Phải xem xét đến vấn đề xói khi xói xung quanh các kết cấu nh đê chắn sóng, cầu tầu có thể làm ảnh hởng đến độ an toàn và tính toàn vẹn của kết cấu
[Chú giải]
Các đặc trng của sóng tác động lên các bãi biển tự nhiên có thể đợc xem gần nh cố định trong một thời gian dài. Địa hình đợc tạo ra
đáp ứng với các đặc trng đó gần nh cũng ổn định. Sẽ xẩy ra xói khi xây dựng kết cấu và sự cân bằng giữa ngoại lực và địa hình bị xáo trộn cục bộ hoặc trên một vùng rộng. Vì cơ chế và lợng xói mòn cũng thay đổi khi các điều kiện tác động của sóng lên một bãi biển thay đổi với việc xây dựng các kết cấu, nên cần xem xét cẩn thận khi chọn biện pháp chống xói
[Chỉ dẫn kỹ thuật]
(1) Xãi bê tríc kÌ ven biÓn
Ta biết rất rõ là việc xói bờ trớc kè ven biển có một quan hệ chặt chẽ với phản xạ của sóng. Ví dụ Hình T.10.2.1 đã đợc kiến nghị dùng để xác định xói mòn hoặc tích tụ bằng hệ số phản xạ K và thông số (Ho / Lo) (l / d50)sinα, thông số đợc xác định với độ dốc sóng Ho / Lo, đờng kính giữa của trầm tích d50, gradien mái dốc của lớp ốp mặt α (với một đê chắn sóng thẳng đứng α = 90o ) và khoảng cách l từ điểm sóng leo tới trên một mặt cát cân bằng tới vị trí của lớp ốp mặt. Đồ thị chỉ ra rằng khi tất cả các điều kiện khác bằng nhau, nên làm mặt trớc của lớp ốp mặt nghiêng chống lại xói bãi biển trớc lớp ốp mặt
(a) TriÒu cêng
(b) Triều kiệt
TÝch tô
Di chuyển cát về phía bờ ThÊm níc
Mặt nớc ngầm
Xói mòn
Dòng nớc chảy ra
TÝch tô Mặt nớc ngầm
Di chuyển cát về phía biển
(2) Xói cục bộ xung quanh đê chắn sóng (a) Xói trong vùng sóng vỗ
1) Xói cục bộ ở đầu đê chắn sóng
Hình T.10.2.2 cho các điều kiện xói cục bộ xung quanh một đầu đê chắn sóng, do Tamaka phân tích. Chiều sâu xói lớn nhất đợc tìm thấy gần bằng chiều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất (H1/3)max trong thời gian 15 ngày trớc thời gian đo đạc. Ngoài ra, Hình T.10.2.3 cho mối quan hệ giữa chiều sâu nớc xung quanh một đầu đê chắn sóng và chiều sâu xói. Chiều sâu xói lớn nhất khi chiều sâu nớc ở đầu đê chắn sóng bằng khoảng từ 3m tới 5m (vùng sóng vỡ)
2) Xói dọc theo đờng mặt cuả đê chắn sóng
Hình T.10.2.4 cho biết quan hệ giữa chiều sâu xói dọc theo đờng mặt của một đê chắn sóng và chiều sâu nớc, dựa theo dữ liệu hiện trờng của một bến cảng lớn. Đờng cong liền trong hình cho biết độ sâu xói trong đoạn đê phía nam, đê này hớng xiên với đờng bờ. Tuyến đê chắn sóng phía nam chuyển từ vuông góc thành xiên với đờng bờ ở chiều sâu nớc khoảng
Cảng Káhima
Hình T.10.2.1. Các điều kiện ngỡng giữa xói mòn và tÝch tô phÝa tríc kÌ ven biÓn
