Đồ án tốt nghiệp thiết kế đê chắn sóng

Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -1- Đồ án tốt nghiệp 2008 MỤC LỤC Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B CHƯƠNG I 11 GIỚI THIỆU CHUNG .11 I.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu : .11 I.2 Xác định vấn đề 12 I.2.1 Sạt lở bờ biển xã Hải Dương : 13 I.2.2 Khu vực Thuận An – Hòa Duân .13 I.3 Mục tiêu đồ án 14 I.4 Phạm vi đồ án .14 I.5 Phương pháp thực .14 CHƯƠNG II 16 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 16 II.1 Điều kiện địa lý, địa hình 16 II.1.1 Vị trí địa lí: .16 II.2.2 Đặc điểm địa hình 17 II.2 Điều kiện khí hậu .19 II.2.1 Gió 19 II.2.2 Bão 20 II.2.3 Mưa 21 II.3 Điều kiện thủy, hải văn 21 II.3.1 Thủy triều: 21 II.3.2 Chế độ sóng: 22 II.3.3 Dòng chảy: .24 II.3.4 Nước dâng 25 II.4 Điều kiện địa chất bùn cát 26 CHƯƠNG III .29 PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ ĐIỀU KIỆN BIÊN 29 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -2- Đồ án tốt nghiệp 2008 III.1 Phân tích xác định mực nước thiết kế 29 III.1.1 Xác định cấp công trình 29 III.1.2 Mực nước triều thiết kế : .30 III.1.3 Nước dâng thiết kế : 31 III.1.4 Mực nước thiết kế: 32 III.2 Tính toán tham số gió .32 III.2.1 Giá trị vận tốc Vgió bão: 32 III.2.2 Xác định đà gió .35 III.3 Phân tích xác định đặc trưng sóng thiết kế .35 III.3.1.Tính toán tham số sóng khởi điểm 35 III.3.2 Thông số sóng chân công trình 36 III.3.2.1: Hệ số khúc xạ (kr ) hệ số biến hình ( ks ) theo hướng Đông Bắc(NE) 37 III.3.2.2: Hệ số khúc xạ (kr ) hệ số biến hình ( ks ) theo hướng Đông (E) 38 III.3.3 Xác định biên sóng đổ : 38 III.3.3.1 Độ sâu sóng đổ: 38 III.4 Phân tích, xác định vận chuyển bùn cát .39 CHƯƠNG IV .41 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 41 IV.1 Phân tích chế xói, bồi, phá hoại bờ biển công trình bảo vệ bờ 41 IV.2 Phương án lựa chọn tuyến đê chắn bùn cát 41 IV.3 Tính toán sóng nhiễu xạ sau công trình 45 IV.3.1 Tính toán sóng nhiễu xạ hướng Đông Bắc 46 IV.3.1 Tính toán sóng nhiễu xạ hướng Đông 47 IV.4 Hiệu đê chắn bùn cát .49 IV.4.1 Dự báo lượng bùn cát bồi lấp luồng theo thông số sóng .49 IV.4.2 Hiệu đê chắn bùn cát 51 CHƯƠNG V 53 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -3- Đồ án tốt nghiệp 2008 THIẾT KẾ ĐÊ CHẮN BÙN CÁT 53 V.1 Giới thiệu loại đê chắn bùn cát ( chắn sóng) .53 V.1.1.Đê trọng lực tường đứng: 53 V.1.2 Đê chắn sóng mái nghiêng .53 V.1.3.Đê chắn sóng hỗn hợp .54 V.2 Thiết kế sơ cho đê chắn bùn cát mái nghiêng 55 V.2.1 Xác định cao trình đỉnh đê .55 V.2.2 Xác định trọng lượng khối phủ mái 58 V.2.2.1 Trọng lượng khối phủ mặt: 58 V.2.2.2 Chiều dày lớp phủ lớp lót 61 V.2.2.3 Giới hạn chân lớp phủ 62 V.2.3 Lớp lót 63 V.2.3.1 Trọng lượng lớp lót .63 V.2.3.2 Chiều dày lớp lót 64 V.2.4 Tính toán chân khay .65 V.2.4.1 Kích thước chân khay theo điều kiện ổn định trượt .67 V.2.4.2 Kiểm tra ổn định chân khay 71 V.2.5 Tính toán lớp lõi .73 V.2.6 Bề rộng đỉnh đê 73 V.2.7 Tính toán cho đầu đê mở rộng 74 V.2.7.1 Các yếu tố gây ổn định đầu đê: 74 V.2.7.2 Kích thước cấu tạo đầu đê 75 V.2.7.3 Kích thước khối phủ đầu đê mở rộng 76 V.2.8 Tính toán lớp thềm dùng để chống xói chân khay 76 V.2.9 Tổng hợp khối lượng vật liệu dùng cho công trình 77 V.3 Thiết kế kỹ thuật đê chắn bùn cát mái nghiêng .77 V.3.1 Kích thước vật liệu gia cố đê 77 V.3.1.1 Trọng lượng khối phủ mái .77 V.3.1.2 Kích thước khối Tetrapod phủ mái 78 V.3.1.3 Kích thước vật liệu lớp lót .79 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -4- Đồ án tốt nghiệp 2008 V.3.1.4 Kích thước vật liệu lõi 80 V.3.1.5 Kích thước vật liệu