zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo tổng kết chuyên đề nghiên cứu khoa học: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng

Chia sẻ: Nhieu DV | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Báo xấu

55
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chuyên đề nghiên cứu khoa học trình bày các giải pháp bảo vệ mái đê biển bao gồm: giới thiệu các giải pháp chống sóng; rừng ngập mặn; các giải pháp công trình ngăn sát giảm sóng; gia cố bảo vệ mái đê biển truyền thống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tổng kết chuyên đề nghiên cứu khoa học: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN BẰNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG THUỘC ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM” Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Nguyễn Quốc Dũng Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam 7579-17 22/12/2009 nhieu.dcct@gmail.com Hà Nội 2009
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN 7.1. GIỚI THIỆU CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG SÓNG 7.2. RỪNG NGẬP MẶN 7.3. CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH NGĂN CÁT GIẢM SÓNG 7.4. CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN TRUYỀN THỐNG Mái dốc thượng lưu đê biển chịu tác động trực tiếp của dòng chảy, của thủy triều, sóng, … Để giữ cho mái dốc đất không bị biến dạng, ở phía ngoài cùng của đê được cấu tạo bằng bộ phận có tác dụng bảo vệ mái dốc không bị xói lở. Bộ phận này được gọi là kè bảo vệ mái dốc. Vật liệu sử dụng trong các kết cấu kè bảo vệ mái dốc rất đa dạng. Từ các vật liệu truyền thống như cát, gạch, đá, bê tông,… đến các vật liệu chế tạo mới như bê tông asphalt, vải địa kỹ thuật hay thảm cỏ không gian nhân tạo sử dụng các vật liệu dẻo,... Đặc biệt, phương pháp trồng cỏ bảo vệ mái là một hình thức khá mới, có nhiều ưu điểm đang được áp dụng rất hiệu quả hiện nay. 7.4.1. GIA CỐ BẢO VỆ MÁI BẰNG CÁC LOẠI VẬT LIỆU XÂY DỰNG 7.4.1.1. Giới thiệu các dạng kết cấu bảo vệ mái đê và điều kiện áp dụng a. Thành phần kết cấu phủ mái bảo vệ đê biển Theo hình thức kết cấu và vật liệu sử dụng, kè bảo vệ mái dốc có nhiều loại khác nhau. Mỗi loại đều có 3 phần chính là chân kè, thân kè và đỉnh kè. Chân kè làm nhiệm vụ bảo vệ chống xói ở chân mái dốc; Thân kè là phần bảo vệ mái dốc từ chân đến đỉnh; Đỉnh kè là phần bảo vệ đỉnh mái dốc. Từng phần theo từng điều kiện cụ thể có cấu tạo chi tiết để đảm bảo điều nhieu.dcct@gmail.com kiện ổn định trong quá trình chịu tác động của các tải trọng từ phía sông, phía biển và từ phía đất thân đê hoặc bờ. Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 1
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam b. Một số kết cấu thường dùng và điều kiện áp dụng Dạng kết cấu gia cố mái, tùy khả năng kinh tế và kỹ thuật, có thể lựa chọn căn cứ vào bảng 7.1. Bảng 7.1. Dạng kết cấu bảo vệ mái và điều kiện sử dụng TT Kết cấu gia cố mái Điều kiện áp dụng - Chiều cao sóng Hs
