Công trình biển chỉ dẫn thiết kế và thi công đê chắn sóng người dịch nguyễn hữu đẩu

G * ) - L CÔNG TRÌNH BIỂN THU VIEN DAI HOC THUY SAN 2000002085 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG BSỈ BS 6349: P art : 1991 * - * , f t * * ‘ M»«N» *1* '*■'**" ■ THU' VMÇK Ị 4»• •'.'*v;0w ù'u >vù w Hy J w !lJ li aV.* f - ế* -J É M n DÉ CHẦN SttNG A/gt/ờ/ dịch : TS NGUYEN HỮU ĐẨU NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ NÔI - 2001 CÁC HỘI ĐỔNG CHỊU TRÁCH NHIỆM VỂ TIÊU CHUẨN Việc chuẩn bị tiêu chuẩn ủy ban sách Tiêu chuẩn Xây dựng nhà dân dụng (CSB) giao cho Hội đồng Kỹ thuật CSB/17 mà quan sau đáy đại diện cho : • Hiệp hội Kỹ sư tư vấn • Liên hiệp Cảng Anh Hiệp hội Quốc gia cảng • Công nghiệp thép Anh • Hội Bô tông • Bộ Môi trường ( Cục Khai thác tài sản) • Bộ Giao thông ( Cục Hàng h ả i) • Liên hiệp Nhà thầu xây dưng dân dụng • Cơ quan Sức khoẻ an toàn • Viện Xây dựng dân dụng • Viện Kỹ sư kết cấu • Diễn dàn biển quốc tế công ty dầu lửa MỤC LỰC Trang Lời giói thiệu Lòi m đầu Chương - Khái quát 11 1.1 Phạm vi 11 1.2 Các định nghĩa 11 1.2.1 Đê chắn sóng đá đổ 11 1.2.2 Đê chắn sóng mặt đứng 11 1.2.3 Đê chắn sóng hỗn hợp 11 Chương - Quy hoạch mặt 2.1 Khái quát 12 2.2 Mặt bể cảng 12 2.2.1 Khái quát 12 2.2.2 Các khía cạnh hàng hải 12 2.2.3 Xâm nhập sóng 13 2.2.4 Sóng tràn truyền sóng 14 2.2.5 Tuyến đê chắn sóng 14 2.2.6 Mỏ hình tính toán vật lý 15 2.3 2.3.1 Các ảnh hưởng môi trường 15 Khái quát 15 2.3.2 Chế độ thủy động vận chuyển bùn cát 16 2.3.3 Ô nhiễm 16 2.3.4 Các xem xét sinh thái 16 2.4 Thu thập số liệu 16 2.4.1 Khí tượng khí hậu 16 2.4.2 Sóng 17 2.4.3 18 2.4.4 Độ sâu địa hình ven biển Mực nước 2.4.5 Chuyển động nước 18 2.4.6 Vận chuyển bùn cát 18 2.4.7 Các khía cạnh địa kỹ thuật 19 2.4.8 Vật liệu xây dựng 19 3.1 Chương - Thiết kế chung kết cấu đê chắn sóng Khái quát 20 3.2 Triết lý thiết kế 20 18 3.2.1 3.2.2 Khái quát Sóng thiết kế 20 3.2.3 Các yếu tố gây nên phá hoại 23 3.3 Phát triển thiết kế 23 3.4 Ché độ sóng thiết kế 25 3.4.1 Nguồn gốc chế độ sóng 25 3.4.2 Các điều kiện sóng thiết kế 27 3.5 Lựa chọn loại kết cấu 28 3.5.1 Các loại kết cấu 28 3.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn 28 3.6 Thí nghiệm mỏ hình thủy lực 31 3.6.1 Chi dẫn 31 3.6.2 Các tỉ lệ mô hình 32 3.6.3 Mô hình khối bê tông lớp phủ 33 3.6.4 Mô hình thi công 33 3.6.5 Chương trình thí nghiệm 34 3.7 Phân tích rủi ro 37 3.7.1 3.7.2 Các trạng thái hạn chế 37 Lựa chọn mức rủi ro 37 3.7.3 Cây lối 38 3.7.8 Phương pháp phân tích 39 Chương - Các kết cấu đẽ đá đổ 40 4.1 Khái quát 40 4.2 Thiết kế tổng thể 40 4.2.1 Các yếu lố ảnh hường đến chọn mặt cắt ngang 40 4.2.2 Sóng tràn sóng lco 45 4.2.3 On định tổng thể 46 4.3 Thiết kế lớp phủ 49 4.3.1 Khái quát 49 4.3.2 Lớp phủ đá 49 4.3.3 Các khối bê tông lớp phủ 49 4.3.4 4.3.5 Các công thức thiết kế 52 Chiều dày phạm vi lớp phủ 57 4.3.6 Lóp phủ đính mặt sau 57 4.4 Thiết kế lõi lớp 58 4.4.1 Các xem xét chung 58 4.4.2 Cấp phối vật liệu lõi 58 21 4.4.3 Kích cỡ vật liệu lớp 59 4.4.4 Chiều dầy lớp 61 4.4.5 Các lớp lọc cho đất tôn tạo 61 4.5 Thiết kế kết cấu đính 62 4.5.1 Các xem xét chung 62 4.5.2 Thiết kế kết cấu 64 4.5.3 Phân tích 64 4.6 Thiết kế chân thềm 66 4.7 Thiết kế móng 69 4.8 Thiết kế đầu đê chắn sóng 69 4.9 Đê chắn sóng đỉnh thấp 72 4.9.1 Các xem xét chung 72 4.9.2 Thiết kế lớp phủ 73 4.10 Các vật liệu thi công 73 4.10.1 Đá 73 4.10.2 Bê tông 75 4.10.3 Vải địa kỹ thuật sản phẩm liên quan 75 4.10.4 Các vật liệu nhựa đường 76 4.11 76 Thi công 4.11.1 Khái quát 76 4.11.2 Máy thi công 76 4.11.3 Trình tự thi công 76 4.11.4 Thi công chân đê 77 4.11.5 Lõi lớp 77 4.11.6 Lớp phủ 77 4.11.7 Đo đạc, sai số sai số cho phép 78 4.11.8 Kết cấu đỉnh 80 4.12 Quan trắc tu 80 5.1 Chương - Các kết cấu mặt đứng Khái quát 82 5.2 Các loại kết cấu 82 5.2.1 Khái quát 82 5.2.2 Các kết cấu với mặt kín 82 5.2.3 Các kết cấu với mặt có lỗ 83 5.2.4 Các kết cấu có đê đá đổ mặt phía biển 83 5.3 Thiết kế 83 5.3.1 Khái quát 83 5.3.2 Đặc tính thủy lực 83 5.3.3 Các tải trọng 89 5.3.4 Ổn định tổng thể 92 5.3.5 92 5.3.6 Nền Bảo vệ chống xói 5.3.7 Các kết cấu đỉnh 95 5.3.8 Đầu đê chắn sóng 96 5.3.9 Tuổi thọ chi tiết 96 5.4 Các kết cấu caisson 96 5.4.1 Khái quát 96 5.4.2 Hình dạng 97 5.4.3 Nền 97 5.4.4 Điều kiện chở 97 5.4.5 Đắp 98 5.4.6 Các mối nối caisson 98 5.4.7 Kết cấu đỉnh 99 5.5 Các kết cấu bê tông khối xếp 99 5.6 Kết cấu bê tông khối lớn 100 5.7 Kết cấu cọc ván kiểu khoang 100 5.7.1 5.7.2 Khái quát Bảo vệ chống xói 100 5.7.3 Các kết cấu đỉnh 101 5.8 Các kết cấu cọc ván tường kép 101 5.9 Các kết cấu cọc ván tường đơn 102 93 101 Chương - Các kết cấu hỗn hợp 103 6.2 Khái quát Các dạng kết cấu 6.3 Thiết kế kết cấu đê chắn sóng hỗn hợp 103 6.3.1 Giới thiệu 103 6.