nghiên cứu hình thức kết cấu hợp lý đê bảo vệ cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền cửa nhượng - hà tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
–––––––––––




HÀ HUY THÀNH




NGHIÊN CỨU HÌNH THỨC KẾT CẤU HỢP LÝ
ĐÊ BẢO VỆ CẢNG NEO ĐẬU TRÁNH, TRÚ BÃO
CHO TÀU THUYỀN CỬA NHƯỢNG – HÀ TĨNH




LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội, 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
–––––––––––




HÀ HUY THÀNH




NGHIÊN CỨU HÌNH THỨC KẾT CẤU HỢP LÝ
ĐÊ BẢO VỆ CẢNG NEO ĐẬU TRÁNH, TRÚ BÃO
CHO TÀU THUYỀN CỬA NHƯỢNG – HÀ TĨNH


Chuyên ngành: Xây dựng công trình thuỷ
Mã số: 60-58-40

LUẬN VĂN THẠC SĨ








Người hướng dẫn khoa học:
1. GS.TS Phạm Ngọc Quý
2. PGS.TS Đỗ Tất Túc





Hà Nội, 2013

Gáy luận văn:


HÀ HUY THÀNH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013

SỐ TRANG: KHOẢNG 135 TRANG (MỘT TRĂM BA MƯƠI LĂM TRANG)

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và làm việc nghiêm túc với tất
cả sự nỗ lực của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề
tài “Nghiên cứu hình thức kết cấu hợp lý đê bảo vệ Cảng neo đậu tránh,
trú bão cho tàu thuyền Cửa Nhượng – Hà Tĩnh” nhằm đóng góp một phần
nhỏ vào công tác nghiên cứu, đánh giá hiện trạng đê chắn sóng cho cảng neo
đậu tránh trú bão tàu thuyền và đề xuất mặt cắt phù hợp và thích ứng với biến
đổi khí hậu áp dụng cho cảng neo đậu tránh trú bão cho tàu thuyền Cửa
Nhượng tỉnh Hà Tĩnh.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo hướng dẫn là
GS.TS. Phạm Ngọc Quý và PGS.TS. Đỗ Tất Túc đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và
động viên tinh thần trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Trường Đại học
Thủy lợi, các đồng nghiệp ở Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Hà Tĩnh
đã tạo điều kiện giúp đỡ, hỗ trợ trong suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn.
Do hạn chế về điều kiện thời gian, tài liệu và trình độ nên luận văn
không tránh khỏi những sai sót, khiếm khuyết, tác giả rất mong tiếp tục nhận
được sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo và ý kiến đóng góp của bạn bè, đồng
nghiệp.

Hà Tĩnh, tháng 8 năm 2013

TÁC GIẢ




BẢN CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: Hà Huy Thành
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu hình thức kết cấu hợp lý đê bảo vệ
Cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền Cửa Nhượng – Hà Tĩnh”.
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn do tôi làm. Những
kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép từ bất cứ nguồn
thông tin nào khác. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu
bất kỳ hình thức kỹ luật nào của Khoa và Nhà trường./.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

HỌC VIÊN CAO HỌC


Hà Huy Thành



MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

1
2. Mục đích của đề tài
3
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
3
Chương 1 Tổng quan về đê chắn sóng
5
1.1 Chức năng của đê chắn sóng
5
1.2
Ph
ân loại đê chắn sóng

6
1.3 Hình thức và cấu tạo của một số đê chắn sóng ở bể cảng
9
1.3.1 Đê chắn sóng mái nghiêng:
9
1.3.2 Đê chắn sóng trọng lực tường đứng:
9
1.3.3 Đê chắn sóng bằng cọc và cừ……………………………
10
1.3.4 Đê chắn sóng kiểu Geotube
11
1.3.5 Đê chắn sóng nổi
11
1.3.6 Đê chắn sóng bằng khí ép
13
1.3.7 Đê chắn sóng thuỷ lực
13

