Cơ sở khoa học, đề xuất một số giải pháp nhằm đảm bảo an toàn các công trình cầu, đường nông thôn miền Trung trong điều kiện thiên tai bất thường

 lở 
kè mố cầu?....rõ ràng nguyên nhân này không 
phải do chủ quan của người thiết kế mà 
nguyên nhân là do thiên tai bất thường gây ra 
như lũ, lũ quét. Các tác động của thiên tai bất 
thường chưa được kể đến khi thiết kế. 
Lũ cuốn trôi cầu: Khi tính toán khẩu độ 
thoát nước của cầu được dùng ứng với tần 
suất lũ p%, khẩu diện cầu phụ thuộc chính vào 
chiều sâu, lưu lượng và lưu tốc dòng chảy [7]. 
Thực tế, vào mùa lũ thường có nhiều vật trôi 
nổi ở sông (ví dụ cây cối bị lũ cuốn trôi), 
chính các vật trôi nổi này theo dòng nước với 
vận tốc lớn va chạm vào các mố và trụ cầu 
làm hư hỏng các bộ phận này. Đặc biệt khi có 
thiên tai bất thường như lũ quét, mực nước 
sông tăng lên đột ngột với mực nước và lưu 
lượng lớn, thân cầu chịu áp lực xô ngang của 
nước đồng thời chịu tác dụng va chạm của vật 
nổi nên thân cầu có thể bị cuốn trôi một 
hoặc nhiều nhịp, hoặc toàn bộ mặt cầu. 
- Khả năng chịu tải của các nhịp cầu giao 
thông nông thôn khi chịu ảnh hưởng của dòng 
lũ lớn. 
Như trên đã phân tích, nguyên nhân chính 
do lũ cuốn trôi là do cầu bị ngập nước, cầu 
chịu tác dụng của lực xô ngang của nước, va 
chạm của cây bị và chịu áp lực đẩy nổi của 
nước. 
 74 
Ở đây ta xét bài toán đơn giản là: xét 1 
nhịp cầu có chiều dài L, diện tích theo 
phương đứng cả mặt cầu và dầm cầu là L 
x h. Các lực tác dụng lên nhịp cầu: G - 
trọng lượng bản thân của nhịp; Wđn- lực 
đẩy nổi của khi cầu bị ngập nước; P1- Lực 
thủy động tác dụng lên nhịp cầu; P2 - 
Động lượng của các vật nổi tác dụng lên 
nhịp cầu
 g
VFKnP n 2
2
1 
Hình 5. Sơ đồ xét cân bằng lực của một nhịp cầu 
K – Hệ số động lực lấy bằng 1,2; n – Hệ số 
phụ thuộc vào hình dạng vật chắn lấy bằng 
1,2; F – Diện tích theo phương đứng của nhịp 
cầu; V – Vận tốc dòng chảy. 
Công thức tính ổn định nhịp cầu (công thức 
ổn định trượt theo phương ngang) được sơ bộ 
xác định như sau:  K
PP
WGfK dn 



21
)(
. ; 
trong đó [K] là hệ số ổn định cho phép, f là hệ 
số phụ thuộc vào dạng liên kết giữa dầm cầu 
và mố cầu. Hệ số f sẽ được tác giả đề cập chi 
tiết trong báo cáo lần sau. 
Để minh họa, ta có thể lấy ví dụ 1 cầu thực 
tế, đó là cầu Ngô La. Cầu Ngô La nằm trên 
sông Hà Thanh thuộc địa phận xã Canh Vinh 
– Huyện Vân Canh – tỉnh Bình Định. Tại vị trí 
cầu có độc dốc bình quân 0,015, mùa lũ năm 
2009, cầu bị cuốn trôi 3 nhịp. Các số liệu tính 
toán: Cầu có 6 nhịp, mỗi nhịp dài 10 m. Chiều 
cao của dầm và mặt cầu là 1,5 m; chiều cao 
lan can là 1 m. Do không có tài liệu nên lưu 
lượng và tính toán được sơ bộ như sau: bài 
toán đặt ra: có diện tích ướt, độ dốc, cần xác 
định lưu lượng và vận tốc dòng chảy. 
H×nh 6. CÇu Ng« La t¹i ®Þa phËn x· Canh 
Vinh bÞ dßng n­íc lò n¨m 2009 cuèn tr«i 
Giả sử nước chỉ ngập đến mặt cầu, ta có 
mặt cắt ướt có B = 60m, h = 6,5 (chiều cao từ 
đáy sông đến mặt dưới của dầm là 5m; chiều 
cao của dầm và mặt cầu là 1,5m); độ dốc lòng 
sông tại vị trí cầu đi qua lấy gần đúng 0,015; 
ta có kết quả lưu lượng tương ứng là 4423m3/s 
và lưu tốc bình quân dòng chảy: 11,3m/s. Giả 
sử hệ số f tạm tính f = 0,65 và chưa kể đến 
động lượng P2 của các vật nổi tác dụng lên 
nhịp cầu. Kết quả tính toán K = 0,22 << [K], 
cầu hoàn toàn mất ổn định. Đây chỉ là ví dụ 
minh họa sơ bộ thể hiện mức độ nguy hiểm 
khi cầu bị ngập trong nước lũ dẫn đến cầu dễ 
bị mất ổn định. 
II.2. Nhận xét và đưa ra một số giải pháp 
nhằm đảm bảo an toàn các công trình cầu, 
đường nông thôn Miền trung trong điều 
kiện thiên tai bất thường. 
- Một số vấn đề về qui hoạch nói chung: Sự 
mất đồng bộ trong quy hoạch giữa các ngành 
và các địa phương, miền trung nước ta cũng 
nằm trong số đó. Hiện tượng quy hoạch vụn 
có thể thấy trong nhiều ngành, từ quy hoạch 
xây dựng dân dụng, như giao thông, thủy lợi 
...các ngành qui hoạch chưa có tính kết hợp 
đồng bộ, vận hành các hồ chứa thủy điện chưa 
hợp lý gây ngập lụt lớn phía hạ du, điều này 
cũng là một trong những nguyên nhân phá 
hoại công trình giao thông. Việc qui hoạch 
giao thông cũng còn nhiều bất cập, chưa 
lường hết được các vấn đề do thiên tai. Khi 
chúng ta xây dựng đường nối từ khu vực này 
sang khu vực khác rất có nhiều trường hợp sẽ 
chặn dòng chảy tự nhiên khi có mưa, nếu như 
L 
h 
G
Wd
P1 P2 
 75 
các cầu cống qua đường không đảm bảo thoát 
lũ thì đường sẽ bị sạt lở, các cầu cống sẽ bị 
phá hỏng. Đường Hồ Chí Minh là một minh 
họa điển hình, những năm gần đây vào mùa 
mưa lũ, nước trên đại ngàn, từ Lào sang ta lớn 
và chảy không theo dòng chảy tự nhiên, đo 
tuyến đường này chặn lại, các công trình thoát 
lũ qua đường chưa đảm bảo, rất nhiều đoạn 
đường bị ngập, nhiều đoạn bị sạt lở và nhiều 
công trình thoát lũ qua đường bị hư hỏng. Vì 
việc qui hoạch giao thông phải tính toán phù 
hợp với các ngành khác, đánh giá đầy các tác 
động do xây dựng công trình giao thông và 
phải kể đến các yếu tố của thiên tai bất thường 
xảy ra. 
- Giải pháp chống sạt lở mái taluy âm – 
dương của đường: Các giải pháp thông 
thường chống sạt trượt mái đường đã được 
nhiều tài liệu đề cập: xây kè, xây tường chắn... 
[8]. Song ở đây ở đây phải kể đến yếu tố thiên 
tai bất thường, cụ thể là mưa lớn trên diện 
rộng. Các tuyến đường miền trung cần phải 
tính toán cho từng vùng, lập bản đồ và đưa ra 
dự báo trượt lở tương ứng với cường độ mưa, 
thời gian mưa. Từ đó tùy từng vị trí cụ thể để 
đưa ra biện pháp công trình phù hợp để chống 
sạt trượt mái đường. 
- Giải pháp chống lũ cuốn trôi cầu: Các tiêu 
chuẩn dùng trong thiết kế phải kể đến các đến 
hiện tượng mưa lũ vượt tần suất – thiên tai bất 
thường. Chẳng hạn trong tiêu chuẩn 22TCN 
272-2005 đã nêu các khái niệm Cầu nhỏ, 
chiều dài cầu: Lc < 25m ; cầu trung, chiều dài 
cầu: 25m ≤ Lc ≤ 100m ; cầu lớn, chiều dài 
cầu: Lc > 100m. Tần suất để tính lưu lượng 
thiết kế: Cầu trung và cầu lớn: 1% ; cầu nhỏ: 4 
%. Một điều rất bất cập trong tiêu chuẩn này 
là đối với cầu giao thông nông thôn miền núi 
thường là cầu nhỏ nhưng chỉ thiết kế với tần 
suất 4%. Thực tế cho thấy mấy năm gần đây, 
lũ trên các sông miền núi đã nhỏ hơn 4% rất 
nhiều, khẩu độ cầu không đảm bảo thoát lũ, 
đây cũng là nguyên nhân chính làm lũ cuốn 
trôi các công trình vượt sông. Vì vậy giải pháp 
chống lũ cuốn trôi cầu là khi thiết kế phải tính 
toán kể đến các hiện tượng mưa lũ bất thường, 
đảm bảo cầu không bị ngập nước khi lũ về, có 
nghĩa khẩu độ cầu phải đảm bảo thoát lũ. 
Trường hợp bất khả kháng thì phải làm cầu 
dạng cầu tràn, cho phép nước tràn qua vào 
mùa lũ. 
- Ngoài ra, để giảm mức độ phá hoại do 
dòng chảy lũ cần bảo vệ rừng rừng đầu nguồn, 
rừng phòng hộ, thực hiện tốt công tác tuyên 
truyền, dự báo mưa, lũ, lũ quét, lũ ống cho 
từng vùng. 
III. KẾT LUẬN. 
Thiên tai bất thường là một hiện tượng tự 
nhiên xảy ra ở nhiều nước trên thế giới, trong 
đó có Việt nam. Miền Trung là nơi có nhiều 
bão, lũ – thiên tai bất thường so với cả nước 
và chịu nhiều thiệt hại về người và của, trong 
đó có các công trình dân dụng, thủy lợi, giao 
thông. 
Qua phân tích và tính toán cụ thể, trong báo 
cáo này đã đạt được một số kết quả sau: 
- Nêu ra được tổng quan các dạng hư hỏng, 
các nguyên nhân hư hỏng của các công trình 
giao thông nông thôn miền trung do thiên tai 
bất thường xảy ra; tính toán minh họa công 
trình cụ thể, từ đó lấy làm căn cứ để phân tích 
các nguyên nhân sạt trượt mái taluy âm – 
dương của đường do mưa lớn, thời gian mưa 
dài; các nguyên nhân cầu bị cuốn trôi do lũ 
lớn, nước lũ tràn qua cầu; đồng thời đưa ra 
một số giải pháp phòng chống, như: điều 
chỉnh qui hoạch, khuyến cáo trượt lở mái 
đường ứng với cường độ mưa và thời gian 
mưa, đề cập đến các vấn đề bổ sung tiêu 
chuẩn, tính toán mở rộng khẩu độ cầu đảm 
bảo thoát lũ 
- Nghiên cứu dựa trên các cơ sở khoa học 
và thực tiễn diễn ra ở miền Trung. Vì vậy kết 
quả của báo cáo này là cơ sở khoa học bước 
đầu để áp dụng thực tế trong việc phòng tránh 
thiên tai các công trình giao thông ở khu vực 
miền Trung. 
 76 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Lê Xuân Khâm (2011). “Ảnh hưởng của lũ và lũ quét đến một số công trình giao thông 
nông thôn vùng duyên hải miền trung” . Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 
số 31-2011 
[2] TCVN 4054-2005. “Đường ô tô- yêu cầu thiết kế”.Tiêu chuẩn Việt nam, Hà nội, 2005 
[3] 22 TCN 272 - 05. “Đường ô tô – yêu cầu thiết kế”. Tiêu chuẩn ngành, 2005 
[4] Nguyễn Sỹ Ngọc (2006). “Các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định bờ dốc ở Việt Nam”. Tuyển 
tập công trình Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ 5, Hội Cơ học đá Việt Nam, Hà Nội. 
[5]. Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Uyên, Trịnh Minh Thụ ( 1998). “Cơ học đất cho đất không 
bão hòa tập 1,2”. Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội. 
[6]. Nguyễn Đức Hậu. “Nghiên cứu xác định đặc trưng mưa lớn ở các tỉnh duyên hải miền 
trung”. Chuyên đề 3.2.2 thuộc đề tài nhánh cấp bộ mã số ĐT ĐL.2009/01, Hà nội 2009 
[7] Nguyễn Xuân Trục. “Thiết kế đường ô tô - Công trình vượt sông”. Nhà xuất bản Giáo 
dục, 77-80, 1998 
[8] Dương Ngọc Hải, Hồ Chất. “Phòng chống các hiện tượng phá hoại nền đường miền 
núi”. Nhà Xuất bản khoa học và Kỹ thuật, Hà nội 2002 
Abstract 
SCIENCE BASE, TAKE OUT SOME SOLUTIONS TO ENSURES SAFETY STABLES 
OF RURAL BRIDGES, ROADS IN CONDITIONS OF UNUSUAL NATURAL DISASTER 
OF CENTRAL REGION 
Vietnam is a country in the tropical low pressure area, there are many natural disasters 
unusual such as flood, storms, of which central region is influenced by the unusual natural 
disaster more than in the country. Heavy rain for a long time had produced a flood and slided 
off part of road, damaged the rural bridge, rural road traffic, first and foremost mountainous 
rural works traffic. In this report author analyze effects of unusual rain, flood to stabilize rural 
bridges and, rural slopes roads, take out some measures to ensure safety in conditions of 
unusual natural disaster. 
Key words: rain, flood, damages, measures, rural bridge, road , rural works traffic.