Công trình bảo vệ bờ biển và đê chắn sóng - Chương 7

Việt nam có bờ biển dài hơn 300km, lãnh hải và vùng đặc quyền kinh tế của nước ta gấp 3 lần đất liền, mang lại cho chúng ta nhiều tài nguyên vô giá nhưng cũng không ít hiểm họa.

Chương 8.

XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH ĐÊ, KÍCH THƯỚC THỀM ĐÁ

8.1 Xác định cao trình đê.

Để tiết kiệm cao trình đỉnh đê thường cho sóng tràn qua chút ít Có hai cách xác định cao trình đỉnh đê:

-Theo quy phạm Nhật bản:

đỉnh đê = 0,6 H1/3 + HWL (3-0)

HWL - mực nước trung bình của tháng cao nhất

-Chiều cao đỉnh đê thoả mãn lượng nước tràn qua không gây phá hoại công trình trên mặt đê

Chiều cao cần thiết của kết cấu trên mực nước tĩnh phụ thuộc nhiều vào chiều cao sóng leo và sóng tràn Chiều cao sóng leo và sóng tràn phụ thuộc vào độ nhẵn và hình dạng kết cấu, độ sâu nước tại chân công trình, độ dốc đáy phía trước công trình và các đặc trưng của sóng tới Vì phụ thuộc vào nhiều biến số nên không thể mô tả toàn bộ hiện tượng sóng leo và tràn trong điều kiện của tất cả các phạm vi có thể của các biến số hình học và điều kiện sóng Nhiều tác giả đã nghiên cứu trong phòng và thực địa để xác định các thông số sóng leo và sóng tràn cho các điều kiện kết cấu với sóng khác nhau và cho các kết quả theo dạng biểu đồ để có thể sử dụng thuận tiện trong thiết kế

Sóng tràn qua đỉnh đê khi chiều cao sóng leo lớn hơn độ vượt cao của công trình

so với mực nước lặng RC

Hình 3-1 Độ vượt cao của công trình

Lưu lượng tràn phụ thuộc vào từng dạng công trình cụ thể, ta cần xác định đại lượng này để đảm bảo an toàn cho các công trình trên mặt đê khi thiết kế đê chắn sóng, chắn cát Giá trị giới hạn lưu lượng tràn trên mặt đê được nêu trong bảng sau:

Hình 3-2 Lưu lượng tràn giới hạn

- Theo quy phạm Nhật Bản :

đỉnh đê = 0,6 H1/3 + HWL

H1/3=Hs:chiều cao sóng dáng kể H1%= Hs =3,92m

→đỉnh đê=0,6.3,92+0,5=+3.85m

8.2.Cao trình thềm đá.

Được lấy sao cho không gây sóng vỡ trước chân công trình:

đệm < MNLTS - 1,25 hTK (3- 0)

hTK - chiều cao sóng thiết kế

đệm < 2,54 - 1,25 3,92=-2,36 chọn đệm=-3

8.3 Kích thước thềm đá.

thêm, sau đó sẽ được làm phẳng trước khi thi công phần tường đứng

Trong kết cấu trọng lực đối với nền đất nào cũng phải thi công lớp đệm đá trừ trường hợp tường đứng là kết cấu chuồng hoặc đổ BT tại chỗ trên nền đá

Công dụng của lớp đệm đá:

- Phân bố ứng suất lên đất nền tự nhiên sao cho thoả mãn khả năng chịu lực của đất nền;

- Bảo vệ đất nền dưới chân công trình khỏi bị xói;

- Làm phẳng bề mặt cho kết cấu bên trên;

- Gia tải làm tăng ổn định trượt cung tròn

Trong trường hợp đất nền là yếu thì lớp đệm có thể bao gồm lớp gối cát, tầng lọc ngược và lăng thể đá

Trong trường hợp nếu đê chắn sóng được đặt trên nền đá thì lớp đệm phải có bề dày >0,5m bằng vật liệu đá đổ hoặc 0,25m bằng vữa BT đựng trong các túi làm bằng vật liệu có độ bền cao

Khi nền đất là tương đối chặt thì cấu tạo của lớp đệm phải bao gồm tầng lọc ngược dày > 0,5m đối với các vật liều rời cũng có thể sử dụng vật liệu như vải địa kĩ thuật Lớp đệm đá kể cả chiều dày tầng lọc ngược có chiều dày tối thiểu từ 1,52m Tuy nhiên lớp đệm đá không được có cao độ cao quá làm tăng khả năng sóng bị vỡ khi tác dụng vào công trình Do đó cao trình của lớp đệm đá phải nằm dưới mực nước tính toán một khoảng không nhỏ hơn 1,25 chiều cao sóng tính toán tại chân công trình

Trong trường hợp đê chắn sóng dùng làm nơi neo đậu tàu thì cao trình lớp đệm đá phải thoả mãn điều kiện về neo đậu tàu Nếu như cao trình của đất nền và chỉ tiêu cơ lí không thoả mãn chiều dày lớp đệm đá khi đó lớp đệm đá sẽ phải có một phần nằm trong đất hoặc toàn bộ nằm trong đất

Hình 3- Kết cấu đệm đá.

