Nghiên cứu, đề xuất mặt cắt ngang đê biển hợp lý với từng loại đê và phù hợp với điều kiện từng vùng từ quảng ninh đến quảng nam

bộ giáo dục đào tạo trờng đại học thủy lợi Báo cáo tổng hợp đề tài cấp nghiên cứu đề xuất mặt cắt ngang đê biển hợp lý với loại đê phù hợp với điều kiện vùng từ quảng ninh đến quảng nam Chủ nhiệm: PGS TS vũ minh cát 7655 02/02/2010 Hà Nội 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU A HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM I Đặc điểm hệ thống đê biển kết cấu đê Đê biển đoạn từ Quảng Ninh đến Ninh Bình Đê biển Bắc Trung Bộ (Các tỉnh từ Thanh Hoá đến Hà Tĩnh) Đê biển Trung Trung Bộ (Các tỉnh từ Quảng Bình đến Quảng Nam) II Kết cấu đê biển Chân Khay Vật liệu sử dụng vào lớp bảo vệ mái kè Kết cấu đỉnh đê B NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ PHÁ HOẠI ĐÊ BIỂN I Đánh giá nguyên nhân hư hỏng hệ thống đê biển Nguyên nhân hư hỏng lũ sơng Ngun nhân từ phía biển Ngun nhân thiết kế Ngun nhân thi cơng cơng trình Nguyên nhân quản lý II Cơ chế phá hoại đê kè biển Các chế phá hoại đê biển 1.1 Sóng tràn 1.2 Cơ chế trượt mái 1.3 Xói chân đê kè 1.4 Hư hỏng kết cấu bảo vệ mái, đỉnh đê xói thân đê 1.5 Lún cơng trình mềm 1.6 Hư hỏng cơng trình đê 1.7 Xói mịn đê tự nhiên/đụn cát 1.8 Tác động hố học mơi trường nước mặn 1.9 Tác động sinh vật biển 1.10 Các tác động tiêu cực từ việc khai thác cát sỏi, khoáng sản Nghiên cứu lưu lượng sóng tràn mơ hình vật lý 2.1 Các khái niệm đặc trưng sóng tràn 2.2 Thiết kế mơ hình chương trình thí nghiệm sóng tràn Việt Nam 2.3 Trình tự thí nghiệm tham số đo đạc 2.4 Các kết nghiên cứu sóng tràn 2.5 Kết luận kiến nghị Nghiên cứu chế xói chân bãi bão mơ hình vật lý 3.1 Tổng quan nghiên cứu mơ hình vật lý xói chân đê biển, tường biển 3.2 Thí nghiệm xói chân đê biển Việt nam mơ hình vật lý Nghiên cứu chế xói chân bãi bão mơ hình tốn 4.1 Tổng quan sở tính tốn xói chân đê bão 4.2 Tổng hợp kết mơ hình tốn nghiên cứu xói chân đê bão Nghiên cứu sức chịu tải đê kè biển mơ hình “cistern” 5.1 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu sóng tràn Cistern 5.2 Triển khai thí nghiệm trường C NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC DẠNG MẶT CẮT ĐÊ BIỂN I Tiêu chí mặt cắt đê biển Mở đầu Tần suât thiết kế Tuyến đê biển 3.1 Yêu cầu chung 3.2 Tuyến đê quai lấn biển 13 18 18 18 19 20 22 31 33 40 41 41 41 41 42 52 53 53 55 55 57 64 66 66 68 68 68 68 70 70 71 93 97 98 119 120 120 152 161 176 191 202 202 202 205 205 205 3.3 Tuyến đê vùng bãi biển xói Tuyến đê vùng cửa sông Phân chia loại đê 5.1 Phân chia theo xu diễn biến đường bờ 5.2 Chia theo chức làm việc đê Tiêu chí kỹ thuật Các tiêu kinh tế II Các điều kiện chi phối đến mặt cắt đê biển khu vực nghiên cứu Điều kiện địa hình, địa mạo địa chất Điều kiện thuỷ động lực Sóng dịng chảy Chế độ dòng chảy vùng nghiên cứu Dòng chảy vùng gần bờ vận chuyển bùn cát bờ biển III Các tham số cơng trình đê Các thơng số hình học Bảo vệ mái chân đê biển Điều kiện kinh tế xã hội mức độ rủi ro Kết luận IV Đề xuất dạng mặt cắt điển hình điều kiện ứng dụng Hiện trạng mặt cắt đê biển vùng nghiên cứu Đề xuất dạng mặt cắt hợp lý điển hình điều kiện ứng dụng 2.1 Đê cao mái nghiêng khơng chịu sóng tràn (mái bảo vệ) 2.2 Đê thấp mái nghiêng chịu sóng tràn (đỉnh mái bảo vệ) 2.3 Đê mái nghiêng xây dựng vùng có điều kiện sóng hạn chế (bãi nơng, bãi có rừng ngập mặn, vùng khuất sóng) 2.4 Đê tuyến cho phép sóng tràn tuyến ngồi (đê kép) 2.5 Đê thấp tiêu nước đỉnh đê (chịu sóng tràn, mái bảo vệ) 2.6 Đê thấp có tường đỉnh (chịu sóng tràn, mái bảo vệ) 2.7 Đê dạng tường đứng 2.8 Cơng trình bảo vệ đụn cát/cồn cát 2.9 Đê đất yếu V Tính tốn thiết kế mặt cắt đê điển hình Các thành phần kết cấu đê biển Hình dạng mặt cắt ngang đê biển 2.1 Hình dạng mặt cắt 2.2 Chiều rộng đỉnh đê dạng tường đỉnh 2.3 Tính tốn xác định cao trình đỉnh đê 2.4 Kết luận Thiết kế đê 3.1 Thiết kế thân đê 3.2 Thiết kế bảo vệ mái 3.3 Thiết kế chân đê, kè 3.4 Thiết kế tầng lọc 3.5 Thiết kế kết cấu chuyển tiếp mái kè D HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ MẶT CẮT ĐÊ BIỂN Chỉ dẫn chung 1.1 Hình dạng mặt cắt đê phận tạo thành 1.2 Đề xuất dạng mặt cắt hợp lý điển hình điều kiện ứng dụng Xác định cao trình đỉnh đê Thiết kế mặt cắt ngang kết cấu đê biển 3.1 Lựa chọn dạng mặt cắt ngang 3.2 Chiều rộng kết cấu đỉnh đê 3.3 Mái đê 3.4 Thân đê 3.5 Hệ thống thoát nước mặt 206 206 207 207 211 212 213 213 215 224 231 233 240 244 253 254 254 263 263 264 264 265 266 268 268 269 269 274 292 292 295 297 319 319 319 337 348 351 349 357 357 358 363 364 364 364 365 365 367 Tính tốn ổn định cơng trình đê biển 4.1 Nội dung tính tốn 4.2 Tính tốn ổn định chống trượt mái đê 4.3 Tính tốn ổn định đê biển dạng tường đứng 4.4 Tính tốn lún Thiết kế cơng trình giữ cát, giảm sóng bảo vệ bãi 5.1 Chỉ dẫn chung 5.2 Rừng ngập mặn chống sóng 5.3 Bố trí loại kết cấu cơng trình ngăn cát, giảm sóng 5.4 Thiết kế cơng trình giữ cát, giảm sóng dạng mái nghiêng Chú giải: Gia cố mái chân đê biển E XÂY DỰNG NGÂN HÀNG DỮ LIỆU ĐÊ BIỂN I Mục đích II Tính sở liệu III Cấu trúc sở liệu Giao diện phần mềm Cập nhật số liệu Tra cứu thông tin Các chức công cụ khác KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 367 367 367 368 371 373 373 373 375 377 391 391 392 395 402 415 417 420 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Những dạng kết cấu bảo vệ đê biển thiết kế xây dựng 22 Hình 2: Chân khay dạng thềm phủ cao 31 Hình 3: Chân khay dạng thềm chơn đất 31 Hình 4: Chân khay dạng mố nhơ 32 Hình 5: Chân khay sâu 32 Hình 6: Kết cấu đá lát khan, xếp khan 34 Hình 7: Kế cấu bảo vệ mái hỗn hợp- phần thấp đá xây cục bê tông hình hơp, mái đá lát khan, giữ khung đá xây (Đê biển Hải Hậu, Nam Định) 34 Hình 8: Đá lát khan khung đá xây, đê biển Nghĩa Hưng, Nam Định 35 Hình 9: Đá xây chia ơ, đê biển Hải Thịnh II, Nam Định 35 Hình 10: Cục bê tông lục lăng kết hợp với chân bê tơng- Đê Hải Hậu, Nam Định 36 Hình 11: Đê Hải Thịnh, Hải Hậu, Nam Định 36 Hình 12 : Bảo vệ mái hạ lưu đê- Đê Cát Hải, Hải Phịng 37 Hình 13: Ống buy kết hợp kè mỏ hàn bảo vệ chân đê- Đê Cát Hải, Hải Phịng 37 Hình 14: Kết cấu bảo vệ đê biển – khối dị hình chắn ngồi, trực diện với sóng biển 38 Hình 15: Kết cấu mảng lớn bảo vệ mái 40 Hình 16: Sơ đồ sóng leo 44 Hình 17: Quan hệ Hs W50, D50 46 Hình 18: Quan hệ Hs W50 theo hệ số mái 48 Hình 19: Quan hệ Hs với W50 theo cơng thức Pilarczyk 50 Hình 20: Các hình thức phá hoại đê kè biển 54 Hình 21: Cây cố hư hỏng đê biển 54 Hình 22: Một số dạng đê kè bị hư hỏng sóng tràn 56 Hình 23: Sạt mái đê phía đồng 57 Hình 24: Cơ chế bất ổn định trượt mái đê 58 Hình 25: Mặt cắt ngang bãi biển (bao gồm đê kè) thời tiết bình thường 58 Hình 26: Mặt cắt ngang bãi biển (bao gồm đê kè) thời tiết dị thường 59 Hình 27: Các cấu kiện bị bong xơ tác động sóng lên mái 59 Hình 28: Sơ đồ minh hoạ tương tác tải trọng bên ngồi bên kè 60 Hình 29: Mái kè bị biến dạng hư hỏng áp lực sóng 60 Hình 30: Mực nước triều thấp gió dịng ven phá