Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính ổn định cho đê chắn sóng theo các dạng mặt cắt khác nhau, phục vụ xây dựng khu neo đậu tàu thuyền trú bão

.phuomg pháp tinh én định đổi với các dạng mặt cắt cơ bản vẫn giống nhau, chưa được xem xét diy đủ về đặc điểm làm việc, điều kiện xây dụng và khai thác nên đôi khi tính toán thiết kế ch

LOI CAM ON

Xin cảm ơn Trường DHTL và các thầy cô Khoa Công trình đã đào tạo và

hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình học cao học, cán bộ thư viện trường đã giúp

đỡ tác giả trong quá trình tìm kiếm tài liệu đề thực hiện luận văn.

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn TS.Nguyễn Trung Anh, NGND.GS.TS Lê Kim Truyền đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả về chuyên môn trong suốt quá trình nghiên cứu.

Xin cảm ơn tới cơ quan: Công ty CPTV Thiết kế giao thông thủy TEDI WECCO,

sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Quang Bình đã giúp đỡ tác giả trong quá trình đi

thực dia công trình, thu thập tai liệu.

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban QLDA Đầu tư xây dựng Ngành NN & PTNT đã tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình học và thực hiện luận văn.

Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ động viên để tác giả hoàn thành luận văn này!

Hà Nội, ngày 27 tháng 02 năm 2012

Túc giả

Trần Hoài Nam

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn: “Nghién cứu lua chọn phương pháp tính

ẩn định cho dé cl sống theo các đạng mặt cit khác nhau, phục vy xây dựng

khu neo au thuyền trí bão” là kết quả nghiền cứu của ôi

Những kết quả nghiên cứu, thí nghiệm không sao chép từ bat kỳ nguồn thông

tin nào khác, Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm, chịu bắt kỳ các hình

thức ky luật nào của Nhà trường,

Tà Nội, ngày 27 thắng 02 năm 2012

Tác giả

Trân Hoài Nam

CHUONG I: MỘT SO VẤN Ð

“TRÌNH BIE

1.1 Giới thiệu chung về dé chắn sóng (BCS)

LL Đặt vin đề

1.1.2 Phan loại để chấn sông,

1.1.2.1, Phân loại vị trí của dé chắn sóng trên mặt bằng

1.1.2.2 Phân loại theo tương quan với mực nước

1.1.23 Phân loại theo công dung để chin sóng

1.1.24, Phân loại theo hình dang mặt ct ngang để chan sông

12 Các dang mặt cit để chắn sóng công trình biển

1.2.1 Các dang mặt cắt BCS mái nghiễng

1.2.2, Dé chắn sóng tường đứng

1.23, Dé chin sóng dang hỗn hợp,

124 Để ấn sông bằng ct, cọc

1225 Để chin sóng có kết cầu đặc bit

1.3 Nội dung chính liên quan đến tính toán thiết kế để chắn sóng,

1.42, Vấn dé én định của BCS.

1.5 Dé chin sóng và khu neo đậu tàu thuyén trú bão

1.5.1, Tiêu chí xây dụng khu neo đậu tàu thuyễn tránh trú bão

1.5.1.2, Yêu cầu về kỹ thuật đối với khu tránh trú bão

1.5.2 Tiểm năng và hiện trạng khu neo đậu tau thuyền TTB ở nước ta 1.5.2.1 Tiềm năng xây đựng các khu neo đậu tàu thuyền TTB

1.5.2.2 Chủ trương xây dựng khu neo đậu tàu thuyền TTB.

1.5.2.3 Tình hình xây dụng khu neo đậu tàu thuyền TTB ở nước ta15.3 Một số vẫn đ về khu neo đậu tấu thuyển TTB và DCS

2.1.2.1 Phương pháp nh theo trạng thi giới hạn

2.122 Phương pháp ứng suit cho phép

2.1.2.3 Phương pháp tinh theo hệ số an toàn

2.1.24, Phương pháp tính theo độ tín cây.

2.2 Tính ôn định cho đê chắn sóng dạng tường đứng

2.2.1 Đặt vấn đề

2.2.2 Tính toán én định theo tiêu chuẩn 22-TCN-207-92.

2.2.2.1 Đặc điểm tính toán

2.2.2.2 Đánh giá sự dn định của của công trình.

2.2.3, Tính toán én định theo dé tải cắp Bộ mã số 96-34-10

2.2.3.1 Tính toán én định công trình 35 2.2.3.2 Xói chân công trình 36

2.2.3.3 Điều kiện dn định về lún 36

2.2.4, Phương pháp tinh của Van de Kreeke (1963) [14] 37 2.2.4.1 Tinh toán ổn định trượt phẳng 37 2.2.4.2 Ôn định do lật 4L 2.3 Tinh én định cho dé chin sóng mái nghiêng 43

2.3.1 Yêu cầu chung về tính toán dn định để chin sóng mái nghiêng 4

2.3.1.2 Công thức tổng quất tính én định 43 2.3.2 Tính toán én định DCS mái nghiêng theo phương pháp phân thai (14 TCN 130-2002) 4 2.3.2.1 Phương pháp xác định mặt trượt nguy hiểm nhất 45

2.3.2.2 Phương pháp xác định hệ số an toàn K 48

2.3.3 Tink toán én định DCS mai theo phương pháp cin bằng giới han tổng quit

GLEM 51 2.3.4, Tinh toán én định BCS mái theo phương pháp phần tử hữu hạn FEM 5‡

2.35 Tính toán én định trượt phẳng của để chắn song mái nghiêng s4

2.4 Tính ôn định cho đê chắn sóng hỗn hợp 552.4.1, Các dạng mặt cắt va kha năng mắt én định 55

2.4.2 Nội dung tinh toán ôn định BCS hỗn hop 56

25 Kết luận chương II 56

CHƯƠNG II: PHAN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH ON DIN!

CHO CÁC DANG MAT CAT DCS KHU NEO DAU TAU THUYỀN TRANH

‘TRU BÃO 583.1 Điều kiện làm việc của DCS theo các dang mặt cắt khác nhau 583.1.1 Điều kiện làm việc của dé chắn sóng tường đứng 58

3.1.2.3 Tác động của sóng lên để chin sóng mái nghiêng

3.2 Điều kiện xây dựng, khai thác với các DCS có dạng mặt cắt khác nhau3.21 Để chin sóng dạng tường đứng

3.2.1.1, Điều kiện áp dung

3.2.1.2 Điều kiện khái thác

3.2.2 Dé chắn sóng dang mái nghiêng

3.2.2.1, Điều kiện áp dụng

3.2.2.2 Điều kiện khai thác

3.31, Tải trong tác dung lên BCS khu neo đậu tàu thuyền TTB

33.11 Tải trong va tàu

33.1.2 Tai trong neo tàu

33.1.3 Tai trong ta tu

3.32, Yêu cầu về ổn định của BCS Khu neo đậu tàu huyền

3.4 Phân tích lựa chọn phương pháp tinh én định cho dé chắn sóng tường đứng

3.4.1, Phân tích đặc điểm của các phương pháp tinh én định DCS tường đồng 34.1.1 Phương pháp Gerxevanov

3.4.1.2 Phương pháp tính ổn định theo tiêu chuẩn 22 TCN 207-92

3.4.1.3 Theo phương pháp Van de Kreeke.

3.4.2 Lựa chọn phương pháp tính toán én định DCS tường đứng

3.4.2.1, Nhận xết chung về các phương pháp tính dn định BCS tường đứng 86 3.4/22, Lựa chọn phương pháp tính ôn định BCS tường đứng, 86

3.5 Phân tích lựa chon phương pháp tinh én định cho dé chắn sóng mái nghiêng 87

3.5.1 Phân tích đặc điểm các phương pháp tinh én định cho DCS mai nghiêng 87 3.5.11, Phương pháp phân thôi (I4TCN 130-2002) 87

3.5.1.2 Phương pháp cn bing giới han tổng quất 87

3.5.1.3 Phương pháp phần tir hữu han 88 3.5.2 Lựa chọn phương pháp tinh ôn định cho DCS mái nghiêng 89 3/6 Kếcluận chương IL 89

CHUONG IV: UNG DỤNG TINH TOÁN KHU NEO DAU TRANH TROBAO NHẬT LỆ

4.1 Giới thiệu công trình và điều kiện tự nhiên 9L

441.1 Tổng quan khu neo đậu TTB cho tu cá Nhật Lệ 91

4.1.1.1 Tiêm năng và chiến lược phát tiễn kinh tế huỷ sản Quảng Binh 9L

4.1.1.2, Hoạt động bão lũ và sự cần thiết đầu tư xây dựng khu tránh tú bão 93 4.1.1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ của khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá Nhật Lệ 94