chân khay .80 V.3.1.6 Kích thước khối bê tông đỉnh 80 V.3.2 Tính toán sức chịu tải đất 80 V.3.2.1 Xác định ứng suất nén công trình lên đất 81 V.3.2.2 Xác định khả chịu tải đất 83 V.3.3 Tính toán ổn định trượt cho công trình 85 V.3.3.1 Tải trọng sóng tác dụng lên đê mái nghiêng 85 V.3.3.2 Kiểm tra trượt phẳng cho đê mái nghiêng 88 V.3.4 Kiểm tra ổn định lún cho công trình .89 V.3.4.1 Số liệu áp suất bề mặt 89 V.3.4.2 Số liệu lớp đất .89 V.4 Thiết kế sơ đê chắn sóng trọng lực tường đứng 92 V.4.1 Điều kiện áp dụng 92 V.4.2 Kết cấu thùng chìm 93 V.5 Kết cấu sơ cho phân đoạn 95 V.5.1 Mặt cắt ngang dọc đê chắn sóng trọng lực tường đứng thùng chìm 95 V.5.2 Xác định cao trình đê .96 V.5.3 Xác định kích thước thềm đá 98 V.5.4 Xác định bề rộng tường đứng cho phân đoạn tuyến đê 100 V.5.5 Tính toán kích thước thùng chìm 108 CHƯƠNG VI .114 TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐÊ CHẮN CÁT 114 VI.1 Tổng quát 114 VI.2 Thiết bị thi công 114 VI.3 Định vị công trình 114 VI.4 Thi công chân đê 114 VI.5 Thi công lõi đê lớp lót 115 VI.6 Thi công lắp đặt khối Tetrapod 116 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -5- Đồ án tốt nghiệp 2008 VI.7 Các quy định thi công 116 VI.8 Kiểm tra bảo dưỡng 117 CHƯƠNG VII 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .119 VII.1 Kết luận 119 VII.2 Kiến nghị 120 Phụ lục 121 Phụ lục Tính toán hệ số khúc xạ với sóng hướng Đông Bắc 121 Phụ lục Tính toán hệ số khúc xạ với sóng hướng Đông 124 Phụ lục Tính toán vận chuyển bùn cát ven bờ 125 Phụ lục Sơ khái toán giá thành công trình 128 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -6- Đồ án tốt nghiệp 2008 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Cửa Thuận An 11 Hình 2-1: Bản đồ hành Thừa Thiên Huế 16 Hình 2-3: Biểu đồ hoa gió trạm Cồn Cỏ .24 Hình 2-4: Lát cắt địa chất công trình khu vực khao sát 28 Hình 3.1 – Đồ thị phân bố Weibull .33 Hình 3-2 : Đồ thị phân bố Weibull .36 Hình 3-3: Hoa gió tổng hợp cửa Thuận An (1988) 36 Hình 3-4: Giản đồ khúc xạ sóng 37 Hình 4-1: Sơ đồ bố trí tuyến đê theo phương án 43 Hình 4-2: Sơ đồ bố trí tuyến đê theo phương án 45 Hình 4-3: Tra hệ số kdif với góc sóng tới =450 B/L = .47 Hình 4-4: Tính toán nhiễu xạ qua đê CRESS 48 Hình 4-5: Mặt cắt ngang luồng phân đoạn 50 Hình 4-6: Mặt cắt ngang luồng phân đoạn 50 Hình 4-7: Mặt cắt ngang luồng phân đoạn 50 Hình 5-1: Tính toán Rc Wadibe 57 Hình 5-2: Tính toán trọng lượng khối phủ mái Wadibea .60 Hình 5-3: Sơ đồ săp xếp khối Tetrapot 60 Hình 5-4: Chân khay nước nông 66 Hình 5-5: Chân khay nước nông 66 Hình 5-6: Chân khay nước sâu 66 Hình 5-7: Sơ đồ xác định kích thước chân khay .67 Hình 5-8: Đồ thị xác định kích thước viên đá chân khay 69 Hình 5-12: Sơ đồ đầu đê 74 75 Hình 5-14: Sơ đồ cấu tạo khối Tetrapod 78 Hình 5-15: Mặt cắt ngang đầu đê .82 Hình 5-15: Biểu đồ áp lực sóng tính toán lớn tác dụng lên mái dốc 85 Hình 5-16: Sơ đồ tính lún lớp 90 Hình 5-17: Một kết cấu thùng chìm điển hình 93 Hình 5-18 Mặt cắt ngang đê tường đứng 95 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -7- Đồ án tốt nghiệp 2008 Hình 5-19: Mặt cắt ngang thềm đá .98 Hình 5-20: Tải trọng sóng tác động lên công trình theo Goda .101 Hình 5-21: Tính toán giá trị lực p1, p2, p3 Cress 104 ( Tính với phần đầu đê ) 104 Hình 5-22: Sơ đồ biểu thị áp lực tác dụng 106 Hình 5-23: Sơ đồ thể lực gây trượt 107 Hình 5-24 Kích thước thùng chìm 109 Hình 5-25 Sơ đồ tính toán ổn định thùng chìm 109 Hình P1: Tính toán hệ số CRESS .121 Hình P3.1: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa đông .126 ( Với hướng Đông Bắc ) .126 Hình 