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn mặt cắt ngang 103 6.3.3 Đặc tính thủy lực 104 6.3.4 Các tải Trọng 104 6.3.5 Ổn định tổng thể 104 6.3.6 Các kết cấu phần móng 106 6.3.7 Kết cấu thượng tầng 106 6.4 Thi công 107 Tài liệu tham khảo 108 6.1 103 LỜI GIỚI THIÊU Trong hai mươi năm qua, đất nước ta có nhiều dự án lớn vê công trình biển Trong công nghệ khảo sút, thiết kế, thi công khai thác thường dựa theo nhiều nguồn tài liệu, tiêu chuẩn Ngư, Trung Quốc, Nhật, Pháp, Mỹ, Anh, Na Uv, Hà Lan phần nhỏ Việt Nam ban hành sở biên dịch hay biên soạn Qua kinh nghiệm thực tế, giới chuyên môn nước xác định dược Bộ tiêu chuẩn thừa nhận sử dụng rộng rãi th ế giới, có rdiững nước đầu tư nhiều Việt Nam, quan trọng phù họp vận dụng tốt điều kiện cụ thể Việt Nam Bộ tiêu chuẩn Anh: "Công trình biển" BS 6349 đáp ứng dược tiêu chí vù thực tế sử dụng rộng rãi V iệt Nam, công trình lớn cảng Hải Phòng, cảng Sài Gòn, đê chắn sóng Dung Quất, Tiên Sa Trong hai năm 2001 2002, Hội Củng Đường thủy vù Thềm lục địa Việt Nam dự kiến biên dịch bảy phần BS 6349 Do yêu cầu trước mắt dang triển khai dự án đê chắn sóng Dung Quất Tiên Sa, nên cho biên dịch trước hai phần: Phần - Đê chắn sống Phần - Các tiêu chí chung Biên dịch tiêu chuẩn lù công việc khó vê ngôn ngữ, khía cạnh chuyên môn, luật pháp Do vậy, mong bạn đọc thông cảm thấy có sai sót chưa vừa ý sử dụng bán dịch Rất mong nhận góp ỷ chân thành kịp thời bạn đồng nghiệp TS Nguyễn Hữu Đẩu PHÓ CHỦ TỊCH KIÊM T ổN G THƯ KÝ HỘI CẢNG ĐƯỜNG THÚY VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM LỜI M ỏ ĐẨU Phản BS 6349 chuẩn bị theo đạo ủ y han sách tiêu chuẩn kết cấu xây dựng dán dụng nhà ở; Phần nảy BS 6349 hao gồm chương, cung cấp dẫn thiết k ế thi công đê chắn SÓỈUỊ sau: Chương 1: Khái quát Chương 2: Quy hoạch mặt Chương 3: Thiết k ế chung kết cấu đê chắn sống Chương Các kết cấu đê đá đổ Chương 5: Các kết cấu mặt đứng Chương 6: Các kết cấu hỗn hợp Trong soạn thảo tiêu chuẩn giả thiết việc thực điều khoản giao phó cho người đào tạo có kinh nghiệm thích hợp, mà dẫn soạn cho họ Nó cung cấp thông tin dẫn, tất có th ể thẩm trà trực tiếp Nó phụ thuộc vào phạm vi thông tin kiến thức thu nhận lĩnh vực này, năm tới, dẫn cập nhật tiêu chuẩn thực hanh Bây phấn BS 6349 sau: Phần ỉ - Các tiêu chí chung Phần 'Thiết kê tường bển, bến nhô vù trụ va Phần ' Thiết k ế ụ khô, âu thuyền, triền bến đống tàu Phần -Thiết k ế hệ thống neo vù đệm tàu Phẩn - Tiêu chuẩn thực hành nạo vét tôn tạo đất Phần - Thiết k ể kết cấu neo ven bờ Phần - Chỉ dẫn vê thiết k ế thi công đê chắn sóng Cúc phàn ỉ đến viết cúc tiêu chuẩn thực hành bao gồm kiến nghị tốt, chấp nhận thực tế theo nhà thực hành cố thẩm Phần viết dẫn kỹ thuật Số lượng hình v ẽ vù bảng phần BS 6349 cung cấp tổ chức riêng lẻ sở hữu quyền Chi tiết nguồn cho phía hình côỉìiỊ nhận BSỊ với cho phép cần thiết đ ể in lại chúng Danh sách đầy đủ tổ chức tham gia công việc Hội kỹ thuật giới thiệu trang Chủ tịch Hội đồng M r p Lacey CEng, FICE, FIStructE FIHT, FRSA ông sau dây thành viên củú Hội dồng kỹ thuật: J G Bevy BA BAL CEng FICE MIStnictE T Cunnington BSc, CEng MICE D F Evans CEng, FICE FIStructE D Kerr CEng, MICE J W Lloyd BSc (Eng), MICE R J Pannett CEng, MICE J Read MA CEng, FICE D C Spooner BSc, PhD, MlnstP, CPHYS P D Stebbings BSc (Eng), CEng, FICE D Waite CEng, FIStructE, MICE, AWeldl M J C Wilford CEng, MIStructE Tuân thủ với tiêu chuẩn Anh nghĩa miễn trừ quy định pháp luật 10 Đôi cần mối nối mộng để truyền tải trọng caisson, để tránh chuyển dịch tương đối Gợi ý (64) mối nối mộng nên có khả truyền lực cắt 25% tải trọng ngang lớn caisson lên khối bên cạnh Trừ caisson