Thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ - Chương 3 pptx

Trong khi Nhà nước chưa ban hành tiêu chuẩn phòng lũ cho các đối tượng cần bảo vệ, tiêu chuẩn phòng lũ ứng với mỗi cấp của công trình đê được quy định tạm thời trong bảng 3-2.. Độ gia ca

Nội thành

Hà Nội

TP trực thuộc TW 500ữ1.500

TP trực thuộc tỉnh 200ữ500

Thị xã, thị trấn 100ữ200 < 100

Lớn hơn hoặc bằng 10.000

Từ 5.000 đến dưới 10.000

Từ 3.000 đến dưới 5.000

Nhỏ hơn 3.000

2 Hai đoạn đê sông khác cấp nối liền nhau chỉ được chênh nhau một cấp

3 Căn cứ tầm quan trọng về dân sinh, kinh tế, chính trị - xã hội của vùng được đê bảo vệ; độ ngập nước sâu, mức độ thiệt hại, sự ảnh hưởng đến môi trường sinh thái khi đê bị vỡ

để xét nâng cấp hoặc hạ cấp của đê sau khi áp dụng bảng 3-1 Việc nâng cấp hoặc hạ cấp của đê so với quy định trong bảng 3-1 cần trình cơ quan có thẩm quyền phê duyệt

4 Cấp của công trình thủy công, công trình dân dụng, quốc phòng giao cắt qua đê không được thấp thua cấp của tuyến đê đó, hơn thế nữa, còn cần có một độ dư an toàn thích

đáng

II- Tiêu chuẩn phòng lũ của công trình đê:

Đê được xây dựng để bảo vệ sự an toàn phòng lũ của đối tượng cần bảo vệ, bản thân đê không có yêu cầu phòng lũ riêng Trong khi Nhà nước chưa ban hành tiêu chuẩn phòng lũ cho các đối tượng cần bảo vệ, tiêu chuẩn phòng lũ ứng với mỗi cấp của công trình đê được quy định tạm thời trong bảng 3-2

Bảng 3-2: Tiêu chuẩn phòng lũ - cấp của công trình đê

Cấp của công trình đê Cấp đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV

Tiêu chuẩn phòng lũ [thời kỳ

xuất hiện lại (năm)] ≥ 250 100 ữ 150 50 ữ 100 25 ữ 50 15 ữ 25

III- Độ gia cao an toàn và hệ số an toàn ổn định của đê:

1 Độ gia cao an toàn của đê:

Được quy định tương ứng với cấp của công trình đê trong bảng 3-3 (các trị số nêu trong bảng này không bao gồm gia cao phòng lún thi công, chiều cao sóng leo và chiều cao nước dềnh, độ cao dự phòng do lòng sông bị bồi) Độ gia cao an toàn của đoạn đê có điều kiện đặc biệt cần có độ gia cao lớn hơn mức bình thường, thông qua việc luận chứng, có thề tăng lên thích đáng nhưng không được lớn hơn 1,50 m

Bảng 3-3: Độ gia cao an toàn của công trình đê không cho phép sóng vượt hoặc nước tràn qua

Cấp của công trình đê Cấp đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV

Độ gia cao an toàn (m) 1,00 0,80 0,70 0,60 0,50

2 Gradien thấm cho phép của đê:

a) Gradien thám cho phép của đất nền [J] dn : Được quy định ở bảng 3-4

Bảng 3-4: Gradien thấm cho phép của đất nền

Cấp đê Loại đất

Cấp đặc biệt và cấp I

Cấp II và cấp III Cấp IV Ghi chú

Cấp đặc biệt và cấp I

Cấp II và cấp III Cấp IV Ghi chú Sét và bê tông sét 1,00 1,20 1,30

và QP thiết kế đê Trung Quốc 1998

c) Gradien thấm cho phép của tường tâm, tường nghiêng, sân phủ thượng lưu bằng

đất có tính dính quy định như sau :

- Bằng đất á sét [J] = 4,00

- Bằng đất sét [J] = 6,00

3 Hệ số an toàn ổn định chống trượt của đê đất:

Hệ số an toàn ổn định chống trượt của đê đất cần lấy bằng hoặc lớn hơn trị số trong bảng 3-6, nhưng không được vượt quá 15%

Bảng 3-6: Hệ số an toàn ổn định chống trượt của đê đất

Cấp của công trình đê sông Cấp đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV

Điều kiện sử dụng bình

Cấp công trình đê biển Cấp đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV

Điều kiện sử dụng bình

4 Hệ số an toàn ổn định chống trượt của tường phòng lũ:

Hệ số an toàn ổn định chống trượt của tường phòng lũ không được nhỏ hơn quy định ở bảng 3-7

