Đang tải nội dung, vui lòng chờ giây lát...

Trang chủ Văn bản pháp luật Quyết định 72/2002/QĐ-BNN về tiêu chuẩn ngành: 14TCN 130-2002: Hướng dẫn thiết kế đê biển do Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành

Văn bản được hướng dẫn

Văn bản được hợp nhất

Văn bản bị sửa đổi bổ sung

Văn bản bị đính chính

Văn bản bị thay thế

Văn bản được dẫn chiếu

Văn bản được căn cứ

1 Nghị định 73-CP năm 1995 về chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và tổ chức bộ máy của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

Văn bản hướng dẫn

Văn bản hợp nhất

Văn bản sửa đổi bổ sung

Văn bản đính chính

Văn bản thay thế

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN ******	CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ********
Số: 72/2002/QĐ-BNN	Hà Nội, ngày 13 tháng 08 năm 2002

QUYẾT ĐỊNH

VỀ VIỆC BAN HÀNH TIÊU CHUẨN NGÀNH

BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

Căn cứ Nghị định số 73/CP ngày 01 tháng 11 năm 1995 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và tổ chức bộ máy của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn;
Căn cứ vào Pháp lệnh chất lượng hàng hoá ngày 24 tháng12 năm 1999;
Căn cứ vào Quy chế lập, xét duyệt và ban hành Tiêu chuẩn ngành ban hành kèm theo Quyết định số 135/1999-QĐ-BNN-KHCN ngày 1/10/1999;
Theo đề nghị của ông Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ và chất lượng sản phẩm, Cục trưởng Cục Phòng chống lụt bão và quản l‎ đê điều

QUYẾT ĐỊNH:

Điều 1. Ban hành kèm theo quyết định này tiêu chuẩn ngành: 14TCN 130-2002: Hướng dẫn thiết kế đê biển.

Điều 2. Tiêu chuẩn này có hiệu lực sau 15 ngày kể từ ngày ký ban hành.

Điều 3. Các ông Chánh văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ và CLSP, Cục trưởng cục Phòng chống lụt bão và Quản l‎ý đê điều, Thủ trưởng các đơn vị liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định này./.

KT. BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
THỨ TRƯỞNG

Nguyễn Đình Thịnh

	Nhóm
TIÊU CHUẨN NGÀNH	14 TCN 130 - 2002

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN

(Ban hành kèm theo Quyết định số 72/2002/QĐ-BNN, ngày 13 tháng 8 năm 2002 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

1. QUY ĐỊNH CHUNG

1.1. Phạm vi áp dụng

1.1.1. Hướng dẫn này dùng để thiết kế đê biển mới, tu sửa đê biển cũ (gồm công trình đê và công trình bảo vệ đê) và công trình bảo vệ bờ biển, bãi biển vùng không có đê.

1.1.2. Đê biển trong hướng dẫn này bao gồm:

a) Đê bảo vệ vùng dân cư, kinh tế trong vùng bờ biển lở;

b) Đê lấn biển để mở mang vùng đất mới trong vùng bờ biển bồi;

c) Đê quây các vùng bờ biển, hải đảo, phục vụ các mục đích: quân sự, khai thác thuỷ sản, du lịch v.v...;

d) Đê dọc theo hai bờ đoạn cửa sông (đê cửa sông), để chống lũ sông và chống sự phá hoại của các yếu tố biển.

1.2. Các căn cứ thiết kế

1.2.1. Các tài liệu về quy hoạch vùng dự án đã được duyệt;

1.2.2. Các luật, pháp lệnh, nghị định, văn bản hiện hành có liên quan;

1.2.3. Các chế độ, chính sách, tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm, định mức đơn giá hiện hành có liên quan.

1.2.4. Các hồ sơ kỹ thuật, dự án có liên quan.

1.2.5. Các tài liệu, số liệu cơ bản: Được các cơ quan có tư cách pháp nhân lập hoặc xác nhận theo đúng các quy trình, quy phạm, hướng dẫn hiện hành:

a) Tài liệu về địa hình, địa mạo theo quy định cho giai đoạn thiết kế;

b) Tài liệu về cấu tạo địa chất và địa chất công trình theo quy định cho giai đoạn thiết kế;

c) Số liệu về khí tượng thu thập và thực đo (đặc biệt là tài liệu về gió bão, gồm tần suất, cường độ, phân bố theo thời gian và không gian);

d) Số liệu về thuỷ hải văn điều tra, thu thập và thực đo: mực nước, dòng chảy, sóng, chuyển động bùn cát trong vùng công trình và lân cận;

e) Tình trạng thiên tai và diễn biến: sạt lở, bồi lắng, thiệt hại đã xảy ra ở vùng công trình;

f) Hiện trạng và quy hoạch phát triển dân sinh, kinh tế, môi trường và xã hội của vùng dự án v. v...

2. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ BIỂN

2.1. Trị số gia tăng độ cao an toàn (a) của công trình đê và công trình bảo vệ đê: xác định theo bảng 2-1.

Bảng 2-1. Trị sô gia tăng độ cao an toàn (a)

Cấp công trình	Đặc biệt	I	II	III	IV
Trị số gia tăng độ cao an toàn (m)	0,5	0,4	0,4	0,3	0,3

Ghi chú: Cấp công trình của đê biển và công trình bảo vệ đê biển lấy theo quy định hiện hành.

2.2. Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) của công trình bằng đất: không được nhỏ hơn các trị số quy định trong bảng 2.2.

Bảng 2.2. Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k)

Cấp công trình		Đặc biệt	I	II	III	IV
Hệ số an toàn	Điều kiện sử dụng bình thường	1,30	1,25	1,20	1,15	1,10
Hệ số an toàn	Điều kiện sử dụng bất thường	1,20	1,15	1,10	1,05	1,05

2.3. Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) của công trình thành đứng: không được nhỏ hơn các trị số quy định trong bảng 2.3.

Bảng 2.3. Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) của công trình thành đứng

Tính chất nền		Đá					Đất
Tính chất nền		Cấp công trình					Cấp công trình
Hệ số an toàn	Điều kiện sử dụng bình thường	Đặc biệt	I	II	III	IV	Đặc biệt	I	II	III	IV
	Điều kiện sử dụng bình thường	1,15	1,10	1,05	1,05	1,00	1,35	1,30	1,25	1,20	1,15
	Điều kiện sử dụng bất thường	1,05	1,05	1,00	1,00	1,00	1,20	1,15	1,10	1,05	1,05

2.4. Hệ số an toàn ổn định chống lật (k) của đê thành đứng: không được nhỏ hơn các trị số quy định ở bảng 2-4.

Bảng 2-4. Hệ số an toàn ổn định chống lật (k) của đê thành đứng

Cấp công trình		Đặc biệt	I	II	III	IV
Hệ số an toàn	Điều kiện sử dụng bình thường	1,60	1,55	1,50	1,45	1,40
Hệ số an toàn	Điều kiện sử dụng bất thường	1,50	1,45	1,40	1,35	1,30

Ghi chú: Các bảng 2.2; 2.3; 2.4:

- Điều kiện sử dụng bình thường là điều kiện thiết kế;

- Điều kiện sử dụng bất bình thường là điều kiện trong thời kỳ thi công hoặc khi có động đất;

- Các giá trị hệ số an toàn thực tế tính được của công trình không được vượt quá 20% với điều kiện sử dụng bình thường và10% với điều kiện sử dụng bất thường.

3. TUYẾN ĐÊ BIỂN

3.1. Yêu cầu chung

Tuyến đê biển được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế-kỹ thuật các phương án, trên cơ sở xem xét:

- Sự phù hợp quy hoạch tổng thể phát triển toàn vùng;

- Điều kiện địa hình, địa chất;

- Diễn biến cửa sông và bờ biển;

- Vị trí công trình hiện có và công trình xây dựng theo quy hoạch;

- An toàn, thuận lợi trong xây dựng, quản lý, khai thác đê và khu vực được đê bảo vệ;

- Bảo vệ các di tích văn hoá, lịch sử và địa giới hành chính.

3.1.1. Vị trí tuyến đê cần đảm bảo:

a) Đi qua vùng có địa thế cao, địa chất nền tương đối tốt;

b) Nối tiếp với các vị trí ổn định, tận dụng công trình đã có;

c) Đi qua vùng thuận lợi cho bố trí các công trình phụ trợ;

d) Không ảnh hưởng đến công trình thoát lũ (đối với đê cửa sông);

e) So sánh hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của 2¸3 vị trí tuyến đê để chọn một vị trí đạt hiệu quả tổng hợp tốt nhất;

f) Ảnh hưởng của tuyến đê đến hoạt động giao thông bến cảng và vùng đất phía sau, đến bãi tắm, vùng du lịch, di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh có thể chấp nhận;

g) Vị trí tuyến đê quan trọng cần tiến hành thí nghiệm mô hình thuỷ lực để xác định.

3.1.2. Hình dạng tuyến cần đảm bảo:

a) Bố trí tuyến đê cần đơn giản, tốt nhất là đường thẳng, tránh gẫy khúc, ít lồi lõm. Trong trường hợp phải bố trí tuyến đê lõm, cần có các biện pháp giảm sóng hoặc tăng cường sức chống đỡ của đê;

b) Thuận lợi trong việc giảm nhẹ tác dụng của sóng và dòng chảy mạnh nhất trong khu vực;

c) Không tạo ra mắt xích yếu ở nơi nối tiếp với các công trình lân cận, không ảnh hưởng xấu đến các vùng đất liên quan.

3.2. Tuyến đê quai lấn biển, cần đảm bảo:

- Nằm trong quy hoạch tổng thể hệ thống công trình khai thác vùng đất mới cửa sông ven biển cũng như các yêu cầu về thoát lũ, giao thông thuỷ, môi trường du lịch;

- Thống nhất với quy hoạch hệ thống kênh mương thuỷ lợi, hệ thống đê ngăn và cống thoát, hệ thống giao thông phục vụ thi công và khai thác;

- Khả thi trong thi công, đặc biệt là hợp long đê, tiêu thoát úng, bồi đắp đất mới quai, cải tạo thổ nhưỡng (thau chua, rửa mặn), cơ cấu cây trồng, quy trình khai thác.v.v...

- Tuyến đê quai phải xác định trên cơ sở nghiên cứu về quy luật bồi xói trong vùng quai đê và các yếu tố ảnh hưởng khác như điều kiện thuỷ thạch động lực ở vùng nối tiếp, sóng dâng, ngăn chặn dòng bùn cát ven bờ, sự mất cân bằng tải cát ở vùng lân cận.

3.2.1. Cao trình bãi có thể quai đê lấn biển

Cần so sánh lựa chọn trên cơ sở kinh tế - kỹ thuật phương án quai đê lấn biển trong hai trường hợp sau:

a) Quai đê ở vùng đất lộ ra ở mức nước biển trung bình triều cao (đồng bằng Bắc Bộ thường lấy mốc +0,5m đến +1,0m, hệ cao độ lục địa theo 14 TCN 102 - 2002).

b) Quai đê rộng ra các vùng có cao độ thấp hơn, sau đó dùng các biện pháp kỹ thuật xúc tiến quá trình bồi lắng cho vùng bãi trong đê để đạt mục tiêu khai thác.

3.2.2. Các tuyến đê ngăn vùng bãi trong đê quai

Tuyến đê bao ngoài là vành đê chính bảo vệ vùng đất lấn biển, trong tuyến đê chính cần bố trí các tuyến đê ngăn, chia toàn vùng ra thành các ô và chia mỗi ô thành nhiều mảnh, thích hợp với điều kiện tự nhiên và yêu cầu khai thác.

3.3. Tuyến đê vùng bãi biển xói (biển lấn)

3.3.1. Yêu cầu chung

Ở vùng bãi biển bị xâm thực, tuyến đê bị phá hoại do tác động trực tiếp của sóng vào thân đê, sạt sụt do bãi trước đê bị xói, chân đê bị moi hẫng. Cần nghiên cứu kỹ xu thế diễn biến của đường bờ, cơ chế và nguyên nhân hiện tượng xói bãi, các yếu tố ảnh hưởng khác.v.v... tuyến đê cần gắn liền với các công trình chống xói bãi.

Khi chưa có biện pháp khống chế được hiện tượng biển lấn thì tuyến đê không làm vĩnh cửu, cần bố trí thêm tuyến đê dự phòng kết hợp với các biện pháp phi công trình để giảm tổn thất khi tuyến đê chính bị phá hoại.

3.3.2. Tuyến đê chính

Theo điều 3.1 và xét đến các yếu tố đặc thù vùng biển lấn để định ra vị trí tuyến đê chính hợp lý như sau:

- Nằm phía trong vị trí sóng vỡ lần đầu (cách một chiều dài sóng thiết kế);

- Song song với đường mép nước khi triều kiệt.

3.3.3. Tuyến đê dự phòng

- Khoảng cách giữa tuyến đê dự phòng và đê chính ít nhất bằng 2 lần chiều dài sóng thiết kế.

- Giữa hai tuyến đê chính và đê dự phòng nên bố trí các đê ngăn, khoảng cách giữa các tuyến đê ngăn nên bằng 3 ¸ 4 lần khoảng cách giữa hai đê.

3.4. Tuyến đê vùng cửa sông

Đê vùng cửa sông là đê nối tiếp giữa đê sông và đê biển, chịu ảnh hưởng tổng hợp của yếu tố sông, biển. Tuyến đê cửa sông cần đảm bảo thoát lũ và an toàn dưới tác dụng của các yếu tố ảnh hưởng của sông, biển.

Đối với cửa sông tam giác châu có nhiều nhánh, cần phân tích diễn biến của từng nhánh để có thể quy hoạch tuyến đê có lợi nhất cho việc thoát lũ.

Đối với cửa sông hình phễu, cần khống chế dạng đường cong của tuyến đê (qua tính toán hoặc thực nghiệm) để không gây ra hiện tượng sóng dồn, làm tăng chiều cao sóng, gây nguy hiểm cho bờ sông.

4. THIẾT KẾ MẶT CẮT VÀ KẾT CẤU ĐÊ BIỂN

4.1. Chỉ dẫn chung

4.1.1. Thiết kế mặt cắt đê biển cần tiến hành cho từng phân đoạn. Các phân đoạn được chia theo điều kiện nền đê, vật liệu đắp đê, điều kiện ngoại lực và yêu cầu sử dụng. Mỗi phân đoạn được chọn một mặt cắt ngang đại diện làm đối tượng thiết kế thân đê.

4.1.2. Nội dung thiết kế mặt cắt và kết cấu đê biển bao gồm: Xác định cao trình đỉnh, kích thước mặt cắt, kết cấu đỉnh đê và thân đê.

4.1.3. Mặt cắt và kết cấu đê biển phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và so sánh kinh tế- kỹ thuật.

4.2. Cao trình đỉnh đê

Cao trình đỉnh đê thông thường xác định theo công thức:

Z_đ = Z_tp + H_nd+H_sl + a (4-1)

Đối với loại đê bố trí cho sóng và lũ tràn hai phía, cao trình đỉnh đê không xét đến yếu tố nước dâng và độ cao gia tăng:

Z_đ = Z_tp+H_sl (4-2)

Trong đó:

Z_đ - Cao trình đỉnh đê thiết kế, m;

Z_tp - Mực nước biển tính toán, m;

H_nd - Chiều cao nước dâng do bão, m;

H_sl - Chiều cao sóng leo, m;

a - Trị số gia tăng độ cao an toàn, m;

4.2.1. Xác định mực nước biển tính toán Z_tp

Mực nước biển tính toán là mực nước tính toán theo tần suất đảm bảo tại vị trí công trình, bao gồm mực nước triều thiên văn và các giá trị biến thiên do ảnh hưởng của sóng, lũ, địa chấn, giả triều, biến đổi thời tiết, biến đổi mực nước chu kỳ dài v.v... không kể đến nước dâng do bão.

Mực nước biển tính toán Z_tp được xác định trên cơ sở phân tích tần suất đảm bảo mực nước biển cao nhất năm ở vị trí công trình (phụ lục A).

Trường hợp không có số liệu thực đo, hoặc sơ bộ tính toán có thể lấy trị số cực đại của mực nước triều thiên văn tính toán theo chu kỳ 19 năm để xác định.

Tần suất đảm bảo mực nước biển tính toán thiết kế đối với cấp công trình quy định ở bảng 4.1.

Bảng 4.1. Tần suất đảm bảo mực nước triều tính toán thiết kế

Cấp công trình của đê	Đặc biệt	I và II	III và IV
Tần suất mực nước biển thiết kế, %.	1	2	5

4.2.2. Xác định chiều cao nước dâng do bão H_nd

Chiều cao nước dâng do bão, xác định theo phụ lục C.

Chiều cao nước dâng thiết kế cho các cấp đê quy định trong bảng 4-2.

Bảng 4-2. Chiều cao nước dâng thiết kế cho các cấp đê

Cấp đê Vị trí	Đặc biệt và I	II,III và IV
Bắc vĩ tuyến 16⁰	Theo tần suất 10% (bảng C-3)	Theo tần suất 20% (bảng C-3)
Từ vĩ tuyến 16 ⁰đến vĩ tuyến 11⁰	1,0m	0,8m
Từ vĩ tuyến 11⁰ đến vĩ tuyến 8⁰	1,5m	1,0m

4.2.3. Tính toán chiều cao sóng leo H_sl: Xác định theo phụ lục D.

4.2.4. Trị số gia tăng độ cao an toàn a: Quy định trong bảng 2.1.

Ghi chú:

a) Trong cùng một tuyến đê, tính toán các phân đoạn có cao trình đỉnh đê khác nhau, thì lấy theo trị số cao nhất.

b) Trường hợp ở phía biển của đê có tường chống sóng kiên cố, ổn định, thì cao trình đỉnh đê là cao trình đỉnh tường, nhưng cao trình đỉnh đê đất phải cao hơn mực nước triều thiết kế ít nhất là 0,5 m để đảm bảo mặt đê khô ráo.

c) Ngoài tính toán theo công thức (4-1) ra, khi xác định cao trình đỉnh đê thiết kế cho đê đất cần phải xét thêm độ dự phòng do lún. Tuỳ theo yếu tố địa chất nền đê, chất đất thân đê và độ chặt đất dắp, có thể lấy bằng 3%- 8% chiều cao thân đê. Trong các trường hợp sau, độ lún cần tính toán theo Điều 4-3:

- Chiều cao đê lớn hơn 10m;

- Nền đê rất yếu;

- Thân đê không được đầm chặt;

- Đất đắp đê có độ nén chặt thấp.

4.3. Thiết kế mặt cắt ngang và kết cấu đê biển

4.3.1. Hình dạng mặt cắt đê và các bộ phận tạo thành

a) Đê bằng đất: Mặt cắt ngang đê biển thường có dạng hình thang (đê mái nghiêng). Trong hướng dẫn thiết kế này chủ yếu cho đê mái nghiêng.

Các yếu tố cấu tạo mặt cắt ngang điển hình thực tế có thể không đủ các bộ phận được thể hiện trên hình 4-1a.

b) Đê mặt cắt phức hợp: Do yêu cầu về sử dụng hoặc hạn chế về điều kiện địa hình, địa mạo, thiếu đất đắp v.v…có thể phải sử dụng các dạng mặt cắt phức hợp:

- Đê tường đứng ở phía biển (hình 4-1b);

- Đê tường hỗn hợp nghiêng và đứng ở phía biển (hình 4-1c).

C. Đê dạng mặt cắt hỗn hợp nghiêng và đứng phía biển

Hình 4.1. Các dạng mặt cắt ngang đê biển

a) Đê mái nghiêng; b) Đê tường đứng phía biển;

C. Đê dạng mặt cắt hỗn hợp nghiêng và đứng phía biển

Kết cấu đê tường đứng hoặc tường hỗn hợp nghiêng và đứng ở phía biển: thường là công trình kiểu trọng lực, kết cấu đá xây, khối xếp bê tông; Có nhiệm vụ chắn đất và chắn sóng.

Đối với loại đê có dạng mặt cắt phức hợp: cần xử lý tốt kết cấu nối tiếp giữa tường và khối đất sau tường, đảm bảo cùng làm việc ổn định. Chú ý tác động moi xói chân tường do sóng và dòng chảy biển; nếu cần thì đặt móng tường sâu và bố trí thềm chống xói chân tường.

4.3.2. Chiều rộng và kết cấu đỉnh đê

a) Chiều rộng đỉnh đê: Xác định theo cấp công trình, yêu cầu về cấu tạo, thi công, quản lý, dự trữ vật liệu, giao thông (đường quay xe, tránh xe) v.v… nếu cần thì mở rộng cục bộ.

Theo cấp công trình, chiều rộng đỉnh đê quy định như bảng 4-2.

Bảng 4-2. Chiều rộng đỉnh đê theo cấp công trình

Cấp công trình đê	Đặc biệt	I	II	III	IV
Chiều rộng đỉnh đê B_đ(m)	6 ¸ 8	6	5	4	3

Trường hợp cần mở rộng thêm so với quy định trong bảng 4-2 cần có thoả thuận của cơ quan quản lý đê điều có thẩm quyền.

b) Kết cấu đỉnh đê:

- Căn cứ vào mức độ cho phép sóng tràn, yêu cầu về giao thông, quản lý, chất đất đắp đê, mưa gió xói mòn v.v… để xác định theo các tiêu chuẩn mặt đường tương ứng.

- Mặt đỉnh đê cần dốc về một phía hoặc hai phía (độ dốc khoảng 2%- 3%), tập trung thoát nước về các rãnh thoát nước mặt.

- Trường hợp đất đắp đê, mặt bằng đắp đê bị hạn chế, có thể xây tường đỉnh để đạt cao trình đỉnh đê thiết kế.

c) Tường chống tràn đỉnh đê (gọi tắt là tường đỉnh):

Tường chống tràn đỉnh đê bố trí ở vai ngoài, mép đê phía biển. Tường chỉ được đặt sau khi thân đê đã ổn định, móng độc lập với công trình gia cố mái. Mặt phía biển của tường nên có dạng mặt cong hắt sóng.

Tường đỉnh không nên cao quá 1,0 m, kết cấu bằng bê tông, bê tông cốt thép, nhưng thông thường bằng đá xây, có khe biến dạng có kết cấu chặn nước cách nhau (10¸20) m đối với tường BTCT, (10¸15)m đối với tường bê tông và gạch đá xây. Ở những vị trí thay đổi đất nền, thay đổi chiều cao tường, kết cấu mặt cắt v.v... cần bố trí thêm khe biến dạng.

Thiết kế tường đỉnh, cần tính toán cường độ, kiểm tra ổn định trượt, lật, ứng suất nền, cũng như yêu cầu chống thấm v.v...

4.3.3. Mái đê

a) Độ dốc mái đê: được thể hiện qua qua hệ số mái dốc m = ctgỏ, với ỏ là góc giữa mái đê và đường nằm ngang. Độ dốc mái đê được xác định thông qua tính toán ổn định, có xét đến biện pháp thi công, yêu cầu sử dụng khai thác và kết cấu công trình gia cố mái. Thông thường lấy m = 2ữ3 cho mái phía đồng và m = 3ữ5 cho mái phía biển.

b) Cơ đê trên mái phía đồng: Khi đê có chiều cao lớn hơn 6m, đê phía đồng có m < 3, có thể đặt cơ đê ở vị trí cách đỉnh từ (2ữ3) m, chiều rộng của cơ ³ 1,5 m. Mái đê phía trên và phía dưới bậc cơ có thể khác nhau, thường mái dưới thoải hơn mái trên.

c) Thềm giảm sóng trên mái phía biển: bố trí ở vùng sóng gió lớn để giảm chiều cao sóng leo, tăng cường độ ổn định cho thân đê; Có thể bố trí thềm giảm sóng ở khoảng cao trình mực nước biển tính toán. Chiều rộng thềm giảm sóng cần lớn hơn 1,5 lần chiều cao sóng và không nhỏ hơn 3m.

Nếu lấy m_{dưới thềm}< m_{trên thềm} thì chiều cao sóng leo nhỏ hơn so với trường hợp m_{dưới thềm}> m_{trên thềm}.

Tại vị trí thềm giảm sóng, năng lượng sóng tập trung, cần tăng cường gia cố, đặc biệt là ở vùng mép ngoài, đồng thời bố trí đủ lỗ thoát nước. Ở những vùng đê biển quan trọng, cao trình và kích thước thềm giảm sóng cần xác định qua thí nghiệm trên mô hình vật lý.

d) Gia cố mái đê phía biển: hướng dẫn chi tiết trong phần 5.

e) Gia cố mái đê phía đồng: được thiết kế trên cơ sở phân tích chất đất, cường độ mưa, mức độ cho phép sóng tràn, chiều cao đê, yêu cầu sử dụng (đường lên xuống, cảnh quan môi trường v.v…).

Thường chỉ nên trồng cỏ. Trường hợp đê chịu sóng và lũ tràn từ hai phía, đê phía đồng cũng cần gia cố như chỉ dẫn mái đê phía biển.

4.3.4. Thân đê

a) Nền đê: đê mới thường được đắp trực tiếp trên đất tự nhiên, sau khi đã xử lý lớp phủ bề mặt. Nếu tuyến đê đi qua vùng đất yếu, dễ gây ra lún lớn, mạch đùn, sủi v.v… cần có biện pháp xử lý nền trước khi đắp đê.

b) Vật liệu đắp đê: Chủ yếu là các loại đất khai thác tại vùng lân cận công trình.

Đối với đê đất đồng chất, nên chọn đất á sét có hàm lượng hạt sét 15%ữ30%, chỉ số dẻo đạt 10ữ20, không chứa tạp chất. Chênh lệch cho phép giữa hàm lượng nước của đất đắp và hàm lượng nước tối ưu không vượt qúa ± 3%.

Không nên dùng đất bùn bồi tích, đất sét có hàm lượng nước tự nhiên cao và tỉ lệ hạt sét quá lớn, đất trương nở, đất có tính phân tán để đắp đê.

Nếu nguồn đất đắp đê chỉ có cát hạt rời, thành phần hạt mịn nhỏ hơn 25%, thì phải bọc ngoài một lớp đất thịt với chiều dầy không nhỏ hơn 0,5 m.

c) Tiêu chuẩn về độ nén chặt của thân đê:

- Độ nén chặt được đánh giá thông qua chỉ tiêu:

+ Đối với đất có tính dính:

(4-3)

Trong đó: R_s - Độ nén chặt thiết kế;

g’_ds - Dung trọng khô thiết kế của đất thân đê;

g’_dmax - Dung trọng khô cực đại đạt được trong thí nghiệm nén tiêu chuẩn ở đoạn đê thí nghiệm (xem phần 6).