hoại chân kè 61 Hình 31: Mái kè bị lún thấp hàng ống buy bảo vệ chân 61 Hình 32: Mái kè bị đánh sập bóc hết cấu kiện khoét hết đất đá 62 Hình 33: Mái đê bị sạt, viên đá bị sóng mài trịn bãi 62 Hình 34: Phần đá lát khan bị sóng đánh hư hỏng 63 Hình 35: Tồn mặt đê bị phá sập 63 Hình 36: Tuyến đê gần bị cắt ngang thân 64 Hình 37: Đê lát nửa mái đá xếp phần trồng cỏ bị phá sau bão 64 Hình 38: Các cấu kiện viên đá bị bong xô bắt đầu trình phá hoại mái 66 Hình 39: Mái kè bị bóc cấu kiện mái khoét đất đá thân đê 66 Hình 40: Mơ phá hoại lún, đẩy trồi hai bên phạm vi chất tải 67 Hình 41: Mơ hình phá hoại trồi ngang 67 Hình 42: Cung trượt sâu cắt qua thân đê 68 Hình 43: Phá hoại ngun nhân tác động sóng ăn mịn nước mặn 69 Hình 44: Các hà bám vào tường cống góp phần đẩy nhanh q trình ăn mịn 70 Hình 45: Sóng tràn qua đỉnh đê 71 Hình 46: Lượng tràn trung bình cho phép (CEM-US, 2002) 73 Hình 47: Các dạng sóng vỡ: nhảy vỡ dâng vỡ 75 Hình 48: Số lượng thí nghiệm sóng tràn qua năm (theo Verhaeghe cộng sự, 2003) 76 Hình 49: Xác định độ dốc mái đê quy đổi trường hợp mái phức hợp (có ngồi, theo TAW, 2002) 79 Hình 50: Sóng tràn với kết cấu hình học đê điều kiện sóng khác (TAW, 2002) 80 Hình 51: Sơ đồ bố trí ngồi thơng số hình hình học 84 Hình 52: Ảnh hưởng đê (bề rộng độ sâu cơ) đến việc giảm sóng tràn 84 Hình 53: Ảnh hưởng sóng tới xiên góc tới chiết giảm sóng tràn qua đê (Van der Meer de Waal, 1993; TAW, 2002) 86 Hình 54: Xác định độ dốc mái đê quy đổi có tường đỉnh 87 Hình 55: Mũi hắt sóng tường đỉnh đê 87 Hình 56: Sự thay đổi hình dạng phổ sóng ảnh hưởng bãi nơng 88 Hình 57: Phạm vi bao quát sở liệu sóng tràn (Verhaeghe cộng sự, 2003) 90 Hình 58: Q trình lưu lượng tràn sóng lưu lượng tràn trung bình 90 Hình 59: Sơ đồ tính tốn chế độ dịng chảy (vận tốc, độ sâu) sóng tràn đỉnh đê mái phía (Schüttrumpf Oumeraci, 2005) 91 Hình 60: Quá trình lưu lượng tính chất gián đoạn sóng tràn đỉnh đê (Tuấn nnk, 2006) 92 Hình 61: Bố trí mơ hình thí nghiệm sóng tràn máng sóng 96 Hình 62: Sóng tràn qua đê khơng tường đỉnh, sóng vỡ, Tm-1,0 chân 100 Hình 63: Sóng tràn qua đê khơng tường đỉnh, sóng khơng vỡ, Tm-1,0 chân 100 Hình 64: Từ trái qua phải: quan hệ thực nghiệm Tp Tm-1,0 vị trí trước bãi, bãi, chân đê 102 Hình 65: Sóng tràn qua đê khơng tường đỉnh, sóng vỡ, Tm-1,0 = Tp/1.15 102 Hình 66: Sóng tràn qua đê khơng tường đỉnh, sóng khơng vỡ, Tm-1,0 = Tp/1.15 103 Hình 67: Sóng tràn qua đê: trái - không tường đỉnh; phải - có tường đỉnh 104 Hình 68: Hệ số chiết giảm sóng tràn tường đỉnh 105 Hình 69: Trường hợp 1: sóng tràn có tường đỉnh theo TAW (2002), độ dốc mái đê quy đổi, sóng khơng vỡ giả, v = 1.0 106 Hình 70: Trường hợp 2: sóng tràn, có tường đỉnh, độ dốc mái đê thực, sóng vỡ, v = 0.65 106 Hình 71: TH2: sóng tràn, có tường đỉnh, độ dốc mái đê thực, sóng khơng vỡ, v = 1.0 106 Hình 72: Ảnh hưởng tường đỉnh đê: tham số chi phối (S = nghiên cứu tại) 108 Hình 73: Chiết giám sóng tràn tường đỉnh: sóng vỡ 109 Hình 74: Chiết giám sóng tràn tường đỉnh: sóng khơng vỡ 109 Hình 75: Sóng tràn qua đê có tường đỉnh, v theo phương pháp mới, sóng vỡ 111 Hình 76: Sóng tràn qua đê có tường đỉnh, v, phương pháp mới, sóng khơng vỡ 111 Hình 77b: Sóng tràn qua đê có (vng) khơng có tường đỉnh (trịn), v theo phương pháp mới, sóng khơng vỡ 112 Hình 78: Ảnh hưởng chiều sâu bãi đến chiều cao sóng ngang bãi 113 Hình 79b: Quan hệ chiều sâu nước chiều cao sóng chân đê 114 Hình 80: Tương quan chiều sâu bãi gia tăng lượng tràn qua đê 115 Hình 81: Quan hệ gia thăng độ sâu bãi chiều cao đê (Rc/Rc1  ) 117 Hình 82: Sóng phản xạ đê có (W > 0) khơng có tường đỉnh (W = 0) 118 Hình 83: Ảnh hưởng độ dốc bãi ban đầu tới phát triển xói trước chân tường đứng, vật liệu cuội sỏi (Powell Lowe, 1994) 123 Hình 84: Xói trước chân tường đứng 124 Hình 85: Hố xói lớn phát triển theo thời gian (Powell Lowe, 1994) 124 Hình 86: Tương quan độ sâu hố xói tương đối độ sâu nước tương đối trước chân tường đứng (Fowler, 1992) 126 Hình 87: Hố xói lớn đo đạc tính tốn theo cơng thức Fowler (1992) 126 Hình 88: Ảnh hưởng độ rỗng hệ số phản xạ tới q trình xói 127 Hình 89: Mặt cắt hố xói trước chân tường đứng (Oumeraci, 1994) 128 Hình 90: Máng sóng Hà Lan, Phịng thí nghiệm Thuỷ lực, Đại học Thuỷ lợi 131 Hình 91: Mặt cắt mơ hình đê bãi máng sóng 133 Hình 92: Kết cấu bảo vệ chân 134 Hình 93: Vị trí mặt cắt bãi 135 Hình 94: Mặt cắt bãi trước chân đê ban đầu sau chịu tác dụng sóng, trường hợp khơng có kết cấu bảo vệ chân, bãi trước đê phẳng 138 Hình 95: Mặt cắt bãi trước chân đê ban đầu sau chịu tác dụng sóng, trường hợp khơng có kết cấu bảo vệ chân, bãi trước đê có độ dốc 1:100 139 Hình 96b: Mặt cắt bãi trước chân đê ban đầu sau chịu tác dụng sóng, thảm đá bảo vệ bãi dài 1m, dày 3cm 140 Hình 97: Mặt cắt bãi trước chân đê ban đầu sau chịu tác dụng sóng, thảm đá bảo vệ bãi dài 2m, dày 3cm 140 Hình 98: Mặt cắt bãi trước chân đê sau chịu tác dụng sóng, thảm đá bảo vệ bãi dài 1m, dày 3cm, độ dốc bãi 1:100 141 Hình 99: Sự phát triển chiều sâu hố xói theo thời gian 142 Hình 100: Sự biến đổi tốc độ phát triển hố xói theo thời gian 142 Hình 101: Quan hệ chênh lệch hệ số phản xạ K r (khi có khơng có tường đỉnh) chênh lệch chiều sâu hố xói tương tương ứng S / H m  143 Hình 102: Quan hệ chênh lệch chiều cao sóng chênh lệch chiều sâu hố xói bãi ban đầu phẳng nằm ngang có độ dốc 1:100 145 Hình 103: Hố xói phát triển theo thời gian Hình tam giác: độ dốc bãi 1:100 145 Hình 104: Quan hệ hệ số phản xạ diện tích hố xói 146 Hình 105: Quan hệ hệ số phản xạ diện tích hố xói 146 Hình 106: Quan hệ hệ số phản xạ diện tích hố xói 147 Hình 107: Quan hệ hệ số phản xạ chiều dài hố xói 147 Hình 108: Quan hệ hệ số phản xạ chiều dài hố xói 148 Hình 109: Quan hệ hệ số phản xạ chiều dài hố xói 148 Hình 110: Diễn biến xói chân đê Thịnh Long bão Damrey 09/2005 153 Hình 111: Tính chiều sâu hố xói theo phương pháp Mc Donugal 154 Hình 112: Tính chiều sâu hố xói theo phương pháp Xie 154 Hình 113: Tính chiều sâu hố xói theo phương pháp Sumer and Fredsoe (2001) 155 Hình 114: Các mơ hình DUROSTA 158 Hình 115: Sơ đồ khối mơ hình: biểu đồ bên trái thể trường hợp lý tưởng biểu đồ bên phái thể trường hợp thực tế 159 Hình 116: Các mơ dules điều kiện biên UNIBEST-TC 159 Hình 117: Sơ đồ khối tính xói mơ hình UNIBEST-TC 160 Hình 118: Cấu trúc mơ hình Wadibe - CT 162 Hình 119: Phân bố lưu tốc dịng chảy mặt cắt ngang 164 Hình 120: Hệ toạ độ mơ hình 166 Hình 121: Các trường hợp thí nghiệm xói chân máng sóng 168 Hình 122: Sự phát triển hố xói theo thời gian: kết từ mơ hình tốn (trên) đo đạc thí nghiệm máng sóng (dưới) (MNB=0,7m, Hs=0,3m Tp=2,5s) 169 Hình 123: Phát triển hố xói theo thời gian chân cơng trình dạng ống buy 170 Hình 124: Phát triển hố xói theo thời gian chân cơng trình dạng thảm đá 171 Hình 125: Sự phát triển hố xói theo thời gian bãi có độ dốc lớn 171 Hình 126: Phát triển hố xói theo thời gian có tường đỉnh thảm giảm xói 172 Hình 127: Phát triển hố xói theo thời gian có tường đỉnh chân