L: chiều dài tấm bêtông theo chiều vuông góc với đường bờ, m; : hệ số ổn định cho phép được lấy bằng hệ số ổn định cho phép của đê có cấp tương đương.. ở tất cả mép của tấm vách lưới có
Trang 1L: chiều dài tấm bêtông theo chiều vuông góc với đường bờ, m;
: hệ số ổn định cho phép được lấy bằng hệ số ổn định cho phép của đê có cấp tương đương Trị số hệ số ổn định trên không được vượt quá hệ số ổn định cho phép 20%
Với mái bờ là đất thịt chắc nên chọn chiều dày lớp lọc bằng đá dăm là 0,1m ; với mái bờ là cát hoặc pha cát, nên chọn chiều dày lớp lọc là 0,15m Có thể dùng hỗn hợp cát - sỏi để làm lớp lọc Trường hợp này bề dày lớp lọc được lấy bằng hai lần lớp dăm
Phải kiểm tra ổn định chống đẩy nổi của thân kè theo công thức (7 – 82)
e Gia cố bằng rọ đá và thảm đá
Khi lưu tốc dòng nước lớn có thể dùng rọ đá, thảm đá Thảm đá là một dạng
đặc biệt của rọ đá với độ dày và tỉ lệ bề mặt lớn hơn Nó được gia công tương tự như rọ đá nhưng với ô lưới tráng kẽm nhỏ hơn loại dùng để sản xuất rọ Vách ngăn
được đặt cách nhau rộng 1 m ở mặt đáy, các mặt bên và mặt ngoài cùng của mỗi tấm thảm đá là các tấm lưới liên tiếp nhau tạo thành một khoang chứa nhiều ngăn
có mặt trên hở Mặt đáy, vách ngăn, nắp đậy cùng dùng loại lưới tương tự ở tất cả mép của tấm vách lưới có dây tráng kẽm với đường kính lớn hơn loại dây dùng để
đan lưới nhằm tăng thêm khả năng chịu lực của kết cấu Cũng như rọ đá, thảm đá tuỳ theo điều kiện sử dụng được bọc thêm lớp PVC
7.5.3 Thiết kế gia cố chân kè
Công trình gia cố chân kè làm việc trong điều kiện thường xuyên ngập nước, chịu tác động xói phương ngang của dòng xoắn trục dọc; chịu tác động ma sát của dòng chảy bùn cát Công trình gia cố chân bờ ngập nước có hai chức năng: chống đỡ với tác động trên, đồng thời phải gánh một phần trọng lượng của công trình phía trên truyền xuống, rõ ràng ổn định của công trình gia cố chân bờ có ý nghĩa quyết định đối với toàn bộ công trình
Kết cấu và vật liệu xây dựng chân kè phải thoả mãn được các yêu cầu sau ;
- Chống được sự kéo trôi của dòng chảy và dòng bùn đá;
H ìn h 7 -4 8 : T h ả m đ á trá n g k ẽ m và b ọ c P V C
Hình 7 – 48: Thảm đá tráng kẽm và bọc PVC
Trang 2- Phải thích ứng với sự biến hình của lòng sông;
- Phải chống được xâm thực của nước;
- Thuận lợi cho việc thi công trong nước
Thường sử dụng kết cấu và vật liệu bằng đá hộc, rọ đá, rồng tre hoặc bè chìm làm chân kè
a Đá hộc thả rời
Khi sử dụng đá hộc thả rời đường kính viên đá được tính toán theo công thức (7-77) và ( 7 – 79 ) Hệ số mái dốc chân kè nên chọn m > 1,5
Khi tốc độ dòng chảy nhỏ hơn 2 m/s, đường lạch sâu cách xa bờ không có vực sâu nằm trong phạm vi xây dựng kè, nên kéo dài chân kè tới chỗ mái bờ có hệ
số mái dốc từ 3 đến 4 ( hình 7-49) Khi dòng chảy thúc thẳng vào bờ, đường lạch sâu gần bờ, có vực sâu nằm trong vùng xây dựng kè, nên kéo dài chân kè tới lạch sâu ( hình 7-50)
Trường hợp đáy chân kè nằm ở lòng sông có trị số hệ số mái dốc nhỏ hơn từ
3 4 cần phải thả một lớp rồng hoặc bè chìm để chống xói Rồng và bè chìm phải
đạt tới nơi có hệ số mái dốc bằng 3 4 (xem hình 7-51)
Khi xói xảy ra ở đáy sông trước mái dốc, trong quá trình xói đá xếp dưới dạng lăng thể sẽ bị biến dạng, kích thước toàn bộ lăng thể quyết định theo tính toán sao cho một phần đống đá rơi xuống (lăng thể phá) đủ để bảo vệ mái dốc bị xói và phần còn (lăng thể tựa) đủ đảm bảo ổn định chống trượt do phần trọng lượng của thân kè phía trên tác động xuống
