Tkc q6 chuong 04 thiet ke de chan song (rev3)

Chương THIẾT KẾ ĐÊ CHẮN SÓNG Tháng 10/2017 Người thực hiện: Nguyễn Đức Thanh Người kiểm tra: Nguyễn Công Trí Ngày Ký tên MỤC LỤC 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 TỔNG QUAN YÊU CẦU THIẾT KẾ Thông số thiết kế Tiêu chuẩn áp dụng Phần mềm áp dụng GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Phương án mặt tuyến đê chắn sóng Cửa cảng Phân loại kết cấu đê chắn sóng Đê chắn sóng mái nghiêng 11 Các phận đê mái nghiêng 12 Kết cấu thân đê 14 Xác định trọng lượng khối phủ mái 16 Thiết kế mặt cắt ngang đê mái nghiêng 17 Tính tốn đê mái nghiêng 24 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện TỔNG QUAN Nhà máy nhiệt điện than phần lớn xây dựng vùng ven bờ biển để thuận lợi cho việc cung cấp nước làm mát nhập nguyên liệu than Vì vậy, cảng than nhà máy nhiệt điện than thường cảng nằm ven bờ biển Về mặt tác động, chịu yếu tố tự nhiên động lực biển sóng, bão, thuỷ triều, hải lưu, nước dâng, chuyển động bùn cát ven bờ, nước ngầm, động đất - sóng thần,… Do nhu cầu than cho nhà máy liên tục nên cảng than cần phải làm việc liên tục Để đảm bảo cho cảng than làm việc liên tục trước tác động sóng, dịng chảy, bồi lắng cần phải có đê chắn sóng để bảo vệ Đê chắn sóng cơng trình bảo vệ cho khu vực phía đê tránh khỏi tác động sóng Đê chắn sóng tạo vùng lặng sóng phía trong, bảo vệ cho cảng tạo điều kiện thuận lợi cho tàu quay trở, neo đậu, bốc hàng Góp phần làm giảm khả bồi lắng phía bể cảng 2.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ Thơng số thiết kế 2.1.1 Phân cấp cơng trình đê chắn sóng Theo thơng tư 03/2016/TT-BXD ngày 10/03/2016 Bộ Xây Dựng quy định phân cấp công trình xây dựng cơng trình đê chắn sóng phân thành cấp sau: Cấp công trinh Tiêu chí phân cấp Đặc biệt a) Chiều cao bến (m) Độ sâu mực nước (m) > 16 I > 12 ÷ 16 II > ÷ 12 III IV >5÷8 5≤ 2.1.2 Gió tính tốn Tính tốn theo vận tốc gió mùa gió bão tương ứng với vị trị dự án 2.1.3 Mực nước thiết kế Theo tiêu chuẩn thiết kế “Tải trọng tác động sóng tàu lên cơng trình” 22TCN - 222 – 95 Mực nước tính tốn cao phải lấy theo quy định tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy Khi xác định tải trọng tác động cơng trình suất bảo đảm tính tốn mực nước phải lấy không lớn hơn: 1% (1 lần 100 năm) – cơng trình cấp I; 5% (1 lần 20 năm) – cơng trình cấp II, III; 10% (1 lần 10 năm) – cơng trình cấp IV; Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện 2.1.4 Sóng thiết kế Khi xác định độ ổn định độ bền cơng trình thủy cấu kiện, suất bảo đảm tính tốn chiều cao sóng hệ sóng phải lấy sau: Loại cơng trình Cơng trình dạng tường thẳng đứng Suất bảo đảm tính tốn chiều cao sóng, % Cơng trình kiểu kết cấu hở vật cản cục - Cấp I - Cấp II - Cấp III, IV 13 Cơng trình gia cố bờ - Cấp I, II - Cấp III, IV Công trình chắn sóng có mái dốc gia cố bằng: - Tấm bê tông - Đổ đá, khối thường khối phức hình Phần mềm Mike 21 bao gồm số mơ đun tính sóng thơng dụng sử dụng để tính tốn sóng như:  Mơ đun sóng Boussinesq MIKE 21- BW: Mơ đun sóng Boussinesq xây dựng dựa phương trình Boussinesq mơ đun sóng tiên tiến mơ hình MIKE 21 Mơ đun tính tốn sóng thâm nhập lan truyền bể cảng  Mô đun phổ sóng gió ven bờ MIKE 21- NSW: Mơ đun sử dụng để xác định trường sóng khu vực ven bờ  Mơ đun tính sóng xâm nhập