Thiết kế đê biển ninh phú hậu lộc thanh hóa

Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.S.Nguyễn Quang Lương Th.S Nguyễn Huyền Nga thầy cô giáo khoa Kỹ thuật Biển - trường Đại học Thủy lợi, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp mình, với đề tài: “Thiết kế đê biển Ninh Phú – Hậu Lộc – Thanh Hóa” Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian có ích để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc kỹ sư thiết kế cơng trình biển Đây đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế cơng trình thủy lợi vận dụng tổng hợp kiến thức học Dù thân cố gắng nội dung đồ án nên đồ án em chưa giải hết trường hợp xảy Mặt khác trình độ thân cịn nhiều hạn chế nên đồ khơng tránh khỏi thiếu sót Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S.Nguyễn Quang Lương Th.S Nguyễn Huyền Nga trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin, định hướng đồ án tận tình bảo giúp đỡ em suốt trình làm đồ án Cuối em xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy giáo, Trường Đại học Thủy Lợi, Khoa Kỹ Thuật Biển tạo cho em môi trường học tập lành mạnh, cho em hội để phấn đấu, rèn luyện, trưởng thành suốt 4,5 năm học tập trường Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 15 tháng 01 năm 2011 Sinh Viên Nguyễn Thành Trung SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển Mục Lục LỜI CẢM ƠN Hà Nội ngày 15 tháng 01 năm 2011 .1 Nguyễn Thành Trung CHƯƠNG : MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 1.2 Xác định vấn đề 1.3 Mục tiêu đồ án 1.4 Phạm vi đồ án 1.5 Nội dung đồ án 1.6 Phương pháp thực CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .7 2.1 Đặc điểm tự nhiên 2.1.1 Vị trí địa lí 2.1.2 Đặc điểm địa hình 2.1.3 Đặc điểm địa chất bùn cát 2.2 Điều kiện khí hậu 13 2.2.1 Đặc điểm khí tượng 13 2.2.2 Đặc điểm thủy hải văn .13 2.3 Đặc điểm dân sinh kinh tế-xã hội 14 2.3.1 Dân số, xã hội 14 2.3.2 Nông nghiệp ngư nghiệp 14 2.3.3 Công nghiệp tiểu thủ công nghiệp .14 2.3.4 Giao thông vận tải .15 2.3.5 Nguồn điện 15 2.3.6 Nước dùng cho ngành kinh tế khác sinh hoạt 15 2.3.7 Điều kiện vệ sinh sức khoẻ cộng đồng 15 2.3.8 Các lĩnh vực liên quan khác .15 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH NGUN NHÂN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH 17 3.1 Hiện trạng khu vực nghiên cứu: 17 3.1.1 Các vấn đề xói bồi vùng biển Hậu Lộc 17 3.1.2 Hiện trạng tuyến cơng trình 18 3.1.3 Nguyên nhân gây sạt lở phá hỏng đê 21 3.2 Các giải pháp bảo vệ 21 3.2.1 Khơng làm di dời,dịch chuyển tới nơi an toàn 21 3.2.2 Giải pháp phi cơng trình 21 3.2.3 Giải pháp cơng trình – Giải pháp “cứng” 22 3.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ bờ khu vực nghiên cứu 23 CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỀU KIỆN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ 24 4.1 Xác định cấp cơng trình tiêu chuẩn thiết kế 24 4.1.1 Xác định cấp cơng trình 24 4.2 Tính tốn mực nước thiết kế 25 4.2.1 Các thành phần mực nước thiết kế 25 4.3 Tính tốn tham số sóng thiết kế 28 4.3.1 Xác định tham số sóng nước sâu .28 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG : THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH BẢO VỆ .42 5.1 Tính tốn cao trình thiết kế .42 5.1.1 Sơ mặt cắt đê 42 5.1.2 Xác định cao trình đỉnh đê 43 