mục khác trong hệ thống công trình phòng chống các hiểm họa do thiên tai gây ra từ biển được các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia có biển quan tâm. Tuy nhiên, tùy thuộc vào đặc điểm tự nhiên, khí hậu, địa hình và trình độ phát triển của mỗi quốc gia mà các hệ thống này được phát triển ở mức độ khác nhau: 1.2.1. Hà Lan Công cuộc xây dựng kè đê biển được bắt đầu từ hơn 800 năm trước và vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. Là một đất nước có đến 2/3 diện tích thấp hơn mực nước biển, người Hà Lan bằng mọi giá bảo vệ sự bền vững của hệ thống đê biển, cuộc đời họ gắn liến với cuộc đấu tranh chống lại ngập lụt do nước biển dâng. Cũng vì đặc điểm này mà người 5 Hà Lan đã trở thành một trong những chuyên gia số một về thuỷ lợi và công trình biển với rất nhiều thành tựu đáng khâm phục. Đê biển được xây dựng sao cho không cho phép nước tràn dưới tác động của sóng bão; kết cấu của đê được đặc biệt quan tâm và được kiểm soát rất chặt chẽ về chất lượng trong quá trình xây dựng thông qua một ủy ban riêng thuộc Nhà nước. Kết cấu thân kè đê: Đê thường có cả cơ ngoài và cơ trong kết hợp giao thông. Tùy theo mức độ quan trọng mà kết cấu của đê cũng khác nhau. Chẳng hạn đê không trực diện với biển thường là đê đất với lõi đất hoặc lõi cát bảo vệ bằng đất sét, ngoài trồng cỏ cả mái trong và mái ngoài, tần suất thiết kế cũng thấp hơn. Đối với những đê trực diện với biển thì lõi không khác so với những đê khác, nhưng nền đê được xử lý và gia cố rất cẩn thận, lớp bảo vệ khá đặc biệt. Đó là các khối bảo vệ có xu hướng chuyển từ dạng “bản” như đang được sử dụng phổ biến hiện nay sang dạng cột để tăng ổn định và dễ sửa chữa khi có sự cố. Kết cấu của đê có xu thế mở rộng với việc bố trí cơ ngoài đủ lớn để chiết giảm tối đa năng lượng sóng leo và sóng tràn đỉnh, đồng thời đó cũng là đường giao thông kết hợp đường sửa chữa, bảo dưỡng đê khi cần thiết. Việc bảo vệ mái ngoài và chân đê cũng được xem là đặc biệt quan trọng trong xây dựng đê biển. Tại những vùng có tác động sóng lớn, bảo vệ mái ngoài đê và chân đê thường được tăng cường bằng lớp vỏ hợp bởi các cấu kiện bê tông đúc sẵn, có thể theo hình thức loại kết cấu tự chèn hoặc các khối hình lập phương (ví dụ như: Tetrapod, Accrepod, Xblock hay Cube), với khối lượng từ vài tấn đến vài chục tấn thả phía bãi trước để triệt tiêu bớt năng lượng sóng trước khi sóng vào đến đê [1]. Hình 1.1: Kè đê biển kết hợp giao thông Hình 1.2: Kè đê biển Afsluitdijk kết hợp giao thông ở Hà Lan ở Hà Lan 6 Đê biển Afsluitdijk (Hình 1.2) là một trong những minh chứng điển hình với tổng chiều dài hơn 32km, rộng 90m, và độ cao ban đầu 7,25m trên mực nước biển trung bình. Công trình này chạy dài từ mũi Den Oever thuộc tỉnh Noord Holland lên đến mũi Zurich thuộc tỉnh Friesland. Điều phi thường là giai đoạn thi công được tiến hành trong khoảng thời gian vẻn vẹn có sáu năm, từ 1927 đến 1933. Sau thảm họa lũ lịch sử năm 1953, chính phủ Hà lan đã quyết tâm xây dựng nghiên cứu đê biển chắn lũ chinh phục dòng nước. Nghiên cứu này kéo dài từ năm 1958 đến năm 1997 với chi phí lên đến hàng ngàn tỉ Guider (đơn vị tiền tệ của Hà Lan). Bốn đập ngăn chính, trong đó có 2 cửa khóa, cùng với những đập phụ đã được dựng lên gần các cửa sông. Điều này làm cho Hà Lan không chỉ nổi tiếng về hoa Tulip, cối xay gió, những đôi giày gỗ... mà còn nổi tiếng bởi những công trình biển vĩ đại hàng đầu thế giới. Theo quan điểm của các nhà thiết kế ở Hà Lan, đê biển được coi là công trình với tần suất thiết kế đặc biệt cao. Với đê thông thường, tần suất thiết kế là 1:1.250; đê đặc biệt quan trọng - 1:10.000, thậm chí cao hơn nữa [1]. Hình 1.3: Sử dụng các khối bê tông dị hình trong xây dựng kè đê biển 1.2.2. Mỹ Hệ thống đê biển ở Mỹ đa dạng hơn do địa hình của Mỹ không giống như Hà Lan. Chính vì vậy, chiến lược phòng chống thiên tai của Mỹ cũng khác dẫn tới kết cấu của đê điều cũng khác. Ngoài những thành phố quan trọng ven biển thì dải bờ biển rộng lớn của nước Mỹ là những khu vực không quá đông dân cư, đất lại rộng nên chiến lược đối với các vùng này là xây dựng cơ sở hạ tầng rất tốt với hệ thống đường giao thông rộng, nhiều làn, nhiều kiểu để khi xảy ra thiên tai, thảm họa thì sơ tán ra khỏi vùng nguy hiểm được nhanh chóng. Kết cấu đê biển ở đây không quá kiên cố như của 7 Hà Lan. Xu thế “tự nhiên” tác động ít nhất tới môi trường cũng là quan điểm phát triển của Mỹ [1]. 