Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng ven bờ tới ổn định của vật liệu đá hộc trong bảo vệ chân kè, ứng dụng cho công trình đê cát hải hải phòng

L IC M

N

Lu n v n th c s k thu t “Nghiên c u nh h

ng c a dòng ven b t i n đ nh c a

v t li u đá h c trong b o v chân kè, ng d ng cho công trình đê Cát H i-H i
Phòng" đ

c hoàn thành nh s h

Tác gi xin chân thành c m n tr

ng d n c a th y giáo PGS.TS. Lê Xuân Roanh.
ng

i h c Th y l i trong su t th i gian nghiên

c u v a qua, đã trang b thêm nh ng ki n th c c n thi t v các v n đ k thu t. Cùng
s h

ng d n nhi t tình c a các th y cô trong tr

h n v trình đ chuyên môn.

ng đã giúp tác gi hoàn thi n mình

c bi t, tác gi xin chân thành c m n t i th y giáo

PGS.TS.Lê Xuân Roanh đã tr c ti p h

ng d n, giúp đ tác gi t n tình trong su t quá

trình nghiên c u và hoàn thành lu n v n.

ng th i, tác gi c ng xin chân thành c m

n các th y cô giáo trong Khoa Công trình đã cung c p nh ng ki n th c v chuyên
ngành, giúp tác gi có đ c s lý lu n và th c ti n đ hoàn thành lu n v n này.
C m n s đ ng viên giúp đ , chia s , c v tinh th n c a ng

i thân, gia đình và b n

bè đ tác gi có th hoàn thành lu n v n.
Do trình đ , kinh nghi m c ng nh th i gian nghiên c u còn h n ch nên lu n v n
không th tránh đ

c nh ng thi u sót nên tác gi r t mong nh n đ

c ý ki n chia s ,

đóng góp c a các th y cô, b n bè đ ng nghi p đ lu n v n đáp ng đ

c nh ng m c

tiêu đ ra.
Xin trân tr ng c m n!
Hà N i, tháng 05 n m 2016
Tác gi lu n v n

Bùi

i

c Trung


L I CAM

OAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên c u c a b n thân, đ
c u phát sinh trong th c t đ hình thành h

c xu t phát t yêu

ng nghiên c u. Các s li u có ngu n g c

rõ ràng tuân th đúng nguyên t c và các k t qu trình bày trong lu n v n đ
trong quá trình nghiên c u là trung th c, ch a t ng đ

c ai công b tr

c thu th p

c đây.

Hà N i, Tháng 05 n m 2016
Tác gi Lu n v n

Bùi

ii

c Trung


M CL C
L I C M N ................................................................................................................ i
L I CAM
M CL C

OAN ........................................................................................................... ii
.............................................................................................................. iii

DANH M C HÌNH V .................................................................................................. v
DANH M C B NG BI U .......................................................................................... viii
PH N M
CH

U ............................................................................................................. 1

NG I. T NG QUAN V V N

NGHIÊN C U ........................................... 3

1.1. Th c tr ng h h ng công trình đê bi n khu v c Cát H i .....................................3
1.2. Gi i thi u các lo i kêt c u b o v chân kè đã áp d ng Vi t Nam .....................4
1.2.1. Chân kè b ng l ng th đá h c ........................................................................ 4

1.2.2. Chân kè b ng các lo i ng buy ...................................................................... 4
1.2.3. Chân kè b ng c c, c ..................................................................................... 5
1.2.4. Chân kè nhô cao ............................................................................................ 6
1.3. Phân tích chung v k t c u gia c chân kè ...........................................................6
1.3.1. Nh ng v n đ v thi t k ............................................................................... 6
1.3.2. Nh ng v n đ v thi công .............................................................................. 6
1.4. Các nghiên c u trong và ngoài n
1.4.1. Tình hình nghiên c u ngoài n

c v b o v chân kè ......................................7
c.................................................................. 7

1.4.2. T ng quan tình hình nghiên c u trong n
1.5. K t lu n ch
CH

c ............................................... 13

ng .................................................................................................18

NG II. C S LÝ THUY T NGHIÊN C U DÒNG CH Y VEN B
VÀ N NH V T LI U Á H C B O V CHÂN KÈ ............... 19

2.1. Lý thuy t nghiên c u v dòng ch y ...................................................................19
2.1.1. Khái ni m v dòng ven b ........................................................................... 19
2.1.2. Dòng ch y hình thành do sóng

vùng g n b ............................................ 19

2.1.3. Dòng tiêu và dòng tu n hoàn ....................................................................... 21

2.1.4. Dòng ch y d c b hình thành do sóng tác d ng theo h ng xiên góc v i
đ ng b ...................................................................................................... 23
2.2. Lý thuy t nghiên c u n đ nh chân kè ...............................................................30
2.2.1. Khái ni m v xói chân kè ............................................................................ 30
iii


2.2.2. Phân lo i ...................................................................................................... 30
2.2.3. Xác đinh ph m vi h xói chân kè ................................................................ 31
2.2.4. Kích th
2.3. K t lu n ch
CH

c và s

n đ nh c a đá b o v ..................................................... 35

ng ................................................................................................. 44

NG III. NGHIÊN C U DI N BI N XÓI L B BI N CÁT H I ................ 45

3.1. Gi i thi u khu v c nghiên c u ........................................................................... 45
3.1.1.

c đi m t nhiên c a bi n Cát H i ........................................................... 45

3.1.2.

c đi m khí t

3.1.3.

c đi m th y h i v n ................................................................................. 52

ng ..................................................................................... 46

3.2. Nghiên c u ch đ dòng ch y t i khu v c đê bi n Cát H i qua mô hình toán
Delft 3D ..................................................................................................................... 64
3.2.1. Thi t l p mô hình toán ................................................................................ 64
3.2.2. Hi u ch nh và ki m đ nh mô hình ............................................................... 67
3.2.3. Tính toán các k ch b n sóng, dòng ch y t ng h p trong đi u ki n mùa và
c c tr ........................................................................................................... 73
3.3. K t lu n ch
CH

NG IV.

ng ................................................................................................. 97

ÁNH GIÁ N NH TRONG I U KI N DÒNG CH Y
XÓI CHÂN CHO Ê CÁT H I H I PHÒNG.................................. 98

4.1. c đi m đ a ch t công trình đê Cát H i ........................................................... 98
4.2. Quan h v t li u và v n t c dòng ....................................................................... 99
4.2.1. Công th c n đ nh c a Izbash ..................................................................... 99
4.2.2. Công th c c a Gerding (1995) .................................................................. 100
4.2.3. Công th c c a Vandemeer ........................................................................ 101
4.2.4.

ng d ng xây d ng quan h v t li u và v n t c dòng .............................. 102

