(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất

(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất(Luận văn thạc sĩ file word) So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập pháp sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất

NGÔ QUÝ VIỆT

SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TỐI ƯU CHO ĐẬP PHÁ SÓNG NHẰM ĐEM LẠI HIỆU QUẢ KINH

TẾ CAO - ÁP DỤNG CHO ĐẬP PHÁ SÓNG DUNG QUẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

     

HÀ NỘI, 2014

NGÔ QUÝ VIỆT

SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TỐI ƯU CHO ĐẬP PHÁ SÓNG NHẰM ĐEM LẠI HIỆU QUẢ KINH

TẾ CAO - ÁP DỤNG CHO ĐẬP PHÁ SÓNG DUNG QUẤT

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ XÂY DỰNG

MÃ SỐ: 60580302

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ XUÂN ROANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

HÀ NỘI, 2014

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn “So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập phá sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao - Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất” tôi đã nhận đuợc sự hướng dẫn, giúp đỡ, động viên của

những cá nhân, tập thể Tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc nhất tới tất cả các cá nhân

và tập thể đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Trước hết tôi xin bày tỏ sự cảm ơn đối với Ban giám hiệu nhà trường, khoa sau đại học và các thầy cô giáo bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, các thầy

cô khoa Kỹ thuật Biển của Trường Đại học Thuỷ lợi đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu.

Có được kết quả ngày hôm nay tôi vô cùng biết ơn và bày tỏ lòng kính trọng sâu sắc đối với PGS.TS Lê Xuân Roanh người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.

Xin gửi sự cảm ơn chân thành nhất đến bố mẹ, gia đình và bạn bè đã quan tâm, động viên và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và công tác.

Tuy nhiên trong khuôn khổ một luận văn thạc sĩ, do điều kiện thời gian hạn chế và trình độ có hạn nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Qua luận văn tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo, các đồng nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng năm 2014

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Ngô Quý Việt

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.

Tên đề tài luận văn là: “So sánh lựa chọn công nghệ thi công tối ưu cho đập phá sóng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao - Áp dụng cho đập phá sóng Dung Quất” Song để đáp ứng yêu cầu thực tế, vấn đề công nghệ tối ưu được

hiểu ở đây là lựa chọn phương án thi công và thiết bị sao cho kinh tế, kỹ thuật và thực tế - phù hợp nhất.

Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đã ghi trong lời cảm ơn Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, tháng năm 2014

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Ngô Quý Việt

MỤC LỤC

I.Tính cấp thiết của Đề tài 1

II.Mục đích của Đề tài 1

III.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1

IV Kết quả dự kiến đạt được 1

V Nội dung của luận văn 1

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH ĐẬP PHÁ SÓNG, ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH 3

1.1.Giới thiệu sơ lược sự phát triển của hệ thống công trình bảo vệ bờ, hệ thống đập phásóng

trong và ngoài nước 3

1.1.1.Điều kiện tự nhiên và một số kiểu bờ biển Việt Nam 3

1.1.2.Các giải pháp bảo vệ bờ 5

1.1.3.Sơ lược về sự phát triển của các hệ thống đập phá sóng trong và ngoài nước 5

1.1.3.1.Lịch sử đập phá sóng 5

1.1.3.2.Các công trình đập phá sóng tiêu biểu đã được xây dựng trong và ngoài nước [3] 8

1.2.Đặc điểm làm việc của công trình ven biển [4] 10

1.2.1.Các tác động tự nhiên 10

1.2.1.1.Tác động của gió, bão 10

1.2.1.2.Tác động của mực nước thuỷ triều và hơi nước biển mặn 10

1.2.1.3.Tác động của dòng chảy ven bờ 10

1.2.1.4.Tác động của sóng 11

1.2.1.5.Các tác động hoá học 11

1.2.1.6.Các tác động của sinh vật 11

1.2.2.Tác động tiêu cực của các hoạt động nhân tạo đối với ổn định bờ biển 11

1.3.Giới thiệu chung về kết cấu đập phá sóng 12

V

Luận văn thạc

sĩ

Học viên: Ngô Quý Việt Ngành Quản lý xây

dựng

1.3.1.Phân loại theo tương quan với mực nước [3] 12

1.3.2.Phân loại vị trí của đập phá sóng trên mặt bằng [3] 12

1.3.3.Phân loại theo công dụng đập phá sóng [3] 13

1.3.4.Phân loại theo hình dạng mặt cắt ngang đập phá sóng [5] 14

1.3.4.1.Đập phá sóng tường đứng 14

1.3.4.2.Đập phá sóng mái nghiêng 19

1.4.Kết luận chương 21

CHƯƠNG II KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẬP PHÁ SÓNG VÀ CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 22

2.1.Giới thiệu chung về các công nghệ thi công đập phá sóng tiên tiến 22

2.1.1.Công nghệ thi công đập dạng thùng chìm [1] 22

2.1.1.1.Một số phương pháp đúc và hạ thủy thùng chìm 23

2.1.1.2.Vận chuyển thùng chìm dưới nước 30

2.1.1.3.Lắp đặt và lấp thùng chìm 31

2.1.2.Công nghệ thi công đập đá đổ hỗn hợp 34

2.1.2.1.Thi công nền [4] 34

2.1.2.2.Thi công khối lõi 38

2.1.2.3.Thi công khối phủ 43

2.2.Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình thi công 46

2.2.1.Yếu tố thủy hải văn [4] 46

2.2.1.1.Đặc điểm thi công trong và trên mặt nước 46

2.2.1.2.Đặc điểm thi công trong điều kiện tự nhiên phức tạp 46

2.2.2.Yếu tố thiết bị thi công [4] 47

2.2.2.1.Thiết bị trên cạn 48

2.2.2.2.Thiết bị dưới nước 51

VI

Luận văn thạc

sĩ

Học viên: Ngô Quý Việt Ngành Quản lý xây

dựng

2.3.Tiêu chí lựa chọn phương án thi công 54

2.3.1.Tiêu chí kỹ thuật 56

2.3.2.Tiêu chí kinh tế 59

2.3.3.Tiêu chí thời gian thi công 60

2.3.4.Tiêu chí môi trường 61

CHƯƠNG III LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHI PHÍ NHỎ NHẤT, ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH ĐẬP PHÁ SÓNG DUNG QUẤT 63

3.1.Giới thiệu đập phá sóng Dung Quất [7] 63

3.1.1.Giới thiệu về cảng Dung Quất - Quảng Ngãi 63

3.1.2.Giới thiệu về đập phá sóng Dung Quất 65

3.1.3.Sự cần thiết phải có đê chắn cát, yêu cầu che chắn 65

3.2.Cơ sở lý thuyết tính toán và thiết kế đập phá sóng [7] 66

3.2.1.Tuyến đập 66

3.2.2.Hình dạng mặt cắt đập phá sóng Dung Quất 67

3.3.Lựa chọn công nghệ thi công hợp lý để đạt được chi phí nhỏ nhất 69

3.3.1.Lựa chọn phương án thi công nền 69

3.3.2.Xác định vị trí thả đá 77

3.3.3.Thi công lớp đệm 85

3.3.4.Lựa chọn phương án thi công thân đập 86

3.3.5.Lựa chọn phương án thi công khối phủ 92

3.4.Kết luận chương 95

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

VII

Luận văn thạc

sĩ

Học viên: Ngô Quý Việt Ngành Quản lý xây

dựng

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1 Các hòn đảo nhỏ ở vịnh Hạ Long có vai trò như đập phá sóng 3