5.2 Tính tốn kích thước hình học mặt cắt thiết kế điển hình 49 5.2.1 Chiều rộng đỉnh đê 49 5.2.2 Tính tốn kích thước lớp bảo vệ mái 50 5.2.3 Tính tốn thiết kế lớp đệm 53 5.2.4 Tính tốn cấu kiện bảo vệ chân kè 53 5.3 Tính tốn chi tiết phạm vi kích thước kết cấu bảo vệ cho mặt cắt thiết kế điển hình 58 5.3.1 Kết cấu thân đê 58 5.3.2 Kết cấu đỉnh đê 59 5.3.3 Mái phía biển .59 5.3.4 Mái phía đồng 60 5.3.5 Chân kè 60 5.4 Tính toán ổn định mái đê phần mềm Geo-Slope 61 5.4.1 Giới thiệu phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho cơng trình 61 5.4.2 Trình tự tính tốn 61 5.4.3 Tính ổn định mái phía đồng 68 5.4.4 Tính ổn định mái phía biển .70 6.1 Xác định kết cấu đặt tường đỉnh 72 6.2 Tính tốn lực tác dụng lên tường chắn sóng 72 6.3 Tính ổn định tường chắn sóng .78 CHƯƠNG : GIẢI PHÁP THI CÔNG 81 7.1 TRÌNH TỰ THI CÔNG 81 7.1.1 Thi công phần đất 81 7.1.2 Thi công vải lọc 84 7.1.3 Thi công dăm đệm 84 7.1.4 Thi công cấu kiện 84 7.1.5 Thi công phần bê tông .85 7.1.6 Thi công phần đá xây 85 7.1.7 Thi công phần trồng cỏ mái phía đồng 86 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 8.1 Kết Luận 87 8.2 Kiến Nghị 87 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG : MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu Huyện Hậu Lộc tỉnh Thanh Hóa huyện đồng ven biển, cách trung tâm thành phố Thanh Hoá 25 km phía đơng bắc Phía bắc giáp huyện Nga Sơn, Hà Trung; phía nam phía tây giáp huyện Hoằng Hố; phía đơng giáp biển Ðơng nên thuận lợi cho phát triển kinh tế biển Ðiều kiện tự nhiên đa dạng, giàu tiềm với vùng: vùng đồi, vùng đồng chủ yếu phù sa vùng ven biển Hệ thống giao thông Hậu Lộc phát triển có Quốc lộ 1A, tuyến đường sắt Bắc Nam Quốc lộ 10 chạy qua Những yếu tố tạo điều kiện thuận lợi cho kinh tế Hậu Lộc phát triển lĩnh vực nông - lâm nghiệp, thuỷ hải sản, công nghiệp, thủ công nghiệp dịch vụ.  Với đường bờ biển dài 12 km, cửa lạch lớn (Lạch Trường Lạch Sung) nên kinh tế biển ngành kinh tế đóng vai trị quan trọng Hậu Lộc có đầy đủ ba dạng địa hình, từ đồng thuộc xã Lộc Tân, Thịnh Lộc, Xuân Lộc, Hoa Lộc, Phú Lộc , đến vùng đồi núi thuộc xã Triệu Lộc, Tiến Lộc, Thành Lộc, Châu Lộc, Đại Lộc, Đồng Lộc ven biển xã Hòa Lộc, Ngư Lộc, Hải Lộc, Minh Lộc, Hưng lộc, Đa Lộc Theo số liệu điều tra 1/4/2009, tồn huyện có tất 163 971 nhân khẩu.Giá trị tổng sản phẩm GDP năm 2005 đạt 755 tỷ đồng Tốc độ tăng trưởng bình quân năm(2000-2005) đạt 9,6 %.Cơ cấu kinh tế năm 2005 Nông – Lâm- ngư nghiệp: 55 %; Công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp – xây dựng ( CN-TTCS-XD): 14,2 %; Thương mại – dịch vụ 30,8 % 1.2 Xác định vấn đề Tuyến đê biển thuộc xã ven biển Hậu Lộc từ năm 1991 đến năm 1996 có 6300m kè xây dựng Đến năm 1995 bão số làm sập hoàn toàn 700m thuộc xã Ngư Lộc Hải Lộc Năm 1996 đoạn kè làm lại với chiều dài 710m theo hình thức kết cấu bê tông ghép, chân khay ống buy đá đổ Đến năm 2002 làm thêm 3500m Đoạn đê, kè biển Ninh Phú nằm địa bàn ba xã Đa Lộc, Hưng Lộc Ngư Lộc huyện Hậu Lộc đoạn cuối kè lát cấu kiện bê tơng năm 2002 (Kè I-Vích) đến cuối kè PAM 4617 xây dựng năm 1997 Đoạn có 853m đê từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ, cịn lại chưa có đê SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển Tháng năm 2005 Dự án đầu tư xây dựng cơng trình Đê, kè