Dự thảo lần thứ : 10
DỰ THẢO
HUONG DAN THIET KE DE BIEN
Trang 21 QUY DINH CHUNG
1.1 Hướng dẫn này phục vụ cho việc thống nhất các yêu cầu về kỹ thuật trong công tác thiệt kê đê biên, phịng chơng sự ngập lụt từ biên vào các khu vực cân bảo vệ
1.2 Hướng dẫn này ứng dụng đối với việc thiết kế mới, tu sửa nâng cấp các loại đê biên và các cơng trình liên quan bao gôm:
- Đê bảo vệ vùng dân cư, vùng kinh tế trong phạm vi ảnh hướng của biển;
- Dé lan bién dé mở mang vùng đất mới;
- Đê quây các vùng hải đảo;
- Đê phục vụ các mục đích quốc phịng, nuôi trồng và khai thác thuỷ sản, đồng
muôi, du lịch ;
- Đê cửa sông trong phạm vi có ảnh hưởng đáng kế của các yếu tố triều và sóng từ biên Các loại cơng trình khác có ảnh hưởng đên an toàn và chức năng của đê biên cũng được áp dụng theo hướng dân này
1.3 Thiết kế đê biển phải căn cứ vào các văn bán pháp luật hiện hành có liên quan, căn cứ quy hoạch tông thê của việc khai thác, phát triên kinh tê, phịng chơng thiên tai của toàn khu vực đê luận giải vê sự cân thiệt xây dựng, quy mơ và hiệu ích cơng trình
1.4 Thiết kế đê biển phải trên cơ sở vận dụng điều kiện tự nhiên thuận lợi, kết hợp giữa giải pháp cơng trình và phi cơng trình, đáp ứng nhiệm vụ giai đoạn trước mắt đông thời phù hợp với lâu dài
1.5 Thiết kế đê biển phải tuân theo các giai đoạn lập dự án đầu tư đã quy định trong các văn bản hiện hành về quản lý các cơng trình xây dựng cơ bản
1.6 Trong thiết kế đê biển, ngoài các phần thiết kế thông thường ra, cần có thêm
nội dung yêu câu thi công và quản lý cơng trình
1.7 Trong thiết kế đê biến, tải trọng động đất lây theo quy định chung về thiết kế cơng trình thuỷ cơng
1.8 Hệ cao độ, toạ độ dùng trong thiết kế đê biển là hệ cao độ lục địa Quốc gia
và sử dụng theo tiêu chuân ngành hiện hành
1.9 Thiết kế đê biển, ngoài việc áp dụng theo hướng dẫn này, khi đề cập đến các nội dung kỹ thuật của các chuyên ngành khác cân phải tuân thủ các quy trình, quy phạm liên quan khắc
1.10 Thiết kế đê biển cần áp dụng khoa học công nghệ mới phù hợp với điều
kiện Việt nam
1.11.Giai đoạn thiết kế đến 2020 và tầm nhìn đến 2050,có giải pháp thích ứng
Trang 32 CAC YEU CAU TAI LIEU DE THIET KE DE BIEN 2.1 Tài liệu địa hình
- Thành phần, khối lượng khảo sát địa hình phục vụ cho thiết kế đê biển áp dụng tiêu chuân ngành 14 TCN 165- 2006 quy định thành phân, khôi lượng khảo sắt địa hình đơi với cơng trình đê điêu
- Khi tiễn hành lập dự án đầu tư, tùy theo đặc điểm của từng dự án (xây mới hoặc
nâng câp sửa chữa) phải thu thập hoặc đo đạc bình đơ tơng thê tồn khu vực dự án tỷ lệ 1/1000 với độ chênh lệch các đường đông mức 12m với thời gian đo không trên 5 năm đôi với vùng bãi trước đê ôn định và không trên 1 năm đôi với vùng bãi đang bơi hoặc xói Phạm vi đo đạc ít nhât 100m về hai phía biên và phía đông;
- Phải thu thập hoặc đo đạc mặt cắt ngang theo tuyến đê dự kiến tỷ lệ đứng 1/200 ~ 1/500 và ngang 1/1000 + 1/2000 Với khoảng cách 100m một mặt cát đôi với địa hình băng phăng và 20 + 50m đôi với địa hình thay đơi và chiêu rộng trong phạm
vi từ điểm cách chân đê dự kiên về phía biên 200m đên điệm cách chân đê phia đồng
50m
- Đối với vùng bờ biển thường xuyên bị xói lở, cần thu thập các tài liệu lịch sử về diễn biên của đường bờ it nhât là 20 năm so với thời điêm lập dự án;
- Đối với vùng đất yêu phải đo đạc lập được bình đồ tỷ lệ 1/500 ~ 1/1000 với chênh lệch các đường đông mức 0,50m dọc theo các phương án tuyên qua vùng đât yêu Trường hợp vùng đât yêu phân bô rộng lớn (như vùng đâm lây ) thì cũng có thê sử dụng phương pháp đo đạc hàng không đê biệt được địa hình, địa mạo của cả khu
vực Trong giai đoạn này, các mặt cắt dọc và mặt căt ngang phục vụ cho việc thiết kê tính toán đê đấp trên đât yêu có thê được xác định dựa trên bình đồ địa hình đã lập;
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế lập bản vẽ thi công phải đo đạc mặt cắt dọc với tý lệ ngang 1/1000; đứng 1/200 và mặt cắt ngang tỷ lệ ngang bằng tý lệ đứng 1/200 theo tuyến đê thiết kế với khoảng cách 25-50m một mặt cắt Tý lệ bình đồ phụ thuộc vào địa hình, cấp cơng trình, thường đo 1/500 -1/1000
2.2 Tài liệu địa chất
Thành phan hồ sơ khảo sát địa chất áp dụng tiêu chuân ngành 14 TCN 195- 2006,kh1 áp dụng cân lưu ý:
-Khối lượng khảo sát địa chất tùy thuộc vào yêu cầu của từng giai đoạn thiết kế; -Phương pháp khảo sát phải kết hợp thăm dị khơng lấy mẫu(bằng các thiết bị khoan xoắn,xuyên tĩnh hoặc cắt cánh tại hiện trường) và thăm dị có lấy mẫu(băng thiết bị khoan lẫy mẫu nguyên đạng đem về thí nghiệm trong phịng) sao cho tiết kiệm nhất.Với diện thăm đò rộng trong giai đoạn lập dự án đầu tư nên tận dụng tối đa các biện pháp thăm dị khơng lây mẫu thí nghiệm ở mức độ tối thiêu Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế chỉ tiết lập bản vẽ thi công pgải bỗ sung bằng biện pháp khoan lây mẫu,chỉ bố sung thăm dị khơng lẫy mẫu khi thật cần thiết.Vị trí và số lượng các điểm thăm dò phải do chủ nhiệm dự án quyết định sau khi có dự kiến các phương án
Trang 4-Khảo sát đia chất nhằm để làm rõ các vẫn đề sau: Loại đất và độ sâu phân bố các lớp
đất yếu(như cát pha,sét pha và than bùn),các lớp đất cứng (như cát,sét cứng),rất cứng
như cát kết thạch anh,đá gốc); Các tính chất cơ học có liên quan đến tính tốn cường
độ và biến dạng ; Trạng thái nước ngầm ; Khuyén cáo cơ chế hư hỏng
-Trong đề cương khảo sát phải lưu ý: Các tài liệu địa chất đã thu thập được ;Kỹ thuật khảo sát; Công cụ khảo sát
2.3 Tài liệu khí tượng, thủy, hải văn
- Tài liệu thu thập, thống kê tình hình ảnh hưởng của bão và các thiên tai ở vùng biên thuộc khu vực dự án;
- Dự báo tình hình thiên tai;
- Tài liệu về thủy triều, dòng ven, vận chuyển bùn cát, nước dâng, sóng, dịng lũ (bao gơm cả tài liệu thu thập và đo mới)
2.4 Tài liệu dân sinh, kinh tế và môi trường
- Thu thập, thống kê tài liệu về dân số hiện có và xu thế phát triển, tình hình kinh tê hiện trạng và phương hướng phát triên, tình hình môi trường và đánh giá mức độ ảnh hưởng trong tương lai
- Yêu cầu và sự cấp thiết xây dựng cơng trình
3 XAC DINH TIEU CHUAN AN TOAN VA PHAN CAP DE 3.1 Xác định tiêu chuẩn an toàn
Tiêu chuẩn an toàn (TCAT) được xác định trên cơ sở kết quả tính tốn bài tốn
tối ưu xét tới mức độ rủi ro về kinh tế, khả năng tốn thất về con người của vùng được đê bảo vệ va khả năng đầu tư xây dựng TCAT được thể hiện bằng chu kỳ lặp lại (năm), xem bảng 3.1
Bảng 3.1: Tiêu chuẩn an toàn
Tiêu chuẩn an toàn (TCAT)
Vùn nề (chu kỳ lặp lại: năm)
Vùng đô thị công nghiệp phát triển
- Diện tích bảo vệ > 100.000 ha 150
- Dân số >200.000 người
Vùng nơng thơn có cơng, nông nghiệp phát triển :
- Diện tích bảo vệ: 50.000 ~ 100.000 ha 100 - Dân số: 100.000 + 200.000 người
Vùng nông thôn, nông nghiệp phát triển
- Diện tích bảo vệ:10.000 -50.000 ha 50
- Dân số: 50.000 — 100.000 người
Vùng nông thôn nơng nghiệp phát triển trung
bình: 30
- Diện tích bảo vệ: 5.000 - 10.000 ha
Trang 5
- Dân số: 10.000 — 50.000 người
Vùng nông thôn nông nghiệp ít phát triển:
- Diện tích bảo vệ: < 5.000 ha 10<TCAT<30 - Dân số : < 10.000 người
Khi sử dụng bảng 3.lcân lưu ý:Trước hết phải xếp vùng được đê bảo vệ thuộc loại vùng thành thị hay nông thôn,công nghiệp hay nông nghiệp theo tiêu chi vùng sau đó xem xét hai tiêu chí đê xác định TCÁT,trường hợp vùng đê bảo vệ chỉ dat Itiéu chi thi hạ xuông l mức Việc phán vụng đề xét phải đê cập đến quy hoạch và kê hoạch phát
triên kinh tê xã hội đến 2020 và tám nhìn đến 2090
3.2 Xác định cấp đê
- Đê biển được phân làm 5 cấp: cap I, cap II, cấp IH, cấp IV và cấp V
