Bài giảng Thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ

NỘI DUNG CHÍNH: LÝ THUYẾT Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG Chương 2: TIÊU CHUẨN, TẢI TRỌNG VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ Chương 3: THIẾT KẾ ĐÊ SÔNG Chương 4: KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG Chương 5: HỆ TH

Trang 1

NỘI DUNG CHÍNH:

LÝ THUYẾT

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

Chương 2: TIÊU CHUẨN, TẢI TRỌNG VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ

Chương 3: THIẾT KẾ ĐÊ SÔNG

Chương 4: KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG

Chương 5: HỆ THỐNG MỎ HÀN BẢO VỆ BỜ SÔNG

Chương 6: SỬA CHỮA, XỬ LÍ SỰ CỐ VÀ QUẢN LÍ AN TOÀN ĐÊ ĐIỀU

THỰC HÀNH (ĐỒ ÁN MÔN HỌC):

THIẾT KẾ MỘT ĐOẠN ĐÊ SÔNG VÀ KÈ BẢO VỆ MÁI DỐC ĐÊ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Bộ môn: THỦY CÔNG BÀI GIẢNG: THIẾT KẾ ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG

2

Bộ môn: THỦY CÔNG Tài liệu học tập

Trang 2

Bao cao de tai 2

3

Chương 1:

GIỚI THIỆU CHUNG

4

§1-1 SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ ĐÊ ĐIỀU VN

§1-2 ĐẶC ĐIỂM LŨ LỤT VÀ HỆ THỐNG ĐÊ ĐIỀU VN

§1-3 KHÁI NIỆM VỀ BỜ SÔNG VÀ ĐÊ ĐIỀU.

§1-4 ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG VÀ LÀM VIỆC CỦA ĐÊ ĐIỀU.

§1-5 HƯ HỎNG, SỰ CỐ ĐÊ ĐIỀU

§1-6 YÊU CẦU VỀ QUI HOẠCH ĐÊ ĐIỀU VÀ CHỈNH TRỊ SÔNG.

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

Trang 3

§1-1: SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ ĐÊ ĐIỀU VN

Hệ thống đê Việt Nam là công trình đất vĩ đại, được xây dựng

từ hàng ngàn năm trước:

- Con đê đầu tiên được đắp từ thế kỷ thứ nhất sau Công

nguyên (thời Hai Bà Trưng).

- Đến đầu thế kỷ XI, nhà Lý đã đắp đê để bảo vệ kinh thành

Đại La (Thăng Long, Hà Nội).

- Đến thế kỷ thứ XIII, nhà Trần cho đắp đê sông Hồng nối dài

từ Việt Trì ra đến biển.

Đến nay, đê điều vẫn tồn tại vững vàng và là chiến lũy chủ yếu

trên trận tuyến ngăn lũ, chống lụt ở các vùng đồng bằng.

6

§1-1: SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ ĐÊ ĐIỀU VN

Hiện nay, hệ thống phòng chống lũ lụt của nước ta gồm:

3.000 km đê biển;

6.000 km đê sông;

hàng ngàn cống dưới đê;

nhiều hệ thống kè và mỏ hàn;

các hồ chứa lớn tham gia cắt và giảm lũ cho hạ du

Trang 4

Bao cao de tai 4

7

ĐIỀU VN

-Hệ thống đê sông Hồng (phụ lưu chính là sông Đà và sông Lô),

là hệ thống đê có tổng chiều dài lớn nhất với 1.314 km và hoàn thiện hơn so với các hệ thống đê còn lại;

-Hệ thống đê sông Thái Bình (gồm sông Thái Bình, sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam)

Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng 9 Các trận lũ có quy mô trung bình trở lên có thời gian duy trì mực nước lũ trên báo động 2 thường kéo dài từ 10 - 40 ngày.

Trang 5

II Lũ lụt và hệ thống đê điều miền Trung:

- Các sông miền Trung thường bắt nguồn từ bên Lào.

- Các sông thường ngắn và dốc, lũ lên nhanh và xuống nhanh;

đặc biệt thường xuyên xảy ra lũ quét từ Hà Tĩnh đến Phú Yên.