đặt lên đá, chuyển vị tương đối chắn xảy mối nối nên cấu tạo cho chuyển dịch đứng Nên làm mối nối kín mặt phía biển, để mặt kín nhất, để giữ độ sâu khe hở tường caisson mức tối thiểu Nếu nước chứa nhiều bùn cát, đặc biệt sỏi, thêm chiều dày bê tông bổ sung phép xói mòn mặt mối nối 5.5 Các kết cáu bè tông khỏi xếp Trong thời gian dài khối xếp bê tông đúc sẵn dược sử dụng xây dựng đê chắn sóng có ví dụ lâu đời Dover, Peterhead Một số chi tiết dùng thấy không kinh tế Chỉ dẫn thiết kế thi công tường bê tông khối xếp cho 5.4 BS 6349 : Phần 2: 1988, sử dụng thiết kế khối xếp cho xây dựng đê chắn sóng, đê chắn sóng thường đứng độc lập kết cấu tường chắn đất Những điểm bổ sung riêng đê chắn sóng trình bầy Khi có tác động sóng vào thời điểm thi công, mối nối nên hoàn thành sớm tốt, dự báo với độ tin cậy chu kỳ lặng sóng hợp lý tốt cho phép để lún sơ cấp xảy trước Thường cần chuẩn bị đá đổ bê tông cho xây dựng khối xếp; chuẩn bị đáy thợ lặn thực đòi hỏi điều kiện biển lặng Đế đặt khối xác, cần cẩu đặt tường thi công xong Khi có chênh lệch lún caisson bề mặt mối nối nên quét lớp phủ trơn nhựa đường để tránh liên kết mấu nối caisson Khe hở bịt kín bề mặt cách dùng ống phễu vữa sử dụng bê tông rút ống để tạo mấu nối Khi độ lún không lớn nên sử dụng khối bè tông xếp có liên kết Các khối này, nói chung dược đan cài để tăng cường khối lượng đê chắn sóng mối nối làm kín đổ vữa nhằm ngăn chặn việc hình thành áp lực không khí tác động sóng 5.4.7 Kết cấu đỉnh Nếu có kết cấu đỉnh, thường phải hoàn thành sau đánh chìm đắp caisson nhằm có tuyến tốt Việc lựa chọn kết cấu bên cần đúc sẩn trước với caisson phụ thuộc vào thiết kế tổng thể, ổn định Kết cấu đỉnh có mặt dốc, thường tạo nên mặt cắt ngang không đối xứng gây khó khăn đánh chìm Trong khứ, khối xếp nối sử dụng để chịu ảnh hưởng lún không đểu Thi công khối xếp nối không thích hợp góc có số lượng lớn loại khối khác yêu cầu Sự quay trở lại với mối nối đứng thường cần góc chỗ kết thúc công tác nối Để giảm phản xạ sóng sử dụng dạng kết cấu khối xếp có khoảng trống lớn mặt hướng biển 99 Nếu đáy biển đá khối đặt lên bê tông đổ chỗ, quan trọng phải trì liên kết tốt đá lớp móng bê tông để ngăn chặn truyền áp lực nước thông qua khe nứt Với trầm tích mềm đá liên kết yếu, tác động sóng gây xói mặt tiếp xúc, đặc biệt cát dạng lơ lửng Nên đặc biệt ý bảo vệ chống xói (xem 5.3.6 5.4.3) 5.6 Kết cấu bê tông khỏi lớn Chỉ dẫn thiết kế thi công kết cấu bê tông khối lớn chỗ xem 5.9 BS Ó349 : Phần : 1988 Hình 20 đưa ví dụ xây dựng bên đê quai cọc cừ thép, hàng cọc tạo nên tường mặt lâu dài Khi vật liệu đá khu vực khô mực nước thấp, không cần hàng cọc ván thép thi công tiến hành theo thuỷ triều Việc đổ bê tỏng khối lớn đê quai tiến hành theo phương pháp sau, tuỳ thuộc vào tính thấm đất nền: (a) Đổ bê tông nước ống tremie thùng mở đáy mực nước thấp tiếp tục thi công bên mức theo thuỷ triều (b) Đổ nút bè tông nước để bịt đáy, sau tháo nước ra, tiếp tục thi công khô bên cao độ Phương pháp đòi hỏi điều kiện biển lặng phương pháp đê quai dễ có khả bị hư hỏng tác động sóng Nút nên thiết kế để chống lại áp lực nâng lên, nên có 100 dường thoát giảm áp lực dẫn tới hố gom để bom Có thể dùng hai lỡp bên dê quai để thu hồi lại phần cọc ván Phần bên cọc ván để lại Nếu đáy biển có khả nàng dao động cao độ cọc ván thép có khả bị mài mòn vật liệu đáy, bê tông phải đặt sâu m so với cao độ đáy thấp dự kiến Điều cần để bảo vệ khỏi xói chân bê tông trường hợp hình thành lỗ cọc bên bê tông Nếu cao độ thay đổi, nên ý để tránh làm yếu Ibằng thay đổi đột ngột có bậc rộng 5.7 Kết cấu cọc ván kiêu khoang 5.7.1 Khái quát Chí dẫn thiết kế kết cấu cọc ván kiểu khoang cho 5.7 BS 6349: Phần : 1988 Hình 21 nêu ví dụ điển hình Loại kết cấu xây dựng độ sâu nước tới 12m Các áp lực va đập có thô’ gây uốn cọc phá hoại khơá Vì loại kết cấu không nên áp dụng nơi có tác động sóng mạnh có sóng vỡ xảy ra, thích hợp cho việc bảo vệ tạm thời hon cho đê chắn sóng lâu dài Các kết cấu cọc ván kiểu khoang đặc biệt dễ hư hỏng tác động sổng thi công trước hoàn thành việc đắp bên VI ô đứng tự phải đắp sau cọc đóng xuống Đế thi công ô có sưởn chống liên tục [xem chi tiết (ii) hình 21 ], nên