- Cap đê phụ thuộc vào tiêu chuẩn an toàn trong vùng được đê bảo vệ, thê hiện ở bảng 3.2
Bảng 3.2: Tiêu chỉ phân cấp đê
Cấp đê I II Il IV V TCAT (chu kỳ lặp 150 100 50 30 10<TCAT<30 lai: năm)
Khi áp dụng bảng 3.2 nếu tuyến đề giữ vai trò quan trọng về an ninh,quốc phòng hoặc thuộc vùng có đặc thù riêng vê mặt xã hội có thê tăng lên một câp Trường hợp vùng đât được đê bảo vệ là vùng đât mới do quai đê lần biến thì căn cứ vào mục đích và giai đoạn khai thác đê phân cầp cho phù hợp
4 THIẾT KẾ TUYẾN DE
4.1 Yêu cầu chung
Tuyến đê biển được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án sau
khi đã xem xét:
- Sự phù hợp quy hoạch tổng thê phát triển toàn vùng;
- Điều kiện địa hình, địa chất;
- Diễn biến bờ biển, bãi biển và cửa sơng;
- VỊ trí cơng trình hiện có và cơng trình xây dựng theo quy hoạch;
- An toàn, thuận lợi trong xây dựng, quản lý, khai thác đê và tạo diều kiện thuận
lợi cho việc duy trì ,phát triển cây chắn sóng trước đê
- Bảo vệ các di tích văn hoá, lịch sử và địa giới hành chính; - Phù hợp với chiến lược phát triển giao thông ven biển;
Trang 64.2 Yêu cầu về vị trí tuyến đê
- Di qua vùng có địa thế cao, địa chất nền tương đối tốt;
_ Nổi tiếp thông thuận và đảm bảo Ổn định đôi với các cơng trình đã có Đặc biệt
cân lưu ý khi xem xét tuyên quai dé lần biên
- ĐI qua vùng thuận lợi cho bố trí các cơng trình phụ trợ;
- Kinh phí xây dựng và kinh phí duy tu, bảo dưỡng ít Để đáp ứng yêu cầu này thường phải dịch tuyên đê xa bờ biên, tuy nhiên phải so sánh,cân nhắc đên yêu câu vê diện tích được bảo vệ và hiệu quả sử dụng
- Không ảnh hưởng đến cơng trình thốt lũ và cơng trình chỉnh trị (đối với đê cửa sông);
- Tuyến đê phải đáp ứng đối với các hoạt động của bến cảng và vùng đất phía
sau đê, đên bãi tăm, vùng du lịch, di tích lịch sử và danh lam thăng cảnh có thê châp
nhận;
- Đối với tuyến đê có kết hợp với hệ thống giao thông vận tải và an ninh quốc phòng việc xem xét vừa phải đảm bảo các yêu câu của đê, vừa phải tuân thủ các quy định của ngành giao thông và quôc phòng;
- Tận dụng tối đa các cồn cát, đồi núi, cơng trình đã có dé khép kin tuyén đê, nối
tiép ôn định bên vững;
- So sánh hiệu qủa kinh tẾ - kỹ thuật của 2 đến 3 vị trí tuyến đê để chọn một vị trí đạt hiệu qủa tông hợp tôt nhât;
- Vị trí tuyến đê quan trọng cần tiến hành thí nghiệm mơ hình th lực để xác định Tuy nhiên việc tiên hành thí nghiệm sé lam tang chi phi dau tư, nêu cân thiệt thí nghiệm phải được câp có thâm quyên phê duyệt
4.3 Yêu cầu về hình dạng tuyến đê
- Hình dạng mặt bằng tuyến đê nên thắng hoặc cong trơn, tránh gấp khúc nhiều gây ra sự tập trung năng lượng sóng cục bộ Đồng thời nên chọn hướng tuyến đê thuận lợi cho chống sóng, tránh vng góc với hướng gió thịnh hành mạnh.Nên so sánh về
khối lượng cơng trình và giá thành đầu tư để quyết định tuyến
- Trong trường hợp phải bố trí tuyến đê lõm, cần có các biện pháp giảm sóng hoặc tăng cường sức chông đỡ của đê;
- Không tạo ra điểm xung yếu ở nơi nối tiếp với các công trình lân cận, khơng ảnh hưởng đên các vùng đât liên quan
- Đối với trường hợp thiết kế nâng cấp tuyến đê cũ, cần phải xem xét các yêu cầu nêu trên đê điêu chỉnh cục bộ tuyên đê cho phù hợp
Trang 7-Tuyén dé quai phai théng nhat voi quy hoach hé théng kénh mương thuỷ lợi, hệ thông đê ngăn và cơng thốt nước trong khu vực được đê bảo vệ, hệ thông giao thông phục vụ thi công và khai thác;
- Tuyến đê quai phải xác định trên cơ sở kết quả nghiên cứu về quy luật bồi trong vùng quai đê và các yếu tô ảnh hưởng khác như điều kiện thuỷ động lực ở vùng nối tiếp, sóng, dịng bùn cát ven bờ, sự mất cân bằng tải cát ở vùng lân cận, dự báo xu thế phát triển của vùng bãi trong tương lai
- Tuyến đê quai phải thuận lợi trong thi công, đặc biệt là công tác hạp long đê,
tiêu thốt úng, bơi đặp đât mới quai, cải tạo thô nhưỡng (thau chua, rửa mặn), cơ cầu cây trơng, quy trình khai thác và bảo vệ môi trường
4.4.1.2 Cao trình bãi có thể quai đê lấn biển
So sánh lựa chọn trên cơ sở kinh tế - kỹ thuật phương án quai đê lắn biển trong hai trường hợp sau:
- Quai đê qua vùng đất lộ ra ở mức nước biến trung bình trong khu vực đối với
đông băng Bäắc Bộ thường quai ở cao trình bãi từ( +0.5m) đên(+ 1.0m), theo hệ cao độ
lục địa ( 14TCN102-2002)
- Có thể quai đê ở các vùng có cao độ thấp hơn, sau đó dùng các biện pháp kỹ thuật xúc tiên quá trình bôi lăng cho vùng bãi trong đê đê đạt mục tiêu khai thác, tùy thuộc mục đích khai thác vùng bãi sau khi quai
4.4.1.3 Các tuyển đê ngăn vùng bãi trong đê quai
Tuyến đê bao ngồi là vành đê chính bảo vệ vùng đất lấn biển, trong tuyến đê
chính cân bơ trí các tun đê ngăn, chia toàn vùng ra thành các ô và mỗi ơ thành nhiêu
mảnh, thích hợp với điêu kiện tự nhiên và yêu câu khai thắc
4.4.2 Tuyến đê vùng bãi biển xói (biển lấn) 4.4.2.1 Yêu câu chung
- Đối với vùng bãi biển bị xói, tuyến đê thường bị phá hoại do tác động trực tiếp của sóng vào thân đê, sạt sụt mái đê phía biên, chân đê bị moi hãng Cân nghiên cứu kỹ xu thê diễn biên của đường bờ, cơ chê và nguyên nhân hiện tượng xói bãi, các u tơ ảnh hưởng khác đê quyêt định phương án tuyên thích hợp
- Xem xét phương án tuyến đê cần gắn liền với các biện pháp chống xói, gây bồi,
ơn định bãi trước đê
Khi chưa có biên pháp khống chế được hiện tượng biển lấn thì tuyến đê phải có
quy mơ và vị trí thích hợp, ngồi tuyến đê chính có thê bố trí thêm tuyến đê dự phòng
kết hợp với các biên pháp phi cơng trình để giảm tổn thất khi tuyến đê chính bị phá
hoại
4.4.2.2 Tuyến đê chính
Theo yêu cầu ở điều 4.1 và xét đến các yếu tố đặc thù của hiện tượng biển lẫn để
định vị trí tuyên đê chính :
- Nằm phía trong vi trí sóng vỡ lần đầu (cách một chiều dài sóng thiết kế);
Trang 84.4.2.3 Tuyến đê dự phòng
- Khoảng cách giữa tuyến đê dự phịng và đê chính ít nhất băng hai lần chiều dài sóng thiệt kê
- Giữa hai tuyến đê chính và đê dự phòng nên bố trí các đê ngăn, khoảng cách giữa các tuyên đê ngăn nên băng 3 đên 4 lân khoảng cách giữa hai đê
-Cần xem xét để đáp ứng yêu cầu giao thông và cứu hộ đê khi thiết kế đê ngăn
4.4.3 Tuyến đê vùng cửa sông
- Đê vùng cửa sơng là đê nói tiếp giữa đê sông và đê biển, chịu ảnh hưởng tổng hợp của yêu tô sông và biên
- Tuyến đê cửa sơng cần đảm bảo thốt lũ và an toàn dưới tác dụng của các yếu tô ảnh hưởng của sông và biên
- Đối với cửa sơng tam giác châu có nhiều nhánh, cần phân tích diễn biến của
từng nhánh đê có thê quy hoạch tuyên đê có lợi nhât cho việc thoát lũ
- Đối với cửa sơng hình phễu, cần khống chế dạng đường cong của tuyến đê (qua tính tốn hoặc thực nghiệm) đê không gây ra hiện tượng sóng dơn, làm tăng chiêu cao sóng, gây nguy hiêm cho bờ sông
Theo kết quả nghiên cứu của Viện khí tượng thủy văn năm 2003,đã đưa ra các điểm
ranh giới giữa đê sông và đê biên cho các sông ở đông băng Bắc bộ có thê tham khảo
như sau:
Bảng : VỊ trí gianh giới giữa đê sông và đê biển
TT | Tên cửa sông Bờ phải Sở trái
Kinh độ Vi dé Kinh độ Vĩ độ 01 | Sông Day 106”15°62?? | 20”18?89?? | 106”16?79?° | 20”19?92”? 02 | Ninh Cơ 106”21?95?? | 20720”60?? | 106”22?49?? | 20”22?26”” 03 | Ba Lạt 106”41'28?? | 20”31?28?? | 106”42°69?? | 20”32?83°? 04 | Trà Lý 106”47?23°' | 2074705”? | 10674798? | 20746'94”? 05 | Sông Hóa 106”48'97?? | 20”ó0?65”? | 106”48'62”? | 20”61?15°? 06 | Thái Bình 106”51?07?? | 20”70?70?? | 106”52?44?' | 20”70”40”? 07 | Văn Úc 106 54'76°? | 20”75°64°° | 106”55'47°? | 20”76°10°? 08 | Lach Tray 106°57°76”’ | 20°84’66’? | 106°58°28”’ | 20”85°18”? 09 | Sông Câm 106”59°62?? | 20”93?50?? | 106°60°27?? | 20ó4?33°?