Bảng 3-7: Hệ số an toàn ổn định chống trượt của tường phòng lũ

Cấp của công trình

đê sông

Đặc biệt

Cấp

IV

Đặc biệt

Cấp

IV

Đặc biệt

5 Hệ số an toàn ổn định chống lật của tường phòng lũ:

Hệ số an toàn ổn định chống lật của tường phòng lũ không được nhỏ hơn quy định ở bảng 3-8

Bảng 3-8: Hệ số an toàn ổn định chống lật của tường phòng lũ

Cấp của công trình đê sông Cấp đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV

Điều kiện sử dụng bình

♣3-2 Tài liệu cơ bản dùng để thiết kế đê

Tài liệu cơ bản dùng cho thiết kế đê quy định như sau

a) Tài liệu địa hình về quá trình diễn biến lòng sông, bờ, bãi

b) Tài liệu thống kê nhiều năm về mực nước, lưu lượng, bùn cát

c) Đường quá trình mực nước, đường quá trình lưu lượng của các năm điển hình và của

lũ thiết kế

d) Tài liệu về quá trình thay đổi hướng chảy dòng chủ lưu mùa lũ và mùa kiệt

e) Tài liệu thống kê nhiều năm về bùn cát

g) Tài liệu về thủy triều và sóng (đối với đê cửa sông, đê biển)

II- Kinh tế - xã hội:

1 Tài liệu khái quát về kinh tế - x∙ hội của vùng được bảo vệ:

a) Tổng diện tích được đê bảo vệ; diện tích đất canh tác; số thành phố, thị xã, thị trấn

b) Tổng nhân khẩu sống trong vùng đê bảo vệ

c) Khái quát về kinh tế của vùng được đê bảo vệ : Giá trị sản lượng nông nghiệp, công

nghiệp; số lượng và quy mô các nhà máy, xí nghiệp, hầm mỏ; hệ thống giao thông (đường

bộ, đường sắt, hàng không, cảng); nguồn năng lượng, thông tin liên lạc v.v

2 Tình hình môi trường sinh thái của vùng được đê bảo vệ

3 Tình hình thiên tai đ∙ từng xảy ra trong khu vực

4 Tình hình dân sinh, kinh tế trong phạm vi bảo vệ đê:

a) Nhà cửa của dân và các công trình công cộng

b) Số hộ, nhân khẩu

c) Cây cối, lúa, hoa màu

III- Địa hình công trình:

1 Tài liệu đo đạc địa hình trong các giai đoạn thiết kế khác nhau của công trình đê cần

phù hợp với quy định trong bảng 3-9:

Bảng 3-9: Yêu cầu đo vẽ của các giai đoạn thiết kế công trình đê

Từ đường tim đê trải rộng sang hai phía, mỗi phía 100 - 300m

Chiếu ngang 1/10.000 ~

1/50.000

-

Khi chiều dài tuyến đê vượt quá

100km, tỷ lệ chiều ngang có thể dùng 1:50.000 hoặc 1:100.000

Cứ cách 50-200m một mặt cắt, chiều rộng đo

từ tim đê sang hai phía, mỗi phía 50 - 100m

ở đoạn đê cong, khoảng cách các mặt cắt nên rút ngắn

2 Đối với đê xây dựng mới, ngoài các bản vẽ mặt cắt ngang còn cần có bản vẽ cắt dọc tuyến tim đê; công trình đê cũ, khi thiết kế tôn cao, áp trúc, đắp cơ cần đồng thời có bản vẽ cắt dọc đỉnh đê, tuyến chân đê phía trong và phía ngoài, mặt cắt ngang đê phải đo vẽ tối thiểu đến hết phạm vi bảo vệ đê cả phía sông và phía đồng, nơi có ao, hồ ven đê, phạm vi

đo vẽ không được nhỏ hơn 100m - 200m

IV- Địa chất công trình:

1 Đối với việc thiết kế mới công trình đê cấp 3 trở lên, các tài liệu về địa chất công trình cần phù hợp với quy định :

a) Mặt cắt dọc địa chất nền đê : Một mặt cắt giữa tim đê, một mặt cắt dọc chân đê phía sông, một mặt cắt dọc chân đê phía đồng

b) Mặt cắt ngang địa chất nền đê : Trong giai đoạn lập dự án, bình quân cứ 200m lập một mặt cắt ngang địa chất; trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật bình quân cứ 100m lập một mặt cắt ngang Nếu điều kiện địa chất nền phức tạp có thể bổ sung thích đáng sau khi đã thăm dò bằng phương pháp địa vật lý hoặc xuyên tĩnh

Khi xác định vị trí khảo sát mặt cắt ngang cần kết hợp với các hố khoan của mặt cắt dọc để giảm thiểu khối lượng khoan khảo sát

c) Độ sâu hố khoan : Từ 10 - 15m kể từ mặt đất tự nhiên Độ sâu nói trên có thể thay

