Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ (2)

MỤC LỤC
I. Mục đích.................................................................................................................................1
II. Phạm vi áp dụng....................................................................................................................1
III. Quy chuẩn, tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo......................................................................1
3.1. Quy chuẩn, tiêu chuẩn........................................................................................................1
3.1.1. Quy chuẩn áp dụng.......................................................................................................1
3.1.2. Tiêu chuẩn áp dụng.......................................................................................................1
3.1.3. Các quyết định liên quan..............................................................................................2
3.2. Tài liệu tham khảo..............................................................................................................2
3.3. Phần mềm hỗ trợ tính toán.................................................................................................2
IV. Một số công trình bảo vệ bờ sông thường gặp....................................................................2
4.1. Kè vùng sông đồng bằng....................................................................................................2
4.1.1. Kè mềm mái nghiêng: Sử dụng cho công trình bảo vệ bờ vùng ngoại ô, vùng xa.....2
4.1.2. Kè cứng dạng tường chắn: Sử dụng cho công trình bảo vệ bờ vùng đô thị................3
4.1.3. Kè kết hợp tường chắn và mái nghiêng:......................................................................3
4.1.4. Kè kết hợp tường chắn và đỉnh kè mái nghiêng..........................................................3
4.2. Kè vùng Tây nguyên...........................................................................................................3
4.2.1. Kè mái nghiêng bảo vệ bờ:...........................................................................................3
4.2.2. Kè hướng dòng chỉnh trị dòng chảy kiểu kè Mỏ Hàn:................................................4
V. Các bước thực hiện...............................................................................................................4
5.1. Thu thập tài liệu cơ bản......................................................................................................4
5.2. Các giải pháp kỹ thuật........................................................................................................5
5.2.1. Xác định cấp công trình................................................................................................5
5.2.2. Xác định tim tuyến đỉnh kè..........................................................................................6
5.2.3. Bố trí mặt bằng tuyến kè..............................................................................................7
5.2.4. Chọn mặt cắt ngang kè (kè nghiêng, kè đứng)............................................................7
5.2.5. Hệ thống công trình đi kèm:.........................................................................................7
5.3. Tính toán các thông số kỹ thuật (Quốc gia TCVN 8419 – 2010)......................................7
5.3.1. Tính toán cao trình đỉnh kè...........................................................................................7
5.3.2. Thân kè..........................................................................................................................8
5.3.3. Chân kè.........................................................................................................................8

5.3.4. Tính toán vải lọc, tấm lát, thảm đá...............................................................................9


5.4. Tính toán ổn định, kết cấu công trình bảo vệ bờ..............................................................11
5.4.1. Hệ số an toàn và tần suất mực nước theo tính toán ổn định:.....................................12
5.4.2. Tính toán ổn định trượt...............................................................................................14
5.4.3. Tính toán ổn định trượt phẳng....................................................................................14
5.4.4. Tính toán ổn định trượt, lật kết cấu cho kè đứng kết hợp mái nghiêng:...................14
5.4.5. Tính lún.......................................................................................................................14
5.5. Một số giải pháp gia cố đất nền, giảm áp lực ngang tường kè........................................14
5.5.1 Cọc CDM.....................................................................................................................14
5.5.2. Cừ tràm.......................................................................................................................15
5.5.3 Vải vỉ địa kỹ thuật.......................................................................................................16
5.6. Hướng dẫn tính toán công trình cụ thể.............................................................................16
5.6.1. Tài liệu phục vụ tính toán...........................................................................................16
5.6.2. Cao trình đỉnh kè........................................................................................................17
5.6.3. Tính toán ổn định phương n.......................................................................................18
5.6.4. Tính toán bề dày tấm bê tông lát mái.........................................................................21
5.6.5. Tính toán xói cục bộ chuyển mái (Theo TCVN 8419: 2010)....................................22
5.6.6. Tính toán chiều dày rọ đá...........................................................................................22
5.6.7. Thiết kế vải lọc...........................................................................................................23


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

I. Mục đích
Đảm bảo các hồ sơ thiết kế công trình bảo vệ bờ (kè) được thực hiện đúng theo quy
chuẩn, tiêu chuẩn và các quy định hiện hành.
II. Phạm vi áp dụng
- Đối tượng áp dụng: được áp dụng cho các hồ sơ thiết kế công trình bảo vệ bờ (Kè).
- Người sử dụng: nhân viên thiết kế các phòng thiết kế.
III. Quy chuẩn, tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo
3.1. Quy chuẩn, tiêu chuẩn
3.1.1. Quy chuẩn áp dụng
- QCVN 04 – 01: 2010/ BNNPTNT: Qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thành phần và
nội dung hồ sơ Lập Dự án đầu tư công trình thủy lợi.
- QCVN 04 – 02: 2010/ BNNPTNT: Qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thành phần và
nội dung hồ sơ TKKT & BVTC công trình thủy lợi.
- QCVN 04 - 05:2012/BNNPTNT“Công trình thuỷ lợi - các quy định chủ yếu về
thiết kế” (TCXDVN 285-2002).
3.1.2. Tiêu chuẩn áp dụng
- Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8419-2010: “Công trình thủy lợi – Thiết kế công trình
bảo vệ bờ sông để chống lũ” của Bộ NN & PTNT năm 2010.
- Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8421:2010: “Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tác
dụng lên công trình do sóng và tàu”
- Quyết định số: 4116/BNN – TCTL ngày 13/17/2010 về việc hướng dẫn phân cấp đê
- Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế Đê Biển ban hành kèm theo quyết định số 1613/QĐBNN-KHCN ngày 09/7/2012.
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5664:2009: “Phân cấp đường thủy nội địa”
- TCVN 4116-1985 “Kết cấu bê tông và BTCT thuỷ công- tiêu chuẩn thiết kế”.
- Căn cứ QP.TL.C-1-78: Quy phạm tải trọng và lực tác dụng lên công trình thủy lợi.
- Căn cứ 14TCN-110-1996: Chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong
công trình thuỷ lợi.
- Đường đô thị yêu cầu thiết kế: TCXDVN 104:2007

- TCVN 4054 – 2005: Đường ôtô – yêu cầu thiết kế
- 22TCN 262 – 2000: Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ôtô đắp trên đất yếu
- 22TCN 241-98: công trình chỉnh trị luồng chạy tàu sông.
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 1


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

- 22 TCN 207 – 92: Công trình bến cảng biển
- 22 TCN 19 – 94: Công trình bến cảng sông
3.1.3. Các quyết định liên quan
- Pháp lệnh khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi số 32/2001/PL-UBTVQH10 ra
ngày 04/04/2001.
- Phân cấp sông theo Quyết định số 862/QĐ-CĐS ngày 25/3/2003 .
- Quyết định số 36/2012/TT – BGTVT ngày 13/09/2012: thông tư quy định cấp
đường thủy nội địa.
- 66/2009/QĐ – UBND: Qui hoạch mạng lưới đường thủy và cảng bến khu vực
TP.HCM đến năm 2020.
- Tham khảo các Quy chuẩn, Tiêu chuẩn hiện hành để thiết kế, tính toán cho các
hạng mục liên quan.