MIKE 21 - EMS: Mô đun để tính sóng xâm nhập vào khu vực ven bờ vào bể cảng  Mơ hình MIKE 21 SW (Spectral Waves) mơ hình tính tốn q trình sóng lan truyền, phát triển suy tàn khu vực ven bờ sóng gió Một số liệu đầu vào dùng để tính tốn sóng như: Địa hình đáy biển khu vực dự án, gió mùa gió bão khu vực dự án, mực nước thủy triều thiết kế khu vực dự án 2.2 Tiêu chuẩn áp dụng Bảng Tiêu chuẩn áp dụng thiết kế Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện No Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Tiêu chuẩn Mã hiệu A Tiêu chuẩn việt nam Quy trình khai thác kỹ thuật Cơng trình cảng TCCS03:2010/CHHVN biển khu nước – Tiêu chuẩn sở Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng biển – TCCS04:2010/CHHVN Tiểu chuẩn sở Quy định kỹ thuật khai thác cầu cảng 109/QĐ-CHHVN ngày tháng 10, 2005 Tiêu chuẩn thiết kế cảng biển 22 TCN 207: 1992 Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737:1995 Cơng trình thủy công - Tải trọng tác động TCVN8421:2010 (do sóng tàu) lên cơng trình thủy (Tiêu chuẩn thiết kế) Hướng dẫn thiết kế đê biển Công trình thủy lợi – Yêu cầu thiết kế đê TCVN 9901: 2014 biển Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển 10 Quy trình thi cơng & nghiệm thu công tác 924-QĐ/KT4 (21/4/1975) nạo 11 Công tác đất - Thi cơng, nghiệm thu TCVN 4447:2012 12 Quy trình thiết kế kênh biển 115-QD-KT4 13 Kết cấu BT BTCT thủy công – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4116:1985 14 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu TCVN 5574:2012 chuẩn thiết kế 15 Thép cốt bê tông TCVN 1651-1:2008 16 Thép cốt bê tông TCVN 1651-2:2008 Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 14 TCN 130:2002 1613/QĐ-BNN-KHCN Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện No 2.3 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Tiêu chuẩn Mã hiệu 17 Kết cấu Bê tông bê tông cốt thép – Yêu TCVN 9346:2012 cầu bảo vệ chống ăn mịn mơi trường biển 18 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Hướng TCVN 9345:2012 dẫn kỹ thuật phòng chống nứt tác động khí hậu nóng ẩm 19 Quyết định báo hiệu hàng hải 20 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia báo hiệu QCVN hàng hải 20:2010/BGTVT 21 Quy trình kỹ thuật thi cơng nghiệm thu – 22 TCN 289:2002 Cơng trình bến cảng B Tiêu chuẩn quốc tế, tài liệu áp dụng để thiết kế Technical Standards for Port and Harbor OCDI 2009 Facilities in Japan Maritime structures – Part 1: Code of BS 6349– Part practice for general criteria Maritime structures – Part 5: Code of practice for dredging and land reclamation BS 6349– Part Maritime structures – Part 7: Guide to the design and construction of breakwaters BS 6349– Part 53/2005/QĐ-BGTVT Phần mềm áp dụng Bảng Bảng phần mềm áp dụng tính tốn STT PHẦN MỀM SLOPE/W (GeoStudio, America) PLAXIS (PLAXIS, Netherland) Mike 21 MICROSOFT EXCEL (Microsoft, America) MICROSOFT WORD (Microsoft, America) Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 ÁP DỤNG Tính tốn mái dốc ổn định đất Tính tốn mái dốc ổn định đất Tính tốn sóng Hỗ trợ lập bảng tính, thuyết minh tính tốn Hỗ trợ lập thuyết minh tính tốn, thuyết minh báo cáo Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện STT PHẦN MỀM AUTODESK AUTO CAD (Autodesk, America) Các phần mềm hỗ trợ khác Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện ÁP DỤNG Lập vẽ Xây dựng GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Quy hoạch đê chắn sóng cho n tĩnh sóng khơng bị lắng đọng bùn cát phía ln gắn với tuyến đê cửa cảng, thường phải tuân thủ nguyên tắc sau:  Đủ diện tích hữu hiệu cho tàu đậu thực thuận lợi thao tác tàu như: quay, manoer, bốc hàng Phần bể cảng coi diện tích hữu hiệu phải đủ độ sâu an tồn với hướng sóng khơng bị bồi lắng Tỷ lệ phần diện tích hữu hiệu so với tổng diện tích thực tồn bể cảng cao mức độ tối ưu lớn Nếu tỷ lệ 50% đạt yêu cầu Hình Quy hoạch đê chắn sóng  An tồn cho tàu đậu với hướng sóng tác dụng  Ngăn chặn giảm đến mức tối thiểu lắng đọng bùn cát, song song với yêu cầu chắn sóng, hệ thống đê bể cảng biển phải ngăn di chuyển bùn cát dòng ven dòng lục địa mang đến Giải pháp hữu hiệu đẩy bùn cát xa bờ tích tụ bùn cát phía ngồi đê (khu vực sát bờ) tạo thành bãi biển nhân tạo Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình Sơ đồ tuyến đê chắn sóng đẩy bùn cát xa bờ Hình Sơ đồ bố trí tuyến đê cửa cảng  Có khả để mở rộng cảng tương lai  Tàu vào thuận tiện Điều gắn chặt với tuyến kênh biển cho: + Luồng vào tàu ngắn nhất; + Hệ thống báo hiệu hàng hải đơn giản; + Tốc độ phát triển ngưỡng cạn vô chậm không Các yêu cầu định hướng đồng thời nguyên tắc quy hoạch tuyến đê chắn sóng cho bể cảng biển Bể cảng tối ưu có diện tích hữu hiệu Muốn cần dựa vào tuyến đê hướng sóng giải tốn nhiễu xạ bể cảng mơ hình tốn học mơ hình vật lý đồng thời hai 3.1 Phương án mặt tuyến đê chắn sóng Một số phương án mặt tuyến đê chắn sóng gặp thực tế xây dựng bể cảng Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình Các loại dạng xếp tuyến đê chắn sóng bể cảng Trong đó: A: hướng sóng chủ yếu vào cửa cảng B: đường bờ tự nhiên C: tuyến mép bến Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 3.2 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Cửa cảng Cửa cảng vấn đề cốt lõi, ảnh hưởng trực tiếp tới yêu cầu nêu mục 2, cụ thể phải xem xét vấn đề: số lượng cửa cảng, hướng tàu vào, chiều rộng cửa cảng, vị trí đặt cửa 3.2.1 Số lượng cửa cảng Một bể cảng biển nên bố trí cửa cảng, bất đắc dĩ bố trí hai cửa trường hợp sau:  Quân cảng, bắt buộc phải có cửa thứ hai để tháo lui lúc nguy cấp  Thương cảng xây dựng có tuyến đê đảo, cửa nằm đầu tuyến đê  Bể cảng thương mại mở rộng, tạo thành hai tầng cửa ngoài, trí có trường hợp ba tầng cửa 3.2.2 Hướng tàu vào Hướng tàu vào cửa cảng, trước hết không song song với bờ tạo diện tích hứng gió sóng tối đa, làm tàu dễ bị chệch hướng khó lái Hình Sơ đồ hướng tàu vào cửa cảng Góc α hợp hướng tàu vào (trục dọc luồng kênh biển) bờ phải thoả mãn: α ≥ 30º Ngồi hướng tàu vào khơng trùng với hướng sóng thống, trùng dễ bị va quệt vào hai đầu đê Góc β hướng sóng thống hướng tàu vào nên lấy: β = 30º ÷50º 3.2.3 Chiều rộng cửa cảng Theo kinh nghiệm chiều rộng B cửa cảng lấy bằng: B = (1÷1,5)Lt (Lt chiều dài tàu thiết kế) Trường hợp tối thiểu: B ≥ 0,8Lt Đối với cảng biển nội địa: B = 100÷150m; Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Ưu điểm:  Tận dụng vật liệu địa phương;  Tiêu hao lượng sóng tốt, sóng phản xạ ít, mái nghiêng có độ nhám cao;  Thế ổn định tổng thể vững vật liệu rời Nếu xảy ổn định cục Do đê mái nghiêng thích hợp với hầu hết loại đất  Cao trình đỉnh