Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình biển: Nghiên cứu đề xuất mặt cắt phù hợp cho tuyến đê lấn biển nam Đình Vũ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNTTRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ TUẦN ANH

NGHIÊN CỨU ĐÈ XUAT MAT CAT

PHÙ HOP CHO TUYEN DE LAN BIEN NAM ĐÌNH VŨ

Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển

Lop: 19BB

Mã ngành: 60-58-45

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Mai Văn Công2 TS Phan Đức Tác

Hà Nội, 2013

LỜI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực

hiện Cúc kết quả, số liệu rong luận văn là trung thực và chưa được ai công bổ

trong bắt kỳ công trình nào khác.

“Tác giả

Vũ Tuấn Anh

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo các Bộ môn của trưởng Đại

học Thủy lợi đã in tỉnh giúp đỡ và truyền đạt iể n thức tong suốt thời gan tá giá

học tập tại trường.

Tác gid luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới TS Mai Văn Công

giảng viên trường Đại học Thủy lợi và TS Phan Đức Tác giám đốc công ty Minh

“Tác là hai thầy trực tiếp hướng dẫn tác giá thục hiện và hoàn thành luận văn này.

Xin cảm ơn hai đđã đành nhiều thời gian, công sức, tâm huyết và trí tuệ để

giả hoàn thành luận văn đúng thời gian.

“Xin chân thành cảm ơn các cắn bộ phòng thí ng_hiệm thuộc Phòng thi nghiệm.trọng điểm Quốc gia về sông biển và Hải dio đã nhiệt tinh giúp đỡ tác giả trong quá

trình thí nghiệm.

Cucing tác gi xin cảm ơn gia định, bạn ba, đồng nghiệp đã có những đồng

6p quý báu, động viên kip thời về cả tinh thần lẫn vật chất để ác giả hoàn thành tốt

Ha Nội, thắng ` năm 2013“Tác giả

Vũ Tuấn Anh

“Chương 1 Tổng quan về các dang mặt

Hình 1Hình 1Hình 1

Hình 1Hình 1Hình 1

Hình 1Hình 1Hình 1

1Hình 1Hình 1Hình 1Hình 1

Hình 11

Chương 2 Ngi2

Hình 2,

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA.

ta biển1 Để biển Hà Lan

2, DS biển Afsluitdjk Hà Lan.3, Dé biển Suemangeum Hàn Quốc

4, Mặt cắt ngang để biển Saemangeum Hin Quốc

5, Công trình đê biển New Orleans (Mỹ)

6, Để Canvey Island ~ Anh

7 Kế bờ den tuyển đường bao biển Lin Bè - Cot Ding Hỗ,

8, D8 biển Cát Hãi Hải Phòng9, Để biển khu du lịch Đồ Sơn

10 Để biển II - Hai Phòng,11, Để biển Hải Hậu

12, Để biển Nghĩa Hung - Nam Định.

13 K@ chin sóng biển xã Phước Thể.

14, Ke Liên Chiếu,

15, Đề biển Hiệp Thạnh

16 Đề biển Gò Công - Tiền Giang

17 Kẻ biển Tân Thành - Tiền Giang.18 Đề cửa biển Gành Hào,

19, Kè chống xói lờ cửa Va Đá Bạc20 Ke giảm song Đắt Mũi

21 Ke giảm sóng de biển Tây.

22 Kero đá.

1 Mặt cất tường đứng kết hợp mái nghiêng

2 Chiều dai mái quy đôi mái tường đứng kết hợp mái nghiêng.

3, Mặt cất mái nghiêng có trồng đình

4, Chiều đài mái quy đối mái nghiêng có tường định.5, Mat cắt mái nghiêng không cơ

6, Mặt cắt mái nghiêng hỗn hợp khong co.

n cứu đề xuất hình dang mặt cắt phù hợp cho đê biển

2525

"Hình 2 9 Chiều dai mái quy đổi mái nghiêng hỗn hợp có cơ thấp 26

"Hình 2.10, Mặt cất mái nghiêng hỗn hợp cổ cơ giảm song 2Hình 2.11, Chiều đài mái đẻ quy đổi mái nghiêng có cơ giảm sóng, 20"Hình 2.12 Phân tích bình học các phương án mặt cắt đề 29

"Hình 2.13, Biểu đô quan hệ Hạ ~ mgs 30

14 Biểu đồ diện tích các phương án mặt cắt đề 30.15 Sơ đồ phân bố áp lực sóng lên mái công trình 32

16, Mãi quy đổi tương đương mái nghiêng có tường đỉnh 331 Biểu đồ áp lực sing lên mái kết hợp mái nghiêng có tường định 3418, Sơ đồ mat cắt mái nghiêng tinh toán áp lực sóng mái nghiêng không co 34

"Hình 2, 19 Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng không cơ 35"Hình 2.20, Mái quy đổi tương đương mái nghiêng hỗn hợp không cơ 35inh 2.21 Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng hỗn hợp không có cơ 362 22 Mái quy đổi tương đương mái nghiêng hỗn hợp có cơ thấp 36

“Hình 2 23 Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng có cơ thấp 37

inh 2 24, Mai quy đổi tương đương mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng 37"Hình 2 25 Biểu đồ áp lục sóng lên mái nghiêng hỗn hợp cổ cơ giảm sóng, 38"Hình 2 26 Biểu đồ phân bổ áp lục sóng lên mấi công trình 39Hình 2.27 Biểu đồ quan hệ giữa Ap lực sóng và độ dốc mái đề 40"Hình 2 28 Biểu đồ quan hệ giữa tổng áp lục sóng và độ dốc mái đề 40

Chuong 3 Ap dụng mặt cắt phù hợp để thiết kế dé Hin bién Nam Đình Vũ.