1.4 Kết cấu đê chắn sóng của bể cảng ở Việt Nam
14
1.4.1 Đê chắn sóng Cảng Dung Quất
14
1.4.2 Đê chắn sóng cảng Tiên Sa
16
1.4.3 Đê chắn sóng kết hợp bến tàu 600Cv đảo Côtô
17
1.5 Những kết quả nghiên cứu về đê chắn sóng: trong nước và ngoài
nước
17
1.5.1 Đê chắn sóng dạng hệ thống địa kỹ thuật chứa cát:
19
1.5.2 Đê chắn sóng bằng thảm đá, rọ đá:
19
1.5.3 Các kết quả nghiên cứu về hình thức bảo vệ mái đê chắn
sóng:
20
Chương 2 Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng đê chắn sóng cho
cảng neo đậu tránh, trú bão tàu thuyền
21
2.1 Đặt vấn đề
21
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thức, kết cấu đê chắn sóng
22
2.2.1 Các yếu tố tự nhiên
22
2.2.1.1 Đặc điểm Thuỷ hải văn
22
a) Thuỷ triều:

22
b) Mực nước

22
c) Dòng chảy
23
2.2.1.2 Đặc điểm địa chất
25
2.2.1.3 Đặc điểm địa hình:
28
2.2.1.4 Chế độ gió, bão
29
2.2.2 Các yếu tố về kinh tế, xã hội
30
2.2.2.1 Đặc điểm dân cư:

30
2.2.2.2 Các đặc điểm về Lao động, sản xuất:
30
2.2.3 Vật liệu xây dựng
31
2.3 Đặc điểm làm việc của đê chắn sóng
31
2.4 Yêu cầu đê chắn sóng cần đạt được:
31
2.4.1 Hình dáng trên mặt bằng và quy mô khu nước cần che chắn
31
2.4.2 Yêu cầu về độ bền của công trình:
32
2.4.3 Yêu cầu về phản xạ được sóng:

32
2.5 Các giải pháp về kết cấu đê chắn sóng cho cảng tránh trú bão:
Các dạng đê chắn sóng đã có, ưu nhược điểm của từng loại.
33
2.5.1 Đê chắn sóng mái nghiêng:
34
2.5.2 Đê chắn sóng trọng lực tường đứng:
52
2.5.3 Đê chắn sóng bằng cọc và cừ
52
2.5.4 Đê chắn sóng kiểu Geotube
54
2.5.5 Các dạng đê chắn sóng dặc biệt khác
55
2.6 Đánh giá khả năng tiêu giảm sóng của các biện pháp
55
Chương 3: Tính toán áp dụng cho Cảng neo đậu tránh, trú bão
cho tàu thuyền Cửa Nhượng Hà Tĩnh……………………
57
3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội vùng
57
3.2 Nhiệm vụ và Quy mô Cảng neo đậu tránh trú bão Cửa
Nhượng
74
3.2.1 Nhiệm vụ
74
3.2.2 Phân tích lựa chọn vị trí
74
3.3 Tính toán các phương án kết cấu đê
82

3.3.1 Chọn hình thức kết cấu mặt cắt đê
82
3.3.2 Xác định hình thức gia cố mái đê chắn sóng:
86
3.3.3 Xác định hình thức bảo vệ chân mái đê chắn sóng:
88
3.3.4 Xác định các kích thước cơ bản:
91
3.4 Kết quả lựa chọn mặt cắt hợp lý
104
3.5 Lựa chọn dạng mặt cắt đê ứng phó với hiện tượng biến đổi
khí hậu – hiện tượng nước biển dâng:
104
Kết luận và Kiến nghị:
106
Tài liệu tham khảo
108
PHỤ LỤC: Tính toán ổn định đê chắn sóng:





DANH MỤC BẢNG BIÊU
Mở đầu:
Trang
Bảng 1: Tổng hợp các cơn bão theo vĩ độ
1
Bảng 2: Thống kê thiệt hại tàu thuyền do bão, áp thấp nhiệt đới gây
ra

2
Chương 1:

Chương 2:

Bảng 2-1: Mối quan hệ giữa đường kính hạt, độ sâu khởi động bùn
cát và các đặc trưng sóng
25
Bảng 2-2: Giá trị chiều cao sóng cho phép trong bể cảng neo đậu
tương ứng với loại tàu
33
Bảng 2-3: Phân loại đá
38
Bảng 2-4: trọng lượng khối xếp theo chiều cao sóng
46
Bảng 2-5: Độ lệch của khối xếp
47
Chương 3:

Bảng 3-1: Tốc độ gió (m/s) trung bình nhiều năm và mạnh nhất
(1961-2004)
58
Bảng 3-2: Tần suất gió mạnh nhất trạm Hà Tĩnh (1961-2004)
59
Bảng 3-3: Đặc trưng nhiệt độ các tháng mùa đông ở Hà Tĩnh
59
Bảng 3-4: Đặc trưng nhiệt độ các tháng mùa hè ở Hà Tĩnh
60
Bảng 3-5: Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm)
61

Bảng 3-6: Phân phối lượng mưa theo mùa của các trạm ở Hà Tĩnh
62
Bảng 3-7: Số cơn bão đổ bộ vào khu vực Nghệ An đến Quảng Bình
từ 1974 – 2004
63
Bảng 3-8: Đặc trưng mực nước trạm Cẩm Nhượng – sông Cửa
Nhượng
66
Bảng 3-9: Các tham số thống kê dòng chảy trạm Cửa Nhượng
66
Bảng 3-10: Mực nước cao nhất năm ứng với tần suất bảo đảm
67
Bảng 3-11. Mực nước trung bình năm ứng với tần suất bảo đảm
67
Bảng 3-12: Mực nước thấp nhất năm ứng với tần suất bảo đảm
68
Bảng 3-13: Đặc trưng biên độ triều tại Cửa Nhượng
69
Bảng 3-14: So sánh lựa chọn vị trí xây dựng
81
Bảng 3-15: So sánh lựa hình thức kết cấu mặt cắt đê
85
Bảng 3-16: Tham số sóng - tại mặt cắt 27 Theo Bảng C-2.27 Tiêu
chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển cho mặt cắt 27, với chu kỳ lặp 20 năm
94
Bảng 3-17: kết quả tính toán ổn định mái đê
98
Phụ lục:

Bảng PL-1: Các thông số dùng trong tính toán ổn định

1-PL
Bảng PL-2: kết quả tính toán ổn định mái đê
12-PL

DANH MỤC HÌNH

Trang
Chương 1:

Hình 1-1: Sơ đồ Bể cảng có cả hai tuyến đê cắm vào bờ.
5
Hình 1- 2: Sơ đồ bể cảng có một tuyến đê cắm vào bờ và một tuyến
đê đảo.
5
Hình 1- 3: Sơ đồ vạch các tuyến đê chắn sóng để đẩy bùn cát ra xa
bờ.
6
Hình 1- 4: Sơ đồ Bể cảng có các tuyến đê chắn sóng hỗn hợp.
7
Hình 1-5: Sơ đồ cấu tạo các loại đê chắn sóng.
8
Hình 1-6: Đê mái nghiêng bằng đá
9
Hình 1-7: Đê chắn sóng từng đứng trọng lực
10
Hình 1-8: Đê chắn sóng bằng cọc và cừ
10
Hình 1-9: Đê chắn sóng kiểu Geotube
11
Hình1-10: Cấu tạo các loại đê chắn sóng bằng bè nổi

12
Hình 1-11: Sơ đồ làm việc của đê chắn sóng bằng khí ép
13
Hình 1-12: Sơ đồ cấu tạo đê chắn sóng thuỷ lực
14
Hình 1-13: Thi công đê chắn sóng cảng Dung Quất
15
Hình 1-14: Tổng thể đê chắn sóng cảng Dung Quất
16
Hình 1-15: Thi công thùng chìm đê chắn sóng cảng Tiên Sa
16
Hình 1-16: Tổng thể đê chắn sóng cảng Tiên Sa
17
Hình 1-17: Thi công đê chắn sóng đảo Cô Tô
17
Hình 1-18: Đê chắn sóng DeltaWorks - Hà Lan
18
Hình 1-19: đê chắn sóng Energía Costa Azul (chiều dài 650m) sử
dụng 12 giếng chìm
18
38T
Hình 1-20: Đê biển Afsluitdijk dài hơn 32km, rộng 90m, cao 7,25m
18
Hình 1-21: Công trình đê chắn sóng biển ở Úc
18
Hình 1-22: Lát mái đê chắn sóng bờ ở Nhật Bản
19
Hình 1-23: Đê chắn sóng bằng hệ thống ống địa kỹ thuật chứa cát
19
Hình 1-24: Thảm bê tông liên kết bằng dây cáp