đê mái nghiêng thấp so với đê tường đứng;  Công tác điều tra đất tốn (lỗ khoan thưa nông);  Cơng nghệ thi cơng đơn giản kết hợp đại thủ công Nhược điểm:  Tốn vật liệu gấp hai, ba lần so với tường đứng độ sâu;  Không thể sử dụng mép để neo cập tàu;  Đoạn gần cửa cảng giảm bề rộng hữu ích;  Khi muốn làm đường gia thông mặt đê phải dùng khối bê tông đỉnh;  Tốc độ thi công chậm so với tường đứng độ sâu Mặc dù có nhược điểm trên, đê chắn sóng mái nghiêng giải pháp kết cấu thông dụng cho tất nước Ở Việt nam, kết cấu đê chắn sóng mái nghiêng có mặt bể cảng thi cơng thiết kế: Phú quý, Bạch long vĩ, Phan thiết, Vũng áng, Chân mây, Dung quất, Liên chiểu, Duyên Hải, Vĩnh Tân Dựa vào đặc điểm vật liệu đặc thù cấu tạo, kết cấu đê chắn sóng mái nghiêng phân loại thành:  Đê mái nghiêng đá;  Đê mái nghiêng với khối bêtông gia cố hình hộp;  Đê mái nghiêng với khối bêtơng phức hình 3.5 Các phận đê mái nghiêng 3.5.1 Kết cấu chân khay Chân khay đưa vào đê giữ lớp phủ chống xói Chân khay thường làm đá đổ nhiên số trường hợp phải dùng khối bê tơng kích thước lớn Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 12 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình Chân khay đê chắn sóng mái nghiêng Trong trường hợp chân khay nằm đất bị xói độ sâu bảo vệ chân khay phải xác định có tính đến phần dự phịng khả xói 3.5.2 Kết cấu khối bê tơng đỉnh Khối bê tơng đỉnh xây dựng nhằm mục đích tăng ổn định tổng thể, phục vụ giao thông, khối bê tơng đỉnh có gờ hắt sóng để giảm cao trình đỉnh đê  Khối bê tơng đỉnh hình chữ nhật: Hình Khối bê tơng đỉnh chữ nhật  Khối bê tơng đỉnh chữ nhật có chân: Hình Khối bê tơng đỉnh chữ nhật có chân  Khối bê tơng đỉnh có gờ hắt sóng Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 13 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 10 Các khối bê tơng đỉnh có gờ hắt sóng  Khối bê tơng đỉnh có gờ hắt sóng có chân Hình 11 Các khối bê tơng đỉnh có gờ hắt sóng, có chân 3.6 Kết cấu thân đê 3.6.1 Đê mái nghiêng đá Đá vật liệu chiếm tỷ lệ lớn đê mái nghiêng thường cung cấp chỗ Mặt khác đá không bị hạn chế độ sâu nước Đê mái nghiêng đá phân thành nhiều lớp, kích thước bên ngồi phụ thuộc vào chiều cao sóng Kích thước đá lớp lõi xác định cho đảm bảo mặt kinh tế Để chung chuyển kích thước lớp lõi lớp phủ mặt cần phải làm lớp đệm Nguyên tắc xác định đường kính viên đá lớp đệm cho khơng bị lọt bên lớp phủ mặt kết cấu 3.6.2 Đê mái nghiêng khối bêtơng hình hộp Khi kích thước lớp bên ngồi lớn so với điều kiện cung cấp ta cần thay khối bêtơng Các khối bêtơng hình lập phương khối hộp phương Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 14 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện án phủ mặt đê mái nghiêng Chúng sử dụng độ sâu với chiều cao sóng từ ÷6m, trọng lượng từ 10÷50T Các khối bêtơng hình hộp có nhược điểm: trọng lượng lớn liên kết khối không khối kỳ dị Tuy nhiên khối hình hộp sử dụng làm lớp phủ mặt thềm đá gia cố phần mái nghiêng bên nơi có chiều cao sóng bé 3.6.3 Đê mái nghiêng khối dị hình: Để tăng liên kết khối với nơi có tải trọng sóng lớn người ta thay khối chữ nhật khối dị hình Các khối dị hình ngồi cịn có khả tiêu sóng tốt với chiều cao sóng neo, giảm áp lực nên đê mái nghiêng Khối dị hình thường sử dụng để phủ mặt phía bên ngồi phía bên phần đầu đê Các khối dị