Giải pháp đề cập đến các cấu kiện bê tông đúc sẵn để lắp đặt tại các đê biến hoặc tại bờ sông, hồ với mục đích tăng cường ổn định công trình và để xây dựng công trình thủy lợi, công trình bờ cảng đường sông, các đê quai trong công trình lấn biển, cấu kiện lắp ghép bảo vệ sông hồ và đê biển có bề mặt đỉnh cấu tạo loe rộng tạo thành đường giao thông nội bộ, vừa tạo cảnh quan trang trí cho công trình hồ sinh thái, điều tiết và điều hòa.
Tình trạng kỹ thuật của giải pháp hữu ích
Hiện nay, trong xây dựng các công trình bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển, kè bảo vệ mái dốc, mái bờ sông, mái kênh mương phục vụ nông lâm nghiệp tại Việt Nam chủ yếu sử dụng loại kè được thi công tại chỗ theo các giải pháp truyền thống, sử dụng nhiều loại kết cấu như: kè tường chắn rọ đá hộc, cọc cừ, đổ bê tông tại chỗ, ống buy, bao cát...w„ Các công trình này chịu ảnh hưởng trực tiếp nước biển như sóng, nước biển dâng, gió, dòng vận chuyển bùn cát dọc bờ, dòng chảy ngầm, nền đất yếu và bị ăn mòn, xâm thực, xói lở trong môi trường biển.
Các giải pháp truyền thống trong thiết kế cấu tạo thiên về kết cấu “cứng”. Thực tế dễ xảy ra rủi ro phá vỡ kết cấu do sạt lở, xói mòn, lún sụt cục bộ; khả năng chống xâm thực bị hạn chế; chi phí đầu tư xây dựng cao; tuổi thọ công trình thấp; thi công trong điều kiện thuỷ triều lên xuống, sóng biển dồn dập không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, khó kiểm soát chất lượng và tiến độ công trình. Do đó, việc thi công đổ bê tông thủ công tại chỗ là rất khó để thực hiện đảm bảo yêu cầu chống ăn mòn, xâm thực bê tông cốt thép; việc thi công chưa thực hiện đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật của thiết kế; kinh phí duy tu, sửa chữa lớn và khó khăn trong biện pháp thực hiện dẫn đến không chủ động được tiến độ dự án và chất lượng công trình. Các công trình theo mô hình nước ngoài chưa phổ biến và giá trị đầu tư rất lớn, việc khắc phục hậu quả khi xảy ra sự cố, duy tu sửa chữa phức tạp, đòi hỏi kinh phí thực hiện cao.
Đã biết sáng chế được cấp bằng độc quyền số 15097 có tên “Cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển” của cùng người nộp đơn với đơn này đã giải quyết được phần nào các vấn đề nêu trên, tuy nhiên cấu kiện này có cấu tạo thu nhỏ dần từ đáy lên đỉnh, dẫn đến bề măt cấu kiện có tiết diện chưa hợp lý, khó liên kết với các công trình phụ trợ va không tạn dụng làm đường giao thông nội bộ phục vụ duy tu, sửa chữa kết hợp tham quan công trình.
Vì vậy, cần có một giải pháp công' nghệ mới có khả năng khắc phục những nhược điểm trên để đưa vào áp dụng phù họp thực tế với điều kiện địa chất, thủy văn công trình của từng địa phương nơi triển khai dự án.
Bản chất kỹ thuật của giải pháp hữu ích
Mục đích của giải pháp hữu ích là đề xuất cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển có bế mặt đỉnh cấu tạo loe rộng tạo thành đường giao thông nội bộ, vừa tạo cảnh quan trang trí cho công trình hồ sinh thái, cụ thể như sau:
cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển bao gồm các môđun cấu kiện được liên kết với nhau theo chiều dài công trình, mỗi môđun cấu kiện có dạng khối rỗng bằng bê tông liền khối tạo bởi phần mặt trên, phần mặt trước, phần mặt sau, hai phần mặt bên và mặt đáy để hở, phần mặt trên có lỗ chờ (2) để bom vật liệu (12) chèn vào phần bên trong thân cấu kiện, lỗ chờ này cũng là nơi liên kết cấu kiện lắp ghép với các công trình phụ trợ tạo thành đường giao thông nội bộ phục vụ duy tu, tham quan công trình, hai phần mặt bên được thiết kế mối nối (4) để liên kết hai môđun cấu kiện với nhau. Các môđun cấu kiện được liên kết với nhau bằng mối nối là các rãnh lõm và gờ lồi tương ứng sao cho các môđun có thể ăn khóp với nhau liên tiếp dọc theo chiều dài công trình;
theo một phương án thực hiện khác của giải pháp hữu ích, bề mặt đỉnh cấu kiện được liên kết với phần giằng đỉnh (9) loe rộng ra tạo thành đường giao thông nội bộ phục vụ duy tu, sửa chữa, tham quan công trình.
theo một phương án thực hiện khác của giải pháp hữu ích, bề mặt cấu kiện có các gân tăng cường (8) giúp gia tăng độ cứng cấu kiện, chống đỡ ngoại lực tác động vào công trình.
Cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển sử dụng công nghệ vật liệu bê tông thành mỏng sử dụng vật liệu cốt sợi phi kim: sợi polypropylen (PP); sợi polyeste (PES); sợi polyetylen (PE); sợi thủy tinh dạng thanh (Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP)); sợi thủy tinh dạng thanh (Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP)) kết hợp sợi polypropylen (PP); sợi thủy tinh dạng thanh (Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP)) kết họp sợi polyeste (PES); sợi thủy tinh dạng thanh (Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP)) kết hợp sợi polyetylen (PE). cốt phi kim có đặc tính không làm gia tăng trọng
lượng riêng bê tông, tăng cường khả năng chịu lực của bê tông, giảm co ngót, giảm nứt và chống thấm tốt, chống chịu ăn mòn hóa học tốt, giúp cho bê tông dễ dàng thích ứng với sự biến động mạnh của nhiệt độ môi trường.