3.2. Tài liệu tham khảo
- Cơ học đất_ Châu Ngọc Ẩn
- ……………………………..
3.3. Phần mềm hỗ trợ tính toán
- Geo slope: Seep/w, Slope/w, sigma/w [Tham khảo các tài liệu hướng dẫn số: HD –
17 – 05 – 01; HD – 17 – 05 -02; HD – 17 – 05 – 03]
- Geo 5 [Tham khảo tài liệu hướng dẫn số HD – 17 – 05 – 04 ]
- Plaxis [Tham khảo tài liệu hướng dẫn số HD – 17 – 05 – 06 ]
- Prosheet [Tham khảo tài liệu hướng dẫn số HD 17 -05 – 05 ]
IV. Một số công trình bảo vệ bờ sông thường gặp
4.1. Kè vùng sông đồng bằng
4.1.1. Kè mềm mái nghiêng: Sử dụng cho công trình bảo vệ bờ vùng ngoại ô, vùng xa
a. Kết cấu đỉnh kè: gồm lan can, hành lang đi bộ và đường giao thông dọc bờ sông
tùy vào yêu cầu cụ thể tại khu vực làm kè. Kết cấu dầm BTCT, lát gạch tự Bt tự chèn làm
hành lang…
b. Thân kè: kết cấu lát mái với các cấu kiện thường dùng như viên Bt tự chèn, đá lát
khan trong khung, đá xây vữa, thảm đá… kết hợp làm tầng lọc bằng đá dăm dày 10÷20cm,
trên nền vải địa kỹ thuật. Hệ số mái thân kè m=1.5÷3 tùy thuộc vào điều kiện địa chất và
chiều cao đắp đỉnh kè.
c. Chân kè: Cao trình chân kè đảm đảo được điều kiện thi công được trong điều kiện
mực nước thay đổi. Kết cấu dầm BTCT chặn mái thân kè tạo cơ kè từ 2÷5m bằng tấm BT
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 2


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

hoặc thảm đá, kéo dài gia cố thảm đá trên nền vãi địa kỹ thuật đến đường tự nhiên mái sông
có hệ số mái m≥3.
4.1.2. Kè cứng dạng tường chắn: Sử dụng cho công trình bảo vệ bờ vùng đô thị
a. Đỉnh kè: tương tự như kè mái nghiêng, kiến trúc và chủng loại vật liệu phụ thuộc
vào điều kiện yêu cầu cụ thể của từng vị trí làm kè.
b. Thân kè: Kết cấu thường dùng dạng tường chắn BTCT trên nền cọc hoặc sử dụng
kết cấu cừ dự ứng lực kết hợp gia cố ổn định với các hình thức neo, cọc xi măng đất…
c. Chân kè: thông thường sử dụng rọ đá phản áp và chống xói chân kè.
4.1.3. Kè kết hợp tường chắn và mái nghiêng:
Tùy thuộc vào điều kiện địa chất, yêu cầu chung của khu vực có thể chọn kiểu kè kết
hợp này để giảm chi phí xây dựng và tăng tính thẩm mỹ.
a. Đỉnh kè: kết cấu tương tự 2 kiểu kè trên
b. Thân kè: dạng tường chắn BTCT chiều cao tường từ vị trí đảm bảo điều kiện thi
công trên mực nước lên đến cao trình đỉnh tính toán theo tần suất thiết kế. Nền xử lý bằng
cọc BTCT hoặc cừ tràm tùy vào chiều cao tường và điều kiện địa chất.
c. Chân kè: kết cấu tương tự kè mái nghiêng.
4.1.4. Kè kết hợp tường chắn và đỉnh kè mái nghiêng
Thường áp dụng cho các khu vực yêu cầu thẩm mỹ cao và các khu vực bến bãi cập
ghe, tàu…
a. Đỉnh kè: kết cấu tương tự 3 kiểu kè trên
b. Thân kè: dạng mái nghiêng từ cao trình mực nước trung bình lên đến đỉnh kè,
phần dưới mực nước dân bình thường là kiểu kè đứng có thể là cừ Dự ứng lực, tường cọc
kết hợp tấm bê tông chắn đất.
c. Chân kè: kết cấu tương tự kè mái nghiêng.

4.2. Kè vùng Tây nguyên
Với đặc tính dòng chảy tập nhanh với lưu lượng lớn do độ dốc lòng sông lớn. Kết
cấu thường dùng là kè mái nghiêng.
4.2.1. Kè mái nghiêng bảo vệ bờ:
a. Đỉnh kè: gồm lan can, hành lang đi bộ và đường giao thông dọc bờ sông tùy vào
yêu cầu cụ thể tại khu vực làm kè. Kết cấu dầm BTCT, lát gạch bê tông tự chèn làm hành
lang…
b. Thân kè: kết cấu lát mái với các cấu kiện thường dùng như viên bê tông tự chèn,
đá lát khan trong khung, đá xây vữa, thảm đá… kết hợp làm tầng lọc bằng đá dăm dày