+ Đối với đất không có tính dính:

(4-4)

Trong đó: R_ds - Độ nén chặt tương đối thiết kế;

e_ds - Hệ số rỗng nén chặt thiết kế;

e_max, e_min - Hệ số rỗng cực đại và cực tiểu đạt trong thí nghiệm tiêu chuẩn.

- Độ nén chặt thân đê bằng đất quy định trong bảng 4-3

Bảng 4-3: Quy định độ nén chặt thân đê bằng đất

Cấp công trình của đê biển	Đặc biệt và I	II và III ³ 6m	III < 6m và IV
R_s	³ 0,94	³ 0,92	³ 0,90
R_ds	³ 0,65	³ 0,62	³ 0,60

d) Công trình qua thân đê: Công trình cắt qua thân đê phải thiết kế riêng, đặc biệt chú ý xử lý nối tiếp giữa thân đê và công trình, đảm bảo an toàn cho đê và nhiệm vụ của đê.

4.3.5. Hệ thống thoát nước mặt

Các công trình đê đất cao hơn 6m ở vùng mưa nhiều, nên bố trí rãnh tiêu nước ở đỉnh đê, mái đê, chân đê và những chỗ nối tiếp mái đê với bờ đất hoặc với các công trình khác.

Rãnh tiêu nước song song với tuyến trục đê có thể bố trí ở mép trong của cơ đê hoặc chân đê. Rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 50m đến 100m, liên thông với rãnh tiêu nước dọc theo phương trục đê. Rãnh có thể bằng tấm bê tông hoặc đá xây, kích thước và độ dốc đáy của rãnh cần xác định theo tính toán hoặc theo kinh nghiệm từ công trình đã có ở điều kiện tương tự.

4.4. Tính toán ổn định công trình đê biển

4.4.1. Nội dung tính toán

- Ổn định chống trượt mái đê;

- Lún thân và nền đê;

- Ổn định thấm cho đê (cho đê cửa sông ở vùng có biên độ triều cao, mưa nhiều).

4.4.2. Tính toán ổn định chống trượt mái đê

a) Chọn mặt cắt tính toán: Phải có tính chất đại biểu, được lựa chọn trên cơ sở nhiệm vụ đoạn đê, cấp công trình, điều kiện địa hình địa chất, kết cấu đê, chiều cao thân đê, vật liệu đắp đê v.v...

b) Các trường hợp tính toán:

- Trường hợp bình thường:

+ Mái đê phía trong ở thời kỳ thấm ổn định hoặc không ổn định, ở thời kỳ triều cao;

+ Mái đê phía ngoài trong thời kỳ triều rút nhanh.

- Trường hợp bất thường:

+ Mái đê trong và ngoài ở thời kỳ thi công;

+ Mái trong và ngoài đê gặp tải trọng bất thường ở mực nước trung bình nhiều năm.

- Đê ở vùng mưa nhiều: cần kiểm tra ổn định chống trượt của mái đê trong thời kỳ mưa.

c) Phương pháp tính toán: Theo phương pháp trong “Qui phạm thiết kế đập đất đầm nén”(QPTL-11-77) hoặc các phương pháp khác cũng như sử dụng các phần mềm tính toán trên máy tính được cấp có thẩm quyền cho phép.

d) Hệ số an toàn chống trượt: Theo hướng dẫn phần 2.

4.4.3 Tính toán lún

a) Nội dung: Xác định độ lún tổng cộng của thân đê và nền đê ở vị trí đường tim đỉnh đê và các vị trí cần thiết khác.

b) Mặt cắt tính toán: Theo điều kiện địa chất của nền đê, lớp đất đắp, mặt cắt thân đê và tải trọng mà chia thành nhiều đoạn, chọn mặt cắt đại biểu để tính toán độ lún.

c) Độ lún cuối cùng (tổng cộng) của thân đê và nền đê được tính toán theo công thức:

Trong đó:

S - Độ lún cuối cùng (tổng cộng), mm;

n - Số lớp đất trong phạm vi chịu nén;

e_1i - Hệ số rỗng ứng với ứng suất do trọng lượng bản thân đất (s = yh₁) ở giữa lớp thứ i của nền;

e_2i - Hệ số rỗng ứng với tổng ứng suất do tác dụng tổng hợp của trọng lượng bản thân trung bình và trọng lượng gia tải trung bình (s₂= yh₁+s₁) ở giữa lớp thứ i của nền;

h_i - Độ dày của lớp đất thứ i (mm);

m - Hệ số hiệu chỉnh: m= 1,0 đối với nền thông thường;

m= 1,3 ¸1,6 đối với nền đê biển đất yếu.

d) Độ dày tính toán của phần nền chịu nén được xác định theo điều kiện sau:

(4-6)

Trong đó: s_õ - Ứng suất do trọng lượng bản thân của nền đê ở bề mặt lớp tính toán, KPa;

s_z - Ứng suất của lực gia tải của đất nền ở bề mặt lớp tính toán, KPa.

Độ dày tính lún của nền đê đến vị trí mà ứng suất tăng thêm (gia tải) của đất nền đạt đến 20% ứng suất bản thân chịu tải của đất nền thể hiện ở phần 4-6.

5. CÔNG TRÌNH GIA CỐ MÁI ĐÊ BIỂN

5.1. Dạng kết cấu và thành phần công trình

5.1.1. Dạng kết cấu và điều kiện áp dụng

Dạng kết cấu gia cố mái, tuỳ khả năng kinh tế, kỹ thuật, có thể lựa chọn căn cứ vào bảng 5.1.

Bảng 5.1.Dạng kết cấu bảo vệ mái và điều kiện sử dụng

TT	Kết cấu lớp gia cố mái	Điều kiện áp dụng
1	Trồng cỏ	- Sóng có H_s ≤ 0,5m, dòng chảy có v < 1m/s hoặc có bãi cây ngập mặn trước đê; - Mái đê có đất mùn để cỏ phát triển.
2	Đá hộc đổ rối	- Nơi có nguồn đá phong phú; - Mái đê thoải, yêu cầu mỹ quan ít.
3	Đá hộc lát khan	- Nơi có nguồn đá phong phú, có loại đá đáp ứng yêu cầu; - Nền đê thoát nước tốt.
4	Đá hộc xây	- Mái đê tương đối tốt; - Sóng lớn, dòng chảy mạnh, loại đá rời không đáp ứng yêu cầu.
5	Thảm rọ đá	- Khả năng cung cấp đá lớn khó khăn; - Sóng lớn, có dòng chảy mạnh; - Có rọ thép chống mặn.
6	Tấm bê tông đúc sẵn, ghép rời	- Sóng lớn, dòng chảy mạnh; - Yêu cầu mỹ quan.
7	Tấm bê tông đúc sẵn, liên kết mảng.	- Sóng lớn, dòng chảy mạnh; - Có yêu cầu mỹ quan; - Mái đê ít lún sụt, ít thoát nước; - Có điều kiện thi công và chế tạo mảng.
8	Hỗn hợp nhiều loại	- Mực nước dao động lớn, mái gia cố dài; - Yêu cầu sử dụng khác nhau.

- Mái đê phía đồng: căn cứ cường độ mưa, yêu cầu về sóng tràn, chiều cao đê, tính chất đất, yêu cầu về sử dụng v.v… để quyết định hình thức kết cấu gia cố, thường trồng cỏ.

- Mái đê phía biển: Căn cứ điều kiện chịu lực, sử dụng, vật liệu xây dựng, thuận lợi cho thi công và duy tu, cần thông qua luận chứng kinh tế - kỹ thuật để xác định.

- Các dạng kết cấu thường dùng: hình 5.1:

+ Đá hộc lát khan;

+ Khối bê tông đúc sẵn;

+ Kết hợp giữa tấm bê tông đúc sẵn (ở mái phần dưới) và đá hộc lát khan (ở mái phần trên)

Trường hợp có vật liệu nhựa đường phong phú, có thể sử dụng kết cấu thảm bê tông nhựa đường.

5.1.2. Thành phần công trình kè đê biển

a) Thành phần chính của kè đê biển: đỉnh kè, lớp phủ mái, chân khay.

b) Các thành phần phụ bao gồm: tầng đệm hoặc tầng lọc, lỗ thoát nước, thềm giảm sóng, mố tiêu sóng, tường hắt sóng, khe biến dạng.

5.1.3. Yêu cầu đối với vật liệu, cấu kiện của kè đê biển

a) Yêu cầu chung:

- Chống xâm thực của nước mặn;

- Chống va đập dưới tác dụng của sóng, gió, dòng chảy;

- Thích ứng với sự biến hình của bờ, bãi biển;

- Chế tạo, thi công đơn giản.

b) Các yêu cầu đối với đá hộc:

Đảm bảo kích thước hình học, trọng lượng tính toán quy định cho viên đá và thoả mãn các yêu cầu sau:

- Đối với đá phủ ngoài mặt dốc, cường độ đá không thấp hơn 50MPa;

- Đối với đá lớp đệm, cường độ cần đạt trên 30MPa;

- Không sử dụng đá phiến thạch, đá phong hoá và đá có khe nứt;

- Đá hộc dùng để xây cũng cần có cường độ ³ 50MPa, mác vữa xây³5.

c) Các yêu cầu đối với bê tông:

- Đối với cấu kiện bê tông, mác bê tông ³ 20;

- Đối với cấu kiện bê tông cốt thép, mác bê tông ³ 30.

5.2. Thiết kế lớp phủ mái

5.2.1. Trọng lượng của vật liệu, cấu kiện phủ mái (khối phủ mái)

Trọng lượng ổn định của khối phủ mái đê chịu tác dụng của sóng, gió xác định theo công thức Hudson:

(5-1)

Trong đó:

G - Trọng lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng (t);

g_B - Trọng lượng riêng trong không khí của vật liệu khối phủ (t/m³);

g - Trọng lượng riêng của nước biển; 1,03 t/m³;

a - Góc nghiêng của mái đê so với mặt phẳng nằm ngang (ctg a = m), độ;

H_SD - Chiều cao sóng thiết kế, lấy H_SD= H_{S1/ 3}= H_S13% (m);

K_D - Hệ số ổn định, tuỳ theo hình dạng khối phủ, lấy theo bảng 5.2.

Bảng 5.2. Hệ số ổn định khối phủ mái

Loại khối phủ	Cách xếp	K_D
Đá hộc	Đổ rối 2 lớp	3
Đá hộc	Lát khan	4
Tấm bê tông đúc sẵn	Ghép độc lập	3,5
Tấm bê tông đúc sẵn	Tự chèn thành mảng	5ữ 6(*)

Ghi chú: (*) cần kiểm định giá trị thực tế đối với từng loại mảng.

Hình 5.1. Mặt cắt ngang một số dạng kết cấu gia cố mái đê

a) Đá hộc lát khan; b) Khối bê tông đúc sẵn; c) Kết hợp dạng a và b.

5.2.2. Chiều dày lớp phủ mái

a) Lớp phủ mái bằng đá hộc lát khan: Khi 1,5 £ m £ 5 thì độ dày ổn định dưới tác dụng của sóng được tính theo công thức sau:

(5-2)

Trong đó: ọ_d - Chiều dày lớp đá hộc lát (một lớp đá) trên mái đê (m);

ó_d, ó - Trọng lượng riêng của đá và nước (t/m³);

m - Hệ số mái dốc;

L_s - Chiều dài sóng (m);

H_s - Chiều cao sóng (m):

+ Khi h/L_s≥ 0,125 lấy H_s= H_s4%;

+ Khi h/L_s< 0,125 lấy H_s= H_s1/3= H_s13%;

b) Lớp phủ mái bằng tấm bản bê tông:

- Tính theo công thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286- 98):

(5-3a)

Trong đó: d_B - Chiều dày tấm bản bê tông ( m);

ỗ - Hệ số: ỗ = 0,0075 đối với bản lát khan; ỗ = 0,10 đối với bản phần trên lát khan, phần dưới chít mạch;

H_s - Chiều cao sóng tính toán (m), lấy H_s1%;

L_s - Chiều dài sóng (m);

l_t - Chiều dài cạnh tấm bê tông theo phương vuông góc với đường mép nước (m);

m - Hệ số mái dốc;

g, g_B - Trọng lượng riêng của nước và của bê tông (t/m³).

- Tính theo công thức Pilarczyk, K.W:

(5-3b)

` Trong đó: H_s - Chiều cao sóng thiết kế (m), lấy H_s1/3;

ợ - Hệ số sóng vỡ: ;

ử - Hệ số phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, lấy theo bảng 5.3.

Các ký hiệu khác như công thức 5-3a.

Loại cấu kiện và cách lắp đặt	ử
Tấm lát đặt nằm	4ữ 4,5
Tấm lát đặt trên lớp geotextile và nền đất sét tốt	5
Tấm lát tự chèn	6
Tấm lát tự chèn trên lớp đệm tốt	8

Bảng 5.3. Hệ số ử theo cấu kiện và cách lắp đặt

Tính toán theo công thức 5.3a và 5.3b, chọn kết quả lớn hơn để thiết kế.

5.2.3. Các loại cấu kiện lát mái bằng bêtông đúc sẵn: Thường dùng được thống kê trong bảng 5.4.

Loại cấu kiện

Hình dạng

Cấu tạo bề mặt

trực tiếp với sóng

Phương thức liên kết

Hình

Tấm lát độc lập

- Chữ nhật

- Lục lăng

- Chữ T

- Trơn

- Khuyết lõm

- Mố lồi

- Lỗ thoát nước

Ghép cạnh nhau

5.2

Tấm lát liên

kết mảng

- Chữ nhật

- Lục lăng

- Trơn

- Mố lồi

- Lỗ thoát nước

- Xâu cáp

- Rãnh, hèm

- Âm dương

5.3

Bảng 5.4. Các loại cấu kiện lát mái bằng bê tông đúc sẵn

Trọng lượng tấm bê tông đúc sẵn tính theo công thức 5-1, chiều dày các tấm bêtông đó theo công thức 5-3.

Tấm có hình lục lăng, chữ T thường dùng ở mái đê dốc hơn so với tấm có hình chữ nhật.

Cách lát: Tấm lục lăng đặt góc nhọn theo chiều mái dốc như hình 5.2e và 5.2f, tấm chữ nhật đặt mạch ghép so le.

Kích thước lỗ thoát nước nhỏ hơn 0,8 đường kính đá lớp đệm, có thể dùng lỗ hình loe (dưới nhỏ, trên to).

5.2.4. Lỗ thoát nước và khe biến dạng

a) Gia cố mái kín nước: như đá xây, bê tông đổ tại chỗ v.v… phải có lỗ thoát nước ở phần ngập nước, bố trí theo hình hoa mai, đường kính lỗ 5 ¸10 cm; Khoảng cách giữa các lỗ từ 2 ¸3 m.

b) Khe biến dạng bố trí cho kết cấu gia cố mái loại kín nước, cách nhau từ15¸20m dọc theo hướng trục đê.

Hình 5.2. Một số loại bản bê tông đúc sẵn lát độc lập trên mái đê biển

a/ Tấm chữ nhật có gờ nhô; d/ Tấm chữ nhật lỗ mắt cáo;

b/ Tấm chữ nhật có khuyết lõm; e/ Tấm lục lăng có gờ nhô;

c/ Tấm chữ T; f/ Tấm lục lăng có lỗ thoát nước.

Hình 5.3. Một số loại bản bê tông đúc sẵn có cơ cấu tự chèn, liên kết mảng

a) Chèn lệch, mặt phẳng; d) Xâu cáp;

b) Chèn lệch, mặt có lỗ; e) Móc mang.

c) Chồng bậc thang;

5.3. Thiết kế tầng đệm, tầng lọc

Giữa lớp phủ mái và đất thân đê, phải bố trí lớp đệm trong kết cấu gia cố rời, lớp đệm kết hợp làm nhiệm vụ tầng lọc (tầng lọc ngược) bằng vật liệu truyền thống hoặc sử dụng geotextile.

5.3.1. Tầng lọc ngược truyền thống

- Tầng lọc ngược phải thoả mãn điều kiện:

(5-4)

Trong đó: d là đường kính hạt của lớp ngoài, d’ là đường kính hạt của lớp trong liền kề:

+ có đường cong phân bố hạt của các lớp lọc phải gần song song với đường cong phân bố hạt của đất bờ.

+ Trong trường hợp mái đê gia cố bằng các tấm bêtông, lớp trên cùng của tầng lọc ngược cần có d₅₀> r_D với r_D là chiều rộng khe hở giữa các tấm bêtông.

- Chiều dày của mỗi lớp lọc ọ₀ được xác định theo công thức:

ọ₀= 50.d₁₅ (5.5a)

Hoặc lấy theo kinh nghiệm:

+ lớp trong: ọ₀₂= (10¸15) cm;

+ lớp ngoài: ọ₀₁= (15¸ 20) cm; (5.5b)

5.3.2. Tầng lọc ngược sử dụng geotextile

- Geotextile đặt trực tiếp trên mái đê, cố định ở đỉnh đê và trải xuống tận chân khay, cần có biện pháp chống chọc thủng của rễ cây, sinh vật và nắng mặt trời v.v…

- Lựa chọn loại geotextile thích hợp theo chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thuỷ lợi.

- Cần bố trí lớp đá dăm dày 10¸15 cm giữa vải địa kỹ thuật và lớp bảo vệ.

5.4. Thiết kế chân khay

Cần bố trí chân khay ở vị trí nối tiếp chân đê và bãi biển. Loại hình và kích thước chân khay xác định theo tình hình xâm thực bãi biển, chiều cao sóng (H_s) và chiều dày lớp phủ mái ọ.

5.4.1. Chân khay nông

Áp dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân khay chỉ chống đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Các dạng chân khay nông gồm có:

- Dạng thềm phủ cao: Đá hộc phủ phẳng trên chiều rộng từ 3 ¸ 4,5 lần chiều cao sóng trung bình, chiều dày từ 1 ¸ 2 lần chiều dày lớp phủ mái (hình 5.4a).

- Dạng thềm chôn trong đất: Đá hộc hình thành chân đế hình thang ngược, thích hợp cho vùng đất yếu (hình 5.4b).

- Dạng mố nhô: Lăng thể đá tạo thành con chạch viền chân đê, có tác dụng tiêu năng sóng, giảm sóng leo, giữ bùn cát, phù hợp cho vùng bãi thấp (hình 5.4c).

5.4.2. Chân khay sâu

Áp dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi mặt bãi bị xói sâu. Chân khay sâu cắm xuống không nhỏ hơn 1,0 m. Chân khay sâu có nhiều loại, thường dùng các loại sau:

- Chân khay bằng cọc gỗ: hình 5.4 d.

- Chân khay bằng cọc BTCT hoặc bằng ống bê tông cốt thép: hình 5.4e.

5.4.3. Kích thước đá chân khay

- Đá chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê.

- Vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê được xác định:

(5-6)

Trong đó: V_max - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s);

L_s, H_s - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);

h - Độ sâu nước trước đê (m);

g - Gia tốc trọng lực (m/s²);

- Trọng lượng ổn định của viên đá ở chân khay kè mái đê biển G_d được xác định theo bảng 5.5.

Bảng 5.5. Trọng lượng ổn định viên đá theo V_max

V_max(m/s)	2,0	3,0	4,0	5,0
G_d (kg)	40	80	140	200

Hình 5.4. Cấu tạo chân khay kè mái đê biển

5.5. Tính toán ổn định công trình gia cố mái đê

5.5.1. Tính toán ổn định tổng thể gồm:

- Ổn định trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê và ổn định trượt theo mặt đáy công trình gia cố bờ.

- Ổn định trượt của công trình gia cố bờ cùng với thân đê theo phụ lục G.

Ổn định trượt theo mặt đáy công trình gia cố bờ có thể đơn giản hoá thành trượt tổng thể theo mặt phẳng gẫy khúc FABC (hình 5.5).

Hình 5.5. Sơ đồ tính toán ổn định tổng thể công trình gia cố mái

Giả thiết các giá trị độ sâu trượt khác nhau t, thay đổi B để tính ra hệ số ổn định trượt theo phương pháp cân bằng giới hạn và tìm ra mặt trượt nguy hiểm nhất.

Hệ số ổn định của khối đất BCD được tính toán như sau:

(5-7)

(5-8)

(5-9)

Trong đó: f₁ - Hệ số ma sát giữa các lớp gia cố và thân đê;

ử - Góc ma sát của đất nền;

C - Lực dính của đất nền;

t - Độ sâu trượt;

G₁ - Trọng lượng khối gia cố;

G₂ - Trọng lượng khối đất trượt ABD;

G₃ - Trọng lượng khối đất trượt BCD.

5.5.2. Tính toán ổn định nội bộ lớp gia cố

Kết cấu gia cố không chắc chắn, hoặc chôn sâu khó xuất hiện trượt tổng thể, thì phải ổn định của nội bộ khối công trình gia cố. Khối gia cố và thân đê là vật liệu có cường độ chống cắt khác nhau, khi mực nước thấp thường xảy ra trượt theo mặt tiếp xúc có cường độ chống cắt yếu (hình 5.6).

Hình 5.6. Sơ đồ tính toán trượt nội bộ công trình gia cố mái

Giả thiết mặt trượt đi qua giao điểm giữa mực nước trước công trình và mặt nứt trượt của chân đê. Mặt trượt là mặt gẫy abc.

Hệ số ổn định của lớp đá gia cố mái

(5-10)

Với:

(5-11)

(5-12)

(5-13)

Trong đó: m₁ - Hệ số mái dốc của đê ở trên điểm b;

m₂ - Hệ số mái dốc của mặt trượt dưới điểm b;

n - n= f₁/f₂;

f₁ - Hệ số ma sát giữa lớp gia cố với đất đê;

f₂ - Hệ số ma sát trong giữa vật liệu gia cố mái.

(5-14)

Trong đó: ử - Góc ma sát của khối gia cố mái;

f₂ - Trị số hệ số ma sát xác định qua phương trình.

5.5.3. Tính toán ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile

Ổn định chống trượt lớp phủ bảo vệ đảm bảo:

G₁ < f₁ x G₂ hoặc (5-15)

6. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGĂN CÁT GIẢM SÓNG GIỮ BÃI

6.1. Chỉ dẫn chung

Khi bãi biển bị xâm thực mạnh bởi sóng và dòng chảy, đê biển ngoài bảo vệ trực tiếp bằng kè gia cố mái đê cần bảo vệ kết hợp bằng các giải pháp sau:

- Rừng cây ngập mặn trồng trên vùng bãi trước đê;

- Hệ thống mỏ hàn ngăn cát;

- Hệ thống đê giảm sóng;

- Hệ thống công trình kết hợp giữa mỏ hàn ngăn cát và đê giảm sóng.

6.1.1. Rừng cây ngập mặn và điều kiện ứng dụng

a/ Tác dụng của rừng cây ngập mặn

Trồng cây chắn sóng đúng quy cách là một biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả, giảm chiều cao sóng để bảo vệ đê biển, chống sạt lở đê và chống xói bờ biển, bờ sông, tăng khả năng lắng đọng phù sa. Bãi biển được bồi cao dần lên, hình thành các miền đất mới có thể quai đê lấn biển.

b/ Điều kiện để phát triển rừng cây ngập mặn

- Khí hậu: Vùng ven biển, thích nghi cho việc trồng cây ngập mặn, ở miền Bắc mùa đông có nhiệt độ thấp hơn nên loài cây ít và cây nhỏ bé hơn rừng ngập mặn ở miền Nam.

- Lượng mưa: Rừng ngập mặn cần có nước mưa, đặc biệt trong thời kỳ ra hoa kết trái, nước mưa sẽ pha loãng nồng độ muối trong đất, nhất là những ngày nắng nóng.

- Thuỷ triều: Cần có nước thuỷ triều lên xuống hàng ngày, lưu thông, nếu ngập úng lâu ngày cây ngập mặn sẽ chết, cần trồng cây ngoài đầm nuôi thuỷ sản.

- Độ mặn của đất và nước: Loài cây như đước, đâng, vẹt, trang phát triển ở những nơi có độ mặn trung bình (1,5 –2,5)%; Chịu mặn cao hơn có cây mắm, cây sú.

Một số cây ưa thích nước lợ, có độ mặn thấp, như cây bần chua, cây dừa nước.

- Địa hình, địa chất:

+ Rừng ngập mặn phát triển ở bãi lày bằng phẳng, dốc thoai thoải, vùng ven biển cửa sông có nhiều đảo che chắn, ít chịu ảnh hưởng của gió bão.

+ Mỗi loài cây ngập mặn thích nghi với địa hình khác nhau, như cây mắm, cây bần sống nơi đất thấp, cây tra, cây cóc thường sống nơi đất chỉ ngập lúc nước thuỷ triều.

+ Cây ngập mặn phát triển tốt ở nước triều có đất phù sa chứa nhiều mùn hữu cơ và khoáng chất. Đối với đất ít phù sa, hạt cát nhiều, cây ngập mặn vẫn có thể sống nhưng chậm lớn, cây thấp bé nhưng cành nhiều.

6.1.2. Các giải pháp công trình ngăn cát, cản sóng

Để chóng xói mòn bãi biển thường bố trí hệ thống mỏ hàn theo phương vuông góc với phương chuyển động của dòng bùn cát ven bờ (đường bờ). Tường cản sóng song song và cách một khoảng với đường bờ; Công trình chữ T gọi tắt là kè T (kết hợp cả mỏ hàn ngăn cát và tường cản sóng - hình 6.1).

a/ Chức năng của mỏ hàn ngăn cát:

- Ngăn chặn dòng bùn cát ven bờ, giữ bùn cát lại gây bồi cao cho vùng bãi bị xâm thực.

- Điều chỉnh đường bờ biển, làm cho phương của dòng gần bờ thích ứng với phương truyền sóng, giảm nhỏ lượng bùn cát trôi.

- Che chắn cho bờ khi bị sóng xiên góc truyền tới, tạo ra vùng nước yên tĩnh, làm cho bùn cát trôi bồi lắng lại ở vùng này.

- Hướng dòng chảy ven bờ đi ra vùng xa bờ.

- Giảm dòng ven bờ.

b/ Chức năng của tường cản sóng

- Che chắn sóng cho vùng sau tường, giảm yếu tố tác dụng của sóng vào vùng bờ bãi, chống xâm thực.