ống buy 172 Hình 128: Mực nước tính tốn Thịnh Long, Hải Hậu, Nam Định 173 Hình 129: Diễn biến xói chân Thịnh Long trước sau bão 174 Hình 130: Kết tính tốn xói sau bão theo WADIBE-CT 174 Hình 131: Sơ đồ tính tốn chế độ dịng chảy (vận tốc, độ sâu) dịng chảy tràn đỉnh đê mái phía (Schuttrümpf Oumeraci, 2005) 180 Hình 132: Trích đoạn ghi sóng ngẫu nhiên 183 Hình 133: Tần suất thể tích sóng tràn, trường hợp Hs = 2m, q = l/s/m 185 Hình 134: Phân bố đủ chuỗi sóng có H s = 2m, T p = 6,5s, D = 6giờ; q = 50 l/s/m phân bố ngẫu nhiên thể tích sóng tràn mơ 187 Hình 135: Phân bố đủ đề xuất phương án mơ nhóm sóng lớn chuỗi sóng có Hs = 2m, Tp = 6,5s, D = 6giờ; q = 50 l/s/m 188 Hình 136: Máy xả sóng 190 Hình 137: Cẩu máy xả sóng vào vị trí 190 Hình 138: Trình tự lắp đặt máy xả sóng trường 192 Hình 139: Sơ đồ hệ thống cấp nước máy xả sóng Máy bơm nước từ ao/ kênh sát chân đê phía đồng để cấp nước cho máy xả sóng đặt đỉnh đê 193 Hình 140: Vị trí Tuyến đê Biển 1, Hải Phòng Km 12+800 đoạn chuyển tiếp đoạn đê cũ đoạn đê nâng cấp 197 Hình 141: Một số hình ảnh tuyến đê Biển 1, Hải Phòng, đoạn đê cũ Hải Phịng 197 Hình 142: Mái đê phía đồng - tuyến đê Biển 1, Hải Phịng 198 Hình 143: Hồ ni hải sản sát chân đê có kết cấu dạng cừ thẳng đứng 198 Hình 144: Vị trí tuyến đê Hải Hậu tỉnh Nam Định 199 Hình 145: Cỏ Vetiver khung đá xây, mái phía đồng 199 Hình 146: Cỏ khung đá xây, đoạn Km17+200 200 Hình 147: Dầm bê tông chạy dài, chuyển tiếp đỉnh đê mái đê phía đồng 200 Hình 148: Phần đê rộng mét, trồng cỏ, mái đê phía đồng 200 Hình 149: Mái đê sơng bảo vệ ô bê tông lục lăng có trồng cỏ 201 Hình 150: Tối ưu kinh tế sở phân tích rủi ro 203 Hình 151: Dạng mắt cắt điển hình đê lấn biển, mở mang vùng đất 208 Hình 152: Mặt cắt ngang bãi biển điển hình 214 Hình 153: Thủy triều số địa điểm dọc theo bờ biển Việt Nam 217 Hình 154: Hiệu ứng nước dâng 218 Hình 155: Hiệu ứng nước dâng 219 Hình 156: Đường tần suất nước dâng 219 Hình 157: Nước dâng gió 220 Hình 158: Quan hệ chu kỳ sóng thần độ lớn động đất 221 Hình 159: Quan hệ chiều cao sóng thần độ lớn động đất 221 Hình 160: Hiện tượng khúc xạ 225 Hình 161: Hiện tượng khúc xạ sóng tiến vào bờ biển lồi lõm 225 Hình 162: Các dạng sóng vỡ ảnh hưởng độ sâu đến sóng vỡ 227 Hình 163: Sóng đứng (A) tượng phản xạ gặp tường (B) 228 Hình 164: Hiện tượng nhiễu xạ 229 Hình 165: Sóng dâng nước 230 Hình 166: Sóng leo theo lý thuyết thực nghiệm (cả sóng ngẫu nhiên) 231 Hình 167: Sóng hình thành tiến vào bờ 234 Hình 168: Trường dòng chảy quan trắc gần bờ, phụ thuộc phần lớn vào góc sóng vỡ (b ) 236 Hình 169: Hệ thống dịng chảy tuần hồn 236 Hình 170: Sự thay đổi mặt cắt ngang bãi biển trước sau trận bão 239 Hình 171: Mặt cắt ngang tham số đê 242 Hình 172: Một số dạng kết cấu chân khay kè biển 245 Hình 173: Chân kè kiểu khối lăng trụ 246 Hình 174: Chân kè kiểu cọc cừ 246 Hình 175: Chân kè kiểu hỗn hợp 246 Hình 176: Cấu tạo chân kè đê biển 247 Hình 177: Đê kè lát mái đá rời 248 Hình 178: Kè bảo vệ mái thảm rọ đá 248 Hình 179: Cấu kiện Tetrapod, Tribar, Dolos, Akmon (thứ tự từ trái qua phải) 248 Hình 180: Các cấu kiện có liên kết linh hoạt 249 Hình 181: Kè lát mái đá lát khan 250 Hình 182: Kè bê tơng đổ chỗ Hải Phịng 250 Hình 183: Mái kè cấu kiện TSC – 178 252 Hình 184: Kè kiểu kết cấu âm dương 253 Hình 185: Kè kiểu lát đá chít mạch 253 Hình 186: Kè kiểu kết cấu bê tơng khối lớn 253 Hình 187: Kè khối bê tơng mấu giảm sóng 253 Hình 188: Mặt cắt điển hình đê biển Bắc Bộ 256 Hình 189: Mặt cắt điển hình đê biển Trung 260 Hình 190: Mơ hình đê mái nghiêng (a) Khơng tường đỉnh; (b) có tường đỉnh 263 Hình 191: Mơ hình tiêu nước đỉnh đê Hình 192: Tường chắn sóng phía biển kết hợp kênh thu tiêu nước mặt đê Hình 193: Tường chắn sóng phía biển kết hợp tường phía đồng Hình 194: Tường chắn sóng phía đồng hắt tức thời phần sóng trở lại biển Hình 195: Mũi hắt sóng tường đỉnh đê Hình 196: Đê kiểu tường đứng Hình 197: Hạ mảng gia cố vào mặt Hình 198: Thi cơng mảng gia cố tre Hình 199: Ngun lý thi cơng cọc cát Hình 200: Phạm vi ứng dụng hiệu loại cơng nghệ khoan Hình 201: Sơ đồ mặt cắt đê biển Hình 202: Chân kè kiểu khối lăng trụ Hình 203: Chân kè kiểu cọc cừ Hình 204: Chân kè kiểu hỗn hợp Hình 205: Chân kè kiểu ống buy xếp so le Hình 206: Một số dạng kết cấu chân khay kè biển Hình 207: Các thơng số xác định đê Hình 208: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số chiết giảm sóng đê Hình 209: Trồng cỏ mái đê phía biển Hình 210: Trồng cỏ kết hợp với kè bê tơng bảo vệ mái đê phía biển Hình 211: Sơ đồ minh hoạ tương tác tải trọng bên bên kè Hình 212: Sơ đồ nước xâm nhập vào đất chuyển động theo tác động sóng Hình 213: Sơ đồ sóng phá hoại kè gây trượt cục mái đê Hình 214: Mảng cục bê tông bị phá hoại trượt lở đất Hình 215: Kè bảo vệ mái đê đá hộc lát khan Hình 216: Kè bảo vệ mái đê bê tơng có tường chắn sóng đê Hình 217: Kè bảo vệ mái đê bê tông kết hợp đá hộc, có tường chắn sóng, Hình 218: Kè đá xếp hình trụ tiết diện lục giác Hình 219: Kè mái đê biển Hải Hậu - Nam Định Hình 220: Một số kiểu cục bê tơng lắp ghép có khớp liên kết tự chèn Hình 221: Một số kiểu cục bê tơng lắp ghép độc lập Hình 222: Kè mái đê biển khối bê tông liên kết mảng Hình 223: Kè mái đê biển bê tơng nhựa đường Hình 224: Kè mái đê biển kết cấu thảm Hình 225: Gia cố đất yếu đê biển cọc cát Hình 226: Mặt cắt ngang đê biển mái nghiêng Hình 227: mặt cắt đê mái nghiêng có mái gãy Hình 228: Đê mái nghiêng có tường chắn sóng Hình 229: mặt cắt đê biển kiểu tường đứng Hình 230: mặt cắt đê biển kiểu tường đứng có thềm chống xói cho chân đê Hình 231: Mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp nghiêng, đứng Hình 232: Mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp đứng, nghiêng Hình 233: Các dạng kết cấu tường đỉnh đê biển thường gặp Hình 234: Các yếu tố quan trọng tính cao trình đỉnh đê Hình 235: Định nghĩa chiều cao sóng leo Ru2% mái nhẵn khơng thấm nước Hình 236b: Số liệu sóng leo bao gồm yếu tố ảnh hưởng Hình 237: Độ dốc quy đổi tính sóng leo Hình 238a: Ảnh hưởng bãi trước đến phổ sóng Hình 239: Các thơng số xác định đê Hình 240: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số chiết giảm sóng đê Hình 241 Xác định độ dốc mái (1:8) (1:15) Hình 242 Xác định độ rộng lớn 0,25L0 Hình 243: Độ lưu khơng đê trường hợp sóng tràn Hình 244: Số liệu sóng tràn ứng với giá trị trung bình giới hạn ±5% ứng với b0 ≤2 267 267 267 267 268 268 272 272 272 273 274 277 277 278 278 279 280 281 283 284 284 285 285 285 286 286 286 287 287 288 288 289 289 289 291 293 293 293 294 294 295 295 296 297 299 301 302 303 304 305 307 308 309 311 Hình 245: Số liệu sóng tràn ứng với giá trị trung bình giới hạn ±5% ứng với b0 >2 Hình 246: Nội suy độ lưu không trường hợp đê bãi trước Hình 247: Tính độ lưu khơng ứng với độ dốc từ 1:8 đến 1:15 Hình 248: Quan hệ độ dốc mái đê, chiều rộng đê cao trình đỉnh đê (q=0,1 l/s/m) Hình 249: Quan hệ độ dốc mái đê, lưu lượng tràn cao trình đỉnh đê (b=10m) Hình 250: Các phương án