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 3


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

10÷20cm, trên nền vải địa kỹ thuật. Hệ số mái thân kè m=1.5÷3 tùy thuộc vào điều kiện địa
chất và chiều cao đắp đỉnh kè.
c. Chân kè: Thường thi công vào mùa khô, cạn nước nên kết cấu thường dùng là đá
đổ khối lớn, ống buy tròn chôn sâu xuống đất để giữ chân kè.
4.2.2. Kè hướng dòng chỉnh trị dòng chảy kiểu kè Mỏ Hàn:

a. Mỏ hàn chìm: gây bồi chân chống sạt lở, thường bố trí ở bờ lõm đoạn sông cong.
Đỉnh kè thường ngập trong nước, cao trình đỉnh tùy thuộc vào tính toán tần suất mực nước
và hình thái lòng sông để chọn cao trình phù hợp đảm bảo không gây sạt lở bờ đối diện. Kết
cấu thường gặp như rồng tre gây bồi chân, kết cấu đất bọc đá, đá hộc thả rời.
b. Kè mỏ hàn cứng: sử dụng trong trường hợp chiều rộng mực nước ứng với mực
nước tạo lòng lớn hơn 200m. Trên cơ sở bản đồ phân bố lưu tốc dòng chảy trên cắt ngang,
cắt dọc và mặt bằng để xác định vùng cần bố trì kè mỏ hàn và số lượng mỏ hàn cũng như
phương hợp bởi kè mỏ hàn với dòng chảy. Kết cấu kè đứng cọc BTCT, dầm ngang, phên
tre, nứa , cành cây, đá đổ giữ chân, đệm chống xói ….

Kết cấu mỏ hàn cọc bê tông cốt thép
V. Các bước thực hiện
5.1. Thu thập tài liệu cơ bản
Các số liệu đã được cung cấp .
+

Bình đồ tuyến công trình.
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 4


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

+

Trắc dọc tuyến công trình.

+

Cắt ngang tuyến công trình.

+

Địa chất công trình.

Thu thập các tài liệu, số liệu có liên quan ngoài phạm vi các số liệu đã được cung
cấp.
+

+
quản lý).

Số liệu thuỷ văn khu vực.
•

Mực nước trung bình mùa kiệt tại vị trí công trình.

•

Mực nước đỉnh lũ tại vị trí công trình.

Thu thập các số liệu về điều kiện giao thông thủy, cấp sông (thuộc địa phương

+ Qui hoạch khu vực thiết kế.
Cán bộ thiết kế (CBTK) phải khảo sát hiện trường và địa hình khu vực, kết hợp với ý
kiến chủ đầu tư nhằm đề ra giải pháp và bố trí tuyến công trình sơ bộ để lập đề cương, khảo
sát, thiết kế.
Kiểm tra các số liệu, tài liệu cần thiết đảm bảo đủ và đúng để thiết kế.
5.2. Các giải pháp kỹ thuật
5.2.1. Xác định cấp công trình
Công trình bảo vệ bờ sông xác định cấp công trình rất khó khăn do các tiêu chuẩn
chưa đề cập rõ ràng cho tất cả các loại kè.
Tuy nhiên nhiệm vụ của kè thường giống như nhiệm vụ thiết kế đê nhằm bảo vệ cho
diện tích đất và dân cư, do đó cấp công trình được xác định theo TCVN 8419:2010.
Các trường hợp để lựa chọn cấp công trình bảo vệ bờ:
Khi công trình bảo vệ bờ cấu thành 1 bộ phận của mặt cắt đê thì cấp công trình bảo
vệ bờ sông lấy bằng cấp đê đó. Trường hợp này công trình bảo vệ bờ được gia cố, xây dựng
trên mái đê đắp (có thể gia cố đến lòng sông). Cấp đê theo qui chuẩn phân cấp đê hiện hành
được bảo vệ (theo quyết định số 4116/ BNN – TCTL):
Bảng 1 – Xác định cấp công trình bảo vệ bờ theo cấp đê
Diện tích bảo vệ khỏi
ngập lụt (ha)

Trên 150.000
150.000 đến trên 60.000
60.000 đến trên 15.000

Số dân được đê bảo vệ (người)
1.000.000 500.000 100.000
Trên
đến trên

đến trên đến trên
1.000.000
500.000
100.000
10.000
I
I
II
II
I
II
II
III
I
II
II
III

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Dưới
10.000
II
III
IV
Trang 5


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

15.000 đến 4.000
Dưới 4.000

I
-

III
-

III
III

III
IV

V
V

Trường hợp đê được đắp cách xa bờ sông và bờ sông được thiết kế công trình bảo vệ
bờ, thì cấp công trình bảo vệ bờ thấp hơn cấp đê theo bảng 1 TCVN8419-2010
Bảng xác định cấp công trình bảo vệ bờ theo cấp đê
Cấp đê
Đặc biệt

I
II
III
IV, V

Cấp công trình bảo vệ bờ
III
III
IV
IV
IV

Ở vùng chưa có đê dựa vào tầm quan trọng kinh tế và xã hội để xác định cấp công
trình bảo vệ bờ sông theo quy định tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành về xây dựng và phân
cấp công trình xây dựng. Cụ thể là:
(1) Xác định cấp công trình bảo vệ bờ bằng cấp đê theo TCVN 8419 – 2010 với diện
tích bảo vệ chống xói lở vùng dân cư khu vực bị ảnh hưởng (trường hợp cao trình đỉnh kè
theo mặt đất tự nhiên – kè sông miền núi – nhiệm vụ bảo vệ bờ) hoặc với diện tích chống
ngập nước, dân cư, lưu lượng lũ thiết kế chống xói lở cho khu vực đồng bằng, đặc biệt là đô
thị với cao trình đỉnh kè ngăn nước xâm nhập)
(2) Xác định cấp công trình theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT theo điều kiện chiều
cao công trình và đất nền. Trường hợp này do chiều cao đắp không cao (đối với kè mái
nghiêng) và chiều cao công trình bê tông (đỉnh kè – chân kè) không lớn nên cấp công trình
thường nhỏ.
(3) An toàn chọn cấp công trình lớn nhất theo 2 điều kiện (1) và (2)
5.2.2. Xác định tim tuyến đỉnh kè
Tim tuyến đỉnh kè được xác định theo mép bờ cao 2 bên bờ sông (đối với công trình
TP.HCM – Liên hệ khu đường sông hoặc phòng GTT sở GTTP).
Qui định cơ sở hạ tầng dọc 2 bên bờ sông (theo bản đồ qui hoạch TP, tỉnh, quận,
huyện)

Địa hình, địa chất bờ và lòng sông: đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặc biệt sự ổn định
trượt, lật và lún công trình.
Qui hoạch tuyến đường thủy nội địa.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 6


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

5.2.3. Bố trí mặt bằng tuyến kè
Mặt bằng tuyến kè được xác định từ tim tuyến kè, cắt ngang kè (gồm phạm vi xây
dựng bảo vệ ngoài sông và cơ sở hạ tầng đi kèm tuyến kè phía trong đô thị, đồng)
Mặt bằng gia cố phía sông cần phải đảm bảo giới hạn an toàn theo cấp đường thủy.
Mặt bằng đền bù được xác định theo phạm vi công trình chiếm chỗ cộng thêm 1 ÷
2m dự phòng khi thi công hoặc địa hình thay đổi cục bộ.
Mặt bằng ranh giới phạm vi an toàn bảo vệ kè (không được xây dựng) theo pháp lệnh
khai thác và bảo vệ công trình thủy hoặc theo luật đê điều.
Mặt bằng tổng thể kè phải được thỏa thuận ở các sở ban nghành đặc biệt là sở giao
thông công chánh (đối với đường sông thuộc cấp tỉnh) và cục đường thủy nội địa (đối với
đường sông thuộc cấp quốc gia).