5, THIET KE MAT CAT VA KET CAU DE BIEN
5.1 Thiét ké mat cat dé bién can tién hanh cho tirng phân đoạn
Cac phân đoạn được chia theo điều kiện tương tự về nền đê, vật liệu đắp đê, điều
kiện ngoại lực và yêu câu sử dụng Mỗi phân đoạn được chọn một mặt căt ngang đại
diện làm đôi tượng thiết kê thân đê và các cơng trình liên quan khác
Trang 9Đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê mặt cắt hỗn hợp (trên nghiêng dưới đứng hoặc trên đứng dưới nghiêng) Việc chọn loại mặt cắt nào phải căn cử vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ hải văn, vật liệu xây dựng, điều kiện thi công và yêu cầu sử dụng đề phân tích và quyết định
Cac dang mat cat ngang: Một sỐ dạng mặt cắt đê biển có thể lựa chọn như sau:
a) b)
eer Phía biển
Phía đồng c5 eg ` A ey Phía biển _———-.—ằ Phía đồng Ae ONIN
arr PZ đc 3 an Dat dip "
CANAN
Vải địa kỹ thuật
Hình 5.1 Các dạng mặt cắt ngang đê biển và phương án bố trí vật liệu
- Dê mái nghiêng bằng đất đông chat: Dé mai nghiêng thường có dang hinh
thang có mái phía biển pho biến m = 3-5 và mái phía đồng phổ biến m = 2 -3, thân đê
được đắp băng đất Kết cầu đê bằng đất đồng chất được sử dụng ở vùng có trữ lượng đất đắp đủ để xây dựng cơng trình Trong trường hợp đê thấp (chiều cao đê nhỏ hơn 2m) có thê sử dụng hình thức mặt cắt như hình 5.1.a Với những tuyến đê có điều kiện địa chất kém, chiều cao đê lớn và chịu tác động lớn của sóng thì có thê bó trí cơ đê hạ
lưu và cơ giảm sóng thượng lưu như hình 5.1.b;
- Đê mái nghiêng bằng vật liệu hỗn hợp: Trường hợp ở địa phương trữ lượng đất tốt không đủ để đắp đê đồng chất, nếu lẫy đất từ xa về để đắp đê thì giá thành xây
dựng cao Trong khi đó nguồn vật liệu địa phương có tính thấm lớn lại rất phong phú,
khi đó có thể dùng kết cấu mặt cắt dạng hỗn hợp Đất có tính thấm lớn bố trí ở bên trong thân đê, đất có tính thấm nhỏ được bọc bên ngoài như hình 5.1.c hoặc đá hộc bố trí thượng lưu để chống lại phá hoại của sóng, đất đắp bố trí hạ lưu như hình 5.1 d
Trang 10- Đê mái nghiêng gia cô bằng vải địa kỹ thuật: Nhiều trường hợp nơi xây dựng khơng có đất tốt để đắp đê mà chỉ có đất tại chỗ mềm yếu (lực dính và góc ma sát
trong nhỏ, hệ số thấm nhỏ), nếu sử dụng vật liệu này để đắp đê theo công nghệ truyền
thống thì mặt cắt đê rất lớn, diện tích chiếm đất của đê lớn và thời gian thi công kéo
đài do phải chờ lún, điều này làm tăng giá thành cơng trình Phương án xây dựng đê bê
tông hay bê tông cốt thép lại cho giá thành rất cao Để phải giảm chỉ phí xây dựng, giảm diện tích chiếm đất của đê, tăng nhanh thời gian thi cơng, có thể sử dụng vải địa kỹ thuật làm cốt gia có thân đê sẽ khắc phục được những vấn đề trên Hình 5.1.h là sơ
đồ bố trí vải địa kỹ thuật trong thân đê
5.3 Nội dung thiết kế mặt cắt đê biến bao gồm
Xác định cao trình đỉnh, xác đỉnh kích thước mặt cắt, kết cầu đỉnh đê, thân đê và
chan dé Mat cat va ket cầu đê biên được xác định trên cơ sở phải bảo đảm các yêu câu kỹ thuật và kinh tê
Hình 5.2: Sơ đô mặt cắt đê biển
Về tổng thể, sơ đồ mặt cắt đê biển gồm các thành phần sau: (1) Bảo vệ ngoài
chân kè, (2) Chân kè, (3) mái dưới phía biên, (4) Cơ đê phía biến, (Š) Mái trên phía bién, (6) Dinh dé, (7) Mai trong, (8) Thiệt bị thốt nước phía đồng, (2) Kênh tiêu nước phía đông, (10) Thân đê, (11) Nên đê và (12) Phân chuyên tiêp giữa các bộ phận của
đê
Nội dung tính tốn sẽ được trình bày trong phần dưới đây:
Thiết kế cao trình đỉnh đê Thiết kế thân đê
Thiết kế tang loc Thiết kế lớp bảo vệ mái
Thiết kế bảo vệ chân Thiết kế đỉnh đê
Thiết kế tường đỉnh (nếu bố trí) Thiết kế các kết câu chuyên tiếp
Trang 115.4 Xác định cao trình đỉnh đê
5.4.1 Công thức chung để xác định cao trình đỉnh dé:
Ze = Za t+ Ry t+ a (5.1)
Trong đó:
Za - cao trình đỉnh đê thiết kế, m;
Z4 - cao trình mực nước thiệt kê là cao trình mực nước biên ứng với tân suât thiệt kê (tô hợp của tân suât mực nước triéu và tân suât nước dâng do bão gây ra)
Mực nước thiết kế được tính sẵn thể hiện bằng các đường tần suất tại các vị trí
dọc bờ biên Khi sử dụng tra cứu từ các biêu đô này,người sử dung cân lưu ý:
- — Sử dụng biểu đồ ở vị trí gần nhất so với vị trí thiết kế để tra cứu theo phương phấp nội dung giữa 2 vị trí liên kê
- — Trong một tuyên đê thiết kê, nêu có nhiêu vị trí tra cứu thì lây mực nước cao nhât làm mực nước thiệt kê;
- Cần so sánh với mực nước thực tế ở khu Vực thiết kế để quyết định
Phương pháp xác định mực nước thiết kế được thể hiện ở phụ lục A Ry - chiều cao sóng leo thiết kế (m)
Ry! A nop =1375 15 141 7 So khi 0,5 < ypE&o < 1.8 (5.2)
1,6
R,,/ Hyp = 1p %7(43-—=) p 0p 8/ƒ đóa khi 1,8 < ysÉo < § +10 (5.3)
Trong đó:
Hmop: Chiều cao sóng thiết kế tai chân cơng trình (Hmop = Hsp) (m) Hgp: lay theo phụ lục C
Hệ số sóng vỡ (Éy) _ tang
So — Vs
a: Góc của mai dé
Trong trường hợp mái đê có hai hệ số mái khác nhau, tính quy đổi theo công
thức:
15H, +R,
L-B
L, B là chiều đài được xác định theo hình 5.3
tan a =
Trang 12
Hình 5.3: Độ dốc quy đổi tính sóng leo
sọ :Độ dơc của sóng 27H m0p ¬ 8T 1o Chu kỳ phổ sóng: Tnio= T,p/a, a= 1.10~1.20 T;: chu ky đỉnh sóng
Hệ số chiết giảm do sóng tới xiên góc (yp)
w=1— 0,0022*8 (0°<|8ñ|<80)» ————————————_—
Yp = 1 — 0,0022* 80 (|B| > 80°) Hệ số chiết giảm khi có cơ đê (w):
⁄„,= I7 [05 +0,5eos[ St |
L, x
với 0,6<+y< 1,0
Trong đó: B, L¡, dụ được tính như hình 5.4 x: xác định như sau:
x=Ru„y khi Ry >d,>0 (cơ nằm trên MNTK)
x=2.Hmnp khi 2.Hm„ep> đ„> 0 (cơ nằm dưới MNTK)
Trang 13Mire chuẩn tại giữa cơ đề
Hình 5.4: Các thơng số xác định cơ đê
Bé rong co tối ưu là bề rộng Bạ = 0,4.Ly, cơ được bố trí ngay tại MNTK thì hiệu
quá giảm sóng leo tối đa Y= 0,60
Hệ số chiết giảm do độ nhám trên mái dốc (72 lấy theo bảng sau: Bang 5.1 Hé so nham trén mai doc
Loại vật liệu (cấu kiện) mái kè Hệ số †,
Bê tông nhựa Asphalt, bê tông, cầu kiện BT nhẫn, cỏ, Cat-Asphalt 1.00 Cau kiện BT liên kết ngang, Cau kiện có cỏ mọc 0.95
Các cấu kiện đặc biệt: Basalt, Basalton, Hydroblock, Haringman, 0.90 Fixstone, mang Armorflex
Cấu kiện kè cao thấp chiếm 1⁄4 diện tích với chênh cao lớn hon 0.90 10cm
Lessinische và Vilvoordse, cầu kiện độ nhám nhỏ 0.85 Mẫu giảm sóng loại nhỏ chiếm 1/25 bề mặt kè 0.85
Cầu kiện Tsc (Việt nam) 0.85
Đá lát khan, đá xây chít vữa theo họa tiết 0.85
Kè đá đồ thâm nhập nhựa 0.80
Mẫu giảm sóng loại nhỏ chiếm 1/9 bề mặt kè 0.80
Kè đá đồ một lớp 0.70
Kè đá đô hai lớp 0.55
Chiều cao sóng leo được tính tốn theo chỉ dẫn ở phụ lục B
a - Trị số gia tăng độ cao xác định theo quy định ở bảng 5.2
Trang 14Bang 5.2: Tri số gia tăng độ cao (4) Cấp cơng trình I II II IV Vv Trị số gia tăng 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 độ cao (a) Chu thích:
- Trị số gia tăng độ cao tính bằng mét
- Trị số gia tăng độ cao là trị số bao gồm sai số trong tính tốn chiều cao đỉnh đê thiệt kê, không bao gơm độ cao phịng lún và nước biên dâng do ảnh hưởng của biên đôi khí hậu
Chú ý rằng:
- Trong cùng một tuyến đê, tính tốn các phân đoạn có cao trình đỉnh đê khác
nhau, thì lầy theo trị sô cao nhât đê làm cao trình thiết kê cho cả tuyên
- Trường hợp ở phía biển của đỉnh đê có tường chống sóng kiên có, ơn định thì cao trình đỉnh đê là cao trình đỉnh tường
- Trường hợp đỉnh đê khơng có tường chống sóng, thì hai bên mép đê cả về phía biển và phía đồng phải bố trí gờ an tồn giao thơng Gờ an tồn giao thông cao từ 0,2
đến 0,3m, có thể bỗ trí ngắt quãng với chiều dài từng đoạn từ 0,5 đến 1,0m
- Ngồi tính tốn theo công thức (5.1) ra, khi xác định cao trình đỉnh đê thiết kế cân phải xét thêm độ cao dự phòng do lún đê nêu yêu câu cho giai đoạn thi cơng 5.4.2 Trường hợp sóng tràn qua đỉnh đê ứng với tần suất thiết kế