20
Hình 1-25: Gia cố mái bằng cấu kiện dạng cột
20
Chương 2:

Hình 2-1: Sơ đồ ảnh hưởng của dòng chảy đến xói, bồi
24
Hình 2-2: Hình ảnh về tác động của sóng do bão kết hợp triều cường
29
Hình 2-3:Tàu thuyền trong cảng neo đậu tránh trú bão Thạch Kim – Hà
Tĩnh
30
Hình 2-4: Chân khay đê chắn sóng mái nghiêng
36
Hình 2-5: Khối bê tông đỉnh chữ nhật
36
Hình 2-6: Khối bê tông đỉnh chữ nhật có chân
37
Hình 2-7: Các khối bê tông đỉnh có gờ hắt sóng
37
Hình 2-8: Các khối bê tông đỉnh có gờ hắt sóng, có chân
37
Hình 2-9: Đê mái nghiêng bằng khối Tetrapode
39
Hình 2-10: Cấu tạo khối Dolos
39
Hình 2-11: Cấu tạo Đê mái nghiêng bằng khối Stabit
40
Hình 2-12: Sơ đồ bố trí mặt cắt dọc đê chắn sóng dạng tường đứng
42

Hình 2-13: Kết cấu đệm đá
44
Hình 2-14: Kết cấu phần trên
45
Hình 1-15: Sơ đồ xếp các khối
46
Hình 2-16: Mộng liên kết giữa các khối xếp
47
Hình 2-17: Kết cấu đê khối rỗng
48
Hình 2-18: Một số kết cấu Cyclopit điển hình
49
Hình 2-19: Một số kết cấu thùng chìm điển hình
50
Hình 2-20: Kết cấu liên kết thùng chìm
51
Chương 3:

Hình 3-1: Các vị trí tiềm năng cho nghiên cho xây dựng Cảng tránh
trú bão Cửa Nhượng
75
Hình 3-2: Mặt bằng dự kiến bố trí công trình tại vị trí 1
77
Hình 3-3: Mặt bằng dự kiến bố trí công trình tại vị trí 2
78
Hình 3-4: Chân khay nông nằm trên mặt đất.
88
Hình 3-5: Chân khay nông trong đất.
88
Hình 3-6: Chân khay kiểu mố đỡ.

89
Hình 3-7: Chân khay ống buy tròn
89
Hình 3-8: Chân khay kết hợp giữa chân kè bệ chìm và cọc gỗ.
90
Hình 3-9: Hình thức, kết cấu mặt cắt ngang đê lựa chọn
90
Hình 3-10: Đường tần suất mực nước tổng hợp
92
Hình 3-11: Sơ đồ xác định chiều dài mái đê quy đổi
95
Hình 3-12: Phương án chọn chân kè bảo vệ mái
99
Hình 3-13: Sơ đồ lắp ghép tấm Seabee bảo vệ mái
101
Hình 3-14: Cấu tạo khối Seabee bảo vệ mái
103
Hình 3-15: Mặt cắt kết cấu hợ lý cho đê bảo vệ cảng neo đậu tránh
trú bão Cửa Nhượng – Hà Tĩnh
104
Hình 3-16: Đê mái nghiêng cóxây dựng thêm tường đỉnh khi nước
biển dâng
105
Hình 3-17: Đê đắp thêm con chạch khi nước biển dâng.
105
Hình 3-18: Đê mái nghiêng gia cố 3 mặt để ứng phó với nước biển
dâng
105
Phụ lục:

Hình PL-1: Sơ đồ nguyên lý phương pháp tính hệ số ổn định theo
cung trượt tròn
2-PL
Hình PL-2 : Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 1 trường
hợp MNCTK
3-PL
Hình PL-3: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 1 trường
hợp MNCTK
3-PL
Hình PL-4: Tính toán ổn định mái đê phía bể biển cho MC 2 trường
hợp MNCTK
4-PL
Hình PL-5: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 2 trường
hợp MNCTK
4-PL
Hình PL-6
: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 3 trường hợp
MNCTK
5-PL
Hình PL-7: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 3 trường
hợp MNCTK
5-PL
Hình PL-8
: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 1 trường hợp
MN thấp nhất
6-PL
Hình PL-9: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 1 trường
hợp MN thấp nhất
6-PL
Hình PL-10: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 2 trường

hợp MN thấp nhất
7-PL
Hình PL-11
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 2 trường
hợp MN thấp nhất
7-PL
Hình PL-12: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 3 trường
hợp MN thấp nhất
8-PL
Hình PL-13
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 3 trường
hợp MN thấp nhất
8-PL
Hình PL-14: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 1 trường
9-PL
hợp MN rút nhanh
Hình PL-15
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 1 trường
hợp MN rút nhanh
9-PL
Hình PL-16: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 2 trường
hợp MN rút nhanh
10-PL
Hình PL-17
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 2 trường
hợp MN rút nhanh
10-PL
Hình PL-18: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 3 trường
hợp MN rút nhanh
11-PL