3.2: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa đông 126 ( Với hướng Đông ) 126 Hình 3.3: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa hè .127 (Với hướng Đông Nam) .127 Hình 3.4: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa hè .128 (Với hướng Tây Nam) .128 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -8- Đồ án tốt nghiệp 2008 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng vận tốc trung bình theo tháng (TCVN 4088) 19 Bảng 2.2 Vận tốc gió lớn theo tháng thời kì quan trắc (1959÷1995) 19 Bảng Vận tốc gió cực đại ứng với chu kì lặp ( TCVN 4088) .20 Bảng 2.4: Các bão đổ bộ, ảnh hưởng đến khu vực (1960 – 2000 ) 20 Bảng 2.5: Tần suất mực nước: 22 Bảng 2.6: Một số đặc trưng chế độ sóng cửa vịnh Bắc Bộ .23 ven cửa Thừa Thiên Huế: 23 Bảng 2.7: Tần suất chiều cao sóng theo hướng (1993 ÷1994), Đơn vị đo %: 23 Bảng 2-8: Tần suất xuất tốc độ hướng dòng chảy cửa Thuận An 25 Bảng 3-1: Bảng phân cấp công trình theo cấp luồng 30 Bảng 3-2 - Phân cấp công trình theo thông số kỹ thuật tàu .31 Bảng 3-3 - Kết tính chênh lệch trạm nghiệm triều cao độ quốc gia 31 Bảng 3-4: Số liệu vận tốc gió tính theo phân bố Weibull: 34 Bảng 3-5: Bảng tra giá trị Kt theo địa hình .35 Bảng 3-6: Đà gió cho phép 36 Bảng – 7: Bảng xác định độ sâu sóng vỡ 39 Bảng – : Bảng thống kê chiều cao sóng đổ độ sâu d = 6m .40 Bảng 3- 9: Lượng vận chuyển bùn cát năm .41 Bảng 4-1: Bảng tính hdif với hướng gió Đông Bắc qua đê AI AII 50 Bảng 4-2: Chiều cao sóng nhiễu xạ cho đê AII với sóng hướng Đông .52 Bảng 4-3: Tính toán hệ số sa bồi cho phân đoạn tuyến luồng .52 Bảng 4-4: Bảng tính toán chiều dày lớp sa bồi sóng gây 54 Bảng 4-5: Tính toán lượng bùn cát tuyến đê chắn .55 Bảng 5-1: Hệ số thực nghiệm a, b với mái dốc thẳng sóng nước sâu 59 Bảng 5-2: Tính toán giá trị Rc 59 Bảng 5-3: Trọng lượng khối gia cố mái 62 Bảng 5-4: Trọng lượng khối gia cố mái 62 Bảng 5-5: Giá trị P 64 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -9- Đồ án tốt nghiệp 2008 Bảng 5-6: Chiều dày mái phủ phía 65 Bảng 5-7: Chiều dày mái phủ phía 65 Bảng 5-8: Trọng lượng lớp lót 66 Bảng 5-9: Trọng lượng lớp lót 67 Bảng 5-10: Chiều dày lớp lót mái phía 67 Bảng 5-11: Chiều dày lớp lót mái phía 68 Bảng 5-12: Tính toán chiều cao cao trình đỉnh chân khay cho đoạn mái trước đê 71 Bảng 5-13: Tính toán chiều cao cao trình đỉnh chân khay cho đoạn mái sau đê 71 Bảng 5-14: Tính toán đường kính trọng lượng viên đá chân khay cho tuyến đê 73 Bảng 5-15: Tính toán bề rộng đỉnh đáy chân khay 74 Bảng 5-16: Trọng lượng viên đá lớp lõi .76 Bảng 5-17: Tính toán bề rộng đỉnh đê .77 Bảng 5-18: Kích thước đoạn mở rộng đầu đê 79 Bảng 5-19: Bảng tính trọng lượng khối phủ cho đầu đê mở rộng 79 Bảng 5-18: Tính trọng lượng kích thước vật liệu thềm chống xói 79 Bảng 5-19: Tổng hợp số lượng kết cấu sử dụng cho thi công đê A1 80 Bảng 5-20: Tính toán khối lượng vật liệu dùng cho công trình .80 Bảng 5-21: Tính toán kích thước khối Tetrapod .81 Bảng 5-22: Chiều dày lớp phủ 82 Bảng 5-23: Bảng trọng lượng lớp .82 Bảng 5-24: Chiều dày lớp 82 Bảng 5-25: Kích thước chân khay 83 Bảng 5-26 Bảng tra giá trị m1, m2 87 Bảng 5-27: Các tiêu lý đất 92 Bảng 5-28: Bảng tính lún tổng cộng 94 Bảng 5-29 : Hệ số γs 100 Bảng 5- 30: Bảng tính toán Rc 100 Bảng 5-31: Cao trình thềm đá 102 Bảng 5-32: Tính toán Dn50, W50 chiều dày chân thềm t 102 Bảng 5-33: Sơ chọn kích thước chiều rộng tuyến đê A1 103 Bảng 5-34: Tính toán giá trị L độ sâu tính toán 106 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 10 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Bảng 5-35: Tính toán giá trị hb 106 Bảng 5-36: Tính toán α1, α2, α3 .107 Bảng 5-37: Tính toán p1, p2, p3, pu 109 Bảng 5-38: Tính toán lực tác dụng lên đê 110 Bảng 5-39: Tính toán hệ số SFsliding .111 Bảng 5-40 Kích thước thùng chìm 112 Bảng 5-41 Tính toán sơ khối lượng thùng chìm 114 Bảng 5-42 Tính toán mớn nước trọng tâm C thùng chìm 114 Bảng 5-43 Tính toán tâm W thùng chìm 115 Bảng 5-44 Bảng tính toán chiều cao tâm nghiêng ρ thùng chìm 115 Bảng 5-45 Bảng tính toán tâm nghiêng m thùng chìm 115 Bảng P1.1: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào gốc .124 ( Hướng NE – đê A1 ) 124 Bảng P1.2: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào thân đê 125 ( Hướng NE – đê A1 ) 125 Bảng P1.3: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào đầu đê 125 ( Hướng NE – đê A1 ) 125 Bảng P1.4: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào đầu đê 126 ( Hướng NE – đê A2 ) 126 Bảng P1.5: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào thân đê 126 ( Hướng NE – đê A2 ) 126 Bảng P1.6: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào gốc đê 127 ( Hướng NE – đê A2 ) 127 Bảng 2.1: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào gốc đê .127 ( Hướng E – đê A2 ) 127 Bảng 2.2: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào thân đê 128 ( Hướng E – đê A2 ) 128 Bảng 2.3: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào đầu đê 128 ( Hướng E – đê A2 ) 128 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 116 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Sau thi công xong phần đệm đá lõi đá phải có bước nghiệm thu kỹ thuật giai đoạn VI.6 Thi công lắp đặt khối Tetrapod Khối Tetrapod đúc bãi đúc cốp pha thép chuyên dụng, sau tập kết vận chuyển đến cảng Thuận An để bốc xếp xuống sà lan vận chuyển tới công trường tàu kéo tàu đẩy Sà lan chở khối đậu dọc theo sườn lõi đá để cần cẩu lắp đặt vào vị trí, phần nằm mặt đệm cao trình thấp, đỉnh khối cao trình +1.05m đến +1.92m cần tận dụng lúc triều kiệt để kiểm tra mật độ rải khối, chỗ thưa cần kịp thời bổ sung lúc thi công Tại vùng sâu cần sử dụng thợ lặn để kiểm tra thi công lớp đá phía dưới, khối cần đan xen, gài chặt vào tránh tình trạng cập kênh không bền vững Việc sản xuất, vận chuyển lắp đặt khối Tetrapode cần phải kiểm tra cẩn thận Đặc biệt cấp phối bê tông dùng để đúc khối Tetrapode nên thiết kế để giảm toả nhiệt độ khuôn đúc nên thiết kế nhằm tránh nứt vỡ ứng suất nhiệt, nên dùng loại xi măng toả nhiệt thấp Công tác sản xuất bê tông, đúc, bảo dưỡng, tháo khuôn, di chuyển khối Tetrapode đến nơi lưu kho, vận chuyển lắp đặt khối Tetrapode nên xếp nên chương trình cụ thể để giảm tối thiểu ứng suất khối Cần phải có mặt thi công có đủ khả chứa khối Tetrapode đúc dự trữ 1,5 đến tháng Cần phải lắp đặt đủ số lượng khối Tetrapode cho pham vi thiết kế, đảm bảo đủ mật độ bao phủ độ dày khối Tetrapode bảo vệ Lưu ý: Trong trình thi công, trước xếp đại trà khối Tetrapode cần phải tiến hành xếp thử đoạn với chiều dài 10 m theo thiết kế hướng dẫn quan thiết kế Cần đánh giá nguy hư hỏng khối Tetrapode va chạm trình lắp dặt xác định hạn chế công tác lắp đặt điều kiện thời tiết VI.7 Các quy định thi công Trong trình thi công phải tuân theo qui định thi công nghiệm thu Bộ Giao Thông Vận tải xây dựng ban hành: - Các qui định công tác nạo vét; - Các qui định cấu kiện đúc sẵn; Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 117 - Đồ án tốt nghiệp 2008 - Các qui định đá xây dựng Vật liệu đá dùng để thi công đê chắn cát Thuận An cần phải tuân theo qui định chất lượng rõ bảng 7.1 - Các qui định thép xây dựng, đường