8419-2016 Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ

TCVN 8419 : xxxx TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA Dự thảo lần TCVN 8419 : XXXX CƠNG TRÌNH ĐÊ ĐIỀU – THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SƠNG Dyke work - Design of river bank protection HÀ NỘI - 2019 TCVN 8419 : xxxx Mục lục Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn 3 Thuật ngữ định nghĩa 4 Nguyên tắc chung thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng .5 Cấp công trình bảo vệ bờ sơng Hệ số an tồn cơng trình Phân loại cơng trình bảo vệ bờ sơng Tài liệu phục vụ thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng Vị trí, phạm vi quy mơ kè gia cố bờ 10 Thiết kế mặt cắt ngang gia cố bờ sông .8 Phụ lục A (Quy định) Phương pháp phân cấp công trình bảo vệ bờ sơng 26 Phụ lục B (Tham khảo) Tải trọng tổ hợp tải trọng .27 Phụ lục C (Tham khảo) Phương pháp xác định lưu lượng tạo lòng .28 Phụ lục D (Tham khảo) Các biện pháp xử lý đất yếu .36 Phụ lục E (Tham khảo) Các thông số để sơ xác định kích thước mỏ hàn 38 TCVN 8419 : xxxx Lời nói đầu TCVN 8419 : 20xx Cơng trình đê điều – Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sông nghiên cứu biên soạn sở rà sốt, sửa đổi bổ sung TCVN 8419:2010 Cơng trình thủy lợi – Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sông để chống lũ TCVN 8419 : 20xx Công trình đê điều – Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng Trung tâm Chính sách Kỹ thuật Phòng chống thiên tai – Tổng cục Phòng chống thiên tai biên soạn, Bộ Nông Nghiệp Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN 8419 : xxxx DỰ THẢO TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8419 : 20xx Cơng trình đê điều – Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng Dyke work - Design of river bank protection Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế mới, cải tạo nâng cấp công trình bảo vệ bờ sơng 1.2 Tiêu chuẩn tham khảo để áp dụng cho cơng trình có điều kiện làm việc đặc tính kỹ thuật tương tự 1.3 Khi thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng có liên quan đến kỹ thuật chun ngành xây dựng khác phải áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Khi áp dụng tài liệu viện dẫn cần sử dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung TCVN 9902 : 2016 Cơng trình thủy lợi - u cầu thiết kế đê sơng TCVN 8481 : 2010 Cơng trình đê điều - Yêu cầu thành phần, khối lượng khảo sát địa hình TCVN 8477 : 2018 Cơng trình thủy lợi – Thành phần, khối lượng khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế 22 TCN 355-06 Quy trình thí nghiệm cắt cánh trường TCVN 8725 : 2012 Đất xây dựng công trình thủy lợi – Phương pháp xác định sức chống cắt đất hạn mịn mềm yếu thí nghiệm cắt cánh phịng TCVN 8868 : 2011 Thí nghiệm xác định sức kháng cắt không cố kết – khơng nước cố kết – nước đất dính thiết bị nén ba trục TCVN 9901 : 2014 – Cơng trình thủy lợi – u cầu thiết kế đê biển TCVN 8422 : 2010 Cơng trình thủy lợi - Thiết kế tầng lọc ngược cơng trình thủy cơng TCVN 4253 : 2012 Nền cơng trình thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9152 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Quy trình thiết kế tường chắn đất QCVN 04-05 : 2012/BNNPTNT Cơng trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu thiết kế TCVN 4116 – 1985 Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy lợi – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575 : 2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 12250 : 2018 Cảng thủy nội địa – Cơng trình bến – u cầu thiết kế TCVN 8419 : xxxx Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Sông (River) Bao gồm sông, suối, kênh, rạch, ngòi tự nhiên nhân tạo 3.2 Bãi già (River terrace) Là bãi bồi sông hình thành theo thời gian, có cối lau sậy mọc lâu năm 3.3 Lịng sơng (River channel) Là phạm vi hai bờ sông 3.4 Bờ sông (River bank) Là thành bên lịng dẫn tính từ mức nước thấp trở lên tùy theo mùa 3.5 Bãi sông (River terrace) Là vùng đất mở rộng hai bên bờ sơng, bị ngập theo mùa 3.6 Mực nước kiệt (Lowest water level) Là mực nước để xác định cao trình đỉnh chân kè, ký hiệu MNmin (m) 3.7 Mực nước lũ thiết kế đê (Design water level of river dike) Là mực nước lũ làm chuẩn dùng để thiết kế đê cơng trình liên quan, quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt, ký hiệu MNLTK (m) 3.8 Mực nước thiết kế (Design water level of bank revetment) Là mực nước để xác định cao trình đỉnh cơng trình bảo vệ bờ sơng, ký hiệu Ztk (m) 3.9 Lưu lượng tạo lòng (Channel forming discharge) Là lưu lượng đặc trưng có tác dụng chi phối việc hình thành đặc tính lịng dẫn sơng thiên nhiên kích thước lịng dẫn, tương đương với tác dụng tạo lòng tổng hợp trình lưu lượng nhiều năm, ký hiệu QTL (m3/s) 3.10 Đê sông (River dike) Là đê ngăn nước lũ sông 3.11 Tuyến chỉnh trị (River correction route) Là đường viền mặt lịng sơng dự kiến đạt sau chỉnh trị ứng với lưu lượng thiết kế 3.12 Cơng trình bảo vệ bờ sơng (River bank protection) Là cơng trình giữ ổn định, bảo vệ bờ sơng trước tác động dịng chảy, sóng tác nhân khác Theo mối tương tác cơng trình với dịng chảy sơng, có hai loại cơng trình bảo vệ bờ kè gia cố bờ sơng kè mỏ hàn 3.13 Kè gia cố bờ sông (Bank revetment) Là loại cơng trình dùng vật liệu, cấu kiện có tính chống xói phủ lên mái bờ sông, đáy sông để bảo vệ bờ sông trước tác động dịng chảy, sóng tác nhân khác 3.14 Kè mỏ hàn (Groin) Là cơng trình bố trí theo phương ngang dịng chảy nối từ bờ sơng nhằm hướng dòng chảy xa bờ gây bồi lắng cải tạo bờ sông theo tuyến chỉnh trị TCVN 8419 : xxxx 3.15 Hệ số mái dốc kè (Slope coefficient of revetment) Đại lượng dùng để đánh giá độ dốc mái kè, xác định tỷ số chiều dài hình chiếu với chiều dài hình chiếu đứng mái kè, ký hiệu m, m=cotg  với  góc mái kè mặt phẳng nàm ngang 3.16 Hệ số an toàn cơng trình (Safety coefficient) Là hệ số dùng để đánh giá mức độ ổn định chung cục chống trượt, chống lật, chuyển vị cơng trình bảo vệ bờ Hệ số an toàn tỷ số sức chống chịu tính tốn tổng qt, biến dạng thông số khác đối tượng xem xét với tải trọng tính tốn tổng qt tác động lên (lực, mô men, ứng suất), biến dạng thông số khác, ký hiệu K Nguyên tắc chung thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng 4.1 Đảm bảo an toàn, ổn định trường hợp thiết kế 4.2 Ứng dụng tiến khoa học, kỹ thuật vào công trình bảo vệ bờ 4.3 Vật liệu làm kè phù hợp với điều kiện môi trường làm việc Tận dụng vật liệu địa phương phù hợp kết cấu, kinh phí, nhân lực phương tiện thi cơng 4.4 Đảm bảo cơng trình xây dựng khơng mâu thuẫn ảnh hưởng xấu tới cơng trình có khu vực lợi ích ngành kinh tế khác 4.5 Thuận lợi quản lý, tu sửa chữa cơng trình Cấp cơng trình bảo vệ bờ sơng Cấp cơng trình bảo vệ bờ sơng để xác định yêu cầu kỹ thuật mức khác theo tầm quan trọng quy mô cần bảo vệ 5.1 Đối với khu vực đê phân cấp 5.1.1 Cấp cơng trình bảo vệ bờ sơng khu vực có tuyến đê xác định theo cấp đê (quy định Bảng 1) Bảng Cấp cơng trình bảo vệ bờ Cấp đê Cấp cơng trình bảo vệ bờ Cấp đặc biệt III Cấp I III Cấp II IV Cấp III IV Cấp IV,V IV CHÚ THÍCH: Cấp đê xác định theo phân cấp đê hành TCVN 9902:2016 5.1.2 Khi cơng trình bảo vệ bờ sông cấu thành phận mặt cắt đê cấp cơng trình bảo vệ bờ sông lấy cấp đê không thấp cấp IV 5.2 Đối với khu vực đê chưa