- Đê sông của các tỉnh miền Trung nằm ở các dải đồng bằng hẹp ven biển, đất nền và vật liệu đất đắp pha cát, thường phải dùng các biện pháp chống thấm cho thân và nền đê.

Trang 6

Bao cao de tai 6

11

III Lũ lụt và hệ thống đê điều Nam Bộ:

Nam Bộ có 2 hệ thống sông lớn:

- Hệ thống sông Đồng Nai (gồm các sông Đồng Nai, Vàm Cỏ,

Sài Gòn)

- Hệ thống sông Cửu Long (gồm sông Tiền và sông Hậu chia

thành 6 nhánh phụ đổ ra biển Đông qua 9 cửa) Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 12.

Lũ lên chậm, nhưng kéo dài làm ngập hầu hết Đồng bằng sông

Cửu Long trong khoảng 4-5 tháng.

Hệ thống chống lụt đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu gồm các

đê bao, bờ bao ngăn mặn, chống lũ sớm.

12

Bản đồ sông Suối đồng bằng Nam bộ

Trang 7

SÔNG.

14

I Khái niệm về bờ sông và yêu cầu đắp đê Sông thường bắt nguồn và kéo dài từ vùng núi (thượng nguồn), qua vùng trung du xuống đến vùng đồng bằng.

Ở vùng núi, mặt cắt ngang sông thường có dạng chữ V, hai bên

bờ là vách cao nên không cần đắp đê.

Ở vùng trung du mặt cắt ngang sông có dạng chữ U, hai bên bờ sông có nhiều đồi, có thể cần phải đắp đê ở những đoạn bờ thấp giữa các quả đồi.

Ở vùng đồng bằng lòng sông thường rộng, hai bên bờ sông có cao độ địa hình thấp hơn mực nước lũ dẫn đến cần phải đắp đê ngăn lũ.

Trang 8

Bao cao de tai 8

15

a) Mặt cắt ngang sông miền núi b) Mặt cắt ngang sông đồng bằng

Theo mức độ ảnh hưởng của biển lấn sâu vào đất liền, sông

được chia thành 2 vùng: Vùng không chịu ảnh hưởng của thủy

triều, vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều và nước biển dâng do

bão.

16

II Khái niệm về đê điều

"Đê điều" là một hệ thống công trình, bao gồm: đê, kè bảo vệ

bờ sông, cống qua đê và công trình phụ trợ.

-Đê sông là một loại công trình thủy lợi, được xây dựng dọc hai bên bờ sông để ngăn nước lũ, điều chỉnh dòng chảy trong sông giới hạn trong tuyến đê.

-Các loại kè được xây dựng nhằm mục đích trực tiếp bảo vệ mái dốc đê, bờ sông.

-Các công trình qua đê, hoặc xuyên đê như: cống lộ thiên, cống ngầm, cửa khẩu qua đê

Trang 9

III Mục tiêu và giải pháp bảo vệ bờ sông

Mục tiêu bảo vệ bờ sông:

- Giữ cho dòng chảy và thế sông ổn định;

- Phòng tránh những tác động có hại của dòng chảy;

- Phòng chống vỡ đê, lũ lụt.

Giải pháp:

- Xây dựng đê cùng các công trình phụ trợ để ngăn nước lũ và

giới hạn phạm vi lòng sông về mùa lũ.

- Kè để bảo vệ mái dốc vách bờ sông hoặc gia cố mái đê.

- Mỏ hàn để điều chỉnh dòng chủ lưu trong sông, chống xói lở,

củng cố và giữ cho vách bờ sông ổn định…

18

IV Phạm vi bảo vệ an toàn đê điều Theo Luật đê điều số 79/2006/QH11 do Quốc Hội Việt Nam ban hành năm 2006.

Trang 10

Bao cao de tai 10

19

I Hình thái của sông và địa hình ven đê

Địa hình kiểu bãi bồi: lúc đầu, cao độ bên trong bên ngoài

ngang nhau, mỗi khi có lũ cao, các bãi ngoài đê được phủ thêm

lớp phù sa mới làm bề mặt các bãi ngoài được nâng cao hơn

phía trong đồng.