biển Ninh Phú lập phê duyệt Quyết định số: 1341/QĐ-CT ngày 23/5/2005 Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hố Tháng năm 2005 Cơng trình Đê, kè biển Ninh Phú lập TKKT-BVTC cho 546,7m từ K0+863,5-K1+410,2 phê duyệt Quyết định số: 1436/QĐCT ngày 30/5/2005 Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hoá Tháng năm 2005 đoạn đê, kè 546,7m nêu thi cơng đoạn cịn lại hồn thiện hồ sơ TKKT-TC gặp bão số 7, trận bão phá hỏng đoạn đê có từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ phá huỷ hồn tồn đoạn thi cơng Sức phá hoại bão sóng biển với cơng trình đê biển lớn Vì cần xây dựng tuyến đê đảm bảo an tồn cho tính mạng tài sản nhân dân, đảm bảo ngăn không cho nước mặn tràn vào đồng xã vùng ven biển 1.3 Mục tiêu đồ án -Nghiên cứu đặc điểm địa lý tự nhiên huyện Hậu Lộc bao gồm mặt:vị trí địa lý,địa hình, địa mạo,khí tượng,khí hậu,thủy hải văn trạng kinh tế xã hội để nêu bật lên tính cấp thiết đề tài -Đánh giá trạng tuyến đê biển,phân tích diễn biến nguyên nhân gây nên cố đê biển -Nghiên cứu tiêu chuẩn phân cấp đê biển tiêu chuẩn thiết kế đê biển để làm sở cho việc thiết kế đê biển khu vực 1.4 Phạm vi đồ án Tuyến đê, kè biển Ninh Phú thuộc dự án nằm địa bàn ba xã Đa Lộc, Hưng Lộc Ngư Lộc huyện Hậu Lộc đoạn cuối kè I-Vích đến cuối kè PAM 4617 Tu bổ, khôi phục đê, kè Ninh Phú đoạn từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ dài 853m Xây dựng tuyến đê, kè Ninh Phú đoạn từ K0+666,8-K4+036,2 Đối với đoạn đê có đông dân cư sau đê; đoạn từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ đoạn K1+767,4 – K3+083,9 (từ sau thôn Ninh Phú đến đầu trục tiêu T8): Cấp bão đưa vào tính tốn thiết kế cấp 10 Đối với đoạn đê lại : Cấp bão đưa vào tính tốn thiết kế cấp SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 1.5 Nội dung đồ án Đồ án gồm chương gồm : Chương : Mở đầu Chương : Tổng quan khu vực nghiên cứu Chương : Phân tích nguyên nhân lựa chọn giải pháp cơng trình Chương : Tính toán điều kiện thủy hải văn thiết kế Chương : Thiết kế cơng trình bảo vệ Chương : Chun đề tính tốn ổn định tường đỉnh Chương 7: Giải pháp thi công Chương 8: Kết luận 1.6 Phương pháp thực -Thu thập tài liệu, dự án, cơng trình bảo vệ bờ số liệu địa chất, thủy hải văn để phục vụ cho việc phân tích, tính tốn, xác định ngun nhân xói lở bờ biển -Ứng dụng tiêu chuẩn thiết kế đê (14TCN 130 – 2002) việc tính tốn xác định thông số thiết kế đê biển.Bao gồm: xác định cao trình mặt đê, cao trình tường chắn sóng, chiều rộng mặt đê, kích thước cấu kiện lát mái đê… đồng thời áp dụng lý thuyết phần mềm tính tốn (phần mềm Cresswin, slope) để tính toán vận chuyển bùn cát dọc bờ -Kế thừa nghiên cứu trước tìm hiểu giải pháp bảo vệ bờ biển Hậu Lộc-Thanh Hóa để đề xuất giải pháp bảo vệ đê biển SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1 Đặc điểm tự nhiên 2.1.1 Vị trí địa lí Hậu Lộc huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa với tổng diện tích:141,5km2.Bao gồm thị trấn Hậu Lộc 25 xã: Châu Lộc, Triệu Lộc, Đại Lộc, Đồng Lộc, Thành Lộc, Cầu Lộc, Phong Lộc, Tuy Lộc, Quang Lộc, Liên Lộc, Hưng Lộc, Đa Lộc, Ngư Lộc, Minh Lộc, Hải Lộc, Hoa Lộc, Phú Lộc, Hoà Lộc, Xuân Lộc, Thịnh Lộc, Lộc Tân, Lộc Sơn, Tiến Lộc, Mỹ Lộc Văn Lộc Khu vực ven biển huyện Hậu Lộc thuộc dải đất bồi lắng phù sa sông biển bao