1.2.3. Nhật Bản Có hệ thống đê biển khá đặc biệt. Là quốc gia có bốn mặt là biển, thường xuyên xảy ra động đất và sóng thần đe dọa trực tiếp đến sự ổn định của hệ thống đê điều. Nên người Nhật đặc biệt quan tâm tới đê cửa sông và đê biển, mặc dầu đất đai ở đây phần lớn cao hơn mực nước biển. Đê cũng là một công trình đa mục tiêu, trong đó vấn đề giao thông được ưu tiên hàng đầu, chính vì vậy đê biển của Nhật cũng rất chỉnh thể. Công trình điển hình phải kể đến tuyến đê biển bảo vệ đảo nhân tạo Kansai tại thành phố Osaka. Tuyến đê này có chiều dài 13km (dọc theo chu vi sân bay), cao 30m, tùy theo từng đoạn chiều rộng của đê nằm trong khoảng 250 đến 300m. Nền đê là lớp đất sét được gia cố bằng các cọc cát; thân đê bao gồm 3 lớp cát và đá xếp. Phần trên của đê được xây bức tường bằng bê tông toàn khối, phần mái phía biển được bảo vệ bằng khối đá lớn hình chữ nhật và có bố trí các khối có hình dạng lập dị để tiêu hao năng lượng sóng [1]. 1.2.4. Hàn Quốc Ngày 28/04/2010 Hàn Quốc đã khánh thành tuyến đê biển dài nhất thế giới mang tên Saemangeum. Tuyến đê bao quanh một vùng biển có diện tích 401 km2 - bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố Seoul. Với chiều dài 33,9 km, nó nằm giữa biển Hoàng Hải và cửa sông Saemangeum. Đây là một nghiên cứu lớn nhất trong lịch sử xây dựng của Hàn Quốc, Saemangeum được hy vọng sẽ trở thành một "xa lộ kinh tế" để xứ kim chi vươn ra bên ngoài khu vực Đông Bắc Á [1]. Hình 1.4: Một cửa xả nước của đê Hình 1.5: Tuyến đê Saemangeum - Hàn Saemangeum Quốc 8 Song song với chiến lược xây dựng đê biển là vấn đề tìm ra các phương pháp tính toán, xây dựng các mô hình toán, mô hình vật lý để mô phỏng chính xác các dạng tải trọng tác động, xác định nguyên nhân và cơ chế phá hoại đê, kè biển...từ đó tìm ra các giải pháp xây dựng, giải pháp công trình phù hợp với điều kiện cụ thể từng vùng - luôn được các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu và hoàn thiện. Bên cạnh đó, việc ứng dụng công nghệ mới, vật liệu mới để sử dụng vào xây dựng các công trình bảo vệ bờ biển được các nước phát triển như Nga, Mỹ, Nhật, Pháp, Hà Lan…rất coi trọng nhằm nâng cao hiệu quả công trình, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí xây dựng. Một số công nghệ và vật liệu mới sử dụng cho công trình bảo vệ bờ cửa sông, ven biển, hải đảo đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới phải kể đến là [1]: - Vải địa kỹ thuật (Geotextile) được dùng rộng rãi trong xây dựng các ngành khác nhau, giao thông, xây dựng nhà, công trình thuỷ lợi... - Khối phủ mái nghiêng: Tetrapod, Dolos tròn & bát giác, khối vuông chữ H, Seabes… được dùng cho các công trình bảo vệ bờ biển, hải đảo ở các nước Mỹ, Nhật bản, Hàn Quốc… Đây là các khối dị hình có độ ổn định cao, có khả năng phá sóng, giảm chiều cao sóng. - Công nghệ bảo vệ kè bờ bằng thảm đá, rọ đá lõi thép bọc PVC, hay lưới hoàn toàn bằng sợi tổng hợp được dùng ở nhiều nước trên thế giới trong các công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển, taluy chống sạt lở đồi núi, đường giao thông v.v... - Công nghệ bảo vệ bờ bằng thảm bê tông FS của Úc được ứng dụng rộng rãi nhiều nước trên thế giới trong các lĩnh vực như: công tác hộ đê, phòng lũ, bảo vệ bờ sông, bờ biển và hải đảo, đường hầm.... Thảm FS chịu lực kéo lớn, tính ổn định tốt, chống lão hóa, chịu mặn, chịu chua, có khả năng chống và triệt tiêu sóng, chống mất đất do xói mòn, chịu áp lực 30tấn/m2, chịu được sóng lớn, góp phần tạo nên những công trình có chất lượng cao và cảnh quan đẹp. - Công nghệ cọc ván bê tông dự ứng lực của Nhật: với nhiều chủng loại, bêtông có cường độ cao chống rỉ, chống ăn mòn, không bị lão hóa và clo hóa, có khả năng chịu 9