lựa chọn kích thước hình học thân đê Hình 251: Sơ đồ xác định vị trí tính giới hạn tải trọng an tồn cho Hình 252: Sơ đồ hình học tải trọng phân bố hình thang cân đối xứng qua trục đê Hình 253: Sơ đồ tính tốn khối đất đắp Hình 254: Sơ đồ tính tốn tải trọng giới hạn theo phương pháp Jocghenxon Hình 255: Sơ đồ phá hoại theo Mandel- Salencon Hình 256: Biểu đồ quan hệ Nc tỷ lệ B/H Hình 257: Xử lý đê đệm cát Hình 258: Xử lý đệm cát cộng với bấc thấp Hình 259: Xử lý gia cố cốt Hình 260: Ngun lý thi cơng cọc cát Hình 261: Sơ đồ bố trí cọc cát Hình 262: Sơ đồ biểu diến tăng trưởng tiêu lý đắp giai đoạn Hình 263: Trồng cỏ mái đê phía biển Hình 264: Trồng cỏ kết hợp kè bê tơng Hình 265: Cấu tạo lớp mái kè Hình 266: Các dạng mái kè Hình 267: Kè đá lát khan (trái) kè đá đổ (phải) Hình 268: Kè mái đê biển cục bê tông liên kết mảng Hình 269: Một số kiểu cục bê tơng lắp ghép có khớp liên kết tự chèn Hình 270: Một số kiểu cục bê tông lắp ghép độc lập Hình 271: Thảm bê tơng chế tạo bơm vữa vào túi vải địa kỹ thuật Hình 272: Kè mái đê biển bê tông nhựa đường Hà Lan Hình 273: Tải trọng tác dụng lên mái kè Hình 274: Sơ đồ nước xâm nhập vào đất chuyển động theo tác động sóng Hình 275: Các cấu kiện lỏng lẻo bị đẩy khỏi mái kè (do chênh lệch áp lực) Hình 276: Các cấu kiện lún sụt đất (cát) Hình 277: Phá hoại trượt lở cục mái đê Hình 278: Áp lực đẩy lên mái kè (có độ thấm) Hình 279: Định nghĩa độ dài nước thấm Hình 280: Ảnh hưởng độ dài nước thấm Hình 281: Sơ đồ bố trí chân kè Hình 282: Phân loại chân kè Hình 283: Chân kè kiểu rãnh chơn, cọc chơn Hình 284: Chân kè kiểu mảng bó cành Hình 285: Chân kè kiểu cọc cừ Hình 286: Chân kè kiểu đá đổ Hình 287: Chân kè ống buy đê biển Hải Hậu, Nam Định Hình 288: Đồ thị xác định kích thước cấu kiện chân kè Hình 289: Một số kiểu tầng lọc Hình 290: Sự lấp nhét hạt đường cong cấp phối tầng lọc Hình 291: Một số loại vải địa kỹ thuật Hình 292: Hiệu sử dụng vải địa kỹ thuật tầng lọc Hình 293: Sự cần thiết lớp lọc/vải địa kỹ thuật Hình 294: Định nghĩa lỗ rỗng dịch chuyển hạt Hình 295: Sự bồi lấp vải địa kỹ thuật Hình 296: Một số loại kết cấu chuyển tiếp Hình 297: Đê đất tường nghiêng Hình 298: Đê tường đứng phía biển Hình 299: Đê dạng mặt cắt hỗn hợp nghiêng đứng phía biển 311 312 312 315 315 318 321 322 324 325 327 327 329 331 332 333 335 336 337 337 338 338 339 339 339 340 340 341 341 342 342 342 342 343 343 344 348 349 349 349 350 350 350 350 351 351 352 353 353 354 355 356 357 358 358 qgh = 5,14Cu (IX-28) Cu – lực dính đất xác định theo sơ đồ thí nghiệm khơng nén cố kết – cắt nhanh khơng nước (UU) máy cắt trục Tải trọng thẳng đứng khối đất đắp thân đê gây là: P = đ.hđ (IX-29) (đ, hđ – tương ứng dung trọng chiều cao khối đất đắp) Khi đạt chiều cao giới hạn (hgh) có: Pgh = đ.hgh (IX-30) Điều kiện cân là: Pgh = qgh đ.hgh = 5,14Cu hgh = 5,14.Cu (IX-31) ñ Khi thiết kế đê ta phải chọn chiều cao giới hạn cho phép [hgh] thơng qua hệ số an tồn K [hgh] = 5,14.Cu K  đ (IX-32) Hệ số an tồn K = 1,5 Khi khơng có số liệu Cu thí nghiệm máy trục, ta tính giá trị lực dính tương đương (Cutđ) theo lực dính Cu góc ma sát u đất xác định theo sơ đồ UU máy cắt phẳng: Cutđ = Cu + đ.hat.tgu (IX-33) Thay Cu = Cutđ vào công thức (c4-36) ta có: [hgh] = 5,14.Cu k. đ (1  5,14tgu) (IX-34) * Giải pháp phân đoạn đắp đê Sức chống cắt (góc ma sát  lực dính C) đất dính mềm yếu phụ thuộc vào trạng thái độ chặt – độ ẩm Khi tác dụng áp lực nén chưa vượt khả chịu tải đất nền, nước lỗ rỗng đất thoát làm giảm độ ẩm (W), giảm tỉ số kẽ rỗng (e), tăng dung trọng khô (  c) đất (tức đất cố kết) Trong trình cố kết, sức chống cắt đất (  , C) tăng lớn, khả chịu tải tăng Sự gia tăng phụ thuộc vào mức độ cố kết đất tải trọng tác dụng lên Dựa vào đặc điểm trên, ta phân đoạn đê theo chiều cao đắp đất nhiều thời đoạn khác nhằm nâng cao dần sức chịu tải đất cho phù hợp với chiều cao khối đất đắp Các bước thực sau: - Xác định chiều cao giới hạn cho phép [hgh] khối đất đắp đất yếu trạng thái tự nhiên ban đầu Nếu chiều cao yêu cầu đê (hđ) nhỏ [hgh], tức hđ  [hgh], cần đắp lần, không cần phân đoạn Nhưng ý đắp theo lớp bề mặt đê Nếu hđ > [hgh], phải phân đoạn theo chiều cao để đắp nhiều thời đoạn khác - Chiều cao lớp đất đắp lần thứ h1: Nếu dung trọng đất đắp  đ đ, áp lực lớp thứ tác dụng lên P1 =  đ x h1 Muốn cho cố kết mà khơng bị phá hoại phải chọn h1 cho có áp lực P1 lớn áp lực tiền cố kết đất nền, không vượt tải trọng an toàn (Pat) đất yếu Sơ đồ trình phân đoạn đắp đê giới thiệu hình sau 62 - Sau đắp xong lớp h1 phải chờ thời đoạn (T1) cần thiết để đất đạt mức độ cố kết yêu cầu tiếp tục đắp lớp thứ hai - Chiều dày lớp thứ hai (h2) xác định thơng qua tính tốn với yêu cầu: áp lực cột đất sau đắp lớp hai P2 =  đ (h1 + h2) không vượt khả chịu tải đất yếu cố kết áp lực lớp h1 sau thời đoạn T1 - Nếu kết tính tốn có h1 + h2  hđ cần đắp lớp thứ hai đến cao trình đỉnh đê thiết kế, mà không cần đắp tiếp lớp thứ ba - Nếu kết tính tốn có h1 + h2 < hđ cần tính tốn đắp lớp thứ ba Trình tự tính toán theo nguyên tắc 4.2.3 Thiết kế tầng lọc + Tầng lọc cốt liệu Tầng lọc có nhiều chức khác nhau: ngăn chặn xói mịn bề mặt lớp đất nền, ngăn chặn hình thành áp lực đẩy ngược lớp đất (thoát nước) kết hợp hai chức Trong lớp hạt có đường kính khác nhau, khoảng cách hạt lớn lấp nhét hạt có kích thước nhỏ hơn, gọi d15 – đường kính sàng cho phép lọt 15% khối lượng hạt Như vậy, đường thoát hạt nhỏ tầng lọc xác định đường kính lọt sàng d15 Các hạt lớn lớp nền, d85B hình vẽ, bị tắc lỗ rỗng tầng lọc chặn hạt khác lớp lại, giữ cho lớp bên ổn định, nghĩa đường kính hạt bên lớp khơng nên q lớn, hạt lớn giữ hạt nhỏ lại Để ngăn tăng áp lực, tầng lọc cần có tính thấm tốt lớp Do tính thấm bị ảnh hưởng hạt nhỏ, dẫn tới mối liên quan d15 hai lớp Có thể nói có ba mối quan hệ tầng lọc cấp phối đóng: ổn định tầng lọc lớp nền, tính thấm tính ổn định bên cơng trình Có thể biểu diễn theo cơng thức sau: Tính ổn định: d15 F 5; d15 B Tính ổn định bên trong: Tính thấm: d 60  10 d10 (IX-36) d15 F 5 d15 B + Vải địa kỹ thuật Vải địa kỹ thuật tên gọi chung cho tất loại vật liệu tổng hợp mà bên có dạng áo đệm, có vai trị ngày quan trọng kỹ thuật xây dựng sử dụng để che phủ lớp đất bên móng mái dốc cơng trình, giống lớp màng để chống thấm hay chống lại ô nhiễm môi trường từ khu vực chứa rác thải có tác dụng thiết bị lọc Vải địa kỹ thuật có nhiều hình dạng khác tùy theo công nghệ sản xuất Hai kiểu dạng dệt không dệt Chức vải địa kỹ thuật gồm có: Ngăn cách: Ngăn lớp hạt có kích thước khác nhau; Lọc: Giữ lại phần tử đất lại đồng thời cho nước thấm qua; Gia cố: Tăng ổn định cho đất; Dẫn dòng: nước có khả dẫn nước lớn vật liệu xung quanh Vải địa kỹ dễ bị thay đổi hình dạng tia cực tím, bị ăn mịn, bị thủng q trình hố học, sinh học hay học nên thi công cần ý không để lộ ánh sáng mặt trời, chống đâm thủng v.v 63 4.2.4 Thiết kế lớp bảo vệ mái a) Độ dốc mái đê: thể qua qua hệ số mái dốc m = ctgα, với α góc mái đê đường nằm ngang Độ dốc mái đê xác định thơng