- Thu gom bùn cát trôi để hình thành dải bồi tích giữa tường và bờ, làm giảm dòng ven bờ.

c/ Chức năng của công trình dạng chữ T (kè T): Kết hợp chức năng của hai loại trên.

Căn cứ vào các yếu tố sau các yếu tố sau để chọn loại công trình cho thích hợp:

- Ở vùng bờ biển đáy cát tương đối thô, bùn cát trôi bờ biển chiếm ưu thế, vùng bờ biển tương đối nhỏ, độ dốc đáy lớn, sóng truyền xuyên góc vào bờ, dải sóng vỡ hẹp thì sử dụng hệ thống mỏ hàn sẽ có hiệu quả hơn.

- Ở vùng đáy biển thoải, sóng tác dụng vuông góc với đường bờ, dải sóng vỡ rộng, thường sử dụng tường cản sóng hoặc kè T.

Cần so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa phương án bố trí mỏ hàn, tường cản sóng và các phương án khác để lựa chọn. Để giảm yếu dòng chảy ven bờ cần sử dụng kè T.

- Đối với công trình theo phương ngang, có thể sử dụng kết cấu khối đặc hoặc kết cấu xốp.

Công trình khối đặc ngăn chặn bùn cát có hiệu quả hơn, nhưng có thể xảy ra phía xói hạ lưu, dễ xảy ra dòng chảy mạnh dọc theo trục đê, dẫn đến xói chân và mũi công trình. Cần lựa chọn kích thước, dạng kết cấu, phương thức bố trí phù hợp.

- Đối với công trình dọc theo phương dọc, nên sử dụng kết cấu khối đặc hoặc kết cấu xốp, có hệ số rỗng nhất định.

Hình 6.1. Các giải pháp bảo vệ đê biển bằng công trình ngăn cát, cản sóng

6.2. Thiết kế rừng ngập mặn chống sóng

6.2.1. Các loại cây ngập mặn có tác dụng chống sóng, bảo vệ đê

1. Cây sú

- Tên khoa học: Aegiceras comicalatun

- Cây bụi, cao 0,5¸3 m, nhiều cành, nhánh, sinh trưởng vũng bãi lầy.

- Thích nghi độ mặn khác nhau, có ở 3 miền Bắc , Trung, Nam.

- Trồng bằng quả, cắm trực tiếp cuống quả xuống bùn, 1kg có 1..200¸1.500 quả.

2. Cây mắm

- Tên khoa học: Avicennia alba (hoặc mấn trắng);

Avicennia alnata (mắm hoặc mấn quăn);

- Cây gốc cao 10¸12 m, sinh trưởng vùng đất bùn chặt;

- Mọc chủ yếu từ Vũng Tàu trở vào;

- Trồng bằng cách rắc quả lên bùn hoặc làm bầu ươm rồi cắm, 1kg có 300¸400 quả.

3. Cây mắn biển

- Tên khoa học: Avicennia marina.

- Cây bụi, cao 0,5¸5 m ở đất ít phù sa và 10¸12 m ở đất bùn.

- Mọc nhiều ở các bãi mới bồi ở cửa sông miền Bắc, có ở ba miền Bắc, Trung, Nam.

- Trồng bằng cách cắm quả xuống bùn hoặc làm bầu ươm rồi cắm.

4. Cây vẹt

- Tên khoa học:

+ Bruguiera gumriohiza (vẹt dù, vẹt rễ lồi);

+ Bruguiera uylindrica (vẹt trụ, vẹt khoang);

+ Bruguiera parviflora (vẹt tách);

+ Bruguiera saxangula (vẹt đen, bông hạt).

- Cây gốc cao từ 5 ¸ 25 m.

- Loại 1: cây cao từ 5¸8 m, thường mọc ở vùng đất bùn chắc ở miền Bắc và miền Trung. Cây loại 2;3;4: cây cao hơn, mọc ở vùng từ Vũng Tàu trở ra.

- Trồng bằng cách cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn hoặc làm bầu cơm.

5. Cây trang

- Tên khoa học: Kandelin candel.

- Cây gỗ cao từ 4¸10 m, mọc ở bùn cát, bùn xốp, có độ mặn thay đổi, chịu được biến đổi nhiệt độ lớn;

- Mọc nhiều ở ven biển, cửa sông 3 miền Bắc, Trung, Nam;

- Trồng bằng cánh cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn.

6. Cây đước

- Tên khoa học;

+ Rhizophora apicullata (đước, đước đôi);

+ Rhizophora styloza ( đước đôi, đước đâng);

+ Rhizophora mucronata (đung, đước hộp);

+ Rhizophora styloza (đước vòi, đước chằng);

- Cây gốc cao 2¸8 m, có cây cao 20¸30 m, sống ở nơi đất bùn pha cát.

- Loại 3 và 4: cây thấp nhỏ 2¸8 m có mặt ở cả ba miền Bắc, Trung, Nam. Loại 4 sống chủ yếu ở miền Bắc. Loại 1: cây cao hơn sống ở miền Nam Trung Bộ và Nam Bộ;

- Trồng bằng cách cắm 1/3 trụ mầm xuống bùn, bùn cát.

7. Cây cóc

- Tên khoa học:

+ Lumizera littorea (cóc, cóc đỏ);

+ Lumnizera racemosa (cóc vàng, cóc trắng);

- Cây cao 5¸15 m ưa sống trên bùn cát chặt, chịu mặn. Đôi khi sống trên cả bờ ruộng muối bỏ hoang. Loại 2: có mặt ở cả 3 vùng Bắc, Trung, Nam. Loại 1: phân bố từ Nam Trung Bộ trở vào.

- Trồng cây bằng cách gieo hạt vào bầu ươm, sau 6¸8 tháng mới đem trồng, tỷ lệ sống thấp, đà tăng trưởng chậm.

8. Cây tràm

- Tên khoa học: Melaleuca cajuputi (tràm, đước tràm, tràm gió);

- Cây cao 10¸ 15 m, sống ở vùng ngập mặn theo mùa, độ mặn rất thấp, ngọt vào mùa mưa. Cây sống chủ yếu ở vùng Đồng Tháp Mười, U Minh và một số ít ở Miền Trung;

- Trồng cây bằng cách gieo hạt trực tiếp hoặc cấy cây non hoặc ươm cây giống sau một năm mới đem trồng;

- Với chủng loại cây thấp (cây cao dưới 10 m) trồng khoảng cách các cây 1m x 1m, mật độ 10.000 cây/ ha.

- Với cây cao trên 10 m, trồng khoảng cách 2,5 m x 2,5 m, mật độ 1.000 cây/ ha.

9. Cây dừa nước

- Tên khoa học: Nypa jruticasn;

- Sống ở vùng đất bùn bồi tụ, theo triền sông nước lợ, nước lưu thông (vùng Quảng Nam, Nam Trung Bộ và Nam Bộ);

- Trồng bằng cách trực tiếp ấn quả xuống bùn hoặc ươm cây trong bầu, sau hai tháng đem trồng.

10. Cây bần

- Tên khoa học:

+ Sonneratia alba (bần trắng, bần đắng);

+ Sonneratia caseolaris (bần chua, cây lậu);

+ Sonneratia ovata (bần ổi, bần hôi);

- Cây cao 4 ¸ 15 m, thích sống ở vùng đất bùn dày, nước lợ cửa sông.

- Loại 2: có cả ở 3 miền Bắc, Trung, Nam; khả năng tái sinh và độ sinh trưởng nhanh. Loại 1 sống ở Miền Nam. Loại 3 sống ở Vũng Tàu trở vào.

- Trồng cây bằng cách gieo ươm hoặc bứng cây.

11. Cây xu

- Tên khoa học:

+ Xylocarpus molucensis gratum (xu ổi);

+ Xylocarpus molucensis (xu sung);

- Cây cao 10¸15 m, thường mọc ở nơi đất bùn cát, chỉ ngập khi triều trung bình đến triều cao;

- Cây xu ổi mọc ở cả ba miền Bắc, Trung, Nam; cây xu sung chỉ mọc từ Nam Trung Bộ trở ra;

- Trồng bằng cách ươm hạt trong bầu, sau 8 ¸ 10 tháng bứng cây non đem trồng.

6.2.2. Quy cách rừng ngập mặn

a/ Mật độ

- Trồng các cây theo hình thức “hoa mai”;

- Với chủng loại cây thấp (dưới 10 m) trồng khoảng cách các cây 1m x 1 m, mật độ 10.000 cây/ ha;

- Với cây cao (trên 10 m) trồng khoảng cách 2,5 m x 2,5 m, mật độ 1.000 cây/ha.

b/ Phạm vi

Chiều rộng rừng cây (B_c) tối thiểu phải lớn hơn 2 lần chiều dài bước sóng. Theo kinh nghiệm B_c = 40¸80 m đối với đê cửa sông và B_c tối thiểu bằng120¸200 m đối với đê biển.

6.3. Bố trí và các loại kết cấu công trình ngăn cát, giảm sóng

6.3.1. Cấu tạo mỏ hàn và sơ đồ bố trí

a/ Các bộ phận tạo thành mỏ hàn gồm: mũi, thân và gốc: hình 6-2.

Mỏ hàn từ bờ vươn ra biển, làm giảm tác dụng của sóng và dòng chảy vào bờ biển, ngăn chặn bùn cát chuyển động dọc bờ, gây bồi lắng vào giữa hai mỏ hàn, mở rộng và nâng cao thềm bãi củng cố đê, bờ.

b) Bố trí hệ thống mỏ hàn bảo vệ bờ biển và gây bồi bãi biển

- Tuyến bố trí; Cần hoạch định đường bờ mới cho đoạn bờ cần bảo vệ, đường bờ mới này cần trơn thuận, nối tiếp tốt với đường bờ đoạn không có mỏ hàn. Chiều dài của mỏ hàn không quá ngắn, cần ra tới dải sóng vỡ và vùng có dòng ven mạnh.

- Phương của mỏ hàn; đặt vuông góc với đường bờ biển. Nếu hướng sóng ổn định, theo hướng sóng tới bờ để chọn phương của mỏ hàn có lợi nhất cho việc bồi lắng giữa các mỏ hàn.

- Theo kinh nghiệm: Nên chọn góc giữa hướng sóng và trục mỏ hàn là d = 100⁰ ¸110⁰, không nên lấy d ³120⁰ . Chọn góc a để diện tích tam giác ABC (hình 6-3) đạt cực đại: a và q cần thoả mãn:

(7-1)

+ Khi q = 30⁰¸35^o thì nên lấy: a = 110⁰;

+ Khi q = 60⁰¸90^o thì nên lấy: a = 90⁰;

Có thể dùng mỏ hàn có dạng chữ T, hoặc chữ Z để tăng hiệu quả cản sóng, gây bồi (dạng mỏ hàn này thường có kinh phí cao, khó duy tu, bảo vệ): hình 6.4.

Hình 6-2: Các bộ phận của mỏ hàn

OB: Gốc; BC:Thân; CE: mũi.

Hình 6-3: Sơ đồ bố trí mỏ hàn

Hình 6-4. Sơ đồ một số dạng mỏ hàn (mặt bằng)

- Chiều dài mỏ hàn: Mỏ hàn cần bố trí thành hệ thống, chiều dài mỏ hàn có thể lấy bằng chiều rộng bãi cần bảo vệ cộng thêm 1/5 khoảng cách giữa hai mỏ hàn. Thường lấy bằng 40¸60 m đối với bãi sỏi đá nhỏ, 100¸150 m đối với bãi đất cát.

Khoảng cách giữa các mỏ hàn: thường lấy bằng 1,5á2,0 lần chiều dài mỏ hàn, đối với bờ biển sỏi đá; 1,0á1,5 lần đối với bờ biển đất cát: hình 6-5 và 6-6.

Hình 6-5. Sơ đồ bồi lắng giữa các mỏ hàn trong trường hợp q = 30⁰¸ 55⁰

Ghi chú: l - Chiều dài mỏ hàn

Hình 6-6. Sơ đồ bồi lắng giữa các mỏ hàn trường hợp sóng vuông góc với bờ

Ghi chú: l - Chiều dài mỏ hàn

Đối với dự án có quy mô lớn, phải bố trí một số mỏ hàn thử nghiệm, tiến hành quan trắc hiện trường rút kinh nghiệm để thiết kế cho phù hợp.

6.3.2. Bố trí và cấu tạo đê giảm sóng

a) Cấu tạo đê giảm sóng

Đê dọc, cách bờ một khoảng cách nhất định, trục đê thường song song với bờ, để giảm sóng, bảo vệ bờ gọi là đê giảm sóng.

Đê giảm sóng có hai đầu đê và thân đê. Thân đê có một mặt cắt ngang gần như đồng đều trên suất chiều dài và có 2 phía chịu tải trọng khác nhau: phía biển và phía bờ (hình 6-7).

Hình 6-7: Sơ đồ cấu tạo đê giảm sóng

a) Mặt bằng; b) Nhìn chính diện từ bờ; c) Cắt ngang

Đê giảm sóng loại đê nhô (cao trình đỉnh đê cao hơn mực nước) hoặc đê ngầm (cao trình đỉnh đê thấp hơn mực nước); Đê liên tục (chạy suốt chiều dài dọc đoạn bờ cần bảo vệ) hoặc đê đứt khúc (từng khúc đặt cách nhau trên cùng một tuyến, quãng đứt giữa 2 khúc gọi là cửa đê).

b) Đánh giá hiệu quả của đê giảm sóng

Hiệu quả tiêu sóng của đê ngầm: hệ số tiêu sóng K_m = H_si/H_s.

- Đối với tường mỏng (hình 6-8):

(6-1)

Trong đó:

a- Độ sâu nước đỉnh đê;

B- chiều rộng đỉnh đê;

H_s/L_s - độ dốc sóng đến;

h- và độ sâu trước đê;

d- Chiều cao đê giảm sóng;

H_{s i} - Chiều cao sóng sau đê;

H_s - Chiều cao sóng trước đê.

Hình 6-8: Hiệu quả giảm sóng của đê tường mỏng

- Đối với đê tường đứng mặt cắt chữ nhật (hình 6-9):

(6-2)

Hình 6-9: Hiệu quả giảm sóng của đê mặt cắt chữ nhật

Công thức 6-1 và 6-2 thích hợp cho trường hợp 0,46 Ê h/d Ê 1,0. Khi h/d < 0,7 tác dụng của đê ngầm không rõ rệt.

- Đối với đê đá đổ (hình 6-10):

+ Trường hợp a/H_sÊ 0 (đê ngầm):

(6-3)

+ Trường hợp 0,25 > a/H_s > 0 (đê nhô):

(6-4)

Công thức (6-3) thích hợp khi B = (1á3) H_s ; L_s/H_s = 10 á30, mái dốc và sau đê đều có m = 2; h/H_s = 2,5;

Trong đó: H_sl, H_sl - Chiều cao sóng trước và sau đê, m;

a - Độ sâu nước trước đỉnh đê m; Đê ngầm a có giá trị âm, Đê nhô a có giá trị dương;

d - Độ cao đê ngầm (m);

B - Chiều rộng đỉnh đê (m).

Hình 6-10. Hiệu quả giảm sóng của đê đá đổ

c) Bố trí đê giảm sóng

Đê giảm sóng có thể dài liên tục, phủ hết chiều dài bờ bị sạt lở, thường bố trí từng đoạn, để chừa các cửa nhằm trao đổi bùn cát ngoài và trong đê.

- Vị trí đặt đê: Căn cứ vào mục đích khai thác, sử dụng vùng bãi cần được bảo vệ, so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật các phương án vừa quyết định. Khoảng cách giữa bờ và đê giảm sóng nên lấy khoảng 1,0 á1,5 chiều dài sóng nước sâu.

- Chiều dài đoạn đê giảm sóng đứt khúc lấy bằng1,5 á3,0 lần khoảng cách giữa đê và đường bờ, Khoảng cách giữa hai đoạn đê đứt khúc (cửa đê) lấy bằng 1/3 á1/5 chiều dài một đoạn đê và bằng hai lần chiều dài sóng.

- Cao trình đỉnh đê: Đối với đê ngầm: có thể lấy bằng H_Tp - 1/2 H _{S ở vị trí đê} + Độ lún;

- Đối với đê nhô: có thể lấy bằng H_Tp + 1/2 H _{S ở vị trí đê} + Độ lún.

- Chiều rộng đỉnh đê giảm sóng: Xác định qua tính toán ổn định công trình, thường lấy lớn hơn độ sâu nước dưới Z_tp ở vị trí đê.

6.3.3. Hệ thống công trình phức hợp ngăn cát - Giảm sóng

Trong điều kiện thuỷ hải văn phức tạp, cần kết hợp công trình ngang bờ và công trình dọc bờ, phối hợp hiệu quả chắn cát dọc bờ và giảm sóng, chắn cát ngang bờ. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể có thể bố trí công trình theo 3 sơ đồ sau:

a) Sơ đồ 1: kết hợp giữa hệ thống mỏ hàn và đê giảm sóng, tạo thành một tổ hợp đê bao ngăn ô (hình 6-11).

Hình 6-11. Đê bao ngăn ô

b) Sơ đồ 2: Hệ thống mỏ hàn (hình 6-12).

Hình 6-12: Hệ thống công trình chữ T

c) Sơ đồ 3: hệ thống công trình phức hợp giữa phương ngang, phương dọc và cao thấp khác nhau (hình 6-13).

Hình 6-13. Hệ thống công trình phức hợp

6.4. Thiết kế đê công trình ngăn cát, cản sóng dạng thành đứng

6.4.1. Các loại kết cấu công trình dạng thành đứng

a) Công trình bằng kết cấu trọng lực: Dùng để ngăn cát, cản sóng vùng gần bờ, bảo vệ đê biển, không cần sử dụng các loại thùng chìm, cọc trụ đường kính lớn, thường sử dụng kết cấu khối chuồng (hoặc cũi) và kết cấu khối xếp.

- Công trình có kết cấu chuồng (hoặc cũi) gỗ hoặc bê tông cốt thép (hình 6.14a). Gỗ tràm dùng đóng chuồng rất tốt, trong chuồng (hoặc cũi) chất bao tải cát, đá hộc.

- Công trình có kết cấu khối xếp bê tông: hình dạng đơn giản như (hình 6.11b).

b) Công trình bằng kết cấu cọc, cừ:

- Loại 1 hàng cọc gỗ đơn: cần đóng thẳng, bố trí dích dắc, so le, có thanh giằng, chiều cao khoảng 1,5 m (hình 6,15 a). Quanh chân cọc rải đá hộc chống xói: dùng để ngăn cát ven bờ;

- Loại 2 hàng cọc gỗ: tạo thành tường vây có liên kết ngang, dọc, chất vật liệu tạo khối giữa 2 hàng cọc (hình 6-15b).

- Cọc bê tông cốt thép đơn hoặc kép: có bản chắn, sử dụng trong công trình chắn sóng không lớn, thi công đóng cọc bê tông cốt thép thuận tiện (hình 6-15c).

- Công trình cừ thép đơn hoặc kép: dùng trong vùng sóng lớn, bãi biển tương đối sâu, yêu cầu độ ổn định cao (hình 6-15d).

6.4.2. Cấu tạo công trình thành đứng dạng trọng lực

a) Trọng lượng và kích thước khối xếp

- Trọng lượng khối bê tông không nhỏ hơn các trị số trong bảng 6-1.

Bảng 6-1. Trọng lượng khỗi bê tông xếp

Chiều cao sóng thiết kế, m:	2,6á3,5	3,6á4,5	4,6á5,5	5,6á6,0	6,1á6,5	6,6á7,0
Trọng lượng khối xếp, tấn:	30	40	50	60	80	100

Có thể dùng các khối có trừ lỗ để sau khi lắp đặt sẽ đổ bê tông bổ sung tăng trọng lượng.

Các khối xếp nên ít chủng loại. Tỷ lệ giữa kích thước cạnh dài và chiều cao £ 3 lần, giữa kích thước cạnh ngắn và chiều cao ³ 1 lần.

Khối bê tông đỉnh cần phủ hết chiều rộng mặt cắt ngang, chiều dày ³ 1,0 m, có liên kết chặt chẽ với thân đê.

b) Cách xếp khối

- Chiều rộng khe thẳng đứng giữa các khối xếp khoảng 2 cm, bố trí lệch nhau với khoảng cách như bảng 6-2.

Bảng 6-2. Độ lệch vị trí các khe

Độ lệch vị trí các khe	Trọng lượng khối xếp (tấn)
Độ lệch vị trí các khe	£ 40	> 40
Trên mặt cắt ngang	³ 0,8 m	³ 0,9 m
Trên phẫu diện dọc hoặc trên mặt bằng	³ 0,5 m	³ 0,6 m

- Trong trường hợp đặc biệt: khoảng cách chênh lệch giữa các khe biến dạng có thể lấy từ 10 á30 cm, khe biến dạng liên thông từ đỉnh đến đáy tường rộng từ 2á 5 cm. Khe biến dạng nên bố trí ở các vị trí có sự thay đổi về dạng kết cấu, chiều cao thân tường hoặc độ dày bệ, tính chất đất nền.

c) Bệ công trình

- Độ dày bệ đá đổ được xác định qua tính toán, nên ³ 1,0 m. Đá hộc đổ bệ có trọng lượng từ 10 á100 kg. Bệ cần được đầm nện theo yêu cầu đẩm bảo kỹ thuật.

- Dọc theo chân bệ, cần có sân gia cố bằng đá hộc, rộng khoảng 0,25 lần chiều cao sóng thiết kế. Chiều dày lớp gia cố đáy ³ 0,5 m, thường dùng 2 lớp đá xác định theo vận tốc dòng chảy do sóng tạo ra ở thành đứng (phụ lục H).

Hình 6-14. Sơ đồ cấu tạo công trình thành đứng dạng trọng lực

a) Bằng chuồng gỗ, hoặc bê tông;

b) Bằng khối xếp bê tông.

Hình 6-15. Sơ đồ cấu tạo công trình dạng thành đứng có kết cấu cọc cừ

d) Đoạn đầu mũi: Quy định là phần ngoài cùng của công trình có độ dài bằng 2 lần chiều rộng đỉnh, cần tăng cường gia cố phần vai bệ bằng các khối bê tông hình hộp lập phương nặng gấp 2á3 lần khối phủ mái. Nếu là bệ đắp cao, mái bệ cần lấy thoải hơn so với đoạn trong.

e) Đoạn gốc: thường dùng kết cấu mái nghiêng, nối tiếp tốt với bờ, không cần gia cố đặc biệt nếu không có tập trung năng lượng sóng rõ rệt.

6.4.3. Tính toán công trình thành đứng trọng lực

a) Tổ hợp tải trọng

- Tổ hợp thiết kế: với các trường hợp sau:

+ Mực nước cao thiết kế và chiều cao sóng lấy chiều cao sóng thiết kế.

+ Mực nước thấp thiết kế và chiều cao sóng thiết kế xác định bằng phương pháp tính toán khúc xạ từ các yếu tố sóng nước sâu trong điều kiện mực nước thấp 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 thiết kế.

- Tổ hợp kiểm tra: với các trường hợp sau:

+ Mực nước cao kiểm tra và chiều cao sóng lấy chiều cao sóng thiết kế.

+ Mực nước thấp 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.

b) Nội dung tính toán, bao gồm:

- Ổn định chống lật dọc theo đáy đê 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;

- Ổn định tổng thể;

- Lún nền;

- Trọng lượng ổn dịnh của các viên đá, cấu kiện bệ và gia cố đáy.

Cách tính toán theo phụ lục H.

6.4.4. Tính toán công trình thành đứng bằng cọc, cừ

a) Tổ hợp tải trọng

- Tổ hợp cơ bản (thiết kế): chủ yếu là áp lực sóng;

- Tổ hợp đặc biệt: chủ yếu là các lực xuất hiện trong quá trình thi công.

b) Áp lực đất và phản lực nền

- Đối với cọc cứng: Áp lực chủ động và bị động tính theo phương pháp Coulomn.

- Đối với cọc mềm: Áp lực đất cần tính sự tương tác giữa cường độ áp lực đất với biến dạng của tường cọc.

c) Xác định độ sâu chôn cọc, nội lực trong cọc

Dùng phương pháp đồ giải, hoặc giải tích theo tiêu chuẩn hiện hành để tính (hình 6-16).

- Chiều sâu chôn cọc, t (m);

- Mô men ở bụng cọc, M (tm);

- Độ võng của cọc, f (mm).

d) Tính độ bền của cọc và các cấu kiện khác

- Độ bền của cọc: Xác định theo mục Điều 6.4.4 và những yêu cầu khi thi công, chế tạo. Cần kiểm tra nứt và các yêu cầu khác theo điều kiện làm việc của cọc.

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… phải tính nội lực và độ bền.

Hình 6-16. Các sơ đồ tính toán cọc đơn (tự do)

e) Phạm vi gia cố chân công trình (hình 6-17)

(6-5)

Trong đó: l_k - Phạm vi gia cố chân công trình;

L_S - Chiều dài sóng có ý nghĩa tại chân công trình.

Hình 6-17. Phạm vi gia cố chân công trình bằng cọc, cừ

6.5. Thiết kế công trình ngăn cát, giảm sóng dạng mái nghiêng

6.5.1. Các loại hình mặt cắt ngang đê mái nghiêng

Cấu tạo đê mái nghiêng ngăn cát, giảm sóng bao gồm:

- Thượng tầng: khối tường đỉnh đê;

- Trung tầng: lõi đê, mái đê, lớp phủ mái;

- Hạ tầng: lớp đệm, lăng thể chân đê.

Thường có 4 loại hình mặt cắt (hình 6-18):

a) Loại 6-18a: Lõi đê đá đổ không phân loại, được bọc một lớp đá hộc lớn xếp khan, lớp phủ mái bằng đá hộc hoặc khối bê tông, có lăng thể chân đê phía biển.

b) Loại 6-18b: Tại mực nước thi công đặt bậc cơ. Mái phía trên bậc cơ là đá lát khan hoặc đá xây.

c) Loại 6-18c: Các khối bê tông hình hộp được chất trực tiếp trên đệm đá, hình thành thân đê.

d) Loại 6-18d: Trên đỉnh có đặt khối bê tông dạng tường góc.

Mặt cắt đê cần chọn thích hợp với các điều kiện tự nhiên tại vùng xây dựng. Nên sử dụng các khối bê tông dị hình trong mái đê nghiêng.

Một số ví dụ: xem ở hình từ 6-19 đến 6-22.