Hình PL-19: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 3 trường
hợp MN rút nhanh
11-PL
Hình PL-20: Tính toán ổn định kiểm tra mặt trượt tại đáy ống buy
cho mặt cắt 3
12-PL


1
MỞ ĐẦU:
1. Tính cấp thiết của Đề tài:

Trong điều kiện thời tiết diễn biến ngày càng phức tạp, hiểm hoạ do
thiên tai ngày càng khó lường, hàng năm cả nước có hàng trăm tàu cá bị chìm
và hư hỏng, ngoài ra dông bão còn cướp đi sinh mạng của nhiều ngư dân. Việt
Nam nói chung và các tỉnh miền Trung nói riêng là khu vực thường xuyên
phải hứng chịu những thiên tai về thời tiết, đặc biệt trong những năm gần đây
cùng do sự biến đổi khí hậu toàn cầu, các thảm họa thiên nhiên xuất hiện với
tần suất ngày càng nhiều và mức độ ngày càng thảm khốc. Thực tế cho ta thấy
khi có thiên tai, bão lũ, mặc dù các phương tiện đã vào được bờ, tuy nhiên nếu
như không có được nơi neo đậu, hệ thống đê chắn sóng đảm bảo an toàn thì
thiệt hại về vật chất vẫn xảy ra (tàu chìm ngay khi ở trong cảng).
Theo thống kê, từ năm 1954 đến năm 1993 cho thấy phần lớn các cơn
bão đổ bộ vào Việt Nam xuất hiện ở biển Việt Nam từ vị độ 8
P
0
PN – 22P
0
PN.
Bảng 1: Tổng hợp các cơn bão theo vĩ độ

Vĩ độ Số cơn bão Tần suất (%) Bình quân (cơn/năm)
21-22 33 13.2 0.82
20-21 33 13.2 0.82
19-20 27 10.8 0.67
18-19 21 8.4 0.52
17-18 32 12.8 0.80
16-17 21 8.4 0.52
15-16 12 4.8 0.30
14-15 14 5.6 0.35
13-14 15 6.0 0.37
12-13 16 6.4 0.40
11-12 13 5.2 0.32
2
10-11 1 0.4 0.02
9-10 4 1.6 0.10
8-9 7 2.8 0.18
(Nguån: Theo sè liÖu thèng kª ViÖn nghiªn cøu h¶i s¶n trung ¬ng)
Cũng theo số liệu thống kê của Tổng Cục Khí tượng thủy văn cho thấy,
trung bình hàng năm Việt Nam đón nhận khoảng 10 cơn bão và áp thấp, gây
ra nhiều tổn thất to lớn về con người và tài sản đối với ngành thủy sản. Trong
vòng 10 năm gần đây, số lượng tàu bị chìm và hư hỏng do các cơn bão lên tới
hàng trăm chiếc, thiệt hại về vật chất lên tới hàng trăm tỷ đồng mỗi năm.
Bảng 2: Thống kê thiệt hại tàu thuyền do bão, áp thấp nhiệt đới gây ra
Năm
Số cơn bão Số cơn áp thấp
Thiệt hại về tàu thuyền
Trên
Biển
Đông
Ảnh

hưởng
đến
Việt
Nam
Trên
Biển
Đông
Ảnh
hưởng
đến
Việt
Nam
2000 - 2 - 1
49 tàu bị chìm, 86 tàu bị hư
hỏng
2001 9 1 11 -
261 tàu bị chìm, 135 tàu bị
hư hỏng
2003 7 2 10 1 35 tàu bị chìm
2004 5 2 4 2
25 tàu bị chìm, 53 tàu bị hư
hỏng
2005 9 6 5 2 317 tàu bị chìm
2006 10 3 4 0
1475 tàu bị chìm và hư
hỏng
2007 7 3 - -
120 tàu bị chìm và 36 tàu bị
hư hỏng
Vì vậy việc xây dựng các cảng tránh trú bão cho tàu thuyền là giải pháp