Hình 1-2 Đập phá sóng dạng khối đổ đá hộc ở Citavecchia 6

Hình 1-3 Đập phá sóng ở Cherbourg 6

Hình 1-4 Đập phá sóng ở Plymouth 6

Hình 1-5 Đập phá sóng khối đơn tại Dover 7

Hình 1-6 Đập phá sóng tại Marseilles 7

Hình 1-7 Đập phá sóng điển hình dọc theo bờ biển Địa Trung Hải 8

Hình 1-8 Đập đảo (Chicago, Mỹ) 13

Hình 1-9 Đập nhô (Kaumalapau, Lanai, Hawaii) 13

Hình 1-10 Đập đảo (Plymouth, Anh) 13

Hình 1-11 Đập hỗn hợp (Eastern Port, Alexandria, Ai Cập) 13

Hình 1-12 Mặt cắt dọc đập phá sóng 15

Hình 1-13 Kết cấu đệm đá 16

Hình 1-14 Kết cấu khối rỗng 18

Hình 1-15 Một kết cấu Cyclopit điển hình 18

Hình 1-16 Một kết cấu thùng chìm 19

Hình 2-1 Đập phá sóng bằng thùng chìm có các vách ngăn 22

Hình 2-2 Đập phá sóng bằng thùng chìm có buồng tiêu năng 23

Hình 2-3 Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng đường triền 24

Hình 2-4 Xe trượt lăn 25

Hình 2-5 Xe giá bằng di chuyển dọc – ngang 26

Hình 2-6 Bố trí tời kéo đưa thùng chìm xuống nước 27

Hình 2-7 Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng ụ khô 29

Hình 2-8 Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng ụ nổi 29

Hình 2-9 Neo thùng chìm ở vũng tập kết 31

Hình 2-10 Neo thùng chìm ở vũng tập kết cạnh bến 32

Hình 2-11 Khống chế lắp đặt khi thùng chìm kế tiếp nhau 32

Hình 2-12 Lắp đặt thùng chìm 33

Hình 2-13 Bố trí dây neo và puly khi dùng cần cẩu nổi lắp đặt thùng 34

Hình 2-14 Độ sai lệch từ vị trí thả đá đến xà lan mở thành 35

Hình 2-15 Thi công bè chìm cành cây và hạ chúng xuống nước 36

Hình 2-16 Quá trình hạ bè chìm cành cây xuống đáy 37

Hình 2-17 Quá trình đánh chìm thảm đá xuống đáy tại Eastern Schelt 38

Hình 2-18 Xà lan thả đá tạo biên (thả hai bên biên đáy đập phá sóng) 39

Hình 2-19 Phần lõi đập 39

Hình 2-20 Phương pháp đổ lấn dần bằng ô tô 39

Hình 2-21 Thi công lớp gia cố mái đơn giản với tàu đổ đá mở thành 41

Hình 2-22 Trải bè chìm cành cây lên mái 41

Hình 2-23 Sử dụng các thiết bị trên cạn xếp đá 42

Hình 2-24 Xếp đá phủ mái bằng cần cẩu 42

Hình 2-25 Trải thảm phủ đúc sẵn lên mái 43

Hình 2-26 Các khối Xbloc và Accropode có thể xếp chồng lên nhau trên bãi trữ 44

Hình 2-27 Các loại khối dị hình khác nhau không xếp chồng lên nhau được 44

Hình 2-28 Quá trình chế tạo khối Haro 45

Hình 2-29 Một vài ví dụ về thiết bị xây dựng trên cạn 49

Hình 2-30 Năng lực của cần cẩu và các loại gàu ngoạm 50

Hình 2-31 Thi công đê phá sóng với thiết bị thi công đặt trên cạn 51

Hình 2-32 Xà lan thả vật liệu (Boskalis) 52

Hình 2-33 Một vài thiết bị thi công dưới nước 52

Hình 2-34 Xà lan mở thành (Boskalis) 53

Hình 2-35 Thiết bị nổi thi công công trình biển 54

Hình 3-1 Tổng thể cảng Dung Quất – Quảng Ngãi 64

Hình 3-2 Mặt bằng đập phá sóng Dung Quất - Nhánh phía Bắc L2 65

Hình 3-3 Phương án bố trí đập phá sóng 67

Hình 3-4 Mặt cắt ngang điển hình mô hình đập phá sóng (mái nghiêng) Dung Quất .68

Hình 3-5 Miêu tả vị trí túi bùn 70

Hình 3-6 Đưa bùn lên bãi bằng hệ thống ống xả 71

Hình 3-7 Tàu hút bụng tự hành 72

Hình 3-8 Vận chuyển cát bằng tàu hút bụng tự hành 73

Hình 3-9 Mô phỏng vị trí thả đá 78

Hình 3-10 Máy tạo áp lực nước để đầm đá dưới nước 91

Hình 3-11 Sơ đồ xếp khối Tetrapod trên mặt đập 93

Hình 3-12 Cần cẩu bốc và xếp khối phủ từ xà lan 93

Hình 3-13 Thi công khối phủ cho đập phá sóng có bề rộng đỉnh đập nhỏ 94

Hình 3-14 Lắp đặt cấu kiện Tetrapod bằng cần cẩu và sức người 94

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 Chiều dài các kiểu bờ biển Việt Nam 4

Bảng 1-2 Một số đập đã xây dựng [9] 20

Bảng 2-1 Dung sai của thiết bị thi công trên cạn 51

Bảng 2-2 Dung sai của thiết bị thi công dưới nước 54

Bảng 3-1 Đơn giá xây dựng phần việc nạo vét 72

Bảng 3-2 Đơn giá xây dựng phần việc vận chuyển vật liệu của tàu hút bùn 73

Bảng 3-3 Đơn giá xây dựng phần thi công cọc cát 75

Bảng 3-4 Tọa độ của 3 thủy trực (theo hệ toạ độ VN 2000-KTTT 108 0 ) 77

Bảng 3-5 Vị trí thả đá chân khay theo công thức tiêu chuẩn Việt Nam (w =40kg) 79

Biểu đồ 3-1 Vị trí thả đá chân khay theo công thức tiêu chuẩn Việt Nam 80

Bảng 3-6 Vị trí thả đá lõi đập theo công thức tiêu chuẩn Việt Nam (w=80 kg) 80

Biểu đồ 3-2 Vị trí thả đá lõi đập theo công thức tiêu chuẩn Việt Nam 81

Bảng 3-7 Vị trí thả đá chân khay theo công thức Hà Lan (w=40kg) 82

Biểu đồ 3-3 Vị trí thả đá chân khay theo công thức Hà Lan 83

Bảng 3-8 Vị trí thả đá lõi đập theo công thức Hà Lan (w=80kg) 83

Biểu đồ 3-4 Vị trí thả đá lõi đập theo công thức Hà Lan 84

Bảng 3-9 Đơn giá xây dựng phần việc vận chuyển ô tô 87

Bảng 3-10 Đơn giá xây dựng phần việc thả đá hộc vào thân kè bằng xà lan 88

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của Đề tài

Việt Nam có vị trí địa lý quan trọng trong khu vực châu Á, nằm trong khu vực cómạng lưới vận chuyển hàng hóa bằng đường biển năng động vào bậc nhất châu Á Trongnhững hoạt động kinh tế từ biển, hoạt động từ các loại hình vận tải biển, cảng biển luôn làthế mạnh, luôn đi đầu, phát triển nhanh chóng ở nước ta và các nước trên thế giới Giaothông biển luôn an toàn, nhanh chóng, thuận lợi và giá thành hợp lý, vì vậy vận tải biển ởcác quốc gia có hệ thống cảng biển lớn chiếm tỷ trọng lớn trong việc giao thương hànghóa trên thế giới

