Kết luận:
Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm mƣa nhiều và
địa hình đồi núi phân cắt nhƣ vùng miền núi
Việt Nam thì xẩy ra lũ quét là một quy luật tất
yếu theo định kỳ hàng năm trên các dạng địa
hình đặc trƣng với sức mạnh tàn phá khác nhau.
Nhƣng để chúng gây ra thiệt tính mạng, tài sản
còn tùy thuộc vào nhận thức con ngƣời. Trong
đó, nhận thức về xuất hiện lũ quét chỉ diễn ra
trong thời gian ngắn không quá 6 h trong cả
khoảng thời gian 1 năm và công trình trong
vùng lũ quét phải là nơi trú ngụ an toàn khi xảy
ra lũ quét, cùng với yêu cầu cảnh báo sớm sự
xuất hiện lũ quét, đó là những cở sở mang tính
nguyên tắc để lựa chọn các giải pháp ổn định
cho công trình trong vùng lũ quét
6 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 527 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Ổn định công trình trong vùng lũ quét, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 63
ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH TRONG VÙNG LŨ QUÉT
NGUYỄN THỊ KIM DUNG*
Stability of structures in flash flood areas
Abstract: The article presents some causes and hydrokinetic
characteristics of flood flows and analyzing its effects on stability of
structures in the of flood flows areas. Some solution for preventing loss of
flash flood flows also deals with.
Keywords: work stability under flash flood effects
1. ĐẶT VẤN ĐỀ *
Khi mƣa lớn trên diện rộng, đặc biệt khi xả
lũ của các đập dâng nƣớc ở đầu nguồn mà động
năng dòng chảy trong các rãnh tạm thời các khe
cạn, suối có khả năng cuốn trôi các vật cản trên
dòng sẽ gây thiệt hại tính mạng tài sản. Thực tế
cho thấy trong một số trƣờng hợp lũ quét có sức
tàn phá khủng khiếp và trở thành thảm hoạ tự
nhiên, nhƣ trận lũ quét năm 1998 ở thị xã Lai
Châu (cũ) đã xoá sổ cả bản Mƣờng Lay và khu
vực thị xã, gần đây là thị trấn Mù Căng Chải
(hình1).
Hinh 1. Tai biến lũ quét ở thị trấn
Mù Cang Chải
Nhƣng trong lịch sử phát triển vỏ trái đất và
sự tiến hóa của thế giới sinh vật, lũ quét đã làm
sạch thảm thực vật cũ dành chỗ cho thảm thực
* Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Km10 Nguyễn Trãi, P. Văn uán, Hà Đông, Hà Nội
vật mới mọc lên, mang các chất màu mỡ từ trên
cao xuống thấp tạo ra một lớp phù sa mới giúp
cho thảm thực vật mọc tốt tƣơi hơn với lƣợng
dinh dƣỡng mới. Trong lịch sử, lũ quét còn giúp
cho các thực vật phát tán hạt trôi theo dòng
nƣớc với một khoảng cách rất xa, tạo ra những
thực vật có khả năng nảy mầm nhanh và vòng
sinh trƣởng ngắn cùng với những động vật đặc
biệt thích nghi với lũ quét. Nhƣ vậy, lũ quét là
hiện tƣợng tự nhiên là nhân tố tham gia vào sự
phát triển không ngừng của vỏ Trái đất và thế
giới sinh vật, song cũng là dạng thiên tai mà con
ngƣời luôn phải phòng chống. Do đó, con ngƣời
không thể loại bỏ hoàn toàn lũ quét mà chỉ có
thể thích nghi với chúng. Thực tế cho thấy,
(hình 2a,2b) để tạo ra môi trƣờng sống, nhiều
dân tộc Việt Nam nhƣ: Mƣờng, Thái, Tày với
tập quán canh tác lúa nƣớc thƣờng quần cƣ ở
ven các thung lũng sông suối nơi có nguồn nƣớc
để sản xuất và sinh hoạt từ xa xƣa đã có những
cách thích ứng với lũ quét bằng kết cấu nhà sàn.
