TIÊU CHUẨN CƠ SỞ ĐÊ CHẮN SÓNG – YÊU CẦU THIẾT KẾ Breakwater - Design Requirement Xem nội dung đầy đủ tại: https://123doc.net/document/6520325-8-tccs-02-2017-thiet-ke-de-chan-song-final-29-03-2017.htm

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM

TCCS 02 : 2017/CHHVN
Xuất bản lần 1

TIÊU CHUẨN CƠ SỞ
ĐÊ CHẮN SÓNG – YÊU CẦU THIẾT KẾ
Breakwater - Design Requirement

HÀ NỘI - 2017


BAN BIÊN SOẠN
TS. Nguyễn Viết Thanh

Chủ trì biên soạn

ThS. Trần Đức Vinh

Thành viên

KS. Nguyễn Thế Hùng

Thành viên

ThS. Đỗ Minh Đạt

Thành viên

TS. Nguyễn Thành Trung

Thành viên

TS. Thái Thị Kim Chi

Thành viên

ThS. Nguyễn Anh Dân

Thành viên

ThS. Nguyễn Đức Hậu

Thành viên

KS. Ngô Trí Hiếu

Thành viên


MỤC LỤC
1. Phạm vi áp dụng ....................................................................................................................................................................... 5
2. Tài liệu viện dẫn......................................................................................................................................................................... 5
3. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu............................................................................................................................................ 5
4. Phân cấp kỹ thuật công trình đê chắn sóng .......................................................................................................................... 8
5. Tiêu chuẩn an toàn của công trình đê chắn sóng ................................................................................................................ 8
6. Yêu cầu tài liệu cơ bản để thiết kế công trình đê chắn sóng............................................................................................... 9
7. Yêu cầu về quy hoạch............................................................................................................................................................ 10
7.1. Yêu cầu về quy hoạch đê chắn sóng bảo vệ cảng ................................................................................................... 10
7.2. Yêu cầu về quy hoạch đê chắn hướng dòng cửa sông........................................................................................... 12

8. Quy định chung về thiết kế đê chắn sóng............................................................................................................................ 13
9. Thiết kế đê chắn sóng mái nghiêng...................................................................................................................................... 14
9.1. Cấu tạo đê mái nghiêng ................................................................................................................................................ 14
9.2. Xác định các thông số cơ bản của đê chắn sóng mái nghiêng............................................................................... 16
9.3. Tương tác giữa sóng và đê chắn sóng mái nghiêng ................................................................................................ 19
9.4. Thiết kế của khối phủ chính .......................................................................................................................................... 19
9.5. Thiết kế lớp đệm và lõi đê chắn sóng mái nghiêng ................................................................................................... 24
9.6. Thiết kế đầu đê chắn sóng mái nghiêng ..................................................................................................................... 25
9.7. Tính toán ổn định đê chắn sóng mái nghiêng ............................................................................................................ 26
10. Thiết kế đê chắn sóng tường đứng.................................................................................................................................... 28
10.1. Mặt cắt ngang điển hình của đê chắn sóng tường đứng....................................................................................... 28
10.2. Xác định các thông số cơ bản của đê chắn sóng tường đứng ............................................................................. 28
10.3. Tải trọng tác dụng lên đê chắn sóng tường đứng................................................................................................... 29
10.5. Tính toán thiết kế thùng chìm ..................................................................................................................................... 30
10.6. Thiết kế lớp bảo vệ chân đê tường đứng................................................................................................................. 30
11. Đê hỗn hợp............................................................................................................................................................................ 32
11.1. Mặt cắt ngang điển hình của đê chắn sóng hỗn hợp ............................................................................................. 32
11.2. Xác định các kích thước cơ bản của đê chắn sóng hỗn hợp................................................................................ 32
11.3. Tính toán kết cấu phần mái nghiêng của đê hỗn hợp ............................................................................................ 33
11.4. Tính toán kết cấu tường đứng của đê hỗn hợp ...................................................................................................... 33
12. Các loại đê chắn sóng khác ................................................................................................................................................ 34
12.1. Đê chắn sóng dạng cọc .............................................................................................................................................. 34
1