Tuy nhiên việc xây dựng các cảng biển lớn gặp khó khăn do công nghệ, điều kiệnthi công phức tạp và giá thành rất cao dẫn đến những khó khăn trong quá trình thi công,khó khăn về vốn đầu tư xây dựng các công trình phục vụ và khai thác trong cảng Khi thicông công trình biển cần có biện pháp phù hợp nhằm đảm bảo độ an toàn, giá thành hạ vàthời gian thi công cho phép Liên hệ với đập phá sóng Dung Quất, việc xây dựng con đập

sẽ giữ cho vùng nước trong khu cảng được yên tĩnh để các tàu có tải trọng 50.000 DWThoạt động an toàn

II Mục đích của Đề tài

Trên cơ sở thống kê và phân tích tất cả các phương án thi công đập phá sóng hiệntại ở trong và ngoài nước, sẽ đưa ra: So sánh lựa chọn công nghệ thi công phù hợp nhấtnhằm đem lại hiệu quả và khả thi đảm tính kinh tế và kĩ thuật của công trình

III Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu về thiết kế, thi công và quá trình khai thác vậnhành hệ thống các đê đập phá sóng đã được xây dựng và đi vào khai thác sử dụng

- Tính toán, so sánh các phương án để lựa chọn công nghệ thi công hiệu quả và khả

thi

IV Kết quả dự kiến đạt được

Tính toán, so sánh các phương án để đề xuất công nghệ thi công hiệu quả và kinh tếcho đập nghiên cứu

V.Nội dung của luận văn

Nội dung luận văn gồm các phần sau đây:

- Phần mở đầu: Giới thiệu tính cấp thiết và ý nghĩa của đề tài, mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu.

- Chương 1 Đặc điểm công trình đập phá sóng, điều kiện ổn định

- Chương 2 Kỹ thuật thi công đập phá sóng và các yếu tố tác động trong quá trình thi công

- Chương 3 Lựa chọn phương pháp thi công để đạt được chi phí nhỏ nhất, áp dụngcho công trình đập phá sóng Dung Quất

- Kết luận và Kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH ĐẬP PHÁ SÓNG, ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH 1.1 Giới thiệu sơ lược sự phát triển của hệ thống công trình bảo vệ bờ, hệ thống đập phá sóng trong và ngoài nước

1.1.1 Điều kiện tự nhiên và một số kiểu bờ biển Việt Nam

Nước ta có đường bờ biển dài hơn 3600km trải dài từ Móng Cái đến Hà Tiên Căn

cứ cấu tạo địa chất, hình thái học và các đặc điểm riêng nổi bật của bờ biển có thể nêu ramột số kiểu bờ biển đặc trưng của nước ta như sau [4] :

(a) Bờ biển vùng vịnh

Vùng biển từ Móng Cái đến Hải Phòng có hàng ngàn đảo lớn nhỏ, chạy dài và có xuthế song song với đường bờ, tạo nên nhiều vịnh kín gió như các vịnh Hà Cối, Đầm Hà,Bái Tử Long và Hạ Long Các hòn đảo nhỏ có vai trò giống như các đập phá sóng, nhờ

đó, mặt nước trong vịnh êm, sóng nhỏ Tác động của thuỷ triều đã bào mòn các hòn đảo

(hình 1-1).

Hình 1-1 Các hòn đảo nhỏ ở vịnh Hạ Long có vai trò như đập phá sóng

Bờ biển vùng vịnh có đặc điểm nổi bật là chịu tác động của sóng nhỏ, lưu tốc củadòng chảy ven bờ nhỏ, bờ biển ít bị xói lở

(b) Bờ biển bùn vùng cửa sông

Bờ biển bùn vùng cửa sông rất phổ biến ở nước ta, nhất là ở vùng bờ biển châu thổ Bắc Bộ và Nam Bộ

Bờ biển miền châu thổ Bắc Bộ, từ Hải Phòng đến Ninh Bình có nhiều cửa sông đổ

ra biển Về mùa lũ, các con sông mang nhiều phù sa chảy qua các cửa Nam Triệu, CửaCấm, Lạch Tray, Văn Úc (Hải Phòng); Cửa Lan, Diêm Điền, Trà Lý (Thái Bình); cửa BaLạt, Lạch Giang (Nam Định) và Cửa Đáy (Ninh Bình)

Bờ biển châu thổ Nam Bộ, từ Tiền Giang đến Rạch Giá có nhiều cửa sông của hệthống sông Cửu Long đổ ra biển Về mùa lũ, các con sông mang nhiều phù sa chảy quacác cửa sông Tiền, sông Hậu

(c) Bờ biển cát và cồn cát

Bờ biển cát có ở rất nhiều nơi của cả Bắc bộ, Trung Bộ và Nam Bộ Như bờ biểnBãi Cháy (Quảng Ninh), Đồ Sơn (Hải Phòng), Sầm Sơn (Thanh Hoá), Cửa Lò (Nghệ An),Thiên Cầm (Hà Tĩnh), Nhật Lệ (Quảng Bình), Thuận An (Thừa Thiên-Huế), Nha Trang(Khánh Hoà), Hà Tiên (Kiên Giang) ở Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên

- Huế, bờ biển có nhiều bãi cát và cồn cát

(d) Bờ biển đá gốc

Có nhiều nơi, núi đá áp sát ra biển, đường bờ biển là các sườn đá gốc như ở MóngCái, chân đèo Hải Vân, Sơn Trà, Dung Quất, Cam Ranh, Quy Nhơn Đặc điểm của bờbiển đá gốc là vách bờ có tính ổn định cao, độ sâu của biển lớn ngay sát chân vách đá

e) Bờ biển cuội sỏi

Bờ biển cuội sỏi là sản phẩm của quá trình phong hoá đá gốc tại chỗ, hoặc được vậnchuyển từ một nơi khác đến bởi dòng chảy trong sông và dòng chảy ven bờ ngoài biển

Bảng 1-1 Chiều dài các kiểu bờ biển Việt Nam

TT Kiểu bờ biển Chiều dài (km)

Các giải pháp bảo vệ bờ biển bao gồm giải pháp công trình và phi công trình.