gồm xã Đa Lộc, Hưng Lộc, Minh Lộc, Hải Lộc Ngư Lộc Tổng diện tích đất tự nhiên 2.799 với chiều dài bờ biển 10 km + Phía bắc đê hữu sơng Lèn; + Phía nam đê tả Lạch Trường; + Phía Tây đê kênh De; + Phía Đơng biển Xung quanh khu vực sông biển nên có nhiều bất lợi việc phịng chống thiên tai bão lũ gây Bờ biển Hậu Lộc có nét riêng biệt so với đoạn bờ biển khác: Nằm cửa sông đồng thời phía Nam bị chắn dãy núi Sơn Trang (hữu sơng Lạch Trường) nhơ ngồi biển, phía Bắc có bãi bồi Nga Sơn Kim Sơn (Ninh Bình) ngày phát triển rộng phía biển tạo cho bờ biển Hậu Lộc có dạng cong lõm, ngồi phía ngồi cách bờ biển khoảng 2km có hịn Nẹ Tất yếu tố có tác động đến trình diễn biến bờ biển Hậu Lộc SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển Hình 1 Bản đồ hành huyện Hậu Lộc 2.1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình bãi biển phẳng, thoải nông, độ dốc bãi nhỏ Trong phạm vi cách bờ 1000 m, độ dốc bãi 0,4% Dưới cao trình +0,5 khơng thấy tượng bãi biển bị xói bồi Tuy nhiên gặp gió, bão lớn cồn cát bãi phi lao ven biển (trên cao trình +0,5) bị bào mịn bề mặt sạt lở vào phí bờ làm biến đổi lớn địa hình bãi vốn có Đặc điểm quan trọng để xem xét việc cần thiết lựa chọn biện pháp bảo vệ bãi Cao trình mặt đất tự nhiên khoảng +2,0 đến +3,70 bờ +0,0 đến +0,60 phần nước Trên tồn diện tích chủ yếu rừng phi lao chống cát Nước luôn đục vận chuyển phù sa hai sông Lạch Trường sông Lèn chuyển biển, gặp tác động ngược chiều sóng lượng phù xa lại dạt vào bờ lắng đọng tạo bùn khu vực cách đê kè khoảng 200 m phía biển Xuất phát từ lý bờ biển có phủ lớp bùn màu nâu tương đối dày từ 0,2 đến m Mặt khác ảnh hưởng dòng chảy ven bờ với tác động hai mũi nhô bãi ven cửa sông Lèn sông Lạch Trường tạo quy luật bồi lở tự nhiên vùng chân bãi trường hợp triều cao có gió mùa đơng bắc, gió tây nam với tốc độ lớn gió bão 2.1.3 Đặc điểm địa chất bùn cát a)Các tiêu lý đất Qua công tác khoan thăm dị số mẫu thí nghiệm (Tài liệu khảo sát năm 2002) cho thấy địa tầng phạm vi khảo sát tương đối đơn giản, kể từ xuống bao gồm lớp sau: + Lớp 1: SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển Bảng 1 Bảng tiêu lí lớp 1 Chỉ Tiêu Thành phần hạt TT Kí Hiệu Đơn vị Giá Trị TB 0,01 – 0,05 mm P % 7,5 0,05 – 0,1 mm P % 36,1 0,1 – 0,25 mm P % 30,4 0,25 – 0,5 mm P % 22,2 0,5 – 2,0 mm P % 3,8 Tỷ Trọng  Góc nghỉ cát khơ k k Độ 30040' Góc nghỉ cát ướt ư ư Độ 23058 Hệ số rỗng trạng thái xốp exn 1,16 Hệ số rỗng trạng thái chặt ecn 0,79 Độ chặt cát D 0,34 2,67 + Lớp 2: SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 10 Bảng Bảng tiêu lí lớp TT Tên tiêu Kí Hiệu Đơn Vị Giá Trị TB Độ ẩm tự nhiên W % 33,5 Khối lượng thể tích n g/cm3 1,80 Khối lượng thể tích khơ k g/cm3 1,35 Tỷ trọng  g/cm3 2,69 Hệ số rỗng 0 Độ rỗng n % 49,9 Độ bão hòa G % 90,5 Giới hạn chảy Wch % 35,0 Giới hạn dẻo Wd % 23,1 10 Chỉ số dẻo Id % 11,9 11 Độ sệt B 12 Lực dính đơn vị C kG/cm2 0,725 13 Góc ma sát  Độ 12016' 14 Hệ số nén lún A1-2 cm2/kG 0,074 15 Hệ số thấm K cm/s 4,9x10-4 1,00 0,87 b.Các tiêu lí đất đắp: SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 75 Ngành : Kĩ Thuật Biển P2 = 0,7.0,3.24000.1,2= 6048 N= 6,048 kN P3 = 0,4.0,4.24000.1,2= 4608 N= 4,608 kN P4 = 0,5.1.24000.1,2= 14400 N = 14,4 kN  P = 1,008 + 6,048 + 4,608 + 14,4 = 26,064 (kN)  Trọng lượng khung