4.3. Tính toán n đ nh ki m tra k t c u trong đi u ki n xói chân ........................... 108
4.3.1. n đ nh trong đi u ki n xói chân .............................................................. 108
4.3.2. n đ nh đá l n ........................................................................................... 109
4.4. K t lu n ch

ng ............................................................................................... 110

K T LU N VÀ KI N NGH ..................................................................................... 111
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................................... 112

iv


DANH M C HÌNH V
Hình 1.1. K t c u chân kè b ng ng buy .......................................................................5
Hình 1.2. Hình nh chân kè b ng c c BTCT .................................................................5
Hình 1.3. .Chân kè d ng t

ng nhô ...............................................................................6

Hình 1.4. L c tác d ng c a dòng ch y lên h t ...............................................................9
nhám t

Hình 1.5.

ng đ i c a h t ..........................................................................10

Hình 1.6. Phân b t i tr ng và c
Hình 1.7. Ng

ng đ - Ngo i suy chuy n đ ng ............................11

ng chuy n đ ng ...................................................................................12

Hình 1.8. C u t o chân khay kè bi n ...........................................................................17
Hình 2.1. Tr
(α b )

ng dòng ch y quan tr c

g n b , ph thu c ph n l n vào góc sóng v

......................................................................................................................20

Hình 2.2. H th ng dòng ch y tu n hoàn .....................................................................21
Hình 2.3. Mô hình bi u di n dòng do sóng tác đ ng vào b .......................................22
Hình 2.4. Phân b l u t c d c b .................................................................................30
Hình 2.5. S đ tính kích th

c h xói theo ph

ng pháp McDougal ........................32

Hình 2.6. Bi u đ tính kích th

c h xói theo Xie ......................................................33

Hình 2.7. Bi u đ tính kích th

c h xói theo Sumer & Fredsoe ...............................34

Hình 2.8. Mô hình và thông s tính toán xói mái nghiêng ..........................................36
Hình 2.9. Bi u đ m i quan h gi a đ

n đ nh và đ sâu t

ng đ i c a chân kè .....37

Hình 2.10. Bi u đ m i quan h gi a H s /∆.d n50 và ht/d n50 ............................................37
Hình 2.11. Bi u đ tra giá tr Ns thi t k chân kè cho lo i t

ng đ ng ........................38

Hình 2.12. M t c t thí nghi m trong mô hình máng sóng (tác gi stephan baart& nnk) .....39
Hình 2.13. Quan h gi a chi u sâu t

ng đ i ht/h và ch s

n đ nh Ns (có xét đ n s

kh i d ch chuy n Nod) v i các đ d c bãi khác nhau ...................................................40
Hình 2.14. Quan h gi a s kh i d ch chuy n Nod và h s

n đ nh có xét đ n ch s

Iribaren (khi ht/hm< 0.4) ...............................................................................................41
Hình 2.15. Quan h gi a ph n tr m m t n đ nh N% v i h s

n đ nh có xét đ n ch

s Iribaren (khi ht/hm> 0.4)...........................................................................................41
Hình 2.16.

ng cong quan h ph n tr m m t n đinh N% và h s

n đ nh có xét

đ n ch s Iribaren .........................................................................................................42
Hình 2.17. Quan h gi a h s

n đ nh và chi u cao sóng Hs v i các kích th

c đá

khác nhau ......................................................................................................................43
Hình 2.18. Quan h gi a chi u cao sóng và kích th

c viên đá v i các h s

n đ nh

khác nhau ......................................................................................................................43

v


Hình 2.19. Quan h

n đ nh và ht/hm ............................................................................ 44

Hình 3.1. Hoa gió th ng kê trong giai đo n 2000-2011 t i Hòn D u.......................... 48
Hình 3.2. Hoa gió tháng 1 (mùa khô) t i Hòn d u 1976-1995 .................................... 49
Hình 3.3. Hoa gió trung bình mùa khô 2000-2011 t i Hòn D u ................................. 49
Hình 3.4. Hoa gió tháng 7 (mùa m a) 1976-1995 t i Hòn d u ................................... 50
Hình 3.5. Hoa gió trung bình mùa m a 2000-2011 t i Hòn D u ................................ 50
Hình 3.6. Hoa gió trung bình n m 1976-1995 t i B ch Long V ................................ 51
Hình 3.7. M c n

c tính theo h i đ khu v c H i phòng 2004-2007 ......................... 55

Hình 3.8. Xu th m c n

c tính theo h i đ trong n m 2004-2007 ............................ 55

Hình 3.9. S h a mi n tính toán .................................................................................. 64
Hình 3.10. L
Hình 3.11.

i tính toán............................................................................................... 65
a hình mi n tính c a mô hình................................................................... 66

Hình 3.12. Các biên tính c a mô hình ........................................................................... 67
Hình 3.13. V trí tr m ki m tra ...................................................................................... 69
Hình 3.14. K t qu hi u ch nh m c n

c trong tháng 3/2009 t i B n Gót ................... 70

Hình 3.15. K t qu hi u ch nh m c n

c trong tháng 3/2009 t i KT1 ......................... 70

Hình 3.16. K t qu ki m đinh m c n

c trong tháng 8/2009 t i B n Gót.................... 71

Hình 3.17. K t qu ki m đ nh m c n

c trong tháng 8/2009 t i KT1 .......................... 72

Hình 3.18.

a hình mi n tính toán ............................................................................... 74

Hình 3.19. V trí đi m trích rút sóng và t c đ dòng ch y ............................................ 74
Hình 3.20. T c đ dòng ch y t i khu v c Cát H i vào mùa ông ................................ 75
Hình 3.21. Th ng kê k t qu tính sóng t i L ch Huy n (đi m LH) .............................. 76
Hình 3.22. Tr

ng sóng mùa khô khi tri u lên (Mi n tính l n) .................................... 81

Hình 3.23. Tr

ng sóng mùa khô khi tri u lên (Mi n tính nh ) ................................... 81

Hình 3.24. . Tr

ng dòng ch y mùa khô khi tri u lên................................................... 82

Hình 3.25. Tr

ng dòng ch y mùa khô khi tri u xu ng ............................................... 82

Hình 3.26. Chi u cao sóng t i 5 đi m g n b ................................................................ 83
Hình 3.27. Tr

ng sóng mùa m a khi tri u lên (Mi n tính l n) ................................... 89

Hình 3.28. Tr

ng sóng mùa m a khi tri u lên (Mi n tính nh ) .................................. 89

Hình 3.29. Tr

ng dòng ch y mùa m a khi tri u lên ................................................... 90

Hình 3.30. Tr

ng dòng ch y mùa m a khi tri u xu ng .............................................. 90