4.1.1.4 Quy mô dự án khu neo đậu trảnh trú bão cho tàu cá Nhật Lệ 94

4.1.2 Điều kiện tự nhiên khu neo đậu TTB cho tau cá Nhật Lệ 95

4.1211 Đặc điểm khí tượng 95

4.1.22, Điều kiện thuỷ hãi văn khu vực công trình %

4.1.2.3 Điều kiện địa hình 101

4.1.2.4 Điều kiện địa chất công trình 1014.2 Giải pháp thiết kế DCS, ngăn cát 101

4.2.1, Chon tuyén để 101 4.2.2, Tinh chon kích thước cơ bản của mat cắt ngang BCS mái nghiêng 02 42.21 Cao tinh định để 103

4.2.2.2 Chiều rộng định dé 104

43 Tính toán ổn định BCS 105 43.1, Theo L4TCN 130-2002 10s 4.3.2, Theo phương pháp phần tử hữu hạn 109 4.3.3 Tinh toán én định trượt ngang 109 4.4 Một số nội dung tổ chức th công xây dựng công trình 112 44.1, Trinh tự thi công các hang mục chính khu neo đậu Nhật Lệ H2

4.4.2 Biện pháp thi công các hạng mục công trình chính H3

4.4.3, Một số lưu ÿ trong quả trình thi công T54.44, Tiến độ thi công H64.45, Các yêu cầu về bảo vệ môi trường, an toàn, phỏng chống cháy nỗ trong quả

trình th công H6

1 Kết luận, 18

II Tén tai và kiến nghị 119

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của để

Với yêu cầu phát tiễn kinh tế biển, hing năm chúng ta phải xây đựng nhiều

công tình in, công tình bảo vệ bờ: các công tỉnh cảng biển khu ve ven bờ,

Khu neo đậu th cảng nằm ở ving hãi đảo, công trình an ninh quốc phòng, cảng

thuyén tri bão Chỉ riêng việc đáp ứng nhu cầu cấp bách bảo vệ tàu thuyển khai

thác hải sản trên biển khi có bão, giảm thiệt hại về tải sản và tính mạng của ngư dân

các tinh ven biển nước ta, ngày 9/8/2011 Thủ tướng Chính phù đã ban hành Quyết

đình số 1349/QĐ-TTg Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch khu neo đậu trính trú bãocho tiu cá đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 Theo đó cả nước có trên 100

khu neo đậu trú bão, một số khu có quy mô cấp vùng đảm bảo an toàn cho bảng,

ngần âu các loi

Để chin sóng là một rong các hang mục quan trọng trong công tinh biển, để

bảo vệ khu vực công trinh và tạo vùng nước "yên tinh!” phi sau Để chin sống

thường lâm việc trong điều kiện bất lợi vỀ sỏng gi, chiều siu cột nước, điều kiện

nền và điều kiện hải văn

Dé chắn sóng thường có các dạng mặt cit chính: dang mái nghiêng, dạng tường

đứng, dạng hỗn hợp Mỗi loại có điều kiện ứng dụng, điều kiện làm việc khác nhau

(về nền công tình, áp lực sông, khả năng trượt, lặt ) Một trong những nội dung

quan trong trong tính toán thiết kế đề chin sóng là tỉnh toán ổn định trong nhữngđiều kiện bất lợi Hiện ti ở nước ta đang tinh toán ôn định cho loại công trình này

theo các tiêu chuắn, quy phạm hiện hành như: Tiền chuẩn J4TCN 130-2002, Hướng

An thi kd để biển, Quy phạm tải rong và lực tác dụng lên công trình (do sáng vềâu) của Bộ Nông nghiệp &PTNT, Tiểu chuẩn 22TCN 207-95 của Bộ Giao thông

vân tải tham khảo Tidu chuẩn kp thuit công trình củng đường thu) Nật

Ban .phuomg pháp tinh én định đổi với các dạng mặt cắt cơ bản vẫn giống nhau, chưa được xem xét diy đủ về đặc điểm làm việc, điều kiện xây dụng và khai thác nên đôi khi tính toán thiết kế chưa phù hợp hoặc thiểu đầy đủ về sự an toàn cho loại

công trình này.

cứu đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tink dn định cho đề chin sóng theo các dạng mặt cắt khác nhau, phục vu xây dựng khu neo đậu tầu thuyén trí bão"

mang tính thực tiễn nhằm đáp ứng xây dựng khu neo đậu tàu thuyền trú bão đang

công trình biển

2 Me đích của đề tài

“Trên cơ sở nghiên cứu, luận văn đề xuất phương pháp tính toán én định phủ hợp đối

được sử dụng là đạng mái nghiêng và tường dimg, nhằm phục vụ việc xây đụng để

i ắc dang mặt cất khác nhau của để chắn sống, tip trng cho mặt ct thường

chắn sóng khu neo đậu tầu thuyền trú bão ở nước ta

3 Béi tượng nghiên cứu:

tượng nghiên cứu là đề chắn sóng khu neo đậu tau thuyé

4 Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện

- Phương php nghiên cứu:

+ Phương php lý (huyết

+ Phương pháp tổng hợp, phân ích đánh giá

+ Tham khảo kinh nghiệm chuyên gia

+ Tiếp cân qua công trình thực tế + Qua các nguồn thông tin khác

5 Kết quả dự kiến đạt được

~ Nêu được tổng quan các phương pháp tính toán ốn định cho dé chắn sóng công.

trình biển;

- Dựa trên đặc điểm điều kiện lâm và diễu kiện áp dung, phân tích lựa chon

phương pháp tính toán én định phủ hợp cho để chin sóng có dang mat cắt khácnhau, tập trùng cho 2 dang mặt cất là đề mãi nghiêng và dé dang trờng đứng, phục

vụ xây dựng khu neo đậu tiu thuyền trú bão ở nước ta.

- Ứng dụng tính toán phục vụ cho xây dựng để chin sóng khu neo đậu tàu

thuyễn tránh trú bão Nhật Lệ - Quảng Bình

Khi nghiên cứu đầu tư xây dựng phát triển cảng, vị trí neo đậu tau thuyền khu

vựe ven biển, yêu cầu quan trọng là phải tạo ra được một "vùng nước yên tỉnh” và

ễu tổ địa hình,

nó sẽ chịu ảnh hướng mạnh của sông, gió Ở trưởng hợp này

ngăn chặn bin cất Nếu khu vục đó không được che chin bối các y

địa mạo tự nhí

người ta phải tinh đến giải pháp xây dựng đề chin sóng (BCS) Việc xây dựng BCS

để đảm bio an toàn cho tau thuyền neo đậu, bốc xếp hàng hóa tránh các yếu tổ bất

lợi của tự nhiên và của động lực biển như sóng, bão, thuỷ triều, hai lưu, nước dâng,chuyển động của bùn cát ven bờ, nước ngầm, động dat v.v

Bé chấn sông là một giải pháp công trinh nhằm tiêu tin, phản xạ năng lượngsông biển, nhằm tạo ra một khu nước yên tinh, phủ hợp với yêu cầu khai thác vận

hành cảng biển đồng thời đảm bảo an toàn cho việc neo đậu tàu thuyén, tránh trú

112 Pl tân loại dé chin sóng

Để chin sóng được phân thành một số loại, tuỳ theo mục tiêu nghiễn cứu,

phương thức tiếp cận và các đặc trưng của đẻ, Dưới đây là một số cách phân loại

phổ biển và thường được áp dụng [1], [3]

1-1241 Phân loại vị trí của đề chắn sing trên mặt bằng

Căn cử vào vị trí bổ trí để chắn sóng trên mặt bằng các tuyển để có thé phân loại

thành

- Đề chắn sóng liên bờ (đề nhô) là để có một đầu nồi tiếp với đường bờ:

~ Dé chắn sóng xa bờ (đê đảo hay đê tự do) là đê chắn sóng mà cả 2 đầu đêkhông nối với bở (tuyến đê có thé hoặc không song song với bờ);

-Đ

tuyển để chin sông theo cả hai

hop: rên thực tế, nhiều trường hợp thường kết hợp bổ trí xây dựng

su nội trên.