Khi chọn sơ bộ kích thước của công trình thì chiều rộng của lớp đệm đá trước được lấy bằng 0,50,6 chiều rộng tường nhưng không nhỏ hơn 6m Chiều rộng của thềm sau lấy từ 0,30,4 chiều rộng tường và không nhỏ hơn 3m

Nếu tốc độ của dòng đáy lớn có nguy cơ làm xói đất nền thì phải thi công 1 lớp bảo

vệ chống xói ở trước mặt công trình dày từ 11,5m nằm trong khoảng từ 0,250,4 (

là chiều dài sóng tính toán), phụ thuộc vào độ lớn của đá và vận tốc sóng, mái dốc của lớp đệm đá nằm trong khoảng 1:21:3 đối với mái dốc ngoài và dao động trong khoảng 1:251:2 đối với mái dốc trong

Đường kính của viên đá ở thềm trong và thềm ngoài phải được kiểm tra dưới tác dụng của dòng chảy và sóng trong trường hợp đường kính viên đá không thoả mãn thì phải xác định kích thước của vật liệu phủ mặt

Đối với thềm sau các khối bảo vệ và đá trọng lượng lớn chỉ bố trí ở đoạn gần đầu

đê nơi có sóng nhiễu xạ đủ lớn Phần bên trong thông thường có kích thước nhỏ do sóng nhiễu xạ tắt nhanh dọc theo chiều dài đê Nhằm mục đích giảm độ lún của công trình vật liệu đá sử dụng làm đệm phải có kích cỡ khác nhau (đá cấp phối) để giảm lỗ rỗng trong lớp đệm đá

Lớp đệm đá thông thường được tiến hành trước mùa bão để cho sóng đầm chặt

8.3.1 Mái dốc thềm đá.

Mái dốc của lớp đệm đá nằm trong khoảng 1:21:3 đối với mái dốc ngoài và dao động trong khoảng 1:2,51:2 đối với mái dốc trong

Ta chọn mái dốc ngoài 1:2,5 mái dốc trong 1:2

8.3.2 Chiều rộng thềm đá.

Xác định theo công thức:

 H TK d S

b max 2 ; 0 , 4 =max(7,84;0,4.(3+1,5))=7,84 m (3- 0)

HTK - chiều cao sóng thiết kế

dS - chiều sâu ngang trước thềm đá

Chän chiÒu réng thÒm tríc b1 = 8m > 6m

ChiÒu réng thÒm sau b2= 4 m >3m

Cản g

Biể n Thềm

(0,

5 á0,6)

b (0,3á0,4)b

8.3.3 Chiều cao thềm đỏ.

Khi nền đất là tương đối chặt thỡ cấu tạo của lớp đệm phải bao gồm tầng lọc ngược dày > 0,5m đối với cỏc vật liều rời cũng cú thể sử dụng vật liệu như vải địa kĩ thuật Lớp đệm đỏ kể cả chiều dày tầng lọc ngược cú chiều dày tối thiểu từ 1,52m Tuy nhiờn lớp đệm đỏ khụng được cú cao độ cao quỏ làm tăng khả năng súng bị vỡ khi tỏc dụng vào cụng trỡnh Do đú cao trỡnh của lớp đệm đỏ phải nằm dưới mực nước tớnh toỏn một khoảng khụng nhỏ hơn 1,25 chiều cao súng tớnh toỏn tại chõn cụng trỡnh

theo tiêu chuẩn và số liệu dịa chất thuỷ văn ta chọn chiều dày lớp đệm 1m

8.3.4 đờng kính viên đá.

Đối với chõn thềm đỏ của đờ tường đứng chịu tỏc động của súng khụng điều hoà thỡ đường kớnh viờn đỏ xỏc định theo cụng thức:

Hỡnh 3-31 Sơ đồ xỏc định đường kớnh viờn đỏ chõn thềm tường đứng.

19 , 0 50

6 , 0 8 ,

S

b n

S

h

h D

H

















Điều kiện ỏp dụng:

0,5<hb<hS<0,8 ; 7,5< hb/Dn50<17,5; 0,3<Bm<hS<0,55 ;  = 1,65

Trong đú:

hb - chiều sõu thềm đỏ = 5,9m

hs - chiều sõu nước = 6,9m

Bm- chiều rộng trờn đỉnh thềm đỏ =6m

Nod= 1

Hs= 3,03m

Vởy Ns=(5,8 0 6

9 , 6

9 , 5

 ).1 = 4,15  Dn =



Ns

Hs

43 , 1 15 , 4

03 , 3



Với    1

w

s





25 ,.

4 , 2

 =1,34