Trong xu thế biến đổi khí hậu mang tính cực
đoan, trƣớc nhiều thảm họa về lũ quét sạt lở đất
hiện, nên đã và đang có nhiều công trình nghiên
cứu để giảm thiểu các tác hại của lũ quét, điển
hình nhƣ: bản đồ phân vùng cảnh báo rủi ro lũ
quét của Viện Địa chất Viện Hàn lâm Khoa học
Kỹ thuật Việt Nam, thông qua kết quả nghiên cứu
này có thể lập quy hoạch lãnh thổ để phòng tránh,
hoặc các công bố nghiên cứu kiến trúc về các mẫu
cho nhà vùng lũ quét lở đất của Viện Kiến trúc để
vừa phù hợp với phong tục tập quán vừa có khả
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 64
năng phòng chống lũ quét. Tuy nhiên, nếu xét về
điểu kiện hình thành và đặc điểm tàn phá thì lũ
quét rất đa dạng, nhất là mức độ tàn phá phụ thuộc
vào nhiều yếu tố, trong khi đó yêu cầu buộc phải
sống ở những vũng này vì tập quán sinh hoạt sản
xuất là một đòi hỏi thực tế, đó là vấn đề chƣa
đƣợc xem xét các nghiên cứu đã đƣợc công bố.
Chính vì thể, tƣờng minh về tác dụng lũ quét, đề
xuất tính toán đánh giá và các biện pháp phòng
chống là những nội dung cần bàn bạc.
Hình 2a. Bản người Tày Hình 2b. Bản người Mường
2. TÁC DỤNG CỦA LŨ QUÉT LÊN CÔNG
TRÌNH VÀ CÁC VẤN ĐỀ MẤT ỔN ĐỊNH
CÔNG TRÌNH TRONG VÙNG LŨ QUÉT
2.1, Đặc điểm chung của lũ quét
Lũ quét đƣợc hình thành khi một khối lƣợng
nƣớc khổng lồ đƣợc mang đến bởi những
cơn mƣa dông, bão hay bão nhiệt đới hoặc
cũng có thể do một lƣợng lớn băng tuyết trên
núi tan chảy một cách đột ngột. Nó cũng có thể
đƣợc hình thành khi đập bị vỡ hay xả lũ đập
một cách vội vàng với khối lƣợng xả hàng
ngàn mét khối/giây (số lƣợng để tạo thành lũ
quét còn tùy vào độ rộng và độ dốc của con
sông bên dƣới đập).
Vì lũ quét là hiện tƣợng di chuyển của một
khối nƣớc khổng lồ từ cao xuống thấp với tốc
độ ngày càng tăng cũng nhƣ sức tàn phá ngày
càng lớn tùy thuộc vào độ dài, dốc cũng nhƣ sự
"trơn láng" của quãng đƣờng mà nó đi (những
nơi nhƣ núi và đồi không có cây lũ quét sẽ xuất
hiện thƣờng xuyên do không có gì để chặn dòng
nƣớc), nó sẽ gây ra thiệt hại cực kỳ nghiêm
trọng cho những nơi mà nó đi qua. Với tốc độ
cao và khối lƣợng lớn nó có thể cuốn trôi nhà
cửa, cây cối... gần nhƣ mọi thứ trên đƣờng đi.
Hiện tƣợng lũ quét thƣờng thấy ở những nơi gần
nơi có độ dốc nhƣ dƣới chân đồi núi, hay ở
trong thung lũng. Mặc dù mạnh và sức tàn phá
cao nhƣng lũ quét thƣờng không xảy ra lâu hơn
sáu tiếng.
Khi đƣờng thoát nƣớc của lũ quét bị chặn (do
đê hay các công trình lớn dù nó không bít hết
dòng chảy) nên khối lƣợng nƣớc khổng lồ với
tốc độ cao bị dội ngƣợc lại thành một vòng
trƣớc khi có thể chảy tiếp cũng làm cho mực
nƣớc dâng nhanh hơn và nguy hiểm hơn. Do
khối lƣợng nƣớc bị dội lại sẽ va vào khối lƣợng
nƣớc đang đổ về gây ra nhiều xoáy nƣớc nhấn
chìm mọi thứ, các xoáy nƣớc này cũng có thể
hình thành dƣới mặt nƣớc sẽ rút mọi thứ xung
quanh nó vào nên ngay cả khi có áo phao ngƣời
bị rơi vào loại lũ này vẫn có thể bị nhấn chìm
(dễ nhìn thấy nhất hiện tƣợng này khi lũ quét
tràn vào thành phố hay khu dân cƣ xây sát
nhau) gây rất nhiều khó khăn cho việc cứu hộ.