1.1.2.2 Phân loại theo tương quan với mực nước.

Theo tiêu chí đánh giá tương quan giữa cao trình đính đề chắn sóng với cao trình

mực nước biển có thé phân ra lâm 2 loại như sau

+ Bé ngập (đề chim) cỗ cao trình định đề thấp hơn cao trình mực nước thi công,

có trường hợp thấp hơn cả mực nước thấp thiết kẻ, BE ngập thường được xây dựng

để tiêu giảm năng lượng sóng biển và ngăn cát cho mục đích bảo vệ bở khỏi bị xói

lở, bảo vệ luồng tàu ở vùng cửa sông chịu tác động ảnh hưởng của sóng biển và khi

bể cảng dùng lim bãi tim hoặc chỉ ngăn cát, phủ sẽ

= Để không ngập có cao trình đình đê luôn cao hơn mực nước cao thiết kế, BE

không ngập còn chia ra thành hai loại: dé hạn chế sóng tràn (cho phép một mức độ sóng tràn qua đỉnh đê) và dé không cho phép sóng tràn qua đính.

1.1.2.3 Phân loại theo công dụng đê chắn sóng.

Dựa vào công dung và mục đích xây dựng, để chin sóng có thé phân thình các loại như sau:

Để dùng để chin sóng: để chắn sóng hay tiêu tin một phần năng lượng sóng

khi tiếp cận công trình nhằm tạo ra một khu nước có độ tĩnh lặng theo yêu câu;

~ Dé ngăn cát: ngăn chặn sự xâm nhập bùn cát vào khu nước được quan tim;

- Để chin sông, ngăn cit: ngăn chặn bin cit và giảm chiều cao sông cho khu

nước sau công trình.

- Dé hướng đồng chây: xây dựng tại cửa sông, chỗ có hai lưu mạnh để cải thiện điều kiện luỗng hang hải, chỉnh trị cửa sông.

1.1.2.4, Phân loại theo hình dang mặt cắt ngang để chắn sóng

“Cách phân loại này thông dụng nhất vì nó phản ánh được các đặc trưng cơ bin

của kế cấu, không những về cấu tạo mã cả về phương pháp tính tos, các gái pháp

thi sông Nội dung này được trình bảy chi it trong phần tiếp theo

Dựa trên góc độ này kết cấu để được phân thành

~ Dé chin sóng mái nghiêng: hình thức đê này thường được xây dựng với lỗi

thân để bằng các vật như da không phản loi, đất, cát Các lớp ngoài là đá có kích

thước lớn hơn, khôi bé tông hoặc các khối b tông di hình Thi công đề mái nghiêng tốn nhiều vật liệu so với dé tường đứng, song có wu điểm thuận lợi là khai thác được vit liệu sẵn có ở địa phương, khi xảy ra hư hỏng cục bộ dễ sửa chữa hơn kết

cấu trờng đứng Loại đê này có khả năng tiêu hao năng lượng sóng tương đổi cao

Dé chấn song mồng đứng: mặt đê phía đón sóng thường cô dang thing đứng

có thể tan dung lâm kết cầu bến phía mép trong bể cảng Thân để thường được Kim

bằng các loại thùng chim bê tông cốt thép Để tường đúng trọng lục tổ it vt liệu, thi công nhanh Tuy nhiên yêu kỹ thuật thi công hiện đại và có nhược điểm là bị

phần xạ sông cao

Hình L5: Để chẩn sóng dang kế: inh 1.6: Để chin sóng dang hin hợp

cấu tưởng đứng (Holyhead, xử Wales) (Sohar, Oman)

~ Kết cấu dé hỗn hop: Dé chin sóng dang hỗn hợp thường có 2 loại: mặt đề phíachắn sóng là mái nghiêng có khối phủ bảo vệ, phần sau là kết cấu tường đứng; phần.trên à dạng dé tường đứng (khối bê tong hoặc thing chim bê tông cốt thép) đặt trênphần nền móng (phần dưới) là dạng đề khối đổ ó mặt ft ngang kiểu mái nghiêng

- Để chắn sóng bằng cọc, cử thép: thì công tốn ít vật liệu, tốn công đồng cọc.

ấu dé đặc biệt khác: đề kiều phao, đề rỗng, đê thủy

ki, đề bằng ống địa kỹ thật uy nhiên chưa được ứng dụng rộng rủi do hiệu quả

loại để chắn sóng két

chưa cao và phức tạp tốn kém trong quá trình vận hành.

Hinh 1.7: Đề chain sóng cọc gỗ

(Hà Lan)

Hình 1.9: Dé kiểu phao (Canada)

1.2 Các dạng mặt cit đề chắn sóng công trình biển

Cũng với sự phát tiển của công nghệ thiết kế và thi công BCS, hiện nay các

có nhiều sự lựa.dạng mặt cất DCS rắt đa dạng, phong phú, cho phép người thiết

chọn phủ hợp với đặc điểm tự nhiền, khí hậu, địa ình ai vị trí xây dựng công

trình Có 3 loại mặt cắt cơ bản của DCS: đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê hỗn.

hợp Hai dạng mặt cắt DCS phổ biến nhất là DCS có mặt cắt dạng tường đứng va

mi nghị ig hiện nay vẫn được sử dung rộn răi "nước ta và trên thé giới, các dạng mặt cắt khác it phổ biến hơn [4]

1.2.1 Các dang mặt eit DCS mái nghiêng,

Để chắn sống mái nghiêng là loại công trình mà mặt để có hình dạng mái

nghiêng Điễn hình của loại kết cấu này là được xây dựng với lõi thân dé bằng cácvat liệu như đá không phân loại, đắt, cát ng lại

trình khối phủ bên ngoài (cover-layer) được sử dụng bằng các vật

c động của sóng lên công

1 có kích thước

lim hơn như đá khối lớn, khối bê tông, các cầu kiện bê tông phức hình Loại kết cầu

8 chắn sóng mái nghiêng được dùng phổ biến với mọi loại nền có các điều kiện địa

chất khác nhau

BE chin sóng mái nghiêng có đặc điểm tốn rit nhiều vật liệu do mặt cắt ngang

lớn song lại có thể tận dụng được vật liêu ở địa phương, giảm chỉ phí vận chuyển,

nếu chọn được khối phủ phù hợp thi khả năng tiêu hao năng lượng sóng tương đối

cao Đê chin sóng mái nghiêng thuộc loại kết cầu “'mẫm "* nên khi xây ra hư hông,

cục bộ dễ sửa chữa hơn so với kết edu tường đứng

“Các bộ phận cầu tạo nên mặt cắt BCS mái nghiêng bao gồm:

~ Thượng ting: khối tường đỉnh đề

«Trung ting: lõi dé, mái đề, lớp phủ mái.

- Hạ tang: lớp đệm, ling thể chân đê,

Thông thường có thể chia ra 4 loại hình mặt cắt phỏ biến như sau:

~ Lõi đề đá đổ không phân loại, được bọc một lớp đá hộc lớn xếp khan, lớp phủ

i Š chân phía biển (hình 1.10.2)

- Tại mục nước thi công có bậc cơ (đê có thém giảm sóng), mái phia trên bậc co"

là dé lit khan hoặc đá xây (hình 1.10 b)

- Các khối bê tông hình hộp được chất trực tiếp trên đệm đá, hình thành chân để (hình 1.10.6)

- Trên đỉnh có đặt khối bê tông dạng tường góc (Hình 1.10.4)

trái bing đá hộc hoặc bing bế tông, có ling t

Hinh 1.10: Một số loại mặt cắt DCS mái ngiéng

trình và đòi hỏi nhiều công đoạn chế tạo - thi công hiện đại.

Dé chắn song tường đứng có kết cấu khá đa dạng, nhưng thường có thé sử dụngmột số kết cầu chính gôm:

= Công trình có kết cấu dạng thing chim bê tông cốt thế (hình Ï.3)

~ Công trình sử dụng kết cấu khối bê ông có hinh dang đơn giản (hình 11.)

- Loại kết edu Cyctopit.

~ Loại kết cầu khối rỗng

E Ey

ma

Hình 11: Một sổ dang mặt1.2.3 Dé chắn sóng dang hỗn hợp

it DCS tưởng đứng

Để hỗn hợp khắc phục được các nhược điểm của hai kết cầu đề mái nghiêng vàtường đứng trọng lực, đồng thời phát huy được các ưu việt của hai loại kết cầu này,

Đị

nước tương đối cao, khu vực có nhiều vật liệu đá

hop có phần tường đứng phí trên thường được sử dụng khi điều kiện mực

1.2.4 Dé chắn sóng bằng cir, cọc

Để bằng cọc và cử trên loại nền phù hợp, loại để nay tốn ít vật liệu nhưng phải

thêm công đoạn đóng cọc;

= Loại hằng cọc jon, đồng thing, zic-zđe, so le, có thanh nẹp dọc có cọc chống Quanh chân cọc có rải đá hộc chống xó Loại kết cấu này ứng dụng cho mỏ bản chin cát ven bờ, chiều cao thường không lớn (hình 1.13.2).