phân cấp chưa có đê Cấp cơng trình bảo vệ bờ sông xác định dựa vào tầm quan trọng kinh tế, trị xã hội theo quy định pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn hành xây dựng việc TCVN 8419 : xxxx phân cấp cơng trình xây dựng (theo quy định Phụ lục A) Hệ số an tồn cơng trình 6.1 Hệ số an toàn ổn định chống trượt Kt Hệ số an toàn ổn định chống trượt Kt mặt tiếp xúc với đá đá cơng trình bảo vệ bờ sơng không nhỏ trị số quy định Bảng t Bảng - Hệ số an toàn ổn định chống trượt K Tổ hợp tải trọng Cấp cơng trình Nền đá Nền khơng phải đá I II III IV I II III IV Cơ 1,15 1,10 1,10 1,05 1,35 1,30 1,25 1,20 Đặc biệt 1,10 1,05 1,05 1,00 1,20 1,15 1,10 1,05 6.2 Hệ số an toàn ổn định chống lật Kl Hệ số an toàn ổn định chống lật K l kè tường đứng, kè tường cừ, kè hỗn hợp không nhỏ trị số quy định Bảng Bảng - Hệ số an toàn ổn định chống lật Kl Cấp cơng trình I II III IV Tổ hợp tải trọng 1,60 1,55 1,50 1,45 Tổ hợp tải trọng đặc biệt 1,50 1,45 1,40 1,35 CHÚ THÍCH: 1) Tổ hợp tải trọng tổ hợp tải trọng đặc biệt xem Phụ lục B; 2) Các giá trị hệ số an tồn thực tế tính không nên vượt 20% làm việc với tổ hợp tải trọng vượt 10% làm việc với tổ hợp tải trọng đặc biệt 6.3 Gradient dịng thấm qua thân cơng trình bảo vệ bờ sơng sau xử lý không lớn trị số cho phép Bảng Bảng Bảng - Trị số gradient thấm cho phép đất Cấp cơng trình Loại đất Cấp I Cấp II cấp III Cấp IV Đất sét chặt 0,70 0,90 1,10 Cát to, sỏi 0,35 0,45 0,54 Á sét 0,32 0,40 0,50 Cát hạt trung 0,22 0,28 0,25 Cát hạt nhỏ 0,18 0,22 0,26 TCVN 8419 : xxxx Bảng - Trị số gradient thấm cho phép thân kè Cấp cơng trình Loại đất Cấp I Cấp II cấp III Cấp IV Sét bê tông sét 1,00 1,20 1,30 Á sét 0,70 0,85 0,90 Cát hạt trung 0,50 0,60 0,65 Á cát 0,40 0,50 0,55 Cát hạt nhỏ 0,35 0,45 0,50 Phân loại cơng trình bảo vệ bờ sơng Theo mối tương tác cơng trình với dịng chảy sơng, có hai loại cơng trình bảo vệ bờ kè gia cố bờ sông kè mỏ hàn - Kè gia cố bờ sông gồm: Kè mái nghiêng, kè tường đứng, kè tường cừ, kè hỗn hợp - Kè mỏ hàn gồm: kè mỏ hàn kín nước khơng kín nước Tài liệu phục vụ thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng 8.1 Tài liệu địa hình Thành phần, khối lượng yêu cầu kỹ thuật khảo sát địa hình phục vụ thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sông phụ thuộc vào yêu cầu giai đoạn thiết kế, thực theo TCVN 8481 : 2010 yêu cầu sau: - Tận dụng, kế thừa tài liệu giai đoạn trước đảm bảo tính xác thống loại tài liệu địa hình - Tại vị trí địa hình thay đổi, cần bổ sung thêm mặt cắt đo vẽ nhằm phản ánh trạng địa hình, địa vật đảm bảo tính xác phục vụ cơng tác thiết kế, tính tốn khối lượng - Đối với giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công phải sử dụng tài liệu địa hình đo vẽ khơng q tháng tính đến thời điểm để thiết kế 8.2 Tài liệu địa chất Thành phần, khối lượng yêu cầu kỹ thuật khảo sát địa chất phục vụ thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng phụ thuộc vào u cầu giai đoạn thiết kế, giải pháp kết cấu cơng trình, thực theo TCVN 8477: 2018 Ngồi ra, Đối với loại đất dính mềm yếu, bão hồ nước (gồm đất sét, đất bụi có trạng thái dẻo chảy, chảy) cần phải bổ sung thêm thí nghiệm sau: - Thí nghiệm cắt cánh trường tham khảo 22 TCN 355-06 - Thí nghiệm phịng: + Cắt cánh phòng theo TCVN 8725 : 2012 + Thí nghiệm nén trục theo sơ đồ UU CU theo TCVN 8868:2011 TCVN 8419 : xxxx 8.3 Tài liệu thủy văn 8.3.1 Thu thập tài liệu đo đạc yếu tố khí hậu, khí tượng, thủy văn khu vực cơng trình Việc thu thập tài liệu từ nguồn sau: - Tài liệu điều tra khảo sát thủy văn vùng cơng trình - Tài liệu tổng hợp đặc điểm thủy văn địa phương - Tài liệu đo đạc nhiều năm trạm