Đồ Án Tốt Nghiệp Cảng Biển Liên Chiểu

Đây là đồ án tốt nghiệp của một sinh viên Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng, chuyên ngành kỹ thuật XD CÔNG TRÌNH THUỶ, đồ án được kham khảo nhiều tài liệu khác nhau nên không tránh được sai sót. Mặc khác , đê xây dựng lên một kịch bản đồ án như vậy tốn nhiều thời gian vào phần mềm (Mike, ArcGis 10.1, Plaxis) . Chú trọng thiết kế sơ bộ tuyến cảng, chọn được cao trình cảng, bố trí được các kịch bản giảm sóng cho vùng cảng, tính ổn định cảng .

Trang 1

SVTH: Nguyễn Thành Lâm 1

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thuỷ với đề tài:

“Thiết kế tuyến Cảng Liên Chiểu,TP Đà Nẵng” được hoàn hành với sự giúp đỡ nhiệt tình, hiệu quả của Khoa Thủy Lợi – Thủy Điện cùng các thầy cô giáo bộ môn trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Quang Bình đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cung cấp cho đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa đã trang bị cho em những kiến thức chuyên môn để thực hiện đồ án Em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã hết sức giúp đỡ về mọi mặt cũng như động viên khích lệ tinh thần, vật chất để em đạt được kết quả ngày hôm nay

Do còn nhiều hạn chế về trình độ chuyên môn, cũng như thời gian có hạn nên trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em không tránh khỏi sai sót Em mong muốn tiếp tục nhận được chỉ bảo của các thầy, cô giáo và sự góp ý của các bạn bè để em hoàn thiện hơn nữa kiến thức của mình

Trang 2

LỜI CAM KẾT

Em xin cam kết đảm bảo rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Em cũng xin cam đoan rằng mọi giúp đỡ trong việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án tốt nghiệp đã được chỉ rõ nguồn gốc

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thành Lâm

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CAM KẾT 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA CÔNG TRÌNH 8

1.1 Tính cấp thiết của công trình 8

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của công trình 8

1.2.1 Mục tiêu của công trình 8

1.2.2 Nhiệm vụ của công trình 8

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, DÂN SINH, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI 10

2.1 Điều kiện tự nhiên 10

2.1.1 Vị trí địa lý 10

2.1.2 Đặc điểm địa hình 10

2.1.3 Đặc điểm địa chất 10

2.2 Điều kiện khí hậu, khí tượng, chế độ thuỷ văn và hải văn 13

2.2.1 Các trạm khí tượng ( Sơn Trà ) 13

2.2.2 Đặc trưng khí tượng thuỷ văn khu vực 13

2.2.3 Đặc trưng khí tượng thuỷ văn và hải văn 16

2.2.3.1 Thuỷ Văn 16

2.2.3.2 Hải Văn 16

2.3 Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội 17

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ĐỂ CHỌN MẶT CẮT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 19

3.1 Tuyến công trình 19

3.1.1 Vị trí tuyến đê cảng 19

3.1.2 Hình dạng tuyến đê cảng 19

3.1.3 Phân tích phương án kết cấu và chọn giải pháp chính 19

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 24

4.1 Tần suất thiết kế: 24

4.2 Hệ số K 24

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU GIẢM SÓNG CHO CÔNG TRÌNH CẢNG LIÊN CHIỂU 31

5.1 Kế hoạch đảm bảo ổn định vùng cảng 31

5.2 Sự lựa chọn vật liệu kết cấu 32

Trang 4

5.3 Bố trí mũi phá sóng tetrapod 32

5.4 Thông số khối tetrapod 33

5.5 Bố trí các lớp tetrapod 34

5.6 Mặt cắt điển hình 35

5.7 Tính toán thông số đê ngầm 35

5.8 Tính cao trình đê ngầm 37

5.9 Bố trí đê ngầm 37

CHƯƠNG 6: CHUYÊN ĐỀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MIKE 21/3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA MŨI PHÁ SÓNG KẾT HỢP ĐÊ NGẦM 39

6.1 Mở đầu 39

6.2 Phương pháp nghiên cứu 40

6.2.1 Mô hình 40

6.2.2 Dữ liệu nghiên cứu 40

6.3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

6.3.1 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 41

6.3.2 Mô hình chi tiết 47

6.4 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA ĐÊ NGẦM ĐẾN KHU VỰC CẢNG LIÊN CHIỂU 51

6.5 Kết quả tính toán 53

6.6 KẾT LUẬN 63

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 64

7.1 Giới thiệu phần mềm 64

7.2 Các mô-đun của bộ Plaxis 64

7.3 Cơ sở lí thuyết phần mềm 65

7.3.1 Cơ sở lí thuyết biến dạng 65

7.3.2 Lý thuyết dòng chảy ngầm 70

7.3.3 Lí thuyết cố kết 71

7.4 Áp dụng tính ổn định cho cảng Liên Chiểu 72

7.4.1 Số liệu cơ bản 72

7.4.2 Kết quả tính toán 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

Trang 5

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1 Một số hình ảnh về khu vực công trình cảng Liên Chiểu 7

Hình 2 Chi tiết mặt cừ 19

Hình 3 Chi tiết me âm - dương 19

Hình 4 Chi tiết cừ 19

Hình 5 Chi tiết mặt cắt cừ 21

Hình 6 Các yếu tố sóng leo 25

Hình 7 Bản đồ sơ bộ vị trí vùng công trình trong tương lai 29

Hình 8 Đê chắn sóng ở Cô Tô , Quảng Ninh 30

Hình 9 Đê chắn sóng khu neo đậu ở Quảng Ngãi 30

Hình 10 Góc giả định so với tuyến công trình 31

Hình 11 Các mặt tham chiếu của khối dị hình tetrapod 31

Hình 12 Các kích thước thể hiện trong khối dị hình 32

Hình 13 Mặt cắt điển hình của mũi phá sóng đắp hoàn toàn bằng khối dị hình 33

Hình 14 Mặt cắt điển hình của Đê Ngầm 34

Hình 15 Bố trí đê ngầm 37

Hình 16 Không gian trước và sau khi xây dựng cảng Liên Chiểu 38

Hình 17 Khu vực nghiên cứu của các mô hình 39

Hình 18 (A) Dữ liệu độ sâu địa hình và (B) Dữ liệu hệ số nhám trong khu vực nghiên 40

Hình 19 Mực nước mô phỏng theo mô hình MIKE 21/3 và đo được tại trạm Phú Quý 41

Hình 20 Mực nước mô phỏng theo mô hình MIKE 21/3 và đo được tại trạm Côn Đảo 41

Hình 21 Các vị trí được sử dụng để hiệu chuẩn và xác minh mô hình 41

Hình 22 Mực nước mô phỏng theo mô hình MIKE 21/3 và được dự đoán bởi mô hình thủy triều toàn cầu FES2014 ở vị trí P14 42

Hình 23 Mực nước mô phỏng theo mô hình MIKE 21/3 và được dự đoán bởi mô hình thủy triều toàn cầu FES2014 ở vị trí P19 42

Hình 25 Chiều cao sóng được mô phỏng theo mô hình MIKE 21/3 và được đo tại Bạch Hổ năm 1996 43

Hình 26 Hướng sóng được mô phỏng theo mô hình MIKE 21/3 và được đo tại Bạch Hổ năm 1996 43

Hình 27 Vị trí được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định 44

Hình 28 So sánh chiều cao mô phỏng, dữ liệu sóng AVISO và kết quả của mô hình WAVEWATCH-III tại các điểm P5, P6, P7, P8 45