12.2. Đê chắn sóng dạng bán nguyệt................................................................................................................................. 35
12.3. Đê chắn sóng dạng cọc ván (cọc cừ) ....................................................................................................................... 37
12.4. Đê chắn sóng đỉnh thấp .............................................................................................................................................. 38
Phụ lục A: Tính toán các yếu tố sóng do gió ........................................................................................................................... 40
Phụ lục B: Tính toán ổn định đê chắn sóng ............................................................................................................................. 50

Phụ lục C: Tính toán thiết kế thùng chìm ................................................................................................................................. 56
Phụ lục D: Các khối phủ điển hình ............................................................................................................................................ 72
Phụ lục E: Phương pháp tính toán áp lực sóng lên đê bán nguyệt ..................................................................................... 73
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................................................................................... 76

2


Lời nói đầu
Tiêu chuẩn cơ sở "Đê chắn sóng – Yêu cầu thiết kế", ký hiệu TCCS
02:2017/CHHVN do Cục Hàng hải Việt Nam biên soạn và công bố.

3


4


TIÊU CHUẨN CƠ SỞ

TCCS 02:2017/CHHVN

Đê chắn sóng – Yêu cầu thiết kế
Breakwater - Design Requirement

1. Phạm vi áp dụng
1.1. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế công trình đê chắn sóng bảo vệ cảng, công trình
chỉnh trị cửa sông, công trình ổn định luồng tàu.
1.2. Tiêu chuẩn này có thể tham khảo áp dụng cho công tác thiết kế các công trình bảo vệ bờ biển bao
gồm: tường giảm sóng xa bờ và đê mỏ hàn biển.

1.3. Ngoài yêu cầu phải tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn này, khi thiết kế hạng mục công trình đê
chắn sóng có liên quan đến nội dung kỹ thuật của các chuyên ngành xây dựng khác còn phải tuân thủ
các quy định trong các tiêu chuẩn kỹ thuật của chuyên ngành đó.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn
ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì
áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có):
TCVN 9901:2014, Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê biển;
TCVN 8421:2010, Công trình thủy lợi – Tải trọng yêu cầu thiết kế đê biển;
TCVN 4116-85, Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép công trình thủy công;
TCVN 9346:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi
trường biển.
TCVN 9398:2012, Công tác trắc địa trong xây dựng công trình - Yêu cầu chung.
TCVN 9437:2012, Khoan thăm dò địa chất công trình
TCCS02:2015/CHHVN, Khảo sát đo sâu dưới nước bằng thiết bị hồi âm.
TCVN 11820-1:2017: Công trình cảng biển – Yêu cầu thiết kế, Phần 1 – Nguyên tắc chung
TCVN 11820-2:2017: Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế, Phần 2 - Tải trọng và tác động
EurOtop, 2016 – Manual on wave overtoping of sea defences and related structures/Sổ tay hướng
dẫn tính toán sóng leo lên đê bển và các công trình liên quan.
3. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu
3.1. Thuật ngữ và định nghĩa
3.1.1. Đê chắn sóng (Breakwater)
Là công trình được xây dựng để bảo vệ cảng, bể cảng, khu neo đậu, bảo vệ bờ khỏi tác dụng của
sóng.
5


3.1.2. Đê hướng dòng (jetty)
Là đê được xây dựng ở một phía hoặc hai phía của cửa sông nhằm mục đích điều chỉnh dòng chảy
vùng cửa sông, giảm sa bồi và ổn định luồng tàu qua cửa sông.

