Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp khoa học công nghệ đảm bảo sự ổn định và độ bền của đê biển hiện có trong trường hợp sóng, triều cường tràn qua đê thuyết minh thiết kế mẫu đê biển tràn nước cho vùng nghiên

Can cii vao quySt djnh s6 2801/QD - BKHCN ngay 26/11/2007 cua Bp truong Bp KHCN ve vi& phS duyet kinh phi di tai cap nha nuoc "Nghien ciiu ca sa khoa hpc va de xuSt cac giai phap khoa hp

(16^

BO KHOA HOC VA CONG NGHE

CHUONG TRINH KHCN CAP NHA NUOC KC 08/06-10

B6 TAI: "Nghien ciru co sd khoa hpc vd de xuat cdc gidiphdp

khoa hpc cong nghe bdo ddm su on dinh vd do ben ctia de Men Men cd trong trirdng Itpp sdng, trieu cudng trdn qua de"

Ma so: KC08.15/06-10

THUYET MINH THI^T Kl^

M A U D E B I ^ N TRAN NLTaC CHO VUNG NGHIEN CLCU TRONG DlfiM

OE BifiN GIAO THUY - NAM DINH

CCT quan chu tri: Tru'ang Dai hoc Thuy Igi

Chu nhiem 6% tai: GS.TS Ngo Tri Vieng

Ha noi, 2010

BO KHOA HOC VA CONG NGHE

CHirONG TRINH KHCN CAP NHA NlTdC KC 08/06-10

Dfe TAI: 'Nghien cuu cff sd khoa hpc vd di xudt cdc giaiphdp

khoa hpc cong nghi bao dam sfr dn dfnh vd dd bin ciia de bien hi$n CO trong trtr&ng hffp sdng, triiu cwcmg trdn qua de"

Ma s6: KC08.15/06-10

THUYET MINH THlfeT YVt

MAU Qt B\tU IRAN Ny^^C CHO VONG NGHIEN CCTU TRQNG DI^M

DE BI^N GIAO THUV - NAM CINH

CHU NHIEM DE TAI

MUC LUC:

Chiromgl 2 TONG QUAT 2 1.1 NHtJNG CAN ClTDE LAP THIET KE CO S 6 2

1.2 CAC D 6 I TUONG LAP THifiT KE CO SO 3

Chinmg2 4 CAC TAI LIEU D U N G TRONG THIET KE 4

2.1 TAI L I j U DIA HINH 4

2.2 TAI LIEU DIA CHAT 4

1 Cac chi tieu ca ly ciia dSt nSn: 4

2 Vat lieu xay dung 11

Chiixrag3 12 GIAI PHAP KY THUi^T NANG CAP BE 12

3.1 CAC CHi TIEU THifiT KE 12

3.2 TINH TOAN XAC DJNH CAO TRINH DINH DE 12

1 Xac dinh mirc nuijc bi6n tinh toan 12

2 Mirc nirac dang do bSo 13

3 Gio va da gio thiit ke: 13

4 Tinh toan song t i gio thiet Ice: 14

5 Xac dinh chiSu cao song leo tren mai ke: 15

6 Ket qua tinh toan cao trinh dinh de 16

3.3 TINH TOAN KET CAU LAT MAI KE 16

1 Tinh toan trong lirgng cau kien phii mai: 16

2 Tinh toan thilt kS chan khay: 18

3 Thi6t k6 lop loc: 19

3.4 KlfiM TRA ON DJNH MAI DE PHIA DONG VA PHIA BIEN 20

C H U O W G I V : KJfcT L U ^ & KIEN NGHI 22

4.IKETLUAN: 22 4.2 KIEN NGHI: 22

Chinnig I TINH HINH CHUNG 1.1 NHtTNG CAN C i r DE LAP THIET KE CO S 6

1) Cac van han phap guy chinh

Can cu quydt dinh s6 1562/QD-BKHCN ngay 2/8/2007 cua Bp truong B5

KHCN vS viec to chiic cac ca nhan trung tuygn chu tri di tai thupe ehuang trinh

"Khoa hpc va cong ngh$ phuc vu phong tranh thien tai, b4o ve moi truong va su dung hop ly tai nguyen thien nhien"