áp dụng trình tự đắp co kiểm tra chặt chẽ để phần phải kín Sự mài mòn cọc ván thép bùn cát dạng hạt (dặc biệt loại sói hạt nhỏ) tác động sóng hạn chế tuổi thọ chúng Cũng nên xem xét độ ăn mòn Các mức ăn mòn điển hình đối vớí thép điểu kiện biển Anh cho bảng 22 BS Ó349 : Phần : 1984 Tuổi thọ thiết kế phụ thuộc phần lớn vào chiểu dày kim loại cọc ván Bảo vệ ca tốt hay phương pháp khác chống ăn mòn nên dược xem xét 5.7.2 Báo vệ chông xói Do cọc bụng thẳng dóng vào vật liệu cứng, nên kết cấu cọc ván dạng khoang rat dễ bị hư hóng xói Nén có báo vệ chống xói rủi ro vật Hiệu đáy bị xói tác động sóng (xem 5.3 6) Bảo vệ chống xói có chức kép rngăn ngừa xói giám khối lượng vật liệu (di chuyển cao trình đáy mà gây mài mòn cọc 5.7.3 Các kết cấu đỉnh Những kết cấu đỉnh không nên làm liền, đỡ cọc ván thép có bụng tháng, điều có thê ngăn càn việc phát trien lực căng tất yếu khoá Đặt kết cấtu đỉnh nén đắp cho phép đắp t iếp tục lún trọng lượng phần kết cấu dinh đặt phân bố cho độ cắt cùa toàn kết cấu Chỗ giao ô không nên phủ kín kết cấu đính dễ có khả phái chịu sóng xô mà tập trung khu vực tường cong Nếu tường sóng dược yêu cầu để ngăn chặn, giám sóng tràn, nên đặt sau chỗ giao phía biển ô kề Kết cấu đỉnh nên thi công chi sau lún ban đầu kết thúc Nếu sóng tràn có khả gây xói đắp trước lún kết thúc nên tạo bề mặt tạm thời 5.8 Các kết cáu cọc ván tường kép Chi dẫn thiết kế kết cấu cọc ván tường kép cho 5.8 BS 6349 : Phần : 1988 Hình 22 đưa thí dụ điển hình Các kết cấu sử dưng ưa thích kết cấu cọc ván bụng thẳng đòi hỏi phái dóng cọc nặng cần có phân đoạn dầy để chịu xói Điều cốt yếu có vách ngang khoảng đểu cho độ cứng ngang thi công khai thác, để hạn chế hư hóng, mát đắp trường hợp hư hóng cọc Thường áp dụng khoảng cách vách ngang ba đến năm lần chiều rộng kết cấu chung Nếu đáy biển hình thành từ vật liệu hạt, mài mòn xảy lòng phân đoạn cọc vật liệu đáy bị giữ lại tác động sóng xiên Các kết cấu đỉnh làm liền với cọc Độ cứng cọc tăng lên nhờ ngàm đầu có kết cấu dầm 101 phần tải trọng sóng truyền tới cọc mặt phía sau Độ lún vật liệu đắp thường tiếp tục sau thi công, cần phái thiết kế kết cấu mũ đỡ hoàn toàn cọc phần đắp 5.9 Các kết cấu cọc ván tường đon Chí dẫn thiết kế kết cấu cọc ván tường đơn cho chương BS 6349: Phần : 1988 Một thí dụ điển hình cho hình 23 Những kết cấu chi thích hợp cho việc chịu tác động sóng ôn hòa Các kết cấu tường đơn độc lập nên chống cọc xiên biện pháp khác đế 102 chịu áp lực sóng Khi điều kiện đất cho phép, kết cấu nước nông có thê thiết kê dấm hẫng đế chịu tác động sóng nhẹ chí độ uốn Đình kết cấu nên gắn với dầm mũ, dầm liên kết dê tạo nên liên tục chịu tải trọng sóng Tác động sóng gây đáo chiều ứng suất cọc đất Vì tính toán ứng suất làm việc nên cho phép mỏi tải trọng chu kỳ Các kết cấu cọc ván tường đơn có ổn định dựa độ chôn sâu cao trình đáy Điểu cốt yếu có xét đền đủ độ sâu xói thiết kế cọc ván có báo vệ chông xói Đầu đê chắn sóng cọc ván tường đơn đặc biệt dễ xói tác động sóng dòng cháy c huons* CÁC KẾT CÂU HỒN HỢP 6.1 Khái quát Chương cho đề nghị chi dẫn thiết kế, thi công đồ chắn sóng hỗn hợp, định nghĩa 1.2 Cũng tham khảo chương thích hợp 6.2 Các dạng kết cấu Hình 30 minh hoạ mặt cắt ngang kết cấu đê chắn sóng hỗn họp điển hình Dạng kết cấu sử dụng làm dê chắn sóng nước sâu, sẵn khối lượng đá yêu cầu cho kết cấu đê đá đổ, không khả thi dể thiết kế kết cấu mặt đứng chịu tái trọng cho toàn chiều sâu để giảm chi phí Nhiều ví dụ kết cấu có thê tìm thấy ỏ' cảng Địa Trung Hải, Nhật Bản Nam Mỹ - Thái Bình Dương Kết cấu mặt đứng bao gồm caisson bê tông cốt thép khối xếp bê tông đúc sẵn Sự thay đổi độ sâu nước có thê giải đê đá đổ, nhò' dò mà móng kết cấu đứng nằm ngang khắp đê chắn sóng 6.3 Thiết kê kết cấu đê chắn sóng hỗn hợp 6.3.1 Giói thiệu Những yếu tố cần phải xem xét thiết kế tổng thể kết cấu hỗn hợp lựa chon mặt cắt ngang, đặc tính thuý lực, tải trọng, ốn định tống thể thiết kế phận bàn kết cấu 6.