- Loại hàng cọc gỗ, tạo thành tường vây có liên kết ngang, dọc có chất liệu tạo.

khối ở giữa 2 hàng cọc (hình 1.13.b)

~ Coe bé tông cốt thép đơn hoặc kép, có mang bản chắn được sử dụng trong công

sông không lớn, trong điều kiện thuận lợi về thi công đồng cọc bé tông

hình 1.13.)

Hình 1.13: Để chắn sóng bằng cọc, cit

1.2.5 Dé chắn sóng có kết cấu đặc biệt

Các loại đê này thường có hình dạng và kết cấu rất đa dạng, có thể ké ra các loại:

48 kiểu phao, đê rỗng, đê thủy khí mặc dầu các loại dé chắn sóng kiểu này có chỉ

phí xây dựng ban đầu ip hơn các loi để ni trên nhưng hi tí được áp dụng

trên thực t vì hiệu quê giảm sóng, chấn cất hạn chế qua gu tình khai thác cũng

như chỉ phí duy tu bảo dưỡng cũng khá phúc tạp và tốn kém,

1.3 Nội dung chính liên quan đến tính toán thiết kế đ chắn sóng

1.3.1 Chọn tuyến DCS

Tuyển DCS được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế - kỳ thuật các phương án, trên.

cơ sở xem xét:[2]

+ Sự phủ hợp quy hoạch tổng thé phát triển toàn vùng;

~ Điều kiện địa hình, địa chất;

~ Điễn biển cửa sông và bờ biển;

- Vị trí công trình hiện có va công trình xây đựng theo quy hoạch;

- Hiệu quả của việc chắn sóng; an toàn, thuận lợi trong xây dựng, quản lý, khai thác DCS và khu vực được DCS bảo vệ:

1.3.2, Thiết kế mặt cắt và kết cấu DCS:

Nội dung thiết kế mật cắt và kết cầu BCS bao gdm các nội dung chính: Xác định

cao trình đỉnh dé thước mặt cắt, kết cấu đỉnh đê va thân dé, bảo vệ chân dé và

một số tính toán theo quy định (2), [4]

- Các thông số mực nước, chiều cao sóng thiết kế

Theo các tài liệu hiện có, việc quy định tính toán xác định và lựa chọn cao trình dinh đê cũng có một số khác biệt Bảng 1.1 trình bày các biểu thức tính toán xác inh cao trình đỉnh đê chất 1g mái nghiêng để tham khảo Ngoài ra, khi xem xét

lựa chọn cao trình đỉnh dé chin sóng, người kỳ sư thiết kế cin phải cân nhắc đến

cao tinh đình khối lõi để nhằm tạo digu kiện thuận li trong thi công Cao trình

nhất để thuận lợi cho việc đi lại, an tồn cho người và thiết bi sử dụng trong quá

trình xây dựng,

Bang 1.1: Một số quy định về tính tốn xác định cao trình định BCS [8]

SIT] Ti chad nuit uc on Cie

(04TCN1S0 200)

(tong, din tiết kế 17, =ưnGrK»(t0tS)ny | ing eho phép sống wane

cảng bến) coiné kim ta bơng a Hy

inn

{cao vin in tường ra)

Nha Săn 7y SWNCTK AF OB My Hạn chế sống an và cing

3 | Tecra Semans& cho thun

Commenares or Port [Zp =WNGTE TTS Fy ‘Cin cho ta a hồ

4 HehorFaces)

7 [aqua iy Zp Thấp mato HE vai Bảo

(Design of Breskwater | of mặnyêu cu độ trhlạng của

5 [Oe soa naa Hạt chế sơng tân Ea (Planning & Design of |2p = MNCTK +(,0+15)Hy | ng Wa chon eo tio dn 36 Pose and Mang cao ont cho ab ving bến hộ Temas hat động của sng đài

~ Yêu cầu của thi cơng và sử dụng mặt dé dam bảo cho xe máy thi cơng hoạt

giai đoạn khai tic, duy tụ, bảo dưỡng cơng tỉnh,

9, Mãi đắc hai bên than dé (đỗi với BCS mái nghiêng)

Mai đốc hai bên thân để chin sĩng mái nghiêng m= cote được lựa chọn tuỳthuộc vào vật liệu làm thân đê và loại hình các khối phủ bảo vệ (theo yêu cầu énđịnh và kha năng thi cơng) Mái đốc phía biển chịu tác dụng của sĩng nên thường

thoải hơn so với mái đề phía cảng Theo kinh nghiệm thực tế, mái đốc

1,50 + 200; mái đốc phía khu nước m= 1.25 + 1.50khi cao độ định để được thiết kế khơng cho phép sĩng trần (hộc cho phép sĩng tràn

được thi

phía biển thường áp dụng.

Không đáng ké), và m= 1,23 + 1,50 khi định đề được thiết ké cho phép sóng tràn hoặc sóng sau để khá lớn, Lị

toán cân nhắc kỹ lưỡng vì nếu quá đốc thì nguy cơ mắt ôn định trượt cao và yêu cầu

về kích thước khối phủ ngoài cũng lớn hơn: mái đốc hai bên thân để quả thoải thi

chọn mái dốc hai bên thân đê cũng cần được tính

giá thành xây dựng để cao.

+ Kích cỡ và trong lượng và chi dây khối phủ

Trọng lượng, kích cỡ khối phủ ngoài việc thoả mãn yêu cầu én định dưới tác

sóng biển, dòng chảy, Đây là đối tượng được rit nhiều nha nghiên cứu day

công đầu tư phát triển Hiện nay, một số biểu thức tính toán của các nhà nghiên cứu.

Anh, Mỹ, Liên X

sông thức thực nghiệm hoặc bản thực nghiệm Trong những diễu kiện tương tự, kết

dụng e

‘Tay Ban Nha, Na Uy, Thụy Điển đã được công bổ đều là các

«qu tính toán theo các công thức này vẫn còn cổ kế quả khác biệt đáng kể.

1.33 Tác động của môi trường lên DCS

Để chắn sóng là một giải pháp công trình nhằm tiêu tán, phản xạ một phần năng

lượng sóng biển Với BCS ở các cảng, nó có nhiệm vụ tạo ra một khu nước tương, cối yên tĩnh, phủ hợp với yêu cầu khai thác cing, đám bảo an toàn cho việc neo cập tau thuyền để làm hing hoặc phục vụ neo trú tàu thuyền khi biển động Các tác động chính của môi trường lên CS gồm: áp lực thủy tĩnh, áp lực sóng, va đập của

tàu thuyền, tác động của dòng chảy, thiết bị di lại, động đất (nếu có) và một số tác

động khác v.v Một trong các tác động quan trọng lên kết ấu này trong suốt tuổi tho của công trình là tác động của sóng biển.

“Tùy vào hình dang mặt cắt, cấu tạo, dia chất nỄn và điều kiện làm việc của BCS

mà yêu cầu tính toán ôn định cũng có những diém khác nhau

Vi dy, v

~ Ôn định trượt phẳng theo mat tiếp xúc giữa kết edu tường đứng và nén, trượt

DCS dạng tường đứng việc tính toán én định bao gdm:

theo một mặt cắt bắt kỳ trượt theo đây bệ để và kiểm tra ôn định lật ở

phía cảng.

- Sức chịu tải của bệ để, đất nền.

- Tính toán lún.

Liên quan đến ổn định với BCS mái nghiêng, việc tính toán thường có:

- Ôn định trượt sâu, ôn định trượt phẳng theo mái và én định của khối phủ bê

tông dj hình, ôn định của chân khay, tường đỉnh (nếu có); tinh toán lún.

“Tính toán dn định và lựa chọn trường hợp tinh én định phủ hợp với từng loi mặt

cắt BCS là nội dung chính của để tii, phần này sẽ được tình bay chỉ tết trong

chương sau của luận văn

1.4 Một số hư hing đề chắn sóng và vẫn đề ổn định

1.4.1 Một số hư hồng BCS thường gặp,

Đối với các loi để chin sóng với các dạng mặt cất khắc nhau, vẫn dé hư hỏng

cũng không giống nhau.