- Khi tính được kết quả chiều cao đỉnh đê ứng với tân suất thiết kế theo công thức (5.1) So sánh với mặt cắt đê cũ nếu cao trình đỉnh đê thấp hơn cao trình đỉnh đê tính tốn, mà đê đã được xây dựng kiên cố, nếu không muốn nâng cao đỉnh đê, ứng với sóng thiết kế chấp nhận sóng tràn qua đỉnh đê, phải xác định được lưu lượng tràn qua đỉnh đê, từ đó mà xem xét quyết định cho quy mô bảo vệ mái phía trong và xem xét phương án thoát nước trong vùng đê bảo vệ, nhưng không được gây thiệt hại cho mục
tiêu bảo vệ, không làm ảnh hưởng đến ôn định mặt cắt đê đã có hoặc phải có biện pháp giảm chiều cao sóng trước đê
-Đối với các tuyến đê cho phép sóng tràn qua đỉnh đê ở mức độ nào đó thì tùy vào lưu lượng tràn qua đỉnh đê tính toán mà quyêt định phương án thốt nước có thê băng hệ thông kênh dân hoặc tạo bê chứa giữa hai đê song song và đê ngăn ô
- Khi xem xét quy mô hệ thống thoát nước và khoảng trống phía hạ lưu đê để dự
phịng cho biện pháp đơi phó với mức độ ảnh hưởng của nước biên dâng do biên đơi
khí hậu mà quyêt định cho phù hợp
Phương pháp tính tốn lưu lượng tràn
Trang 15q = ~—v,é,.exp| — 4,3 ————— | _ khi yo <2 0,67 R 1 ; eH v tan @ me Hà Šg#⁄»Ÿ⁄ g4 1 == 02.00 - ni khi 2 < yuŠo < 7 SHữa Ha 77p
—=0,21.exp| — : khi Šo>7
sH, 7,7z;H „(0,33 + 0,022.£,) Trong đó:
q: Lưu lượng tràn (I/s/m)
R.: Độ lưu khơng đỉnh đê (phía trên mực nước thiết kế)
Băng phương pháp thử dân sẽ xác định được thông sô q va R,
Công thức xác định cao trình đỉnh đê thiệt kê trường hợp tràn:
Za= Z„ + Rc+ a
Hệ số chiết giảm do tường đỉnh „:
Theo TAW (2002) hệ số chiết giảm do tường đỉnh trong các điều kiện sau:
‹ Độ đốc mái đê trong phạm vi phía đưới chân tường đỉnh đến biên 1.57 ) phia duéi mực nước thiết kế nằm trong khoảng từ 1:2.5 đến 1:3.5
‹ Tổng bề rộng cơ không quá 377
* Vi trí chân tường phải nằm trong khoảng +1.2H „ $0 với mực nước thiết
kế
‹ Chiều cao tường nhỏ nhất (khi chân tường nằm ở vị trí cao) là 0.5/7 : và lớn nhất (khi chân tường nằm ở vị trí thấp) là 37 3
Ở đây chỉ xem xét tường đỉnh trên đê có độ cao tương đối thấp, nếu khơng phải
xem xét sóng tràn qua đê cho trường hợp đê dạng tường đứng
Bước 1: Xác định hệ số mái dốc đê quy đồi trong trường hợp có tường đỉnh:
Tiến hành như đã nêu phần trên (xem hình ) tuy nhiên với tường đỉnh được thay thế bằng mái dốc có độ dốc 1:1.0 (xem hình ) Dùng độ dốc mái đê quy đổi này dé tinh
lưu lượng tràn qua đê
Bước 2: Xác định hệ số chiết giảm sóng tràn do tường đứng y
Trang 16Khi tường đỉnh là tường đứng (góc nghiéng mat trong a,,= 90 ) thi y = 0,65, néu
là tường nghiêng có độ dốc mặt tường 1:1,0 (œ„= 45 ) thì Y= 1,0 Với tường nghiêng
VO1 Oy = 45 ~ 90 thì Y, có thể được nội suy như sau:
xy=1,35 - 0,0078.0„
Độ dốc tường quy đổi 1:1.0
tana=(Ru.+1.5Hmo)/(L’siope-Bb) Sy , Ru 1.5Hmo 4 Lslope L’slope SẠC | 2 Ww A a w o
Hình 3 Xác định độ dốc mái đê quy đổi khi có tường đỉnh
Trong trường hop tường đỉnh được kết hợp với mũi hắt sóng (Hình 4) thì tác dụng của mũi hắt sóng được kê đến thông qua hệ số chiết giảm độ nhám mái đê phụ thuộc vào độ lưu không tương đối của đỉnh đê như sau (dùng cho mũi hắt sóng trên tường đỉnh thấp):
Hình 4 Mũi hắt sóng của tường đỉnh trên đê
Trang 17Lưu lượng tràn q được xác định dựa vào chất lượng đỉnh và mái phía đồng cũng như là khu nước ngập trong đồng (bảng 2 và hình 5)
Bảng 2 Tiêu chuẩn sóng tràn (Eurotop, 2007)
Lượng tràn trung bình cho phép
Chất lượng mái phía trong q (1⁄3/m)
Mái trong chất lượng không xác định, không bảo vệ <0.1
Mái cỏ mọc tốt trên nên đất sét < 1.0 - 10.0
< 50.0 - 200.0
Mái trong chất lượng tốt
Hệ số chiết giảm do sóng tới xiên góc (/)
¬ _ ~ ¬— is a ~—_| = es `¡ — / a Hưởng 2 —_= truyền song Ee + Voi 80< |B <1 10°: H.- x 110 —|Ø gém ca phan „0 m0 30 xa song 110-|8 Ty tò — đJ>_o X
Voi 110°< |B| <180° thì H„o=0 và như vậy thì sóng leo zz„=0 và sóng tràn q=0 Các hệ số khác xác định như tính với song leo
Các bước tính tốn chiều cao sóng tràn lên mái đê như sau:
‹ - Xác định lưu lượng tràn cho phép q; (căn cứ vào chất lượng đỉnh đê và mái phía trong)
«Giả thiết Rc
* Tinh tana va cdc hé số triết giảm y
¢ Tính q theo công thức
Trang 18° - So sánh với q„ nếu sai số giữa 2 lần tính < giá trị cho phép (thường lấy 0.1) thì có thê kết thúc tính toán Dé giảm bớt khối lượng tính tốn có thê sử dụng phần mềm chuyên dụng tính tốn q và Rc tương ứng
‹ _ Đối với các tuyến đê phải đáp ứng yêu cầu thoát lũ chính vụ từ nội địa ra phía biên, trong khi các cơng trình thốt lũ như câu, công không đảm bảo thoát hệt
nước lũ và yêu câu ngăn mặn ở các tỉnh miên Trung (gôm các tuyên đê cửa
sông và đê đầm phả), cao trình đỉnh đê được xác định như sau :
La = Lik +a (5.4)
Trong do muc nuéc thiét ké (Z,,) va d6 cao an toan (a) duoc xc dinh nhu cong thire (5.1)
Trường hợp xác định đỉnh đê theo công thức (5.4), thiết kế mặt cắt ngang đê và công trình kè bảo vệ mái, căn cứ vào lưu lượng tràn của từng phía mà quyêt định quy mô bảo vệ mái đê phía biên, mái đê phía đơng và mặt đê
Hình 5.5: Mặt cắt đê bảo vệ ba mặt 5,5 Chiều rộng đỉnh đê
- Xác định theo câp cơng trình, yêu câu về câu tạo, thi công, quản lý, dự trữ vật liệu và yêu câu về giao thông
- Theo cấp cơng trình, chiều rộng đỉnh đê quy định ở bảng 5.3 Bảng5.3 : Chiều rộng đỉnh đê theo cấp công trình
Cấp cơng trình I II Il IV V Chiêu rộng đỉnh đêB,(m)|_ “°Ẽ 6 > 4 3
Trường hợp cần mở rộng thêm so với quy định trong bảng 5.2 cần có thoả thuận của cơ quan quản lý đê điêu có thâm quyên
5.6 Kết cầu đỉnh đê
- Căn cứ vào cơ chê chịu tác động của các yêu tô thiết kê, yêu câu vê quản lý,
chât đât đăp đê, mức độ xói mịn v.v đê xác định theo các tiêu chuân mặt đê tương
ứng
Trang 19- Mat dinh dé can déc vé mét phía hoặc hai phía (độ dốc khoảng 2%+3%), tập trung thoát nước về các rãnh thoát nước mặt
- Trường hợp thiếu đất đắp đê, mặt bảng đê bị hạn chế, có thê xây tường đỉnh để đạt cao trình đỉnh đê thiệt kê Tường chỉ được đặt sau khi đê đã ôn định
- Tường đỉnh không nên cao qua 1m, kết cầu bằng bê tông, bê tông cốt thép hoặc
bằng đá xây tùy thuộc vào khả năng cung cấp vật liệu của khu vực thiết kế và giá thành cơng trình Phải bố trí khe biến dạng cách nhau (10:20)m đối với tường bê tông cốt thép, (10+15)m đối với tường bê tông và đá xây Ở những vị trí thay đơi đất nền, cân bố trí thêm khe biến dạng Móng tường đỉnh phải làm việc độc lập với đỉnh kè gia
cố mái đê
- Thiết kế tường đỉnh, cần tính toán cường độ, kiểm tra ôn định trượt, lật, ung
suất nền, cũng như yêu cầu chống thắm
+ On định chống lật của tường: Khi tính tốn ngồi việc xét đến tự trọng (trọng
lượng bản thân) của tường, áp lực đất sau tường, còn phải xét đến độ chênh lệch áp lực
do sự thay đổi điều kiện mực nước và sóng ở trước và sau lưng tường gây ra Thơng thường, phía ngồi tường tính tốn theo mực nước cao, mực nước thấp hoặc mực nước ở đỉnh khối phản áp, phía trong tường tính theo mực nước cao nhất hoặc cùng mực nước với ngồi tường
+ Ơn định chống lật về phía đồng: Trong thời gian thi công, thân tường có khả năng xuất hiện lật, quay quanh mép sau của chân tường Lúc đó, phía ngồi tường lây mực nước cao thời kỳ thi cơng, phía trong tường lây mực nước thấp và cao độ đất đắp tương ứng
20 | „ 90 | Tấmbêtngdhh
Via bs lột đã
Khối xếp hoặc gạch xây HT SAAZARA 135 Bon vị kích thước: cm Đơn vị cao trỉnh : m
Hình 5.6 : Các dạng kết cấu tường đỉnh đê biển
Trang 20Bang 5.4: Hé sé an toan 6n định chống lật (k) của đê thành đứng Cấp cơng trình I II II IV Vv Điều kiện sử dụng bình Hệ số | thường 160 | 1,55 | 1,50 | 1,45 1,40 an ` „