Hình 3 1, Biểu đồ quan hệ giữa y,~h/H 46

Hình 3 2, Biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đỉnh đề và chiều rộng cơ thấp 47inh 3 3 Biểu đỏ quan hệ giữa diện tích mặt cắt dé và chiều rộng cơ thấp, 47

"Hình 3.4 Kích thước hình học mặt cất để Kn biển nam Dinh Vi sơ bộ chọn 50High 3 5, Đầu do sống, “

"Hình 3 6, Các biểu đỗ kiểm định đầu đo 56Hình 3.7 Mặt ct thi nghiệm 58

"Hình 3.8 Hình ảnh xây đựng mô bình trong mắng sông 39

"Hình 3 9, Hình dang mặt cắt dé lin biển nam Dinh Va 63

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

“Chương 1 Tổng quan về các dạng mặt cit đ biển"Bảng 1 1 Tổng hợp cc dạng mặt cắt đê biển

"Bảng 1.2 Dạng mặt cất để biển và iu kiến áp dung.

"Băng 1 3 Dạng kết ấu bảo về mái dé và điều kiện áp dụngcứu đề xuất

Chương 2 Nel inh dạng mặt cit phù hợp cho để biểnBảng 2, 1 Thông số mặt cắt phục vụ tính toán

"Bảng 2, 2 Các điễu kiện biên tính toán

"Băng 2.3 Tổng hợp các kết qui tinh toán sing leo với các dang mặt cắt

Bảng 2.4 Hệ số kyBảng 2.5, Hệ sb Pạ

"Bảng 2.6, Ap lực sóng lên mái tương đương mái nghiêng tường nh.

Bing 2.7 Ấp lực sóng lên mái nghiêng không cơ

"Băng 2.8 Ap lực sóng lên mái tương đương mái nghiêng hỗn hợp không cơ"Bảng 2.9 Áp lực sóng lên mái tương đương mái nghiêng hin hợp có cơ thấp

Bảng 2 10 Ap lực sóng lên mai quy đồi maithiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng:

“Bảng 2 11 Tổng hợp giá trị áp lực sóng lên các dạng hình thái mặt cắt

Bing 2 12 Phân tích lựa chọn dạng mặt cắt.

'Chương 3 Ap dụng mặt cắt phù hợp dé thiết kế đê lắn biển Nam Đình Vũ

Bing 3 1 Điểm khống chế tuyển để

Bang 3 2 Hệ số chiết giảm sống leo của cơ để‘Bang 3 3 Các giá tri tỷ lệ mô hình - nguyên hình.

"Bảng 3 4 Tham số sóng thi nghiệm

"Bảng 3 5 Địa hình thí nghiệm,

Bing 3 6, Số liệu kiểm định đầu do sông

“Bảng 3 7 Giá tri chiều cao sóng tai các vị trí cụ thé trên bãi theo cắp sóng.Bảng 3 8 Giá trị lưu lượng tran ứng với các trường hợp thi nghiệm

PHAN MỞ ĐÀI

1 Tính cấp hit của để tà 1

2 Mục tiêu của để tài 13 Hướng tiếp cận và phương pháp nghiễn cửu 1

4 Kết quả đạt được của luận văn 2

5 Nội dung chính của luân văn 2

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE CÁC DANG MAT CAT DE BIEN 3

LA Mở đầu 3

1.2 Tổng quan về các dang mit cắt để biến 3

1.2.1 Tổng quan về các dạng mặt cắt để biển tên thể g 3

1.2.2 Tông quan các dạng mặt cắt dé biễn trong nước 7

1.2.3 Nhận xét, đánh giá chung 161.244 Phân loại và điều kiện áp dụng của các dang mặt cắt dé biển 18

1.3 Kết luận chương 1 9CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU DE XUẤT HÌNH DANG MAT CAT PHÙ HỢPCHO ĐỀ BIEN 202.1 Cie tu chí lựa chọn hình dạng mặt cắt phù hợp cho để biển 202.2 Phân tích, lựa chọn hình dang mặt cắt phù hợp cho dé biển 20

3.2.1 Khả năng giảm sóng leo của các phương án mặt cắt đề có mái nghiêng 222.2.2 Khả năng chịu tải trong sóng, giảm ấp lực sóng các dạng mặt cắt 312.23 Khả năng én định tổng thé của các dang mặt cắt đề có mái nghiêng ,1

2.2.4 Phân tích lựa chọn dang mat cắt tối ưu áp dụng cho thiết kế để biển 41

2.5 Kết luận chương 2 4CHUONG 3 ÁP DỰNG HÌNH DẠNG MAT CAT PHÙ HỢP DE THIET KEDE LẦN BIEN NAM ĐÌNH VU 43

3.1 Mỡ đầu 4B

3.1.1 Giới thiệu về Dự án dé lấn biển Nam Đình Vũ.

3.1.1, Phạm vi nghiên cứu áp dụng

3.2 Các tham số tính toán3.2.1 Cấp công trình.

3.2.2 Các chỉ tiêu tính toán.3.2.3 Tham số mực nước và

3.3 Tinh toán mặt cắt đê

3.5.1 Dánh giá kết quả tinh toán xác định hình dang mặt cắt.3.5.2 Đ xuất mặt cắt phù hợp,

36 Kết luận chương 3

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

“TÀI LIỆU THAM KHẢO.PHY LUC

768

Khu kinh tế biển Đình Vũ - Cát Hải là một trong 5 khu kinh tế ven biển củasốp

phần phát triển mạnh mẽ kinh tế ve biển của thành phố Hải Phòng nói riêng và cảnước ta được Nhà nước đặc biệt chứ trọng đầ tr, Khu kính tẾ hình thành

