- Chân kè lấp bao tải cát và phủ lớp mặt bằng rọ đá nhằm chống tác động của dòng chảy và chống tác động của khai thác cát gần bờ.
4.2.2. Thiết kế sơ bộ công trình bảo vệ bờ cho 1 đoạn sông
4.2.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế
- Cấp công trình : Công trình cấp III
- Theo TCXDVN 285:2002 hệ số an toàn ổn định chống trượt: + Điều kiện làm việc bình thường: 1,15
+ Điều kiện làm việc bất thường: 1,05 - Mực nước tính toán:
+ Tần suất mực nước tính toán lớn nhất: P5% = +1,974 m + Tần suất mực nước tính toán thấp nhất: P95% = -0,80 m
4.2.2.2. Xác định cao trình cơ bản
Cao trình đỉnh kè: Xác định dựa trên các tiêu chí:
- Phù hợp với cao độ mặt bằng được định hướng của khu vực. - Không bị ngập do mực nước triều và sóng gây nên.
Cao trình đỉnh kè được xác định theo công thức:
∆đỉnh = MNmax5% + ∆h + hsl + a Trong đó:
- MNmax5% = 1,974 m, là mực nước tính toán tần suất 5% - ∆h: Độ dềnh do gió gây ra; hsl: Chiều cao sóng leo. - a: Chiều cao an toàn, lấy bằng 0,1 m.
Thay các trị số vào ta có:
∆đỉnh = 1,974+0,026+0,45+0,1= 2,55 m. Chọn cao trình đỉnh kè +2,55 m.
Cao trình chân kè
Cao trình chân kè được xác định bằng mực nước thấp nhất ứng với tần suất 95% cộng thêm 0,5m. Đối với kè bảo vệ bờ sông Hậu khu vực cù lao Tân Lộc mực nước thấp nhất ứng với tần suất 95% là -0,8, như vậy cao trình chân kè là -0,30.
75
4.2.2.3. Tính toán đường kính viên đá bảo vệ mái
Tính toán theo tác động của dòng chảy
Đường kính viên đá trường hợp thả rời dưới tác động của dòng chảy theo TCVN 8419-2010 được xác định theo công thức:
36. . 0 14 . 0 45 , 5 . h d K U = η Trong đó: - η là hệ số ổn định cho phép [η] = 1,1;
- U là lưu tốc bình quân thủy trực lớn nhất thực đo (U = 1,5 m/s);
- 2 0 2 2 2 0 2 1 sin 1 cos m m m m m K + + + − = θ θ
- h là chiều sâu dòng chảy; - d là đường kính viên đá; - m là hệ số mái dốc;
- m0 là hệ số mái tự nhiên của đá thả rời trong nước;
- θ là góc hợp bởi đường mép nước và hình chiếu hướng chảy của dòng
nước trên mái dốc (θ = 100).
Thay các số liệu vào công thức trên ta có: Khi h = 2 ÷10 m (ứng với vị trí chân kè và vị trí xa nhất), m = 4, m0 = 1,5; đường kính viên đá tính được là d<0,10 m. Như vậy, đường kính viên đá chọn d= 10 ÷ 20 cm bảo đảm ổn định. Tính toán theo tác động của sóng
Theo TCVN 8419-2010, để chống tác động của sóng, đường kính viên đá tính theo công thức: γ γ γ λ η − = d s h d d 3 0 Trong đó: - d là đường kính viên đá (m). - η là hệ số ổn định, lấy 1,3.
76
- d0 là hệ số phụ thuộc vào mái dốc thân kè. Với m=3 ta lấy d0 = 0,11.
- hs là chiều cao sóng (m): hs = 0,0208W 5/4D1/3.
Với vận tốc gió W = 30 m/s; đà gió D = 0,5 km; tính được hs=1,16 m.
- λ là tỷ số chiều dài và chiều cao sóng.
- γd, γ là tỷ trọng của đá và nước.
Thay vào công thức trên tính được d = 0,14 m. Như vậy dùng đá hộc 20cm*30cm để lát mái sẽ bảo đảm an toàn. Tuy nhiên để đảm bảo tính liên kết của vật liệu bảo vệ mái, đảm bảo an toàn cho công trình, kiến nghị dùng thảm đá và tấm lát bê tông có kích thước lớn để bảo vệ mái sông.
4.2.2.4. Kết cấu kè bảo vệ đoạn đầu cù lao Tân Lộc
Sơ bộ đề xuất phương án kết cầu kè đầu cù lao Tân Lộc được trình bày ở Hình 4-68.
Hình 4-68: Cắt ngang công trình kè bảo vệ bờ sông phía đầu cù lao Tân Lộc
- Phần đỉnh kè: là dầm đỉnh bê tông cốt thép, lan can, trụ lan can, bồn hoa và vỉa hè dành cho người đi bộ. Dầm đỉnh kè được đặt trên móng cọc tràm dài 4,5m mật độ 25 cọc/m2
- Phần mái kè từ đỉnh kè đến cơ kè: Được lắp bằng cấu kiện bê tông tự chèn dày 18cm, bên dưới là lớp đá dăm 1x2 dày 10cm, lớp vải lọc, tạo mái dốc ổn định m = 2,0.
77
- Phần chân kè: Tại cơ kè (cao trình -0,3m) được bố trí dầm BTCT M250, kích thước dầm 50x50(cm) đổ tại chỗ trên hàng cọc tràm dài 4,5m , mật độ 25 cọc/m2. Phần chân kè từ cao trình -0,30 m trở xuống được thả bao tải cát tạo mái m = 2,5 và được bảo vệ chống xói bằng một lớp thảm đá bọc PVC kích thước (10x3x0,3) m dày thả trong nước trên lớp vải địa kỹ thuật tương đương TS65 đến vị trí mái bờ sông tự nhiên có mái dốc m = 4 trở lên.
4.2.2.5. Tính toán ổn định kè
Sử dụng phần mềm SLOPE của công ty GEO - Slope international Ltd – Canada để tính toán ổn định sơ bộ cho công trình.
Kết quả tính toán hệ số ổn định: K = 1,339 > [K] = 1,15.
Hình 4-69: Kết quả tính ổn định trường hợp hiện trạng - chưa có công trình
78