cần thiết nhằm giảm thiểu tác hại của mưa bão, sóng đối với tính mạng,
phương tiện của ngư dân hoạt động trên biển
3
Tuy nhiên, thông thường các cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền
thường được xây dựng tại nơi mà ở đó khu nước neo đậu của tàu thuyền (khu
vực tàu thuyền neo đậu trong cảng) không hoặc ít được che chắn dưới sự tác
động của sóng biển bởi các yếu tố địa hình, địa mạo tự nhiên thì việc xây
dựng công trình che chắn nhân tạo – Đê chắn sóng là một giải pháp công trình
thường được lựa chọn.
Vì vậy việc lựa chọn được hình thức kết cấu hợp lý cho đê chắn sóng là
hết sức quan trọng, nó ảnh hướng đến tính bền vững của công trình, đối tượng
được bảo vệ (tàu thuyền neo đậu trong cảng), giá thành công trình…
Đây là những lý do chính và là sự cần thiết để nghiên cứu của đề tài:
“Nghiên cứu hình thức kết cấu hợp lý đê bảo vệ Cảng neo đậu tránh, trú
bão cho tàu thuyền Cửa Nhượng – Hà Tĩnh”.
2. Mục đích của Đề tài:
Phân tích, làm rõ được các yếu tố chính tác động đến đê chắn sóng bảo
vệ Cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền được xây dựng ở vùng cửa
sông.
Nghiên cứu để đề xuất hình thức kết cấu đê bảo vệ hợp lý cho cảng
tránh trú bão phù hợp với vùng cửa sông ở miền Trung.
Tính toán vận dụng cho Cảng tránh trú bão Cửa Nhượng - tỉnh Hà
Tĩnh.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
a. Cách tiếp cận:
- Tiếp cận mang tính xã hội: Đề cập đến các yếu tố xã hội, hiệu quả của
cảng tránh trú bão trong việc bảo vệ tính mạng, tài sản của người dân trong
bão lũ, góp phần làm giảm nhẹ hậu quả thiên tai.
4
- Tiếp cận mang tính kinh tế: Đề cập đến sự ảnh hưởng của các yếu tố

về vốn, tài chính đến giải pháp công trình
- Các gải pháp đưa ra phân tích và đề nghị áp dụng cần có tính khả thi
và phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật nước ta hiên nay và với các điều
kiện đặc thù của địa phương về tự nhiên, văn hoá, xã hội và tập quán…
b. Các phương pháp nghiên cứu:
- Kế thừa lý thuyết và kinh nghiệm: áp dụng có chọn lọc các các sản
phẩm, tài liệu khoa học và công nghệ đã có trong nước và trên thế giới.
- Phương pháp khảo sát thực địa: Khảo sát thực địa tại các công trình
đê chắn sóng đã được xây dựng; đánh giá, phân tích ưu nhược điểm của từng
công trình và nhận xét về công trình đó sau khi đã đưa vào sử dụng.
- Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành được sử dụng trong
việc xác định ảnh hưởng của mưa lũ, sóng, bùn cát bồi lắng … đến công trình.
- Phương pháp Nghiên cứu tài liệu đã có.











5
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ ĐÊ CHẮN SÓNG
1.1 Chức năng của đê chắn sóng:

Hình 1-1: Sơ đồ Bể cảng có cả hai tuyến đê cắm vào bờ.

1 - Vũng cảng 2 - Đê chắn sóng 3 - Tường bảo vệ
4 - Khu đất 5 - Lạch vào cảng 6 - Khu neo tàu ngoài cảng




Hình 1-2b Hình 1-2c
Hình 1- 2: Sơ đồ bể cảng có một tuyến đê cắm vào bờ và một tuyến đê đảo.
1- Vũng cảng; 2- Đê chắn sóng 1- Vũng cảng; 2- Đê chắn sóng;
3- Lạch vào cảng
6
Chức năng chính của đê chắn sóng là đều mang tính chất che chở cho
khu nước.
An toàn cho tàu đậu với mọi hướng sóng tác dụng:
Ngăn chặn hoặc giảm đến mức tối thiểu sự lắng đọng của bùn cát, song
song với yêu cầu chắn sóng, hệ thống đê của bể cảng biển phải ngăn sự di
chuyển của bùn cát do dòng ven hoặc dòng lục địa mang đến. Giải pháp hữu
hiệu hơn cả là đẩy bùn cát ra xa bờ (hình 1-3) hoặc tích tụ bùn cát ở phía
ngoài đê (khu vực sát bờ) tạo thành bãi biển nhân tạo.
1 - Dßng bïn c¸t
2 - C¸c ®o¹n ®ª ch¾n sãng
3 - Kªnh tμ u vμ o c¶ng
4 - BÓ c¶ng

Hình 1- 3: Sơ đồ vạch các tuyến đê chắn sóng để đẩy bùn cát ra xa bờ.