Can cii vao quySt djnh s6 2801/QD - BKHCN ngay 26/11/2007 cua Bp truong

Bp KHCN ve vi& phS duyet kinh phi di tai cap nha nuoc "Nghien ciiu ca sa khoa hpc va de xuSt cac giai phap khoa hpc cong nghe bao dam sir 5n dinh va dp b6n ciia

de bien hien co trong truong hpp song, tri6u cudng tran qua de"

can cu vao hpp dSng nghien ciiu Ithoa hpc va phat trien cong nghe ngay 15

thang 12 nam 2007 giQa ban chu nhiem Si tai vai chil nhiem dS muc, don vi khao sat

thupe truong Dai hoc Thuy lai da tien hanh khoan khao sat ngoai hien truong, lay man thi nghiem eac ehi tieu co ly va t6ng hpp viet bao cao danh gia hien trang de tai khu vuc de biSn huyen Giao thtiy tinh Nam dinh

2) Cac tiSu chuan guv pham ap dung

- Nghi dinh 209/2004/ND-CP ngay 16/12/2004 ciia chinh phu vi quan ly cac du

an diu tu xay dimg cong trinh

- Nghi djnh 99/2007/ND-CP ngay 03/06/2007 ctia chinh phu vi quan ly chi phi

dSu tu xay dung cong trinh

Bang thSng ke cac tien chuan, quy pham sa dung trong thilt kl

Thanh phan, kh6i luong khao sat dia hinh cong trinh dS dieu Thanh phin, ldi6i lupng khao sat dia chat trong cac giai doan lap du 4n va thiet ke c6ng trinh Thuy Igi

Thanh phin, n6i dung ISp b4o cao diu tu, dir an diu tu va bao eao kinh t l , ky thuat eae du an thuy Igi

C6ng trinh Tliiiy loi - C4c quy dinh chu ylu v l thiet k l Quy pham phan cap dS

De tai NCKH cip nha nude KC08 -15/06 -10

Chu-ong 2 CAC TAI LIEU DUNG TRONG THIET KE

2.1 TAI LIEU BIA HINH

Tai li?u khao sat dia hinh do ve gSm: mat bang, cat ngang tuyIn de

- Tai lieu khao sat dia hmh khu vuc du an thirc hien thang 03/2008 2.2 TAI L l f U B U CHAT

2.2.1 Cac chi tieu c<r ly ciia dat nen :

Tir ket qua khoan khao sat dia chit ngoai thirc dia va thi nghiem mlu trong phong dia ting khu virc nghien ciiu trong pham vi chiiu sau khoan khao sat tit tren xuong duoi nhu sau:

/ Larp la: Cdt

Cat hat nho, mau sang, ket cau chat, trang thai bao hoa nuac Lop nay chii yeu phan bo tron dien hep va chi gap tai cac h6 khoan HKI, HK4, HK7, nim a phia bien Ngu6n goc honh thanh la b6i tu tre 6 chon de phia biin Lop cat co

be day 0,9-l,5m Khong lly mau thi nghiem tai lap nay

2 Ldp 1: Bat dip

Dat dap thon de thanh phan la cat, cat pha mau xam den, xam sang, ket cau chat, doi cho chiia chat hiiu co, v6 so, v6 hin Day la lop co he so thim kha Ion, nen khong co kha nang chong tham tot cho de Lop co bl day trung binh

4,0-4,5m Lop nay gap a tat ca cac ho khoan a dinh de Lop nay tien hanh lly

mau thi nghiem tai cac ho khoan Ket qua phan tich cac tinh chat co ly cua lop

1 cho gia tri trung binh dugc trinh bay trong bang 2-1

TM Thilt ke mau de bien tran nuac cho vung trpng diem Nam Dinh (Giao Thuy)