14.1.1, Hư hồng đối với để chin sóng tường đớng

- (1) Kết cấu tường đứng của dé chin sóng có thể bị trượt do trọng lượng bản

thân thiết kế không đủ, ma sát của lớp tiếp giáp không tốt

~ 2) Phin dưới của đề chin sóng bị lún, không đủ ôn định để đỡ thân đề,

- (3) Lật phần tường đứng trên để, rong lượng thiết kế không đủ, nén để bị lồn

= (4) Xôi chân để do phần bảo vệ không tốc

= (6) Phá hoại nền do địa chất không tốc, chưa có biện pháp công tinh phủ hợp

xử lý gia cổ nền

Hình 1.14: Một số kẫu phi hoại thường gặp với BCS dạng ting đứng

định kl

hình thức gia cổ mái khác nhau: khi be tông thường, khối phúc hình, đã ing, đã

- Hư hỏng thường gặp nhất chính là i gia sổ bảo vệ mãi (6 các

hộc ) Do khối gia cố mái không đủ trọng lượng hoặc do sự cải nổi không chặt

giữa các khối, giữa khối và mặt đề

- Su dich chuyển của lớp khối gia cố mái do chon cúc thông số sóng tinh tin

chưa phù hợp, hoặc do chất lượng cả ớp, khối gia cổ không đạt yéu cầu thiết kế;

- Sự xé dich các cấu kiện trên định đê do kiểm tra dn định lật, trượt với hệ số

chưa phù hop:

- Do quá trình inh tn côn thiếu sót, cao tình định để thấp so với yêu cầu hoặc

vige chọn các thông số sóng nhỏ, làm sóng tràn qua mặt đề gây xói phía sau để,

- Chân khay gia cổ bị xói, do tốc độ đồng chảy của sóng, của dong hải lưu bing hoặc lớn hơn tốc độ xói tính toán;

~ Xéi nên trên đáy biển

Những hư hỏng trên đây có thể xảy ra đồng thời hoặc riêng lẽ, gây ra những hư hỏng nhỏ hoặc nghiém trọng Một số trường hợp sau trận bão hoặc khỉ hư hong

không được sửa chữa kịp thời dẫn đến làm hỏng toàn bộ hệ thống dé chin sóng

có th thấy nguyên nhân gy hư bỏng, phá hoại phần lớn à do m

hay tổng thể) dưới tác động của môi

dinh BCS là hết sức quan trọng Điều này cũng cần quan tâm do hiện nay ở nước ta chưa 66 êu chuẩn thiết kế BCS phù hợp, một số trường hợp sử dụng tiêu chuẩn

nước ngoài chưa hoàn toàn phù hop với điều kiện kinh tế kỳ thuật ở nước ta; hoặc.

sử dụng tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm của nước ngoài có điều kiện tự nhiên và

dia lý khác chúng ta khá nhiều,

1.5 B@ chắn sóng và khu neo đậu tau thuyỂn trả bão

15.1 Tiêu chí xây dựng khu neo đậu tàu thuyền tránh trú bão

Đối với các khu neo đậu tàu thuyền trủ bão, khi xây dựng cần dip ứng được nội

dung trong "Quy định tigu chi khu neo dau trắnh trú bão cho tiu cá” tại Quyết định

số 27/2005/QĐ-BTS ngày 01 thắng 9 năm 2005 do Bộ trưởng bộ Thủy sản (cũ) ban hành [20] Nội dung co bản như sau:

«a, Khu tránh trí bão cắp vùng

Khi chọn địa điểm khu rảnh trủ bão vùng cần xem xét các điều kiện sa đây:

1 Gan ngư trường trọng điểm.

2 Vũng có tin suất bão cao trong năm,

3 Điều kiện tự nhiên thuận lợi cho tránh trú bão

4, Thời gian đã chuyển của tầu cá vào tránh trả bão nhanh,

5 Có thể neo đậu được nhiề tầu cá, kể cả các ti cá cỡ lớn:

lượng âu thuyén có thé neo đâu từ S00 che tr lên,

~ Cỡ tàu lớn nhất đến 1000 CV có thể ra vào được,

- Tàu cá nước ngoài có thé ra vào (đỗi với những vùng đã cổ cam kết quốc

6 Điều kiện đầu tr thuận lợi, có th tận đụng tối da các điều kiện tự nhiên, it

kiệm kính phí đầu tr

b, Khu trình trí bão tink, thành phd trực thuậc Trung ương

Khi chọn địa điểm khu tránh trú bão của tinh, thành phố trực thuộc Trung ươngcần xem xét các điều kiện sau đây:

1 Gin ngư trường truy thing hoặc các tụ điểm nghề cá lớn của địa phương

2 Điều kiện tự nhién, địa hình thuận lợi cho neo đậu tránh trú bão, bảo đảm an toin cho tàu c vào tr bão

3 Lợi dụng chủ yếu địa hình tự nhiên, với hạng mục đầu tư và kinh phí đầu tư

thấp hơn so với khu rảnh trủ bão vùng

4 Dip ứng cho việc tránh trủ bão của tau cá dia phương

~ Số lượng ti cả cổ thé tránh tri bo đến 800 chiếc,

~ Đáp ứng cho các loại tàu thuyền có công suất nhỏ nhất trắnh tr bão,

1.5.1.2 Yêu cầu về kỹ thuật đối với khu tránh trú bão.

sa, Vùng nước đâu tầu

1 Vũng nước đậu tàu edn tương đối lặng sóng, kin gió, được che chắn tối thiểu

nhất là

là 3 phía khỏi sống im sâu trong các vịnh kín hoặc cửa sông cách

ly với song biển,

2 Vũng nước đậu tau phải đã rộng, có độ sâu phi hợp (độ sâu tối thiểu từ 1,1

-1,5 món nước của tàu lớn nhất ra vào khu tránh trú bão kể từ mực nước thấp nhất)

và có điều kiện địa chất đáy thuận lợi cho việc tránh trú bão bằng chỉnh neo tau.

Trường hợp diện tích tự nhiên vùng tránh trú bão hẹp, điều kiện địa hình chất daykhông đảm bio gitt neo, cần bổ tí các try neo, phao neo độc lập để hỗ trợ và tổ

chức việc neo đậu tau.

0, kuông vào khu tránh trí bão

1, Ludng vào đủ rộng và sâu để loại tàu cá cỡ trung bình có thể ra vào đồng thời

(lua

ck

ng hai chiều), loại du cá cỡ lớn nhất ra vào an toàn theo tiêu chuẩn luỗng một

2 Chiều rộng tối thiểu của luỗng bằng 8 lần chiều rộng của tau cá cỡ trung binhhoặc 4 - Š chiều rộng của tau cá cỡ lớn nhất ra vào khu tránh trú bão

3 Chiều sâu luồng tối thiểu bằng 1,1 - 1,5 mớn nước của tàu cá cỡ lớn nhất ravào khu tránh trú bão kể từ mực nước thấp nhất tuy thuộc địa chất đáy

4 Trên luỗng phải có đền báo cửa và hệ thống bảo hiệu dẫn đường đảm bảo cho

tấu ra vào an toàn cả ngày lẫn dim

5 Điều kiện khí tượng, thu văn trên luỗng bảo đảm chạy tàu an toàn

e Cư sử dịch vụ hậu cần của Khu trinh trí bão

1, Trên vùng đất của khu tránh trú bão cdn có các cơ sở cung ứng địch vụ thiếtyếu phục vụ ngư dan và tàu cá (nước ngọt, lương thực thực phẩm, thông tin liên lac,

y 16.) tối thiểu dim bảo giải quyết các yêu cầu cấp thiết và sự cỗ ti nạn

2 Phương tiện, trang thiết bị thông tin bảo hiệu hỗ trợ cứu hộ cứu nạn đủ để chủđộng ứng phó và phối hợp với các lực lượng phòng chẳng lạt bão, cứu hộ cứu nạn

trên biển của Trung ương và địa phương.

3 Các hạng mục cung ứng dich vụ và hỗ trợ cứu hộ cứu nạn chủ yêu dựa vào

các cơ sở hiện có của cảng cá, cảng giao thông, thị trấn, thị tứ ở khu vực hoặc các cảng cá, cơ sở dịch vụ ngh sá sẽ triển khai xây dựng.