hàn; - Các qui định nghiệm thu công tác đổ bê tông cốt thép (trong phần cốt liệu phải đạt tiêu chuẩn, cát đá sạch, hàm lượng hạt bẩn không vượt giới hạn cho phép); - Các qui định nghiệm thu hạng mục công trình nghiệm thu bàn giao công trình; Các qui định tìm thấy tài liệu sau: 1) Qui trình thi công nghiệm thu nạo vét bồi đất công trình vận tải sông, biển phương pháp giới 4/1975 2) Chỉ dẫn hàn cốt thép chi tiết đặt sẵn kết cấu bê tông cốt thép QPXD-71-77 3) Qui định thi công nghiệm thu công trình bê tông bê tông cốt thép toàn khối TCVN 4453-1995 4) Qui trình thi công nghiệm thu nạo vét bồi đất công trình vận tải sông, biển phương pháp giới 4/1975 5) Quyết định số 17/2000/QĐ-BXD ngày 02/8/2000 Bộ trưởng Bộ Xây dựng việc ban hành Quy Định quản lý chất lượng công trình xây dựng VI.8 Kiểm tra bảo dưỡng Nên kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên tình trạng đê để đánh giá khả làm việc đê cho phép phát sớm hư hỏng Công tác kiểm tra nên thực vào cuối thời kỳ bão mùa đông đặc biệt sau bão lớn Các yếu tố hỗ trợ công tác kiểm tra nên đưa vào công trình thi công Những yếu tố bao gồm mốc kiểm tra cố định để xác định chuyển vị, độ lún khối đá khối Tetrapode đánh dấu Việc kiểm tra bao gồm sau: Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 118 - Đồ án tốt nghiệp 2008 - Thu thập điều kiện môi trường bao gồm tốc độ gió, hướng gió mực nước.Nên tiếp tục thu thập số liệu sóng sau thi công - Khảo sát vị trí cao độ điểm cố định mặt cắt ngang - Lặn nước kiểm tra Đo sâu hồi âm định vị kiểm tra mặt bên nước sử dụng để lập mặt cắt mái dốc nước Công tác đo sâu nên thực đáy biển dọc theo toàn chu vi đê chắn sóng Công tác đo sâu nên bao gồm phạm vi từ chân đê tới vị trí cách chân đê phần tư chiều dài sóng cực kiểm tra xói mòn Phạm vi khảo sát phải phù hợp với điều kiện đặc điểm vị trí đê phải bao gồm mái dốc luồng nạo vét gần kề Công tác chuẩn bị cho tu bảo dưỡng nên triển khai đê xây dựng xong, việc thực công tác tu bảo dưỡng tuỳ thuộc vào kết kiểm tra đặc biệt tuỳ thuộc vào tác động bão lớn Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 119 - Đồ án tốt nghiệp 2008 CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VII.1 Kết luận Với qui mô đề tài thiết kế tốt nghiệp , loại công trình Việt Nam nên thiết kế gặp nhiều khó khăn chưa có kinh nghiệm tài liệu tham khảo hạn chế Xong với cố gắng thân với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn, em thực nội dung đồ án sau: - Thu thập đầy đủ số liệu điều kiện tự nhiên, khí hậu, địa chất kinh tế xã hội nhằm phục vụ cho việc thiết kế đồ án; - Nghiên cứu tính toán sóng cho khu nước, sóng tính toán chủ yếu gió với tần suất xuất bão nhiều năm qua Phương pháp tính toán sóng tuân theo tiêu chuẩn thiết kế “22 TCN 222-95” , “Tải trọng tác động sóng tầu lên công trình thuỷ ” Bộ GTVT; tiêu chuẩn CEM Mỹ số giáo trình chuyên ngành khoa Kỹ Thuật Biển trường ĐHTL… - Với kết tính toán sóng em tiến hành thiết kế cho hai phương án tuyến đê hai phương án kết cấu phù hợp với điều kiện sóng gió điều kiện tự nhiên khu vực, đồng thời dựa kinh nghiệm tài liệu đê chắn sóng nước như: Nhật Bản, Hà Lan, Mỹ, Anh Phương án kết cấu thứ là: Đê chắn sóng mái nghiêng, phương án phù hợp với nguồn nguyên vật liệu địa phương kinh nghiệm thi công nước ta đồng thời có khả che chắn tốt Phương án kết cấu thứ hai là: đê tường đứng thùng chìm, phương án không phù hợp với điều kiện thi công Việt Nam giá thành lại cao, việc thi công thiếu trang thiết bị kinh nghiệm Sau tính toán phương án kết cấu so sánh phương án dựa tiêu chuẩn kĩ thuật môi trường em định chọn