thủy văn lưu vực - Tài liệu thủy văn, thủy lực cơng trình khác khu vực có liên quan 8.3.2 Khảo sát đo đạc bổ sung yếu tố khí tượng thuỷ văn cần thiết 8.3.3 Phân tích, đánh giá chất lượng tài liệu thủy văn thu thập tính tốn thông số thủy văn, đặc trưng thủy lực cần thiết cho tính tốn thiết kế cơng trình sau: - Mực nước lũ lớn (m); - Mực nước ứng với lưu lượng tạo lòng (m); - Mực nước kiệt ứng với tần suất 95% (m); - Lưu lượng lớn (m3/s); - Lưu lượng tạo lòng (m3/s); - Hàm lượng ngậm cát lớn nhất, trung bình, nhỏ (kg/m3); - Đường kính hạt bình qn bùn cát đáy (mm); - Độ dốc mặt nước; - Tốc độ dịng chảy lớn (m/s); Ngồi tài liệu trên, phải tuân thủ quy định tài liệu thiết kế cơng trình có liên quan Vị trí, phạm vi quy mơ kè gia cố bờ - Vị trí, phạm vi quy mơ kè mái nghiêng xác định sở trạng xói lở, tài liệu có khảo sát thực địa - Đối với cơng trình quan trọng, có chế độ thủy văn thủy lực phức tạp cần phải thí nghiệm mơ hình để xác định thơng số kỹ thuật tối ưu làm sở cho thiết kế - Khi lập thiết kế kỹ thuật phải cụ thể hóa kích thước phải vào điều kiện phát sinh từ lập dự án đến lập thiết kế kỹ thuật để có bổ sung, điều chỉnh cần thiết; - Trường hợp cần xử lý đột xuất, cục bộ, cần vào tình hình xói lở thực tế để xác định vị trí, phạm vi quy mô 10 Thiết kế mặt cắt ngang gia cố bờ sông 10.1 Yêu cầu chung thiết kế mặt cắt ngang - Khi thiết kế vào điều kiện địa hình, địa chất bờ đáy sơng, điều kiện mặt yêu cầu sử dụng, yêu cầu kết nối hạ tầng xung quanh để thiết kế hình dạng mặt cắt ngang cho phù hợp - Cấu tạo mặt cắt ngang kè xác định sở so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật, đảm bảo cơng trình làm việc an tồn ổn định trường hợp thiết kế 10.2 Các dạng mặt cắt TCVN 8419 : xxxx 10.2.1 Kè mái nghiêng Hình – Các dạng mặt cắt ngang kè mái nghiêng 10.2.2 Kè tường đứng - Kiểu tường trọng lực (xem dạng mặt cắt a, b, c); - Kiểu tường chống (xem dạng mặt cắt d, e); - Kiểu kè tường đứng đất yếu (xem dạng mặt cắt f) a) b) c) d) e) f) Hình – Các dạng mặt cắt ngang kè tường đứng 10.2.3 Kè tường cừ cọc BTCT TCVN 8419 : xxxx Trường hợp đường kính viên đá thực tế nhỏ đường kính viên đá yêu cầu theo công thức (29), phải dùng rọ thép cấu kiện bê tơng bọc mặt ngồi Phạm vi bọc đầu mũi mỏ m 10.8.7 Đối với kè mỏ hàn đất bọc đá Phải thiết kế tầng lọc ngược mái đất đá Có thể làm tầng lọc ngược hai lớp phên nứa tươi đan kín, vải địa kỹ thuật, … (xem Hình 10, b) 10.8.8 Gia cố bờ gốc kè mỏ hàn - Phải thiết kế gia cố bờ gốc kè mỏ hàn, tổng chiều dài gia cố gốc kè lấy chiều dài kè mỏ hàn với 3/4 chiều dài phần gia cố nằm thượng lưu phần tư chiều dài gia cố nằm hạ lưu (Hình 10); - Yêu cầu thiết kế gia cố gốc kè phải tuân theo quy định tương ứng kè gia cố bờ tiêu chuẩn này; - Có thể mở rộng gốc mỏ hàn để nối tiếp thuận dòng với bờ, chiều rộng gốc không vượt lần chiều rộng đỉnh kè mỏ hàn CHÚ DẪN: Các kích thước ghi vẽ có đơn vị m Bè chìm thảm đá, rồng đá Hình 11 - Bố trí đệm chống xói bè chìm 10.8.9 Trình tự thi cơng kè mỏ hàn 24 ... thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng .5 Cấp cơng trình bảo vệ bờ sông Hệ số an toàn cơng trình Phân loại cơng trình bảo vệ bờ sông Tài liệu phục vụ thiết kế. .. 8419:2010 Cơng trình thủy lợi – Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng để chống lũ TCVN 8419 : 20xx Cơng trình đê điều – Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sơng Trung tâm Chính sách Kỹ thuật Phịng chống thiên... cơng trình bảo vệ bờ kè gia cố bờ sông kè mỏ hàn 3.13 Kè gia cố bờ sông (Bank revetment) Là loại cơng trình dùng vật liệu, cấu kiện có tính chống xói phủ lên mái bờ sơng, đáy sơng để bảo vệ bờ