Luận văn lý thuyết độ tin cậy

Luận văn thạc sĩ

-i-

LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập được sự giúp đỡ vô cùng quý báu, tận tâm của các thầy
giáo, cô giáo trường Đại học Thuỷ Lợi, các cán bộ, giảng viên Viện Đào tạo và
Khoa học ứng dụng Miền Trung, bạn bè đồng nghiệp cùng với sự nỗ lực cố gắng
học tập, tìm tòi, nghiên cứu của bản thân, tôi đã hoàn thành luận văn thạc sĩ chuyên
ngành Xây dựng công trình thủy với đề tài: “Áp dụng lý thuyết độ tin cậy vào kiểm
định chất lượng các kết cấu bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né, Bình Thuận”.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ sự cảm ơn trân trọng tới lãnh đạo trường Đại học
Thủy Lợi, Viện Đào tạo và Khoa học ứng dụng Miền Trung, Phòng Đào tạo đại học
và sau đại học, khoa Công trình và các thầy cô tham gia giảng dạy khóa học đã tạo
điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành khóa học và luận văn của mình.
Đặc biệt tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn
Quang Hùng, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ tận tình trong suốt thời
gian thực hiện luận văn. Tôi cũng vô cùng biết ơn thầy giáo GS.TS. Nguyễn Văn
Mạo đã cung cấp các thông tin khoa học và có những góp ý quý báu giúp tôi thực
hiện tốt hơn nội dung luận văn của mình.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp những
người đã khích lệ, động viên và giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu vừa qua.
Do hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tế còn ít và những kiến thức về
một lĩnh vực khoa học mới còn chưa sâu nên luận văn không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp cũng như chỉ bảo tận tình
của các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Ninh Thuận, tháng 11 năm 2014
Tác giả luận văn

HOÀNG MINH KHANH

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- ii -

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN CAM KẾT
Tôi là:
Học viên lớp:

Hoàng Minh Khanh
20C-ĐH2

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Áp dụng lý thuyết độ tin cậy vào
kiểm định chất lượng các kết cấu bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né, Bình
Thuận” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các thông tin, tài liệu, bảng biểu,
hình vẽ… lấy từ nguồn khác đều được trích dẫn nguồn đầy đủ theo quy định. Nếu
có gì sai trái tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy định của nhà trường.

Ninh Thuận, tháng 11 năm 2014
Tác giả luận văn

HOÀNG MINH KHANH

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- iii -

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ...........................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...........................................................................ix
PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................1
CHƯƠNG 1.............................................................................................................. 3
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN BẢO VỆ BỜ BIỂN HÀM TIẾN – MŨI NÉ
................................................................................................................................... 3
1.2.1. Đặc điểm chung.......................................................................................................4
1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất.....................................................................................5
1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn.....................................................................................6
1.2.4. Đặc điểm thủy, hải văn............................................................................................6
1.3.1. Các dự án và đặc điểm kết cấu kè bảo vệ bờ đã thực hiện tại bờ biển Hàm Tiến –
Mũi Né...............................................................................................................................6
1.3.2. Đặc điểm kết cấu MLGBT liên kết ma sát............................................................10
1.3.3. Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam......11
1.4.1. Khảo sát hiện trạng ...............................................................................................12
1.4.2. Hiện trạng đoạn bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né và các dự án..................................16
1.4.3. Kết quả khảo sát, đo đạc hiện trạng các dự án.......................................................17
1.4.4. Đánh giá hiện trạng ba dự án theo một số tiêu chí bền vững của kết cấu..............17
CHƯƠNG 2............................................................................................................ 20
PHƯƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY VÀ BÀI TOÁN MẪU DÙNG TRONG LUẬN
VĂN........................................................................................................................ 20
2.1.1. Con đường hình thành của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]..........................20

2.1.2. Lịch sử phát triển phương pháp thiết kế ngẫu nhiên trên thế giới [1]....................20
2.1.3. Tình hình ứng dụng lí thuyết độ tin cậy và thiết kế ngẫu nhiên để đánh giá an toàn
đê kè biển ở Việt Nam ....................................................................................................21
2.1.4. Cách tiếp cận của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]........................................21
2.1.5. Ưu điểm và các cấp độ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp thiết kế ngẫu nhiên
.........................................................................................................................................22
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- iv -

2.1.6. Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên ..........................................................................23
2.1.6.1. Cơ sở toán học của phương pháp ngẫu nhiên [4]..........................................23
2.1.6.2. Cơ sở lý thuyết của thiết kế ngẫu nhiên [5]...................................................30

2.2.1. Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [2]....................31
2.2.2. Bài toán thiết kế xác suất mức độ 2 [5].................................................................33
2.2.2.1. Các giả thiết:..................................................................................................33
2.2.2.2. Các bước thực hiện bài toán..........................................................................33

2.2.3. Tính độ tin cậy của hệ thống [2]............................................................................35
2.3.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................35
2.3.2. Các loại cấu kiện và hệ thống kết cấu mảng liên kết ma sát [3]............................36
2.3.3. Một cách xác định độ tin cậy an toàn của MLGBT liên kết ma sát [3]. ............38
CHƯƠNG 3............................................................................................................ 44
TÍNH XÁC SUẤT AN TOÀN CỦA CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH CHÂN KÈ THUỘC
DỰ ÁN BÌNH THUẬN..........................................................................................44
CHƯƠNG 4............................................................................................................ 50

TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA KẾT CẤU MẢNG KÈ LẮP GHÉP
BẰNG CẤU KIỆN BÊ TÔNG ĐÚC SẲN THUỘC DỰ ÁN BÌNH THUẬN....50
4.5.1. Bài toán tính xác suất theo cấp độ 2......................................................................51
4.5.1.1. Thứ tự thực hiện bài toán tính xác suất theo cấp độ 2...................................51
4.5.1.2. Phần mềm tính toán.......................................................................................52