BTCT phía biển : P5 = 0,4.0,3.24000.1,05 = 3024 N = 3,024 kN  Trọng lượng bê tơng phía đường: P6 = 0,4.0,3.24000.1,05 = 3024 N = 3,024 kN  Áp lực gió tác dụng vào tường bao gồm - Áp lực pháp tuyến Pgh ( đặt vào mặt phía ngồi biển) - Áp lực pháp tuyến Pgd ( đặt vào mặt phía đồng) Tải trọng gió gồm hai thành phần: tĩnh động, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió W độ cao z so với mốc chuẩn xác định W = W0.K.C (5-7) Trong đó: Wo - Giá trị áp lực gió theo đồ phân vùng Theo đồ phân vùng huyện Hậu Lộc thuộc vùng VB (PGS.TS Trần Việt Liễn, GS.TSKH Nguyễn Đăng Bích, Viện Khí tượng thủy văn, Viện KHCN Xây dựng)  Wo = 1550 N/m2 K- Hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình Theo bảng B -1, 14TCN 130-2002, với địa hình dạng A, độ cao Z = 5m  K =1,07 C - Hệ số khí động lấy theo (Lấy theo TCXD 285 – 2002) Trường hợp mặt phẳng thẳng đứng đón gió C = + 0,80 ; C = +0,6 Thay số liệu vào cơng thức (5-7)  Tải trọng gió tác dụng vào tường chắn sóng: Wgh = 1550 1,07 0,8 = 1326,8 N/m2 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 76 Wgd = 1550 1,07 0,6 = 995,1 N/m2 Áp lực gió tác dụng vào 1m dài tường chắn sóng : Pgh = 0,5.1.1326,8 = 663,4 N = 0,663 kN Pgd = 0,5.1.995,1 = 497,55 N = 0,497 kN * Theo 14 TCN 130 – 2002 : Hình 50 Biểu đồ áp lực tác động lên tường cản sóng thành đứng +) Xét trường hợp bình thường, khơng tính đến sóng tràn, tường chịu tác động sóng leo :  Tải trọng sóng gió: pi=0,7 .Pu (1-1) Trong đó: * pu- Áp lực sóng tác dụng lên tường; pn= Với ξ - Hệ số Irribarren ξ=  = g SVTH:Nguyễn Thành Trung = = 1,22 - Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 77 HS - Chiều cao sóng vị trí trước chân cơng trình H = 1,22 LS - Chiều dài sóng Ls = 28,84 m h - Chiều cao từ chân tường đến mực nước trước sóng, m h = ( 5,8 - 0,7 ) - 3,19 = 5,1 - 3,19 = 1,91 (m) Thay giá trị vào công thức p = ) = 18,226 (kN/m2) = 1,22 9,81 1,22 ( 0,033 * al - Khoảng cách từ đường mép nước tới chân cơng trình; al = (Zd – MNTK).cotgα = ( 5,1 – 3,19).4 = 7,64 m Vậy al = 7,64 m * ar - Khoảng cách từ dường mép nước tới đường giới hạn sóng vỡ leo lên bờ chưa có cơng trình; ar = Ru2%.cotgα Với Ru2% = 2,05 m Thay vào công thức :  ar = 2,05 = 8,2 (m) Thay vào công thức ( 1-1 )  Tải trọng sóng tác dụng lên 1m tường chắn pi=0,7 18,226 = 0,87 (kN/m2) pn = 0,7  Tính tốn độ cao lưng sóng ( = = SVTH:Nguyễn Thành Trung ) : = 1,52 m Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Vì Ngành : Kĩ Thuật Biển 78 = 1,52 < h nên điều kiện không tràn, tường không chịu tác động sóng  Tải trọng sóng tác động lên 1m tường chắn sóng theo phương ngang P x Tải trọng sóng tác dụng lên 1m tường chắn theo phương thẳng đứng PZ : Pz = p H Trong : H - Chiều rộng chân tường chắn sóng (H = m) Thay số vào cơng thức ta có: Pz = 0,87 = 0,435 (kN) +) Xét trường hợp cực hạn : sóng tràn qua tường đỉnh Khi =R = 2,24 m Tải trọng sóng tác dụng lên 1m tường chắn theo phương ngang P  : = Với H =  - h = 2,24 – 1,91 = 0,33 m = = = 0,129 (kN) Tải trọng sóng tác dụng lên 1m tường chắn theo phương thẳng đứng P Z tính phần Pz = 0,435 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 79 Bảng 17 Kết tính lực tác dụng lên tường đỉnh Kết tính lực lên tường đỉnh Lực tác dụng Tải trọng (T) Tay đòn (m) (kN)     Mô men O (Tm) + P1 1,008 0,65 