Giải pháp công trình: là những tác động của con người can thiệp vào bờ biển tự

nhiên bằng các công trình bảo vệ bờ biển, nhằm điều chỉnh và phòng chống các tác độngbất lợi của tự nhiên, giữ cho bờ biển ổn định, phục vụ cho các yêu cầu và mục tiêu pháttriển kinh tế, xã hội [4]

Giải pháp phi công trình: cũng là những tác động của con người nhằm điều chỉnh

và phòng chống các tác động bất lợi của tự nhiên, giữ cho bờ biển ổn định, phục vụ chocác yêu cầu và mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội; nhưng bằng giải pháp sinh học (pháttriển rừng ngập mặn, rừng cây chắn gió cát ven biển) và giải pháp mang tính chất xã hội(như xây dựng luật pháp, chính sách, công tác tổ chức, quản lý, tuyên truyền, giáo dục,vận động, thuyết phục nhân dân )

1.1.3 Sơ lược về sự phát triển của các hệ thống đập phá sóng trong và ngoài nước

nó vẫn tồn tại tới ngày nay (Hình 1-2) Mái phía biển rất thoải và những kết cấu phía trênphức tạp là bằng chứng về thời kỳ lịch sử của thử nghiệm và sai sót, của phá huỷ và sửachữa (Vitruvius , 27 năm trước công nguyên]; Shaw, 1974; Blackman, 1982; De la Pena,Prada và Redondo, 1994; Franco, 1996) [9].

Hình 1-2 Đập phá sóng dạng khối đổ đá hộc ở Citavecchia

Ở thời kỳ hiện đại, những công trình đập phá sóng tương tự đã được xây dựng ởCherbourg (1781/1789/1830) và tại Plymouth (1812/1841) Trong cả hai trường hợp, sự

ổn định của mái phía biển đều không đảm bảo và quá trình sửa chữa nối tiếp đã dẫn tới

độ dốc cuối cùng là trong khoảng 1:8 và 1:12 (xem Hình 1-3 và 1-4)

Hình 1-3 Đập phá sóng ở Cherbourg

Hình 1-4 Đập phá sóng ở Plymouth

Cân nhắc những khó khăn gặp phải ở Cherbourg và Plymouth năm 1847, một đậpphá sóng khối đơn được quyết định xây dựng tại Dover Việc thi công đã gặp phải rất

nhiều vấn đề, nhưng kết quả đáng để thỏa mãn khi công trình này vẫn tồn tại mà không có

hư hại đáng kể (Hình 1-5)

Hình 1-5 Đập phá sóng khối đơn tại Dover

Sự phát triển giao thương trên biển nhanh chóng trong thế kỷ 19 dẫn đến một sốlượng lớn những đập phá sóng được xây dựng tại Châu Âu và ở những vùng thuộc địađang nổi Những kỹ sư người Anh nói riêng đã khắc ghi những bài học từ đập Dover Đểtránh những khó khăn khi thi công ở khu vực nước sâu, những cơ khối đổ đá hộc đã được

sử dụng làm nền móng cho những kết cấu bên trên dạng khối đơn, đây chính là những đậpphá sóng hỗn hợp đầu tiên Cũng vậy, tuy nhiên quá trình thử sai đã gây ra những thiệthại Rất nhiều công trình đã phải thiết kế lại do những cơ ban đầu được dựng lên quá cao.Tại Pháp, các kỹ sư đã nỗ lực giải quyết vấn đề ổn định bằng cách thiết kế các máithoải hơn trên mực nước biển (SWL), và sử dụng những khối bê tông cực nặng (hình lậpphương và hình hộp) làm lớp áo kè Họ cũng bắt đầu sử dụng đá nhỏ hơn làm phần lõicủa công trình Đập phá sóng Marseilles (1845) đã trở thành một ví dụ thành công củacộng đồng nói tiếng Pháp như là đập Dover của những vùng nói tiếng Anh Tuy nhiên,dạng đập Marseilles yêu cầu kết cấu kè rất nặng và nhiều vật liệu cho mặt cắt ngang, đặcbiệt là ở vùng nước sâu (Hình 1-6)

Hình 1-6 Đập phá sóng tại Marseilles

Những phát triển này khiến cho đập hỗn hợp được sử dụng rộng rãi nhất vào đầu thế

kỷ 20, đặc biệt là ở Ý, nơi mà nhiều đập đã được xây dựng ở vùng nước khá sâu dọc theo

bờ biển Địa Trung Hải Vì vậy giải pháp hợp lý dường như là một công trình hỗn hợp baogồm một cơ ở khoảng một phần hai chiều sâu nước, trên đó là một tường đứng Kết cấutường được tạo bởi những khối cực lớn (khổng lồ), cũng có thể ngàm trong để tạo ra hiệuứng khối đơn (Hình 1-7) Tuy nhiên những đập này không hẳn là một thành công, do khối

đổ khiến cho sóng vỡ và đập vào tường, dẫn tới xu hướng hư hỏng

Vật liệu bảo vệ mái điển hình như:

- Vào năm 1949, P.Danel [1953] tại phòng thí nghiệm thủy lực Dauphinois (sau này làSOGREAH) đã thiết kế cấu kiện kè Tetrapod, khởi đầu của một loạt những cấu kiệntương tự

- Rijkswaterstaat và Delft Hydraulics đã phát triển cấu kiện Akmon

- Cấu kiện Dolos (Nam Phi) dường như đã cung cấp giải pháp tối ưu cho đến khi độ

bền cơ học hạn chế của nó đã gây ra một loạt những sự cố

- Sự phát triển những khối dị hình vẫn tiếp tục, tuy nhiên dẫn tới hai cấu kiện khác ở

Pháp khá thành công: “Antifer cube” và Accropode

- Người nhật đưa ra mẫu RAKUNA IV vào năm 2007

Hình 1-7 Đập phá sóng điển hình dọc theo bờ biển Địa Trung Hải

1.1.3.2 Các công trình đập phá sóng tiêu biểu đã được xây dựng trong và ngoài nước [3]

(a) Đập phá sóng phủ các khối bêtông dị hình

Ở Việt Nam nhiều công trình đập phá sóng cũng đã áp dụng các khối bêtông dị hìnhtiêu giảm sóng: các khối Tetrapod 5; 7,6 và 9,7T sử dụng đê phá sóng nhiệt điện VĩnhTân, khối Tetrapod (11÷15)T sử dụng đập phá sóng cảng Nghi Sơn – Thanh Hóa, khốiTetrapod và khối Accropode dùng trong công trình đập phá sóng Dung Quất, khốiTetrapod áp dụng nhiều công trình khác: đập phá sóng cảng Tiên Sa, đập phá sóng cảngBạch Long Vĩ, Âu tàu Song Tử Tây – Trường Sa, đập phá sóng Phú Quốc, Bến cá Đề Ghi– Bình Định, đê biển Đức Long – Bình Thuận…

(b) Đập phá sóng tường đứng với thùng chìm bêtông cốt thép

Ở Việt Nam hiện nay cũng có nhiều công trình áp dụng kết cấu thùng chìm BTCTnhư: Cảng Bạch Long Vĩ (Hải Phòng), đảo Đá Tây (quần đảo Trường Sa), đảo Phú Quý(Bình Thuận), cảng Hòn Mắt (Nghệ An), cảng Tiên Sa (Đà Nẵng)…

(c) Đập phá sóng với kết cấu thùng chìm bằng bê tông cốt thép (BTCT)

Kết cấu này xây dựng lần đầu tiên ở cảng Comeau (Canada), một số công trình trênthế giới: cảng Funakawa (Nhật Bản), cảng Than (Trung Quốc), đập phá sóng cảng Volti –Genoa, Mantelli, La Spiza (Italy), đập phá sóng cảng Hanstholm (Đan Mạch)…