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lưa chọn mặt cắt ngang Đề nghị rằng, trừ số liệu sóng lốt thực thí nghiệm mô hình hoàn háo, đê chắn sóng dạng hỗn họp chi nên dùng độ sâu nước mức mà tất sóng bị phản xạ sóng vỡ tác động vào mặt đứng không xảy Những công thức thiết kế lực sóng chi nên sử dụng cho thiết kế sơ Đê đạt phán xạ toàn sóng kết cấu, dã gợi ý tỷ số sau (65): d > 0,75d, d| > 1,8 Hl/I0 Trong đó: d : độ sAu nước chân mặt đứng, d| : độ sâu nước chân đê đá đổ Tuy nhiên, d| lớn nhiều so với 1,8 Hi/h, d < 0,75d, lại cho phép dược Biến đổi mức thuỷ triều nên tính đến sử dụng dẫn Cao độ đinh đê đá đổ nên xác định tối ưu hoá yếu tố thiết kế, thi công chi phí Nếu kết cấu thượng 103 tầng bao gồm caisson chỏ' vào vị trí, độ sâu yêu cầu cho chỏ' nên tính đến xác định cao độ đinh đê đá đổ 6.3.3 Đặc tính thuỷ lực Nên tham khảo 5.3.2 đặc tính thuỷ lực kết cấu thượng tầng kết cấu hỗn hợp Tham kháo chương chi dẫn tính thấm dê đá đổ 6.3.4 Các tải trọng Chỉ dẫn chung tải trọng tác dộng lên kết cấu mặt đứng tham khảo 5.3.3 Công thức thiết kế áp lực sóng cho 39.4 BS 6349 : Phần : 1984 dựa sở công trình dược tiến hành ỏ' Nhật Bản thí nghiệm với số liệu thu 21 đê chắn sóng mà hư hòng trượt dã xảy Điều có nghĩa áp dụng cho tất tác động sóng thay đổi từ phản xạ hoàn toàn đến sóng vỡ Loại sau tạo sóng vỡ nhào gây áp lực va đập cao sóng vỡ dâng Các dạng chịu ảnh hưởng hình học đê dá đổ, đặc biệt (d,-d)/d (xem 6.3.2) lớn 0,4 đến 0,5 Chiều rộng đê có ảnh hưởng Chí dẫn vấn đề cho Goda(62) Việc giảm áp lực tải trọng sóng lên kết cấu đứng đạt mặt có lỗ buồng sóng cách tao mặt đính dốc dê chắn sóng 6.3.5 On định tống thê Thiết kế tống thể đòi hỏi khảo sát ổn định đê kết cấu thương tầng Cần 104 phối hợp nhiều xem xét đòi hỏi để thiết kế kết cấu đẻ đá dố mật dứng (xem 4.2.3 5.3.4) Hình 31 minh họa số kiểu phá hoại phận khác kết cấu đê chắn sóng hỗn hợp Những nguyên nhân phá hoại kết cấu hỗn hợp xói dê đá đổ tải trọng sóng lớn gây chuyển vị kết cấu mặt đứng Phá hoại đê đá đổ dẫn đến phá hoại kết cấu mặt đứng xói chân móng gây trượt phía biển làm tăng áp lực nàng lên gây phá hoại trượt Vì vậy, đề nghị áp dụng cách tiếp cận “báo thủ” dể thiết kế bảo vệ lóp phủ cho đồ đá đổ Các áp lực nâng lên (xem 5.3.4) thay dổi tù' phân bố tam giác móng dè thấm qua dến áp lực đồng tiêu hao áp lực lên phía sau bị hạn chế Điều này, xảy phía sau dê bị lấp kín vật liệu hạt mịn Hộ số ma sát móng dê đá đố nên giả thiết không lớn 0,6 Có thể ma sát tăng lên theo thời gian Trong trường họp chuyển dịch kết cấu dứng trượt không ánh hưởng đến chức nó, gợi ý hệ số an toàn thấp 1,2 Tuy nhiên diều kiện toàn mặt cắt kết cấu đứng trượt,đê đá đổ số chấp nhận số an toàn Các hệ số an toàn chống lật trượt thường 1,5 đến phụ thuộc vào hậu phá hoại mức độ tin cậy chê độ sóng 87.00 Mặt cắt dé chắn sóng dã hoàn thảnh - - Măt cắt ngang caisson cD Cộ c6 , 20.01 Nguồn (65) 18.50 ^ 2.00 2.00 M ặt b ằ n g caisson o ó co — — r ‘T A b) Nguồn (57) A 2 Hỉnh 30 : Cóc kết cấu dê chấn sóm* hồn hợp điển hình a) Caisson nối; b) Khôi bêtông 105 Hình 31 : Các kiểu phá hoại kết cấu đê chắn sóin; hỗn hợp Trượt; Vượt áp lực dỡ; Lật; Xói chân; Phá hoại dê; Phú hoại 6.3.6 Các kết cấu phần móng Hiện nay, mô tả cách thoả đáng vận tốc gia tốc chuyển động sóng xảy phía trước kết cấu hỗn họp Nếu sóng đon đứng xảy tốc độ ngang lớn khoảng cách 1/4 chiểu dài sóng phía trước tường Nói chung, lớn chiểu rộng đê phía trước mặt đứng Tham khảo chương vê thiết kế chung kêt cấu đê đá đổ Nên định cỡ sơ đá lóp phủ cho đê đá đổ dùng phưong trình (7), áp dụng cho mặt dốc đê Tuy nhiên, dẫn tới ước tính thấp trọng lượng lóp phủ đỉnh mà phải chịu hai áp lực nâng thuỷ tĩnh lực sinh tác động sóng mặt đứng Một cách tiếp cận khác Jensen (63) mô tả Các khối bê tông đúc sẵn thường sử dụng để tạo nên lớp phủ đê Những khối thường nặng tối 106 thiểu 10 tấn, tới 30 (57) Vì khối sát dễ chịu ảnh hưởng áp lực nâng lên lóp phủ dá, cần phải có lồ giảm áp để tăng ổn dinh Sự ổn định lóp phủ đỉnh mái dốc chịu ảnh hưởng đỉnh đê tạo bê tông chúng không bị hư hỏng ảnh hưởng thời eủa lác dông sóng Đỉnh phần mái dốc phần nguy hiểm ổn định tổng thể Khi thiết kế sơ chiều rộng đỉnh đê phía trước tường dứng nên rông 5m, có khả chứa khối viên đá lớp phú Sự ổn định vật liệu dáy biển nên kiểm tra (xem 4.6 5.3.5) có bảo vệ chân cần 6.3.7 Kết cấu thương tầng Tham kháo chương cho thiết kế kết cấu thượng