phương án thứ đê chắn bùn cát mái nghiêng dùng để thiết kế kĩ thuật cho đê chắn bùn cát bảo vệ luồng tàu khu vực cửa Thuận An Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 120 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Với phương án dã chọn phù hợp với điều kiện Việt Nam Vật liệu chủ yếu đá hộc khai thác địa phương khối Têtrapod đúc bãi đúc gần VII.2 Kiến nghị Ở Việt Nam từ trước đến đê chắn bùn cát xây dựng nhiều xong chủ yếu xây dựng dựa vào kinh nghiệm thực tế, kết cấu tương đối đơn giản, chủ yếu đá hộc đổ rối Các tiêu chuẩn tính toán thiết kế ta chưa đủ chủ yếu dựa vào tiêu chuẩn nước đặc biệt Liên Xô cũ Ngày với phát triển khoa học kĩ thuật, công nghệ xây dựng công trình thuỷ đặc biệt công trình biển có bước phát triển đáng kể Trên giới có nhiều công trình đê chắn sóng có kết cấu có khả che chắn sóng cao Họ có tiêu chuẩn thiết kế riêng đê chắn sóng Trong điều kiện thực tế Việt Nam việc tham khảo tiêu chuẩn nước để ứng dụng vào điều kiện thực tế nước điều cần thiết giai đoạn trước mắt Các thông số sóng tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế “22 TCN222-95” Bộ GTVT dựa theo tiêu chuẩn thiết kế Nga (SNIP 2-06-04-82), theo tiêu chuẩn Mỹ (CEM) Kết tương đối xác thiên an toàn nên dẫn đến giá thành công trình cao Cần sử dụng số phương pháp tính toán sóng giới phương pháp "Sổ tay bảo vệ bờ biển" hải quân Mỹ Việc chế tạo khối bê tông dị hình (Têtrapod) cần phải đảm bảo tiêu kĩ thuật tiến hành đúc sẵn hàng loạt bờ sau vận chuyển đến vị trí thi công sà lan cẩu lắp theo vị trí thiết kế Trước đổ đá cần phải kiểm tra lưu tốc dòng chảy để tính toán bố trí vị trí sà lan, tiêu chuẩn thiết kế, kết hợp loại đá nhỏ để lấp khe lớn Trong điều kiện thông thường sử dụng đê mái nghiêng biện pháp hữu hiệu, nhiên điều kiện địa chất tốt, sóng lớn, nước sâu biện pháp kết cấu tường đứng cần phải ý Ngày nước giới thường sử dụng kết cấu thùng chìm BTCT Trong điều kiện Việt Nam thùng chìm giải pháp giá thành tương đối cao cần phải có thiết bị thi công cẩu lắp song nên dần thử nghiệm loại kết cấu điều kiện kinh tế tính kĩ thuật cẩu thùng chìm Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 121 - Đồ án tốt nghiệp 2008 lớn đặc biệt xây dựng nới có độ sâu nước lớn Thùng chìm cần sử dụng cho đê chắn sóng công trình thuỷ công khác Phụ lục Phụ lục Tính toán hệ số khúc xạ với sóng hướng Đông Bắc Hình P1: Tính toán hệ số CRESS Bảng P1.1: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào gốc ( Hướng NE – đê A1 ) h 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 Nguyễn Tuấn Anh_B kr 1 1 1 1 1 0.99 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 θο 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 θ 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 11.25 Ho 8.5 8.42 8.3 8.15 7.93 7.65 7.3 6.9 6.5 5.91 5.5 4.94 H 8.42 8.3 8.15 7.93 7.65 7.3 6.9 6.5 5.91 5.5 4.94 4.61 Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL 4.5 12.24 10.24 8.74 7.24 - 122 - 0.99 0.99 0.99 0.95 0.95 0.95 0.95 11.25 11.25 9 Đồ án tốt nghiệp 2008 11.25 0 4.61 4.3 4.06 3.23 4.3 4.06 3.23 2.6 Bảng P1.2: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào thân đê ( Hướng NE – đê A1 ) h 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 4.5 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 8.74 kr 1 1 1 1 1 0.99 0.99 0.99 1 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.93 0.93 0.93 θο 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 12.65 12.65 5.4 5.4 θ 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 12.65 5.4 5.4 5.4 5.4 Ho 8.5 8.41 8.29 8.14 7.94 7.68 