Ở Việt Nam chưa áp dụng kết cấu này

(d) Đập phá sóng ống kỹ thuật

Ở Việt Nam đã sử dụng bảo vệ bờ biển Long Hải, Vũng Tàu, làm kè mỏ hàn, chắnsóng Tam Hải (Quảng Nam)…

(e) Đập phá sóng sử dụng cọc trụ ống bêtông cốt thép và cọc cừ vây

Ở Việt Nam, đập phá sóng bằng cừ lần đầu tiên được áp dụng trong công trình nhàmáy nhiệt điện Kiên Lương, Hà Tiên, với cừ Lasen bằng bêtông cốt thép có chiều rộng1m và dài từ 28 đến 44m, nặng 15 đến 25 tấn, được sản xuất theo công nghệ độc quyềncủa hãng Misubishi (Nhật Bản)

(f) Đập phá sóng cọc lăng trụ BTCT dạng cầu tàu kèm theo phông chắn

Loại kết cấu này được xây dựng ở cảng Brunsbuettelkoog, cảng Buesum, cảngSassnitz

(g) Đập phá sóng hở bằng cọc dạng cầu tàu

Với bản mặt thẳng đứng được xây dựng ở Đức và một số nước Tây Âu Loại đậpnày cũng có tác dụng tiêu giảm sóng nhưng không nhiều và có hạn chế là tạo dòng chảyluồn qua đập, gây dao động mực nước trong bể cảng.

1.2 Đặc điểm làm việc của công trình ven biển [4]

Điều kiện làm việc của các công trình bảo vệ bờ biển chịu nhiều tác động có thể dẫnđến bị hư hỏng và phá hoại Hai nguyên nhân chính gây ra hư hỏng và phá hoại các côngtrình bảo vệ bờ là do tác động của tự nhiên và tác động của con người

1.2.1 Các tác động tự nhiên

Các tác động tự nhiên bao gồm: Tác động của gió - bão, thuỷ triều, dòng chảy ven

bờ, sóng, dòng thấm, các vật nổi, lún, tác dụng hóa học và điện phân của môi trường nướcmặn, tác dụng của các sinh vật

1.2.1.1 Tác động của gió, bão

Theo thống kê hàng năm có khoảng trên dưới 10 cơn bão xảy ra ở biển Đông, cáccơn bão này thường có vận tóc gió lớn, thời gian kéo dài nên gây ra không ít những thiệthại vùng ven bờ

1.2.1.2 Tác động của mực nước thuỷ triều và hơi nước biển mặn

Mặt nước thuỷ triều biến động cộng với các tác động của dòng chảy và sóng vỗ bàomòn các cột chống của trụ cầu và bến cảng

Trong phạm vi mực nước biển dao động, các cửa van và kết cấu thép bị han rỉ vớimức độ mạnh hơn nhiều lần so với kết cấu đó nhúng ngập chìm trong nước biển Nguyênnhân của hiện tượng han rỉ mạnh không phải chỉ do tác dụng hoá học của nước biển mặn,

mà chủ yếu do quá trình phản ứng điện hoá trao đổi các ion Cl-, ion SO42- diễn ra mạnh

mẽ ở phần kết cấu thép bị nhúng ướt phơi khô lặp đi lặp lại thường xuyên

Các kết cấu thép, kết cấu bê tông trên khô cũng han rỉ, bong rộp với tốc độ mạnh mẽkhi bị hơi nước biển mặn tác dụng

1.2.1.3 Tác động của dòng chảy ven bờ

Dòng chảy ven bờ sau khi sóng vỡ đóng vai trò chính để tải bùn cát đã được sóng'bứt' ra và đáy Dòng chảy ven bờ có thể chuyển động theo phương song song với đường

bờ, nhưng cũng có thể chuyển động theo hướng từ phía bờ ra biển gọi là dòng chảy rút ra

xa bờ Hoạt động của dòng chảy ven bờ có thể đưa đến điều kiện thuận lợi để gây bồi,hoặc cũng có thể gây xói lở bờ, bãi và đáy biển

1.2.1.6 Các tác động của sinh vật

Trong môi trường nước biển có một số loài vi khuẩn, nấm bám vào bề mặt vật liệu

có thể làm mục gỗ, bê tông, ăn mòn kim loại

Các yếu tố tự nhiên không tác động một cách đơn lẻ, riêng biệt Các tác động củathuỷ triều, nước biển mặn, vi sinh vật, dòng chảy ven bờ diễn ra trong thời gian dài nhấtđịnh mới gây ra sự giảm cấp về độ bền, hư hỏng, sạt lở, phá hoại nào đó Nhưng xung lựccủa sóng có thể nhanh chóng phá hoại từng phần, thậm chí làm sụp đổ bờ và các kết cấucông trình bảo vệ nó

1.2.2 Tác động tiêu cực của các hoạt động nhân tạo đối với ổn định bờ biển

Các hoạt động xây dựng hồ chứa nước ở thượng nguồn, làm đập ngăn sóng khaihoang lấn biển, khai thác sa khoáng, vật liệu xây dựng, chặt phá rừng ngập mặn v.v diễn

ra khá nhiều nơi, mang tính chất phổ biến, không chỉ gây ra xói lở bờ biển có tính chấtcục bộ, mà còn có thể gây ra xói lở nghiêm trọng với qui mô lớn

1.3 Giới thiệu chung về kết cấu đập phá sóng

Đập phá sóng là kết cấu công trình nhằm giảm hoặc triệt tiêu năng lượng sóng trướckhi nó đi vào phạm vi bảo vệ Đập phá sóng có thể là đập nổi, đập ngầm, đập liền dỉahoặc phân cách dải

Có nhiều cách phân loại đập phá sóng tùy theo mục tiêu nghiên cứu, phương thứctiếp cận và các đặc trưng của đập phá sóng

1.3.1 Phân loại theo tương quan với mực nước [3]

- Đập ngập (đê chìm) có cao trình đỉnh đập thấp hơn cao trình mực nước thi công, thậm chícòn thấp hơn cả mực nước thấp thiết kế Đập ngập thường được xây dựng để tiêugiảm năng lượng sóng biển và ngăn cát cho mục đích bảo vệ bờ khỏi bị xói lở, bảo vệluồng tàu ở vùng cửa sông chịu tác động ảnh hưởng của sóng biển và khi bể cảng dùnglàm bãi tắm hoặc chỉ ngăn cát, phù sa

- Đập không ngập có cao trình đỉnh đập luôn cao hơn mực nước cao thiết kế Đập khôngngập còn chia ra thành hai loại: đập hạn chế sóng tràn (cho pháp một mức độ sóng trànqua đỉnh đập) và đập không cho phép sóng tràn qua đỉnh

1.3.2 Phân loại vị trí của đập phá sóng trên mặt bằng [3]

Căn cứ vào vị trí bố trí đập phá sóng trên mặt bằng các tuyến đập có thể phân loại thành:

- Đập phá sóng liền bờ (đập nhô) là đập có đầu nối tiếp với đường bờ;

- Đập phá sóng xa bờ (đập đảo hay đập tự do) là đập phá sóng mà cả 2 đầu đập khôngnối với bờ (tuyến đập có thể hoặc không song song với bờ);

