Kết cấu bảo vệ chõn cụng trỡnh là lớp đỏ phụ thờm trờn bói biển hoặc mặt đất phớa trước chõn cụng trỡnh nhằm hạn chế xúi lở bói tại đú gõy ra do dũng và súng. Cỏc nhõn tố ảnh hưởng đến mức khẳ năng xuất hiện hố xúi bao gồm súng vỡ (đặc biệt khi gần chõn cụng trỡnh), súng leo và súng rỳt, súng phản xạ, dũng ven bờ, dũng rỳt và phõn bố kớch thước hạt của cỏt bói biển.
Sựổn định chõn cụng trỡnh là thiết yếu vỡ chõn cụng trỡnh hư hỏng sẽ dẫn đến hư hỏng của cỏc kết cõu phớa trờn và hư hỏng toàn bộ cụng trỡnh. Hiện tượng xúi là quỏ trỡnh phức tạp. Hiện tại chưa cú cỏc hướng dẫn chi tiết cụ thể đối với việc chống xúi chõn cụng trỡnh. Thiết kế kết cấu chõn được dựa trờn quan trắc nguyờn hỡnh hoặc theo thực nghiệm cú được từ kết quả thớ nghiệm mụ hỡnh. Một số qui tắc và chỉđịnh chung trong thiết kế kết cấu bảo vệ chõn cụng trỡnh được đưa ra trong SPM (1984).
Phương phỏp của Hales & Houston (1983):
Kớch thước cấu kiện/ khối đỏ của kết cấu bảo chõn dưới tỏc dụng của súng cú thểđược ước tớnh sơ bộ bằng cỏc cụng thức về bảo vệ mỏi, đối với những mỏi dốc thoải (1:10)
và sử dụng chiều cao súng cục bộ. Hales và Houston (1983) đó nghiờn cứu cỏch xỏc định độ ổn định tầng đỏ đổ phủ bói phớa trước chõn cụng trỡnh cú độ dốc bằng 1:25. Cỏc tỏc giảđó thử nghiệm với cỏc con súng đều nhằm xỏc định ra điều kiện súng vừa đủđể cỏc viờn đỏ đảm bảo ổn định. Dựa vào cỏc điều kiện này, cụng thức sau đó được thiết lập: 2 / 3 2 / 3 2/ 3 (17.5 28.5) p 20 p 20 p b n s s s B B B H D L L T gh ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = ữ ⎜ ⎟ ≈ ⎜ ⎟ ≈ ⎜⎜ ⎟⎟ Δ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
(hệ số 17.5 dựng khi thiờn về an toàn) Trong đú
Hb là chiều cao súng vỡ (≈ 0.78 h,đối với súng đều)
Bp là chiều rộng kộo dài về phớa biển của kết cấu bảo vệ
Ls là chiều dài súng cục bộ, tại vị trớ trước chõn cụng trỡnh, chiều dài này cú thể xỏc định theo phương trỡnh súng nước nụng, Ls=Tã(ghs)0.5
hs là độ sõu nước cục bộ.
Cụng thức này cho thấy cú thể giảm đường kớnh viờn đỏ, Dn, khi tăng chiều rộng bảo vệ, Bp.
Phưong phỏp của Van der Meer (1995)
Nếu như đỏ của kết cấu bảo vệ chõn chõn cụng trỡnh cú cựng kớch thước như đỏ sử dụng cho kết cấu bảo vệ mỏi, chõn cụng trỡnh sẽ luụn ổn định. Tuy vậy, trong phần lớn cỏc trường hợp, vỡ điều kiện kinh tế thường người thiết kế muốn giảm kớch thước đỏ sử dụng cho kết cấu bảo vệ chõn cụng trỡnh. Một quan hệđơn giản nhất là giả sử rằng nếu sốổn định H/ΔD50 liờn quan đến độ sõu tương đối ht /h trong đú ht là độ sõu của chõn cụng trỡnh dưới mực nước tĩnh và h là độ sõu ngay trước chõn cụng trỡnh. CICIA/CUR 154 (1991) và Van der Meer (1993) đó thử quan hệ này bằng một số thớ nghiệm tại Viện Thuỷ lực Delft (WL Delft) và Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI). Sau đú Gerding (1993) đó tiến hành cỏc thớ nghiệm mụ hỡnh võt lớ tỉ lệ nhỏ về vấn đề ổn định của kết cấu bảo vệ chõn cụng trỡnh. Một trong những kết luận rỳt ra từ những nghiờn cứu trờn là độ dốc của súng khụng cú ảnh hưởng đến ổn định viờn đỏ tại chõn. Van der Meer và nnk. (1995) đó đưa ra một cụng thức cải tiến liờn quan đến ổn định viờn đỏ tại chõn cụng trỡnh, trong đú độ sõu tại chõn được cho bởi ht /Dn50. Vỡ Dn50 cũng xuất hiện trong hệ số ổn định Hs/∆Dn50, cuối cựng người ta đó nhận thấy rằng đối với những kết cấu chõn đặt sõu hơn, kết quả tớnh toỏn ớch thước đỏ là phi thực (xem Pilarczyk 1998). Do đú, kết quả nghiờn cứu của Gerding được phõn tớch lại. Hỡnh 6-10 là số liệu của Gerding cựng với cụng thức thiết kế. Nú gần giống với cụng thức ban đầu của Van der Meer (1993), nhưng dựa trờn kết quả tại nhiều điểm đo hơn. Cụng thức ổn định chõn cụng trỡnh hiện được viết lại như sau: 7 . 2 15 . 0 50 ) ( 2 . 6 2 * h h N D H t od n s = + Δ − Phạm vi ứng dụng của cụng thức : 0.4 < ht/h < 0.9 và 3< ht/Dn50 < 25.
Hỡnh 6-10 Cỏc số liệu thực đo làm cơ sở cho cụng thức Van der Meer
Cần chỳ ý rằng mức độ an toàn trong thiết kế kết cấu bảo vệ chõn (bề rộng và kớch thước của cỏc cấu kiện bảo vệ) phụ thuộc vào độ chớnh xỏc của phương phỏp được sử dụng đểước đoỏn tỏc động của súng và dũng chảy và để tớnh toỏn chiều sõu hố xúi tối đa. Đối với mỗi dự ỏn, nghiờn cứu chi tiết về xúi bói tự nhiờn hay xúi cục bộ trước chõn cụng trỡnh cần được xem xột kỹ thụng qua tham khảo cỏc trường hợp cụng trỡnh tương tự cú sẵn hoặc thử nghiệm trờn mụ hỡnh tỉ lệ lớn trước khi quyết định thiết kế cuối cựng. Trong mọi trường hợp, kinh nghiệm và sự phỏn đoỏn dựa theo kiến thức lũy tớch sẽđúng vai trũ quan trọng trong việc ỏp dụng cỏc qui tắc thiết kế này.