Nghiên cứu giải pháp thiết kế kè mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển i, đồ sơn, hải phòng

MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Hải Phòng thành phố trực thuộc Trung Ương, có diện tích tự nhiên 1.519,2 km2 bao gồm quận nội thành, quận Đồ Sơn, huyện ngoại thành, huyện đảo Khu vực đất liền phân thành hệ thống thủy lợi Vĩnh Bảo, Tiên Lãng, Đa Độ, An Dương Thủy Nguyên Thành phố Hải Phòng nằm ven biển nên đất canh tác 70% bị nhiễm mặn Sông ngòi dày đặc chia cắt đất đai thành hệ thống riêng biệt Vụ Đông Xuân có nước mặn xâm nhập sâu vào sông ảnh hưởng đến nguồn nước phục vụ sản xuất sinh hoạt Ngoài hàng năm Hải Phòng thường xuyên bị bão lũ, số vùng thấp trũng, bị ngập ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp đời sống nhân dân Bão có xu gia.tăng tần số cường độ Số bão lớn từ cấp 10 đến cấp 12 chiếm tỷ trọng lớn so với thập kỷ trước Số bão gây nước dâng 2m chiếm 11% tổng số bão Trung bình năm Hải Phòng.bị ảnh hưởng ÷ bão kèm theo mưa lớn nước triều.dâng gây ngập lụt vùng cửa sông ven biển Tuyến đường 353 (Từ Cầu Rào Đồ Sơn) thành phố xác định quan trọng trình phát triển kinh tế biển Thành phố Hải Phòng Ngoài nhiệm vụ chiến lược quốc phòng, tiềm lớn kinh tế thủy hải sản, thương mại du lịch… Đê biển I tuyến đê lấn biển thay tuyến đê đường 14 năm 1980 Mặt cắt đê đủ tiêu chuẩn thiết kế theo dự án PAM 5325 (1950-2000) Tuyến đê biển I có điểm xuất phát từ Cầu Rào đến Núi Độc với tổng chiều dài 17,59km Tuyến đê có nhiệm vụ ngăn mặn, bảo vệ phòng chống lụt bão, đảm bảo an toàn.tính mạng người khu kinh tế nằm dọc theo tuyến đường 353 Đặc điểm tuyến đê thường xuyên bị tác động sóng biển, khu vực phạm vi chịu ảnh hưởng bão Công tác củng cố, nâng cấp tuyến đê trở nên nhiệm vụ vô cấp bách Chính tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp thiết kế kè mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng” với mục tiêu đưa giải pháp cho việc thiết kế hệ thống kè mỏ hàn để bảo vệ tuyến đê có, giảm thiểu tác động biển đối với.đời sống sinh hoạt nhân dân Mục đích nghiên cứu đề tài Đưa giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Phạm vi nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu: Tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Thu thập số liệu, đánh giá từ đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I, quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đê biển I tuyến đê đặc biệt xung yếu điều kiện sóng, dòng chảy khắc nghiệt, bãi bị xói lở không ổn định biến động theo mùa, chắn sóng chắn sóng phát triển chậm, nhiều cống đê bị xuống cấp cần đầu tư thực đồng biện pháp công trình để tăng cường mức bảo đảm phòng chống lụt bão Việc nghiên cứu giải pháp thiết kế kè mỏ hàn nhằm mục đích bảo vệ tuyến đê biển I góp phần đáp ứng yêu cầu chiến lược phát triển kinh tế chung khu vực, có ý nghĩa thiết thực việc hoàn thành mục tiêu đề CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN VIỆT NAM VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU, CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ ĐÊ VÀ BÃI TRƢỚC ĐÊ 1.1 Tổng quan hệ thống đê biển Việt Nam Lịch sử hình thành đê biển nước ta có từ kỷ thứ 13 Thời kỳ đầu những.