1.2 Phân loại đê chắn sóng:
1.2.1 Theo mặt bằng vạch các tuyến đê có thể phân loại thành:
- Đê nhô: là tuyến đê một đầu cắm vào bờ, còn một đầu kia vươn ra xa
biển tới cửa cảng. đây là loại thường gặp và một bể cảng gồm hai đê nhô bao
bọc;
Phía biển
Phía bờ
7
- Đê đảo: là tuyến đê chắn sóng cả hai đầu đều không gắn với bờ. Nếu
một bể cảng chỉ có một tuyến đê đảo thì thường áp dụng cho vịnh với ba phía
là bờ.
- Đê hỗn hợp: hệ thống các tuyến đê của bể gồm cả đê nhô và đê, áp
dụng giải pháp này khi bể cảng rộng và đi kèm với nó có từ 2÷3 cửa cảng.
- Đối với các cảng biển lớn được mở rộng phát triển trong nhiều giai
đoạn lịch sử khác nhau thường phải vạch các tuyến đê hỗn hợp (Hình 1-4).

Hình 1- 4: Sơ đồ Bể cảng có các tuyến đê chắn sóng hỗn hợp.

1.2.2 Phân loại đê chắn sóng theo tương quan với mực nước.
Theo quan điểm này đê chắn sóng được phân thành hai loại: đê ngập và đê
không ngập.
- Đê ngập (đê chìm) có cao trình đỉnh đê thấp hơn cao trình mực nước thi
công, thậm chí còn thấp hơn cả mực nước thấp thiết kế. Loại kết cấu
này xây dựng khi bể cảng dùng làm bãi tắm hoặc chỉ ngăn cát, phù sa.
- Đê không ngập có cao trình đỉnh đê luôn cao hơn mực nước cao thiết
kế. đối với cảng thương mại, cảng khách, cảng thuỷ sản chỉ nên thiết kế
đê không ngập.

8
1.2.3 Phân loại đê chắn sóng theo công dụng.
Theo công dụng đê chắn sóng được phân thành các loại:
- Đê dùng để chắn sóng;
- Đê ngăn cát;
- Đê chắn sóng - ngăn cát;
- Đê hướng dòng (tại các cửa sông, chỗ có hải lưu mạnh).
1.2.4 Phân loại đê theo hình dạng mặt cắt ngang.
Cách phân loại này là chính xác nhất vì nó phản ánh được các đặc trưng cơ
bản của kết cấu, không những về cấu tạo mà cả về phương pháp tính toán, các
giải pháp thi công. Dựa trên góc độ này kết cấu đê được phân thành:
- Đê tường đứng trọng lực;
- Đê chắn sóng mái nghiêng;
- Đê chắn sóng bắng cừ, cọc;
- Kết cấu đê hỗn hợp (nửa đứng, nửa nghiêng);
- Đê thuỷ khí và các loại kết cấu đặc biệt khác.

MNCTK
H
MNCTK
H
MNCTK
H
MNCTK
H
PhÝa biÓn PhÝa bÓ c¶ng
PhÝa biÓn
PhÝa biÓn PhÝa bÓ c¶ng
a) b)

Hình 1-5: Sơ đồ cấu tạo các loại đê chắn sóng
a) Tường đứng trọng lưc; b) Mái nghiêng
c) Bằng cừ và cọc d) Đê hỗn hợp
9
1.3 Hình thức và cấu tạo của một số đê chắn sóng ở bể cảng.
1.3.1 Đê chắn sóng mái nghiêng:

Đê chắn sóng mái nghiêng được ứng dụng sớm nhất, tận dụng được các
vật liệu sẵn có tại chỗ: đất, đá, bê tông … ngày nay đê chắn sóng mái nghiêng
còn ứng dụng rất nhiều các khối bê tông có hình thù đặc biệt vừa tiêu hao
được năng lượng sóng vừa liên kết chắc chắn với nhau.
- Dựa vào đặc điểm vật liệu và đặc thù cấu tạo, kết cấu đê chắn sóng mái
nghiêng được phân loại thành:
+ Đê mái nghiêng bằng đá;
+ Đê mái nghiêng với khối bêtông gia cố hình hộp;
+ Đê mái nghiêng với các khối bêtông phức hình.
- Đê chắn sóng mái nghiêng có các đặc điểm cơ bản: tốn rất nhiều vật
liệu song lại khai thác được vật liệu ở địa phương, có khả năng tiêu hao năng
lượng sóng cao. Đê chắn sóng mái nghiêng thuộc loại kết cấu mềm nên khi
xảy ra hư hỏng cục bộ dễ sửa chữa hơn kết cấu tường đứng;
1.3.2 Đê chắn sóng trọng lực tường đứng:
Khi có điều kiện địa chất nền tốt, lý tưởng nhất là nền đá thì áp dụng
kiểu Đê chắn sóng kiểu tường đứng kinh tế hơn công trình đá đổ mái nghiêng
HÖ sè m¸i ®ª: m

Hình 1-6: Đê mái nghiêng bằng đá
10
do có hình dáng gọn nhẹ, giảm được khối lượng các vật liệu xây dựng như đá
và bêtông. Điều kiện cơ bản nhất để áp dụng công trình kiểu tường đứng
trọng lực là nền móng phải tốt. Đất nền lý tưởng nhất cho công trình này là

nền đá.

Kết cấu đê tường đứng trọng lực có các đặc điểm cơ bản: Tốn ít vật
liệu, thi công nhanh song đòi hỏi nhiều công đoạn chế tạo - thi công hiện đại,
bị phản xạ sóng cao, dễ tận dụng làm kết cấu bến phía mép trong bể cảng;
1.3.3 Đê chắn sóng bằng cọc và cừ:
Tù nhiªn
MNK
MNTK
Cäc BTCT
Gi»ng
BTCT
Ph«ng ch¾n sãng
Tù nhiªn
MNK
MNTK
Cõ thÐp
Gi»ng
BTCT
§¸ ®æ
a)

Hình 1-8: Đê chắn sóng bằng cọc và cừ
a) Đê chắn sóng bằng cừ; b) đê chắn sóng bằng cọc với các phông
chắn sóng
(0,3-0,4)b(0,5-0,6)b
(0,3-0,4)b
(0,5-0,6)b
b
b

Hình 1-7: Đê chắn sóng từng đứng trọng lực
11
Cọc và cừ được dùng phổ biến trong các công trình cảng thủy công, với
điều kiện nền đất cho phép đóng cọc, hạ cọc, nhồi cọc. Cùng với cọc, cừ còn
kèm theo các vật liệu làm đầy phần không gian bên trong: cát, đá hộc, bê
tông…
So với đê chắn sóng mái nghiêng hay đê chắn sóng mái nghiêng thì đê
chắn sóng bằng cọc và cừ xuất hiện sau, vì đòi hỏi về công nghệ thi công cọc
phức tạp hơn.


1.3.4 Đê chắn sóng kiểu Geotube:

Là loại đê chắn sóng với khối đá lõi được thay thế bằng các ống vải địa
kỹ thuật (GEOTUBE) chứa đầy cát đã được nghiên cứu thiết kế và ứng dụng
thành công ở một số dự án như Refuge - Shallow Welder Bay, Texas, USA;
Amwaj Islands, Bahrain
1.3.5 Đê chắn sóng nổi:
Đê chắn sóng nổi ra đời lần đầu tiên vào giữa thế kỷ 19 ở Pháp dưới
dạng kết cấu gỗ, sau đó lan rộng sang Nga ở vùng Baltic và các nước khác.
Vào những năm 1960 – 1970, người ta đã thống kê được 45 loại kết cấu đê
nổi và phân thành 3 nhóm chính:
- Đê nổi có các bộ phận cản sóng bằng các bè nổi;
- Đê nổi có các bộ phận cản sóng bằng các vật nổi đơn lẻ sắp xếp
so le với nhau;

Hình 1-9: Đê chắn sóng kiểu Geotube