Trang 6

Hình 29 So sánh chu kỳ sóng cực đại mô phỏng, dữ liệu sóng AVISO và kết quả mô hình

WAVEWATCH-III tại các điểm P5, P6, P7, P8 45

Hình 30 So sánh hướng sóng mô phỏng và kết quả mô hình WAVEWATCH-III tại các điểm P5, P6, P7, P8 45

Hình 31 Vị trí các điểm để hiệu chỉnh và kiểm định 46

Hình 32 So sánh mực nước tổng hợp mô phỏng và dữ liệu đo được tại trạm Sơn Trà 46

Hình 33 So sánh mực nước tổng hợp mô phỏng và dữ liệu đo được tại trạm Lý Sơn 47

Hình 34 So sánh chiều cao mô phỏng sóng và dữ liệu kết quả từ mô hình WAVEWATCH-III tại vị trí S1, S2 và S3 48

Hình 35 So sánh dữ liệu kết quả và chu kỳ sóng mô phỏng từ mô hình WAVEWATCH-III tại vị trí S1, S2 và S3 49

Hình 36 So sánh hướng sóng mô phỏng và dữ liệu kết quả từ mô hình WAVEWATCH-III tại vị trí S1, S2 và S3 50

Hình 37 Bản đồ lưới chi tiết 51

Hình 38 Toạ độ vị trí khi bão đổ bộ vào bờ biển Đà Nẵng 52

Hình 39 (1) Lúc bão chưa đổ bộ, (2) Lúc bão đổ bộ vào, KB1 52

Hình 40 (1) Lúc bão chưa đổ bộ, (2) Lúc bão đổ bộ vào khi có công trình và mũi phá sóng, KB2 53

Hình 41 (1) Lúc bão chưa đổ bộ, (2) Lúc bão đổ bộ vào khi có công trình và mũi phá sóng kết hợp đê ngầm giảm sóng (Zđỉnh đê ngầm = -3m), KB3 53

Hình 42 (1) Lúc bão chưa đổ bộ, (2) Lúc bão đổ bộ vào khi có công trình và mũi phá sóng kết hợp đê ngầm giảm sóng (Zđỉnh đê ngầm = -1m), KB4 53

Hình 43 (1) Lúc bão chưa đổ bộ, (2) Lúc bão đổ bộ vào khi có công trình và mũi phá sóng kết hợp đê ngầm giảm sóng (Zđỉnh đê ngầm = +1m), KB5 53

Hình 44 Vị trí toạ độ 4 điểm trích xuất kết quả 54

Hình 45 Độ cao sóng tại toạ độ t1 (trước mũi cảng) ứng 4 kịch bản 55

Hình 46 Độ cao sóng tại toạ độ t2 (sau mũi phá sóng) ứng với 4 kịch bản 55

Hình 47 Độ cao sóng tại toạ độ t3 (sau đê ngầm giảm sóng) cho 4 kịch bản 55

Hình 48 Độ cao sóng tại toạ độ t4 (ven bờ biển Đà Nẵng) cho 4 kịch bản 56

Hình 49 Hoa sóng tương ứng với 5 kịch bản 1, 2, 3, 4, 5 (trước mũi cảng) 58

Hình 50 Hoa sóng tương ứng với 5 kịch bản 1, 2, 3, 4, 5 (Tại vị trí sau mũi phá sóng) 59

Hình 51 Hoa sóng tương ứng với 5 kịch bản 1, 2, 3, 4, 5 (Tại vị trí sau đê ngầm) 60

Hình 52 Hoa sóng tương ứng với 5 kịch bản 1, 2, 3, 4, 5 (Tại vị trí ven bờ) 61

Hình 53 Áp lực nước lỗ rỗng 72

Hình 54 Ứng suất ban đầu 72

Trang 7

Hình 55 Chuyển vị của đất nền 72

Hình 56 Chuyển vị theo phương x của đất nền 73

Hình 57 Chuyển vị tổng thể, theo phương x, phương y của hàng cừ ngoài 73

Hình 58 Chuyển vị tổng thể, theo phương x, phương y của hàng cừ trong 73

Hình 59 Lực cắt, lực dọc và mô men của hàng cừ ngoài 74

Hình 60 Lực cắt, lực dọc và mô men của hàng cừ trong 74

Hình 61 Chuyển vị của đất nền 75

Hình 62 Chuyển vị theo phương x của đất nền 75

Hình 63 Chuyển vị tổng thể, theo phương x, phương y của hàng cừ trong 76

Hình 64 Lực cắt, lực dọc và mô men của hàng cừ trong 76

Bảng 1 Thông số biểu thị nước triều năm đặc trưng 14

Bảng 2 Lựa chọn kết cấu cho công trình chịu tải bên dưới 18

Bảng 3 Hệ số chống trượt 22

Bảng 4 Hệ số chống lật 23

Bảng 5 Bảng tra hệ số chuyển đỗi k10 24

Bảng 6 Hệ số kđ theo địa hình 24

Bảng 7 Bảng tra tốc độ đà gió 26

Bảng 8 Kích thước tính toán của khối tetrapod của nhà đầu tư so với tiêu chuẩn hiện hành 32 Bảng 9: Thống kê số liệu đê ngầm 50

Bảng 10: Các kịch bản nghiên cứu 50

Bảng 11 Mực nước tổng hợp trong bão Hmax(m), nước dâng ΔH (m) tại các điểm tương ứng 56

Bảng 12 Kết quả tính toán 76

Trang 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 Tính cấp thiết của công trình

Đà Nẵng được tách ra từ tỉnh Quảng Nam – Đà Nẵng cũ vào tháng 1 năm 1997

và đã trở thành một trong những thành phố trực thuộc trung ương Với sự hỗ trợ đầu tư của trung ương và với sự nổ lực của chính quyền và nhân dân thành phố, Đà Nẵng đang từng bước thay đỗi và có tốc độ phát triển nhanh về mọi mặt Đi đôi với

sự phát triển của thành phố là vấn đề thiếu hụt và khan hiếm quỹ đất Vì vậy, việc phát triển quỹ đất và bảo vệ khu vực dân cư cùng các công trình kỹ thuật hạ tầng dọc theo bờ biển Liên Chiểu – Thuận Phước, đồng thời xây dựng thêm một tuyến cảng kinh tế trong khu vực phường Hoà Hiệp Nam, quận Liên Chiểu là một điều hết sức là cấp thiết đáng chú ý

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của công trình

1.2.1 Mục tiêu của công trình

+ Giữ ổn định về việc chống chọi được một phần nào đó sạc lở cuối khu vực đường Nguyễn Tất Thành

+ Tạo nên sự san sẽ về hàng hoá xuất nhập khẩu, phân vùng kinh tế trọng điểm

ra các cảng liên quan để tập kết hàng hoá, tăng cường khối lượng hàng hoá nhập cảng vào Đà Nẵng

+ Tạo cho Đà Nẵng một thương hiệu về vùng kinh tế đặc thù

+ Tạo công ăn việc làm, giúp cho vùng dân cư phường Hoà Hiệp Nam có cuộc sống ổn định hơn về kinh tế gia đình

1.2.2 Nhiệm vụ của công trình

+ Giữ cho một phần bờ biển khu vực phường Hoà Hiệp Nam được ổn định không bị sạt lở được gây ra bởi các yếu tố thuỷ động lực học từ biển