đoạn đê nhỏ lẻ, thấp yếu vùng Bắc Bộ, sau nối kết lại, đăp bồi trúc mở rộng tu sửa thêm, để đến trở thành hệ thống tương đối khép kín, "trường thành trước biển" dài tổng cộng 1670km Trong thập kỷ gần đây, bên cạnh nỗ lực nhà nước nhân dân ta, số dự án củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển thực hiện, cụ thể PAM 5325 (1996-2000), PAM 4617 (1993-1998) FAO hay từ nguồn tài trợ khác CARE, ADB (2000), CEC, OXFAM giúp cho hệ thống đê biển khu vực được.củng cố nâng cấp cách đáng kể Tuy nhiên, công tác đầu tư thiếu đồng bộ, chủ yếu tập trung.vào việc đắp tôn cao, áp trúc thân đê đất khai thác địa phương.“Hơn nửa tổng chiều dài đê nói chưa đạt tiêu thiết kế cần thiết Do vậy, đê nhanh bị xuống cấp thường xuyên hư hỏng Một số khu vực biển tiến, rừng phòng hộ trước đê bị xâm hại, đê biển thường xuyên bị sạt lở, hư hỏng đê Hải Hậu, Giao Thủy thành phố Nam Định, đê Cát Hải, Đồ Sơn, Vinh Quang, Cầm Cập thành phố Hải Phòng; đê.Hà Nam thành phố Quảng Ninh; đê Y Vích, Hậu Lộc tỉnh Thanh Hóa Hình 1.1 - Đê biển ngăn mặn xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, Quảng Ninh bị hư hại nghiêm trọng “Đặc biệt năm 2005, vùng ven biển nước ta liên tiếp chịu ảnh hưởng trực tiếp nhiều bão: số 2, số số với sức gió mạnh cấp 11, cấp 12, giật cấp 12, vượt mức thiết kế đê biển Bão số lại đổ vào thời kỳ.triều cường (là tổ hợp bất lợi gặp) dẫn đến cố nghiêm trọng nước.biển tràn qua đỉnh đê, gây sạt lở 54 km đê thuộc Hải Phòng, Nam Định, Thái Bình, Thanh Hóa; vỡ đứt số đoạn thuộc tuyến đê Cát Hải (Hải Phòng), Hải Hậu, Giao Thủy (Nam Định), với tổng chiều dài 1.465m” Hình 1.2 - Đê biển Nam Định bị hư hại nghiêm trọng sau bão số năm 2005 “Khu vực phía Nam đê biển hình thành muộn với tổng chiều dài đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang khoảng 896,84 km, bao gồm: 283,09 km đê cửa sông, 568,38 km đê biển, 45,37 km kè biển Hiện trạng đê biển khu vực chưa khép kín, thiếu hợp lý việc kết hợp giao thông, không đảm bảo ổn định lâu dài khu vực biển tiến; mặt cắt ngang đê hầu hết thấp bé; địa chất đê yếu, nhiều đoạn bị lún, sụt chưa xử lý, thiếu tính ổn định; diện tích rừng chắn sóng bị thu hẹp làm giảm khả chống sóng uy hiếp nghiêm trọng hệ thống đê biển; hệ thống cống ngăn mặn, giữ thiếu chưa đồng bộ; công tác quản lý đê biển chưa trọng mức dẫn đến nhiều tuyến đê biển bị xuống cấp” Hình 1.3 - Tuyến kè đê biển Gành Hào (Bạc Liêu) bị sạt lở nghiêm trọng Đê yếu, thiếu đồng bộ, kỹ thuật không cao lịch sử hình thành đê biển có từ vài trăm năm qua nguyên nhân thiếu quy hoạch chung đê biển nước Chúng ta có chủ trương đắn việc kết hợp quy hoạch đê biển với đường giao thông thực tế chưa thực Hiện nay, cấp quản lý đê đường chưa có thống nhất, kết hợp với để bàn việc phối hợp lập quy hoạch, kế hoạch cụ thể cho lĩnh vực Bên cạnh việc phân cấp đê nhiều bất cập nên khó sử dụng Do đó, việc nâng cấp đê “mạnh chạy”, việc đầu tư chưa hợp lý Thực tế có đoạn đê được.kiên cố hóa cao, không theo tiêu chuẩn kỹ thuật Trong vùng đồng Nam bộ, nhiều đoạn đê bị xẻ đứt, nhiều đoạn đê chưa khép kín, chưa có giải pháp xử lý Việc san cồn cát thay cho đê biển để làm resort, biệt thự du lịch phải xem xét cách cẩn thận Để chủ động ứng phó với tình hình biến đổi khí hậu, đối phó với diễn biến bất thường tình hình thời tiết quản lý, phát triển hoàn thiện hệ thống đê biển, việc xây dựng quy hoạch hệ thống đê biển phát triển hệ thống.các công trình bảo vệ đê bãi trước đê cần được.