Hình 6-18. Các dạng mặt cắt ngang đê mái nghiêng

6.5.2. Xác định kích thước mặt cắt ngang

a) Cao trình và chiều rộng đỉnh công trình: Căn cứ yêu cầu kỹ thuật về ngăn cát và mức độ giảm sóng cho phía sau công trình để xác định.

- Nếu chỉ ngăn cát, đỉnh công trình chỉ cần ngang với mực nước giờ có tần suất bảo đảm 50%.

- Nếu kết hợp giảm sóng, thì tham khảo phần hiệu quả giảm sóng ở Điều 6.3.2.

- Ngoài ra cần xét thêm các vấn đề sau:

+ Sóng và dòng chảy khi tràn qua không ảnh hưởng đến diễn biến luồng và sự đi lại của tàu thuyền.

+ Nhu cầu đi lại, giao thông trên đỉnh trong giai đoạn thi công và khai thác.

+ Chiều rộng của đỉnh công trình: Mái nghiêng lấy bằng 1,1á1,25 lần chiều cao sóng thiết kế, có thể lấy bằng chiều sâu nước thiết kế (ở đầu mũi), tối thiểu nên bằng 3 lần chiều rộng khối phủ mái phía biển.

b) Khối tường đỉnh, nhằm:

- Tăng độ cao đỉnh mà không mở rộng thân công trình;

- Chống sự phá hoại của sóng tràn;

- Tạo đường giao thông đi lại.

Để chắn sóng, cao trình đỉnh tường không nên đặt 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.

Nếu mái phía biển phủ đá hộc hoặc bê tông khối hình chữ nhật thì đỉnh của mái dốc cần cao hơn mực nước thiết kế từ 0,6 á 0,7 lần chiều cao sóng thiết kế. Chân tường đỉnh phải cách mép lõi đá mái nghiêng tối thiểu là 1m. 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.

Nếu mái phía biển được phủ một lớp tetrapod hoặc dolos 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 (hình 6-23).

Hình 6.23. Sơ đồ vai và tường đỉnh

c) Lăng thể đá đổ chân mái phía biển

Cao trình đỉnh lăng thể thường 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.

d) Độ dốc mái

Thường kết cấu đá hộc thiết kế với mái dốc có m = 2,0 á 3,0. Khối bê tông nhân tạo có thể lắp đặt trên mái dốc m = 1,5 á 2,0.

Ghi chú: Đối với mặt cắt dùng khối đổ bê tông trên đệm đá, chiều rộng thân đê tại mực nước thiết kế không được nhỏ hơn 3 lần chiều cao sóng thiết kế.

Hình 6-25 c,d,e. Các dạng lăng thể chân dốc mái

6.5.3. Trọng lượng ổn định của khối phủ mái nghiêng

a) Khối bê tông dị hình phủ mái nghiêng

Khối bê tông dị hình được sử dụng làm khối phủ mái cho các công trình chịu tác động của sóng lớn, một số loại thường sử dụng giới thiệu trong hình 6-26.

Khối tetrapop (hình 6-27) và dolos (hình 6-28) có thể sử dụng rộng rãi trong công trình mỏ hàn và đê dọc bờ trong hệ thống bảo vệ bờ biển.

Hình 6-27. Khối tetrapod

Thể tích khối tetrapod {V} = 0,28 H³

Kích thước X	A	B	C	D	E	F	G	I	J	K	L
X/H	0,302	0,151	0,477	0,470	0,235	0,644	0,215	0,606	0,303	1,091	1,200

Hình 6-28. Khối dolos

Thể tích khối dolos {V} = 0,16 C³

A = 0,020 B = 0,32 C D = 0,057 E = 0,364 C

b) Trọng lượng khối phủ

- Trọng lượng ổn định khối phủ trên mái nghiêng của đê mỏ hàn hay đê dọc xa bờ tính toán theo công thức Hudson (5-1), hệ số K_D đối với các khối bê tông dị hình lấy theo bảng 6-3.

Bảng 6-3. Hệ số K_D đối với các khối bê tông dị hình

Cấu kiện	Số lớp	K_D
Tetrapod	2	6 á 8
Dolos	2	10 á 12.

- Các trường hợp cần tăng trọng lượng so với tính toán theo công thức Hundson:

+ Cần xét đến tầm quan trọng, tính phức tạp, nguồn tài liệu đầu vào không đủ tin cậy v.v…để tăng lên thích ứng.

+ Đê nằm trong vùng sóng vỡ, trọng lượng khối phủ cần tăng lên từ 10 á 25% so với vùng sóng không vỡ.

+ Vùng đầu mũi đê, trọng lượng khối phủ cần tăng lên từ 20 á 30% so với trọng lượng tính toán cho thân đê.

- Các trường hợp xét giảm trọng lượng:

+ + Chân mái đê vùng nước sâu: Ở vị trí thấp hơn mực nước thiết kế một khoảng từ 1,0 á 1,5 lần chiều cao sóng thiết kế, trọng lượng khối phủ mái phía bờ lấy bằng trọng lượng tính toán cho khối phủ mái phía biển.

+ + Phần mái dưới mực nước thấp thiết kế, có thể sử dụng đá có trọng lượng bằng đá lót dưới lớp phủ mái ngoài, nhưng không nhỏ hơn 150 á 200 kg, phải kiểm tra theo sóng tính toán ở sau đê.

c) Trọng lượng khối gia cố đỉnh: Thường lấy bằng trọng lượng khối phủ mái ngoài tương ứng.

Nếu đỉnh đê thấp (trên mực nước cao thiết kế không đến 0,2 lần chiều cao sóng thiết kế), trọng lượng khối gia cố đỉnh (không phải tường đỉnh), thường lấy gấp 1,5 lần trọng lượng khối phủ mái ngoài tương ứng.

6.5.4. Cấu tạo công trình mái nghiêng

a) Chiều dày lớp phủ mái phía biển d_f tính theo công thức:

(6-6)

Trong đó:

d_t - Chiều dày lớp phủ, m;

n - Số lớp khối phủ;

C_f - Hệ số, cho ở bảng 6-4;

Bảng 6-4. Hệ số C_f

Loại khối	Cấu tạo	C_f	P%	P%
Đá hộc	Đổ 2 lớp	1,0	40
Tetrapod	Xếp hai lớp	1,0	50
Dolos	Xếp hai lớp	1,2	60	Xếp không theo quy tắc
Dolos	Xếp hai lớp	1,1	60	Xếp theo quy tắc
Đá hộc	Xếp (đứng) 1 lớp	1,3 á 1,4

b) Số lượng khối bê tông phủ mái tính: theo công thức:

(6-7)

Trong đó:

N_K - Số lượng khối phủ, chiếc;

F - Diện tích trung bình lớp phủ mái (tính vuông góc với độ dày), m²;

n - Số lớp khối phủ;

p - Hệ số rỗng (%), tra bảng 6-4.

c) Khối lượng bê tông lớp phủ mái tính theo công thức:

(6-8)

Trong đó: - A: Khối lượng bê tông, m³ ;

- Các ký hiệu khác có ý nghĩa như đã giải thích trên.

d) Đá lót dưới lớp phủ mái, lõi đê và lớp đệm

- Lớp đá lót ngay dưới lớp phủ mái: cần bảo đảm kích thước để không bị sóng moi qua khe giữa các khối phủ và gây lún sụt cho lớp phủ và trong thời gian thi công không bị sóng cuốn đi khi chưa có khối phủ che chở.

Thường trọng lượng viên đá lớp lót lấy bằng 1/10 á 1/20 trọng lượng khối phủ lớp ngoài. Chiều dày lớp lót thường lấy bằng 2 lần đường kính viên đá lót.

- Lõi đê: thường dùng đá hộc có trọng lượng từ 10 á 100 kg.

Ở vùng đáy có thể bị xói dưới tác dụng của sóng, khối phủ mái và đá hộc lớn của lăng thể chân mái cũng cần đặt trên lớp đá đệm (loại đá 10 á100 kg), độ dày lớp đệm không nhỏ hơn chiều dày lớp chống xói đáy.

e) Lớp gia cố đáy

Dọc chân đê mái nghiêng, nếu đáy biển dễ xói cần bố trí sân gia cố đáy. Chiều rộng gia cố đáy bằng 0,25 chiều dài sóng ở phía đầu đê và ở mái phía chịu tác dụng sóng lớn, ở những phần khác lấy bằng 2,0 m.

6.5.5. Tính toán ổn định công trình mái nghiêng

a) Đối với khối tường đỉnh

- Áp lực sóng tác động lên khối tường đỉnh (hoặc khối bê tông phủ đỉnh), được xác định theo phương pháp như đối với công trình tường đứng, cần chú ý:

+ Nếu trước tường, mái chỉ phủ đá hoặc một khối bê tông hình vuông, thì không cần xét đến tác dụng chiết giảm của các khối đó đối với tường.

+ Khi các khối phủ nhô cao hơn đỉnh tường, và ở vai có hai hàng, hai lớp khối tetrapod hoặc dolos, áp lực sóng đối với tường (áp lực ngang và áp lực đẩy nổi), thì cần nhân với hệ số chiết giảm 0,6.

- Tiến hành kiểm tra ổn định lật, trượt của khối tường theo các phương pháp như đối với công trình tường đứng.

b) Đối với ổn định đất nền

- Công trình mái nghiêng trên nền không phải nham thạch thì kiểm tra ổn định tổng thể theo phương pháp trượt cung tròn, trường hợp có lớp kẹp đất yếu, phải tính theo phương pháp mặt trượt gãy khúc (theo phụ lục G).

- Gia cố nền đất yếu cho công trình mái nghiêng, thường sử dụng lớp đệm cát thoát nước. Khoảng cách thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng thường nhỏ hơn 5 m. Độ dày lớp cát đệm thường 1á2 m. Chiều rộng lớp cát đệm phải rộng hơn chiều rộng đáy đê. Khi lớp đất yếu dày, cần gia cố theo phương pháp thoát nước bằng giếng cát. Khi chiều dày lớp đất yếu mỏng, có thể dùng phương pháp đổ đá hộc để ép trồi.

7. YÊU CẦU KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ BIỂN

7.1. Yêu cầu kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng đắp đê

7.1.1. Yêu cầu kỹ thuật đắp đê

a) Lên ga đảm bảo mặt cắt đê: Sử dụng cọc và dây lên “ga” ở hiện trường mặt cắt đê theo bản vẽ thiết kế, cách nhau không quá 50 m.

b) Đo đạc: Khối lượng đắp đê xác định trên cơ sở đo đạc mặt cắt ngang trước và sau khi đắp đê (toàn bộ hoặc một phần). Cần đo đạc, đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu các kích thước và vị trí công trình theo thiết kế.

c) Chuẩn bị nền đê (đê mới và đê nâng cấp)

San bằng các lỗ hổng, chỗ trũng v.v…trên thân đê cũ và tiến hành đầm kỹ theo tiêu chuẩn.

Làm ẩm nền đê, đầm kỹ để bề mặt nền đê cũ hoặc đê mới nối tiếp tốt với lớp đất đắp của đê mới. Ngoài ra, cần phải đánh cấp ở mái thân đê cũ, với chiều cao lớn nhất mỗi cấp bằng 2 lần chiều dày lớp đầm (khoảng 30 cm).

d) Đắp đất: Phải loại bỏ tất cả rễ cây, bụi cây, cỏ hay tất cả các loại vật liệu dễ bị phân rữa khác khỏi thân đê. Đắp đê theo từng lớp liên tục, trước hết đắp theo chiều ngang, sau đó đắp lên dần theo cao độ của đê. Nơi lấy đất phải cách chân đê ít nhất 20 m (nằm ngoài phạm vi bảo vệ).

e) Công tác đầm nện: Tuỳ theo loại đất đắp mà chọn phương pháp đầm thích hợp:

- Đất pha cát hoặc cát: sử dụng đầm hoặc tưới nước;

- Đất sét ướt: áp dụng theo phương pháp sau:

+ Xén, cắt tạo thành những khối đất sét có kích thước đều nhau;

+ Vận chuyển không làm phá vỡ kết cấu của khối đất sét;

+ Xếp những khối đất sét theo chiều ngang thành từng lớp đều nhau, giảm tối đa các lỗ hổng giữa các khối đất sét;

+ Lấp các lỗ hổng bằng đất sét và làm nhẵn mặt tiếp xúc;

+ Nên chia mỗi nhóm thi công một khối lượng thích hợp (khoảng 10%) chỉ xếp các khối đất sét vào đúng vị trí.

g) Làm đê thử nghiệm

- Đối với đất ít dính kết: để xác định số lượng lượt đầm cần để đạt được dung trọng khô thiết kế của đất thì làm đê thử nghiệm như sau:

+ Kích thước đê: 6x2x60 m;

+ Chuẩn bị nền đê thích hợp và dọn sạch cỏ, rác;

+ Khi đắp đê, phải tiến hành đầm từng lớp chiều dày 15 cm;

Sử dụng đất có độ ngậm nước tự nhiên, chia làm 3 phần:

+ Phần 1: diện tích 400 cm², đầm 6 lần;

+ Phần 2: diện tích 400 cm², đầm 8 lần;

+ Phần 3: diện tích 400cm², đầm 12 lần.

+ Ngay sau khi đầm nện xong, lấy mẫu để kiểm tra dung trọng khô tại chỗ của đất.

+ Tiến hành phân tích cấp phối hạt, xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo của cùng một vật liệu đất được dùng.

+ Lấy kết quả tốt nhất để làm tiêu chuẩn cho việc kiểm tra chất lượng sau này.

+ Chọn các mẫu đất có dung trọng khô tối đa xác định được bằng phương pháp làm đê thử nghiệm để tiến hành phân tích độ thấm (bằng phương pháp đo độ thấm và phương pháp nén lún).

+ Dung trọng khô vật liệu đắp phải đạt ít nhất bằng 95% của dung trọng khô tiêu chuẩn, sau khi tiến hành làm đê thử nghiệm.

+ Đối với mỗi loại đất, đều tiến hành làm đê thử nghiệm và kết quả tương ứng sẽ được sử dụng làm tiêu chuẩn kỹ thuật dùng thiết kế và chọn loại đất thích hợp để thi công.

- Cách làm đê thử nghiệm đối với đất dính kết: Với phương pháp đầm nện đối với đất sét ướt đã nêu ở Điều 7.1.1.e chuẩn bị một đoạn đê thử nghiệm, tiến hành xác định dung trọng khô của đất ở các vị trí khác nhau với phương pháp thích hợp, lấy trị số trung bình làm dung trọng khô tiêu chuẩn.

Khi đắp đê, dung trọng khô phải đạt 95% dung trọng khô tiêu chuẩn.

7.1.2. Các quy định về kiểm tra chất lượng

a) Kiểm tra về mặt cắt đê

Khi thi công xong, cứ 100 m phải kiểm tra kích thước hình học mặt cắt đê theo tiêu chuẩn hiện hành.

b) Kiểm tra chất lượng đầm

- Về độ ngậm nước và dung trọng khô cần lấy mẫu thí nghiệm ở khoảng cách đều nhau (1 mẫu/300 m³ đất đắp) với các thiết bị chuyên dụng tiến hành phân tích tại công trường và trong phòng thí nghiệm.

- Loại và số lần thí nghiệm kiểm tra như sau:

+ Dung trọng và độ ngậm nước của đất tại công trường: Với đất rời, nên thí nghiệm ít nhất 6 mẫu và lấy kết quả trung bình cho mỗi vị trí. Với đất kết dính, sau khi thực hiện đầm nén như nêu ở Điều 7.1.1.e, cần lấy mẫu để kiểm tra dung trọng hiện trường cần lấy mẫu lớn hơn (gồm cả phần tiếp giáp giữa các miếng đất sét) bằng cách lấy mẫu dao vòng trên miếng đất sét mẫu hình khối, bề mặt nhẵn, vuông góc cạnh (kích thước thích hợp mỗi bề là 30 cm hoặc 40 cm).

+ Phân tích cấp phối hạt: Lấy một lượng mẫu đất thích hợp (ở gần khu vực lấy mẫu thí nghiệm dung trọng của đất) để phân tích cấp phối hạt.

+ Tiến hành xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo theo tiêu chuẩn hiện hành.

7.2. Yêu cầu kỹ thuật thi công kè gia cố bờ

7.2.1. Kè đá

7.2.1.1. Quy trình kỹ thuật thi công kè đá

a) Chiều dày kè: Phải đảm bảo độ dày thiết kế.

b) Chất lượng đá: Phải đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu chuẩn "Công trình thuỷ lợi - Xây lát đá - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu: 14TCN 12-2002" và các yêu cầu của thiết kế.

c) Cấp phối đá (cách thi công xếp đá)

- Xếp đặt sao cho các viên đá lớn được phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích và đá nhỏ hơn được đặt xen kẽ ở mặt dưới, giữa các viên đá lớn. Bề mặt kè không có khe hở lớn, khe hở phần dưới các viên đá được bịt lấp bằng đá nhỏ, làm cho các viên đá được đặt khít nhau, kè đá có độ dày đồng đều, không có đá dăm trên bề mặt kè.

- Đá xếp bằng thủ công, các viên đá dựng vuông góc với bề mặt của mái dốc.

- Viên đá có một kích thước lớn hơn chiều dày của kè, thì có thể đặt chiều nhỏ hơn vuông góc với mái đê.

d) Đá gắn vữa liên kết thành khối lớn

Có thể gắn các viên đá có trọng lượng 40 á50 kg với nhau bằng vữa thích hợp để đảm bảo yêu cầu về kích thước và trọng lượng tính toán thiết kế. Chọn vật liệu đá và phương pháp ghép đá bằng vữa như sau:

- Đặt khuôn (gỗ hoặc thép) lên bề mặt đê theo tuần tự từ thấp lên cao;

- Đá có chất lượng tốt, sạch, mặt đá được tưới nước và đặt lên mái kè sao cho khoảng cách giữa các viên đá nhỏ nhất, vữa sẽ được phụt vào các khe hở giữa các viên đá.

- Các lớp lọc bằng cát sỏi cần tiến hành đồng thời với việc đặt xếp đá kè.

- Khi đã rải cát, sỏi lọc hoặc vải lọc, trước khi đặt viên đá cần rải một lớp giấy dầu hoặc bao xi măng rồi rải lớp vữa dày 0,10m để tránh vữa xi măng làm giảm tác dụng lọc.

- Khi đá được ghép xong trên toàn bộ các khuôn mới tiến hành phụt vữa xi măng, cần dùng xà beng nậy để vữa nhét hết vào các khe. Vữa dùng để phụt là loại mác 10 đến 12,5 đảm bảo tiêu chuẩn "Vữa thuỷ công, yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử: 14TCN 80 – 2001".

7.2.1.2. Kiểm tra chất lượng kè đá sau khi thi công

a) Chất lượng của viên đá: Cần kiểm tra bằng mắt thường và cường độ nén ở phòng thí nghiệm đối với đá có kích cỡ khác nhau nếu có sự khác biệt khi kiểm tra hiện trường.

b) Bề dày và cách xếp đá: Chiều dày kè phải đảm bảo không chênh với thiết kế quá 5%, đảm bảo Tiêu chuẩn 14 TCN 12 - 2002.

c) Cấp phối đá kè

- Chọn lấy diện tích 50 m², tiến hành đo đường kính ngoài của mỗi viên đá (đối với cả các viên đá xi măng), đánh dấu bằng sơn hoặc phấn.

- Xếp các viên đá có cùng kích thước vào trong một nhóm (theo bảng 7.1), tính toán xác định tỷ lệ % cho mỗi nhóm.

Bảng 7.1. Phân nhóm đá

STT	Nhóm	STT	Nhóm
1	0,80á1,0 m	5	0,30á0,40 m
2	0,60á0,70 m	6	0,20á0,30 m
3	0,50á0,60 m	7	0,10á0,20 m
4	0,40á0,50 m	8	0,05á0,10 m

Từ các đường kính đo được, xác định diện tích của mỗi viên đá nhân với chiều dày trung bình của kè đá và trọng lượng riêng của đá thuộc mỗi nhóm. Bằng cách này sẽ xác định được sự phân bố của các viên đá có kích thước trung bình trên bề mặt kè đá. Cần đảm bảo sự có mặt của 50% số đá có trọng lượng trung bình (W50), sai số cho phép 10%.

d) Chất lượng kè đá xây vữa: Độ sụt đảm bảo 3á9 cm. Cứ 30 m³ vữa phải lấy 6 mẫu vữa gửi về phòng thí nghiệm để kiểm tra.

7.2.2. Kè bê tông lát mái

a) Yêu cầu vật liệu: cát, sỏi, nước, xi măng v.v... dùng chế tạo bê tông lát mái theo 14TCN 66 - 2002 đến 14TCN 73 - 2002: Vật liệu làm thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

b)Kiểm tra chất lượng bê tông: Theo 14 TCN 63 - 2002 đến 14 TCN 65 - 2002.

7.3. Quy trình thi công và giám sát chất lượng lớp lọc sỏi và cát

7.3.1. Chiều dày và cách đặt: Phải đặt đúng vị trí, cấp phối và chiều dày như trong bản vẽ thiết kế. Các lớp lọc, không cần dầm, nhưng phải thi công đảm bảo đều nhau theo chiều dày quy định.

7.3.2. Cấp phối lớp lọc: Theo bảng 7..2 và 7.3.

Bảng 7.2. Cấp phối cát hợp lý đối với lớp lọc (theo tiêu chuẩnMỹ)

Kích thước lỗ sàng	Số sàng N°	Số % trọng lượng giữ trên sàng
4,67 mm	N°4	0
2,38 mm	N°8	5á15
1,19 mm	N°16	10á25
0,59 mm	N°30	10á30
0,297 mm	N°50	15á35
0,149 mm	N°100	12á20
Pan		3á7

Bảng 7.3. Cấp phối sỏi thích hợp với lớp lọc

Kích thước lỗ sàng	Số sàng N°	Số % trọng lượng giữ trên sàng
19-38,1	3/4-11/2	40á55
9,51-19	3/8-3/4	30á35
1,19 mm	N⁰4-3/8	15á25

7.3.3. Kiểm tra chất lượng lớp lọc: Phải đảm bảo chiều dày thiết kế, cho phép chênh lệch 10%.

- Vật liệu sử dụng để làm lớp lọc đáp ứng yêu cầu chất lượng giới hạn về cấp phối như bảng 7.2; 7.3;

- Theo chiều dài đê, cứ 20 m lấy các mẫu sỏi cát dùng làm lớp lọc để phân tích cấp phối hạt.

7.4. Quy trình kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng vải lọc geotextile

7.4.1. Đặt vải lọc

- Nếu có thể thì tháo hết nước khu vực đặt vải lọc hoặc thực hiện lúc triều rút thấp.

- Chuẩn bị mặt bằng mái để rải vải lọc: làm sạch, phẳng chỗ gồ ghề trên mái.

- Ở vùng không có nước thì đào chân khay đến cao trình thiết kế và đặt vải lọc, ghim chặt với chân khay và mái theo chỉ dẫn trong thiết kế.

- Ở vùng có nước, vải lọc đặt vào rãnh khay và ghim neo. Phải rải vải tiếp từ chân lên mái trong điều kiện có nước, chú ý ghim neo cẩn thận phần chân và mái ngập nước, để tránh bị đẩy nổi ra khỏi vị trí tác dụng do nước và sóng.

- Chỗ tiếp giáp giữa hai tấm vải cần chồng mí là 30 á50 cm. Nếu may nối hai tấm thì cường độ chỗ nối phải đạt ít nhất 80% cường độ của vải lọc. Phần đỉnh của tấm vải lọc cần cố định chắc chắn, không cho nước chảy phía dưới và chống phá huỷ do ngoài trời thời gian dài (không quá 5 ngày), không phơi dưới nắng, nóng.

7.4.2. Kiểm tra chất lượng thi công vải lọc: thực hiện ngoài hiện trường đồng thời kiểm tra kích thước chân khay và xếp đặt đá kè. Chất lượng vải phải đạt yêu cầu thiết kế và kiểm tra theo 14 TCN 91 - 1996 đến 14 TCN 99 - 1996: Vải địa kỹ thuật - Yêu cầu kỹ thuật và Phương pháp thử.

7.5. Quy trình kỹ thuật và kiểm tra chất lượng trồng cỏ mái đê hạ lưu

7.5.1. Quy trình kỹ thuật: Các miếng cỏ tươi kích thước khoảng 30x30 cm, dày 5á10 cm được ghim neo bằng cọc tre trên mái dốc.

7.5.2. Kiểm tra chất lượng: bằng mắt, đảm bảo cỏ che phủ bảo vệ mái đê theo thiết kế.

7.6. Quy trình kỹ thuật trồng cây ngập mặn

Đảm bảo phạm vi và mật độ trồng, chất lượng, loại cây theo yêu cầu thiết kế.

7.6.1. Quy trình kỹ thuật

Sú vẹt được trồng phía bãi trước chân đê cần bảo đảm khoảng cách giữa các cây 1mx1m, xen chéo, mật độ 10.000 cây/ha, cách chân đê khoảng 1m. Chiều rộng dải cây bằng 3á5 lần bước sóng với gió cấp 32 m/s. Trung bình bề rộng dải cây khoảng 30á50 m.

7.6.2. Kiểm tra chất lượng: bằng mắt thường về phạm vi và mật độ.

Thời gian kiểm tra tiến hành theo quy định của thiết kế.

7.7. Yêu cầu kỹ thuật về thi công đê mỏ hàn mái nghiêng

7.7.1. Đổ cát xử lý nền

a) Phải nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng như độ sâu, dòng chảy và sóng để khắc phục hiện tượng trôi dạt cát. Nên thí nghiệm xác định vị trí phương tiện neo đậu. Nếu độ sâu lớn, lưu tốc dòng chảy lớn có thể dùng phương pháp rót cát bằng phễu, bơm phun v.v…

b) Đổ cát: cần phân đoạn thi công, sau khi đổ xong từng đoạn phải kịp thời phủ đá. Độ dài phân đoạn tuỳ theo điều kiện tự nhiên, năng lực thi công để xác định. Yêu cầu về chất lượng đổ cát:

- Đỉnh lớp cát đổ không thấp hơn 0,2 m; Không cao hơn 0,5 m so với cao trình thiết kế.

- Chiều rộng đỉnh lớp cát đổ không nhỏ hơn chiều rộng thiết kế và không vượt quá mỗi phía 3 m.