+ Công trình cảng biển Liên Chiểu phù hợp với quy hoạch với Đà Nẵng nói riêng và kinh tế khu vực Đông Nam Á nói chung sẽ được xem như là bước đà

to lớn trong việc thúc đẩy nền kinh tế cảng biển phát triển thêm

+ Sự hình thành cảng biển Liên Chiểu đóng vai trò to lớn cho việc phát triển nền kinh tế Đà Nẵng, đưa nền kinh tế khu vực Đà Nẵng vươn tầm xa hơn

+ Giải quyết được vấn đề về việc Cảng Tiên Sa đạt quá ngưỡng năng suất, hai bên 2 đầu Cảng có thể tiếp ứng hàng hoá cho nhau

Trang 9

Hình 1 Một số hình ảnh về khu vực công trình cảng Liên Chiểu

Trang 10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, DÂN SINH, KINH TẾ

VÀ XÃ HỘI 2.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý

Dự án cảng biển Liên Chiểu thuộc quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng Tuyến cảng nằm cuối bờ biển thuộc khu vực phường Hoà Hiệp Nam, điểm bắt đầu từ cuối đường Nguyễn Tất Thành đến giáp vào chân sườn núi phía Đông của khu vực đồi Xuân Dương Dự án với quy mô được thiết kế sau khi được dự báo nâng cấp cảng Liên Chiểu, sẽ xây dựng thêm các công trình đê kè chắn sóng, nạo vét luồng lạch

và xây dựng thêm các hạ tầng kỹ thuật để tàu thuyền ra vào cảng Để đảm bảo an toàn và thời gian khai thác của cảng Liên Chiểu, các hạng mục dự kiến xây dựng đi kèm với mục đích bảo vệ, dự sẽ gồm các hạng mục kè chắn sóng (dài 820m), đê chắn sóng (dài 350m), luồng tàu dài khoảng 7,2km – rộng 160m – cao độ đáy nạo vét (-14m)

Toạ độ địa lí của dự án ở vào khoảng:

+ 108°06’ đến 108°08’: Kinh Độ Đông

+ 16°5’ đến 16°07’: Vĩ Độ Bắc

Ranh giới hành chính của khu vực dự án:

+ Đông: giáp biển và vịnh Vũng Thùng

+ Tây: giáp khu du lịch Nam Ô và khu dân cư phường Hoà Hiệp Nam

+ Nam: giáp cuối đường Nguyễn Tất Thành

+ Bắc: giáp đồi Xuân Dương – Núi Nam Ô

Phần 1: Tầng lớp địa chất khu vực ven bờ biển Đà Nẵng

- Lớp 1: là lớp đất cát hạt trung, màu vàng nâu, kết cấu rời rạc đến chặt vừa, bề

dày lớp đất khoảng từ 4,2m đến 6,0m, giá trị SPT biến đổi từ N = 6 ~ 16 búa, khả

năng chịu tải trung bình

* Thành Phần Hạt:

+ Hạt sạn: 0,48%

Trang 11

* Cường Độ Chịu Tải Tới Hạn: RH = 2,1 Kg/cm3

- Lớp 2: là lớp đất đá mồ côi, kết cấu chặt Lớp này xen kẽ giữa lớp 1 Bề dày lớp

1,1m, khả năng chịu tải tốt

- Lớp 3: là lớp đất cát hạt thô, màu nâu vàng, kết cấu chặt vừa đến chặt, bề dày

lớp từ 3,5(m) đến 4,5(m), giá trị SPT biến đỗi từ N = 15~34 búa, khả năng chịu tải tốt

- Lớp 4: là lớp đất cát hạt nhỏ có lẫn vỏ sò, màu xám đen, kết cấu chặt vừa, bề

dày lớp đất này biến đổi từ 6,0(m) đến 6,6(m), giá trị SPT biến đỗi từ N = 4~5 búa, khả năng chịu tải khá là tốt

- Lớp 5: là lớp đất sét pha màu xám đen, trạng thái mềm dẻo mềm đến chảy dẻo ,

bề dày lỗ chưa kết thúc tại lỗ khoan Giá trị SPT biến đỗi từ N = 3~8 búa, khả năng chịu tải kém

* Thành Phần Hạt:

+ Hạt sạn: 0,3%

+ Hạt cát: 51,04%

Trang 12

Phần 2: Địa chất khu vực lòng biển Đà Nẵng

+ Đa phần địa chất khu vực lòng biển là cát , như vậy tính chất cơ lí của cát thể hiện như sau:

Đây là lớp đất cát hạt nhỏ có lẫn vỏ sò, màu trắng xám, kết cấu chặt vừa, bề dày lớp đất này biến đổi theo chiều sâu khá lớn, khả năng chịu tải khá là tốt

* Địa tầng khu vực xây dựng phía ven bờ công trình này tương đối phức tạp

Lớp 1: Lớp cát hạt trung, kết cấu rời rạc đến chặt vừa, khả năng chịu tải trung bình

Trang 13

Lớp 2: Lớp đá dạng mồ côi, kết cấu chặt.Lớp này nằm xen kẽ với lớp 1 và có khả năng chịu tải tốt

Lớp 3: Lớp cát hạt thô, kết cấu chặt vừa đến chặt, khả năng chịu tải tốt

Lớp 4: Lớp cát hạt mịn có lẫn vỏ sò, kết cấu chặt vừa Khả năng chịu tải tốt Lớp 5:lớp sét pha trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy Khả năng chịu tải kém

* Riêng bên bề ngoài lòng biển địa chất đa phần là cát biển, khả năng chịu tải tốt nên có thể dư sức hạ kết cấu lên

2.2 Điều kiện khí hậu, khí tượng, chế độ thuỷ văn và hải văn

2.2.1 Các trạm khí tượng ( Sơn Trà )

Trạm Rada trên bán đảo Sơn Trà nằm ở độ cao 621m so với mực nước biển, trên đỉnh núi Sơn Trà, được mệnh danh là “mắt thần Đông Dương” với bán kính quan sát của hệ thống lên đến 300km tầm quét sóng có thể kiểm soát cả khu vực Đông Dương đến cả Hồng Kong và đảo Hải Nam Trạm Rada này do Mỹ xây dựng vào những năm 60

Nhìn từ xa các bạn sẽ thấy Trạm Rada như hai quả cầu trắng, tương tự quả bóng khổng lồ nằm giữa đại ngàn (nên người địa phương thường gọi là quả cầu trắng hay quả bóng khổng lồ) Vỏ ngoài của hai quả cầu bằng chất liệu composit, sơn màu trắng

2.2.2 Đặc trưng khí tượng thuỷ văn khu vực

Đà Nẵng nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của hoạt động gió mùa nên có nhiệt đới gió mùa Dãy Trường Sơn án ngữ ở phía Tây quyết định loại hình và bản chất khí hậu trong vùng

Khí hậu Đà Nẵng có 2 mùa:

+ Mùa Khô: từ đầu tháng 3 đến cuối tháng 10

+ Mùa Mưa: từ đầu tháng 11 đến hết tháng 2 năm sau

Chế độ gió mùa, điều kiện bức xạ, vị trí địa lý và đặc điểm địa hình đã tạo cho khí hậu thành phố Đà Nẵng nói chung và vùng tuyến nghiên cứu nói riêng có những đặc điểm sau:

+ Chế độ gió mùa và ảnh hưởng của dãy Trường Sơn đã tạo ra sự tương phản rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô trên toàn bộ khu vực nghiên cứu