ưu tiên “Chiến lược phát triển bền vững biển hải đảo Việt Nam” 1.2 Tổng quan hệ thống đê điều khu vực nghiên cứu Hệ thống đê điều Hải Phòng có bao gồm 24 tuyến đê với tổng chiều dài gần 416 km, đó, có 58 km đê biển Hệ thống đê biển Hải Phòng đầu tư lớn, đa số tuyến đê đại, kiên cố vững Tuy nhiên, mùa mưa bão đến, nỗi lo sức chịu đựng bão gió tuyến đê, đặc biệt số đoạn đê ổn định, đê xung yếu thường trực Hình 1.4 - Nhiều đoạn đê kè biển Cát Hải, Hải Phòng bị sóng khoét sâu gây sạt lở nghiêm trọng sau bão số năm 2013 Đê biển I tuyến đê lấn biển thay tuyến đê đường 14 năm 1980 Mặt cắt đê đủ tiêu chuẩn thiết kế theo dự án PAM 5325 (1950-2000) Tuyến đê biển I có điểm xuất pháp từ Cầu Rào đến Núi Độc với tổng chiều dài 17,59km Tuyến đê có nhiệm vụ ngăn mặn, bảo vệ phòng chống lụt bão, đảm bảo an toàn tính mạng người khu kinh tế nằm dọc theo tuyến đường 353 Hình 1.5 - Tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng Đặc điểm tuyến đê thường xuyên bị tác động sóng biển, khu vực chịu ảnh hưởng bão Vì hệ thống đê kè phòng chống sóng, bão ngăn chặn xâm nhập biển có vai trò quan trọng 1.3 Các giải pháp bảo vệ đê bãi trƣớc đê 1.3.1 Rừng ngập mặn Rừng ngập mặn giải pháp kỹ thuật hiệu giúp giảm chiều cao sóng, chống xói bờ, chống sạt lở đê, tăng khả lắng đọng phù sa mở rộng bãi bồi, góp phần bảo vệ môi trường biển Nhiều bão lớn đổ vào nước ta năm qua, nơi rừng ngập mặn trồng bảo vệ tốt thì.những đoạn đê biển nguyên vẹn trước sóng gió lớn, cho dù đắp từ đất nền, đoạn đê biển xây dựng kiên cố kè đá hay bê tông rừng ngập mặn bị chặt phá để chuyển sang mục đích nuôi trồng thủy sản bị tan vỡ Theo đánh giá, qua trận bão vừa qua ảnh hưởng đến Việt Nam giới, điều rõ ràng rừng ngập mặn che chắn, bảo vệ khu vực ven biển cách chắn công trình bê tông trước tàn phá sóng biển nước mặn Hình 1.6 - Rừng phòng hộ bảo vệ đê biển Trà Vinh Thực tế chứng minh, bảo vệ rừng ngập mặn có giá trị to lớn trước ảnh hưởng ngày tăng cao tình hình biến đổi khí hậu, giúp giảm tới nửa lượng ảnh hưởng sóng biển, ngăn ngừa nước biển dâng, góp phần đặc biệt quan trọng bảo vệ dân cư hạ tầng.cơ sở khu vực ven biển Rừng ngập mặn có tác dụng làm giảm mạnh độ cao sóng triều cường Độ cao sóng biển giảm mạnh sau qua dải rừng ngập mặn, với mức biến đổi từ 75% ÷ 85%, từ 1,3m xuống 0,2m - 0,3m “Theo số nghiên cứu rừng trồng.6 tuổi với chiều rộng 1,5 km giảm độ cao sóng từ m khơi xuống 0,05 m vào tới bờ đầm bờ đầm không bị xói lở Còn nơi rừng ngập mặn với khoảng cách độ cao sóng cách bờ đầm 1,5 km m, vào đến bờ 0,75 m làm bờ đầm bị xói lở” 1.3.2 Công trình ngăn cát giảm sóng dạng mái nghiêng 1.3.2.1 Mỏ hàn “Mỏ hàn công trình bảo vệ bờ, có tác dụng làm cho phương dòng hải lưu gần bờ thích ứng với phương truyền sóng, che chắn cho bờ bị sóng xiên góc truyền tới tạo vùng nước yên tĩnh, ngăn chặn bùn cát.chuyển động dọc bờ, gây bồi lắng vào hai mỏ hàn, mở rộng nâng cao thềm bãi để củng cố đê, bờ Mỏ hàn áp dụng cho vùng bãi biển có dòng chảy ven dọc bờ chiếm ưu thế, vùng bãi biển bị xâm thực, không trồng chắn sóng” Hình 1.7 - Hệ thống mỏ hàn bảo vệ bờ biển Anh Ở Việt Nam, gần đặc biệt sau thiệt hại to lớn bão số năm 2005 gây với hệ thống đê biển, giải pháp kỹ thuật công trình ngăn cát, giảm sóng - chủ yếu mỏ hàn (mỏ hàn thẳng, mỏ hàn chữ T) nhiều địa phương (đặc biệt Bắc Bộ Bắc Trung Bộ) sử dụng để ngăn cát, giảm sóng, gây bồi tạo bãi chống lở xói Đó hệ thống mỏ hàn bảo vệ đê biển