tầng 6.4 Thi cống Chi dẫn cho 4.11 đê đá đổ troné 5.4 đối vói caisson troné 5.5 kết cấu khối xếp bê tông O s— Đc đá đổ thi công sử dụng thiết bị dàn tự nâng Việc thi công đòi hói điểu kiện thời tiết thích hợp thiết kế nên phân tích số liệu thống kê vé thòi tiết hàng năm để kiểm tra xem có thò'i kv biển lặng đủ dài cho phép tiên dộ hợp lý Bề mặt lõi đá đổ cần san cẩn thận để tạo đệm cho caisson chở nổi, dạng kết cấu thượng tầng khác thích hợp Một cấp phối rộng thường tính đến cho vật liệu lõi luôn thích hợp lóp làm pháng dặc biệt cần thiết Lớp nên có chiêu dày tối thiểu 0,5 m kích cỡ dá lớn 100 mm Điêu quan trọng phải bảo vệ vật liệu khói bị xói tác động sóng Các sai số cao độ lớp bên caisson chở khối xếp liên kết lên tới 150 mm, biến dộng lớn chấp nhân bên khối xếp nối Nếu caisson dược đặt vào vị trí cách nâng đặt chúng lên vật liệu lõi Để phát triển chốt lấp đầy lỗ hổng, sử dụng bê tỏng ống tremie điều kiện thời tiết biển lặng Tốt thi công đê đá đổ với thời gian lâu trước đặt caisson phép đê đất đáy biển lún Để thực điều này, nên đảm bảo ổn định tạm thời đê, cần thiết cách bảo vệ tạm thời đỉnh Lún cùa kết cấu thượng tầng có thê tiếp tục thời gian sau hoàn thành nên thiết kế mối nối có xét đến diều 107 TÀI LIÊU THAM KHẢO Research Centre Obtainable from the Superintendent of Documents, US Government Printing Office Washington DC 20402 Al Tham khảo trích dẫn tiêu chuẩn ALLSOP, NW.H., A.p BRADBURYAB POOLE, T.E DIBB, and D.W.HUGHES Rock Durability in the Marine Environment Report SR11 Wallingford; Hydraulics, Research, 19S5 CLIFFORD, J.E The design process I n :[66] MYNETT,A.E., W.J.P DEVOOGT and E.J SCHMELTZ West breakwater - Sines, wave climatology In: Coastal Structures J983 New York: American Society of Civil Engineers ANDREWS, K.S., N.M.C.DACUNHA, and N HOGBEN Wave Climate Synthesis Report Report R149 National Maritime Institute, January 1983 Global Wave Statistics British Marine Technology Ltd., 1986 BATRIES, J.A A review of methods to establish the wave climate for breakwater design Coastal Engineering, May 1984, (2) LIANG, N.K., and G.c CHIEN A typhoon wave hindcasting technique In: Proc 19th Conference on Coastal Engineering New York: American Society of Civil Engineers, 1984 108 u s ARMY CORPS OF ENGINEERS Shore Protection Manual 1984, vols I and II Fort Bel voir: Coastal Engineering ALCOCK, G.A., and D.J.T CARTER Extreme events in wave and water levels In: [61 ] 10 FUKUDA, N., T UNO, and I 1RIE Field observations of wave overtopping of wave absorbing revetment Coastal Engineering in Japan, 1984, 17 11 JENSEN, O.J Monograph on Rubble Mound Breakwaters Danish Hydraulic Institute, 1984 Obtainable from Danish Hydraulic Institute, Agern Allé 5, DK - 2970 Horsholm, Denmark 12 BRADBURY, A.P., N.W.H ALLSOP, and R V STEPHENS Hydraulic Performance of Breakwaters Crown Walls Report SR 146 Wallingford: Hydraulics Research, March 1988 13 CHRISTIANSON, F.T., P.C BROBERG, S.E SAND, and P TRYDE Behaviour of rubble mound breakwater in directional and unidirectional waves Coastal Engineering, August 1984, (3) 14 VAN DE MEER, J.W., and E BENASSI Wave forces and impacts on a circular and square caisson In: Proc.l9th Conference on Coastal Engineering New York: American Society of Civil Engineers, 1984 15 HALL, L.R , and W F BAIRD Structural design procedures for concrete armour units In: Proc 19th Conference on Coastal Engineering 1984 16 METTAM, J.D., and J G BERRY Factors of safety for the design of breakwaters In: Proc.18th Conference on Coastal Engineering NewYork: American Society of Civil Engineers, 1982 Hydraulic Performance and Stability Report SR 57 Wallingford: Hydraulics Research, 1985 23 BARENDS, F.B.J Geotechnical aspects of rubble: mound breakwaters In:[61 J 24 ALLSOP, N W.H and L.A WOOD Hydrogeotechnical Performance of Rubble Mound Breakwaters: a Literature Review Report SR 98 Wallingford: Hydraulics Research, March 1987 17 CIAD PROJECT GROUP Computer Aided Evaluation of the Reliability of a Breakwater Design Zoetermeer, Netherlands; CIAD - III, 1985 25 VAN DE MEER J W Stability of breakwater amour layers - design formulae 7n:[61] 18 ALLSOP, N W