qua tính tốn ổn định, có xét đến biện pháp thi cơng, yêu cầu sử dụng khai thác kết cấu công trình gia cố mái Thơng thường m = 2÷3 cho mái phía đồng m = 3÷5 cho mái phía biển Trong số trường hợp đặc biệt, áp dụng dạng tường đứng thay cho mái nghiêng b) Thềm giảm sóng hay đê mái phía biển: Cao độ đặt thềm tốt bố trí mực nước thiết kế để giảm chiều cao sóng leo/sóng tràn, tăng cường độ ổn định cho thân đê; đặt mực nước thiết kế không lớn Hs Chiều rộng thềm giảm sóng cần lớn 1,5 Hs không nhỏ 3m Tại vị trí thềm giảm sóng, lượng sóng tập trung, cần tăng cường gia cố, đặc biệt vùng mép ngồi, đồng thời bố trí đủ lỗ nước Ở vùng đê biển quan trọng, cao trình kích thước thềm giảm sóng cần xác định qua thí nghiệm mơ hình vật lý c) Gia cố mái đê phía đồng: thiết kế sở phân tích chất đất, cường độ mưa, mức độ cho phép sóng tràn, chiều cao đê, yêu cầu sử dụng (đường lên xuống, cảnh quan môi trường v.v…) d) Trong trường hợp bình thường mái phía đồng bảo vệ tự nhiên cỏ loại bụi phù hợp Trường hợp đê chịu sóng lũ tràn từ hai phía, mái đê phía đồng phải gia cố, chiều dày vật liệu lớp bảo vệ tính toán theo điều kiện ổn định tác động dòng chảy tràn a Các dạng kết cấu điều kiện áp dụng Bảng 17: Dạng kết cấu bảo vệ mái điều kiện sử dụng TT Kết cấu gia cố mái Điều kiện áp dụng - Sóng có Hs ≤ 0,5m, dịng chảy có v < 1m/s có bãi ngập mặn Trồng cỏ trước đê; - Mái đê có đất mùn để cỏ phát triển - Nơi có nguồn đá phong phú; Đá hộc đổ rối - Mái đê thoải, u cầu mỹ quan - Nơi có nguồn đá phong phú, có loại đá đáp ứng yêu cầu; Đá hộc lát khan - Nền đê thoát nước tốt - Mái đê tương đối tốt; Đá hộc xây - Sóng lớn, dịng chảy mạnh, loại đá rời khơng đáp ứng yêu cầu - Khả cung cấp đá lớn khó khăn; Thảm rọ đá - Sóng lớn, có dịng chảy mạnh; - Có rọ thép chống mặn Tấm bê tơng đúc - Sóng lớn, dịng chảy mạnh; sẵn, ghép rời - u cầu mỹ quan - Sóng lớn, dịng chảy mạnh; Tấm bê tơng đúc - Có u cầu mỹ quan; sẵn, liên kết mảng - Mái đê lún sụt, nước; - Có điều kiện thi công chế tạo mảng - Mực nước dao động lớn, mái gia cố dài; Hỗn hợp nhiều loại - Yêu cầu sử dụng khác b Thiết kế lớp phủ mái + Trọng lượng vật liệu, cấu kiện phủ mái (khối phủ mái) Trọng lượng ổn định khối phủ mái đê chịu tác dụng sóng, gió xác định theo công thức Hudson: G γ B H SD (IX-37) γ γ K D  B  ctgα  γ  Trong đó: 64 G - Trọng lượng tối thiểu khối phủ mái nghiêng (t); B - Trọng lượng riêng khơng khí vật liệu khối phủ (t/m3);  - Trọng lượng riêng nước biển; 1,03 t/m3;  - Góc nghiêng mái đê so với mặt phẳng nằm ngang (ctg  = m), độ; HSD - Chiều cao sóng thiết kế (m); KD - Hệ số ổn định, tuỳ theo hình dạng khối phủ, lấy theo bảng IX-20 Bảng 18: Bảng hệ số ổn định KD Kiểu khối bảo vệ Khối Hohlquader Đá xẻ Tetrapod Cấu tạo Đặt lớp Xếp (đứng) lớp Xếp lớp Dolos Xếp lớp Đá hộc Khối hộp Khối xoắn Đổ lớp Đổ lớp Đổ lớp KD 14 5,5 8,6 18 24 4,0 5,0 18  24 Ghi Hs  7,5 m Hs < 7,5 m dn50: đường kính đá, cấu kiện, ý dn50  d50 cot: hệ số mái kè (1.5 < cot  < 4) Công thức Hudson sử dụng để tính tốn trọng lượng viên đá qua chọn lựa, trọng lượng chúng Ngồi ra, cơng thức thích hợp cho trường hợp đỉnh đê khơng có sóng tràn Đối với cơng trình mái nghiêng vùng độ sâu sóng vỡ, trọng lượng viên đá cần tăng lên so với trị số tính tốn từ (10  25)% Khi tiến hành gia cố đá hộc khơng chọn lựa, trọng lượng viên đá tính: W50  0,1γb Δ3γ H s3 K DD m (IX-38) W50: Trọng lượng viên đá (kg), mà tỷ lệ trọng lượng viên nhỏ trọng lượng chiếm 50% tổng trọng lượng; KDD: Hệ số ổn định đá không chọn lọc: Khi sóng khơng vỡ lấy KDD=2.5, sóng vỡ lấy KDD = 2.2; HS: Sóng tính tốn Đối với đá hộc khơng qua tuyển chọn, chiều cao sóng giới hạn 1.5m Trọng lượng lớn Wmax (T) nhỏ Wmin (T) viên đá cấp phối đá lát mái là: Wmax = 3,6W50 Wmin= 0,22W50 Công thức Hudson đơn giản, sử dụng thuận tiện + Hạn chế công thức Khuyết điểm chủ yếu công thức Hudson chưa phản ánh ảnh hưởng chu kỳ sóng Ts trọng lượng viên đá gia cố Từ công thức Hudson, ta đặt N S  K D m , trạng thái giới hạn ta có: NS   1B/ H SD   G B  (IX-39) 65 Ns: Được gọi hệ số phá hoại “Zêrô” HSD=0: Chiều cao sóng giới hạn để khối gia cố ổn định + Công thức Van der Meer Đối với sóng có Ir < 2,5  3,0 (sóng nhảy vỡ): 0.2 H sc  S  0.5  6.2 P 0.18     d n 50  N (IX-40) Đối với sóng có Ir > 3,0: 0.2 H sc  S  P  1.0 P 0.13    cot   d n 50  N (IX-41) Trong đó: HS: Chiều cao sóng có ý nghĩa (m) d50: Đường kính đá d50 = w50 γb (IX-42) b: Trọng lượng riêng vật liệu khối gia cố N: số sóng (N = 2 hay N = Tbão/Tm) Ls S: mức hư hỏng cho phép S =  2,5, m  (S = ổn định chấp nhận được) S = 3,0, m  (S = ổn định chấp nhận được) P: đặc trưng cho “độ thấm” công trình P = 0,1  0,2: Lớp gia cố tầng lọc, lõi đất P = 0,4 : Đá đổ có lõi đá nhỏ P = 0,6 : Đá đổ đồng Ir: Hệ số Iribarren: Ir  tgα tgα  H s πH s gTs Ls (IX-43) + Công thức Pilarczyk Hs cos   u  b m D p (IX-44) Trong đó: u hệ số chất lượng ổn định mái kè (xác định theo loại áo kè, chuẩn u = cho mái kè đá đổ hai lớp), u  2.25  hàm số biểu thị cho ngưỡng chuyển động/ổn định vật liệu p số Iribarren-number ứng với chu kỳ đỉnh Tp D kích thước (bề dày) lớp áo kè m tỷ trọng vật liệu áo kè 66 b hệ số mũ 0.5 < b < đá đổ b = 0.5, cấu kiện nhẵn b=1, trung bình b  2/3 + Chiều dày lớp phủ mái a) Lớp phủ mái đá hộc lát khan Khi 1,5  m  độ dày ổn định tác dụng sóng tính theo cơng thức sau: δ d  0,266 γ H L s s γd  γ m Hs Trong đó: δd (IX-45) - Chiều dày lớp đá hộc lát (một lớp đá) mái đê (m); γd, γ - Trọng lượng riêng đá nước (t/m3); m - Hệ số mái dốc; Ls - Chiều dài sóng (m); Hs - Chiều cao sóng (m): + Khi h/Ls ≥ 0,125 lấy Hs = Hs4% + Khi h/Ls < 0,125 lấy Hs = Hs13% b) Lớp phủ mái bê tơng - Tính theo cơng thức quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286- 98) δ B  η H S γ L S γ B  γ l t m Trong đó: B - Chiều dày bê tơng ( m); (IX-46) Η - Hệ số: η = 0,0075 lát khan; η = 0,10 phần lát khan, phần chít mạch; Hs - Chiều cao sóng tính tốn (m), lấy Hs1%; Ls - Chiều dài sóng (m); lt - Chiều dài cạnh bê tơng theo phương vng góc với đường mép nước m - Hệ số mái dốc; , B - Trọng lượng riêng nước bê tông (t/m3) - Tính theo cơng thức Pilarczyk, K.W δB  HS  γ γB  γ `Trong đó: ξ (IX-47) Hs - Chiều cao sóng thiết kế (m), ξ - Hệ số sóng vỡ: ξ  tgα ; Hs Ls φ - Hệ số phụ thuộc vào hình dạng cách lắp đặt cấu kiện, lấy theo bảng IX-21 Bảng 19: Hệ số φ theo cấu kiện cách lắp đặt Loại cấu kiện cách lắp đặt Tấm lát đặt nằm Tấm lát đặt lớp geotextile đất sét tốt Tấm lát tự chèn Tấm lát tự chèn lớp đệm tốt φ 4÷ 4,5 67 c Các loại cấu kiện lát mái bê tông đúc sẵn Bảng 20: Các loại cấu kiện lát mái bê tông đúc sẵn Loại cấu kiện Hình dạng Tấm lát độc lập - Chữ nhật - Lục lăng - Chữ T Tấm lát liên kết mảng - Chữ nhật - Lục lăng Cấu tạo bề mặt trực tiếp với sóng - Trơn - Khuyết lõm - Mố lồi - Lỗ thoát nước - Trơn - Mố lồi - Lỗ nước Hình thức liên kết Ghép cạnh - Xâu cáp - Rãnh, hèm - Âm dương Tấm có hình lục lăng, chữ T thường dùng mái đê dốc so với có hình chữ nhật Cách lát: Tấm lục lăng đặt góc nhọn theo chiều mái