BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT
TRIỂN NÔNG THÔN
******
|
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ
NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
********
|
Số: 72/2002/QĐ-BNN
|
Hà Nội, ngày 13 tháng
08 năm 2002
|
QUYẾT ĐỊNH
VỀ VIỆC BAN HÀNH TIÊU
CHUẨN NGÀNH
BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP
VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
Căn cứ Nghị định số
73/CP ngày 01 tháng 11 năm 1995 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ,
quyền hạn và tổ chức bộ máy của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn;
Căn
cứ vào Pháp lệnh chất lượng hàng hoá ngày 24 tháng12 năm 1999;
Căn
cứ vào Quy chế lập, xét duyệt và ban hành Tiêu chuẩn ngành ban hành kèm theo
Quyết định số 135/1999-QĐ-BNN-KHCN ngày 1/10/1999;
Theo đề nghị của ông Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ và chất lượng sản phẩm,
Cục trưởng Cục Phòng chống lụt bão và quản l đê điều
QUYẾT
ĐỊNH:
Điều 1. Ban hành kèm
theo quyết định này tiêu chuẩn ngành: 14TCN 130-2002: Hướng dẫn thiết
kế đê biển.
Điều 2. Tiêu chuẩn này
có hiệu lực sau 15 ngày kể từ ngày ký ban hành.
Điều 3. Các ông Chánh
văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ và CLSP, Cục trưởng cục Phòng
chống lụt bão và Quản lý đê điều, Thủ
trưởng các đơn vị liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định này./.
|
KT. BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN
NÔNG THÔN
THỨ TRƯỞNG
Nguyễn Đình Thịnh
|
HƯỚNG
DẪN THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN
(Ban hành kèm theo Quyết
định số 72/2002/QĐ-BNN, ngày 13 tháng 8 năm 2002 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn)
|
1. QUY ĐỊNH
CHUNG
1.1.
Phạm vi áp dụng
1.1.1. Hướng dẫn này dùng
để thiết kế đê biển mới, tu sửa đê biển cũ (gồm công trình đê và công trình bảo
vệ đê) và công trình bảo vệ bờ biển, bãi biển vùng không có đê.
1.1.2. Đê biển
trong hướng dẫn này bao gồm:
a) Đê bảo vệ vùng dân cư,
kinh tế trong vùng bờ biển lở;
b) Đê lấn biển để mở mang
vùng đất mới trong vùng bờ biển bồi;
c) Đê quây các vùng bờ biển,
hải đảo, phục vụ các mục đích: quân sự, khai thác thuỷ sản, du lịch v.v...;
d) Đê dọc theo hai bờ đoạn
cửa sông (đê cửa sông), để chống lũ sông và chống sự phá hoại của các yếu tố biển.
1.2.
Các căn cứ thiết kế
1.2.1. Các tài liệu về
quy hoạch vùng dự án đã được duyệt;
1.2.2. Các luật, pháp lệnh,
nghị định, văn bản hiện hành có liên quan;
1.2.3. Các chế độ, chính
sách, tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm, định mức đơn giá hiện hành có liên quan.
1.2.4. Các hồ sơ kỹ thuật,
dự án có liên quan.
1.2.5. Các tài liệu, số liệu
cơ bản: Được các cơ quan có tư cách pháp nhân lập hoặc xác nhận theo đúng các
quy trình, quy phạm, hướng dẫn hiện hành:
a) Tài liệu về địa hình, địa
mạo theo quy định cho giai đoạn thiết kế;
b)
Tài liệu về cấu tạo địa chất và địa chất công trình theo
quy định cho giai đoạn thiết kế;
c) Số liệu về khí tượng thu
thập và thực đo (đặc biệt là tài liệu về gió bão, gồm tần suất, cường độ, phân
bố theo thời gian và không gian);
d) Số liệu về thuỷ hải văn
điều tra, thu thập và thực đo: mực nước, dòng chảy, sóng, chuyển động bùn cát
trong vùng công trình và lân cận;
e)
Tình trạng thiên tai và diễn biến: sạt lở, bồi lắng, thiệt
hại đã xảy ra ở vùng công trình;
f) Hiện trạng và quy hoạch
phát triển dân sinh, kinh tế, môi trường và xã hội của vùng dự án v. v...
2.
TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ BIỂN
2.1. Trị số gia tăng
độ cao an toàn (a) của công trình đê và công trình bảo vệ đê: xác định theo bảng
2-1.
Bảng 2-1. Trị sô gia
tăng độ cao an toàn (a)
Cấp
công trình
|
Đặc biệt
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Trị
số gia tăng độ cao an toàn (m)
|
0,5
|
0,4
|
0,4
|
0,3
|
0,3
|
Ghi
chú:
Cấp công trình của đê biển và công trình bảo vệ đê biển lấy theo quy định hiện
hành.
2.2. Hệ số an toàn ổn
định chống trượt (k) của công trình bằng đất: không được nhỏ hơn các trị số quy
định trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Hệ số an toàn ổn
định chống trượt (k)
Cấp công trình
|
Đặc biệt
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Hệ
số an toàn
|
Điều
kiện sử dụng bình thường
|
1,30
|
1,25
|
1,20
|
1,15
|
1,10
|
Điều
kiện sử dụng bất thường
|
1,20
|
1,15
|
1,10
|
1,05
|
1,05
|
2.3. Hệ số an toàn ổn
định chống trượt (k) của công trình thành đứng: không được nhỏ hơn các trị số
quy định trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Hệ số an toàn ổn
định chống trượt (k) của công trình thành đứng
Tính chất nền
|
Đá
|
Đất
|
Cấp công trình
|
Cấp công trình
|
Hệ
số an toàn
|
Điều
kiện sử dụng bình thường
|
Đặc biệt
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Đặc biệt
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
1,15
|
1,10
|
1,05
|
1,05
|
1,00
|
1,35
|
1,30
|
1,25
|
1,20
|
1,15
|
Điều
kiện sử dụng bất thường
|
1,05
|
1,05
|
1,00
|
1,00
|
1,00
|
1,20
|
1,15
|
1,10
|
1,05
|
1,05
|
2.4. Hệ số an toàn ổn
định chống lật (k) của đê thành đứng: không được nhỏ hơn các trị số quy định ở
bảng 2-4.
Bảng 2-4. Hệ số an toàn ổn
định chống lật (k) của đê thành đứng
Cấp công trình
|
Đặc biệt
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Hệ
số an toàn
|
Điều
kiện sử dụng bình thường
|
1,60
|
1,55
|
1,50
|
1,45
|
1,40
|
Điều
kiện sử dụng bất thường
|
1,50
|
1,45
|
1,40
|
1,35
|
1,30
|
Ghi
chú:
Các bảng 2.2; 2.3; 2.4:
-
Điều
kiện sử dụng bình thường là điều kiện thiết kế;
-
Điều
kiện sử dụng bất bình thường là điều kiện trong thời kỳ thi công hoặc khi có động
đất;
-
Các
giá trị hệ số an toàn thực tế tính được của công trình không được vượt quá 20%
với điều kiện sử dụng bình thường và10% với điều kiện sử dụng bất thường.
3. TUYẾN ĐÊ
BIỂN
3.1.
Yêu cầu chung
Tuyến
đê biển được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế-kỹ thuật các phương án, trên cơ sở
xem xét:
-
Sự
phù hợp quy hoạch tổng thể phát triển toàn vùng;
-
Điều
kiện địa hình, địa chất;
-
Diễn
biến cửa sông và bờ biển;
-
Vị
trí công trình hiện có và công trình xây dựng theo quy hoạch;
-
An
toàn, thuận lợi trong xây dựng, quản lý, khai thác đê và khu vực được đê bảo vệ;
-
Bảo
vệ các di tích văn hoá, lịch sử và địa giới hành chính.
3.1.1.
Vị trí tuyến đê cần đảm bảo:
a) Đi qua vùng có địa thế
cao, địa chất nền tương đối tốt;
b) Nối tiếp với các vị trí ổn
định, tận dụng công trình đã có;
c) Đi qua vùng thuận lợi
cho bố trí các công trình phụ trợ;
d) Không ảnh hưởng đến công
trình thoát lũ (đối với đê cửa sông);
e) So sánh hiệu quả kinh tế-
kỹ thuật của 2¸3 vị trí tuyến đê để chọn
một vị trí đạt hiệu quả tổng hợp tốt nhất;
f) Ảnh hưởng của tuyến đê đến
hoạt động giao thông bến cảng và vùng đất phía sau, đến bãi tắm, vùng du lịch,
di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh có thể chấp nhận;
g) Vị trí tuyến đê quan trọng
cần tiến hành thí nghiệm mô hình thuỷ lực để xác định.
3.1.2.
Hình dạng tuyến cần đảm bảo:
a) Bố trí tuyến đê cần đơn
giản, tốt nhất là đường thẳng, tránh gẫy khúc, ít lồi lõm. Trong trường hợp phải
bố trí tuyến đê lõm, cần có các biện pháp giảm sóng hoặc tăng cường sức chống đỡ
của đê;
b) Thuận lợi trong việc giảm
nhẹ tác dụng của sóng và dòng chảy mạnh nhất trong khu vực;
c) Không tạo ra mắt xích yếu
ở nơi nối tiếp với các công trình lân cận, không ảnh hưởng xấu đến các vùng đất
liên quan.
3.2.
Tuyến đê quai lấn biển, cần đảm bảo:
-
Nằm
trong quy hoạch tổng thể hệ thống công trình khai thác vùng đất mới cửa sông
ven biển cũng như các yêu cầu về thoát lũ, giao thông thuỷ, môi trường du lịch;
-
Thống
nhất với quy hoạch hệ thống kênh mương thuỷ lợi, hệ thống đê ngăn và cống
thoát, hệ thống giao thông phục vụ thi công và khai thác;
-
Khả
thi trong thi công, đặc biệt là hợp long đê, tiêu thoát úng, bồi đắp đất mới
quai, cải tạo thổ nhưỡng (thau chua, rửa mặn), cơ cấu cây trồng, quy trình khai
thác.v.v...
-
Tuyến
đê quai phải xác định trên cơ sở nghiên cứu về quy luật bồi xói trong vùng quai
đê và các yếu tố ảnh hưởng khác như điều kiện thuỷ thạch động lực ở vùng nối tiếp,
sóng dâng, ngăn chặn dòng bùn cát ven bờ, sự mất cân bằng tải cát ở vùng lân cận.
3.2.1.
Cao trình bãi có thể quai đê lấn biển
Cần
so sánh lựa chọn trên cơ sở kinh tế - kỹ thuật phương án quai đê lấn biển trong
hai trường hợp sau:
a) Quai đê ở vùng đất lộ ra
ở mức nước biển trung bình triều cao (đồng bằng Bắc Bộ thường lấy mốc +0,5m đến
+1,0m, hệ cao độ lục địa theo 14 TCN 102 - 2002).
b) Quai đê rộng ra các
vùng có cao độ thấp hơn, sau đó dùng các biện pháp kỹ thuật xúc tiến quá trình
bồi lắng cho vùng bãi trong đê để đạt mục tiêu khai thác.
3.2.2.
Các tuyến đê ngăn vùng bãi trong đê quai
Tuyến
đê bao ngoài là vành đê chính bảo vệ vùng đất lấn biển, trong tuyến đê chính cần
bố trí các tuyến đê ngăn, chia toàn vùng ra thành các ô và chia mỗi ô thành
nhiều mảnh, thích hợp với điều kiện tự nhiên và yêu cầu khai thác.
3.3.
Tuyến đê vùng bãi biển xói (biển lấn)
3.3.1.
Yêu cầu chung
Ở
vùng bãi biển bị xâm thực, tuyến đê bị phá hoại do tác động trực tiếp của sóng
vào thân đê, sạt sụt do bãi trước đê bị xói, chân đê bị moi hẫng. Cần nghiên cứu
kỹ xu thế diễn biến của đường bờ, cơ chế và nguyên nhân hiện tượng xói bãi, các
yếu tố ảnh hưởng khác.v.v... tuyến đê cần gắn liền với các công trình chống xói
bãi.
Khi
chưa có biện pháp khống chế được hiện tượng biển lấn thì tuyến đê không làm
vĩnh cửu, cần bố trí thêm tuyến đê dự phòng kết hợp với các biện pháp phi công
trình để giảm tổn thất khi tuyến đê chính bị phá hoại.
3.3.2.
Tuyến đê chính
Theo
điều 3.1 và xét đến các yếu tố đặc thù vùng biển lấn để định ra vị trí tuyến đê
chính hợp lý như sau:
-
Nằm
phía trong vị trí sóng vỡ lần đầu (cách một chiều dài sóng thiết kế);
-
Song
song với đường mép nước khi triều kiệt.
3.3.3.
Tuyến đê dự phòng
-
Khoảng
cách giữa tuyến đê dự phòng và đê chính ít nhất bằng 2 lần chiều dài sóng thiết
kế.
-
Giữa
hai tuyến đê chính và đê dự phòng nên bố trí các đê ngăn, khoảng cách giữa các
tuyến đê ngăn nên bằng 3 ¸ 4 lần khoảng cách giữa
hai đê.
3.4.
Tuyến đê vùng cửa sông
Đê
vùng cửa sông là đê nối tiếp giữa đê sông và đê biển, chịu ảnh hưởng tổng hợp của
yếu tố sông, biển. Tuyến đê cửa sông cần đảm bảo thoát lũ và an toàn dưới tác dụng
của các yếu tố ảnh hưởng của sông, biển.
Đối
với cửa sông tam giác châu có nhiều nhánh, cần phân tích diễn biến của từng
nhánh để có thể quy hoạch tuyến đê có lợi nhất cho việc thoát lũ.
Đối
với cửa sông hình phễu, cần khống chế dạng đường cong của tuyến đê (qua tính
toán hoặc thực nghiệm) để không gây ra hiện tượng sóng dồn, làm tăng chiều cao
sóng, gây nguy hiểm cho bờ sông.
4. THIẾT KẾ MẶT CẮT VÀ
KẾT CẤU ĐÊ BIỂN
4.1.
Chỉ dẫn chung
4.1.1. Thiết kế mặt cắt đê
biển cần tiến hành cho từng phân đoạn. Các phân đoạn được chia theo điều kiện nền
đê, vật liệu đắp đê, điều kiện ngoại lực và yêu cầu sử dụng. Mỗi phân đoạn được
chọn một mặt cắt ngang đại diện làm đối tượng thiết kế thân đê.
4.1.2. Nội dung thiết kế mặt
cắt và kết cấu đê biển bao gồm: Xác định cao trình đỉnh, kích thước mặt cắt, kết
cấu đỉnh đê và thân đê.
4.1.3. Mặt cắt và kết cấu
đê biển phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và so sánh kinh tế- kỹ thuật.
4.2.
Cao trình đỉnh đê
Cao
trình đỉnh đê thông thường xác định theo công thức:
Zđ = Ztp
+ Hnd+Hsl + a (4-1)
Đối
với loại đê bố trí cho sóng và lũ tràn hai phía, cao trình đỉnh đê không xét đến
yếu tố nước dâng và độ cao gia tăng:
Zđ = Ztp+Hsl
(4-2)
Trong
đó:
Zđ
- Cao trình đỉnh đê thiết kế, m;
Ztp
- Mực nước biển tính toán, m;
Hnd
- Chiều cao nước dâng do bão, m;
Hsl
- Chiều cao sóng leo, m;
a -
Trị số gia tăng độ cao an toàn, m;
4.2.1.
Xác định mực nước biển tính toán Ztp
Mực
nước biển tính toán là mực nước tính toán theo tần suất đảm bảo tại vị trí công
trình, bao gồm mực nước triều thiên văn và các giá trị biến thiên do ảnh hưởng
của sóng, lũ, địa chấn, giả triều, biến đổi thời tiết, biến đổi mực nước chu kỳ
dài v.v... không kể đến nước dâng do bão.
Mực
nước biển tính toán Ztp được xác định trên cơ sở phân tích tần suất
đảm bảo mực nước biển cao nhất năm ở vị trí công trình (phụ lục A).
Trường
hợp không có số liệu thực đo, hoặc sơ bộ tính toán có thể lấy trị số cực đại của
mực nước triều thiên văn tính toán theo chu kỳ 19 năm để xác định.
Tần
suất đảm bảo mực nước biển tính toán thiết kế đối với cấp công trình quy định ở
bảng 4.1.
Bảng 4.1. Tần suất đảm bảo
mực nước triều tính toán thiết kế
Cấp
công trình của đê
|
Đặc biệt
|
I và II
|
III và IV
|
Tần
suất mực nước biển thiết kế, %.
|
1
|
2
|
5
|
4.2.2.
Xác định chiều cao nước dâng do bão Hnd
Chiều
cao nước dâng do bão, xác định theo phụ lục C.
Chiều
cao nước dâng thiết kế cho các cấp đê quy định trong bảng 4-2.
Bảng 4-2. Chiều cao nước
dâng thiết kế cho các cấp đê
Cấp đê
Vị
trí
|
Đặc biệt và I
|
II,III và IV
|
Bắc
vĩ tuyến 160
|
Theo tần suất 10%
(bảng C-3)
|
Theo tần suất 20%
(bảng C-3)
|
Từ
vĩ tuyến 16 0 đến vĩ tuyến 110
|
1,0m
|
0,8m
|
Từ
vĩ tuyến 110 đến vĩ tuyến 80
|
1,5m
|
1,0m
|
4.2.3.
Tính toán chiều cao sóng leo Hsl: Xác định theo phụ lục D.
4.2.4.
Trị số gia tăng độ cao an toàn a: Quy định trong bảng 2.1.
Ghi
chú:
a) Trong cùng một tuyến đê,
tính toán các phân đoạn có cao trình đỉnh đê khác nhau, thì lấy theo trị số cao
nhất.
b) Trường hợp ở phía biển của
đê có tường chống sóng kiên cố, ổn định, thì cao trình đỉnh đê là cao trình đỉnh
tường, nhưng cao trình đỉnh đê đất phải cao hơn mực nước triều thiết kế ít nhất
là 0,5 m để đảm bảo mặt đê khô ráo.
c) Ngoài tính toán theo
công thức (4-1) ra, khi xác định cao trình đỉnh đê thiết kế cho đê đất cần phải
xét thêm độ dự phòng do lún. Tuỳ theo yếu tố địa chất nền đê, chất đất thân đê
và độ chặt đất dắp, có thể lấy bằng 3%- 8% chiều cao thân đê. Trong các trường
hợp sau, độ lún cần tính toán theo Điều 4-3:
-
Chiều
cao đê lớn hơn 10m;
-
Nền
đê rất yếu;
-
Thân
đê không được đầm chặt;
-
Đất
đắp đê có độ nén chặt thấp.
4.3.
Thiết kế mặt cắt ngang và kết cấu đê biển
4.3.1.
Hình dạng mặt cắt đê và các bộ phận tạo thành
a)
Đê bằng đất: Mặt
cắt ngang đê biển thường có dạng hình thang (đê mái nghiêng). Trong hướng dẫn
thiết kế này chủ yếu cho đê mái nghiêng.
Các
yếu tố cấu tạo mặt cắt ngang điển hình thực tế có thể không đủ các bộ phận được
thể hiện trên hình 4-1a.
b)
Đê mặt cắt phức hợp:
Do yêu cầu về sử dụng hoặc hạn chế về điều kiện địa hình, địa mạo, thiếu đất đắp
v.v…có thể phải sử dụng các dạng mặt cắt phức hợp:
-
Đê
tường đứng ở phía biển (hình 4-1b);
-
Đê
tường hỗn hợp nghiêng và đứng ở phía biển (hình 4-1c).
C. Đê dạng mặt cắt hỗn hợp
nghiêng và đứng phía biển
Hình 4.1. Các dạng mặt cắt
ngang đê biển
a) Đê mái nghiêng; b) Đê
tường đứng phía biển;
C. Đê dạng mặt cắt hỗn hợp
nghiêng và đứng phía biển
Kết cấu đê tường đứng hoặc
tường hỗn hợp nghiêng và đứng ở phía biển: thường là công trình kiểu trọng
lực, kết cấu đá xây, khối xếp bê tông; Có nhiệm vụ chắn đất và chắn sóng.
Đối
với loại đê
có dạng mặt cắt phức hợp: cần xử lý tốt kết cấu nối tiếp giữa tường và
khối đất sau tường, đảm bảo cùng làm việc ổn định. Chú ý tác động moi xói chân
tường do sóng và dòng chảy biển; nếu cần thì đặt móng tường sâu và bố trí thềm
chống xói chân tường.
4.3.2.
Chiều rộng và kết cấu đỉnh đê
a)
Chiều rộng đỉnh đê: Xác
định theo cấp công trình, yêu cầu về cấu tạo, thi công, quản lý, dự trữ vật liệu,
giao thông (đường quay xe, tránh xe) v.v… nếu cần thì mở rộng cục bộ.
Theo
cấp công trình, chiều rộng đỉnh đê qui định như bảng 4-2.
Bảng 4-2. Chiều rộng đỉnh
đê theo cấp công trình
Cấp công trình đê
|
Đặc biệt
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Chiều
rộng đỉnh đê Bđ(m)
|
6 ¸ 8
|
6
|
5
|
4
|
3
|
Trường
hợp cần mở rộng thêm so với qui định trong bảng 4-2 cần có thoả thuận của cơ
quan quản lý đê điều có thẩm quyền.
b)
Kết cấu đỉnh đê:
-
Căn
cứ vào mức độ cho phép sóng tràn, yêu cầu về giao thông, quản lý, chất đất đắp
đê, mưa gió xói mòn v.v… để xác định theo các tiêu chuẩn mặt đường tương ứng.
-
Mặt
đỉnh đê cần dốc về một phía hoặc hai phía (độ dốc khoảng 2%- 3%), tập trung
thoát nước về các rãnh thoát nước mặt.
-
Trường
hợp đất đắp đê, mặt bằng đắp đê bị hạn chế, có thể xây tường đỉnh để đạt cao
trình đỉnh đê thiết kế.
c)
Tường chống tràn đỉnh đê (gọi tắt là tường đỉnh):
Tường
chống tràn đỉnh đê bố trí ở vai ngoài, mép đê phía biển. Tường chỉ được đặt sau
khi thân đê đã ổn định, móng độc lập với công trình gia cố mái. Mặt phía biển của
tường nên có dạng mặt cong hắt sóng.
Tường
đỉnh không nên cao quá 1,0 m, kết cấu bằng bê tông, bê tông cốt thép, nhưng
thông thường bằng đá xây, có khe biến dạng có kết cấu chặn nước cách nhau (10¸20) m đối với tường BTCT, (10¸15)m đối với tường bê tông và gạch đá
xây. Ở những vị trí thay đổi đất nền, thay đổi chiều cao tường, kết cấu mặt cắt
v.v... cần bố trí thêm khe biến dạng.
Thiết
kế tường đỉnh, cần tính toán cường độ, kiểm tra ổn định trượt, lật, ứng suất nền,
cũng như yêu cầu chống thấm v.v...
4.3.3.
Mái đê
a) Độ dốc mái đê: được
thể hiện qua qua hệ số mái dốc m = ctgỏ, với ỏ là góc giữa mái đê và đường nằm
ngang. Độ dốc mái đê được xác định thông qua tính toán ổn định, có xét đến biện
pháp thi công, yêu cầu sử dụng khai thác và kết cấu công trình gia cố mái.
Thông thường lấy m = 2ữ3 cho mái phía đồng và m = 3ữ5 cho mái phía biển.
b)
Cơ đê trên mái phía đồng: Khi đê có chiều cao lớn hơn 6m, đê phía đồng có m < 3, có
thể đặt cơ đê ở vị trí cách đỉnh từ (2ữ3) m, chiều rộng của cơ ³ 1,5 m. Mái đê phía trên và phía dưới bậc
cơ có thể khác nhau, thường mái dưới thoải hơn mái trên.
c)
Thềm giảm sóng trên mái phía biển: bố trí ở vùng sóng gió lớn để giảm chiều cao
sóng leo, tăng cường độ ổn định cho thân đê; Có thể bố trí thềm giảm sóng ở khoảng
cao trình mực nước biển tính toán. Chiều rộng thềm giảm sóng cần lớn hơn 1,5 lần
chiều cao sóng và không nhỏ hơn 3m.
Nếu
lấy mdưới thềm < mtrên thềm thì chiều cao sóng leo nhỏ
hơn so với trường hợp mdưới thềm > mtrên thềm.
Tại vị trí thềm giảm sóng, năng lượng sóng tập
trung, cần tăng cường gia cố, đặc biệt là ở vùng mép ngoài, đồng thời bố trí đủ
lỗ thoát nước. Ở những vùng đê biển quan trọng, cao trình và kích thước thềm giảm
sóng cần xác định qua thí nghiệm trên mô hình vật lý.
d)
Gia cố mái đê phía biển: hướng dẫn chi tiết trong phần 5.
e)
Gia cố mái đê phía đồng: được thiết kế trên cơ sở phân tích chất đất, cường độ mưa, mức
độ cho phép sóng tràn, chiều cao đê, yêu cầu sử dụng (đường lên xuống, cảnh
quan môi trường v.v…).
Thường
chỉ nên trồng cỏ. Trường hợp đê chịu sóng và lũ tràn từ hai phía, đê phía đồng
cũng cần gia cố như chỉ dẫn mái đê phía biển.
4.3.4.
Thân đê
a)
Nền đê: đê
mới thường được đắp trực tiếp trên đất tự nhiên, sau khi đã xử lý lớp phủ bề mặt.
Nếu tuyến đê đi qua vùng đất yếu, dễ gây ra lún lớn, mạch đùn, sủi v.v… cần có
biện pháp xử lý nền trước khi đắp đê.
b)
Vật liệu đắp đê: Chủ
yếu là các loại đất khai thác tại vùng lân cận công trình.
Đối
với đê đất đồng chất, nên chọn đất á sét có hàm lượng hạt sét 15%ữ30%, chỉ số dẻo
đạt 10ữ20, không chứa tạp chất. Chênh lệch cho phép giữa hàm lượng nước của đất
đắp và hàm lượng nước tối ưu không vượt qúa ± 3%.
Không
nên dùng đất bùn bồi tích, đất sét có hàm lượng nước tự nhiên cao và tỉ lệ hạt
sét quá lớn, đất trương nở, đất có tính phân tán để đắp đê.
Nếu
nguồn đất đắp đê chỉ có cát hạt rời, thành phần hạt mịn nhỏ hơn 25%, thì phải bọc
ngoài một lớp đất thịt với chiều dầy không nhỏ hơn 0,5 m.
c)
Tiêu chuẩn về độ nén chặt của thân đê:
-
Độ nén chặt được đánh giá thông qua chỉ tiêu:
+
Đối với đất có tính dính:
(4-3)
Trong
đó: Rs - Độ nén chặt thiết kế;
g’ds - Dung trọng khô thiết
kế của đất thân đê;
g’dmax - Dung trọng khô cực đại
đạt được trong thí nghiệm nén tiêu chuẩn ở đoạn đê thí nghiệm (xem phần 6).
+
Đối với đất không có tính dính:
(4-4)
Trong
đó: Rds - Độ nén chặt tương đối thiết kế;
eds - Hệ số rỗng nén chặt thiết kế;
emax, emin - Hệ số rỗng cực đại và cực tiểu đạt trong thí
nghiệm tiêu chuẩn.
-
Độ nén chặt thân đê bằng đất quy định trong bảng 4-3
Bảng 4-3: Quy định độ
nén chặt thân đê bằng đất
Cấp công trình của đê
biển
|
Đặc biệt và I
|
II và III ³ 6m
|
III < 6m và IV
|
Rs
|
³ 0,94
|
³ 0,92
|
³ 0,90
|
Rds
|
³ 0,65
|
³ 0,62
|
³ 0,60
|
d)
Công trình qua thân đê: Công trình cắt qua thân đê phải thiết kế riêng, đặc biệt chú
ý xử lý nối tiếp giữa thân đê và công trình, đảm bảo an toàn cho đê và nhiệm vụ
của đê.
4.3.5.
Hệ thống thoát nước mặt
Các
công trình đê đất
cao hơn 6m ở vùng mưa nhiều, nên bố trí rãnh tiêu nước ở đỉnh đê, mái đê, chân
đê và những chỗ nối tiếp mái đê với bờ đất hoặc với các công trình khác.