Đi cùng lũ quét có thể có nhiều trận lở
đất, trƣợt bùn cùng những thứ mà nó cuốn theo
khiến cho lũ quét càng trở nên nguy hiểm khi
mà khối lƣợng di chuyển không chỉ có nƣớc mà
thƣờng có lũ bùn đá (hinh 3).
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 65
Lũ quét có thể xuất hiện trên diện rộng nhƣng
diện tích lũ quét càng rộng thì mức tàn phá sẽ
càng kém do khối lƣợng nƣớc bị phân tỏa ra chứ
không tập trung gây thiệt hại. Nhƣng lũ quét
không xuất hiện ở khu vực đồng bằng hay có sông
lớn. Vì ở khu vực đồng bằng không có độ dốc cho
nƣớc chảy hoặc rất ít khiến cho nƣớc từ cao đổ
xuống bị mất tốc độ chỉ có thể gây ngập chứ
không cuốn đƣợc bất cứ thứ gì. Còn ở khu vực có
sông lớn cũng giống nhƣ ở đồng bằng con sông sẽ
nhận và điều tiết lƣợng nƣớc này nếu quá nhiều
thì sông sẽ tràn bờ gây ra những đợt lũ thông
thƣờng chứ không tạo thành lũ quét vì nƣớc di
chuyển với tốc độ chậm hơn nhiều so với lũ quét.
Hình 3. Lũ bùn đá xẩy ra ở Hà Giang
Tóm lại, lực tác dụng của lên công trình do lũ
quét gây ra là xuất phát từ áp lực thủy động theo
phƣơng của dòng lũ, nhƣng diễn biến của lực
tác dụng vô cùng phức tạp, phụ thuộc vào nhiều
yếu tố lảm phức tạp hóa các vấn để ổn định
công trình. Để tƣờng minh các vấn đề ổn định
công trình trong vùng lũ quét, lũ quét đƣợc phân
loại theo đặc điểm hình thái
2.2. Các hình thái của lũ quét ở Việt Nam
Dựa trên sự đồng nhất một số đặc điểm tác
dụng lũ quét, lũ quét ở Việt Nam đƣợc phân loại
theo các hình thái sau:
- Lũ quét nghẽn dòng là loại hình lũ xảy ra
với cƣờng suất và vận tốc lũ tƣơng đối lớn, biên
độ lũ với độ sâu ngập lụt lớn và mang theo rất
nhiều vật chất khác nhau (rác rƣởi, bùn cát).
Lũ đƣợc hình thành trên thung lũng sông mở
rộng, trũng giữa núi hoặc cánh đồng Karst do
dòng nƣớc lũ bị tắc nghẽn (với nhiều nguyên
nhân) sinh ra. Có thể kể ra các trận lũ quét
nghẽn dòng xảy ra tại TP Điện Biên Phủ (1996),
TX Sơn La (1989), trên suối Nam Cƣờng (Bắc
Cạn, 1981), TX Lạng Sơn (1986), Hƣơng Khê,
Hƣơng Sơn (Hà Tĩnh, 2002, 2007), nhiều trận lũ
quét xảy ra ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
- Lũ quét sƣờn là loại hình lũ với tốc độ dòng
chảy rất lớn, lên xuống nhanh mang theo nhiều
vật chất của sƣờn (Flash flood). Lũ quét sƣờn
xảy ra chủ yếu trên sƣờn dốc tại các vùng tập
trung nƣớc mặt. Các trận lũ quét sƣờn đã xảy ra
ở Quảng Ninh, Hoàng Liên Sơn, Bắc Trung Bộ.
- Lũ bùn đá (mudflow, debrisflow) là một
loại hình lũ quét sƣờn đặc biệt với dòng nƣớc có
lƣợng vật chất đậm đặc bùn đá và động năng
lớn. Lũ bùn đá phát sinh từ thƣợng nguồn các
suối nhỏ, hầu hết là phụ lƣu bậc I, II, nơi đất đá
bị trƣợt lở mạnh và tuôn chảy ra các cửa suối.