1.5.2 Tiềm năng và hiện trạng khu neo đậu tàu thuyền TTB ở nước ta

1.5.2.1 Tiềm năng xây dựng các khu neo đậu tàu thuyền TTB

Doe bờ biển nước ta có nhiều cửa sông đỏ ra biển, các lạch, đầm có thé lợi dụng

để xây dựng khu neo đậu (Văn úc, Trà Lý, Ninh Cơ, Cửa Sit, Cửa Gianh, Cửa Việt, Cửa Đại, Mỹ 4, Tam Quan, Định An, Cái Lớn, lach Bang, lạch Hới, dim Thị Nai,

Đầm Ci Mông )

~ Theo địa hình bờ biển có nhiều day núi nhô ra tạo thành các vũng, vịnh có tác

dụng che gió, chắn sóng tương đối thuận lợi cho việc xây dựng khu TTB (Vịnh Hạ

Long, Mũi Né, Vịnh Cam Ranh, Vũng RG, Xuân Đài, Vũng Me, );

+ Một số địa phương lợi dung địa hình dio thành âu ven bi tạo khu nước tinh như khu TTB Lach Hới (Thanh Hoá), cửa sông Bay (Ninh Bình);

Ngoài ra, ven bở biển có nhiều dao (Cô Tô, Cát Bà, Bạch Long Vỹ, Hòn La,

Côn Cỏ, Phú Qui, Đá Tây, Phú Qui, Côn Đảo, Hòn Khoai, Hòn Tre ) có thể được.chọn vị trí xây dựng khu TTB cấp vùng, đáp ứng thời gian di chuyển nhanh nhất tàu

4 vào noi an toàn khi có bão [12]

1.5.2.2 Chủ trương xây dựng khu neo đậu tàu thuyền TTB.

Trước yêu cầu cấp bách bảo vệ tàu thuyền đánh cá và khai thác hải sản trênbiển khi có bio, Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 135/2001/QĐ-TTg ngày14/9/2001 về xây dựng các khu neo đậu tiu thuyén tránh trú bão; Quyết định số288/2005/QD-TTg ngày 8/11/2005 phê duyệt điề

tránh trú bão cho thu cá đến năm 2010 và tằm nhìn đến năm 2020; Hiện tại, Quyết định số 1349/QĐ-TTg ngày 9/8/2011 Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 hiện nay đang có

hiệu lực, với các nội dung chỉnh như sau: [19]

chỉnh, quy hoạch khu neo đậu

a, Mục tiêu

én, đảo, các

1 Hoàn chỉnh hệ thống khu neo đậu tránh trú bão cho tiu cả ven

cửa sông, của lạch có điều kiện tự nhiên thuận lợi, dp ứng nhu cầu neo đậu tránh trú bão và dịch vụ hậu cần cho thu cả

2 Từng bước tập trung đầu tư xây dựng các khu neo đậu tránh trú bão mới có vị

trí quan trọng ở ven biển và hải đảo, đồng thời tập trung nâng cấp, hoàn chỉnh các.

én củ, khu hậu cin dich vụ ở

khu neo đậu tránh trũ bão hi in với cảng

sắc địa nhường ven bién và bái đo, dim bio ning cao hiệu quả sử đọng cia be

thống khu trú bão cả khi có bảo và khỉ không có bão

b, Quy hoạch theo ti chi

Đến năm 2020 có 131 khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá với năng lực đáp ứng.

chỗ neo đậu cho 84.200 tau cá, gồm:

1 Tuyển bở có 115 khu neo đậu tránh tri bão cho tàu cá với tổng năng lực đáp

ứng neo đậu cho 75.650 tầu cá Trong độ có 12 khu neo đậu trnh trổ bão cấp ving,

103 khu neo đậu trình trú bão cấp tinh

2 Tuyển dio có 16 khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá với tổng năng lực đáp

img neo đậu cho 8.550 tàu cá Trong đó có 5 khu neo đậu tránh trú bão cấp vùng, 11

khu neo đậu tránh trú bão cấp tinh,

6, Quy hoạch theo vũng biển

1 Vũng biển vịnh Bắc Bộ: sổ 35 khu neo đâu, trong đó cổ 32 khu neo đậu ven

bờ và 03 khu neo đậu ở đảo (Cô Tô - Thanh Lân, Cát Ba và Bạch Long V3),

2 Vùng biển miễn Trung: có 57 khu neo đậu, trong đó có 52 khu neo đậu ven bờ.

én Có, Cù Lao Chim, Lý Sơn, Đá Tay, Phú Quý)

3 Vâng biển Đông Nam Bộ: cổ 23 khu neo đậu, rong đồ có 21 khu neo đậu ven

và 5 khu neo đậu ở đáo (

bo và 2 khu neo đậu ở dio (Côn Dio và Hồn Khoa).

4 Vùng biển Tây Nam Bộ: có 16 khu neo đậu, trong đồ có 9 khu neo đậu ven bờ

và 7 khu neo đậu ở đảo (đảo Nam Du, đảo Hòn Tre và 5 khu ở đảo Phú Quốc; An

Thới, Mùi Ginh Div, Vũng Tri Nim, cửa Dương Đông, Cầu Shu)

1L5.23 Tình bình xây dựng khu neo đậu tầu thuyén TTB ở nước ta

Dee theo ba biển nước ta có nỈ dir ấn khu TTB đã được xây dựng và đưa vào khai thác sử dụng Hiện nay có trên 30 dự án dang khẩn trương triển khai thực hiện [12]

~ Các khu neo đậu cấp vùng đã xây đựng, quy mô cỏ thể neo đậu 1000-1200

tàu/600CV như ; Trân Châu (Cát Bà), Tam Quan (Bình Định), Ninh Chữ (Ninh:

Thuận), Sông Dinh (Vũng Tàu), Rạch Gốc (Cà Mau) tổng mức đầu tem ôtsổkhu tới hơn 100 tỷ đồng

i¢ khu neo đậu cấp tinh đã và đang xây dựng quy mô có thể neo đậu

200-1000 tàu từ 45 - 600CV: cửa sông Day (Ninh Bình), Ninh Cơ (Nam Dinh), Lach Hới (Thanh Hod), cửa Nhượng (Hà Tĩnh), của Rodn, cửa Gianh (Quảng Bình), Phú

Hải (Bình Thuận), Kênh Ba (Sóc Trăng), Cung Hau (Trà Vinh),

1.5.3, Một số vấn để về khu neo đậu tàu thuyền TTB và DCS

Qua việc xem xét hiện trạng các công trình khu neo đậu tau thuyỂn tránh trú bão

đã và đang được xây dựng ở nước ta có thể thấy một số đặc điểm sau: [12]

- Các khu TTB có 2 phin chính l

Các hạng mục chính gồm: DCS và ngăn sa bai thường xây dựng bằng đá đỗ có phủ

«cu cơ sở hạ ting và khu dich vụ hậu cần.

khối bê tông dị hình, luỗng tàu và hệ thống phao luồng, các trụ neo hoặc phao neo,

hệ thống phao tiêu, hiệu báo, thông tỉ, cứu h

- Qui mô xây đựng còn đơn giản, chủ yếu vẫn chọn vị tr khuất gió, song nhỏlợi dụng địa hình để che chắn, một số địa phương sử dụng cảng cá làm nơi neo đậu

lu tránh tra bão còn chưa nk

Số lượng khu neo đậu so với yêu do vậy mỗi khỉ

dự báo có bao đỗ b

mới vào được khu trủ ấn: quy mô các khu TTB mới phù hợp vớ tàu thuyển nhỏ

đánh cá gan bờ, còn thiểu các khu xa bờ ở ngoài các đảo.

~ Biện pháp công trình để đảm bảo biên độ dao động mực nước trong khu TTB

các tau thuyền thường phải di chuyển trên quãng đường dài

cũng chưa được quan tâm đúng mức ĐCS mới có ở một số khu neo đậu và các để này chưa có giải pháp tiêu sóng hiệu quả Do vậy khi biển động, dao động mục

nước trong bến lớn vượt quá quy định an toàn cho thu thuyền Đặc biệt khi có bão,

một phần sống tran qua đê kết hợp với sóng nhiễu xạ làm cho mực nước trong bến

dao động mạnh, tàu thuyén neo đậu trong bến va chạm, bị vỡ và bị chim, một số

= DCS chủ yu vẫn có kết cầu truyền thống là đề mãi nghiêng cả 2 phía, có mặtcắt ngang lim, khả năng tiêu giảm sóng thấp, chưa sử dụng được mai phía bén để

neo đậu thu thuyỂn, muốn cho tàu neo cập phải xây dựng hệ thống cdu tu, kinh phí

xây dựng lớn mà hiệu quả kinh tế không cao;

~ Thông thường kinh phí xây dựng khu neo đậu tương đối lớn nhưng hiệu quả

kinh t

thác thường xuyên, mỗi năm chỉ tập trung khai thắc và Kin khi có bão Ngoài ra do

chưa cao do chưa được kết hợp làm cảng cá hoặc các dịch vụ khác để khai

it được khá thắc sử dụng nên ở một số khu tránh tr bão công tác duy tu bảo dưỡngchưa được quan tâm đúng mức Hiện tại, đây cũng là vấn đề được các nhà quản lý

đang quan tâm

n giy rà Die bigt trong su kiện mưa bio, gây nên những cơn sống lớn tác động mạnh mẽ lên dé chị sông, lâm hw hong, phi huỷ để chấn song gây nên những thiệt hại to lớn về người và kinh tế

- Việc lựa chọn giải pháp kết edu, dạng mặt cắt BCS phụ thuộc nhiều vào địa

hình, địa chất, mực nước, điều kiện thi công khu vực xây dựng, Trong đó điều kiệnđịa chất nền là một trong các yếu tổ quan trọng liên quan đến việc lựa chọn trên,

bên cạnh đỏ nó cũng ảnh hưởng đến dn định về trượt, lật và lún của dé chắn sóng.