toàn | Điều kiện sử dụng bât thường 150 | 1,45 | 1,40 | 1235 | 1,30
+ Ôn định chống trượt tổng thể: Tính tốn trượt theo mặt đáy tường hoặc theo các khe ngang của các lớp thân tường
+ Ôn định chống trượt phẳng: Theo mặt tiếp xúc giữa lớp đệm đáy tường và đất nên Khi tính tốn trường hợp này thường lây mực nước thâp hoặc mực nước ngang mặt bãi ở phía ngồi tường, mực nước cao ở phía trong tường
Hệ số an toàn ôn định chống trượt (k) của cơng trình thành đứng: không được nhỏ hơn các trị sô quy định trong bảng 5.5
Bảng 5.5: Hệ số an toàn ồn định chống trượt () của cơng trình thành đứng
Đá Dat Tinh chat nén Cấp cơng trình Cấp cơng trình Điều kiện I II I | IV | V I H | HI | IV | V sử dụng He SỐ thường binh 1,15 | 1,10 | 1,05 | 1,05 | 1,00 | 1,35 | 1,30 | 1,25 | 1,20 | 1,15 an
toàn | Điều kiện
sử dụng | 1,05 | 1,05 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,20 | 1,15 | 1,10 | 1,05 | 1,05
bất thường
+ Ôn định đất nền
- Tường khơng có kết câu trọng lực
Khối tường phòng hộ của đê biển dạng tường dốc hoặc tường đứng có thể khơng có kêt câu trọng lực, mà có kết câu xây khan hoặc có đá xẻ xây vữa phủ mặt Trường
hợp đó tính tốn ơn định như sau:
+ Tính tốn ốn định chống lật thân tường:
* (5.5)
Trong đó:
K, - Hệ số an tồn ơn định chống lật, xác định theo cấp cơng trình và tình hình tổ hợp tải trọng, thơng thường
Trang 21M, — M6 men ôn định đôi với mớp trước của mặt tính tốn, (KN.m); M, - Mô men lật đối với mép trước của mặt tính tốn, (KN.m)
+ Ơn định chống trượt theo đáy tường hoặc theo các mạch ngang thân tường
xh P
Trong đó:
(5.6)
K, - Hé s6 6n định chéng trươt, căn cứ cấp cơng trình và tình hình tô hợp tải trọng để xác định, thông thường K, >1,1z1,3;
G - Hợp lực theo phương thắng đứng tác dụng lên mặt tính tốn (KN hoặc
KN/m);
P - Hợp lực theo phương ngang tác dụng lên mặt tính tốn (KN hoặc KN/m);
f - Hệ số ma sát theo mặt tính toán lay theo bang 5.5 Bang 5.6: Hé số ma sát theo mặt tính toản
Vật liệu Hệ số ma sát f
Bê tông và bê tông 0,55
Đá xây và đá xây 0,65
Đá hộc và đá hộc 0,70
Bê tông và đá hộc (bề mặt sửa phắng bằng đá 0,60
dăm) Đá xây và đá hộc (bề mặt sửa phẳng bằng đá 0,65 dam) Đá đồ và nền cát thô, cát mịn 0,50+0,60 Đá đồ và nền cát bột 0,40 Đá đồ và nền đất á cát 0,35+0,50 Đá đồ và nền sét, á sét 0,30-:0,45
+ Ôn định chống trượt phăng của tường phòng hộ theo mặt cắt đáy đệm:
K _(GŒ+g)/1+P;
‘ P (5.7)
Trong đó:
G_ - Hợp lực theo phương thắng đứng tác dụng lên đáy tường, (KN hoặc KN/m);
P - Hợp lựu theo phương ngang tác dụng lên đáy tường (KN hoặc KN/m);
g - Trọng lượng vật liệu của lớp đệm và khối phản áp ở trong phạm vi CD +EE (hình 5.7), (KN hoặc KN/m);
Trang 22PE - Ap lực đất bi động trên mặt EE (KN hoặc KN/m) Đối với bệ đáy âm có thê lầy 30% trị số tính tốn
+ Đối với đất nền có tính dính, ơn định chống trượt theo bề mặt đất nền được tính như sau: K = (G+ g)igg,+C,A+P, ° P (5.8) A ie C nave A KF / & 4° OD œ : œ NÓ ;
Hình 5.7: Sơ đồ tính trượt ngang
Trong đó:
; _ - Góc ma sát trong giữa đáy tường và nên Khi khơng có số liệu thực đo, có thể lẫy ọ„= @,
ọ - góc ma sát trong của đất nền (°);
C, - Lực dính kết trên mặt trượt, lấy Cạ = Ệ - 2
C_ - lực dính kết của đất nền, (Kpa); A _ - Diện tích đáy tường
Các trị số và C nói trên có thể dùng chỉ tiêu cắt nhanh cố kết từ kết quả thi
nghiệm cắt trực tiép trong phòng
5.7 Thiết kế các kết câu chuyền tiếp
Ngoài các bộ phận chủ yếu của con đê trình bày ở các phần trên thì phần nối ghép hay cịn gọi là phần chuyến tiếp giữa các bộ phận của đê cũng rất quan trọng, chăng hạn phần ghép giữa thân và chân đê; giữa nền và thân đê; giữa thân đê và lớp kè mái bảo vệ ngoài cùng; giữa phần mềm là đất đắp và phần bê tông cứng v.v Trong các tính tốn chỉ tiết sẽ trình bày phương pháp tính tốn cụ thể
Giữa các bộ phận của mái kè cần phải có bộ phận chuyển tiếp do có sự khác nhau giữa:
- Gitta hai loai cau kiện (vật liệu)
- Giữa hai loại kết cầu hở va kin
- Trên cơ ngoài
Trang 23
(a) open-open (b) open-cosed (c) closed-clased
b asphalt blocks \ asphalt Clay
pa oe 4 a block ' geotextil
penetration 7” NV ocks ~- » geotextile
blocks al _ nee ,
i‘ 4, a filter o * al filter 45h Cas ail
sand fiter |e" sand esphien sand
Hình 5.8 : Một số loại kết cấu chuyển tiếp
Mái đê, kè phía biên là nơi trực tiêp chịu các tác động của sóng, gió, thủy triều, dòng chảy, sự ăn mòn, xâm thực của nước biên Hư hỏng lớp bảo vệ mái ngồi gây xói lở, mât ôn định mái đê là một trong những cơ chê gây hư hỏng, vỡ đê
Việc tính tốn thiết kế kích thước, khả năng chịu lực của cấu kiện bảo vệ mái, cac tang loc côt liệu hoặc kêt hợp vải địa kỹ thuật phải đảm bảo ôn định không gây xói lở cục bộ bản thân mái đê
Vì vậy trong thiết kế cần có lựa chọn phù hợp với điều kiện làm việc và điều kiện
dia chât, địa hình của khu vực thiêt kê
5.8 Mái đê
5.8.1 Độ dắc mái đê
Được thể hiện qua hệ số mái dốc m=cotgơ, với œ là góc giữa mái đê và đường nằm ngang Độ dốc mái đê được xác định thông qua tính tốn ồn định, có xét đến biện pháp thi công, yêu cau sử dụng khai thác và kết cầu cơng trình gia cố mái Thông
thường lẫy m = 2+3 cho mái phía đồng và m = 3+5 cho mái phía biển đối với đê được
đắp bằng đất Trước hết tiễn hành lựa chọn, sau đó tính tốn ơn định và tính tốn cơng
trình bảo vệ mái để lựa chọn mái đê thích hợp 5.8.2 Co dé trên mái phía đồng
Khi đê có chiều cao lớn hơn 6m, đê phía đồng có mái m<3 và yêu cầu giao thông có thể bố trí cơ đê ở vị trí cách đỉnh từ (2-3)m, chiều rộng của cơ tùy thuộc vào yêu cầu giao thông, nhưng không nhỏ hơn 5m, nếu có kết hợp với tuyến giao thơng chính
của Quốc gia thi nên bố trí ở chân đê hoặc cơ đê phía đồng Mái đê phía trên và phía
dưới cơ có thể có độ đốc khác nhau, thường mái dưới thoải hơn mái trên 5.8.3 Cơ đê trên mái phía biển
- Ở những khu vực bờ biển có chiều cao sóng tính tốn trên 2m, để giảm chiều
cao sóng leo, tăng cường độ ôn định cho thân đê, cần bố trí cơ đê giảm sóng ở cao
trình mực nước thiết kế Chiều rộng cơ giảm sóng phải lớn hơn 1,5 lần chiều cao sóng
và khơng nhỏ hơn 3m
Chỉ tiết tính tốn mức độ giảm sóng leo do tác động của cơ được thê hiện ở phụ
lục : (B)
- Tai vi tri co giam song, nang lượng song tap trung, can tang cuong gia cố, đặc
biệt là ở vùng mép ngoài, đồng thời bố trí đủ lỗ thốt nước Ở những vùng đê biển
Trang 24quan trọng, cao trình và kích thước cơ giảm sóng cần xác định qua thí nghiệm trên mơ hình vat ly
5.9 Than dé
5.9.1 Vật liệu đất đắp đê
- Chủ yếu là các loại đất khai thác tại vùng lân cận cơng trình Đối với đê đất đồng chất, nên chọn đất á sét có hàm lượng sét 15% + 30%, chi s6 déo dat 10 + 20%, không chứa tạp chất Chênh lệch cho phép giữa hàm lượng nước của đất đắp và hàm lượng nước tối ưu không vượt quá +3%
- Không nên dùng đất bùn bồi tích, đất sét có hàm lượng nước tự nhiên cao và tỉ
lệ hạt sét quả lớn, đât trương nở, đât có tinh phan tan dé dap dé
- Nếu nguồn đất đắp đê chỉ có cát hạt rời, thành phần hạt mịn nhỏ hơn 25%, thì phải bọc ngồi một lớp đât thịt với chiêu dày không nhỏ hơn 0,5m
5.9.2 Tiêu chuẩn về độ nén chặt của thân đê
- Độ nén chặt được đánh giá thông qua chỉ tiêu:
+ Đối với đất có tính dính: R =5 (5.8) V dmax Trong đó: R, - Độ nén chặt thiết kế;
Y s- Dung trọng khô thiết kế của đất thân đê;
Y max - Dung trọng khô cực đại, được xác định trong phòng thí nghiêm + Đối với đất khơng có tính dính:
Cmax — €a
Ra, =— * (5.9)
€ —€
Trong đó:
Rg; - Độ nén chặt tương đối thiết kế; ca; - Hệ số rỗng nén chặt thiết kế;
Cmax Emin - Hệ số rỗng cực đại và cực tiểu đạt trong thí nghiệm tiêu chuẩn - Độ nén chặt thân đê bằng đất quy định trong bảng 5.7