Hình 3.31. Tr

ng sóng v i t n su t 1% (a- Mi n l n, b- Mi n nh )........................... 91

Hình 3.32. Tr

ng dòng ch y và t c đ dòng t i khu v c Cát H i (a- Tr

ng dòng

ch y, b- t c đ ) .............................................................................................................. 92

vi


Hình 3.33. Tr

ng sóng v i t n su t 2% (a- Mi n l n, b- Mi n nh ) ...........................93

Hình 3.34. Tr

ng sóng v i t n su t 5% (a-Mi n l n, b-Mi n nh ) .............................95

Hình 3.35. Tr

ng dòng ch y và t c đ dòng t i khu v c Cát H i (a- Tr

ng dòng

ch y, b- t c đ ) ..............................................................................................................96
Hình 4.1. Quan h gi a v n t c dòng theo tiêu chu n TCN14-2002 và mô hình hóa .....
Hình 4.2. Quan h tr ng l
Hình 4.3. Quan h đ
dòng

ng nh nh t c a v t li u và v n t c dòng .....................104

ng kính v t li u theo gi thi t hình d ng l p ph

ng và v n t c

....................................................................................................................105

Hình 4.4. Quan h đ

ng kinh Dn50 theo Vandermeer và v n t c dòng ..................105

Hình 4.5. Quan h đ

ng kinh D theo Izbash và v n t c dòng .................................106

Hình 4.6. So sánh quan h V- D đ i v i các ph

ng pháp khác nhau ......................106

Hình 4.7. Quan h Hs- D............................................................................................107
Hình 4.8.

n đ nh tr

t mái công trình khi xói chân (K=1.1) ...................................109

Hình 4.9. S h a quá trình đá l n...............................................................................109

vii


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1. Thông s k ch b n thí nghi m .................................................................... 40
B ng 3.1. T c đ gió TB(m/s) t i m t s tr m thu c khu v c H i Phòng ................. 47

B ng 3.2. M t s đ c tr ng ch đ gió ven bi n ........................................................ 47
B ng 3.3. T c đ gió c c đ i có th x y ra 1 l n trong T n m t i khu v c H i Phòng .. 52
B ng 3.4. L u l

ng ch y trung bình c a các sông H i Phòng, 2009 ....................... 53

B ng 3.5. M c n

c tri u đ c tr ng t i Hòn Dáu (cm) .............................................. 56

B ng 3.6. M c n

c th c đo tr m Hòn D u t n m 1988-2007 ................................ 57

B ng 3.7. M c n

c th c đo tr m C a Ông t n m 1986-2007 ................................ 58

B ng 3.8. T n su t bão ho t đ ng phân b các tháng trong n m ............................... 60
B ng 3.9. T n su t ho t đ ng c a bão phân b theo v đ ......................................... 60
B ng 3.10. Th ng kê t n su t n

c dâng (%) vùng b bi n b c v tuy n 16 ............... 61

B ng 3.11. Thông s biên tính toán trong mô hình ...................................................... 66
B ng 3.12. K t qu đánh giá sai s hi u ch nh mô hình ............................................... 71
B ng 3.13. K t qu đánh giá sai s ki m đ nh mô hình ............................................... 72
B ng 3.14. B tham s mô hình .................................................................................... 73
B ng 3.15. Tr

ng h p tính toán .................................................................................. 73

B ng 3.16. Th ng kê k t qu tính sóng t i Hòn D u (đi m HD) ................................. 77
B ng 3.17. Th ng kê k t qu tính sóng t i ình V (đi m V) .................................. 78
B ng 3.18. Th ng kê k t qu tính sóng t i Cát H i (đi m CH) .................................... 79
B ng 3.19. Th ng kê k t qu tính sóng t i B ch

ng (đi m B ) .............................. 80

B ng 3.20. Th ng kê k t qu tính sóng t i L ch Huy n (đi m LH) ............................. 84
B ng 3.21. Th ng kê k t qu tính sóng t i Hòn D u (đi m HD) ................................. 85
B ng 3.22. Th ng kê k t qu tính sóng t i ình V (đi m V) .................................. 86
B ng 3.23. Th ng kê k t qu tính sóng t i Cát H i (đi m CH) .................................... 87
B ng 3.24. Th ng kê k t qu tính sóng t i B ch
B ng 3.25. Tr

ng (đi m B ) .............................. 88

ng dòng ch y và t c đ dòng t i khu v c Cát H i (a- Tr

ng dòng

ch y, b- t c đ ) .............................................................................................................. 94
B ng 3.26. K t qu tính toán mô hình th y l c ............................................................ 97
B ng 4.1. Gi i h n biên tham s áp d ng ................................................................. 101
B ng 4.2. Tính toán xây d ng quan h v n t c dòng và v t li u .............................. 102

viii

PH N M

U

1. Tính c p thi t c a

tài

H th ng đê bi n H i Phòng đ

c hình thành t lâu, tr i qua các quá trình tu b

hàng n m t o thành m t h th ng đê có quy mô nh hi n nay. Do v y quá trình hình
thành k t c u thân đê không đ ng nh t, vào nhi u th i đi m khác nhau. Có đo n đê đã
đ

c xây d ng t lâu, có đo n m i đ

c xây d ng do nhu c u m r ng di n tích b o v .

T t c các tuy n đê bi n hi n t i đ u đ

c xây d ng trên n n tr m tích tr m m y u và

b ng nhi u lo i v t li u khác nhau. M t khác, đê bi n H i Phòng tr c ti p ch u tác đ ng
c a m a, bão, th y tri u, sóng và n

c dâng nên tình hình s t l c ng di n ra r t ph c

t p, nhi u n i đã và đang xu ng c p nghiêm tr ng do ch a đ

c đ u t đ ng b nh : kè

mái b o v đê phía bi n thu c tuy n đê bi n I, II, III, đê bi n Cát H i.
ê bi n Cát H i là m t trong 6 tuy n đê bi n và đê sông c a thành ph H i
Phòng. V tình hình xói l , hi n t
th

ng xói l b bãi ngoài đê bi n Cát H i di n ra

ng xuyên, liên t c do tác đ ng c a các y u t th y đ ng l c nh sóng, dòng ch y

làm cho cao đ bãi b h th p, gia t ng m c đ tác đ ng c a sóng, dòng ch y lên công
trình đê đi u, làm suy gi m kh n ng n đ nh công trình. Ngoài ra trên h u h t các tuy n
đê bi n đ u có hi n t
b gây nh h
th y s n.

ng b i, xói c c b theo mùa do quá trình v n chuy n bùn cát ven

ng b t l i đ i v i an toàn đê đi u và c ng l y n

c ph c v nông nghi p,

c bi t trong th i gian g n đây đê bi n Cát H i có hi n t

ng xói chân kè, do

đá h c thi công trong b o v chân kè b dòng ch y và sóng tác đ ng m nh làm v n
chuy n l ch kh i v trí ban đ u, gây nguy hi m t i n đ nh chân đê. Vì v y, các bi n

pháp làm n đ nh chân kè công trình đê b ng các gi i pháp công trình và phi công trình
r tc nđ

c quan tâm th c hi n.

