CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU 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 XÂ
Y
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

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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 1

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 b
ằng 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 t
ạo 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 k
ết 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
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.
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 2
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
1 Trồng cỏ
- Chiều cao sóng H
s
<0,5m; dòng chảy V<1m/s
hoặc có bãi cây ngập mặn trước đê;
- Mái đê có đất mùn để cỏ phát triển.
2 Đá hộc thả rối
- Có nguồn đá phong phú;
- Mái đê thoải
,

yêu cầu mỹ quan ít.
3 Đá lát khan
- Nguồn đá phong phú, có loại đáp ứng yêu cầu;
- Nền đê thoát nước tốt.
4 Đá xây
- Mái đê tương đối tốt;
- Sóng lớn, dòng chảy mạnh, 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 vào cường độ mưa, yêu cầu sóng tràn, chiều cao
đê, tính chất đất, yêu cầu sử dụng, yêu cầu mỹ quan… để quyết định chọn hình thức

kết cấu gia cố, thường trồng cỏ.
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 3
- 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 h
ợp 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).
PhÝa biÓn
Trång cá
§¸ l¸t khan
§¸ d¨m
V¶i läc
Trång cá
PhÝa biÓn
T−êng ch¾n sãng
V¶i läc
§¸ d¨m
TÊm l¸t bª t«ng
Cäc
B¶n bª t«ng
§¸ héc hé ch©n
èng buy

TÊm l¸t bª t«ng
§¸ d¨m
V¶i läc
T−êng ch¾n sãng
PhÝa biÓn
Trång cá
V¶i läc
§¸ d¨m
§¸ l¸t khan
§¸ l¸t khan
a)
b)
c)

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
việc của loại kết c
ấu 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
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 4
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 mặ
n
+ 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 h
ỏng 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 mặ
t 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
+ Cấu kiện bê tông phải có mác ≥ 20 Mpa;
+ Cấu kiện bê tông cốt thép, mác bê tông phải ≥ 30 Mpa.
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 5
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 th
ức Hudson dùng để tính trọng
lượng ổn định của một khối bảo vệ độc lập chịu tác dụng của sóng, gió như sau:
G =
α
γ
γγ
γ
gK
H
B
D
SDB
cot
.
3
3
⎟
⎟
⎠
⎞

⎜
⎜
⎝
⎛
−
(7-49)
Trong đó:
G- trọng lượng tối thiểu của khối phủ mái nghiêng (T);
γ
B
- trọng lượng riêng trong không khí của vật liệu khối phủ (T/m
3
);
γ- trọng lượng riêng của nước biển, γ = 1,03 (T/m
3
);
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);
H
SD
- chiều cao sóng thiết kế tại vị trí kết cấu;
14 TCN đề nghị lấy H
SD
= H
S1/3
= H
S13%
(m); Theo TS Nguyễn Hữu Đẩu đề
nghị lấy H
SD

= H
S 1/10
(trung bình của 1/10 chiều cao sóng cao nhất);
K
D
- 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:

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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 6
Bảng 7.2. Bảng hệ số ổn định K
D

Khối bảo vệ Cấu tạo n% K
D
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
0 18 H
s
≥ 7,5 m

Dolos Xếp 2 lớp
1 24 H
s
< 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 K
D
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 củ
a 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:
G
50
=
α
γ
γγ
γ
ctgK
H
B
DD
SDB
3
3

.
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
(7-26)
Trong đó,
G
50
– 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 (G
50
= γ
b
.D
3
50
);
K
DD
– Hệ số ổn định của đá không chọn lựa:
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 7

Khi sóng không vỡ lấy K
DD
= 2,5; khi sóng vỡ lấy K
DD
= 2,2;
H
SD
– Sóng tính toán, lấy H
SD
= H
sl 3%.
Đối với đá hộc không qua tuyển chọn
thì chiều cao sóng chỉ giới hạn trong 1,5m.
Trọng lượng cực đại G
max
(T) và cực tiểu G
min
(T) của viên đá trong cấp phối
đá lát mái là:
G
max
= 3,6 G
50
(7-26)
G
min
= 0,22 G
50
(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, H
1/10
tại vị trí kết cấu nên được dùng để
tính toán. Với các điều kiện sóng vỡ H
1/10
vỡ trước khi tới đê chắn sóng, chiều cao
sóng sử dụng cho thiết kế sơ bộ nên chọn là H
b
– 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/m
3
≤ γ
B
≤ 2,9 T/m
3
;
- 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 T
s
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 N
S
= , và ở trạng thái giới hạn ta có:
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 8
γ
γγ
γ
−
=
B
SDB
S
G
H
N
.
.
3/1
3/1
(7-26)
Ns - Được gọi là hệ số phá hoại “Zêrô”;
H
SD
= 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 N
S
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 N
S
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 N
S
và I
r
là một đường cong lõm
xuống có giá trị cực tiểu. Trị số cực tiểu của N
S
xuất hiện ở I
r
= 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 H
SD
=
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 I
r
< 2,5
÷
3,0