dốc, chữ nhật đặt mạch ghép so le Kích thước lỗ nước nhỏ 0,8 đường kính đá lớp đệm, dùng lỗ hình loe (dưới nhỏ, to) d Lỗ nước khe biến dạng +) Gia cố mái kín nước: đá xây, bê tông đổ chỗ v.v… phải có lỗ nước phần ngập nước, bố trí theo hình hoa mai, đường kính lỗ 10 cm; Khoảng cách lỗ từ 3 m +) Khe biến dạng bố trí cho kết cấu gia cố mái loại kín nước, cách từ1520m dọc theo hướng trục đê 4.2.5 Thiết kế bảo vệ chân Chân kè hay gọi chân khay phận chuyển tiếp mái kè với bãi trước kè biển Loại hình kích thước chân kè xác định theo tình hình xâm thực bãi biển, chiều cao sóng (Hs), chiều dài bước sóng (Ls) chiều dày lớp phủ mái (D) a) Vị trí chân kè Để đảm bảo ổn định cho kè gia cố mái đê, mái bờ biển chống xói lở, cần bố trí chân kè vị trí chân mái dốc nối tiếp với bãi Loại kích thước chân kè xác định theo tình hình xói lở - xâm thực bờ bãi biển, chiều cao sóng HS chiều dày thân kè Khi thiết kế chân kè cần ước tính chiều sâu hố xói để đảm bảo chức thiết kế b) Các dạng chân kè + Chân kè nơng: Áp dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân kè chống đỡ dịng chảy sóng tạo chân đê Vật liệu bảo vệ chân kè đá thả rối, cục bê tông vật liệu hạt rời + Chân kè sâu: Áp dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh hẫng mặt bãi bị xói sâu Chân kè sâu cắm xuống không nhỏ 1,0 m Vật liệu chân kè sâu có nhiều loại, thường dùng loại cọc gỗ cọc BTCT ống bê tông cốt thép nhiều tầng c Kích thước đá chân kè + Kích thước vật liệu chân kè Xác định kích thước cấu kiện chân kè theo công thức sau: Với chân kè nằm sâu, bị hư hỏng, kích thước cấu kiện chân kè xác định theo công thức: 1.4 h  Hs  8.7  t  d n 50  hm  (IX-48) Với chân kè bãi nơng, kích thước cấu kiện chân kè xác định theo công thức:   Hs h  1.1  0.24 t  1.6   d n 50 d n 50   (IX-49) 68 - Đá chân kè phải ổn định tác dụng dịng chảy sóng tạo chân đê Vận tốc cực đại dòng chảy sóng tạo chân đê xác định: Vmax   Hs (IX-50)  Ls 4h sinh g Ls Trong đó: Vmax - Vận tốc cực đại dòng chảy (m/s); Ls, Hs - Chiều dài chiều cao sóng thiết kế (m); h - Độ sâu nước trước đê (m); g - Gia tốc trọng lực (m/s2); - Trọng lượng ổn định viên đá chân kè kè mái đê biển Gd xác định theo bảng Bảng 21: Trọng lượng ổn định VIIên đá theo Vmax Vmax(m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0 Gd (kg) 40 80 140 200 4.2.6 Thiết kế đỉnh đê Cao trình đỉnh đê có quan hệ trực tiếp đến an toàn thân đê vùng mà đê bảo vệ, khối lượng cơng trình kinh phí đầu tư Vì khâu quan trọng thiết kế tuyến đê biển Cao trình đỉnh đê cao trình mặt đỉnh sau đê biển lún ổn định Đối với đê có bố trí tường đỉnh cao trình đỉnh đê cao trình đỉnh tường Chiều rộng đỉnh đê, không bao gồm phần tường đỉnh chủ yếu tùy thuộc ổn định thân đê, ổn định đê, yêu cầu chống thấm, chống sóng, u cầu phương pháp thi cơng, quản lý, cấp cứu hộ đê giao thông (đường quay xe, tránh xe) v.v… Nói chung chiều rộng đê biển khơng nhỏ 3÷4m, thường lấy 4÷6m Ngồi ra, tùy thuộc vào yêu cầu quy hoạch sử dụng mở rộng Hiện Việt Nam, chiều rộng đỉnh đê qui định theo cấp cơng trình bảng IX-24 Bảng 22 Chiều rộng đỉnh đê theo cấp cơng trình Cấp cơng trình đê Chiều rộng đỉnh đê Bđ(m) Đặc biệt 68 I II III IV Trường hợp cần mở rộng thêm so với qui định bảng cần có thoả thuận quan quản lý có thẩm quyền Nếu đỉnh đê thiết kế kết hợp với mặt đường giao thông nên thiết kế kết cấu mặt đường theo tiêu chuẩn kỹ thuật đường giao thông Trên mặt đỉnh đê cần dốc phía hai phía (độ dốc khoảng 2%- 4%), có bố trí rãnh nước mưa nước sóng bắn Ở mép ngồi đê, làm tường đỉnh để đạt cao trình đỉnh đê thiết kế nhằm làm giảm khối lượng đất đắp mặt đắp đê bị hạn chế Tường đỉnh xây đá lắp đặt khối bê tơng đúc sẵn làm đá xếp khan trường hợp sóng nhỏ hay có độ lớn tương đối lớn Chiều cao tường đỉnh thường khoảng từ 0,8÷1,0m, đỉnh rộng 0,6÷1,0m Tường chơn vào mặt đê liên kết chỉnh thể với thân đê để tăng cường ổn định Ở vị trí thay đổi đất nền, thay đổi chiều cao tường, kết cấu mặt cắt v.v cần bố trí thêm khe biến dạng.Nói chung, thiết kế tường đỉnh cần tính tốn cường độ, kiểm tra ổn định trượt, lật, ứng suất nền, yêu cầu chống thấm + Kết cấu đỉnh đê - Mặt đỉnh đê cần ổn định, thuận lợi cho phương tiện lại kiểm tra hoàn cảnh thời tiết - Căn vào mức độ cho phép sóng tràn, yêu cầu giao thơng, quản lý, chất đất đắp đê, mưa gió xói mịn v.v… để xác định theo tiêu chuẩn mặt đường tương ứng 69 - Mặt đỉnh đê cần dốc phía hai phía (độ dốc khoảng 2% - 3%), tập trung thoát nước rãnh thoát nước mặt - Trường hợp đất đắp đê, mặt đắp đê bị hạn chế, xây tường đỉnh để đạt cao trình đỉnh đê thiết kế 4.2.7 Thiết kế tường đỉnh Trong đê biển dạng tường đứng dốc tường đứng, khối tường phịng hộ có kết cấu trọng lực, có nghĩa tường dựa vào trọng lượng thân để trì ổn định, tiến hành tính tốn ổn định theo nội dung sau: + Ổn định chống lật tường: Khi tính tốn ngồi việc xét đến tự trọng (trọng lượng thân) tường, áp lực đất sau tường, phải xét đến độ chênh lệch áp lực thay đổi thay đổi điều kiện mực nước sóng trước sau tường gây Thơng thường, phía ngồi tường tính tốn theo mực nước cao, mực nước thấp mực nước đỉnh khối phản áp, phía tường tính theo mực nước cao mực nước với tường Chênh lệch áp lực sóng tính theo trường hợp đáy sóng chạm tường + Ổn định chống lật phía đồng: Trong thời gian thi cơng, thân tường có khả xuất lật, quay quanh mép sau chân tường Lúc đó, phía ngồi tường lấy mực nước cao thời kỳ thi cơng, phía tường lấy mực nước thấp cao độ đất đắp tương ứng Bảng 23: Hệ số an toàn ổn định chống lật (k) đê thành đứng Cấp cơng trình Hệ số an Điều kiện sử dụng bình thường toàn Điều kiện sử dụng bất thường I 1,60 1,50 II 1,55 1,45 III 1,50 1,40 IV 1,45 1,35 V 1,40 1,30 + Ổn định chống trượt tổng thể: Tính tốn trượt theo mặt đáy tường theo khe ngang lớp thân tường + Ổn định chống trượt phẳng: Theo mặt tiếp xúc lớp đệm đáy tường đất Khi tính tốn trường hợp thường lấy mực nước thấp mực nước ngang mặt bãi phía ngồi tường, mực nước cao phía tường Hệ số an tồn ổn định chống trượt (k) cơng trình thành đứng: khơng nhỏ trị số quy định bảng IX-26 Bảng 24: Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) cơng trình thành đứng Tính chất Hệ số an tồn Đá Đất Cấp cơng trình Cấp cơng trình Điều kiện sử dụng I bìnhthường 1,15 Điều kiện sử dụng 1,05 bất thường II III IV V I II III IV V 1,10 1,05 1,05 1,00 1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 1,05 1,00 1,00 1,00 1,20 1,15 1,10 1,05 1,05 + Ổn định đất Tường khơng có kết cấu trọng lực Khối tường phòng hộ đê biển dạng tường dốc tường đứng khơng có kết cấu trọng lực, mà có kết cấu xây khan có đá xẻ xây vữa phủ mặt Trường hợp tính tốn ổn định sau: + Tính tốn ổn định chống lật thân tường: Ko  Mr Mo (IX-51) Trong đó: 70 Ko - Hệ số an tồn ổn định chống lật, xác định theo cấp cơng trình tình hình tổ hợp tải trọng, thơng thường Ko =1,4÷1,6; Mg – Mơ men ổn định mép trước mặt tính tốn, (KN.m); Mo – Mơ men lật mép trước mặt tính tốn, (KN.m) + Ổn định chống trượt theo đáy tường theo mạch ngang thân