Có thể kể ra những trận lũ bùn đá lớn đã xảy ra
tại TT Mƣờng Lay (Lai Châu, 1996), Du Tiến
(Hà Giang, 2004),... Theo phân loại truyền
thống, chỉ khi mật độ đất đá trong dòng nƣớc
lớn hơn 60%, mới gọi là lũ bùn đá.
- Lũ quét hỗn hợp là loại hình lũ xảy ra vận
tốc dòng chảy lớn, cƣờng suất lũ rất lớn chiều
sâu ngập tƣơng đối lớn. Lũ quét hỗn hợp có đặc
trƣng trung gian của lũ quét nghẽn dòng và lũ
quét sƣờn. Đây là loại hình lũ quét xảy ra phổ
biến ở miền núi và thƣờng gây ra tổn thất lớn về
ngƣời và của. Có thể kể ra các trận lũ quét hỗn
hợp tại Quân Cây (Thái Nguyên, 1969); Nậm
Cuổi (2000); xã Trƣờng Sơn (Quảng Bình,
1993).... Một đặc điểm cơ bản là lũ quét hỗn
hợp xảy ra trên trũng giữa núi kích thƣớc vừa và
nhỏ hoặc thềm tích tụ nằm trên sông có độ dốc
lớn. Chú ý rằng từ lũ quét hỗn hợp ở đây khác
với lũ quét hỗn hợp mà nhiều nhà nghiên cứu
cho rằng nó là hỗn hợp của lũ quét và lũ bùn đá.
Từ các hình thái lũ quét, cho thấy với các
công trình ở vũng lũ quét có 2 vấn đề chính liên
quan đến mất ổn định công trình là mất ổn định
kết cấu thân công trình và mất ổn định nến
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 66
móng công trình. Trong đó, các mất ổn định có
đặc điểm phân biệt là
Mất ổn định kết cấu công trình là mất ổn
định của kết cấu khung, tƣờng chịu lƣc bởi
nguyên nhân trực tiếp là dòng lũ, hoặc khối bùn
đá trên gây ra. Trong khi đó phần nền móng
công trình vẫn ổn định.
Mất ổn định phần nền móng (hình 5) là mất ổn
định lật do lực ngang của dòng lũ và khối bùn đá
sau lƣng tƣờng và mất ổn định trƣợt do xói của
dòng lũ dƣới chân mái ta luy hoặc sự giảm bền của
khối trƣợt cùng với sự xuất hiện áp lực thủy động.
Nhƣ vậy, đề kiểm toán ổn định trong thiết kế
công trình nếu phải tính toán kiểm tra kết cấu
thì ngoài các tổ hợp tải trọng thông thƣờng phải
xét đến tải trọng ngang của dòng lũ, đặc biệt với
phần móng công trình phải xét trong đến khả
năng giảm bền của đất nền. Mặt khác các vấn đề
đƣợc đề cập cũng chính là là cơ sở để đề ra các
nhiệm vụ khảo sát thủy văn và địa kỹ thuật cho
công trình xây dựng ở vùng lũ quét.
3. CƠ SỞ TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ ỔN
ĐỊNH CÔNG TRÌNH TRONG VÙNG LŨ
QUÉT DO MƢA BÃO
3.1. Phƣơng trình lý thuyết tổng quát biểu
diễn các mối quan hệ của áp lực dòng lũ
- Phƣơng trình cân bằng nƣớc
)( uzxQ b (1)
Trong đó, Q lƣu lƣợng lũ
zb lƣợng bốc hơi trong lƣu vực, nhƣng vô
cùng nhỏ trong khoảng thời gian xẩy ra lũ quét
u lƣợng thấm
x lƣợng nƣớc mƣa nƣớc mặt mƣa trên diện tích
lƣu vực, càng phía dƣới hạ lƣu diện tích lƣu vƣc
càng lớn Khi đó x phụ thuộc vào lƣợng nƣớc.
- Phƣơng trình cân bằng ổn định công trình
do tác dụng của dòng lũ.