2. M c tiêu c a lu n v n
 Nghiên c u các nh h

ng c a dòng ven b t i xói l b bi n và các tác đ ng

lên kè, đê bi n.
 Xây d ng các ph

ng án s d ng đá h c nh m b o v chân kè c a đê bi n Cát

H i, H i Phòng trên c s các k t qu nghiên c u v ch đ th y đ ng l c t
mô hình toán và nguyên nhân xói l kè bi n Cát H i.
3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u

1


• Thu th p tài li u s li u v đi u ki n t nhiên, kinh t xã h i, ch đ khí t

ng

và th y h i v n khu v c bi n Cát H i - H i Phòng;
• Phân tích các quy lu t di n bi n và nguyên nhân xói l chân kè;

• S d ng mô hình toán đ xác đ nh đ

c v n t c dòng ch y ven b làm c s

cho vi c l a ch n v t li u đá h c h p lý;
• Xây d ng và tính toán v n t c, kích th

c đá h c c n thi t đ s d ng làm v t

li u b o v chân kè.
4. Ph m vi nghiên c u
Khu v c bãi bi n Cát H i, H i Phòng.
5. N i dung c a lu n v n
Ph n m đ u
Ch

ng 1: T ng quan v v n đ nghiên c u.

Ch

ng 2: C s lý thuy t nghiên c u dòng ch y ven b và n đ nh v t l u đá h c b o

v chân kè.
Ch

ng 3: Nghiên c u di n bi n xói l b bi n Cát H i.

Ch

ng 4: ánh giá n đ nh trong đi u ki n dòng ch y xoái chân cho đê Cát H i – H i

Phòng.
K t lu n và ki n ngh
Tài li u tham kh o
Ph l c

2


CH

NG I. T NG QUAN V V N

NGHIÊN C U

1.1. Th c tr ng h h ng công trình đê bi n khu v c Cát H i
Toàn đ o Cát H i có 20,6 km đê bao quanh, trong đó có tuy n đê xung y u t B n Gót
đ n Hoàng Châu n m

phía Nam đ o ch u tác đ ng tr c ti p c a sóng, gió n i có dòng

ch y ven b m nh nh t và d i b đang b xâm th c.
Hình th c k t c u công trình đê đ p b ng đ t, riêng đo n đê B n Gót - Gia L c có k t
c u hoàn toàn b ng đá h c. Mái đê phía bi n có kè lát mái b o v
y u th
đ

nh ng đo n xung

ng xuyên ch u tác đ ng c a sóng tri u. Ngoài ra, còn có h th ng 11 m hàn

c xây d ng t nh ng n m 90 c a th k tr

c. Hi n tr ng c th t ng đo n nh sau:

- o n B n Gót- Gia L c: Dài 3.100 m, cao trình đ nh

+4m ÷ +4.5m, b r ng m t đê 2

m, h s mái d c phía sông m= 2,5 ~ 3, phía đ ng m= 1.
Thân đê b ng đá h c kích th
c

c đá nh , th

ng xuyên b sóng đánh tung. V i tri u

ng và gió c p 5, c p 6, sóng bi n đã có th tràn qua m t đê và h t đá ra phía sau. Bãi

bi n g n chân đê b xói l m nh càng làm cho kè kém n đ nh. Trong c n bão 2005, m t
c t ngang đê g n nh không còn đ nh hình, m t đê nh , đá s p x p t nhiên ng n ngang,
g n nh là bãi đá. N m 2008, có d án c i t o, nâng c p cho đo n đê này, nh ng vi c
nâng c p tuy n đê bi n hi n t i ch mang tính t m th i trong th i gian ch d án c ng
L ch Huy n đi vào khai thác. K t c u công trình b ng hình th c kè đá lát khan trong
khung ô BTCT. Trong các tháng 5, 6 và đ u tháng 7 n m 2011, Cát H i có 4 đ t tri u
c

ng, và ch u nh h

v i s c gió đo đ

ng c a các c n bão s 2 (c n bão HAIMA), s 3 (bão Nock-ten),

c t i Hòn D u là c p 7, c p 8, gi t c p 9 vào lúc tri u c

ng đã làm

mái kè b xô s t n ng.
-

o n Gia l c – V n Ch n - Hoàng Châu: T ng chi u dài kho ng 1.500m, cao trình

+4,2m – +4,8m; b r ng m t đê Gia L c - V n Ch n là 2,5 m; đo n V n Ch n- Hoàng
Châu 5 m; h s mái sông/mái đ ng là 3,5/ (1,5- 2,5);
Sau khi b tàn phá trong bão 2005 đ n nay đo n đê này đã đ
hoàn thi n.
3

c nâng c p có th coi là


1.2. Gi i thi u các lo i kêt c u b o v chân kè đã áp d ng
Ch ng xói chân kè bi n th

ng g i là chân khay.

Vi t Nam

ây là 1 b ph n c c k quan tr ng

trong công trình kè bi n, nhi u tr

ng h p nó có ý ngh a thành b i c a c công trình.

Ch ng xói chân kè có nhi u lo i đ

c gi i thi u trong 14TCN130-2002: L ng th nhô,

l ng th th p, móng sâu, móng r ng và v a sâu và v a r ng. Nh ng trong th c t , tr

c

đây ch đ n gi n là 1 l ng th đá h c, sau đó ph bi n s d ng ng buy.
1.2.1. Chân kè b ng l ng th đá h c
ây là lo i chân kè ph bi n s d ng trong th i k tr
thang ng

c th

c 1975. L ng th đá h c hình

ng sâu không quá 0,6m, r ng không quá 2,0m. á gia c c ng ch lo i

d= (0,3÷0,35)m, nên r t d b h h ng, d n đ n s t s t mái kè. Hi n nay ch còn th y s
d ng

m t s kè b o v mái đê vùng khu t sóng nh m t s công trình

đê phá

Qu ng Ninh,

Th a Thiên Hu .

1.2.2. Chân kè b ng các lo i ng buy
ng buy gia c chân kè th

ng là ng buy BT (có c t thép ho c không c t thép) hình

tr tròn, l c l ng hay hình h p, m t hàng ho c 2 hàng.

ng kính ng buy th

ng

kho ng 1,0m÷1,2m, vách dày 0,15m, cao 1,0 ÷ 2,0m. Trong ng buy ch a đá h c,
th

ng thi t k có n p đ y. Phía ngoài ng buy th

ng là l ng th đá h c ho c th m r

đá, sâu 1-2 m, r ng 1-2 m.