Rãnh
tiêu nước song
song với tuyến trục đê có thể bố trí ở mép trong của cơ đê hoặc chân đê. Rãnh
tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 50m đến 100m, liên thông
với rãnh tiêu nước dọc theo phương trục đê. Rãnh có thể bằng tấm bê tông hoặc
đá xây, kích thước và độ dốc đáy của rãnh cần xác định theo tính toán hoặc theo
kinh nghiệm từ công trình đã có ở điều kiện tương tự.
4.4.
Tính toán ổn định công trình đê biển
4.4.1.
Nội dung tính toán
-
Ổn định
chống trượt mái đê;
-
Lún
thân và nền đê;
-
Ổn định
thấm cho đê (cho đê cửa sông ở vùng có biên độ triều cao, mưa nhiều).
4.4.2.
Tính toán ổn định chống trượt mái đê
a)
Chọn mặt cắt tính toán: Phải có tính chất đại biểu, được lựa chọn trên cơ sở nhiệm vụ
đoạn đê, cấp công trình, điều kiện địa hình địa chất, kết cấu đê, chiều cao
thân đê, vật liệu đắp đê v.v...
b)
Các trường hợp tính toán:
-
Trường hợp bình thường:
+ Mái đê
phía trong ở thời kỳ thấm ổn định hoặc không ổn định, ở thời kỳ triều cao;
+ Mái đê
phía ngoài trong thời kỳ triều rút nhanh.
- Trường hợp
bất thường:
+
Mái đê trong và ngoài ở thời kỳ thi công;
+
Mái trong và ngoài đê gặp tải trọng bất thường ở mực nước trung bình nhiều năm.
-
Đê ở vùng mưa nhiều: cần kiểm tra ổn định chống trượt của mái đê trong thời kỳ
mưa.
c)
Phương pháp tính toán:
Theo phương pháp trong “Qui phạm thiết kế đập đất đầm nén”(QPTL-11-77) hoặc các
phương pháp khác cũng như sử dụng các phần mềm tính toán trên máy tính được cấp
có thẩm quyền cho phép.
d)
Hệ số an toàn chống trượt: Theo hướng dẫn phần 2.
4.4.3
Tính toán lún
a)
Nội dung:
Xác định độ lún tổng cộng của thân đê và nền đê ở vị trí đường tim đỉnh đê và các
vị trí cần thiết khác.
b)
Mặt cắt tính toán:
Theo điều kiện địa chất của nền đê, lớp đất đắp, mặt cắt thân đê và tải trọng
mà chia thành nhiều đoạn, chọn mặt cắt đại biểu để tính toán độ lún.
c)
Độ lún cuối cùng
(tổng cộng) của thân đê và nền đê được tính toán theo công thức:
Trong
đó:
S
- Độ lún cuối cùng (tổng cộng), mm;
n
- Số lớp đất trong phạm vi chịu nén;
e1i
- Hệ số rỗng ứng với ứng suất do trọng lượng bản thân đất (s = yh1) ở giữa lớp thứ i của nền;
e2i
- Hệ số rỗng ứng với tổng ứng suất do tác dụng tổng hợp của trọng lượng bản
thân trung bình và trọng lượng gia tải trung bình (s2= yh1+s1) ở giữa lớp thứ i của nền;
hi
- Độ dày của lớp đất thứ i (mm);
m
- Hệ số hiệu chỉnh: m= 1,0 đối với nền thông thường;
m=
1,3 ¸1,6 đối với nền đê biển
đất yếu.
d)
Độ dày tính toán của phần nền chịu nén được xác định theo điều kiện sau:
(4-6)
Trong
đó: sõ - Ứng suất do trọng lượng
bản thân của nền đê ở bề mặt lớp tính toán, KPa;
sz - Ứng suất của lực gia
tải của đất nền ở bề mặt lớp tính toán, KPa.
Độ
dày tính lún của nền đê đến vị trí mà ứng suất tăng thêm (gia tải) của đất nền
đạt đến 20% ứng suất bản thân chịu tải của đất nền thể hiện ở phần 4-6.
5. CÔNG TRÌNH
GIA CỐ MÁI ĐÊ BIỂN
5.1.
Dạng kết cấu và thành phần công trình
5.1.1.
Dạng kết cấu và điều kiện áp dụng
Dạng
kết cấu gia cố mái, tuỳ khả năng kinh tế, kỹ thuật, có thể lựa chọn căn cứ vào
bảng 5.1.
Bảng 5.1.Dạng kết cấu bảo
vệ mái và điều kiện sử dụng
TT
|
Kết cấu lớp gia cố mái
|
Điều kiện áp dụng
|
1
|
Trồng cỏ
|
- Sóng có Hs
≤ 0,5m, dòng chảy có v < 1m/s hoặc có bãi cây ngập mặn trước đê;
- Mái đê có
đất mùn để cỏ phát triển.
|
2
|
Đá hộc đổ rối
|
- Nơi có
nguồn đá phong phú;
- Mái đê
thoải, yêu cầu mỹ quan ít.
|
3
|
Đá hộc lát khan
|
- Nơi có
nguồn đá phong phú, có loại đá đáp ứng yêu cầu;
- Nền đê
thoát nước tốt.
|
4
|
Đá hộc xây
|
- Mái đê
tương đối tốt;
- Sóng lớn,
dòng chảy mạnh, loại đá rời không đáp ứng yêu cầu.
|
5
|
Thảm rọ đá
|
- Khả năng
cung cấp đá lớn khó khăn;
- Sóng lớn,
có dòng chảy mạnh;
- Có rọ
thép chống mặn.
|
6
|
Tấm bê tông đúc sẵn, ghép rời
|
- Sóng lớn,
dòng chảy mạnh;
- Yêu cầu mỹ
quan.
|
7
|
Tấm bê tông đúc sẵn, liên kết mảng.
|
- Sóng lớn,
dòng chảy mạnh;
- Có yêu cầu
mỹ quan;
- Mái đê ít
lún sụt, ít thoát nước;
- Có điều
kiện thi công và chế tạo mảng.
|
8
|
Hỗn hợp nhiều loại
|
- Mực nước
dao động lớn, mái gia cố dài;
- Yêu cầu sử
dụng khác nhau.
|
-
Mái đê phía đồng: căn cứ cường độ mưa, yêu cầu
về sóng tràn, chiều cao đê, tính chất đất, yêu cầu về sử dụng v.v… để quyết định
hình thức kết cấu gia cố, thường trồng cỏ.
-
Mái
đê phía biển: Căn
cứ điều kiện chịu lực, sử dụng, vật liệu xây dựng, thuận lợi cho thi công và
duy tu, cần thông qua luận chứng kinh tế - kỹ thuật để xác định.
-
Các
dạng kết cấu thường dùng: hình 5.1:
+ Đá hộc lát khan;
+ Khối bê tông đúc sẵn;
+
Kết hợp giữa tấm bê tông đúc sẵn (ở mái phần dưới) và đá
hộc lát khan (ở mái phần trên)
Trường
hợp có vật liệu nhựa đường phong phú, có thể sử dụng kết cấu thảm bê tông nhựa
đường.
5.1.2.
Thành phần công trình kè đê biển
a) Thành phần chính của kè
đê biển: đỉnh
kè, lớp phủ mái, chân khay.
b) Các thành phần phụ bao gồm: tầng đệm hoặc tầng lọc,
lỗ thoát nước, thềm giảm sóng, mố tiêu sóng, tường hắt sóng, khe biến dạng.
5.1.3.
Yêu cầu đối với vật liệu, cấu kiện của kè đê biển
a)
Yêu cầu chung:
-
Chống
xâm thực của nước mặn;
-
Chống
va đập dưới tác dụng của sóng, gió, dòng chảy;
-
Thích
ứng với sự biến hình của bờ, bãi biển;
-
Chế
tạo, thi công đơn giản.
b)
Các yêu cầu đối với đá hộc:
Đảm
bảo kích thước hình học, trọng lượng tính toán qui định cho viên đá và thoả mãn
các yêu cầu sau:
-
Đối
với đá phủ ngoài mặt dốc, cường độ đá không thấp hơn 50MPa;
-
Đối
với đá lớp đệm, cường độ cần đạt trên 30MPa;
-
Không
sử dụng đá phiến thạch, đá phong hoá và đá có khe nứt;
-
Đá hộc
dùng để xây cũng cần có cường độ ³
50MPa, mác vữa xây³5.
c)
Các yêu cầu đối với bê tông:
-
Đối
với cấu kiện bê tông, mác bê tông ³
20;
-
Đối
với cấu kiện bê tông cốt thép, mác bê tông ³
30.
5.2.
Thiết kế lớp phủ mái
5.2.1.
Trọng lượng của vật liệu, cấu kiện phủ mái (khối phủ mái)
Trọng
lượng ổn định của khối phủ mái đê chịu tác dụng của sóng, gió xác định theo
công thức Hudson:
(5-1)
Trong
đó:
G -
Trọng lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng (t);
gB - Trọng lượng
riêng trong không khí của vật liệu khối phủ (t/m3);
g - Trọng lượng riêng của nước
biển; 1,03 t/m3;
a - Góc nghiêng của mái đê so với
mặt phẳng nằm ngang (ctg a = m), độ;
HSD -
Chiều cao sóng thiết kế, lấy HSD = HS1/ 3= HS13%
(m);
KD
- Hệ số ổn định, tuỳ theo hình dạng khối phủ, lấy theo bảng 5.2.
Bảng 5.2. Hệ số ổn định
khối phủ mái
Loại khối phủ
|
Cách
xếp
|
KD
|
Đá hộc
|
Đổ rối 2 lớp
|
3
|
Đá hộc
|
Lát khan
|
4
|
Tấm bê tông đúc sẵn
|
Ghép độc lập
|
3,5
|
Tấm bê tông đúc sẵn
|
Tự chèn thành mảng
|
5ữ 6(*)
|
Ghi
chú: (*)
cần kiểm định giá trị thực tế đối với từng loại mảng.
Hình 5.1. Mặt cắt ngang
một số dạng kết cấu gia cố mái đê
a) Đá hộc lát khan; b)
Khối bê tông đúc sẵn; c) Kết hợp dạng a và b.
5.2.2.
Chiều dày lớp phủ mái
a)
Lớp phủ mái bằng đá hộc lát khan: Khi 1,5 £
m £ 5 thì độ dày ổn định dưới
tác dụng của sóng được tính theo công thức sau:
(5-2)
Trong
đó: ọd - Chiều dày lớp đá hộc lát (một lớp đá)
trên mái đê (m);
ód,
ó - Trọng lượng riêng của đá và nước (t/m3);
m -
Hệ số mái dốc;
Ls -
Chiều dài sóng (m);
Hs -
Chiều cao sóng (m):
+
Khi h/Ls ≥ 0,125 lấy Hs = Hs4%;
+
Khi h/Ls < 0,125 lấy Hs = Hs1/3 = Hs13%;
b)
Lớp phủ mái bằng tấm bản bê tông:
-
Tính theo công thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286- 98):
(5-3a)
Trong
đó: dB - Chiều dày tấm
bản bê tông ( m);
ỗ -
Hệ số: ỗ = 0,0075 đối với bản lát khan; ỗ = 0,10 đối với bản phần trên lát
khan, phần dưới chít mạch;
Hs
- Chiều cao sóng tính toán (m), lấy Hs1%;
Ls -
Chiều dài sóng (m);
lt -
Chiều dài cạnh tấm bê tông theo phương vuông góc với đường mép nước (m);
m -
Hệ số mái dốc;
g, gB - Trọng lượng riêng của nước và của bê tông (t/m3).
-
Tính theo công thức Pilarczyk, K.W:
(5-3b)
` Trong
đó: Hs - Chiều cao sóng thiết kế (m), lấy Hs1/3;
ợ - Hệ số sóng vỡ: ;
ử
- Hệ số phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, lấy
theo bảng 5.3.
Các
ký hiệu khác như công thức 5-3a.
Loại cấu kiện và cách
lắp đặt
|
ử
|
Tấm
lát đặt nằm
|
4ữ 4,5
|
Tấm
lát đặt trên lớp geotextile và nền đất sét tốt
|
5
|
Tấm
lát tự chèn
|
6
|
Tấm
lát tự chèn trên lớp đệm tốt
|
8
|
Bảng 5.3. Hệ số ử theo cấu
kiện và cách lắp đặt
Tính
toán theo công thức 5.3a và 5.3b, chọn kết quả lớn hơn để thiết kế.
5.2.3.
Các loại cấu kiện lát mái bằng bêtông đúc sẵn: Thường dùng được thống
kê trong bảng 5.4.
Loại cấu
kiện
|
Hình dạng
|
Cấu tạo
bề mặt
trực tiếp
với sóng
|
Phương
thức liên kết
|
Hình
|
Tấm lát độc
lập
|
- Chữ nhật
- Lục lăng
- Chữ T
|
- Trơn
- Khuyết
lõm
- Mố lồi
- Lỗ thoát
nước
|
Ghép cạnh
nhau
|
5.2
|
Tấm lát
liên
kết mảng
|
- Chữ nhật
- Lục lăng
|
- Trơn
- Mố lồi
- Lỗ thoát
nước
|
- Xâu cáp
- Rãnh, hèm
- Âm dương
|
5.3
|
Bảng 5.4. Các loại cấu
kiện lát mái bằng bê tông đúc sẵn
Trọng
lượng tấm bê tông đúc sẵn tính theo công thức 5-1, chiều dày các tấm bêtông đó
theo công thức 5-3.
Tấm
có hình lục lăng, chữ T thường dùng ở mái đê dốc hơn so với tấm có hình chữ nhật.
Cách
lát: Tấm
lục lăng đặt góc nhọn theo chiều mái dốc như hình 5.2e và 5.2f, tấm chữ nhật đặt
mạch ghép so le.
Kích
thước lỗ thoát nước nhỏ hơn 0,8 đường kính đá lớp đệm, có thể dùng lỗ hình loe
(dưới nhỏ, trên to).
5.2.4.
Lỗ thoát nước và khe biến dạng
a)
Gia cố mái kín nước: như đá xây, bê tông đổ tại chỗ v.v… phải có lỗ thoát nước
ở phần ngập nước, bố trí theo hình hoa mai, đường kính lỗ 5 ¸10 cm; Khoảng cách giữa các lỗ từ 2 ¸3 m.
b)
Khe biến dạng bố trí cho kết cấu gia cố mái loại kín nước, cách nhau từ15¸20m dọc theo hướng trục đê.
Hình 5.2. Một số loại bản
bê tông đúc sẵn lát độc lập trên mái đê biển
a/ Tấm
chữ nhật có gờ nhô; d/ Tấm chữ nhật lỗ mắt
cáo;
b/ Tấm
chữ nhật có khuyết lõm; e/ Tấm lục lăng có gờ nhô;
c/ Tấm
chữ T; f/ Tấm lục lăng có lỗ
thoát nước.
Hình 5.3. Một số loại bản
bê tông đúc sẵn có cơ cấu tự chèn, liên kết mảng
a) Chèn
lệch, mặt phẳng; d) Xâu cáp;
b)
Chèn lệch, mặt có lỗ; e) Móc mang.
c) Chồng
bậc thang;
5.3.
Thiết kế tầng đệm, tầng lọc
Giữa
lớp phủ mái và đất thân đê, phải bố trí lớp đệm trong kết cấu gia cố rời, lớp đệm
kết hợp làm nhiệm vụ tầng lọc (tầng lọc ngược) bằng vật liệu truyền thống hoặc
sử dụng geotextile.
5.3.1.
Tầng lọc ngược truyền thống
-
Tầng lọc ngược phải thoả mãn điều kiện:
(5-4)
Trong
đó: d là đường kính hạt của lớp ngoài, d’ là đường kính hạt của lớp trong liền
kề:
+
có
đường cong phân bố hạt của các lớp lọc phải gần song song với đường cong phân bố
hạt của đất bờ.
+
Trong
trường hợp mái đê gia cố bằng các tấm bêtông, lớp trên cùng của tầng lọc ngược
cần có d50 > rD với rD là chiều rộng khe hở
giữa các tấm bêtông.
-
Chiều dày của mỗi lớp lọc ọ0 được xác định theo công thức:
ọ0= 50.d15 (5.5a)
Hoặc
lấy theo kinh nghiệm:
+
lớp
trong: ọ02= (10¸15)
cm;
+
lớp
ngoài: ọ01= (15¸
20) cm; (5.5b)
5.3.2.
Tầng lọc ngược sử dụng geotextile
-
Geotextile
đặt trực tiếp trên mái đê, cố định ở đỉnh đê và trải xuống tận chân khay, cần
có biện pháp chống chọc thủng của rễ cây, sinh vật và nắng mặt trời v.v…
-
Lựa
chọn loại geotextile thích hợp theo chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật
để lọc trong công trình thuỷ lợi.
-
Cần
bố trí lớp đá dăm dày 10¸15 cm giữa vải địa kỹ
thuật và lớp bảo vệ.
5.4.
Thiết kế chân khay
Cần
bố trí chân khay ở vị trí nối tiếp chân đê và bãi biển. Loại hình và kích thước
chân khay xác định theo tình hình xâm thực bãi biển, chiều cao sóng (Hs)
và chiều dày lớp phủ mái ọ.
5.4.1.
Chân khay nông
Áp
dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân khay chỉ chống đỡ dòng chảy
do sóng tạo ra ở chân đê. Các dạng chân khay nông gồm có:
-
Dạng
thềm phủ cao: Đá hộc phủ phẳng trên chiều rộng từ 3 ¸ 4,5 lần chiều cao sóng trung bình, chiều
dày từ 1 ¸ 2 lần chiều dày lớp phủ
mái (hình 5.4a).
-
Dạng
thềm chôn trong đất: Đá hộc hình thành chân đế hình thang ngược, thích hợp cho
vùng đất yếu (hình 5.4b).
-
Dạng
mố nhô: Lăng thể đá tạo thành con chạch viền chân đê, có tác dụng tiêu năng
sóng, giảm sóng leo, giữ bùn cát, phù hợp cho vùng bãi thấp (hình 5.4c).
5.4.2.
Chân khay sâu
Áp
dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi mặt bãi bị xói sâu.
Chân khay sâu cắm xuống không nhỏ hơn 1,0 m. Chân khay sâu có nhiều loại, thường
dùng các loại sau:
-
Chân
khay bằng cọc gỗ: hình 5.4 d.
-
Chân
khay bằng cọc BTCT hoặc bằng ống bê tông cốt thép: hình 5.4e.
5.4.3.
Kích thước đá chân khay
-
Đá
chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê.
-
Vận
tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê được xác định:
(5-6)
Trong
đó: Vmax - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s);
Ls,
Hs - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);
h -
Độ sâu nước trước đê (m);
g
- Gia tốc trọng lực (m/s2);
-
Trọng lượng ổn định của viên đá ở chân khay kè mái đê biển Gd được
xác định theo bảng 5.5.
Bảng 5.5. Trọng lượng ổn
định viên đá theo Vmax
Vmax(m/s)
|
2,0
|
3,0
|
4,0
|
5,0
|
Gd (kg)
|
40
|
80
|
140
|
200
|
Hình 5.4. Cấu tạo chân
khay kè mái đê biển
5.5.
Tính toán ổn định công trình gia cố mái đê
5.5.1.
Tính toán ổn định tổng thể gồm:
-
Ổn định
trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê và ổn định trượt theo mặt đáy
công trình gia cố bờ.
-
Ổn định
trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê theo phụ lục G.
-
Ổn định trượt theo
mặt đáy công trình gia cố bờ có thể đơn giản hoá thành trượt tổng thể theo mặt
phẳng gẫy khúc FABC (hình 5.5).
Hình 5.5. Sơ đồ tính
toán ổn định tổng thể công trình gia cố mái
Giả
thiết các giá trị độ sâu trượt khác nhau t, thay đổi B để tính ra hệ số ổn định
trượt theo phương pháp cân bằng giới hạn và tìm ra mặt trượt nguy hiểm nhất.
Hệ
số ổn định của khối đất BCD được tính toán như sau:
(5-7)
(5-8)
(5-9)
Trong
đó: f1 - Hệ số ma sát giữa các lớp gia cố và
thân đê;
ử -
Góc ma sát của đất nền;
C -
Lực dính của đất nền;
t
- Độ sâu trượt;
G1 -
Trọng lượng khối gia cố;
G2 -
Trọng lượng khối đất trượt ABD;
G3 -
Trọng lượng khối đất trượt BCD.
5.5.2.
Tính toán ổn định nội bộ lớp gia cố
Kết
cấu gia cố không chắc chắn, hoặc chôn sâu khó xuất hiện trượt tổng thể,
thì phải ổn định của nội bộ khối công trình gia cố. Khối gia cố và thân đê là vật
liệu có cường độ chống cắt khác nhau, khi mực nước thấp thường xảy ra trượt
theo mặt tiếp xúc có cường độ chống cắt yếu (hình 5.6).
Hình 5.6. Sơ đồ tính toán
trượt nội bộ công trình gia cố mái
Giả
thiết mặt trượt đi qua giao điểm giữa mực nước trước công trình và mặt nứt trượt
của chân đê. Mặt trượt là mặt gẫy abc.
Hệ
số ổn định của lớp đá gia cố mái
(5-10)
Với:
(5-11)
(5-12)
(5-13)
Trong
đó: m1 - Hệ số mái dốc của đê ở trên điểm b;
m2 -
Hệ số mái dốc của mặt trượt dưới điểm b;
n -
n= f1/f2;
f1 -
Hệ số ma sát giữa lớp gia cố với đất đê;
f2 -
Hệ số ma sát trong giữa vật liệu gia cố mái.
(5-14)
Trong
đó: ử - Góc ma sát của khối gia cố mái;
f2
- Trị số hệ số ma sát xác định qua phương trình.
5.5.3.
Tính toán ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile
Ổn
định chống trượt lớp phủ bảo vệ đảm bảo:
G1 < f1
x G2 hoặc (5-15)
6.
THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGĂN CÁT GIẢM SÓNG GIỮ BÃI
6.1.
Chỉ dẫn chung
Khi
bãi biển bị xâm thực mạnh bởi sóng và dòng chảy, đê biển ngoài bảo vệ trực tiếp
bằng kè gia cố mái đê cần bảo vệ kết hợp bằng các giải pháp sau:
-
Rừng
cây ngập mặn trồng trên vùng bãi trước đê;
-
Hệ
thống mỏ hàn ngăn cát;
-
Hệ
thống đê giảm sóng;
-
Hệ
thống công trình kết hợp giữa mỏ hàn ngăn cát và đê giảm sóng.
6.1.1.
Rừng cây ngập mặn và điều kiện ứng dụng
a/
Tác dụng của rừng cây ngập mặn
Trồng
cây chắn sóng đúng quy cách là một biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả, giảm chiều
cao sóng để bảo vệ đê biển, chống sạt lở đê và chống xói bờ biển, bờ sông, tăng
khả năng lắng đọng phù sa. Bãi biển được bồi cao dần lên, hình thành các miền đất
mới có thể quai đê lấn biển.
b/
Điều kiện để phát triển rừng cây ngập mặn
-
Khí
hậu:
Vùng ven biển, thích nghi cho việc trồng cây ngập mặn, ở miền Bắc mùa đông có
nhiệt độ thấp hơn nên loài cây ít và cây nhỏ bé hơn rừng ngập mặn ở miền Nam.
-
Lượng
mưa: Rừng
ngập mặn cần có nước mưa, đặc biệt trong thời kỳ ra hoa kết trái, nước mưa sẽ
pha loãng nồng độ muối trong đất, nhất là những ngày nắng nóng.
-
Thuỷ
triều:
Cần có nước thuỷ triều lên xuống hàng ngày, lưu thông, nếu ngập úng lâu ngày
cây ngập mặn sẽ chết, cần trồng cây ngoài đầm nuôi thuỷ sản.
-
Độ
mặn của đất và nước:
Loài cây như đước, đâng, vẹt, trang phát triển ở những nơi có độ mặn trung bình
(1,5 –2,5)%; Chịu mặn cao hơn có cây mắm, cây sú.
Một
số cây ưa thích nước lợ, có độ mặn thấp, như cây bần chua, cây dừa nước.
-
Địa hình, địa chất:
+
Rừng
ngập mặn phát triển ở bãi lày bằng phẳng, dốc thoai thoải, vùng ven biển cửa
sông có nhiều đảo che chắn, ít chịu ảnh hưởng của gió bão.
+
Mỗi
loài cây ngập mặn thích nghi với địa hình khác nhau, như cây mắm, cây bần sống
nơi đất thấp, cây tra, cây cóc thường sống nơi đất chỉ ngập lúc nước thuỷ triều.
+
Cây
ngập mặn phát triển tốt ở nước triều có đất phù sa chứa nhiều mùn hữu cơ và
khoáng chất. Đối với đất ít phù sa, hạt cát nhiều, cây ngập mặn vẫn có thể sống
nhưng chậm lớn, cây thấp bé nhưng cành nhiều.
6.1.2.
Các giải pháp công trình ngăn cát, cản sóng
Để
chóng xói mòn bãi biển thường bố trí hệ thống mỏ hàn theo phương vuông góc với
phương chuyển động của dòng bùn cát ven bờ (đường bờ). Tường cản sóng song song
và cách một khoảng với đường bờ; Công trình chữ T gọi tắt là kè T (kết hợp cả mỏ
hàn ngăn cát và tường cản sóng - hình 6.1).
a/
Chức năng của mỏ hàn ngăn cát:
-
Ngăn
chặn dòng bùn cát ven bờ, giữ bùn cát lại gây bồi cao cho vùng bãi bị xâm thực.
-
Điều
chỉnh đường bờ biển, làm cho phương của dòng gần bờ thích ứng với phương truyền
sóng, giảm nhỏ lượng bùn cát trôi.
-
Che
chắn cho bờ khi bị sóng xiên góc truyền tới, tạo ra vùng nước yên tĩnh, làm cho
bùn cát trôi bồi lắng lại ở vùng này.
-
Hướng
dòng chảy ven bờ đi ra vùng xa bờ.
-
Giảm
dòng ven bờ.
b/
Chức năng của tường cản sóng
-
Che
chắn sóng cho vùng sau tường, giảm yếu tố tác dụng của sóng vào vùng bờ bãi, chống
xâm thực.
-
Thu
gom bùn cát trôi để hình thành dải bồi tích giữa tường và bờ, làm giảm dòng ven
bờ.
c/
Chức năng của công trình dạng chữ T (kè T): Kết hợp chức năng của hai loại trên.
Căn
cứ vào các yếu tố sau các yếu tố sau để chọn loại công trình cho thích hợp:
-
Ở
vùng bờ biển đáy cát tương đối thô, bùn cát trôi bờ biển chiếm ưu thế, vùng bờ
biển tương đối nhỏ, độ dốc đáy lớn, sóng truyền xuyên góc vào bờ, dải sóng vỡ hẹp
thì sử dụng hệ thống mỏ hàn sẽ có hiệu quả hơn.
-
Ở
vùng đáy biển thoải, sóng tác dụng vuông góc với đường bờ, dải sóng vỡ rộng,
thường sử dụng tường cản sóng hoặc kè T.
Cần
so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa phương án bố trí mỏ hàn, tường cản sóng và các
phương án khác để lựa chọn. Để giảm yếu dòng chảy ven bờ cần sử dụng kè T.
-
Đối với công trình theo phương ngang, có thể sử dụng kết cấu khối đặc hoặc kết
cấu xốp.
Công
trình khối đặc ngăn chặn bùn cát có hiệu quả hơn, nhưng có thể xảy ra phía xói
hạ lưu, dễ xảy ra dòng chảy mạnh dọc theo trục đê, dẫn đến xói chân và mũi công
trình. Cần lựa chọn kích thước, dạng kết cấu, phương thức bố trí phù hợp.
-
Đối với công trình dọc theo phương dọc, nên sử dụng kết cấu khối đặc hoặc kết cấu
xốp, có hệ số rỗng nhất định.
Hình 6.1. Các giải pháp
bảo vệ đê biển bằng công trình ngăn cát, cản sóng
6.2.
Thiết kế rừng ngập mặn chống sóng
6.2.1.
Các loại cây ngập mặn có tác dụng chống sóng, bảo vệ đê
1.
Cây sú
-
Tên
khoa học: Aegiceras comicalatun
-
Cây
bụi, cao 0,5¸3 m, nhiều cành, nhánh,
sinh trưởng vũng bãi lầy.