Nam Định, Quảng Bình, Hà Tĩnh, mỏ hàn mềm Hòa Duân (Thừa Thiên Huế) Việc kết hợp mỏ hàn đê chắn sóng tách bờ dạng mỏ hàn chữ T áp dụng số công trình như: Hệ thống công trình Nghĩa Phúc bảo vệ đê biển Nghĩa Hưng, hệ thống công trình Kiên Chính, Hải Thịnh II bảo vệ đê biển Hải Hậu, hệ thống công trình Đông Tây cống Thanh Niên bảo vệ đê biển Hải Hậu - tỉnh Nam Định 1.3.2.2 Tường giảm sóng “Tường giảm sóng công trình sử dụng để che chắn sóng cho vùng sau tường, giảm dòng ven bờ giảm tác động sóng vào vùng bờ bãi, chống xâm thực, làm lắng đọng bùn cát” 1.3.2.3 Công trình kết hợp ngăn cát - giảm sóng Để tăng hiệu làm giảm ảnh hưởng sóng biển đến vùng bờ bãi, gây bồi chống xâm thực, nên bố trí thành hệ thống nhiều mỏ hàn, tường giảm sóng hay kết hợp tường giảm sóng mỏ hàn Xem xét trường hợp cụ thể khu vực xây dựng công trình để lựa chọn kết cấu phù hợp Mỏ hàn Tường giảm sóng a) Đê bao ngăn ô b) Hệ thống mỏ hàn hình chữ T c) Hệ thống công trình phức hợp phương ngang, phương.dọc cao thấp khác Hình 1.8 - Các sơ đồ bố trí hệ thống công trình phức hợp 1.3.3 Công trình ngăn cát giảm sóng dạng thành đứng: 1.3.3.1 Công trình kết cấu trọng lực Theo vật liệu xây dựng, công trình phân thành hình thức sơ đồ hình 1.9 10 + P (T) : Tải trọng trục tiêu chuẩn Tải trọng tiêu chuẩn trục xe ôtô 10T P = 5T + k = 1,2 : hệ số xung kích + n: số trục tính toán đường, n=2 + N : số đường Thân mỏ bố trí hai đường thi công hai bên nên N = Cánh chữ T, ảnh hưởng thuỷ triều cần đẩy nhanh tiến độ thi công, chiều rộng khối đá hộc làm đường thi công phía bờ 6,4m, phía biển 11,2m nên bố trí phía bờ làn, phía biển đường thi công nên N = Riêng mũi cánh chữ T chiều rộng khối đá hộc làm đường thi công hai phía bờ biển 11,2m bố trí thêm phía bờ nên N = - b (m) : Chiều rộng chân đê Kết tính toán cho mặt cắt thể bảng 3.19 Bảng 3.19 - Kết tính toán ứng suất đáy móng công trình mặt cắt Mặt cắt TT MH1-C1 Tải trọng xe thi công MH2-C1 MH3-C1 MH3-C1 MH1C3 MH2C3 MH3C3 MH3C3 MH1C6 MH2C6 MH3C6 MH3C6 MH1C9 MH2C9 MH3C9 MH3C9 MH1T1 MH2T1 MH3T1 MH3T1 MH1T3 MH2T3 MH3T3 MH3T3 G (T) 24 24 24 24 48 36 b (m) 15 12,6 13,2 14,2 27,8 22 m 1,3 1,3 1,3 1,3 2,24 1,3 (T/m2) 2,08 2,48 2,36 2,20 2,24 2,13 3.7.4 Tính toán áp lực tiêu chuẩn đất Áp lực tiêu chuẩn đất Rtc = m (A.b  B.h)  D.ctc  Trong đó: m = 1,0: Hệ số điều kiện làm việc 67 (3.9)  (T/m3): Dung trọng bão hoà nước Ctc ( T/m2): Lực dính tiêu chuẩn b (m): Chiều rộng chân đê h(m): Chiều sâu hố móng tính từ mặt đất tự nhiên A, B, D: Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát jtc đất (Tra bảng 3-2 sách “Những phương pháp xây dựng đất yếu”) Kết tính toán cho mặt cắt bảng 3.20 Bảng 3.20 - Kết tính toán áp lực tiêu chuẩn đất mặt cắt Măt cắt T ctc  tính T (T/m (T/m toán ) ) Các thông số tính toán R (T/m 2) s (T/m 2) 15 1,5 0,165 1,66 4,08 12,35 4 2,66 0,74 9016 ’ 15 1,0 0,165 1,66 4,08 10,78 3 2,66 15 0,9 0,165 1,66 4,08 10,56 2,66  (độ) b h (m) (m) 0,74 9016 ’ A B D MH1C1 MH2C1 MH3C1 1,85 0,74 9016 ’ MH4C1 1,80 2404 3’ 15 0,9 4,04 6,61 0,763 27,67 2,66 MH1C3 0,74 9016 ’ 12, 0,6 0,165 1,66 4,08 3 8,81 2,68 MH2C3 1,85 0,74 9016 ’ 12, 0,4 0,165 1,66 4,08 8,29 2,68 MH3C3 1,85 0,74 9016 ’ 12, 0,5 0,165 1,66 4,08 8,47 2,68 MH4C3 2404 3’ 12, 0,8 4,04 6,61 0,763 23,35 2,68 MH1C6 1,8 0,85 6052 ’ 13, 0,5 0,117 1,46 3,80 7,55 2,67 MH2C6 1,8 0,85 6052 ’ 13, 0,4 0,117 1,46 3,80 7,29 