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam - Mái đê phía biển: Căn cứ điều kiện chịu lực, sử dụng, vật liệu xây dựng, thuận tiện cho thi công và duy tu bảo dưỡng, cần thông qua luận chứng kinh tế - kỹ thuật để xác định hình thức gia cố. Hình 7.10 là một số dạng kết cấu kè gia cố mái đê thường dùng hiện nay. - Kè bằng đá hộc lát khan (hình 7.10a); - Kè bằng bê tông đúc sẵn. Chân kè bằng cọc, kết hợp với lăng trụ đá. Tường đỉnh kè bằng bê tông cốt thép (hình 7.10b); - Kè kết hợp hai loại vật liệu. Chân kè là đá hộc trong ống bê tông, tường đỉnh kè bằng đá xây (hình 7.10c). §¸ l¸t khan a) §¸ d¨m V¶i läc PhÝa biÓn Trång cá b) T−êng ch¾n sãng TÊm l¸t bª t«ng §¸ d¨m V¶i läc PhÝa biÓn Trång cá §¸ héc hé ch©n B¶n bª t«ng Cäc c) T−êng ch¾n sãng §¸ l¸t khan TÊm l¸t bª t«ng §¸ d¨m §¸ d¨m V¶i läc V¶i läc Trång cá PhÝa biÓn èng buy §¸ l¸t khan Hình 7.10. Một số dạng kết cấu kè gia cố mái Ngoài các dạng kết cấu trên, trên thế giới hiện nay còn sử dụng một số kết cấu bảo vệ mái như thảm bê tông nhựa đường, thảm cỏ 3D nhân tạo, … Kè gia cố mái là một bộ phận quan trọng để duy trì ổn định cho bờ, chiếm một phần kinh phí đáng kể trong các dự án đê điều và bảo vệ bờ. Mặt khác, sự làm nhieu.dcct@gmail.com việc của loại kết cấu này tương đối phức tạp, còn nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu làm rõ. Hiện nay ở nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới có nhiều công Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 3
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam trình nghiên cải tiến các hình thức kết cấu nhằm hoàn thiện phương pháp tính toán đảm bảo an toàn, tăng hiệu quả kinh tế cho kè bảo vệ mái dốc nói riêng và cho đê và bờ nói chung. c. Yêu cầu vật liệu, cấu kiện của lớp phủ bảo vệ mái đê biển Kết cấu kè bảo vệ mái đê biển phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Yêu cầu chung + Chống xâm thực bởi nước mặn + Ổn định trên lớp đất bề mặt của mái đốc. Chống va đập dưới tác dụng của sóng, gió, dòng chảy. + Bền vững lâu dài của kết cấu và của vật liệu. + Linh hoạt, dễ biến dạng theo đất của mái dốc và nền. Dễ dàng thích ứng với sự biến hình của bờ, bãi biển. + Có khả năng phát hiện sự cố, dễ khắc phục khi có hư hỏng cục bộ. + Chế tạo, thi công đơn giản + An toàn, đảm bảo mỹ quan + Dễ quan sát, kiểm tra cho người quản lý + Nên tận dụng tối đa vật liệu địa phương - Yêu cầu đối với đá hộc Ngoài đảm bảo kích thước hình học, trọng lượng tính toán qui định, đối với vật liệu đá cần thỏa mãn các yêu cầu sau: + Đối với đá phủ ngoài mặt dốc, cường độ đá không thấp hơn 50 Mpa; + Đối với lớp đá đệm, cường độ cần đạt trên 30 Mpa; + Không sử dụng đá phiến thạch, đá phong hóa và đá có khe nứt; + Đá hộc dùng để xây cũng cần có cường độ ≥ 50 MPa. Mác vữa xây phải ≥ 5 Mpa. - Yêu cầu đối với bê tông nhieu.dcct@gmail.com + Cấu kiện bê tông phải có mác ≥ 20 Mpa; + Cấu kiện bê tông cốt thép, mác bê tông phải ≥ 30 Mpa. Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 4