4.5.2. Tính xác suất hư hỏng và độ tin cậy của cấu kiện mái TSC-178 theo công thức
đẩy nổi (β2; P(Z2))..........................................................................................................53
4.5.2.1. Hàm tin cậy....................................................................................................53
4.5.2.2. Số liệu thống kê của các biến ngẫu nhiên......................................................54
4.5.2.3. Xác định hàm mật độ xác suất của các chuỗi số liệu thống kê bằng phần
mềm BESTFIT............................................................................................................56
4.5.2.4. Tính toán xác suất hư hỏng và độ tin cậy của các cấu kiện mái TSC-178
trong thân mảng theo cấp độ II bằng phần mềm VAP...............................................58

4.5.3. Tính độ tin cậy của mảng kết cấu lắp ghép bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn bảo vệ
bờ.....................................................................................................................................60
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................63
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-v-

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................66
PHẦN PHỤ LỤC...................................................................................................67
Phụ lục 3.1: Số liệu tính toán ổn định chân kè theo mái dốc lấy từ Geoslope...........67

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ...........................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...........................................................................ix
PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài.........................................................................................................1
3. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng...............................................................1
4. Kết quả đạt được............................................................................................................2
CHƯƠNG 1.............................................................................................................. 3
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN BẢO VỆ BỜ BIỂN HÀM TIẾN – MŨI NÉ
................................................................................................................................... 3
1.1. Tổng quan công trình kè - đê biển Bình Thuận..........................................................3
1.2. Đặc điểm của bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né................................................................4
1.2.1. Đặc điểm chung.......................................................................................................4
1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất.....................................................................................5
1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn.....................................................................................6
1.2.4. Đặc điểm thủy, hải văn............................................................................................6
1.3. Giới thiệu tóm tắt các Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né.............................6
1.3.1. Các dự án và đặc điểm kết cấu kè bảo vệ bờ đã thực hiện tại bờ biển Hàm Tiến –
Mũi Né...............................................................................................................................6
Hình 1.1: Cấu kiện TSC-178...................................................................................7
Hình 1.2: Mặt cắt điển hình kết cấu kè thuộc dự án ĐHTL ................................8
Hình 1.3: Kết cấu chân kè ống bê tông cốt thép đổ đầy đá hộc............................8
Hình 1.4: Mặt cắt điển hình kết cấu kè thuộc dự án ANTIERO.........................9
Hình 1.5: Mặt cắt điển hình kết cấu kè thuộc dự án Bình Thuận......................10
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- vi -

1.3.2. Đặc điểm kết cấu MLGBT liên kết ma sát............................................................10
1.3.3. Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam......11
1.4. Hiện trạng các dự án.................................................................................................12
1.4.1. Khảo sát hiện trạng ...............................................................................................12
Hình 1.6: Vị trí công trình trên bản đồ hành chính tỉnh Bình Thuận...............13
Hình 1.7: Hình ảnh kết cấu kè thuộc dự án ĐHTL.............................................13
Hình 1.8: Hình ảnh kết cấu kè thuộc dự án ANTIERO.....................................14
Hình 1.9: Hình ảnh kết cấu kè thuộc dự án Bình Thuận....................................14
Hình 1.10: Kiểm tra cường độ bê tông cấu kiện bằng súng bật nẩy..................15
Hình 1.11: Kiểm tra chuyển vị các cấu kiện........................................................16
Hình 1.12: Đo kích thước cấu kiện xác định trọng lượng cấu kiện....................16
1.4.2. Hiện trạng đoạn bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né và các dự án..................................16
1.4.3. Kết quả khảo sát, đo đạc hiện trạng các dự án.......................................................17
1.4.4. Đánh giá hiện trạng ba dự án theo một số tiêu chí bền vững của kết cấu..............17
1.5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn........................................................19
1.6. Kết luận chương 1.....................................................................................................19
CHƯƠNG 2............................................................................................................ 20
PHƯƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY VÀ BÀI TOÁN MẪU DÙNG TRONG LUẬN
VĂN........................................................................................................................ 20
2.1. Cơ sở lý thuyết dùng trong bài toán nghiên cứu.......................................................20
2.1.1. Con đường hình thành của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]..........................20
2.1.2. Lịch sử phát triển phương pháp thiết kế ngẫu nhiên trên thế giới [1]....................20
2.1.3. Tình hình ứng dụng lí thuyết độ tin cậy và thiết kế ngẫu nhiên để đánh giá an toàn
đê kè biển ở Việt Nam ....................................................................................................21
2.1.4. Cách tiếp cận của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]........................................21
2.1.5. Ưu điểm và các cấp độ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp thiết kế ngẫu nhiên
.........................................................................................................................................22
2.1.6. Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên ..........................................................................23
Hình 2.1 Minh họa về trạng thái giới hạn Z = 0..................................................30

2.2. Giới thiệu tóm tắt phương pháp tính độ tin cậy........................................................31
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- vii -

2.2.1. Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [2]....................31
Hình 2.2: Phân bố xác suất của hàm Z................................................................31
2.2.2. Bài toán thiết kế xác suất mức độ 2 [5].................................................................33
2.2.3. Tính độ tin cậy của hệ thống [2]............................................................................35
Hình 2.3: Ba loại mô hình hệ thống......................................................................35
2.3. Bài toán tính độ tin cậy của kết cấu mảng mềm từ cấu kiện bê tông lắp ghép bảo vệ
mái dốc............................................................................................................................35
2.3.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................35
2.3.2. Các loại cấu kiện và hệ thống kết cấu mảng liên kết ma sát [3]............................36
Hình 2.4: Một số bản bê tông đúc sẵn lát độc lập trên kè mái...........................37
Hình 2.5: Một số cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép có cơ cấu tự chèn.............37
2.3.3. Một cách xác định độ tin cậy an toàn của MLGBT liên kết ma sát [3]. ............38
Hình 2.6: Cấu tạo của một MLGBT ...................................................................38
Hình 2.7: Cây sự cố MLGBT liên kết ma sát......................................................39
Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống MLGBT liên kết ma sát.............................................41
2.4. Kết luận chương 2.....................................................................................................42
CHƯƠNG 3............................................................................................................ 44
TÍNH XÁC SUẤT AN TOÀN CỦA CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH CHÂN KÈ THUỘC
DỰ ÁN BÌNH THUẬN..........................................................................................44
3.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................44
3.2. Quan hệ giữa độ tin cậy với hệ số an toàn [3]..........................................................44
3.3. Tính hệ số ổn định của chân kè................................................................................45