- Để chin sông là hạng mục chiếm tỷ trong tương đổi lớn về khối lượng và kinh

phí trong các công trinh biển, việc xây dựng lại hường rit tốn kém và khó khan,

tuổi thọ của dé liên quan nhiều đến điều kiện ổn định Điều này đòi hỏi trong quátình thiết kể, tính toán người thiết kế ed phải chọn được sơ đổ, trường hợp tính

toán én định phù hợp với tùng loại DCS đảm bảo cho công trình hoạt động an toàn

và hiệu quả, hạn chế hư hong trước những tác dụng bit lợi của môi trường.

CHƯƠNG I: CAC PHƯƠNG PHAP TÍNH TOÁN ON ĐỊNH CHO DE

CHAN SONG

2.1, Giới thiệu một số phương pháp tinh toán ổn định cho để chin sóng

2.1.1 Sự phát triển của các phương pháp tính toán công trình

Sự tiến triển logic của các phương pháp tính toán kết cầu và công trình đã đượctổng kết như sau Ban đầu chúng được tính theo các phương pháp tắt định (theo ứng

mặc định rong suốt quá trình làm việc của công tình Thực t thi các ôi trọng và

độ bền chịu tác động của rất nhiều yêu tổ khác nhau, và biển đổi theo quy luật ngẫu

nh Do đồ việc Ấn định trước các giá tr

trình làm việc là chưa thỏa đáng Bù lại, để tăng mức độ dự trữ an toàn, ngườ

phải giản bớt các trị số ứng suất cho phe

h toán cho công trình trong suốt quá

“

hay tng các hộ số an toàn cho php lên

"Với cách làm như vậy việc tăng hay giảm này không tránh khỏi y tổ chủ quan Việc chuyển tính toán công trình theo phương pháp trạng thai giới hạn được, cđảnh giá là một bước tiến trên đáng kể trong công tác thiết kế xây dựng công trình.

ở đây các

hệ số an toàn cục bộ (n,, Ky, m, n, Ky.) được xác định theo xác suất thống kê

Bước tiến tiếp theo là việc chuyển sang các phương pháp xúc xuất trong khuôn

Phương pháp trang thi giới hạn thục chất là phương pháp nữa xác su

khổ lý thuyết độ tn cậy Lý huyết này xét đến bản chất thay đổi thường xuyên của

Ất vật liệu, bản thân kết

tải trong và tác động của môi trường lên công trình, tinh el

cấu và các điều kiện trong quá trình khai thác và sử dụng Hiện nay lý thuyết này đã

được áp dụng tương đối rộng rải trong xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao

dang tgp tục được nghiên cứu để hoàn thiện quy tinh tính toắn [7]

2:12, Các phương pháp tính ổn định công trình

2.1.2.1 Phương pháp tinh theo trạng thái giới hạn

Nét đặc thì của phương pháp tinh theo trạng thái giới hạn là việc sử đụng một

nhóm các hệ số an toản mang đặc trưng thông kê: hệ số tải trọng ne, hệ số điều kiện

lam việc m, hệ số tin cậy Kn, hị sch tải n, hệ số an toàn vé vật liệu Ky Nhóm.các hệsố này thay thể cho hệ số an toàn chung K

4a, Các trạng thái giới han:

Công trình và nền của nó được gọi là đạt đến trạng thái giới hạn khi chúng mắt

khả năng chống lại các tải trọng và tác động từ bên ngoài, hoặc khi chúng bị hư.

hỏng hay biển dạng quá mức cho phép, không còn théa mãn được các yêu cầu bình

thường

“Cổ thể phân biệt 2 nhóm trạng thải giới hạn như sau: [7]

Trang thái gi han thứ nhất (TTGH 1): Công tình, kết cfu và nền của chúng

làm việc trong điều kiện khai thác bắt lợi nhất, gồm: các tính toán về độ bền và ổn.

định chung của hệ công trình ~ nên; độ bền thấm chung của nén và công trình đất:

49 bên của các bộ phận mà sự hư hỏng của chúng sẽ làm cho việc khai thie công

tình bi ngưng tr: các tinh toán về ứng suit, chuyên vị của kết cầu bộ phân mà độ

bền hoặc độ ôn định công trình chung phụ thuộc vio chúng

Trang thái giới hạn thứ hai (THGH I): Công tình, kết cầu và nền của chúng

làm việc bắt lợi trong điều kiện khai thác bình thường, gồm: các tính toán độ bềncục bộ của nn; các tỉnh toán vé hạn chế chuyỂn vị và biển dạng, về sự tạo thành

hoặc mé rộng vết nút và mỖI ní 1s phá hoại độ bên th

449 bền của kết cấu bộ phận và chúng chưa được xem xét ở trang thái giới han thứ nhất

khe mi khả năng chịu i tương ứng của công trình, độ bên cia vật liệu, tị số

tị tinh toán của ứng lực, ứng st dang, chuyển vị, sự mỡ rộng

cho phép của bề rộng khe nứt, biến dạng Cc trị số này được quy định trong các

quy phạm.

Điều kiện đảm bảo dn định hay độ bền của công trình là

ANS MRK yi 1) Trong đó:

© Ny ti số nh toán của ti trọng tổ hợp

~R _ˆ : số tính toán của sức chịu tải tổng hợp của công tình hay nền Các

hệ số khác như đã gi hich tren,

Khi kiểm tra theo (2-1), để đảm bảo điều kiện kinh tế, thường yêu cầu đại lượng

6 về phải không vượt quá (1015)% so với đại lượng ở về tei ứng với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất

2.1.2.2 Phương pháp ứng suất cho phép

Theo phương pháp này điều kiện bền có dạng:

được áp dụng khi thiết kế cửa van, và ở giai

ết cầu và trang thái ứng suất (kéo, nén, xoá:

sung, hiện nay phương pháp này,

đoạn thiết kế sơ bộ các loại công trình

2.1.2.3 Phương pháp tính theo hệ số an toàn

Phương pháp này thường được ứng dụng trong tính toán én định, khi đó công, thức kiếm tra là

3)

Trong đó:

~K : Hệ số an toàn, là tỷ lệ giữa yêu ổ (lực hay mémen) giữ E, và yếu tổ

gây mắt ôn định Fy:

~ Kạ, : hệ số an toàn cho phép, phụ thuộc vào cấp công trinh và ổ hợp tải trọng xác định theo quy phạm.

Khi tính theo phương pháp trạng thai giới hạn, điều kiện an toàn (2-1)

Ta gọi thông số tải trọng N là một tổ hợp bắt kỳ của ải trong lên công trình, cỏn

thông số độ bin R là đặc trưng của kết cấu hay tính chất của vật liệu xây đụng đảmbảo cho khả năng chịu tải công ‘Quan hệ giữa thông số tải trong N và thông số

độ bền R cho phép thit lập bài toàn tính độ in cậy của công nh như là xác suất p

đảm bio sự lâm việc an toàn đố [7]

bố chuẳn của lý thuyết xác suất được biểu thị như sau:

FON) 29) FN) (210)

Trong đó:

~øx ơạ + khoảng lệch quân phương cia ti trong và độ bền.