Nhìn tổng thể, địa hình có xu thế thấp dần từ thượng nguồn về

phía biển với bề mặt nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam.

Địa hình nội đồng ven đê có nhiều ao, hồ, thùng đấu (do con

người đào)

Địa hình bên ngoài đê phía sông thay đổi theo thời gian, tuỳ

thuộc vào chế độ dòng chảy và mức độ bồi đắp.

20

II Điều kiện địa chất dưới nền đê

Tầng phủ đất dính là đất nền trên cùng đỡ thân đê, hệ số thấm trong khoảng 1.10 -5 ÷ 1.10 - 6 cm/s Lớp đất này có thể bao gồm vài ba phân lớp có đặc trưng cơ lý và tính thấm không chênh lệch nhau quá nhiều Chiều dày thường từ 3 ÷ 6 m.

Trang 11

Tầng đất nền số 2 (bên dưới tầng phủ) có thể là:

- đất á sét hoặc đất sét: ít xảy ra sự cố hư hỏng đê.

- đất bùn sét và bùn sét hữu cơ xen kẹp cát đen mịn: chiều dày

từ 5 ÷ 10m, trạng thái chảy, cường độ chịu tải thấp.

- cát thông nước với sông: chiều dày từ 10 ÷ 20m, có nơi đến

60m, hệ số thấm từ 10 -3 ÷ 10 -2 cm/s.

Tầng đất nền số 3 (tầng đất sét chặt, màu loang lổ): có bề dày

khá lớn, phân bố ở hầu hết trung tâm đồng bằng Bắc bộ,

thường gặp ở độ sâu từ 10 ÷ 30 m, chiều dày tăng dần ra phía

biển Trạng thái đất dẻo mềm đến dẻo chặt, gần như không

thấm nước.

22

III Mực nước sông và các tác động do thay đổi mực nước sông, mực nước ngầm

Có thể trượt mái dốc phía sông và phía đồng

Trang 12

Bao cao de tai 12

23

2) Mùa lũ:

Mực nước sông mùa lũ (MNL) dâng cao, thân đê bắt đầu thấm

nước khi mực nước lũ lên đến chân đê trở lên, dòng thấm từ

phía sông vào đồng Mực nước lũ trong sông càng cao, thời gian

duy trì lũ càng kéo dài thì càng bất lợi và nguy hiểm đến an

toàn ổn định đê điều.

- Sự trao đổi giữa dòng thấm có áp trong nền cát với dòng

thấm không áp trong thân đê và tầng phủ

24

2) Mùa lũ:

- Trượt mái đê phía đồng, xói ngầm chân đê hạ lưu

- Trượt mái đê phía sông khi lũ rút nhanh

Trang 13

2) Mùa lũ:

- Bục đất, mạch đùn, mạch sủi

- Thẩm lậu, chảy rò qua các lỗ rỗng trong thân đê

26

2) Mùa lũ:

- Thấm chảy rò kiểu “mạch lươn”

- Xói ngầm tiếp xúc tại nơi giáp với thành công trình và các vùng đất tơi xốp

Trang 14

Bao cao de tai 14

27

IV Các tác động đối với đê sông

1 Tác động của dòng chảy áp sát gây xói vách bờ sông → sạt lở.

Xói lở bờ sông Lam, Nghệ An, 6-2014 Xói lở bờ sông Hậu, An Giang, 2010

28

2 Tác động của mưa bão và sóng Nếu mưa bão tổ hợp đồng thời với lũ lớn từ thượng nguồn đổ về thì khi đó mực nước sông cao và có sóng lớn sẽ rất bất lợi đối với an toàn đê và công trình bảo vệ bờ sông.

3 Đặc điểm về lịch sử hình thành và quá trình tôn cao, nâng cấp

Những tuyến đê của hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình đến nay đã có tuổi nghìn năm Từ buổi đầu sơ khai, đê được hình thành tự phát với những hiểu biết và công cụ lao động thô sơ (không có sự lựa chọn tuyến) Dần dần, đê được củng cố, nâng cao thành hệ thống (tôn cao, đắp áp trúc nhiều lần)

Trang 15

4 Đặc điểm về lịch sử đắp, củng cố và nâng cấp đê

Thời kỳ phong kiến, đê sông ĐBBB thường dùng các phương

tiện thủ công; đê được đắp theo kiểu “kê ba chồng đấu” →

trong thân đê có nhiều lỗ rỗng.