2,67 1 MH3C6 0,85 6052 ’ 13, 0,4 0,117 1,46 3,80 7,37 2,67 1,85 1,85 1,85 1,8 1,8 68 0,85 6052 ’ 13, 0,6 0,117 1,46 3,80 7,92 2,67 0,74 9016 ’ 14, 0,6 0,165 1,66 4,08 4 9,33 2,55 0,74 9016 ’ 14, 0,5 0,165 1,66 4,08 9,09 2,55 1,85 0,74 9016 ’ 14, 0,5 0,165 1,66 4,08 9,12 2,55 1,8 2404 3’ 14, 0,6 4,04 6,61 0,763 24,24 2,55 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,42 2,53 1,8 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,53 4 2,53 MH3T1 1,8 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,53 4 2,53 MH4T1 1,8 0,85 6052 ’ 27, 0,5 0,117 1,46 3,80 10,55 2,53 MH1T2 0,74 9016 ’ 22 0,4 0,165 1,66 4,08 11,26 2,50 2 MH2T2 1,85 0,74 9016 ’ 22 0,5 0,165 1,66 4,08 11,44 2,50 MH3T2 1,85 0,74 9016 ’ 22 0,4 0,165 1,66 4,08 11,23 2,50 MH4T2 2404 3’ 22 0,5 4,04 6,61 0,763 34,22 2,50 MH4C6 1,8 MH1C9 1,85 MH2C9 MH3C9 MH4C9 MH1T1 MH2T1 1,85 1,8 1,85 1,8 Theo kết tính toán mặt cắt có s < R Như đặt móng trực tiếp lên đất thiên nhiên 3.8 Tính toán kiểm tra lún 3.8.1 Tính toán vùng chịu nén Chiều sâu nén chặt chiều sâu ứng với chiều dày vùng ảnh hưởng tính từ đáy công trình đến vị trí thoả mãn điều kiện: sz < 0,2s*z Trong đó: sz ứng suất gây lún trọng lượng thân công trình s*z ứng suất gây lún tải trọng thân đất 69 Để tính sz s*z ta chia đất lớp phân tố có chiều dày 2m - Tính toán ứng suất gây lún tải trọng gây Ứng suất gây lún tải trọng thân móng tính theo công thức: sz = K Po (3.10) Trong đó: + Po = s0 (m2): áp lực gây lún đáy công trình + K: hệ số phụ thuộc tỷ số L/B độ sâu tương đối điểm tính z/B tra bảng III-9, giáo trình học đất (Vũ Công Ngữ) - Tính toán ứng suất gây lún trọng lượng thân đất Ứng suất gây lún tải trọng thân đất tính theo công thức: sđz = gihi (3.11) - Tính toán ứng suất gây lún tổng cộng: s*z = sz + sđz = K Po + gihi (3.12) 3.8.2 Kiểm nghiệm độ lún đất - Phương pháp tính lún: Cộng lún lớp phân tố - Trường hợp không kể đến biến dạng hông đất, độ lún công trình tính theo công thức sau: n S   Pi hi Ei (3.13) Trong đó: P i : Ứng suất tải trọng gây điểm lớp đất i P i = Po + .hi Po: Ứng suất trọng lượng thân công trình gây đáy công trình (tiếp xúc đáy công trình đất nền) hi : Chiều dày lớp đất i Ei : Môđun biến dạng lớp đất i E= 1  i  : Hệ số rỗng 70 : Hệ số nén lún : Hệ số tính từ hệ số Poisson đất =1- 2 1  Giá trị  lấy gần sau: + Cát:  = 0.76 + Cát pha:  = 0.72 + Sét pha:  = 0.57 3.8.3 Trường hợp tính toán Để tính lún cho công trình, tính cho trường hợp: - Lún ban đầu thiết bị thi công lớp đá hộc thân mỏ cánh chữ T thời gian thi công - Lún trọng lượng thân công trình 3.8.4 Kết tính toán 3.8.4.1 Mỏ hàn số Mặt cắt MH1- C1 Bảng 3.21 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình (mỏ hàn số 1) Líp TT ®Êt 10 11 Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,10 1,60 2,10 2,60 3,10 3,60 4,10 4,60 5,10 5,60 h 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 P  4,22 0,898 4,15 0,899 4,01 0,900 3,79 1,048 3,54 1,052 3,27 1,056 3,00 1,060 2,69 1,064 2,46 1,068 2,30 1,070 2,11 1,073 Tổng 71 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,22 18,23 18,24 9,81 9,83 9,85 9,87 9,89 9,90 9,92 9,93  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,10 0,08 0,08 0,11 0,10 0,09 0,09 0,08 0,07 0,07 0,06 0,93 Bảng 3.22 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 1) Líp TT ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,10 