CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ỐNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT VÀO XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KÈ NGẦM GIẢM SÓNG, TẠO BÃI BẢO VỆ BỜ BIỂN MŨI RẢNH TỈNH KIÊN GIANG
4.6 Tính toán ổn định kè ngầm giảm sóng
4.6.4 Tính toán ổn định chống trượt và chống lật
Theo tiêu chuẩn “Hướng dẫn thiết kế đê biển” 14 TCN 130-2002, khả năng chống lật của công trình được xác định như sau:
0
0 MR
=Μ Κ Trong đó:
Đề tài : Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ống vải địa kỹ thuật vào xây dựng công trình kè ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển Mũi Rảnh, tỉnh Kiên Giang
- K0: Hệ số an toàn chống lật, đối với công trình cấp IV, tổ hợp kiểm tra cần thỏa mãn điều kiện K0>1,4;
- MR: Momen chống lật đối với mép sau của mặt tính toán (khi đỉnh sóng chạm thành) hoặc mép trước của mặt tính toán (khi chân sóng chạm thành).
- M0 : Momen lật đối với mép sau hoặc mép trước của mặt tính toán, trong đó bao gồm cả momen do lực đẩy nổi của sóng gây ra.
Trong trường hợp này, các lực gây lật và lực chống lật được gây ra bởi áp lực do sóng tác dụng lên công trình kè ngầm;
Hình 4-11 Các biểu đồ áp lực sóng lên một đoạn tường ngầm cản sóng
Đối với công trình kè ngầm Mũi Rảnh, do độ dốc đáy tại vị trí công trình i ≤ 0,04 nên các giá trị P1, P2, P3được xác định theo các công thức sau:
- Tại độ sâu a1: p1 = ζg (a1 - a4) khi a1 < a2 và p1 = p2 khi a1 > a2
- Tại độ sâu a2: 4
1
2 0,015 0,03 ga
h a h h
gH L
p ζ s s −ζ
+ −
=
- Tại độ sâu a3 = h: P3 = KWP2
Trong đó:
Đề tài : Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ống vải địa kỹ thuật vào xây dựng công trình kè ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển Mũi Rảnh, tỉnh Kiên Giang
- a1 =2,06-2=0,06m: Độ sâu từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán, m ; - a2 = 0,18m: Độ sâu từ mực nước tính toán đến chân sóng (m), lấy theo
bảng (E-3) trong 14 TCN 130-2002;
- KW =0,83: Hệ số, lấy theo bảng (E-4) trong 14 TCN 130-2002;
- a4 = -0,14m : Độ sâu từ mặt nước sau đê chắn sóng ngập đến mặt nước tính toán(m), xác định theo công thức: a4 = - kth (a1- a5) - a1
- kth =0,72 : Hệ số, lấy theo bảng (E-3) trong 14 TCN 130-2002;
- a5 =0,17m : Độ sâu từ lưng sóng trước đê chắn sóng ngập nước đến mực nước tính toán (m), lấy theo bảng (E-3) trong 14 TCN 130-2002;
- ζ : Hệ số sóng vỡ. Điều kiện để công trình bị tác dụng của sóng vỡ là dS≤1,3H, với dS là độ sâu mực nước thiết kế và H là chiều cao sóng thiết kế. Tại vị trí công trình ta có dS=2,06m và H=1,08m. Do dS=2,06>1,3H=1,4 nên ta không xét đến giá trị hệ số sóng vỡ. Chọn ζ=1,0.
Thay vào công thức, các giá trị tính toán như sau:
- P1= 1,96 KN = 0,196 T.
- P2 = 3,21 KN = 0,321 T.
- P3 = 2,66 KN = 0,266 T
Tính toán các giá trị moment gây lật và chống lật:
- MR=∑Pi*li=G*(6,594/2)+P1*(6,594/2) = 85,7 T.m - M0=∑P0*l0=P2*1,88+P3*(6,594/2) = 1,48 T.m Trong đó:
- G: trọng lượng bản thân túi Geotube (T)
- li và l0 : cánh tay đòn đến các điểm đặt lực chống lật và gây lật (m)
Đề tài : Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ống vải địa kỹ thuật vào xây dựng công trình kè ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển Mũi Rảnh, tỉnh Kiên Giang
Thay vào công thức tính tính hệ số an toàn chống lật ta có K0 = 57,9>1,4.
Vậy công trình đảm bảo về điều kiện chống lật.
4.6.4.2 Tính toán ổn định chống trượt
Theo tiêu chuẩn “Hướng dẫn thiết kế đê biển” 14 TCN 130-2002, khả năng chống trượt cho công trình được xác định theo công thức sau:
P f
s G
= . Κ
Trong đó:
- Ks : Hệ số an toàn chống trượt, đối với công trình cấp IV, tổ hợp kiểm tra cần thỏa mãn điều kiện KS>1,1;
- G: Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt tính toán, bao gồm cả lực đẩy nổi của sóng (G=P1+Gs-P3);
- P: Hợp lực phương ngang trên mặt phẳng tính toán (P=P2);
- f: Hệ số ma sát trên mặt tính toán, đối với đất nền là sét và á sét f=0,30÷0,45, để thiên về an toàn ta chọn f=0,30.
Thay các giá trị P1,P2, P3 và trọng lượng bản thân công trình G đã tính trong phần tính toán ổn định lật trên vào công thức trên ta có KS= 11,99>1,1.
Vậy công trình đảm bảo điều kiện chống trượt.
Tóm tắt qui mô công trình kè ngầm giảm sóng:
- Chiều dài tuyến: 2,95km - Cao trình đỉnh: +1,00m - Cao trình đáy kè: -0,50m - Chiều cao kè: H = 2,5m - Tuyến kè cách bờ: 90m - Số đoạn đê ngầm: 17 đoạn
Đề tài : Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ống vải địa kỹ thuật vào xây dựng công trình kè ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển Mũi Rảnh, tỉnh Kiên Giang
- Một đoạn kè dài: 180m
- Cửa kè (khoảng cách giữa 2 đoạn kè): 50m
- Sử dụng túi vải địa kỹ thuật GT 1000, lực căng lớn nhất 160kN/m - Vật liệu lấp đầy ống là đất đào tại chỗ, lấp đầy ống bằng máy đào.
Hình 4-12. Sơ đồ bố trí kè ngầm Mũi Rảnh