Từ sau năm 1975 đến nay, nhà nước đã đầu tư kinh phí để nâng

cấp nhiều tuyến đê, bao gồm diệt mối, khoan phụt vữa sét xi

măng lấp đầy các lỗ rỗng trong thân đê, đắp áp trúc, tôn cao

mở rộng mặt cắt, bê tông hóa mặt đê.

5 Giao thông trên đỉnh đê

Hầu hết các tuyến đê chính, mặt đê được kết hợp làm đường

giao thông Do xe chở quá tải trọng diễn ra phổ biến đã làm

hỏng kết cấu mặt đường, giảm cao độ đỉnh ở nhiều đoạn đê.

30

6 Mối và các sinh vật

Tổ mối, các hang chuột, cầy, cáo trong thân đê thường gây ra sự

cố nguy hiểm và có thể vỡ đê.

Khi mực nước lũ dâng lên cao, nước chảy vào tổ mối, nếu tổ mối không có đường dẫn thông khí thoát ra phía đồng, không khí trong tổ bị nén ép → nổ và làm sập đê.

Nếu tổ mối có đường dẫn thông khí ra phía đồng, nước chảy thành từng vòi, phun cao hơn mặt đất, lúc đầu nước trong, sau

đó là nước đục, cuốn theo mảnh nhỏ màu hung nâu lẫn chấm trắng, có xác mối → đất bị xói trôi → đê có thể bị sập.

Trang 16

Bao cao de tai 16

31

7 Các tác động khác

- Lấn chiếm hành lang, xâm phạm an toàn đê điều;

- Khai thác cát tùy tiện, quá mức.

32

I Tình hình chung về hư hỏng, sự cố đê điều

1 Hư hỏng do biến dạng thấm nền đê

- Chủ yếu là hiện tượng các đoạn đê bị mạch sủi, bãi sủi lớn, giếng đùn, giếng phụt.

- Năm lũ lớn (1971), mạch đùn mạch sủi gây vỡ một số đoạn đê.

2 Sơ đồ mô tả các tác động gây ra hư hỏng, sự cố đê sông

- Các tác động của dòng thấm gây hư hỏng, sự cố đê:

a) Dòng thấm chảy rò rỉ qua thân đê

Trang 17

b) Trượt mái đê phía đồng do dòng thấm

c) Trượt mái dốc hạ lưu do dòng thấm và chất lượng đất đắp

34

d) Thẩm lậu, mạch sủi, mạch đùn (piping)

e) Bục đất tầng phủ phía đồng do tác động của dòng thấm

có áp trong nền

q q

1:2

TÇng phñ TÇng c¸t

Trang 18

Bao cao de tai 18

35

§1- 5 HƯ HỎNG, SỰ CỐ ĐÊ ĐIỀU

- Các tác động do nước tràn đỉnh, sóng và dòng chảy gây hư

hỏng, sự cố đê

a) Mực nước lũ cao tràn đỉnh đê

b) Sóng vỗ tràn nước qua đỉnh đê

36

c) Xói lở cục bộ mái đê phía sông do sóng

d) Trượt vòng cung mái đê phía sông khi ngăn lũ

Trang 19

e) Xói lở chân đê phía sông

f) Sự phát triển cung trượt mái đê phía sông khi nước rút

38

- Các tác động do nền đất yếu, đất bị hóa lỏng, va đập và do con người

a) Đê bị đẩy trượt phẳng trên lớp đất yếu

Trang 20

Bao cao de tai 20

39

b) Sạt lở mái đê phía sông do đất bị hoá lỏng

c) Va đập của tàu thuyền vào mái đê

40

d) Vật nổi đập vào mái đê phía sông

e) Xâm hại đê do con người gây ra

Trang 21

II Một số vụ vỡ đê điển hình

Việt Nam

- Từ năm 1900 đến 1945 có 18 năm vỡ đê ở đồng bằng Bắc Bộ

- Năm 1945 vỡ 79 quãng đê, làm ngập 260.000 ha

- Năm 1957 vỡ đê Mai Lâm sông Đuống

- Lũ lịch sử năm 1971 làm vỡ 3 quãng đê lớn Cống Thôn, Nhất

Trai, Khê Thượng, làm ngập 200.000 ha

- Lũ 1985 gây vỡ đê quai Biểu Thượng (Hà Nam).