hình khác, nhiên Việt Nam thơng dụng tetrapot Dưới lớp phủ mặt có lớp đệm đá phụ thuộc kích thước lớp vật liệu lõi Lớp lõi xác định giống đê mái nghiêng đá Kết cấu điển hình đê mái nghiêng với khối dị sau: Hình 12 Đê mái nghiêng khối Tetrapode Hình 13 Cấu tạo đê mái nghiêng khối Tribar Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 15 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 14 Cấu tạo đê mái nghiêng khối Hohlquader Hình 15 Cấu tạo đê mái nghiêng khối Dolos Hình 16 Cấu tạo đê mái nghiêng khối Stabit 3.7 Xác định trọng lượng khối phủ mái Lực tác dụng sóng lên mái nghiêng gia cố khối vật liệu rời nguyên nhân dịch chuyển khối gia cố Sự dịch chuyển khối gia cố trượt, quay, bị nâng ngồi lớp gia cố Để cho khối gia cố nằm ổn định mái dốc phải có khối lượng tương ứng với tham số sóng tác động Các công thức xác định khối lượng gia cố chủ yếu thiết lập thực nghiệm Các công thức xác định khối phủ thành lập dựa sở thí nghiệm mơ hình vật lý Các thí nghiệm chưa bao hàm hết điều kiện sóng cơng trình nên cơng trình thực tế cần phải kiểm tra tiếp mơ hình vật lý Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định khối gia cố là:  Dạng khối;  Thơng số sóng nước sâu nước nơng; Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 16 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Cao trình đỉnh đê;  Cơng trình có kết cấu đỉnh khơng có kết cấu đỉnh Công thức Hudson cho để xác định trọng lượng khối phủ: Trong đó: Kd - hệ số ổn định, tùy thuộc hình dạng khối phủ hs - chiều cao sóng thiết kế; m - hệ số mái dốc; W- trọng lượng khối phủ; γb - trọng lượng riêng khối phủ; γ - trọng lượng riêng nước 3.8 Thiết kế mặt cắt ngang đê mái nghiêng Sơ đồ mặt cắt ngang đê xác định theo hình sau: Hình 17 Sơ đồ mặt cắt ngang đê Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 17 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 18 Sơ đồ mặt cắt ngang đê Hình 19 Sơ đồ mặt cắt ngang đê Trong kích thước viên đá lớp lót phải dảm bảo cho khơng bị lơi ngồi qua lớp phủ sóng dịng chảy Tương tự xác định kích thước tầng lọc ngược, ta có: 3.8.1 Cao trình đỉnh Cao trình đỉnh đê xác định cho thoả mãn điều kiện thơng số sóng sau đê Tuỳ thuộc vào chức đê mà xác định giới hạn thơng số sóng sau đê với thơng số sóng tới biết, giả định cao trình đỉnh đê ta xác định thơng số sóng sau đê Chọn cao trình đỉnh đê với thơng số sóng tạo thành thoả mãn điều kiện cho phép Theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển cao trình đỉnh đê xác định sau: Zd = Ztp + Hnd +Hsl + a Đối với loại đê bố trí cho sóng tràn hai phía, cao trình đỉnh đê khơng xét đến yếu tố nước dâng độ cao gia tăng Zd = Ztp + Hsl Trong đó: Zd Cao trình đỉnh đê thiết kế, m; Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 18 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Ztp Mực nước biển tính tốn, m; Hnd Chiều cao nước dâng bão, m; Hsl Chiều cao sóng leo, m; a Trị số gia tăng độ cao an tồn, m; Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện 3.8.2 Bề rộng Chiều rộng đê phải thoả mãn điều kiện thi công ổn định khối phủ, điều kiện khai thác  Theo điều kiện thi công để phương tiện lại mặt đê cần phải có bề rộng tối thiểu Trong trường hợp dùng phương tiện chiều rộng đê không cần xét đến điều kiện thi cơng 3.8.3 Chiều dày lớp phủ lớp lót