Nguyên lý Bernoulli phát biểu rằng, trong một
dòng chảy ổn định, tổng mọi dạng năng lƣợng
trong chất lƣu dọc theo đƣờng dòng là nhƣ nhau
tại mọi điểm trên đƣờng dòng đó. Điều này có
nghĩa tổng động năng, thế năng và nội năng phải
là hằng số. Do đó một sự tăng vận tốc của chất
lƣu - hàm ý sự tăng ở cả áp suất động lực và
động năng - diễn ra đồng thời với sự giảm (theo
tổng của) áp suất tĩnh, thế năng và nội năng. Nếu
chất lƣu chảy ra khỏi một nguồn, tổng mọi dạng
năng lƣợng sẽ là nhƣ nhau trên mọi đƣờng dòng
bởi vì trong nguồn năng lƣợng trên một đơn vị
thể tích (tổng áp suất và thế năng hấp dẫn ρ g h)
là nhƣ nhau ở khắp nơi.
const
P
gz
V
2
(2)
Trong đó: V vận tốc của dòng chất lỏng tại
điểm trên đƣờng dòng,
g là gia tốc trọng trƣờng,
Z là cao độ của điểm so với một mặt phẳng
tham chiếu, với giá trị dƣơng của
z-hƣớng lên trên – ngƣợc chiều với hƣớng
của vectơ gia tốc trọng trƣờng,
là mật độ tại mọi điểm trong chất lỏng.
P là áp suất tại điểm đó,
Nếu xét trên mặt cắt vuông góc với lòng
sông, với giả thiết toàn bộ nƣớc ở lƣu vực chảy
qua mặt cắt đó thì từ biểu thức (1) và (2) ta có:
conts
P
gz
F
uzxP
gz
F
Q b
2
)(
2
(3)
Từ (3) có thể đánh giá áp lực P theo phƣơng
dòng chảy lên một điểm M cố định trên mặt cắt
ở trong dòng bằng vận tốc trung bình giữa các
điểm trên mặt căt theo biểu thức:
0
2
)(
Pgz
F
uzx
P b
(4)
Biểu thức (4) là phƣơng trình lý thuyết tổng
quát mô tả mối quan hệ giữa áp lực lực dòng
chảy với lƣợng mƣa, lƣợng bốc hơi, thấm trên
diện tích lƣu vực và mật độ dòng chảy
Trong đó:
zb- lƣợng bốc hơi trong lƣu vực, nhƣng vô
cùng nhỏ trong khoảng thời gian xẩy ra lũ quét
u- lƣợng thấm
x- lƣợng nƣớc mƣa nƣớc mặt mƣa trên diện
tích lƣu vực, càng phía dƣới hạ lƣu diện tích lƣu
vƣc càng lớn Khi đó x phụ thuộc vào lƣợng nƣớc
F- Diện tích tiết diện dòng chảy chứa điểm M
g- gia tốc trọng trƣờng,
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 67
Z- cao độ của điểm so với một mặt phẳng
tham chiếu, với giá trị dƣơng của z-hƣớng lên
trên – ngƣợc chiều với hƣớng của vectơ gia tốc
trọng trƣờng,
- mật độ tại mọi điểm trong chất lỏng.
P0- áp lực xác đinh ở một mặt cắt nào đó trên
dòng chảy đó có cao độ Z0>Z
Biểu thức (4) là cơ sở đánh giá tác dụng lên
các kết công trình nằm trên dòng chảy và đánh
giá khải năng xói lở bờ của dòng chảy
3.2. Dự báo xói lở bờ
- Phƣơng trình cân bằng ổn định xói lở:
Theo E.V Santxer, điều kiện cân bằng của
một hạt cấu tạo bờ dƣới tác dụng của dòng chảy
đƣợc mô tả tổng quát bởi biểu thức lý thuyết:
Pcd= = f(G-Pdn) +C (5)
Trong đó, Pch – áp lực nƣớc chính diện của
dòng chảy
- ứng suất tiếp
f- hệ số ma sát
G- trọng lƣợng
Pdn- lực đẩy nổi bằng trọng lƣợng của thể tích
nƣớc mà hạt chiếm chỗ.
C- lực dính của hạt đới với bờ.