Hình 1-8 Đập đảo (Chicago, Mỹ) Hình 1-9 Đập nhô (Kaumalapau,

1.3.3 Phân loại theo công dụng đập phá sóng [3]

- Đập dùng để chắn sóng: để chắn sóng hay tiêu tán một phần năng lượng sóng khi tiếp cận công trình nhằm tạo ra một khu nước có độ tĩnh lặng theo yêu cầu;

- Đập ngăn cát: ngăn chặn sự xâm nhập bùn cát vào khu nước được quan tâm;

- Đập phá sóng, ngăn cát: ngăn chặn bùn cát và giảm chiều cao sóng cho khu nước sau công trình;

- Đập hướng dòng chảy: xây dựng tại cửa sông, chỗ hải lưu mạnh để cải thiện điều kiện luồng hàng hải, chỉnh trị cửa sông…

1.3.4 Phân loại theo hình dạng mặt cắt ngang đập phá sóng [5]

Cách phân loại này thông dụng nhất vì nó phản ánh được các đặc trưng cơ bản củakết cấu, không những về cấu tạo mà cả về phương pháp tính toán, các giải pháp thi công.Dựa trên góc độ này kết cấu đập được phân thành

1.3.4.1 Đập phá sóng tường đứng

(a) Điều kiện áp dụng

Kinh nghiệm thiết kế và thi công cho thấy công trình đập phá sóng kiểu tường đứngkinh tế hơn đá đổ mái nghiêng do có hình dáng gọn nhẹ, giảm được khối lượng các cácvật liệu xây dựng như đá và bê tông Điều kiện cơ bản nhất để áp dụng công trình dạngtường đứng trọng lực là nền móng phải tốt Đất nền lý tưởng nhất cho công trình là nền

đá Tuy nhiên với loại đất có khả năng chịu tải tương đối tốt thì cũng có thể làm nềnmóng cho công trình trọng lực: đất, cát, sỏi tuy nhiên phải có biện pháp gia cố chống xói

lở ở đáy

Như vậy đập phá sóng loại tường đứng có thể được xác định theo các điều kiện sau:

- Trên nền đất đá mọi độ sâu

- Trên nền đất rời với các điều kiện sau

+ Với độ sâu lớn hơn (1,5 ÷2,5) lần chiều cao sóng tính toán thì đất nền trước công trình phải được gia cố tại các vị trí xói

+ Với độ sâu không quá (20 ÷28)m (khi đó áp lực của công trình lên nền đất ở giới hạn cho phép)

(b) Mặt cắt dọc đập phá sóng

Thông thường công trình đập phá sóng được thi công ở độ sâu tự nhiên nhưng nềnmóng đã được sơ bộ chuẩn bị Các lớp đệm đá phải được làm phẳng, cao trình của lớpđệm đá và chiều dày thỏa mãn điều kiện kỹ thuật

Cao trình của lớp đệm đá phải nằm ở độ sâu >1,25m chiều cao sóng tại chân côngtrình Tránh trường hợp tạo ra sóng vỡ trước mặt công trình, chiều dày lớp đệm đá phảiđảm bảo yêu cầu về mặt cấu tạo và phân tán lực sao cho nền đất có khả năng chịu tải.Đập phá sóng theo chiều dọc trên mặt bằng thường có dạng hình gãy góc và có thểchia làm 3 phần: gốc đê, thân đê, đầu đê Mỗi phần có thể có giải pháp cấu tạo khác nhau,

ngay trên cùng 1 đoạn thân đê cũng có thể có nhiều giải pháp kết cấu và kích thước kếtcấu khác nhau.

Phần gốc đập được bố trí sâu vào trong bờ 1 đoạn bằng 1,5 lần chiều cao sóng.Đường bờ trên các đoạn đó phải gia cố ở bề mặt, biện pháp này nhằm bảo vệ gối khỏi sựphá hoại của sóng

Đập được bố trí trên các nền đất cấu tạo địa chất không đều nên độ lún sẽ khácnhau Mặt khác các phân đoạn có chiều cao khác nhau cũng gây ra các độ lún khác nhau,chính vì vậy cho nên toàn bộ công trình theo chiều dọc cũng phải chia làm các phân đoạndài từ (25÷45)m Các phân đoạn này cách nhau bởi các khe lún thẳng đứng

Khi chiều cao của lớp đệm đá cao hơn 2m thì phân đoạn lún thường lấy bằng 25m.khi chiều cao lớp đệm <2m thì phân đoạn lún <45m Bề rộng khe lún không vượt quá5cm Phần đầu đập và thân đập cũng được phân cách bởi các khe lún thẳng đứng

Hình 1-12 Mặt cắt dọc đập phá sóng

(c) Các bộ phận cơ bản của đập phá sóng tường đứng

Trong trường hợp tổng quát đập phá sóng trọng lực bao gồm 2 bộ phận cơ bản: lớpđệm đá và tường đứng Tường đứng được cấu tạo từ 2 bộ phận: phần kết cấu dưới nước

và phần kết cấu phía trên Loại kết cấu công trình của đập phá sóng được xác định bởiphần dưới nước, phụ thuộc vào kết cấu phần dưới nước, người ta phân thành các loại:

- Kết cấu bê tông khối xếp

Công dụng của lớp đệm đá:

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

- Bảo vệ đất nền dưới chân công trình không 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 lọcngược và lăng thể đá

Trong trường hợp nếu đập phá 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 bê tông đựng trong các túi làm bằng vậtliệu có độ bền cao

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

Hình 1-13 Kết cấu đệm đá

(c).2 Kết cấu phần trên

Công dụng cơ bản của kết cấu phần trên là đảm bảo sự liên kết chắc chắn giữa các

bộ phận riêng biệt của phần tường dưới nước đặc biệt là đối với kết cấu khối xếp Chiềudày tối thiểu của bản liện kết ở phần trên thường được lấy vào khoảng (1,5÷2)m Nếu dọc

đập có dự kiến đi lại hoặc neo đậu tàu thì cao trình bản mặt phải cao hơn cao trình đỉnhsóng cực đại Ngoài ra cao trình bản mặt cũng cần phải phù hợp cao trình khu đất trongcảng để đảm bảo cho phương tiện giao thông hoạt động bình thường Tiết diện của tấmhắt sóng được kiểm tra theo khả năng chịu áp lực sóng Về mặt cấu tạo bề rộng của tấmhắt sóng lấy từ (1,5÷2)m Độ vượt của tấm hắt sóng cao hơn đỉnh sóng đứng khoảng 0,5mnếu là loại đập không cho phép sóng tràn qua.