Chân kè C m Nh

ng, Hà T nh

Chân kè Cát H i

4


Chân kè ng buy hình h p, kè C a Lò.

Chân kè ng buy hình l c l ng

Hình 1.1. K t c u chân kè b ng ng buy
1.2.3. Chân kè b ng c c, c .
T i đo n đê Táo Khoai (H i H u – Nam
c u c c vuông BTCT có kích th
c c

-0,5m. Kho ng gi a 2 c c đ

nh), n m 2006 s d ng lo i chân kè có k t

c (35x35x900)cm, đóng cách nhau 1m. Cao trình đ nh
c ch n b i b n BTCT kích th

c (200x100x15) cm.

Phía ngoài c c là r đá (200x100x100)cm, phía trong là l ng th đá h c có s p x p,
đ

c b o v phía trên b ng lo i c u ki n lo i 2 là t m BTCT M200#, kích th

(40x40x40)cm.

Hình 1.2. Hình nh chân kè b ng c c BTCT

5

c


1.2.4. Chân kè nhô cao
Chân kè b ng t

ng nhô cao, ho c b ng ng buy, ho c b ng kh i tetrapod. Chân kè nhô

cao có th có tác d ng gi m sóng, n u cao h n s có tác d ng ng n ch n hi n t

ng đá

qu ng do sóng v t lên làm h ng mái kè.

Chân kè H i Hòa, H i H u

Chân kè Ngh a Phúc, Ngh a H ng

Hình 1.3. Chân kè d ng t

ng nhô

1.3. Phân tích chung v k t c u gia c chân kè
1.3.1. Nh ng v n đ v thi t k
-

T t c các lo i gia c chân kè trong vùng nghiên c u đ u quá h p, không đ

r ng, đá gia c phía ngoài quá nh , do đó chân kè là b ph n d b h h ng s m..
-

Cao trình đ nh chân kè quá cao, n m trên m c n

c th p, nên d b moi xói và

làm s p mái kè.
-

Các lo i ng buy hình d ng khác nhau không c i thi n đ

c tình hình xói chân kè.

-

M t s n i thi t k t m gi ng ng buy b ng đ BT t i ch , không c t thép,

th m đá ngoài ng buy c ng đ v a BT tr c ti p lên th m là không h p lý.
1.3.2. Nh ng v n đ v thi công
-

kín gi a các ng buy, cho dù là lo i ng tròn, l c l ng... nhi u tr

ng h p đ u

không b o đ m.
- N u gia c chân kè bi n b ng h c c, b n, thì v a có giá thành cao, v a khó kh n
trong thi công h c c trong đi u ki n sóng gió, nh t là

6

vùng đ t cát.


1.4. Các nghiên c u trong và ngoài n
1.4.1. Tình hình nghiên c u ngoài n

c v b o v chân kè
c

Trong thi t k công trình bi n nói chung c ng nh công trình b o v b nói riêng m t
trong nh ng v n đ quan tr ng c n quan tâm đó là b o v chân công trình tr
bi n xói l bãi và s xu t hi n các h xói c c b tr
trình th

ng xu t hi n d

trình.

đ m b o công trình làm vi c an toàn tr

c công trình. Xói tr

i tác đ ng c a dòng, sóng và t

c u b o v chân công trình c n ph i đ
d a trên c s d báo kích th

c chân công

ng tác c a chúng v i công

c s xu t hi n xói l nêu trên thì k t

c thi t k có kích th

ph m vi b o v ). Vi c l a ch n kích th

c di n

c đ l n (chi u sâu và

c thi t k tr nên h p lý h n n u nó đ

c h xói tr

c

c chân công trình, n đ nh c a v t li u b o

v chân đê, kè bi n. Khi viên v t li u b o v chân m t n đ nh, thì vi c phát tri n các
h xói chân di n ra m nh m h n d

i các tác đ ng c a sóng và dòng ch y. M i quan

h gi a dòng ch y, b r ng bãi, kích th
toán ph c t p trong k thu t bi n.

c và lo i v t li u b o v chân kè luôn là bài

nghiên c u các m i quan h này trên th gi i có

r t nhi u các tác gi đi sâu tìm hi u và chia thành nh ng bài toán nh h n.
Nghiên c u v m i quan h gi a chân công trình và bãi bi n: có th k đ n nh ng
nghiên c u c a: Kraus, 1988; Kraus và McDougal, 1996; Plant and Griggs, 1992 v
m t c t bãi bi n và nh h

ng c a nó t i công trình b o v b . Nghiên c u c a Miles

et al. (2001) đã ch ra r ng công trình “c ng” có th gây ra sóng l n do s ph n x và
t o ra s l p l i và quá trình v n chuy n bùn cát d n đ n xói quá m c đáy bi n

vùng

ven b (Dean, 1987; Lee và Ryu, 2008). Komar và McDougal (1988) đã gi thi t r ng:
nh ng bãi bi n li n k công trình b o v b có th b xói r t l n và đ

c g i là nh

h

ng chân t

ng đ ng (Basco, 2006; Dean, 1987). Các c ch có th v i nh h

t

ng đ ng có th do b y bùn cát (Dean, 1987), ch n dòng ven b (Griggs and Tait,

1988) ho c dòng rip và dòng ch y h

ng tr l i phía bi n (McDougal & nnk., 1987).

M c dù th c t r ng nhi u nghiên c u v s
d

i dòng n

c ch y đã đ

c y và s ti n b đ t đ

ng

n đ nh c a các lo i đá trong b o v đáy

c ti n hành, ki n th c c a chúng ta v n còn xa v i đ tin

c. Các v n đ nh làm th nào đ xác đ nh các t i tr ng v

th y l c tác đ ng trên nh ng viên đá trên đáy bi n và làm th nào đ đánh giá s
đ nh c a các lo i đá là ch y u và thách th c nh t trong nghiên c u đ
7

n đ nh viên đá.

n

Th nh t, đi u quan tr ng là các l c v th y l c tác d ng lên viên đá trên m t n n
đ

c đ nh l

ng đ y đ . M t tham s

không th nguyên gi a t i tr ng c a n
đ nh l

ng nh h

n đ nh - đã th hi n nh m t m i quan h
c và c

ng đ c a n n - th

ng là s d ng đ

ng c a các l c đó lên trên n n. Khi có s dao đ ng lên xu ng b t

th

ng c a dòng ch y thì t m quan tr ng đ i v i s

h

ng c a chúng đ

n đ nh c a viên đá, các nh

c đ a vào tính toán, đ c bi t là cho nh ng dòng ch y không đ ng

nh t (Hoffmans và Ackermann, 1998; Pilarczyk, 2001; Jongeling et al., 2003; Hofland,
n m 2005, nh ng ng
n đ nh đ

i khác). Trong m t vài nghiên c u có s n, các tham s không

c ch ng minh đ y đ trong vi c đ nh l

ng nh h

ng c a t i tr ng lên

trên n n v i dòng ch y không đ ng nh t.
Th hai, ph

ng pháp mà s

n đ nh c a các lo i đá đ

trò quan tr ng. Công th c n đ nh có đ
l

ng ch y u đ

c đánh giá c ng đóng m t vai

c s d ng đ xác đ nh đá kích th

c và tr ng

c d a trên khái ni m v chuy n đ ng c a v t li u đáy (Buffington

và Montgomery, 1997). Do tính ch t ng u nhiên c a s d ch chuy n v t li u đáy, m t
đi u ki n dòng ch y m nh m trong đó nh ng viên đá b t đ u đ d ch chuy n thì
không t n t i. Vì v y, ng
pháp đánh giá s

ng d ch chuy n là m t v n đ khá ch quan và ph

ng

n đ nh viên đá d a vào tiêu chu n thi t k b t đ nh (Paintal, 1971;