Ta gọi him y= R - N, Trong trường hợp chung, him nảy cũng có dạng phân

phối chuẩn với trị số bình quân số học:

và khoảng lệch quân phương

Xée xuất làm việc an toàn:

p=p@>

Tri số của p có thể tim thấy ở các bảng tra ích phân của hàm số phân bổ chun

trong các ải liệu về lý thuyết xác suất thống kế xúc suất và độ tin cậy

Các nội dung cần tiếp tục nghiên cứu là tim cách xác định đặc trưng thống kê

WR oy, cx cũng như mức độ tương quan của 2 him R và N cho tùng loi côngtrình, loại nn và trang thải chủu lực của kết cấu

2.2 Tinh dn định cho đê chắn sóng dạng tường đứng

2.2.1 Dat vin đề

Cũng như đổi với các kết cấu công trình biển khác, trong tinh toán én định đêtrong lực trồng đứng cin phải tiền hành các tinh tin sau

- Ôn định chung của dé theo trượt cung tròn, trượt gắp khúc va theo các phương pháp dựa trên lý thuyết cân bằng tới hạn;

~ On định theo sơ đồ trượt phẳng theo các lớp khối xếp, theo ting đệm, cũng như

theo én định trượt của kí

cầu chính của bến, ôn định chống lật quanh điểm quay:

t cầu đó không được licấu phần trên khi

~ Khả năng chị ti cia đất nên, độ bin cia kết cầu

Theo nhóm TTGH II (biển dạng và vắt mitt) cần tỉnh toàn:

~ Kết cấu BTCT kiểm tra theo độ mở ring của vết nit

~ Biển dang của công trình: lún công trình,

Xôi ca sở tuân thi các bước tinh toàn tn, ngày nay các phương pháp tinh ton

đã có nhiều thay đổi, cái tiến để phủ hợp hơn với từng điều kiện tự nhiền cụ thé

cũng như đặc diém làm việc của các hình thức kết cầu công trình Các phương pháp

tình toán dn định cho dé chắn sóng tường đứng trong đề tải được là:

~ Tinh toán én định theo tiêu chuẩn 22-TCN-207-92 (được tổng kết trong để tài

nghiên cứu khoa học KH-CN-10.07)

- Tĩnh toán én định theo đề ti cắp Bộ mã số 96-34-10

- Tĩnh toán én định theo phương pháp của Van de Krecke [17]

2.2.2, Tinh toán én định theo tiêu chuẩn 23-TCN-207-92

nhà nước ~ mã

2.2.2.1 Đặc điểm tính toán

4, Tink toán theo trang thái giới han thứ nhất (Khi mắt khả năng chịu tải hoặc

không thuận lợi cho việc khai thác)

- Tính toán ổn định chung của công trình theo cung trượt tn, trượt sắp khúc

theo cúc phương pháp dựa trên thuyết cân bằng giới hạn;

~ On định theo sơ đỗ trượt phẳng, theo các mặt tiếp xúc của các phẩn công trình,

ấn định ching lit quanh điểm quay

- Khả năng chịu tải cia đất nn

b, Theo nhóm trang thái giới han thứ hai tiễn dang và vết nứt)

= Tinh toán kết cầu bê tông ct thép theo sự hình thành vất nứt;

~ Kết cấu bê tông cốt thép với sự hình thành và mở rộng vết nứt vuông góc vàvết nút nghiêng

Sern định của công trinh phụ thuộc vào kết cấu của nó, việc tỉnh toán được tiénhành cho một phân đoạn hay Im dii (tong trường hợp mặt cắt ngang công trnnh

không thay đổi trên một khoảng cách lớn thi việc phân đoạn như trên thường được

ap dụng)

2.2.22 Dinh giá sự ôn định của của công trình

‘inh gid độ dn định chung được xem xết cho các trường hợp mắt ôn định của

i dung của tổ hop ngoại lực bit lợi nhất Dang tổng quát thì điều

Ngựa S Roar (2-14) Trong dé:

~ Ngyại : giá trị tính toán của lực dy tổng hợp tác dụng lên công trình;

-m điều kiện làm việc:

- mạ _ : hệ số điều kiện làm việc bổ sung:

-k, RG số độtin cậy

«4, Độ én định trượt phẳng của công trình trên bé mặt tiếp xúe với đệm đá

(hình 2.1) theo điều kiện sau:

nn EST GS 17)

Trong đó.

~ m,ne, m, my, Ka như ở công thức (2-17)

~E._ Tổng hợp cde lực diy ngang tác dụng lên công trình;

~G- : Tổng hợp các lục đúng tác dụng lên day công trinh;

=f ›Hệ số ma sắt của mgt đấy công trình iếp xúc với ng đệm đổ: thông

b, On định trượt phẳng của công trình cùng với lớp đệm đá được xắc định:

*#` Trường hợp đệm đá nằm trang đất nền (hình 2.1)

Khả năng trượt xây ra theo các mặt gây khúc MKEA cần thoả mãn điều kiện

non mạE< TM [6ì +ga + gi)Ê + Bạt

Trong đó

ny, mạ, Kạ như ở công thức (2-17);

<E :nhướ công thức (2-17)

1 _ phần i trong của công tinh rayén áp lự lên nền đất én đoạn FR:

fa) :h số ma sit giữa đệm da và dit nén lấy bằng tgo (hoặc cổ thể lấy

theo phương pháp thực nghiệm)

~Em : lực giữ ngang do khối đất đấp phía trước đệm đá, được xác địnhbằng giá trị nhỏ trong 2 gi trì sau

Lực chống của khối dit dip ABE:

Hoặc áp lực bị động của đất dip

05 nia

Trang đó

~ Bì hự, và bị xem trên hình 2,1

cạnh trước và cạnh sau gây ra ổi trọng lượng bản thân công trình kể cả trọng lượng

của dat, thành phần thing đứng của áp lực đất chủ động va tải trong tạm thời được

Hình 2.1: Đệm đá nằm tong nd (độn đi âm)

Hình 22: Bém đá nằm trên đắt nên (iệm đủ dương)

+ Trường hop đệm đá nằm trên mặt đắt nên (hình 2.2).

Khả năng trượt xây ra theo mặt phẳng KE được xác định theo công thức (2-18) 0và Em =0

Khả năng trượt xây ra theo mặt phẳng ME xác định theo công thức;

với

¬¬" 2-25}_ 25) Trong đó

"Tong hình chiếu lên mặt phẳng trượt ME của các lực tác dụng ở caohơn mặt phẳng đó được xác dink

E'=(g1 + gasiny + Eeos 226)

~ g': Tổng hình chiếu các lực ở cao hon mặt phẳng trượt ME lên pháp tuyến.

của mặt phẳng đó được xác định theo công tic:

g'=(g.+¿) cosy « Esiny

= ñx Hệ số ma sit của đã đỗ cho phép lấy bằng tex = tg để! = 1,0

~# và E = nhu trong công thie (2-17)

si _ : Trọng lượng khối đã đệm EMC xác định theo công thức:

=: Khoảng cách ừ mép trước công rình đến điểm đặt hợp lực;

-b Bé rộng đáy ĐC:

© Độ lệch tâm của các hợp lực tải trọng;

Sb-a

Công thức tính toán:

nen my MIs 2 :nen mạ MI < 7 Mg G30)

~ Mg _: mô men tổng của các lực git ứng với mép quay phía trước;

= MI: mô men tổng của các lực gây lật với mép quay phía trước;

-m _ :hỆ số điều kign lim việc với công tỉnh biển m=1.25;

~mụ : hệ số phụ về điều kiện làm việc (rường hợp lậ tạ một mép quay

mụ= L2);

ne: hệ số tổ hợp tải trọng, lấy như sau:

LÒ đối với tổ hợp lực cơ bản;

ne=0/9 — déi với tổ hợp lực đặc biệt, ne=0495 — đốivớitổhợp lực khithicông:

~Kn : hệ số bảo đảm xét theo cắp công trình, lẤytheo bảng:

Cp cing wink | 1 1 | m | wv

XK 125 | T2 | ws | 10

4 Kiễn ran định công trình theo mất trượt cung tn

Đây là phương pháp kiểm tra ôn định chung của công trình theo Peterson người.

“Thụy Điễn (1916) Sự hình thành mặt trượt cung tròn là hợp lý nhất khi công trình mắt én định Theo phương pháp này cần xác định được tâm và bán kính cung tron

ao cho với vị tri tâm và bản kính đó tỷ số giữa lực giữ (ma sit, lực dính) và lực diy

là nhỏ nhất Ku).

Ta xét trường hợp ồn định của công trình có nền là dat dính không đồng nhất,

Lực chủ động gdm tải trọng thẳng đứng của ng tỉnh, trọng lượng bản thân của

đất nÊn va đất dip, áp lực nước ngằm và dng thấm (nêu cỏ)

Lực bi động gồm lực ma sắt dọc theo cung trượt kh có tác động của tải trọng

giới hạn và lực dính theo cung trượt đó Lực ma sát phụ thuộc vào ứng suất trên của.

mặt trượt, Để xắc định sự phần bổ ứng suất đó người ta chia công trình và khối đầtthành các phần từ tải trong (heo cột đứng), với giá thiết bo qua lực tương tác giữacác phần tử ti trọng đứng và các phần tử tác động lên mặt trượt một cách độc lập

Khi đó trên mặt trượt của mỗi phần tử tải trong lực ma sát dọc được xác định theo

công thức

Ti=G, cose, te9, 039) Trong dé:

=G, :lực đứng bằng trong lượng của phẫ tir ti trọng;

~o4 : góc giữa chiều thẳng đứng và tia được kẻ từ tâm 0 đến điểm đặt lực

<img trên mặt trượt

Lục dinh rên đoạn một trượt cô chiều di i bằng ích của lực dính tn đơn vị

diện tích mặt trượt vơi chiều dài của đoạn đó C,.l,