Hình 3.1: Mặt cắt ngang chân kè trường hợp bất lợi.........................................46
Hình 3.2: Cung trượt có hệ số an toàn nhỏ nhất.................................................48
3.4. Xác định xác suất hư hỏng và độ tin cậy của kết cấu chân kè (β1; P(Z1)) thông qua
hệ số an toàn K................................................................................................................48
3.4. Kết luận chương 3.....................................................................................................49
CHƯƠNG 4............................................................................................................ 50
TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA KẾT CẤU MẢNG KÈ LẮP GHÉP
BẰNG CẤU KIỆN BÊ TÔNG ĐÚC SẲN THUỘC DỰ ÁN BÌNH THUẬN....50
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- viii -

4.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................50
4.2. Nhận biết hệ thống....................................................................................................50
4.3. Hệ thống kết cấu.......................................................................................................51
4.4. Sơ đồ hóa hệ thống...................................................................................................51
Hình 4.1: Sơ đồ hóa hệ thống ..............................................................................51
4.5. Tính độ tin cậy an toàn của hệ thống........................................................................51
4.5.1. Bài toán tính xác suất theo cấp độ 2......................................................................51
Hình 4.2: Sơ đồ thực hiện bài toán theo cấp độ 2................................................52
4.5.2. Tính xác suất hư hỏng và độ tin cậy của cấu kiện mái TSC-178 theo công thức
đẩy nổi (β2; P(Z2))..........................................................................................................53
Hình 4.3: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái kè.....................56
Hình 4.4: Hàm mật độ xác suất của chuỗi số liệu chiều cao sóng......................57
Hình 4.5: Hàm mật độ xác suất của hệ số Kn......................................................57
Hình 4.6: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng riêng của bê tông (γbt).........57
Hình 4.7: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆...................................................58

Hình 4.8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ
chế mất ổn định cấu kiện mái TSC-178...............................................................60
4.5.3. Tính độ tin cậy của mảng kết cấu lắp ghép bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn bảo vệ
bờ.....................................................................................................................................60
Hình 4.9: Sơ đồ cây sự cố mảng cấu kiện bê tông lắp ghép bảo vệ bờ...............61
Hình 4.10: Xác suất xảy ra sự cố của của mảng cấu kiện bê tông lắp ghép......62
4.6. Kết luận chương 4.....................................................................................................62
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................63
5.1. Những kết quả đạt được............................................................................................63
5.2. Tồn tại.......................................................................................................................64
5.3. Kiến nghị..................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................66
PHẦN PHỤ LỤC...................................................................................................67

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- ix -

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ...........................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...........................................................................ix
PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài.........................................................................................................1
3. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng...............................................................1
4. Kết quả đạt được............................................................................................................2
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2

Luận văn thạc sĩ

-x-

CHƯƠNG 1.............................................................................................................. 3
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN BẢO VỆ BỜ BIỂN HÀM TIẾN – MŨI NÉ
................................................................................................................................... 3
1.1. Tổng quan công trình kè - đê biển Bình Thuận..........................................................3
1.2. Đặc điểm của bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né................................................................4
1.2.1. Đặc điểm chung.......................................................................................................4
1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất.....................................................................................5
1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn.....................................................................................6
1.2.4. Đặc điểm thủy, hải văn............................................................................................6
1.3. Giới thiệu tóm tắt các Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né.............................6
1.3.1. Các dự án và đặc điểm kết cấu kè bảo vệ bờ đã thực hiện tại bờ biển Hàm Tiến –
Mũi Né...............................................................................................................................6
1.3.2. Đặc điểm kết cấu MLGBT liên kết ma sát............................................................10
1.3.3. Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam......11
1.4. Hiện trạng các dự án.................................................................................................12
1.4.1. Khảo sát hiện trạng ...............................................................................................12
1.4.2. Hiện trạng đoạn bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né và các dự án..................................16
1.4.3. Kết quả khảo sát, đo đạc hiện trạng các dự án.......................................................17
1.4.4. Đánh giá hiện trạng ba dự án theo một số tiêu chí bền vững của kết cấu..............17
1.5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn........................................................19
1.6. Kết luận chương 1.....................................................................................................19
CHƯƠNG 2............................................................................................................ 20
PHƯƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY VÀ BÀI TOÁN MẪU DÙNG TRONG LUẬN
VĂN........................................................................................................................ 20

2.1. Cơ sở lý thuyết dùng trong bài toán nghiên cứu.......................................................20
2.1.1. Con đường hình thành của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]..........................20
2.1.2. Lịch sử phát triển phương pháp thiết kế ngẫu nhiên trên thế giới [1]....................20
2.1.3. Tình hình ứng dụng lí thuyết độ tin cậy và thiết kế ngẫu nhiên để đánh giá an toàn
đê kè biển ở Việt Nam ....................................................................................................21
2.1.4. Cách tiếp cận của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]........................................21
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- xi -