Chiều dày lớp phủ lớp lót xác định theo cơng thức: Trong đó: n Số khối phủ; K Hệ số; W Trọng lượng khối phủ; Wa Khối lượng riêng khối phủ; Số khối xắp xếp đơn vị diện tích xác định theo cơng thức sau: Trong đó: r - chiều dày trung bình lớp phủ lớp lót; n - số lớp (Thơng thường n=2); Na - số khối phủ đơn vị diện tích A; P - hệ số rỗng vật liệu phủ mái, tra bảng 3.8.4 Giới hạn chân lớp phủ Khi độ sâu nước lớn 1,5H (H - chiều cao sóng dùng để xác định trọng lượng khối phủ) giới hạn lớp phủ kéo dài xuống mực nước thấp khoảng H Trong trường hợp độ sâu nước nhỏ 1,5H lớp phủ kéo dài đến tận chân khay Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 19 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện 3.8.5 Lớp phủ thứ hai Nếu khối phủ lớp phủ lớp phủ thứ hai làm loại vật liệu khoảng -1,5H đến -2,0H (H - chiều cao sóng tính tốn) trọng lượng khối phủ lớp thứ hai phải lớn 1/2 trọng lượng khối phủ Phía -2,0H trọng lượng khối phủ W/10 ÷W/15 (W-trọng lượng khối phủ chính) Chiều dày lớp phủ thứ hai phải chiều dày lớp phủ 3.8.6 Lớp lót Đối với lớp lót nằm sát lớp phủ cần phải dùng lớp đá (n=2) lượng W/10 lớp phủ đá khối bê tơng có KD≤12 Với khối phủ có KD >12 (dolosse, core-los, tribar đổ tự do) trọng lượng lớp lót thứ W/5 Lớp lót thứ hai nằm lớp phủ thứ hai (trên -2,0H) cần dùng lớp với trọng lượng 1/20 trọng lượng lớp lót thứ Nếu so với trọng lượng khối phủ bằng: W/200 Với lớp lót thứ nằm lớp phủ thứ hai (dưới -2,0H) cần lớp với trọng lượng viên đá 1/20 lớp phủ hay W/300 so với lớp phủ Lớp phủ thứ hai -2,0H có trọng lượng W/6000 Nếu lớp phủ đá khối khối bê tơng có KD≤12 lớp lót thứ lớp phủ thứ hai (dưới -2,0H) đá có khối lượng khoảng W/10 ÷ W/15 Nếu lớp phủ khối bê tơng với KD>12 lớp lót lớp phủ thứ hai đá có khối lượng W/5 ÷ W/10 3.8.7 Lõi đê Lõi đê sử dụng đá hộc có trọng lượng từ 1kg đến 100kg từ 1kg đến 1000kg 3.8.8 Yêu cầu đá hộc Đảm bảo kích thước hình học, trọng lượng tính tốn quy định cho viên đá thỏa mãn yêu câu sau:  Đối với đá phủ ngồi mặt dốc, cường độ đá khơng thấp 50MPa;  Đối với đá lớp đệm, cường độ cần đạt 30MPa;  Không sử dụng đá phiến thạch, đá phong hóa đá có khe nứt;  Đá hộc dùng để xây cần có cường độ ≥ 50MPa; 3.8.9 Tầng lọc ngược sử dụng vải địa kỹ thuật (geotextile)  Vải địa kỹ thuật đặt trực tiếp mái đê, cố định đỉnh đê trải xuống tận chân khay  Lựa chọn loại vải địa thích hợp theo dẫn thiết kế  Cần bố trí lớp đá dăm dày 10 -15 cm vải địa kỹ thuật lớp bảo vệ Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 20 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Vải địa kỹ thuật sử dụng gặp nơi địa chất yếu cần phân bố tải trọng, giảm lún  Vải địa kỹ thuật phải tuân thủ theo tiêu chuẩn 14TCN 91-1996 đến 14TCN 99-1996 về: Vải địa kỹ thuật – yêu cầu kỹ thuật Phương pháp thử 3.8.10.Kết cấu đầu đê mái dốc đằng sau Các yếu tố gây ổn định đầu đê Nếu với tác động sóng u cầu ổn định vật liệu đầu đê cao thân đê Các nguyên nhân gây ổn định đầu đê là:  Các khối phủ hình nón đầu đê liên kết so với thân đê  Vận tốc tràn phần hình nón có giá trị lớn, đơi tăng lên sóng khúc xạ  Các khối phủ nằm phía sau chịu tác động chiều với phương trượt Đối với chân khay đầu đê bị ảnh hưởng mạnh so với thân đê sóng nước nơng chân khay bị trượt bị xói chân Kích thước, cấu tạo đầu đê Độ ổn định đầu đê