H., L FRANCO, and P.J HAWKES Wave Run -up on Steep Slopes A Literature Review Report SR L Wallingford: Hydraulics Research, 1985 26 TIMCO, G.W E P D MANSARD, and J PLOEG Stability of breakwaters with variations in core permeability In: Proc 19th Conference on Coastal Engineering New York: American Society of Civil Engineers, 1984 19 ALLSOP, N.W.H P.J HAWKES, F.A JACKSON, and L FRANCO Wave Run up on Steep Slopes: Model Tests Under Random Waves Report SR Wallingford: Hydraulics Research, 1985 20 OWEN M.W Design o f Sea Walls Allowing fo r Wave Overtopping Report EX 924 Wallingford: Hydraulics Research, 1980 21 JENSEN O.J and T SORENSEN Overspilling/overtopping of rubblemound breakwaters Coastal Engineering, 1979 22 POWELL K.A and N W H ALLSOP Low Crest Breakwaters, 27 HEDGES, T.S The core and underlayers of a rubble mound structure In: [66] 28 BARTON N and B.KJAERUSLI Shear strength of rockfill Proc American Society o f Civil Engineers, 1981, 107 (GT7) 29 CHARLES J.A and M.M SOARES Stability of compacted rockfill slopes., Geotechnique, 1984, 34 (1) 30 BAIRD W.F and K.R HALL The design of breakwaters using quarried stone In: Proc 19th Conference on Coastal Engineering New York: American Society of Civil Engineers, 1984 109 31 GRIMALDI, F and F FONTANA Redesign of main breakwaters of Gioia Tauro (Italy) In: International Symposium on Maritime Structures in the Mediterranean Sea Athens: National Technical University of Athens, 1984 32 BURCHARTH, H F Fatigue on breakwater concrete armour units In : Proc 19th Conference on Coastal Engineering New York: American Society of Civil Engineers, 1984 33 SILVA, M.A.G On the mechanical strength of cubic armour blocks Coastal Structures 1983 New York: American Society of Civil Engineers 34 BURCHARTH, H.F Full scale testing of dolosse to destruction Coastal Engineering, 1981 35 PIANC Final Report of the International Commission for the Study of Waves Supplement to Bulletin No 25,vol II, 1976 36 HUDSON R.Y Laboratory investigations of rubble-mound breakwaters Proc American Society o f Civil Engineers, 1959 37 PIANC Final Report of the 3rd International Commission for the Study of Waves Supplement to Bulletin No 36, volll, 1980 38 VAN DE MEER J.W Stability of cubes, tetrapods and accropodes In: [67] 39 THOMPSON, D.H., and R M SHUTTLER Design of Rip Rap Slope 110 Protection Against Wind Waves Report 61 London: Construction Industry Research and Information Association 40 POWELL, K.A Armour rock size, the prediction methods available Hydraulics Research Seminar, 16 January 1986.Wallingford: Hydraulics Research 41 ECKERT, J.W Design of toe protection for coastal structures Coastal Structures 1983 New York: American Society of Civil Engineers 42 ISBASH S.V and K.Y KHALDRE Hydraulics of River Channel Closure 1959 43 HALES L.Z Erosion Control o f Scour During Constitu tion HL-80-3, Report 1-3 Vicksburg: US Army Engineer Waterways Experimental Station, 1980 44 HRS Notes, December 1969, Wallingford: Hydraulics Research 15 45 Flexible armoured revetments incorporating geotextiles Proc International Conference Institution of Civil Engineers London: "Thomas Telford, March 1984 46 FOOKES P.G and A.B POOLE Some preliminary considerations on the selection and durability of rock and concrete materials for breakwaters and coastal protection works Quarterly Journal of Engineering Geology, 1981, 14 47 JOHN N W M Geotextile New York: Chapman and Hall, 1977 48 HEERTEN, G Geotextiles in coastal engineering - 25 years experience Geotextiles and Geomembrances, 1984,1 49 VANGARDEREN A.P and G L.M MULDERS The use of bitumen in coastal structures Coastal Structures 1983 New York: American Society of Civil Engineers 50 The use o f Asphalte in Hydraulic Engineering Report No 37-1985 Rijkwasserstat, Netherlands and Coastal Protection Developments in Coastal Engineering Amsterdam: Elsevier 1985 59 NAGAI S Wave pressures on slit-type breakwaters In: Proc 16th Conference on Coastal Engineering New York: American Society of Civil Engineers, 1978 60 QUINLAN J.S.S Kuwait breakwater a case history In: [55] 61 Development in Breakwaters Conference Proc