Xói mòn TÝch tô
Hình T.10.2.2. Quan hệ giữa chiều sâu xói tại đầu đê chắn sóng và chiều cao sóng
có ý nghĩa lớn nhất trong 15 ngày trớc
Chiều sâu xói (m) Chiều sâu xói d (m)Chỉ dẫn
Quan hệ với (H1/3)max trong 15 ngày trớc
Chiều sâu nớc quanh đầu đê chắn sóng h(m)
Hình T.10.2.3. Quan hệ giữa chiều sâu xói xung quanh đầu đê chắn sóng và chiều sâu nớc
Đê Tây
Đê trong
Đê Đông
Cảng Niigata Ne
Đê Bắc
Đê trong
Đê Nam
Đê Tây
Đê trong
Đê Nam mới
Cảng Kanizawa
Cảng Akita Cảng Mikuni
Đê
7m. Ta có thể thấy chiều sâu xói lớn nhất tại điểm uốn này và dần dần giảm đi khi nó chuyển ra khơi. Chiều sâu xói dọc các đoạn đê chắn sóng vuông góc với đờng bờ đợc thể hiện với đờng cong đứt đoạn. Nó đạt tới giá trị lớn nhất ở điểm chiều sâu nớc khoảng 2m và giảm đi khi chiều sâu nớc nông hơn hoặc sâu hơn điểm này. Vì trí chiều sâu xói lớn nhất t-
ơng ứng với vị trí có bãi ngầm dọc bờ.
Hình T.10.2.4. Quan hệ giữa chiều sâu xói và chiều sâu nớc (b) Xói trong chế độ sóng đứng
Chiều sâu xói ở phá trớc một tờng thẳng đứng có xu hớng giảm đi khi chiều sâu nớc phía trớc tăng lên và điệu kiện sóng chuyển sang chế độ sóng đứng. Trờng hợp đê chắn sóng kiểu hỗn hợp, chân của lăng thể đá hộc nằm hơi xa mặt phản xạ sóng của đoạn thẳng đứng, vấn đề xói ở chân lăng thể đá do sóng đứng gây ra đôi khi trở thành một vấn đề. Irie và các cộng sự đã tiến hành các thí nghiệm liên quan đến loại xói này và làm nổi bật các vấn đề sau đây :
1) Thông số cơ bản là Ub/w ,tỷ số của vận tốc nằm ngang lớn nhất của các hạt nớc ở đáy do các sóng tới Ub với vận tốc lắng của bùn cát w. Khi Ub/w > 10, bùn cát sẽ chuyển động từ điểm nút và bồi sẽ xẩy ra ở bụng sóng (xói kiểu L). Khi Ub/w < 10, hiện tợng ngợc lại (xói kiểu N) sẽ xẩy ra (xem Hình T.10.2.6. Xói kiểu L là hiện tợng mà bồi lấp xẩy ra ở bụng sóng còn xói xẩy ra ở điểm nút, còn xói kiểu N là hiện tợng ngợc lại, xói ở bụng sóng còn bồi ở điểm nút
Hình T.10.2.6 Sơ đồ xói do sóng đứng
2) Có nhiều giai đoạn ở hiện trờng mà Ub/w > 10, và nói chung xói ở điểm nút của sóng đứng là chủ yếu. Bình thờng, do chân lăng thể đá nằm cách mặt thẳng đứng một khoảng cách chừng 1/4 chiều dài sóng, xói và lún sụt của lăng thể đá hộc đê chắn sóng sẽ xẩy ra ở chân đê, còn bùn cát sẽ chuyển động về vị trí của bụng sóng ở cách mặt thẳng đứng một nửa chiều dài sóng
ChiÒu s©u xãi (m)
ChiÒu s©u níc (m)
Các đoạn thẳng đứng của đê chắn sóng phĩa Bắc và đê chắn sóng phía Nam
Đoạn mái dốc đê chắn sóng phía Nam
®iÓm nót
Bông sãng Xãi kiÓu N
Xãi kiÓu L Lăng thể đá
Đê chắn sóng