Mô tả vắn tắt các hình vẽ
Các ưu điểm của giải pháp sẽ được thể hiện rõ ràng hem qua phần mô' tả sau đây có dựa vào các hình vẽ, trong đó:
Hình 1 là hình vẽ phối cảnh cấu kiện lắp ghép theo một phưong án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Hình 2 là hình vẽ mặt bằng cấu kiện lắp ghép theo một phưcmg án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Hình 3 là hình vẽ mặt trước của cấu kiện lắp ghép theo một phưcmg án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Hình 4 là hình vẽ mặt sau của cấu kiện lắp ghép theo một phưong án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Hình 5 là hình vẽ mặt cắt A-A trên Hình 1 của cấu kiện lắp ghép theo một phưong án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Hình 6 là hình vẽ bằng phần giằng đỉnh của cấu kiện lắp ghép theo một phương án thực hiện của giải pháp-hữu ích.
Hình 7 là hình vẽ mặt cắt A-A trên Hình 6 của phần giằng đỉnh cấu kiện lắp ghép theo một phương án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Hình 8 là hình vẽ mặt cắt hoàn thiện khi lắp ghép bộ phần giằng đỉnh với cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông hồ và đê biển theo một phương án thực hiện của giải pháp hữu ích; và
Hình 9 là hình vẽ mặt cắt hoàn thiện khi lắp ghép bộ phần giằng đỉnh cấu tạo loe rộng với cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông hồ và đê biển theo một phương án thực hiện của giải pháp hữu ích.
Mô tả chi tiết giải pháp
Như được thể hiện từ Hình 1 đến Hình 5 theo phương án thứ nhất của giải pháp hữu ích cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển bao gồm phần thân (1) có dạng khối rỗng bằng bê tông liền khối tạo bởi phần mặt trên, phần mặt trước, phần mặt sau, hai phần mặt bên và mặt đáy để hở, góc tiếp xúc giữa các cạnh và thành bên được vát góc hoặc bo tròn; phần mặt trên có lỗ chờ (2) để bom vật liệu chèn (12) như: đất, đá, cát chọn lọc vào phần bên trong thân cấn kiện tạo thành khối liên kết đồng bộ với vật liệu tự nhiên tại vị trí lắp đặt, tăng cường lực ma sát, giúp giữ chặt cấu kiện trong nền tự nhiên. Trong trường họp cần thiết khi vật liệu bên trong cấu kiện bị hao hụt, sẽ bơm bổ sung vật liệu vào trong thân qua các lỗ chờ, việc bổ sung vật liệu trong thân cho phép cấu kiện có khả năng chống sạt lở, xói mòn do lún sụt nền, sóng, gió và dòng chảy ngầm, do đó đảm bảo giữ được ổn định của công trình;
các môđun cấu kiện được liên kết với nhau bằng mối nối (4) là các rãnh lõm và gờ lồi tương ứng sao cho các môđun có thể ăn khớp với nhau liên tiếp dọc theo chiều dài công trình, dọc theo khe nối các cấu kiện bố trí vải địa kỹ thuật để ngăn cát, đất thoát theo nước qua khe hở mối nối, trong tình huống bất lợi do nền đất yếu, dòng chảy ngầm gây xói lở, lún sụt cục bộ thì không xảy ra tình trạng đứt gãy và hở mối nối, các cấu kiện có khả năng dịch chuyển lên xuống theo phương dọc của mối nối;
mặt trên cấu kiện có lỗ (2) để chờ liên kết với phần giằng đỉnh (9) loe rộng ra tạo thành đường giao thông nội bộ phục vụ duy tu, sửa chữa, tham quan công trình;
bề mặt cấu kiện có các gân tăng cường (8) giúp gia tăng độ cứng cấu kiện, chống đỡ ngoại lực tác động vào công trình.
Như được thể hiện từ Hình 6 đến Hình 7 là hình vẽ thể hiện phần giằng đỉnh của cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển, phần giằng đỉnh (9) loe rộng ra tạo thành đường giao thông nội bộ phục vụ duy tu, sửa chữa, tham quan công trình. Ngoài ra, giằng đỉnh này được thiết kế có bán kính cong nhỏ ở mặt trước vừa tăng mỹ quan công trình vừa đóng vai trò như tường hắt sóng cho công trình.
Như được thể hiện ở Hình 8 là hình vẽ hoàn thiện khi lắp ghép bộ phận giằng đỉnh với cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông hồ và đê biển, trong lòng cấu kiện được bơm chèn vật liệu địa phương tương thích với vật liệu tại vị trí lắp đặt cấu kiện, đảm bảo chống lún sụt công trình.
Như được thể hiện ở Hình 9 là hình vẽ hoàn thiện khi lắp ghép bộ phận giằng đỉnh với cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông hồ và đê biển theo một phương án thực hiện khác của giải pháp trong đó phần giằng đỉnh (9) loe rộng ra phía sau, tăng diện tích sử dụng, tạo thành đường giao thông nội bộ phục vụ duy tu, sửa chữa công trình.
Mặc dù giải pháp đã được mô tả chi tiết, tuy nhiên cần hiểu rằng có nhiều cải biến khác mà người có trình độ trung bình trong lĩnh vực kỹ thuật này có thể thực hiện được nhưng vẫn nằm trong phạm vi bảo hộ của giải pháp được xác định bởi yêu cầu bảo hộ kèm theo.