5,0
2,0
18,0
50
3
.2,6
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝

⎛
−
r
d
b
s
I
N
S
P
D
H
γ
γγ
(7.23)
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 9
- Đối với sóng có I
r
> 3,0:

P
r
d
b
s
Im
N

S
P
D
H
××
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
2,0
13,0
50
3
.0,1
γ
γγ
(7.24)

Trong đó,
H
S
- Chiều cao sóng có ý nghĩa (m);
D
50
- Đường kính đá (đường kính danh nghĩa),
D
50
= (7.26)
γ
b
- Trọng lượng riêng vật liệu khối gia cố;
N - số sóng, N =
2π
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.
I
r
: Hệ số Iribarren; I
r
=
s
s
L

H
tg
α
, với L
s
=
2
.
2
s
T
g
π
(m).
* 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 = A
e
/D
2
n50
(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
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 10
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
mái dốc
Ngưỡng hư
hỏng
Hư hỏng
trung gian
Ngưỡng phá
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 k
ết 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).
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.
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 11
- 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 ( H
s
/L
s
) nên chọn trong khoảng 0,005<H
s
/L
s
<0,06.
- Trọng lượng riêng viên đá nên nằm trong khoảng 2,0T/m
3
≤ γ
B
≤ 3,1 T/m
3
;

A.3. Công thức Iribarren (1965)
W ≥

N
ρ
r
gH
3
∆
3
µ
cos
α
+ sin
α
()
3
(7.26)
Trong đó,
W - Trọng lượng cục, hòn làm kè [N];
N - Hệ số;
α - Góc của mái dốc;
µ - Hệ số ma sát;
ρ
r
- Khối lượng riêng của cục, hòn làm kè [kg/m3];
ρ
w
- Khối lượng riêng của nước biển [kg/m3];
∆ - Tỷ trọng của đá so với nước biển;
H - Chiều cao sóng [m];
G - Gia tốc trọng trường [m/s
2

];
Hệ số N và µ có thể tham khảo ở bảng 7.9 sau đây:
Bảng 7.9. Xác định hệ số N và
µ

Loại cục, hòn ổn định theo chiều
hướng xuống dưới
(
µ
cos
α
- sin
α
)
3

ổn định theo chiều
hướng lên trên
(
µ
cos
α
+ sin
α
)
3


Mái dốc
chuyển tiếp

µ

N
µ

N
cotg
α

Đá có góc cạnh thô 2.38 0.430 2.38 0.849 3.64
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 12
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
1
0
) 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:
δ
d
= 0,266.
3

s
ss
d
H
L
m
H
γγ
γ
−
(7-5)
Trong đó:
δ
d
- chiều dày lớp đá hộc lát khan (một lớp đá) trên mái đê (m);
γ
d
, γ- trọng lượng riêng của đá và nước (T/m
3
);
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%
.
2
0
) 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:

()
m
m
KKH,
bmhs
1
∆31δ
2
γ
+
+=
(7-6)

Trong đó,
K
mh
- Hệ số có liên quan đến hệ số mái dốc đê m và trị số
s
H
h
, với h là chiều
sâu nước, xác định K
mh
theo bảng 7.3;
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 13
K
b
- Hệ số độ dốc sóng, xác định theo bảng 7.4;
γγ
γ
γ∆
−
=
b

γ
b
- Trọng lượng riêng của vật liệu (KN/m
3
);

γ - Trọng lượng riêng của nước (KN/m
3
).

Bảng 7.3: Hệ số K
mh


1.5 2.0 3.0 4.0 5.0
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 K
b

L
s
/H
s
10 15 20 25 30
K
b
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,
s
H
h
m
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 14
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:
m
m
S
L
CHt
b
s
s
2
3
1
07,0
+

−
=
γγ
γ
(7-5)
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/m
3
);
γ
b
- Trọng lượng riêng của tấm bê tông (kN/m
3
);
m = c.tgα: Hệ số mái dốc;
L
S
- Chiều dài sóng (m);
H
S
- Chiều cao sóng, tính theo sóng H
s1%
(m).
+ Tính theo công thức trong quy phạm thiết kế đê Trung Quốc (GB50286-98)
δ

B
= η.H
s
.
ml
L
t
s
B
.
.
γγ
γ
−
(7-6)
Trong đó:
δ
B
- 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;
H
s
- chiều cao sóng tính toán (m), lấy H
s1%
;
L
s
- chiều dài sóng (m);
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 15
l
t
- chiều dài cạnh tấm bê tông theo phương vuông góc với đường mép
nước (m);
m - hệ số mái dốc;
γ
B
, γ - trọng lượng riêng của bê tông và của nước (T/m
3
).
+ Tính theo công thức Pilarczyk, K.W
δ
B
=
3
2

r
B
s
I
H
γγ
γ
ϕ
−
(7-8)

Trong đó,
H
s
- chiều cao sóng có ý nghĩa, lấy H
s1/3
(m);
I
r
- hệ số Iribarren, xác định theo công thức Van der Meer, I
r
< 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:

ωαγ
γ
α
3,0cos
)/(
66,0
4
32
−
×=
b
ss
S
HSH
t
(7-9)
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 16
Trong đó,

– chiều cao sóng trung bình (m);
H
S
– Chiều cao sóng, tính theo H
S 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)
γ
b
, γ- trọng lượng riêng của bê tông và của nước (T/m
3
).
Bảng 7.6. Hệ số
ω
theo tỉ số S /H
s
S/H
s
≤ 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:
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 7.16
Tấm lát liên
kết mảng
- Chữ nhật
- Lục lăng
- Trơn
- Mố lồi
- Lỗ thoát nước
- Xâu cáp
- Rãnh, hèm
- Âm dương
7.17

Hình 7.16 và 7.17 là một số loại bản bê tông đúc sẵn lát độc lập hoặc có cơ
cấu tự chèn, liên kết mảng sử dụng cho mái đê biển.
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 17
- Tấm lát độc lập
a)
b)
d)
c)

f)
e)
Gê nh«
Lç tho¸t n−íc

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
b. Tấm chữ nhật có khuyết lõm
c. Tấm chữ T
d. Tấm chữ nhật lỗ mắt cáo
e. Tấm lục lăng có gờ nhô
f. Tấm lục lăng có lỗ thoát nước
- Tấm lát liên kết mảng
BB
B-B
A
A-A
a)
b)
c)
d)
e)
A

Hình 7.17. Kết cấu bê tông đúc sẵn có cơ cấu tự chèn, liên kết mảng
a. Chèn lệch, mặt phẳng
b. Chèn lệch, mặt có lỗ
c. Chồng bậc thang
d. Xâu cáp
e. Móc mang

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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 18
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 (dướ
i 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 liệ

u 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
đê, đất nền hoặc đất mái dốc bờ. Yêu cầu cấu tạo và nội dung tính toán trong thiết
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 19
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 d
50
> r
D
, với r

D
là chiều rộng khe hở giữa các tấm bê tông.
- Chiều dày của mỗi lớp lọc δ
o
được xác định theo công thức
δ
o
= 50.d
15
(7-16a)
Hoặc lấy theo kinh nghiệm như sau:
+ Lớp trong: δ
o
= ( 10 ÷ 15) cm
+ Lớp ngoài: δ
o
= ( 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 nh
ỏ
hơn 15cm, chiều dày tầng lọc không nhỏ hơn 50cm. Nếu thân đê được đắp bằng đất
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
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 20
B.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của vải địa kỹ thuật dùng trong thiết kế lọc
Trong tính toán vải lọc, thường sử dụng các thông số kỹ thuật của vải sau:
(i) Độ dày tiêu chuẩn
Độ dày của vải địa kỹ thuật có liên quan đến hệ số thấm, sức chịu chọc thủng
và khối lượng của vải. Dưới áp lực khác nhau độ dày của vải có thể thay đổi. Vì th
ế,
độ dày tiêu chuẩn của vải được xác định ở áp lực qui định là 2Kpa.
Độ dày tiêu chuẩn của vải địa kỹ thuật được xác định theo 14 TCN 92-1996.
(ii) Khối lượng đơn vị diện tích
Là khối lượng tính bằng gam của 1 m
2
vải, thí nghiệm theo tiêu chuẩn 14
TCN 93-1996. Chỉ tiêu này liên quan đến độ dày và độ rỗng của vải. Do đó, nó
phản ánh gián tiếp khả năng thấm nước và sức chịu chọc thủng của vải.
(iii) Độ bền chịu kéo
Đặc trưng bằng lực kéo đứt trên 1 đơn vị bề rộng mẫu vải (KN/m). Xác định
bằng các kéo mẫu có kích thước qui định với tốc độ kéo tiêu chuẩn cho đến khi đứ
t.
Vải địa kỹ thuật có mô đun đàn hồi nhỏ nhưng tăng dần sẽ thích ứng tốt hơn với nền
không bằng phẳng.
(iv) Sức chịu chọc thủng
Chỉ tiêu này biểu thị khả năng của vải tiếp thu các tải trọng động (như đá rơi
trong quá trình thi công). Sức chịu chọc thủng đặc trưng bằng đường kính lỗ thủng
c
ủa vải khi hướng một côn nhọn rơi từ độ cao nhất định.
(v) Kích thước lỗ lọc của vải
Đối với vải để lọc, đây là chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định khả năng thấm
nước và giữ đất của vải. Chỉ tiêu này thường được ký hiệu là 0
90

; 0
95
hoặc D
w
.
Kích thước lỗ vải được xác định theo các tiêu chuẩn khác nhau, tùy từng
nước. Tuy nhiên, kết quả thử theo các phương pháp này là tương đối giống nhau.
(vi) Độ thấm xuyên
Là khả năng vải địa kỹ thuật cho nước đi qua theo phương vuông góc khi
chịu cột nước nhất định. Mỗi nước có cách thử khác nhau. Vì thế, chỉ có thể so sánh
khi vải được thử trong cùng một điều kiện. Chú ý rằng các kết quả thí nghi
ệm độ
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 21
thấm xuyên của vải được xác định trong điều kiện dòng chảy đều (gradient thủy lực
nhỏ hơn 2).
(vii) Khả năng chịu tia cực tím và môi trường
Chỉ tiêu này liên quan đến khả năng của vải chịu tác dụng của tia cực tím và
nhiệt độ ánh nắng mặt trời. Nó được biểu thị bằng sự suy giảm cường độ kéo và độ
dãn dài của vải sau khi bị chiếu tia cự
c tím.
Khả năng vải địa kỹ thuật chịu tác động của cac môi trường khác nhau cũng
được đánh giá bằng sự suy giảm cường độ kéo của vải sau khi ngâm mẫu trong môi
trường đó.
B.2. Một số lưu ý khi sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp lọc
- Geotextile đặt trực tiếp trên mái đê, cố định ở đỉnh đê và trải xuống tận
chân khay, cần có bi
ện pháp chống chọc thủng của rễ cây, sinh vật và nắng mặt trời.

- Cần bố trí một lớp đệm đá dăm dày 10 ÷ 15 cm giữa vải địa kỹ thuật và lớp
bảo vệ để tránh cho vải địa kỹ thuật không bị các khối đá to làm rách hoặc bịt kín.
- Nếu trong thân đê, thành phần bột hoặc đất sét vượt qua 50%, dưới tác
dụng của dòng chảy, các hạt mịn có thể
lọt qua lỗ vải địa kỹ thuật hoặc nhét kín mắt
vải làm cho áp lực thủy tĩnh trong thân để tăng lên. Ở trường hợp đó, có thể cần bố
trí một lớp cát thô giữa đất thân đê và vải địa kỹ thuật, chiều dày khoảng
(15÷20)cm.
- Nên tùy theo thành phần hạt của đất thân đê, mái bờ dốc để lựa chọn loại
hình vải lọc thích hợp theo 14 TCN 110 -1996: “Chỉ d
ẫn thiết kế và sử dụng vải địa
kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi”.
B.3. Phương pháp thiết kế vải lọc (phương pháp đồ giải của NICOLON)
Phương pháp này do hãng NICOLON (Hà Lan) đề xuất. Ứng dụng tính cho
các loại đất rời, đất dính, đất phân rã và đất bụi bùn. Sơ đồ tính gồm 7 bước:
Bước 1: Xác định yêu cầu lọc
Bước 2: Xác định các điều kiện biên
B
ước 3: Xác định vải theo yêu cầu chặn đất
Bước 4: Xác định vải theo yêu cầu thấm nước
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 22
Bước 5: Xác kiểm tra khả năng chống lấp tắc của vải
Bước 6: Kiểm tra độ bền thi công của vải
Bước 7: Xác định yêu cầu tuổi thọ của vải.
Nội dung chi tiết từng bước như sau:
Bước 1: Xác định yêu cầu lọc
Chặn đất và thấm nước là hai yêu cầu trái ngược nhau, trong từng trường hợp

cụ thể, cần xác định yêu cầu chủ đạo c
ủa tầng lọc.
Chẳng hạn, khi vật liệu tiếp giáp có lỗ rỗng tương đối nhỏ (như bấc thấm)
đòi hỏi tầng lọc có khả năng chặn đất cao. Ngược lại, khi vật liệu tiếp giáp có độ
rỗng lớn (sỏi, dăm) thì tiêu chuẩn thấm nước và chống tắc phải được ưu tiên.
Bước 2: Xác định điều kiện biên
- Đánh giá áp lự
c tiếp giáp
Áp lực tiếp giáp ảnh hưởng đến độ thấm của vải và độ bền của vải khi thi
công
- Định rõ điều kiện biên dòng chảy
Điều kiện dòng chảy có thể ổn định hoặc động. Trong các trường hợp chống
xói bảo vệ bờ biển, bờ sông, là những trường hợp ứng dụng điển hình trong điều
kiện dòng chảy
động.
Bước 3: Xác định vải theo yêu cầu chặn đất
Đối với dòng chảy động, chọn vải theo yêu cầu chặn đất được tiến hành theo
sơ đồ hình 2.6 sau:
(Hình 2.6 – 110-1996, P19)
- Xác định thành phần hạt của đất
Đường thành phần hạt của đất dùng để xác định các thông số của đất dùng
cho tính toán chặn đất.
- Xác định chỉ số dẻo
Có thể xác định chỉ số dẻo Atterberg theo TCVN 4197-86. Xem hình 2.6.
- Xác định tiềm năng phân rã của đất
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 23
Đối với đất hạt mịn có độ dẻo nhất định, dùng phép thử nghiệm theo ASTM

D4221 để xác định tiềm năng phân rã của đất. Giá trị này (DHR) dùng để chọn vải
theo sơ đồ trên hình 2.6.
- Xác định kích thước lỗ vải theo yêu cầu chặn đất
Dựa vào tính chất đất, theo sơ đồ hình 2.6 tìm được kích thước lỗ lọc (O
95
)
của vải.
Bước 4: Xác định vải theo yêu cầu thấm
- Xác định độ thấm của đất (k)
Độ thấm của đất xác định bằng thực nghiệm.
- Trị số gradient thủy lực i
s
thay đổi tùy theo loại công trình. Giá trị có thể
lấy như sau:
Mái bờ, tiếp xúc với dòng chảy: i
s
= 1,0
Mái bờ, tiếp xúc với sóng: i
s
= 10,0
- Xác định hệ số thấm tối thiểu cho phép của vải (k
g
). Theo Giroud 1988, hệ
số thấm của vải được chọn phải thõa mãn yêu cầu sau:
k
g
≥ i
s
.k (7.50)
Giá trị hệ số thấm của vải có thể xác định bằng thực nghiệm hoặc lấy từ

phiếu chất lượng xuất hàng. Giá trị k
g
có thể suy ra từ độ thấm của vải theo công
thức: k
g
= ψ.t (7.50)
Trong đó,
Ψ – Độ thấm của vải, sec
-1

t – Độ dày vải, cm.
Bước 5: Kiểm tra khả năng chống lấp tắc
Để giảm tối thiểu nguy cơ lấp tắc vải, phải đáp ứng yêu cầu sau:
+ Đối với vải không dệt, dùng loại vải có độ rỗng ≥ 30%.
+ Đối với loại vải dệt, dùng loại có diện tích các lỗ hổng ≥ 4% so với tổng
diện tích bề mặt.
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

Báo cáo chuyên đề 25: Hướng dẫn thiết kế bảo vệ mái đê biển bằng vật liệu xây dựng 24
Trong những trường hợp cần thiết, nên tiến hành thí nghiệm trong phòng để
xác định khả năng lấp tắc của vải theo mức độ giảm hệ số thấm của vải.
Bước 6: Kiểm tra độ bền thi công
Vải phải có độ bền cần thiết tùy theo điều kiện thi công, có thể chọn theo
bảng sau:
Bảng 2.9. Yêu cầu độ bền thi công đối với vải địa kỹ thuật
Tính chất của vải Điều kiện áp dụng
Độ dãn dài, % Lực chọc
thủng phương
pháp ép

pitong, lbs
Lực kéo túm,
lbs
Áp lực tiếp
xúc lớn (dăm
nhọn, đầm
chặt)
80 180
Lắp đặt bình
thường (hệ
thống tiêu)
Áp lực tiếp
xúc nhỏ (sỏi,
cuội đầm nhẹ)
25 80
Áp lực tiếp
xúc lớn (đá rơi
từ độ cao
>3m)
15 80 200
Lắp đặt khắc
nghiệt (hệ
thống chống
xói)
Áp lực tiếp
xúc nhỏ (có
đệm cát hoặc
dăm, độ cao
rơi < 3m)
15 40 90