+ Hoạt động gió mùa tín phong Đông Bắc và các nhiễu động nhiệt đới ở Biển Đông cùng với dãy Trường Sơn đã tạo ra mùa mưa lũ trong tháng 9 đến tháng 12 Trong mùa này lượng mưa chiếm đến 70-80% lượng mưa cả năm

Trang 14

+ Nằm sâu trong nội chí tuyến nhưng do sự xâm nhập về phía Nam của gió mùa Đông Bắc nên trong các tháng 12,1 và tháng 2 có thời tiết tương đối lạnh hơn các tháng còn lại

+ Thời kỳ nắng nóng, khô hạn kéo dài các tháng mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 8 Lượng mưa trong thời kỳ này chiếm một lượng nhỏ từ 20-30% lượng mưa cả năm + Mùa mưa ở khu vực vùng núi phía Bắc của thành phố có sự khác biệt so với các khu vực còn lại trong thành phố về thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc do có

sự ảnh hưởng của địa hình phức tạp

a) Nhiệt Độ

+ Nhiệt độ trung bình hằng năm: 25,8 °C

+ Nhiệt độ trung bình cao nhất hằng năm: 29,9 °C

+ Nhiệt độ trung bình thấp nhất hằng năm: 22,9 °C

+ Nhiệt độ cao tuyệt đối: 40,9 °C

+ Nhiệt độ thấp tuyệt đối: 9,2 °C

+ Lượng mưa trung bình nhiều năm: 2151 mm

+ Lượng mưa lớn nhất nhiều năm: 3100 mm

+ Lượng mưa nhỏ nhất nhiều năm: 1400 mm

+ Lượng mưa ngày lớn nhất: 593 mm

c) Nắng

Ngày nắng thường tập trung và kéo dài trong mùa khô từ tháng 1 đếng tháng 9, giai đoạn nắng nhất trong năm là từ tháng 5 đến tháng 6

+ Tổng số giờ nắng trung bình trong nhiều năm: 2158 giờ

+ Số giờ nắng cao nhất trong tháng 5: 248 giờ

+ Số giờ nắng thấp nhất trong tháng 12: 120 giờ

d) Độ Ẩm Không Khí

Trang 15

e) Lượng Bốc Hơi Nước

+ Lượng bốc hơi trung bình năm: 1174 mm

+ Lượng bốc hơi cao nhất: 1286,5 mm

+ Gió mùa Đông Bắc thường xuất hiện từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau và mang theo không khí lạnh.Tốc độ gió lớn nhất là 24 m/s

+ Gió mùa Đông Nam thường xuất hiện vào tháng 4 đến tháng 9 và mang theo nhiều hơi nước

g) Bão & Áp Thấp Nhiệt Đới

Bão và áp thấp nhiệt đới thường xuất hiện từ tháng 7 đến tháng 11 hàng năm, khi áp thấp mạnh lên thành bão thì cấp bão mạnh nhất lên đến cấp 11-12 Mỗi năm thường có là 5 cơn bão gây ảnh hưởng hoặc trực tiếp đổ bộ vào đất liền Mưa lớn thường xảy ra cùng thời kỳ có áp thấp nhiệt đới và bão kèm theo gió xoáy và giật

vô hướng, tốc độ gió khi có bão có lúc lên đến 36m/s

Theo số liệu quan trắc về bão từ năm 1956 đến năm 2000 có 45 cơn bão đổ bộ vào khu vực bờ biển Quảng Nam- Đà Nẵng đến Bình Định, chiếm 14,5% so với toàn dải bờ biển Việt Nam Mùa bão tại khu vực ven biển thường xảy ra từ tháng 7 đến tháng 11 và xảy ra tập trung vào tháng 9 và tháng 10 Bão đổ bộ vào thường gây ra mưa lớn, lũ lụt, đặc biệt là vùng có địa hình khá dốc như vùng ven bờ miền Trung

Trang 16

2.2.3.2 Hải Văn

a) Thuỷ triều

+ Thuỷ triều của Đà Nẵng có chế độ bán nhật triều không đều.Hầu hết các ngày trong tháng đều có hai lần nước lên và hai lần nước xuống,độ lớn triều tại Đà Nẵng khoảng trên dưới 1m.Dòng chảy ở vùng biển gần bờ có hướng chủ đạo là hướng đông nam với tốc độ trung bình khoảng 20-25 cm/s.Khu vực gần bờ có tốc độ lớn hơn so với khu vực ngoài khơi một chút

Bảng 1 Thông số biểu thị nước triều năm đặc trưng

b) Nước dâng

+ Bão đổ bộ vào bờ thường kèm theo nước dâng Theo tiêu chuẩn TCVN 9901

- 2014 “Hướng dẫn thiết kế đê biển”, đối với loại hình kè có thể cho sóng và lũ tràn hai phía thì cao trình đỉnh kè không xét đến yếu tố nước dâng do bão đổ bộ.Tuy nhiên, hiện nay theo đánh giá về hiện tượng khí hậu toàn cầu,Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của thay đổi khí hậu trong đó trực tiếp là hiện tượng nước biển dâng Theo đánh giá của Bộ tài nguyên môi trường,

Trang 17

trong 50 năm qua tại Việt Nam nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,7oC và nước biển đã dâng khoảng 0,2m.Dự kiến tới năm 2100 mực nước biển dâng khoảng 1m, nhiệt độ tăng khoảng 3oC, như vậy sẽ có khoảng 10% dân số Việt Nam chịu ảnh hưởng trực tiếp, tổn thất GDP khoảng 10%, đồng thời biến đổi khí hậu sẽ làm khoảng 40.000 km2 đồng bằng ven biển Việt Nam sẽ bị ngập hàng năm Như vậy, căn cứ theo nội dung quy hoạch nâng cấp kè,cảng đến năm 2020 đối với khu vực thành phố Đà Nẵng.Tôi kiến nghị lựa chọn thông số mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu vào tính toán cao trình đỉnh kè thiết kế Hnd = b = 0,3 (m)

2.3 Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội

TP Đà Nẵng là một thành phố trực thuộc trung ương , nằm trong vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ,là trung tâm kinh tế,tài chính,chính trị,văn hoá,du lịch,giáo dục – đào tạo,khoa học và công nghệ,y tế chuyên sâu của khu vực Miền Trung – Tây Nguyên và cả nước

Với vị trí phía bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế,phía nam và phía tây giáp tỉnh Quảng Nam, phía đông giáp với vùng biển Đông.Thành phố nằm trên trục giao Bắc – Nam về đường bộ,đường biển , đường sắt và đường hàng không Quốc lộ 14B nối cảng Tiên Sa,quận Liên Chiểu cho đến phía tây Campuchia,Thái Lan, Myanma.Trong những năm tới,khi thực hiện tự do thương mại hoá và đầu tư khu vực ASEAN thì vị trí địa lí của thành phố cảng sẽ tạo động lực cho thành phố trở thành một trong những trung tâm phát triển kinh tế vùng trọng điểm miền Trung

* Theo thống kê năm 2019 này thì dân số của thành phố là: 1.134.310 người, trong đó:

+ Thành Thị: 988.569 người (87.2%)

+ Nông Thôn: 145.741 người (12.8%)

Với mật độ dân số: 828 người/km2

Quận Liên Chiểu, theo thống kê năm 2018:

+ Diện tích tự nhiên: 75 km2

+ Dân số tổng cộng: 170.153 người

+ Mật độ dân số: 2335 người/km2

* Định hướng phát triển thuỷ sản kinh tế khu vực:

Đà Nẵng có bờ biển với thềm lục địa rộng lớn, vùng biển có nhiều tiềm năng to lớn để phát triển tổng hợp kinh tế biển, mà trong thời gian trước mắt kinh tế thuỷ sản nổi lên như một điểm đột phá để khai thác tiềm năng biển khơi , góp phần đẩy nhanh tăng trưởng kinh tế, giải quyết việc làm, bảo vệ chủ quyền lãnh thổ quốc gia

Trang 18

trên biển Chính vì ý nghĩa to lớn như vậy nên hướng tới sẽ xây dựng trung tâm nghề cá của thành phố với các chức năng:

+ Xây dựng đội tàu đánh bắt hải sản có công suất lớn, kỹ thuật hiện đại

+ Xây dựng đội tàu dịch vụ hậu cần trên biển

+ Xây dựng trung tâm đào tạo nghề hải sản cho khu vực miền Trung

+ Xây dựng nhà máy chế biến hải sản để xuất khẩu

+ Xây dựng làng cá trên địa bàn Sơn Trà,bao gồm cả dịch vụ hậu cần nghề cá

* Quy hoạch phát triển kết cấu hạ tầng cảng biển:

Cải tạo cảng tổng hợp Đà Nẵng, xây dựng mới cảng Liên Chiểu để đón lượng hàng hoá của hành lang Đông – Tây phục vụ cho phát triển các khu công nghiệp Liên Chiển – Hoà Khánh, khu công nghiệp Đà Nẵng , phát triển vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, Tây Nguyên Nâng cấp cảng Tiên Sa để đáp ứng được các nhu cầu trong việc xuất nhập khẩu; phục vụ các khu công nghiệp Đà Nẵng, khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc, đồng thời phục vụ khách du lịch quốc tế đường biển Quy hoạch lại các cảng chuyên dụng

* Hệ thống cấp nước: trong tương lai gần sẽ được đánh mạnh vào các vấn đề sau:

+ Cấp thoát nước đô thị trong thành phố lẫn ngoài thành phố ( chủ yếu đánh mạnh mẽ vào hệ thống ống áp lực )

+ Lên đề án triển khai các biện pháp cấp bách phòng chống về việc nước nhiễm mặn tại khu vực nhà máy nước sông Cầu Đỏ

Trang 19

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ĐỂ CHỌN MẶT CẮT

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 3.1 Tuyến công trình

3.1.1 Vị trí tuyến đê cảng

+ Đi qua vùng có địa hình và địa thế tương đối cao, địa hình địa mạo tương đối tốt,vùng đất các lớp tương đối tốt Bố trí mặt bằng phải dựa trên bình đồ khảo sát khu vực cảng và phù hợp với phương án kết cấu bến

+ Chú ý đến nhiệm vụ của tuyến đê cảng như việc đảm bảo về sự cản trở chống bào mòn, xâm thực của dòng hải lưu và đồng thời tăng cường nên khả năng bảo vệ

bờ biển dưới tác động của thiên tai Tăng cường tính ổn định của cảng, đảm bảo được tính bền vững và phát triển kinh tế cảng, đồng bộ được với khu vực quy hoạch trong tương lai sắp tới

+ Tuyến cảng phải được nối tiếp chặt chẽ với vùng bờ biển ổn định chắc chắn Nối tiếp với vùng địa chất tốt ở chân bờ Các hạng mục xây dựng trong cảng phải đồng bộ với nhau , kết nối cùng với cảng Tiên Sa trong khu vực, các hệ thống lưới điện, hệ thống cấp thoát nước giao thông trong và ngoài cảng

+ Kết cấu cơ bản của tuyến cảng phải đáp ứng được việc ra vào, neo đậu và phòng tránh được bão lũ cho tàu thuyền Giao thông đảm bảo an toàn

+ Khu vực hành chính, khu vực sinh hoạt công nhân cần bố trí hợp mỹ quan, trồng nhiều cây cũng như hạn chế ảnh hưởng các tác động từ khu vực

3.1.2 Hình dạng tuyến đê cảng

+ Bố trí đoạn cảng đơn giản, tốt nhất là không cong hay xiêu vẹo ( gây khó khăn trong việc tính toán và thiết kế ) Trường hợp bố trí phải đoạn cảng tiếp giáp đối diện với sự tác động to lớn của sóng đồng thời sự kết hợp các dòng chảy mạnh nhất khu vực thì phải có những biện pháp giảm sóng để tăng sức chịu đựng của cảng

+ Chọn hướng cảng thuận lợi cho việc chống sóng, tránh vuông góc với gió thịnh hành mạnh

+ Không tạo nên điểm yếu giữa các công trình lân cận với công trình hiện hành, không gây nên tác động mạnh cho các vùng đất liên quan khác

3.1.3 Phân tích phương án kết cấu và chọn giải pháp chính

Phần A: Kết cấu thiết kế chân cảng

Theo TCVN – 22TCN:207:92 Về công trình bến cảng biển, mục 6.3 qui định

bố trí các công trình bến cần xét đến các điểm như sau:

Trang 20

Sự thuận tiện và an toàn cho tàu ra vào bến, bến được che chắn sóng

Các điều kiện địa chất công trình

Mức độ bồi lấp ít nhất và không bị bào xói ở đáy khu nước trước bến

Khu đất của cảng có đủ kích thước cần thiết

Khối lượng đào đắp ít nhất khi tạo khu đất và nạo vét khu nước

Dựa vào điều kiện địa chất như đã trình bày bên trên, ứng với 5 lớp đất Chúng

ta có đến 4/5 lớp đất đạt khả năng chịu tải tốt Điều kiện an toàn > 80%, như vậy phương án đề xuất cho kết cấu công trình bến dựa theo bảng sau:

Bảng 2 Lựa chọn kết cấu cho công trình chịu tải bên dưới

Dựa theo sự phân hoá nền đất tại khu vực công trình, tiến hành lựa chọn kết cấu công trình cho bến liền bờ và bến nhô kiểu cầu trên trụ cọc với kết cấu bên trên nữa lắp ghép, các trụ tựa tàu loại mềm hoặc cứng bằng cọc thép hoặc bê tông cốt thép Mặt khác,so với những ưu điểm vượt trội so với cọc bê tông cốt thép truyền thống thì khả năng chịu nén và chịu kéo , mô-men chống uốn, xoắn, tuổi thọ cao , giá thành phù hợp , thi công dễ dàng và độ chính xác gần như tuyệt đối, không cần mặt bằng rộng, giảm đi được nhiều diện tích mặt bằng cần giải toả, giảm thiểu được tối đa các công tác phụ khác thì cừ ván bê tông dự ứng lực chính là sự lựa chọn tối ưu cho các phương án xử lí chống xói lở , đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình trong mọi điều kiện vận hành và khai thác Áp dụng công nghệ mới mẻ này, các kỹ sư chúng ta sẽ có nhiều phương án lựa chọn các giải pháp thiết kế phù hợp trong quá trình tính toán nhằm giảm giá thành công trình, tăng hiệu quả đầu tư cho dự án Công

Trang 22

Hình 3 Chi tiết me âm - dương Chi tiết cừ :