5.2.4. Chọn mặt cắt ngang kè (kè nghiêng, kè đứng).
Mặt cắt ngang là kè đứng hay kè mái nghiêng, loại kết cấu tùy thuộc vào chi phí đầu
tư cho từng mét dài kè. Từ đó cân nhắc theo điều kiện địa hình, địa chất, tính đồng bộ, mỹ
quan khu vực làm kè để chọn loại mặt cắt và kết cấu kè.
5.2.5. Hệ thống công trình đi kèm:
Hệ thống thoát nước dọc tuyến kè: gồm hệ thống các đường ống dọc theo tuyến kè
kết hợp với các hố ga (trung bình 30 ÷ 35m/hố) và ống thoát nước ngang (trung bình
200m/ống). Kích thước đường ống dọc, ngang phụ thuộc vào yêu cầu tiêu nước cho hành
lang tuyến kè, tuyến đường hoặc lưu vực khác chảy đến. Phải lưu ý đấu nối với các hệ thống
thoát nước của khu vực
Tuyến đường điện, hệ thống chiếu sáng: theo yêu cầu của công trình để thiết kế neon
trang trí, đèn chiếu sáng và hệ thống điện phục vụ. Chú ý phải thỏa thuận việc đấu nối điện
với các cơ quan quản lý điện.
Giao với các công trình hiện hữu như: Mố cầu, cống, kè hiện trạng, hệ thống cấp
thoát nước... cần phải đo đạc chi tiết và tùy trường hợp để đề nghị dời bỏ, thay mới hoặc kết
nối vào công trình hiện hữu.
5.3. Tính toán các thông số kỹ thuật (Quốc gia TCVN 8419 – 2010)
5.3.1. Tính toán cao trình đỉnh kè
1. Xác định cao trình đỉnh kè:
Trường hợp kè là 1 phần của đê: cao trình đỉnh kè tùy thuộc vào cao trình đỉnh đê
xác định theo quyết định 4116/BNN – TCTL.
Trường hợp kè cho sông miền núi không xây dựng đê: cao trình đỉnh kè được thiết
kế theo cao trình mặt đất tự nhiên. Lưu ý nhiệm vụ kè để bảo vệ bờ, không phải chống ngập.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 7

QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

Trường hợp kè cho sông đồng bằng, đô thị: cao trình đỉnh kè chọn 1 cao trình. Tùy
thuộc vào việc kết nối và bảo vệ hạ tầng phía bên đô thị mà cao trình đỉnh kè chọn cho phù
hợp. Tuy nhiên về mặt mỹ quan nên chọn cao hơn cao trình mực nước thường xuyên ngập.
Trường hợp cao trình đỉnh kè đảm bảo không ngập nước thì:
CTdk = MNmax + hsl + a
Trong đó:
MNmax: Mực nước ứng với tần suất năm theo cấp công trình theo QCVN 04-05-2012
khi tính hsl theo gió, m.
MNmax: Mực nước ứng với tần suất gió (5%) khi tính hsl do thuyền, m.
hsl : Chiều cao sóng leo, m.
a: độ vượt cao an toàn (tham khảo độ gia tăng an toàn của đê theo bảng 8 quyết định
4116 – BNN PTNT phụ thuộc vào cấp công trình)
2. Bề rộng đỉnh kè:
Thường lấy từ 1 ÷ 2m (TCVN 8419 : 2010). Trường hợp kết hợp với đường giao
thông, hành lang, mỹ quan thì bề rộng đỉnh kè theo các tiêu chuẩn chuyên ngành kèm theo.
3 . Kết cấu đỉnh kè:
Kết cấu lan can: theo mẫu của sở GTVT đối với công trình TP. Hồ Chí Minh
Kết cấu hành lang: theo mẫu của sở GTVT đối với công trình TP. Hồ Chí Minh
Kết cấu bó vỉa: theo mẫu của sở GTVT đối với công trình TP. Hồ Chí Minh
Kết cấu nền đường mặt đường: tham khảo tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm, áo
đường cứng…
5.3.2. Thân kè

Kè mái nghiêng: áp dụng cho vùng có địa chất tốt, không yêu cầu lớn về việc giữ, kết
cấu đã nêu ở trên.
Kè mái đứng: áp dụng cho vùng có địa chất yếu, yêu cầu giữ đất hạn chế giải tỏa đền
bù, kết cấu đã nêu ở trên.
5.3.3. Chân kè
Khi thiết kế chân kè phải tuân thủ những quy định sau đây:
Kết cấu và vật liệu xây dựng chân kè phải thỏa mãn yêu cầu:
Đảm bảo ổn định của chân kè và công trình;
Chống được sự kéo trôi của chân kè và công trình;
Chống được sự kéo trôi của dòng chảy và dòng bùn cát đáy;
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 8


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

Phải thích ứng với sự biến hình của lòng sông;
Phải chống được sự xâm thực của nước;
Thuận lợi cho việc thi công trong nước.
Cao trình đỉnh chân kè:
Được lấy cao hơn mực nước kiệt ứng với tần suất 95% với độ gia tăng bằng 0.50m.