1,60 2,10 2,60 3,10 3,70 h 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,60 P  2,07 0,917 2,03 0,918 1,96 0,918 1,85 1,077 1,73 1,078 1,60 1,080 1,46 1,082 Tổng 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,41 18,41 18,42 9,95 9,96 9,96 9,97  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,05 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,32 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình tải trọng thiết bị thi công là: S= 0,93+0,32 = 1,25 cm 3.8.4.2 Mỏ hàn số Mặt cắt MH2- C1 Bảng 3.23 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình (mỏ hàn số 2) TT 10 11 Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,20 1,80 2,30 2,80 3,30 3,80 4,30 4,80 5,30 5,60 h 0,60 0,60 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,30 P  4,22 0,898 4,13 0,899 3,94 0,901 3,69 0,903 3,43 1,053 3,16 1,057 2,90 1,061 2,65 1,065 2,42 1,068 2,22 1,071 2,07 1,073 Tổng 72 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,22 18,23 18,24 9,11 9,83 9,85 9,87 9,89 9,91 9,92 9,93  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,10 0,10 0,09 0,12 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06 0,04 0,93 Bảng 3.24 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 2) TT Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,60 1,20 1,80 2,30 2,80 3,30 3,70 h 0,60 0,60 0,60 0,50 0,50 0,50 0,40 P  2,07 0,917 2,02 0,918 1,97 0,918 1,83 1,077 1,65 1,080 1,52 1,082 1,42 1,083 Tổng 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,41 18,41 18,42 9,95 9,96 9,97 9,98  0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,03 0,32 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình tải trọng thiết bị thi công là: S= 0,93+0,32 = 1,25 cm 3.8.4.3 Mỏ hàn số Mặt cắt MH3- C1 Bảng 3.25 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình (mỏ hàn số 3) TT 10 11 Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,60 h 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,60 P  4,22 0,898 4,18 0,898 4,05 0,900 3,84 0,901 3,59 0,904 3,32 0,906 3,05 1,059 2,79 1,063 2,55 1,066 2,34 1,069 2,12 1,073 Tæng 73 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 0,119 0,119 0,119 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,22 18,22 18,24 18,25 18,27 18,30 9,86 9,88 9,90 9,91 9,93  0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,08 0,08 0,08 0,08 0,07 0,07 0,09 0,08 0,07 0,07 0,07 0,84 Bảng 3.26 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 3) TT Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 3,80 h 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,30 P  2,07 0,917 2,04 0,918 1,98 0,918 1,88 0,919 1,76 0,920 1,62 0,921 1,47 1,082 1,37 1,084 Tæng 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,119 0,119 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 18,41 18,41 18,41 18,42 18,43 18,45 9,97 9,98  0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,04 0,02 0,29 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình tải trọng thiết bị thi công là: S= 0,84+0,29 = 1,13 cm 3.8.4.4 Mỏ hàn số Mặt cắt MH3- C1 Bảng 3.27 - Kết tính độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình (mỏ hàn số 4) TT 10 11 12 Líp ®Êt Lớp Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,40 0,90 1,40 1,90 2,40 2,90 3,40 3,90 4,40 4,80 5,30 5,60 h 0,40 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 