tăng lên cách tăng hệ số mái dốc, tăng kích thước đầu đê, làm thêm phần với mục đích gảm chiều cao sóng nhiễu xạ với mặt sau đê đồng thời tăng độ liên kết khối phủ Cao trình đỉnh đê lấy cao cao trình thân đê 1÷2m; Bề rộng đỉnh đê rộng thân đê với chiều dài lấy theo kinh nghiệm sau: Bđ=(1,5÷2,0)Bt lđ=(2÷2,5)Bđ Kích thước khối phủ đầu đê chắn sóng đê chắn cát kéo dài khoảng 15 ÷ 45 m cho mái dốc sau Khoảng cách phụ thuộc vào cao trình đầu đê Kích thước khối phủ đầu đê xác định phần ổn định đầu đê Kết cấu mái dốc sau Kết cấu mái dốc sau phụ thuộc vào sóng tràn sóng tác dụng trực tiếp Nếu sóng khơng tràn mái dốc sau phụ thuộc tác động sóng trực tiếp Trong trường hợp tràn kích thước khối mái dốc sau giống mái dốc trước kéo dài đến - 0,5H tính từ mực nước lặng thấp Trong trường hợp sóng tràn nhiều sóng vỡ nước nơng lớp phủ mái dốc sau giống lớp phủ trước kéo đến tận chân cơng trình Với đê chắn cát đập đỉnh bị tác động sóng hai bên kết cấu mái dốc sau giống mái dốc trước Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 21 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện 3.8.11.Chân khay Chân khay đưa vào đê giữ lớp phủ chống xói Chân khay thường làm đá đổ nhiên số trường hợp phải dùng khối bê tơng kích thước lớn Chiều rộng chân khay cho chứa tối thiểu khối gia cố; Cao trình chân khay tạo với chiều rộng thành khối đảm bảo ổn định vật liệu gia cố; Chân khay thi cơng trước hay sau có lớp phủ Đối với khối Tribar xếp đá xếp thì chân khay khối tựa cần phải thi công trước, trường hợp thi cơng sau chiều cao chân khay phải đủ để chắn 1/2 chiều cao khối phủ tiếp giáp với chân khay Tại nơi nước nông lớp phủ kéo dài thêm hai hàng để làm chân khay Tại nơi nước nông lớp phủ kéo dài thêm hai hàng để làm chân khay Hình 20 Chân khay nước nơng Tại nước nước sâu vừa dùng viên đá có kích thước bé so với khối lớp phủ Hình 21 Chân khay nước nơng Tại nơi nước sâu chân khay nằm khoảng cách tương đối lớn so với đáy biển Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 22 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 22 Chân khay nước sâu Đối với đáy biển có độ dốc bề mặt trơn, chân cơng trình có sóng đổ chân khay bị ổn định Đê giữ cho chân khay khỏi bị trượt cần phải tạo rãnh neo để giữ chân khay khỏi trượt Hình 23 Sơ đồ chống trượt chân khay Trong trường hợp chân khay nằm đất bị xói độ sâu bảo vệ chân khay phải xác định có tính đến phần dự phịng khả xói 3.8.12.Kích thước khối bê tơng đỉnh Kích thước khối bê tông đỉnh xác định sau:  Cao trình đỉnh khối bê tơng cao trình đỉnh đê;  Cao trình đáy nằm thấp mực nước thiết kế, nằm trực tiếp lớp lõi nhằm đảm bảo giảm lượng sóng thẩm thấu qua thân đê;  Dựa vào cao trình đỉnh đáy biết chiều cao khối bê tông đỉnh;  Nếu có gờ hắt sóng cao trình đỉnh gờ hắt sóng cao trình đỉnh đê, chiều dày gờ hắt sóng xác định theo điều kiện độ bền, cao trình đỉnh khối bê tơng đỉnh giả đỉnh cho tính bề rộng phải hợp lý (khơng lớn q gây lãng phí); Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 23 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Bề rộng khối bê tông đỉnh xác định dựa vào điều kiện ổn định trượt lật, bề rộng đê;  Bề rộng phần gia cố tiếp xúc bên với khối bê tông đỉnh phải đảm bảo xếp khối gia cố 3.8.13.Kích thước nhân tạo Trong trường hợp đất yếu người ta phải dùng nhân tạo giải pháp thường dùng đệm cát 3.8.14.