Bảng 5.7: Quy định độ nén chặt thân đê bằng đất
Cấp cơng trình của đê biển I II và II IV va V
R, >0,94 20,92 >0,90
Ras >0,65 >0,62 >0,60
Trang 25
5.9.3 Nên đê và thiết kế xử lý nên đê yếu
5.9.3.1- Một số nguyên fc và trình tự thiết kế xử lý nên:
Trước tiên phía tư vấn thiết kế cần phải tính toán đánh giá mức độ ồn định và diễn biến độ lún đối với trường hợp nền đắp trực tiếp trên đất thiên nhiên (chưa nên nghĩ
đên áp dụng một biện pháp xử lý nào);
Nếu kết quả tính tốn cho thấy không đảm báo được các yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế thì mới đề xuất các phương pháp xử lý cho mỗi đoạn đó, trước hết là các phương án đơn giản nhất (kể cả phương án thay đôi kích cỡ nền đắp về chiều cao và độ dốc mái); Đối với mỗi phương án đề xuất lại phải tính tốn đánh giá về ổn định và lún rồi thơng
qua tính tốn, phân tích so sánh về kinh tế - kỹ thuật một cách toàn diện để lựa chọn
giải pháp áp dụng;
Trong mọi trường hợp cần phải tận dụng hết thời gian thi công cho phép;
Đối với trường hợp chiều dài tuyến đê qua vùng đất yếu thì nên tổ chức thi công làm thử trên thực địa một đoạn nền đắp dài 30 + 50 m trước khi thi công đồng loạt Thời gian theo đối quan trắc đoạn thử nghiệm thường từ 3 tháng trở lên
5.9.3.2- Một số giải pháp xử lý đất yếu:
Khi có yêu cầu phải xử lý nền đê, tư vẫn phải xem xét, tính tốn theo ngun tắc ưu tiên xem xét lân lượt các giải pháp sau:
+ Phương pháp bệ phản áp;
+ Phương pháp thay thế một phần hoặc toàn bộ nền đất yếu; + Giải pháp thay thế đất kết hợp lót vải Địa kỹ thuật;
+ Đắp từng lớp chờ cốt kết - đắp theo thời gian;
+ Giải pháp đặc biệt khác nhằm đáp ứng các yêu cầu cụ thể của dự án a Phuong pháp lăng thể phần áp
Lăng thể phản áp kết hợp làm thềm giảm sóng phía biển hoặc đường giao thơng phía đồng
Trang 26(hoặc chiều cao) lăng thể phản áp có thể lấy từ (1/3 +2/5) chiều cao đê, chiều rộng lấy băng (2,5+3) lần chiều cao đê, khoảng từ (6+20)m
Lăng thê phản áp thường sử dụng ở những nơi lún lớn Thi công lăng thê phản áp nên tiễn hành đồng thời với thân đê để đề phòng xáo động đất nên
b Phương pháp thay nền đất yếu
- Phương pháp thay nền đất yếu băng lớp đệm cát cũng gọi là phương pháp thanh thải bùn yếu, tức là nạo vét toàn bộ lớp đất yếu trong phần móng đê, đơ cát, đá vào thay thế
- Phương pháp này thường sử dụng ở những nơi có độ dày lớp đệm thay thế nhỏ hơn 3m
- Khi lớp đất yếu qúa dày, không thể thanh thải toàn bộ, cũng có thể chỉ nạo vét đến một độ sâu nào đó sau đó dùng cát, đá thay thế Nhưng đo vẫn tồn tại một lớp đất
yếu tương đối dày, nên để bảo đảm ổn định cho nền, cần phải phối hợp với các phương
pháp gia cô khác, như bố trí các lăng thể phản áp ở 2 phía cơng trình, hoặc gia cường
lớp đất yếu bằng vải ĐKT
c Phương pháp sử dụng vải địa kỹ thuật
Khi lớp đất yếu tương đối dày, có thể sử dụng vải địa kỹ thuật trong thân đê và nên đê đê lọc, thoát nước, ngăn cách, gia cường, giảm lún không đêu, giảm nhỏ biên dạng hông, tăng tính ơn định cho đât nên Trên nên đât quá yêu, khi phủ lớp cát thốt
nước thường có hiện tượng hạt cát chìm vào trong nền Lúc đó sử dụng một đến 2 lớp
vải địa kỹ thuật trên mặt nên đât yếu sẽ có tác dụng ngăn chặn hiện tượng trộn lẫn trên
Lực ma sát giữa vải địa kỹ thuật và đất nền được tính như sau:
F=gotgo +BC
Trong đó :
C, ọ - Chỉ tiêu cường độ của đất;
œ,B- Hệ số ảnh hưởng của ma sát và lực dính kết, xác định thơng qua thí
nghiệm kéo, nhơ của vải địa kỹ thuật trong đất Khi khơng có số liệu thí nghiệm, có
thé lay œ=0,8; B=0;
ơ- Ứng lực phương thẳng đứng
Trang 27Tuyến đê đi qua các vùng đất yếu, đê không cao và cho phép kéo dài thời gian thi
cơng, thì biện pháp hiệu quá là chia chiều cao đê thành hai hoặc ba lớp và đắp nâng cao dân trong nhiêu năm tạo điêu kiện đê cho dat nên cô kêt tăng khả năng chịu tải
Cần lưu ý rằng, ở những vùng đê trực tiếp với biển, chịu tác động của sóng biển
thì không nên chọn phương pháp này Vì răng, trong khi chờ đắp tiếp đợt mới đê chưa có lớp phủ bảo vệ thì rất đễ bị phá hoại bào mòn bởi sóng biến
c Các phương pháp xử lý đặc biệt khác + Phương pháp lớp đệm cát thoát nước
Phương pháp lớp đệm cát thoát nước thường dùng ở trường hợp độ dày lớp đất yếu không lớn hơn 5m, để xác định chiều dày lớp đệm cátc phải căn cứ vào sự khuếch tán của tải trọng thân đê xuống mặt giao tiếp giữa lớp đệm và nên đất yếu, tuân theo một góc nhất định, ứng suất ở đó cần thoả mãn yêu cầu và khả năng chịu tải của đất
nên
Nếu chiều dày lớp đất yếu lớn hơn 5m, thì nên sử dụng phương pháp cố kết đất nền, thoát nước theo phương thắng đứng
+ Phương pháp cô kết nền, thoát nước theo phương thắng đứng
Nội dung phương pháp cố kết là thoát nước phương thắng đứng khi lớp đất yếu tương đối dày, thời gian cố kết thoát nước của đất nền dài, để rút ngắn thời gian cố kết, cần rút ngắn khoảng cách thoát nước bằng cách bố trí các hành lang thoát nước theo phương thăng đứng Hành lang thoát nước phương thăng đứng có thể là giếng cát, giếng cát dạng túi chứa hay bắc thấm Phương pháp này thường phải kết hợp với gia
tải trước
- Giéng cát được tạo thành nhờ đóng các ống thép vào đất bằng máy đóng cọc, nhơi cát vào các ống và rồi rút vách ống thép lên Đường kính giếng cát thơng thường khoảng (20-+30)cm, nếu ở đưới nước thì khoảng (30:40)cm Khoảng cách giữa các giếng cát thường trong khoảng (2+4)m, chiều dài không quá 20m Độ dày lớp cát thoát nước trên đỉnh các giếng cát , thường lấy (0,3+0,5)m ở trên khô, 1,0 ở đưới nước
- Giếng cát dạng túi chứa chứa là phương pháp gia cô nền đất yếu phát triển trên cơ sở của phương pháp giếng cát đã trình bày ở trên Trước hết, cát được chứa trong các túi bằng vật liệu có tính thoát nước, đút các túi vào các lỗ khoan để hình thành giếng cát Yêu cầu đối với vật liệu làm túi cát là phải có đủ cường độ, tính thốt nước tốt, có tác dụng lọc các hạt cát, do đó thường sử dụng vải Geotextile Đường kính giếng cát dạng túi chứa khoảng (6-+7)em, khoảng cáhc (1,0+1,5)m chiều dài (10+20)m - Bắc thấm có diện tích mặt cắt thường là từ 100x4mm đến 100x7mm Bắc thầm cũng được đưa vào nên đât yêu băng công cụ chuyên dụng Khoảng cách giữa
Trang 28các bắc là (1+1,5)m Hiên nay, độ sâu đóng vào nền đất yếu của bắc thấm thường nhỏ hơn 20m, lớn nhật đạt 23m Yêu câu tính năng thốt nước tơt, sức cản thoát nước nhỏ,
đồng thời thoả mãn yêu cầu ngăn đất trong qúa trình thốt nước
+ Phương pháp gia cố bằng cột ximăng - đất theo phương pháp trộn sâu:
Cột ximăng-đất được tạo ra bằng cách trộn ximăng với đất nền tại chỗ dưới sâu Thiết bị trộn sâu có thể là loại khoan với đầu khoan gắn cánh trộn (trộn cơ khí - mechanical mixing) hoặc gắn mũi phụt (trộn kiểu tia - Jet grouting) Ximăng trộn với đất nền sau khi đóng rắn tạo cọc có đường kính từ 0,6 đến 3m (tùy theo loại thiết bị) Nền sau khi gia cố có khả năng chịu tải đến 10 kg/cm2
Phương pháp nay co hiệu quả với đê đắp trên nền yếu có chiều cao trên 8m, đê kết hợp giao thông, các dốc đầu cầu, nền và mang cống dưới đê, thời gian thi công địi hỏi rất
gap
3.9.4 Cơng trình qua thân dé
Cơng trình cắt qua thân đê phải thiết kế riêng, đặc biệt chú ý xử lý nối tiếp giữa thân đê và cơng trình, đảm bảo an toàn cho đê và nhiệm vụ của đê
5.10 Hệ thống thoát nước mặt
- Tường hợp đê ở vùng mưa nhiều, nên bố trí rãnh tiêu nước ở đỉnh đê, mái đê, chân đê và những chô nôi mái đê với bờ đât hoặc các công trình khác
- Rãnh tiêu nước song song với tuyến đê trục đê có thể bố trí ở mép trong của cơ đê hoặc chân đê Rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 50m đến
100m, liên thông với rãnh tiêu nước doc theo phương trục đê Rãnh có thể bằng tâm bê