De tai NCKH cip nha nuac KC08 -15/06 -10

Bang 2-1: Gid tri trung binh ctic chi tieu ca ly cua cdc lap ddi 1

0.1-0.25 0.25-0.5 0.5-2.0 San soi 2.0-5.0

5.0-10.0 Giai h ^ chay, %

Giai han deo, %

Chi so dec, %

Dp set

Dp am tu nhien, %

Khoi lupng the tich, g/cm'

Kh6i lupng the tich kho, g/cm^

Ty trpng

He so rong

D6 rong, %

Dp bao hoa,%

Luc dinh dan vi, kG/cm^

Goc ma sat trong, dp

He si nen liin, cm^/kG

He s6 thim, (cm/s)

L&p1

11.4 7.5 13.3 22.1 30.7 14.1 1.0 1.0

30.9 19.9 8.80 0.54 20.46 1.84 1.53 2.68 0.75 42.91 71.77 0.11 18P48' 0.092

1.1x10""

3 Ldp lb Bat set pha, trang thai deo mem din deo chay

Dat set pha mau xam nsiu, xam hang, xam den, ket cau kem chat, trang thai deo mem den dec chay Lop co chiiu day tii 0,30m den 2,0m Ket qua phan tich cac tinh chit co ly cua lap lb cho gia tri tnmg binh dugc trinh bay trong bang 2-2

Bang 2-2: Gid tri trung binh cdc chi tieu ca ly cua cdc lap dat lb

Gioi han deo, %

Chi so dec, %

Dpsft

Dp im tu nhien, %

Khii lugng thi tich, g/cm'

Khii lupng thi tich kho, g/cm'

Ty ttpng

HS so rSng

DO rSng, %

DO bao hoa,%

Luc dinh don vi, kG/cm^

Goc ma sat trong, dp

He s6 nen liln, cm^/kG

HpslthSm, (cm/s)

Lcrplb

26.0 14.3 22.7 13.3 22.7 1.0

39.7 24.2 15.8 0.53 32.5 1.86 1.41 2.71 0.93 48.1 94.8 0.16 13°22' 0.123 4.1x10''

4 Ldp 2: Bat cdt pha, bao hoa nu&c

Day la lop cat pha mau xam den, xam h6ng, kit ciu chat, trang thai bao hoa nuac Lop nay chi gap a cac h6 khoan HKI den HK9, lop co be day trung binh tir 5,0m-6,6m Ket qua phan tich cac tinh chat co ly cua lop 2 cho gia tri trung binh dugc trinh bay trong bang 2-3

Bang 2-3: Gid tri trung binh cdc chi tieu ca ly ciia cdc lap dat 2

Ten chi ti€u

Thanh phan hat

Set <0.005

Bui 0.005-0.01

0.01-0.05 Cat 0.05-0.1

0.1-0.25 0.25-0.5 0.5-2.0 San soi 2.0-5.0

5.0-10.0 Gioi han chay, %

Gioi han deo, %

Chi s6 deo, %

D0s6t

DO am tir nhi6n, %

KhOi lupng thS ticli, g/cm^

Kh6i lupng thi tich kho, g/cm'

Ty trpng

HI s6 rOng

DO r§ng, %

DO bao hoa,%

Luc dinh don vj, kG/cm^

Goc ma sat trong, dO

- - - - -

-20.4 1.84 1.52 2.67 0.75 42.9 72.3 0.06 20°^2' 0.095 1.69x10-'

De tai NCKH cip nha nuoc KC08 -15/06 - 10

5 L&p 3: Cdt hgt min

Lop nay nam dtioi lop 2 co bl day tuong doi Ion, lop co thanh phin la cat hat min mau xam xanh, xam den, xam sang, kit cau chat, trang thai bao hoa niTCTC chiia huu co Lop nay gap a cac h6 khoan HKIO din HK30, trong lop nay doi ch§ xen kep thiu kinh la set hat bui voi be day tir 0,7m-l,5m Kit qua phan tich cac tinh chat ca ly cua lop 3 cho gia tri trung binh duac trinh bay trong bang 2-4