7.7.2. Đổ đá và khối bê tông hình hộp

a) Phân đoạn thi công: Căn cứ thiết kế, năng lực thi công và mức độ ảnh hưởng của triều, sóng, dòng chảy đối với các vị trí trên thân đê để xác định trình tự thi công phân đoạn, phân lớp.

b) Vị trí đổ: Căn cứ vào độ sâu, vận tốc dòng chảy và sóng để xác định vị trí neo thả của xà lan chở đá.

c) Trình tự đổ đá trên nền đất yếu:

- Khi có lớp đá hộc gia tải, phải thả phần gia tải, sau thả đá thân đê lên trên.

- Khi cần ép trồi đối với nền thì thả đá từ giữa lấn dần ra hai bên.

d) Thả đá phủ mái dốc và lớp đệm: Phải đảm bảo độ dày thiết kế, độ dốc đổ đá phủ mái không lớn hơn độ dốc thiết kế.

e) Sai số cho phép: Đối với đá đổ tạo đường viền mặt cắt thiết kế của đê ở bảng 7-4.

Bảng 7-4. Sai số cho phép đối với đá đổ đường viền mặt cắt thiết kế của đê

Trọng lượng đá thả (kg)	10á100	100á200	200á300	300á500	500á700	700á1000
Chênh lệch cao cho phép (cm)	±40	±50	±60	±70	±80	±90

f) Việc san ủi bề mặt đá đổ và lát đá: chênh lệch độ cao giữa đường viền thiết kế và mặt cắt thực tế quy định trong bảng 7.5.

Bảng 7-5. Chênh lệch cao độ cho phép giữa đường viền mặt cắt thực tế so với thiết kế

Công việc	Trọng lượng đá (kg)	Chênh lệch độ cao cho phép (cm)
San ủi	10á100	±20
San ủi	100á200	±30
Xếp đặt	200á300	±40
	300á500	±50
	500á700	±60
	700á1000	±70

g) Khống chế đường biên: Trước lúc đổ khối bê tông hình hộp, nên đặt các khối kè cạnh để khống chế. Đường biên thực tế và đường biên thiết kế không lệch quá 30 cm.

7.7.3. Chế tạo, lắp đặt và xây các khối phủ

a) Cốp pha chế tạo các khối bê tông: Cần có bề mặt nhẵn, kết cấu kiên cố và không biến dạng, thường được làm bằng kim loại. Thiết kế cốp pha lắp ghép, tháo dỡ hoặc hỗn hợp (bản đáy bằng bê tông, phần còn lại bằng kim loại).

b) Cốp pha kín để chế tạo cấu kiện bê tông: Nếu bề mặt đỉnh có bọt khí, thì trước khi bê tông ngưng kết, dùng vữa trát một lượt, miết vài lần để đảm bảo độ trơn phẳng. Sai số kích thước và khiếm khuyết bề mặt cấu kiện đúc sẵn không được vượt quá các trị số ở bảng 7.6.

Bảng 7.6. Sai số kích thước và khiếm khuyết bề mặt cấu kiện đúc sẵn

Hạng mục

Sai số cho phép (cm)

Ghi chú

Kích thước

-Chiều dài cạnh

-Đường chéo

-Chiều cao

- Vị trí lỗ

±1,0

±2,0

±1,0

±2,0

Dùng cho cấu kiện có kích thước hình học quy chuẩn.

Khiếm khuyết bề mặt

-Sứt cạnh

-Độ sâu măt rỗ

- Sai lệch chỗ ghép cốp pha

£5,0

£0,5

£2,0

Dùng cho các loại cấu kiện bê tông.

c) Vận chuyển: Cường độ bê tông cấu kiện phải đạt các yêu cầu về cẩu móc khi vận chuyển.

d) Lắp đặt: Phải xét đến ảnh hưởng của sóng, tiến độ đảm bảo phủ kín đá lót trước khi bị xói. Trước lúc lắp đặt, cần kiểm tra tu sửa bổ sung độ dốc và tình trạng bề mặt lớp đá lót, cần làm phẳng bằng cách san rải đá nhỏ để lấp các khe lớn. Sai số cho phép, đối với phần thi công trên nước không lớn hơn ±5 cm, phần dưới nước không lớn hơn ±10 cm.

e) Các khối phủ ở cuối dốc: Đảm bảo tiếp xúc chặt chẽ với lăng thể đá đổ chân đê.

f) Dùng khối dolos hoặc tetrapod phủ mái: Đảm bảo mật độ đồng đều trên toàn mái.

- Cách lắp đặt khối dolos: Cánh đặt đứng ở phía dưới dốc và đè lên cánh nằm ngang của khối phía dưới, cánh đặt ngang đè lên lớp đá lót mái đê. Thanh nối vượt qua cánh ngang của khối lân cận sao cho đá lót ở dưới không lộ ra (hình 7-1).

Hình 7-1. Sơ đồ lắp đặt khối dolos trên mái nghiêng

- Cách lắp đặt khối tetrapod: hình 7-2.

g) Sai số lắp đặt cấu kiện được quy định như sau:

- Đối với khối dolos và tetrapod: số lượng lắp đặt thực tế so với thiết kế không sai lệch quá 5%.

- Đối với tấm khối vuông: Chênh lệch độ cao so với khối lân cận không quá 15 cm, khe lát giữa 2 khối không lớn hơn 10 cm.

h) Đối với trường hợp phủ mái bằng đá hộc lát khan: nên chọn viên tương đối gần với hình lăng trụ, chiều dài không nhỏ hơn chiều dày thiết kế. Viên đá đặt dựng đứng, trọng lượng không nhỏ hơn trọng lượng thiết kế. Lớp phủ bằng đá hộc cần đạt các yêu cầu sau:

- Trên 90% diện tích bảo đảm độ dày thiết kế;

- Khe rỗng giữa hai viên đá lát không lớn hơn 2/3 đường kính bé nhất của đá lót phía dưới, không tồn tại khe liên thông vuông góc với mặt lớp phủ:

+ Chiều rộng khe ghép cho phép : 3 cm;

+ Chiều rộng khe tam giác cho phép : 7 cm;

+ Độ nhấp nhô mặt mái cho phép : 3 cm.

- Đá lát khan cần chèn chặt, đá nhỏ được gài phía dưới, dùng xà beng bẩy lấy một viên đá lớn rời khỏi mái thì 2-3 viên xung quanh cũng bị bẩy lên.

Hình 7-2. Phương pháp lắp đặt khối tetrapod trên mái nghiêng

a) Mặt cắt ngang, b) Mặt bằng

i) Mặt mái phủ đá xây vữa: Các viên đá không trực tiếp chạm vào nhau, mà phải có vữa đầy khe, chít mạch kín. Xây đá cần đạt các yêu cầu cho phép sau:

- Mạch xây : 4cm;

- Độ rộng khe tam giác :8 cm;

- Độ lồi lõm mặt mái : 3cm.

8. QUẢN LÝ, DUY TU, BẢO DƯỠNG ĐÊ BIỂN

8.1. Quy định chung

8.1.1. Phạm vi bảo vệ của đê biển là từ chân đê trở ra 100 m về phía biển và 200 m về phía đồng.

8.1.2. Đê biển được đầu tư xây dựng xong phải bàn giao cho cơ quan quản lý khai thác sử dụng theo quy định hiện hành.

Đê biển từ cấp III trở lên do lực lượng chuyên trách quản lý, dưới cấp III do lực lượng quản lý đê nhân dân quản lý.

UBND các cấp có nhiệm vụ tổ chức thực hiện hộ đê ở địa phương mình để đảm bảo an toàn cho đê theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

8.2. Bảo dưỡng và sửa chữa công trình

Công tác bảo dưỡng và sửa chữa cần tiến hành định kỳ, nhằm đảm bảo chất lượng công trình gồm các bước sau:

8.2.1. Kiểm tra, giám sát trạng thái làm việc của công trình và sự thay đổi điều kiện thuỷ lực

a) Kiểm tra định kỳ: Tiến hành một đến 2 lần trong năm trên cơ sở các yếu tố sau:

- Mật độ và cường độ bão có thể xảy ra trong khu vực (dự báo theo tính chất mùa của từng khu vực);

- Tầm quan trọng và vị trí chiến lược chung của công trình;

- Tuỳ vị trí và tầm quan trọng của bộ phận công trình cần kiểm tra:

+ Tập trung ở vị trí chịu tác động thường xuyên tác động của tải trọng (như thân mái kè, các vị trí chuyển tiếp v.v…);

+ Kiểm tra mài mòn, rạn nứt, dịch chuyển hoặc bị phá vỡ của đê dưới tác động của sóng và dòng chảy.

- Đê và mái kè nên kiểm tra và giám sát theo những hạng mục sau:

+ Chiều cao đỉnh đê, độ lún của thân đê;

+ Chất lượng bảo vệ mái, thân đê (ổn định mái, hang hốc động vật v.v…);

+ Kích thước hình học mái kè (mặt cắt dọc ngang, chiều dày);

+ Vị trí các viên đá trên mái kè (chuyển vị so với vị trí ban đầu);

+ Các tính chất cơ lý của mái kè;

+ Chất lượng của các công trình chuyển tiếp (chân kè, tầng lọc v.v…);

+ Sự phát triển của hố xói trước chân đê (nếu có).

- Các bộ phận công trình nằm trên mực nước triều thấp, có thể kiểm tra định kỳ theo thời gian ở bảng 8.1.

Bảng 8-1. Thời gian kiểm tra định kỳ bộ phận công trình nằm trên mực nước chiều thấp

Hạng mục

Chu kỳ dài nhất

Hình học mái kè

Vị trí các viên đá trên mái kè

Tính chất cơ lý của đá kè

Sự phát triển của hố xói

12 tháng

6 tháng

- Các bộ phận công trình nằm chìm lâu dài dưới nước, chu kỳ kiểm tra nên ít nhất một lần trong năm.

b) Kiểm tra theo tình huống: Theo tình huống cơn bão, trước khi bão đến (dự báo), nên kiểm tra tình hình đê kè để chuẩn bị đối phó các tình huống có thể xảy ra. Sau cơn bão, cần kiểm tra tình hình hư hỏng của đê, kè để có kế hoạch sửa chữa, khắc phục kịp thời.

c) Điều kiện thuỷ lực tác động đến công trình: Cần có thiết bị theo dõi sự thay đổi các điều kiện thuỷ, hải văn để làm cơ sở phân tích đánh giá chiều hướng thay đổi (tốt hay xấu) của các tải trọng lên công trình. Căn cứ vào các tài liệu này có thể đề ra kế hoạch nâng cấp cải tạo đê, kè trong tương lai.

8.2.2. Sửa chữa, thay thế các bộ phận công trình không còn phù hợp

Các hư hỏng thường dễ được nhận thấy trên mái kè, khi có chuyển vị rất lớn cần phải xếp đặt các viên đá lại để có đủ độ dày cần thiết cấu tạo hai lớp đá. Vật liệu đá có thể tái sử dụng nhiều lần như: cần thay thế những viên bị vỡ, bị mài mòn v.v … Nếu trên mái đê xuất hiện những chỗ trũng với diện tích lớn, chứng tỏ tầng lọc có chất lượng thi công không đạt yêu cầu, gây ra sự rửa trôi của vật liệu thân đê. Trong trường hợp này thân đê và mái kè phải sửa chữa một cách kịp thời.

Chân kè phải bảo dưỡng thường xuyên, đặc biệt trong trường hợp có hố xói phát triển mạnh trước chân đê. Không để hố xói phát triển quá sâu và tiến gần về phía chân kè. Cần bổ sung đá đổ tại hố xói chân kè với kích thước đủ lớn và bề rộng thích hợp.

KT. BỘ TRƯỞNG

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

Đã ký

Thứ trưởng Nguyễn Đình Thịnh

PHỤ LỤC A

TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC BIỂN THIẾT KẾ

A.1. Tần suất mực nước biển thiết kế

Thường xác định theo tần suất mực nước biển cao nhất năm. Mỗi năm đo được hơn 700 số liệu ứng với đỉnh triều ở vùng bán nhật triều và hơn 360 ở vùng nhật triều xuất hiện dưới tác dụng tổng hợp các yếu tố thiên văn, khí tượng, có tính chất ngẫu nhiên. Số hạng lớn nhất trong liệt đó là mực nước biển cao nhất năm. Với n năm số liệu thực đo mực nước biển, sẽ có n trị số mực nước cao nhất năm. Tần suất xuất hiện của mực nước bằng hoặc cao hơn một trị số nào đó là P %, chu kỳ lặp (Hoàn kỳ hay số năm xuất hiện trở lại) là T (năm):

(A-1)

Nếu thiết kế đê biển cho thời hạn sử dụng N năm, thì trong niên hạn sử dụng, xác suất xuất hiện mực nước nhỏ hơn Z₅₀ (chu kỳ lặp T = 50 năm, tần suất P = 2%)là:

F = (1-P%)^N (A-2)

Với F: là suất an toàn. Trong thời gian sử dụng, suất nguy hiểm có thể gặp Z₅₀ là:

Q = 1-(1-P%)^N (A-3)

Khi N = 50 năm, từ công thức (A-2) và (A-3) có thể tính ra trong thời hạn sử dụng 50 năm, suất an toàn để đê biển không gặp mực nước Z₅₀ (50 năm xuất hiện một lần) chỉ có 36,4 %, còn suất nguy hiểm là 63,6%.

Thường yêu cầu phải có số liệu liên tục mực nước biển cao nhất năm không ít hơn 20 năm và mực nước đặc biệt đã xuất hiện trong lịch sử. Đường cong phân tích tần suất mực nước cao nhất, thường dùng đường cong tần suất lý thuyết phân bố dạng cực trị I (phân bố Gumbel). Ở khu vực cửa sông vùng triều, chịu ảnh hưởng dòng chảy sông thường dùng đường cong tần suất lý thuyết phân bố dạng Pearson III.

- Phương pháp phân tích tần suất dạng cực trị I:

Ví dụ: có n giá trị mực nước cao nhất năm, xếp thứ tự Z_i, trị số trung bình là:

(A-4)

Sai số quân phương của mực nước Z_i trong n năm là:

(A-5)

Trị số mực nước cao Z_p tương ứng với tần suất (P%) là:

(A- 6)

Với _pn là hệ số liên quan đến tần suất P(%) và số năm có số liệu n, theo bảng A-1.

Tính các trị số Z_p theo công thức (A-6), vẽ lên trên giấy kẻ ô xác suất đường cong tần suất lý thuyết mực nước triều cao, đồng thời chấm lên các điểm tần suất kinh nghiệm để kiểm tra mức độ phù hợp giữa lý thuyết và thực tế.

Mực nước cao nhất năm Z_i sắp xếp theo thứ tự giảm dần, tần suất kinh nghiệm P của số hạng thứ m được tính như sau:

(A-7)

Quan hệ giữa chu kỳ lặp T (năm) và tần suất năm P(%) theo công thức (A-1).

- Phương pháp phân tích tần suất mực nước theo dạng phân bố Pearson III: theo hướng dẫn hiện hành.

A.2. Tính toán mực nước biển thiết kế khi trong số liệu điều tra có mực nước đặc biệt lớn

Trường hợp ngoài số liệu mực nước biển thực đo n năm, thường qua điều tra có được số liệu mực nước đặc biệt lớn Z_N xuất hiện trong N năm lịch sử, thì tiến hành phân tích tần suất như sau:

- Trị số trung bình: theo công thức A-8 sau:

- Sai số quân phương: theo công thức A-8 sau:

Với Z_p tính theo A-6, nhưng và S trong công thức đó, được tính theo A-8 và A-9, trị số l_pn tra theo bảng A-1, số liệu là N.

- Tần suất kinh nghiệm của mực nước đặc biệt lớn: ; Tần suất kinh nghiệm của các mực nước khác tính theo A-7.

Bảng A-1. Trị số l_pn của quy luật phân bố cực trị loại I

Số năm	Tần suất (%)
Số năm	0,1	0,2	0,5	1	2	4	5	10	25	50	75	90
8	7,103	6,336	5,321	4,551	3,779	3,001	2,749	1,953	0,842	-0,130	-0,897	-1,458
9	6,909	6,162	5,174	4,425	3,916	2,916	2,670	1,895	0,814	-0,133	-0,879	-1,426
10	6,752	6,021	5,055	4,322	2,847	2,847	2,606	1,848	0,790	-0,136	-0,865	-1,400
11	6,622	5,905	4,957	4,238	3,516	2,789	2,553	1,809	0,771	-0,138	-0,854	-1,378
12	6,513	5,807	4,874	4,166	3,456	2,741	2,509	1,777	0,755	-0,139	-0,844	-1,360
13	6,418	5,723	4,802	4,105	3,404	2,699	2,470	1,748	0,741	-0,141	-0,836	-1,345
14	6,337	5,650	4,741	4,052	3,360	2,663	2,437	1,742	0,729	-0,142	-0,829	-1,331
15	6,226	5,586	4,687	4,005	3,321	2,632	2,408	1,703	0,718	-0,143	-0,823	-1,320
16	6,196	5,523	4,634	3,959	3,283	2,601	2,397	1,682	0,780	-0,145	-0,817	-1,308
17	6,137	5,471	4,589	3,921	3,250	2,575	2,355	1,664	0,699	-0,146	-0,811	-1,299
18	6,087	5,426	4,551	3,888	3,223	2,552	2,335	1,649	0,692	-0,146	-0,807	-1,291
19	6,043	5,387	4,518	3,860	3,199	2,533	2,317	1,636	0,685	-0,147	-0,803	-1,283
20	6,006	5,354	4,490	3,836	3,179	2,517	2,302	1,625	0,680	-0,148	-0,800	-1,277
22	5,933	5,288	4,435	3,788	3,138	2,484	2,272	1,603	0,669	-0,149	-0,794	-1,265
24	5,870	5,232	4,387	3,747	3,104	2,457	2,246	1,584	0,659	-0,150	-0,788	-1,255
26	5,816	5,183	4,346	3,711	3,074	2,433	2,224	1,568	0,651	-0,151	-0,783	-1,246
28	5,769	5,141	4,310	3,681	3,048	2,412	2,205	1,553	0,644	-0,152	-0,799	-1,239
30	5,727	5,104	4,279	3,653	3,026	2,393	2,218	1,541	0,638	-0,153	-0,776	-1,232
35	5,642	5,027	4,214	3,589	2,979	2,356	2,153	1,514	0,625	-0,154	-0,768	-1,218
40	5,576	4,968	4,164	3,554	2,942	2,326	2,126	1,495	0,615	-0,155	-0,762	-1,208
45	5,522	4,920	4,126	3,519	2,913	2,303	2,104	1,479	0,607	-0,156	-0,758	-1,198
50	5,479	4,881	4,090	3,491	2,889	2,283	2,086	1,466	0,601	-0,157	-0,754	-1,191
60	5,410	4,820	4,038	3,446	2,852	2,253	2,059	1,446	0,591	-0,158	-0,748	-1,180
70	5,359	4,774	4,000	3,413	2,824	2,230	2,083	1,430	0,583	-0,159	-0,744	-1,172
80	5,319	4,738	3,970	3,387	2,802	2,213	2,022	1,419	0,577	-0,159	-0,740	-1,165
90	5,287	4,709	3,945	3,366	2,784	2,199	2,008	1,409	0,572	-0,160	-0,737	-1,160
100	5,261	4,686	3,925	3,349	2,770	2,187	1,998	1,401	0,568	-0,160	-0,735	-1,155
200	5,130	4,568	3,826	3,263	2,698	2,129	1,944	1,362	0,594	-0,162	-0,723	-1,134
500	5,032	4,481	3,752	3,200	2,645	2,086	1,905	1,333	0,535	-0,164	-0,714	-1,117
1000	4,992	4,445	3,722	3,174	2,623	2,069	1,889	1,321	0,529	-0,164	-0,710	-1,110
¥	4,936	4,395	3,679	3,137	2,592	2,044	1,886	1,305	0,520	-0,164	-0,705	-1,110

A.3. Tính toán mực nước cao thiết kế trong trường hợp tài liệu không đầy đủ

a) Trong khu vực dự định xây dựng công trình không có số liệu mực nước dài kỳ, có thể diễn toán mực nước cao thiết kế theo phương pháp “so sánh cực trị lệch pha” có ít nhất 5 năm số liệu thực đo. Trạm chọn làm trạm tham chiếu cần có số liệu thực đo của không dưới 20 năm liên tục và thoả mãn các điều kiện tương tự về tính chất triều, vị trí địa lý gần, chịu ảnh hưởng của sóng (bao gồm cả mùa lũ) nước dâng, nước hạ tương tự nhau. Giả thiết hiệu mực nước triều cao thiết kế và mặt phẳng biển trung bình cùng chu kỳ lặp của hai trạm tỷ lệ thuận với hiệu trị số trung bình của mực nước cao nhất năm và mực nước biển trung bình ở hai trạm:

(A-10)

Với: Z_z, Z_y - Mực nước cao thiết kế cùng chu kỳ lặp của trạm x(đã biết) của trạm y (cần xác định);

A_x, A_y- Mặt phẳng biển trung bình của trạm x (đã biết) và của trạm y (cần xác định);

R_x, R_y - Hiệu số giữa trị số trung bình mực nước cao nhất năm cùng kỳ và mặt phẳng biển trung bình ở hai trạm x (đã biết) và y (cần xác định).

Do đó: (A-11)

b) Nếu tại vị trí thiết kế công trình không có số liệu thực đo liên tục trong 5 năm, lúc đó tại trạm y cần tiến hành đo đạc mực nước đồng thời với trạm x trong một thời gian ngắn (khoảng 1 tháng) thì xác định mực nước cao thiết kế của trạm y như sau:

- Sử dụng số liệu quan trắc đồng bộ trong 1 tháng, tìm mặt phẳng biển trung bình đoản kỳ trong thời đoạn chênh lệch chiều cao nhất của tháng đó ở hai trạm (trị số trung bình toán học của mực nước triều thực đo trong thời đoạn đó), biểu thị là A_sx và A_sy.

- Sử dụng số liệu mực nước thực đo của tháng đó, vẽ đường quá trình mực nước triều của hai trạm, và chập 2 mặt phẳng biển trung bình của hai trạm vào nhau, điều chỉnh sao cho thời gian chân triều và đỉnh triều của hai đường quá trình đó trùng nhau, để so sánh dạng triều và chênh lệch triều của chúng có tương tự nhau không.

- Nếu dạng triều hai trạm tương tự nhau, mực nước hai trạm không bằng nhau là do chênh lệch triều hai trạm không bằng nhau gây ra. Giả thiết rằng hiệu số giữa mực nước cao thiết kế của hai trạm Z_x và Z_y và mặt phẳng biển trung bình nhiều năm A_x và A_y tỷ lệ thuận với chênh lệch triều của hai trạm:

(A-12)

Về hình thức, công thức A-12 giống với công thức A-10, nhưng vế phải của hai công thức khác nhau: Tỷ số ở A-12 biểu thị trị số trung bình của tỷ số chênh lệch triều ở hai trạm, phân biệt tính toán chênh lệch triều R_yivà R_xi của mỗi ngày (ở vùng bán nhật triều có hai trị số trong một ngày) và, sau đó tính . Với n là số chênh lệch triều thống kê thực tế trong một tháng thực đo.

- Giả thiết hiệu số giữa mặt phẳng biển trung bình nhiều năm và đoản kỳ ở hai trạm bằng nhau:

A_y- A_sy= A_x- A_sx= ∆A ( A-13)

hoặc

A_y= A_sy+ (A_x- A_sx)

Trong đó ∆A là trị số hiệu chỉnh tháng của mặt phẳng trung bình ở hai trạm.

Tính:

(A-14)

Với: A_x - mặt phẳng biển trung bình của trạm x (đã biết);

Z_x - mực nước cao thiết kế năm ở một chu kỳ lặp nào đó của trạm x (đã biết);

Z_y - mực nước cao thiết kế cùng chu kỳ lặp ở trạm y (cần xác định).

Biểu đồ quan hệ các mực nước triều đặc trưng công thức A-13 và A-14 trong hình A-1.

Hình A-1. Quan hệ các mực nước triều đặc trưng

A.4. Mực nước triều cực trị tại một số trạm tiêu biểu của Việt Nam

Mực nước triều cực đại và cực tiểu trong chu kỳ 19 năm (1972ữ1990) và mực nước triều cực trị thiên văn của các trạm mực nước tiêu biểu dọc bờ biển Việt Nam trong bảng A-2.