Trong biểu thức này,Pcd = P. sinα với α là
góc hợp bởi phƣơng dòng chảy trung bình với
phƣơng dòng chảy chính diện. Thay Pcd = P.
sinα vào biểu thức( 4) điều kiện cân bằng ổn
định đƣợc biến thành biểu thức:
0
2
)(
sin Pgz
F
uzx
P b
(6)
Từ (6) và (5) có biểu thức
0
2
)(
sin)C+ Pdn)-(f(G Pgz
F
uzx b
(7)
Biểu thức (7) biểu diễn về mặt lý thuyết về mối
quan hệ của các chỉ tiêu dòng chảy, các chỉ tiêu
đất nền khi bắt đầu xảy ra xói do tác dụng dòng
chảy. Qua đó cho thấy nguy cơ xói lở bờ càng lớn
khi mƣa đầu nguồn càng lớn và mặt căt dòng chảy
qua điểm đó càng nhỏ. Tuy nhiên, xác định đƣợc
các chỉ tiêu đó là vô cùng phức tạp nên việc áp
dụng biểu thức để tính toán chính xác là không
phù hợp với độ tin cậy. Mặt khác thực tế cho thấy,
bên cạnh xói bở còn có sạt lở bờ. Xói mòn sông là
việc loại bỏ trực tiếp của các hạt đất do nƣớc chảy.
Tốc độ xói mòn dòng sông đƣợc xác định bằng cả
lực của nƣớc chảy (ví dụ dòng chảy nhanh hơn
bằng lực nhiều hơn) và khả năng chống xói mòn
của vật liệu nằm ở bên bờ (ví dụ đất sét thƣờng có
khả năng chống xói mòn cao hơn cát). Sạt lở xảy
ra khi trọng lƣợng của một dòng sông lớn hơn sức
mạnh của đất, khiến bờ sụp đổ. Quá trình này phụ
thuộc vào một số yếu tố bao gồm cƣờng độ bên
trong của đất (ví dụ đất sét so với cát), hàm lƣợng
nƣớc trong đất và thảm thực vật. Xói mòn đáy và
sạt lở là 2 quá trình nối tiếp và đan xen nhau. Xói
mòn ở đáy của bờ tạo ra một góc bờ dốc hơn hoặc
các khối đất nhô ra không ổn định hơn và có khả
năng sụp đổ. Các quá trình này bao gồm các chu
kỳ làm ƣớt và làm khô hoặc đóng băng và tan
băng làm suy yếu bờ đất và làm cho nó dễ bị xói
mòn hơn. Một hình thức xói mòn bổ sung đƣợc
gọi là xói mòn thấm. Điều này xảy ra khi nƣớc
ngầm chảy ra từ một dòng suối với lực đủ mạnh
để làm xói mòn vật liệu trên bờ. Xói mòn thấm có
thể đƣợc gọi là một "đƣờng ống" vì một hệ thống
"đƣờng ống" đất của đất sét bị xói mòn.
Tóm lại, qua các biểu thức của phƣơng trình
cân bằng cho thấy lực tác dụng của dòng chảy lũ
vào công trình cùng nhƣ 2 bờ của dòng chảy
phụ thuộc vào nhiều các thông số, trong đó mỗi
thông số lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác,
thậm chí còn biến đổi theo cả không gian và
thời gian. Do đó, để đánh giá đƣợc lực tác dụng
của dòng lũ lên công trình và khả năng xói lở bờ
phụ thuộc chặt chẽ vào kết quả khảo sát thủy
văn, đia kỹ thuật, trong đó không thể thiếu các
tài liệu và kết quả quan trắc
4. CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CÔNG
TRÌNH TRONG VÙNG LŨ QUÉT
Vùng lũ quét là vùng địa hình phân cắt có
khả năng hội tụ nƣớc mƣa, nƣớc mặt vào dòng
chảy lƣu lƣợng lớn vận tốc lớn. Điều đó cho
thấy, trong vùng lũ quét vẫn có các địa điểm
không trực tiếp chịu tác dụng của lũ quét. Hơn
nữa lũ quét chỉ diễn ra trong khoảng thời gian
nhất định thƣờng không quá 6 h. Do đó xét về
ổn định công trình do tác dụng lũ quét có các
biện pháp mang tính nguyên tắc có bản đƣợc lự
chọn theo thứ tự ƣu tiên nhƣ sau:
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 68
- Chọn địa điểm xây dụng trên vùng địa hình
bằng phẳng cao hơn mực nƣớc lũ cao nhất của
khu vực.