nước nói chung Theo quy hoạch khu công nghiệp được xây dựng trên khu đất lắn

biển có diện tích mặt nước trên 2000ha, day là bãi bồi được hình thành trong phạmvi giữa hai cửa sông: cửa sông Bạch Đằng và cửa sông Cấm Địa chất nén bãi bồi

cốt nền từ -1,5m dé

ngập nước mềm m Phía Đông đến Nam chịu tácđộng trực tiếp của: sóng, bão, thủy tiểu, nước biển dâng vx Việc Kin bin theo

phương pháp truyén thống lấn dẫn là không thể thực hiện được, Dé có được nên khu

đất trên mực nước triểu phục vụ xây dựng cơ sở hạtằng khu kinh tế đòi hồi phải cómột tuyển đ lẫn biển phù hợp Đ tài luận văn “Nghiên cứm để xuất mặt cắt phùhap cho tuyến dé lẫn biển Nam Đình Va” đề dim bào cho tuyển đề ôn định trên

nền yéu chống được sóng bão thiết kể, nội dung quan trọng nhất là lựa chọn và tính

ó tính khả thi cao, góp pha

nh bảo vệ khu kinh tế Đình.

toán hình dạng mặt cắt đề phi hợp với thực tế

việc đưa ra được giải pháp tối ưu cho xây dựng công

‘Vii - Cát Hải, đầy nhanh tiền độ hình thành khu kinh tế theo mục tiêu đặt ra

2 Mục tiêu của đề tài

Êt kế hình dang mặt cắt phù hợp trên cơ sở

iên biển thiết kế tại khu vực ng!Nghiên cứu, phân tích, lựa chọn, tí

sứu như: chế

phân tích tương tác các điều kiện

độ sốnthủy tiểu, mực nước, v.v với công trình và dé xuất giải pháp dim biocác yêu cầu kỹ thuật, kinh tế, có tính khả thi cao.

.3 Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứua Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Mặt cắt dé biễn và các giải php đã để xuất

~ Phạm vi nghiên cứu: Tuyến để lần biển nam Dinh vũ thuộc Khu kinh tế Din

Vũ - Cát Hải (Phường Đông Hải 2 & Phường Tràng Cát, Q Hai An, TP Hải Phong)

tuyến B-G trực di với biển dài 5.581m.

~ Nội dung nghiên cứu: Luận văn giới hạn tập trung nghiên cứu.

mặt cắt để biển phù hợp nhất với điều kiện biên thực tế

b Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng

(1) Phương pháp nghiên cứu

- KẾ thừa, áp dung có chọn lọc sin phẩm khoa học vi công nghệ hiện có trên

thé giới và trong nước „ Ké thừa các nghiên cứu khoa học, các dự án liên quan đếnbiến, đặc biệt dé lan biển trên dắt bồi mim yêu

- Phương pháp phân tích.

= Mô hình vật lý/mô hình toán.

~ Kinh nghiệm đúc rút từ các trường hợp tương tự.- Phương pháp chuyên gia

4, KẾt quả đạt được của luận văn

~ Để xuất mặt cắt phù hợp cho tuyến dé lin biển Nam Đình Vũ

5 Nội dung chính của luận văn

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan vé các dạng mặt cắt đề biển

Chương 2: Nghiên cứu đề xuất mat cắt phù hợp cho để biển

“Chương 3: Ap dụng mặt cắt phù hợp để thiết kể để lần biển nam Đình Vũ

Kết luận và kiến nghị‘Tai liệu tham khảo.Phụ lục

1.1, Mỡ đầu

Để biển là công trình ven biến có nhiệm vụ bảo vệ các khu dân cư, các vùng,

đất canh tác trước các tác động của các y tổ tử biển như: sống bão, tiểu cường và

nước biển dâng v.v Nước biển tràn vào trong đồng gây ra ngập lụt, làm thiệt hại

lớn về tinh mang, tài sản của nhân dân, Dit nhiễm mặn mắt khả năng canh tác, phá

hùy hoa màu Vi vậy, sự ôn định bền vững của công trình để biển là sự đảm bảo ônđịnh đời sống dân sinh, kinh tế - xã hội.

Cho tối nay ở nhiều nước phát triển trên thể giới và ngay cả ở nước ta đã đầu

‘ur nghiên cứu, có những nghiên cứu chuyên sâu, những công trình thir nghiệm, giải

tu với nhằm

pháp công nghệ mới để tìm ra dạng mặt kiện sóng bão, n

hướng tới sự ôn định ban vững của các tuyển để biển Phin tổng quan vé các dạng

mặt cắt được trình bày sau đây sẽ là một bức tranh toàn cảnh về các dạng.

mặt cắt đê, những củi tiền kỹ thuật cũng như những tồn tại về mặt kỹ thuật Tử đótổng hợp, phân tích và rút ra được những đề xuất khoa học có tính sé ing tạo, tính

ứng dụng cao nhằm tăng thêm an toàn cho để biển sóp phn phát triển kinh tẺ1.2 Tổng quan vé các dang mặt cất để biễn

1.2.1 Tổng quan về các dang mặt cắt đê bin trên thể giớié biển Hà Lan (Hai hết nyén dé biển của Hà Lan)

~ Đề có mái ph bin thoái với độ dốc mái từ m10.

~ Từ phần thường xuyên ngập nước trở xuống được bao vệ bằng cầu kiện betông có mỗ nhám cao

~ Phin trên mực nước trồng cỏ tao cảnh quan.