2.1.5. Ưu điểm và các cấp độ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp thiết kế ngẫu nhiên
.........................................................................................................................................22
2.1.6. Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên ..........................................................................23
2.2. Giới thiệu tóm tắt phương pháp tính độ tin cậy........................................................31
2.2.1. Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [2]....................31
2.2.2. Bài toán thiết kế xác suất mức độ 2 [5].................................................................33
2.2.3. Tính độ tin cậy của hệ thống [2]............................................................................35
2.3. Bài toán tính độ tin cậy của kết cấu mảng mềm từ cấu kiện bê tông lắp ghép bảo vệ
mái dốc............................................................................................................................35
2.3.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................35
2.3.2. Các loại cấu kiện và hệ thống kết cấu mảng liên kết ma sát [3]............................36
2.3.3. Một cách xác định độ tin cậy an toàn của MLGBT liên kết ma sát [3]. ............38
2.4. Kết luận chương 2.....................................................................................................42
CHƯƠNG 3............................................................................................................ 44
TÍNH XÁC SUẤT AN TOÀN CỦA CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH CHÂN KÈ THUỘC
DỰ ÁN BÌNH THUẬN..........................................................................................44
3.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................44

3.2. Quan hệ giữa độ tin cậy với hệ số an toàn [3]..........................................................44
3.3. Tính hệ số ổn định của chân kè................................................................................45
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu cơ lý của cát nền...............................................................47
3.4. Xác định xác suất hư hỏng và độ tin cậy của kết cấu chân kè (β1; P(Z1)) thông qua
hệ số an toàn K................................................................................................................48
Bảng 3.2: Giá trị sức chịu tải R và tải trọng N với cung trượt có Kmin...........48
Bảng 3.3: Xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định chân kè......................49
3.4. Kết luận chương 3.....................................................................................................49
CHƯƠNG 4............................................................................................................ 50
TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA KẾT CẤU MẢNG KÈ LẮP GHÉP
BẰNG CẤU KIỆN BÊ TÔNG ĐÚC SẲN THUỘC DỰ ÁN BÌNH THUẬN....50
4.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................50
4.2. Nhận biết hệ thống....................................................................................................50
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- xii -

4.3. Hệ thống kết cấu.......................................................................................................51
4.4. Sơ đồ hóa hệ thống...................................................................................................51
4.5. Tính độ tin cậy an toàn của hệ thống........................................................................51
4.5.1. Bài toán tính xác suất theo cấp độ 2......................................................................51
4.5.2. Tính xác suất hư hỏng và độ tin cậy của cấu kiện mái TSC-178 theo công thức
đẩy nổi (β2; P(Z2))..........................................................................................................53
Bảng 4.1: Trọng lượng của các cấu kiện bất kỳ trong mảng..............................54
Bảng 4.2: Chuỗi số liệu thống kê chiều cao sóng (Hs) tại chân công trình........54
Bảng 4.3: Quan hệ giữa chiều cao sóng Hs và hệ số Kn của cấu kiện TSC-17855
Bảng 4.4: Chuỗi hệ số Kn ứng với các giá trị chiều cao sóng tính toán Hs.......55

Bảng 4.5: Chuỗi số liệu thống kê trọng lượng riêng của bê tông tỷ trọng ∆.....56
Bảng 4.6: Các biến ngẫu nhiên của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè..........58
Bảng 4.7: Xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái TSC-178
................................................................................................................................. 58
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến cơ chế mất ổn định của cấu
kiện TSC-178.........................................................................................................59
4.5.3. Tính độ tin cậy của mảng kết cấu lắp ghép bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn bảo vệ
bờ.....................................................................................................................................60
Bảng 4.9: Tổng hợp xác suất xảy ra sự cố của mảng cấu kiện bê tông lắp ghép
................................................................................................................................. 61
4.6. Kết luận chương 4.....................................................................................................62
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................63
5.1. Những kết quả đạt được............................................................................................63
5.2. Tồn tại.......................................................................................................................64
5.3. Kiến nghị..................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................66
PHẦN PHỤ LỤC...................................................................................................67

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- xiii -

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ...........................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...........................................................................ix
PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................1

2. Mục tiêu của đề tài.........................................................................................................1
3. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng...............................................................1
4. Kết quả đạt được............................................................................................................2
CHƯƠNG 1.............................................................................................................. 3
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN BẢO VỆ BỜ BIỂN HÀM TIẾN – MŨI NÉ
................................................................................................................................... 3
1.1. Tổng quan công trình kè - đê biển Bình Thuận..........................................................3
1.2. Đặc điểm của bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né................................................................4
1.2.1. Đặc điểm chung.......................................................................................................4
1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất.....................................................................................5
1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn.....................................................................................6
1.2.4. Đặc điểm thủy, hải văn............................................................................................6
1.3. Giới thiệu tóm tắt các Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né.............................6
1.3.1. Các dự án và đặc điểm kết cấu kè bảo vệ bờ đã thực hiện tại bờ biển Hàm Tiến –
Mũi Né...............................................................................................................................6
1.3.2. Đặc điểm kết cấu MLGBT liên kết ma sát............................................................10
1.3.3. Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam......11
1.4. Hiện trạng các dự án.................................................................................................12
1.4.1. Khảo sát hiện trạng ...............................................................................................12
1.4.2. Hiện trạng đoạn bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né và các dự án..................................16
1.4.3. Kết quả khảo sát, đo đạc hiện trạng các dự án.......................................................17
1.4.4. Đánh giá hiện trạng ba dự án theo một số tiêu chí bền vững của kết cấu..............17
1.5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn........................................................19
1.6. Kết luận chương 1.....................................................................................................19
CHƯƠNG 2............................................................................................................ 20