- Lũ 1986 gây vỡ đê bao Vân Môn (Phúc Thọ, Hà Nội).

-Lũ 1996 gây vỡ đê bao Thanh Hà sông Thái Bình (Hải Dương).

- Lũ 2007 gây vỡ đê sông Bưởi (Thạch Thành, Thanh Hóa).

42

II Một số vụ vỡ đê điển hình Thế giới

- Nước Mỹ, năm 1927 bị vỡ 145 vị trí đê sông Mississippi, gây

ra thảm họa ngập lụt 26.000 dặm vuông, với 246 người chết, hơn 930.000 người phải sơ tán, 160.000 ngôi nhà bị ngập.

- Hà Lan đã bị vỡ đê Ouderkerk vào năm 1953 làm hơn 1.800 người thiệt mạng, 9% tổng diện tích đất canh tác toàn quốc

Trang 22

Bao cao de tai 22

- Phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội;

mục tiêu quốc phòng, an ninh; chiến lược phòng, chống và

giảm nhẹ thiên tai; phòng, chống lũ, lụt của lưu vực sông;

- bảo đảm thoát được lũ thiết kế và lũ lịch sử đã xảy ra;

- bảo đảm tính thống nhất, phù hợp với từng vùng, miền trong

cả nước và kế thừa của quy hoạch phòng, chống lũ của tuyến

- Xác định lũ thiết kế của tuyến sông;

- Xác định các giải pháp kỹ thuật của quy hoạch phòng, chống

lũ của tuyến sông có đê;

- Dự kiến tác động đến môi trường;

- Các giải pháp tổ chức thực hiện.

Trang 23

- phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội;

mục tiêu quốc phòng, an ninh; chiến lược phòng, chống và

giảm nhẹ thiên tai; quy hoạch phòng, chống lũ của tuyến

sông có đê;

- bảo đảm tính thống nhất trong hệ thống đê và tính kế thừa

của quy hoạch đê điều;

- quy hoạch đê sông, đê vùng cửa sông, đê bối, đê bao và đê

chuyên dùng phải bảo đảm an toàn.

- Xác định nhiệm vụ của tuyến đê;

- Xác định các thông số kỹ thuật của tuyến đê;

- Xác định vị trí tuyến đê;

- Vị trí, quy mô các công trình đầu mối hạ tầng trên tuyến đê;

- Xác định diện tích đất dành cho xây dựng, tu bổ, nâng cấp

và kiên cố hóa đê điều;

- Xác định các giải pháp thực hiện quy hoạch;

Trang 24

Bao cao de tai 24

- Dự kiến tác động đến môi trường của việc thực hiện quy

hoạch và đề xuất biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu đến

Khi lập qui hoạch cần thuận theo thế sông, phù hợp với vùng địa phương, bao quát cả các vùng thượng du - hạ du, bờ tả - bờ hữu, vai trò và hiệu quả của các công trình chỉnh trị hiện có, xác định tuyến chỉnh trị và giải pháp công trình, lập các phương án so sánh.

Trang 25

SÔNG

III Về quy hoạch chỉnh trị sông

Các loại giải pháp công trình chỉnh trị thường bao gồm:

- Các loại kè bảo vệ bờ sông;

- Các loại mỏ hàn, đập khóa;

- Các kết cấu chỉnh trị đoạn sông phân lạch;

- Công trình cắt sông;

- Nạo vét các bãi cạn, thanh thải chướng ngại vật;

- Bổ sung lưu lượng cho luồng vận tải thủy, chỉ dẫn và kiểm

soát luồng vận tải thủy…

50

THE END CHAPTER 1

Trang 26

Bao cao de tai 1

1

Chương 2:

TIÊU CHUẨN, TẢI TRỌNG

VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ

2

§2-1 PHÂN LOẠI, PHÂN CẤP ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG

§2-2 PHƯƠNG PHÁP VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

§2-3 MNLTK VÀ CHIỀU CAO NƯỚC DÂNG

Trang 27

§2-1: PHÂN LOẠI, PHÂN CẤP ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO

VỆ BỜ SÔNG

I Phân loại đê

- Theo điều kiện môi trường chắn nước: đê sông, đê cửa sông,

đê biển;

- Theo chức năng: đê chính, đê phụ, đê bao, đê bối, đê chuyên

dụng;

- Theo vật liệu: đê đất, đê đá xây, đê bê tông cốt thép;

- Theo vùng bảo vệ: đê bv thành phố, đê bv nông thôn;

- Theo cấp quản lý: đê trung ương, đê địa phương;

- Theo vùng, miền: đê vùng miền núi, trung du và đồng bằng,

đê đồng bằng Bắc bộ, Trung bộ và Nam bộ Chương 2: TIÊU CHUẨN, TẢI TRỌNG VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ

4

VỆ BỜ SÔNG

Theo qui định tại điều 3, luật đê điều, đê được phân loại thành:

- Đê sông là đê ngăn nước lũ của sông;

- Đê biển là đê ngăn nước biển;

- Đê cửa sông là đê chuyển tiếp giữa đê sông với đê biển hoặc

bờ biển;

- Đê bao là đê bảo vệ cho một khu vực riêng biệt;

- Đê bối là đê bảo vệ cho một khu vực nằm ở phía sông của đê sông;

- Đê chuyên dùng là đê bảo vệ cho một loại đối tượng riêng biệt.

Chương 2: TIÊU CHUẨN, TẢI TRỌNG VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ

Trang 28

Bao cao de tai 3

- Các công trình chuyên môn và phụ trợ.

Nguyên tắc phân cấp đê:

- tình hình phát triển KT- XH khu vực được tuyến đê bảo vệ;

- phạm vi địa giới hành chính khu vực được tuyến đê bảo vệ;

- diện tích khu vực, số dân được tuyến đê bảo vệ;

- độ ngập sâu trung bình của các cụm dân cư được tuyến đê bảo vệ so với mực nước thiết kế đê;

- lưu lượng lũ thiết kế của sông.

Trang 29

VỆ BỜ SÔNG

IV Phân cấp công trình bảo vệ bờ sông

Theo TCVN 8419 : 2010 Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để

chống lũ, cấp của công trình bảo vệ bờ sông được xác định tùy

thuộc vào cấp đê (bảng 1).

8

§2-1 PHÂN LOẠI, PHÂN CẤP ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO

VỆ BỜ SÔNG

§2-4 TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

§2-5 TẢI TRỌNG SÓNG THIẾT KẾ

§2-6 TÁC ĐỘNG THỦY LỰC CỦA DÒNG THẤM

§2-7 TẢI TRỌNG DO LÚN CHÊNH LỆCH ĐỐI VỚI CT ĐÊ

Trang 30

Bao cao de tai 5

- Tận dụng vật liệu tại chỗ, phù hợp với kinh phí, nhân lực và

phương tiện thi công;

- Đảm bảo công trình xây dựng trước mắt không mâu thuẫn

với lâu dài, không ảnh hưởng xấu tới các công trình khác và lợi ích của các ngành kinh tế khác.

10

§2- 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

1 Phương pháp thiết kế tiền định Các yếu tố đầu vào để tính toán (kích thước kết cấu, đặc trưng của vật liệu, tải trọng tác dụng) là những đại lượng được xác định trước với các giá trị tính toán trung bình cụ thể.

Ổn định và độ bền của công trình được tính toán theo trạng thái cân bằng giới hạn khả dĩ và được đảm bảo an toàn bằng hệ

số an toàn trong tính toán (hệ số dự trữ).

Giá trị của hệ số an toàn thay đổi theo cấp công trình và tổ hợp tải trọng và được quy định trong các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế.