tông hoặc đá xây, kích thước và độ dôc đáy của rãnh cân xác định theo tính tốn hoặc
theo kinh nghiêm từ cơng trình đã có ở điêu kiện tương tự
5.11 Tính toán ốn định đê biển Š.1I.1 Nột dung tính tốn
- Ôn định chống trượt mái đê; trường hợp nên đất yếu cần tính tốn thêm ôn định tổng thê;
- Lún thân và nền đê;
- Ôn định thắm cho đê (cho đê cửa sông ở vùng có biên độ triều cao, mưa nhiều); 5.11.2 Tính tốn Ôn định chẳng trượt mái đê
- Chọn mặt cắt tính tốn: Phải có tính chất đại biêu, được lựa chọn trên cơ sở nhiệm vụ đoạn đê, cầp cơng trình, điêu kiện địa hình, địa chât, kêt câu đê, chiêu cao than dé, vat ligu dap đê v.v
- Cac truong hop tinh toan:
+ Trường hợp bình thường:
Mái đê phía trong ở thời kỳ thắm ỗn định hoặc không ổn định, ở thời kỳ triều
Trang 29Mái đê phía ngoài trong thời kỳ triều rút nhanh + Trường hợp bất thường
Mái đê trong và ngồi thời kỳ thi cơng;
Mái trong và ngoài đê chịu tái trọng ở mực nước thiết kế
+ Dé 6 vùng nhiều mưa: Cần kiểm tra Ôn định chống trượt của mái đê trong thời ky mua
- Phương pháp tính toán: Theo phương pháp trượt cung tròn quy định trong: tiêu chuẩn ngành về thi công đập đất (14TCN157-2005) hoặc sử dụng các phần mềm
GEOSLOPE/W
- Hệ số an toàn chống trượt (K) của mỗi đê đất được quy định trong bảng 5.8 Bảng 5.8: Hệ số an toàn ổn định chong trượt cho mái đê
Cấp cơng trình Tổ hợp I H IH IV V tải trọng Cơ bản 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 Đặc biệt 1,20 1,15 1,10 1,05 1,05
- Đối với các cơng trình bê tơng hoặc đá xây, hệ số an toàn n định trượt phẳng trên mặt tiêp xúc với nên phi nham thạch được quy định trong bang 5.9
Bảng5.9: Hệ số an toàn ổn định chống truợt trên nên phi nham thạch
Cấp cơng trình Tổ hợp I II IH IV V tải trọng Cơ bản 1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 Bất thường 1,20 1,15 1,10 1,05 1,05 (Đặc biệt)
- Đối với các cơng trình bê tơng hoặc đá xây, hệ số an toàn n định trượt phẳng trên mặt tiêp xúc với nên nham thạch được quy định trong bảng 5.10
Bảng 5.10: Hệ số an toàn ổn định chống trượt trên nên nham thạch
Trang 30taNrong Co ban 1,15 1,10 1,10 1,05 1,05 Đặc biệt 1,10 1,05 1,05 1,00 1,00
- Hệ số an toàn ôn định chống lật cho cơng trình đê biển được quy định trong
bang 5.11:
Bang 5.11: Hé số an toàn ổn định chong lat
Cấp cơng trình , I H IH IV V Tô hợp tải trọng Cơ bản 1,6 1,5 1,5 1,3 1,3 Dac biét 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 Ghi chu :
- Tổ hợp tải trọng cơ bản là tải trọng trong điều kiện cơng trình làm việc bình thường
- Tổ hợp tái trọng đặc biệt là tải trọng trong điều kiện thi cơng hoặc khi có động đất
- Các giá trị hệ số an toàn thực tế tính được của cơng trình khơng được vượt q 20% đôi với điêu kiện tải trọng cơ bản và 10% trong điêu kiện tải trọng đặc biệt
5.11.3 Tính tốn Ấn định đê biển dụng tường đứng - Tường có kết cấu trọng lực
Trong đê biển dạng tường đứng dốc hoặc tường đứng, nếu khối tường phịng hộ có kêt cầu trọng lực, có nghĩa là tường dựa vào trọng lượng bản thân đê duy trì ơn định, thì tiên hành tính tốn ơn định theo 5 nội dung sau:
+ On định chống lật của tường: Khi tính tốn ngồi việc xét đến tự trọng (trọng
lượng bản thân) của tường, áp lực đất sau tường, còn phải xét đến độ chênh lệch áp lực do sự thay đổi do sự thay đôi điều kiện mực nước và sóng ở trước và sau tường gây ra
Thông thường, phía ngồi tường tính toán theo mực nước cao, mực nước thấp hoặc mực nước ở đỉnh khối phản áp, phía trong tường tính theo mực nước cao nhất hoặc
cùng mực nước với ngoài tường Chênh lệch áp lực sóng tính theo trường hợp đáy
Trang 31+ Ôn định chống lật về phía đồng: Trong thời gian thi cơng, thân tường có khả năng xuât hiện lật, quay quanh mép sau của chân tường Lúc đó, phía ngồi tường lây mực nước cao thời kỳ thi cơng, phía trong tường lầy mực nước thap va cao d6 dat dap tương ứng
+ Ôn định chống trượt tổng thể: Tính tốn trượt theo mặt đáy tường hoặc theo các khe ngang của các lớp thân tường
+ Ôn định chống trượt phẳng: Theo mặt tiếp xúc giữa lớp đệm đáy tường và đất nền Khi tính tốn trường hợp này thường lấy mực nước thấp hoặc mực nước ngang mặt bãi ở phía ngoài tường, mực nước cao ở phía trong tường
+ Ơn định đất nền
- Tường khơng có kết câu trọng lực
Khối tường phòng hộ của đê biển dạng tường dốc hoặc tường đứng có thể khơng có kêt cầu trọng lực, mà có kêt cầu xây khan hoặc có đá xẻ xây vữa phủ mặt Trường
hợp đó tính tốn ơn định như sau:
+ Tính toán Ổn định chống lật thân tường:
K.=— (5.10)
Trong đó:
K, - Hệ số an tồn ơn định chống lật, xác định theo cấp công trình và tình
hình tơ hợp tải trọng;
M, - Mô men ôn định đối với mép trước của mặt tính tốn, (KN.m);
M,_ - Mơ men lật đối với mép trước của mặt tính tốn, (KN.m)
+ Ôn định chống trượt theo đáy tường hoặc theo các mạch ngang thân tường
_ 6ƒ
K,= (5.11)
Trong đó:
Ks - Hệ số ôn định chống trựot, căn cứ cấp cơng trình và tình hình tổ hợp tải trọng để xác định;
G_ - Hợp lực theo phương thắng đứng tác dụng lên mặt tính tốn
(KN hoặc KN/m);
P - Hợp lực theo phương ngang tác dụng lên mặt tính toắn (KN hoặc KN/m);
f _ - Hệ số ma sát theo mặt tính tốn lay theo bang 5.12
Trang 32Bảng 5.12: Hệ số ma sát Vật liệu Hệ số ma sát f
Bê tông và bê tông 0,55
Đá xây và đá xây 0,65
Đá hộc và đá hộc 0,70
Bê tông và đá hộc (bề mặt sửa phẳng bằng đá - 0,60
dăm)
Đá xây và đá hộc (bề mặt sửa phẳng băng đá - 0,65 dam) Đá đồ và nền cát thô, cát mịn 0,50+0,60 Đá đồ và nền cát bột 0,40 Đá đồ và nền đất á cát 0,35+0,50 Đá đồ và nền sét, á sét 0,30+0,45
+ Ôn định chống trượt phăng của tường phòng hộ theo mặt cắt đáy đệm:
K,=(018/+1; (5.12)
P
Trong đó:
G_ - Hợp lực theo phương thắng đứng tác dụng lên đáy tường, (KN hoặc KN/m);
P - Hợp lựu theo phương ngang tác dụng lên đáy tường (KN hoặc KN/m);
g - Trọng lượng vật liệu của lớp đệm và khối phán áp (KN hoặc KN/m); P; - Áp lực đất bị động (KN hoặc KN/m) Đối với bệ đáy âm có thể lẫy 30% trị sô tính tốn
Ks và f có ý nghĩa giỗng như cũ
+ Đối với đất nền có tính dính, ơn định chống trượt theo bề mặt đất nền được tính như sau:
_ (G+ g)igg, +C,A+P,
K, P (5.13)
Trong đó:
; - Góc ma sát trong giữa đáy tường và nên Khi khơng có số liệu thực đo, có thể lấy ọạ= Q@,
@ — - góc ma sát trong của đất nền (°;
C„ - Lực dính kết trên mặt trượt, lẫy Cạ = CG — 2C
Trang 33A _ - Diện tích đáy tường Các ký hiệu khác có ý nghĩa như trước
Các trị số ọ và C nói trên có thể dùng chỉ tiêu cắt nhanh cô kết từ kết quả thí nghiệm cắt trực tiép trong phịng
5.11.4 Tính toán lún
- Nội dung: Xác định độ lún tổng cộng của thân đê và nền đê ở vị trí đường tim đỉnh đê và các vị trí cân thiêt khác
- Mặt cắt tính tốn: Theo điều kiện địa chất của nền đê, lớp đất dap, mat cat than
đê và tải trọng mà chia thành nhiêu đoạn, chọn mặt căt đại biêu đề tính tốn độ lún
- Lún nên đê bao gồm 2 thành phần: lượng lún ban đầu và lượng lún cỗ kết Lún ban đầu là phần lún gây ra lập tức ngay sau khi gia tải đất nền Đối với nền đất bão
hòa, đó là do sự trương nở hông của khối đất, đối với nền đất phi bão hịa, ngồi sự
trương nở hơng ra, cịn do sự nén ép hoặc bị thốt ra của chất khí trong khe giữa các hạt
Trong trường hợp chiều rộng đáy của đê biển lớn hơn chiều dày lớp đất nền bị
nén, có thê khơng tính lượng lún ban đâu, nhưng nêu tỷ sô tương đôi của 2 đại lượng đó tương đơi nhỏ, thì lượng lún ban đâu không thê bỏ qua
Lin cố kết là thành phần chính yếu của lún đất nền đê biển, gây ra do nước va khí trong đât nên bị đây ra dưới tác dụng của tải trọng, làm cho thê tích khơi đât bị nén
ép dân và giảm nhỏ
Trên thực tế, hậu kỳ cỗ kết của khối đất cịn có lún cố kết thứ cấp, thời gian duy