WL | Delft Hydraulics, 1972; Hofland, 2005). Ng

c l i, các ph

ng pháp đánh giá s

n đ nh d a trên khái ni m v n chuy n đá d n đ n m t k t qu v i m t m i quan h
gi a nguyên nhân và h qu , gi a các thông s dòng ch y và các ph n ng c a đáy,
n n. M t m i quan h cung c p cho vi c tiêu chu n thi t k phù h p và đáng tin c y
h n, cho phép

c tính thi t h i tích l y qua th i gian mà là quan tr ng đ i v i vi c ra

quy t đ nh liên quan đ n t n su t duy trì và phân tích vòng đ i c a công trình th y
(Mosselman et al, 2000;. Hofland, 2005).
tr

c đây v s

l yđ

áng ng c nhiên, h u h t các nghiên c u

n đ nh viên đá b h n ch khái ni m ng

ng n đ nh và ít c g ng đ

c công th c v n chuy n đá. K t qu là, không có m i quan h v t lý gi a t i

tr ng th y l c và ph n ng c a đáy cho dòng ch y không đ ng nh t.
M c dù đã có r t nhi u nghiên c u và r t nhi u báo cáo, nh ng ki n th c v

ng x

c a các h t khi ch u tác đ ng c a dòng ch y v n ch là kinh nghi m. Trong s n l c
đ hi u đ

c tính n đ nh c a các h t r i, đi u quan tr ng là ta ph i bi t đ

8

c nh ng

l c nào tác d ng gây nên chuy n đ ng c a viên đá. Chúng ta s xét m t dòng ch y r i
và đáy g n nh n m ngang.

Hình 1.4. L c tác d ng c a dòng ch y lên h t
 ρs - ρw 
2
 g d = ∆ g d
uc ∝ 
ρ
w



→

uc = K ∆ g d
2

(1.1)

N m 1930, Izbash đã tìm ra quan h gi a đ

ng kính v t li u và v n t c dòng ch y.

Th c ra Izbash không xác đ nh v trí c a v n t c và c ng không nói rõ xác đ nh đ
kính h t b ng cách nào. Công th c Izbash ch y u dùng đ
đã bi t v n t c sát đáy nh ng t

c tính trong tr

ng

ng h p

ng quan đ sâu dòng ch y ch a xác đ nh, gi ng nh

dòng tia ch y vào trong m t kh i n

c. Các tr

ng h p khác, th

ng tính theo công

th c c a Shields.
Công th c c b n nh t v dòng đ u ch có công th c Shields t n m 1936. Shields đã
đ a ra m i quan h gi a ng su t ti p không th nguyên và s th c nghi m Reynolds.
ã có r t nhi u n l c trong vi c tính toán h s t l trong công th c (1). Ví d nh h
cân b ng theo ph

ng n m ngang và l p công th c l c ma sát có th đ i v i h s ma

sát trong c a v t li u ΣF H = W.tgφ.

9


Hình 1.5.

nhám t

ng đ i c a h t

V i tgφ ≈ 1 đ i v i đá, d n t i giá tr v n t c t i h n cao h n nhi u, th m chí khi v n
t c c c tr c a dòng r i đ
T

c thay cho giá tr trung bình.

ng t c ng đúng cho cân b ng mô men xung quanh đi m A nh trên Hình 1-5.
i u này còn ph c t p h n do trong th c t các ph n nhô ra c a t ng viên đá tính toán

l n h n l p b o v b ng đá x p xung quanh cho nên càng n đ nh h n. Trên hình v
cho th y nh h

ng c a ph n nhô ra đ i v i giá tr ψ c xác đ nh b ng thí nghi m

(Breusers/Raudkivi, 1991, ho c xem Wiberg/Smith, 1987). S khác nhau gi a ph n
nhô ra c a viên đá

d

i đáy dòng ch y nói riêng và s khác nhau gi a kích th

hình d ng c a v t li u t nhiên nói chung đã làm n y sinh ph

c và

ng pháp phân tích s

n đ nh c a viên đá. Th c t , toàn b khái ni m v v n t c gi i h n là khái ni m ch a
ch c ch n.
Trên đây có đ c p đ n v n t c gi i h n có liên quan đ n s
nhiên, vi c xác đ nh đ

n đ nh c a h t, tuy

c giá tr gi i h n là r t khó kh n ngay c khi ti n hành trong

máng thí nghi m. Khi v n t c nh , m t vài hòn đá có th chuy n đ ng m t chút có th
do nhô ra cao h n m t b ng ho c

v trí không thu n l i. Khi đ n v trí m i nh ng

viên đá này s thôi d ch chuy n, nên r t khó có th th y ng

ng c a chuy n đ ng trên

toàn b b m t đáy. Khi v n t c dòng ch y t ng lên, m t vài hòn đá s d ch chuy n t
ch này t i ch kia v i kho ng cách nh t đ nh nào đó, l n h n n a s gây ra s chuy n
c a các viên đá

kh p n i. i u này rõ ràng ph thu c vào ng

làm th nào đ xác đ nh ng

ng này?

10

ng chuy n đ ng. V y


Hình 1.6. Phân b t i tr ng và c

ng đ - Ngo i suy chuy n đ ng

Trên th c t không t n t i giá tr v n t c gi i h n! Do hình d ng c a viên đá trong t
nhiên, v trí c a viên đá, đ nhô ra phía dòng ch y là b t k nên r t khó tìm đ
ch t và s

n đ nh c a t t c các viên đá

d

cb n

i đáy. B n thân dòng ch y chuy n đ ng

h n lo n, đi u đó ngh a là các v n t c c c tr và ng su t có th l n h n giá tr trung
bình. V m t lý thuy t không t n t i m t gi i h n nào c . Hình 1-6 cho th y phân b
xác su t c a s xu t hi n chuy n đ ng và ng su t ti p gi i h n t i m t v trí xác đ nh.
Ta th y ng su t ti p trung bình c a dòng ch y nh h n ng su t ti p gi i h n trung
bình. Do s phân tán t giá tr t i tr ng và c

ng đ trung bình, nên v n xu t hi n

chuy n đ ng c a các viên đá. Chúng ta có th th y không có giá tr nào th p h n giá
tr gi i h n làm cho viên đá chuy n đ ng.