7.36 6.97 6.52 6.02 5.5 4.99 4.57 4.25 3.96 H 8.41 8.29 8.14 7.94 7.68 7.36 6.97 6.52 6.02 5.5 4.99 4.57 4.25 3.96 3.2 Bảng P1.3: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào đầu đê ( Hướng NE – đê A1 ) h 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 Nguyễn Tuấn Anh_B kr 1 1 1 1 1 0.99 1 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.95 0.95 θο 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 6.2 6.2 θ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 6.2 6.2 6.2 Ho 8,5 8.42 8.3 8.15 7.95 7.69 7.37 6.98 6.53 6.04 5.53 5.03 4.61 4.37 H 8.42 8.3 8.15 7.95 7.69 7.37 6.98 6.53 6.04 5.53 5.03 4.61 4.37 4.07 Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 123 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Bảng P1.4: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào đầu đê ( Hướng NE – đê A2 ) h 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 kr 1 1 1 1 1 0.99 1 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.95 0.95 θο 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 11.25 7.25 θ 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 11.25 11.25 7.25 Ho 8.5 8.42 8.3 8.15 7.93 7.65 7.3 6.9 6.5 5.91 5.5 4.94 4.61 4.3 H 8.42 8.3 8.15 7.93 7.65 7.3 6.9 6.5 5.91 5.5 4.94 4.61 4.3 3.99 Bảng P1.5: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào thân đê ( Hướng NE – đê A2 ) h 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 4.5 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 8.74 Nguyễn Tuấn Anh_B kr 1 1 1 1 1 0.99 0.99 0.99 0.99 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.93 0.95 0.95 θο 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 14 8.11 0 θ 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 14 8.11 0 Ho 8.5 8.41 8.29 8.13 7.93 7.67 7.35 6.96 6.5 5.48 4.99 4.53 4.21 3.9 H 8.41 8.29 8.13 7.93 7.67 7.35 6.96 6.5 5.48 4.99 4.53 4.21 3.9 3.17 Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 124 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Bảng P1.6: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào gốc đê ( Hướng NE – đê A2 ) h 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 4.5 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 8.74 10.24 kr 1 1 1 1 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.93 0.95 0.95 0.95 θο 20 20 20 20 20 20 20 20 20 16.5 16.5 12 12 3.6 3.6 θ 20 20 20 20 20 20 20 20 16.5 16.5 12 12 3.6 3.6 0 Ho 8.5 8.41 8.29 8.13 7.92 7.66 7.33 6.94 6.48 5.98 5.46 4.95 4.54 4.21 3.92 3.23 H 8.41 8.29 8.13 7.92 7.66 7.33 6.94 6.48 5.98 5.46 4.95 4.54 4.21 3.92 3.23 2.45 Phụ lục Tính toán hệ số khúc xạ với sóng hướng Đông Bảng 2.1: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào gốc đê ( Hướng E – đê A2 ) H 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 4.5 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 8.74 Nguyễn Tuấn Anh_B kr 1 1 1 1 1 1 0.99 0.99 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.93 0.95 0.95 θο 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 3.6 3.6 θ 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 3.6 3.6 Ho 8.5 8.42 8.3 8.15 7.95 7.6 7.2 6.8 6.37 5.8 5.3 4.82 4.42 3.73 H 8.42 8.3 8.15 7.95 7.6 7.2 6.8 6.37 5.8 5.3 4.82 4.42 3.73 3.2 Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL 10.24 - 125 - 0.99 0.95 Đồ án tốt nghiệp 2008 3.2 2.56 Bảng 2.2: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào thân đê ( Hướng E – đê A2 ) H 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 4.5 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 8.74 kr 1 1 1 1 1 1 0.99 0.99 