Theo định hướng phát triển kinh tế biển đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 thì các tỉnh, thành phố ven biển cần tập trung đẩy mạnh các hoạt động như khai thác cảng biển, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, dịch vụ logistic… Điển hình như Hải Phòng là thành phố cảng biển do đó việc mở rộng diện tích đất xây dựng khu công nghiệp Đình Vũ hướng ra biển là hết sức cần thiết cho sự phát triển mạnh mẽ của dịch vụ logistic trên địa bàn Thành phố. Việc mở rộng diện tích đất của khu công nghiệp Đình Vũ đã được nghiên cứu từ lâu, tuy nhiên bài toán xây dựng hệ thống đê lấn biển trên nền đất bồi mềm yếu đồng thời đảm bảo hai yếu tố chính là kỹ thuật và kinh tế vẫn chưa có lời giải. Ngoài ra, việc quai đê lấn biển còn giúp tạo bãi chứa bùn phục vụ dự án nạo vét luồng lạch cảng Lạch Huyện hàng năm.

Tại Việt Nam, đê quai lấn biển truyền thống chủ yếu là đê đất, sau đó là đê đá đổ. Mới đây đó có một số đề xuất kết cấu đê sử dụng ống Geotube, đê đá mái nghiêng kết hợp với tường góc trên nền cọc. Tuy nhiên, các nghiên cứu và khảo sát gần đây cho thấy, kết cấu công trình bằng ống Geotube trên nền địa chất yếu phải xử lý nền bằng cách đổ đá để chống lún nhằm đảm bảo ổn định công trình. Việc thi công lớp đá đệm ở móng công trình ở dưới nước lại đòi hỏi độ chính xác rất cao, gây khó khăn phức tạp trong qúa trình thi công. Còn đê đá mái nghiêng kết hợp với tường góc trên nền cọc tốn nhiều vật liệu nên giá thành công trình cao, đòi hỏi phương pháp thi công phức tạp. Vì vậy để khắc phục nhƣợc điểm cần thiết nghiên cứu một dạng kết cấu mới có phương pháp thi công đơn giản, rút ngắn được thời gian thi công và giảm giá thành.

Mặt khác, theo các phương pháp truyền thống các kết công trình xây dựng thường sử dụng cấu kiện bê tông cốt thép. Trong môi trường nước biển, khi cấu kiện bê tông cốt thép bị nứt, thép dễ bị ăn mòn và phá hoại rất nhanh. Chính vì vậy, nhu cầu sử dụng các loại vật liệu mới đang có trên thị trường để khắc phục được các vấn đề nêu trên là rất cần thiết.

Trên thị trường vật liệu xây dựng hiện nay có nhiều loại vật liệu mới ra đời có trọng lượng nhẹ và khả năng chịu lực rất cao, ví dụ nhƣ thanh FRP có khả năng chịu kéo cao hơn thép truyền thống và bê tông cốt sợi thủy tinh có khả năng chịu kéo và nén đều rất 9 tốt, điều này giúp người thiết kế có thể đưa ra được các giải pháp kết cấu mới sử dụng tính ưu việt của các loại vật liệu mới để làm giảm giá thành và thời gian thi công xây dựng công trình.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Trần Long Giang thực hiện “Nghiên cứu đề xuất kết cấu mới dạng khung và bản bê tông cốt thanh FRP lắp ghép để xây dựng đê lấn biển”.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Việc sử dụng kết cấu khung bê tông kết hợp với thanh FRP để xây dựng các công trình đê lấn biển hiện nay chưa có nước nào nghiên cứu và ứng dụng. Vật liệu FRP có những chỉ tiêu cơ lý đáp ứng được yêu cấu cao của các kết cấu công trình làm việc trong môi trường nước biển (chịu kéo cao, không bị ăn mòn trong môi trường nước biển, nhẹ, thi công nhanh...), chính vì vậy khi ứng dụng vật liệu này trong thi công công trình đê lấn biển sẽ mang lại hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cao.

- Việc sử dụng thanh composit cốt sợi thủy tinh để thay thế cho cốt thép trong công trình đê lấn biển bằng các cấu kiện bê tông cốt thanh FRP lắp ghép là hoàn toàn khả thi. Hiện nay đã có TCVN 11109:2015 và TCVN 11110:2015 hướng dẫn chi tiết cho tính toán và bố trí cốt thanh FRP.

- Nhóm tác giả đã đề xuất sơ bộ được phương án kết cấu mới sử dụng các cấu kiện bê tông FRP lắp ghép để làm đê lấn biển, các giải thiết tính toán cho các cấu kiện theo 2 trạng thái giới hạn theo TCVN hiện hành và theo tiêu chuẩn ACI của Mỹ.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17683/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)