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- xiv -

PHƯƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY VÀ BÀI TOÁN MẪU DÙNG TRONG LUẬN
VĂN........................................................................................................................ 20
2.1. Cơ sở lý thuyết dùng trong bài toán nghiên cứu.......................................................20
2.1.1. Con đường hình thành của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]..........................20
2.1.2. Lịch sử phát triển phương pháp thiết kế ngẫu nhiên trên thế giới [1]....................20
2.1.3. Tình hình ứng dụng lí thuyết độ tin cậy và thiết kế ngẫu nhiên để đánh giá an toàn
đê kè biển ở Việt Nam ....................................................................................................21
2.1.4. Cách tiếp cận của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên [1]........................................21
2.1.5. Ưu điểm và các cấp độ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp thiết kế ngẫu nhiên
.........................................................................................................................................22
2.1.6. Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên ..........................................................................23
2.2. Giới thiệu tóm tắt phương pháp tính độ tin cậy........................................................31
2.2.1. Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [2]....................31
2.2.2. Bài toán thiết kế xác suất mức độ 2 [5].................................................................33
2.2.3. Tính độ tin cậy của hệ thống [2]............................................................................35
2.3. Bài toán tính độ tin cậy của kết cấu mảng mềm từ cấu kiện bê tông lắp ghép bảo vệ
mái dốc............................................................................................................................35
2.3.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................35
2.3.2. Các loại cấu kiện và hệ thống kết cấu mảng liên kết ma sát [3]............................36
2.3.3. Một cách xác định độ tin cậy an toàn của MLGBT liên kết ma sát [3]. ............38
2.4. Kết luận chương 2.....................................................................................................42
CHƯƠNG 3............................................................................................................ 44
TÍNH XÁC SUẤT AN TOÀN CỦA CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH CHÂN KÈ THUỘC
DỰ ÁN BÌNH THUẬN..........................................................................................44
3.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................44
3.2. Quan hệ giữa độ tin cậy với hệ số an toàn [3]..........................................................44
3.3. Tính hệ số ổn định của chân kè................................................................................45

3.4. Xác định xác suất hư hỏng và độ tin cậy của kết cấu chân kè (β1; P(Z1)) thông qua
hệ số an toàn K................................................................................................................48
3.4. Kết luận chương 3.....................................................................................................49
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- xv -

CHƯƠNG 4............................................................................................................ 50
TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA KẾT CẤU MẢNG KÈ LẮP GHÉP
BẰNG CẤU KIỆN BÊ TÔNG ĐÚC SẲN THUỘC DỰ ÁN BÌNH THUẬN....50
4.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................50
4.2. Nhận biết hệ thống....................................................................................................50
4.3. Hệ thống kết cấu.......................................................................................................51
4.4. Sơ đồ hóa hệ thống...................................................................................................51
4.5. Tính độ tin cậy an toàn của hệ thống........................................................................51
4.5.1. Bài toán tính xác suất theo cấp độ 2......................................................................51
4.5.2. Tính xác suất hư hỏng và độ tin cậy của cấu kiện mái TSC-178 theo công thức
đẩy nổi (β2; P(Z2))..........................................................................................................53
4.5.3. Tính độ tin cậy của mảng kết cấu lắp ghép bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn bảo vệ
bờ.....................................................................................................................................60
4.6. Kết luận chương 4.....................................................................................................62
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................63
5.1. Những kết quả đạt được............................................................................................63
5.2. Tồn tại.......................................................................................................................64
5.3. Kiến nghị..................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................66
PHẦN PHỤ LỤC...................................................................................................67

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-1-

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đoạn bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né là một đoạn bờ biển trong vòng cung
đường bờ Mũi Né. Dây cung theo hướng Đông - Tây, từ Mũi Né đến mũi Can dài
10 km, R= 8,5 km.
Bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né có đường bờ loại đụn cát, bãi cát bị xói lở (tốc
độ 5÷10 m/năm). Đây là vùng kinh tế tổng hợp Nông – Lâm - Ngư nghiệp, du lịch,
trong đó du lịch là trung tâm của Bình Thuận, nổi tiếng của cả nước. Từ năm 1995
đến 2003 nhiều nghiên cứu ứng dụng tiến bộ khoa học, công nghệ và dự án đã được
thực hiện nhằm khắc phục tình trạng xói lở đoạn đường bờ này. Trong đó có nhiều
dự án thử nghiệm kết cấu mới. Vì vậy hiện nay ở đoạn bờ biển này đã được bảo vệ
bằng nhiều loại kết cấu khác nhau. Các tham số tính toán điều kiện biên cũng như
tính toán sự làm việc của các kết cấu ở đây là các tham số ngẫu nhiên. Thực tế đòi
hỏi cần có sự nghiên cứu tổng kết để phân tích rút ra ưu, nhược điểm và bài học
kinh nghiệm của các loại kết cấu bằng kết quả tính toán định lượng, từ đó có sự
đánh giá so sánh để có cơ sở khoa học tìm ra kết cấu phù hợp nhất.
Phương pháp thiết kế dựa trên lý thuyết xác suất thống kê và độ tin cậy đã
được áp dụng nhiều nơi trên thế giới như Mỹ, Hà Lan,.. Đây là phương pháp thiết
kế tổng hợp cho toàn thể hệ thống, thỏa mãn yêu cầu thực tiễn đòi hỏi hạn chế tối
đa những tồn tại của phương pháp thiết kế tất định. Vì vậy, việc nghiên cứu ứng
dụng lý thuyết xác suất thống kê và độ tin cậy để nâng cao độ chính xác của các
nghiên cứu kết cấu bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né là xu thế phù hợp hiện nay.