~ Mặt dé rộng kết hợp làm đường giao thông.

Vin nhược dé

~ Mãi thoải có mổ nhầm cao giảm sống tốc

= Mực nước thấp, chân đê không ngập nước thi công không gặp nhiều khó

Bé biển Afluirdjk-Hà Lan

Hình 1, 2 Dé biển AfRluildijk - Hà Lan

- Công trình được xây dựng từ năm 1927 đến 1933 với tổng chiều dài hơn

- Chiều rộng mặt đê: 90m;

~ Cao trình đình để cao hon mye nước biển trung bình 7,25m;

= Công tinh này chạy di từ mũi Den Oever thuộc tỉnh Noord Holland lên đến

indi Zurich thuộc tin Friesland

Hình 1, 3 Để biển Sacmangeum Hàn Quốc

Dé biển Saemangeum có tổng chiều dai 33,9 km; nó nằm giữa biển Hoàng Hải

và cửa sông Saemangeum Dé biển Saemangeum bao quanh một vùng biển có điện

tích 401km” bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố Seoul,

Hình 1 4 Mặt cắt ngang dé biển Saemangeum Hàn Quốc

Cao trình dinh để: +4.9m,

= Chiều rộng mặt đê: 34,5m;

- Độ dốc mái phía biển m=60;

Độ đốc mái phía đất liễn m=30.

tụ nhược điểm

+ Mai để rit thoải giảm song tốt

= Mặtđê lớn ổn định trước sóng bão lớn.

~ Thi công chân khay và phần mái đê ngập sâu trong nước gặp nhiều kỉ

é biển New Orleans - My

Tình 1 5 Công tinh dé biển Now Orleans (Mỹ)

Công tinh để biển New Orleans (Mỹ) được xây dụng với tổng chiều dai

xiên phia trong để tăng khả năng chịu lục của công tình Các cấu kiện bê tông có

kích thước 17x15x6 feet được chế tạo sẵn và đặt trên đầu hệ thống cọc trước khi căn

ấu nhược điễn

~ Giảm sóng, giảm năng lượng sóng tốt

= Bé rồng cho phép nước di qua công trình

cửa ông Thames đổ ra biển Bắc.

= Công tình có mái phíabiển thoải, độ dốc mát

= Có cơ phía biển rộng 2m.

~ Tường định cách đỉnh mát

cơ 2m cao 2,5m,

~ Mái được bảo vệ bằng các

cấu kiện b tông đúc sẵn.

Hình 1.6, Đề Canvey Island - Anh

Ui nhược điểm:

+ Mai nghiêng giảm sóng leo lên mái công tình tt;= Tường đứng cao chin nước chống ngập tốt

1.2.2 Tổng quan các dang mặt cắt dé biển trong nước

Kè bờ dự án tuyén đường bao biễn Lán Bè - Cột Đằng HỒ (Quang Ninh)

Dé biển Cát HảiHai Phòng (Đảo Cát Hai - TP Hai Phòng)

“Tuyển để kéo dài từ bến Got đến

Gia Lộc,

= Cao trình định để từ +4.0 đến

+ Chiều rộng mặt để B= 2m;

- Mái phía biển có độ đốc m=3,

- Bảo vệ mái phía fn bằng đáXếp chèn chặt đầy 30cm trongkhung bê tong cốt thép

Một ngyền dow khung di Hin 1-8 Be bién Ct Ha - Hai Phòng20m

~ Mãi phía đất iền bảo vệ bằng đá xây, độ dốc mái

tt nhược điểm

= Công tinh mái thoái báo vệ bằng da lát khan rỗng giảm sóng leo tốt

~ Thi công chân khay và mái phần mái ngập nước gặp nhiều khó khăn.Dé biên đoạn khu du lịch Đỗ Sơn (Quận Dé Sơn - TP Hai Phòng)

- Công trình tưởng đứngđược xây dựng bằng đá,

- Chân để bảo vệ bằng đáhộc tha đối

Giu nhược điểm

- Công trình tường đúng dB

kích sóng lên cao.

- Chân đề thường xuyên bị

E - Cáo trình mặt đệ 34,0 + 45.0.

Ee - Tường chấn sóng đỉnh mái để

phía biển cao 50em

- Độ dốc mái dé phía biển m=3<4;

- Độ đốc mái phía đồng m=2= Bảo vệ mái bằng đá lit khantrong khung bê tông cốt thép, tắmbê tông âm dương, hoặc cấu kiện

Uw nhược điểm:

~ Mai thoi giảm chiễu cao sóng leo tốt

~ Chân đề và mái ké phần ngập trong nước th công gặp nhiều khó khan

in Hải Hậu - Nam Định (Hai Thịnh, Thịnh Long - Hải Hậu - Nam Định)

bảo vệ chân bằng các khối

Hình 1 11, Để biển Hải Hậu ~ Thém bãi chân để e6 các mô hàn

chữ.

Ui nhược điểm:

~ Mai thoải giảm chiều cao sóng leo tốt.

- Chân đề va mái kẻ phần ngập trong nước khó thi công trong điều kiện sóng.

Dé biển Nghĩa Hưng - Nam Định (Huyện Nghĩa Hưng tink Nam Định)

= Cao trinh đình đê: +54

~ Mai đê được bảo vệ bằng

cấu kiện bê tông đúc sẵn Tạc Hình 1 12 Dé biển Nghĩa Hưng - Nam Định

178 có mé nhầm;

~ Đỉnh mái để có tung Không liên tục và cao 50cm.

= Chân dé được bảo vệ bằng hai hàng Tetrapod lắp ngược xuôitấu nhược điểm

~ Mai nghiêng có mồ giảm sóng cao giảm sóng tốt.

~ Chân đê có khối tetrapod phá sóng ở mực nước thắp tốt.

Ké Chin sóng bién xã Phước Thể (huyện Tuy Phong, tinh Binh Thuận)

- Kè Phước Thể được hoànthành năm 2011

- Mái phía biển thoải có độ

~ Chân khay và phần mái ngập dưới nước thi công gặp nhiều khó khănKe Liên Chiễu (phường Hoa Nam, TP Đà Nẵng)

- Kỳ Liên Chiểu đượchoàn thành năm 2011

+ KE có dạng tường

đứng tạo ding hit sóngbing bê tông cốt thép cao

= Phía ngoài tường có

thm để bảo vệ chân tưởng,

Hình 1 14 Ké Liên Chiều

~ Mặt kè rộng 3m.

~ Trê đình tường có an can bằng bê tng cốt thép.

nhược điền

= Tường bê tông cốt thếp bền đẹp, hit sóng tốt

Dé bién Hiệp Thạnh (xã Hiệp Thạnh, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh)

Công trình được nghiệm thu

và đứa vào sử dụng thắng12013

= Cao tình định tường hitsong: 45,2:

~ Chiều rộng tường B=

- Mặt đệ rộ

1m;ng 2.5m

~ Độ đốc mái phía biển

= Mãi đề được bảo vệ bằngcấu kiện bê tông đúc sẵn Tse-

178 có mé nhám cao I0em.

Ui nhược điểm:

~ Mái đê thoải có mồ nhám cao giảm sóng tốt.

in Gò Công - Tiền Giang (huyện Gò Công, tỉnh Tiền Giang)

Cao trình đình đê: +4,6m,

~ Chiều rộng mat đê từ: 46m;

- Độ đốc mái đề phía biển

- Độ đốc mái đề phía đồng

~ Kè bảo vệ mái bằng cấu kiện.

bê tổng đúc sẵn Tsc-178 có méHình 1.16 Đề biển Gò Công - TiỀn Giang —_ nhám cao 10cm,

Uw nhược điểm

+ Mai thoải có mỗ nhám cao giảm sóng tốt

~ Thí công chân khay và mái ngập nước gặp nhiễu kho khăn trong sóng.

Ké biển Tân Thành (Huyện Gò Công tink Tiền Giang)

~ Công trình có mái phía biển

tạo bậc,

- Cao trình đình kề: +2,7m;

- Định mái kè có mố phá

Hình 1 17 Ké biển Tân Thành - Tiền Giang

~ Mai công tình bảo vệ bing cấu kiện P.D.TAC-CMS874

sống cao 45cm;

Ui nhược điềm

~ Mái thoải dạng bậc có cơ phía biển giảm sóng tốt.

- Đỉnh mái có mồ phá sóng tốt khi sống vượt cd

= Chân khay và phần mái ngập sâu trong nước thi công gặp nhiễu khó khăn.“Đề cửa biển Gành Hao (Thị trần Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu)

= Cao trình mặt đề: 42,

= Độ đốc mái đê phía biển m=3;

= Độ đốc mái đê phía đồng m=2;

- Đình mái đề có tường hit sóngcao 15m; ao trình đình tường +$,2m

~ Chiều rộng mặt tường định Im.

Hình 1 18, Để cửa biển Gảnh Hào

+ Mãi đê được bảo vệ bằng cấu kiện bê ông đúc sẵn Tse-178 có mổ nhám cao 10emu nhược điểm:

~ Mãi thoi só mỗ nhắm co giảm sóng leo lên mí ti, hạn chế xó chân để~ Dinh mái có tường hắt sóng tốt.

- Chân khay và phần mái ngập su trong nước thi công gặp nhiều khó khăn.Ké chống xói lở cita Vim Đá Bạc (huyện Trần Văn Thời, tinh Cà Mau)

ig cấu kiện bê tông đúc sin

P.Đ.TAC-CM5874 Hình 1 19 Kè chống xói lở cửa Vim Đá Bạc.

Ui nhược điểm:

~ Mai kề thoải hỗn hợp có cơ giảm sóng leo tốt;

Hình 1.20 Kè giảm sóng Bat Mũi

~ Kè được làm bằng các cọc ống bê tông ly tâm dự ứng lực đồng ken sit

~ Tường đứng gây xói chân công trình;

Ke giảm sáng đê biên Tay (huyện U Minh, tinh Cà Maw)

- KE được lầm bằng cáccoe ống bê tông ly tâm dự

ứng lực đóng ken sit

= Chiều rộng mặt kè: 2m;

= Dinh cọc được neo.

giằng bởi các dim bê tông:

- Thân ké bằng đá hộc

trên bè đệm cir tram; Hình 1 21 Kẻ giảm sóng dé biển Tay

Lí nhược dé

- Công tình rồng giảm sóng tốc,

- Tường đứng gây xói chân công trình:

Kè rp dé đê biển Tây

{Cửa biển Khánh Hội, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau)

= Công tình dạng đứng được xây

bing dây thép vào phía rong

= Phía sau tường cử dip

bằng đất đắp tại chỗ,

Ui nhược điểm:

- Ngăn chăn ngay được x6i lở;

~ Cử nhựa neo bằng dây thép trong môi trường nước mặn nhanh hư hỏng.- Tưởng cử thẳng đứng xói chân nhiều

1.2.3 Nhận xét đánh giá chung

(Qua tổng quan về các công trình để biển rên thể giới và trong nước cho thấyhiện nay 6 rt nhiễu dạng để biển khác nhau cả về hình dạng lẫn vật liệ tam để và

mục đích sử dụng v.v Trong đó dé mái nghiêng được ứng dụng phổ biển nhất và

chủ yếu trong xây đựng công tình chống sóng, bảo vệ bờ ở những vùng trực điệnvới biển có sóng bão lớn Dé tưởng đúng hoặc kết hợp mái nghiêng tưởng đứng.được áp dụng cho xây dựng chủ yêu ở vùng cửa sông ven biển vùng khuất sóng

trong vịnh, vùng có sóng nhỏ, khu vực đô thị ven biển có quỹ đất hạn chế hoặc áp

‘dung làm đề giảm sóng từ xa bảo vệ khu vực phía trong.

Có thể nhóm hình dạng mặt cắt để trong thực tế thành hai nhóm là mặt cắt

tường đứng và mặt cắt mái nghiêng Mỗi nhóm hình dang mặt cắt lại có những dạng.

mặt cắt kết hợp của nó sao cho phù hợp với điều kiện đặc biệt của từng vùng và

điều kiện áp dụng cụ thể

Bảng 1 1 Tổng hợp các dạng mặt cắt để biển

Nhóm mặt cắt dang tường đứng Nhóm mặt cất dang mái nghiêng

Dang tug đứng chin đắt :

sóng

Dang mái nghiêng hỗn hop có cơ thấp cótường định chống trần phía đồng

1.2.4 Phân loại và điều kiện áp dụng của các dang mặt cắt đê biển

4 Phân loại mặt cit đê iễn theo hình thức mãi và điều kiện áp đụng

Bảng 1.2 Dạng mặt đê biễn và điều kiện dp dụng

TT | Dang mặt cắt đê biểnĐiều kiện áp dung1 | Dé tong đứng

2 | Đề mãi nghiêng

~ Trên nên đất đá ở mọi độ sâu.

~ Trên nền đất rời với các điều kiện sau:

+ Với độ sâu lớn hơn 1,5 2,5 lần chiều cao sốngtính toán thì đắt nỀn trước công trinh phải được gia cổ

tại cae v tí được dự kiến sẽ bị xis

+ Với độ sâu không quá 20:28m (khi áp lực của côngtình lên nên ở trạng thai gid hạn cho phép)

~ Khu vực có qu đất hạn chế như các d thị, thành phổ

Dé biển kết hop với bén cảng

~ Khu vực ca sông, khu vực ong vịnh khuất sóng

“Ấp dụng tn mọi điều kign địa chất nền

- Nơi đường bờ biển không có vật che chắn, bãi biển

thấp hoặc hầu như không có bãi biển

- Khu vực thường xuyên xây ra bão từ cắp 8 tr lên.

~ Khu vực có tị số nude ding lớn hơn > 1.5m.

- Trường hợp cho phép nước tràn qua: Khu vực phí:sau đủ rộng đẻ trữ nước tràn Lượng nước này sẽ được.

tháo hoặc bơm ra biển sau bão hoặc được thu gom đỗ.

Vào hệ thông teu sau đề

- Trường hợp không cho phép nước tràn qua: Khu vực

dân sinh, kinh tế đặc biệt quan trọng để không cho phép

nước tan.3 — Dé kết hợp tường đúng

b Phân loại theo dạng kết cấu bảo vệ mái dé và điều kiện áp dungBang 1 3 Dạng kết cấu bảo vệ mái dé và điều kiện áp dụng,

TT | Kăt cấu bảo vệ mái để Điễu Kiện ấp dụng

T TTỗngeồ ~ Sống nhỏ cố Ts=0,Sm, đồng chảy cố v< Tiniehoặc có rừng phòng hộ trước đề

~ Mãi dé phù hợp để cỏ phát tiển

2 | Đá hộc tha rỗi ~ Sóng nhỏ.

~ Mãi để thoảiĐã hộc lát khan ~ Sống nhỏ

+ | Da hije xây ~ Sống lớn, đồng chảy mạnh, cần có sự liên kết trong

lượng khối lớn

5Ì Tham r di ~ Sóng nhỏ, có đồng chảy mạnh cin có sự liên kết

trọng lượng

~ Thi công vùng ngập nước

© | Chu Kiện bể tổng đúc |= Sống lớn cần cố tong lượng lớn, chiếu dầy lớn

sẵn, lip ghép liền kề

7 | Chu Kiện bê lông dic |= Sóng lớn, dòng chiy mạnh, kết hợp giữa tong

sin, liên kết mảng | lượng bản thân và trọng lượng liên kết giảm chiều

day lớp bảo vệ

% | Cấu kiện bE tông chất | - Sóng lớn

lượng cao (Basalton,

'CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU ĐÈ XUẤT HÌNH DẠNG MAT CATPHU HỢP CHO Dé BIEN

2,1, Các tiêu chí lựa chon hình dang mặt cắt phù hợp cho đê biển.

Hiện nay có nhiều phương án mặt cắt dé bién đang được ứng dung vào thực tếs6 hiệu quả nhất định Phương dn mặt cit phù hợp được đánh giá dựa trên nhiều yếutổ khác nhau như: tai trọng sóng, địa hình, địa chất nén, kết cấu bảo vệ, giải pháp thisông, mục đích sử dụng v.v Tuy nhiên một hình dang mặt cắt phù hợp, tối ưu phải

đảm bảo các tiêu chí chính sau

+C6 khả năng giảm sóng leo, sóng trần và sóng phản xạ tốt+ C6 khả năng chị tải trọng giảm áp lực sóng tốt

+ Khối lượng vật gw đơn vị đầi nhỏ

+ Giảm tổng áp lực sống lên mái công trình

+ Dim bio ôn định tổng thể.

Trong luận văn này các tiều chí trên đều được xem xét đánh giá, ty nhiên tác

giả tập trang chủ yếu vào tiêu chí khả năng giảm sóng leo sóng tran và song phản

xạ của phương án mặt cắt

2.2, Phân tích, lựa chọn hình dang mặt cắt phù hợp cho đê biến

Theo tổng kết các dụng mặt cất để biển được tình bày tại Chương 1 cho thấy6 7 phương án mặt cắt được áp dụng trên th giới và trong nước gồm

+ Mặt cắt trờng đứng.

++ Mặtcắt tường đúng kết hợp mái nghiêng+ Mat cắt mũi nghiêng có tưởng đình+ Mat cả mái nghiêng không cơ.

++ Mat cắt mái nghiêng hỗn hợp không cơ.+ Mặt cắt mai nghiêng hỗn hợp có cơ thắp,++ Mat cắt mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng,

Tuy nhiên, đề biển thường chịu tác động trực tiếp của các yếu tổ từ biển như

sóng bão, ding chảy, thủy tiểu v.v đặc biệt với những khu vực có sóng bão lớn thìphương án mặt cắt tường đứng bộc lộ nhiều tồn tại như: sinh đồng sóng phản xạ lớn.

sây xói chân công tình, dễ kích sóng lên cao.‘Theo các tiêu chi đặt ra, phương,

án tường đúng không phù hợp với yêu cầu giảm sóng leo/sóng tràn và sóng phản xạnên không được xem xét cân nhắc lựa chọn

Việc lựa chọn phương án mặt cit phù hợp nhất với điều kiện thực tế cin phải

dựa tên các phân tích, đánh giả từ các kết quả tính toán cụ thé ĐỂ cỏ cơ sở lựachon phương ấn mặt cắt phù hợp cho thiết kế dé biển tác gi th toán so sinh đánh

giá các phương án mặt cắt liên quan đến mái nghiêng trên cơ sở các tiêu chí đặt ra

trong cùng một điều kiện biên tính toán như sau:

~ Thông số các phương án mat cắt phục vụ tính toán cho tại Bảng 2.1 sau đây:

2 = Chiều cao tường: h, =1.5m

Mặt cũ mũi nghiêng có tường ann | DP Cr mi pia Bên nrậ§

5 =m=” Cao trình nền: -2.0

~ Độ đốc mái phía biển: m=3.5

~ Cao trình nên: -2.0

4 ~ Độ dốc mái trên: m=3.5= Độ đốc mái dưới: m=5

~ Cao tình nên: -2.0

= "| _ Độ đốc mái rên cơ: m=3.5

5 Độ dốc mái dưới cơ: m=10

~ Cao trình mặt cơ: -1.0

- Chiều rộng cơ: B=§m

TT Dang mặt cắt Thong số mặt cắt= Cao tình nên: -2.0

- Độ đốc mái trên cơ: m=3.5Chiều rộng cơ: B=8m

: + Mãi dưới cơ hỗn hợp m=5 và

song m=10

- Tham số mực nước và tham số sống cho tại Bing 23.

Bang 2 2 Các điều kiện biên tính toán.

Chiều cao sóng leo tính toán theo công thức (TAW, 2002) sau:

HH, rod Với 05 Stud S18

ste Hệ số chết giảm do độ nhám trên mai dốc

chiết giảm do sóng tới xiên góc;

‘yo: Hệ số chiết giảm khi có cơ để:

chiết giảm do cơ đê yy được tinh theo công thức:

Jaseas (z5) với 066 yy SI

Để tiện so sánh, tác giả giả thiết sóng tới vuông góc với đường bo, mái đê

trơn, khi đồ yy=1va y,=l

Ze: Cao tein đính để (m);

MNTT: Mực nước tính toán, mực nước thiết kế (m);

Hy: Chiều cao sóng leo (m);

1/ Mặt cắt tường đứng kết hợp mái nghiêng.

Hinh 2.1 Mat ct trồng đứng kết hợp mái nghiêng

Tình 2.2 Chidu dit mái quy đỗi mai tưởng đứng kết hop mái nghiêng

~ Chiều di mãi quy đổi được tinh theo công thie su

Lạ = (1,5Hs - h).1+ (h+Ruy).m

Trong đồ: h là độ chênh giữa mực nước tính toán với định tưởng đồng:

Hệ số mái nghiêng quy đồi xác định theo TAW (2002)

SH +RP

~ Kết qui tinh toán sóng leo: Hy = 8,25m (Kết quả tính toán chi tiết được trình

bày tại Bảng PLI.Š phụ lục 1)

Law = hạ IÈ (Ñạas ~ by + l.5Hš)m

- Góc giữa mái đề quy đỗi và đường nằm ngang khi đó được tính theo công

3H, + Rw

tana,

F_—- Baste wcendhonanbrk Rea enhonatieentbannatiee

Hình 2.5 Mặtmái nghiêng không co

= Chiều cao sóng leo tính toán: Hy = 7.62m (Kết quá tính toán chỉ

trình bày tại bảng PLIL7 phư lạc 1)

= Cao trình đình đề 2 = MNTT + Hạ = 3+ 760= 10,62m

4/ Mat cắt mái nghiêng hỗn hợp không cơ

&c 3 me

GRR vá án can nnnn NTR BLED TRHình 2.6 Matcét mái nghiêng hỗn hợp không cơ

Hình 2 7 Chiều dài mái quy đổi mái nghiêng hỗn hợp không cơ.

“clđài mái quy đổi được tính theo công thức sau:Tu = mạ (h#R¿as) + (15H, -h).m;

= Chiều cao sóng leo tính toán xác định được: Hy=6.83m (Kế quad tính toán

chỉ tắt tình bày tại Bằng PLI-8 phí lục 1)

Lạ =(L5H + Rye ay với I,5Hs < dụ

- Chiều cao sóng leo tính toán xác định duge: Hạ = 7,61m (Kết quá tính toán.

chỉ iễt được trình bày tại Bảng PLI.9 phụ lục 1)

= Cao tình đỉnh dé: Zy = MNTT + Hạ = 37,6]0,61m

.6/ Mat cắt mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng

or se

LOTTE ROAR ALAR ORLA AD ATA ROR 10.

Hình 2, 10 Mặt cắt mii nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng

Hình 2 11 Chiều dầi mái để quy đổi mái nghiêng có cơ giảm sóng

- Chiều dai mái quy đổi được tính theo công thức sau

aus = (Rae tá, )m + B, +5 =d,}m,

~ Chiều dai inh toán của eo

Lg = Haim) + Boy + Hams

=H số chiết giảm do cơ để, được tinh theo công thức

~ Chiều cao tỉnh toán xác định được Hạ = 4.74 (Kết quả tin toán chỉ tiết được

trình bày tại Bảng PLI.10 phụ lục 1)

- Cao trình đình để: Z4 = MNTT + Hạ = 3447.74m,

Mãi cắt mái nghiêng hỗn hợp có

cơ giảm song

— —— Wedlessppbeseesindey

Hình 2 12 Phân tích hình học các phương án mặt cắt dé

$ 28MacclEAL—— &

2s 3 a5 ‘ “

"Độ ốc mái quy đổ mạ

“oa đã gan bệ Ham

Hình 2 13 Biểu đô quan hệ Hạ ~ mại

Matcétmwng Miteltnai - Mdreirmdi Mgxcrmgi Mgteirmdi Mgt cit mát

ang keto nghing oO nahing không nghờghồn | oghing hin nghiệnghỏn

mãi ghệNg —twomgdnh "co hợpKhôngcơ bp coc tip hop eo o am

Hình 2 14 Biểu đồ diện tích các phương án mat cắt dé

e Nhận xét

1) Theo kết quả tính toán chiều cao sóng leo với các phương án mặt cắt đê cómái nghiêng cho thấy có sự liên quan giữa chiều cao sóng leo với độ dốc mai, mái

cảng thoải (độ dốc mái m càng lớn) thì chiểu cao sóng leo Hy càng giảm

2) Hình dạng mái cũng ảnh hướng đến chiều cao sóng leo Mái hỗn hợp có cơgiảm sóng leo tốt hơn mái không có cơ Cao trình cơ so với mực nước tính toán ảnhhưởng đến khả năng giảm sóng leo lên mái; xét hai phương án mặt cắt win tương

đồng phương án 5 và phương ấn 6 cho thấy cơ đê phía biển bổ trí ở cao trình thích

hợp sẽ có hiệu quả cao vé mat giảm sóng leo, khi cơ đặt ngang mực nước tinh toán

k khi

hiệu quả giảm sóng leo tốt hơn phương án cơ đặt thấp hơn mực nước tl

sơ đặtở độ sâu h>1,SHs thi gần như không ảnh hưởng đến việc giảm sóng khi đổ cơ

để có tác dụng làm,phân áp chin mái tăng cường én định tổng thể cia công tinhvà chống trượt mai.

3) Ở cùng một cao trình, co dé cảng rộng hiệu quả giảm sóng leo càng lớn.

4) Từ biểu đồ Hình 2.14 cho thấy néu xéttrên một đơn vi chiều đài, để mặt cắt

tường đứng kết hợp mái nghiêng tốn nhiều vật liêu đấp đ nhất và để mặt cắt mái

nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng tố it vật liệu đấp đ nhất inh tế nhí,

5) Mái công inh càng thoải sóng phản xạ càng nhỏ.

6) Giá trị sóng leo tính toán cho các trường hợp mặt cắt là khá lớn so với thựctế Sở dĩ như vậy là do trong quá trình tinh toán tác giả đã gi thiết mái đê trơn,sóng vuông góc với đường bờ Nếu có xét đến các yếu tổ này chiều cao sóng leo ssili đi đáng kể, cao trình dinh đề cũng sẽ được ha thấp và phù hợp hơn với thực tế2.2.2 Khả năng chịu ti trọng sóng, giảm áp lực sóng cũa các dang mặt cấta Tính toán áp lực sóng và tổng áp lực sóng cho các dang mặt cắt

Áp lực sóng lên mái nghiêng được áp dụng theo sơ đồ Hình 2.15 Với mặt cắt

hỗn hợp mái nghiêng được quy đổi thành mái nghiêng tương đương và được tính

toán áp lực theo sơ đổ của mái nghiêng

Trị số áp lục sóng lớn nhất được xác định theo Phụ lục D tiêu chun kỹ thuật

thiết kế để bién (Ban hành kèm theo Quyết định số 1613/QD-BNN-KHCN, 2012)

Sơ đồ phân bổ áp lực như Hình 2.15 (với mái có độ đốc m=1,5+5)

Hình 2.15 Sơ đỗ phân bổ áp lực sóng lên mi ông tình

Tung độ Z¿ của điểm 2 (điểm đặt của áp lực sóng tính toán lớn nhất Py) đượcXác định theo công thức:

—j2eetgø+1]A +8)