Institution of Civil Engineers 1985 51 RIDGWAY R.J M KIER L.P HILL, and D.W LOW Port Talbot harbour: construction In: Proc Institution of Civil Engineers, April 1970 62 GOD A, Y Random Seas and Design o f Maritime Structures Tokyo: University of Tokyo Press, 1985 52 HOOKWAY, D.W and BRINSON Construction of mound breakwaters at Ras Libya In: [55], 63 JENSEN O.J Stability of rubble foundation for composite breakwaters In: International Conference on Coastal and Port Engineering in Developing Countries Colombo 1983 A.G rubble Lanuf, 53 BARLOW P.G.R and M.G BRIGGS Rubble breakwaters - specifications In: [3] 54 CORNICK, H.F Dock and Harbour Engineering, 2nd edn London: Charles Griffin, 1968 55 Proc ICE London, November 1958 56 GARDNER J.D and I H TO WEND Slotted vertical screen breakwaters In: [67], 57 Technical Standards for Port and Harbour: Facilities in Japan Ports and Harbours Research Institute, Ministry of Transport, Japan, 1980 58 BRUUN, P.(ed.) Design and Construction o f Mounds for Breakwaters 64 GRAVESEN, H and H LUNDGREN Forces on vertical and sloping face breakwaters In:17th Congress, International Association for: Hydraulic Research 1977 Obtainable from IAHR Secretariat, Rotterdamseweg 185, PO Box 177, 2600MH Delft, Netherlands 65 ROMITI G., A.NOLI, and L.FRANCO The Italian experience in composite breakwaters In: [61], 66 Breakwaters Design and Construction Conference Proc Institution o f Civil Engineers 1983 67 Design of Breakwaters Conference Proc Institution of Civil Engineers 1983 111 A2 Các tài liệu tham khảo khác - ALLSOP, N.W.H Concrete Armour Unitts fo r' Rubble Mound Breakwaters and Seta Walls: Recent Progress Report SR 1OC) Wallingford: Hydraulics Research, March 1988 - ALLSOP, N w H and A.R CHANNEL Wave Reflections in Harbours: Reflectiom Performance o f Rock Armoured Slopes iin Random Waves Report OD 102 Wallingford: Hydraul ics Research 1989 - ALLSOP N w H L FRANCO, and P J HAWKES Probability distributions amd levels of wave run-up on armoured sỉopess In: Numerical and Hydraulic Modelling o f Ports and Harbour s BHRA, 1985 - ALLSOP, N.W HL and S.S.L HETTIARACHICHI CHI Reflections from coastal structures In: Proc.2Isst Conference on Coastial Engineering New York: American Society of Civiil Engineers, 1988 Coastal Engineering Research Centre, Oct 1979 - TIMCO, G.W., and E.P.D MANSARD On the interpretation of rubble mound breakwater tests Coastal Structures 1983 New York: American Society cf Civil Engineers Các tiêu chuẩn có liên quan BS 410 Yêu cầu thí nghiệm kỹ thuật cho CÌC sàng BS 812 Thí nghiệm Cốt liệu Phần - Các phương pháp xác ạnh đặc trưng vật lý Phần 110-Các phương pháp xác địrh giá trị có nghiền cốt liệu (ACV) B;S 5328 Bê tông Phần - Chỉ dẫn quy định bê tôn£ B:S 6031 Tiêu chuẩn thực hành động đất B;S6349 Công trình biển Phần 1: Các tiêu chí chung - BARENDS, F B, J and P HOLSCHER Modelling interior processes i in breakwater In: [61] Phần 2: Thiết kế tường bến, bến nhô trụ va - MADSEN, O S m ù 3.M WHITE Reflection and T ransmissiom Characteristics o f Porous Rubble Mound Breakwaters MR 76.-5 Fort Belvoiir: Coastal Engineering Research Centre, March 1976 tr iền vầ bến đóng tầu - OWEN M.W aind M.G BRIGGS Limitations of modellliriig In: [55] - PIANC The Stabilit y of Rubble Moumd Breakwaters in Dee per w afer Supplement to Bulletin No 48, 19185 - BEELIG W.N Estimation of Wave TransmissJon Coefficient fo r Permeable Breakwaters CETA 79-6 Fort Belvoisr: 112 Phần 3: Thiết kế ụ khô, ấu thuyền, Plhầm 4: Thiết kế hệ thống neo đệm tầu Phần 5: Tiêu chuẩn thực hành nạo vét tôn tạo đát Phần : Thiết kế kết cấu nổ neo ven bờ B.S 69*06 Các phương pháp thử vả địa kỹ thuật B;S 8004 Tiêu chuẩn thực hành vé móng B;S 8110 Sử dụng bê tông kết cấu Phần - Tiêu chuẩn thực hành thiết kế thi công CÔNG TRÌNH BIỂN CHỈ D ẪN THIẾT KÊ VÀ THI CÔNG ĐÊ CHẮN SÓNG Chịu trách nhiệm xuất BÙI HŨUHANH Biên tập : LƯƠNG XUÂN HỘI Sửa in : XUÂN HỘI - NGUYỄN HŨU ĐAU Chếbản : LÊ THỊ HUƠNG Bìa : HS NGUYỄN HŨU TÙNG n 1000 khổ 19 ;x 27cm, Xưởng in Nhà xuất Xây dựng Giấy chấp nhận đáng ký kế hoạch tuất số 409/TXB-QLXB-12, ngày 29-3-2001 In xong nộp lưu chiểu tháng năm 2001