0,6552 P2 6,048 0,45 2,7216 P3 4,608 0,5 2,304 P4 14,4 0,5 7,4 P5 3,024 0,85 2,5704 P6 3,024 0,15 0,4536 - Pgh 0,663 1,25 0,829 Pgd 0,497 1,25 0,621 Px 1,133 Px trường hợp sóng tràn 0,129 1,133 0,146 0,667 0,291 Pz Tổng cộng (Trường hợp sóng leo) 0,435 32,112 0,435 1,16 16,1 1,741 Tổng cộng (trường hợp sóng tràn) 32,112 0,435 1,289 16,1 1,887 6.3 Tính ổn định tường chắn sóng * Ổn định chống lật Kiểm tra tường bị ổn định lật qua trục lật chân tường phía (Điểm hình 5-5) Hệ số an tồn ổn định chống lật (K0) tường chắn sóng : SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 80 Ngành : Kĩ Thuật Biển Cơng trình an tồn K0 > Trong đó: - Hệ số ổn định chống lật K0 - Hệ số an toàn chống lật Với : Mcl - Tổng mô men lực chống lật Mcl = Mp1+Mp2+Mp3+Mp4 + Mp5 + Mp6 = 16,1 kN Mgl - Tổng mô mên lực gây lật + Trường hợp bình thường : Mgl = Mgd+Mgh+Mpx+Mpz = 1,741 kN  = 9,25 + Trường hợp cực hạn : Mgl = Mgd+Mgh+Mpx+Mpz = 1,887 kN  = 8,53 Coi tường đỉnh cơng trình thành đứng cấp IV, theo quy định bảng 5.9 trang 33 (dự thảo hướng dẫn thiết kế đê biển 26/3/2010 ) Bảng 18 Hệ số an toàn ổn định chống lật = 1,3  K01 = 9,25 > = 1,3  K01 = 8,53 > = 1,3  Vậy tường chắn sóng đảm bảo an toàn ổn định chống lật trường hợp * Ổn định chống trượt : Hệ số an toàn chống trượt Kt = SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 81 Ngành : Kĩ Thuật Biển Với: = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 -Pz = 31,112 -0,435 = 30,667 kN Pg1+Pg2+Px = 1,16 kN Pg1+Pg2+Px = 1,289 kN f - Hệ số ma sát đáy cơng trình (f = 0,45 đất sét sét Theo bảng H-2 trang 108 theo 14TCN 130-2002)  Trường hợp bình thường:  Kt1 = 0,45 = 11,9  Trường hợp sóng tràn :  Kt2 = 0,45 = 10,7 Tường chắn ổn định chống trượt Kt > [Kt] Coi tường đỉnh cơng trình thành đứng cấp IV, theo quy định bảng 5.7 trang 32 dự thảo hướng dẫn thiết kế đê biển 26/3/2010 [Kt] = 1,2  Kt1 = 11,9 > [Kt] = 1,2  Kt2 = 10,7 > [Kt] = 1,2  Vậy tường chắn sóng đảm bảo an tồn chống trượt Vậy cơng trình thiết kế đảm bảo an toàn SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 82 Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG : GIẢI PHÁP THI CƠNG 7.1 TRÌNH TỰ THI CÔNG Xác định phạm vi chân khay đê làm điểm xuất phát để xác định mái đê theo thiết kế từ bình đồ có Tiến hành thi cơng theo từ lên, từ trái sang phải (làm chiếu) Đặt kế hoạch thi công đồng bộ, kết hợp nhịp nhàng dứt điểm công tác đất, vải lọc, lớp đệm, cấu kiện bê tông để tránh tổn hại đến cơng trình thi cơng gặp lúc triều cao, sóng gió, xói trơi Có trình tự thi công hạng mục cụ thể thư sau: 7.1.1 Thi cơng phần đất a Đào móng để lắp đặt chân khay Vùng đắp đê chịu tác động thuỷ triều đào móng chân khay cần thi công vào thời điểm triều xuống Căn vào tim tuyến cơng trình, hệ số mái phía biển, cao trình đỉnh đê cao trình chân khay tiến hành đo đạc để xác định phạm vi đào móng chân khay Đào móng đến đâu lắp đặt chân khay đến đó, đoạn đê thi công chân khay không bị ngập nước thi cơng giới Khi thi cơng khoảng từ 10 đến 15m chân khay tiến hành đắp thân đê Hình 1.51 Thi cơng đào móng chân khay Sau đào móng chan khay xong tiến hành lắp dặt ống buy Hình 1.52 Thi cơng lắp đặt ống buy SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 83 Ngành : Kĩ Thuật Biển Sau lắp đặt ống buy xong đoạn tiến hành đổ đá