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam 7.4.1.2. Thiết kế lớp phủ bảo vệ mái Thiết kế lớp phủ bảo vệ mái bao gồm các nội dung: + Tính toán trọng lượng khối rời gia cố mái; + Tính toán chiều dày tấm bê tông lát mái; + Tính toán chiều dày đá lát gia cố mái. A. Trọng lượng vật liệu, cấu kiện phủ mái (khối phủ mái) A.1. Công thức Hudson Dựa trên cơ sở các kết quả thí nghiệm mô hình, nhà khoa học người Mỹ Hudson đã đưa ra công thức mang tên ông – công thức Hudson dùng để tính trọng lượng ổn định của một khối bảo vệ độc lập chịu tác dụng của sóng, gió như sau: γ B .H SD 3 G= 3 (7-49) ⎛γ −γ ⎞ K D ⎜⎜ B ⎟⎟ cot gα ⎝ γ ⎠ Trong đó: G- trọng lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng (T); γB- trọng lượng riêng trong không khí của vật liệu khối phủ (T/m3); γ- trọng lượng riêng của nước biển, γ = 1,03 (T/m3); α- góc nghiêng của mái đê so với mặt phẳng nằm ngang (độ); m = cotgα (công thức sử dụng cho mái dốc 1 < m < 4); HSD- chiều cao sóng thiết kế tại vị trí kết cấu; 14 TCN đề nghị lấy HSD = HS1/3 = HS13% (m); Theo TS Nguyễn Hữu Đẩu đề nghị lấy HSD = HS 1/10 (trung bình của 1/10 chiều cao sóng cao nhất); KD- hệ số ổn định, phụ thuộc vào cấu tạo lớp bảo vệ, hình dạng khối bảo vệ, độ nhám bề mặt và hệ số cho phép mất ổn định (n%), lấy theo bảng 7.2: nhieu.dcct@gmail.com Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 5
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Bảng 7.2. Bảng hệ số ổn định KD Khối bảo vệ Cấu tạo n% KD Ghi chú Khối Hohlquader Đặt 1 lớp 0 14 Đá xẻ Xếp đứng 1 lớp 0÷1 5,5 Tetrapod Xếp 2 lớp 0÷1 8,6 Dolos Xếp 2 lớp 0 18 Hs ≥ 7,5 m 1 24 Hs < 7,5 m Đá hộc Đổ 2 lớp 1÷2 4,0 Khối hộp Đổ 2 lớp 1÷2 5,0 Khối xoắn Đổ 1 lớp 0 18 ÷ 24 Hệ số KD phù hợp với mức độ hư hỏng 5%. Hệ số cho phép mất ổn định n% biểu thị tỷ lệ phần trăm cho phép cá thể khối phủ bị sóng đánh gây ra dịch chuyển hoặc lăn rơi trong phạm vi một chiều cao sóng trên dưới mực nước tĩnh. Công thức Hudson được sử dụng để tính toán trọng lượng viên đá đã qua chọn lựa, trọng lượng của chúng đều như nhau. Ngoài ra, công thức này thích hợp cho trường hợp đỉnh đê không có sóng tràn. Đối với công trình mái nghiêng ở vùng độ sâu sóng vỡ, trọng lượng viên đá cần tăng lên so với trị số tính toán từ 10 ÷ 25%. Khi tiến hành gia cố mái bằng đá hộc không chọn lựa thì trọng lượng viên đá được tính theo công thức sau: γ B .H SD 3 G50 = 3 (7-26) ⎛γ −γ ⎞ K DD ⎜⎜ B ⎟⎟ ctgα ⎝ γ ⎠ Trong đó, G50 – Trọng lượng viên đá (T), mà tỷ lệ trọng lượng của các viên đá bằng hoặc nhỏ hơn trọng lượng đó chiếm 50% tổng trọng lượng (G50 = γb.D350 ); nhieu.dcct@gmail.com KDD – Hệ số ổn định của đá không chọn lựa: Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 6