-
Thích
nghi độ mặn khác nhau, có ở 3 miền Bắc , Trung, Nam.
-
Trồng
bằng quả, cắm trực tiếp cuống quả xuống bùn, 1kg có 1..200¸1.500 quả.
2.
Cây mắm
-
Tên
khoa học: Avicennia alba (hoặc mấn trắng);
Avicennia alnata (mắm hoặc mấn quăn);
-
Cây
gốc cao 10¸12 m, sinh trưởng vùng đất
bùn chặt;
-
Mọc
chủ yếu từ Vũng Tàu trở vào;
-
Trồng
bằng cách rắc quả lên bùn hoặc làm bầu ươm rồi cắm, 1kg có 300¸400 quả.
3.
Cây mắn biển
-
Tên
khoa học: Avicennia marina.
-
Cây
bụi, cao 0,5¸5 m ở đất ít phù sa và
10¸12 m ở đất bùn.
-
Mọc
nhiều ở các bãi mới bồi ở cửa sông miền Bắc, có ở ba miền Bắc, Trung, Nam.
-
Trồng
bằng cách cắm quả xuống bùn hoặc làm bầu ươm rồi cắm.
4.
Cây vẹt
-
Tên
khoa học:
+
Bruguiera
gumriohiza (vẹt dù, vẹt rễ lồi);
+
Bruguiera
uylindrica (vẹt trụ, vẹt khoang);
+
Bruguiera
parviflora (vẹt tách);
+
Bruguiera
saxangula (vẹt đen, bông hạt).
-
Cây
gốc cao từ 5 ¸ 25 m.
-
Loại
1: cây cao từ 5¸8 m, thường mọc ở vùng đất
bùn chắc ở miền Bắc và miền Trung. Cây loại 2;3;4: cây cao hơn, mọc ở vùng từ
Vũng Tàu trở ra.
-
Trồng
bằng cách cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn hoặc làm bầu cơm.
5.
Cây trang
-
Tên
khoa học: Kandelin candel.
-
Cây
gỗ cao từ 4¸10 m, mọc ở bùn cát, bùn
xốp, có độ mặn thay đổi, chịu được biến đổi nhiệt độ lớn;
-
Mọc
nhiều ở ven biển, cửa sông 3 miền Bắc, Trung, Nam;
-
Trồng
bằng cánh cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn.
6.
Cây đước
-
Tên
khoa học;
+
Rhizophora
apicullata (đước, đước đôi);
+
Rhizophora
styloza ( đước đôi, đước đâng);
+
Rhizophora
mucronata (đung, đước hộp);
+
Rhizophora
styloza (đước vòi, đước chằng);
-
Cây
gốc cao 2¸8 m, có cây cao 20¸30 m, sống ở nơi đất bùn pha cát.
-
Loại
3 và 4: cây thấp nhỏ 2¸8 m có mặt ở cả ba miền
Bắc, Trung, Nam. Loại 4 sống chủ yếu ở miền Bắc. Loại 1: cây cao hơn sống ở miền
Nam Trung Bộ và Nam Bộ;
-
Trồng
bằng cách cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn, bùn cát.
7.
Cây cóc
-
Tên
khoa học:
+
Lumizera
littorea (cóc, cóc đỏ);
+
Lumnizera
racemosa (cóc vàng, cóc trắng);
-
Cây
cao 5¸15 m ưa sống trên bùn
cát chặt, chịu mặn. Đôi khi sống trên cả bờ ruộng muối bỏ hoang. Loại 2: có mặt
ở cả 3 vùng Bắc, Trung, Nam. Loại 1: phân bố từ Nam Trung Bộ trở vào.
-
Trồng
cây bằng cách gieo hạt vào bầu ươm, sau 6¸8
tháng mới đem trồng, tỷ lệ sống thấp, đà tăng trưởng chậm.
8.
Cây tràm
-
Tên
khoa học: Melaleuca cajuputi (tràm, đước tràm, tràm gió);
-
Cây
cao 10¸ 15 m, sống ở vùng ngập
mặn theo mùa, độ mặn rất thấp, ngọt vào mùa mưa. Cây sống chủ yếu ở vùng Đồng
Tháp Mười, U Minh và một số ít ở Miền Trung;
-
Trồng
cây bằng cách gieo hạt trực tiếp hoặc cấy cây non hoặc ươm cây giống sau một
năm mới đem trồng;
-
Với
chủng loại cây thấp (cây cao dưới 10 m) trồng khoảng cách các cây 1m x 1m, mật
độ 10.000 cây/ ha.
-
Với
cây cao trên 10 m, trồng khoảng cách 2,5 m x 2,5 m, mật độ 1.000 cây/ ha.
9.
Cây dừa nước
-
Tên
khoa học: Nypa jruticasn;
-
Sống
ở vùng đất bùn bồi tụ, theo triền sông nước lợ, nước lưu thông (vùng Quảng Nam, Nam Trung Bộ và Nam Bộ);
-
Trồng
bằng cách trực tiếp ấn quả xuống bùn hoặc ươm cây trong bầu, sau hai tháng đem
trồng.
10.
Cây bần
-
Tên
khoa học:
+
Sonneratia
alba (bần trắng, bần đắng);
+
Sonneratia
caseolaris (bần chua, cây lậu);
+
Sonneratia
ovata (bần ổi, bần hôi);
-
Cây
cao 4 ¸ 15 m, thích sống ở vùng
đất bùn dày, nước lợ cửa sông.
-
Loại
2: có cả ở 3 miền Bắc, Trung, Nam; khả năng tái sinh và độ sinh trưởng nhanh.
Loại 1 sống ở Miền Nam. Loại 3 sống ở Vũng Tàu trở vào.
-
Trồng
cây bằng cách gieo ươm hoặc bứng cây.
11.
Cây xu
-
Tên
khoa học:
+
Xylocarpus
molucensis gratum (xu ổi);
+
Xylocarpus
molucensis (xu sung);
-
Cây
cao 10¸15 m, thường mọc ở nơi đất
bùn cát, chỉ ngập khi triều trung bình đến triều cao;
-
Cây
xu ổi mọc ở cả ba miền Bắc, Trung, Nam; cây xu sung chỉ mọc từ Nam Trung Bộ trở
ra;
-
Trồng
bằng cách ươm hạt trong bầu, sau 8 ¸
10 tháng bứng cây non đem trồng.
6.2.2.
Quy cách rừng ngập mặn
a/ Mật độ
-
Trồng
các cây theo hình thức “hoa mai”;
-
Với
chủng loại cây thấp (dưới 10 m) trồng khoảng cách các cây 1m x 1 m, mật độ
10.000 cây/ ha;
-
Với
cây cao (trên 10 m) trồng khoảng cách 2,5 m x 2,5 m, mật độ 1.000 cây/ha.
b/
Phạm vi
Chiều
rộng rừng cây (Bc) tối thiểu phải lớn hơn 2 lần chiều dài bước sóng.
Theo kinh nghiệm Bc = 40¸80
m đối với đê cửa sông và Bc tối thiểu bằng120¸200 m đối với đê biển.
6.3.
Bố trí và các loại kết cấu công trình ngăn cát, giảm sóng
6.3.1.
Cấu tạo mỏ hàn và sơ đồ bố trí
a/
Các bộ phận tạo thành mỏ hàn gồm: mũi, thân và gốc: hình 6-2.
Mỏ
hàn từ bờ vươn ra biển, làm giảm tác dụng của sóng và dòng chảy vào bờ biển, ngăn
chặn bùn cát chuyển động dọc bờ, gây bồi lắng vào giữa hai mỏ hàn, mở rộng và
nâng cao thềm bãi củng cố đê, bờ.
b)
Bố trí hệ thống mỏ hàn bảo vệ bờ biển và gây bồi bãi biển
-
Tuyến
bố trí;
Cần hoạch định đường bờ mới cho đoạn bờ cần bảo vệ, đường bờ mới này cần trơn
thuận, nối tiếp tốt với đường bờ đoạn không có mỏ hàn. Chiều dài của mỏ hàn
không quá ngắn, cần ra tới dải sóng vỡ và vùng có dòng ven mạnh.
-
Phương
của mỏ hàn;
đặt vuông góc với đường bờ biển. Nếu hướng sóng ổn định, theo hướng sóng tới bờ
để chọn phương của mỏ hàn có lợi nhất cho việc bồi lắng giữa các mỏ hàn.
-
Theo
kinh nghiệm:
Nên chọn góc giữa hướng sóng và trục mỏ hàn là d = 1000 ¸1100,
không nên lấy d ³1200 . Chọn góc a để diện tích tam giác ABC (hình 6-3) đạt
cực đại: a và q cần thoả mãn:
(7-1)
+
Khi q = 300¸35o thì nên lấy: a = 1100;
+
Khi q = 600¸90o thì nên lấy: a = 900;
Có thể dùng mỏ hàn
có dạng chữ T, hoặc chữ Z để tăng hiệu quả cản sóng, gây bồi (dạng mỏ hàn này
thường có kinh phí cao, khó duy tu, bảo vệ): hình 6.4.
Hình 6-2: Các bộ phận
của mỏ hàn
OB: Gốc; BC:Thân; CE: mũi.
Hình 6-3: Sơ
đồ bố trí mỏ hàn
Hình 6-4. Sơ đồ một số
dạng mỏ hàn (mặt bằng)
-
Chiều
dài mỏ hàn:
Mỏ hàn cần bố trí thành hệ thống, chiều dài mỏ hàn có thể lấy bằng chiều rộng
bãi cần bảo vệ cộng thêm 1/5 khoảng cách giữa hai mỏ hàn. Thường lấy bằng 40¸60 m đối với bãi sỏi đá nhỏ, 100¸150 m đối với bãi đất cát.
-
Khoảng cách
giữa các mỏ hàn: thường
lấy bằng 1,5á2,0 lần chiều dài mỏ hàn, đối với bờ biển sỏi đá; 1,0á1,5 lần đối
với bờ biển đất cát: hình 6-5 và 6-6.
Hình 6-5. Sơ đồ bồi lắng
giữa các mỏ hàn trong trường hợp q = 300 ¸ 550
Ghi chú: l - Chiều dài mỏ hàn
Hình 6-6. Sơ đồ bồi lắng
giữa các mỏ hàn trường hợp sóng vuông góc với bờ
Ghi chú: l - Chiều dài mỏ hàn
Đối
với dự án có quy mô lớn, phải bố trí một số mỏ hàn thử nghiệm, tiến hành quan
trắc hiện trường rút kinh nghiệm để thiết kế cho phù hợp.
6.3.2.
Bố trí và cấu tạo đê giảm sóng
a)
Cấu tạo đê giảm sóng
Đê
dọc, cách bờ một khoảng cách nhất định, trục đê thường song song với bờ, để
giảm sóng, bảo vệ bờ gọi là đê giảm sóng.
Đê
giảm sóng có hai đầu đê và thân đê. Thân đê có một mặt cắt ngang gần như đồng
đều trên suất chiều dài và có 2 phía chịu tải trọng khác nhau: phía biển và
phía bờ (hình 6-7).
Hình 6-7: Sơ
đồ cấu tạo đê giảm sóng
a) Mặt bằng; b) Nhìn
chính diện từ bờ; c) Cắt ngang
Đê
giảm sóng loại đê nhô (cao trình đỉnh đê cao hơn mực nước) hoặc đê ngầm (cao
trình đỉnh đê thấp hơn mực nước); Đê liên tục (chạy suốt chiều dài dọc đoạn bờ
cần bảo vệ) hoặc đê đứt khúc (từng khúc đặt cách nhau trên cùng một tuyến,
quãng đứt giữa 2 khúc gọi là cửa đê).
b)
Đánh giá hiệu quả của đê giảm sóng
Hiệu
quả tiêu sóng của đê ngầm: hệ số tiêu sóng Km = Hsi/Hs.
-
Đối
với tường mỏng (hình 6-8):
(6-1)
Trong
đó:
a-
Độ sâu nước đỉnh đê;
B-
chiều rộng đỉnh đê;
Hs/Ls
- độ dốc sóng đến;
h-
và độ sâu trước đê;
d-
Chiều cao đê giảm sóng;
Hs
i - Chiều cao sóng sau đê;
Hs
- Chiều cao sóng trước đê.
Hình 6-8: Hiệu quả giảm
sóng của đê tường mỏng
-
Đối với đê tường đứng mặt cắt chữ nhật (hình 6-9):
(6-2)
Hình 6-9: Hiệu quả giảm
sóng của đê mặt cắt chữ nhật
Công
thức 6-1 và 6-2 thích hợp cho trường hợp 0,46 Ê h/d Ê 1,0. Khi h/d < 0,7
tác dụng của đê ngầm không rõ rệt.
-
Đối với đê đá đổ (hình 6-10):
+
Trường hợp a/Hs Ê 0 (đê ngầm):
(6-3)
+
Trường hợp 0,25 > a/Hs > 0 (đê nhô):
(6-4)
Công
thức (6-3) thích hợp khi B = (1á3) Hs ; Ls/Hs
= 10 á30, mái dốc và sau đê đều có m = 2; h/Hs = 2,5;
Trong
đó: Hsl, Hsl - Chiều cao sóng trước và sau
đê, m;
a -
Độ sâu nước trước đỉnh đê m; Đê ngầm a có giá trị âm, Đê nhô a có giá trị dương;
d -
Độ cao đê ngầm (m);
B -
Chiều rộng đỉnh đê (m).
Hình 6-10. Hiệu quả giảm
sóng của đê đá đổ
c)
Bố trí đê giảm sóng
Đê
giảm sóng có thể dài liên tục, phủ hết chiều dài bờ bị sạt lở, thường bố trí
từng đoạn, để chừa các cửa nhằm trao đổi bùn cát ngoài và trong đê.
-
Vị
trí đặt đê: Căn cứ vào mục đích khai thác, sử dụng vùng bãi cần được bảo vệ,
so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật các phương án vừa quyết định. Khoảng cách
giữa bờ và đê giảm sóng nên lấy khoảng 1,0 á1,5 chiều dài sóng nước sâu.
-
Chiều
dài đoạn đê giảm sóng đứt khúc lấy bằng1,5 á3,0 lần khoảng cách giữa đê và đường
bờ, Khoảng cách giữa hai đoạn đê đứt khúc (cửa đê) lấy bằng 1/3 á1/5 chiều dài
một đoạn đê và bằng hai lần chiều dài sóng.
-
Cao
trình đỉnh đê: Đối với đê ngầm: có thể lấy bằng HTp - 1/2 H S ở
vị trí đê + Độ lún;
-
Đối
với đê nhô: có thể lấy bằng HTp + 1/2 H S ở vị trí đê +
Độ lún.
-
Chiều
rộng đỉnh đê giảm sóng: Xác định qua tính toán ổn định công trình, thường lấy
lớn hơn độ sâu nước dưới Ztp ở vị trí đê.
6.3.3.
Hệ thống công trình phức hợp ngăn cát - Giảm sóng
Trong
điều kiện thuỷ hải văn phức tạp, cần kết hợp công trình ngang bờ và công trình
dọc bờ, phối hợp hiệu quả chắn cát dọc bờ và giảm sóng, chắn cát ngang bờ. Tuỳ
theo yêu cầu cụ thể có thể bố trí công trình theo 3 sơ đồ sau:
a)
Sơ đồ 1:
kết hợp giữa hệ thống mỏ hàn và đê giảm sóng, tạo thành một tổ hợp đê bao ngăn
ô (hình 6-11).
Hình 6-11. Đê bao ngăn ô
b)
Sơ đồ 2:
Hệ thống mỏ hàn (hình 6-12).
Hình 6-12: Hệ thống công
trình chữ T
c)
Sơ đồ 3:
hệ thống công trình phức hợp giữa phương ngang, phương dọc và cao thấp khác
nhau (hình 6-13).
Hình 6-13. Hệ thống công
trình phức hợp
6.4.
Thiết kế đê công trình ngăn cát, cản sóng dạng thành đứng
6.4.1.
Các loại kết cấu công trình dạng thành đứng
a)
Công trình bằng kết cấu trọng lực: Dùng để ngăn cát, cản sóng vùng gần bờ, bảo vệ
đê biển, không cần sử dụng các loại thùng chìm, cọc trụ đường kính lớn, thường
sử dụng kết cấu khối chuồng (hoặc cũi) và kết cấu khối xếp.
-
Công
trình có kết cấu chuồng (hoặc cũi) gỗ hoặc bê tông cốt thép (hình 6.14a). Gỗ
tràm dùng đóng chuồng rất tốt, trong chuồng (hoặc cũi) chất bao tải cát, đá
hộc.
-
Công
trình có kết cấu khối xếp bê tông: hình dạng đơn giản như (hình 6.11b).
b)
Công trình bằng kết cấu cọc, cừ:
-
Loại
1 hàng cọc gỗ đơn: cần đóng thẳng, bố trí dích dắc, so le, có thanh giằng,
chiều cao khoảng 1,5 m (hình 6,15 a). Quanh chân cọc rải đá hộc chống xói: dùng
để ngăn cát ven bờ;
-
Loại
2 hàng cọc gỗ: tạo thành tường vây có liên kết ngang, dọc, chất vật liệu tạo
khối giữa 2 hàng cọc (hình 6-15b).
-
Cọc
bê tông cốt thép đơn hoặc kép: có bản chắn, sử dụng trong công trình chắn sóng
không lớn, thi công đóng cọc bê tông cốt thép thuận tiện (hình 6-15c).
-
Công
trình cừ thép đơn hoặc kép: dùng trong vùng sóng lớn, bãi biển tương đối sâu,
yêu cầu độ ổn định cao (hình 6-15d).
6.4.2.
Cấu tạo công trình thành đứng dạng trọng lực
a)
Trọng lượng và kích thước khối xếp
-
Trọng
lượng khối bê tông không nhỏ hơn các trị số trong bảng 6-1.
Bảng 6-1. Trọng lượng
khỗi bê tông xếp
Chiều
cao sóng thiết kế, m:
|
2,6á3,5
|
3,6á4,5
|
4,6á5,5
|
5,6á6,0
|
6,1á6,5
|
6,6á7,0
|
Trọng
lượng khối xếp, tấn:
|
30
|
40
|
50
|
60
|
80
|
100
|
Có
thể dùng các khối có trừ lỗ để sau khi lắp đặt sẽ đổ bê tông bổ sung tăng trọng
lượng.
Các
khối xếp nên ít chủng loại. Tỷ lệ giữa kích thước cạnh dài và chiều cao £ 3 lần, giữa kích thước cạnh ngắn và
chiều cao ³ 1 lần.
Khối
bê tông đỉnh cần phủ hết chiều rộng mặt cắt ngang, chiều dày ³ 1,0 m, có liên kết chặt chẽ với thân đê.
b)
Cách xếp khối
- Chiều rộng khe thẳng
đứng giữa các khối xếp khoảng 2 cm, bố trí lệch nhau với khoảng cách như bảng
6-2.
Bảng 6-2. Độ lệch vị trí
các khe
Độ lệch vị trí các khe
|
Trọng lượng khối xếp
(tấn)
|
£ 40
|
> 40
|
Trên
mặt cắt ngang
|
³ 0,8 m
|
³ 0,9 m
|
Trên
phẫu diện dọc hoặc trên mặt bằng
|
³ 0,5 m
|
³ 0,6 m
|
-
Trong trường hợp đặc biệt: khoảng cách chênh lệch giữa các khe biến dạng có
thể lấy từ 10 á30 cm, khe biến dạng liên thông từ đỉnh đến đáy tường rộng từ
2á 5 cm. Khe biến dạng nên bố trí ở các vị trí có sự thay đổi về dạng kết cấu,
chiều cao thân tường hoặc độ dày bệ, tính chất đất nền.
c)
Bệ công trình
-
Độ
dày bệ đá đổ được xác định qua tính toán, nên ³ 1,0 m. Đá hộc đổ bệ có trọng lượng từ 10 á100 kg. Bệ cần
được đầm nện theo yêu cầu đẩm bảo kỹ thuật.
-
Dọc
theo chân bệ, cần có sân gia cố bằng đá hộc, rộng khoảng 0,25 lần chiều cao
sóng thiết kế. Chiều dày lớp gia cố đáy ³
0,5 m, thường dùng 2 lớp đá xác định theo vận tốc dòng chảy do sóng tạo ra ở
thành đứng (phụ lục H).
Hình 6-14. Sơ đồ cấu tạo
công trình thành đứng dạng trọng lực
a) Bằng chuồng gỗ, hoặc
bê tông;
b) Bằng khối
xếp bê tông.
Hình 6-15. Sơ đồ cấu tạo
công trình dạng thành đứng có kết cấu cọc cừ
d)
Đoạn đầu mũi: Quy
định là phần ngoài cùng của công trình có độ dài bằng 2 lần chiều rộng đỉnh,
cần tăng cường gia cố phần vai bệ bằng các khối bê tông hình hộp lập phương
nặng gấp 2á3 lần khối phủ mái. Nếu là bệ đắp cao, mái bệ cần lấy thoải hơn so
với đoạn trong.
e)
Đoạn gốc: thường
dùng kết cấu mái nghiêng, nối tiếp tốt với bờ, không cần gia cố đặc biệt nếu
không có tập trung năng lượng sóng rõ rệt.
6.4.3.
Tính toán công trình thành đứng trọng lực
a)
Tổ hợp tải trọng
-
Tổ hợp thiết kế: với các trường hợp sau:
+
Mực
nước cao thiết kế và chiều cao sóng lấy chiều cao sóng thiết kế.
+
Mực
nước thấp thiết kế và chiều cao sóng thiết kế xác định bằng phương pháp tính
toán khúc xạ từ các yếu tố sóng nước sâu trong điều kiện mực nước thấp thiết
kế.
+
Trường
hợp mực nước cao thiết kế trước công trình có sóng đứng và mực nước thấp
thiết kế, sóng bị vỡ, cần phải tính toán theo mực nước gây ra áp lực sóng lớn
nhất trong quá trình mực nước thay đổi từ mực nước thấp thiết kế đến mực nước
cao thiết kế.
-
Tổ hợp kiểm tra: với các trường hợp sau:
+
Mực
nước cao kiểm tra và chiều cao sóng lấy chiều cao sóng thiết kế.
+
Mực
nước thấp kiểm tra, không xét đến tác dụng của sóng.
Trong quá
trình thiết kế và kiểm tra có thể không xét đến tổ hợp sóng ở cả hai phía trong
và ngoài đê, mà coi ở phía khuất sóng có mực nước tĩnh.
b)
Nội dung tính toán, bao gồm:
-
Ổn
định chống lật dọc theo đáy đê và theo các khe nằm ngang, khe răng trong thân
công trình;
-
Ổn
định chống trượt theo đáy công trình và theo các khe nằm ngang trong thân công
trình;
-
Ổn
định chống trượt theo đáy bệ;
-
Sức
chịu tải của bệ và đất nền;
-
Ổn
định tổng thể;
-
Lún
nền;
-
Trọng
lượng ổn dịnh của các viên đá, cấu kiện bệ và gia cố đáy.
Cách
tính toán theo phụ lục H.
6.4.4.
Tính toán công trình thành đứng bằng cọc, cừ
a)
Tổ hợp tải trọng
-
Tổ
hợp cơ bản (thiết kế): chủ yếu là áp lực sóng;
-
Tổ
hợp đặc biệt: chủ yếu là các lực xuất hiện trong quá trình thi công.
b)
Áp lực đất và phản lực nền
-
Đối
với cọc cứng: Áp lực chủ động và bị động tính theo phương pháp Coulomn.
-
Đối
với cọc mềm: Áp lực đất cần tính sự tương tác giữa cường độ áp lực đất với
biến dạng của tường cọc.
c)
Xác định độ sâu chôn cọc, nội lực trong cọc
Dùng phương pháp đồ giải, hoặc giải tích theo tiêu
chuẩn hiện hành để tính (hình 6-16).
-
Chiều
sâu chôn cọc, t (m);
-
Mô
men ở bụng cọc, M (tm);
-
Độ
võng của cọc, f (mm).
d)
Tính độ bền của cọc và các cấu kiện khác
-
Độ
bền của cọc: Xác định theo mục Điều 6.4.4 và những yêu cầu khi thi công, chế
tạo. Cần kiểm tra nứt và các yêu cầu khác theo điều kiện làm việc của cọc.
-
Các cấu kiện khác
như: Thanh neo, dầm mũ, dầm ốp, khối phủ mặt, cọc chống xiên, bản chắn, khối
hoặc gờ cản sóng ở đỉnh v.v… phải tính nội lực và độ bền.
Hình 6-16. Các sơ đồ
tính toán cọc đơn (tự do)
e)
Phạm vi gia cố chân công trình (hình 6-17)
(6-5)
Trong
đó: lk - Phạm vi gia cố chân công trình;
LS - Chiều dài sóng có ý nghĩa tại chân công
trình.
Hình 6-17. Phạm vi gia
cố chân công trình bằng cọc, cừ
6.5.
Thiết kế công trình ngăn cát, giảm sóng dạng mái nghiêng
6.5.1.
Các loại hình mặt cắt ngang đê mái nghiêng
Cấu
tạo đê mái nghiêng ngăn cát, giảm sóng bao gồm:
-
Thượng
tầng: khối tường đỉnh đê;
-
Trung
tầng: lõi đê, mái đê, lớp phủ mái;
-
Hạ
tầng: lớp đệm, lăng thể chân đê.
Thường
có 4 loại hình mặt cắt (hình 6-18):
a)
Loại 6-18a:
Lõi đê đá đổ không phân loại, được bọc một lớp đá hộc lớn xếp khan, lớp phủ
mái bằng đá hộc hoặc khối bê tông, có lăng thể chân đê phía biển.
b)
Loại 6-18b:
Tại mực nước thi công đặt bậc cơ. Mái phía trên bậc cơ là đá lát khan hoặc đá
xây.
c)
Loại 6-18c:
Các khối bê tông hình hộp được chất trực tiếp trên đệm đá, hình thành thân đê.
d)
Loại 6-18d:
Trên đỉnh có đặt khối bê tông dạng tường góc.
Mặt
cắt đê cần chọn thích hợp với các điều kiện tự nhiên tại vùng xây dựng. Nên sử
dụng các khối bê tông dị hình trong mái đê nghiêng.
Một
số ví dụ: xem ở hình từ 6-19 đến 6-22.
Hình 6-18.
Các dạng mặt cắt ngang đê mái nghiêng
6.5.2. Xác định kích thước mặt cắt ngang
a)
Cao trình và chiều rộng đỉnh công trình: Căn cứ yêu cầu kỹ thuật về ngăn cát và mức
độ giảm sóng cho phía sau công trình để xác định.
-
Nếu
chỉ ngăn cát, đỉnh công trình chỉ cần ngang với mực nước giờ có tần suất bảo
đảm 50%.
-
Nếu
kết hợp giảm sóng, thì tham khảo phần hiệu quả giảm sóng ở Điều 6.3.2.
-
Ngoài
ra cần xét thêm các vấn đề sau:
+
Sóng
và dòng chảy khi tràn qua không ảnh hưởng đến diễn biến luồng và sự đi lại của
tàu thuyền.
+
Nhu
cầu đi lại, giao thông trên đỉnh trong giai đoạn thi công và khai thác.
+
Chiều
rộng của đỉnh công trình: Mái nghiêng lấy bằng 1,1á1,25 lần chiều cao sóng thiết
kế, có thể lấy bằng chiều sâu nước thiết kế (ở đầu mũi), tối thiểu nên bằng 3
lần chiều rộng khối phủ mái phía biển.
b)
Khối tường đỉnh, nhằm:
-
Tăng
độ cao đỉnh mà không mở rộng thân công trình;
-
Chống
sự phá hoại của sóng tràn;
-
Tạo
đường giao thông đi lại.
Để
chắn sóng, cao trình đỉnh tường không nên đặt thấp hơn so với mực nước cao
thiết kế một lần chiều cao sóng thiết kế. Nếu không có yêu cầu cao về chắn sóng
thì có thể đặt thấp hơn.
Nếu
mái phía biển phủ đá hộc hoặc bê tông khối hình chữ nhật thì đỉnh của mái dốc
cần cao hơn mực nước thiết kế từ 0,6 á 0,7 lần chiều cao sóng thiết kế. Chân
tường đỉnh phải cách mép lõi đá mái nghiêng tối thiểu là 1m. Phần giữa mép lõi
đá và chân tường đỉnh gọi là vai phải đủ rộng để lắp đặt được ít nhất một hàng
khối phủ.
Nếu
mái phía biển được phủ một lớp tetrapod hoặc dolos thì cao trình đỉnh mái
không được thấp hơn cao trình đỉnh tường. Vai phải đủ rộng để xếp được 2
hàng, 2 lớp khối phủ (hình 6-23).
Hình 6.23. Sơ đồ vai và
tường đỉnh
c) Lăng thể đá đổ chân
mái phía biển
Cao
trình đỉnh lăng thể thường thấp hơn cao trình mực nước thấp thiết kế khoảng 1
lần chiều cao sóng thiết kế. Chiều rộng đỉnh mặt lăng thể không nhỏ hơn 1,0 m.
Đối
với mặt cắt ngang có bậc cơ, chiều rộng bậc cơ lấy khoảng 2,0 m.
d)
Độ dốc mái
Thường
kết cấu đá hộc thiết kế với mái dốc có m = 2,0 á 3,0. Khối bê tông nhân tạo có
thể lắp đặt trên mái dốc m = 1,5 á 2,0.
Ghi
chú:
Đối với mặt cắt dùng khối đổ bê tông trên đệm đá, chiều rộng thân đê tại mực
nước thiết kế không được nhỏ hơn 3 lần chiều cao sóng thiết kế.
Hình 6-25 c,d,e. Các
dạng lăng thể chân dốc mái
6.5.3.
Trọng lượng ổn định của khối phủ mái nghiêng
a)
Khối bê tông dị hình phủ mái nghiêng
Khối
bê tông dị hình được sử dụng làm khối phủ mái cho các công trình chịu tác động
của sóng lớn, một số loại thường sử dụng giới thiệu trong hình 6-26.
Khối
tetrapop (hình 6-27) và dolos (hình 6-28) có thể sử dụng rộng rãi trong công
trình mỏ hàn và đê dọc bờ trong hệ thống bảo vệ bờ biển.
Hình 6-27. Khối tetrapod
Thể
tích khối tetrapod {V} = 0,28 H3
Kích thước X
|
A
|
B
|
C
|
D
|
E
|
F
|
G
|
I
|
J
|
K
|
L
|
X/H
|
0,302
|
0,151
|
0,477
|
0,470
|
0,235
|
0,644
|
0,215
|
0,606
|
0,303
|
1,091
|
1,200
|
Hình 6-28. Khối dolos
Thể tích khối dolos {V}
= 0,16 C3
A
= 0,020 B = 0,32 C D = 0,057 E
= 0,364 C
b)
Trọng lượng khối phủ
-
Trọng lượng ổn định khối phủ trên mái nghiêng của đê mỏ hàn hay đê dọc xa bờ
tính toán theo công thức Hudson (5-1), hệ số KD đối với các khối bê
tông dị hình lấy theo bảng 6-3.
Bảng 6-3. Hệ số KD đối với
các khối bê tông dị hình
Cấu kiện
|
Số lớp
|
KD
|
Tetrapod
|
2
|
6 á 8
|
Dolos
|
2
|
10 á 12.
|
-
Các trường hợp cần tăng trọng lượng so với tính toán theo công thức Hundson:
+
Cần
xét đến tầm quan trọng, tính phức tạp, nguồn tài liệu đầu vào không đủ tin cậy
v.v…để tăng lên thích ứng.
+
Đê
nằm trong vùng sóng vỡ, trọng lượng khối phủ cần tăng lên từ 10 á 25% so với
vùng sóng không vỡ.
+
Vùng
đầu mũi đê, trọng lượng khối phủ cần tăng lên từ 20 á 30% so với trọng lượng
tính toán cho thân đê.
-
Các trường hợp xét giảm trọng lượng:
+
+
Chân mái đê vùng nước sâu: Ở vị trí thấp hơn mực nước thiết kế một khoảng từ
1,0 á 1,5 lần chiều cao sóng thiết kế, trọng lượng khối phủ mái phía bờ lấy
bằng trọng lượng tính toán cho khối phủ mái phía biển.
+
+
Phần mái dưới mực nước thấp thiết kế, có thể sử dụng đá có trọng lượng bằng
đá lót dưới lớp phủ mái ngoài, nhưng không nhỏ hơn 150 á 200 kg, phải kiểm
tra theo sóng tính toán ở sau đê.
c)
Trọng lượng khối gia cố đỉnh: Thường lấy bằng trọng lượng khối phủ mái ngoài
tương ứng.
Nếu
đỉnh đê thấp (trên mực nước cao thiết kế không đến 0,2 lần chiều cao sóng
thiết kế), trọng lượng khối gia cố đỉnh (không phải tường đỉnh), thường lấy
gấp 1,5 lần trọng lượng khối phủ mái ngoài tương ứng.
6.5.4.
Cấu tạo công trình mái nghiêng
a)
Chiều dày lớp phủ mái phía biển df tính theo công thức:
(6-6)
Trong
đó:
dt
- Chiều dày lớp phủ, m;
n
- Số lớp khối phủ;
Cf
- Hệ số, cho ở bảng 6-4;
Bảng 6-4. Hệ số Cf
Loại khối
|
Cấu tạo
|
Cf
|
P%
|
P%
|
Đá hộc
|
Đổ 2 lớp
|
1,0
|
40
|
|
Tetrapod
|
Xếp hai lớp
|
1,0
|
50
|
|
Dolos
|
Xếp hai lớp
|
1,2
|
60
|
Xếp không theo quy tắc
|
1,1
|
60
|
Xếp theo quy tắc
|
Đá hộc
|
Xếp (đứng) 1 lớp
|
1,3 á 1,4
|
|
|
b)
Số lượng khối bê tông phủ mái tính: theo công thức:
(6-7)
Trong
đó:
NK
- Số lượng khối phủ, chiếc;
F - Diện
tích trung bình lớp phủ mái (tính vuông góc với độ dày), m2;
n - Số
lớp khối phủ;
p - Hệ số
rỗng (%), tra bảng 6-4.
c)
Khối lượng bê tông lớp phủ mái tính theo công thức:
(6-8)
Trong
đó: - A: Khối lượng bê tông, m3 ;
-
Các ký hiệu khác có ý nghĩa như đã giải thích trên.
d)
Đá lót dưới lớp phủ mái, lõi đê và lớp đệm
-
Lớp đá lót ngay dưới lớp phủ mái: cần bảo đảm kích thước để không bị sóng moi
qua khe giữa các khối phủ và gây lún sụt cho lớp phủ và trong thời gian thi
công không bị sóng cuốn đi khi chưa có khối phủ che chở.
Thường
trọng lượng viên đá lớp lót lấy bằng 1/10 á 1/20 trọng lượng khối phủ lớp
ngoài. Chiều dày lớp lót thường lấy bằng 2 lần đường kính viên đá lót.
-
Lõi đê: thường dùng đá hộc có trọng lượng từ 10 á 100 kg.
Ở
vùng đáy có thể bị xói dưới tác dụng của sóng, khối phủ mái và đá hộc lớn của
lăng thể chân mái cũng cần đặt trên lớp đá đệm (loại đá 10 á100 kg), độ dày lớp
đệm không nhỏ hơn chiều dày lớp chống xói đáy.
e)
Lớp gia cố đáy
Dọc
chân đê mái nghiêng, nếu đáy biển dễ xói cần bố trí sân gia cố đáy. Chiều rộng
gia cố đáy bằng 0,25 chiều dài sóng ở phía đầu đê và ở mái phía chịu tác dụng
sóng lớn, ở những phần khác lấy bằng 2,0 m.
6.5.5.
Tính toán ổn định công trình mái nghiêng
a)
Đối với khối tường đỉnh
-
Áp lực sóng tác động lên khối tường đỉnh (hoặc khối bê tông phủ đỉnh), được
xác định theo phương pháp như đối với công trình tường đứng, cần chú ý:
+
Nếu
trước tường, mái chỉ phủ đá hoặc một khối bê tông hình vuông, thì không cần
xét đến tác dụng chiết giảm của các khối đó đối với tường.
+
Khi
các khối phủ nhô cao hơn đỉnh tường, và ở vai có hai hàng, hai lớp khối
tetrapod hoặc dolos, áp lực sóng đối với tường (áp lực ngang và áp lực đẩy
nổi), thì cần nhân với hệ số chiết giảm 0,6.
- Tiến hành kiểm tra ổn
định lật, trượt của khối tường theo các phương pháp như đối với công
trình tường đứng.
b)
Đối với ổn định đất nền
-
Công
trình mái nghiêng trên nền không phải nham thạch thì kiểm tra ổn định tổng thể
theo phương pháp trượt cung tròn, trường hợp có lớp kẹp đất yếu, phải tính
theo phương pháp mặt trượt gãy khúc (theo phụ lục G).
-
Gia
cố nền đất yếu cho công trình mái nghiêng, thường sử dụng lớp đệm cát thoát nước.
Khoảng cách thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng thường nhỏ hơn 5 m. Độ
dày lớp cát đệm thường 1á2 m. Chiều rộng lớp cát đệm phải rộng hơn chiều rộng
đáy đê. Khi lớp đất yếu dày, cần gia cố theo phương pháp thoát nước bằng
giếng cát. Khi chiều dày lớp đất yếu mỏng, có thể dùng phương pháp đổ đá hộc
để ép trồi.
7.
YÊU CẦU KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ BIỂN
7.1.
Yêu cầu kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng đắp đê
7.1.1.
Yêu cầu kỹ thuật đắp đê
a)
Lên ga đảm bảo mặt cắt đê: Sử dụng cọc và dây lên “ga” ở hiện trường mặt cắt đê theo
bản vẽ thiết kế, cách nhau không quá 50 m.
b)
Đo đạc: Khối
lượng đắp đê xác định trên cơ sở đo đạc mặt cắt ngang trước và sau khi đắp đê
(toàn bộ hoặc một phần). Cần đo đạc, đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu các kích
thước và vị trí công trình theo thiết kế.
c)
Chuẩn bị nền đê (đê mới và đê nâng cấp)
San
bằng các lỗ hổng, chỗ trũng v.v…trên thân đê cũ và tiến hành đầm kỹ theo tiêu
chuẩn.
Làm
ẩm nền đê, đầm kỹ để bề mặt nền đê cũ hoặc đê mới nối tiếp tốt với lớp đất đắp
của đê mới. Ngoài ra, cần phải đánh cấp ở mái thân đê cũ, với chiều cao lớn
nhất mỗi cấp bằng 2 lần chiều dày lớp đầm (khoảng 30 cm).
d)
Đắp đất: Phải
loại bỏ tất cả rễ cây, bụi cây, cỏ hay tất cả các loại vật liệu dễ bị phân rữa
khác khỏi thân đê. Đắp đê theo từng lớp liên tục, trước hết đắp theo chiều
ngang, sau đó đắp lên dần theo cao độ của đê. Nơi lấy đất phải cách chân đê ít
nhất 20 m (nằm ngoài phạm vi bảo vệ).
e)
Công tác đầm nện: Tuỳ
theo loại đất đắp mà chọn phương pháp đầm thích hợp:
-
Đất
pha cát hoặc cát: sử dụng đầm hoặc tưới nước;
-
Đất
sét ướt: áp dụng theo phương pháp sau:
+
Xén,
cắt tạo thành những khối đất sét có kích thước đều nhau;
+
Vận
chuyển không làm phá vỡ kết cấu của khối đất sét;
+
Xếp
những khối đất sét theo chiều ngang thành từng lớp đều nhau, giảm tối đa các lỗ
hổng giữa các khối đất sét;
+
Lấp
các lỗ hổng bằng đất sét và làm nhẵn mặt tiếp xúc;
+
Nên
chia mỗi nhóm thi công một khối lượng thích hợp (khoảng 10%) chỉ xếp các khối
đất sét vào đúng vị trí.
g)
Làm đê thử nghiệm
-
Đối với đất ít dính kết: để xác định số lượng lượt đầm cần để đạt được dung trọng
khô thiết kế của đất thì làm đê thử nghiệm như sau:
+
Kích
thước đê: 6x2x60 m;
+
Chuẩn
bị nền đê thích hợp và dọn sạch cỏ, rác;
+
Khi
đắp đê, phải tiến hành đầm từng lớp chiều dày 15 cm;
Sử
dụng đất có độ ngậm nước tự nhiên, chia làm 3 phần:
+
Phần
1: diện tích 400 cm2, đầm 6 lần;
+
Phần
2: diện tích 400 cm2, đầm 8 lần;
+
Phần
3: diện tích 400cm2, đầm 12 lần.
+
Ngay
sau khi đầm nện xong, lấy mẫu để kiểm tra dung trọng khô tại chỗ của đất.
+
Tiến
hành phân tích cấp phối hạt, xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo của cùng
một vật liệu đất được dùng.
+
Lấy
kết quả tốt nhất để làm tiêu chuẩn cho việc kiểm tra chất lượng sau này.
+
Chọn
các mẫu đất có dung trọng khô tối đa xác định được bằng phương pháp làm đê
thử nghiệm để tiến hành phân tích độ thấm (bằng phương pháp đo độ thấm và phương
pháp nén lún).
+
Dung
trọng khô vật liệu đắp phải đạt ít nhất bằng 95% của dung trọng khô tiêu chuẩn,
sau khi tiến hành làm đê thử nghiệm.
+
Đối
với mỗi loại đất, đều tiến hành làm đê thử nghiệm và kết quả tương ứng sẽ được
sử dụng làm tiêu chuẩn kỹ thuật dùng thiết kế và chọn loại đất thích hợp để thi
công.
-
Cách làm đê thử nghiệm đối với đất dính kết: Với phương pháp đầm nện đối với
đất sét ướt đã nêu ở Điều 7.1.1.e chuẩn bị một đoạn đê thử nghiệm, tiến hành
xác định dung trọng khô của đất ở các vị trí khác nhau với phương pháp thích
hợp, lấy trị số trung bình làm dung trọng khô tiêu chuẩn.
Khi
đắp đê, dung trọng khô phải đạt 95% dung trọng khô tiêu chuẩn.
7.1.2.
Các quy định về kiểm tra chất lượng
a)
Kiểm tra về mặt cắt đê
Khi
thi công xong, cứ 100 m phải kiểm tra kích thước hình học mặt cắt đê theo tiêu
chuẩn hiện hành.
b)
Kiểm tra chất lượng đầm
-
Về
độ ngậm nước và dung trọng khô cần lấy mẫu thí nghiệm ở khoảng cách đều nhau
(1 mẫu/300 m3 đất đắp) với các thiết bị chuyên dụng tiến hành phân
tích tại công trường và trong phòng thí nghiệm.
-
Loại
và số lần thí nghiệm kiểm tra như sau:
+
Dung
trọng và độ ngậm nước của đất tại công trường: Với đất rời, nên thí nghiệm ít
nhất 6 mẫu và lấy kết quả trung bình cho mỗi vị trí. Với đất kết dính, sau khi
thực hiện đầm nén như nêu ở Điều 7.1.1.e, cần lấy mẫu để kiểm tra dung trọng
hiện trường cần lấy mẫu lớn hơn (gồm cả phần tiếp giáp giữa các miếng đất sét)
bằng cách lấy mẫu dao vòng trên miếng đất sét mẫu hình khối, bề mặt nhẵn, vuông
góc cạnh (kích thước thích hợp mỗi bề là 30 cm hoặc 40 cm).
+
Phân
tích cấp phối hạt: Lấy một lượng mẫu đất thích hợp (ở gần khu vực lấy mẫu thí
nghiệm dung trọng của đất) để phân tích cấp phối hạt.
+
Tiến
hành xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo theo tiêu chuẩn hiện hành.
7.2.
Yêu cầu kỹ thuật thi công kè gia cố bờ
7.2.1.
Kè đá
7.2.1.1.
Quy trình kỹ thuật thi công kè đá
a)
Chiều dày kè: Phải
đảm bảo độ dày thiết kế.
b)
Chất lượng đá: Phải
đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu chuẩn "Công trình thuỷ lợi - Xây
lát đá - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu: 14TCN 12-2002" và các
yêu cầu của thiết kế.
c)
Cấp phối đá (cách thi công xếp đá)
-
Xếp
đặt sao cho các viên đá lớn được phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích và đá
nhỏ hơn được đặt xen kẽ ở mặt dưới, giữa các viên đá lớn. Bề mặt kè không có
khe hở lớn, khe hở phần dưới các viên đá được bịt lấp bằng đá nhỏ, làm cho
các viên đá được đặt khít nhau, kè đá có độ dày đồng đều, không có đá dăm trên
bề mặt kè.
-
Đá
xếp bằng thủ công, các viên đá dựng vuông góc với bề mặt của mái dốc.
-
Viên
đá có một kích thước lớn hơn chiều dày của kè, thì có thể đặt chiều nhỏ hơn
vuông góc với mái đê.
d)
Đá gắn vữa liên kết thành khối lớn
Có
thể gắn các viên đá có trọng lượng 40 á50 kg với nhau bằng vữa thích hợp để
đảm bảo yêu cầu về kích thước và trọng lượng tính toán thiết kế. Chọn vật
liệu đá và phương pháp ghép đá bằng vữa như sau:
-
Đặt
khuôn (gỗ hoặc thép) lên bề mặt đê theo tuần tự từ thấp lên cao;
-
Đá
có chất lượng tốt, sạch, mặt đá được tưới nước và đặt lên mái kè sao cho
khoảng cách giữa các viên đá nhỏ nhất, vữa sẽ được phụt vào các khe hở giữa
các viên đá.
-
Các
lớp lọc bằng cát sỏi cần tiến hành đồng thời với việc đặt xếp đá kè.
-
Khi
đã rải cát, sỏi lọc hoặc vải lọc, trước khi đặt viên đá cần rải một lớp giấy
dầu hoặc bao xi măng rồi rải lớp vữa dày 0,10m để tránh vữa xi măng làm giảm
tác dụng lọc.
-
Khi
đá được ghép xong trên toàn bộ các khuôn mới tiến hành phụt vữa xi măng, cần
dùng xà beng nậy để vữa nhét hết vào các khe. Vữa dùng để phụt là loại mác 10
đến 12,5 đảm bảo tiêu chuẩn "Vữa thuỷ công, yêu cầu kỹ thuật và phương
pháp thử: 14TCN 80 – 2001".
7.2.1.2.
Kiểm tra chất lượng kè đá sau khi thi công
a)
Chất lượng của viên đá: Cần kiểm tra bằng mắt thường và cường độ nén ở phòng thí
nghiệm đối với đá có kích cỡ khác nhau nếu có sự khác biệt khi kiểm tra hiện
trường.
b)
Bề dày và cách xếp đá: Chiều dày kè phải đảm bảo không chênh với thiết kế quá 5%,
đảm bảo Tiêu chuẩn 14 TCN 12 - 2002.
c)
Cấp phối đá kè
-
Chọn
lấy diện tích 50 m2, tiến hành đo đường kính ngoài của mỗi viên đá
(đối với cả các viên đá xi măng), đánh dấu bằng sơn hoặc phấn.
-
Xếp
các viên đá có cùng kích thước vào trong một nhóm (theo bảng 7.1), tính toán
xác định tỷ lệ % cho mỗi nhóm.
Bảng 7.1. Phân nhóm đá
STT
|
Nhóm
|
STT
|
Nhóm
|
1
|
0,80á1,0 m
|
5
|
0,30á0,40 m
|
2
|
0,60á0,70 m
|
6
|
0,20á0,30 m
|
3
|
0,50á0,60 m
|
7
|
0,10á0,20 m
|
4
|
0,40á0,50 m
|
8
|
0,05á0,10 m
|
Từ
các đường kính đo được, xác định diện tích của mỗi viên đá nhân với chiều dày
trung bình của kè đá và trọng lượng riêng của đá thuộc mỗi nhóm. Bằng cách này
sẽ xác định được sự phân bố của các viên đá có kích thước trung bình trên bề
mặt kè đá. Cần đảm bảo sự có mặt của 50% số đá có trọng lượng trung bình
(W50), sai số cho phép 10%.
d)
Chất lượng kè đá xây vữa: Độ sụt đảm bảo 3á9 cm. Cứ 30 m3 vữa phải lấy 6
mẫu vữa gửi về phòng thí nghiệm để kiểm tra.
7.2.2.
Kè bê tông lát mái
a)
Yêu cầu vật liệu:
cát, sỏi, nước, xi măng v.v... dùng chế tạo bê tông lát mái theo 14TCN 66 -
2002 đến 14TCN 73 - 2002: Vật liệu làm thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật và phương
pháp thử.
b)Kiểm
tra chất lượng bê tông: Theo 14 TCN 63 - 2002 đến 14 TCN 65 - 2002.
7.3.
Quy trình thi công và giám sát chất lượng lớp lọc sỏi và cát
7.3.1.
Chiều dày và cách đặt: Phải đặt đúng vị trí, cấp phối và chiều dày như
trong bản vẽ thiết kế. Các lớp lọc, không cần dầm, nhưng phải thi công đảm bảo
đều nhau theo chiều dày quy định.
7.3.2.
Cấp phối lớp lọc: Theo bảng 7..2 và 7.3.
Bảng 7.2. Cấp phối cát
hợp lý đối với lớp lọc (theo tiêu chuẩnMỹ)
Kích thước lỗ sàng
|
Số sàng N°
|
Số % trọng lượng giữ
trên sàng
|
4,67 mm
|
N°4
|
0
|
2,38 mm
|
N°8
|
5á15
|
1,19 mm
|
N°16
|
10á25
|
0,59 mm
|
N°30
|
10á30
|
0,297 mm
|
N°50
|
15á35
|
0,149 mm
|
N°100
|
12á20
|
Pan
|
|
3á7
|
Bảng 7.3. Cấp phối sỏi
thích hợp với lớp lọc
Kích thước lỗ sàng
|
Số sàng N°
|
Số % trọng lượng giữ
trên sàng
|
19-38,1
|
3/4-11/2
|
40á55
|
9,51-19
|
3/8-3/4
|
30á35
|
1,19 mm
|
N04-3/8
|
15á25
|
7.3.3.
Kiểm tra chất lượng lớp lọc: Phải đảm bảo chiều dày thiết kế, cho phép chênh
lệch 10%.
-
Vật
liệu sử dụng để làm lớp lọc đáp ứng yêu cầu chất lượng giới hạn về cấp phối
như bảng 7.2; 7.3;
-
Theo
chiều dài đê, cứ 20 m lấy các mẫu sỏi cát dùng làm lớp lọc để phân tích cấp
phối hạt.
7.4.
Quy trình kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng vải lọc geotextile
7.4.1.
Đặt vải lọc
-
Nếu
có thể thì tháo hết nước khu vực đặt vải lọc hoặc thực hiện lúc triều rút
thấp.
-
Chuẩn
bị mặt bằng mái để rải vải lọc: làm sạch, phẳng chỗ gồ ghề trên mái.
-
Ở
vùng không có nước thì đào chân khay đến cao trình thiết kế và đặt vải lọc,
ghim chặt với chân khay và mái theo chỉ dẫn trong thiết kế.
-
Ở
vùng có nước, vải lọc đặt vào rãnh khay và ghim neo. Phải rải vải tiếp từ chân
lên mái trong điều kiện có nước, chú ý ghim neo cẩn thận phần chân và mái ngập
nước, để tránh bị đẩy nổi ra khỏi vị trí tác dụng do nước và sóng.
-
Chỗ
tiếp giáp giữa hai tấm vải cần chồng mí là 30 á50 cm. Nếu may nối hai tấm thì
cường độ chỗ nối phải đạt ít nhất 80% cường độ của vải lọc. Phần đỉnh của tấm
vải lọc cần cố định chắc chắn, không cho nước chảy phía dưới và chống phá huỷ
do ngoài trời thời gian dài (không quá 5 ngày), không phơi dưới nắng, nóng.
7.4.2.
Kiểm tra chất lượng thi công vải lọc: thực hiện ngoài hiện trường
đồng thời kiểm tra kích thước chân khay và xếp đặt đá kè. Chất lượng vải phải
đạt yêu cầu thiết kế và kiểm tra theo 14 TCN 91 - 1996 đến 14 TCN 99 - 1996:
Vải địa kỹ thuật - Yêu cầu kỹ thuật và Phương pháp thử.
7.5.
Quy trình kỹ thuật và kiểm tra chất lượng trồng cỏ mái đê hạ lưu
7.5.1.
Quy trình kỹ thuật: Các miếng cỏ tươi kích thước khoảng 30x30 cm,
dày 5á10 cm được ghim neo bằng cọc tre trên mái dốc.
7.5.2.
Kiểm tra chất lượng: bằng mắt, đảm bảo cỏ che phủ bảo vệ mái đê theo
thiết kế.
7.6.
Quy trình kỹ thuật trồng cây ngập mặn
Đảm
bảo phạm vi và mật độ trồng, chất lượng, loại cây theo yêu cầu thiết kế.
7.6.1.
Quy trình kỹ thuật
Sú vẹt được trồng phía bãi trước chân đê cần bảo
đảm khoảng cách giữa các cây 1mx1m, xen chéo, mật độ 10.000 cây/ha, cách chân
đê khoảng 1m. Chiều rộng dải cây bằng 3á5 lần bước sóng với gió cấp 32 m/s.
Trung bình bề rộng dải cây khoảng 30á50 m.
7.6.2.
Kiểm tra chất lượng: bằng mắt thường về phạm vi và mật độ.
Thời
gian kiểm tra tiến hành theo quy định của thiết kế.
7.7.
Yêu cầu kỹ thuật về thi công đê mỏ hàn mái nghiêng
7.7.1.
Đổ cát xử lý nền
a) Phải nghiên cứu các yếu
tố ảnh hưởng như độ sâu, dòng chảy và sóng để khắc phục hiện tượng trôi dạt
cát. Nên thí nghiệm xác định vị trí phương tiện neo đậu. Nếu độ sâu lớn, lưu
tốc dòng chảy lớn có thể dùng phương pháp rót cát bằng phễu, bơm phun v.v…
b)
Đổ cát:
cần phân đoạn thi công, sau khi đổ xong từng đoạn phải kịp thời phủ đá. Độ dài
phân đoạn tuỳ theo điều kiện tự nhiên, năng lực thi công để xác định. Yêu cầu
về chất lượng đổ cát:
-
Đỉnh lớp cát đổ không thấp hơn 0,2 m; Không cao hơn 0,5 m
so với cao trình thiết kế.
-
Chiều
rộng đỉnh lớp cát đổ không nhỏ hơn chiều rộng thiết kế và không vượt quá mỗi phía
3 m.
7.7.2.
Đổ đá và khối bê tông hình hộp
a)
Phân đoạn thi công:
Căn cứ thiết kế, năng lực thi công và mức độ ảnh hưởng của triều, sóng, dòng
chảy đối với các vị trí trên thân đê để xác định trình tự thi công phân đoạn,
phân lớp.
b)
Vị trí đổ:
Căn cứ vào độ sâu, vận tốc dòng chảy và sóng để xác định vị trí neo thả của xà
lan chở đá.
c)
Trình tự đổ đá trên nền đất yếu:
-
Khi
có lớp đá hộc gia tải, phải thả phần gia tải, sau thả đá thân đê lên trên.
-
Khi
cần ép trồi đối với nền thì thả đá từ giữa lấn dần ra hai bên.
d)
Thả đá phủ mái dốc và lớp đệm: Phải đảm bảo độ dày thiết kế, độ dốc đổ đá phủ
mái không lớn hơn độ dốc thiết kế.
e)
Sai số cho phép:
Đối với đá đổ tạo đường viền mặt cắt thiết kế của đê ở bảng 7-4.
Bảng 7-4. Sai số cho
phép đối với đá đổ đường viền mặt cắt thiết kế của đê
Trọng
lượng đá thả (kg)
|
10á100
|
100á200
|
200á300
|
300á500
|
500á700
|
700á1000
|
Chênh
lệch cao cho phép (cm)
|
±40
|
±50
|
±60
|
±70
|
±80
|
±90
|
f)
Việc san ủi bề mặt đá đổ và lát đá: chênh lệch độ cao giữa đường viền thiết kế và
mặt cắt thực tế quy định trong bảng 7.5.
Bảng 7-5.
Chênh lệch cao độ cho phép giữa đường viền mặt cắt thực tế so với thiết kế
Công việc
|
Trọng lượng đá (kg)
|
Chênh lệch độ cao cho
phép (cm)
|
San
ủi
|
10á100
|
±20
|
100á200
|
±30
|
Xếp
đặt
|
200á300
|
±40
|
300á500
|
±50
|
500á700
|
±60
|
700á1000
|
±70
|
g)
Khống chế đường biên: Trước lúc đổ khối bê tông hình hộp, nên đặt các khối kè
cạnh để khống chế. Đường biên thực tế và đường biên thiết kế không lệch quá
30 cm.
7.7.3.
Chế tạo, lắp đặt và xây các khối phủ
a)
Cốp pha chế tạo các khối bê tông: Cần có bề mặt nhẵn, kết cấu kiên cố và không
biến dạng, thường được làm bằng kim loại. Thiết kế cốp pha lắp ghép, tháo dỡ
hoặc hỗn hợp (bản đáy bằng bê tông, phần còn lại bằng kim loại).
b) Cốp pha kín để chế tạo cấu kiện bê tông:
Nếu bề mặt đỉnh có bọt khí, thì trước khi bê tông ngưng kết, dùng vữa trát một
lượt, miết vài lần để đảm bảo độ trơn phẳng. Sai số kích thước và khiếm khuyết
bề mặt cấu kiện đúc sẵn không được vượt quá các trị số ở bảng 7.6.
Bảng 7.6. Sai số kích
thước và khiếm khuyết bề mặt cấu kiện đúc sẵn
Hạng mục
|
Sai số cho phép (cm)
|
Ghi chú
|
Kích
thước
|
-Chiều
dài cạnh
-Đường
chéo
-Chiều
cao
-
Vị trí lỗ
|
±1,0
±2,0
±1,0
±2,0
|
Dùng
cho cấu kiện có kích thước hình học quy chuẩn.
|
Khiếm
khuyết bề mặt
|
-Sứt
cạnh
-Độ
sâu măt rỗ
-
Sai lệch chỗ ghép cốp pha
|
£5,0
£0,5
£2,0
|
Dùng
cho các loại cấu kiện bê tông.
|
c)
Vận chuyển:
Cường độ bê tông cấu kiện phải đạt các yêu cầu về cẩu móc khi vận chuyển.
d)
Lắp đặt:
Phải xét đến ảnh hưởng của sóng, tiến độ đảm bảo phủ kín đá lót trước khi bị
xói. Trước lúc lắp đặt, cần kiểm tra tu sửa bổ sung độ dốc và tình trạng bề
mặt lớp đá lót, cần làm phẳng bằng cách san rải đá nhỏ để lấp các khe lớn. Sai
số cho phép, đối với phần thi công trên nước không lớn hơn ±5 cm, phần dưới
nước không lớn hơn ±10 cm.
e)
Các khối phủ ở cuối dốc: Đảm bảo tiếp xúc chặt chẽ với lăng thể đá đổ chân đê.
f)
Dùng khối dolos hoặc tetrapod phủ mái: Đảm bảo mật độ đồng đều trên toàn mái.
-
Cách lắp đặt khối dolos: Cánh đặt đứng ở phía dưới dốc và đè lên cánh nằm ngang
của khối phía dưới, cánh đặt ngang đè lên lớp đá lót mái đê. Thanh nối vượt
qua cánh ngang của khối lân cận sao cho đá lót ở dưới không lộ ra (hình 7-1).
Hình 7-1. Sơ đồ lắp đặt
khối dolos trên mái nghiêng
-
Cách
lắp đặt khối tetrapod: hình 7-2.
g)
Sai số lắp đặt cấu kiện được quy định như sau:
-
Đối
với khối dolos và tetrapod: số lượng lắp đặt thực tế so với thiết kế không sai
lệch quá 5%.
-
Đối
với tấm khối vuông: Chênh lệch độ cao so với khối lân cận không quá 15 cm, khe
lát giữa 2 khối không lớn hơn 10 cm.
h)
Đối với trường hợp phủ mái bằng đá hộc lát khan: nên chọn viên tương đối
gần với hình lăng trụ, chiều dài không nhỏ hơn chiều dày thiết kế. Viên đá đặt
dựng đứng, trọng lượng không nhỏ hơn trọng lượng thiết kế. Lớp phủ bằng đá hộc
cần đạt các yêu cầu sau:
-
Trên
90% diện tích bảo đảm độ dày thiết kế;
-
Khe
rỗng giữa hai viên đá lát không lớn hơn 2/3 đường kính bé nhất của đá lót phía
dưới, không tồn tại khe liên thông vuông góc với mặt lớp phủ:
+
Chiều
rộng khe ghép cho phép : 3 cm;
+
Chiều
rộng khe tam giác cho phép : 7 cm;
+
Độ
nhấp nhô mặt mái cho phép : 3 cm.
- Đá lát khan cần
chèn chặt, đá nhỏ được gài phía dưới, dùng xà beng bẩy lấy một viên đá lớn
rời khỏi mái thì 2-3 viên xung quanh cũng bị bẩy lên.
Hình 7-2. Phương pháp lắp
đặt khối tetrapod trên mái nghiêng
a) Mặt cắt ngang, b) Mặt
bằng
i)
Mặt mái phủ đá xây vữa: Các viên đá không trực tiếp chạm vào nhau, mà phải có vữa
đầy khe, chít mạch kín. Xây đá cần đạt các yêu cầu cho phép sau:
-
Mạch
xây : 4cm;
-
Độ rộng
khe tam giác :8 cm;
-
Độ lồi
lõm mặt mái : 3cm.
8.
QUẢN LÝ, DUY TU, BẢO DƯỠNG ĐÊ BIỂN
8.1.
Quy định chung
8.1.1. Phạm vi bảo vệ của
đê biển là từ chân đê trở ra 100 m về phía biển và 200 m về phía đồng.
8.1.2. Đê biển được đầu tư
xây dựng xong phải bàn giao cho cơ quan quản lý khai thác sử dụng theo quy định
hiện hành.
Đê
biển từ cấp III trở lên do lực lượng chuyên trách quản lý, dưới cấp III do lực
lượng quản lý đê nhân dân quản lý.
UBND
các cấp có nhiệm vụ tổ chức thực hiện hộ đê ở địa phương mình để đảm bảo an
toàn cho đê theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
8.2.
Bảo dưỡng và sửa chữa công trình
Công
tác bảo dưỡng và sửa chữa cần tiến hành định kỳ, nhằm đảm bảo chất lượng công
trình gồm các bước sau:
8.2.1.
Kiểm tra, giám sát trạng thái làm việc của công trình và sự thay đổi điều
kiện thuỷ lực
a)
Kiểm tra định kỳ: Tiến
hành một đến 2 lần trong năm trên cơ sở các yếu tố sau:
-
Mật
độ và cường độ bão có thể xảy ra trong khu vực (dự báo theo tính chất mùa của
từng khu vực);
-
Tầm
quan trọng và vị trí chiến lược chung của công trình;
-
Tuỳ
vị trí và tầm quan trọng của bộ phận công trình cần kiểm tra:
+
Tập
trung ở vị trí chịu tác động thường xuyên tác động của tải trọng (như thân
mái kè, các vị trí chuyển tiếp v.v…);
+
Kiểm
tra mài mòn, rạn nứt, dịch chuyển hoặc bị phá vỡ của đê dưới tác động của sóng
và dòng chảy.
-
Đê
và mái kè nên kiểm tra và giám sát theo những hạng mục sau:
+
Chiều
cao đỉnh đê, độ lún của thân đê;
+
Chất
lượng bảo vệ mái, thân đê (ổn định mái, hang hốc động vật v.v…);
+
Kích
thước hình học mái kè (mặt cắt dọc ngang, chiều dày);
+
Vị
trí các viên đá trên mái kè (chuyển vị so với vị trí ban đầu);
+
Các
tính chất cơ lý của mái kè;
+
Chất
lượng của các công trình chuyển tiếp (chân kè, tầng lọc v.v…);
+
Sự
phát triển của hố xói trước chân đê (nếu có).
-
Các
bộ phận công trình nằm trên mực nước triều thấp, có thể kiểm tra định kỳ theo
thời gian ở bảng 8.1.
Bảng 8-1. Thời gian kiểm
tra định kỳ bộ phận công trình nằm trên mực nước chiều thấp
Hạng mục
|
Chu kỳ dài nhất
|
Hình học mái kè
Vị trí các viên đá
trên mái kè
Tính chất cơ lý của đá
kè
Sự phát triển của hố
xói
|
12 tháng
12 tháng
12 tháng
6 tháng
|
-
Các
bộ phận công trình nằm chìm lâu dài dưới nước, chu kỳ kiểm tra nên ít nhất một
lần trong năm.
b)
Kiểm tra theo tình huống: Theo tình huống cơn bão, trước khi bão đến (dự báo), nên kiểm
tra tình hình đê kè để chuẩn bị đối phó các tình huống có thể xảy ra. Sau cơn
bão, cần kiểm tra tình hình hư hỏng của đê, kè để có kế hoạch sửa chữa, khắc
phục kịp thời.
c)
Điều kiện thuỷ lực tác động đến công trình: Cần có thiết bị theo dõi sự thay đổi các
điều kiện thuỷ, hải văn để làm cơ sở phân tích đánh giá chiều hướng thay đổi
(tốt hay xấu) của các tải trọng lên công trình. Căn cứ vào các tài liệu này có
thể đề ra kế hoạch nâng cấp cải tạo đê, kè trong tương lai.
8.2.2.
Sửa chữa, thay thế các bộ phận công trình không còn phù hợp
Các
hư hỏng thường dễ được nhận thấy trên mái kè, khi có chuyển vị rất lớn cần phải
xếp đặt các viên đá lại để có đủ độ dày cần thiết cấu tạo hai lớp đá. Vật liệu
đá có thể tái sử dụng nhiều lần như: cần thay thế những viên bị vỡ, bị mài mòn
v.v … Nếu trên mái đê xuất hiện những chỗ trũng với diện tích lớn, chứng tỏ tầng
lọc có chất lượng thi công không đạt yêu cầu, gây ra sự rửa trôi của vật liệu
thân đê. Trong trường hợp này thân đê và mái kè phải sửa chữa một cách kịp thời.
Chân
kè phải bảo dưỡng thường xuyên, đặc biệt trong trường hợp có hố xói phát triển
mạnh trước chân đê. Không để hố xói phát triển quá sâu và tiến gần về phía
chân kè. Cần bổ sung đá đổ tại hố xói chân kè với kích thước đủ lớn và bề rộng
thích hợp.
|
KT. BỘ TRƯỞNG
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
Đã ký
Thứ trưởng Nguyễn Đình Thịnh
|
PHỤ
LỤC A
A.1. Tần suất mực nước biển thiết kế
Thường
xác định theo tần suất mực nước biển cao nhất năm. Mỗi năm đo được hơn 700 số
liệu ứng với đỉnh triều ở vùng bán nhật triều và hơn 360 ở vùng nhật triều xuất
hiện dưới tác dụng tổng hợp các yếu tố thiên văn, khí tượng, có tính chất ngẫu
nhiên. Số hạng lớn nhất trong liệt đó là mực nước biển cao nhất năm. Với n năm
số liệu thực đo mực nước biển, sẽ có n trị số mực nước cao nhất năm. Tần suất
xuất hiện của mực nước bằng hoặc cao hơn một trị số nào đó là P %, chu kỳ lặp
(Hoàn kỳ hay số năm xuất hiện trở lại) là T (năm):
(A-1)
Nếu
thiết kế đê biển cho thời hạn sử dụng N năm, thì trong niên hạn sử dụng, xác suất
xuất hiện mực nước nhỏ hơn Z50 (chu kỳ lặp T = 50 năm, tần suất P =
2%) là:
F = (1-P%)N (A-2)
Với
F: là suất an toàn. Trong thời gian sử dụng, suất nguy hiểm có thể gặp Z50
là:
Q = 1-(1-P%)N (A-3)
Khi
N = 50 năm, từ công thức (A-2) và (A-3) có thể tính ra trong thời hạn sử dụng
50 năm, suất an toàn để đê biển không gặp mực nước Z50 (50 năm xuất
hiện một lần) chỉ có 36,4 %, còn suất nguy hiểm là 63,6%.
Thường
yêu cầu phải có số liệu liên tục mực nước biển cao nhất năm không ít hơn 20 năm
và mực nước đặc biệt đã xuất hiện trong lịch sử. Đường cong phân tích tần suất
mực nước cao nhất, thường dùng đường cong tần suất lý thuyết phân bố dạng cực
trị I (phân bố Gumbel). Ở khu vực cửa sông vùng triều, chịu ảnh hưởng dòng chảy
sông thường dùng đường cong tần suất lý thuyết phân bố dạng Pearson III.
-
Phương pháp phân tích tần suất dạng cực trị I:
Ví
dụ: có n giá trị mực nước cao nhất năm, xếp thứ tự Zi, trị số trung
bình là:
(A-4)
Sai
số quân phương của mực nước Zi trong n năm là:
(A-5)
Trị
số mực nước cao Zp tương ứng với tần suất (P%) là:
(A-
6)
Với
pn
là hệ số liên quan đến tần suất P(%) và số năm có số liệu n, theo bảng A-1.
Tính
các trị số Zp theo công thức (A-6), vẽ lên trên giấy kẻ ô xác suất
đường cong tần suất lý thuyết mực nước triều cao, đồng thời chấm lên các điểm tần
suất kinh nghiệm để kiểm tra mức độ phù hợp giữa lý thuyết và thực tế.
Mực
nước cao nhất năm Zi sắp xếp theo thứ tự giảm dần, tần suất kinh
nghiệm P của số hạng thứ m được tính như sau:
(A-7)
Quan
hệ giữa chu kỳ lặp T (năm) và tần suất năm P(%) theo công thức (A-1).
-
Phương pháp phân tích tần suất mực nước theo dạng phân bố Pearson III: theo hướng dẫn hiện
hành.
A.2. Tính toán mực nước biển thiết kế khi trong số liệu
điều tra có mực nước đặc biệt lớn
Trường
hợp ngoài số liệu mực nước biển thực đo n năm, thường qua điều tra có được số
liệu mực nước đặc biệt lớn ZN xuất hiện trong N năm lịch sử, thì tiến
hành phân tích tần suất như sau:
-
Trị số trung bình: theo công thức A-8 sau:
-
Sai số quân phương: theo công thức A-8 sau:
Với
Zp tính theo A-6, nhưng và S trong công thức đó,
được tính theo A-8 và A-9, trị số l pn tra theo bảng A-1, số liệu là N.
-
Tần suất kinh nghiệm của mực nước đặc biệt lớn: ; Tần suất kinh nghiệm của các mực nước
khác tính theo A-7.
Bảng A-1. Trị số lpn của quy luật phân bố cực
trị loại I
Số năm
|
Tần suất (%)
|
0,1
|
0,2
|
0,5
|
1
|
2
|
4
|
5
|
10
|
25
|
50
|
75
|
90
|
8
|
7,103
|
6,336
|
5,321
|
4,551
|
3,779
|
3,001
|
2,749
|
1,953
|
0,842
|
-0,130
|
-0,897
|
-1,458
|
9
|
6,909
|
6,162
|
5,174
|
4,425
|
3,916
|
2,916
|
2,670
|
1,895
|
0,814
|
-0,133
|
-0,879
|
-1,426
|
10
|
6,752
|
6,021
|
5,055
|
4,322
|
2,847
|
2,847
|
2,606
|
1,848
|
0,790
|
-0,136
|
-0,865
|
-1,400
|
11
|
6,622
|
5,905
|
4,957
|
4,238
|
3,516
|
2,789
|
2,553
|
1,809
|
0,771
|
-0,138
|
-0,854
|
-1,378
|
12
|
6,513
|
5,807
|
4,874
|
4,166
|
3,456
|
2,741
|
2,509
|
1,777
|
0,755
|
-0,139
|
-0,844
|
-1,360
|
13
|
6,418
|
5,723
|
4,802
|
4,105
|
3,404
|
2,699
|
2,470
|
1,748
|
0,741
|
-0,141
|
-0,836
|
-1,345
|
14
|
6,337
|
5,650
|
4,741
|
4,052
|
3,360
|
2,663
|
2,437
|
1,742
|
0,729
|
-0,142
|
-0,829
|
-1,331
|
15
|
6,226
|
5,586
|
4,687
|
4,005
|
3,321
|
2,632
|
2,408
|
1,703
|
0,718
|
-0,143
|
-0,823
|
-1,320
|
16
|
6,196
|
5,523
|
4,634
|
3,959
|
3,283
|
2,601
|
2,397
|
1,682
|
0,780
|
-0,145
|
-0,817
|
-1,308
|
17
|
6,137
|
5,471
|
4,589
|
3,921
|
3,250
|
2,575
|
2,355
|
1,664
|
0,699
|
-0,146
|
-0,811
|
-1,299
|
18
|
6,087
|
5,426
|
4,551
|
3,888
|
3,223
|
2,552
|
2,335
|
1,649
|
0,692
|
-0,146
|
-0,807
|
-1,291
|
19
|
6,043
|
5,387
|
4,518
|
3,860
|
3,199
|
2,533
|
2,317
|
1,636
|
0,685
|
-0,147
|
-0,803
|
-1,283
|
20
|
6,006
|
5,354
|
4,490
|
3,836
|
3,179
|
2,517
|
2,302
|
1,625
|
0,680
|
-0,148
|
-0,800
|
-1,277
|
22
|
5,933
|
5,288
|
4,435
|
3,788
|
3,138
|
2,484
|
2,272
|
1,603
|
0,669
|
-0,149
|
-0,794
|
-1,265
|
24
|
5,870
|
5,232
|
4,387
|
3,747
|
3,104
|
2,457
|
2,246
|
1,584
|
0,659
|
-0,150
|
-0,788
|
-1,255
|
26
|
5,816
|
5,183
|
4,346
|
3,711
|
3,074
|
2,433
|
2,224
|
1,568
|
0,651
|
-0,151
|
-0,783
|
-1,246
|
28
|
5,769
|
5,141
|
4,310
|
3,681
|
3,048
|
2,412
|
2,205
|
1,553
|
0,644
|
-0,152
|
-0,799
|
-1,239
|
30
|
5,727
|
5,104
|
4,279
|
3,653
|
3,026
|
2,393
|
2,218
|
1,541
|
0,638
|
-0,153
|
-0,776
|
-1,232
|
35
|
5,642
|
5,027
|
4,214
|
3,589
|
2,979
|
2,356
|
2,153
|
1,514
|
0,625
|
-0,154
|
-0,768
|
-1,218
|
40
|
5,576
|
4,968
|
4,164
|
3,554
|
2,942
|
2,326
|
2,126
|
1,495
|
0,615
|
-0,155
|
-0,762
|
-1,208
|
45
|
5,522
|
4,920
|
4,126
|
3,519
|
2,913
|
2,303
|
2,104
|
1,479
|
0,607
|
-0,156
|
-0,758
|
-1,198
|
50
|
5,479
|
4,881
|
4,090
|
3,491
|
2,889
|
2,283
|
2,086
|
1,466
|
0,601
|
-0,157
|
-0,754
|
-1,191
|
60
|
5,410
|
4,820
|
4,038
|
3,446
|
2,852
|
2,253
|
2,059
|
1,446
|
0,591
|
-0,158
|
-0,748
|
-1,180
|
70
|
5,359
|
4,774
|
4,000
|
3,413
|
2,824
|
2,230
|
2,083
|
1,430
|
0,583
|
-0,159
|
-0,744
|
-1,172
|
80
|
5,319
|
4,738
|
3,970
|
3,387
|
2,802
|
2,213
|
2,022
|
1,419
|
0,577
|
-0,159
|
-0,740
|
-1,165
|
90
|
5,287
|
4,709
|
3,945
|
3,366
|
2,784
|
2,199
|
2,008
|
1,409
|
0,572
|
-0,160
|
-0,737
|
-1,160
|
100
|
5,261
|
4,686
|
3,925
|
3,349
|
2,770
|
2,187
|
1,998
|
1,401
|
0,568
|
-0,160
|
-0,735
|
-1,155
|
200
|
5,130
|
4,568
|
3,826
|
3,263
|
2,698
|
2,129
|
1,944
|
1,362
|
0,594
|
-0,162
|
-0,723
|
-1,134
|
500
|
5,032
|
4,481
|
3,752
|
3,200
|
2,645
|
2,086
|
1,905
|
1,333
|
0,535
|
-0,164
|
-0,714
|
-1,117
|
1000
|
4,992
|
4,445
|
3,722
|
3,174
|
2,623
|
2,069
|
1,889
|
1,321
|
0,529
|
-0,164
|
-0,710
|
-1,110
|
¥
|
4,936
|
4,395
|
3,679
|
3,137
|
2,592
|
2,044
|
1,886
|
1,305
|
0,520
|
-0,164
|
-0,705
|
-1,110
|
A.3. Tính toán mực nước cao thiết kế trong trường hợp
tài liệu không đầy đủ
a)
Trong
khu vực dự định xây dựng công trình không có số liệu mực nước dài kỳ, có thể diễn
toán mực nước cao thiết kế theo phương pháp “so sánh cực trị lệch pha” có ít nhất
5 năm số liệu thực đo. Trạm chọn làm trạm tham chiếu cần có số liệu thực đo của
không dưới 20 năm liên tục và thoả mãn các điều kiện tương tự về tính chất triều,
vị trí địa lý gần, chịu ảnh hưởng của sóng (bao gồm cả mùa lũ) nước dâng, nước
hạ tương tự nhau. Giả thiết hiệu mực nước triều cao thiết kế và mặt phẳng biển
trung bình cùng chu kỳ lặp của hai trạm tỷ lệ thuận với hiệu trị số trung bình
của mực nước cao nhất năm và mực nước biển trung bình ở hai trạm:
(A-10)
Với:
Zz, Zy - Mực nước cao thiết kế cùng chu kỳ lặp của trạm
x(đã biết) của trạm y (cần xác định);
Ax,
Ay- Mặt phẳng biển trung bình của trạm x (đã biết) và của trạm y (cần
xác định);
Rx,
Ry - Hiệu số giữa trị số trung bình mực nước cao nhất năm cùng kỳ và
mặt phẳng biển trung bình ở hai trạm x (đã biết) và y (cần xác định).
Do
đó: (A-11)
b) Nếu tại vị trí thiết kế
công trình không có số liệu thực đo liên tục trong 5 năm, lúc đó tại trạm y cần
tiến hành đo đạc mực nước đồng thời với trạm x trong một thời gian ngắn (khoảng
1 tháng) thì xác định mực nước cao thiết kế của trạm y như sau:
-
Sử dụng
số liệu quan trắc đồng bộ trong 1 tháng, tìm mặt phẳng biển trung bình đoản kỳ
trong thời đoạn chênh lệch chiều cao nhất của tháng đó ở hai trạm (trị số trung
bình toán học của mực nước triều thực đo trong thời đoạn đó), biểu thị là Asx
và Asy.
-
Sử dụng
số liệu mực nước thực đo của tháng đó, vẽ đường quá trình mực nước triều của
hai trạm, và chập 2 mặt phẳng biển trung bình của hai trạm vào nhau, điều chỉnh
sao cho thời gian chân triều và đỉnh triều của hai đường quá trình đó trùng
nhau, để so sánh dạng triều và chênh lệch triều của chúng có tương tự nhau
không.
-
Nếu
dạng triều hai trạm tương tự nhau, mực nước hai trạm không bằng nhau là do
chênh lệch triều hai trạm không bằng nhau gây ra. Giả thiết rằng hiệu số giữa mực
nước cao thiết kế của hai trạm Zx và Zy và mặt phẳng biển
trung bình nhiều năm Ax và Ay tỷ lệ thuận với chênh lệch
triều của hai trạm:
(A-12)
Về
hình thức, công thức A-12 giống với công thức A-10, nhưng vế phải của hai công
thức khác nhau: Tỷ số ở A-12 biểu thị trị số trung bình của
tỷ số chênh lệch triều ở hai trạm, phân biệt tính toán chênh lệch triều Ryi
và Rxi của mỗi ngày (ở vùng bán nhật triều có hai trị số trong
một ngày) và,
sau đó tính .
Với n là số chênh lệch triều thống kê thực tế trong một tháng thực đo.
-
Giả thiết hiệu số giữa mặt phẳng biển trung bình nhiều năm và đoản kỳ ở hai trạm
bằng nhau:
Ay- Asy=
Ax- Asx= ∆A ( A-13)
hoặc
Ay= Asy+
(Ax- Asx)
Trong
đó ∆A là trị số hiệu chỉnh tháng của mặt phẳng trung bình ở hai trạm.
Tính:
(A-14)
Với:
Ax - mặt phẳng biển trung bình của trạm x (đã biết);
Zx
- mực nước cao thiết kế năm ở một chu kỳ lặp nào đó của trạm x (đã biết);
Zy
- mực nước cao thiết kế cùng chu kỳ lặp ở trạm y (cần xác định).
Biểu
đồ quan hệ các mực nước triều đặc trưng công thức A-13 và A-14 trong hình A-1.
Hình A-1. Quan hệ các mực
nước triều đặc trưng
A.4. Mực nước triều cực trị tại một số trạm tiêu biểu
của Việt Nam
Mực
nước triều cực đại và cực tiểu trong chu kỳ 19 năm (1972ữ1990) và mực nước triều
cực trị thiên văn của các trạm mực nước tiêu biểu dọc bờ biển Việt Nam trong bảng A-2.