Đồng thời đối chiếu với mực nước sông tại thời điểm khảo sát phục vụ lập thiết kế bản vẽ
thi công để lựa chọn cho phù hợp.
Xác định cao trình chân kè:
Khi tốc độ dòng chảy nhỏ hơn 2m/s, đường lạch sâu cách bờ, không có vực sâu nằm
trong phạm vi xây dựng kè, nên kéo dài chân kè tới chỗ mái bờ có hệ số dốc từ 3 đến 4
Khi dòng chảy thúc thẳng vào tuyến bờ, đường lạch sâu gần bờ, có vực sâu nằm
trong vùng xây dựng kè, nên kéo chân kè tới lạch sâu.
Xác định phạm vi gia cố, bảo vệ chân kè:
5.3.4. Tính toán vải lọc, tấm lát, thảm đá
1. Tính chiều dày tấm Bêtông lát mái
Chiều dày của tấm bê tông được xác định như sau:
d b = 0,108 * hs *η * 3

γ *L
(γ b − γ ) * m * B

Trong đó:
db – chiều dày tấm bê tông (m)
hs – chiều cao sóng tính theo công thức sau: hs=0.0208 W5/4D1/3
W tốc độ gió (m/s)
D đà gió (km)
γb – Trọng lượng riêng của tấm bê tông (t/m3)
γ - Trọng lượng riêng của nước (t/m3)
m – hệ số mái dốc
B - chiều rộng tấm bê tông
L – chiều dài tấm bê tông vuông góc với đường bờ (m)
η – hệ số ổn định cho phép
2. Tính toán xói cục bộ chuyển mái

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG

ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 9


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

m
)
s2

Gia tốc trọng trường :

g(

Vận tốc dòng chảy trung bình

U (m/s)

Độ sâu xói cục bộ ∆h xói sâu chân công trình tính theo công thức I.A.laroxlavchiep
Hệ số mái dốc :

m

Góc giữa dòng chảy và phương mái :

β

Góc mái dốc :

α

Đường kính hạt bùn cát đáy:

d (m)

Bề rộng mặt nước ứng với lưu lượng tạo lòng : B (m)
Chiều dài hình chiếu mái kè lên mặt cắt ngang sông tại mặt cắt tính tóan: Bk(m)
Kv = e

−5.1× U 2 .

m
g .bk

Km = e −0.2.m

Vận tốc dòng chảy tiến đến gần chân mái kè:
2
 
bk  
Um= U . 1 +  0.2 + ÷ 
B  
 

Chiều sâu hố xói tới hạn lòng sông tại chân mái kè:
β Um 2
∆h = −30d + 27 Kv.Km.tan( ).
2
g

bgc=4. ∆h

3. Tính toán chiều dày rọ đá
-Tính toán chiều dày rọ đá dưới tác dụng của dòng chảy :
Ta có :

∆d =

ρd − ρ w
ρw

ρ d , ρ w Trọng lượng riêng của đá và nước

Chiều dày rọ đá được xác định theo công thức PILARCXYK:
2
φd Kt × 0.035
−1 U
Dd =
Kh.Ks .
∆d .ψ cr
2g

(m)

Trong đó:
Hệ số ổn định ứng với rọ đá φd =1
Hệ số tính chuyển từ vận tốc trung bình thủy lực trực tiếp thành vận tốc đáy Kh=1.0
Hệ số kể đến ảnh hưởng độ rối của dòng chảy

Kt=1.0

Hệ số kể đến độ dốc mái ,với m ≥ 2

Ks=1.0

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 10


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

ψ cr = 0.08

Thông số của lực kéo tới hạn Cr :
Vận tốc dòng chảy trung bình U

-Tính toán chiều dày rọ đá dưới tác dụng của sóng theo côngthức PILARCXYK:
HS
cos(α )
≤ φ1.
∆.Dd
ζ

Trong đó:
Chiều cao sóng tính toán

Hs (m)

Tỷ trọng tương đối của đá:

 t 
∆ 3 ÷
m 

Hệ số ổn định :

φ1

Góc mái dốc (mái tự nhiên) :

α

Chu kỳ sóng :

T (s)

Chiều dài bước sóng:

Ls(m)

Thông số sóng vỡ:

ξ = 1.25T .

tan(α )
Hs

4. Tính toán vải lọc
Thiết kế chọn vải địa kỹ thuật làm tầng lọc ngược theo 14TCN 110 - 1996 và tài liệu
kỹ thuật của hãng Polyfelt của Áo.
Đảm bảo được 2 điều kiện thoát nước và phân cách giữa các lớp vật liệu.
a. Tính toán theo yêu cầu chặn đất:
Toàn bộ các lớp đất dưới vải lọc là đất dính có chỉ số dẻo < 20% nên phải thỏa mãn
yêu cầu về kích thước lỗ lọc Dw.
Dw < d85 = 0.105mm.
b. Yêu cầu thấm nước:
Kv > 100Kđ = 100 x 3,2x10-5 = 3,20x10-3cm/s.
Kđ : hệ số thấm của đất.
5. Kiểm tra ổn định :
- Dùng phần mềm Geo-Slope để kiểm tra ổn định: tính cung trượt và tính lún.
5.4. Tính toán ổn định, kết cấu công trình bảo vệ bờ

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 11


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

5.4.1. Hệ số an toàn và tần suất mực nước theo tính toán ổn định:
Hệ số an toàn trượt, lật:
Theo QCVN 04-05:2012 BNN PTNT:
Hệ số an toàn nhỏ nhất về ổn định của các hạng mục công trình và hệ công trình và
nền trong điều kiện làm việc bình thường:
Loại công trình và hạng mục công trình

1. Công trình bê tông và bê tông cốt thép trên nền đất và
đá nửa cứng
2. Công trình bê tông và bê tông cốt thép trên nền đá:
- Khi mặt trượt đi qua các khe nứt trong đá nền
- Khi mặt trượt đi qua mặt tiếp xúc giữa bê tông và đá
hoặc đi trong đá nền có một phần qua các khe nứt, một
phần qua đá nguyên khối
3. Đập vòm và các công trình ngăn chống khác trên nền đá
4. Mái dốc nhân tạo bằng đất đắp
5. Mái dốc tự nhiên, mái nhân tạo bằng đá đắp

Hệ số an toàn theo cấp

công trình
Đặc
III,
I
II
biệt
IV
1,25

1,20

1,15

1,15

1,25

1,20

1,15

1,15

1,35

1,30

1,25

1,25

1,70
1,50
1,25

1,60
1,35
1,20

1,55
1,30
1,15

1,55
1,25
1,15

Theo quyết định 4116/BNN-TCTL:
Cấp đê
Chỉ tiêu
Hệ số an toàn

Đặc biệt

I

II

III

IV

V

1,50

1,35

1,30

1,20

1,15

1,05

Tần suất MNmax thiết kế:
+ Tần suất mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra: theo QCVN 04-05:2012
Loại công trình