Trong kết cấu phần trên cần phải bố trí các hào công nghệ, các chi tiết chờ để lắp đặtthiết bị hàng hải, các trang bị neo đậu tàu: bích neo, đệm va

(c).3 Kết cấu phần dưới nước

- Kết cấu bê tông khối xếp:

Công trình phá sóng làm bằng khối xếp có độ ổn định và tuổi thọ cao Việc thi côngcác công trình khối xếp nói chung không phức tạp về mặt máy móc công nghệ loại trừ cầnphải có thiết bị cẩu phù hợp

Nhược điểm của công trình có bê tông khối xếp là độ nhạy cảm cao đối với hiệntượng lún không đều của đất nền Bản thân khối xếp liên kết rời rạc với nhau nên khi đấtnền lún không đều sẽ sảy ra hiện tượng trượt một phần tường so với phần khác Để tránhcho lún không đều và tránh cho các khối xếp cũng như kết câu phần bên trên không bịbiến dạng người ta chia công trình ra thành nhiều phân đoạn phụ thuộc vào điều kiện địachất và lấy trong khoảng từ (25÷40)m, chiều rộng khe lún giữa các phân đoạn ≤ 5cm.(d) Đập phá sóng dạng kết cấu khối rỗng

Kết cấu khối rỗng là các thùng không đáy có vách ngăn dày từ (0,7÷1)m, trọnglượng thùng từ (100÷200)tấn Khối rỗng được đặt trên đệm đá, bên trong đổ đầy vữa bêtông sau đó thi công kết cấu phần trên

Một số kết cấu biểu thị của loại này được thể hiện ở hình 1-14 sau

Hình 1-14 Kết cấu khối rỗng

(e) Đập phá sóng kết cấu cyclopit

Để khắc phục những khiểm khuyết của kết cấu khối rỗng người ta chuyển sang ứngdụng kết cấu cyclopit Các khối này được chế tạo hoặc hoàn toàn có các giếng trụ trònchờ sẵn Đường kính không lớn lắm đủ để lắp khung cốt thép sau đó đổ bê tông dướinước Trọng lượng của khối dao động từ (400÷500)T, do vậy phải có thiết bị chuyên dụng

để vận chuyển và cẩu nâng

Hình 1-15 Một kết cấu Cyclopit điển hình

(f) Đập phá sóng kết cấu thùng chìm

Trong nhiều trường hợp công trình có kết cấu khối xếp thậm chí có khối lượng lớnnhưng vẫn chưa đủ độ liền khối và vẫn bị phá hỏng Những nhược điểm này của khối xếpđược khắc phục bằng sử dụng thùng chìm Kết cấu thùng chìm có ưu thế cho phép giảiphóng đá hoặc cát sỏi để di chuyển đến vị trí khác, vỏ thùng chìm được chế tạo tại bãi

chuyên dụng hạ thủy và kéo đến vị trí xây dựng, sau đó đổ cát đá vào thùng các khoangđược đậy bằng tấm bê tông cốt thép dày từ (0.4÷0.5)m để vật liệu không trôi ra ngoài cáckhe hở giữa các tường thùng và các tấm bê tông được đổ bê tông.

Hình 1-16 Một kết cấu thùng chìm

(g) Đập phá sóng kết cấu chuồng

Kết cấu chuồng gỗ được ứng dụng cho đê chắn sóng ở những gỗ là vật liệu tại chỗ

và không có sinh vật ăn mòn hay làm mục gỗ Chuồng là khung có tiết diện đối xứng,chiều dài thông thường là 50m, chiều rộng <20m, chiều cao từ (6÷10)m Chuồng gỗ đượcchia thành các ô có kích thước mặt bằng 1.5x1.5 m2 đến 2.5x2.5 m2 được ngăn bởi cácvách dọc, vách ngang Phía dưới chuồng có đáy, bên trong được đổ đầy đá, mặt trên được

đổ bằng lớp bê tông mũ

Thực tế có hai loại chuồng, chuồng liên kết kiểu Nga và chuồng liên kết kiểu Mỹ.Với chuồng liên kết kiểu Nga các cây gỗ được liên kết bằng mộng, với chuồng liên kếtkiểu Mỹ các thanh gỗ được lắp thành các ô vuông và liên kết với nhau bằng bulông Dochuồng kiểu Mỹ liên kết bằng kim loại nên tuổi thọ thấp hơn so với chuồng kiểu Nga

1.3.4.2 Đập phá sóng mái nghiêng

Đập phá sóng mái nghiêng được áp dụng ở những nới có địa chất không cần tốt lắm

độ sâu không quá 20m Đập phá sóng mái nghiêng được ứng dụng rộng rãi nhằm tận dụngđược các vật liệu sẵn có, tại chỗ: đá, bê tông… Ngoài ra đập phá sóng mái nghiêng còntận dụng nhiều khối bê tông có hình thù kì dị nhằm tiêu hao năng lượng sóng và liên kếtvới nhau

Dựa vào đặc điểm vật liệu và cấu tạo, kết cấu đập phá sóng mái nghiêng được phânthành:

- Đập phá sóng mái nghiêng bằng đá

- Đập phá sóng mái nghiêng với bê tông gia cố hình hộp

- Đập phá sóng với các khối bê tông phức hình

Bảng 1-2 Một số đập đã xây dựng [9]

TT Tên hoặc địa

điểm Quốc gia hoặc vùng Năm Phương pháp hoặc phương tiện

1 Hindenburgdam Sylt-Schleswig (Đức) 1925 tường ống cừ

(Schleswing) 1633 thuyền bị đánh chìm

3 Meldorf, nhiều khe

chặn Sylt-Schleswig (Đức) 1978

hàn bằng cát, các xà lan bị đánhchìm

4 Đê Lauwerszee Waddenzee (Hà Lan) 1969 thùng chìm bằng bê tông

5 Đập Veerse-Gat Walcheren-Noord

Beveland Deltaworks 1961 thùng chìm có cửa

6 Barrier chắn bão Eastern Scheldt

Deltaworks 1986 hai cửa giữa hai trụ nguyên khối

TT Tên hoặc địa

điểm Quốc gia hoặc vùng Năm Phương pháp hoặc phương tiện

13 Grevelingendam, 2

khe chặn

Flakkee-Duiveland,Deltaworks 1964 thùng chìm nhỏ, đá hộc

14 Oudenhoom Voorne-Putten 1953 thùng chìm với cửa sập bên

và các dự án lớn có ý nghĩa vô cùng quan trọng ven biển đã, đang được hình thành vàphát triển mạnh mẽ

Công trình bảo vệ bờ gồm nhiều dạng trong đó đập phá sóng là dạng hạn chế hoặctriệt tiêu sóng trước khi vào vùng bảo vệ Loại đập này thông thường sử dụng vật liệu hạtrời chịu được tác động của sóng gió và môi trường biển

Đập phá sóng thường được xây dựng tạo nên vùng lặng sóng cho cảng biển, hoặc làtường giảm sóng bảo vệ bãi với dạng trục đập nằm song song hoặc vát góc so với đườngbờ

Có rất nhiều loại kết cấu và công nghệ thi công đê phá sóng tiên tiến đã được ápdụng rộng rãi ở trong và ngoài nước Tùy thuộc vào từng khu vực thi công và đặc điểmcông trình mà lựa chọn phương án thi công phù hợp nhằm đem lại hiệu quả kinh tế, kỹthuật cao

Đề tài luận văn nghiên cứu công nghệ thi công đập và áp dụng tính toán cho đập phásóng cảng Dung Quất với tiêu chí giảm chi phí xây dựng

CHƯƠNG II KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẬP PHÁ SÓNG VÀ CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

2.1 Giới thiệu chung về các công nghệ thi công đập phá sóng tiên tiến

2.1.1 Công nghệ thi công đập dạng thùng chìm [1]

Trong công trình thủy, khi xây dựng các công trình bến trọng lực và đập phá sóngtường đứng, phần nhiều sử dụng kết cấu thùng chìm có tính toàn khối cao, tốc độ xâydựng nhanh và hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao Công trình cảng ngày càng có xu hướngphát triển ra nơi nước sâu, việc sử dụng thùng chìm kích thước lớn, cao đến (10÷20)m,nặng đến (1600÷6000)T để thi công các công trình này thể hiện ưu điểm ngày càng rõ rệt.Một số công trình đập phá sóng có kết cấu thùng chìm như sau:

Hình 2-1 Đập phá sóng bằng thùng chìm có các vách ngăn

a Đê chắn sóng dạng tường đứng; b Đê chắn sóng dạng hỗn hợp.

