12.3.2.5 Chiều dày của bệ đá đổ xác định qua tính toán ổn định nhưng phải lớn hơn 1,0 m. Dọc theo chân bệ phải có sân gia cố bằng đá hộc có chiều rộng 0,25 lần chiều cao sóng thiết kế, chiều dày xác định theo vận tốc dòng chảy do sóng tạo ra ở thành đứng nhưng không nhỏ hơn 0,5 m.
12.3.2.6 Đoạn đầu mũi (phần ngoài cùng của công trình) có chiều dài bằng 2 lần chiều rộng đỉnh, phải tăng cường gia cố phần vai bệ bằng các khối bê tông hình hộp lập phương nặng gấp từ 2 lần đến 3 lần khối phủ mái. Nếu là bệ đắp cao, mái bệ cần lấy thoải hơn so với đoạn bên trong.
12.3.2.6 Đoạn gốc thường dùng kết cấu mái nghiêng, nối tiếp tốt với bờ. Nếu không có tập trung năng lượng sóng rõ rệt thì đoạn này không cần gia cố đặc biệt.
12.3.3 Tính toán công trình thành đứng trọng lực
12.3.3.1 Tổ hợp tải trọng dùng để tính toán bao gồm:
a) Tổ hợp thiết kế phải xem xét và tính toán với các trường hợp sau:
- Mực nước cao nhất thiết kế và chiều cao sóng thiết kế;
- Mực nước thấp nhất thiết kế và chiều cao sóng thiết kế tương ứng với mực nước thấp nhất thiết kế.
Trường hợp mực nước cao thiết kế trước công trình có sóng đứng và mực nước thấp thiết kế sóng bị vỡ, cần phải tính toán theo mực nước gây ra áp lực sóng lớn nhất trong quá trình mực nước thay đổi từ mực nước thấp thiết kế đến mực nước cao nhất thiết kế.
b) Tổ hợp kiểm tra (đặc biệt) phải xem xét và tính toán với các trường hợp sau:
- Mực nước cao nhất kiểm tra và chiều cao sóng thiết kế;
- Mực nước thấp nhất kiểm tra, không xét đến tác dụng của sóng.
Trong quá trình thiết kế và kiểm tra có thể không xét đến tổ hợp sóng ở cả hai phía trong và ngoài đê, mà coi ở phía khuất sóng có mực nước tĩnh.
12.3.3.2 Nội dung tính toán bao gồm:
- Ổn định tổng thể của nền và công trình;
- Ổn định chống lật dọc theo đáy công trình và theo các khe nằm ngang, khe răng trong thân công trình;
- Ổn định chống trượt theo đáy công trình và theo các khe nằm ngang trong thân công trình;
- Ổn định chống trượt theo đáy bệ;
- Sức chịu tải của bệ và đất nền;
- Lún nền;
- Trọng lượng ổn định của các viên đá, lớp gia cố, cấu kiện bệ và gia cố đáy.
12.3.4 Tính toán công trình thành đứng bằng cọc, cừ
12.3.4.1 Tổ hợp tải trọng dùng để tính toán:
a)Tổ hợp tải trọng cơ bản: áp lực đất, áp lực nước và áp lực sóng;
b) Tổ hợp tải trọng đặc biệt : chủ yếu là các lực xuất hiện trong quá trình thi công.
12.3.4.2 Nội dung tính toán bao gồm:
a) Áp lực đất và phản lực nền:
- Đối với cọc cứng: áp lực chủ động và áp lực bị động tính theo phương pháp Culông (Coulomb);
- Đối với cọc mềm: tính toán sự tương tác giữa cường độ áp lực đất với biến dạng của tường cọc;
b) Xác định độ sâu chôn cọc, mô men ở bụng cọc và độ võng của cọc;
c) Xác định độ bền về cường độ chịu lực, kiểm tra nứt và các yêu cầu khác theo điều kiện làm việc của cọc (chế tạo, thi công ngoài hiện trường). Các cấu kiện khác như thanh neo, dầm mũ, dầm ốp, khối phủ mặt, cọc chống xiên, bản chắn, khối hoặc gờ cản sóng ở đỉnh v.v… đều phải tính toán nội lực và độ bền;
c) Phạm vi gia cố chân công trình xác định theo công thức sau:
Lk = Ls/4 (35)
trong đó:
Lk là phạm vi gia cố tính từ chân công trình mở rộng ra phía biển, m;
LS là chiều dài sóng tác dụng tại chân công trình, m.