Trang 31

2 Phương pháp thiết kế theo lý thuyết xác suất - độ tin cậy

Phương pháp này xét đến sự thay đổi của các yếu tố đầu vào

như: đặc trưng của vật liệu, tải trọng, các mức độ rủi ro và hư

hỏng công trình…Trên cơ sở xét các tổ hợp khác nhau của các

biến động về thông số đầu vào sẽ tìm được giá trị của chỉ số độ

tin cậy (β) hoặc xác suất an toàn (p) của công trình.

- Ưu điểm: có thể đánh giá độ tin cậy cũng như mức độ an

toàn công trình một cách khách quan hơn so với phương pháp thiết kế tiền định.

- Nhược điểm: đòi hỏi phải thu thập đủ bộ số liệu cần thiết về

biến đổi thực tế của hàm mô tả đặc trưng của vật liệu, các loại tải trọng, sự rủi ro và hư hỏng công trình, các điều kiện biên tính toán khác; khối lượng tính toán nhiều hơn.

12

II Tiêu chuẩn thiết kế Một số tiêu chuẩn thiết kế hiện hành:

- TCVN 8419 : 2010 Công trình thủy lợi - Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ;

- TCVN 9902 : 2016 Công trình thủy lợi - yêu cầu thiết kế đê sông

- TCVN 8421 : 2010 Công trình thủy lợi - Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu;

- TCVN 9165 : 2012 Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật đắp đê;

- TCVN 8644 : 2011 Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê;

- TCVN 8479 : 2010 Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khảo sát mối, một số ẩn hoạ và xử lý mối gây hại

Trang 32

Bao cao de tai 7

13

II Tiêu chuẩn thiết kế

Các chỉ tiêu thiết kế (tra tiêu chuẩn):

- tần suất thiết kế, kiểm tra;

- chu kỳ lặp lại và mức đảm bảo thiết kế đê sông;

- hệ số an toàn ổn định chống trượt của công trình đê đất;

- hệ số an toàn ổn định chống trượt của đê bê tông, đá xây;

- hệ số an toàn ổn định chống lật của đê bê tông, đá xây;

- trị số gradient thấm cho phép [J K ] của đất nền đê;

- trị số gradient thấm cho phép [J K ] của đất thân đê;

- độ vượt cao an toàn của đỉnh đê sông …

14

III Tài liệu cơ bản

- Nhiệm vụ công trình;

- Tài liệu địa hình;

- Tài liệu địa chất nền và vật liệu đắp đê;

- Tài liệu khí tượng;

- Tài liệu thủy văn;

- Tài liệu về dân sinh, kinh tế, xã hội và môi trường;

- Các tài liệu khác: động đất, nhân công, điều kiện chuyên chở vật liệu; yêu cầu về trang thiết bị, thông tin liên lạc…

Trang 33

VỆ BỜ SÔNG

16

§2- 3 MNLTK VÀ CHIỀU CAO NƯỚC DÂNG

I Mực nước lũ sông thiết kế MNLTK trong sông: xác định theo tần suất lũ thiết kế tương ứng với cấp công trình đê (xác định theo tiêu chuẩn hiện hành).

Một số phần mềm tính toán thủy văn-thủy lực mạng lưới sông: MIKE, HEC-RAS-HMS, SSARR, TANK, NAM, ANN

Đối với đê vùng cửa sông, khi tính toán MNLTK cần phải

kể ảnh hưởng của nước dâng do bão từ phía biển truyền vào.

Trên cơ sở chuẩn hóa số liệu tính toán thủy lực mạng lưới sông, Bộ đã ban hành các quy định về mực nước thiết kế đê tại các vị trí cụ thể trên từng tuyến sông (Quyết định số 632/QĐ- TTg; Quyết định số 59/2002/QĐ-BNN)

Trang 34

Bao cao de tai 9

17

II Chiều cao nước dềnh do gió

Gió thổi làm cho đường trung tâm sóng bị dâng cao lên một

III Mực nước và chiều cao nước dâng đối với đê cửa sông trực diện với biển

Mực nước tại vùng cửa sông là tổ hợp của nhiều yếu tố: từ thượng nguồn và từ phía biển

Đối với đê và kè ở đoạn cửa sông trực diện với biển các điều kiện biên để thiết kế được xác định như đối với đê biển (TCVN 9901:2014, Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê biển)

Trang 35

VỆ BỜ SÔNG

20

I Các loại tải trọng tác động lên công trình đê sông

1 Tải trọng thường xuyên

- Trọng lượng bản thân của công trình đê sông và các thiết bị cố định đặt trên và trong công trình;

- Trọng lượng đất đắp và áp lực bên của nó (đối với công trình

đê sông không làm bằng vật liệu đất).