2. Mục tiêu của đề tài
Sử dụng lý thuyết độ tin cậy trong phân tích độ tin cậy an toàn của kết cấu
bảo vệ bờ Hàm Tiến – Mũi Né làm cơ sở khoa học cho bài toán kiểm định chất
lượng kè mảng lắp ghép bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn (MLGBT).
3. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng
Phương pháp phân tích thống kê.
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-2-

Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy.
4. Kết quả đạt được
Đánh giá được xác suất hư hỏng và độ tin cậy của từng cấu kiện và mảng kết
cấu bằng bê tông lắp ghép bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né.
--------------------

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-3CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN BẢO VỆ BỜ BIỂN HÀM
TIẾN – MŨI NÉ
1.1. Tổng quan công trình kè - đê biển Bình Thuận
Từ năm 1997 đến nay một số dự án bảo vệ bờ biển kiên cố bắt đầu được đầu

tư xây dựng nhằm ngăn chặn xói lở, Hòa Minh – Phan Rí cửa huyện Tuy Phong,
Hàm Tiến – Mũi Né thành phố Phan Thiết và một số khu vực. Về hình thức kết cấu
thường có dạng mái nghiêng. Mái kè gồm lớp vải địa kỹ thuật, đá dăm đệm và tấm
bê tông liên kết mảng mềm, chân khay là ống buy, bên trong bỏ đá hộc.
Bên cạnh đó, cũng có những công trình được xây dựng từ nguồn vốn của các
doanh nghiệp tư nhân như kè Sea Horse, kè The Beach, kè Terracotta.
Các công trình đê – kè biển thuộc tỉnh Bình Thuận chủ yếu là các công trình
trực tiếp biển và công trình ngăn cát giảm sóng tồn tại dưới các dạng sau:
(1) Đê kết hợp kè trực tiếp biển:
Đây là loại công trình vừa có chức năng chống xói lở bờ vừa có chức năng
ngăn mặn, chống triều cường, sóng và nước dâng tương xứng với bão cấp 9 tràn qua
đê, bảo vệ an toàn cho khu dân cư, các khu sản xuất, canh tác nông nghiệp. Khi xảy
ra bão lớn hơn cấp 9 cho phép sóng tràn qua nhưng không gây hư hỏng kè, thân đê
và mái đê phía hạ lưu.
Loại công trình này được sử dụng ở những khu vực dân cư có cao độ tự
nhiên thấp, chịu tác động trực tiếp của triều cường, nước dâng và sóng trong bão và
các khu sản xuất, canh tác nông nghiệp.
(2) Kè bảo vệ bờ biển
Đây là loại công trình có chức năng ngăn chặn hiện tượng xâm thực bờ biển,
chống xói lở bờ, bảo vệ khu dân cư, khu du lịch đồng thời tạo cảnh quan cho các
khu đô thị, khu du lịch. Đối với loại công trình này phải đảm bảo ổn định trong điều
kiện bão cấp 9 nhưng cho phép sóng tràn qua đỉnh kè.
Loại công trình này áp dụng cho những khu dân cư có cao độ tự nhiên cao
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-4-

hơn mực nước tổ hợp tính toán tương ứng với cấp công trình (bao gồm triều cường,
sóng và nước dân tương ứng bão cấp 9), các khu du lịch biển và các khu sản xuất,
canh tác.
(3) Đê ngăn cát, giảm sóng, ổn định cửa sông
Do đặc thù sông miền Trung nói chung và sông tỉnh Bình Thuận nói riêng có
độ dốc lớn, thời gian thoát lũ nhanh, vùng cửa thường có dải cồn cát cao che chắn
nên thực tế không cần đê cửa sông. Vì vậy có thể xem các công trình đê ngăn cát,
giảm sóng, ổn định cửa sông, bảo vệ khu neo đậu tàu thuyền trú tránh bão là hình
thức đê cửa sông. Hiện nay tất cả các cửa sông của tỉnh Bình Thuận đã có công
trình loại này. Do vậy chỉ cần theo dõi, đánh giá thường xuyên hiệu quả của công
trình để kịp thời có kế hoạch tu bổ.
(4) Đê tự nhiên
Với chiều dài và quy mô lớn, các dải cồn cát ven biển Bình Thuận thực chất
là các tuyến đê tự nhiên và phải đưa chúng vào như một đối tượng cần xem xét
trong quy hoạch, dưới đây có nêu một số biện pháp mang tính định hướng đối với
dạng công trình này.
1.2. Đặc điểm của bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né
1.2.1. Đặc điểm chung
Khu du lịch Hàm Tiến và thành phố Phan Thiết là một trong những khu vực
du lịch biển kết hợp nghỉ dưỡng mới hình thành nhưng được rất nhiều du khách
trong nước và quốc tế biết đến. Đây là một trong những khu vực “du lịch xanh” khá
lý tưởng, với những lợi thế về vị trí địa thế tự nhiên, điều kiện khí hậu, môi trường
và cảnh quan của khu vực mà cũng là điểm đến của “du lịch văn hóa – lễ hội”.
Bờ biển Hàm tiến – Mũi né (HT-MN) là một phần bờ biển lõm dài 12 Km,
chiếm gần 1/5 chiều dài bờ biển Phan thiết. Trên bờ là các diểm dân cư xen kẽ các
dịch vụ du lịch trong những vườn dừa trồng trên bãi cát. Men theo dọc bờ là đường
giao thông nối liền thành phố Phan thiết với Mũi Né. Có nơi mép đường chỉ cách
mép bờ 4- 5 m. Sát bờ phía Tây của Mũi Né là nơi đậu thuyền của ngư dân. Hàng
năm ở đây khai thác trung bình khoảng hơn 10.000 tấn hải sản phục vụ cho nhu cầu