12.4 Công trình ngăn cát, giảm sóng dạng mái nghiêng
12.4.1 Chọn loại kết cấu công trình
Tuỳ theo điều kiện thực tế về địa hình, địa chất khu vực dự kiến xây dựng công trình, kết quả tính toán các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật mà lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang mỏ hàn, tường giảm sóng mái nghiêng phù hợp. Hình 22 giới thiệu một số hình dạng mặt cắt ngang thông dụng:
a) Toàn bộ phần lõi là đá đổ hỗn hợp không phân loại, không có cơ, mặt ngoài được bọc một lớp đá hộc lớn xếp khan hoặc các khối bê tông để bảo vệ mái, xem hình a;
b) Toàn bộ phần lõi là đá đổ (đá đắp) có bố trí bậc cơ. Bảo vệ mái phía trên và phía dưới bậc cơ là đá hộc lát khan hoặc đá xây, xem hình b;
c) Đắp đá trên toàn bộ phần dưới để làm lớp đệm cho các khối bê tông ở phần trên. Dùng các khối bê tông hình hộp chất trực tiếp trên đệm đá đổ hình thành thân công trình, xem hình c;
d) Toàn bộ phần lõi là đá đắp. Bảo vệ mái bằng đá xây hoặc các khối bê tông. Trên đỉnh công trình đặt khối bê tông dạng tường góc (tường đỉnh), xem hình d.
12.4.2 Xác định kích thước mặt cắt ngang
12.4.2.1 Cao trình đỉnh
Lựa chọn cao trình đỉnh công trình phải đảm bảo sóng và dòng chảy khi tràn qua không ảnh hưởng đến diễn biến luồng và di chuyển của tàu thuyền. Nếu công trình chỉ dùng để ngăn cát và gây bồi lắng, cao trình đỉnh lấy bằng mực nước giờ có tần suất bảo đảm 50 %. Nếu kết hợp giảm sóng thực hiện theo 11.4.2.
12.4.2.2 Chiều rộng bề mặt đỉnh
Chiều rộng bề mặt của đỉnh công trình đáp ứng yêu cầu ổn định, yêu cầu đi lại và vận chuyển trong quá trình thi công, khai thác, thông thường lấy bằng 1,10 đến 1,25 lần chiều cao sóng thiết kế, hoặc lấy bằng chiều sâu nước thiết kế (ở đầu mũi) nhưng không nhỏ hơn 3 lần chiều rộng khối phủ mái phía biển.
|
a)
|
Chống xói đáy
|
b)
|
|
c)
|
|
d)
|
Hình 22 - Một số dạng mặt cắt ngang điển hình của mỏ hàn, tường giảm sóng mái nghiêng
12.4.2.3 Khối tường đỉnh
Khi muốn tăng độ cao đỉnh mà không cần mở rộng thân công trình, có thể thiết kế thêm khối tường đỉnh. Yêu cầu kỹ thuật của tường đỉnh như sau:
a) Cao trình đỉnh tường không thấp hơn so với mực nước cao thiết kế một lần chiều cao sóng thiết kế. Nếu không có yêu cầu cao về chắn sóng thì có thể đặt thấp hơn.
b) Nếu mái phía biển phủ đá hộc hoặc bê tông khối hình chữ nhật thì đỉnh của mái dốc cao hơn mực nước thiết kế từ 0,6 lần đến 0,7 lần chiều cao sóng thiết kế. Chân tường đỉnh cách mép lõi đá mái nghiêng tối thiểu là 1,0 m. Phần giữa mép lõi đá và chân tường đỉnh gọi là vai phải đủ rộng để lắp đặt được ít nhất một hàng khối phủ.
c) Nếu mái phía biển được phủ một lớp tetrapod, dolos, rakuna-iv hoặc cấu kiện có tính năng tương tự thì cao trình đỉnh mái không được thấp hơn cao trình đỉnh tường. Vai phải đủ rộng để xếp được 2 hàng, 2 lớp khối phủ, xem hình 23:
Hình 23 – Sơ đồ cấu tạo vai và tường đỉnh
12.4.2.4 Lăng thể đá đổ chân mái phía biển
Cao trình đỉnh lăng thể chọn thấp hơn cao trình mực nước thấp thiết kế khoảng 1 lần chiều cao sóng thiết kế. Chiều rộng đỉnh mặt lăng thể không nhỏ hơn 1,0 m. Đối với mặt cắt ngang có bậc cơ, chiều rộng bậc cơ lấy khoảng 2,0 m. Hình 24 giới thiệu một số dạng điển hình của cấu tạo lăng thể chân dốc mái phía biển.
12.4.2.5 Độ dốc mái
Hệ số độ dốc mái, ký hiệu là m, chọn như sau:
- Đối với kết cấu đá hộc: m lấy từ 2,0 đến 3,0;
- Đối với khối bê tông nhân tạo có thể lắp đặt trên mái dốc: m lấy từ 1,5 đến 2,0.