Hình 4 Chi tiết cừ Phần B : Thiết kế phần trên cảng

Cảng Liên Chiểu được xây dựng nhằm mục đích luân chuyển hàng hoá giữa 2 tuyến cảng Tiên Sơn – Liên Chiểu , vấn đề giao thông cũng được đặt lên khá nhiều Như vậy, để thiết kế thuận tiện giao thông Vùng tuyến cảng chính sẽ chia ra làm 2 tuyến ( tuyến nằm lòng cảng – B=3,5m và tuyến tiếp giáp trực tiếp ngoài vùng biển – B=3,5m ) đồng thời vùng tuyến cảng không gian trong lòng cảng sẽ dùng đất đắp san lấp mặt bằng

Mặt Cắt Chính Vùng Tuyến Cảng Bên Ngoài Bằng Cừ Ván :

Với B = 3,5m thiết kế 2 hàng ván cừ , hàng ngoài và hàng trong đóng theo mép

âm – dương

Chi tiết đóng cừ , xem Hình 5:

Trang 23

Hình 5 Chi tiết mặt cắt Cừ Mặt Bố Trí Trong Lòng Cảng: chia thành 3 lớp

+ Lớp 1: lớp BTCT M300 , dày 0.3m

+ Lớp 2: lớp đá dăm 2x4 , dày 0.2m

+ Lớp 3: lớp đất cát đầm nén

Trang 24

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ

Áp dụng theo tiêu chuẩn hiện hành để tính toán và thiết kế, TCVN 9901-2014: Yêu Cầu Thiết Kế Đê Biển:

Phụ Lục A: Quy định cấp công trình đê thiết kế

Dựa vào tiêu chí về số dân và diện tích cần được bảo vệ: tại công trình Cảng Liên Chiểu sắp xây dựng với quy mô: hơn 14.000 người dân và hơn 750 ha, tra cấp công trình V (1)

Mặc khác, theo tiêu chí về chiều sâu ngập nước trung bình của các khu dân cư

so với mực nước thiết kế đê: lấy từ 2 – 3m, tra cấp công trình chọn cấp IV (2)

Từ (1) và (2) để đảm bảo tính thiết kế, ổn định của công trình, đồng thời đảm bảo an toàn vùng bảo vệ, dân sinh kinh tế: Chọn cấp công trình tính toán: Cấp IV

Trang 25

c) Chọn sơ bộ cao trình đỉnh đê

Theo TCVN 9901:2014 – Mục 8.3.1 / Trang 17 : Đê biển không cho phép sóng tràn qua Cao trình đỉnh kè được xác định như sau :

Zđ = Ztkp + Rslp + a + b (*) Trong đó:

+ a (m): trị số gia tăng độ cao an toàn phụ thuộc cấp công trình , lấy theo “Bảng 6/Trang 18”: Cấp công trình cấp IV, lấy a = 0,3 (m)

+ b (m): độ dâng cao mực nước biển do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu

Giả thuyết tính toán: b = Hnd = 0,3 (m)

Tính Toán Mực Nước Triều Thiết Kế Ztkp: Tra Phụ Lục B

+ Ztkp (m) là cao trình mực nước biển thiết kế tương ứng với tần suất thiết kế (bao gồm tổ hợp của tần suất mực nước triều , tần mực nước dâng do bão và các yếu

tố tự nhiên khác gây ra)

Theo TCVN 9901-2014 phụ lục B.3, chọn mặt cắt gần khu vực dự án là Phường Hoà Hiệp Nam, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng

Theo TCVN 9901-2014 phụ lục B.4, với tần suất P = 3,33% xác định được mực nước biển thiết kế là 1,24m Chọn Ztkp = 1,24 (m)

Tính Toán Tốc Độ Gió W10: Theo TCVN 9901:2014 , tốc độ gió tính toán W10 (m/s) là tốc độ gió trung bình trong 10min tự ghi ở máy đo gió ở độ cao 10m trên mặt nước

W10 = kl.kđ.k10.wt Trong đó:

+ wt là tốc độ gió thực đo, lấy trung bình trong 10min tương ứng với tần suất thiết kế

Trang 26

Theo Bảng 4.1 QCXDVN 02:2009/BXD ta được wt = 34,75m/s (vùng III.B) + k10 là hệ số chuyển đổi vận tốc gió ở độ cao 10m trên mặt nước biển, được xác định từ TCVN 9901:2014/PL.E/Bảng E.1/Trang 102

Bảng 5 Bảng tra hệ số chuyển đỗi k10

=> Ứng với độ cao 10m trên mặt nước : k10 = 1,00

+ kl là hệ số tính lại tốc độ gió đo được bằng máy đo gió :

= 0,675 + , = 0,675 + ,

, = 0,804 ≤ 1 Bảng 6 Hệ số kđ theo địa hình

+ kđ là hệ số tính đổi tốc độ sang điều kiện mặt nước Theo TCVN 9901:2014/Bảng E.2

+ Lấy dạng địa hình ở đây là Loại B , Wt = 34,75 (m/s), nội suy kết quả từ bảng tra ra, ta được: kđ = 1,221

Trang 27

Lúc này: W10 = kl.kđ.k10.wt = 0,804.1,221.1.34,75 = 34,13 (m/s)

Xác định chiều cao sóng leo Rslp :

 Phần trên của mặt nước tĩnh gọi là ngọn sóng, điểm cao nhất của ngọn sóng là đỉnh sóng Phần sóng dưới mặt nước tĩnh gọi là bụng sóng, chỗ thấp nhất của bụng sóng là chân sóng

 Khoảng cách thẳng đứng giữa bụng sóng và chân sóng gọi là chiều cao sóng Hs

 Khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng hoặc hai chân sóng kề nhau gọi là chiều dài sóng Ls

 Tỷ số giữa chiều cao sóng và chiều dài sóng Hs/Ls gọi là độ dốc sóng

 Đường nằm ngang chia đôi chiều cao sóng gọi là đường trung bình sóng Đường trung bình sóng có vị trí cao hơn đường mặt nước tĩnh, độ cao chênh lệch gọi là độ dướn, kí hiệu 

 Thời gian để thực hiện một lần nhô lên, hạ xuống của sóng gọi là chu kì sóng

Ts

 Trong quá trình nổi sóng, loại sóng có các yếu tố di chuyển về phía trước gọi là sóng tiến

 Tốc độ mà ngọn sóng di chuyển theo phương ngang gọi là tốc độ sóng C

 Độ cao sóng Hs, chiều dài sóng Ls, độ dốc sóng, tốc độ sóng C và chu kì sóng

Ts đều là những đại lượng chủ yếu xác định hình thái sóng, gọi chung là các yếu

Trang 28

, 0 2 2

530 , 0 tanh

0125 , 0 tanh 530

, 0 tanh 283 , 0

w gh w gD w

gh w

25 , 0 2 375

, 0 2

833,0tanh

077,0tanh83

,0tanh2,1.2

w gh w gD w

gh w

 D = 143,88km < Dmax = 400km (thỏa mãn)

h là độ sâu nước trung bình của khu vực, h = Ztkp = 1,24m

Thay vào 2 công thức trên ta được:

Trang 29

  : góc nghiêng của mái kè

Chọn m = cotg = 2,5 cho mái kè phía sông

sp m

H s

T T

 b : hệ số chiết giảm khi có cơ kè

Đối với bài toán không có cơ kè thì b=1

Trang 31

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU GIẢM SÓNG CHO CÔNG TRÌNH CẢNG

LIÊN CHIỂU KẾT CẤU 1 – MŨI PHÁ SÓNG HAY CÒN GỌI LÀ ĐÊ CHẮN SÓNG 5.1 Kế hoạch đảm bảo ổn định vùng cảng