Trang 36

Bao cao de tai 11

21

2 Tải trọng tạm thời

a) Tải trọng tạm thời dài hạn:

- Áp lực nước tác dụng lên bề mặt công trình và nền khi mực

nước trước đê được duy trì trong một thời gian nhất định;

- Áp lực thấm trong thân và nền đê tương ứng với các mực

nước sông, khi thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường;

- Áp lực bùn cát lắng đọng ở khu vực chân công trình trong

thời gian khai thác;

- Áp lực đất phát sinh do biến dạng nền và kết cấu công trình

hoặc do tải trọng bên ngoài khác.

22

2 Tải trọng tạm thời b) Tải trọng tạm thời ngắn hạn:

- Tải trọng do tàu thuyền và vật trôi nổi;

- Tải trọng do người và các phương tiện giao thông qua lại trên

đê, các thiết bị nâng, bốc dỡ, vận chuyển và các máy móc…;

- Áp lực do sóng;

- Áp lực do gió;

- Tải trọng gây ra do áp lực kẽ rỗng dư trong đất bão hòa nước khi chưa cố kết hoàn toàn, trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường;

Trang 37

2 Tải trọng tạm thời

- Tải trọng do dỡ tải khi đào móng xây dựng công trình;

- Tác động nhiệt lên công trình và nền trong thời kỳ thi công và

- Áp lực sóng khi xảy ra tốc độ gió lớn nhất thiết kế;

- Tải trọng do động đất hoặc nổ;

- Áp lực nước tương ứng với mực nước lũ kiểm tra;

- Áp lực thấm, khi trong sông có mực nước lũ kiểm tra;

- Áp lực thấm khi thiết bị lọc và tiêu nước không làm việc;

- Tải trọng phát sinh do mực nước tăng cao đột ngột và hạ thấp đột ngột (hiện tượng rút nước nhanh);

- Tải trọng sóng cao do sóng thần.

Trang 38

Bao cao de tai 13

25

I Tổ hợp tải trọng

Tổ hợp tải trọng là một hệ các tải trọng có khả năng xảy ra

trong thực tế với phạm vi thời gian tuổi thọ công trình và tác

dụng đồng thời lên công trình.

2 Tổ hợp tải trọng cơ bản

Gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn,

ngắn hạn cùng tác dụng lên công trình tại một thời điểm tính

toán nhất định.

Trong thiết kế đê sông thường xét đến các tổ hợp tải trọng cơ

bản tương ứng với mực nước sông thiết kế, mực nước trung

bình mùa lũ, mực nước kiệt… trong điều kiện thiết bị lọc và

tiêu nước hạ lưu làm việc bình thường.

- hoặc thêm vào một tải trọng đặc biệt.

Trang 39

VỆ BỜ SÔNG

28

I Khái niệm về các loại sóng trên mặt nước Theo nguồn gốc có:

- sóng hình thành do gió (sóng gió - wind waves);

- sóng do tàu thuyền chạy trên sông (sóng tàu);

- sóng do dòng chảy truyền lũ trong sông;

Trang 40

Bao cao de tai 15

- Hướng gió thổi, đặc trưng bởi góc β;

- Thời gian gió thổi liên tục t (s);

- Đà sóng D (m);

- Chiều sâu vùng nước có truyền sóng h (m).

30

II Sóng do gió gây ra

2 Các dạng sóng do gió gây ra a) Sóng đều (regular wave) Sóng đều hình sin được tạo ra trong các điều kiện lý tưởng của phòng thí nghiệm khi các yếu tố tạo sóng là không đổi.

Tiêu đề	Thiết Kế Đê Và Công Trình Bảo Vệ Bờ Sông
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Thủy Công
Thể loại	bài giảng

Định dạng
Số trang	218
Dung lượng	10,99 MB