CHÚ THÍCH: Đối với loại công trình có dạng mặt cắt ngang là khối đổ bê tông trên đệm đá (hình 22, c), chiều rộng thân đê tại mực nước thiết kế không được nhỏ hơn 3 lần chiều cao sóng thiết kế.
12.4.3 Khối lượng ổn định của khối phủ mái nghiêng
12.4.3.1 Có nhiều loại vật liệu xây dựng có thể làm khối phủ bảo vệ mái các công trình 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 mái các công trình đê biển và bảo vệ bờ biển có nhiều hình dạng khác nhau (còn gọi là khối bê tông dị hình phủ mái nghiêng), xem hình 25. Lựa chọn loại vật liệu nào và loại kết cấu nào do tư vấn thiết kế đề xuất tuỳ thuộc vào từng trường hợp cụ thể của công trình (hình dạng mặt cắt ngang thiết kế, điều kiện chịu tác động của sóng biển, chế độ thủy động lực học của dòng ven bờ và điều kiện thi công xây dựng v.v…).
Sơ đồ cấu tạo và kích thước hình học cơ bản của các khối tetrapod, dolos, rakuna-iv và stoneblock giới thiệu trong các hình 26, 27, 28 và 29.
CHÚ THÍCH:
1) Thể tích khối tetrapod : V = 0,28 H3
2) Tuỳ thuộc vào khối lượng ổn định tối thiểu của một cấu kiện mà lựa chọn chiều cao H của khối tetrapod phù hợp. Các kích thước khác của khối sẽ căn cứ vào H để xác theo công thức: x = KT x H, trong đó:
KT là hệ số tỷ lệ giữa kích thước khác cần xác định với chiều cao H theo sơ đồ thiết kế ở hình 26: KT = x/H;
x là loại kích thước cần xác định.
Hình 26 - Sơ đồ thiết kế khối phủ bảo vệ tetrapod
CHÚ THÍCH:
A = 0,020 m; D = 0,057 m;
B = 0,32 C; E = 0,364 C;
Thể tích khối dolos : V = 0,16 C3 .
Hình 27 - Sơ đồ thiết kế khối phủ bảo vệ dolos
Hình 28 - Sơ đồ thiết kế khối phủ bảo vệ rakuna-iv
Bảng 18 - Hệ số Kr để xác định kích thước cơ bản của khối phủ bảo vệ rakuna-iv
dựa theo chiều cao H (xem sơ đồ thiết kế ở hình 28)
Kích thước
|
L
|
D
|
a
|
b
|
c
|
e
|
f
|
Nhóm 1
|
1,096
|
1,209
|
0,298
|
0,311
|
0,263
|
0,477
|
0,605
|
Nhóm 2
|
1,092
|
1,209
|
0,298
|
0,298
|
0,263
|
0,477
|
0,604
|
CHÚ THÍCH:
1) Nhóm 1 gồm các khối có khối lượng từ 6 t đến 32 t. Nhóm 2 gồm các khối có khối lượng từ 40 t đến 80 t;
2) Căn cứ vào chiều cao dự tính H của khối phủ để xác định các kích thước khác (xem hình 28) theo công thức: x = Kr x H, trong đó:
Kr là hệ số tỷ lệ giữa kích thước x với chiều cao H, lấy trong bảng 18: Kr = x/H;
x là loại kích thước cần xác định theo sơ đồ thiết kế ở hình 28;
3) Thể tích của khối phủ (ký hiệu là V) xác định theo công thức sau:
- Với khối phủ nhóm 1: V = 0,288 H3;
- Với khối phủ nhóm 2: V = 0,287 H3;
4) Khối rakuna-iv áp dụng thích hợp cho công trình đê phá sóng, giảm sóng và bảo vệ bờ biển xây dựng ở các vùng nước sâu, sóng lớn và độ dốc sóng cao.