tường Ks  G f P (IX-52) Trong đó: Ks - Hệ số ổn định chống trựơt, cấp cơng trình tình hình tổ hợp tải trọng để xác định, thơng thường Ks ≥1,1÷1,3; G- Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt tính tốn (KN KN/m); P- Hợp lực theo phương ngang tác dụng lên mặt tính tốn (KN KN/m); f- Hệ số ma sát theo mặt tính tốn lấy theo bảng 30 Bảng 25: Hệ số ma sát theo mặt tính tốn Vật liệu Bê tơng bê tông Đá xây đá xây Đá hộc đá hộc Bê tông đá hộc (bề mặt sửa phẳng đá dăm) Đá xây đá hộc (bề mặt sửa phẳng đá dăm) Đá đổ cát thô, cát mịn Đá đổ cát bột Đá đổ đất cát Đá đổ sét, sét Hệ số ma sát f 0,55 0,65 0,70 0,60 0,65 0,50÷0,60 0,40 0,35÷0,50 0,30÷0,45 + Ổn định chống trượt phẳng tường phòng hộ theo mặt cắt đáy đệm: Ks  (G  g ) f  PE P (IX-53) Trong đó: G - Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên đáy tường, (KN KN/m); P - Hợp lựu theo phương ngang tác dụng lên đáy tường (KN KN/m); g- Trọng lượng vật liệu lớp đệm khối phản áp phạm vi CD ÷EE’ (KN KN/m); (hình 60), PE – Áp lực đất bị động mặt EE’ (KN KN/m) Đối với bệ đáy âm lấy 30% trị số tính tốn + Đối với đất có tính dính, ổn định chống trượt theo bề mặt đất tính sau: Ks  (G  g )tg o  C o A  PE P (IX-54) Trong đó: o – Góc ma sát đáy tường Khi khơng có số liệu thực đo, lấy o =  ,  góc ma sát đất (o); Co - Lực dính kết mặt trượt, lấy Co = ( 1  )C với C lực dính kết đất nền, (Kpa); A - Diện tích đáy tường 71 Các trị số  C nói dùng tiêu cắt nhanh cố kết từ kết thí nghiệm cắt trực tiếp phịng 4.2.8 Thiết kế kết cấu chuyển tiếp Ngoài phận chủ yếu đê trình bày phần phần nối ghép hay cịn gọi phần chuyển tiếp phận đê quan trong, chẳng hạn phần ghép thân chân đê; thân đê; thân đê lớp kè mái bảo vệ cùng; phần mềm đất đắp phần bê tông cứng v.v Trong tính tốn chi tiết trình bày phương pháp tính tốn cụ thể Giữa phận mái kè cần phải có phận chuyển tiếp có khác giữa: Giữa hai loại cấu kiện (vật liệu) Giữa hai loại kết cấu hở kín Trên ngồi Giữa mái kè đỉnh đê Mái đê, kè phía biển nơi trực tiếp chịu tác động sóng, gió, thủy triều, dịng chảy, ăn mòn, xâm thực nước biển… Hư hỏng lớp bảo vệ mái ngồi gây xói lở, ổn định mái đê chế gây hư hỏng, vỡ đê Việc tính tốn thiết kế kích thước, khả chịu lực cấu kiện bảo vệ mái, tầng lọc cốt liệu kết hợp vải địa kỹ thuật phải đảm bảo ổn định không gây xói lở cục thân mái đê Vì thiết kế cần có lựa chọn phù hợp với điều kiện làm việc điều kiện địa chất, địa hình khu vực thiết kế 4.2.9 Các hệ thống phụ khác a Hệ thống thoát nước mặt Các cơng trình đê đất cao 6m vùng mưa nhiều, nên bố trí rãnh tiêu nước đỉnh đê, mái đê, chân đê chỗ nối tiếp mái đê với bờ đất với cơng trình khác Rãnh tiêu nước song song với tuyến trục đê bố trí mép đê chân đê Rãnh tiêu nước theo chiều đứng mái dốc đê, đặt cách 50m đến 100m, liên thông với rãnh tiêu nước dọc theo phương trục đê Rãnh bê tơng đá xây, kích thước độ dốc đáy rãnh cần xác định theo tính tốn theo kinh nghiệm từ cơng trình có điều kiện tương tự b Thiết bị nước phía đồng Nước mưa nước tràn mặt thân đê cần thoát để tránh q trình hố lỏng thân đê Phần nước phía đồng tầng lọc ngược cho phép nước thoát qua, giữ lại đất đá thân Thiết bị nước phía đồng là: + Lăng thể đá thiết kế theo nguyên lý tầng lọc ngược + Dùng kết hợp với vải địa kỹ thuật (geotextile) Thiết kế chi tiết phận nước phía đồng cần xem xét tính chất đất thân đê, chế độ thuỷ lực nước mặt nước ngầm c Kênh tiêu nước phía đồng Phía sau thiết bị nước thường bố trí kênh tiêu nước nhằm tiêu hết lượng nước từ phía đê (cả nước mặt nước ngầm) Hình dạng kênh tiêu thường chữ nhật hình thang Kích thước kênh phụ thuộc vào lượng nước cần thoát, đặc biệt lượng nước mặt với mục tiêu thoát tồn lượng nước tránh q trình hố lỏng lớp đất chân đê dẫn tới trình sạt trượt 4.2.10 Tính tốn ổn định tổng thể cơng trình a Nội dung tính tốn Ổn định chống trượt mái đê; Lún thân đê; 72 Ổn định thấm cho đê (cho đê cửa sơng vùng có biên độ triều cao, mưa nhiều) b Tính tốn ổn định chống trượt mái đê +) Chọn mặt cắt tính tốn: Phải có tính chất đại biểu, lựa chọn sở nhiệm vụ đoạn đê, cấp cơng trình, điều kiện địa hình địa chất, kết cấu đê, chiều cao thân đê, vật liệu đắp đê v.v +) Các trường hợp tính tốn: - Trường hợp bình thường: + Mái đê phía thời kỳ thấm ổn định khơng ổn định, thời kỳ triều cao; + Mái đê phía ngồi thời kỳ triều rút nhanh - Trường hợp bất thường: + Mái đê thời kỳ thi cơng; + Mái ngồi đê gặp tải trọng bất thường mực nước trung bình nhiều năm - Đê vùng mưa nhiều: cần kiểm tra ổn định chống trượt mái đê thời kỳ mưa c) Phương pháp tính tốn: Theo phương pháp “Qui phạm thiết kế đập đất đầm nén” (QPTL-11-77) phương pháp khác sử dụng phần mềm máy tính cấp có thẩm quyền cho phép d) Hệ số an toàn chống trượt Hệ số an tồn ổn định chống trượt (k) cơng trình đất: không nhỏ trị số quy định bảng IX-44 Bảng 26: Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) Cấp cơng trình I Điều kiện sử dụng 1,30 Hệ số an bình thường tồn Điều kiện sử dụng 1,20 bất thường II III IV V 1,25 1,20 1,15 1,10 1,15 1,10 1,05 1,05 73 X THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH GIỮ CÁT, GIẢM SĨNG BẢO VỆ BÃI Chỉ dẫn chung Khi bãi biển bị xâm thực mạnh sóng dịng chảy, đê biển bảo vệ trực tiếp kè gia cố mái đê cần bảo vệ kết hợp giải pháp sau: Rừng ngập mặn trồng vùng bãi trước đê; Hệ thống mỏ hàn ngăn cát; Hệ thống đê giảm sóng; Hệ thống cơng trình kết hợp mỏ hàn ngăn cát đê giảm sóng Thiết kế rừng ngập mặn chống sóng Trồng chắn sóng quy cách biện pháp kỹ thuật có hiệu quả, giảm chiều cao sóng để bảo vệ đê biển, chống sạt lở đê chống xói bờ biển, bờ sông, tăng khả lắng đọng phù sa Bãi biển bồi cao dần lên, hình thành miền đất quai đê lấn biển Các điều kiện để phát triển rừng ngập mặn bao gồm: Khí hậu: Vùng ven biển, thích nghi cho VIIệc trồng ngập mặn, miền Bắc mùa đơng có nhiệt độ thấp nên lồi nhỏ bé rừng ngập mặn miền Nam Lượng mưa: Rừng ngập mặn cần có nước mưa, đặc biệt thời kỳ hoa kết trái, nước mưa pha loãng nồng độ muối đất, ngày nắng nóng Thuỷ triều: Cần có nước thuỷ triều lên xuống hàng ngày, lưu thông, ngập úng lâu ngày ngập mặn chết, cần trồng đầm ni thuỷ sản Độ mặn đất nước: Lồi đước, đâng, vẹt, trang phát triển nơi có độ mặn trung bình (1,5 –2,5)%; Chịu mặn cao có mắm, sú Một số ưa thích nước lợ, có độ mặn thấp, bần chua, dừa nước - Địa hình, địa chất: Rừng ngập mặn phát triển bãi lày phẳng, dốc thoai thoải, vùng ven biển cửa sơng có nhiều đảo che chắn, chịu ảnh hưởng gió bão - Mỗi lồi ngập mặn thích nghi với địa hình khác nhau, mắm, bần sống nơi đất thấp, tra, cóc thường sống nơi đất ngập lúc nước thuỷ triều - Cây ngập mặn phát triển tốt nước triều có đất phù sa chứa nhiều mùn hữu khoáng chất Đối với đất phù sa, hạt cát nhiều, ngập mặn sống chậm lớn, thấp bé cành nhiều Các giải pháp cơng trình ngăn cát, cản sóng Để chóng xói mịn bãi biển thường bố trí hệ thống mỏ hàn theo phương vng góc với phương chuyển động dòng bùn cát ven bờ (đường bờ) Tường cản sóng song song cách khoảng với đường bờ; Cơng trình