Dựa vào phương trình xác định hiệu quả giám sóng ta có thể đề xuất một số dạng mặt cắt đê ngầm sao cho hiệu quả giảm sóng đạt được như mong muốn, để cho sóng truyền vào bờ không quá lớn (cả về năng lượng và chiều cao sóng ) ta giới hạn chiều cao sóng khi truyền qua công trình chỉ dao động trong khoảng từ 1,5m đến 2,0m. Với yêu cầu đó, ta có bảng sau:
Bảng 5.5: Đề xuất hiệu quả giảm sóng khi thay đổi mặt cắt ngang
Mặt cắt Z (m) Hrms (m) h(m) Hs (m) S(m) B(m) Lp(m) ɛ % Hs'(m) 1 -4,75 4,16 6,2 5,88 1,5 4 95 0,61 2,32 2 1 3 95 0,68 1,89 3 1 4 95 0,7 1,76
5.3.3. Lựa chọn mặt cắt ngang
Từ bảng…ta có được sự so sánh về hiệu quả giảm sóng khi lần lượt thay đổi yếu tố hình học của đê ngầm. Yêu cầu khi tính toán đê ngầm giảm sóng là tìm ra được mặt cắt hình học tối ưu nhất, sóng sau khi lan truyền qua đê ngầm giới hạn trong khoảng từ 1,5 đến 2m để đảm bảo sóng truyền vào bờ không còn quá lớn.
So sánh các phướng án chọn mặt cắt (MC)
MC1 và MC3, cùng một bề rộng đê B=4m, khau nhau về độ ngập nước, MC3 với độ ngập nước ít hơn cho hiệu quả giảm sóng tốt hơn. Khi giảm độ ngập nước đồng nghĩa với việc tăng chiều cao thực (hc’) của đê, chi phí sẽ tăng lên cao. ( xem hình 5.8)
Hình 5.8: Ảnh hưởng của độ ngập tới hiệu quả giám sóng
MC2 và MC3, cùng một độ ngập nước, khác nhau về về rộng đê, MC3 cho hiệu quả giảm sóng tốt hơn bởi bề rộng đỉnh đê lớn hơn. Tuy nhiên khi chiều rộng đỉnh tăng đến một giới hạn nào đó thì hiệu quả giảm sóng tăng rất chậm và có xu hướng đi theo chiều ngang. Trong trường hợp này khi tăng chiều rộng thêm 01m nhưng sóng giảm không nhiều so với khi trước khi tăng, không có lợi về mặt kinh tế so với hiệu quả giảm sóng.
Hình 5.9: Ảnh hưởng của bề rộng đê tới hiệu quả giảm sóng
Sau khi tính toán và phân tích các điều kiện hiệu quả giảm sóng, điều kiện kinh tế và điều kiện thi công, ta chọn MC là mặt cắt hình học (tạm thời ) của đê ngầm để tính toán thiết kế sơ bộ mặt cắt ngang.
5.4. THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐÊ NGẦM
5.4.1. Cấu tạo:
Cấu tạo sơ bộ của đê ngầm có thể thiết kế như sau:
Hình 5.10 : Cấu tạo của đê ngầm
- Vật liệu có kích thước tăng dần từ trong ra ngoài. Lõi đê và các lớp đệm đắp bằng đá cấp phối. Lớp phủ chọn là đá cấp phối
* Đặc điểm của vật liệu đá cấp phối:
- Điều kiện áp dụng: Phù hợp với hầu hết các loại đất nền, độ sâu không quá 20m - Ưu điểm: Tiêu hao năng lượng sóng tốt, sóng phản xạ ít ; Ổn định tổng thể tốt, linh động với biến dạng nềnó th, cể chịu tràn cao (đỉnh thấp hơn), công nghệ thi công đơn giản; dễ bảo dưỡng, sửa chữa.
- Nhược điểm: Tốn nhiều vật liệu, tàu thuyền không neo đậu được, chiếm diện tích, giảm bề rộng hữu ích gần cửa cảng, tốc độ thi công chậm so với tường đứng ở cùng độ sâu
Bảng 5.6: Cấp phối đá theo thiêu chuẩn
Khối lượng W Đường kính D
10 - 60 kg 0.16 - 0.3 m 60 - 300 kg 0.3 - 0.49 m 300 - 1000 kg 0.49 - 0.72 m 1 - 3 tấn 0.72 - 1.04 m 3 - 6 tấn 1.04 - 1.31 m 6 - 10 tấn 1.31 - 1.55 m
5.4.2. Thiết kế thân đê:
Hình 5.11: Điều kiện biên để tính toán vật liệu của đê
a. Xác định kích thước khối phủ:
Sử dụng công thức VandeMeer 1991 cho cấu kiện bảo vệ mái đê chìm
' * (2.1 0.1 ) exp( 0.14 ) c s h S N h = + − (5.1) trong đó: h: độ sâu nước tính toán
'
c
h : Chiều cao thực của đê ngầm S: mức độ hư hỏng mái đê *
s
N : chỉ số ổn định của mái phủ của đê ngập nước ( C.E.M ) 1 * 3 50 s s p n H N S D − = ∆ (5.2) Cao trình đỉnh đê ZRđỉnhR = 0,45 (m) Bề rộng đỉnh đê B= 3 (m)
Cao trình đáy đê ZRđáyR = - 4,75 (m) Chiêu cao thực của đê '
c
h = 5,2 (m) Độ sâu nước tính toán h= 6,2 (m) HRsR = 5,88 (m) Độ dốc sóng SRp ; 1 3 p S− = 2,53
Mức độ hư hỏng S chọn bằng 2 ( tra Phụ lục 5) Thay vào biểu thức (5.1) ta tính được *
s