Bảng A-2. Mực nước triều cực đại, cực tiểu và cực trị thiên văn ở các trạm

(Nguồn: Đề tài KHCN-06-10, Phân viện Cơ học Biển, Viện Cơ học Việt Nam)

TT	Tên trạm	Mực nước TB (cm)	Cực trị theo dự báo chu kỳ 19 năm				Cực trị thiên văn
TT	Tên trạm	Mực nước TB (cm)	Ngày tháng năm	max (cm)	Ngày tháng năm	min (cm)	Mực nước max (cm)	Mực nước min (cm)
1	Hòn Dấu (20⁰40, 106⁰49)	191	23/12/1987 15/12/1989	404 404	04/07/1989	-7	401,96	-9,42
2	Hòn Gai (21⁰57, 107⁰04)	206	23/12/1987	442	01/01/1987	-5	441,14	-6,58
3	Cửa Ông (21⁰02, 107⁰22)	219	23/12/1987	478	14/06/1987	-4	468,51	-14,30
4	Cô Tô (20⁰58, 107⁰46)	208	14/06- 23/12/1987	467	22- 23/12/1987	-9	468,62	-11,57
5	Ba Lạt (20⁰21, 106⁰38)	192	23/12/1987 01/07/1988	364 364	15/06/1987 23/12/1987	11 11	364,40	10,85
6	Lạch Trường (19⁰53, 105⁰56	184	23/12/1987	341	15/06/1987	-9	343,76	-10,50
7	Lạch Thới (19⁰06N, 105⁰40E)	150	01/01/1987	267	14/06/1987 15/06/1987	17 17	271,99	12,67
8	Cửa Hội (18⁰46, 105⁰45)	171	25/11/1987	324	15/06/1987	-20	323,61	-11,41
9	Cửa Nhượng (18⁰15, 106⁰06)	133	13- 14/06/1987 23/12/1987	241 241	14-15/06/1987 31/12/1987	00 00	242,36	-1,43
10	Nhật Lệ (17⁰29, 106⁰27)	82	13/06/1987 15/11/1989	142 142	03/01/1987	-10	143,74	-10,65
11	Cửa Gianh (17⁰42, 106⁰28)	107	23- 24/11/1972 28/10/1988	210 210	13/07/1987	-13	183,25	-1,50
12	Cửa Việt (16⁰53, 107⁰10)	60	24/10/1972	103	13/07/1987	2	106,53	2,72
13	Thuận An (16⁰53, 107⁰37)	50	05/07/1972	75	23/02/1972	23	76,40	23,50
14	Đà Nẵng (16⁰07, 108⁰13)	90	21- 22/11/1972	162	14/06/1987	7	161,95	5,74
15	Dung Quất (15⁰24, 108⁰45)	120	14/06/1987	200	13/06/1987	27	200,85	26,50
16	Quy Nhơn (13⁰45, 109⁰13)	125	24/11/1987	234	11/07/1987	20	211,73	31,47
17	Nha Trang (12⁰12, 109⁰18)	123	21/12/1987 22/12/1987	229 229	12/07/1987	46	203,43	48,57
18	Mũi La Gàn (11⁰10, 108⁰42)	186	14/06/1987	282	13/06/1987 01/01/1987 22/12/1987	55 55 55	282,12	54,37
19	Phan Thiết (10⁰55, 108⁰06)	200	21/12/1987	314	11/07/1987	52	300,06	59,05
20	Vũng Tàu (10⁰20, 107⁰04)	259	01/01/1987 02/01/1987	416 416	12/07/1987	-5	407,31	3,83
21	Cửa Đại (10⁰12, 106⁰45)	260	02/01/1987 23/12/1987	435 435	12/07/1987	-8	405,47	14,89
22	Trà Vinh (9⁰56, 106⁰25)	265	02/01/1987	436	12/07/1987	0	417,69	12,18
23	Cửa Định An (9⁰32, 106⁰22)	275	22/11/1972 23/11/1987	468 468	12/07/1987	-3	445,00	11,84
24	Côn Đảo (8⁰41, 106⁰36)	240	01/01/1987	376	01/01/1987	0	376,85	-0,99
25	Cửa Bồ Đề (8⁰47, 105⁰11)	250	12/06/1987	401	01/01/1987	12	402,53	10,74
26	Cửa Ông Đốc (9⁰02, 104⁰48)	80	12/06/1987 13/06/1987	134 134	14/06/1987	26	135,37	26,34
27	Rạch Giá (10⁰00, 105⁰05)	76	24/11/1987	153	19/07/1987	25	147,43	32,96
28	Hà Tiên (10⁰22, 104⁰28)	76	01/01/1989 04/06/1989	140 140	19/07/1986	27	142,14	29,33
29	Phú Quốc (10⁰13, 103⁰58)	87	15/05/1987 16/05/1987	128 128	17/05/1987	30	129,09	28,89
30	Trường Sa (8⁰38, 111⁰55)	119	01/01/1987	220	01/01/1987	1	221,49	1,03

Ghi chú: Hệ cao độ sử dụng trong bảng trên là hệ cao độ hải đồ (0 hải đồ trùng với mực nước ròng thấp nhất có thể xẩy ra, các vùng khác nhau có mực chuẩn khác nhau).

PHỤ LỤC B

TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ SÓNG DO GIÓ

(Theo kết quả đề tài KHCN – 06 – 10 của Viện Cơ học Việt Nam)

B.1. Chỉ dẫn chung

B.1.1. Các số liệu về gió dùng để tính sóng

a) Tốc độ gió: Tốc độ gió tính toán là tốc độ gió lấy trung bình trong 10 phút tự ghi của máy đo gió ở độ cao 10m trên mặt nước:

Tính: W₁₀=k_l . k_đ . k₁₀ .W_t (B-1)

Trong đó:

W_t - Tốc độ gió thực đo, lấy trung bình trong 10 phút và với tần suất quy định;

k_l - Hệ số tính lại tốc độ gió đo được bằng máy đo gió:

k_đ - Hệ số tính đổi tốc độ gió sang điều kiện mặt nước:

+ Khi đo trên bãi cát bằng phẳng k_đ=1.

+ Khi đo trên các loại địa hình A, B, C trị số k_đ lấy theo bảng B-1.

Bảng B-1. Hệ số K_đ theo địa hình

Tốc độ gió W_t

(m/s)

Giá trị của k_đ ở các loại địa hình

1,10

1,09

1,08

1,30

1,28

1,26

1,25

1,24

1,22

1,21

1,47

1,44

1,42

1,39

1,38

1,36

1,34

Ghi chú:

- Dạng địa hình A: địa hình trống trải (bờ biển, bờ hồ trống trải, đồng cỏ, đồng cỏ có rừng thưa hay rừng non).

- Dạng địa hình B: vùng thành phố, kể cả ngoại ô, các vùng rừng rậm và các địa hình tương ứng có các vật chướng ngại phân bố đều khắp, với chiều cao chướng ngại vật cao hơn 10m so với mặt đất.

- Dạng địa hình C: khu thành phố với các nhà cao hơn 25m.

k₁₀ - Hệ số chuyển đổi sang vận tốc gió ở độ cao 10m trên mặt nước, xác định theo bảng B-2.

Bảng B-2. Hệ số K₁₀ chuyển đổi

Khoảng cách giữa máy đo gió và mặt nước, m	5	6	7	8	9	10	11	12
K₁₀	1,14	1,11	1,07	1,04	1,02	1,00	0,98	0,97
Khoảng cách giữa máy đo gió và mặt nước, m	13	14	15	16	17	18	19	20
K₁₀	0,96	0,95	0,94	0,93	0,92	0,91	0,90	0,89

b) Đà gió: Xác định theo thực tế ở địa điểm dự báo:

- Nếu là vùng nước hẹp, đà gió D xác định theo phương pháp đồ giải "đà gió tương đương” D_e (hình B -1):

(B-3)

Trước hết, từ vị trí dự báo vẽ một đường thẳng theo hướng gió chính (tia xạ chính). Đường này, có i=0, a=0⁰.

Tiếp theo, trong phạm vi ±45⁰của hai phía tia xạ chính, cứ 7,5⁰ vẽ một tia xạ, góc của chúng a_i=7,5i. Khoảng cách đến trên gió là r_i. Đà gió tương đương D_e là trị số trung bình hình chiếu của các trị số r_i lên tia xạ chính.

Hình B-1. Xác định đà gió tương đương D_e

- Đối với vùng không có yếu tố địa hình hạn chế, giá trị trung bình của đà gió D (m), đối với một tốc độ gió tính toán W (m/s) cho trước, được xác định theo công thức:.

(B-4)

Trong đó: n là hệ số nhớt động học của không khí, lấy bằng 10^-5(m²/s).

- Giá trị lớn nhất của đà gió D_max, theo 22TCN222-95, được xác định theo bảng B-3.

Bảng B-3. Giá trị lớn nhất của đà gió

Tốc độ gió tính toán W (m/s)	20	25	30	40	50
Đà gió D_max(km)	1600	1200	600	200	100

Ghi chú:

- Tốc độ gió tính toán khi đà gió nhỏ hơn 100 km, được xác định theo số liệu quan trắc thực tế đối với tốc độ gió cực đại hàng năm, không xét đến độ dài thời gian có gió.

- Khi đà gió lớn hơn 100km, tốc độ gió tính toán phải xác định có xét đến sự phân bố tốc độ gió theo không gian.

B.1.2. Mực nước tính toán sóng: Là mực nước cao nhất năm, có tần suất đảm bảo tương ứng với các cấp công trình, theo bảng B-4.

Bảng B-4. Tần suất mực nước tính toán

Cấp công trình	Đặc biệt	I và II	III và IV
Tần suất Mực nước cao nhất năm (%)	2	5	10

Nếu mực nước chưa kể đến chiều cao nước dâng do bão, thì phải cộng thêm trị số nước dâng tính toán vào mực nước tính toán sóng.

B.1.3. Các yếu tố sóng (Hình B.2)

Phần sóng trên mặt nước tĩnh gọi là ngọn sóng, điểm cao nhất ngọn sóng là đỉnh sóng. Phần sóng dưới mặt nước tĩnh gọi là bụng sóng, chỗ thấp nhất của bụng sóng gọi là chân sóng. Khoảng cách thẳng đứng giữa đỉnh sóng và chân sóng gọi là chiều cao sóng H_S. Khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng hoặc hai chân sóng kề nhau gọi là chiều dài sóng L_S. Tỉ số giữa chiều cao sóng và chiều dài sóng H_S/L_S gọi là độ dốc sóng. Đường nằm ngang chia đôi chiều cao sóng gọi là đường trung bình sóng.

Hình B-2. Các yếu tố sóng

Đường trung bình sóng thường có vị trí cao hơn đường mặt nước tĩnh, độ cao chênh lệch gọi là độ dướn, ký hiệu là d. Thời gian để thực hiện một lần nhô lên, thụt xuống của sóng gọi là chu kỳ sóng T_S. 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 H_S, chiều dài sóng L_S, độ dốc sóng, tốc độ sóng C và chu kỳ sóng T_S đều là những đại lượng chủ yếu xác định hình thái sóng, gọi chung là các yếu tố sóng.

B.1.4. Các đặc trưng thống kê của sóng

Trên thực tế, sóng là một quá trình ngẫu nhiên, các yếu tố sóng có thể tuân theo một quy luật thống kê nhất định. Vì vậy để dự báo sóng, cần dùng các đặc trưng thống kê của sóng:

a) Loại 1 là sử dụng giá trị trung bình chiều cao của một bộ phận sóng lớn nào đó trong liệt sóng đo đạc

Ví dụ:

- Chiều cao sóng trung bình H_spj: cộng chiều cao tất cả các sóng liên tục đo được chia cho tổng số con sóng N:

(B-5)

- Chiều cao trung bình của 1/3 con sóng lớn H_s1/3 (còn gọi là sóng có ý nghĩa Significant wave height): Sắp xếp chiều cao N con sóng đo được theo thứ tự lớn đến bé, trích ra N/3 con sóng từ trên xuống, tính trị số trung bình của chiều cao số sóng đó:

(B-6)

- Chiều cao trung bình của 1/10 sóng lớn H_s1/10: Sắp xếp chiều cao của tất cả N con sóng đo được theo thứ tự từ lớn đến bé, lấy ra N/10 trị số đầu tiên và tính trung bình của chúng:

(B-7)

b) Loại 2 là sử dụng chiều cao sóng tần suất luỹ tích H_sp%.

Ví dụ:

- Chiều cao sóng có tần suất 1% (H_s1%): 1% số con sóng thống kê có chiều cao bằng hoặc lớn hơn trị số đó.

- Chiều cao sóng có tần suất 5% (H_s5%): 5% số con sóng thống kê có chiều cao bằng hoặc lớn hơn trị số đó.

Ghi chú: H_sp% chỉ có ý nghĩa về sự phân bố của liệt sóng trong một quá trình sóng gió, không có ý nghĩa hoàn kỳ của chiều sóng (số năm lặp lại).

Một số quan hệ kinh nghiệm giữa H_SP% và có thể tính theo B-8, B-9.

+ Trong vùng nước sâu:

(B-8)

+ Trong vùng nước nông:

(B-9)

Hoặc theo quy phạm thiết kế đê của Trung Quốc (năm 1998), quan hệ giữa H_{sp %}và H_s trong bảng B-5.

Bảng B-5. Mối tương quan giữa H_sp%,

	P(%)	0,1	1	2	3	4	5	10	13	20	50
0		2,97	2,42	2,23	2,11	2,02	1,95	1,71	1,61	1,43	0,94
0,1		2,70	2,26	2,09	2,00	1,92	1,86	1,65	1,56	1,41	0,96
0,2		2,46	2,09	1,96	1,88	1,81	1,76	1,59	1,51	1,37	0,98
0,3		2,23	1,93	1,82	1,76	1,70	1,66	1,52	1,45	1,34	1,00
0,4		2,01	1,78	1,69	1,64	1,60	1,56	1,44	1,39	1,30	1,01
0,5		2,80	1,63	1,56	1,52	1,49	1,46	1,37	1,33	1,25	1,01

Ghi chú: Chiều cao sóng tính toán không thể lớn hơn 0,78h (h là chiều sâu nước tại điểm tính toán) vì ở giới hạn đó sóng sẽ đổ. Theo kinh nghiệm của chuyên gia Hà Lan, ở giai đoạn thiết kế sơ bộ có thể lấy H_s1/3= 0,6h.

- Chu kỳ sóng không đều có thể biểu thị bằng chu kỳ trung bình của sóng .

- Chiều dài sóng: tính theo công thức B-10 hoặc tra bảng B-6.

(B-10)

Bảng B-6. Quan hệ L_s=¦(T_s,h) (Đơn vị L_s trong bảng là m)

Chu kỳ sóng T_S(s)		2	3	4	5	6	7	8	9	10	12	14	16	18	20
Độ sâu h (m)	1,0	5,21	6,68	11,9	15,2	18,4	21,6	24,7	27,9	31,1
	2,0	6,04	11,3	16,2	20,9	25,5	30,1	34,6	39,1	43,6
	3,0	6,21	12,6	18,9	24,9	30,7	36,4	42,0	47,5	53,1
	4,0	6,23	13,3	20,8	27,9	34,7	41,4	47,9	54,4	60,9
	5,0		13,7	22,1	30,3	38,7	45,6	53,0	60,3	67,6	82,0	96,3	110,	124,	138,
	6,0		13,9	23,1	32,1	40,8	49,2	57,4	65,5	73,6	89,4	105,	102,	136,	151,
	7,0		13,9	23,7	33,6	43,2	52,4	61,3	70,2	78,9	96,0	113,	130,	146,	163,
	8,0		14,0	24,1	34,8	45,2	55,1	64,8	74,2	83,7	102,	120,	138,	156,	174,
	9,0		14,0	24,4	35,8	46,9	57,6	68,0	78,2	88,4	108,	127,	146,	166,	185,
	10,0		14,0	24,6	36,5	48,3	59,8	70,8	81,7	92,3	113,	133,	154,	174,	194,
	12,0		14,0	24,8	37,6	50,7	63,4	75,8	87,8	99,7	112,	145,	168,	190,	212,
	14,0			24,9	38,2	52,4	66,3	79,9	93,1	106,	131,	156,	180,	204,	228,
	16,0			24,9	38,5	53,6	68,6	88,4	97,7	111,	139,	165,	191,	217,	243,
	18,0			24,9	38,7	54,4	70,5	86,3	101,	116,	146,	174,	202,	230,	257,
	20,0				38,8	55,0	72,9	88,7	105,	121,	152,	182,	212,	241,	270,
	22,0				38,9	54,4	73,0	90,8	108,	125,	158,	190,	221,	252,	282,
	24,0				38,9	55,6	73,9	92,5	110,	128,	163,	197,	229,	262,	294,
	26,0				39,0	55,8	78,5	93,5	113,	131,	168,	203,	238,	271,	305,
	28,0				39,0	55,9	75,0	95,0	115,	134,	172,	209,	245,	280,	315,
	30,0				39,0	56,0	75,4	96,0	116,	137,	176,	215,	252,	289,	525,
	32,0					56,0	75,7	96,7	118,	139,	180,	220,	259,	297,	335
	34,0					56,1	75,9	97,4	119,	141,	184,	225,	266,	305,	344,
	36,0					56,1	76,0	97,9	120,	143,	187,	230,	272,	312,	353,
	38,0					56,1	76,1	98,3	121,	144,	190,	235,	278,	320,	361,
	40,0					56,1	76,2	98,6	122,	146,	193,	239,	238,	326,	369,
	42,0					56,1	76,3	98,9	123,	147,	196,	243,	288,	233,	377,
	44,0					56,1	76,3	99,1	123,	148,	198,	240,	293,	339,	384,
	46,0					56,1	76,3	99,2	124,	149,	200,	250,	298,	345,	391,
	48,0						76,4	99,4	124,	150,	202,	253,	903,	351,	398,
	50,0						76,4	99,5	124,	151,	204,	256,	307,	357,	405,
	55,0						76,4	99,7	125,	152,	208,	264,	317,	370,	421,
	60,0						76,4	99,7	125,	158,	212,	270,	327,	382,	436,
	65,0						76,4	99,8	126,	154,	214,	275,	335,	393,	449,
	70,0							99,85	126,	155,	216,	280,	342,	402,	462,
	Sóng nước sâu	6,24	24,0	24,9	39,0	56,1	76,4	99,8	126,	156,	224,	305,	399,	505,	623,

B.2. Các phương pháp tính toán các yếu tố sóng do gió

B.2.1. Tính toán sóng theo phương pháp Bretshneider

Phương pháp Bretshneider dựa trên giả thiết là sóng sinh ra do gió trong khu vực trong điều kiện bão thiết kế, phù hợp khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp trên hướng gió thổi.

(B-11)

(B-12)

Trong đó:

Hs - Chiều cao sóng tính toán (m);

Tp - Chu kỳ đỉnh sóng tính toán (s);

D - Đà gió thiết kế (m);

h - Độ sâu nước trung bình của khu vực (m);

w - Vận tốc gió thiết kế (m/ s).

Sóng được xác định trong điều kiện gió thổi qua khu vực với một vận tốc không đổi trong một khoảng thời gian đủ dài (từ mười lăm phút đến hàng giờ) để sóng có thể đạt được mức phát triển lớn nhất, thích hợp với việc sử dụng tài liệu thống kê gió trung bình hàng giờ của các trạm khí tượng.

Trong tính toán sơ bộ, có thể tham khảo các bảng tính sẵn từ B-7-1 đến B-7-12 được Pilarczyk lập cho một số khoảng vận tốc và đà gió ngắn. Chiều cao sóng tính toán ở đây là chiều cao sóng có ý nghĩa (H_{S 1/3}).

Bảng B-7. Bảng tra các yếu tố sóng do gió

Bảng B-7-1. Chiều cao sóng tính toán (m), D £ 5 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 0.50	£ 0.75	£ 1.05	£ 1.35
5 < h £ 10	£ 0.50	£ 0.75	£ 1.00	£ 1.30
h £ 5	£ 0.50	£ 0.70	£ 0.90	£ 1.10

Bảng B-7-2. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), D £ 5km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 2.5	£ 3.0	£ 3.6	£ 4.5
5 < h £ 10	£ 2.5	£ 3.0	£ 3.6	£ 4.2
h £ 5	£ 2.5	£ 3.0	£ 3.5	£ 4.0

Bảng B-7-3. Chiều cao sóng tính toán (m), 5km < D £ 10 km

*Độ sâu trung bình (m)*	*Vận tốc gió trung bình (m/ s)*
*Độ sâu trung bình (m)*	w £ 10	10 < w £ 15	15 < w £ 20	20 < w £ 25
10 < h £ 15	£ 0.60	£ 1.00	£ 1.35	£ 1.70
5 < h £ 10	£ 0.60	£ 0.95	£ 1.30	£ 1.60
h £ 5	£ 0.55	£ 0.80	£ 1.10	£ 1.25

Bảng B-7-4. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 5km < D £ 10 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 3.0	£ 3.7	£ 4.2	£ 4.7
5 < h £ 10	£ 2.9	£ 3.6	£ 4.1	£ 4.5
h £ 5	£ 2.8	£ 3.4	£ 3.8	£ 4.2

Bảng B-7-5. Chiều cao sóng tính toán (m), 10 km < D £ 15 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	w £ 10	10 < w £ 15	15 < w £ 20	20 < w £ 25
10 < h £ 15	£ 0.75	£ 1.15	£ 1.55	£ 1.95
5 < h £ 10	£ 0.70	£ 1.10	£ 1.45	£ 1.75
h £ 5	£ 0.60	£ 0.90	£ 1.15	£ 1.30

Bảng B-7-6. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 10 km < D £ 15 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 3.2	£ 4.0	£ 4.6	£ 5.1
5 < h £ 10	£ 3.2	£ 3.9	£ 4.4	£ 4.9
h £ 5	£ 3.0	£ 3.6	£ 4.1	£ 4.5

Bảng B-7-7. Chiều cao sóng tính toán (m), 15 km < D £ 20 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	w £ 10	10 < w £ 15	15 < w £ 20	20 < w £ 25
0 < h £ 15	£ 0.85	£ 1.25	£ 1.70	£ 2.10
5 < h £ 10	£ 0.80	£ 1.20	£ 1.55	£ 1.90
h £ 5	£ 0.70	£ 0.95	£ 1.15	£ 1.35

Bảng B-7- 8. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 15 km < D £ 20 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 3.5	£ 4.2	£ 4.8	£ 5.3
5 < h £ 10	£ 3.3	£ 4.1	£ 4.6	£ 5.1
h £ 5	£ 3.1	£ 3.7	£ 4.2	£ 4.6

Bảng B-7-9. Chiều cao sóng tính toán (m), 20 km < D £ 25 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	w £ 10	10 < w £ 15	15 < w £ 20	20 < w £ 25
10 < h £ 15	£ 0.90	£ 1.35	£ 1.80	£ 2.25
5 < h £ 10	£ 0.85	£ 1.25	£ 1.65	£ 1.95
h £ 5	£ 0.70	£ 1.00	£ 1.20	£ 1.40

Bảng B-7-10. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 20 km < D £ 25 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 3.6	£ 4.5	£ 5.0	£ 5.6
5 < h £ 10	£ 3.5	£ 4.2	£ 4.8	£ 5.3
h £ 5	£ 3.2	£ 4.0	£ 4.5	£ 4.8

Bảng B-7-11. Chiều cao sóng tính toán (m), 25 km < D £ 30 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	w £ 10	10 < w £ 15	15 < w £ 20	20 < w £ 25
10 < h £ 15	£ 0.95	£ 1.45	£ 1.90	£ 2.35
5 < h £ 10	£ 0.90	£ 1.30	£ 1.70	£ 2.05
h £ 5	£ 0.75	£ 1.00	£ 1.20	£ 1.40

Bảng B-7-12. Chu kỳ đỉnh sóng Tp (s), 25 km < D £ 30 km

Độ sâu trung bình (m)	Vận tốc gió trung bình (m/ s)
Độ sâu trung bình (m)	W £ 10	10 < W £ 15	15 < W £ 20	20 < W £ 25
10 < h £ 15	£ 3.7	£ 4.5	£ 5.2	£ 5.7
5 < h £ 10	£ 3.6	£ 4.3	£ 4.90	£ 5.5
h £ 5	£ 3.3	£ 4.0	£ 4.5	£ 4.9

B.2.2. Tính toán sóng theo các phần mềm máy tính của các mô hình toán

Được sử dụng các phần mềm máy tính do cơ quan có thẩm quyền cho phép.

Ghi chú: Hiện nay, ở Việt Nam phần mềm ACES ver. 1.06 (1992) được dùng để tính toán các đặc trưng sóng nước sâu từ số liệu gió bão. Các đặc trưng này được lấy làm đầu vào cho một mô hình thứ hai, mô hình truyền sóng tuyến tính RCPWAVE (1986) kết hợp hiệu ứng khúc xạ- nhiễu xạ nhằm tính truyền sóng nước sâu vào khu vực dự án. Mô hình OUTRAY của Viện Thuỷ Lực Wallingford (Anh) cũng được các nhà tư vấn nước ngoài ứng dụng tính toán cho một số công trình ở Việt Nam.

B.2.3. Tính toán theo biểu đồ Hindcast

B.2.3.1. Tính toán sóng khi không có số liệu thực đo

1. Sóng không bị vỡ

a) Trường hợp sóng nước sâu: (D > Lo/2)

Trong đó: D - Độ sâu nước; L_o - Chiều dài sóng ở vùng nước sâu.

- Có thể sử dụng phương pháp đơn giản để tính các tham số sóng ở biểu đồ B-3. Phương pháp này dùng cho các trường hợp đà gió vừa và gió giả thiết đều, ổn định trên khắp đà gió.

Ghi chú: Khi tra bảng cần tính đại lượng ứng suất gió U_A từ vận tốc gió:

U_A = 0,71 U^1,23

U: Vận tốc gió (m/s)

T_1/3 = 0,95 T_m ; H_1/3= H_mo (Tại vùng nước sâu).

+ Các tham số sóng thu được phải được hiệu chỉnh bằng hệ số nông và khúc xạ để thu được giá trị chiều cao sóng có ý nghĩa dùng cho công tác thiết kế. Với các công trình cấp đặc biệt và cấp I cần thí nghiệm trên mô hình vật lý.

+ Đối với các công trình đê biển thông thường (cấp II, III,IV) có thể tính chiều cao sóng thiết kế theo:

H_TK = H_o x K_sh xK_R

Trong đó:

H_TK : Sóng thiết kế trong điều kiện sóng không vỡ (D > L_o/2);

K_sh : Hệ số nông;

K_R: Hệ số khúc xạ.

(B-13)

Hệ số K_sh : cũng có thể tính đơn giản theo các tỷ số d/L_o và d/L;

L_o: Chiều dài sóng ở vùng nước sâu;

L: Chiều dài sóng ở vùng có chiều sâu nước = d;

K: Số sóng = 2p/L;

(B-14)

d: Độ sâu nước trước công trình. Tại mực nước thiết kế:

f₀: Góc giữa đỉnh sóng và đường đẳng sâu ở vùng nước sâu;

f₁: Góc giữa đỉnh sóng và đường đẳng sâu tại vị trí tính sóng.

Thí dụ 1: Tính sóng trong điều kiện nước sâu: d > L_o/2

- Điều kiện: Vận tốc gió: V = 17 m/s

Thời gian gió thổi: t₁ = 5 giờ

t₂ = 2 giờ.

Đà sóng: F = 30 km.

- Tìm: Chiều cao và chu kỳ sóng cho hai trường hợp t₁= 5giờ và t₂ = 3 giờ.

- Giải:

+ Ứng suất gió: U_A = 0,71U^1,23 = 0,71 x 17^1,23 = 21,88 (m/s).

+ Với t₁= 5 giờ theo biểu đồ (1) nếu như đà gió không hạn chế H_s có thể đặt 2,5 (m) nhưng F = 30 km.

T_m = 5,5 (s) = T_1/3 = 5,2 (s) do vậy:

H_s = 1,95 (m) – Trường hợp hạn chế về đà gió.

+ Với t₂ = 3 giờ, F = 30 km, rơi vào trường hợp hạn chế về thời gian gió thổi. Do vậy các tham số sóng chỉ cần xác định theo U_A và t₂ theo biên độ ta có:

H_s = 1,40 (m)

T_m = 4,4 (s) Þ T_1/3 = 0,95 T_m = 4,18

b) Sóng thiết kế cho vùng nước nông được xác định theo các biểu đồ B-4 đến B-13,

Các biểu đồ này được xây dựng dựa trên các phương trình:

(B-15)

(B-16)

(B-17)

- Đối với đáy không đồng nhất phải dùng ảnh hàng không và thí nghiệm mô hình vật lý để tìm thông tin chính xác về khúc xạ.