Bảng A-2. Mực nước triều cực đại,
cực tiểu và cực trị thiên văn ở các trạm
(Nguồn: Đề tài
KHCN-06-10, Phân viện Cơ học Biển, Viện Cơ học Việt Nam)
TT
|
Tên
trạm
|
Mực nước
TB
(cm)
|
Cực trị theo dự báo
chu kỳ 19 năm
|
Cực trị thiên văn
|
Ngày tháng năm
|
max
(cm)
|
Ngày tháng năm
|
min
(cm)
|
Mực nước max
(cm)
|
Mực nước min
(cm)
|
1
|
Hòn
Dấu
(20040,
106049)
|
191
|
23/12/1987
15/12/1989
|
404
404
|
04/07/1989
|
-7
|
401,96
|
-9,42
|
2
|
Hòn
Gai
(21057,
107004)
|
206
|
23/12/1987
|
442
|
01/01/1987
|
-5
|
441,14
|
-6,58
|
3
|
Cửa
Ông
(21002,
107022)
|
219
|
23/12/1987
|
478
|
14/06/1987
|
-4
|
468,51
|
-14,30
|
4
|
Cô
Tô
(20058,
107046)
|
208
|
14/06- 23/12/1987
|
467
|
22- 23/12/1987
|
-9
|
468,62
|
-11,57
|
5
|
Ba
Lạt
(20021,
106038)
|
192
|
23/12/1987
01/07/1988
|
364
364
|
15/06/1987
23/12/1987
|
11
11
|
364,40
|
10,85
|
6
|
Lạch
Trường
(19053,
105056
|
184
|
23/12/1987
|
341
|
15/06/1987
|
-9
|
343,76
|
-10,50
|
7
|
Lạch
Thới
(19006N,
105040E)
|
150
|
01/01/1987
|
267
|
14/06/1987
15/06/1987
|
17
17
|
271,99
|
12,67
|
8
|
Cửa
Hội
(18046,
105045)
|
171
|
25/11/1987
|
324
|
15/06/1987
|
-20
|
323,61
|
-11,41
|
9
|
Cửa
Nhượng
(18015,
106006)
|
133
|
13- 14/06/1987
23/12/1987
|
241
241
|
14-15/06/1987
31/12/1987
|
00
00
|
242,36
|
-1,43
|
10
|
Nhật
Lệ
(17029,
106027)
|
82
|
13/06/1987
15/11/1989
|
142
142
|
03/01/1987
|
-10
|
143,74
|
-10,65
|
11
|
Cửa
Gianh
(17042,
106028)
|
107
|
23- 24/11/1972
28/10/1988
|
210
210
|
13/07/1987
|
-13
|
183,25
|
-1,50
|
12
|
Cửa
Việt
(16053,
107010)
|
60
|
24/10/1972
|
103
|
13/07/1987
|
2
|
106,53
|
2,72
|
13
|
Thuận
An
(16053,
107037)
|
50
|
05/07/1972
|
75
|
23/02/1972
|
23
|
76,40
|
23,50
|
14
|
Đà
Nẵng
(16007,
108013)
|
90
|
21- 22/11/1972
|
162
|
14/06/1987
|
7
|
161,95
|
5,74
|
15
|
Dung
Quất
(15024,
108045)
|
120
|
14/06/1987
|
200
|
13/06/1987
|
27
|
200,85
|
26,50
|
16
|
Quy
Nhơn
(13045,
109013)
|
125
|
24/11/1987
|
234
|
11/07/1987
|
20
|
211,73
|
31,47
|
17
|
Nha
Trang
(12012,
109018)
|
123
|
21/12/1987
22/12/1987
|
229
229
|
12/07/1987
|
46
|
203,43
|
48,57
|
18
|
Mũi
La Gàn
(11010,
108042)
|
186
|
14/06/1987
|
282
|
13/06/1987
01/01/1987
22/12/1987
|
55
55
55
|
282,12
|
54,37
|
19
|
Phan
Thiết
(10055,
108006)
|
200
|
21/12/1987
|
314
|
11/07/1987
|
52
|
300,06
|
59,05
|
20
|
Vũng
Tàu
(10020,
107004)
|
259
|
01/01/1987
02/01/1987
|
416
416
|
12/07/1987
|
-5
|
407,31
|
3,83
|
21
|
Cửa
Đại
(10012,
106045)
|
260
|
02/01/1987
23/12/1987
|
435
435
|
12/07/1987
|
-8
|
405,47
|
14,89
|
22
|
Trà
Vinh
(9056,
106025)
|
265
|
02/01/1987
|
436
|
12/07/1987
|
0
|
417,69
|
12,18
|
23
|
Cửa
Định An
(9032,
106022)
|
275
|
22/11/1972
23/11/1987
|
468
468
|
12/07/1987
|
-3
|
445,00
|
11,84
|
24
|
Côn
Đảo
(8041,
106036)
|
240
|
01/01/1987
|
376
|
01/01/1987
|
0
|
376,85
|
-0,99
|
25
|
Cửa
Bồ Đề
(8047,
105011)
|
250
|
12/06/1987
|
401
|
01/01/1987
|
12
|
402,53
|
10,74
|
26
|
Cửa
Ông Đốc
(9002,
104048)
|
80
|
12/06/1987
13/06/1987
|
134
134
|
14/06/1987
|
26
|
135,37
|
26,34
|
27
|
Rạch
Giá
(10000,
105005)
|
76
|
24/11/1987
|
153
|
19/07/1987
|
25
|
147,43
|
32,96
|
28
|
Hà
Tiên
(10022,
104028)
|
76
|
01/01/1989
04/06/1989
|
140
140
|
19/07/1986
|
27
|
142,14
|
29,33
|
29
|
Phú
Quốc
(10013,
103058)
|
87
|
15/05/1987
16/05/1987
|
128
128
|
17/05/1987
|
30
|
129,09
|
28,89
|
30
|
Trường
Sa
(8038,
111055)
|
119
|
01/01/1987
|
220
|
01/01/1987
|
1
|
221,49
|
1,03
|
Ghi chú: Hệ cao độ sử dụng trong bảng
trên là hệ cao độ hải đồ (0 hải đồ trùng với mực nước ròng thấp nhất có thể xẩy
ra, các vùng khác nhau có mực chuẩn khác nhau).
(Theo
kết quả đề tài KHCN – 06 – 10 của Viện Cơ học Việt Nam)
B.1.1.
Các số liệu về gió dùng để tính sóng
a) Tốc độ gió: Tốc độ gió tính toán là
tốc độ gió lấy trung bình trong 10 phút tự ghi của máy đo gió ở độ cao 10m trên
mặt nước:
Tính:
W10=kl . kđ . k10
.Wt (B-1)
Trong đó:
Wt
- Tốc độ gió thực đo, lấy trung bình trong 10 phút và với tần suất quy định;
kl
- Hệ số tính lại tốc độ gió đo được bằng máy đo gió:
kđ
- Hệ số tính đổi tốc độ gió sang điều kiện mặt nước:
+
Khi đo trên bãi cát bằng phẳng kđ =1.
+
Khi đo trên các loại địa hình A, B, C trị số kđ lấy theo bảng B-1.
Bảng B-1. Hệ số Kđ
theo địa hình
Tốc độ gió Wt
(m/s)
|
Giá trị của kđ
ở các loại địa hình
|
A
|
B
|
C
|
10
15
20
25
30
35
40
|
1,10
1,10
1,09
1,09
1,09
1,09
1,08
|
1,30
1,28
1,26
1,25
1,24
1,22
1,21
|
1,47
1,44
1,42
1,39
1,38
1,36
1,34
|
Ghi
chú:
-
Dạng
địa hình A: địa hình trống trải (bờ biển, bờ hồ trống trải, đồng cỏ, đồng cỏ có
rừng thưa hay rừng non).
-
Dạng
địa hình B: vùng thành phố, kể cả ngoại ô, các vùng rừng rậm và các địa hình
tương ứng có các vật chướng ngại phân bố đều khắp, với chiều cao chướng ngại vật
cao hơn 10m so với mặt đất.
-
Dạng
địa hình C: khu thành phố với các nhà cao hơn 25m.
k10
- Hệ số chuyển đổi sang vận tốc gió ở độ cao 10m trên mặt nước, xác định theo
bảng B-2.
Bảng B-2. Hệ số K10
chuyển đổi
Khoảng
cách giữa máy đo gió và mặt nước, m
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
K10
|
1,14
|
1,11
|
1,07
|
1,04
|
1,02
|
1,00
|
0,98
|
0,97
|
Khoảng
cách giữa máy đo gió và mặt nước, m
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
K10
|
0,96
|
0,95
|
0,94
|
0,93
|
0,92
|
0,91
|
0,90
|
0,89
|
b) Đà gió: Xác định theo thực tế ở
địa điểm dự báo:
-
Nếu là vùng nước hẹp, đà gió D xác định theo phương pháp đồ giải "đà gió
tương đương” De (hình B -1):
(B-3)
Trước
hết, từ vị trí dự báo vẽ một đường thẳng theo hướng gió chính (tia xạ chính).
Đường này, có i=0, a=00.
Tiếp
theo, trong phạm vi ±450 của hai
phía tia xạ chính, cứ 7,50 vẽ một tia xạ, góc của chúng ai=7,5i. Khoảng cách đến
trên gió là ri. Đà gió tương đương De là trị số trung
bình hình chiếu của các trị số ri lên tia xạ chính.
Hình B-1. Xác định đà
gió tương đương De
-
Đối với vùng không có yếu tố địa hình hạn chế, giá trị trung bình của đà gió D
(m), đối với một tốc độ gió tính toán W (m/s) cho trước, được xác định theo
công thức:.
(B-4)
Trong
đó: n là hệ số nhớt động học
của không khí, lấy bằng 10-5(m2/s).
-
Giá trị lớn nhất của đà gió Dmax, theo 22TCN222-95, được xác định
theo bảng B-3.
Bảng B-3. Giá trị lớn nhất
của đà gió
Tốc
độ gió tính toán W (m/s)
|
20
|
25
|
30
|
40
|
50
|
Đà
gió Dmax (km)
|
1600
|
1200
|
600
|
200
|
100
|
Ghi
chú:
-
Tốc
độ gió tính toán khi đà gió nhỏ hơn 100 km, được xác định theo số liệu quan trắc
thực tế đối với tốc độ gió cực đại hàng năm, không xét đến độ dài thời gian có
gió.
-
Khi
đà gió lớn hơn 100km, tốc độ gió tính toán phải xác định có xét đến sự phân bố
tốc độ gió theo không gian.
B.1.2. Mực nước tính toán sóng: Là mực nước cao nhất
năm, có tần suất đảm bảo tương ứng với các cấp công trình, theo bảng B-4.
Bảng B-4. Tần suất mực
nước tính toán
Cấp
công trình
|
Đặc biệt
|
I và II
|
III và IV
|
Tần
suất Mực nước cao nhất năm (%)
|
2
|
5
|
10
|
Nếu mực nước chưa kể đến chiều cao
nước dâng do bão, thì phải cộng thêm trị số nước dâng tính toán vào mực nước
tính toán sóng.
B.1.3.
Các yếu tố sóng (Hình B.2)
Phần
sóng trên mặt nước tĩnh gọi là ngọn sóng, điểm cao nhất ngọn sóng là đỉnh
sóng. Phần sóng dưới mặt nước tĩnh gọi là bụng sóng, chỗ thấp nhất của
bụng sóng gọi là chân sóng. Khoảng cách thẳng đứng giữa đỉnh sóng và
chân sóng gọi là chiều cao sóng HS. Khoảng cách nằm ngang giữa
hai đỉnh sóng hoặc hai chân sóng kề nhau gọi là chiều dài sóng LS.
Tỉ số giữa chiều cao sóng và chiều dài sóng HS/LS gọi là độ
dốc sóng. Đường nằm ngang chia đôi chiều cao sóng gọi là đường trung
bình sóng.
Hình B-2. Các yếu tố
sóng
Đường
trung bình sóng thường có vị trí cao hơn đường mặt nước tĩnh, độ cao chênh lệch
gọi là độ dướn, ký hiệu là d.
Thời gian để thực hiện một lần nhô lên, thụt xuống của sóng gọi là chu kỳ sóng
TS. Trong quá trình nổi sóng, loại sóng có các yếu tố di chuyển về
phía trước gọi là sóng tiến. Tốc độ mà ngọn sóng di chuyển theo phương
ngang gọi là tốc độ sóng C. Độ cao sóng HS, chiều dài sóng LS,
độ dốc sóng, tốc độ sóng C và chu kỳ sóng TS đều là những đại lượng
chủ yếu xác định hình thái sóng, gọi chung là các yếu tố sóng.
B.1.4. Các đặc trưng thống kê của sóng
Trên thực tế, sóng là một quá trình ngẫu
nhiên, các yếu tố sóng có thể tuân theo một quy luật thống kê nhất định. Vì vậy
để dự báo sóng, cần dùng các đặc trưng thống kê của sóng:
a) Loại 1 là sử dụng giá
trị trung bình chiều cao của một bộ phận sóng lớn nào đó trong liệt sóng đo đạc
Ví dụ:
- Chiều cao sóng trung bình Hspj: cộng
chiều cao tất cả các sóng liên tục đo được chia cho tổng số con sóng N:
(B-5)
- Chiều cao trung bình của 1/3 con sóng lớn Hs1/3
(còn gọi là sóng có ý nghĩa Significant wave height): Sắp xếp chiều cao N con
sóng đo được theo thứ tự lớn đến bé, trích ra N/3 con sóng từ trên xuống, tính
trị số trung bình của chiều cao số sóng đó:
(B-6)
- Chiều cao
trung bình của 1/10 sóng lớn Hs1/10: Sắp xếp chiều cao của tất cả N
con sóng đo được theo thứ tự từ lớn đến bé, lấy ra N/10 trị số đầu tiên và tính
trung bình của chúng:
(B-7)
b) Loại 2 là sử dụng chiều
cao sóng tần suất luỹ tích Hsp%.
Ví dụ:
-
Chiều
cao sóng có tần suất 1% (Hs1%): 1% số con sóng thống kê có chiều cao
bằng hoặc lớn hơn trị số đó.
-
Chiều
cao sóng có tần suất 5% (Hs5%): 5% số con sóng thống kê có chiều cao
bằng hoặc lớn hơn trị số đó.
Ghi
chú:
Hsp% chỉ có ý nghĩa về sự phân bố của liệt sóng trong một quá trình
sóng gió, không có ý nghĩa hoàn kỳ của chiều sóng (số năm lặp lại).
Một
số quan hệ kinh nghiệm giữa HSP% và có thể tính theo B-8, B-9.
+
Trong vùng nước sâu:
(B-8)
+
Trong vùng nước nông:
(B-9)
Hoặc
theo quy phạm thiết kế đê của Trung Quốc (năm 1998), quan hệ giữa Hsp %và
Hs trong bảng B-5.
Bảng B-5. Mối tương quan giữa Hsp%,
|
P(%)
|
0,1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
10
|
13
|
20
|
50
|
0
|
|
2,97
|
2,42
|
2,23
|
2,11
|
2,02
|
1,95
|
1,71
|
1,61
|
1,43
|
0,94
|
0,1
|
2,70
|
2,26
|
2,09
|
2,00
|
1,92
|
1,86
|
1,65
|
1,56
|
1,41
|
0,96
|
0,2
|
2,46
|
2,09
|
1,96
|
1,88
|
1,81
|
1,76
|
1,59
|
1,51
|
1,37
|
0,98
|
0,3
|
2,23
|
1,93
|
1,82
|
1,76
|
1,70
|
1,66
|
1,52
|
1,45
|
1,34
|
1,00
|
0,4
|
2,01
|
1,78
|
1,69
|
1,64
|
1,60
|
1,56
|
1,44
|
1,39
|
1,30
|
1,01
|
0,5
|
2,80
|
1,63
|
1,56
|
1,52
|
1,49
|
1,46
|
1,37
|
1,33
|
1,25
|
1,01
|
Ghi
chú: Chiều
cao sóng tính toán không thể lớn hơn 0,78h (h là chiều sâu nước tại điểm tính
toán) vì ở giới hạn đó sóng sẽ đổ. Theo kinh nghiệm của chuyên gia Hà Lan, ở
giai đoạn thiết kế sơ bộ có thể lấy Hs1/3= 0,6h.
- Chu kỳ sóng không đều có thể biểu thị
bằng chu kỳ trung bình của sóng .
-
Chiều dài sóng: tính theo công thức B-10 hoặc tra bảng B-6.
(B-10)
Bảng B-6. Quan hệ Ls=¦(Ts,h) (Đơn
vị Ls trong bảng là m)
Chu kỳ sóng TS (s)
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
Độ
sâu
h
(m)
|
1,0
|
5,21
|
6,68
|
11,9
|
15,2
|
18,4
|
21,6
|
24,7
|
27,9
|
31,1
|
|
|
|
|
|
2,0
|
6,04
|
11,3
|
16,2
|
20,9
|
25,5
|
30,1
|
34,6
|
39,1
|
43,6
|
|
|
|
|
|
3,0
|
6,21
|
12,6
|
18,9
|
24,9
|
30,7
|
36,4
|
42,0
|
47,5
|
53,1
|
|
|
|
|
|
4,0
|
6,23
|
13,3
|
20,8
|
27,9
|
34,7
|
41,4
|
47,9
|
54,4
|
60,9
|
|
|
|
|
|
5,0
|
|
13,7
|
22,1
|
30,3
|
38,7
|
45,6
|
53,0
|
60,3
|
67,6
|
82,0
|
96,3
|
110,
|
124,
|
138,
|
6,0
|
|
13,9
|
23,1
|
32,1
|
40,8
|
49,2
|
57,4
|
65,5
|
73,6
|
89,4
|
105,
|
102,
|
136,
|
151,
|
7,0
|
|
13,9
|
23,7
|
33,6
|
43,2
|
52,4
|
61,3
|
70,2
|
78,9
|
96,0
|
113,
|
130,
|
146,
|
163,
|
8,0
|
|
14,0
|
24,1
|
34,8
|
45,2
|
55,1
|
64,8
|
74,2
|
83,7
|
102,
|
120,
|
138,
|
156,
|
174,
|
9,0
|
|
14,0
|
24,4
|
35,8
|
46,9
|
57,6
|
68,0
|
78,2
|
88,4
|
108,
|
127,
|
146,
|
166,
|
185,
|
10,0
|
|
14,0
|
24,6
|
36,5
|
48,3
|
59,8
|
70,8
|
81,7
|
92,3
|
113,
|
133,
|
154,
|
174,
|
194,
|
12,0
|
|
14,0
|
24,8
|
37,6
|
50,7
|
63,4
|
75,8
|
87,8
|
99,7
|
112,
|
145,
|
168,
|
190,
|
212,
|
14,0
|
|
|
24,9
|
38,2
|
52,4
|
66,3
|
79,9
|
93,1
|
106,
|
131,
|
156,
|
180,
|
204,
|
228,
|
16,0
|
|
|
24,9
|
38,5
|
53,6
|
68,6
|
88,4
|
97,7
|
111,
|
139,
|
165,
|
191,
|
217,
|
243,
|
18,0
|
|
|
24,9
|
38,7
|
54,4
|
70,5
|
86,3
|
101,
|
116,
|
146,
|
174,
|
202,
|
230,
|
257,
|
20,0
|
|
|
|
38,8
|
55,0
|
72,9
|
88,7
|
105,
|
121,
|
152,
|
182,
|
212,
|
241,
|
270,
|
22,0
|
|
|
|
38,9
|
54,4
|
73,0
|
90,8
|
108,
|
125,
|
158,
|
190,
|
221,
|
252,
|
282,
|
24,0
|
|
|
|
38,9
|
55,6
|
73,9
|
92,5
|
110,
|
128,
|
163,
|
197,
|
229,
|
262,
|
294,
|
26,0
|
|
|
|
39,0
|
55,8
|
78,5
|
93,5
|
113,
|
131,
|
168,
|
203,
|
238,
|
271,
|
305,
|
28,0
|
|
|
|
39,0
|
55,9
|
75,0
|
95,0
|
115,
|
134,
|
172,
|
209,
|
245,
|
280,
|
315,
|
30,0
|
|
|
|
39,0
|
56,0
|
75,4
|
96,0
|
116,
|
137,
|
176,
|
215,
|
252,
|
289,
|
525,
|
32,0
|
|
|
|
|
56,0
|
75,7
|
96,7
|
118,
|
139,
|
180,
|
220,
|
259,
|
297,
|
335
|
34,0
|
|
|
|
|
56,1
|
75,9
|
97,4
|
119,
|
141,
|
184,
|
225,
|
266,
|
305,
|
344,
|
36,0
|
|
|
|
|
56,1
|
76,0
|
97,9
|
120,
|
143,
|
187,
|
230,
|
272,
|
312,
|
353,
|
38,0
|
|
|
|
|
56,1
|
76,1
|
98,3
|
121,
|
144,
|
190,
|
235,
|
278,
|
320,
|
361,
|
40,0
|
|
|
|
|
56,1
|
76,2
|
98,6
|
122,
|
146,
|
193,
|
239,
|
238,
|
326,
|
369,
|
42,0
|
|
|
|
|
56,1
|
76,3
|
98,9
|
123,
|
147,
|
196,
|
243,
|
288,
|
233,
|
377,
|
44,0
|
|
|
|
|
56,1
|
76,3
|
99,1
|
123,
|
148,
|
198,
|
240,
|
293,
|
339,
|
384,
|
46,0
|
|
|
|
|
56,1
|
76,3
|
99,2
|
124,
|
149,
|
200,
|
250,
|
298,
|
345,
|
391,
|
48,0
|
|
|
|
|
|
76,4
|
99,4
|
124,
|
150,
|
202,
|
253,
|
903,
|
351,
|
398,
|
50,0
|
|
|
|
|
|
76,4
|
99,5
|
124,
|
151,
|
204,
|
256,
|
307,
|
357,
|
405,
|
55,0
|
|
|
|
|
|
76,4
|
99,7
|
125,
|
152,
|
208,
|
264,
|
317,
|
370,
|
421,
|
60,0
|
|
|
|
|
|
76,4
|
99,7
|
125,
|
158,
|
212,
|
270,
|
327,
|
382,
|
436,
|
65,0
|
|
|
|
|
|
76,4
|
99,8
|
126,
|
154,
|
214,
|
275,
|
335,
|
393,
|
449,
|
70,0
|
|
|
|
|
|
|
99,85
|
126,
|
155,
|
216,
|
280,
|
342,
|
402,
|
462,
|
Sóng
nước sâu
|
6,24
|
24,0
|
24,9
|
39,0
|
56,1
|
76,4
|
99,8
|
126,
|
156,
|
224,
|
305,
|
399,
|
505,
|
623,
|
B.2.
Các phương pháp tính toán các yếu tố sóng do gió
B.2.1.
Tính toán sóng theo phương pháp Bretshneider
Phương
pháp Bretshneider dựa trên giả thiết là sóng sinh ra do gió trong khu vực trong
điều kiện bão thiết kế, phù hợp khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp trên hướng gió
thổi.
(B-11)
(B-12)
Trong
đó:
Hs - Chiều cao sóng tính toán (m);
Tp - Chu kỳ đỉnh sóng tính toán (s);
D - Đà gió thiết kế (m);
h - Độ sâu nước trung bình của khu vực (m);
w - Vận tốc gió thiết kế (m/ s).
Sóng
được xác định trong điều kiện gió thổi qua khu vực với một vận tốc không đổi
trong một khoảng thời gian đủ dài (từ mười lăm phút đến hàng giờ) để sóng có thể
đạt được mức phát triển lớn nhất, thích hợp với việc sử dụng tài liệu thống kê
gió trung bình hàng giờ của các trạm khí tượng.
Trong
tính toán sơ bộ, có thể tham khảo các bảng tính sẵn từ B-7-1 đến B-7-12 được
Pilarczyk lập cho một số khoảng vận tốc và đà gió ngắn. Chiều cao sóng tính
toán ở đây là chiều cao sóng có ý nghĩa (HS 1/3).
Bảng
B-7. Bảng tra các yếu tố sóng do gió
Bảng B-7-1. Chiều cao
sóng tính toán (m), D £
5 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 0.50
|
£ 0.75
|
£ 1.05
|
£ 1.35
|
5 < h £ 10
|
£ 0.50
|
£ 0.75
|
£ 1.00
|
£ 1.30
|
h £ 5
|
£ 0.50
|
£ 0.70
|
£ 0.90
|
£ 1.10
|
Bảng B-7-2. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), D £ 5km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 2.5
|
£ 3.0
|
£ 3.6
|
£ 4.5
|
5 < h £ 10
|
£ 2.5
|
£ 3.0
|
£ 3.6
|
£ 4.2
|
h £ 5
|
£ 2.5
|
£ 3.0
|
£ 3.5
|
£ 4.0
|
Bảng B-7-3. Chiều cao
sóng tính toán (m), 5km <
D £ 10 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
w £ 10
|
10 < w £ 15
|
15 < w £ 20
|
20 < w £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 0.60
|
£ 1.00
|
£ 1.35
|
£ 1.70
|
5 < h £ 10
|
£ 0.60
|
£ 0.95
|
£ 1.30
|
£ 1.60
|
h £ 5
|
£ 0.55
|
£ 0.80
|
£ 1.10
|
£ 1.25
|
Bảng B-7-4. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s),
5km < D £ 10 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 3.0
|
£ 3.7
|
£ 4.2
|
£ 4.7
|
5 < h £ 10
|
£ 2.9
|
£ 3.6
|
£ 4.1
|
£ 4.5
|
h £ 5
|
£ 2.8
|
£ 3.4
|
£ 3.8
|
£ 4.2
|
Bảng B-7-5. Chiều
cao sóng tính toán (m), 10 km < D £ 15 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
w £ 10
|
10 < w £ 15
|
15 < w £ 20
|
20 < w £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 0.75
|
£ 1.15
|
£ 1.55
|
£ 1.95
|
5 < h £ 10
|
£ 0.70
|
£ 1.10
|
£ 1.45
|
£ 1.75
|
h £ 5
|
£ 0.60
|
£ 0.90
|
£ 1.15
|
£ 1.30
|
Bảng B-7-6. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 10 km < D £ 15 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 3.2
|
£ 4.0
|
£ 4.6
|
£ 5.1
|
5 < h £ 10
|
£ 3.2
|
£ 3.9
|
£ 4.4
|
£ 4.9
|
h £ 5
|
£ 3.0
|
£ 3.6
|
£ 4.1
|
£ 4.5
|
Bảng B-7-7. Chiều cao
sóng tính toán (m),
15 km < D £ 20 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
w £ 10
|
10 < w £ 15
|
15 < w £ 20
|
20 < w £ 25
|
0 < h £ 15
|
£ 0.85
|
£ 1.25
|
£ 1.70
|
£ 2.10
|
5 < h £ 10
|
£ 0.80
|
£ 1.20
|
£ 1.55
|
£ 1.90
|
h £ 5
|
£ 0.70
|
£ 0.95
|
£ 1.15
|
£ 1.35
|
Bảng B-7- 8. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 15 km < D £ 20 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 3.5
|
£ 4.2
|
£ 4.8
|
£ 5.3
|
5 < h £ 10
|
£ 3.3
|
£ 4.1
|
£ 4.6
|
£ 5.1
|
h £ 5
|
£ 3.1
|
£ 3.7
|
£ 4.2
|
£ 4.6
|
Bảng B-7-9. Chiều cao
sóng tính toán (m),
20 km < D £ 25 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
w £ 10
|
10 < w £ 15
|
15 < w £ 20
|
20 < w £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 0.90
|
£ 1.35
|
£ 1.80
|
£ 2.25
|
5 < h £ 10
|
£ 0.85
|
£ 1.25
|
£ 1.65
|
£ 1.95
|
h £ 5
|
£ 0.70
|
£ 1.00
|
£ 1.20
|
£ 1.40
|
Bảng B-7-10. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s),
20 km < D £ 25 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 3.6
|
£ 4.5
|
£ 5.0
|
£ 5.6
|
5 < h £ 10
|
£ 3.5
|
£ 4.2
|
£ 4.8
|
£ 5.3
|
h £ 5
|
£ 3.2
|
£ 4.0
|
£ 4.5
|
£ 4.8
|
Bảng B-7-11. Chiều cao
sóng tính toán (m),
25 km < D £ 30 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
w £ 10
|
10 < w £ 15
|
15 < w £ 20
|
20 < w £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 0.95
|
£ 1.45
|
£ 1.90
|
£ 2.35
|
5 < h £ 10
|
£ 0.90
|
£ 1.30
|
£ 1.70
|
£ 2.05
|
h £ 5
|
£ 0.75
|
£ 1.00
|
£ 1.20
|
£ 1.40
|
Bảng B-7-12. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s),
25 km < D £ 30 km
Độ sâu trung bình (m)
|
Vận tốc gió trung bình
(m/ s)
|
W £ 10
|
10 < W £ 15
|
15 < W £ 20
|
20 < W £ 25
|
10 < h £ 15
|
£ 3.7
|
£ 4.5
|
£ 5.2
|
£ 5.7
|
5 < h £ 10
|
£ 3.6
|
£ 4.3
|
£ 4.90
|
£ 5.5
|
h £ 5
|
£ 3.3
|
£ 4.0
|
£ 4.5
|
£ 4.9
|
B.2.2. Tính toán sóng theo các phần mềm máy tính của các
mô hình toán
Được
sử dụng các phần mềm máy tính do cơ quan có thẩm quyền cho phép.
Ghi
chú:
Hiện nay, ở Việt Nam phần mềm ACES ver. 1.06 (1992) được dùng để tính toán các
đặc trưng sóng nước sâu từ số liệu gió bão. Các đặc trưng này được lấy làm đầu
vào cho một mô hình thứ hai, mô hình truyền sóng tuyến tính RCPWAVE (1986) kết hợp
hiệu ứng khúc xạ- nhiễu xạ nhằm tính truyền sóng nước sâu vào khu vực dự án. Mô
hình OUTRAY của Viện Thuỷ Lực Wallingford (Anh) cũng được các nhà tư vấn nước
ngoài ứng dụng tính toán cho một số công trình ở Việt Nam.
B.2.3.
Tính toán theo biểu đồ Hindcast
B.2.3.1.
Tính toán sóng khi không có số liệu thực đo
1. Sóng không bị vỡ
a) Trường hợp sóng nước
sâu: (D
> Lo/2)
Trong đó: D - Độ sâu nước;
Lo - Chiều dài sóng ở vùng nước sâu.
- Có thể sử dụng phương
pháp đơn giản để tính các tham số sóng ở biểu đồ B-3. Phương pháp này dùng cho
các trường hợp đà gió vừa và gió giả thiết đều, ổn định trên khắp đà gió.
Ghi chú: Khi tra bảng cần tính đại
lượng ứng suất gió UA từ vận tốc gió:
UA = 0,71 U1,23
U: Vận tốc gió (m/s)
T1/3 = 0,95 Tm
; H1/3= Hmo (Tại vùng nước sâu).
+ Các tham số sóng thu được
phải được hiệu chỉnh bằng hệ số nông và khúc xạ để thu được giá trị chiều cao
sóng có ý nghĩa dùng cho công tác thiết kế. Với các công trình cấp đặc biệt và
cấp I cần thí nghiệm trên mô hình vật lý.