- Loại bỏ các yếu tố để hội tụ các điều kiện
hình thành lũ quét, nhƣ khơi thông dòng chảy,
trồng cây gây rừng
- Tạo các bẫy lũ quét vào những vị trí không
ảnh hƣởng đến ổn định công trình nhƣ các hồ
treo trong các hốc Karst
- Nếu các giải pháp trên không thể thực hiện
đƣợc thì tùy thuộc vào vị trí của công trình trong
dòng lũ sẽ có các giải pháp đƣợc lựa chọn nhƣ sau:
Đối với các công trình ở trong dòng lũ, lựa
chọn kiến trúc nhà từ 2 tầng đến 3 tầng, trong đó
kết cấu chịu lực cho tầng 1 (tầng trệt) là khung
bê tông cốt thép không tƣờng bao, các tầng trên có
thể kết cấu tƣờng chịu lực để giảm chi phí. Các
cột tầng 1 có tiết diện ngang hình tròn liên kết
ngàm với móng. Móng công trình làm bằng vật
liệu bê tông cốt thép hoặc đá xây và cao trình đỉnh
móng thấp hơn cốt tự nhiên, sao cho trọng lƣợng
của móng và chiều sâu cũng nhƣ kích thƣớc bản
móng đủ để đảm bảo ổn định dƣới tác dụng lật
công trình và tải trọng đứng của công trình.
Đối với các công trình trên bờ của dòng chảy:
Trong trƣờng hợp này tác dụng của dòng chảy có
thể gây xói lở bờ phụ thuộc vào đặc điểm cơ lý
của đất đá ven bờ. Nếu ven bờ cấu tạo từ đất
phong hóa dày thì giải pháp nền móng của công
trình phải giải quyết vấn đề trƣợt lở bờ. Do đó giải
pháp móng trong trƣờng hợp này là móng cọc.
Nếu công trình nằm tƣơng đối xa bờ thì gia cố bờ
bằng kè là giải pháp hợp lý về mặt kinh tế.
Đối với công trình liền kề các ta luy có khả
năng xuất hiện lũ quét: Trong trƣờng hợp này tác
dụng lũ quét đến mất ổn định công trình là gián
tiếp thông qua sự hình thành khối trƣợt ta luy.
Chính khối trƣợt này sẽ tác dụng lên các kết cấu
thân công trình và gây sụp đổ. Thực tế cho thấy
các thiệt hại tính mạng và tài sản trong trƣờn hợp
này khá phổ biến trong vùng lũ quét. Do đó giải
pháp ổn định mang tính nguyên tắc trong trƣờng
hợp này là loại bỏ các yếu tố gây ra khối trƣợt
hoặc hạn chế ảnh hƣởng của khối trƣợt đến công
trình, có thể thấy một biện pháp cụ thể nhƣ sau:
bao phủ bề mặt bằng thảm thực vật; xây dựng hệ
thống rãnh thu nƣớc trên mặt để chủ động đƣa
nƣớc ra khổi vùng ảnh hƣởng; đặt neo, đinh đất
chống trƣợt; tƣờng kè ta luy Lựa chọn biện
pháp nào trong số các biện pháp đã nêu sẽ tùy
thuộc chiều cao và đặc tính cơ lý đất đá ở ta luy.
Kết luận:
Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm mƣa nhiều và
địa hình đồi núi phân cắt nhƣ vùng miền núi
Việt Nam thì xẩy ra lũ quét là một quy luật tất
yếu theo định kỳ hàng năm trên các dạng địa
hình đặc trƣng với sức mạnh tàn phá khác nhau.
Nhƣng để chúng gây ra thiệt tính mạng, tài sản
còn tùy thuộc vào nhận thức con ngƣời. Trong
đó, nhận thức về xuất hiện lũ quét chỉ diễn ra
trong thời gian ngắn không quá 6 h trong cả
khoảng thời gian 1 năm và công trình trong
vùng lũ quét phải là nơi trú ngụ an toàn khi xảy
ra lũ quét, cùng với yêu cầu cảnh báo sớm sự
xuất hiện lũ quét, đó là những cở sở mang tính
nguyên tắc để lựa chọn các giải pháp ổn định
cho công trình trong vùng lũ quét
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] V.D Lômtadze. Địa chất động lực công
trình 1982 (bản dich tiếng Nga) NXB KH&KT
[2] Ibada-Zade Iu. A., Kiacbeili T.H. 1966,
Biến hình lòng sông (tiếng Nga),Ba