CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



+ Bảo vệ các di tích văn hóa, lịch sử, địa giới hành chính.



Vị trí tuyến đê cần đảm bảo:

+ Đi qua vùng có địa thế cao, địa chất nền tương đối tốt.

+ Nối tiếp với các vị trí ổn định, tận dụng cơng trình đã có.

+ Đi qua vùng thuận lợi cho bố trí các cơng trình phụ trợ.

+ Khơng ảnh hưởng đến cơng trình thốt lũ.

+ So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật 2 ÷ 3 phương án vị trí tuyến đê để chọn vị trí



đạt hiệu quả tổng hợp nhất.

+ Ảnh hưởng của tuyến đê đến giao thơng 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 được.

+ Vị trí tuyến đê quan trọng cần tiến hành thí nghiệm mơ hình thủy lực để tính tốn.



Hình dạng tuyến cần đảm bảo:

+ Bố trí tuyến đê cần đơn giản, tốt nhất là đường thẳng, tránh gẫy khúc, ít lồi lõm.



Trong trường hợp bố trí tuyến đê lõm, cần có các biện pháp giảm sóng hoặc tăng

cường sức chống đỡ của đê.

+ Thuận lợi trong việc giảm nhẹ tác dụng của sóng và dòng chảy mạnh nhất trong



khu vực.

+ Khơng tạo ra mắt xích yếu ở nơi nối tiếp với các cơng trình lân cận, khơng ảnh



hưởng xấu đến các vùng đất liên quan.

3.2.2 Phân tích địa điểm bố trí mặt bằng tổng thể tuyến kè:



Khu vực dự kiến xây dựng cơng trình tuyến kè bờ trên sơng Hồng Mai thuộc

khu vực thơn Đồng Minh, Xã Quỳnh Lập. Qua tài liệu nghiên cứu và khảo sát thấy

rằng: Khu vực xây dựng là dải đất rất hẹp, mật độ dân cư và các cơng trình dân dụng

rất cao.

Thực tế chỉ lựa chọn 1 phương án tuyến cơng trình đi qua các phân đoạn như

sau:

+ Vị trí tuyến cơng trình phân đoạn 2: Phân đoạn 2 là phân đoạn tiếp giáp với phân



đoạn 1 cho đến triền tàu số 2 tiếp giáp với dân cư Thơn Hiệp Tiến, Xã Quỳnh

Lập. Khu vực này có các cơng trình của nhân dân như các triền đà đóng tàu, các

khu ni trồng thủy sản. Phần nền do dân cư tơn tạo khơng đồng đều về cao độ.

Trang: 19



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



Đây là khu vực có địa chất nền kém, ít chịu tác động của sóng biển. Chọn vị trí

kè phân đoạn 2 sát mép kè dân tự làm, có chiều dài L2 = 1230m.

+ Vị trí tuyến cơng trình phân đoạn 3: Phân đoạn 3 từ Thơn Quyết Tâm, Xã Quỳnh



Lập đến mũi Đầu Rồng. Đây là khu vực tập trung đơng dân cư, nhà cửa, đường

sá, các cở sản xuất phục vụ nghề cá. Hiện trạng là đã có 1 tuyến kè do dân tự

làm, với u cầu xây dựng hệ thống kè biển kết hợp với bến tập kết tàu thuyền

cá loại nhỏ, và là nơi bốc xếp hải sản, ngư cụ, nhiên liệu, lương thực, nước ngọt,

nước đá và các nhu yếu phẩm khác phục vụ cơng tác khai thác thủy sản. Chọn vị

trí kè phân đoạn 3 sát mép kè dân tự làm, có chiều dài L3 = 854,14m.

-



Từ vị trí tuyến bờ kè lựa chọn ta thấy rằng:

+ Vị trí tuyến kè có đủ các điều kiện tự nhiên thuận lợi về khơng gian xây dựng.

+ Vị trí tuyến kè có đủ các điều kiện tự nhiên để khai thác tổng hợp tuyến kè bờ



phục vụ cho các hoạt động của nghề cá là ngành kinh tế trọng điểm của dân cư

trong vùng dự án.

+ Vùng nước đủ rộng để đáp ứng cho đủ khoảng 100 tàu cơng suất 20 ÷ 30 (CV)



vào neo đậu.

+ Vị trí tuyến kè bờ có thể sử dụng các cơ sở hạ tầng và dịch vụ sẵn có trong vùng



trong cơng tác dịch vụ hậu cần nghề cá và hỗ trợ cứu nạn trong trường hợp xảy

ra thiên tai.

+ Vị trí tuyến kè bờ có thể đấu nối với các đường bộ sẵn có thuận lợi cho cơng tác



thi cơng và khai thác tổng hợp.

+ Có sẵn cơ sở y tế, trạm cấp cứu, tiếp tế lương thực.

+ Có sẵn hệ thống lưới điện quốc gia phục vụ cho thi cơng và thắp sáng.

+ Có nguồn nước ngọt dồi dào và tại chỗ.

+ Suất đầu tư xây dựng và chi phí duy tu thấp.

3.2.3 Đánh giá phương án bố trí mặt bằng tổng thể:



Mặt bằng vị trí tuyến cơng trình kè chống sạt lở bờ biển Xã Quỳnh Lập, Huyện

Quỳnh Lưu được lựa chọn thỏa mãn các u cầu:

+ Đi qua vùng có địa thế cao, địa chất nền tương đối tốt.

+ Nối tiếp với các vị trí ổn định, tận dụng cơng trình đã có.



Trang: 20



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



+ Đi qua vùng thuận lợi cho bố trí các cơng trình phụ trợ.

+ Khơng ảnh hưởng đến cơng trình thốt lũ.

+ So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật 2 ÷ 3 phương án vị trí tuyến đê để chọn vị trí



đạt hiệu quả tổng hợp nhất.

+ Ảnh hưởng của tuyến đê đến giao thơng 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 được.

⇒ Từ những đánh giá trên ta thấy rằng: Vị trí tuyến cơng trình kè chống sạt lở bờ biển



Xã Quỳnh Lập, Huyện Quỳnh Lưu là hợp lý và chấp nhận được.

3.3 Phương án thi cơng:

3.3.1 Đề xuất phương án thi cơng:



Dựa vào các tài liệu về địa chất, địa hình, thủy văn, khí tượng, hải văn, dân sinh

kinh tế, vật liệu xây dựng và điều kiện thi cơng. Đề xuất 2 phương án thiết kế mặt cắt

ngang của kè Quỳnh Lập:

3.3.1.1 Kè mái nghiêng:



Hình thức đê theo kiểu đê mái nghiêng. Mái đê được gia cố bảo vệ bằng lớp

đá hộc lát khan hoặc bằng các khối bê tơng đúc sẵn có khuyết lõm để giảm áp lực

sóng lên mái đê đảm bảo đủ ổn định trước tác động của sóng. Đỉnh đê có tường hắt

sóng. Chân mái đê được gia cố chống xói chân bằng các hàng chân khay bằng cọc

BTCT hoặc ống buy bê tơng đúc sẵn bên trong đổ đá hộc.

Kết cấu đê gồm có phần thân và nền đắp bằng đất, phần gia cố bảo vệ mái

và chống xói chân.



L?



p



ên

?b

ph

L?



l?

h?i

ài k

ngo



b

h?

pp

L?



6m



ên



p ló



hu

pp



ày

g, d

tron



g, d

on



ày



3m



5m

MNTT +3.73

MNTT +2.5



1m



m

t 0,4

2.5

m=



m=

2.5



6m



MNTT -2.5

=3

m



1.5m



Trang: 21



m

=2



1.5m



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo

Hình 3.1 Kết cấu đê mái nghiêng



3.3.1.2 Kè tường đứng:



Hình thức đê theo kiểu tường chắn sóng trọng lực đặt trên móng cọc bằng bê

tơng cốt thép. Mặt tường giáp biển lượn cong có mũi hắt sóng, nối tiếp phía ngồi

chân tường giáp biển là hàng chân ống buy để chống xói chân và lớp rọ đá gia cố. Mặt

trong của tường được đắp đất lên đến lưng tường chắn sóng.

Kết cấu đê gồm có phần tường chắn sóng kết cấu cứng và phần bệ móng (đài

cọc).



6000



Bê tông Mác 250 dày 20cm -



1500



400 200



1630



470 193



Đất đắp nền i=0.03



BTCT Mác 250

đá 1x2



Rä ®¸ l­íi thÐp bäc nhùa KT 2,0x2,0x0,5 m

Đất đào thay thế



.5



+0.90



Ống thoát nước nhựa D10cm, a=3m

Đá lộn cát lèn chặt



0

m=



Chi tiết A



§Êt ®¾p l­ng kÌ V¶i §KT C¸t th« 10 cm §¸ d¨m dµy 15 cm-



1022



R100



+4.00



tÇng läc ng­ỵc



193



+5.00



+3.80



Đất đắp đầm chặt

K = 95



1000



Trụ lan can Mác 250

đá 1x2



+6.00



Gạch block dày 6cm Vữa XM Mác 75 dày 10cm Đất đắp nền Cây bông trang nhật

cao 1.5m

Bó vỉa



§¸ d¨m dµy 15cm Ni l«ng x¸c r¾n -



2

m=



100



1000



Đường mặt đất sau

khi bóc lớp phủ



1300



MẶT ĐƯỜNG ĐI BỘ



300



Đường mặt đất tự nhiên



700 100



MẶT ĐÊ



3900



Trồng cỏ mái hạ lưu



+0.80

+0.00



Đất đào thay thế



1

m=



m=

1.5



BTCT Mác 300

đá 1x2



.5



-1.40



Cọc BTCT

D40x40cm

L = 15m



10

1



-14.50

12816



400 400



1400



400 400



1386



100



2726



Hình 3.2 Kết cấu kè tường đứng trọng lực

3.3.2 Phân tích ưu, nhược điểm của mỗi phương án và chọn phương án thiết



kế:

3.3.2.1 Kè mái nghiêng:



Đê chắn sóng mái nghiêng tốn rất nhiều vật liệu, song lại khai thác được vật liệu

địa phương, có khả năng tiêu hao năng lượng sóng cao. Nó thuộc loại kết cấu mềm,

nên khi xảy ra hư hỏng cục bộ dễ sửa chữa hơn kết cấu tường đứng.



Trang: 22



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



3.3.2.2 Kè tường đứng trọng lực:



Kết cấu đê tường đứng trọng lực tốn ít vật liệu, thi cơng nhanh song đòi hỏi

nhiều cơng đoạn chế tạo - thi cơng hiện đại, bị phản xạ sóng cao, dễ tận dụng làm kết

cấu bến phía mép trong bể cảng.

Kết luận:

Như phần mở đầu đã nói, kinh nghiệm thiết kế thi cơng cho thấy, cơng trình đê

chắn sóng kiểu tường đứng kinh tế hơn cơng trình đá đổ mái nghiêng do có hình dáng

gọn nhẹ, giảm được khối lượng các loại vật liệu xây dựng chính: đá và bê tơng.

Điều kiện cơ bản nhất để thiết kế cơng trình kiểu tường đứng trọng lực là trong

nền móng phải có các loại đất khơng bị xói. Do đó, đất nền lý tưởng để thiết kế những

cơng trình như vậy trước hết phải kể đến nền đá. Tuy nhiên những loại đất rời (như đất

cát, sỏi..) có khả năng chịu tải tương đối tốt cũng có thể sử dụng để làm nền móng nếu

có các biện pháp bảo vệ chống xói lở do dòng đáy gây nên.

Mặt khác, một trong những yếu tố hạn chế khả năng thi cơng đê chắn sóng trên

nền đất rời là do ứng suất dưới lớp đệm đá trong móng cơng trình tương đối lớn so với

khả năng chịu tải của đất. Bằng tính tốn xác định được rằng, khi sóng có chiều cao



h = 1÷ 6m



tác dụng lên tường trọng lực cao tương ứng 28 ÷ 30 (m) ứng suất giữa tầng



đá đệm và móng cơng trình đạt tới 5 ÷ 6 (kG/cm2) .

Vấn đề xây dựng cơng trình đê chắn sóng tường đứng trên nền đất rời được các

nhà khoa học trên thế giới khuyến nghị chỉ xây dựng tường đứng ở độ sâu lớn hơn độ

sâu tới hạn, có nghĩa là lớn hơn 1,5 ÷ 2 lần chiều cao sóng. Nếu trong trường hợp đó,

vận tốc chảy đáy xác định theo lý thuyết vượt q cho phép cần phải gia cố nền đất

khỏi bị xói.

Như vậy, cơng trình đê chắn sóng dạng tường đứng có thể xây dựng:

+ Trên nền đất đá với mọi độ sâu.

+ Trên nền đất rời:



d = ( 1,5 ÷ 2) h



Với độ sâu lớn hơn độ sâu tới hạn ( b

), trong trường hợp này nếu giá

trị vận tốc dòng chảy đáy tính theo lý thuyết lớn hơn cho phép, đất nền trước cơng

trình phải được gia cố trên đoạn dự kiến bị xói.

Trang: 23



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



Với độ sâu khơng lớn hơn 20 ÷ 28 (m) (phụ thuộc vào chiều cao sóng tương ứng

từ 6 ÷ 1 (m)).

⇒ Dựa cơ sở phân tích ưu nhược điểm của hai phương án và hiệu quả kinh tế của hai

phương án. Ta lựa chọn phương án kè đứng trọng lực để thiết kế.



Trang: 24



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



CHƯƠNG 4:



TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẶT CẮT

VÀ KẾT CẤU KÈ



----------------***---------------4.1 Tính tốn các yếu tố sóng do gió:



Sóng là một yếu tố có tác động mạnh mẻ đến cơng trình ven biển. Trong thực tế

có hai loại sóng khác nhau được xét đến trong điều kiện thiết kế đó là:

+ Sóng được tạo ra gió trong khu vực gọi là sóng do gió.

+ Sóng lừng là sóng xảy ra sau bão, hoặc được tạo ra bởi một cơn bão nào đó ngồi

đại dương cách xa khu vực nghiên cứu. Sóng lừng có bước sóng dài có khả năng

vượt một khoảng cách lớn. Khi vào tới gần bờ biên độ sóng được tăng đáng kể

và có tác động nguy hiểm hơn so với sóng do gió gây ra trong khu vực.

Trong cơng trình này chỉ tính với các yếu tố sóng do gió địa phương, gọi tắt là

sóng do gió.



Hình 4.1 Hình vẽ phân loại các loại sóng



Trang: 25



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



4.1.1 Tốc độ gió:



Tốc độ gió tính tốn là tốc độ gió lấy trung bình trong 10 phút tự ghi của máy

đo gió ở độ cao 10m trên mặt nước:



W10 = k1.kd .k10.Wt

Trong đó:



Wt = W = 22,07(m / s)



– Tốc độ gió thực đo, lấy trung bình 10 phút.



Từ bảng 2.5- bằng cách tính tốn lấy giá trị trung bình ta có:



W = 22,07(m / s)

K1 – Hệ số tính lại tốc độ gió đo được bằng máy đo gió:



K1 = 0,675 +



4,5

4,5

= 0,675 +

= 0,8789

Wt

22,07



Kd – Hệ số tính đổi tốc độ gió sang điều kiện mặt nước: khu vực quan trắc thuộc địa

hình (B) có các chướng ngại vật phân bố đều khắp, với chiều cao chướng ngại vật cao

hơn 10m so với mặt đất. Nên theo bảng B-1 trang 72, 14TCVN 130 – 2002 ( bảng 4.1)

Bảng 4.1 Hệ số Kđ theo địa hình

Tốc độ gió Wt



Giá trị của kđ ở các loại địa hình



(m/s)



B



C



10



1,10



1,30



1,47



15



1,10



1,28



1,44



20



1,09



1,26



1,42



25



1,09



1,25



1,39



30



1,09



1,24



1,38



35



1,09



1,22



1,36



40



Trang: 26



A



1,08



1,21



1,34