hộc vào ống buy đá bảo vệ chân khay Hình 1.52 Thi cơng thả đá hộc b Đắp đất thân đê Đất dùng để đắp phải đảm bảo cường độ độ ổn định lâu dài độ lún nhỏ cho cơng trình Đất đắp theo lớp ngang có chiều dày phù hợp với loại đất loại máy đầm sử dụng đầm chặt Đổ xong lớp phải tiến hành đầm đầm chặt để đảm đảm bảo độ ổn định lâu bền Muốn đạt độ chặt theo quy định việc đắp đất phải khống chế độ ẩm đất Đắp lớp đạt dung trọng thiết kế tiến hành đắp lớp Hình 1.53 Thi cơng đắp đất thân đê SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 84 Hình 1.54 Thi cơng đầm đất máy Để tính khối lượng đắp đê có nhiều phương pháp tính, ngun lý chung chia đợt đắp thành nhiều phần nhỏ, tính cách dựa vào mặt bằng, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc đê Căn vào kết cấu cơng trình, mặt cắt ngang tuyến đê, tính khối lượng đất đắp mặt cắt sau : V = L Trong : + V : Khối lượng đất đắp giới hạn mặt cắt i i+1 + L :Chiều dài từ mặt cắt i đến mặt cắt i +1 + : Diện tích trung bình hai mặt cắt i i+1 = Với F ,F : Diện tích mặt cắt i i+1 - Cường độ đắp đê giai đoạn xác định theo cơng thức: Q Trong : + Q +V = : Cường độ đắp đê đợt thứ i ( ) : Khối lượng đất đắp đợt thứ i ( m ) + T : Số tháng thi công đợt i + m : Số ngày thi công tháng + n : Số ca thi công ngày SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 85 Ngành : Kĩ Thuật Biển 7.1.2 Thi công vải lọc Vải lọc đặt theo rải từ hố chân khay dọc theo mép thành ống buy Trước đặt vải lọc công tác đất mái phải chuẩn bị, tạo mái phẳng, Neo vải lọc chân khay mái đê cọc gim với khoảng cách 1,5x1, 5m Mép vải lọc liên tiếp phải gối chồng lên 0,3m Vì vải lọc định làm kè biển loại vật liệu hữu nên dễ bị hư hỏng tia tử ngoại mặt trời Do đó, đặt vải lọc cần tránh giảm tối thiểu vải trực tiếp với ánh sáng mặt trời cách rải lớp đá dăm lên bề mặt vải Hình 1.55 Thi công trải vải lọc 7.1.3 Thi công dăm đệm Lớp đệm thi công phải chiều dày cấp phối thiết kế Hình 1.56 Thi cơng đổ lớp dăm đệm 7.1.4 Thi công cấu kiện Cấu kiện lát bê tông đảm bảo mác bê tông thiết kế, kích thước xác để lắp ghép dễ dàng Cấp phối hạt vật liệu tuân thủ theo qui định tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi Độ hở cho phép hai cấu kiện kề liền không 1, 0cm Các bê tông mực nước triều phải sử dụng phụ gia chống ăn mòn nước biển SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 86 Ngành : Kĩ Thuật Biển Hình 1.57 Thi cơng lắp đặt cấu kiện 7.1.5 Thi công phần bê tông Thi công bê tông phải đảm bảo mác thiết kế, chiều dày chiều rộng, cấp phối đá dăm cho loại bê tông Nước trộn vữa bê tông phải nước đảm bảo khơng có tạp chất ăn mịn phá hủy bê tông Bê tông mặt đê đổ chỗ theo khối Thi công bê tông thủ công + máy (máy trộn 250l, máy đầm dùi 1,5Kw, máy đầm bàn 1Kw) Thi công cấu kiện bê tông lát mái phải đảm bảo mác bê tơng 250# kích thước xác để dễ dàng lắp ghép Cấp phối hạt vật liệu phải theo quy định tiêu chuẩn thiết kế bê tông Ngành Thuỷ lợi Thi công dầm BTCT: Dầm bê tông cốt thép đổ chỗ Trước đổ bê tông dầm cần rải lớp lót móng bê tơng M100# dày 10cm Hình 1.58 Thi cơng đổ bê tơng mặt đê 7.1.6 Thi công phần đá xây Công tác xây đá phải mặt cắt thiết kế Đá xây phải kích cỡ, cường độ thiết kế mác thiết kế, mạch xây phải no vữa, khơng có tượng mạch hở viên đá khơng sít Khơng xây đá nhỏ không đảm