- Nếu độ sâu không trùng với các biểu đồ, thì nội suy theo các biểu đồ lân cận. Đối với độ sâu d_s trong phạm vi 15 m < d_s < 90 m thì sử dụng các công thức B-14; B-15; B-16.

Thí dụ 2:

- Điều kiện:

+ Đà sóng: F = 24,4 km;

+ Tốc độc gió: U = 17 m/s;

+ Độ sâu nước d = 11m.

- Tìm: chiều cao sóng H_s ; Chu kỳ sóng T.

- Giải:

Ứng suất gió U_A = 0,71 U^1,23 = 0,71x1,7^1,23 = 21,88 m/s.

Từ biểu đồ B-10 hoặc công thức B-14; B-15;

H_s = 1,5 (m)

T = 4,4 (s)

2. Trường hợp sóng vỡ

Thường nếu công trình ven biển đặt ở độ sâu nước d_s (độ sâu với mực nước thiết kế) sẽ bị tác dụng của sóng vỡ nếu: d_s £ 1,3 H; Với H: Chiều cao sóng thiết kế.

(B-18)

Khi thiết kế công trình trong điều kiện sóng vỡ cần thiết phải tính được chiều cao sóng vỡ cực đại H_b tác động lên công trình theo công thức sau:

(B-19)

Với: d_s: Chiều sâu nước trước công trình;

b: Tỷ số giữa chiều sâu nước khi sõng vỡ với chiều cao sóng vỡ;

m: Độ dốc bãi biển;

t_P: Hệ số không thứ nguyên (4,0 – 9,25);

Tính H_b theo biểu đồ B-14 theo tỷ số d_s/gT² và d_s.

Thí dụ 3:

- Điều kiện:

a: Chiều sâu nước trước công trình: d_s = 2,5m;

b: Độ dốc bãi biển trước công trình: 1: 20 = 0,050;

c: Chu kỳ sóng trong thiết kế:

T₁ = 6 giây

T₂ = 10 giây

- Tìm: Chiều cao sóng vỡ cực đại tác động lên công trình trong trường hợp chu kỳ sóng cực đại và cực tiểu.

- Giải:

Với trường hợp T₁= 6 giây.

Tính:

Biểu đồ B-14. Quan hệ giữa chiều cao sóng vỡ và độ sâu nước trước công trình

Theo biểu đồ B-14 tương ứng với trị số d_s/gT² vừa tính được ta tìm ra trị số H_b/d_s ứng với đường cong độ dốc m = 0,050.

- Với T₂ = 10 giây ta có:

Biểu đồ B-3. Tính sóng có ý nghĩa ở vùng nước sâu

PHỤ LỤC C

PHÂN BỐ NƯỚC DÂNG DO BÃO DỌC BỜ BIỂN VIỆT NAM

C .1. Các vùng ảnh hưởng bão

C.1.1. Phân vùng ảnh hưởng bão

Thống kê 39 năm (từ 1954 ¸ 1993) vùng bão đổ bộ theo vĩ độ như bảng C-1.

Bảng C-1. Tần số hoạt động của bão phân theo vĩ độ

Vĩ độ bắc	Số cơn bão đổ bộ	P%	Số cơn bão trung bình/ năm
21- 22	29	12,04	0,74
20 -21	39	16,19	1,0
19 -20	34	14,11	0,87
18 -19	29	12,04	0,74
17 -18	16	6,64	0,41
16 -17	9	3,73	0,23
15- 16	23	9,54	0,59
14- 15	23	9,54	0,59
13- 14	11	4,56	0,28
12- 13	9	3,73	0,23
11- 12	10	4,15	0,26
10- 11	4	1,66	0,1
9- 10	3	1,24	0,08
8- 9	2	0,83	0,06
Cộng	241	100%	6,18

Số cơn bão ảnh hưởng vào bờ biển miền Trung và miền Bắc cao hơn nhiều so với miền Nam.

C.1.2. Phân theo thời gian bão

- Thời gian xuất hiện bão thống kê trong bảng C-2.

- Khu vực đổ bộ và ảnh hưởng của bão có xu thế dịch chuyển từ Bắc vào Nam theo thời gian: ở vùng bờ biển Bắc và Trung Bộ vào thời kỳ từ tháng 5 đến tháng 10 và ở Nam Bộ vào thời kỳ từ tháng 10 đến tháng 11. Một số cơn bão xuất hiện không theo quy luật chung.

Bảng C-2. Tần số bão hoạt động phân theo các tháng trong năm

Tháng	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	39
Số cơn	0	0	2	1	4	23	31	38	46	58	30	4	241
Tần số	0	0	0,05	0,3	0,1	0,59	0,79	1	1,18	1,49	0,77	0,18	6,18

C-2. Trị số nước dâng

C.2.1. Vùng bờ biển Bắc vĩ tuyến 16

- Trị số nước dâng theo tần suất (%) ở bảng C-3.

Bảng C-3. Chiều cao nước dâng vùng bờ biển Bắc vĩ tuyến 16 theo tần suất %

Vĩ tuyến	Đoạn bờ	Chiều cao nước dâng(m)
Vĩ tuyến	Đoạn bờ	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	> 2,5
Bắc ÷21^o N	Phía Bắc - Cửa Ông	50	38	5	6	2	0
21^oN ÷ 20^oN	Cửa Ông - Cửa Đáy	35	38	17	8	3	0
20^oN ÷ 19^oN	Cửa Đáy - Cửa Vạn	41	34	15	9	1	1
19^oN ÷18^oN	Cửa Vạn - Đèo Ngang	46	37	10	5	2	1
18^oN ÷ 17^oN	Đèo Ngang - Cửa Tùng	71	19	8	2	1	0
17^oN ÷16^oN	Cửa Tùng - Đà Nẵng	95	4	1	0	0	1

- Nước dâng lớn nhất đã xảy ra và có thể xảy ra: xem hình C-1.

Hình C-1. Nước dâng lớn nhất đã và có thể xảy ra tại vùng bờ biển bắc vĩ tuyến 16 (Nguồn: Phân viện Cơ học biển – Viện cơ học)

C.2.2. Vùng bờ biển Nam vĩ tuyến 16

- Trị số nước dâng lớn nhát đã xảy ra và có thể xảy ra: xem hình C-2.

Hình C-2. Nước dâng lớn nhất đã xảy ra và có thể xảy ra từ vĩ tuyến 16 trở vào

( Nguồn: Phân viện Cơ học biển – Viện cơ học)
PHỤ LỤC D

XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO SÓNG LEO

D .1. Trường hợp mái nghiêng chỉ có một độ dốc

Chiều cao sóng leo trên mái nghiêng đơn của sóng đến từ hướng vuông góc với bờ, được xác định theo các trường hợp sau:

D.1.1. Trường hợp hệ số mái dốc m = 1,5 ¸ 5,0

(D -1)

Trong đó:

R_P - Chiều cao sóng leo có tần suất luỹ tích là p;

K_D - Hệ số nhám và tính thấm của mái nghiêng, dựa vào tính chất của vật liệu gia cố mặt để tra bảng D- 1

K_W - Hệ số kinh nghiệm, tra bảng D-2 theo đại lượng ;

K_p - Hệ số tính đổi tần suất luỹ tích của chiều cao sóng leo, xác định theo bảng D -3. Tần suất luỹ tích chiều cao sóng leo lấy 2%;

m - Hệ số mái dốc, m = cotga với a là góc nghiêng của mái đê (độ);

- Chiều cao trung bình của sóng trước đê;

L_S - Chiều dài sóng trước đê.

D.1.2. Trường hợp hệ số mái dốc m £ 1,25

(D -2)

Trong đó: R₀ - Chiều cao sóng leo khi không có gió, mặt dốc trơn và không thấm nước (K_D = 1). Chiều cao trung bình của sóng = 1m, trị số R₀ xác định theo bảng D -4.

D.1.3. Trường hợp hệ số mái dốc 1,25 < m < 1,5

Có thể nội suy chiều cao sóng H_s từ trị số m = 1,25 và m = 1,5.

Bảng D.1. Hệ số nhám và thấm của mái dốc K_D

Loại hình gia cố mái	K_D
Trơn phẳng không thấm nước (Bê tông nhựa đường)	1,0
Bê tông và tấm lát bê tông	0,9
Lát cỏ	0,8540,9
Đá xây	0,754 0,8
Đá hộc đổ hai lớp (nền không thấm nước)	0,6040,65
Đá hộc đổ hai lớp ( nền thấm nước)	0,5040,55
Khối vuông 4 chân ( lắp đặt 1 lớp)	0,55
Tetrapod (2 lớp)	0,40
Dolos (2 lớp)	0,38

Bảng D - 2. Hệ số kinh nghiệm K_W .

W/	£ 1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	³ 5
K_W	1	1,02	1,08	1,16	1,22	1,25	1,28	1,30

Bảng D -3. Hệ số tính đổi K_P cho tần suất luỹ tích chiều cao sóng leo

	p(%)	0,1	1	2	3	4	5	10	13	20	50
< 0,1		2,66	2,23	2,07	1,97	1,90	1,84	1,64	1,54	1,39	0,96
0,1 ¸ 0,3		2,44	2,08	1,94	1,86	1,80	1,75	1,57	1,48	1,36	0,97
> 0,3		2,13	1,86	1,76	1,70	1,65	1,61	1,48	1,40	1,31	0,99

Ghi chú: chiều cao sóng leo trung bình.

Bảng D -4. Trị số R_O

M = ctga	0	0,5	1,0	1,25
R_O(m)	1,24	1,45	2,20	2,50

D . 2. Trường hợp mái dốc phức hợp có thềm giảm sóng (TGS)

Khi mái dốc có TGS, chiều cao sóng leo tính toán theo công thức trong mục D-1, nhưng hệ số mái dốc phải được tính đổi thành hệ số mái dốc tương đương m_e. Trị số m_eđược xác định theo các trường hợp sau:

D.2.1. Trường hợp trên và dưới TGS có cùng độ dốc

(D -3)

(D -4)

Với:

D.2.2. Trường hợp Dm > 0, m_D> m_T

(D-5)

D.2.3. Trường hợp Dm < 0, m_D< m_T

(D-6)

Trong các công thức trên:

m_T,m_D - Hệ số mái dốc phần trên, dưới TGS;

h_{W -} Độ sâu nước trên TGS:

+ Khi TGS ở dưới mực nước tĩnh thì h_W lấy giá trị dương;

+ Khi TGS ở trên mực nước tĩnh thì h_W lấy giá trị âm.

- Biểu thị giá trị tuyệt đối;

b_f - Chiều rộng TGS (m);

L_S - Chiều dài sóng (m).

Ghi chú: Phương pháp độ dốc tương đương thích hợp với điều kiện:

m_T = 1,0 ¸ 4,0; m_D= 1,5 ¸3,0

D -3. Trường hợp hướng sóng đến xiên góc với tuyến tim đê

Khi hướng sóng đến xiên một góc b (độ) với đường tim đê, chiều cao sóng leo R_P tính toán cần nhân với hệ số K_b.

Trường hợp mái dốc có hệ số m ³1, hệ số K_bxác định theo bảng D.5.

Bảng D.5. Hệ số K_b

b (độ)	£ 15	20	30	40	50	60
K_b	1	0,96	0,92	0,87	0,82	0,76

D - 4. Trường hợp đặc biệt

Đối với những tuyến đê quan trọng có hình dạng mặt cắt phức tạp, chiều cao sóng leo cần được xác định thông qua thí nghiệm trên mô hình vật lý.

PHỤ LỤC E

TÍNH TOÁN ÁP LỰC SÓNG

E-1. Phân bố áp lực sóng trên mái nghiêng

Đối với mái dốc được gia cố bằng những tấm bê tông lắp ghép hoặc đổ tại chỗ có 1,5 £ cotgj £ 5, biểu đồ áp lực sóng thể hiện trên hình E.1. Trong biểu đồ này, áp lực sóng tính toán lớn nhất p_d(KPa) xác định theo công thức:

p_d= k_sk_tp_tclrg H_s (E-1)

Trong đó: k_s - Hệ số xác định theo công thức:

(E-2)

k_t - Hệ số lấy theo bảng E-1;

P_tcl- Trị số lớn nhất của áp lực sóng tương đối trên mặt dốc tại điểm 2 (Hình E-1) lấy theo bảng E-2.

Hình E-1. Biều đồ áp lực sóng tính toán lớn nhất tác dụng lên mái dốc được gia cố bằng các tấm bản

Bảng E-1. Hệ số k_t

Độ thoải của sóng L_s/H_s	10	15	20	25	35
Hệ số k_t	1	1,15	1,3	1,35	1,48

Bảng E .2. Hệ số P_tcl

Chiều cao sóng H_s/m	0,5	1	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	³ 4
Trị số lớn nhất của áp lực sóng tương đối P_tcl	3,7	2,8	2,3	2,1	1,9	1,8	1,75	1,7

- Tung độ Z₂(m) của điểm 2 (điểm đặt của áp lực sóng tính toán lớn nhất P_d) được xác định theo công thức:

(E-3)

Trong đó: A và B là các đại lượng tính bằng m, xác định theo công thức sau:

(E-4)

(E-5)

- Tung độ Z₃ (m) ứng với chiều cao sóng leo lên mái dốc xác định theo phụ lục D. Trên các đoạn mái dốc nằm cao hơn hoặc thấp hơn điểm 2 (xem hình V.1) phải lấy các tung độ P (KPa) của biểu đồ áp lực sóng ở các khoảng cách như sau:

P = 0,4p_d tại

P = 0,1p_dtại

Trong đó: (E-6)

- Tung độ p_c của biểu đồ phản áp lực sóng dưới các tấm bản gia cố đê mái dốc phải xác định theo công thức:

p_C= k_Sk_tp_crclrgH_s (E-7)

Trong đó: p_crcl - Phản áp lực tương đối của sóng, lấy theo đồ thị ở hình E-2.

Đối với các công trình cấp I và cấp II khi chiều cao sóng có tần suất bảo đảm H_SP> 1,5m, nếu có đủ luận cứ thì được phép xác định tải trọng sóng lên mái dốc có tấm bản gia cố bằng các phương pháp có xét đến tính không điều hoà của sóng do gió.

Khi có các bậc cơ hoặc có sự thay đổi độ nghiêng trên từng đoạn mái dốc của công trình thì tải trọng do sóng lên kết cấu gia cố mái phải xác định theo các kết quả nghiên cứu trên mô hình.

Hình E.2. Đồ thị để xác định phản áp lực của sóng

E.2. Tải trọng sóng lên các loại công trình bảo vệ đê biển

E.2.1. Đối với tường ngầm cản sóng

Giá trị lớn nhất của hình chiếu theo phương ngang P_z (KN/m) và các hình chiếu theo phương thẳng đứng P_zvà P_c(KN/m) của hợp lực tải trọng do sóng tác động trên một tường ngầm cản sóng khi chịu chân sóng, phải tính toán theo các biểu đồ áp lực sóng theo hướng ngang và theo hướng đứng (hình E-3). Trong các biểu đồ này, các giá trị P (KPa) phải xác định có xét đến độ dốc i của đáy theo công thức sau:

Hình E-3. Các biểu đồ áp lực sóng lên một đoạn tường ngầm cản sóng

a) Trường hợp độ dốc đáy i £ 0,04

- Tại độ sâu a₁:

p₁ = zg (a₁ - a₄) Khi a₁< a₂ (E-8)

p₁ = p₂ Khi a₁> a₂ (E-9)

- Tại độ sâu a₂:

(E-10)

- Tại độ sâu a₃ = h P₃ = K_WP₂ (E-11)

b) Trường hợp độ dốc đáy i > 0,04

- Tại độ sâu a₁: p₁ xác định theo công thức (E-8) và (E-9)

- Tại độ sâu a₂: p₂ = zg (a₂- a₄) (E-12)

- Tại độ sâu a₃ = h P₃ = P₂ (E-13)

Trong đó:

a₁ - Độ sâu từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán, m ;

a₂ - Độ sâu từ mực nước tính toán đến chân sóng (m), lấy theo bảng (E-3);

K_W- Hệ số, lấy theo bảng (E-4);

a₄ - Độ sâu từ mặt nước sau đê chắn sóng ngập đến mặt nước tính toán(m), xác định theo công thức:

a₄ = - k_th (a₁- a₅) - a₁ (E-14)

k_th - Hệ số, lấy theo bảng (E-3);

a₅ - Độ sâu từ lưng sóng trước đê chắn sóng ngập nước đến mực nước tính toán (m), lấy theo bảng (E-3);

z - Hệ số sóng vỡ.

Bảng E-3. Hệ số K_th

Chiều cao tương ứng của sóng H_s/h	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
Độ hạ thấp tương đối của chân sóng a₂/h	0,14	0,17	0,20	0,22	0,24	0,26	0,28
Độ vượt cao tương đối của lưng sóng a_S/h	-0,13	-0,16	-0,20	-0,24	-0,28	-0,32	-0,37
Hệ số k_th	0,76	0,73	0,69	0,66	0,63	0,60	0,57

Bảng E-4. Hệ số K_W

Độ thoải của sóng L_s/H_s	8	10	15	20	25	30	35
Hệ số K_W	0,73	0,75	0,8	0,85	0,9	0,95	1

E.2.2. Đối với tường cản sóng xa bờ

Giá trị lớn nhất của hình chiếu theo phương ngang P_z (KN/m) và hình chiếu theo phương đứng P_z (KN/m) của hợp lực tải trọng do sóng vỡ tác động lên tường cản sóng thành đứng (khi không có đất lấp ở phía bờ) phải xác định các biểu đồ áp lực sóng theo phương ngang và theo phương đứng (hình E.4) trong số các giá trị p (KPa) và h_C(m) phải xác định tuỳ thuộc vào vị trí công trình:

a) Khi công trình nằm ở độ sâu mà tại đó sóng bị đổ lần cuối cùng (Hình E.4a) thì dùng công thức:

p =p_u = xgH _SD( 0,033 L_S/h +0,75) (E-15)

(E-16)

b) Khi công trình nằm ở vùng mép nước ( Hình E.4b) thì dùng các công thức:

p = p_i = (1-0,3a_i/a_u)p_u(E-17)

(E-18)

c) Khi công trình nằm trên bờ, cao hơn mép nước nhưng còn trong phạm vi sóng leo(hình E.4c) thì dùng công thức:

p = p_i = 0,7(1-a₁/a_r)p_n(E-19)

(E-20)

Trong đó:

h_c - Độ cao lưng sóng so với mặt nước tính toán tại vị trí tường chắn sóng, m;

H_Sb - Chiều cao sóng tại vị trí sóng đổ lần cuối, m;

a_u - Khoảng cách từ vị trí sóng đổ lần cuối đến mép nước, m;

a_i - Khoảng cách từ vị trí sóng đổ lần cuối đến công trình, m;

a_l - Khoảng cách từ mép nước đến công trình, m;

a_r - Khoảng cách từ mép nước đến ranh giới leo bờ của sóng vỡ

(khi không có công trình) xác định theo công thức:

a_r = R_{S l %}cotgj (E-21)

Ghi chú: Nếu độ cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z₁³-0,3 H_S thì trị số áp lực sóng xác định theo công thức E-15, E-17, E-19 phải nhân với hệ số k_Zd lấy theo bảng E-5.

Bảng E-5. Hệ số k_Zd

Độ cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z₁, m	- 0,3H_s	0,0	+0,3H_s	+0,65H_s
Hệ số k_Zd	0,95	0,85	0,8	0,5

Hình E.4. Các biểu đồ áp lực sóng lên tường cản sóng thành đứng

E.2.3. Đối với tường đứng liền bờ

Giá trị lớn nhất của hình chiếu theo phương ngang P_Z(KN/m) và hình chiếu theo phương thẳng đứng P_Z(KN/m) của tải trọng do sóng vỡ tác động lên tường chắn sóng thẳng đứng (có đất lấp ở phía bờ) khi sóng rút, được tính toán qua các biểu đồ áp lực sóng theo phương ngang và theo phương thẳng đứng (Hình E.5) trong đó giá trị p_r (KPa) xác định theo công thức:

p_r= z g(Dz₁- 0,75H_Sb) (E-22)

Trong đó: Dz₁- Độ hạ thấp của mặt nước so với mực nước tính toán ở phía trước tường thẳng đứng khi sóng rút (m). Tuỳ vào khoảng cách a₁từ mép nước đến công trình mà Dz₁ được lấy như sau:

Z_r = 0 Khi a₁³ 3H_Sb

Z_r = 0,25 H_SbKhi a₁ < 3H_Sb

Hình E.5. Các biểu đồ áp lực sóng lên tường chắn sóng thẳng đứng khi sóng rút

E.2.4. Đối với mỏ hàn

Giá trị lớn nhất của các hình chiếu theo phương ngang P_x,ext,P_x,int (KN) và hình chiếu theo phương đứng P_Z (KN) của hợp lực tải trọng sóng trên một đoạn mỏ hàn được tính toán qua các biểu đồ áp lực sóng theo các hướng ngang và hướng đứng (Hình E-6). Trong các biểu đồ này, giá trị áp lực sóng ở mặt ngoài P_ext (KPa) và ở mặt khuất P_int (KPa) của mỏ hàn và các độ cao tương ứng của lưng sóng h_ext (m) và h_int (m) phải xác định theo công thức:

P_ext= k_azgH_S(1+cos²a) (E-23)

h_ext = P_ext/ zg h_int = P_int/zg (E-24)

Trong đó:

k_a - Hệ số, lấy theo bảng E-6 tuỳ thuộc góc tới a của đầu sóng khi tiến đến đập có chiều rộng b và chiều dài đoạn mỏ hàn là l.

Bảng E-6. Hệ số K_a

Mặt bên mỏ hàn	ctga	Hệ số k_akhi l/L_s bằng
Mặt bên mỏ hàn	ctga	£ 0,03	0,05	0,1	³ 0,2
Mặt ngoài	-	1,0	0,75	0,65	0,6
Mặt khuất	0	1,0	0,75	0,65	0,6
	0,2	0,45	0,45	0,45	0,45
	0,5	0,18	0,22	0,30	0,35
	1,0	0	0	0	0

Hình E-6. Các biểu đồ áp lực sóng tác động lên một mỏ hàn

PHỤ LỤC G

TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ MÁI NGHIÊNG

G -1. Tính toán trượt cung tròn theo phương pháp thụy điển

Tính toán ổn định mái đê theo phương pháp tổng ứng lực và phương pháp ứng lực hữu hiệu.

G.1.1. Theo phương pháp tổng ứng lực

- Trong thời kỳ thi công:

(G-1)

- Trong thời kỳ mực nước hạ thấp:

(G-2)

(G-3)

G.1.2. Theo phương pháp ứng lực hữu hiệu trong thời kỳ thấm ổn định

(G-4)

Trong đó:

b - Chiều rộng của dải tính toán trong khối trượt;

w - Trọng lực của dải đất trượt w = w₁+w₂+r_wZ_b;

w₁ - Trọng lực của dải ở phần trên mực nước;

w₂ - Trọng lực của dải ở phần dưới mực nước;

Z - Khoảng cách từ mực nước đến trung điểm mặt đáy dải tính toán;

u - Áp lực khe rỗng trong thân đê hoặc nền đê trong thời kỳ thấm ổn định;

u₁- Áp lực khe rỗng của thân đê trước khi mực nước hạ xuống;

b - Góc kẹp giữa tuyến trọng lực của dải với bán kính đi qua trung

điểm mặt đáy dải đó (độ);

g_w - Trọng lượng riêng của nước;

C_u , j_u, C_cu, C^’, j^’: Các chỉ tiêu cường độ chống cắt của đất, xác định theo bảng G-1.

Hình G.1. Sơ đồ tính toán theo phương pháp trượt cung tròn

Bảng G –I. Phương pháp xác định chỉ tiêu C_u, j_u, C’, j’, C’

Trường hợp làm việc của đê	Phươngpháp tính toán	Máy sử dụng	Phương pháp thí nghiệm	Chỉ tiêu cường độ
Thời kỳ thi công	Tổng ứng lực	Cắt thẳng	Cắt nhanh	C_u, j_u
		Cắt 3 trục	Cắt không thoát nước
Thời kỳ thấm ổn định	Ứng lực hữu hiệu	Cắt thẳng	Cắt chậm	C’, j’
		Cắt 3 trục	Cắt thoát nước cố kết
Thời kỳ mức nước hạ thấp	Tổng ứng lực	Cắt thẳng	Cắt nhanh cố kết	C_u , j_u
		Cắt 3 trục	Cắt không thoát nước cố kết

G.1.3. Tính toán ổn định mái đê theo phương pháp trượt cung tròn cải tiến

Hệ số ổn định của mái đê được tính toán theo các công thức sau:

(G-5)

(G-6)

Trong đó:

W - Trọng lượng hữu hiệu của khối đất B^’BCC^’ (hình G-.2);

C, j - Lực dính và góc ma sát trong (độ) của tầng đất mềm yếu;

P_a - Lực gây trượt;

P_n - Lực chống trượt.

Hình G.2. Sơ đồ tính toán theo phương pháp trượt cung tròn cải tiến

G.2. Tính toán ổn định cho tường đỉnh

G.2.1. Ổn định chống trượt

(G-7)

Trong đó:

K_c - Hệ số an toàn ổn định chống trượt;

SW - Tổng của các lực thẳng đứng tác dụng lên khối tường;

SP - Tổng của các lực đẩy ngang tác dụng lên khối tường;

f - Hệ số ma sát giữa đáy công trình và nền.

G.2.2. Ổn định chống lật

(G-8)

Trong đó:

K_o - Hệ số an toàn ổn định chống lật;

M_v- Momen lực chống lật;

M_H - Momen lực gây lật.

G.2.3. Kiểm tra ứng suất đất nền

(G-9)

Trong đó:

- Ứng suất cực đại (cực tiểu) của đất nền;

SG - Tải trọng thẳng đứng;

A - Diện tích bản đáy;

SM - Momen của tải trọng đối với trục tâm hình học bản đáy;

SX - Hệ số tiết diện của bản đáy.

PHỤ LỤC H

TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH DẠNG THÀNH ĐỨNG CÓ

KẾT CẤU TRỌNG LỰC

H-1. Ổn định chống lật

Tính ổn định chống lật theo đáy khối thành đứng và theo các khe nằm ngang, khe răng (như khe abcd trong hình H-1) được xác định như sau:

(H-1)

Trong đó:

K₀ - Hệ số an toàn chống lật, không nhỏ hơn trị số trong bảng (H-1);

M_R- Momen chống lật đối với mép sau của mặt tính toán (khi đỉnh sóng chạm thành) hoặc mép trước của mặt tính toán (khi chân sóng chạm thành);

M₀- Momen lật đối với mép sau hoặc mép trước của mặt tính toán, trong đó bao gồm cả momen do lực đẩy nổi của sóng gây ra.