trì khá dài, thông thường cũng không thê bỏ qua + Tính tốn lún ban đầu
Trị số lún ban đầu S; được tính tốn như sau:
s,=œZ4-) b (5.14)
Trong đó:
P - Áp lực phân bố đều trên nền đê biển, (KN/m?); B_ - Kích thước cạnh ngắn của nền đê, (m);
u - Hệ số Poisson của đất (đối với đất bão hoà, h =0,5);
E - Môđun đàn hồi của đất nền (Kpa), thường tìm được thơng qua thí nghiêm cắt khơng thoát nước 3 trục hoặc thí nghiệm nén đơn trục Tốt nhất, trong thiết bị 3 trục, tiến hành thí nghiêm chất tải và dỡ tải nhiều lần, tìm ra mơđun gia tải để làm môđun đàn hồi;
¢ - Hệ số ảnh hưởng, có thê tham khảo trị s6 trong bang 5.11
Trang 34Bảng 5.11: Hệ số ảnh hưởng
Trị số € đối với nền có tính đẻo
Tỷ lệ dài rộng _ ; ; ;
của nên đê L/B Diém SA Diem góc ao, Trung bình | Trị sơ É đôi với nên cứng ` -À ` 3à TẢ
giữa tồn nên | trung bình toàn nên
2 1,53 0,77 1,30
3 1,78 0,89 1,52
5 2,11 1,05 1,83 — | Hơi nhỏ hơn so với trị số của nên có tính dẻo
10 2,58 1,29 2,25
100 4.0 2,0 3,70
Khi không có số liệu về trị số E, có thể tính như sau:
1 1
`, “575 (5.15)
) So Tổng trị số lún khi cọc bên không chuyển dịch ra ngoài nữa, sau khi đã hoàn tât chât tải
+ Tính tốn lún cô kết
Giá trị lún cố kết S, tính tốn theo phương pháp tông cộng chia lớp:
Cị;, —C;,
S.=Ð 8, =2 tro (5.16)
17
Trong đó:
e¡ _- tý lệ rỗng khi nén đã ôn định dưới tác dụng của trọng lực của lớp đất
thứ J;
eo, - Tý lệ rỗng khi nén đã ốn định dưới tác dụng của ứng lực tý lệ của
lớp đât thứ 1 và ứng lực phụ gia;
hj - Chiều dày lớp đất thứ j, (m); S; _ - Lượng nén ép của lớp đất thứ j
6 THIET KE CONG TRINH GIA CO MAI VA CHAN DE BIEN
Cơng trình gia cố mái đê biển còn gọi là kè lát mái hay kè ốp mái Kè lát mái được phân ra chân kè, thân kè và đỉnh kè
6.1 Chân kè
Chân kè hay còn gọi là chân khay, là bộ phận kết câu chuyển tiếp của mái kè với và bãi trước đê biên
Trang 35bãi biển, chiều cao sóng (H,), chiều dài bước sóng (Ls) và chiều đày lớp phủ mái (D), thường có 2 loại chân kè nông và chân kè sâu
6.1.1 Chan ké néng
Ap dung cho ving có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân kè chỉ chống đỡ dịng
chảy do sóng tạo ra ở chân đê
Chân kè nông áp dụng vật liệu bảo vệ mái kè là đá thả rối, cầu kiện bê tông hoặc
vật liệu hạt rời, chiêu dày lớp bảo vệ là D, Chiêu sâu căm mũi kè vào nên là Y„¿ Chân
kè nông được thê hiện trong một sô dạng phô biên như hình 6.1a, 6.1b, 6.1c, 6.1d va 6.1 e
Trang 36
HS ¥me 3 1.254
Hinh 6.1c Ap dung nai co bai én định
attire ` Po , Co call # 12911 at 3 SR a ke eee HS ¥me = 15H
Hinh 6.le Ap dung nai có bãi én định
Hinh 6.1g Noi dong chay ven bo lon
vải lục
Hình 6.1d Ap dung noi co bai ồn định và có khả năng bồi (2-3) #s = | ễ HÀ |" Geolexta 2} oh) |_fia 3 Be: ' = Ba boc Cee vim OG - B10 dài 4 - 5m Hình 6.1ƒ Ấp dụng nơi có bãi ổn định, bãi là đát dính Lớp đá bảo vệ MNTK = mì (‘a Ong Buy ác
Hình 6.1i Nơi có độ sâu hỗ xói lớn,
địng cháy ven bờ mạnh
Hình 6.1: Các dạng chân kè, kích thước sơ bộ và điêu kiện áp dụng
Trang 376.1.2 Chan ké sau
Ap dung cho vùng bãi biển bị xâm thực mạnh, bảo đảm ôn định khi mặt bãi bị
xói sâu Chân kè sâu phải có chiêu sâu từ mặt bãi tự nhiên đên đáy chân kè tôi thiêu 1,0 m Chân kè sâu có nhiêu loại, thường dùng các loại sau:
- Chân kè bằng cọc gỗ: hình 6.1f
- Chân kẻ bằng cọc bê tông cốt thép, ống bê tông cốt thép một hoặc nhiều tang: hinh 6.1g va 6.11
- Khi thiết kế chân kè sâu cần tính toán xác định giới hạn độ sâu nước trước
chân cơng trình và ơn định của thân kè, nếu khả năng bãi bị xót mạnh dẫn đến độ
sâu trước chân cơng trình vượt q độ sâu giới hạn thì phải thiết kế giảm độ sâu nước trước chân cơng trình bằng giải pháp thích hợp
6 I.3 Độ sâu xói tới hạnở chân kè
Độ sâu xói tới hạn của chân kè phụ thuộc vào năng lượng sóng (Hs, Tm) và địa chất và đã có cơng thức tính tốn Để an tồn nên sử dụng cơng thức sau:
= = /22.72d,,/L, + 0.25 (6.1) 0
Trong đó:
S max — chiéu sâu hỗ xói cân băng (m); Hẹ — chiều cao sóng có nghĩa (m); L„ - Chiều dài sóng nước sâu (m)
d„- Chiều sâu nước trước chân công trình (m)
Từ chiều sâu hố xói để quyết định chiều sâu gia cố chân kè Theo kinh nghiệm
chiều sâu hỗ xói có thể lẫy S „;„ = (1 +1,67)Hs Bề rộng lớp bảo vệ ngồi chân kè có thể lây băng 3 đến 4 lần chiều cao sóng thiết kế tại chân cơng trình (Hs)
6.1.4 Kích thước vật liệu chân kè
- Vật chân kè phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê
- Vận tôc cực đại của dịng chảy do sóng tạo ra ở chân đê được xác định:
‹H Vinax = ls (6.2) a.L, , 47h ——* sinh.—— 8 L, Trong đó:
Vmax - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/$); L,H, - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);
Trang 38
H - Độ sâu nước trước đê (m);
g - Gia tốc trọng lực (m/s”);
- Trọng lượng ôn định của viên đá ở chân kè kè mái đê biển Gạ được xác định
theo bảng 6.1
Bảng 6.1 Trọng lượng ồn định viên đá theo V„„
V nax(m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0
Gq (kG) 40 80 140 200
6.2 Than ké
6.2.1 Dạng kết cầu và điều kiện áp dụng
Dạng kết cấu gia cỗ mái, tuỳ khả năng kinh tế, kỹ thuật, có thê lựa chọn căn cứ
vào bảng 6.3
Bảng 6.3 Dạng kết cấu bảo vệ mái và điều kiện sử dụng TT | Kết cấu lớp gia cố mái Điều kiện áp dụng
- Sóng có H; < 0,5m, dòng chảy có v < lm/s 1 Trồng có hoặc có bãi cây ngập mặn trước đê;
- Mái đê có điều kiện phù hợp đề cỏ phát triển
2_ | Đá hộc thả tối - Nơi có nguồn đá phong phú; - Mái đê thoải, yêu câu mỹ quan it
- Nơi có nguồn đá phong phú, có loại đá đáp 3 | Đá hộc lát khan ứng yêu cầu;
- Nền đê thoát nước tốt - Mái đê tương đối tốt;
4 | Đá hộcxây - Sóng lớn Hs > 0,5m, dòng chảy mạnh V > 1 m/s, loại đá rời không đáp ứng yêu cầu
- Khả năng cung cấp đá lớn khó khăn; 5_ | Thảm rọ đá - Sóng lớn, có dịng chảy mạnh;
- Có rọ thép chống mặn 6 Tam bê tông đúc sẵn, ghép | - Sóng lớn, dòng chảy mạnh;
TỜI - Yêu cầu mỹ quan
- Sóng lớn, dịng chảy mạnh; 7 Tâm bê tông đúc sẵn, liên |- Có yêu cầu mỹ quan;
kêt mảng - Mái đê ít lún sụt, ít thốt nước;
- Có điều kiện thi công và chế tạo mảng g Hỗn hợp nhỉ ều loại - Mực nước dao động lớn, mái gia cố dài;
- Yêu câu sử dụng khác nhau
Trang 39Đã hộc lái khan 40cm
Tưởng BTCT
V 5C-
Thêm gim kê gr MN CT”
nha _ Cạc BTCT hoặc cọc gỗ
Bản Bĩ
Dăm 15cm
Vải lọc Tic- 700 de +
cy ống bê tơng
Hình 6.2 Mặt cắt ngang một số dạng kết cấu gia cô mái đê a) Đá hộc lát khan, b) Khối bê tông đúc sẵn; c) Kết hợp dạng a và b
6.2.3 Chiêu dày lớp phú mái
6.2.3.1 Lớp phủ mái bằng đá hộc lát khan: Khi 1,5 < m < 5 thì độ dày ôn định dưới tác dụng của sóng được tính theo công thức sau:
y 4H L
6, = 0,266.— —.—* 3/—* OOo vn VA, “ 6.3 Trong đó:
84 - Chiều dày lớp đá hộc lát (một lớp đá) trên mái đê (m);
Ya,y - Trọng lượng riêng của đá và nước (t/m?);
Trang 40m- Hệ số mái dốc;
L, - Chiều dài sóng thiết kế (m);
H, - Chiều cao sóng thiết kế (m); Xác định theo phụ lục C
6.2.3.2 Lớp phủ mái bằng tấm bản bê tơng
- Tính theo cơng thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286- 98):
L
6, = 1-H Ys
Ya —¥ I,.m (6.4)
Trong đó:
53 - Chiều dày tấm bản bê tông ( m);
n - Hệ 36
nị = 0,0075 đối với bản lát khan;
n= 0,10 đối với bản phan trén lat khan, phan dưới chít mạch;
H, - Chiều cao sóng thiết kế (m) L, - Chiều dài sóng thiết ké (m);
l, - Chiều dài cạnh tắm bê tơng theo phương vng góc với đường mép nước (m);
m - Hệ số mái dốc;
Y; 'ÝB - Trọng lượng riêng của nước và của bê tông (t/m) - Tinh theo công thức Pilarczyk, K.W:
2 H 2 ¬-— ? Tp—Y (6.5) Trong đó:
H, - Chiều cao sóng thiết kế (m),
š -Hệsốsóngvỡ: š= " ; (6.6)
L,
po -Hé sỐ phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cầu kiện, lây theo bảng 6.4