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-5-

chế biến và xuất khẩu. Nơi này được đánh giá là nơi có cảnh quan và điều kiện phát
triển có hạng của ngành du lịch, đồng thời là nơi cung cấp nhiều đặc hải sản của
Phan Thiết.
Đoạn bờ biển HT-MN thuộc loại bờ đụn cát, bãi cát bị xói lở. Vào những
năm 90 của thế kỉ XX, tốc dộ xâm thực khoảng 5-10 m/năm đã ảnh hưởng xấu đến
hoạt động kinh tế xã hội trong vùng. Đến nay, tỉnh Bình Thuận đã thực hiện một số
biện pháp chống xói để bảo vệ đoạn bờ biển này do đó tình hình xói lở bờ biển đã
được cải thiện.
1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất
Chạy sát bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né là những cồn cát cao như những dãy
núi. Các cồn cát này chủ yếu do gió thổi cát từ biển vào. Trên các cồn cát cổ có màu
đỏ đã có cây cỏ mọc. Những cồn cát trắng và vàng có tuổi thọ trẻ hơn đang trong
thời kỳ phát triển và chưa ổn định. Vùng cồn cát, bãi cát ven biển chiếm khoảng
85,6% diện tích tự nhiên, có địa hình tương đối cao, độ dốc 8 0 ÷ 150 đôi chổ dốc tới
250 ÷ 300.
Cao độ trên các bãi dừa dọc bờ biển trung bình +3 đến +3,5. Sát bờ là đoạn
dốc đứng có chiều cao 1÷3 m, sau đó là bãi cát soải dần ra phía biển với độ dốc
trung bình m = 8÷10. Chân dốc cách bờ 30÷40m là sườn dốc tạo thành lạch sâu, ra
ngoài xa hơn nữa cách bờ 70÷100 m ít dốc hơn tạo thành dải cát nông chày song
song với bờ.
Cấu tạo địa chất nền gồm các lớp như sau:
- Lớp 1: Phân bố trên bề mặt có bề dày thay đổi từ 3,5÷5m, chủ yếu là cát hạt
trung màu xám vàng, xám trắng, trạng thái ẩm nhiều đến bảo hòa nước, thuộc loại

kém chặt. Thành phần gồm cát hạt do 41,3%, cát vừa 57,9%, cát nhỏ 0,8%, n =
44,2%, γtn = 1,78 T/m3, γk = 1,48 T/m3, γbh = 1,92 T/m3, γdn = 0,92 T/m3, φk = 280, φbh
= 24049’, Cbh = 0,2 T/m2.
- Lớp 2: Nằm dưới lớp 1 có bề dày thay đổi từ 1÷4m, chủ yếu là vỏ sò lẫn cát
vàng mịn đến trung, γ = 1,41 T/m3, φ = 240, C = 0,1 T/m2.
- Lớp 3: Dưới lớp 2 là cát mịn xám đen, γtn = 1,47 T/m3, φ = 250, C = 0,2 T/m2.
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-6-

1.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn
Nước dưới đất nằm ở độ sâu so với mặt đất tự nhiên từ 0,5 – 1,0 m. Nước
ngầm trong khu vực khảo sát thuộc loại nước không áp, lưu lượng trung bình; nước
không có màu có thể sử dụng trong sinh hoạt. Nước ngầm tương đối ổn định do
nước từ trên đồi cát bổ sung thường xuyên về phía biển.
1.2.4. Đặc điểm thủy, hải văn
Các đặc trưng khí tượng, thủy, hải văn đã được lựa chọn làm chỉ tiêu tính
toán thiết kế trong các dự án kè bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né:
- Mực nước đỉnh triều cao nhất: Zmax20% = 1,05 m
- Mực nước chân triều: Zmin20% = -1,41 m
- Mực nước có thời gian duy trì lâu trong 15 – 16 giờ là : ±0,4 m
- Độ cao nước dềnh do gió là: 2,2 m
- Độ cao nước rút do gió là: 0,7 m
- Kích thước sóng tại bờ khi có bão cấp 9 (V=2,5m/s) là :
+ Chiều cao sóng hs = 2,5m
+ Bước sóng: λ = 35 m
+ Chu kỳ sóng là: τ = 5s

1.3. Giới thiệu tóm tắt các Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né
1.3.1. Các dự án và đặc điểm kết cấu kè bảo vệ bờ đã thực hiện tại bờ biển
Hàm Tiến – Mũi Né
Từ năm 1997 đến nay, đoạn bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né đã có nhiều dự án
kè bảo vệ bờ đã được xây dựng với nhiều loại kết cấu khác nhau, bao gồm những
kết cấu truyền thống như kè đá, các kết cấu mới TSC-178. Trong đó có 03 dự án đã
có ứng dụng các tiến bộ khoa học và kết cấu được nghiên cứu cải tiến của Việt
Nam:
(1) Dự án kè bảo vệ chống xói từ K8 + 735 đến K9 + 405 (Dự án ĐHTL):
Dự án này do Trung tâm Khoa học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại
học Thủy lợi thiết kế, công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi
công trong thời kì chống xói khẩn cấp trước 1999.

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-7-

Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tơng
đúc sẵn liên kết ma sát TSC-178 (hình 1.1), chân kè là hai hàng ống bê tơng, tiết
diện tròn, trong là đá hộc, tường đỉnh kè xây bằng đá cao 0,30 m.

Hình 1.1: Cấu kiện TSC-178
Đặc điểm kết cấu mặt cắt kè: Đỉnh kè bằng tường đá xây rộng 1,50 m, cao 60
cm, có bố trí gờ ở cao trình +3,80 m, mái kè được bảo vệ bằng mảng mềm TSC –
178 đặt trên lớp hỗn hợp dăm sạn dày 15 cm, bên dưới là lớp vải lọc POLYFELT
TS–55 từ cao trình +3,50 m đến cao trình đỉnh chân kè –0,50 m với mái dốc m = 4.
Chân kè được làm bằng hai hai hàng ống buy so le nhau đường kính 1,5 m, chiều

cao ống 1,50 m đặc so le trong bỏ đá hộc khơng phân loại, cao trình đỉnh ống buy
trong ở cao trình –0,5 m đáy ống được chơn sâu đến cao trình –2,50 m.
50 50 50
+3.8

m

=

1. 5

+3.5

+2.9

50
30

20

Đá xây vữa M.100
Đá đệm 2x3x4 dày 20 cm
Vải lọc TS-550

m=

4.0

Mực nước max +1.05

Cấu kiện bê tông P.Đ.TAC-178 D = 25 cm
Đá dăm 2x3x4 dày 15 cm đầm chặt
Vải lọc TS-550
Đất cát đầm bằng nước