0,50 0,30 P  4,23 0,6230 4,19 0,8983 4,07 0,8993 3,61 0,9035 3,37 0,9056 3,11 0,9080 2,84 0,9104 2,84 0,9104 2,60 0,9126 2,40 0,9144 2,22 1,0711 2,07 1,0733 Tæng 74 0,0600 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,1190 0,1190 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 20,56 18,22 18,23 18,27 18,29 18,32 18,34 18,34 18,36 18,38 9,92 9,93  0,76 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,57 0,57 §é lón S (cm) 0,08 0,10 0,10 0,09 0,08 0,07 0,07 0,07 0,06 0,05 0,08 0,04 0,87 Bảng 3.28 - Kết tính độ lún tổng cộng do tải trọng thiết bị thi công (mỏ hàn số 4) TT Líp ®Êt Lớp Lớp Cao tr×nh z (m) 0,40 0,90 1,40 1,90 2,40 2,90 3,40 3,80 h 0,40 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 P  2,12 0,6230 2,10 0,9171 2,04 0,9176 1,81 0,9197 1,69 0,9208 1,56 0,9220 1,43 0,9232 1,44 0,9231 Tæng 0,0600 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 0,0750 M« ®un ®µn håi E (T/m2) 20,56 18,40 18,41 18,43 18,44 18,45 18,46 18,46  §é lón S (cm) 0,76 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,04 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,31 Độ lún tổng cộng trọng lượng thân công trình tải trọng thiết bị thi công là: S = 0,87+0,31 = 1,18 cm 3.9 Tính toán ổn định trƣợt cung tròn cho công trình phần mềm GeoSLOPE/W 5.11 3.9.1 Sơ đồ tính toán Xét dến hai thành phần theo phương thẳng đứng phương nằm ngang lực tương tác thỏi đất Pl Pr Hình 3.5 - Sơ đồ tính ổn định trượt cung tròn Trong đó: - W trọng lượng thỏi đất 75 - Sm lực chống trượt huy động đáy thỏi – theo phương tiếp tuyến với đáy thỏi - N lực pháp tuyến đáy thỏi - Pl lực tương tác theo phương thẳng đứng mặt bên trái thỏi - Pr lực tương tác theo phương thẳng đứng mặt bên phải thỏi - El lực tương tác theo phương ngang mặt bên trái thỏi - Er lực tương tác theo phương ngang mặt bên phải thỏi - u áp lực khe rỗng đáy thỏi -  chiều dài đáy thỏi - c, lực dính, góc ma sát đất đáy thỏi 3.9.2 Các phương trình cân Phương trình cân mô ment: Mo = Điểm lấy mô ment (o) tâm khối trượt Phương trình sở cho việc xác định hệ số ổn định Phương trình cân lực cho thỏi đất Fv = (v – phương thẳng đứng) Phương trình dùng để xác định lực pháp tuyến đáy thỏi đất (N) Sử dụng phương trình cân mô ment tâm khối trượt, hệ số ổn định xác định theo công thức sau:  c   ( N  u )tg  Fs   (W  Pl  Pr) sin  , ' (3.14) Để xác định lực pháp tuyến N ta sử dụng phương trình Fv =  Ncos + Pr - W - Pl+ Sm sin = (3.15) với Sm = [c'+(N-u)tg '] / Fs Thay Sm vào phương trình (3) được: N W  Pl  Pr c ,  sin  u tg , sin   Fs Fs m 76 (3.16) m=cos+(sin tg') / Fs Thay vào (3.14) đơn giản hoá thu  c  cos   (W  Pl  Pr u cos  )tg  , Fs  ' W sin  m (3.17) Trong phương trình (3.17) m có chứa Fs nên phương trình phi tuyến Để giải phương trình người ta thường sử dụng phương pháp lặp “Do vị trí mặt trượt nguy hiểm chưa xác định nên để tìm mặt trượt người ta sử dụng phương pháp thử sai; mặt trượt trụ tròn đặc trưng tâm trượt bán kính cung, để tìm cung trượt có Fsminmin ta giả thiết lưới tâm trượt, tương ứng với tâm trượt giả thiết bán kính cung trượt; với cung trượt sử dụng công thức (3.14) tính hệ số Fs từ hệ số Fs cung trượt có tâm trượt ta tìm cung trượt có hệ số Fsmin ứng với tâm đó; tương ứng với tâm trượt lưới ta tìm trị số Fsmin tâm từ ta tìm tâm trượt có Fsminmin Cung trượt có Fsminmin cung trượt nguy