+ Công việc xây dựng tuyến công trình cảng Liên Chiểu là một công việc khá phức tạp, phải trãi qua việc tính toán và điều tiết các thông số phù hợp với môi trường vùng ven biển Nhất là vào các thời tiết cực đoan như mưa bão, nhất là sóng Sóng được xem là một yếu tố gây ảnh hưởng trực tiếp đến công trình rất nhiều Việc đảm bảo được khi xây dựng tuyến cảng xong đồng thời để bảo vệ được tuyến cảng và vùng lòng cảng không bị hư hại bởi sóng chính là công việc quan trọng cần phải được đề xuất đánh giá và đáp ứng được giải pháp ngay lập tức trước khi đã có phương án xây dựng tuyến cảng

+ Mũi phá sóng là tên gọi của một hạng mục công trình tiêu giảm sóng được đánh giá làm việc có hiệu quả trong việc đảm bảo giảm được lượng cơn sóng cực đoan đánh vào khu vực chân công trình, đảm bảo được sự bình lặng sóng trong vùng lòng cảng, giúp tàu thuyền cũng có thể neo đậu và trú được bão

Hình 7 Bản đồ sơ bộ vị trí vùng công trình trong tương lai

Trang 32

(1) – Tuyến cảng Liên Chiểu

(2) – Mũi Phá Sóng, Đê Chắn Sóng

5.2 Sự lựa chọn vật liệu kết cấu

+ Có nhiều loại vật liệu xây dựng có thể làm khối phủ bảo vệ cho chân, mái cho các công trình hàng hải, đê biển và bảo vệ bờ biển Trong đó vật liệu bê tông và bê tông cốt thép chịu mặn được dùng nhiều nhất Vật liệu bê tông bảo vệ chân các công trình ven biển hay hàng hải có nhiều hình dạng khác nhau (còn gọi là khối bê tông dị hình phủ mái nghiêng)

+ Phần lớn các cảng nước sâu và cảng hải đảo nằm xa đất liền ở nước ta đều có hệ thống đê chắn sóng bảo vệ bể cảng và chủ yếu sử dụng khối phủ truyền thống Tetrapod Loại khối phủ này có tính ổn định không cao nhưng lại được sử dụng rộng rãi trong thiết kế và thi công các công trình đê chắn sóng, bởi những ưu điểm to lớn như dễ chế tạo và không mất phí tác quyền

+ Như vậy, khối Tetrapod là khối đắp dị hình được sử dụng tại khu cảng Liên Chiểu này với quy mô rộng rãi như đã nói bên trên

Hình 8 Đê chắn sóng ở Cô Tô , Quảng Ninh Hình 9 Đê chắn sóng khu neo đậu ở Quảng Ngãi

5.3 Bố trí mũi phá sóng tetrapod

+ Góc bố trí : để tạo cho việc phân bố được năng lượng sóng đánh trực tiếp vuông góc với vùng công trình, kiến nghị góc mũi phá sóng phải cong dần Kiến nghị lấy góc lệch của mũi phá sóng so với phương trục tuyến cảng bên ngoài lệch với nhau 1 góc (20~30)°

Trang 33

Hình 10 Góc giả định so với tuyến công trình + Chiều dài bố trí của Mũi Phá Sóng: được lấy theo số liệu dự án với chiều dài đê phá sóng là 350m

5.4 Thông số khối tetrapod

Áp dụng theo TCVN 9901:2014 – Mục 12.4.3.3 quy định như sau :

Trọng lượng riêng của khối tetrapod làm bằng vật liệu bê tông cốt thép : lấy γtetrapod = 2,5 (T/m3)

Khối lượng của 1 khối tetrapod được tính = V1 khối.γtetrapod (T)

Hình 11 Các mặt tham chiếu của khối dị hình tetrapod

Trang 34

14TCN-Bảng 8 Kích thước tính toán của khối tetrapod của nhà đầu tư

so với tiêu chuẩn hiện hành

Hình 12 Các kích thước thể hiện trong khối dị hình 5.5 Bố trí các lớp tetrapod

- Ứng với cao trình thiết kế đỉnh cảng : Zđỉnh cảng = +3,89 (m), ta tiến hành lựa chọn kích thước theo chiều cao của các khối phủ như bảng trên Chọn chiều cao khối phủ là Htetrapod = 1m, chia thành 1 lớp duy nhất, độ sâu nhất cho phép tiếp xúc mặt cát tự nhiên trong lòng biển là (-6,6m)

- Bố trí các lớp tetrapod theo hình dạng kè với 1 lớp tetrapod được đổ đều xuống mặt biển, từ cao trình đáy biển (-6,6m) đến cao trình cảng (+3,89m)

- Lấy bề rộng tạm thời của bộ phận này là 5m, hệ số mái là (1:3)

- Tổng chiều cao khối đổ phải đổ xuống lòng biển cho đến cao trình cảng thiết kế : 10,5 (m)

Trang 35

5.6 Mặt cắt điển hình

Hình 13 Mặt cắt điển hình của mũi phá sóng đắp hoàn toàn bằng khối dị hình

KẾT CẤU 2 – ĐÊ NGẦM PHÁ SÓNG 5.7 Tính toán thông số đê ngầm

Thống Kê Thông Số

 Chiều cao sóng: Hs = 0,74 (m)

 Chiều cao sóng thiết kế tại chân công trình : Hsp = 1,117 (m)

 Chiều dài cơn sóng tính toán: Ls = 7,6 (m)

Áp dụng theo TCVN 9901:2014 – Yêu cầu thiết kế đê biển, mục 11.2.5:

= , + 0.25 (*)

Trong đó :

Smax là chiều sâu hố xói cân bằng, m

Ho là chiều cao sóng nước sâu, m

Lo là chiều dài sóng nước sâu, m

h là chiều sâu nước trước chân công trình, m

Theo mục 11.2.5: Lấy Smax = (1~1,67)Hsp = (1~1,67).1,117 = (1,117~1,866)m

+ Chọn Smax = 1,68 (m)

Mặc khác , chiều cao sóng nước sâu được thiết kế và tính toán bằng : Ho =

1,25Smax = 1,25.1,68 = 2,1 (m)

Thay vào công thức (*) , ta được Lo = 72,33 (m)

Trong đó, theo TCVN 9901:2014 – Mục 12.2.3 quy định về tường giảm sóng như

sau

Trang 36

+ Tường giảm sóng bố trí song song với bờ và cách bờ từ 1,0 đến 1,5 lần chiều dài sóng nước sâu Mặt cắt ngang thân tường gần như đồng đều trên toàn bộ chiều dài

và làm việc hai phía ( phía bờ biển và phía bờ )

+ Tường giảm sóng nên bố trí thành từng đoạn ngắt quãng trong phạm vi hết chiều dài bờ cần bảo vệ để trao đổi bùn cát ngoài và trong tường thuận lợi Chiều dài

đoạn tường lấy bằng 1,5 lần đến 3,0 lần khoảng cách giữa tường và đường bờ

Khoảng cách đoạn tường ngắt quãng ( khoảng cách giữa 2 đoạn đê ngầm ) lấy bằng 1/3 lần đến 1/5 lần chiều dài một đoạn tường và bằng hai lần chiều dài sóng

Qua trích xuất mục thông số thiết kế cho đê ngầm ở tiêu chuẩn trên, ta tiến hành lựa chọn như sau:

+ Khoảng cách tường và phía bờ: 1,2Lo = 1,2.72,33 = 86,796 (m), Chọn 90(m)

thiết kế

+ Chiều dài 1 tường đê ngầm: 1,5.(1,2Lo) = 1,5.90 = 135 (m), Chọn 135(m) thiết

kế

+ Khoảng cách giữa 2 tường ngầm liên tiếp: 1/3.[1,5.(1,2Lo)] = 1/3.135 = 45m,

nhưng để đảm bảo việc tàu thuyền ra vào hợp lý, lựa chọn lại với kích thước cho 2

đê ngầm, lấy vượt 15m Chọn 60(m) thiết kế

Hình 14 Mặt cắt điển hình của Đê Ngầm

Trang 37

5.8 Tính cao trình đê ngầm

Đê ngầm được xây dựng với mục đích kết hợp với mũi phá sóng bằng các khối Tetrapod giảm đi lượng sóng đánh vào công trình cảng Liên Chiểu, đồng thời giảm đi lượng sóng đánh vào vùng ven bờ, gây sói lở bờ biển do các hiện tượng sóng cực đoan gây ra Để tiết kiệm được kinh tế cho nhà đầu tư , đê phải có cao trình hợp lý không quá tốn kém Tham khảo TCVN 9901:2014, cao trình đỉnh đê ngầm có thể được lựa chọn theo phương án như sau:

Zđỉnh đê ngầm = Ztkp – 0.5HSp + HL Trong đó :

Ztkp là mực nước biển thiết kế tại vị trí xây dựng tường, m

HSp là chiều cao sóng thiết kế ở vị trí đê, m

HS là xác định theo phụ lục E

HL là chiều sâu lún của tường trong thời gian khai thác, m

- Lấy chiều sâu lún kiến nghị tầm: 0,4 (m)

- Chiều cao sóng thiết kế ở vị trí đê được lấy tạm thời cùng với chiều cao sóng tại chân cảng thiết kế: 1,117 (m)

- Mực nước biển thiết kế: z = 1,24 (m)

Thay vào công thức trên, ta được như sau:

Zđỉnh đê ngầm = 1,24 – 0,5.1,117+0,4 = 1,0815 (m) Chọn cao trình đỉnh đê ngầm +1m để tiện cho việc thi công cũng như tính toán kết cấu thiết kế cho đê

5.9 Bố trí đê ngầm

+ Theo tính toán và thiết kế nằm giới hạn trong vùng vịnh Đà Nẵng, ứng với khu vực cảng Liên Chiểu Bố trí tuyến đê theo hình vòng cung với điểm đầu xuất phát từ vị trí song song mũi phá sóng và cách mũi phá sóng hơn 90m theo thiết kế, chạy theo hình vòng cung với chiều dài tuyến đê ngầm là hơn 1480m không kể khoảng cách giữa 2 đê liên tiếp, đâm vuông góc với trục đường bờ như hình vẽ sau:

+ Số lượng đê ngầm được tính sơ bộ: 8 đê ngầm Bố trí đê ngâm được thể hiện ở hình

15

Trang 38

Hình 15 Bố trí đê ngầm Thông Số Chi Tiêt Lựa Chọn Cho Mặt Cắt Đê Ngầm

+ Bố trí 8 đê ngầm liên tiếp theo hình vòng cung , mỗi đê cách nhau khoảng đỉnh là 60m , khoảng chân đê là 30m với chiều dài 1 đê được tính toán 135m Cách mũi phá sóng một khoảng không xa 90m , đủ khoảng cách cho tàu thuyền ra vào thuận tiện

+ Đê ngầm bố trí 3 lớp : lớp 1 là đá hộc (100cm) , lớp 2 là đá hộc (40-100cm) , lớp

3 là đá hộc (20-40cm)

+ Bề rộng đỉnh đê lớp 1 ( 0,6m ) , lớp 2 ( 0.52m ) , lớp 3 ( 0,4m )

+ Hệ số mái cho lớp 1 (1:3) , lớp 2 (1:3) , lớp 3 (1:1) cho vị trí đầu và cuối đê

+ Hệ số mái cho lớp 1 (1:2) , lớp 2 (1:2) , lớp 3 (1:1) cho vị tri thân đê

+ Khoảng cách giữa lớp 1 và lớp 2 là 0,2m

+ Cao trình đỉnh đê thiết kế lấy +1m

Trang 39

CHƯƠNG 6: CHUYÊN ĐỀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MIKE 21/3 ĐÁNH GIÁ HIỆU

QUẢ GIẢM SÓNG CỦA MŨI PHÁ SÓNG KẾT HỢP ĐÊ NGẦM

6.1 Mở đầu

Vịnh Đà Nẵng nằm ở phía Đông của thành phố Đà Nẵng, có bãi biển kéo dài với nhiều công trình quan trọng của thành phố như cảng Tiên Sa, âu thuyền Thọ Quang Theo quy hoạch phát triển được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt (Quyết định số1037/QĐ-TTg ngày 24/6/2014) [1], cảng Liên Chiểu sẽ được nâng cấp và phát triển để trở thành một cảng biển quan trọng góp phần vào sự phát triển kinh tế của khu vực Miền Trung – Tây Nguyên nói chung và thành phố Đà Nẵng nói riêng Cảng Liên Chiểu có nhiệm vụ quan trọng kết nối giao thông thuận lợi với hệ thống đường bộ, đường sắt (trục dọc là Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, đường cao tốc, đường sắt quốc gia, Ga đường sắt mới và trục ngang là hệ thống các Quốc lộ như: Quốc lộ 9, Quốc lộ 49 và Quốc lộ 14 (dây là những con đường giao thông quan trọng nối Đà Nẵng với các tỉnh Tây Nguyên)

Để cung cấp đầy đủ và chi tiết những tài liệu nêu trên phục vụ cho công tác thiết

kế và đánh giá hiệu quả của công trình bảo vệ khu vực cảng Liên Chiểu và vùng lân cận, cần phải có một nghiên cứu tổng thể từ khu vực biển Đông đến vịnh Đà Nẵng và khu vực cảng Liên Chiểu Để đảm bảo được mục đích này, sử dụng mô hình số được xem là một phương pháp giải quyết tốt hiện nay Mô hình số sẽ mô phỏng chế độ thủy động lực ven biển, trong điều kiện khí hậu bình thường và thời tiết cực đoan Trong nghiên cứu này tác giả đã tiến hành phân tích quá trình lan truyền sóng từ ngoài biển Đông vào khu vực cảng Liên Chiểu trong một diện tích khoảng 60.3×109 km2 Sử dụng mô đun MIKE 21/3 của Viện Thủy Lực Đan Mạch và mô phỏng trong điều kiện sóng bất lợi nhất, dưới tác động của bão cấp 13 (điều kiện và quỹ đạo bão dựa trên cơn bão NaRi năm 2013) cũng như ảnh hưởng của dòng chảy hai con sông Cu Đê và sông Hàn Tác giả cũng đã đề xuất và đánh giá được hiệu quả của giải pháp đê ngầm đến diễn biến mực nước và chiều cao sóng trong khu vực cảng Những kết quả này hi vọng trở thành những căn cứ khoa học phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế các công trình bảo vệ cho cảng Liên Chiểu (xem Hình.16)

Hình 16 Không gian trước và sau khi xây dựng cảng Liên Chiểu

Trang 40

Hình 17 Khu vực nghiên cứu của các mô hình

6.2.2 Dữ liệu nghiên cứu

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	3,55 MB
File đính kèm	ThietKeCangBienLienChieu.rar (3 MB)