Bang 2-4: Gid tri trung binh cdc chi tieu ca ly cua cdc lop dat 3

0.1-0.25 0.25-0.5 0.5-2.0 San soi 2.0-5.0

5.0-10.0 Gioi han chay, %

Gidi han deo, %

Chi so deo, %

DO set

DO 3m tu nhiOn, %

Kh6i lupng thO tich, g/cm^

KhOi lupng the tich kho, g/cm^

Ty trpng

HO so rSng lan nhat

HO sd tSng nho nhat

Giic nghi khi khu

NgOc nghi Idii udt

Ldp 3

6.50

22.8

418 26.5 2.0

1.0

2.65 0.993 0.523

33°25' 25°J5-

6 Ldp 4: Sdt mau xom hong, xam ghi trang thdi deo mem den deo chay

Lap nay la lop cuoi cimg tai cac ho khoan trong chieu sau khao sat tir HK10-HK30 Lap co thanh phan la dat set mau xam hong, xam ghi, ket cau kem chat, trang thai deo chay den deo mem doi cho xen kep lop cat mong Ket qua phan tich cac tinh chat ca ly ciia lop 4 cho gia tri trung binh dtrgc trinh bay trong bang 2-5

Bang 2-5: Gid tri trung binh cdc chi tieu ca ly ciia cdc ldp dat 4

Gioi han deo, %

Chi s6 dec, %

Dp set

DO am tu nhien, %

KhOi lupng the tich, g/cm^

KhOi lupng thi tich Idio, g/cm^

53.9 36.3 17.6 0.91 52.3 1.68 1.11 2.65 1.41 58.3 98.6 0.09 6°30' 0.352 1.05x10"'

TM Thiet ki mlu de bien Uan nu6c cho viing trpng di6m Nam Dinh (Giao Thiy)

i ^

7 Ldp S: Cdt pha n$ng

Lop nay la lap cuoi cimg tai cac ho khoan trong chieu sau khao sat gap tai cac ho khoan HK1-HK9 Lap co thanh phan la cat pha nang mau xam den, xam hang, ket cau chat, trang thai bao hoa nuac chiia hilu ca Ket qua phan tich cac tinh chat ca ly ciia lop 5 cho gia tri trung binh dugc trinh bay trong bang 2-6

Bang 2-6: Gid tri trung binh cdc chi tieu ca ly ciia cdc lap dat 5

TOn chi tieu

Thanh phan hat

Set <0.005

Bui 0.005- 0.01

0.01-0.05 Cat 0.05-0.1

0.1-0.25 0.25-0.5 0.5-2.0 San soi 2.0-5.0

5.0-10.0 Gioi han chay, %

Gioi han deo, %

Chi si deo, %

DO set

DO am tu nhien, %

Khii lupng the tich, g/cm^

KhOi lupng the tich kho, g/cm^

21.1 1.84 1.52 2.67 0.76 43.3 73.9

0.09 19f>36' 0.099

1.2x10"*

TM Thilt ke mSu dS biin tran nu6c cho vung trong dilm Nam Dinh (Giao Thiiy)

2.2.2 V^t liOu xay dvng

- Dat dap : tjn dung dat dao va khai thae tai cac doi niii trong tinh

Cae chi tieu vat ly

Gidi han chay WT (%) :36.88

Gidi han deo Wp(%):22.41

Chi s6 deo Wn: 14.47

Dp set B: -0,03

Goc ma sat trong p (dp): 17.12

Luc dinh don vi C(kG/cin2): 0,21

He so thim k^ 2,48.10-6 cm/s

Chirong 3

G L \ I PHAP KY THUAT NANG C A P DE

Vdi tuyen de biin hien tai tihom nghien eim de xuat giai phap cong nghe vdi de

biin Giao Thuy-Nam Dinh la mai dO phia biin vin dung giai phap ke truyen thong

kit hop neo giu tam lat mdi Vdi mdi phia ding sir dung v6 bpe dat c6 phu gia

CONSOLID, chiiu day v6 bpc la 20 cm

3.1 CAC CHI TIEU THIET Ki

- c i p cong trinh : Cip III (Theo TCXD VN 285-2002 khi hiyin de

bao ve dan so 200.000 nguai)