Kích thước toàn bộ lăng thể đá chân kè phải kiểm tra từ 2 điều kiện :
Lăng thể đá tựa đủ đảm bảo điều kiện chống trượt theo công thức : Khi độ dốc mái 1/ 1 : G LTT 1,14 G N + 0,72 GK (7-84 a)
Khi độ dốc mái 1/ 1,5 : G LTT 1,13 G N + 0.09 GK (7-84 b)
Trang 3Khi độ dốc mái 1/ 2 : G LTT 0,72 G N (7-84 c)
Khi độ dốc mái 1/ 2,5 : G LTT 0,37 G N (7-84 d)
Khi độ dốc mái 1/ 3 : G LTT 0,14 G N (7-84
đ)
trong đố :
G LTT: trọng lượng tác động lên 1 m phần tựa của lăng thể , T;
G N: trọng lượng tác động lên 1 m gia cố ta luy phần dưới nước, T;
G K: trọng lượng tác động lên 1 m gia cố ta luy phần trên nước, T
Đủ thể tích đá trong phần phá hoại của lăng thể để bảo vệ mái dốc khi bị xói :
d
x x
h 1 07 sin
trong đó :
h: chiều cao mái dốc bảo vệ khi bị xói, m ;
d: đường kính viên đá, m;
: góc nghỉ của đất bị xói
: diện tích mặt cắt ngang của khối đá bị phá (P), m2
m=3-4
H min
Rồng đá
m=2
Đá thả rời
Hình 7.51: Chống xói chân kè bằng rồng hoặc bè chìm
Ví dụ:
1 - Lưu tốc tính toán bình quân trên đường thẳng đứng cạnh chân dốc taluy (trước lúc xói lở) v= 1,70 m/s
2 - Chiều sâu của nước trước khi xói h= 1,8 m
Trang 43 - Chiều sâu xói đáy móng taluy hsx= 2,56 m
4 – dung trọng của đá xây = 2,3 T/m3
Kích thước và các ký hiệu khác xem hình (7- 52)
Tính toán
1 - Kích thước đá dùng trong khối đá không được nhỏ quá:
m
4 , 14
70 ,
1 2
1.00
Đỏy sụng
MB
0,8m
1: 2
1,00m
A=0,8m
MNTK
b)
a)
MNTK A=0,8m
1,00m 1:
Lăng thể chịu áp lực sừơn dốc
0,8m
Hình 7-52
P
P
2 - Chiều dài phần taluy ở dưới nước:
m x
L DN 1,82 (1,8 1,5)2 3,25
3 - Trọng lượng gia cố phần taluy ở dưới nước:
T x
x Ld
G N ( 1)3,25 0,2 (2,31,0)0,85
4 - Chiều dài phần taluy ở trên nước:
m
L TN 1,01,52 1,8
5 - Trọng lượng gia cố phần taluy ở trên mặt nước:
T x
x
G K 1,8 0,2 2,30,83
Trang 56 - Trọng lượng G n cần thiết của bộ phận chịu áp lực sườn dốc ở khối đá xếp, tính theo vế phải của bất phương trình (7- 84b) khi taluy 1:1,5
T x
x
G n1 1 , 13 0 , 85 0 , 09 0 , 83 1 , 04
Thể tích đá trong mỗi mặt bản chắn là:
3 1
80 , 0 3 , 1
04 , 1
G n
7 - Lấy chiều rộng của phần đáy dưới khối đá xếp là 1,0 m, chiều sâu ăn vào của khối đá 0,80 m
Taluy giáp mặt nước chảy là 1:1, khoảng dự trữ từ chân dốc taluy đến mặt bản chắn A= 0.80m, lúc này toàn bộ diện tích của khối đá xếp là: 1,61m2
8 - Góc tạo bởi đường độ dốc nghỉ của đất dưới nước kéo từ cuối đoạn A, = 2625’, như vậy khối đá xếp chia làm 2 bộ phận, bộ phận chịu áp lực sườn dốc và bộ phận phòng hộ
9 - Trên đoạn khối đá bị phá hoại, kích thước diện tích mặt cắt ngang của phần bảo vệ khối đá, lấy = 0,81 m2 Vì vậy diện tích phần chịu áp lực suờn dốc là 0,80m2 (tức
là đá trong mỗi mét dài 0,80 m2)
10 - Theo công thức (7-85):
m x
x
20 , 0
445 , 0 81 , 0 07 , 1
Vì trị số tìm được h>1,82 m nên diện tích phần bảo vệ khối đá như vậy là
đủ
11 - Theo kết quả tính toán của 2 mục 6 và 9, ta thấy 1
n
G ≤ GLTT, nên diện tích phần chịu áp lực sườn dốc cũng đủ Trong đó GLTT: trọng lượng tác dụng trên 1
m phần lăng thể tựa
b Lăng thể bằng rọ đá hoặc rồng
Trong trường hợp đường kính viên đá thực tế không đáp ứng được yêu cầu thiết kế, có thể dùng rọ đá, rồng đá hoặc rồng đất sét làm chân kè, thực chất rồng cũng là một loại rọ đá