chữ T gọi tắt kè T kết hợp mỏ hàn ngăn cát tường cản sóng Cần vào điều kiện thủy động lực, trạng thái bãi điều kiện địa chất khí hậu mà lựa chọn cơng trình đơn tổ hợp cơng trình nhằm chống xói bãi, gây bồi Đây giải pháp chủ động giữ cơng trình đê, kè xây dựng phía Cũng thiết kế đê, kè để cơng trình bãi ổn định cần phải tính tốn: Bố trí tổng thể cơng trình Lựa chọn hình thức tính tốn kích thước cơng trình loại vật liệu thân, trọng lượng, chiều dày khối bảo vệ mái Tính tốn ổn định cơng trình Các nội dung tính tốn chi tiết xem báo cáo đề tài 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Như trình bày trên, đề tài hồn thành mục tiêu đặt với nội dung chính: (1) Thu thập hệ thống hóa, xử lý tồn tài liệu có liên quan tới đề tài: Đã thu thập tài liệu liên quan đến đề tài tỉnh khu vực nghiên cứu, bao gồm: Các đồ, bình đồ tuyến đê, số liệu mặt cắt đê, trạng hư hỏng, điều kiện dân sinh, kinh tế vùng, số tài liệu thiết kế đê biển, tài liệu khảo sát địa hình, địa chất, thuỷ hải văn phục vụ nghiên cứu (2) Đánh giá trạng mặt cắt đê biển khu vực nghiêncứu: Các báo cáo tổng hợp dạng mặt cắt đặc trưng trạng đạng tồn tại địa phương thuộc 13 tỉnh khu vực nghiên cứu làm sở cho thông số đầu vào mơ hình tính số liệu thử nghiệm mơ hình vật lý (3) Khảo sát bổ sung hệ thống đê biển tỉnh từ Quảng Ninh - Quảng Nam: Nhằm bổ sung thêm thơng tin vào số liệu có, đề tài khảo sát bổ xung mặt cắt ngang đê bãi 13 tỉnh khu vực nghiên cứu (13 tập mặt cắt đê bãi/13 tỉnh) Các số liệu với tài liệu thu thập năm trước giúp cho việc đánh giá đê biển phục vụ nghiên cứu nâng cấp (4) Nghiên cứu xác định lưu lượng tràn kiểu đê điều kiện biên thủy lực khác - Trong điều kiện tương lại biến đổi khí hậu mực nước biển dâng tần suất nước tràn qua đê tăng lên đáng kể thường xuyên hơn, nghiên cứu giúp đề xuất giải pháp khả thi nhằm giải toán kinh tế kỹ thuật với điều kiện an toàn cho hoạt động dân sinh kinh tế phía sau tuyến đê - Xác định mức sóng tràn cho phép ứng với loại mặt cắt đê có kết cấu khác bao gồm hình dạng mặt cắt, độ dốc mái, có khơng có đê, hình thức vật liệu bảo vệ - Báo cáo kết thí nghiệm sóng tràn, phương pháp tính tốn lưu lượng tràn có tường đỉnh, đặc trưng đê biển Việt Nam Trên giới số cơng thức tính tốn lưu lượng tràn qua đê có tương đỉnh xây dựng nhiên qua kiểm nghiệm đo đạc phịng thí nghiệm với mơ hình vật lý thể sai khác rõ rệt Cơng thức có điều chỉnh phù hợp hơn, đáng tin cậy (5) Nghiên cứu xác định chế phá hoại đê biển mơ hình máy xả sóng “cistern” (phần việc có hỗ trợ kỹ thuật chuyên gia Hà Lan) - Đã tiến hành thí nghiệm trường đợt Hải Phịng vào tháng 5, 6/2009; Đợt thí nghiệm Nam Định vào tháng 10, 11/2009 - Thí nghiệm sơ đánh giá mức độ phá hoại mái phía đồng ứng với lưu lượng sóng tràn khác nhau; đo đạc tính tốn lưu tốc dịng chảy tràn mái đê phía đồng theo phương pháp phân tích xử lý hình ảnh thu camera (6) Nghiên cứu mơ hình vật lý chế phá hoại đê xói chân, bãi trước đê bão - Kết thí nghiệm chế xói, phạm vi xói chân bão ứng với số kết cấu bảo vệ chân đê khác - Báo cáo kết thí nghiệm chế phá hoại đê xói chân, bãi trước Phân tích phát qui luật xói ứng với điều kiện thủy động lực khác đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu tình trạng xói cơng trình đê biển (7) Nghiên cứu mơ hình tốn chế phá hoại đê xói chân bão - Kết thí nghiệm xói chân đê ứng với trường hợp ảnh hưởng tham số đến chiều sâu hố xói tínhtốn - 01 báo cáo kết nghiên cứu mơ hình tốn chế phá hoại đê xói chân bão (8) Nghiên cứu đề xuất dạng mặt cắt đê biển hợp lý - Tiêu chí mặt cắt hợp lý 75 - Đề xuất tập mặt cắt cho khu vực nghiên cứu - 11 báo cáo chuyên đề sở chung tính tốn thiết kế mặt cắt đê biển, mặt cắt đê biển hợp lý (9) Phương pháp tính tốn thiết kế mặt cắt đê hợp lý - Các phương pháp tính tốn thiết kế mặt cắt đưa vào hướng dẫn lựa chọn thiết kế đê biển - 09 báo cáo chuyên đề tính toán thiết kế mặt cắt hợp lý: đê cao khơng chịu sóng tràn, đê thấp chịu sóng tràn, đê xây dựng vùng có điều kiện sóng hạn chế, đê hai tuyến kết hợp cho phép sóng tràn tuyến ngồi, đê thấp tiêu nước đỉnh đê, đê thấp có tường đỉnh, đê dạng tường đứng, đê đất yếu, cơng trình bảo vệ đụn cát/cồn cát (10) Các giải pháp tạo bãi trước - Đã đưa sơ hình thức xói chân bãi trước hình thức bảo vệ tạo bãi trước có xét tới điều kiện kinh tế sử dụng vật liệu chỗ - 03 báo cáo sở lý thuyết giải pháp tạo bãi trước, giải pháp cơng trình phi cơng trình bảo vệ bãi (11) Xây dựng ngân hàng liệu, báo cáo tổng kết đề tài - Cơ sở liệu đê biển; - 01 báo cáo hướng dẫn sử dụng; (12) Tham gia xây dựng hướng dẫn lựa chọn thiết kế mặt cắt đê phù hợp Đã tham gia xây dựng phần lựa chọn mặt cắt ngang đê biển, phụ lục tính sóng leo sóng tràn; Đề tài có đóng góp có ý nghĩa cho việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế đê biển Đó là: Xây dựng sở khoa học cho việc đưa mặt cắt đê biển giúp nhà tư vấn thiết kế lựa chọn phù hợp với điều kiện thủy động lực, địa hình, địa mạo, địa chất trình độ phát triển khu vực Đưa phương pháp luận sở tổ hợp tần suất áp dụng để tính tốn đặc trưng hình học, đặc trưng thủy động lực cho đê kè cách thống Theo việc tính cao trình đê dựa quan niệm có tính khoa học logic Do biến đổi khí hậu, nước biển tăng nên tượng nước tràn đê xảy thường xuyên Đề tài đè xuất tính tốn đặc trưng thiết kế trường hợp theo tiêu chuẩn sóng leo (khơng tràn đỉnh) tiêu chuẩn sóng tràn (cho phép tràn đỉnh) Các cơng thức tính tốn kiểm nghiệm thơng qua mơ hình vật lý mơ hình tốn đề xuất cơng thức phương pháp tính tốn áp dụng cho Việt Nam đưa vào tiêu chuẩn Đề tài thực đánh giá cường độ chịu tải đê biển có thơng qua mơ hình máy xả sóng “cistern” cho kết bước đầu việc bảo vệ mái đê biển chịu sóng tràn Kết đề tài đánh giá cao đưa vào “Hướng dẫn thiết kế đê biển” ban hành thời gian sớm Cũng phải nói rằng, nhiều ván đề khác đề xuất tiêu lưu lượng tràn qua đê; kết hợp đê với giao thơng; cơng trình sau đê cho nước tràn công nghệ xây dựng công trình biển chưa đề cập nghiên cứu Đặc biệt điều kiện biến đổi khí hậu, mực nước biển tăng gia tăng rủi ro nghiêm trọng Chúng hy vọng Nhà nước, Bộ quan liên quan xem xét để có nghiên cứu tồn diện giúp cho việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế đê biển đáp ứng yêu cầu ngày tăng việc xây dựng cơng trình hoạt động kinh tế xã hội vùng ven biển./ 76 ... thống đê biển đoạn từ Quảng Ninh đến Quảng Nam 14 Mục tiêu đề tài - Đưa mặt cắt ngang đê biển hợp lý với loại đê phù hợp điều kiện thực tế vùng, tiến tới chuẩn hoá thành phần bảo vệ đê biển theo... HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM I Đặc điểm hệ thống đê biển kết cấu đê Đê biển đoạn từ Quảng Ninh đến Ninh Bình Đê biển Bắc Trung Bộ (Các tỉnh từ Thanh Hoá đến Hà Tĩnh) Đê biển Trung... thống đê biển kết cấu đê Hệ thống đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam có tổng chiều dài khoảng 1700 km Do đặc điểm đường bờ nên tuyến đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam có đặc trưng khác vùng,