- He so an toan cho phep :[K] = 1,15

- Muc nude trieu thiet ke P = 5%

- Muc nuac dang thiet ke : P = 20%

- Cao trinh dinh de thilt kl chong gio bao cap 10, van toe gio u = 28,4m/s;

- Ket cau bao ve mai dam bao chong gio bao cap 12, u = 36,9m/s

3.2 TINH TOAN XAC B p j H CAO TRINH BINH BE

Theo 14TCN-130-2002 Cao ttuih dinh de biin dupe xae dinh theo cong thii:c:

VM = Zp + H„d + H,, + a (3-1) Trong do:

Zp: Muc nude biin tinh toan

H„d: Cliieu cao nude dang do bao

Hsi: Chieu cao song leo

a = 0,3m: dp cao an toan

1 Xac djnh mirc nude bien tinh toin

u Tinh todn muc nude triiu thiit ki theo 14TCN-130-2002:

Muc nude triiu tinh toan la muc nude tinh toan theo tan suat bao dim tai vi tri

cOng ttinh Theo 14TCN-130-2002 thi tin suit thilt kl P=5% Muc nude img vol

P=5% dupe tinh toan xac dinh tren ca sd phan tich tin suit dam bao muc nude biin

eao nhit nam tai vi tri cOng trinh

Kit qua tinh toan tin suit \j luan muc nuac tram Hdn Dau (phiic lye 1) la:

+2,1 Im

Quy dai tir muc nude P=5% (+2,1 Im) cua tram Hon Dau cho khu vuc du an

dugc tinh toan nhu sau:

Zi% = +2,11 x KTGT = +2,11 x 0,95 = +2,0 m

De tai NCKH cSp nha nude KC08 -15/06 -10

Trong do: KTGT = 0,95: la hO sO triOt giam triOu tinh cho khu v\fc du an Nhu vay muc nude triiu thilt k l : Zs% = +2,0m

2 Mifc nvdc dang do bao

Chieu cao nude dSng vimg biin Hoing Trudng dupe x4c dinh cao dp nude dang ling vdi tin suit xuit hien 20%, vdi dO cip IV Can cir vao s6 liOu d bing C3 - TCN Cliieu cao nude dang do bao ling vdi tan suit 20%, npi suy xac dinh dugc Hndp=20%^ 1,35 m

3 Gio va di gid thiet ke:

C i p l cap 2 Cip 3 Cip 4 cip 5

c i p 6 Cip 7 cap 8 Cip 9

c i p 10 Cip 11 Cip 12 Cip 13 Cip 14 Cip 15

c i p 16 Cip 17

V^n tic gid (m/s) 0-0,2 0,3-1,5 1,6-3,3 3,4-5,4 5,5-7,9 8-10,7 10,8-13,8 13,9-17,1 17,2-20,7 20,8-24,4 24,5-28,4 28,5-32,6 32,7-36,9 37-41,4 41,5-46,1 46,2-50,9 51-56 56-61,2

c i p song ( m)

0,1 0,2 0,6

1

2

3

4 5,5

7

9 11,5

14

- Vori gio cap 10 tinh toan u =28,4m/s

- Vdi gio cap 12 tinh toan u =36,9m/s

4 Tinh toin sdng tir gid thilt ke:

Phuong phap tinh toan sau day ciia Bretscheider dupe dua ra dua tren gia thiet

la sdng sinh ra do gio trong khu vuc trong dieu kiOn bao tiiiet ke DiOu nay dung vdi cac do nim trong khu vuc chiu anh hudng trite tiep trOn hudng gid thoi

Hs - chiiu eao sdng tmh toan (m)

Tp - chu ky dinh sdng tinh toan (sec)

D - da gid thilt ke (m)

h - dd sau nude trung binh cua khu vuc ngay tai chan cong trinh (m)

h = 1,7 + 1,35 - (-0,5) = 3,55m (cao dp tu nhien ngay tai chan c5ng trmh, vi tri sSu nhat - 0,50m)

u - van toe gid thiet ke (m/s)