0.0

-1.50

Cấu kiện P.Đ.TAC-178 D = 25 cm
Đá dă m dày 20 cm
Bè đệm chống lún
Vải lọc TS-550
Cát hạt thô
Vải lọc TS-550

Học viên: Hồng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2

-0.5
-1.0

-2.50


Luận văn thạc sĩ

-8-

Hình 1.2: Mặt cắt điển hình kết cấu kè thuộc dự án ĐHTL
(2) Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Dự án ANTIERO):

Tiểu dự án thử nghiệm này do trung tâm Triển khai kĩ thuật thủy lợi,
trường Đại học Thủy lợi thiết kế, công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng
Bình Thuận thi công (2001 - 2003) bảo vệ bờ từ K9 + 560 đến K9 + 860. Đỉnh
kè được làm bằng tường bê tông trọng lực không cốt thép, có bố trí các bậc lên
xuống nhằm đáp ứng yêu cầu tắm biển của du khách Kết cấu vỏ kè cũng là mảng
lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết ma sát, các cấu kiện thuộc
kiểu TSC–178 nhưng có cải tiến ở bề mặt không bố trí mố nhám trên mảng dày
24 cm để giảm mức độ xâm thực, thân mảng được bố trí dốc hơn m = 2,5 (m cũ =
4). Chân kè là hai hàng ống bê tông có tiết diện lục giác, trong bỏ đá hộc, kiểu
KC - HWRU – 2001 (hình 1.3). Đường kính ống buy 1,5 m, chiều cao ống 1,5 m
đặc so le trong bỏ đá hộc không phân loại, đỉnh hàng ống thứ nhất tiếp giáp với
mái kè ở cao độ -1,0 m, đỉnh hàng ống tiếp theo ở cao độ -1,60 m (thấp hơn hàng
ống thứ nhất 0,6 m), đáy ống buy ngoài được chôn sâu đến cao trình –3,10 m.

a)

b)

Hình 1.3: Kết cấu chân kè ống bê tông cốt thép đổ đầy đá hộc
a) Hai hàng ống bê tông cốt thép mặt cắt ngang hình tròn
b) Hai hàng ống bê tông cốt thép mặt cắt ngang hình lục giác, KCHWRU – 2001

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

-9-

Hình 1.4: Mặt cắt điển hình kết cấu kè thuộc dự án ANTIERO

(3) Dự án kè bảo vệ bờ K12 + 200 đến K14 + 200 (Dự án Bình Thuận):
Dự án này do đơn vị tư vấn Bình Thuận thiết kế và thi công. Đỉnh kè bằng bê
tông, cao trình đỉnh kè +2,50 m. Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằng
những cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết ma sát TSC-178 bằng bêtông M200 có
chiều dày D = 25 cm từ cao trình +2,5 đến cao trình -1,0, hệ số mái kè m = 4,0.
Chân khay kè áp dụng công nghệ mới là KC-HWRU-2001 bằng hai hàng ống buy
có hình lục giác đặt so le nhau, đường kính trong 1,2 m, đường kính ngoài 1,5 m,
chiều dày ống buy 12 cm, chiều cao ống buy H=1,5 m, bên trong bỏ đá hộc không
phân loại có đường kính D>=30cm, đỉnh hàng ống thứ nhất tiếp giáp với mái kè ở
cao độ -1,0 m, đỉnh hàng ống tiếp theo ở cao độ -1,60 m (thấp hơn hàng ống thứ
nhất 0,6 m), đáy ống buy ngoài được chôn sâu đến cao trình –3,10m.
Từ cao trình +2,5 đỉnh kè lên đến cao trình mặt đất tự nhiên: Phần mái dốc
được gia cố bảo vệ bằng đá xây để bảo vệ mái bờ không bị phá hỏng do thoát nước
mưa và sạt lở do tải trọng.

Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2


Luận văn thạc sĩ

- 10 -

Hình 1.5: Mặt cắt điển hình kết cấu kè thuộc dự án Bình Thuận
 Thông số kỹ thuật cấu kiện TSC-178:
Cấu kiện bê tông đúc sẵn có ký hiệu TSC-178 được chọn để lát mái sử dụng
trong dự án có kích thước:
- Chiều dày cấu kiện: D = 25 cm
- Mặt bằng lắp ghép hình lục giác có cạnh: a = 26 cm
- Diện tích mặt trên: S = 0,0175 m2
- Chiều dày hình lục lăng: tl = 6 cm

- Mặt đáy hình sao 3 cánh
+ Chiều dài liên kết: b = 14 cm
+ Chiều rộng liên kết: a2 = 18 cm
+ Chiều dày liên kết: t2 = 9 cm
+ Góc vát liên kết: tga = 1,43
- Mố nhám tiêu năng hình chóp tam giác cụt cạnh dài 45 cm, cạnh ngắn 25
cm, chiều cao 6 cm
- Trọng lượng cấu kiện: G = 105 kg.
1.3.2. Đặc điểm kết cấu MLGBT liên kết ma sát
Kè bảo vệ mái dốc bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết ma sát là một
loại kết cấu “linh hoạt” dễ biến dạng theo nền. Mức độ linh hoạt của kết cấu càng
cao thì khả năng duy trì ổn định của hệ thống kết cấu càng tốt.
Ở Việt Nam, các cấu kiện được dùng trong các kết cấu bảo vệ mái đê, mái
Học viên: Hoàng Minh Khanh - Lớp CH20C.ĐH2