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Khi sóng không vỡ lấy KDD = 2,5; khi sóng vỡ lấy KDD = 2,2; HSD – Sóng tính toán, lấy HSD = Hsl 3%. Đối với đá hộc không qua tuyển chọn thì chiều cao sóng chỉ giới hạn trong 1,5m. Trọng lượng cực đại Gmax (T) và cực tiểu Gmin (T) của viên đá trong cấp phối đá lát mái là: Gmax = 3,6 G50 (7-26) Gmin = 0,22 G50 (7-26) *Vấn đề lưu ý khi sử dụng công thức Hudson tính toán trọng lượng đá lớp phủ - Công thức Hudson dùng cho tính toán ổn định lớp phủ phía biển trong điều kiện đỉnh của kết cấu đủ cao để ngăn sóng tràn lớn. Hay nói cách khác, công thức Hudson phù hợp tính toán cho trường hợp đê không cho phép nước tràn qua. Không nên sử dụng công thức này cho đê chắn sóng đỉnh thấp. - Đối với điều kiện sóng không vỡ, H1/10 tại vị trí kết cấu nên được dùng để tính toán. Với các điều kiện sóng vỡ H1/10 vỡ trước khi tới đê chắn sóng, chiều cao sóng sử dụng cho thiết kế sơ bộ nên chọn là Hb – chiều cao sóng vỡ. - Lớp phủ cho mái dốc lớn hơn 1:1,5 kiến nghị không áp dụng cho đá phủ và công thức Hudson không còn tin cậy vì đã đạt đến góc nghỉ tự nhiên. Ngoài ra công thức này nói chung không áp dụng được cho các mái dốc thoải hơn 1:3. - Trọng lượng riêng viên đá nên nằm trong khoảng 1,9T/m3 ≤ γB ≤ 2,9 T/m3; - Ưu điểm của công thức Hudson là đơn giản, sử dụng thuận tiện, cho đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi. - Hạn chế lớn nhất của công thức Hudson là chưa phản ánh ảnh hưởng của chu kỳ sóng Ts đối với trọng lượng viên đá gia cố; kiểu sóng vỡ; quá trình bão (như số lượng sóng tới); mức độ hư hỏng cho phép (công thức đã giả thiết không có hư hỏng nào). Công thức cũng chưa đề cập đến tính thấm của công trình. Từ công thức Hudson, ta đặt NS = nhieu.dcct@gmail.com , và ở trạng thái giới hạn ta có: Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 7
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam γ 1B/ 3 . H SD NS = (7-26) γ −γ G1/ 3 . B γ Ns - Được gọi là hệ số phá hoại “Zêrô”; HSD = 0 - Chiều cao sóng giới hạn để khối gia cố mất ổn định. Theo công thức Hudson, khi dung trọng khối phủ, hình dạng và dạng gia cố mái, độ dốc mái đã xác định, trọng lượng ổn định của khối gia cố tỷ lệ thuận với lũy thừa 3 của chiều cao sóng. Do đó, với trọng lượng khối gia cố nhất định, chiều cao sóng giới hạn gây mất ổn định có giá trị nhất định, dẫn đến NS trong công thức (7- 26) cũng chỉ có một trị số xác định. Nhưng các kết quả nghiên cứu thí nghiệm đều chứng tỏ rằng trong điều kiện các yếu tố nói trên không đổi, chỉ thay đổi chu kỳ sóng, sẽ thu được các giá trị NS khác nhau. Các chu kỳ sóng khác nhau tổ hợp với một độ dốc mái sẽ có được các trị số Iribareen khác nhau. Đường cong quan hệ giữa NS và Ir là một đường cong lõm xuống có giá trị cực tiểu. Trị số cực tiểu của NS xuất hiện ở Ir = 2 ÷ 3. Như vậy, mặc dù trọng lượng viên đá không đổi, các yếu tố độ dốc, dung trọng vật liệu và hình dạng khối gia cố đều không đổi, nhưng sự thay đổi về chu kỳ sóng sẽ làm cho HSD= 0 xuất hiện giá trị bất lợi nhất. Công thức Hudson do không phản ánh được yếu tố chu kỳ sóng, chiều cao sóng giới hạn mất ổn định của trọng lượng tính toán khối gia cố chỉ có một giá trị. Trên thực tế, khi một chu kỳ sóng nào đó xuất hiện, có thể chiều cao sóng nhỏ hơn vẫn có thể làm cho khối gia cố mất ổn định. Các công thức của Iribarren và Van de Meer (Hà Lan) sau đây đã bổ sung các vấn đề nêu trên. A.2. Công thức Van de meer (1988) - Đối với sóng có Ir < 2,5 ÷ 3,0 0, 2 Hs ⎛ Sd ⎞ 3 = 6,2.P 0 ,18 ⎜ ⎟ I r−0,5 (7.23) ⎛γb −γ nhieu.dcct@gmail.com ⎞ ⎝ N⎠ ⎜⎜ ⎟⎟ D50 ⎝ γ ⎠ Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 8
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam - Đối với sóng có Ir > 3,0: 0, 2 Hs − 0 ,13 ⎛ Sd ⎞ 3 = 1,0.P ⎜ ⎟ × m × I rP (7.24) ⎛γb −γ ⎞ ⎝ N⎠ ⎜⎜ ⎟⎟ D50 ⎝ γ ⎠ Trong đó, HS - Chiều cao sóng có ý nghĩa (m); D50 - Đường kính đá (đường kính danh nghĩa), D50 = (7.26) γb - Trọng lượng riêng vật liệu khối gia cố; 2π N - số sóng, N = Ls ; S - Hệ số tổn thất (hay mức độ hư hỏng); P - Thông số xét đến tính thấm nước của lõi thân đê, P = 0,1 ÷ 0,2 : Lớp gia cố trên tầng lọc, lõi đất; P = 0,4 : Đá đổ có lõi đá nhỏ hơn; P = 0,6 : Đá đổ đồng đều. tgα g 2 Ir: Hệ số Iribarren; Ir = , với Ls = .Ts (m). Hs 2π Ls * Lưu ý khi sử dụng công thức Van der Meer - Mức độ hư hỏng S được định nghĩa bằng diện tích xói (quanh mực nước cân bằng) chia cho bình phương đường kính đá: S = Ae/D2n50 (xem hình 7.15). S = 2÷3 được xem là ngưỡng hư hỏng (tương ứng mức độ hư hỏng 5% trong công thức Hudson). S = 5 ÷ 8 là mức hư hỏng trung bình. S = 8 ÷ 12 là khi đá ở lớp bảo vệ bị nhieu.dcct@gmail.com Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 9
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam cuốn đi hoàn toàn tại một điểm nào đó và lớp lọc bị lộ ra, sự hư hỏng có thể định nghĩa như là sự phá hoại kết cấu. Hình 7-15. Đường kính đá (hàm của độ hư hỏng) Giới hạn mức độ hư hỏng S phụ thuộc chủ yếu vào hệ số mái dốc. Đối với lớp phủ kép, giá trị S xác định trong bảng 7.10. Bảng 7.10. Mức độ hư hỏng S đối với lớp phủ kép. Hệ số Ngưỡng hư Hư hỏng Ngưỡng phá mái dốc hỏng trung gian hoại 1 : 1,5 2 3÷5 8 1 : 2,0 2 4÷6 8 1 : 3,0 2 6÷9 12 1 : 4,0 3 8 ÷ 12 17 1 : 6,0 3 8 ÷ 12 17 Ưu điểm của công thức trên là dùng diện tích xói (có thể đo khách quan bằng hồi âm) để tính toán. - Theo Powell, khó khăn chính khi sử dụng các công thức Van der Meer là đánh giá hệ số thấm lõi P. Hệ số thấm lõi P có ảnh hưởng đến ổn định của lớp áo bảo vệ. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc kích thước lớp lọc và kích thước lõi. Hệ số thấm lõi càng lớn, nước càng thấm mạnh vào bên trong kết cấu trong thời kỳ sóng leo, đồng thời giảm lực tác dụng (trên một đơn vị diện tích) lên lớp bảo vệ cả trong thời kỳ sóng leo và sóng đổ. Lớp bảo vệ sẽ ổn định hơn với lớp lọc có hệ số thấm lớn (theo Van der Meer). nhieu.dcct@gmail.com Các giá trị của P được gợi ý thay đổi từ 0,1 cho lõi tương đối không thấm đến 0,6 cho kết cấu đá gần như đồng nhất. Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 10
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam - Trị số lớn nhất của số sóng N sử dụng trong công thức (7.23) và (7.24) nên chọn là 7500. Với N > 7500, kết cấu ít nhiều đạt đến sự cân bằng, sự phá hoại gần như không đổi so với trường hợp N = 7500. - Độ dốc sóng ( Hs/Ls) nên chọn trong khoảng 0,005
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Khối lập phương 2.84 0.430 2.84 0.918 2.80 Cục Tetrapods 3.47 0.656 3.47 1.743 1.77 B. Chiều dày lớp phủ mái - Lớp phủ mái bằng đá hộc lát khan hoặc xây vữa 10) Khi mái đê có hệ số mái 1,5 ≤ m ≤ 5 được phủ bằng lớp đá hộc lát khan hoặc đá hộc xây vữa nhưng vẫn có lỗ thoát nước thì độ dày ổn định dưới tác dụng của sóng (theo 14 TCN 130 -2002) được tính theo công thức sau: γ Hs L δd = 0,266. . .3 s (7-5) γ d −γ m Hs Trong đó: δd - chiều dày lớp đá hộc lát khan (một lớp đá) trên mái đê (m); γd, γ- trọng lượng riêng của đá và nước (T/m3); m- hệ số mái dốc; Ls- chiều dài sóng (m); Hs- chiều cao sóng (m); + Khi h/Ls ≥ 0,125 lấy Hs = Hs4%; + Khi h/Ls < 0,125 lấy Hs = Hs1/3 = Hs13%. 20) Dưới tác dụng của sóng, chiều dày δ (m) của lớp đá hộc lát khan hoặc đá hộc xây vữa nhưng có bố trí lỗ thoát nước, được tính toán như sau: m2 + 1 δ = 1,3∆ γ H s (K mh + Kb ) (7-6) m Trong đó, h Kmh - Hệ số có liên quan đến hệ số mái dốc đê m và trị số , với h là chiều nhieu.dcct@gmail.com Hs sâu nước, xác định Kmh theo bảng 7.3; Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 12
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Kb - Hệ số độ dốc sóng, xác định theo bảng 7.4; γ ∆γ = γb − γ γb - Trọng lượng riêng của vật liệu (KN/m3); γ - Trọng lượng riêng của nước (KN/m3). Bảng 7.3: Hệ số Kmh m h 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 Hs 1.5 0.426 0.261 0.13 0.08 0.054 2.0 0.354 0.198 0.087 0.043 0.031 2.5 0.332 0.18 0.076 0.041 0.026 3.0 0.322 0.171 0.07 0.037 0.023 3.5 0.314 0.166 0.067 0.035 0.021 4.0 0.310 0.162 0.0065 0.034 0.020 Bảng 7.4: Hệ số Kb Ls/Hs 10 15 20 25 30 Kb 0.081 0.122 0.162 0.202 0.243 Chú ý: - Cần dựng đứng các viên đá khi xếp khan. - Tính toán theo cả hai công thức 7-5 và 7-6 và lấy kết quả lớn hơn để thiết kế. - Lớp phủ mái bằng tấm bê tông Khi thiết kế gia cố mái đê biển bằng tấm bê tông hoặc tấm BTCT, trước hết cần căn cứ vào lực đẩy nổi dưới tác dụng của sóng để xác định chiều dày của bản, nhieu.dcct@gmail.com Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 13
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam sau đó dựa trên tính toán áp lực sóng của các trường hợp bất lợi để xác định nội lực và bố trí cốt thép theo phương pháp bản trên nền đàn hồi. + Theo qui phạm Liên Xô cũ đề nghị dùng công thức sau để tính toán chiều dày tấm dưới tác dụng của lực đẩy nổi: Ls γ 1+ m2 t = 0,07CH s 3 (7-5) S γb −γ m Trong đó, t - Chiều dày của tấm bê tông; C - Hệ số, C = 1.0 đối với tấm lớn nguyên khối, C = 1.1 đối với tấm bê tông lắp ghép; S - Chiều dài (m) cạnh của tấm theo phương vuông góc với đường mép nước (tức theo phương mái dốc); γ - Trọng lượng riêng của nước (kN/m3); γb - Trọng lượng riêng của tấm bê tông (kN/m3); m = c.tgα: Hệ số mái dốc; LS - Chiều dài sóng (m); HS - Chiều cao sóng, tính theo sóng Hs1% (m). + Tính theo công thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286-98) γ Ls δB = η.Hs. . (7-6) γ B − γ lt .m Trong đó: δB - chiều dày tấm bản bê tông (m); η- hệ số: η = 0,0075 đối với bản lát khan; η = 0,10 đối với bản phần trên lát khan, phần dưới chít mạch; s H - chiều cao sóng tính toán (m), lấy Hs1%; nhieu.dcct@gmail.com Ls- chiều dài sóng (m); Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 14
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam lt - chiều dài cạnh tấm bê tông theo phương vuông góc với đường mép nước (m); m - hệ số mái dốc; γB, γ - trọng lượng riêng của bê tông và của nước (T/m3). + Tính theo công thức Pilarczyk, K.W Hs γ 2 δB = . .I r 3 (7-8) ϕ γ B −γ Trong đó, Hs - chiều cao sóng có ý nghĩa, lấy Hs1/3 (m); Ir - hệ số Iribarren, xác định theo công thức Van der Meer, Ir < 3. ϕ - hệ số phụ thuốc hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, theo bảng 7.3 Bảng 7.3. Hệ số ϕ theo cấu kiện và cách lắp đặt Loại cấu kiện và cách lắp đặt ϕ Tấm lát đặt nằm 4 ÷ 4,5 Tấm lát đặt trên lớp Geotextile và nền đất sét tốt 5 Tấm lát tự chèn 6 Tấm lát tự chèn đặt trên lớp đệm tốt 8 Tính toán độ dày theo công thức (7-6) và (7-8), chọn kết quả lớn hơn để thiết kế. + Đối với tấm bản lắp ghép ở lân cận đường mép nước chịu áp lực đẩy nổi lớn nhất, đề nghị xét them ảnh hưởng của dòng chảy hàm khí. Chiều dày tấm bản bê tông lắp ghép được tính như sau: nhieu.dcct@gmail.com H s2 4 ( S / H s ) 3 γ t = 0,66 × (7-9) S cos α γ b − 0,3ωα Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 15
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Trong đó, – chiều cao sóng trung bình (m); HS – Chiều cao sóng, tính theo HS 1% (m); ω – Hệ số no của tải trọng, xác định theo bảng 7.6; α – Góc nghiêng mái đê; S – Chiều dài cạnh của tấm theo phương vuông góc với đường mép nước (m) γb, γ- trọng lượng riêng của bê tông và của nước (T/m3). Bảng 7.6. Hệ số ω theo tỉ số S /Hs S/Hs ≤ 1.0 1.2 ÷ 1.5 2.2 ÷ 2.8 2.5 ÷ 4.3 ≥5÷6 ω 1.0 0.8 0.7 0.6 0.5 C. Các loại cấu kiện lát mái bằng bê tông đúc sẵn Các loại cấu kiện lát mái thường dùng được thống kê trong bảng sau: Cấu tạo bề mặt Phương thức Hình Loại cấu kiện Hình dạng trực tiếp với sóng liên kết Tấm lát độc - Chữ nhật - Trơn Ghép cạnh nhau 7.16 lập - Lục lăng - Khuyết lõm - Chữ T - Mố lồi - Lỗ thoát nước Tấm lát liên - Chữ nhật - Trơn - Xâu cáp 7.17 kết mảng - Lục lăng - Mố lồi - Rãnh, hèm - Lỗ thoát nước - Âm dương Hình 7.16 và 7.17 là một số loại bản bê tông đúc sẵn lát độc lập hoặc có cơ nhieu.dcct@gmail.com cấu tự chèn, liên kết mảng sử dụng cho mái đê biển. Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 16
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam - Tấm lát độc lập a) c) e) Gê nh« d) b) Lç tho¸t n−íc f) Hình 7.16. Một số loại kết cấu bê tông đúc sẵn ghép độc lập trên mái đê 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 - Tấm lát liên kết mảng a) c) d) A-A A A b) e) B-B B B Hình 7.17. Kết cấu 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 nhieu.dcct@gmail.com Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 17
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam Trọng lượng tấm bê tông đúc sẵn tính theo công thức ( 7.10 ), chiều dày các tấm bêtông tính theo công thức (7.11). 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 trên hình (7.16e, 7.16f) tấm chữ nhật đặt mạch ghép so le. Lỗ thoát nước có kích thước nhỏ hơn 0,8 đường kính đá lớp đệm, có thể dùng lỗ hình loe (dưới nhỏ trên to). D. Lỗ thoát nước và khe biến dạng - Tác dụng lỗ thoát nước Giảm áp lực đẩy ngược lên kết cấu kè. Đối với loại gia cố mái kín nước như đá xây, bê tông đổ tại chỗ… cần trừ lỗ thoát nước ở phần mái ngập nước. - Cách bố trí lỗ thoát nước Bố trí theo hình hoa mai, đường kính lỗ 5 ÷ 10 cm; khoảng cách ngang dọc giữa các lỗ từ 2÷3 m. - Khe biến dạng bố trí cho kết cấu gia cố mái loại kín nước, cách nhau từ 15÷20 m dọc theo hướng trục đê. 7.4.1.3. Thiết kế tầng đệm, tầng lọc Giữa kết cấu kè và đất nhất thiết phải bố trí kết cấu chuyển tiếp, vừa làm nhiệm vụ tầng đệm, tầng lọc ngược, vừa làm nhiệm vụ tiêu hao năng lượng sóng khi đi qua lớp phủ, bảo vệ vật liệu lõi khi có bão vừa phải, khi thi công. A. Thiết kế tầng lọc ngược truyền thống Tầng lọc ngược truyền thống được cấu tạo bằng các lớp cát, sỏi, đá có cấp phối, có độ dày từng lớp, có tính thấm nước đảm bảo yêu cầu bảo vệ được đất thân nhieu.dcct@gmail.com đê, đất nền hoặc đất mái dốc bờ. Yêu cầu cấu tạo và nội dung tính toán trong thiết Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 18
Đề tài: Nghiên cứu giải pháp để đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp trên nền đất yếu từ Quảng Ninh đến Quảng Nam kế cần tuân theo quy phạm thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy lợi (QPTL-C5- 75). - Tầng lọc ngược phải thõa mãn điều kiện (theo TCN 130-2002): >5 20 > >5 (7-15) > 20 Trong đó, d là đường kính hạt của lớp ngoài, 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 bê tông, lớp trên cùng của tầng lọc ngược cần có d50 > rD, với rD là chiều rộng khe hở giữa các tấm bê tông. - Chiều dày của mỗi lớp lọc δo được xác định theo công thức δo = 50.d15 (7-16a) Hoặc lấy theo kinh nghiệm như sau: + Lớp trong: δo = ( 10 ÷ 15) cm + Lớp ngoài: δo = ( 15 ÷ 20) cm (7-16b) Lưu ý: Tầng lọc ngược chính qui thông thường gồm do 2 hoặc 3 lớp vật liệu không có tính dính tạo thành, đường kính chúng tăng dần theo phương dòng thấm (từ trong thân đê ra ngoài). Nếu sử dụng đá dăm (3÷5) cm làm vật liệu lọc cho đê đất có tính dính, độ dày của nó không nên nhỏ hơn (20÷30) cm. Khi dùng sỏi, đá vụn có cấp phối tự nhiên làm tầng lọc, chiều dài của các viên phiến thạch trong đá vụn phải nhỏ hơn 15cm, chiều dày tầng lọc không nhỏ hơn 50cm. Nếu thân đê được đắp bằng đất nhieu.dcct@gmail.com có hàm lượng cát cao, thì chiều dày tầng lọc cần tăng thêm, có khi đến 60÷90 cm. B. Thiết kế tầng lọc có sử dụng Geotextile Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh

81 tài liệu

1637 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.