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.93 0.95 0.95 θο 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 0 θ 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 0 Ho 8.5 8.42 8.3 8.15 7.95 7.6 7.2 6.8 6.37 5.8 5.3 4.82 4.42 3.7 H 8.42 8.3 8.15 7.95 7.6 7.2 6.8 6.37 5.8 5.3 4.82 4.42 3.7 3.15 Bảng 2.3: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng – Đi vào đầu đê ( Hướng E – đê A2 ) H 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 15 10 hi 60.24 56.24 52.24 48.24 44.24 40.24 36.24 32.24 28.24 24.24 19.24 14.24 12.24 10.24 kr 1 1 1 1 1 0.99 1 ks 0.99 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.92 0.95 0.95 θο 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 6.2 6.2 θ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 6.2 6.2 6.2 Ho 8,5 8.42 8.3 8.15 7.95 7.69 7.37 6.98 6.53 6.04 5.53 5.03 4.61 4.37 H 8.42 8.3 8.15 7.95 7.69 7.37 6.98 6.53 6.04 5.53 5.03 4.61 4.37 4.07 Phụ lục Tính toán vận chuyển bùn cát ven bờ Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 126 - Đồ án tốt nghiệp 2008 + Mùa Đông : tính với hai hướng sóng chiếm thời gian trì nhiều Đông Bắc hướng Đông Hình P3.1: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa đông ( Với hướng Đông Bắc ) Tổng lượng bùn cát vận chuyển 331715 m3/năm Hình 3.2: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa đông ( Với hướng Đông ) Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 127 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Tổng lượng bùn cát vận chuyển theo hướng Đông : 386268 m3/năm + Mùa Hè : tính với hai hướng sóng chiếm thời gian trì nhiều Đông Nam hướng Tây Nam Hình 3.3: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa hè (Với hướng Đông Nam) Tổng lượng bùn cát vận chuyển với hướng : 29105 m3/năm Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 128 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Hình 3.4: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa hè (Với hướng Tây Nam) Tổng lượng bùn cát vận chuyển theo hướng : 31516 m3/năm Các hệ số sử dụng tính toán phần mềm: - Ho: chiều cao sóng (m) - Fi0: góc đường đỉnh sóng pháp tuyến với đường bờ (0) - Occ: tần suất xuất hướng sóng (%) - T : chu kì sóng (s) - Stot: tổng lượng bùn cát vận chuyển theo hướng sóng tính toán (m3/năm) Phụ lục Sơ khái toán giá thành công trình Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 129 - Đồ án tốt nghiệp 2008 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ môn Địa – Cơ - Nền móng trường ĐH Thuỷ Lợi: “Nền móng” – Nhà xuất Nông nghiệp, [2] Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130 – 2002: “Hướng dẫn thiết kế đê biển” [3] BS 6349 Part 7-1991: “ Công trình biển - Chỉ dẫn thiết kế thi công đê chắn sóng” – Nhà xuất Xây dựng [4] Khoa kỹ thuật biển – ĐH Thuỷ lợi: Giáo trình “Công trình bảo vệ bờ” [5] Khoa kỹ thuật biển – ĐH Thuỷ Lợi: Giáo trình “Cơ sở kỹ thuật bờ biển” [6] Tiêu chuẩn hàng hải Mỹ: “CEM – 2006” [7] Tiêu chuẩn Vương quốc Anh: “6349 – Part 2000” [8] Tiêu chuẩn ngành 22 – TCN – 222 – 95: “Tải trọng tác động sóng tàu lên công trình thuỷ” – Nhà xuất Giao thông vận tải [9] Trường ĐH Hàng Hải: Giáo trình “ Bể cảng đê chắn sóng ” [10] GS Vũ Thanh Ca, khoa Kỹ thuật biển – ĐH Thuỷ Lợi: Giáo trình “Sóng gió” Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL Nguyễn Tuấn Anh_B - 130 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Lớp 45B ... -6.0 -5.5 -5.5 -5.0 905 m -4.5 -1.2 -5.2 -5.2 -3.3 -1.8 -4.5 Đê A -3.0 -1.7 -1.5 -2.1 -1.9 -1.0 -0.8 -0.8 -1.1 -3.8 g Luồn 810m -3.0 Đê A1 An -4.9 0.9 -4.4 -1.0 0.8 -7.1 -6.8 -0.8 2.0 3.9 -1.0