|
a) Khối stoneblock có mố
b) Khối stoneblock phẳng
Hình 29 - Sơ đồ thiết kế khối phủ bảo vệ stoneblock
Bảng 19 - Hệ số Kb để xác định kích thước cơ bản của khối phủ bảo vệ stoneblock dựa theo chiều rộng khe ngàm liên kết a (xem sơ đồ thiết kế ở hình 29)
Kích thước
|
L
|
B
|
H
|
b
|
c
|
d
|
e
|
f
|
g
|
h
|
Nhóm 1
|
3,000
|
3,600
|
1,400
|
0,800
|
0,100
|
0,900
|
0,300
|
0,360
|
1,098
|
0,951
|
Nhóm 2
|
3,000
|
3,600
|
1,400
|
0,800
|
0,100
|
0,900
|
0,300
|
0,360
|
1,098
|
0,951
|
Nhóm 3
|
3,000
|
3,600
|
1,634
|
0,800
|
0,100
|
0,900
|
0,300
|
0,360
|
1,098
|
0,951
|
Kích thước
|
i
|
j
|
k
|
(k)
|
m
|
n
|
o
|
B'
|
H'
|
-
|
Nhóm 1
|
0,898
|
0,200
|
0,550
|
0,500
|
0,400
|
0,400
|
1,600
|
3,300
|
1,000
|
-
|
Nhóm 2
|
0,898
|
0,200
|
0,850
|
0,500
|
0,400
|
0,400
|
1,739
|
3,300
|
1,000
|
-
|
Nhóm 3
|
0,898
|
0,200
|
0,650
|
0,390
|
0,400
|
0,400
|
1,600
|
3,300
|
1,234
|
-
|
CHÚ THÍCH:
1) Các khối phủ được chia thành ba nhóm theo khối lượng cấu kiện: nhóm 1 từ 0,5 t đến 3,0 t. Nhóm 2 từ 4,0 t đến 8,0 t. Nhóm 3 từ 10 t đến 40 t;
2) Căn cứ vào chiều rộng khe ngàm liên kết giữa các khối phủ dự tính thiết kế (ký hiệu là a trên sơ đồ thiết kế) để xác định các kích thước khác (xem hình 29) theo công thức: x = Kb x a, trong đó:
Kb là hệ số tỷ lệ giữa kích thước x với chiều rộng khe ngàm liên kết, lấy trong bảng 19: Kb = X/a;
x là loại kích thước cần xác định theo sơ đồ thiết kế ở hình 29;
3) Khối stoneblock áp dụng thích hợp ở các vùng sóng lớn, chưa vỡ.
|
Bảng 20 - Hệ số KV để xác định thể tích V của khối phủ bảo vệ stoneblock dựa theo chiều rộng khe ngàm liên kết a (xem sơ đồ thiết kế ở hình 29)
Khối lượng
t
|
Khối stoneblock có mố
|
Khối stoneblock phẳng
|
Cấu kiện xếp song song
|
Cấu kiện xếp liên kết
|
Cấu kiện xếp song song
|
Cấu kiện xếp liên kết
|
0,5
|
7,815
|
7,593
|
7,222
|
7,037
|
1,0
|
7,909
|
7,709
|
7,344
|
7,126
|
2,0
|
7,800
|
7,592
|
7,224
|
7,016
|
3,0
|
7,940
|
7,724
|
7,363
|
7,147
|
Từ 4,0 đến 8,0
|
7,625
|
7,410
|
7,153
|
6,940
|
Từ 10,0 đến 40,0
|
9,805
|
9,527
|
9,228
|
8,951
|
CHÚ THÍCH: Căn cứ vào chiều rộng khe ngàm liên kết giữa các khối phủ dự tính thiết kế (ký hiệu là a trên sơ đồ thiết kế) để xác định thể tích của một tấm khối phủ V theo công thức: V = KV x a3, trong đó KV là hệ số tỷ lệ giữa thể tích khối phủ với chiều rộng khe ngàm liên kết, lấy theo sơ đồ thiết kế hình 29.
|
12.4.3.2 Khối lượng ổn định khối phủ trên mái nghiêng tính toán theo công thức sau:
G = (36)
trong đó:
G là khối lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng, t;
gB là khối lượng riêng của vật liệu khối phủ, t/m3;
g là khối lượng riêng của nước biển: = 1,03 t/m3;
a là góc nghiêng của mái đê so với mặt phẳng nằm ngang, độ (o);
HSD là chiều cao sóng thiết kế: HSD lấy bằng Hsp, xác định theo phụ lục E;
KD là hệ số ổn định của khối vật liệu phủ mái, lấy theo bảng 21, bảng 22 và bảng 23:
Bảng 21 - Hệ số ổn định KD của một số loại vật liệu phủ mái
Loại vật liệu
|
Cách xếp
|
KD
|
1. Đá hộc
|
Đổ rối 2 lớp
|
3,0
|
2. Đá hộc
|
Lát khan
|
4,0
|
3. Tấm bê tông đúc sẵn
|
Ghép độc lập
|
3,5
|
4. Cấu kiện tetrapod
|
Xếp 2 lớp
|
Từ 6,0 đến 8,0
|
5. Cấu kiện dolos
|
Xếp 2 lớp
|
Từ 10,0 đến 12,0
|
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |