Tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện địa chất ven song, biển Phú Yên

B
GIO DC V
O TO
B
XY DNG
TR
NG I HC KIN TRC H NI
Ngô đình thiện
tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong
công trình cảng cá, phù hợp với điều
kiện địa chất ven sông, biển phú yên
LU
N VN
TH
C S
Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp
H NI - 2011
B
GIO DC V
O TO
B
XY DNG
TR
NG I HC KIN TRC H NI
Ngô đình thiện
Khóa: 2008-2011 lớp: 2008x
tính toán, gia cố ổn định mái dốc trong
công trình cảng cá, phù hợp với điều kiện
địa chất ven sông, biển phú yên
LU
N VN THC S

K THUT
Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp
Mã số: 60.58.20
Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. vơng văn thành
H N

I - 2011
vi
danh mục hình ảnh, bản vẽ, đồ thị
Trang
Hỡnh 1.1: Kố ngang (kố m hn)
8
Hỡnh 1.2: Kố dc b
8
Hỡnh 1.3: Cụng trỡnh hn hp
9
Hỡnh 1.4:
ờ mỏi nghiờng
9
Hỡnh 1.5 : Súng
12
Hỡnh 1.6:

ng tn sut nc dõng do bóo ti Tuy Ho
15
Hỡnh 1.7.

ng tn sut chiu cao súng cc tr nc sõu cho Tuy Hũa
tớnh toỏn theo SPM 1984
19

Hỡnh 1.8: Biu hoa súng ngoi khi Tuy Ho
20
Hỡnh 1.9 : C bờ tụng ct thộp
23
Hỡnh 1.10 : T

ng ỏ xp
23
Hỡnh 1.11 : Kố ven sụng
24
Hỡnh 2.1: S

mt ct ngang mt mỏi dc
29
Hỡnh 2.2: S

cỏc dng mt trt theo mt phng góy khỳc
29
Hỡnh 2.3 : S

dng mt trt l cung trũn
30
Hỡnh 2.4 :

ng cong quan h Cgh = f (
gh
)
31
Hỡnh 2.5: S

tớnh toỏn n nh theo phng phỏp phõn m
ónh
33
Hỡnh 2.6: S tớnh n nh xem khi t trt l vt rn nguyờn khi
34
Hình 2.7: a, Mái dốc vô hạn với dòng chảy song song mặt dốc; b, Phân
tách trọng lợng W
37
Hình 2.8: Các lực tác dụng lên lăng thể ở mái dốc không thoát nớc
38
Hình 2.9: Các lực tác dụng lên lăng thể ở mái dốc thoát nớc
39
Hình 2.10: Trợt mặt dốc theo mặt phẳng, cao hữu hạn
40
Hình 2.11: Phơng pháp phân mảnh
42
Hỡnh 2.12: S

tớnh toỏn theo phng phỏp ca W. Fellenius
44
Hỡnh 2.13: S

tớnh toỏn theo phng phỏp ca W.Bishop
45
Hỡnh 2.14 : S

nguyờn lý tớnh toỏn
49
vii
Hình 2.15 : Ph

ương pháp phân m
ảnh
62
Hình 3.1 : Mặt cắt ngang thiết kế kè tường đứng
80
Hình 3.2 : S
ơ đ
ồ áp lực sóng lên tường đứng
82
Hình 3.3 Biểu đồ áp lực sóng tính toán lên tường đứng
83
Hình 3.4 : S
ơ đ
ồ mô hình tính toán:
đ
ất nền và tường kè
86
Hình 3.5: Mô hình
đ
ất nền & tường kè và lưới phần tử hữu hạn
89
Hình 3.6 : S
ơ đ
ồ vị trí các điểm nút phần tử và vị trí của các kiểm tra ổn
định (trong vùng khối trượt) và ứng suất nền (tại đáy m
ũi c
ừ bản)
89
Hình 3.7 : Khả năng h
ình thành m

ặt trượt sâu về phía lưng tường, tổ hợp
tải trọng thiết kế
90
Hình 3.8 : L
ư
ới biến dạng sau khi chịu tải trọng ở trạng thái giới hạn
90
Hình 3.9: Hệ số an toàn ổn định trượt , tổ hợp tải trọng thiết kế, K = 3,76
91
Hình 3.10 : Phân bố ứng ứng suất tại đáy nền tường kè
92
Hình 3.11: Phát triển ứng suất nén trong nền tại m
ũi c
ừ ván (điểm G, H)
92
Hình 3.12 : Mô men uốn trong cọc cừ bản trường hợp tổ hợp tải trọng
thiết kế
93
Hình 3.13 : Khả năng h
ình thành m
ặt trượt sâu về phía biển, tổ hợp tải
trọng kiểm tra - ổn định khi bị xói chân sau bão
94
Hình 3.14: Hệ số an toàn ổn định trượt, tổ hợp tải trọng kiểm tra - ổn
định khi bị xói chân sau bão, K = 2,41
95
Hình 3.15: Khả năng h
ình thành m
ặt trượt sâu về phía biển, tổ hợp tải
trọng kiểm tra - chênh lệch mực nước thượng lưu qua tường kè

96
Hình 3.16: Hệ số an toàn ổn định trượt , tổ hợp tải trọng kiểm tra - chênh
lệch mực nước thượng lưu qua tường kè, K = 1,95
96
Hình 3.17: Khả năng h
ình thành m
ặt trượt sâu khi không có hàng cọc
thứ 2 – tổ hợp tải trọng thiết kế
97
Hình 3.18: Kh
ả năng hình thành mặt trượt sâu khi không có hàng cọc
th
ứ 2
– t
ổ hợp tải trọng thiết kế
98
Hình 3.19: H
ệ số an toàn ổn định trượt,
khi không có hàng c
ọc thứ 2
– t
ổ
h
ợp tải trọng kiểm tra K = 1,41
99
viii
Danh môc c¸c b¶ng biÓu
Trang
Bảng 1.1: Tần suất bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào Nam v
ĩ

tuyến 17°N và tỉnh Phú Yên
17
Bảng 1.2: Kết quả tính toán sóng cực trị nước sâu trong bão
19
Bảng 3.1: Tải trọng phân bố A (Áp lực sóng tính toán)
86
Bảng 3.2 Tham số đất nền tường kè
87
Bảng 3. 3 Tham số tính toán của tường kè
88
ii
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn đã đợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Ngô Đình Thiện
i
lời cảm ơn
Trớc hết tôi xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất cả các thầy
cô trong Khoa sau đại học - Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội với những chỉ
dẫn và giúp đỡ trong quá trình học tập cũng nh khi tiến hành làm luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Vơng Văn Thành ngời trực
tiếp hớng dẫn khoa học, các thầy giáo trong Bộ môn Nền móng - Trờng Đại
học Kiến trúc Hà Nội đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho nội dung của
luận văn.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn gia đình và các bạn đồng nghiệp đã
động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không thể tránh khỏi những

hạn chế và thiếu sót. Tôi rất mong nhận đợc sự đóng góp của quý thầy cô,
bạn bè và đồng nghiệp.
Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2011
Tác giả
Ngô Đình Thiện
1
M
Ở ĐẦU
* TÍNH C
ẤP THIẾT CỦA ĐỀ T
ÀI
Vi
ệt Nam l
à m
ột quốc gia nằm tr
ên b
ờ c
ủa Biển Đông thu
ộc Thái Bình
Dương, v
ới h
ơn 75% dân số sống dọc t
heo b
ờ biển d
ài hơn 3200 km, Việt
Nam thu
ộc v
ào loại các nước bị uy hiếp nhiều nhất bởi sự biến đổi khí hậu
toàn c
ầu

và m
ực n
ước biển dâng. Câu hỏi hiện nay không còn là
“ Li
ệu các
hi
ện t
ượng có ảnh hưởng đến đất nước ta không?
” mà là “ Ứng phó như th
ế
nào đ
ể giảm thiểu thiệt hại, bảo vệ tối đa thành quả lao động quá khứ và tiếp
t
ục phát triển bền vững
”.
Vùng duyên h
ải
mi
ền Trung được cấu tạo bởi một đất kẹp giữa dãy
Trư
ờng Sơn về phía Bắc, và vùng cao nguyên Nam Trung Bộ (Tây Nguyên)
v
ề phía Nam, và Biển Đông. Dải đất bị chia cắt bởi nhiều nhánh núi Trường
Sơn vươn ra đ
ến tận biển, và một số con sông ngắn và lưu vực chả
y v
ề phía
Bi
ển Đông. Từ vài thập kỷ gần đây, rừng đầu nguồn bị tàn phá nhiều, địa mạo
vùng duyên h

ải Trung bộ ngày càng không ổn định, các cơn lũ tràn và lũ quét
đ
ổ ra Biển Đông thường xuyên hơn. Lòng sông, địa mạo các cửa sông thay
đ
ổi nhiều sau mỗi mùa l
ũ, hậu quả của nó l
àm cho cơ sở hạ tầng vùng ven
sông bi
ển khá nặng nề. Những năm gần đây tình hình vùng ven sông biển bị
xâm th
ực xảy ra nhiều hơn do hiện tượng lũ quét và biển dầng.
Đ
ể bảo vệ cơ sở hạ tầng cảng cá trước hiện tượng lũ quét và biển dâng
phải sử dụng mái dốc. Thực tế cho thấy, mặc dù k
ết cấu k
è được thiết kế khá
kiên c
ố nh
ưng hàng năm số lượng mái dốc, kè chắn vẫn bị trượt lở gây thiệt
h
ại không nhỏ.
Tính toán và gia c
ố ổn định mái dốc trong công tr
ình cảng cá, phù hợp
v
ới địa chất ven sông,
bi
ển tỉnh Phú Y
ên là một việc làm cần thiết. Từ việc
nghiên c

ứu n
ày, chúng ta có thể đánh giá hiệu quả của giải pháp thiết kế và
tính phù hợp với điều kiện địa chất công trình và kỹ thuật thi công, lựa chọn
2
đư
ợc giải pháp tối ưu. Kết quả nghiên cứu sẽ góp
ph
ần nâng cao hiệu quả
qu
ản lý kỹ thuật, kinh tế đối với dự án xây dựng.
* M
ỤC ĐÍCH V
À NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
:
M
ục đích:
Lu
ận văn nghi
ên cứu nhằm đưa ra một cách tiếp cận mang tính
t
ổng quát khi giải quyết b
ài toán ổn định mái dốc trong công trình cảng cá
có
xét đ
ến các yếu tố khách quan v
à chủ quan. Trên cơ sở phân tích, kiểm tra và
đánh giá các công tr
ình
đã thực hiện, để từ đó, đưa ra một số kiến nghị về giải
pháp gia cố mái dốc tối ưu phù hợp với điều kiện địa chất công trình và điều

ki
ện thi công mà v
ẫn đảm bảo các chỉ ti
êu thông số kinh tế, xã hội, kỹ thuật
h
ợp lý của dự án.
Nhi
ệm vụ:
Nghiên c
ứu áp dụng các lý thuyết tính toán về ổn định mái dốc
trong công trình c
ảng cá có xét đến sự làm việc đồng thời của các giải pháp
gia c
ố bằng các phương pháp phâ
n tích, t
ổng hợp.
S
ử dụng các phương pháp, lựa chọn giải pháp hợp lý.
Áp dụng phần mềm plaxis cho một công trình được áp dụng tại Phú
Yên.
* PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C
ỨU:
Phân tích các s
ố liệu thống kê.
Đi
ều tra, khảo sát các công trình xây dựng, tổng hợp các
tài li
ệu của các
tác gi
ả đã nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến đề tài rút ra những vấn

đê chung v
ề xử lý gia cố mái dốc và những vấn đề đặt ra về mặt công trình
đáp
ứng y
êu cầu ổn định của chúng.
Tính toán các v
ấn đ
ê kỹ thuật của mái dốc, phân tích đ
ánh giá, đ
ề xuất
gi
ải pháp v
à khả năng ứng dụng vào điều kiện xây dựng các công trình ven
sông, bi
ển tỉnh Phú Y
ên.
* Đ
ỐI T
ƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Đ
ối t
ượng nghiên cứu là các công trình xây dựng.
3
Ph
ạm vi nghiên cứu: Khảo sát các công trình xây dựng, tổ
ng h
ợp các
tài li
ệu của các tác giả đ
ã nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến đề tài rút

ra nh
ững vấn đề về xử lý gia cố mái dốc công tr
ình xây dựng và những vấn đề
đ
ặt ra nhằm đáp ứng y
êu cầu ổ
n đ
ịnh của chúng. Từ đó, có giải pháp gia cố ổn
đ
ịnh mái dốc
trong công trình c
ảng cá, ph
ù hợp với địa chất ven sông, biển
t
ỉnh Phú Y
ên.
* HƯ
ỚNG KẾT QUẢ NGHI
ÊN C
ỨU
Đề xuất giải pháp và khả năng ứng dụng gia cố mái dốc trong công trình cảng
cá, phù h
ợp với địa chất ven sông, biển tỉnh Phú Yên.
4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MÁI DỐC
TRONG CÔNG TRÌNH CẢNG CÁ
1.1.T
ổng quan v
à ổn định mái dốc trong công trình cảng cá Phú Yên.
+ C

ảng cá
là nơi phải đ
ảm
trách các ch
ức n
ăng cơ bản sau đây [ 7 ] :
- Là nơi tiếp nhận, sơ chế, bảo quản, phân phối tiêu thủ sản phẩm hải
sản.
- Là nơi cung ứng các dịch vụ hậu cần nghề cá như: Nhiên liệu, nước
đá, nư
ớc
ngọt, lương thực, thực phẩm, ngư lư
ới
cụ cho tàu thuyền
- Là nơi giải quyết nhiều công việc cho ngư
ời
lao đ
ộn
g, đ
ồng
thời kích
thích nhiều ngành nghề khác phát triển.
- Kích thích đánh bắt xa bờ, nhờ đó góp phần bảo vệ an ninh, chủ
quyền vùng biển - hải đ
ảo
và là nơi tránh trú bão cho các tàu thuyền hoạt
đ
ộng
trong vùng.
+ Mái dốc trong công trình cảng cá là công trình bảo vệ bờ ven sông biển, là

dạng công trình giữ cho đư
ờng
bờ đư
ợc
ổn đ
ịnh
ho
ặc ph
át triển theo ý muốn
của con ngư
ời
, tránh sự tàn phá của sóng, gió, dòng chảy, triều, nư
ớc
dâng
+ Ổn đ
ịnh
mái dốc trong cảng cá nhằm bảo vệ bờ chống xói lở giữ đ
ất
, tạo
luồng lạch ra vào cảng neo đ
ậu
và cư trú khi gió bão.
1.2. Đ
ặc
thù c
ủa mái dốc trong công trình cảng cá
1.2.1. Kè ngang (Kè m
ỏ hàn)
[ 8 ]: Thiết kế trục kê vuông góc với đư
ờng

bờ
nhằm giảm lư
ợng
bùn cát bị xói, nhằm bồi dọc đ
ể
giữ ổn đ
ịnh
luồng và cắt
đ
ứt
dòng chảy ven hạn chế xói sau.
5
Hình 1.1: Kè ngang (kè m
ỏ hàn)
[ 2 ]
(I): Lõi kè: Vật liệu bằng đ
ất
dính. Sét, sét pha
(II): Lớp lót: Đá dăm, đá có kích thư
ớc
nhỏ
(III): Đá hộc có chiều dày và kích thư
ớc
viên đá phải đư
ợc
tính toán,
hoặc bằng kết cấu bê tông sẵn.
1.2.2. Kè d
ọc bờ
) [ 8 ]: Loại này phổ biến và song song với đư

ờng
ven bờ.
Với chiều dài bản thân nhất đ
ịnh
đ
ủ
đ
ể
đ
ảm
bảo yêu cầu bảo vệ
Hình 1.2: Kè d
ọc bờ
[ 2 ]
V
ật
liệu kè này cũng giống kè mỏ hàn đư
ợc
cấu tạo, song phần áo kè
này phải lưu ý là các viên đá lớn sao cho đ
ả
m bảo việc ngăn cản sóng cũng
6
không làm cho lớp áo bị phá vỡ ổn đ
ịnh
. Loại kè này đư
ợc
sử dụng đ
ể
ổn đ

ịnh
đư
ờng
bờ và bãi.
1.2.3. Công trình h
ỗn hợp
[ 8 ]: Sự kết hợp hài hoà giữa 2 loại công trình này:
Kè ngang và kè dọc. Đ
ể
nhằm đ
ạt
đư
ợc
yêu cầu kè dọc gi
ữ
ổn đ
ịnh
đư
ờng
bờ
và kè mỏ hàn đ
ể
cản dòng chảy, tuỳ theo thực tế mà tạo ra sự bồi lắng của bãi.
Hình 1.3: Công trình h
ỗn hợp
[ 2 ]
1.2.4. Đê kè mái nghiêng [ 8 ]:
Hình 1.4:
Đê mái nghiêng
[ 2 ]

7
Cấu tạo:
(I) Lõi đê: Thư
ờng
là sét, sét pha
(II) Lớp lót ngập nư
ớc
: Là lớp chuyển tiếp vật liệu nhỏ của thân đê sang lớp
bảo vệ. Nó cớ chức năng tầng lọc ngư
ợc
cho phép thoát nư
ớc
từ thân đê có
giảm áp lực lên đê.
(III) Lớp áo mái đê: Có thể bằng đá hộc hoặc bê tông đúc sẵn
(IV) Cơ mái đê: Mục đích giảm chiều cao thực tế của đê. Đ
ồng
thời tạo điều
kiện thay đổi độ dốc đê
(V) Chân khay: Chống trư
ợt
cho mái đê và áo đê.
(VI) Mặt đê.
(VII) Mái đê phía sau.
1. 3. Các thông s
ố môi
trư
ờng ven sông biển Miền Trung và
Phú Yên) [ 15 ]
1.3.1. Đ

ặt vấn đề
:
Các công trình ven bờ như mái, đê, kè, chịu tác đ
ộng
của nhiều yếu tố
môi trường ven sông, biển. Ngoài tải trọng như công trình trên đất liền, còn
chịu tác đ
ộng
của môi trư
ờng
qua các thông số sau:
- Mực nư
ớc
- Dòng chảy
- Sóng
1.3.2. M
ực nước
: Tại các vùng ven sông, biển mực nư
ớc
thư
ờng
đư
ợc
tính
theo mực nư
ớc
thủy triều và nư
ớc
dâng, nư
ớc

hạ do sóng, bão.
a./ Mực nư
ớc
triều: Mực nư
ớc
tại các vùng ven sông, biển luôn có sự biến
đ
ộng
phức tạp, phụ thuộc vào chế đ
ộ
thủy triều ở từng vùng. Đ
ể
biết đư
ợc
thủy triều thì sử dụng phương pháp thống kê tần suất luỹ tích mực nư
ớc
triều:
+ Từ số liệu mực nư
ớc
đ
ã
chọn, biết đư
ợc
chỉ số đ
ỉnh
triều hoặc chân
triều hàng ngày.
+ Phân cấp mực nư
ớc
đ

ỉnh
(chân) triều và thống kê số lần xuất hiện
8
mực nư
ớc
trong mỗi cấp nư
ớc
.
+ Sắp xếp các cấp nư
ớc
theo thứ tự từ cao đ
ến
thấp và thống kê số lần
tích luỹ của các cấp.
b./ Nư
ớc
dâng, nư
ớc
hạ trong gió bão: Dư
ới
tác dụng của gió bão, vùng nư
ớc
ven sông, biển xuất hiện sự dâng, hạ khác thư
ờng
. Lúc gió bão từ ngơài khơi
thổi vào bờ, có thể xuất hiện sự tăng lên đ
ột
ngột của mực nư
ớc
ven bờ. Lúc

gió bão ở trong bờ thổi ra biển khơi, mực n
ứ
ơc ở ven bờ có thể hạ xuống thất
thường. Hiện tượng đó gọi là nước dâng, nước hạ.
Khi xuất hiện nư
ớc
dâng, đ
ộ
dốc mặt biển thoải. Lúc ban đ
ầu
, dòng
chảy mặt chảy vào vùng bờ, sau đó dòng chảy đáy cũng đi về vùng bờ. Nếu
nư
ớc
dâng xuất hiện lúc triều cư
ờng
gây ra mực nư
ớc
cao đ
ặc
biệt.
Khi xuất hiện nư
ớc
hạ, đ
ầu
tiên là mực nư
ớc
biển thấp, khiến tốc đ
ộ
dòng chảy vùng ven bờ tăng lên, năng lực gây ra xói của dòng chảy tăng lên.

Đặc biệt, khi gió xoáy đ
ột
ngột ngừng lại, hiện tư
ợng
nư
ớc
dâng bỗng chuyển
thành nước hạ, vùng nước nông gần bờ bị ứ dềnh nên chảy ngược về biển với
tốc đ
ộ
lớn, lúc này khả năng gây xói vô cùng lớn.
1.3.3. Dòng ch
ảy
a./ Dòng chảy vùng ven biển: Dòng chảy xảy ra trong vùng ven sông, biển là
dòng chảy tổng hợp, thông thư
ờng
là tổng của một số dòng chảy thành phần
như dòng triều, dòng chảy sông, dòng ven do sóng, dòng gió, dòng mật đ
ộ

Trong một vùng ven biển nào đó thư
ờng
một hay hai thành phần trên chiếm
ưu thế, ở miền Trung Việt Nam dòng ven do sóng là dòng chiếm ưu thế.
b./ Dòng triều ven b
ờ
: Thông thư
ờng
khi triều lên, dòng triều có phương gần
như song song với đư

ờng
bờ và có hư
ớng
từ xích đ
ạo
về 2 cực trái đ
ất
. Ngư
ợc
lại, khi triều xuống, hư
ớng
của dòng triều chuyển từ 2 cực về xích đ
ạo
. Ở bờ
biển Việt Nam, nói chung dòng triều có hư
ớng
từ Nam đ
ến
Bắc khi triều lên
và ngư
ợc
lại khi triều xuống.
9
1
2
3
4
5
6
1. Ngọn sóng

2. Bụng sóng
3. Đỉnh sóng
4. Chân sóng
5. Mặt nước tónh
6. Đường trung bình sóng
1.3.4. Sóng
a./ Hình thái và phân vùng sóng do gió: Đ
ặc
trưng chủ yếu của hình thái gồm
có: Phần trên mặt nư
ớc
tĩnh gọi là ngọn sóng; chỗ cao nhất của ngọn sóng gọi
là đ
ỉnh
sóng. Phần dư
ới
mặt nư
ớc
tĩnh gọi là bụng sóng, chỗ thấp nhất của
bụng sóng gọi là chân sóng. Khoảng cách thẳng đ
ứng
giữa đ
ỉnh
sóng và chân
sóng là chiều cao sóng H; khoảng cách nằm ngang giữa hai đ
ỉnh
sóng hoặc
hai chân sóng kề nhau gọi là chièu dài sóng L, tỷ số giữa chiều cao và chiều
dài sóng H/L gọi là dốc sóng. Đường nằm ngang chia đơi chiều cao sóng gọi
là đư

ờng
trung bình sóng.
Hình 1.5 : Sóng [ 4 ]
Thơng thư
ờng
ngọn sóng tương đ
ối
nhọn, bụng sóng tương đ
ối
thoải,
đ
ộ
cao ngọn sóng thư
ờng
lớn hơn đ
ộ
sâu bụng sóng, vì vậy, đư
ờng
trung bình
sóng thư
ờng
cao hơn đư
ờng
mặt nư
ớc
tĩnh. Đ
ộ
cao chênh lệch đó ký hiệu là
Δ. Thời gian đ
ể

sóng lan truyền khoảng cách L gọi là chu kỳ T. Trong q
trình lan truyền các phần tử nư
ớc
di chuyển về phía trư
ớc
với tốc đ
ộ
sóng C (
L
C
T

).
Đ
ộ
cao sóng H, chiều dài sóng L, độ dốc sóng σ , tốc đ
ộ
sóng C và chu
kỳ sóng T đ
ều
là những đ
ại
lư
ợng
chủ yếu xác đ
ịnh
hình thái sóng.
Sóng đ
ã
dấy lên thì sẽ lan truyền đi. Sự lan truyền sóng từ ngồi khơi

10
vùng sóng leovùng sóng leo
vùng sóng vô bờ
vùng sóng nước nôngvùng sóng nước sâu
R
Phân vùng sóng
vào đư
ợc
chia thành 4 vùng: Vùng nư
ớc
sâu; vùng nư
ớc
nơng; vùng nư
ớc
vỗ
bờ ; vùng nư
ớc
leo.
Phân vùng sóng [ 4 ]
b./ Xác đ
ịnh
phạm vi tác đ
ộng
của sóng:
Khi tính tốn cơng trình bảo vệ bờ, nếu u cầu thiết kế là khơng cho
sóng vượt qua thì ta phải xác định sóng leo, tức xác định chiều cao thẳng
đ
ứng
của sóng có thể leo lên bề mặt kết cấu. Sóng leo phụ thuộc vào các yếu
tố như: hình dạng và đ

ộ
nhám bề mặt kết cấu, đ
ộ
sâu nư
ớc
tại chân cơng trình,
đ
ộ
dốc bãi biển. Đ
ối
với các cơng trình phải tính tốn sóng vư
ợt
qua (đê chắn
sóng ngần) gọi là sóng vư
ợt
. Tốc đ
ộ
sóng vư
ợt
qua phụ thuộc vào chiều cao
và chiều rộng cơng trình, đ
ộ
sâu nư
ớc
tại chân cơng trình, đ
ộ
dốc bãi biển và
cấu tạo mái đê.
1.3.5. Thơng s
ố mơi tr

ường ven sơng biển Phú n
) [ 15 ]
a./ Ch
ế độ thủy triều
:
Th
ủy triều Phú Y
ên nằm trong đặc điểm chung của thủy triều từ Quảng
Ngãi
đ
ến Nha Trang. Chế độ thủy triều chủ yếu là nhật triều khơng đều. Số
ngày nh
ật triều trong tháng từ 17
- 26 ngày, vào các ngày nư
ớc kém th
ường
có thêm m
ột con n
ước nhỏ trong ngày.
11
Th
ời gian triều dâng thường lâu hơn thời gian triều rút 1
- 2 gi
ờ, đây là
đi
ểm dặc biệt của chế độ triều v
ùng này. Nó thuận lợi cho việc sử dụng nước
dâng đ
ể t
ưới ruộng và đưa tàu thuyền

vào c
ảng, v
ào sông. Tuy nhiên cũng ảnh
hư
ởng đến lũ dâng v
à mặn sâu hơn.
Dùng cho m
ục đích thiết kế k
è thì cần nhất là mực nước triều thiên văn
l
ớn nhất. Theo số liệu đo đạc v
à nghiên cứu của Trung tâm Khí tượng Thủy
văn bi
ển
- T
ổng cục Khí t
ượng Thủy vă
n thì m
ực n
ước triều thiên văn lớn
nhất tại Tuy Hòa lấy theo tương quan với trạm triều Quy Nhơn sau khi đã quy
đ
ổi về hệ cao độ VN2000 là 1,95 m. Một số đặc trưng về độ lớn triều phục vụ
cho m
ục đích thiết kế tại khu vực xây dựng công trình như sau:
- Chênh l
ệch triều trung bình: 1,50 m
- M
ực nước triều thiên văn lớn nhất
H

max
= + 1,95 m
- M
ực nước triều thiên văn thấp nhất:
H
min
=  0,40 m
b./ Nư
ớc dâng
:
S
ố liệu về đường đi của các cơn bão từ năm 1970 đến 2008 của Trung
tâm Liên h
ợp cảnh báo bão Hoa
K
ỳ (JTWC), kết quả tính toán nước dâng
đư
ợc xây dựng thành đường tần suất cho khu vực T
uy Hòa
được thể hiện trên
hình 1.6.
12
FFC 2008 © Nghiem Tien Lam
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6

0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
0.1 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 99 99.9
ĐƯỜNG TẦN SUẤT NƯỚC DÂNG DO BÃO - KHU VỰC TUY HOÀ
Độ cao nước dâng, Hnd (m)
Tần suất, P(%)
Độ cao nước dâng
TB=0.16, Cv=0.82, Cs=3.36
Phân bố Pearson loại III
TB=0.16, Cv=0.96, Cs=3.36
© FFC 2008
Hình 1.6: Đư
ờng tần suất nước dâng do bão tại Tuy Hoà
[ 15 ]
Có th
ể thấy rằng nước dâng trong bão ở khu vực Phú Yên là khá thấp,
phù h
ợp với số liệu lịch sử về chiều cao nước dâng lớn nhất đã từng xảy ra ở
khu v
ực này là 0.8 m
(ngu
ồn: Viện Cơ Học Việt Nam, xem 14TCN
-103-2002)

. Nguyên nhân ch
ủ yếu là do yếu tố địa hình: thềm lục địa khu vực này dốc,
nư
ớc sâu và đường bờ có hình cung
l
ồi hạn chế khả năng lũy tích nước dâng
gây ra b
ởi lực tương tác giữa gió bão và nước.
c./ Bão và sóng bão: Có th
ể nói, Phú Yên tuy là một trong những tỉnh ven
bi
ển nằm trong khu vực đón bão, song bão không nhiều như Bắc Trung Bộ và
mi
ền Bắc, và xen kẽ
có năm không có b
ão.
Mùa bão
ở Phú Yên trùng với mùa
mưa (tháng IX đ
ến tháng XII) nhưng có năm cuối tháng VI đầu tháng VII đã
có bão
đ
ổ bộ vào khu vực này (năm 1978), cho nên vào giữa mùa gió Tây khô
nóng c
ũng không loại trừ khả năng b
ão đổ bộ.
D
ựa v
ào bộ
s

ố liệu đ
ường đi của các cơn bão của Trung tâm Liên hợp
c
ảnh báo b
ão Hoa Kỳ (JTWC) cho thấy số cơn bão và áp thấp nhiệt đới có
13
ảnh h
ưởng đến tỉnh Phú Yên từ 1945 đến 2008 có 128 cơn (trung bình 2,0
tr
ận/năm), trong đó có 50 c
ơn bão có sức gió mạnh nhất đạt
t
ừ cấp 12 trở l
ên.
Tuy nhiên trong giai đo
ạn n
ày chỉ có 28 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào tỉnh Phú
Yên.
Các cơn b
ão và
áp thấp nhiệt đ
ới
(ATNĐ) đ
ổ bộ trực tiếp v
ào tỉnh Phú
Yên thư
ờng gây ra sóng, gió mạnh v
à mưa rất lớn, song có khá nhiều cơn đổ
b
ộ v

ào các
vùng lân c
ận nh
ư Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận, có khi cả
Quảng Ngãi hoặc Bình Thuận, nhưng vẫn gây ra mưa gió lớn ở các vùng của
Phú Yên, gây l
ũ lớn làm thiệt hại đôi khi rất nghiêm trọng về người và tài sản.
Bão ho
ạt động trên biển là một tại họa đối
v
ới ngư dân vì gió to, sóng lớn dữ
d
ội đánh đắm và cuốn trôi tàu thuyền như cơn bão số 9 ngày 7/XI/1984 làm
hai tàu b
ị đắm (một tàu Cam Ranh II bị đắm tại Phù Mỹ Bình Định và một
chi
ếc khác bị đắm tại sông Cầu, làm tổn thất 60 tấn muối). Bão còn gây ra
sóng th
ần phủ nước biển vào các vùng duyên hải. Cơn bão số 12 ngày
15/X/1979 đã gây ra sóng thần phủ nước vào phường VI (thị xã Tuy Hòa), An
Ninh, An H
ải (Tuy An) làm ngập hoa màu và nhiều nhà cửa. Bão còn làm
nư
ớc mặn tràn vào đồng trũng ven biển, gây ra ún
g ng
ập nước mặn, nhất là
khi tri
ều dâng kết hợp.
Trên quan đi
ểm thống kê, theo dõi từ năm 1977

- 1991
ở khu vực Nam
v
ĩ tuy
ến 17°N h
àng năm có khoảng tr
ận bão và ATN
Đ đổ bộ, trong đó
kho
ảng 28% có ảnh hưởng đến Phú Yên (xem Bảng 1). Số liệu này khá phù
h
ợp
v
ới
b
ộ số liệu đ
ường đi của các trận
bão c
ủa Trung tâm Li
ên hợp cảnh
báo bão Hoa K
ỳ (JTWC) về các tr
ận bão và áp th
ấp nhiệt đới có ảnh h
ưởng
đ
ến tỉnh Phú Y
ên trong giai
đo
ạn từ 1945 đến 2008 có 128 tr

ận (trung bình
2,0 tr
ận/năm).
14
B
ảng
1.1: T
ần suất bão và
áp th
ấp nhiệt đới đổ bộ vào Nam vĩ tuyến
17°N và t
ỉnh Phú Yên
[ 15 ]
Tháng/Khu v
ực
Nam v
ĩ tuyến 17°
Ảnh h
ưởng Phú Yên
III
0,1
IV
0,1
V
0,1
0,1
VI
0,1
-
VII

-
-
VIII
-
0,1
IX
0,4
0,4
X
1,1
0,2
XI
0,9
0,8
XII
0,1
C
ả năm
2,9
1,6
Năm nhi
ều bã
o và ATNĐ đ
ổ bộ nhất vào Phú Yên là các năm 1980,
1983, 1990, c
ũng đều không quá 2 tr
ận, ngư
ợ
c l
ại có một số năm không có

trận nào như các năm 82, 85, 86, 89, 91.
T
ừ năm 1976 đến nay mới quan sát được tốc độ gió bão đạt trên 40 m/s
(tương
ứng tr
ên cấp 12)
t
ại t
r
ạm miền Tây (Tân L
ương) khi tr
ận bão s
ố 2 ng
ày
30/VI/1978 đ
ổ bộ v
ào khu vực Nam Nghĩa Bình Bắc Phú Khánh cũ, và mộ
t
l
ần tại trạm Tuy H
òa trong tr
ận bão s
ố 10 đổ bộ v
ào Phú Yên
- Khánh Hòa
ngày 23/X/1998. Th
ời kỳ tr
ước giải phóng miền Nam tốc độ gió b
ão m
ạnh

nh
ất quan sát đ
ược không quá 37 m/s.
Trong 11 trận bão và ATN
Đ đ
ổ bộ vào Phú Yên suốt 19 năm qua có 45%
số trường hợp gây ra gió mạnh cấp 8 cấp 9 trên đất liền, 34% có tốc độ gió
15
b
ằng và trên cấp 10 còn lại đều dư
ới cấp 8. Nh
ìn chung các tr
ận bão cu
ối mùa
thư
ờng có c
ường độ yếu, hơn nữa do quá trình di chuyển vào đất liền, sức gió
gi
ảm yếu đi (v
à cũng có thể do mạng lưới theo dõi thưa nên thu thập được số
li
ệu tốc độ gió b
ão trên cấp 10 chưa nhiều).
T
ổng kết lại theo thống k
ê tài liệu theo dõi bão (
14TCN-130-2002) thì
xác su
ất b
ão đổ bộ trực tiếp vào Phú Yên là khoảng 4,1 % (trung bình khoảng

1 tr
ận/ 25 năm). Tuy nhi
ên trung bình chưa đến 50 % trong số này (50/128
trận) có sức gió mạnh từ cấp 12 trở lên. Vì vậy có thể kết luận rằng xác suất
xu
ất hiện
bão c
ấp 12 trở lên đổ bộ trực tiếp vào Phú Yên là khoảng 1,6 ~ 2 %.
Trong bão gió m
ạnh nhất khi đổ bộ có thể ở bất kỳ hướng nào, tuy nhiên
thư
ờng quan sát được các hướng từ Bắc đến Đông Nam nếu như bão hoặc
ATNĐ đ
ổ bộ vào các tỉnh lân cận phía Nam (từ Khá
nh Hòa tr
ở vào) và hướng
Tây đ
ến Tây Tây Nam nếu vào các tỉnh lân cận phía Bắc (từ Bình Định trở
ra). N
ếu bão, ATNĐ đổ bộ vào Phú Yên, gió mạnh nhất có hướng thiên về
Bắc đến Đông và Tây đến Tây Tây Nam.
T
ừ chuỗi số liệu JTWC về đường đi của các cơn bão từ
1970-2008, s
ử
d
ụng phương pháp SPM 1984 với trường khí áp trong bão được tính toán theo
mô hình Fujita (1952) và tr
ường khí áp trong bão được tính toán theo mô hình
xoáy Rankine c

ải tiến (Depperman, 1947), độ cao sóng trong bão được xác
đ
ịnh cho điểm nước
sâu
ở ngoài khơi tỉnh Phú Yên được tính toán cho từng
cơn b
ão. Chuỗi kết quả độ cao sóng lớn nhất hàng năm được lấy mẫu và trình
bày trong B
ảng 2. Một số năm không có b
ão hoặc do ảnh hưởng của bão ở xa
mà chi
ều cao sóng trong b
ão tính toán được quá nhỏ s
o v
ới điều kiện biển
đ
ộng trong gió m
ùa đông bắc như năm 1976 và 1989. Với những năm này,
chi
ều cao sóng đ
ược chọn lấy mẫu bằng với chiều cao sóng lớn nhất của gió
mùa đông b
ắc l
à 2.5 m. Từ Bảng 2 với số liệu sóng cực trị trong bão đã được
16
hi
ệu chỉnh cho n
h
ững năm có độ cao sóng quá nhỏ, vẽ đường tần suất sóng
c

ực trị trong b
ão sử dụng phân bố Weibull bằng phần mềm FFC 2008 được
các k
ết quả thể hiện tr
ên Hình
1.7.
FFC 2008 © Nghiem Tien Lam
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0.1 1 10 100
ĐƯỜNG TẦN SUẤT SÓNG CỰC TRỊ NƯỚC SÂU - BIỂN TUY HOÀ
Chiều cao sóng, Hs(m)
Tần suất, P(%)
Chiều cao sóng lớn nhất
TB=5.91, Cv=0.26, Cs=-0.53
Phân bố Weibull
TB=5.91, Cv=0.26, Cs=-0.53
© FFC 2008
Hình 1.7. Đư
ờng tần suất chiều cao sóng cực trị nước sâu cho Tuy Hòa tính
toán theo SPM 1984 [ 15 ]
B

ảng 1.2:
K
ết quả tính toán sóng cực trị nước sâu trong bão
[ 15 ]
Năm
H
S
(m)
Năm
H
S
(m)
Năm
H
S
(m)
Năm
H
S
(m)
1970
5.41
1980
6.86
1990
8.03
2000
5.91
1971
6.36

1981
5.04
1991
4.69
2001
5.81
1972
3.81
1982
6.27
1992
5.95
2002
3.27
1973
6.49
1983
6.37
1993
7.02
2003
3.49
1974
7.83
1984
7.18
1994
4.29
2004
5.43

1975
7.47
1985
6.81
1995
6.60
2005
3.67
1976
1986
5.15
1996
7.33
2006
6.22
17
1977
8.41
1987
7.19
1997
6.03
2007
5.58
1978
8.59
1988
4.25
1998
6.81

2008
7.66
1979
6.71
1989
1.34
1999
5.62
d./ Sóng khí h
ậu
:
Trong đi
ều kiện thời tiết b
ình thường, khu vực ngoài khơi cửa Đà Rằng
có đ
ộ cao sóng trung b
ình vào khoảng 0,6 m. Chế độ sóng phụ thuộc vào chế
đ
ộ gió m
ùa và có 2 hướng sóng thịnh hành trong một năm: Sóng hướng Đông
B
ắc (NE) thịnh h
ành từ tháng I
X đ
ến tháng đầu tháng IV với độ cao sóng
trung bình 0,7 m. Sóng h
ư
ớng Tây (W) thịnh hành từ tháng V đến tháng IX
v
ới độ cao trung bình 0,5 m. Thời kỳ có độ cao sóng trung bình lớn nhất là

các tháng XI, XII v
ới độ cao sóng bình quân xấp xỉ 1 m. Biểu đồ hoa
sóng
bi
ểu diễn chế độ sóng các tháng ngoài
khơi khu v
ực Tuy Hoà như Hình
1.8.
Tháng 1
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%
30%

30%
40%
40%
Tháng 2
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%
30%
30%
40%
40%
18
Tháng 3

>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%
30%
30%
40%
40%
Tháng 4
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5

1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%
30%
30%
40%
40%
Tháng 5
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N

E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%
30%
30%
40%
40%
Tháng 6
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW

NW
10%
10%
20%
20%
30%
30%
40%
40%
Tháng 7
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%

30%
30%
40%
40%
Tháng 8
>=4
3.5-4
3-3.5
2.5-3
2-2.5
1.5-2
1-1.5
0.5-1
<=0.5
Hs (m)N
E
S
W
NE
SESW
NW
10%
10%
20%
20%
30%
30%
40%
40%