+ Đối với các công trình đê
biển thông thường (cấp II, III,IV) có thể tính chiều cao sóng thiết kế theo:
HTK = Ho
x Ksh xKR
Trong đó:
HTK
: Sóng thiết kế trong điều kiện sóng không vỡ (D > Lo/2);
Ksh
: Hệ số nông;
KR :
Hệ số khúc xạ.
Hệ số
Ksh : cũng có thể tính đơn giản theo các tỷ số d/Lo và
d/L;
Lo: Chiều dài
sóng ở vùng nước sâu;
L: Chiều dài sóng ở vùng
có chiều sâu nước = d;
K: Số sóng = 2p/L;
d: Độ
sâu nước trước công trình. Tại mực nước thiết kế:
f0: Góc giữa đỉnh sóng và
đường đẳng sâu ở vùng nước sâu;
f1: Góc giữa đỉnh sóng và
đường đẳng sâu tại vị trí tính sóng.
Thí dụ 1: Tính sóng trong điều
kiện nước sâu: d > Lo/2
- Điều kiện: Vận tốc gió: V = 17
m/s
Thời gian gió thổi:
t1 = 5 giờ
t2 = 2 giờ.
Đà sóng: F = 30 km.
- Tìm: Chiều cao và chu kỳ
sóng cho hai trường hợp t1= 5giờ và t2 = 3 giờ.
- Giải:
+ Ứng suất gió: UA
= 0,71U1,23 = 0,71 x 171,23 = 21,88 (m/s).
+ Với t1= 5
giờ theo biểu đồ (1) nếu như đà gió không hạn chế Hs có thể đặt 2,5
(m) nhưng F = 30 km.
Tm = 5,5 (s)
= T1/3 = 5,2 (s) do vậy:
Hs = 1,95 (m)
– Trường hợp hạn chế về đà gió.
+ Với t2 = 3
giờ, F = 30 km, rơi vào trường hợp hạn chế về thời gian gió thổi. Do vậy các
tham số sóng chỉ cần xác định theo UA và t2 theo biên độ
ta có:
Hs = 1,40 (m)
Tm = 4,4 (s) Þ T1/3 = 0,95 Tm =
4,18
b) Sóng thiết kế cho
vùng nước nông được xác định theo các biểu đồ B-4 đến B-13,
Các biểu đồ này được xây
dựng dựa trên các phương trình:
-
Đối
với đáy không đồng nhất phải dùng ảnh hàng không và thí nghiệm mô hình vật lý
để tìm thông tin chính xác về khúc xạ.
-
Nếu
độ sâu không trùng với các biểu đồ, thì nội suy theo các biểu đồ lân cận. Đối với
độ sâu ds trong phạm vi 15 m < ds < 90 m thì sử dụng
các công thức B-14; B-15; B-16.
Thí dụ 2:
- Điều kiện:
+
Đà
sóng: F = 24,4 km;
+
Tốc
độc gió: U = 17 m/s;
+
Độ
sâu nước d = 11m.
- Tìm: chiều cao sóng Hs
; Chu kỳ sóng T.
- Giải:
Ứng suất gió UA
= 0,71 U1,23 = 0,71x1,71,23 = 21,88 m/s.
Từ biểu đồ B-10 hoặc
công thức B-14; B-15;
Hs = 1,5 (m)
T = 4,4 (s)
2. Trường hợp sóng vỡ
Thường nếu công trình
ven biển đặt ở độ sâu nước ds (độ sâu với mực nước thiết kế) sẽ bị
tác dụng của sóng vỡ nếu: ds £
1,3 H; Với H: Chiều cao sóng thiết kế.
Khi
thiết kế công trình trong điều kiện sóng vỡ cần thiết phải tính được chiều cao
sóng vỡ cực đại Hb tác động lên công trình theo công thức sau:
Với:
ds: Chiều sâu nước trước công trình;
b: Tỷ số giữa chiều sâu nước khi sõng vỡ với
chiều cao sóng vỡ;
m:
Độ dốc bãi biển;
tP: Hệ số không thứ nguyên
(4,0 – 9,25);
Tính Hb theo
biểu đồ B-14 theo tỷ số ds/gT2 và ds.
Thí dụ 3:
- Điều kiện:
a: Chiều sâu nước trước
công trình: ds = 2,5m;
b: Độ dốc bãi biển trước
công trình: 1: 20 = 0,050;
c: Chu kỳ sóng trong thiết
kế:
T1 = 6 giây
T2 = 10 giây
- Tìm: Chiều cao sóng vỡ cực đại
tác động lên công trình trong trường hợp chu kỳ sóng cực đại và cực tiểu.
- Giải:
Với trường hợp T1=
6 giây.
Tính:
Biểu đồ B-14. Quan hệ
giữa chiều cao sóng vỡ và độ sâu nước trước công trình
Theo
biểu đồ B-14 tương ứng với trị số ds/gT2 vừa tính được ta
tìm ra trị số Hb/ds ứng với đường cong độ dốc m = 0,050.
-
Với T2 = 10 giây ta có:
Biểu đồ B-3. Tính sóng
có ý nghĩa ở vùng nước sâu
PHỤ LỤC C
C.1.1.
Phân vùng ảnh hưởng bão
Thống kê 39 năm (từ 1954 ¸ 1993) vùng bão đổ bộ theo vĩ độ như bảng
C-1.
Bảng C-1. Tần số hoạt
động của bão phân theo vĩ độ
Vĩ độ bắc
|
Số cơn bão đổ bộ
|
P%
|
Số cơn bão trung bình/
năm
|
21- 22
|
29
|
12,04
|
0,74
|
20 -21
|
39
|
16,19
|
1,0
|
19 -20
|
34
|
14,11
|
0,87
|
18 -19
|
29
|
12,04
|
0,74
|
17 -18
|
16
|
6,64
|
0,41
|
16 -17
|
9
|
3,73
|
0,23
|
15- 16
|
23
|
9,54
|
0,59
|
14- 15
|
23
|
9,54
|
0,59
|
13- 14
|
11
|
4,56
|
0,28
|
12- 13
|
9
|
3,73
|
0,23
|
11- 12
|
10
|
4,15
|
0,26
|
10- 11
|
4
|
1,66
|
0,1
|
9- 10
|
3
|
1,24
|
0,08
|
8- 9
|
2
|
0,83
|
0,06
|
Cộng
|
241
|
100%
|
6,18
|
Số cơn bão ảnh hưởng vào bờ biển
miền Trung và miền Bắc cao hơn nhiều so với miền Nam.
C.1.2.
Phân theo thời gian bão
-
Thời
gian xuất hiện bão thống kê trong bảng C-2.
-
Khu
vực đổ bộ và ảnh hưởng của bão có xu thế dịch chuyển từ Bắc vào Nam theo thời
gian: ở vùng bờ biển Bắc và Trung Bộ vào thời kỳ từ tháng 5 đến tháng 10 và ở
Nam Bộ vào thời kỳ từ tháng 10 đến tháng 11. Một số cơn bão xuất hiện không
theo quy luật chung.
Bảng
C-2. Tần số bão hoạt động phân theo các tháng trong năm
Tháng
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
39
|
Số cơn
|
0
|
0
|
2
|
1
|
4
|
23
|
31
|
38
|
46
|
58
|
30
|
4
|
241
|
Tần số
|
0
|
0
|
0,05
|
0,3
|
0,1
|
0,59
|
0,79
|
1
|
1,18
|
1,49
|
0,77
|
0,18
|
6,18
|
C-2. Trị số nước dâng
C.2.1. Vùng
bờ biển Bắc vĩ tuyến 16
- Trị số nước dâng theo tần suất (%)
ở bảng C-3.
Bảng
C-3. Chiều cao nước dâng vùng bờ biển Bắc vĩ tuyến 16 theo tần suất %
Vĩ tuyến
|
Đoạn bờ
|
Chiều cao nước dâng(m)
|
0,5
|
1,0
|
1,5
|
2,0
|
2,5
|
> 2,5
|
Bắc ÷21o N
|
Phía Bắc - Cửa Ông
|
50
|
38
|
5
|
6
|
2
|
0
|
21oN
÷ 20oN
|
Cửa Ông - Cửa Đáy
|
35
|
38
|
17
|
8
|
3
|
0
|
20oN
÷ 19oN
|
Cửa Đáy - Cửa Vạn
|
41
|
34
|
15
|
9
|
1
|
1
|
19oN
÷18oN
|
Cửa Vạn - Đèo Ngang
|
46
|
37
|
10
|
5
|
2
|
1
|
18oN
÷ 17oN
|
Đèo Ngang - Cửa Tùng
|
71
|
19
|
8
|
2
|
1
|
0
|
17oN
÷16oN
|
Cửa Tùng - Đà Nẵng
|
95
|
4
|
1
|
0
|
0
|
1
|
- Nước dâng lớn nhất đã xảy ra và có thể xảy
ra: xem hình C-1.
Hình
C-1. Nước dâng lớn nhất đã và có thể xảy ra tại vùng bờ biển bắc vĩ tuyến 16
(Nguồn: Phân viện Cơ học biển – Viện cơ học)
C.2.2.
Vùng bờ biển Nam vĩ tuyến 16
-
Trị số nước dâng lớn nhát đã xảy ra và có thể xảy ra: xem hình C-2.
Hình C-2. Nước dâng lớn
nhất đã xảy ra và có thể xảy ra từ vĩ tuyến 16 trở vào
( Nguồn: Phân viện Cơ học
biển – Viện cơ học)
PHỤ LỤC D
Chiều
cao sóng leo trên mái nghiêng đơn của sóng đến từ hướng vuông góc với bờ, được
xác định theo các trường hợp sau:
D.1.1.
Trường hợp hệ số mái dốc m = 1,5 ¸ 5,0
(D -1)
Trong
đó:
RP - Chiều
cao sóng leo có tần suất luỹ tích là p;
KD - Hệ số nhám và tính
thấm của mái nghiêng, dựa vào tính chất của vật liệu gia cố mặt để tra bảng D-
1
KW
- Hệ số kinh nghiệm, tra bảng D-2 theo đại lượng ;
K
p - Hệ số tính đổi tần suất luỹ tích của chiều cao sóng leo, xác định
theo bảng D -3. Tần suất luỹ tích chiều cao sóng leo lấy 2%;
m
- Hệ số mái dốc, m = cotga với
a là góc nghiêng của mái
đê (độ);
-
Chiều cao trung bình của sóng trước đê;
L
S - Chiều dài sóng trước đê.
D.1.2.
Trường hợp hệ số mái dốc m £ 1,25
(D
-2)
Trong
đó: R0 - Chiều cao sóng leo khi không có gió, mặt dốc trơn và không
thấm nước (KD = 1). Chiều cao trung bình của sóng = 1m, trị số R0
xác định theo bảng D -4.
D.1.3.
Trường hợp hệ số mái dốc 1,25 < m < 1,5
Có thể nội suy chiều cao
sóng Hs từ trị số m = 1,25 và m = 1,5.
Bảng D.1. Hệ số nhám và
thấm của mái dốc KD
Loại hình gia cố mái
|
KD
|
Trơn
phẳng không thấm nước (Bê tông nhựa đường)
|
1,0
|
Bê
tông và tấm lát bê tông
|
0,9
|
Lát
cỏ
|
0,8540,9
|
Đá
xây
|
0,754 0,8
|
Đá
hộc đổ hai lớp (nền không thấm nước)
|
0,6040,65
|
Đá
hộc đổ hai lớp ( nền thấm nước)
|
0,5040,55
|
Khối
vuông 4 chân ( lắp đặt 1 lớp)
|
0,55
|
Tetrapod
(2 lớp)
|
0,40
|
Dolos
(2 lớp)
|
0,38
|
Bảng D - 2. Hệ số kinh
nghiệm KW .
W/
|
£ 1
|
1,5
|
2
|
2,5
|
3
|
3,5
|
4
|
³ 5
|
KW
|
1
|
1,02
|
1,08
|
1,16
|
1,22
|
1,25
|
1,28
|
1,30
|
Bảng D -3. Hệ số tính đổi
KP cho tần suất luỹ tích chiều cao sóng leo
|
p(%)
|
0,1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
10
|
13
|
20
|
50
|
<
0,1
|
|
2,66
|
2,23
|
2,07
|
1,97
|
1,90
|
1,84
|
1,64
|
1,54
|
1,39
|
0,96
|
0,1
¸ 0,3
|
2,44
|
2,08
|
1,94
|
1,86
|
1,80
|
1,75
|
1,57
|
1,48
|
1,36
|
0,97
|
>
0,3
|
2,13
|
1,86
|
1,76
|
1,70
|
1,65
|
1,61
|
1,48
|
1,40
|
1,31
|
0,99
|
Ghi
chú:
chiều cao
sóng leo trung bình.
Bảng D -4. Trị số RO
M = ctga
|
0
|
0,5
|
1,0
|
1,25
|
RO(m)
|
1,24
|
1,45
|
2,20
|
2,50
|
D .
2. Trường hợp mái dốc phức hợp có thềm giảm sóng (TGS)
Khi mái dốc có TGS, chiều cao sóng leo tính toán theo công thức trong mục
D-1, nhưng hệ số mái dốc phải được tính đổi thành hệ số mái dốc tương đương me.
Trị số me được xác định theo các trường hợp sau:
D.2.1.
Trường hợp trên và dưới TGS có cùng độ dốc
(D
-3)
(D
-4)
Với:
D.2.2.
Trường hợp Dm
> 0, mD > mT
(D-5)
D.2.3.
Trường hợp Dm < 0, mD <
mT
(D-6)
Trong
các công thức trên:
mT,mD
- Hệ số mái dốc phần trên, dưới TGS;
hW
- Độ sâu nước trên TGS:
+
Khi TGS ở dưới mực nước tĩnh thì hW lấy giá trị dương;
+
Khi TGS ở trên mực nước tĩnh thì hW lấy giá trị âm.
- Biểu thị
giá trị tuyệt đối;
bf -
Chiều rộng TGS (m);
LS -
Chiều dài sóng (m).
Ghi
chú:
Phương pháp độ dốc tương đương thích hợp với điều kiện:
mT
= 1,0 ¸ 4,0; mD =
1,5 ¸3,0
D -3. Trường hợp hướng sóng đến
xiên góc với tuyến tim đê
Khi
hướng sóng đến xiên một góc b
(độ) với đường tim đê, chiều cao sóng leo RP tính toán cần nhân với
hệ số Kb.
Trường
hợp mái dốc có hệ số m ³1, hệ số Kb xác định theo bảng D.5.
Bảng D.5. Hệ số Kb
b (độ)
|
£ 15
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
Kb
|
1
|
0,96
|
0,92
|
0,87
|
0,82
|
0,76
|
D - 4. Trường hợp đặc biệt
Đối
với những tuyến đê quan trọng có hình dạng mặt cắt phức tạp, chiều cao sóng leo
cần được xác định thông qua thí nghiệm trên mô hình vật lý.
PHỤ
LỤC E
TÍNH
TOÁN ÁP LỰC SÓNG
E-1. Phân bố áp lực sóng trên mái nghiêng
Đối
với mái dốc được gia cố bằng những tấm bê tông lắp ghép hoặc đổ tại chỗ có 1,5 £ cotgj
£ 5, biểu đồ áp lực sóng
thể hiện trên hình E.1. Trong biểu đồ này, áp lực sóng tính toán lớn nhất pd
(KPa) xác định theo công thức:
pd
= ks kt ptcl rg Hs
(E-1)
Trong
đó: ks -
Hệ số xác định theo công thức:
(E-2)
kt
- Hệ số lấy theo bảng
E-1;
Ptcl
- Trị số lớn nhất của áp
lực sóng tương đối trên mặt dốc tại điểm 2 (Hình E-1) lấy theo bảng E-2.
Hình E-1. Biều đồ áp lực
sóng tính toán lớn nhất tác dụng lên mái dốc được gia cố bằng các tấm bản
Bảng E-1. Hệ số kt
Độ
thoải của sóng Ls/Hs
|
10
|
15
|
20
|
25
|
35
|
Hệ
số kt
|
1
|
1,15
|
1,3
|
1,35
|
1,48
|
Bảng E .2. Hệ số Ptcl
Chiều
cao sóng Hs/m
|
0,5
|
1
|
1,5
|
2,0
|
2,5
|
3,0
|
3,5
|
³ 4
|
Trị
số lớn nhất của áp lực sóng tương đối Ptcl
|
3,7
|
2,8
|
2,3
|
2,1
|
1,9
|
1,8
|
1,75
|
1,7
|
-
Tung độ Z2(m) của điểm 2 (điểm đặt của áp lực sóng tính toán lớn
nhất Pd) được xác định theo công thức:
(E-3)
Trong đó: A và B là các đại lượng tính bằng
m, xác định theo công thức sau:
(E-4)
(E-5)
-
Tung độ Z3 (m) ứng với chiều cao sóng leo lên mái dốc xác định theo
phụ lục D. Trên các đoạn mái dốc nằm cao hơn hoặc thấp hơn điểm 2 (xem hình
V.1) phải lấy các tung độ P (KPa) của biểu đồ áp lực sóng ở các khoảng cách
như sau:
P
= 0,4pd tại
P
= 0,1pd tại
Trong
đó:
(E-6)
-
Tung độ pc của biểu đồ phản áp lực sóng dưới các tấm bản gia cố đê
mái dốc phải xác định theo công thức:
pC=
kS kt pcrcl rgHs (E-7)
Trong
đó: pcrcl - Phản áp lực tương đối của sóng, lấy theo đồ thị ở hình
E-2.
Đối
với các công trình cấp I và cấp II khi chiều cao sóng có tần suất bảo đảm HSP>
1,5m, nếu có đủ luận cứ thì được phép xác định tải trọng sóng lên mái dốc có
tấm bản gia cố bằng các phương pháp có xét đến tính không điều hoà của sóng do
gió.
Khi
có các bậc cơ hoặc có sự thay đổi độ nghiêng trên từng đoạn mái dốc của công
trình thì tải trọng do sóng lên kết cấu gia cố mái phải xác định theo các kết
quả nghiên cứu trên mô hình.
Hình E.2. Đồ thị để xác
định phản áp lực của sóng
E.2. Tải trọng sóng lên các loại
công trình bảo vệ đê biển
E.2.1.
Đối với tường ngầm cản sóng
Giá trị lớn nhất của hình chiếu theo phương
ngang Pz (KN/m) và các hình chiếu theo phương thẳng đứng Pz và
Pc(KN/m) của hợp lực tải trọng do sóng tác động trên một tường ngầm
cản sóng khi chịu chân sóng, phải tính toán theo các biểu đồ áp lực sóng theo
hướng ngang và theo hướng đứng (hình E-3). Trong các biểu đồ này, các giá trị P
(KPa) phải xác định có xét đến độ dốc i của đáy theo công thức sau:
Hình E-3. Các biểu đồ áp
lực sóng lên một đoạn tường ngầm cản sóng
a)
Trường hợp độ dốc đáy i £
0,04
-
Tại độ sâu a1:
p1
= zg (a1 - a4)
Khi a1 < a2 (E-8)
p1
= p2 Khi a1 > a2 (E-9)
-
Tại độ sâu a2:
(E-10)
-
Tại độ sâu a3 = h P3 = KWP2 (E-11)
b)
Trường hợp độ dốc đáy i > 0,04
-
Tại độ sâu a1: p1 xác định theo công thức (E-8) và (E-9)
-
Tại độ sâu a2: p2 = zg
(a2- a4) (E-12)
-
Tại độ sâu a3 = h P3 = P2
(E-13)
Trong
đó:
a1
- Độ sâu từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán, m ;
a2
- Độ sâu từ mực nước tính toán đến chân sóng (m), lấy theo bảng (E-3);
KW
- Hệ số, lấy theo bảng (E-4);
a4
- Độ sâu từ mặt nước sau đê chắn sóng ngập đến mặt nước tính toán(m), xác định
theo công thức:
a4
= - kth (a1- a5) - a1
(E-14)
kth
- Hệ số, lấy theo bảng (E-3);
a5
- Độ sâu từ lưng sóng trước đê chắn sóng ngập nước đến mực
nước tính toán (m), lấy theo bảng (E-3);
z - Hệ số sóng vỡ.
Bảng E-3. Hệ số Kth
Chiều
cao tương ứng của sóng Hs/h
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
1
|
Độ
hạ thấp tương đối của chân sóng a2/h
|
0,14
|
0,17
|
0,20
|
0,22
|
0,24
|
0,26
|
0,28
|
Độ
vượt cao tương đối của lưng sóng aS/h
|
-0,13
|
-0,16
|
-0,20
|
-0,24
|
-0,28
|
-0,32
|
-0,37
|
Hệ
số kth
|
0,76
|
0,73
|
0,69
|
0,66
|
0,63
|
0,60
|
0,57
|
Bảng E-4. Hệ số KW
Độ
thoải của sóng Ls/Hs
|
8
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
Hệ
số KW
|
0,73
|
0,75
|
0,8
|
0,85
|
0,9
|
0,95
|
1
|
E.2.2.
Đối với tường cản sóng xa bờ
Giá
trị lớn nhất của hình chiếu theo phương ngang Pz (KN/m) và hình
chiếu theo phương đứng Pz (KN/m) của hợp lực tải trọng do sóng vỡ
tác động lên tường cản sóng thành đứng (khi không có đất lấp ở phía bờ) phải
xác định các biểu đồ áp lực sóng theo phương ngang và theo phương đứng (hình
E.4) trong số các giá trị p (KPa) và hC (m) phải xác định tuỳ thuộc vào vị trí công trình:
a) Khi công trình nằm ở độ
sâu mà tại đó sóng bị đổ lần cuối cùng (Hình E.4a) thì dùng công thức:
p
=pu = xgH SD( 0,033
LS/h +0,75) (E-15)
(E-16)
b) Khi công trình nằm ở
vùng mép nước ( Hình E.4b) thì dùng các công thức:
p = pi =
(1-0,3ai/au)pu
(E-17)
(E-18)
c) Khi công trình nằm trên
bờ, cao hơn mép nước nhưng còn trong phạm vi sóng leo(hình E.4c) thì dùng công
thức:
p = pi = 0,7(1-a1/ar)pn
(E-19)
(E-20)
Trong
đó:
hc - Độ cao lưng sóng so
với mặt nước tính toán tại vị trí tường chắn sóng, m;
HSb
- Chiều cao sóng tại vị trí sóng đổ lần cuối, m;
au
- Khoảng cách từ vị trí sóng đổ lần cuối đến mép nước, m;
ai
- Khoảng cách từ vị trí sóng đổ lần cuối đến công trình, m;
al
- Khoảng cách từ mép nước đến công trình, m;
ar
- Khoảng cách từ mép nước đến ranh giới leo bờ của sóng vỡ
(khi không có công trình) xác định theo công thức:
ar
= RS l % cotgj (E-21)
Ghi
chú:
Nếu độ cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z1 ³-0,3 HS thì
trị số áp lực sóng xác định theo công thức E-15, E-17, E-19 phải nhân với hệ số
kZd lấy theo bảng E-5.
Bảng E-5. Hệ số kZd
Độ
cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z1, m
|
- 0,3Hs
|
0,0
|
+0,3Hs
|
+0,65Hs
|
Hệ
số kZd
|
0,95
|
0,85
|
0,8
|
0,5
|
Hình E.4. Các biểu đồ áp
lực sóng lên tường cản sóng thành đứng
E.2.3.
Đối với tường đứng liền bờ
Giá
trị lớn nhất của hình chiếu theo phương ngang PZ (KN/m) và hình chiếu
theo phương thẳng đứng PZ (KN/m) của tải trọng do sóng vỡ tác động
lên tường chắn sóng thẳng đứng (có đất lấp ở phía bờ) khi sóng rút, được tính
toán qua các biểu đồ áp lực sóng theo phương ngang và theo phương thẳng đứng
(Hình E.5) trong đó giá trị pr (KPa) xác định theo công thức:
pr =
z g(Dz1 - 0,75HSb) (E-22)
Trong đó: Dz1 - Độ hạ thấp của mặt nước
so với mực nước tính toán ở phía trước tường thẳng đứng khi sóng rút (m). Tuỳ
vào khoảng cách a1 từ mép nước đến công trình mà Dz1 được lấy như sau:
Zr
= 0 Khi a1 ³
3HSb
Zr
= 0,25 HSb Khi a1 < 3HSb
Hình E.5. Các biểu đồ áp
lực sóng lên tường chắn sóng thẳng đứng khi sóng rút
E.2.4.
Đối với mỏ hàn
Giá
trị lớn nhất của các hình chiếu theo phương ngang Px,ext,Px,int
(KN) và hình chiếu theo phương đứng PZ (KN) của hợp lực tải trọng
sóng trên một đoạn mỏ hàn được tính toán qua các biểu đồ áp lực sóng theo các
hướng ngang và hướng đứng (Hình E-6). Trong các biểu đồ này, giá trị áp lực
sóng ở mặt ngoài Pext (KPa) và ở mặt khuất Pint (KPa) của
mỏ hàn và các độ cao tương ứng của lưng sóng hext (m) và hint (m) phải xác định theo công thức:
Pext
= kazgHS(1+cos2a) (E-23)
hext = Pext/ zg hint = Pint/zg (E-24)
Trong đó:
ka - Hệ số, lấy theo bảng E-6 tuỳ thuộc
góc tới a của đầu sóng khi tiến đến
đập có chiều rộng b và chiều dài đoạn mỏ hàn là l.
Bảng E-6. Hệ số Ka
Mặt
bên mỏ hàn
|
ctga
|
Hệ số ka khi l/Ls bằng
|
£ 0,03
|
0,05
|
0,1
|
³ 0,2
|
Mặt
ngoài
|
-
|
1,0
|
0,75
|
0,65
|
0,6
|
Mặt
khuất
|
0
|
1,0
|
0,75
|
0,65
|
0,6
|
0,2
|
0,45
|
0,45
|
0,45
|
0,45
|
0,5
|
0,18
|
0,22
|
0,30
|
0,35
|
1,0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Hình E-6. Các biểu đồ áp
lực sóng tác động lên một mỏ hàn
G -1. Tính toán trượt cung tròn theo phương pháp thụy điển
Tính toán ổn định mái đê theo
phương pháp tổng ứng lực và phương pháp ứng lực hữu hiệu.
G.1.1.
Theo phương pháp tổng ứng lực
-
Trong thời kỳ thi công:
(G-1)
-
Trong thời kỳ mực nước hạ thấp:
(G-2)
(G-3)
G.1.2. Theo phương pháp ứng lực hữu hiệu trong thời kỳ
thấm ổn định
(G-4)
Trong
đó:
b -
Chiều rộng của dải tính toán trong khối trượt;
w - Trọng
lực của dải đất trượt w = w1+w2+rwZb ;
w1
- Trọng lực của dải ở phần trên mực nước;
w2
- Trọng lực của dải ở phần dưới mực nước;
Z -
Khoảng cách từ mực nước đến trung điểm mặt đáy dải tính toán;
u - Áp lực khe rỗng trong
thân đê hoặc nền đê trong thời kỳ thấm ổn định;
u1
- Áp lực khe rỗng của thân đê trước khi mực nước hạ xuống;
b
-
Góc kẹp giữa tuyến trọng lực của dải với bán kính đi qua trung
điểm mặt đáy dải đó (độ);
gw - Trọng lượng riêng của
nước;
Cu
, ju , Ccu , C’
, j’ : Các chỉ tiêu cường độ
chống cắt của đất, xác định theo bảng G-1.
Hình G.1. Sơ đồ tính
toán theo phương pháp trượt cung tròn
Bảng G –I. Phương pháp xác định chỉ tiêu Cu , ju, C’, j’, C’
Trường hợp làm việc của
đê
|
Phươngpháp tính toán
|
Máy sử dụng
|
Phương pháp thí nghiệm
|
Chỉ tiêu cường độ
|
Thời kỳ thi công
|
Tổng ứng lực
|
Cắt thẳng
|
Cắt nhanh
|
Cu , ju
|
Cắt 3 trục
|
Cắt không thoát nước
|
Thời kỳ thấm ổn định
|
Ứng lực hữu hiệu
|
Cắt thẳng
|
Cắt chậm
|
C’, j’
|
Cắt 3 trục
|
Cắt thoát nước cố kết
|
Thời kỳ mức nước hạ thấp
|
Tổng ứng lực
|
Cắt thẳng
|
Cắt nhanh cố kết
|
Cu , ju
|
Cắt 3 trục
|
Cắt
không thoát nước cố kết
|
G.1.3.