Thay vao (2-2), (2-3) & (2-4) Tir dd tinh dugc:

Hs; Tp; Ls theo eae cap gid khae nhau

d Chieu cao sdng trung binh Hstb:

Do muc nude trude cong trinh h =3,55m < 0,5*Ls cho nen sdng tinh toan la

sdng nude ndng Tinh Hstb theo cong thilc ( B-9) tiOu ehuin nganh 14 TCN -

130-2002

Hstb = — (3-5)

2,3

5 Xic d)nh chiiu cao song leo tren mii ki:

* Theo 14TCN-130-2002, trudng hpp hO s5 mai ke m = 1,5 -:- 5,0 dupe tinh

toan theo cong thirc:

H,,^Kn^;^jj^^ (3-6)

VI+ m'

Trong dd:

Kn: he so nham va tinh thim cua mai nghiOng

Kw: hO sd kinh nghiOm tra theo U/Vg.h

Kp: he s6 tinh ddi tin suit luy tich cua ehilu cao sdng leo Kp = 1,94

m: he s6 mai ke

6 Ket qua tinh toan cao trinh dinh dO

Bdng 3-2: Kit qud tinh todn vdi gid bdo c&p 10 & cap 12

Xac dinh cao trinh dinh de

S6lUu tinh todn

Muc ndc tri6u trung binh 5%

Trong long rieng di:

Trong long rieng nude bi^n:

He sd tmh d6i tin suit Kp

Ket qud tinh todn song vd dinh de

Oii^u cao sdng Hs

Chu ky sdng Ts

Chieu dai sdng Ls

Chiiu cao sdng trung binh Htb

Chi^u cao song leo Hsl

Muc ndc trdc edng tiinh (bao gdm Ca song leo)

Cao trinh dinh de tinh toan

Cao trinh dinh dS chon

km t/m3 t/m3

2.0 1,35 0.0 3.35 28,40 100,00 2,45 1,03 4,00 0,30 0.90 4,95 1,30 0,15 1,94

1,12 5,12 26,81 0.49 1.99 5,04

5.44 SJO

Tinh toan vdi gio capl2

2,0 1,35 0.0 3,35 36,90 100.00 2,50 1,03 4,00 0,30 0,90 6,44 1,30 0,16 1,94

1,27 5,55 29,49 0,55 2,23

3.3 TINH TOAN KET CAU LAT MAI KE

DO dam bao an toan dO trong mda mua bao chung tdi chpn theo hinh thue cac tim be tdng cd liOn ket, chay khay bang Ing bO tOng cdt thep hoje d l be tong tai chd

1 Tinh toan trong lurgng can kifn phu mai:

a Tinh trpng luffng cua tam Idt:

Trpng lugng on dinh eiia khdi phu mai de chju tac dimg eiia sdng, gio thilt k l theo c6ng thurc Hudson:

G: Trpng lupng tOi thieu cua khdi phii mai nghieng (T)

Hs: Chieu eao sdng thilt kl (m)

Yd - 2,5: Trgng lugng riOng eiia vat liOu khoi phii (T/m')

y„ = 1,03: Trpng lupng riOng eua nude biln(T/m')

a: Gdc nghieng ciia mai ke cotga = m

Ki: Hp so dn dinh phu thudc hinh dang, dp nham vat lieu va each thiirc ghep

b Tinh chiiu day cia tam Idt:

* Theo theo cong thirc Pilarczyk, K.Wcua Hd Lan, tinh chieu day cau kien:

H

Yi,

O: hO sd phu thude vao hinh dang va each lap dat cac cau kien: O = 4

5 = , : He sd sdng v o Kit qua tinh cho d bang sau

Bang 3-3: Kit qud tinh loan kit ciu tSm lat

TT

/

//

Thong s6 tinh toan

So liSu tinh toan

Trpng lupng ri8ng be tong:

Trong lugng rieng nuac bien;

2,50 1,03 4,00 1,17 5,21 28,03

4 1,23

130

Tinh toan vdi gid cip 12

2,50 1,03 4,00 1,33 5,65 30,89

4 1,20

193