đổi tùy theo đặc điểm địa chất nền khu vực và yêu cầu về tính toán ổn định thấm, ổn định chống trượt hoặc tính lún được thể hiện trong Đề cương được duyệt

d) Số lượng mẫu và chỉ tiêu cơ lý cần thí nghiệm, thực hiện theo quy trình hiện hành

về khảo sát địa chất nền của loại đập đất có chiều cao ≤ 10m

e) Các tài liệu về hình trụ hố khoan, các bản vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ, lý, báo cáo thuyết minh địa chất công trình và địa chất thủy văn thực hiện theo Quy phạm hiện hành về khảo sát địa chất công trình thủy lợi

g) Tài liệu khảo sát địa chất bãi vật liệu khai thác đất đắp đê, thực hiện theo quy định hiện hành đối với việc khảo sát bãi vật liệu phục vụ xây dựng công trình thủy lợi

Đối với công trình đê dưới cấp 3, tài liệu địa chất công trình và bãi vật liệu đắp đê có thể đơn giản hoá thích đáng Khi có điều kiện, cũng có thể dùng các tài liệu tương quan của công trình ở vùng lân cận

2 Việc thiết kế gia cố, tôn cao, áp trúc, mở rộng mặt đê, đắp cơ, đắp tầng phản áp chống mạch đùn, mạch sủi cần tận dụng các tài liệu địa chất công trình trong quá trình xây dựng, tu bổ đê điều trước đây, kể cả tài liệu điều tra khi đê vỡ, vật liệu hàn khẩu, tài liệu khảo sát xây dựng cống, trạm bơm hoặc các công trình khác xây dựng trong phạm vi bảo vệ

đê Đối chiếu với yêu cầu thiết kế về tính toán ổn định thấm, ổn định chống trượt, tính lún;

chất lượng, khối lượng đất có thể khai thác được để đắp đê, nếu tài liệu đã có còn thiếu hoặc chưa đủ độ tin cậy thì phải khảo sát bổ sung theo các quy định tương ứng ở trên

3 Tài liệu địa chất và phương pháp khảo sát phục vụ thiết kế khoan phụt vữa gia cố

đê: thực hiện theo Quy trình khoan phụt vữa gia cố đê 14TCN-1-85

♣3-3 Tuyến và hình thức kết cấu

I- Tuyến đê:

1 Các căn cứ lựa chọn tuyến đê:

Việc thiết kế phương án chọn tuyến đê xây dựng mới hoặc cải tạo tuyến đê cũ cần căn

cứ vào các yêú tố : Quy hoạch phòng lũ, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của vùng cần

được bảo vệ, điều kiện địa hình, địa chất, xu hướng biến đổi của tuyến sông, các công trình hiện có cần phải di dời và công trình dự kiến xây dựng trong tương lai, diện tích đất cần phải thu hồi để xây dựng hoặc cải tạo tuyến đê, việc bảo vệ các di tích lịch sử - văn hoá, sự phân định ranh giới hành chính v.v , trên nguyên tắc sử dụng tổng hợp thông qua so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án để lựa chọn

b) Tuyến đê cần trơn tru, các đoạn đê cần nối với nhau thành đường trơn không được

để gẫy khúc uốn cong gấp

c) Cần tận dụng tuyến đê sẵn có và địa hình thuận lợi, đắp đê trên bãi sông tương đối

ổn định, có điều kiện địa chất tương đối tốt, nên chừa lại bãi sông đủ rộng, hết sức tránh vùng nền đất mềm yếu hoặc nền đất thấm nước mạnh, vùng đất ngập nước sâu, lòng sông

cổ, vùng có hố xói do vỡ đê tạo thành

d) Tuyến đê cần bố trí sao cho chiếm ít đất canh tác, di dời ít nhà cửa và công trình, tránh các di tích lịch sử, văn hoá, thuận lợi cho việc hộ đê phòng lũ và quản lý công trình e) Việc bố trí tuyến đê cửa sông giáp biển phải chú ý thích đáng yêu cầu thoát lũ nhanh, đồng thời tránh được sự tác động chính diện của hướng gió, bão thịnh hành và sóng;

Đối với đê cửa sông ở nơi sông nhánh chảy vào sông chính hoặc sông chính chảy vào sông nhánh cần bố trí tuyến đê cong trơn, xuôi thuận để giữ cho cửa sông được ổn định lâu dài,

đồng thời không để cho dòng chảy uy hiếp an toàn đoạn đê phía hạ lưu cửa sông

3 Khoảng cách giữa 2 tuyến đê sông:

a) Việc tính toán khoảng cách giữa 2 tuyến đê của một đoạn sông khi xây dựng tuyến

đê mới cần căn cứ vào quy hoạch phòng lũ của lưu vực để phân đoạn sông mà xác định,