Tính toán ổn định mái đê theo phương pháp trượt cung tròn cải tiến
Hệ
số ổn định của mái đê được tính toán theo các công thức sau:
(G-5)
(G-6)
Trong
đó:
W - Trọng
lượng hữu hiệu của khối đất B’BCC’ (hình G-.2);
C, j - Lực dính và góc ma sát trong (độ) của
tầng đất mềm yếu;
Pa -
Lực gây trượt;
Pn
- Lực chống trượt.
Hình G.2. Sơ đồ tính
toán theo phương pháp trượt cung tròn cải tiến
G.2. Tính toán ổn định cho tường đỉnh
G.2.1.
Ổn định chống trượt
(G-7)
Trong đó:
Kc
- Hệ số an toàn ổn định chống trượt;
SW - Tổng của các lực thẳng đứng tác dụng
lên khối tường;
SP - Tổng của các lực đẩy ngang tác dụng
lên khối tường;
f
- Hệ số ma sát giữa đáy công trình và nền.
G.2.2.
Ổn định chống lật
(G-8)
Trong đó:
Ko
- Hệ số an toàn ổn định chống lật;
Mv - Momen
lực chống lật;
MH
- Momen lực gây lật.
G.2.3.
Kiểm tra ứng suất đất nền
(G-9)
Trong
đó:
- Ứng suất cực đại
(cực tiểu) của đất nền;
SG - Tải trọng thẳng đứng;
A
- Diện tích bản đáy;
SM - Momen của tải trọng đối với trục
tâm hình học bản đáy;
SX - Hệ số tiết diện của bản đáy.
PHỤ
LỤC H
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH DẠNG THÀNH ĐỨNG
CÓ
KẾT
CẤU TRỌNG LỰC
H-1. Ổn định chống lật
Tính
ổn định chống lật theo đáy khối thành đứng và theo các khe nằm ngang, khe răng
(như khe abcd trong hình H-1) được xác định như sau:
(H-1)
Trong
đó:
K0
- Hệ số an toàn chống lật, không nhỏ hơn trị số trong bảng (H-1);
MR
- Momen chống lật đối với mép sau của mặt tính toán (khi đỉnh sóng chạm
thành) hoặc mép trước của mặt tính toán (khi chân sóng chạm thành);
M0
- Momen lật đối với mép sau hoặc mép trước của mặt tính toán, trong đó
bao gồm cả momen do lực đẩy nổi của sóng gây ra.
Hình H-1 Sơ đồ tính toán
lật qua khe răng khối xếp
Ghi
chú: Trường hợp đỉnh sóng chạm tường, áp suất đẩy nổi của sóng trong
khe khối xếp phần dưới nước của đê có phân bố hình tam giác theo chiều rộng B của
đê. Áp lực cực đại của nó là áp lực bên của sóng ở cùng một cao trình. Áp suất
bên của sóng trên khe bc trong hình H-1, đối với điểm b và điểm c phân biệt sử
dụng áp suất đẩy nổi tại cùng một thời điểm tương ứng.
Giữa
2 điểm b và c, áp lực phân bố đường thẳng.
Áp
lực đẩy nổi của sóng tác dụng lên mặt dưới của khối phủ đỉnh (toàn khối hoặc lắp
ghép) chỉ phân bố trên một chiều rộng hữu hạn B’:
(H-2)
Trong
đó:
Zmax
- Độ cao đỉnh sóng trên mặt nước tĩnh (m);
Zo
- Độ cao của mặt đáy tấm phủ đỉnh so với mặt nước tĩnh (m).
Áp
lực đẩy nổi của sóng phân bố hình tam giác dựa theo B’, trị số cực đại bằng áp
lực bên của sóng ở cùng độ cao. Áp lực đẩy nổi của sóng ở trên mặt đáy của tường
được tính toán theo phụ lục E.
Áp lực đẩy nổi của sóng trong khe khối xếp ở phần dưới nước khi chịu tác dụng của
chân sóng được tính toán theo nguyên tắc giống như trường hợp chịu tác dụng của
đỉnh sóng.
H-2. Ổn định chống trượt
H.2.1.
Tính ổn định chống trượt theo đáy khối thành đứng và theo các khe nằm ngang
trong thân khối xếp: được xác định như sau:
(H-3)
Trong
đó:
Ks -
Hệ số an toàn chống trượt, không nhỏ hơn trị số quy định trong bảng H-1;
G - Hợp lực theo phương thẳng đứng tác
dụng lên mặt tính toán, bao gồm cả lực đẩy nổi của sóng;
P -
Hợp lực phương ngang trên mặt phẳng tính toán;
f - Hệ số ma sát trên mặt tính toán,
trường hợp không có số liệu thực đo, có thể dùng số liệu trong bảng H-2.
Bảng
H-1. Hệ số K0 và KS
Hệ số
|
Cấp công trình
|
Tổ hợp thiết kế
|
Tổ hợp kiểm tra
|
Tổ hợp đặc biệt
|
KO
|
I-II
|
1,6
|
1,5
|
1,4
|
III-IV
|
1,5
|
1,4
|
1,3
|
KS
|
I-II
|
1,3
|
1,2
|
1,1
|
III-IV
|
1,2
|
1,1
|
1,0
|
Bảng H-2. Hệ số ma sát f
Vật liệu
|
Hệ số ma sát f
|
Bê tông và bê tông đá
xây
Đá xây và đá xây
|
0,55
0,65
|
Đáy tường và
bệ đê đá đổ
|
Thân
đê là BT đúc sẵn hoạc BTCT
Thân
đê là kết cấu bằng khối đá hộc xây
|
0,60
0,65
|
Bệ đê đá đổ
vàđất nền
|
Đất nền là cát mịn~ cát thô
Đất nền là cát bột
Đất nền là á cát
Đất nền là sét và á sét
|
0,50 ¸ 0,60
0,40
0,35 ¸ 0,50
0,30 ¸ 0,45
|
H.2.2.
Tính ổn định chống trượt theo đáy bệ đá
a)
Đối với bệ đê đắp cao:
Ổn
định chống trượt theo mặt ABD (hình H-2a) được tính như sau:
Trong
đó:
G -
Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt đáy bệ, bao gồm cả lực đẩy nổi
của sóng;
g1 - Trọng lượng
dưới nước của khối bệ ABCD;
P -
Hợp lực theo phương ngang phía trên mặt đáy tường;
f -
Hệ số ma sát giữa bệ đê đá hộc và đất nền (xem bảng H-2).
a)
Bệ đắp cao b)
Bệ chân trong đất
Hình
H-2. Sơ đồ tính trượt bệ đá
Ghi
chú:
Khi bệ có chiều rộng lớn, cần xét đến khả năng trượt nội bộ trong bệ đó.
b)
Đối với bệ chân trong đất:
Tính
ổn định chống trượt theo mặt ABDE được tính như sau:
(H-5)
Trong
đó:
g2 - Trọng lượng
dưới nước của phần bệ đê ABDK;
EP -
Áp lực đất bị động trên mặt KD của đất nền, có thể lấy 30% trị số tính toán.
Khối bệ tương đối mỏng, đất nền yếu thì có thể bỏ qua.
H-3. Sức chịu tải của khối bệ công trình
H.3.1.
Ứng suất mặt đỉnh bệ công trình
(H-6)
Trong
đó: smax;smin - Ứng suất cực đại, cực
tiểu của mặt đứng đỉnh bệ;
B
- Chiều rộng đáy tường;
e -
Khoảng cách lệch tâm của điểm tác dụng hợp lực trên mặt đáy tường.
(H-7)
x
-
Khoảng cách từ điểm tác dụng của hợp lực trên mặt đáy tường đến điểm mép sau
(nếu chân sóng chạm tường là đến điểm mép trước);
(H-8)
Khi
x < B/3, ứng suất mặt
đỉnh bệ tường được tính như sau:
(H-9)
(H-10)
smax phải nhỏ hơn sức chịu tải
cho phép của bệ tường (thường là 600KPa).
H.3.2. Trên mặt đáy thành đứng,
khoảng cách từ điểm tác dụng của hợp lực đến điểm mép sau (khi chân sóng tác dụng
thì lấy mép trước), thường không nhỏ hơn 1/4 chiều rộng đáy khối thành đứng.
H-4. Sức chịu tải của đất nền
H.4.1. Ứng suất bề mặt đất
nền
(H -11)
(H-12)
(H-13)
Trong
đó: -
Ứng suất cực đại và cực tiểu của bề mặt đất nền;
B1 -
Chiều rộng chịu lực thực tế của mặt đáy công trình;
Khi x
> B/3 thì B1 = B; x
< B/3 thì B1 =3x
t - Chiều dày bệ công trình;
g -
Trọng lượng riêng của đá hộc bệ công trình;
e -
Độ lệch tâm của điểm tác dụng hợp lực trên đáy bệ đá hộc.
Kiểm
tra ứng suất đất nền theo các quy định về thiết kế nền móng.
H.4.2. Đối với công trình
thành đứng xây dựng trên nền phi nham thạch, tính ổn định tổng thể của nó thường
theo phương pháp trượt cung tròn. Khi có lớp kẹp đất yếu, tính theo phương pháp
mặt trượt phi cung tròn.
H-5. Tính toán lún
H.5.1. Tính toán lún theo các
phương pháp quy định trong nền móng.
H.5.2. Trị số lún trung bình
của công trình thành đứng không được vượt quá trị số: Đối với thùng chìm: 35cm;
Đối với khối xếp: 30cm.
Chú
ý: Thiết kế cao trình đỉnh công trình thành đứng cần dự phòng độ
lún, xác định theo tình hình đất nền và tình hình thi công.
H-6. Trọng lượng ổn định của viên đá bệ công trình
H.6.1.
Đá vai bệ và đá lát mái bệ công trình
Trọng
lượng ổn định của viên đá được xác định theo biểu đồ trong hình H-3.
Hình H-3. Biểu
đồ xác định trọng lượng ổn định của viên đá bệ công trình
Ghi chú:
a) Chiều cao sóng HS dùng
HS5%.
b) Cách tra hình:
Từ
trị số h1/h của nửa phải trục hoành, dóng thẳng lên gặp đường cong
h/LS được giao điểm 1. Từ giao điểm 1 dóng ngang sang trái, gặp
đường cong HS được giao điểm 2. Từ giao điểm 2 này dóng xuống nửa
trái trục hoành, sẽ tìm được trị số trọng lượng ổn định của khối phủ W.
Có
thể từ giao điểm 1 dóng sang trái, thu được trị số K trên trục tung, thay vào
công thức .
c) Nếu đá hộc được lát
chèn cẩn thận, trọng lượng khối đá có thể lấy bằng 0,6 trọng lượng viên đá thả
rối.
Khi
mái dốc bệ đê bằng 1:1,5, trọng lượng khối đá phủ lấy gần đúng bằng 1,33 lần trị
số W trung bình.
H.6.2.
Viên đá gia cố đáy trước công trình
a) Lưu tốc đáy cực đại của
dòng sông xuất hiện trước công trình thành đứng Umax(m/s) được tính
như sau:
-
Trường hợp sóng đứng:
(H-14)
-
Trường hợp sóng vỡ xa:
(H-15)
-
Trường hợp sóng vỡ gần:
(H-16)
b) Trọng lượng viên đá ổn
định để gia cố đáy trước công trình quy định trong bảng H-3.
Bảng H-3. Trọng lượng
viên đá ổn định gia cố đáy trước công trình
Umax (m/s)
|
2,0
|
3,0
|
4,0
|
5,0
|
W (kg)
|
40
|
80
|
140
|
200
|
PHỤ
LỤC I
CÁC
KÝ HIỆU, THÔNG SỐ, ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ ĐO
I.1. Các ký hiệu chính sử dụng
Ký hiệu
|
Thông số, đại lượng
|
a
|
Góc
nghiêng giữa mái đê và đường nằm ngang
|
b
|
Góc
giữa đường bờ và hướng sóng tới
|
g,gB
|
Trọng
lượng riêng của nước, của vật liệu
|
g.
|
Dung
trọng khô của đất
|
r,rB
|
Khối
lượng riêng của nước, của vật liệu
|
dd
|
Chiều
dày lớp gia cố bằng đá hộc
|
dB
|
Chiều
dày lớp gia cố bằng tấm bê tông
|
df
|
Chiều
dày lớp bảo vệ mái bằng khối phủ
|
n
|
Hệ
số nhớt động học
|
g
|
Gia
tốc trọng trường
|
n
|
-
Hệ
số nhám
-
Số
lần
|
m
|
-
Hệ
số mái dốc, m = ctga
-
Các
loại số mũ
|
x
|
Khoảng
cách theo chiều dòng chảy
|
t
|
Thời
gian
|
p
|
Tần
suất
|
B
|
Chiều
rộng lòng sông
|
h
|
Chiều
sâu nước
|
i
|
Độ
dốc đáy
|
Q
|
Lưu
lượng dòng chảy
|
V
|
Vận
tốc dòng chảy
|
Hsl
|
Chiều
cao sóng leo
|
Hnd
|
Chiều
cao nước dâng
|
Hs
|
Chiều
cao sóng
|
|
Chiều
cao sóng trung bình
|
Hs1/3
|
Chiều
cao trung bình của 1/3 số con sóng lớn nhất trong liệt số thống kê về chiều
cao sóng
|
Hs1%
|
Chiều
cao sóng có tần suất luỹ tích là 1%
|
Ls
|
Chiều
dài sóng
|
Ts
|
Chu kỳ sóng
|
C
|
-
Vận
tốc truyền sóng
-
Hệ
số Chezy
|
W
|
Vận
tốc gió
|
D
|
Đà
gió
|
Zt
|
Cao
trình mực nước triều
|
D
|
Chênh
lệch mực nước triều
|
Zđ
|
Cao
trình đỉnh đê
|
a
|
Trị
số gia tăng độ cao an toàn
|
Bđ
|
Chiều
rộng đỉnh đê
|
bđ
|
Chiều
rộng cơ đê
|
bf
|
Chiều
rộng thềm giảm sóng trên mái ngoài của đê
|
n`k
|
Số
lượng cấu kiện bê tông khối phủ
|
G
|
Trọng
lượng của cấu kiện khối phủ
|
A
|
Khối
lượng bê tông
|
P
|
Áp
lực
|
e
|
Hệ
số rỗng của đất
|
S
|
Độ
lún
|
Rs
|
Độ
nén chặt thiết kế của đất có tính dính
|
Rds
|
Độ
nén chặt tương đối của đất rời
|
k
|
Các
loại hệ số an toàn (trong tính toán ổn định công trình)
|
Ghi
chú:
Một số ký hiệu sử dụng trong các phụ lục được giải thích rõ trong từng trường hợp
cụ thể, không hoàn toàn theo quy định trong bảng trên.
I.2. Thứ nguyên và đơn vị
I.2.1.
Các đơn vị chính
a)
Hệ MKGS
Loại đơn vị
|
Đại lượng
|
Đơn vị
|
Tên gọi
|
Thứ nguyên
|
Tên gọi
|
Ký hiệu
|
Cơ
bản
|
Chiều
dài
Lực
Thời
gian
|
L
F
T
|
Mét
Kilôgam
lực
Giây
|
m
kG
s
|
Dẫn
xuất
|
Mật
độ
|
FT2L-4
|
Kilôgam
lực-giây bình phương trên mét luỹ thừa 4
|
kG.s2/m4
|
Khối
lượng
|
FT2L-1
|
Kilôgam
lực-giây bình phương trên mét
|
kG.s2/m
|
Trọng
lượng đơn vị
|
FL-3
|
Kilôgam
lực-giây bình phương trên mét khối
|
kG/m3
|
Ứng
suất (áp suất)
|
FL-2
|
Kilôgam
lực-giây bình phương trên mét vuông
|
kG/m2
|
Nhớt
động lực
|
FTL-2
|
Kilôgam
lực-giây bình phương trên mét vuông
|
kG.s/m2
|
Nhớt
động học
|
T-1L2
|
Mét
bình phương trên giây
|
m2/s
|
b) Hệ
SI
Loại đơn vị
|
Đại lượng
|
Đơn vị
|
Tên gọi
|
Thứ nguyên
|
Tên gọi
|
Ký hiệu
|
Cơ bản
|
Chiều dài
Khối lượng
Thời gian
|
L
M
T
|
Mét
Kilôgam
Giây
|
m
Kg
s
|
Dẫn xuất
|
Mật độ
|
L3M
|
Kilôgạm trên mét khối
|
Kg/m3
|
Lực
|
LMT-2
|
Niu tơn
|
N
|
Ứng suất (áp suất)
|
L-1MT2
|
Paxcan
|
Pa
|
Mô
men lực
|
L2MT2
|
Niutơn- mét
|
Nm
|
Nhớt
động lực
|
L-1MT-1
|
Paxcan- giây
|
Pa.s
|
Nhớt
động học
|
L2T-1
|
Mét vuông trên giây
|
m2/s
|
I.2.2.
Quan hệ giữa đơn vị của hệ thống MKGS với hệ SI và các đơn vị của hệ thống
khác
a)
Đơn vị chiều dài
Đơn vị chiều dài
|
Km
|
M
|
cm
|
insơ (inch)
|
fut (foot)
|
Hải lý
Anh
|
Hải lý
biển
|
1km
|
1
|
103
|
105
|
3,94.104
|
3,28.103
|
0,655
|
0,54
|
1m
|
10-3
|
1
|
102
|
39,4
|
3,28
|
6,55.10-4
|
5,4.10-4
|
1cm
|
10-5
|
10-2
|
1
|
0,394
|
32,8
|
6,55.10-6
|
5,4.10-6
|
1insơ (inch)
|
2,54.10-5
|
2,54.10-2
|
2,54
|
1
|
8,33.10-2
|
1,655.10-5
|
1,37.10-5
|
1fut (foot)
|
3,05.10-4
|
0,305
|
30,5
|
12
|
1
|
0,2.10-3
|
0,165.10-3
|
1 hải lý Anh
|
1,525
|
1525
|
152,5.103
|
60.10-3
|
5000
|
1
|
0,825
|
1 hải lý biển
|
1,8532
|
1853,2
|
185,32.103
|
72,9.103
|
6080
|
1,23
|
1
|
b)
Đơn vị góc phẳng
Đơn vị góc
|
Rad
|
Độ
|
Phút
|
Giây
|
1Rad
|
1
|
57,3
|
3,44.103
|
2,06.105
|
10
|
1,75.10-2
|
1
|
60
|
3,6.103
|
1’
|
2,91.10-4
|
1,67.10-2
|
1
|
60
|
1’’
|
4,85.10-6
|
2,87.10-4
|
1,67.10-2
|
1
|
c)
Đơn vị lực
Đơn vị lực
|
N
|
Dyn
|
kG
|
1n
|
1
|
105
|
0,102
|
1dyn
|
10-5
|
1
|
1,02.10-6
|
1kG
|
9,81
|
9,81.105
|
1
|
d)
Đơn vị áp lực
Đơn vị áp lực
|
Pa
|
dyn/cm2
|
kg/cm2
|
atm (tuyệt đối)
|
1Pa (N/m2)
|
1
|
10
|
1,02.10-5
|
9,87. 10-6
|
1dyn/cm2
|
0,1
|
1
|
1,02.10-6
|
9,87. 10-7
|
1kG/cm2 (atm)
|
9,81.104
|
9,81.105
|
1
|
0,968
|
1atm(tuyệt đối)
|
1,01.105
|
1,01.106
|
1,03
|
1
|
e)
Đơn vị khối lượng
Đơn vị
khối lượng
|
kg
|
g
|
kg.s2/m
|
T
|
1kg
|
1
|
103
|
0,102
|
103
|
1g
|
103
|
1
|
1,02.104
|
106
|
1kg.s2/m
|
9,81
|
9,81.103
|
1
|
9,81.103
|
1T
|
103
|
106
|
102
|
1
|
f)
Trọng lượng của một m3 các vật chất (ở điều kiện tiêu chuẩn)
Vật chất
|
KN
|
T (lực)
|
Nước ngọt
Nước biển
Đá hộc
Bê tông
|
9,18
9,40
24,32
22,03
|
1
1,025
2,65 (*)
2,40
|
Ghi
chú: (*)
Cần xác định cụ thể tại công trình.
PHỤ LỤC H
CÁC TIÊU CHUẨN TRÍCH DẪN (CHỦ YẾU) CÓ LIÊN QUAN
1 - Vữa
Thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử: 14 TCN80- 2001;
2 - Bê
tông thuỷ công và vật liệu làm bê tông thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật và phương
pháp thử: Từ 14 TCN 63 - 2002 đến 14 TCN 73 - 2002;
3 - Quy
phạm thiết kế đập đất đầm nén: QPTL 11.77;
4 - Tải
trọng tác động lên công trình: TCVN 2737-78;
5 - Nền
công trình thuỷ lợi - Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 4253-86;
6 - Kết
cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 4416-85;
7 - Quy
phạm thiết kế tầng lọc ngược công trình thuỷ công: QPTC.C5.75 (14TCN 11-85);
8 - Tiêu
chuẩn thiết kế tường chắn các công trình thuỷ công: TCXD.57.73;
9 - Hướng
dẫn thiết kế tường chắn công trình thuỷ lợi: HDTC.C.4-76 (14TCN 35-85);
10 - Chỉ
dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thuỷ lợi (Quyết
định 1871 NN-KHCN /QĐ ngày 4/11/1996;
11 -
Công trình thuỷ lợi - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu kỹ thuật
thi công và nghiệm thu: 14TCN 59 - 2002;
12 -
Công trình thuỷ lợi - Xây lát đá - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu: 14
TCN 12 - 2002;
13 -
Công trình thuỷ lợi - Xây lát gạch - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu:
14TCN 120 - 2002;
14 - Vải
địa kỹ thuật - Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý: từ 14TCN 91 - 1996 đến
14TCN 99 - 1996.
____________________________________________
MỤC LỤC
1. QUY ĐỊNH
CHUNG
1.1.Phạm
vi ứng dụng............................................................................................................. 7
1.2.Các
căn cứ thiết kế .......................................................................................................... 7
1.3.Các
ký hiệu chính sử dụng............................................................................................... 8
1.4.Thứ
nguyên và đơn vị ....................................................................................................... 9
2. TIÊU
CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ BIỂN.
2.1.Trị
số gia tăng độ cao an toàn.......................................................................................... 11
2.2.Hệ số
an toàn ổn định chống trượt của công trình bằng đất ......................................... 11
2.3.Hệ số
an toàn ổn định chống trượt của công trình thành đứng..................................... 11
2.4. Hệ
số an toàn ổn định chống lật .................................................................................... 12
3.TUYẾN
ĐÊ BIỂN
3.1.
Yêu cầu chung.................................................................................................................. 13
3.2.Tuyến
đê quai lấn biển..................................................................................................... 13
3.3.Tuyến
đê vùng bãi biển xói (biển lấn)............................................................................. 14
3.4.Tuyến
đê vùng cửa sông................................................................................................... 14
4 - THIẾT
KẾ MẶT CẮT VÀ KẾT CẤU ĐÊ BIỂN
4.1.Chỉ
dẫn chung................................................................................................................... 15
4.2.Cao
trình đỉnh đê.............................................................................................................. 15
4.3.Thiết
kế mặt cắt ngang và kết cấu đê biển...................................................................... 16
4.4.Tính
toán ổn định công trình đê biển.............................................................................. 20
5 - CÔNG
TRÌNH GIA CỐ MÁI ĐÊ BIỂN
5.1.Dạng
kết cấu và thành phần công trình............................................................................ 22
5.2.Thiết
kế lớp phủ mái ........................................................................................................ 25
5.3.Thiết
kế tầng đệm, lọc ngược.......................................................................................... 30
5.4.Thiết
kế chân khay............................................................................................................ 30
5.5.Tính
toán ổn định công trình gia cố mái đê.................................................................... 33
6 -THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGĂN CÁT-CẢN SÓNG
GIỮ BÃI
6.1.Chỉ
dẫn chung................................................................................................................... 36
6.2.Thiết
kế rừng ngập mặn chống sóng................................................................................ 38
6.3.Bố
trí và các loại kết cấu công trình ngăn cát - cản sóng.............................................. 39
6.4.Thiết
kế công trình dạng thành đứng............................................................................... 46
6.5.Thiết
kế công trình dạng mái nghiêng............................................................................. 53
7- CÁC YÊU CẦU TRONG THI
CÔNG ĐÊ BIỂN
VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN
7.1.Yêu
cầu về thi công và kiểm tra chất lượng đắp đê ....................................................... 63
7.2.Yêu
cầu về thi công và kiểm tra chất lượng kè bảo vệ mái đê....................................... 66
7.3.Quy
trình kỹ thuật thi công và giám sát chất lượng lớp lọc sỏi và cát.......................... 67
7.4.Quy
trình kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng vải lọc............................................ 68
7.5.Quy
trình kỹ thuật và kiểm tra chất lượng trồng cỏ mái đê hạ lưu................................ 68
7.6.Quy
trình kỹ thuật trồng cây ngập mặn .......................................................................... 68
7.7.Yêu
cầu kỹ thuật của thi công công trình mái nghiêng.................................................. 70
8- CÁC
QUY ĐỊNH VỀ QUẢN LÝ, DUY TU, BẢO DƯỠNG ĐÊ BIỂN
8.1. Các
quy định chung......................................................................................................... 74
8.2. Bảo
dưỡng và sửa chữa công trình ................................................................................ 74
PHỤ LỤC
A. TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC BIỂN THIẾT KẾ
A - 1.
Tính toán mực nước biển thiết kế ........................................................................... 76
A -2.
Tính toán mực nước biển thiết kế khi trong số liệu điều tra có mực nước đặc
biệt lớn
-------------------------------------------------------------------------------------------------
77
A -3.
Tính toán mực nước cao thiết kế trong trường hợp tài liệu không đầy đủ---------
78
A -4. Mực
nước triều cực trị tại một số trạm tiêu biểu của Việt Nam----------------------80
PHỤ LỤC
B. TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ SÓNG DO GIÓ (THEO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT – 06 – 10 NĂM CỦA
VIỆN CƠ HỌC VN)
B-1. Chỉ
dẫn
chung-------------------------------------------------------------------------------83
B-2. Các
phương pháp tính toán các yếu tố sóng do
gió-------------------------------------89
PHỤ LỤC
C. PHÂN BỐ NƯỚC DÂNG DO BÃO DỌC BỜ BIỂN VIỆT NAM
C-1. Các
vùng ảnh hưởng
bão-------------------------------------------------------------------97
C-2. Trị
số nước
dâng----------------------------------------------------------------------------97
PHỤ LỤC
D. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO SÓNG LEO
D-1. Trường
hợp mái nghiêng chỉ có một độ dốc-------------------------------------------100
D-2. Trường
hợp mái dốc phức hợp có thềm giảm sóng (TGS)---------------------------101
D-3. Trường
hợp hướng sóng đến xiên góc với tuyến tim đê.-----------------------------102
PHỤ LỤC
E. TÍNH TOÁN ÁP LỰC SÓNG
E-1.
Phân bố áp lực sóng trên mái nghiêng-------------------------------------------------103
E-2. Tải
trọng sóng lên các loại công trình bảo vệ đê biển-------------------------------105
PHỤ LỤC
G. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ MÁI NGHIÊNG
G-1.
Tính toán trượt cung tròn theo phương pháp Thuỵ Điển-----------------------------111
G-2.
Tính toán ổn định cho tường đỉnh------------------------------------------------------112
PHỤ LỤC
H. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH DẠNG THÀNH ĐỨNG CÓ KẾT CẤU TRỌNG LỰC
H-1. Ổn
định chống lật-------------------------------------------------------------------------114
H-2. Ổn
định chống trượt----------------------------------------------------------------------115
H-3. Sức
chịu tải của khối bệ công
trình-----------------------------------------------------117
H-4. Sức
chịu tải của đất nền------------------------------------------------------------------117
H-5.
Tính toán
lún------------------------------------------------------------------------------118
H-6. Trọng
lượng ổn định của viên đá bệ công
trình---------------------------------------118
PHỤ LỤC
I
Các tiêu
chuẩn trích dẫn (chủ yếu) có liên
quan--------------------------------------------120