Hình H-1 Sơ đồ tính toán lật qua khe răng khối xếp

Ghi chú: Trường hợp đỉnh sóng chạm tường, áp suất đẩy nổi của sóng trong khe khối xếp phần dưới nước của đê có phân bố hình tam giác theo chiều rộng B của đê. Áp lực cực đại của nó là áp lực bên của sóng ở cùng một cao trình. Áp suất bên của sóng trên khe bc trong hình H-1, đối với điểm b và điểm c phân biệt sử dụng áp suất đẩy nổi tại cùng một thời điểm tương ứng.

Giữa 2 điểm b và c, áp lực phân bố đường thẳng.

Áp lực đẩy nổi của sóng tác dụng lên mặt dưới của khối phủ đỉnh (toàn khối hoặc lắp ghép) chỉ phân bố trên một chiều rộng hữu hạn B’:

(H-2)

Trong đó:

Z_max - Độ cao đỉnh sóng trên mặt nước tĩnh (m);

Z_o - Độ cao của mặt đáy tấm phủ đỉnh so với mặt nước tĩnh (m).

Áp lực đẩy nổi của sóng phân bố hình tam giác dựa theo B’, trị số cực đại bằng áp lực bên của sóng ở cùng độ cao. Áp lực đẩy nổi của sóng ở trên mặt đáy của tường được tính toán theo phụ lục E.

Áp lực đẩy nổi của sóng trong khe khối xếp ở phần dưới nước khi chịu tác dụng của chân sóng được tính toán theo nguyên tắc giống như trường hợp chịu tác dụng của đỉnh sóng.

H-2. Ổn định chống trượt

H.2.1. Tính ổn định chống trượt theo đáy khối thành đứng và theo các khe nằm ngang trong thân khối xếp: được xác định như sau:

(H-3)

Trong đó:

K_s - Hệ số an toàn chống trượt, không nhỏ hơn trị số quy định trong bảng H-1;

G - Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt tính toán, bao gồm cả lực đẩy nổi của sóng;

P - Hợp lực phương ngang trên mặt phẳng tính toán;

f - Hệ số ma sát trên mặt tính toán, trường hợp không có số liệu thực đo, có thể dùng số liệu trong bảng H-2.

Bảng H-1. Hệ số K₀ và K_S

Hệ số	Cấp công trình	Tổ hợp thiết kế	Tổ hợp kiểm tra	Tổ hợp đặc biệt
K_O	I-II	1,6	1,5	1,4
K_O	III-IV	1,5	1,4	1,3
K_S	I-II	1,3	1,2	1,1
K_S	III-IV	1,2	1,1	1,0

Bảng H-2. Hệ số ma sát f

Vật liệu

Hệ số ma sát f

Bê tông và bê tông đá xây

Đá xây và đá xây

0,55

0,65

Đáy tường và

bệ đê đá đổ

Thân đê là BT đúc sẵn hoạc BTCT

Thân đê là kết cấu bằng khối đá hộc xây

0,60

0,65

Bệ đê đá đổ

vàđất nền

Đất nền là cát mịn~ cát thô

Đất nền là cát bột

Đất nền là á cát

Đất nền là sét và á sét

0,50 ¸ 0,60

0,40

0,35 ¸ 0,50

0,30 ¸ 0,45

H.2.2. Tính ổn định chống trượt theo đáy bệ đá

a) Đối với bệ đê đắp cao:

(H-4)

Ổn định chống trượt theo mặt ABD (hình H-2a) được tính như sau:

Trong đó:

G - Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt đáy bệ, bao gồm cả lực đẩy nổi của sóng;

g₁ - Trọng lượng dưới nước của khối bệ ABCD;

P - Hợp lực theo phương ngang phía trên mặt đáy tường;

f - Hệ số ma sát giữa bệ đê đá hộc và đất nền (xem bảng H-2).

a) Bệ đắp cao b) Bệ chân trong đất

Hình H-2. Sơ đồ tính trượt bệ đá

Ghi chú: Khi bệ có chiều rộng lớn, cần xét đến khả năng trượt nội bộ trong bệ đó.

b) Đối với bệ chân trong đất:

Tính ổn định chống trượt theo mặt ABDE được tính như sau:

(H-5)

Trong đó:

g₂ - Trọng lượng dưới nước của phần bệ đê ABDK;

E_P - Áp lực đất bị động trên mặt KD của đất nền, có thể lấy 30% trị số tính toán. Khối bệ tương đối mỏng, đất nền yếu thì có thể bỏ qua.

H-3. Sức chịu tải của khối bệ công trình

H.3.1. Ứng suất mặt đỉnh bệ công trình

(H-6)

Trong đó: s_max;s_min - Ứng suất cực đại, cực tiểu của mặt đứng đỉnh bệ;

B - Chiều rộng đáy tường;

e - Khoảng cách lệch tâm của điểm tác dụng hợp lực trên mặt đáy tường.

(H-7)

x - Khoảng cách từ điểm tác dụng của hợp lực trên mặt đáy tường đến điểm mép sau (nếu chân sóng chạm tường là đến điểm mép trước);

(H-8)

Khi x < B/3, ứng suất mặt đỉnh bệ tường được tính như sau:

(H-9)

(H-10)

s_maxphải nhỏ hơn sức chịu tải cho phép của bệ tường (thường là 600KPa).

H.3.2. Trên mặt đáy thành đứng, khoảng cách từ điểm tác dụng của hợp lực đến điểm mép sau (khi chân sóng tác dụng thì lấy mép trước), thường không nhỏ hơn 1/4 chiều rộng đáy khối thành đứng.

H-4. Sức chịu tải của đất nền

H.4.1. Ứng suất bề mặt đất nền

(H -11)

(H-12)

(H-13)

Trong đó: - Ứng suất cực đại và cực tiểu của bề mặt đất nền;

B₁ - Chiều rộng chịu lực thực tế của mặt đáy công trình;

Khi x > B/3 thì B₁ = B; x < B/3 thì B₁ =3x

t - Chiều dày bệ công trình;

g - Trọng lượng riêng của đá hộc bệ công trình;

e - Độ lệch tâm của điểm tác dụng hợp lực trên đáy bệ đá hộc.

Kiểm tra ứng suất đất nền theo các quy định về thiết kế nền móng.

H.4.2. Đối với công trình thành đứng xây dựng trên nền phi nham thạch, tính ổn định tổng thể của nó thường theo phương pháp trượt cung tròn. Khi có lớp kẹp đất yếu, tính theo phương pháp mặt trượt phi cung tròn.

H-5. Tính toán lún

H.5.1. Tính toán lún theo các phương pháp quy định trong nền móng.

H.5.2. Trị số lún trung bình của công trình thành đứng không được vượt quá trị số: Đối với thùng chìm: 35cm; Đối với khối xếp: 30cm.

Chú ý: Thiết kế cao trình đỉnh công trình thành đứng cần dự phòng độ lún, xác định theo tình hình đất nền và tình hình thi công.

H-6. Trọng lượng ổn định của viên đá bệ công trình

H.6.1. Đá vai bệ và đá lát mái bệ công trình

Trọng lượng ổn định của viên đá được xác định theo biểu đồ trong hình H-3.

Hình H-3. Biểu đồ xác định trọng lượng ổn định của viên đá bệ công trình

Ghi chú:

a) Chiều cao sóng H_Sdùng H_S5%.

b) Cách tra hình:

Từ trị số h₁/h của nửa phải trục hoành, dóng thẳng lên gặp đường cong h/L_Sđược giao điểm 1. Từ giao điểm 1 dóng ngang sang trái, gặp đường cong H_Sđược giao điểm 2. Từ giao điểm 2 này dóng xuống nửa trái trục hoành, sẽ tìm được trị số trọng lượng ổn định của khối phủ W.

Có thể từ giao điểm 1 dóng sang trái, thu được trị số K trên trục tung, thay vào công thức .

c) Nếu đá hộc được lát chèn cẩn thận, trọng lượng khối đá có thể lấy bằng 0,6 trọng lượng viên đá thả rối.

Khi mái dốc bệ đê bằng 1:1,5, trọng lượng khối đá phủ lấy gần đúng bằng 1,33 lần trị số W trung bình.

H.6.2. Viên đá gia cố đáy trước công trình

a) Lưu tốc đáy cực đại của dòng sông xuất hiện trước công trình thành đứng U_max(m/s) được tính như sau:

- Trường hợp sóng đứng:

(H-14)

- Trường hợp sóng vỡ xa:

(H-15)

- Trường hợp sóng vỡ gần:

(H-16)

b) Trọng lượng viên đá ổn định để gia cố đáy trước công trình quy định trong bảng H-3.

Bảng H-3. Trọng lượng viên đá ổn định gia cố đáy trước công trình

U_max(m/s)	2,0	3,0	4,0	5,0
W (kg)	40	80	140	200

PHỤ LỤC I

CÁC KÝ HIỆU, THÔNG SỐ, ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ ĐO

I.1. Các ký hiệu chính sử dụng

Ký hiệu	Thông số, đại lượng
a	Góc nghiêng giữa mái đê và đường nằm ngang
b	Góc giữa đường bờ và hướng sóng tới
g,g_B	Trọng lượng riêng của nước, của vật liệu
g^.	Dung trọng khô của đất
r,r_B	Khối lượng riêng của nước, của vật liệu
d_d	Chiều dày lớp gia cố bằng đá hộc
d_B	Chiều dày lớp gia cố bằng tấm bê tông
d_f	Chiều dày lớp bảo vệ mái bằng khối phủ
n	Hệ số nhớt động học
g	Gia tốc trọng trường
n	- Hệ số nhám - Số lần
m	- Hệ số mái dốc, m = ctga - Các loại số mũ
x	Khoảng cách theo chiều dòng chảy
t	Thời gian
p	Tần suất
B	Chiều rộng lòng sông
h	Chiều sâu nước
i	Độ dốc đáy
Q	Lưu lượng dòng chảy
V	Vận tốc dòng chảy
H_sl	Chiều cao sóng leo
H_nd	Chiều cao nước dâng
H_s	Chiều cao sóng
	Chiều cao sóng trung bình
H_s1/3	Chiều cao trung bình của 1/3 số con sóng lớn nhất trong liệt số thống kê về chiều cao sóng
H_s1%	Chiều cao sóng có tần suất luỹ tích là 1%
L_s	Chiều dài sóng
T_s	Chu kỳ sóng
C	- Vận tốc truyền sóng - Hệ số Chezy
W	Vận tốc gió
D	Đà gió
Z_t	Cao trình mực nước triều
D	Chênh lệch mực nước triều
Z_đ	Cao trình đỉnh đê
a	Trị số gia tăng độ cao an toàn
B_đ	Chiều rộng đỉnh đê
b_đ	Chiều rộng cơ đê
b_f	Chiều rộng thềm giảm sóng trên mái ngoài của đê
n`_k	Số lượng cấu kiện bê tông khối phủ
G	Trọng lượng của cấu kiện khối phủ
A	Khối lượng bê tông
P	Áp lực
e	Hệ số rỗng của đất
S	Độ lún
R_s	Độ nén chặt thiết kế của đất có tính dính
R_ds	Độ nén chặt tương đối của đất rời
k	Các loại hệ số an toàn (trong tính toán ổn định công trình)

Ghi chú: Một số ký hiệu sử dụng trong các phụ lục được giải thích rõ trong từng trường hợp cụ thể, không hoàn toàn theo quy định trong bảng trên.

I.2. Thứ nguyên và đơn vị

I.2.1. Các đơn vị chính

a) Hệ MKGS

Loại đơn vị	Đại lượng		Đơn vị
Loại đơn vị	Tên gọi	Thứ nguyên	Tên gọi	Ký hiệu
*Cơ bản*	Chiều dài Lực Thời gian	L F T	Mét Kilôgam lực Giây	m kG s
*Dẫn xuất*	Mật độ	FT²L^-4	Kilôgam lực-giây bình phương trên mét luỹ thừa 4	kG.s²/m⁴
	Khối lượng	FT²L^-1	Kilôgam lực-giây bình phương trên mét	kG.s²/m
	Trọng lượng đơn vị	FL^-3	Kilôgam lực-giây bình phương trên mét khối	kG/m³
	Ứng suất (áp suất)	FL^-2	Kilôgam lực-giây bình phương trên mét vuông	kG/m²
	Nhớt động lực	FTL^-2	Kilôgam lực-giây bình phương trên mét vuông	kG.s/m²
	Nhớt động học	T^-1L²	Mét bình phương trên giây	m²/s

b) Hệ SI

Loại đơn vị	Đại lượng		Đơn vị
Loại đơn vị	Tên gọi	Thứ nguyên	Tên gọi	Ký hiệu
*Cơ bản*	Chiều dài Khối lượng Thời gian	L M T	Mét Kilôgam Giây	m Kg s
*Dẫn xuất*	Mật độ	L³M	Kilôgạm trên mét khối	Kg/m³
	Lực	LMT^-2	Niu tơn	N
	Ứng suất (áp suất)	L^-1MT²	Paxcan	Pa
	Mô men lực	L²MT²	Niutơn- mét	Nm
	Nhớt động lực	L^-1MT^-1	Paxcan- giây	Pa.s
	Nhớt động học	L²T^-1	Mét vuông trên giây	m²/s

I.2.2. Quan hệ giữa đơn vị của hệ thống MKGS với hệ SI và các đơn vị của hệ thống khác

a) Đơn vị chiều dài

Đơn vị chiều dài	Km	M	cm	insơ (inch)	fut (foot)	Hải lý Anh	Hải lý biển
1km	1	10³	10⁵	3,94.10⁴	3,28.10³	0,655	0,54
1m	10^-3	1	10²	39,4	3,28	6,55.10^-4	5,4.10^-4
1cm	10^-5	10^-2	1	0,394	32,8	6,55.10^-6	5,4.10^-6
1insơ (inch)	2,54.10^-5	2,54.10^-2	2,54	1	8,33.10^-2	1,655.10^-5	1,37.10^-5
1fut (foot)	3,05.10^-4	0,305	30,5	12	1	0,2.10^-3	0,165.10^-3
1 hải lý Anh	1,525	1525	152,5.10³	60.10^-3	5000	1	0,825
1 hải lý biển	1,8532	1853,2	185,32.10³	72,9.10³	6080	1,23	1

b) Đơn vị góc phẳng

Đơn vị góc	Rad	Độ	Phút	Giây
1Rad	1	57,3	3,44.10³	2,06.10⁵
1⁰	1,75.10^-2	1	60	3,6.10³
1’	2,91.10^-4	1,67.10^-2	1	60
1’’	4,85.10^-6	2,87.10^-4	1,67.10^-2	1

c) Đơn vị lực

Đơn vị lực	N	Dyn	kG
1n	1	10⁵	0,10²
1dyn	10^-5	1	1,02.10^-6
1kG	9,81	9,81.10⁵	1

d) Đơn vị áp lực

Đơn vị áp lực	Pa	dyn/cm²	kg/cm²	atm (tuyệt đối)
1Pa (N/m²)	1	10	1,02.10^-5	9,87. 10^-6
1dyn/cm²	0,1	1	1,02.10^-6	9,87. 10^-7
1kG/cm²(atm)	9,81.10⁴	9,81.10⁵	1	0,968
1atm(tuyệt đối)	1,01.10⁵	1,01.10⁶	1,03	1

e) Đơn vị khối lượng

Đơn vị khối lượng	kg	g	kg.s²/m	T
1kg	1	10³	0,102	10³
1g	10³	1	1,02.10⁴	10⁶
1kg.s²/m	9,81	9,81.10³	1	9,81.10³
1T	10³	10⁶	10²	1

f) Trọng lượng của một m³ các vật chất (ở điều kiện tiêu chuẩn)

Vật chất

T (lực)

Nước ngọt

Nước biển

Đá hộc

Bê tông

9,18

9,40

24,32

22,03

1,025

2,65 (*)

2,40

Ghi chú: (*) Cần xác định cụ thể tại công trình.

PHỤ LỤC H

CÁC TIÊU CHUẨN TRÍCH DẪN (CHỦ YẾU) CÓ LIÊN QUAN

1 - Vữa Thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử: 14 TCN80- 2001;

2 - Bê tông thuỷ công và vật liệu làm bê tông thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử: Từ 14 TCN 63 - 2002 đến 14 TCN 73 - 2002;

3 - Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén: QPTL 11.77;

4 - Tải trọng tác động lên công trình: TCVN 2737-78;

5 - Nền công trình thuỷ lợi - Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 4253-86;

6 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 4416-85;

7 - Quy phạm thiết kế tầng lọc ngược công trình thuỷ công: QPTC.C5.75 (14TCN 11-85);

8 - Tiêu chuẩn thiết kế tường chắn các công trình thuỷ công: TCXD.57.73;

9 - Hướng dẫn thiết kế tường chắn công trình thuỷ lợi: HDTC.C.4-76 (14TCN 35-85);

10 - Chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thuỷ lợi (Quyết định 1871 NN-KHCN /QĐ ngày 4/11/1996;

11 - Công trình thuỷ lợi - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu: 14TCN 59 - 2002;

12 - Công trình thuỷ lợi - Xây lát đá - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu: 14 TCN 12 - 2002;

13 - Công trình thuỷ lợi - Xây lát gạch - Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu: 14TCN 120 - 2002;

14 - Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý: từ 14TCN 91 - 1996 đến 14TCN 99 - 1996.

____________________________________________

MỤC LỤC

1. QUY ĐỊNH CHUNG

1.1.Phạm vi ứng dụng............................................................................................................. 7

1.2.Các căn cứ thiết kế .......................................................................................................... 7

1.3.Các ký hiệu chính sử dụng............................................................................................... 8

1.4.Thứ nguyên và đơn vị ....................................................................................................... 9

2. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ ĐÊ BIỂN.

2.1.Trị số gia tăng độ cao an toàn.......................................................................................... 11

2.2.Hệ số an toàn ổn định chống trượt của công trình bằng đất ......................................... 11

2.3.Hệ số an toàn ổn định chống trượt của công trình thành đứng..................................... 11

2.4. Hệ số an toàn ổn định chống lật .................................................................................... 12

3.TUYẾN ĐÊ BIỂN

3.1. Yêu cầu chung.................................................................................................................. 13

3.2.Tuyến đê quai lấn biển..................................................................................................... 13

3.3.Tuyến đê vùng bãi biển xói (biển lấn)............................................................................. 14

3.4.Tuyến đê vùng cửa sông................................................................................................... 14

4 - THIẾT KẾ MẶT CẮT VÀ KẾT CẤU ĐÊ BIỂN

4.1.Chỉ dẫn chung................................................................................................................... 15

4.2.Cao trình đỉnh đê.............................................................................................................. 15

4.3.Thiết kế mặt cắt ngang và kết cấu đê biển...................................................................... 16

4.4.Tính toán ổn định công trình đê biển.............................................................................. 20

5 - CÔNG TRÌNH GIA CỐ MÁI ĐÊ BIỂN

5.1.Dạng kết cấu và thành phần công trình............................................................................ 22

5.2.Thiết kế lớp phủ mái ........................................................................................................ 25

5.3.Thiết kế tầng đệm, lọc ngược.......................................................................................... 30

5.4.Thiết kế chân khay............................................................................................................ 30

5.5.Tính toán ổn định công trình gia cố mái đê.................................................................... 33

6 -THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGĂN CÁT-CẢN SÓNG

GIỮ BÃI

6.1.Chỉ dẫn chung................................................................................................................... 36

6.2.Thiết kế rừng ngập mặn chống sóng................................................................................ 38

6.3.Bố trí và các loại kết cấu công trình ngăn cát - cản sóng.............................................. 39

6.4.Thiết kế công trình dạng thành đứng............................................................................... 46

6.5.Thiết kế công trình dạng mái nghiêng............................................................................. 53

7- CÁC YÊU CẦU TRONG THI CÔNG ĐÊ BIỂN

VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN

7.1.Yêu cầu về thi công và kiểm tra chất lượng đắp đê ....................................................... 63

7.2.Yêu cầu về thi công và kiểm tra chất lượng kè bảo vệ mái đê....................................... 66

7.3.Quy trình kỹ thuật thi công và giám sát chất lượng lớp lọc sỏi và cát.......................... 67

7.4.Quy trình kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng vải lọc............................................ 68

7.5.Quy trình kỹ thuật và kiểm tra chất lượng trồng cỏ mái đê hạ lưu................................ 68

7.6.Quy trình kỹ thuật trồng cây ngập mặn .......................................................................... 68

7.7.Yêu cầu kỹ thuật của thi công công trình mái nghiêng.................................................. 70

8- CÁC QUY ĐỊNH VỀ QUẢN LÝ, DUY TU, BẢO DƯỠNG ĐÊ BIỂN

8.1. Các quy định chung......................................................................................................... 74

8.2. Bảo dưỡng và sửa chữa công trình ................................................................................ 74

PHỤ LỤC A. TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC BIỂN THIẾT KẾ

A - 1. Tính toán mực nước biển thiết kế ........................................................................... 76

A -2. Tính toán mực nước biển thiết kế khi trong số liệu điều tra có mực nước đặc biệt lớn ------------------------------------------------------------------------------------------------- 77

A -3. Tính toán mực nước cao thiết kế trong trường hợp tài liệu không đầy đủ--------- 78

A -4. Mực nước triều cực trị tại một số trạm tiêu biểu của Việt Nam----------------------80

PHỤ LỤC B. TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ SÓNG DO GIÓ (THEO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT – 06 – 10 NĂM CỦA VIỆN CƠ HỌC VN)

B-1. Chỉ dẫn chung-------------------------------------------------------------------------------83

B-2. Các phương pháp tính toán các yếu tố sóng do gió-------------------------------------89

PHỤ LỤC C. PHÂN BỐ NƯỚC DÂNG DO BÃO DỌC BỜ BIỂN VIỆT NAM

C-1. Các vùng ảnh hưởng bão-------------------------------------------------------------------97

C-2. Trị số nước dâng----------------------------------------------------------------------------97

PHỤ LỤC D. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO SÓNG LEO

D-1. Trường hợp mái nghiêng chỉ có một độ dốc-------------------------------------------100

D-2. Trường hợp mái dốc phức hợp có thềm giảm sóng (TGS)---------------------------101

D-3. Trường hợp hướng sóng đến xiên góc với tuyến tim đê.-----------------------------102

PHỤ LỤC E. TÍNH TOÁN ÁP LỰC SÓNG

E-1. Phân bố áp lực sóng trên mái nghiêng-------------------------------------------------103

E-2. Tải trọng sóng lên các loại công trình bảo vệ đê biển-------------------------------105

PHỤ LỤC G. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐÊ MÁI NGHIÊNG

G-1. Tính toán trượt cung tròn theo phương pháp Thuỵ Điển-----------------------------111

G-2. Tính toán ổn định cho tường đỉnh------------------------------------------------------112

PHỤ LỤC H. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH DẠNG THÀNH ĐỨNG CÓ KẾT CẤU TRỌNG LỰC

H-1. Ổn định chống lật-------------------------------------------------------------------------114

H-2. Ổn định chống trượt----------------------------------------------------------------------115

H-3. Sức chịu tải của khối bệ công trình-----------------------------------------------------117

H-4. Sức chịu tải của đất nền------------------------------------------------------------------117

H-5. Tính toán lún------------------------------------------------------------------------------118

H-6. Trọng lượng ổn định của viên đá bệ công trình---------------------------------------118

PHỤ LỤC I

Các tiêu chuẩn trích dẫn (chủ yếu) có liên quan--------------------------------------------120

Văn bản liên quan hiệu lực

Văn bản liên quan nội dung

Văn bản liên quan cùng nội dung

HIỆU LỰC VĂN BẢN

Quyết định 72/2002/QĐ-BNN về tiêu chuẩn ngành: 14TCN 130-2002: Hướng dẫn thiết kế đê biển do Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành

Số hiệu: 72/2002/QĐ-BNN
Loại văn bản: Quyết định
Ngày ban hành: 13/08/2002
Nơi ban hành: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Người ký: Nguyễn Đình Thịnh
Ngày công báo:
Số công báo: Đang cập nhật
Ngày hiệu lực: 28/08/2002
Tình trạng hiệu lực: Còn hiệu lực

Tải văn bản

Chính sách bảo mật Thỏa ước sử dụng Hướng dẫn sử dụng

Cơ quan chủ quản: Công ty cổ phần tư vấn đầu tư và ứng dụng công nghệ 4.0.
Chịu trách nhiệm chính: Bà Phạm Hoài Thương.
Giấy chứng nhận ĐKDN số: 0108234370, do Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội cấp ngày 18/04/2018.
Địa chỉ: Dương Hà, Gia Lâm, Hà Nội - VPGD: C2 Vincom, 119 Trần Duy Hưng, Trung Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội.
Điện thoại: 024.6294.9155 - Hotline: 0984.988.691 - Email: info@hethongphapluat.com

Youtube Facebook Twitter

Click để cài đặt website trên màn hình máy tính

Nhóm

14 TCN 130 - 2002

(Theo kết quả đề tài KHCN – 06 – 10 của Viện Cơ học Việt Nam)

Tính:

PHÂN BỐ NƯỚC DÂNG DO BÃO DỌC BỜ BIỂN VIỆT NAM

Bảng C-1. Tần số hoạt động của bão phân theo vĩ độ

Cộng

- Nước dâng lớn nhất đã xảy ra và có thể xảy ra: xem hình C-1.

Hình G.1. Sơ đồ tính toán theo phương pháp trượt cung tròn

Thời kỳ thi công

Cắt 3 trục

Cắt 3 trục

Cắt 3 trục

Trong đó:

Trong đó:

Hệ số

Hình H-2. Sơ đồ tính trượt bệ đá

Hình H-3. Biểu đồ xác định trọng lượng ổn định của viên đá bệ công trình

Bảng H-3. Trọng lượng viên đá ổn định gia cố đáy trước công trình

Ký hiệu

Mô men lực

Nhớt động lực

Nhớt động học

Quyết định 72/2002/QĐ-BNN về tiêu chuẩn ngành: 14TCN 130-2002: Hướng dẫn thiết kế đê biển do Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành

TRA CỨU THUẬT NGỮ PHÁP LÝ