đồng thời cần xem xét, phân tích toàn diện thượng, hạ lưu, bờ phải, bờ trái

b) Khoảng cách giữa 2 tuyến đê sông còn cần căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất lòng sông, bờ sông, đặc điểm về thủy triều (nếu có), bùn cát, quy luật, bồi xói và diễn biến lòng sông, các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật ứng với các khoảng cách đê khác nhau, thông qua việc phân tích các yếu tố tự nhiên, xã hội có liên quan mà xác định

c) Khi xác định khoảng cách 2 tuyến đê sông, tùy theo mức độ hạn chế của dãy số liệu thủy văn hiện có, ảnh hưởng của sự chậm lũ, tác dụng bồi lắng lâu dài ở vùng bãi sông hoặc xói lòng sông, quy hoạch xây dựng các cầu qua sông hoặc yêu cầu về bảo vệ môi trường sinh thái mà dự phòng thêm một khoảng dư cần thiết

d) Đối với đoạn sông bị thắt hẹp cục bộ do ảnh hưởng của mỏm núi, mỏm bãi sông có

điều kiện địa chất rắn chắc hoặc của các công trình, nhà cửa, vật kiến trúc khác, năng lực thoát lũ kém rõ rệt so với đoạn sông ở thượng, hạ lưu thì cần có biện pháp mở rộng khoảng cách đê hoặc dỡ bỏ chướng ngại vật, di dời nhà cửa và tổ chức tái định cư cho nhân dân ra khỏi vùng cản lũ

II Chọn loại hình kết cấu đê:

1 Việc lựa chọn loại hình kết cấu của đê cần thông qua phân tích, so sánh kinh tế, kỹ thuật, dựa trên nguyên tắc: phù hợp với tình hình thực tế, sử dụng vật liệu địa phương, đồng thời căn cứ vào vị trí, tầm quan trọng của đoạn đê, đặc điểm địa chất nền đê, vật liệu xây dựng đê, đặc điểm dòng chảy, điều kiện thi công, giá thành công trình, yêu cầu sử dụng, quản lý và cứu hộ đê, môi trường cảnh quan v.v

2 Tùy theo yêu cầu kỹ thuật và khả năng về vật liệu làm đê, có thể lựa chọn các loại kết cấu : đê đất, tường phòng lũ bằng bê tông cốt thép, tường phòng sóng bằng đá xây hoặc

đê có kết cấu vật liệu hỗn hợp tùy theo từng đoạn, từng bộ phận của đê

3 Hình thức kết cấu mặt cắt đê, có thể chọn đê kiểu mái dốc, đê kiểu tường thẳng

đứng hoặc kiểu phức hợp thẳng đứng và mái dốc

4 Theo hình thức thiết kế bộ phận phòng thấm, có thể chọn đê đất đồng chất, đê đất có tường tâm hoặc tường nghiêng chống thấm

5 Các đoạn đê trên cùng một tuyến, có điều kiện khác biệt nhau, có thể chọn dùng các loại hình đê khác nhau ở chỗ thay đổi loại hình kết cấu mặt cắt đê, cần xử lý tốt chỗ nối tiếp và nên làm đoạn chuyển tiếp

♣3-4 Thiết kế mặt cắt đê

I Quy định chung:

1 Kết cấu thân đê cần đáp ứng tiêu chuẩn ổn định chống trượt và ổn định thấm, không

bị biến dạng, tận dụng được vật liệu tại chỗ, dễ thi công, giá thành hạ, đồng thời tạo được thuận lợi trong quản lý và cứu hộ đê

2 Thiết kế thân đê đất bao gồm việc xác định mặt cắt thân đê, tiêu chuẩn đắp đất, cao trình đỉnh đê, kết cấu đỉnh đê, mái đê và cơ đê, bảo vệ mái và tiêu nước mái dốc, biện pháp chống chấm, tiêu nước thân đê và nền đê

Việc thiết kế tường phòng lũ bao gồm các nội dung : xác định hình thức kết cấu thân tường, kích thước đường viền móng, cao trình đỉnh tường và các giải pháp phòng thấm, tiêu nước

3 Dựa vào điều kiện địa hình, địa chất nền, chiều cao thân đê để chia tuyến đê thành các đoạn có các điều kiện tương tự Mỗi đoạn có các điều kiện tương tự xác định một mặt cắt thiết kế đại diện Kết cấu, kích thước của các bộ phận thân đê được xác định sau khi tính toán ổn định và so sánh kinh tế - kỹ thuật

4 Những vùng có đặc điểm địa hình, địa chất đặc biệt khác với mặt cắt đại diện, cần lựa chọn giải pháp thiết kế phù hợp cả về hình dạng mặt cắt, vật liệu đắp đê và phương pháp thi công để bảo đảm an toàn

II Cao trình đỉnh đê:

1 Cao trình đỉnh đê được xác định theo các công thức :

CTĐĐ = MNBT + Δh + Hsl + a CTĐĐ = MNTK + Δh' + H'sl + a'

- a và a' là độ gia cao an toàn của đê

- Δh và Δh' là chiều cao nước dềnh do gió gây nên, tính bằng m, hay chiều cao nước dâng đối với đê biển

- Hsl và H'sl là chiều cao sóng leo, tính bằng m

Trị số Δh' và H'sl được tính với vận tốc gió bình quân lớn nhất nhiều năm không kể hướng V10max (m/s), tính ở độ cao cách mặt đất bình quân khu vực 10m

Trị số Δh và Hsl được tính với vận tốc gió lớn nhất ứng với tần suất thiết kế p, phụ thuộc cấp của công trình đê như sau:

+ Cấp đặc biệt : p = 1%

+ Cấp I và cấp II : p = 2%

+ Cấp III và cấp IV : p = 4%

Trị số của Δh, Δh', Hsl, H'sl được xác định theo quy phạm hiện hành hoặc xem chương 2

2 Khi đê có xây tường chắn sóng, cao trình đỉnh tường được tính toán như cao trình

đỉnh đê đất ở Mục 1 Cao trình mặt đê đất ở phía sau lưng tường nhất thiết phải cao hơn cao trình mực nước tĩnh thiết kế 0,50m trở lên

3 Đê đất cần phải dự trữ độ lún Tùy theo điều kiện địa chất nền đê, chất đất thân đê

và độ chặt đắp đất, có thể lấy độ lún dự phòng khi thi công đê bằng 3% đến 8% chiều cao thân đê là thích hợp Khi gặp một trong những trường hợp sau, độ lún cần tính toán theo quy định ở mục 3-7

Bảng 3-10: Chiều rộng đỉnh đê (m)

Cấp đê Đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV

2 Khi kết hợp sử dụng đỉnh đê làm đường giao thông công cộng, cần bố trí mặt bằng

đỉnh đê, các đoạn chuyển tiếp giữa đê với các tuyến bên ngoài, kết cấu mặt đường, gia cố nền đê, thân đê v.v phù hợp với các tiêu chuẩn thiết kế đường hiện hành, đồng thời phải

có biển quy định rõ tải trọng giới hạn của xe cơ giới được phép đi trên đê để không gây mất

ổn định cho đê, cống dưới đê hoặc biến dạng vượt quy định cho phép

3 Căn cứ phương án hộ đê, quy trình duy tu bảo dưỡng định kỳ để bố trí nối kết đỉnh

đê với cơ đê, với các tuyến đường giao thông trong khu vực, đường đi đến các bãi vật liệu

dự phòng, đồng thời cần bố trí chỗ quay xe, đường tránh cho các phương tiện vận chuyển tránh nhau, quay đầu xe thuận lợi, an toàn

4 Trong điều kiện bình thường, khi đê không kết hợp sử dụng giao thông cơ giới thường xuyên, đỉnh đê cần làm dốc để thoát nước mặt

- Những đê có bề rộng đỉnh ≤ 3,5m nên làm dốc thoát nước về phía mái hạ lưu

độ dốc mái đê phù hợp với quy định về hệ số an toàn ổn định chống trượt ở bảng 3-6

Trong điều kiện bình thường, mái của đê đất cấp đặc biệt không nên dốc hơn 1/4; của

đê cấp I, II, III không dốc hơn 1/3

2 Cơ đê:

a) Mái đê phía đồng của những tuyến đê có chiều cao trên 6m nên bố trí cơ để tăng hệ

số an toàn ổn định chống trượt và khống chế không cho điểm ra của đường bão hòa thoát ra mái đê, thi công thuận lợi và kết hợp làm đường hộ đê Bề rộng cơ không nên lấy nhỏ hơn 3m Cao trình đỉnh cơ thường thấp dưới đỉnh đê 2 - 3m

Những nơi không sử dụng cơ đê làm đường giao thông có thể kết hợp sử dụng làm nơi

dự trữ vật liệu hộ đê

b) Cơ trên mái phía sông chỉ bố trí trong trường hợp thật cần thiết : Đê ở vùng cửa sông có mặt nước rộng, sóng lớn có thể làm thềm triệt tiêu sóng trên mái Chiều rộng thềm lấy bằng 1 - 2 lần chiều cao sóng nhưng không nhỏ hơn 3m Cao trình mặt thềm có thể lấy bằng hoặc thấp hơn mực nước lớn nhất thiết kế Những đê bảo vệ các vùng quan trọng, cao trình và kích thước thềm triệt tiêu sóng cần xác định bằng thí nghiệm mô hình

V- Bảo vệ mái đê và tiêu nước mái dốc:

1 Thiết kế bảo vệ mái và lớp đệm, lọc dưới mái cần phù hợp với tiêu chuẩn ngành 14TCN84-91 “Quy trình thiết kế công trình bảo vệ bờ”, Quy phạm QPTL-C5-75 “Quy

phạm thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy công” và các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành khác Tính toán ổn định kè lát mái trực tiếp bảo vệ mái đê có thể tham khảo tiết 4-7

- Giải pháp bảo vệ mái phía sông tùy thuộc vào tác động của sóng do gió, do phương tiện vận tải thủy gây ra, vận tốc dòng chảy ven chân dê trong mùa lũ để lựa chọn giải pháp bảo vệ bằng bê tông tấm liên kết mềm, đá xây, đá lát, đá đổ Những đoạn đê sông có hàng cây chống sóng, nơi có mái phía sông có chiều cao không lớn, không thường xuyên bị ngập nước hoặc những nơi có bãi rộng, cao trình mặt bãi cao làm giảm đáng kể tác động của sóng chỉ cần bảo vệ bằng thảm cỏ

- Mái phía đồng thường chỉ bị xói mòn do mưa, nên chỉ cần bảo vệ bằng thảm cỏ

2 Dưới lớp bảo vệ cứng, cần thiết phải bố trí tầng lọc kết hợp lớp chuyển tiếp ở chân

đê, chân cơ cần bố trí chân khay với chiều sâu không nhỏ hơn 50cm Vùng tiếp giáp giữa lớp bảo vệ với đỉnh đê cần xây bó mép chắc chắn với bề rộng từ 0,1 - 1m Mái bảo vệ bằng

đá xây cần phân đoạn; bề mặt bố trí lỗ thoát nước; vị trí tiếp giáp 2 đoạn cần bố trí khớp biến dạng

3 Tiêu nước mặt Khi đê có chiều cao trên 6m, nên bố trí rãnh tiêu nước dọc theo mép trong của cơ đê, chân mái đê để hứng nước từ đỉnh và mái trên đổ xuống Từ rãnh dọc này, với khoảng cách từ 50 - 100m bố trí các rãnh ngang dẫn nước xuống chân mái dưới Rãnh tiêu nước có thể làm bằng bê tông đúc sẵn, đá xây, gạch xây hoặc rãnh đất đầm nện kỹ sau

đó ghép bằng các vầng cỏ khép kín Kích thước rãnh nên tham khảo các công trình đã xây dựng để quyết định

Khi mái đã được bảo vệ bằng vật liệu cứng, hoặc mái cỏ có thể tồn tại quanh năm (không bị chết vào mùa khô hanh) thì việc làm rãnh tiêu nước mặt cần được cân nhắc để loại bỏ

VI- Bộ phận chống thấm và tiêu nước cho đê và nền đê:

1 Để bảo đảm điều kiện ổn định thấm cho đê và nền đê, ngoài biện pháp thiết kế kết cấu mặt cắt hợp lý còn cần phải kết hợp các biện pháp chống thấm thích hợp Phần lớn đê sông có chiều cao thấp (Hđê < 10m) nên thường áp dụng các biện pháp chống thấm sau : a) Tường tâm : Tường này thường bố trí dưới đỉnh đê, cắm vào lớp đất nền có tính thấm yếu

b) Tường tâm + sân trước hoặc tường nghiêng + sân trước

Khi nền đê có điều kiện địa chất phức tạp, có thể phải áp dụng các giải pháp khác mới

đạt hiệu quả, cần thông qua luận chứng kinh tế - kỹ thuật quyết định

Vật liệu làm tường tâm, tường nghiêng sân phủ phải có hệ số thấm nhỏ hơn hệ số thấm của nền đê, thân đê ít nhất 100 lần và không được lớn hơn 1x10-4cm/s

Kết cấu chống thấm cần bảo đảm đủ kích thước để thoả mãn yêu cầu ổn định thấm,

đặc biệt lưu ý điều kiện thấm tiếp xúc và tại các vị trí ra của dòng thấm Đỉnh của kết cấu chống thấm cần cao hơn mực nước thiết kế 0,5m

Trong trường hợp cần thiết, mặt sau của kết cấu chống thấm cần bố trí tầng chuyển tiếp để tránh vật liệu không thấm trôi vào khối đất đắp

2 Tiêu nước cho thân đê và nền đê chủ yếu dùng hình thức lọc ốp mái Khi thật cần thiết có thể áp dụng hình thức tiêu nước trong thân (lớp liên tục hoặc giải tiêu nưóc, hoặc kết hợp tiêu đứng và ngang trong thân đê v.v )

Khi dưới nền có hiện tượng thấm có áp, có thể dùng giếng giảm áp để tiêu thoát tránh bục nền Ngoài ra khi nền yếu, tính thoát nước kém, có thể áp dụng giải pháp bấc thấm

đứng, kết hợp với lớp tiêu liên tục trên mặt nền để tăng khả năng cố kết sớm của nền

3 Khi dùng vải địa kỹ thuật, bấc thấm làm vật liệu tiêu nước, lọc cần đảm bảo các yêu cầu về cường độ, độ bền, tuổi thọ, tính thấm nước thích hợp, cần có biện pháp bảo vệ vải thích đáng để chống lão hoá

VII- Tường chắn sóng:

1 Tường chắn sóng thường áp dụng mang lại hiệu quả kinh tế- kỹ thuật khi tuyến đê

đi qua khu vực có mặt bằng chật hẹp, hạn chế mở rộng mặt cắt hoặc vùng vật liệu đắp hiếm, thi công không thuận lợi

Chiều cao tường (tính từ đỉnh đê đất đến đỉnh tường) thường nhỏ hơn hoặc bằng 1,20m Chiều sâu chôn móng không nhỏ hơn 0,30m Kết cấu tường có thể là bê tông cốt thép, bê tông, đá xây, gạch xây

2 Tường chắn sóng cần có kết cấu hợp lý, đảm bảo an toàn về trượt, lật và đường viền thấm Phần mái phía sông tiếp giáp tường cần cấu tạo bằng đá xây hoặc bê tông bảo vệ chống xói chân tường

3 Tường chắn sóng cần bố trí khe biến dạng Khoảng cách giữa 2 khe biến dáng nên lấy từ 15 - 20m cho tường bê tông cốt thép và 10 - 15m cho các loại xây khác Những vị trí

có điều kiện địa hình, địa chất thay đổi nên bố trí thêm khe biến dạng để tránh hư hỏng

VIII- Vật liệu đắp đê và tiêu chuẩn đắp đê đất:

1 Các loại vật liệu như : đất, cát, sỏi cần đạt yêu cầu chất lượng, cấp phối quy định tại các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành Những đê đất thi công theo phương pháp đầm nén cần tuân thủ các quy định trong QPVN 11-77 “Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén” Cát, sỏi làm lọc, làm tầng đệm chuyển tiếp phải có cấp phối thoả mãn QPTL-C5-75 “Quy phạm thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy công”

2 Khi buộc phải sử dụng những loại đất không thuận lợi để đắp đê như đất có hàm lượng sét cao lại bão hòa nước, đất cát hạt mịn, đất có tính trương nở và kém ổn định trong nước, cần có biện pháp xử lý tương ứng thông qua thí nghiệm trong phòng và thực nghiệm

ở hiện trường

3 Độ chặt của đất đắp thân đê bằng đất có tính dính theo phương pháp đầm nén, cần thoả mãn các tiêu chuẩn sau :

a) Với đất có tính dính, không có thành phần hạt dăm sỏi (đường kính hạt d > 4,75 mm):

- Đê cấp đặc biệt, đê cấp I: không được nhỏ hơn 0,94 theo đầm Proctor tiêu chuẩn

- Đê cấp III có chiều cao dưới 6m và đê dưới cấp III không được nhỏ hơn 0,90 theo

đầm Proctor tiêu chuẩn

b) Với đất có tính dính, có lẫn thành phần hạt dăm sỏi cũng áp dụng tiêu chuẩn độ chặt nêu trên, nhưng xác định theo kết quả đầm Proctor cải tiến

4 Khi thân đê đắp bằng đất không có tính dính, chất lượng đắp thân đê cần xác định theo độ chặt tương đối :

- Đê cấp I, cấp II và đê cấp III có chiều cao trên 6m, độ chặt tương đối không được nhỏ hơn 0,65

- Đê cấp III có chiều cao dưới 6m và đê dưới cấp III, độ chặt tương đối không được nhỏ hơn 0,60

5 Độ chặt thiết kế của thân đê đắp bằng các loại đất không thuận lợi nói ở điểm 2

được quyết định cho từng trường hợp cụ thể trên cơ sở luận chứng kinh tế kỹ thuật

♣3-5 Tính toán thấm

I- Dòng thấm và tính toán ổn định thấm:

1 Yêu cầu của việc tính toán dòng thấm và ổn định thấm của đê: Tìm được các yếu tố thủy lực trong trường thấm gồm : cột nước áp lực, gradien, lưu lượng thấm , tiến hành phân tích ổn định thấm và chọn phương án thiết kế phòng thấm, tiêu nước thấm hợp lý a) Cần kiểm tra vị trí đường bão hòa trong thời gian duy trì lũ thiết kế xem đường bão hòa có xuất hiện ở mái đê phía đồng hay không Khi có dòng thấm chảy ra ở mái đê cần tính gradien tại điểm ra của đường bão hòa, của đoạn nước rỉ ra và mặt nền đê phía đồng b) Khi hệ số thấm của thân đê, của đất nền đê có K ≥ 10-3cm/s, cần tính toán lưu lượng thấm, đánh giá ảnh hưởng của lưu lượng thấm đối với an toàn đê

c) Cần tính toán mặt nước tự do trong thân đê phía giáp nước khi lũ rút nhanh

2 Các trường hợp tính toán:

a) Phía sông là mức nước thiết kế, phía đồng là mức nước tương ứng

b) Phía sông là mức nước lũ thiết kế, phía đồng là mức nước thấp hoặc không có nước c) Phía sông là mức lũ lớn nhất, phía đồng là mức nước thấp hoặc không có nước d) Trường hợp bất lợi nhất đối với sự ổn định mái đê phía sông khi nước lũ rút nhanh

3 Tính toán dòng thấm, đối với trường hợp nền đê tương đối phức tạp có thể đơn giản hoá thích đáng, đồng thời tiến hành theo những quy định sau:

a) Trường hợp các lớp đất mỏng kề nhau mà hệ số thấm chênh lệch trong phạm vi 5 lần, có thể coi như một lớp, lấy hệ số thấm bình quân gia quyền để làm căn cứ tính toán b) Trường hợp nền đê có hai lớp, nếu lớp đất nằm dưới có hệ số thấm nhỏ hơn hệ số thấm của lớp trên 100 lần trở lên, có thể xem lớp đất nằm dưới là lớp không thấm nước; nếu lớp mặt là lớp thấm nước yếu thì có thể tính toán theo nền hai lớp

c) Khi hệ số thấm của lớp đất nền tiếp giáp liền với đáy đê lớn hơn hệ số thấm của thân

đê 100 lần trở lên, có thể coi thân đê là không thấm nước, chỉ tính toán thấm theo dòng chảy có áp đối với nền đê, vị trí đường bão hòa của thân đê có thể xác định theo cột nước

II- Tính toán thấm của đê đất đồng chất trên nền không thấm nước:

1 Khi mái hạ lưu không có thiết bị tiêu nước hoặc có tiêu nước kiểu áp mái:

Công thức tính toán như sau: (hình 3-1)

)hmL(2

hHk

q

0 2 1

2 0

2 1

ư

++

ư

=

2 2

2 2 2

0

2 2

2 0

)5,0m(2

HmH

h

H1

5,0m

Hhk

q

(3-2)

1 1

1 H1m2

mL

h0 - độ cao của điểm thoát nước hạ lưu (m);

m1 - hệ số mái dốc thượng lưu;

m2 - hệ số mái dốc hạ lưu;

Hình 3-1: Tính toán đê đất không có thiết bị tiêu nước

Giải hệ phương trình (3-1), (3-2) là có thể tìm được h0 và q/k Khi giải phương trình, có thể dùng một nhóm trị số h0 lần lượt thay vào hai phương trình trên, vẽ được hai đường quan hệ q/k và h0, giao điểm của hai đường này là nghiệm của hai phương trình

Công thức tính toán đường bão hòa như sau:

xk

q2h

2 Khi hạ lưu có thiết bị tiêu nước kiểu đệm, công thức tính toán như sau: (hình 3-2)

1

2 1

2 1

0 L H L

1

2 1

2 1

0 L H Lh

1

Công thức tính toán đường bão hòa như sau:

xh2h

Hình 3-2: Tính toán đê đất, có tiêu nước kiểu đệm

3 Trường hợp có khối lăng trụ tiêu nước, công thức tính toán như sau: (hình 3-3)

1

2 2 1

2 1 2

0 H (cL ) (H H ) cL

1

2 0

2 1

L2

hHk

q2h

Hình 3-3: Tính toán đê đất, có khối lăng trụ tiêu nước

III- Tính toán thấm của đê đất đồng chất trên nền thấm nước:

1 Tính toán lưu lượng thấm: (hình 3-4)

Phương pháp tính toán lưu lượng thấm của đê đất đồng chất trên nền thấm nước, là tính toán riêng lưu lượng thấm của thân đê và của nền đê, tổng lưu lượng thấm trên đơn vị chiều rộng q là tổng của hai lưu lượng ấy:

T88,0HmL

T)HH(kqq

1 1

2 1 0

ư+

2 Tính toán đường b∙o hòa:

Đê đất đồng chất trên nền thấm nước, do ảnh hưởng của sự thấm nước của nền, đường bão hòa trong thân đê hạ thấp Nếu tính toán đường bão hòa theo nền không thấm nước, thì thiên về an toàn Khi tính toán đường bão hòa có các công thức sau đây để xét một cách gần đúng tới ảnh hưởng của sự thấm nước của nền Khi tính toán, trước hết cần tính toán chiều sâu nước đặc trưng, căn cứ vào các hình thức tiêu nước khác nhau mà chia thành các trường hợp sau đây:

a) Khi mái hạ lưu có thiết bị tiêu nước áp mái hoặc không có thiết bị tiêu nước:

Tính toán theo các công thức sau đây:

* Khi k > k0 (k là hệ số thấm của thân đê, k0 là hệ số thấm của nền):

ư+

ư+

++

Tk

)5,0m(2

Hm)Hh)(

5,0m(

H)5,0m(1

0

2

2 2 2

0 2

2 2

++

T44,0hm

TkH

5,0)Hh)(

5,0m(

H)5,0m(1

m

k

q

0 2

0 2

2 0 2

2 2

2

(3-15)

b) Khi có thiết bị tiêu nước kiểu đệm (H 2 = 0), tính toán theo công thức sau:

44,0

kk

qh

0 0