Cấp thiết kế

Đặc
I
II
III
IV
biệt
1. Cụm công trình đầu mối các loại (trừ công trình đầu mối vùng triều); công trình dẫn
nước qua sông suối của hệ thống tưới tiêu nông nghiệp:

- Tần suất thiết kế, %
0,10
0,50 1,00 1,50 2,00
Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm
1 000
200 100 67
50
- Tần suất kiểm tra, %
0,02
0,10 0,20 0,50 1,0
Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm
5 000
1000 500 200 100
2. Công trình đầu mối vùng triều; công trình và hệ thống dẫn nước liên quan trong hệ
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 12


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

thống tưới tiêu nông nghiệp (trừ công trình dẫn nước qua sông suối
tiêu nông nghiệp):

- Tần suất thiết kế, %
0,20
0,50
Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm
500
200
- Tần suất kiểm tra, %
0,10
0,20
Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm
1 000
500

của hệ thống tưới
1,00
100
0,50
200

1,50 2,00
67
50
1,00 1,50
100 67

CHÚ THÍCH:
Lưu lượng, mực nước lớn nhất trong tập hợp thống kê là lưu lượng, mực nước có trị
số lớn nhất xuất hiện trong từng năm. Chất lượng của chuỗi thống kê (độ dài, tính đại biểu,
thời gian thống kê v.v...) cần phải thoả mãn các yêu cầu quy định trong các tiêu chuẩn tương
ứng. Các số liệu cần được xử lý về cùng một điều kiện trước khi tiến hành tính toán;

Nếu ở phía thượng nguồn có những tác động làm thay đổi điều kiện hình thành dòng
chảy hoặc có công trình điều tiết thì khi xác định các yếu tố quy định trong điều này cần
phải kể đến khả năng điều chỉnh lại dòng chảy của các công trình đó;
Nếu ở phía hạ du đã có công trình điều tiết thì mô hình xả không được phá hoại hoặc
vượt quá khả năng điều tiết của công trình đó;
Những công trình thủy lợi cấp đặc biệt nằm trong nhóm số 1 của bảng này, khi có
luận chứng tin cậy và được chủ đầu tư chấp thuận, lũ kiểm tra có thể tính với tần suất 0,01%
(tương ứng với chu kỳ lặp lại 10 000 năm) hoặc lũ cực hạn.
+ Mực nước thấp nhất để tính toán ổn định kết cấu công trình nền móng:
Cấp công
trình

Loại công trình

Đặc biệt, I, II,
III và IV

1. Hồ chứa

2. Công trình trên
sông

Đặc biệt
I
II
III
IV

3. Hệ thống thoát
nước và công trình

liên quan trong hệ
thống thủy lợi

Đặc biệt, I, II,
III và IV

Tần suất lưu lượng, mực nước thấp nhất,
%
Thiết kế
Kiểm tra
Mực nước tháo cạn thấp
Mực nước chết
nhất để sửa chữa, nạo
vét v.v...
99
Mực nước trung bình
97
ngày thấp nhất đã xảy ra
tại tuyến xây dựng công
95
trình
95
90
Mực nước thấp
nhất quy định
trong khai thác

Mực nước tháo cạn để
sửa chữa, nạo vét v.v...

CHÚ THÍCH:
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 13


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

Lưu lượng, mực nước thấp nhất dùng trong tập hợp thống kê là lưu lượng, mực nước
có trị số bé nhất xuất hiện từng năm;
Khi các hộ dùng nước ở hạ lưu yêu cầu phải bảo đảm lưu lượng tối thiểu lớn hơn lưu
lượng theo quy định ở bảng 5 thì lưu lượng thấp nhất được chọn theo lưu lượng tối thiểu đó.
Mực nước thấp nhất tính toán lúc này chính là mực nước ứng với lưu lượng tối thiểu nói
trên;
Khi thiết kế các công trình từ cấp I trở lên phải xét đến khả năng mực nước này có
thể hạ thấp hơn do lòng dẫn hạ lưu bị xói sâu hoặc do ảnh hưởng điều tiết lại của các công
trình khác trong bậc thang sẽ được xây dựng tiếp theo.
5.4.2. Tính toán ổn định trượt
Tham khảo hướng dẫn phần mềm Slope, Seep
5.4.3. Tính toán ổn định trượt phẳng
5.4.4. Tính toán ổn định trượt, lật kết cấu cho kè đứng kết hợp mái nghiêng:
Tham khảo phần mềm Slope để tính toán ổn định trượt sâu.

Tham khảo Plaxis, Geo 5 để tính chiều dài cọc và kết cấu.
Tham khảo Sap để tính kết cấu tường kè.
Tính sức chịu tải của cọc:
+ Theo phương đứng: tham khảo báo cáo chuyên đề hướng dẫn các phương pháp
tính cọc BTCT chịu tải trọng đứng
+ Theo phương ngang: tham khảo tài liệu.
5.4.5. Tính lún
Tính lún nền: tham khảo hướng dẫn tính toán Sigma…………..
Tính lún dưới móng cọc: tham khảo hướng dẫn thiết kế móng cọc chịu tải trọng
đứng.
5.5. Một số giải pháp gia cố đất nền, giảm áp lực ngang tường kè
5.5.1 Cọc CDM
Áp dụng cho kè đứng, thường đi kèm trong thiết kế với cừ Dự ứng lực nhằm giảm áp
lực ngang tác dụng lên tường cừ.
Tiêu chuẩn áp dụng: Tiêu chuẩn quốc gia: TCVN 9403:2012 – Gia cố đất yếu –
phương pháp trụ đất xi măng.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 14


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

5.5.2. Cừ tràm
Áp cho vùng địa chất yếu gia cố cừ tràm để tăng khả năng chống trượt cho mái đắp.
Mật độ gia cố cừ tràm phụ thuộc vào tính toán ổn định cung trượt mái.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 15


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

5.5.3 Vải vỉ địa kỹ thuật
Nhằm tăng khả năng kháng cắt của cung trượt khối đắp.
5.6. Hướng dẫn tính toán công trình cụ thể
Ví dụ: Kè bảo vệ bờ sông Mỏ Cày – Huyện Mỏ Cày Nam – Tỉnh Bến Tre.
5.6.1. Tài liệu phục vụ tính toán
- Cấp công trình: cấp công trình được chọn là Cấp IV.
- Các chỉ tiêu kỹ thuật
Hệ số an toàn ổn định chống trượt trong điều kiện sử dụng bình thường: k = 1,10
Hệ số an toàn ổn định chống lật trong điều kiện sử dụng bình thường: k=1,40