hiểm mái dốc nằm bên lưới lưới tâm đủ lớn” [1] Để sử dụng chương trình phù hợp với TCVN, lấy điều kiện kiểm tra ổn định trượt mái công trình theo công thức : 1.15 ≤ K = Fsminmin (3.18) 3.9.3 Kết tính toán Kết tính toán phần mềm GeoSLOPE/W 5.11 CANADA theo phương pháp Bishop cho hệ số Fminmin sau: 77 78 Hình 3.6 - Kết tính mặt cắt đại diện TT Tªn m¾t c¾t Fsminmin MH1- C2 MH1- C4 MH1- C6 MH1- C8 MH1- C10 MH1- T1 3,575 3,656 3,719 3,926 3,652 4,927 - Như mặt cắt thoả mãn: 1.15 ≤ K = Fsminmin Kết luận: Công trình đảm bảo ổn định 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Đề tài luận văn đã góp phần làm rõ mặt lý luận thực tiễn việc nghiên cứu, đề xuất giải pháp thiết kế kè mỏ hàn bảo vệ cho tuyến đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng - Luận văn đánh giá thực trạng hệ thống đê điều nói chung, đê biển nói riêng thành phố Hải Phòng, sâu phân tích dựa số liệu khảo sát, thống kê, thu thập từ đề giải pháp công trình giải pháp kết cấu để bảo vệ cho tuyến đê nghiên cứu - Luận văn đề xuất tiêu kỹ thuật tính toán ổn định cho tuyến kè mỏ hàn bảo vệ đê biển I, Đồ Sơn, Hải Phòng Kiến nghị - Trong tình hình nước biển dâng có chiều hướng gia tăng biến đổi khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến công trình đê biển thành phố, công tác nghiên cứu đánh giá, phân tích nguyên nhân, đưa giải pháp ứng phó vô cấp thiết - Từ thực trạng khu vực công trình, diễn biến thời tiết ngày trở nên phức tạp, bão lũ xuất với cường độ ngày mạnh hơn, phạm vi ảnh hưởng rộng việc xây dựng hệ thống kè mỏ hàn chắn sóng trước đê biển I cần thiết, đảm bảo an toàn tính mạng tài sản cho hộ dân, giúp hộ dân yên tâm sản xuất, giảm thiểu thiệt hại thiên tai gây mùa mưa bão đến gần 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ThS Nguyễn Công Mẫn (1996), Hướng dẫn thực hành dùng phần mềm SLOPE/W, Đại học Thủy lợi Trần Minh Quang (2007), Công trình biển, NXB Giao thông vận tải PGS.TS Đào Văn Tuấn (2011), Công trình đê chắn sóng bảo vệ bờ biển, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn (2002), Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 - 2002: Hướng dẫn thiết kế đê biển, Hà Nội Bộ Xây dựng (2002), Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285 2002 Công trình thủy lợi - Các qui định chủ yếu thiết kế, Hà Nội Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam (2007-2009), Xác định chiều cao sóng tính toán thiết kế đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng nông nghiệp sở hạ tầng Hải Phòng (2009), Báo cáo kết khảo sát khoan địa chất khu vực đê biển I, Hải Phòng Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam (2009), Báo cáo kết khảo sát địa hình khu vực Hải Phòng, Hà Nội Tài liệu khí tượng thuỷ văn, thuỷ triều khu vực Đồ Sơn, Hải Phòng 81 ... 1100; + Khi gúc = 600 ữ 90o : = 900 17 Bờ O A B C Biển D E F MặT CắT DọC tim tuyến Biển b Bờ Gia cố đáy G La Gốc M Thân Mũi MặT BằNG mỏ hàn Hỡnh 2.1 - S cu to cỏc b phn ca m hn Trong ú: b:... ngang ca m hn, tng gim súng mỏi nghiờng cho phự hp a) Ton b phn lừi l ỏ hn hp khụng phõn loi, khụng cú c, mt ngoi c bc bng lp ỏ hc ln xp khan hay bng cỏc bờ tụng bo v mỏi; Chng xúi ỏy ỏ Lp lút... chiu rng bc c ly khong 2,0 m 2.3.3.5 dc mỏi H s dc m i, ký hiu l m, chn nh sau: - Kt cu ỏ hc: m = 2,0 ữ 3,0; - Khi bờ tụng nhõn to cú th lp t trờn mỏi dc: m ly t 1,5 ữ 2,0 - Loi cụng trỡnh