3.1.3. Đê chắn sóng mái nghiêng (rubble mound breakwater)
Là đê chắn sóng có mặt cắt ngang dạng hình thang có kết cấu gồm một hoặc nhiều lớp, bằng đá hộc
khối lớn hoặc các khối phủ bê tông dị hình để tạo ra một lớp phủ bảo vệ lõi đá hỗn hợp có đường kính
nhỏ hơn khỏi tác động của sóng.
3.1.4. Đê chắn sóng tường đứng (upright wall/vertical breakwater)
Là đê chắn sóng có dạng tường thẳng đứng cấu tạo bằng thùng chìm hoặc khối xếp.
3.1.5. Đê chắn sóng hỗn hợp (composite breakwater)
Là đê chắn sóng có kết cấu đê kết hợp giữa đê tường đứng và đê mái nghiêng.
3.1.6. Đê chắn sóng dạng cọc (pile supported breakwater)
Là đê chắn sóng có kết cấu giảm sóng đặt trên nền là các cọc bằng bê tông cốt thép, cọc thép,...
3.1.7. Đê chắn sóng dạng cọc ván (cừ) (sheet pile breakwater)
Là đê chắn sóng có kết cấu dạng cọc ván (cừ) bằng bê tông cốt thép hoặc cọc ván thép được xây
dựng theo dạng tường vây hoặc vây ô.
3.1.8. Đê chắn sóng dạng bán nguyệt (semi-circle breakwater)
Là đê chắn sóng có kết cấu giảm sóng dạng bán nguyệt bằng bê tông cốt thép.
3.1.9. Chu kỳ trở lại (Return period)
Là khoảng thời gian trở lại của một điều kiện cục trị cụ thể theo năm.
3.2. Ký hiệu và từ viết tắt

6

a0

Chiều dài của bản (m)

B

Chiều rộng phía trước khối tường đỉnh của đê mái nghiêng (m)

B0

Chiều rộng hữu hiệu (m)

BC

Chiều rộng của thân đê chắn sóng (m), trong các kết cấu có bệ móng thì không tính bệ móng

BM

Chiều rộng lớp bảo vệ chân đê phía cảng (m)

b0

Chiều rộng của bản (m)

D

Kích cỡ danh định của khối phủ (m)

De

Đà gió tương đương (km)

Dn50

Đường kính viên đá lập phương tiêu chuẩn (m);

Dn

Đường kính khối phủ (m);

D15u

Đường kính viên đá lọt sàng 15% của lớp đệm

D15c

Đường kính viên đá lọt sàng 15% của lõi đê

D85c

Đường kính viên đá lọt sàng 85% của lõi đê

d0

Độ rộng của thảm chống xói (m)

d

Độ sâu nước trước chân phần đê tường đứng (m)


d1

Độ sâu nước trước chân phần đê mái nghiêng (m)

f

Hệ số ma sát theo mặt tính toán

G

Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên mặt tính toán, kN hoặc kN/m;

HC

Chiều cao của thùng chìm (m)

Hs

Chiều cao sóng tính toán (m)

H1/10

Chiều cao sóng 1/10 (m)

[Hs]

Chiều cao sóng cho phép trong bể cảng (m)

ht

Độ sâu nước tính từ đỉnh chân đê tới mực nước thiết kế (m)

hs

Độ sâu nước trước chân đê ứng với mực nước thiết kế (m)

h

Chiều sâu nước trước đê / chiều dày bản đáy (m)

h’

Chiều sâu nước tại đỉnh của chân đê (m)

KD

Hệ số ổn định của khối phủ chính

Ktp

Hệ số an toàn ổn định trượt phẳng

Kcl

Hệ số an toàn ổn định chống lật

Ks

Hệ sốan toàn ổn định trượt cung tròn

M

Mức bảo đảm thiết kế (%)