Hình 2-2 Đập phá sóng bằng thùng chìm có buồng tiêu năng

a Buồng có khe ngang; b Buồng có khe dọc; c Buồng có khe dạng cong.

Sau thành công của dự án Cảng nước sâu Cái Lân - Quảng Ninh (2000 - 2003) chokết cấu bến bằng tường chắn trọng lực BTCT kiểu thùng chìm có kích thước 16x20x13m

là dự án kéo dài đê chắn sóng Tiên Sa có kết cấu thùng chìm bằng BTCT có kích thước10.5x20x18m được Liên danh JPC và TEDI kết hợp với tập đoàn Maunsell thiết kế trên

cơ sở Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình cảng Nhật Bản có tính đến điều kiện thực tế tại ViệtNam Việc thi công đê chắn sóng có kết cấu kiểu thùng chìm BTCT khối lớn tại dự ánTiên Sa - Đà Nẵng là lần thứ 2 được áp dụng tại Việt Nam Dự án này do nhà thầu trongnước thi công, dưới sự hướng dẫn của các chuyên gia Nhật Bản

2.1.1.1 Một số phương pháp đúc và hạ thủy thùng chìm

(a) Đúc và hạ thủy bằng đường triền, đà

Trong thực tế, hạ thủy bằng phương pháp này là không kinh tế bởi vì đường triềnyêu cầu phải có nền móng và bề mặt trượt tốt

Hình 2-3 Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng đường triền

Để cho trượt êm thuận, thùng chìm có thể được đặt và đúc trên xe triền với hệ thốngray thiết kế phù hợp với tải trọng của thùng chìm Nếu xe đúc được sử dụng để hạ thuỷthùng chìm thì phải trang bị thêm tời để điều khiển tốc độ hạ thuỷ Một đường triền điểnhình gồm hai phần chính, một phần chủ yếu dùng để đúc thùng chìm phần còn lại phục vụcho hạ thuỷ thùng chìm Phần đúc thùng chìm có độ dốc là 1:15, và độ dốc là 1:18, 1:20khi xe đúc được sử dụng Phần còn lại của đường triền được sẽ là phần hạ thuỷ nó có độdốc từ (1:8÷1:10) và độ dốc ở đuôi triền là (1:3÷1:7)

Xe dùng để di chuyển thùng chìm có thể là xe trượt lăn, xe giá bằng, xe giá nghiêng.Hình 2-4a, 2-4b là xe trượt lăn dùng cho thùng chìm 600T Khi thùng lớn có thể dùng xetrượt lăn có mặt cắt như hình 2-4c Có thể dùng thép hình thay cho gỗ làm sàn xe, trục lănbằng gang đúc được ghép với nhau thành một số tổ Chiều dài xe bằng chiều rộng bệ Vừadùng tời kéo xe di chuyển trên trục lăn, vừa chuyển số trục lăn từ phía đằng sau ra đằngtrước

Hình 2-4 Xe trượt lăn

Hình 2-5 là xe giá bằng có thể di chuyển dọc - ngang, dùng cho thùng chìm 2000T

Xe có kết cấu bằng thép, mặt lót kín bằng gỗ, dưới có 2 dãy bánh xe di chuyểnngang và 2 cặp bánh xe di chuyển dọc bằng thép đúc C45 Chiều dài xe thường bằngchiều rộng bệ, chia làm 4 đốt để tiện chế tạo và vận chuyển Khi di chuyển ngang, 2 dãybánh xe di chuyển dọc treo lơ lửng, khi di chuyển dọc thì 2 dãy bánh xe di chuyển ngangtreo lơ lửng

Hình 2-5 Xe giá bằng di chuyển dọc – ngang

Sau khi thi công xong đường triền phải tiến hành thử xe, mục đích để kiểm trađường triền và để nén chặt nền Khi thử xe, chất tải trọng bằng tải trọng thùng chìm lên xerồi kéo xe lên xuống (cho xe chạy chậm) 2 lần để nén chặt nền, sau đó cho xe chạy nhanh

để kiểm tra đường triền và có thể thí nghiệm hạ thủy Thông thường thì cho xe chạy chậmcũng đủ đảm bảo hạ thủy an toàn

Bố trí tời phục vụ hạ thủy thùng chìm như hình 2-6

Hình 2-6 Bố trí tời kéo đưa thùng chìm xuống nước

* Ưu điểm: Nước ta có nhiều nhà máy đóng tàu vì vậy có thể đúc và hạ thuỷ thùng chìmbằng triền tàu hay đà tàu

* Nhược điểm:

- Kinh phí để chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn nếu phải xây dựng triền tàu mới

- Chỉ có thể hạ thuỷ được các thùng chìm có kích thước nhỏ do trong điều kiện Việt Namcác thiết bị động lực và quy mô các triền tàu trong các nhà máy đóng tàu còn hạn chế

- Không kinh tế do phải gia cố nền móng dưới đà tàu, chế tạo xe triền, trang bị hệ thống động lực (nếu có) nên giá thành đúc thùng chìm sẽ rất cao

- Khó vận chuyển thùng chìm do khu nước tại đuôi triền tàu không đủ sâu để thùng chìm

có thể tự nổi

- Thùng chìm khi hạ thuỷ bằng phương án này có thể bị lật dẫn đến kinh phí chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn

* Phạm vi áp dụng có lợi nhất của phương pháp này là:

- Có nhà máy chế tạo thùng chìm và hạ thuỷ thùng chìm bằng triền tàu

- Trọng lượng bản thân của thùng chìm nhỏ

- Không phải nạo vét khu nước tại đuôi triền tàu và khu nước từ nơi đúc đến nơi lắp

đặt

(b) Đúc và hạ thủy bằng ụ khô

Ụ khô sử dụng để đóng và sửa chữa tàu Việc xây dựng một ụ khô là rất tốn kém,thường không chỉ xây dựng ụ khô chỉ nhằm mục đích sản xuất thùng chìm Do đó người

ta thường thuê ụ khô để đúc các thùng chìm thì mới đạt hiệu quả kinh tế

Ưu điểm: Nước ta có nhiều nhà máy đóng tàu vì vậy có thể đúc và hạ thuỷ thùng chìm

bằng ụ khô

Nhược điểm:

- Kinh phí để chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn nếu phải xây dựng ụ mới

- Các ụ hiện có ở trong nước chỉ có thể chế tạo được các thùng chìm có kích thướcnhỏ

- Khó vận chuyển thùng chìm do khu nước tại cửa ụ không đủ sâu để thùng chìm cóthể tự nổi và khó khăn trong quá trình vận chuyển thùng chìm từ vị trí đúc đến chân côngtrình

Phạm vi áp dụng

- Có nhà máy chế tạo thùng chìm và hạ thuỷ thùng chìm bằng ụ khô

- Kích thước và trọng lượng bản thân của thùng chìm nhỏ

- Không phải nạo vét khu nước tại cửa ụ và khu nước từ nơi đúc đến nơi lắp đặt