Ng

ng c a s chuy n đ ng là v n đ chính khi ti n hành thí nghi m. Hình 1-7 là đ

th Shields là k t qu nghiên c u s kh i đ u chuy n đ ng (Vi n th y l c Delft, 1969).
Có th phân lo i thành 7 tr ng thái chuy n đ ng:
0. Không có chuy n đ ng nào.
1. R t ít chuy n đ ng.
2. M t s chuy n đ ng t i m t vài n i.
3. Chuy n đ ng t i m t s v trí.
4. Chuy n đ ng t i nhi u n i.
5. Chuy n đ ng

m i n i.

6. Chuy n đ ng liên t c

kh p n i.

7. S v n chuy n c a các h t.
11


Tiêu chu n Shields phù h p v i tr ng thái 6 h n c . Shields tìm ra các giá tr này b ng
cách ngo i suy các giá tr đo s v n chuy n c a v t li u tính t i 0. Hình 1-7 (a) cho ta
m týt

ng v tr ng thái v n chuy n và trình bày k t qu đ t đ

c trong thí nghi m

c a Shields.

Hình 1.7. Ng

ng chuy n đ ng

Ngo i suy v n chuy n tính t i 0 (a) và theo Paintal (b)
N m 1971, Paintal đã ti n hành m t thí nghi m t

ng t (đ i v i v t li u thô h n) nh

thí nghi m c a Shields, nh ng không ngo i suy các giá tr đo đ c t i 0. Thay vào đó,
ông xác đ nh s v n chuy n trên 1m chi u r ng và q s .
Nh ng nh n xét thú v v Shields và ng

ng c a chuy n đ ng đ

c vi t trong cu n

Buffington/ Montgomery n m 1997 và Buffington n m 1999.
iv iđ

n đ nh và tính xói c a công trình, kích th

c đá hay cát là thông s r t

quan tr ng. Tuy nhiên, có r t nhi u đi u v n đ không rõ ràng khi xác đ nh kích th
t ng viên đá hay kích th

c c a h t, ch a k đ n l c d ch chuy n v t li u. Chúng ta đã

bi t v t li u trong t nhiên g n nh có d ng kh i c u, hình t m, hình l p ph
hình tr v i b m t tr n nh n ho c g gh , đ nh ngh a v m t kích th
cùng ph c t p. S ph c t p khác đó là cách xác đ nh kích th
V i nh ng h t có kích th
hi n đ

c v i đá có kích th

ng hay

c là v n đ vô

c các h t trong th c t .

c nh , chúng ta có th dùng sàng, nh ng không th th c
c l n. V i đá l n có th cân, nh ng l i không dùng cách

này v i đá nh . Chúng ta có th hình dung r ng tr ng l
đ nh đ n s

c

n đ nh c a chúng.

ng viên đá là nhân t quy t

i u này d n t i vi c s d ng đ

12

ng kính đ c tr ng


trong th y l i trong nh ng th p k g n đây.
đ

c l y b ng c nh c a m t kh i l p ph

i u này đ n gi n là đ

ng kính viên đá

ng có cùng th tích:

dn = 3 V = 3 M / ρ

(1.2)

S ph c t p th 3 là do trong th c t các h t trong t nhiên khác nhau c v kích th
và c p ph i h t. Cát có kích th

c nh h n, h t thô có kích th

c l n h n, còn đá khai

thác t các m đá có nhi u lo i kích c khác nhau. Ta có th bi u di n đ
h t hay d ng đ

ng cong phân ph i khác nh trong ph l c A. Ng

ng c p ph i

i ta th

giá tr trung bình đ bi u th phân lo i h t. V i d 50 hay d n50 là 50% kh i l
h t có kích th

c

ng dùng
ng c a các

c nh h n ho c l n h n giá tr l t sàng. B i vì các h t l n h n s đóng

ph n làm t ng t ng kh i l

ng, s l

ng các h t nh h n s l n h n s l

N m 1998, Boutovski đã nghiên c u nh h

ng các h t l n.

ng c a hình d ng và c p ph i h t đ n s

n đ nh c a viên đá bên trong dòng ch y. V i đá có c p ph i h p ho c r ng (d 85 /d 15 =
1.4 - 3.1) ông th y r ng không có s khác nhau v m t n đ nh khi s d ng d n50 làm

kích th
tr , s

c đ c tr ng.

i v i v t li u pha tr n 80% đá v i v t li u d ng t m hay d ng

n đ nh c ng gi ng nh đá th

ng, và ta v n s d ng giá tr d n50 . Vi c s d ng

giá tr d 50 ngày càng ph bi n trong th c t tính toán v i v t li u b o v t nhiên.
v i h t có kích th
chu n gi ng nh d 50 .

c nh , nh cát ch ng h n, đ
ng kính d th

ng kính sàng đ

i

c ch n làm tiêu

ng l n h n 20% so v i d n .

Có th nói cho đ n nay vi c nghiên c u n đ nh c a v t li u đá b o v chân công trình
v n đang còn nhi u tranh cãi, các nhà khoa h c v n đang ti p t c nghiên c u chi ti t
h n cho t ng bài toán c th xoay quanh v n đ này.
1.4.2. T ng quan tình hình nghiên c u trong n

Vi t Nam nghiên c u các nh h

c

ng c a dòng ven b đ n n đ nh c a viên đá b o

v chân r t ít và h u nh ch y u nghiên c u

m t s khía c nh liên quan đ n bài toán

này.
Mái đê, b sông, b bi n th

ng xuyên ch u tác đ ng c a sóng và dòng ch y… Các

tác đ ng này là nguyên nhân chính gây ra xói l b sông, b bi n, phá v h th ng đê
đi u gây ra th m ho cho nh ng ng

i s ng ven sông, ven bi n. Hàng n m nhà n
13

c


ph i b ra m t kho n kinh phí l n đ kh c ph c h u qu do xói l b sông, b bi n và
ng p l t do v đê. Nh m h n ch th p nh t nh ng thi t h i do thiên tai, nhà n
Nam đã có nh ng chi n l

c và nh ng d án c th nh m thích ng v i nh ng k ch

b n v bi n đ i khí h u toàn c u nh h
y, trong xây d ng ng

c Vi t

ng đ n n

c ta.