Ảnh hưởng đoạn lồi thân đê Với đoạn thân đê có góc lồi lõm phía biển cần ý tượng sau:  Đối với góc lồi chiều cao sóng lớn so với đoạn thẳng tập trung sóng tượng khúc xạ đáy biển, làm cho sóng leo lớn khối phủ lớn Mặt khác độ liên kết khối  Đối với góc lõm đáy phẳng phải chịu chiều cao sóng lớn phản xạ, sóng leo sóng tràn bị tăng lên 3.9 Tính tốn đê mái nghiêng 3.9.1 Ngun tắc chung Ngun tắc chung tính tốn đê mái nghiêng phải tuân thủ đầy đủ lí thuyết trạng thái giới hạn nhóm I nhóm II Theo nhóm I trạng thái giới hạn bao gồm: ổn định trượt sâu phương pháp trượt cung tròn; ổn định trượt phẳng mái, phận kết cấu mặt đê, chân đê: ổn định cục khối gia cố mái chân khay; khả chịu lực nền; khả chống xói; cuối tính tốn độ bền tất cấu kiện tương ứng với loại vật liệu kèm theo quy trình quy phạm Theo nhóm II trạng thái giới hạn bao gồm: độ lún theo phương thẳng đứng, chuyển vị ngang góc xoay; hình thành mở rộng vết nứt cấu kiện bê tông cốt thép 3.9.2 Cơng thức tổng qt tính ổn định Cơng thức tổng qt để tính ổn định đê chắn sóng mái nghiêng sau: Trong đó: nc - hệ số tổ hợp tải trọng lấy bằng: 1,0 - tổ hợp tải trọng bản; 0,90 - tổ hợp tải trọng đặc biệt; 0,95 - tổ hợp tải trọng giai đoạn thi công; n - hệ số vượt tải lấy 1,25 đê chắn sóng mái nghiêng; md - hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc, xét đặc điểm chịu lực thực tế cấu kiện số giả thiết sơ đồ tính tốn (lấy theo 22 TCN 207-92); M - hệ số điều kiện làm việc, m=1,15 cho đê mái nghiêng; Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 24 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Kn - hệ số đảm bảo xét đến tầm quan trọng cấp cơng trình lấy : 1,25 - đê mái nghiêng cấp I; 1,20 - đê mái nghiêng cấp II; 1,15 - đê mái nghiêng cấp III; 1,10 - đê mái nghiêng cấp IV; Rt - tổng lực gây trượt tổng mômen gây trượt; Rg - tổng lực gây ổn định tổng mơmen giữ 3.9.3 Tính tốn ổn định trượt cung trịn cho đê chăn sóng mái nghiêng Hình 24 Sơ đồ tính trượt cung trịn Tương tự cơng trình thuỷ cơng khác, phương pháp trượt cung trịn áp dụng tính ổn định trượt sâu cho đê chắn sóng mái nghiêng Song cung trượt có ý nghĩa cho riêng mái (trong ngồi) Tâm trượt O phải chọn cho mặt trượt không vượt mép đối diện đỉnh đê cơng thức kiểm tra trượt cung trịn viết hai dạng đây: Trong đó: K - hệ số ổn định; R - bán kính cung trịn trượt; Ci - lực dính đất lấy theo qui định trạng thái giới hạn I; i - góc nội ma sát lấy theo qui định trạng thái giới hạn I; li - chiều dài đoạn cung tròn trượt tương ứng với nguyên tố chia nhỏ thứ i; xi - khoảng cách nằm ngang từ trọng tâm nguyên tố chia nhỏ thứ i tới tâm trượt; Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 25 / 26 Tổng công ty Phát điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện αi - gradien đường đáy nguyên tố thứ i; H - ngoại lực tối đa theo phương nằm ngang tác động lên khối vật liệu đê cung trượt (áp lực thuỷ tĩnh, áp lực sóng, áp lực đất vv ); a - cánh tay đòn ngoại lực h tâm trượt O; W - tổng trọng lượng thực nguyên tố chia nhỏ thứ i; W’ - tổng trọng lượng hữu hiệu nguyên tố chia nhỏ thứ i (bao gồm trọng lượng vật liệu gia tải, vật liệu ngâm nước tính với dung trọng đẩy nổi) Quyển 6, Chương – Thiết kế đê chắn sóng Ấn 03, tháng 10/2017 Trang 26 / 26