Hệ số an toàn ổn định chống lật trong điều kiện sử dụng bất thường: k=1,30
- Các chỉ tiêu thiết kế chính.
Mực nước đỉnh triều lớn nhất ứng với lũ năm 2000

: +1,85m

Mực nước chân triều nhỏ nhất ứng với tần suất 95%

: -1,41m

- Các hệ số vượt tải:
TT

Tn tải trọng tác động

Hệ số vượt tải

1
2

Trọng lượng bản thân công trình
Áp lực thẳng đứng của trọng lượng đất

1,05(0,95)
1,20(0,90)

3

Áp lực bên của đất

1,20(0,80)

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 16


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

4

Áp lực nước tĩnh, áp lực sóng, áp lực nước đẩy ngược

1,00

5

Áp lực mạch động của nước

1,20

6

Tải trọng của máy nâng, bốc dỡ, vận chuyển cũng
như tải, trọng của các thiết bị công nghệ cố định.

1,20

7

Tải trọng do gió

1,30

8

Tải trọng do tàu thuyền

1,20

5.6.2. Cao trình đỉnh kè
H =MNDBT+ hlt+a
Diện tích mặt cắt ướt trung bình của sông, rạch:

s =300 m 2

Chiều rộng trung bình của sông, rạch:
Chiều sâu trung bình của song, rạch:
Mực nước dâng bình thường

bs = 75m
H s = 6.27m
MNDBT =1.85 m

g = 9.81 sm2

Gia tốc trọng trường:
Độ dâng cao do biến đổi khí hậu đến năm 2050:

a 1=0.37 m 2

Theo QĐ 862/QĐ-CĐS ngày 25/5/2000 của Cục trưởng cục ĐSVN Rạch Mỏ Cày
đoạn thuộc dự án là sông cấp III
Theo TCVN 5664:2009 phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa
Chiều dài tàu
L=38m
Chiều rộng tàu:

R=9.0m

Mớn nước:

T=2.61 m

Hệ số đẩy rẻ nước:

δ =1m

Công thức xác định chiều cao sóng tàu (hsh) theo TCVN 8421:2010

hsh = 2.

( Vadm ) 2
g

δ.

T
L

Trong đó:
Vadm là vận tốc cho phép của tàu theo yêu cầu vận hành:
Ka là tỉ lệ giữa diện tích ướt của mặt cắt ngang tàu với diện tích mặt cắt ướt của
sông:

ka = T .

(

R
ωS

ka=0.078

)

ω
m
( π + a cos( 1− ka ) )
Vadm = 0.9.  6.cos
− 2. ( 1 − ka )  .g. s = 3.782
3

 b

s
s

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 17


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CƠNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế cơng trình bảo vệ bờ
r fu

hsh = 2.

( Vadm ) 2

δ.

g

T
= 0.751 m
L

Cơng thức xác định chiều cao sóng tàu leo lên mái cơng trình theo TCVN 8421:2010

hrsh

0.5.h
(
= βk .
0

+ 0.05. Sin((ϕ )) . (
Cos ϕ

sh

Vadm ) 2
g

1 − 0.05 Sin((ϕ ))
Cos ϕ

)

Trong đó
β k0 là hệ số lấy với mái bằng bêtơng cốt thép là β k0 =1.4

ϕ là góc hợp bởi mái kè và phương ngang ϕ = 90

hrsh

0.5.h
(

= βk .
0

+ 0.05. Sin((ϕ )) . (
Cos ϕ

sh

1 − 0.05

Vadm ) 2
g

Cos( ϕ )
Sin( ϕ )

)

hrsh =0.464m

Cơng thức xác định cao trình đỉnh tường chắn (dựa theo cơng thức xác định cao trình
đỉnh đê: “H=MNDBT +h+Hsl+a” trong hướng dẫn thiết kế đê của đại học Thủy Lợi.
H = 1.85m + hrsh + a1 = 1.85+0.464+0.37 = 2.684m
Chọn cao trình đỉnh tường là: +2.70m
5.6.3. Tính tốn ổn định phương n
Tính tốn cho trường hợp nguy hiểm nhất: Mực nước ngồi sơng là mực nước min,
đỉnh kè với tải trọng khai thác người đi bộ q = 6.75KN/m² .
Tính tốn bằng phần mềm Slope/W do cơngty Geo slope –Canada. Số liệu tính tốn
dựa vào kết qủa khoan khảo sát địa chất tại Kè Mỏ Cày.

1.265

Cát đắp

Đất đắp

m

Lớp 2a

Cao độ(m)

12
10
8
6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14

Lớp 2b

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Khoảng Cách(m)

CƠNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CƠNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 18

QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CƠNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế cơng trình bảo vệ bờ
r fu

14
12

1.299

10
8
6
4
2

Đất đắp

0

Lớp 2a

-2

m

Cao độ(m)

-4

Lớp 2b

-6

m

Bao tải cát

-8

-10
-12
-14
-16

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Khoảng Cách(m)
10
8
6

8.00KN/m²

4
2

-0 .0 4 1

0

-0 .0 3 3

-2

Cao độ(m)

-0 .0 1 6

-4
-6
-8

-10
-12
-14
-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Khoảng Cách(m)
Tính tốn cho trường hợp nguy hiểm nhất: Mực nước ngồi sơng là mực nước min,
đỉnh kè với tải trọng khai thác người đi bộ q = 6.75KN/m² .
Tính tốn bằng phần mềm Slope/W do cơngty Geo slope –Canada. Số liệu tính tốn
dựa vào kết qủa khoan khảo sát địa chất tại Kè Mỏ Cày.

CƠNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CƠNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 19


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

r fu

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CƠNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế cơng trình bảo vệ bờ

12
10

1.265

Cát đắp

Đất đắp
Lớp 2a

Cao độ(m)

8
6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14

m

Lớp 2b

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Khoảng Cách(m)

14
12

1.299

10
8
6
4
2

Đất đắp

0

Lớp 2a

-2

m

Cao độ(m)

-4

Lớp 2b

-6

Bao tải cát

m

-8

-10
-12
-14
-16

-5

10

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Khoảng Cách(m)

8
6

8.00KN/m²

4
2

-0 .0 4 1

0

-0 .0 3 3

-2

Cao độ(m)

-0 .0 1 6

-4
-6
-8

-10
-12
-14

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Khoảng Cách(m)

CƠNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CƠNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 20


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

r fu

5.6.4. Tính toán bề dày tấm bê tông lát mái
K cấp IV, hệ số an toàn k=1.15
Chọn kích thước tấm bê tông là: 0.1525 m2
* Chiều dày của tấm bê tông được xác định như sau:
d b = 0,108 * hs *η * 3

γ *L
(γ b − γ ) * m * B

Trong đó:
db – chiều dày tấm bê tông (m)
hs – chiều cao sóng tính theo công thức sau: hs=0.0208 W5/4D1/3
W tốc độ gió (m/s): W=24m/s
D đà gió (km): D = 0.06km.

γb – Trọng lượng riêng của tấm bê tông (t/m3) = 2.4t/m3
γ - Trọng lượng riêng của nước (t/m3) = 1t/m3
m – hệ số mái dốc: m=2.5.
B - chiều rộng tấm bê tông B = 0.36(m).
L – chiều dài tấm bê tông vuông góc với đường bờ (m) =0.424.
η – hệ số ổn định cho phép =1.2.
Thay số vô công thức trên ta có: db=0.04m.
Chọn : db=0,16m = 16,0cm.
* Kiểm tra ổn định chống đẩy nổi của thân kè:
Pn≤db*γb*cosα
Trong đó:
Pn – áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên tấm bê tông:
Pn = 0.16 x 1= 0.16T/m2
db – Chiều dày tấm bê tông, db = 0.16m.
γb – Trọng lượng riêng tấm bê tông γb = 2.4t/m3.
cosα - góc nghiêng mái bờ so với mặt phẳng nằm ngang cosα = 0.928
Thay số vô ta có: Pn = 0.16T/m2 < 0.267T/m2
+ Kết luận: Kích thước tấm bê tông 0,36x0,424x0,16m đảm bảo yêu cầu về ổn định
chống sóng, dòng chảy và ổn định chống đẩy nổi.
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 21


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

5.6.5. Tính toán xói cục bộ chuyển mái (Theo TCVN 8419: 2010)
m
s2

Gia tốc trọng trường :

g=9.8

Vận tốc dòng chảy trung bình

U =1.6 m/s

Độ sâu xói cục bộ Dhc xói sâu chân công trình tính theo công thức I.A.laroxlavchiep
Hệ số mái dốc :

m=3

Góc giữa dòng chảy và phương mái

β = 50.

Góc mái dốc :

α = 25.

π
180

π
180

−4
d= 0.05 ×10 ( m )

Đường kính hạt bùn cát đáy

Bề rộng mặt nước ứng với lưu lượng tạo lòng : B=50 (m)
Chiều dài hình chiếu mái kè lên mặt cắt ngang sông tại mặt cắt tính tóan:
Bk=5.00 (m)
Kv = e

−5.1× U 2 .

m
g .bk

Kv =0.133

Km = e −0.2.m

Km=0.549

Vận tốc dòng chảy tiến đến gần chân mái kè:
2
 
bk  
Um= U . 1 +  0.2 + ÷ 

B  
 

Um =1.744

Chiều sâu hố xói tới hạn lòng sông tại chân mái kè:
β Um 2
∆h = −30d + 27 Kv.Km.tan( ).
2
g

∆h = 0.285(m)

bgc=4. ∆h => bgc=1.138
Chọn chiều dài cần gia cố khỏi chân mái là l ≥1.138
5.6.6. Tính toán chiều dày rọ đá
-Tính toán chiều dày rọ đá dưới tác dụng của dòng chảy :
Ta có :

∆d =

ρd − ρ w
ρw

ρ d , ρ w Trọng lượng riêng của đá và nước
∆d =

1.55 − 1
=0.55
1

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 22


QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG
Số hiệu: HD – 04 – 02

Hướng dẫn thiết kế công trình bảo vệ bờ
r fu

φd =1

Hệ số ổn định ứng với rọ đá

Hệ số tính chuyển từ vận tốc trung bình thủy lực trực tiếp thành vận tốc đáy Kh=1.00
Hệ số kể đến ảnh hưởng độ rối của dòng chảy

Kt=1.0

Hệ số kể đến độ dốc mái ,với m ≥ 2

Ks=1.0

Thông số của lực kéo tới hạn Cr :

ψ cr = 0.08

Vận tốc dòng chảy trung bình U

U=0.7 (m/s)

Vậy : Chiều dày rọ đá được xác định theo công thức PILARCXYK:
Dd =

φd Kt × 0.035
U2
Kh.Ks −1 .
∆d .ψ cr
2g

Dd=0.02 (m)

-Tính toán chiều dày rọ đá dưới tác dụng của sóng:
Được xác định theo công thức PILARCXYK:
HS
cos(α )
≤ φ1.
∆.Dd
ζ
Trong đó:
Chiều cao sóng tính tóan bằng :

Hs=0.47 (m)

Tỷ trọng tương đối của đá:

 t 
∆ = 1.53  3 ÷
m 

φ1 = 2.5

Hệ số ổn định :

α = 19.5

Góc mái dốc (mái dốc tự nhiên) :
Chu kỳ sóng :

T=5 (s)

Chiều dài bước sóng:

Ls=15 (m)

Thông số sóng vỡ:
Chiều dày thảm đá:

ξ = 1.25T .
Hs.

tan(α )
Hs

ξ
= 0.405

∆.φ1.cos(α )

ξ = 6.893

Dd ≥ 0.405 (m)

Vậy chọn rọ đá có chiều dày 50 cm là thỏa mãn các điều kiện.
5.6.7. Thiết kế vải lọc
Thiết kế chọn vải địa kỹ thuật làm tầng lọc ngược theo tiêu chuẩn ngành 14TCN 110
1996 và tài liệu kỹ thuật của hãng Polyfelt của Áo.
1. Tính toán theo yêu cầu chặn đất:
Toàn bộ các lớp đất dưới vải lọc là đất dính có chỉ số dẻo < 20% nên phải thỏa mãn
yêu cầu về kích thước lỗ lọc Dw.
Dw < d85 = 0.105mm.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 23