bảo cường độ kết cấu Biện pháp thi công: Thủ công kết hợp máy chuyên dùng (máy trộn vữa 250lít) SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 87 Ngành : Kĩ Thuật Biển Hình 1.59 Thi cơng đá xây tường đỉnh tường bảo vệ mái phía đồng 7.1.7 Thi cơng phần trồng cỏ mái phía đồng Sau tiến hành song phần mái phía đồng tiến hành đổ đất trồng cỏ theo thiết kế quy chuẩn Hình 1.60 Thi cơng trồng cỏ mái phía đồng SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 88 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN 8.1 Kết Luận Đồ án thực mục tiêu: Thiết kế kỹ thuật đê biển Ninh Phú Sau phân tích điều kiện tự nhiên, xã hội huyện, tiến hành tính tốn điều kiện biên thiết kế, đoạn đê Ninh Phú dài 1025m bố trí thoả mãn điều kiện ổn định có thơng số sau: - Cao trình mặt đê: + 5,8 m - Chiều rộng đỉnh đê: 4m - Mái phía biển: m = 4, bảo vệ cấu kiện bê tông đúc sẵn lệch mặt phẳng (0,3 x 0,3 x 0,2 m), kết cấu chân khay ống buy với đường kính 1m đường kính ngồi 1,2m, chiều cao ống m Kết hợp thả đá hộc thả rối bên ống phía ngồi cách ống buy m - Mái phía đồng: m = 2, bảo vệ cỏ Vetiver , chân mái bố trí tường đá xây cao trình +3 m Qua trình làm đồ án giúp em tổng hợp kiến thức chuyên ngành học trường, đồng thời điều kiện để em vận dụng lý thuyết học vào thực tế, làm quen với công việc thiết kế kỹ sư kỹ thuật biển Kính mong Thầy Cô, Ban chủ nhiệm Khoa ban Giám hiệu nhà trường tạo điều kiện giúp đỡ Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 14 tháng 01 năm 2011 Sinh viên Nguyễn Thành Trung SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 89 Ngành : Kĩ Thuật Biển TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ nông nghiệp PTNT (1999), cục PCNB – QLĐ Đ, “ Hướng dẫn thiết kế đê biển” Bộ nông nghiệp PTNT (2002), “ Hướng dẫn thiết kế đê biển”, tiêu chuẩn nghành 14 TCN 130 – 2002 14TCN 26 – - 2010 Bộ nông nghiệp PTNT (2010), “ Hướng dẫn thiết kế đê biển”, tiêu chuẩn nghành 14TCN 26 – - 2010 Các quy phạm Việt Nam - QPTL.A.6.77: Tiêu chuẩn phân cấp đê - Quy phạm : Tải trọng lực tác dụng lên cơng trình thủy lợi (do sóng tàu) QP TL – C1-78 Phạm Văn Quốc, Gerrit J Schiereck, K d Angremond, E.T.J Pluim- Vander Velden (2006), “ cơng trình bảo vệ bờ” Bộ nơng nghiệp PTNT – trường Đại Học Thủy Lợi ” Đề tài nghiên cứu, đề xuất mặt cắt ngang đê biển hợp lý với loại đê phù hợp với điều kiện vùng từ Quảng Ninh đến Quảng Nam – Chuyên đề nghiên cứu xói chân đê biển phân tích ổn định đê ” PGS.TS Lê Xuân Roanh KS Lê Ngọc Anh Nguyễn công Mẫn (2005), ” Bài giảng Geo – Slope phân tích ổn định mái dốc theo PP cân giới hạn” Thiều Quang Tuấn ” Hướng dẫn sử dụng WADIBE ” SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B ... Lộc, Hải Lộc, Hoa Lộc, Phú Lộc, Hoà Lộc, Xuân Lộc, Thịnh Lộc, Lộc Tân, Lộc Sơn, Tiến Lộc, Mỹ Lộc Văn Lộc Khu vực ven biển huyện Hậu Lộc thuộc dải đất bồi lắng phù sa sông biển bao gồm xã Đa Lộc, ... Thanh Hóa với tổng diện tích:141,5km2.Bao gồm thị trấn Hậu Lộc 25 xã: Châu Lộc, Triệu Lộc, Đại Lộc, Đồng Lộc, Thành Lộc, Cầu Lộc, Phong Lộc, Tuy Lộc, Quang Lộc, Liên Lộc, Hưng Lộc, Đa Lộc, Ngư Lộc, ... nhân gây nên cố đê biển -Nghiên cứu tiêu chuẩn phân cấp đê biển tiêu chuẩn thiết kế đê biển để làm sở cho việc thiết kế đê biển khu vực 1.4 Phạm vi đồ án Tuyến đê, kè biển Ninh Phú thuộc dự án