Những đặc điểm của rọ đá thường dùng ghi ở bảng (7-23)
Bảng 7-23
Kích thước rọ đá hình hộp chữ nhật
axbxc ( m )
Diện tích bề mặt (m2
)
Thể tích (m3
)
Trọng lượng dây thép (kg) với các loại đường kính (mm) 2,50 3,00 4,00 5,00
Trang 63,0 x 1,0 x 1,0 3,0 x1,0 x 0,5 4,0 x 1,0 x 0,5 2,0 x 1,0 x 0,25
14,00 10,00 22,00 5,50
3,0 1,5 4,0 0,5
18,1 13,7 27,4 8,1
24,1 17,6 36,1 10,3
36,6 24,5 55,0 15,5
60,7 52,0 97,0 25,0 trong đó :
a: chiều dài của hình hộp
b: chiều rộng của hình hộp
c: chiều cao của hình hộp
Rọ đá làm bởi những khung cốt thép đường kính 8 mm và các lưới thép mạ kẽm đường kính 25 mm, để tăng cường độ rọ đá được chia thành những ô nhỏ bằng cách lắp vào các vách ngăn Kích thước những viên đá xếp trong rọ phải lớn hơn các mắt lưới, phía ngoài thường dùng với kích thước 0.05x0.07 0.14x0.18m, phần giữa của rọ có thể xếp bằng những đá nhỏ hơn
Dùng rọ đá gia cố chân kè có thể xếp theo hình bậc thang, độ dốc trung bình của độ dốc xếp theo kiểu này thường là 1:1 1:0,5 Để tăng cường độ chịu lực dùng những dây thép bó các rọ lại với nhau, cự ly giữa các nút buộc là 15 20
cm
Rọ đá tráng kẽm và bọc nhựa PVC:
Tính chất của loại sản phẩm này tương tự như rọ đá tráng kẽm Tuy nhiên dây tráng kẽm được bọc thêm một lớp vỏ bọc liên tục bằng loại PVC đặc biệt dày
từ 0,4 0,6mm Do đó tạo ra một sự bảo vệ hoàn toàn chống lại sự xói mòn có thể xảy ra, làm cho rọ đá thích hợp cho việc sử dụng trong môi trường nước mặn và môi trường bị ô nhiễm Sau khi lấp đầy đá, rọ đá trở thành một khối lớn, dẻo và nước thấm qua được, cho phép xây dựng những kết cấu có phạm vi rộng lớn Hình 7-53 giới thiệu rọ đá tráng kẽm và bọc nhựa PVC
Hình 7-53 Rọ đá tráng kẽm và bọc nhựa PVC
Hình 7-54 Giới thiệu một số dạng chân kè dùng kết cấu rọ đá và rồng
Trang 7Gia cố chân bờ bằng rồng đá
Gia cố chân bờ bằng rọ đá
Rồng
1:2
Cọc
Rồng
MN kiệt
MN kiệt
Hình 7-54
c Gia cố chân bờ dốc bằng hình thức kết cấu hỗn hợp
Hình 7-55 Gia cố một số kết cấu gia cố chân bờ bằng hình thức kết cấu hỗn hợp
1 lớp lứới thép B40
1:2 ống nhựa PVC
1:1.5
Đá hộc xếp D>30kg
Mặt đất tự nhiên
.75
Đá hộc xây vữa XM M100 dày 30 cm
Đá dăm hỗn hợp dày 30 cm Vải địa kỹ thuật TS-700
1:3
Cát đen đầm chặt K=0.95
ống nhựa PVC
Cọc BTCT 35x35x1500cm, Khoảng cách theo chiều dọc sông 75cm 1 cọc
a)
Trang 8Mặt đất tự nhiên
Đắp cát đen lèn chặt
MNTC
Đá hộc xếp trong rọ thép (2x1x0.5)m Mái đất đào
Đá hộc đổ tự do
Đá hộc xây vữa XM d>0.3m ( cm)
Đá dăm 2-6cm làm đệm ( cm
Cát thô lẫn cuội sỏi ( cm)
1:1
1:2
1:1
1:3
Đá hộc d>0.3m chặn bè chống xói chỉ tiêu 0.3 m3/m2
Bè chống xói cành cây (2.0x1.4x0.2)m
Hình 7-55 b)
7.5.4 Kết cấu đỉnh kè:
Công trình gia cố kết cấu đỉnh kè chỉ nhằm đề phòng tác dụng của mưa, của khí quyển và hoạt động của con người, của súc vật Nhưng thực ra phần này thường rất ngắn, do đó sử dụng các loại kết cấu công trình bảo vệ bờ sông để làm kết cấu
đỉnh kè, đồng thời kéo dài lên đỉnh bờ một đường viền rộng 1m đến 2m Nếu thực
sự xét thấy không cần thiết thì phần này chỉ nên trồng cỏ là đủ
Hình 7-56 Mô tả kết cấu đỉnh kè bằng đá hộc xây vữa kết hợp làm rãnh thoát nước ngang
L ỗ t h o á t n ứ ơ c
T h â n k è
- Đ ỉ n h k è đ á h ộ c ( 2 x 2 x 0 6 ) m
X â y v ữ a X M - M 1 0 0
- R ã n h t h o á t n ứ ơ c d ọ c ( 0 3 x 0 3 x 0 3 ) m
- V ữ a l ó t d à y 0 1 0 m
H ì n h 7 - 5 6