gi i quy t nh ng v n đ

i ta s d ng k t c u b o v mái d c đ

c g i là kè b o v mái

d c (KBVMD). Kè có hai b ph n chính ch u tác đ ng tr c ti p c a sóng và dòng
ch y là thân kè và chân kè. Trong nhi u n m qua Vi t Nam đã s d ng công ngh
truy n th ng, nghiên c u sáng ch và ng d ng nhi u công ngh n
nay k t c u KBVMD t n t i

n

c ta t

c ngoài nên hi n

ng đ i phong phú và đa d ng. Tuy nhiên có

th khái quát k t c u thân kè thành m t s d ng k t c u chính. D ng th nh t là k t
c u t i r i nh kè đá đ , đá x p, c u ki n bê tông không liên k t… D ng th hai là k t

c u li n kh i nh đá xây, bê tông, bê tông c t thép li n kh i. D ng th ba là k t c u
m ng m m nh các m ng b ng c u ki n bê tông t chèn, c u ki n bê tông cài vào l

i

thép, các c u ki n bê tông xâu dây ni lông… D ng th t là các k t c u m m nh túi
cao su cát… K t c u chân kè c ng có nhi u d ng. D ng th nh t là các kh i đá x p,
kh i bê tông x p li n k … D ng th hai là k t c u c ng nh các t

ng đá xây, t

ng

bê tông, bê tông c t thép… D ng th ba là các ng bê tông đúc s n có chu vi tròn ho c
đa giác trong b đá h c… Tu t ng đi u ki n c th các k t c u trên c ng đã b c l rõ
u nh

c đi m sau nh ng l n g p bão l .

Tu thu c vào t m quan tr ng và quy mô c a d án, KBVMD đ

c thi t k

nh ng

m c đ m b o v an toàn khác nhau. Ph n l n các d án tính toán theo tiêu chu n k
thu t m i ch làm vi c đ n bão c p 9 c p 10. Liên ti p hai n m 2005 và 2006 bão đã
đ b tr c ti p vào Thanh Hoá và Nam

nh v i c p đ l n h n c p đ thi t k , đê

bi n b tràn, KBVMD b h h ng, có kè b phá hu hoàn toàn. Trên cùng đo n đê đ

c

s d ng nhi u ki u k t c u thì k t c u kè m ng m m b ng các k t c u ki n bê tông t
chèn, chân kè b ng các ng bêtông trong đ đá h c thì m c đ h h ng ít h n so v i
các hình th c k t c u khác, KBVMD ch ng xói l b sông
b ng Nam B c ng t

khu v c Sài Gòn và đ ng

ng đ i đa d ng.

Các nghiên c u c i ti n và phát tri n kè b o v

mái d c có k t c u m ng

m m và chân khay b ng đá đ trong ng bê tông, t nh ng n m 70 c a th k 20 tr l i

14


đây đã có nh ng đóng góp đáng k v m t th c ti n và lí lu n trong k hu t đê kè
n

c ta. Các tác gi đã cung c p các thông tin v tình hình nghiên c u và phát tri n hai

lo i k t c u này, đ ng th i gi i thi u k t qu phân tích k t c u m ng m m CM 5874
và chân kè HWRU-TOE-2001 b ng ch

ng trình tính toán ABAQUS. Các nh n đ nh

t nh ng k t qu tính toán m i phù h p v i nh ng nh n đinh c a các nghiên c u b ng
mô hình th c nghi m và các mô hình tính toán khác v tính b n v ng, v kh n ng
gi m thi u chi u dày c u ki n nh ng v n đ m b o đ
đó.
đ

c đi u ki n an toàn theo thi t k

i u đó đã t o ra tri n v ng m i cho vi c nghiên c u t i u k t c u đ thích ng
c v i nh ng tác đ ng ngày m t ph c t p h n c a thiên nhiên. Trong nhi u n m

qua k t c u m ng m m b ng các kh i bê tông t chèn tr giúp b ng l
thu n l i trong thi công và b n v ng tr
sông đã đ

c

ng d ng vào nhi u d

c tác đ ng c a các dòng ch y gây xói c a
án

đ ng b ng sông C u Long…K t c u

KBVMD b ng các c u ki n bê tông nh T1, T2, T3, TSC-178 đã đ
d ng

n

c đ a vào xây

c ta t nh ng n m cu i th p k 70 c a th k 20, trong đó đáng chú ý là k t

c u TSC-178, tác gi là Phan
đ

i thép có nhi u

c Tác có liên k t t chèn đ t o thành m ng m m, đã

c c p b ng đ c quy n sáng ch . Tuy v y mãi đ n nh ng n m đ u c a th p k 90

sau khi k t thúc đ tài khoa h c công ngh c p nhà n
ngh k t c u TSC-178”, k t c u đ

c “Nghiên c u hoàn thi n công

c ki m ch ng b ng nh ng thí nghi m th c hi n

phòng thí nghi m v t r n bi n d ng tr

ng đ i h c Thu L i và phòng thí nghi m thu

l c c a Vi n Khoa H c Thu L i, k t c u TSC-178 m i có s c thuy t ph c v c s
khoa h c và th c ti n.Các n i dung nghiên c u chính v k t c u KBVMD m ng m m
và k t c u TSC-178 th i kì này đã đ
Hà N i 1996. N m 2006 TS Phan

c công b trong lu n án ti n s Phan

c Tác l i đ xu t k t c u P T-CM 5874 có kh

n ng t o m ng m m có đ linh ho t và m m d o h n các k t c u đã có tr
Nh v y,

c Tác,

c đây.

Vi t Nam m c dù có nghiên c u v t li u b o v chân, mái đê, kè bi n tuy

nhiên t p trung nhi u h n vào các d ng c u ki n v i các ki u liên k t nh m n đ nh
đê, kè. Vi c phát tri n nghiên c u v n còn ti p t c, tuy v y, trong thi t k công trình
chúng ta v n tuân theo nh ng h

ng d n c a tiêu chu n Vi t Nam.

15


Trong tiêu chu n TCVN 9901-2014: Tiêu chu n thi t k đê bi n có đ a ra công th c
kinh nghi m trong vi c xác đ nh kích th

c viên đá chân khay, trong đó có xác đ nh

thông qua v n t c c c đ i c a dòng ch y do sóng t o ra
Vmax =

chân đê.

π .H s
π .L s
g

.sinh.

4πh
Ls

(1.3)

Trong đó:
V max - V n t c c c đ i c a dòng ch y (m/s);
L s , H s - Chi u dài và chi u cao sóng thi t k (m);
sâu n

c tr

c đê (m);

h

-

g

- Gia t c tr ng l c (m/s2);

V i vi c xác đ nh đ
chân khay t

ng ng đ

c v n t c c c đ i cho phép xác đ nh đ
c quy đ nh trong tiêu chu n này.

16

c kích th

c viên đá


Hình 1.8. C u t o chân khay kè bi n

17