Mg

Mô men ổn định chống lật đối với mép trước của mặt tính toán, kN.m

Ml

Mô men gây lật đối với mép trước của mặt tính toán, kN.m

MNCT Mực nước chạy tàu
M50

Khối lượng viên đá 50% (kg)

m

Mái dốc bãi tại chân đê

Na

Mật độ xếp khối phủ

Nod

Số khối bị dịch chuyển trong bề rộng dải Dn

Ns

Số ổn định

Nz

Số sóng

T

Chu kỳ trở lại

LT

Chiều dài tàu thiết kế (m)

P

Độ thấm của kết cấu / độ lỗ rỗng của khối phủ (%)

P

Hợp lực theo phương ngang tác dụng lên mặt tính toán, kN hoặc kN/m

PM

Áp lực sóng lớn nhất (kN/m2)

r

Chiều dày khối lớp phủ chính (m)

r1

Tỷ lệ giữa đường kính phần thân và chiều cao khối Dolos

S

Diện tích xâm thực tương đối (m2)

Som

Độ dốc sóng
7


TU

Chiều dày của kết cấu bên trên (m), trong các kết cấu có lan can thì không tính lan can

t

Chiều dày cần thiết của khối hình hộp bảo vệ chân đê (m)

r

Tỷ trọng của lớp phủ (kg/m3)



Tỷ trọng nước biển (kg/m3)

s

Hệ số Irribaren



Góc nghiêng của mái dốc

4. Phân cấp kỹ thuật công trình đê chắn sóng
4.1. Cấp kỹ thuật công trình đê chắn sóng là căn cứ để xác định các yêu cầu kỹ thuật bắt buộc phải
tuân thủ theo các mức khác nhau phù hợp với quy mô và tầm quan trọng của công trình đê chắn sóng,
là cơ sở pháp lý để thiết kế đê chắn sóng.
4.2. Công trình đê chắn sóng được phân cấp kỹ thuật theo 3 cấp dựa vào chiều cao lớn nhất của công
trình đê chắn sóng được xây dựng như quy định tại Bảng 1.
Bảng 1: Phân cấp kỹ thuật công trình công trình đê chắn sóng theo chiều cao
Cấp công trình
Chiều cao đê (m)

I

II

III

> 25,0

5,0 – 25,0

< 5,0

Ghi chú:
1. Chiều cao đê tính bằng chiều cao tổng thể từ chân công trình đến đỉnh công trình.
2. Các công trình có thể nâng lên một cấp so với quy định trên trong trường hợp có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
về an ninh quốc phòng.

5. Tiêu chuẩn an toàn của công trình đê chắn sóng
5.1. Tiêu chuẩn an toàn của công trình đê chắn sóng được xác định bằng mức bảo đảm thiết kế (ký

hiệu là M), hệ số an toàn và chu kỳ trở lại (ký hiệu là T) của trường hợp tính toán thiết kế. Quan hệ
giữa M và T xác định theo công thức (1):
M = (100 –

100
)%
T

(1)

5.2. Chu kỳ trở lại là khoảng thời gian trở lại của một điều kiện cực trị và mức đảm bảo thiết kế công
trình đê chắn sóng phụ thuộc vào cấp công trình đê chắn sóng không được nhỏ hơn các trị số quy định
trong Bảng 2.
Bảng 2. Tần suất thiết kế, chu kỳ lặp lại thiết kế và mức đảm bảo thiết kế đê chắn sóng
Cấp công trình

I

II

III

Tần suất thiết kế (%)

0,67

1,00

2,00

Tương ứng với chu kỳ trở lại (năm)

150

100

50

99,33

99,00

98,00

Mức đảm bảo thiết kế (%)

5.3. Hệ số an toàn ổn định chống trượt cung tròn Ks của công trình đê chắn sóng bằng đá đổ, bê tông
không được nhỏ hơn các trị số quy định trong Bảng 3.
8


Bảng 3. Hệ số an toàn ổn định chống trượt cung tròn Ks của công trình đê chắn sóng
Cấp công trình

I

II

III

Tổ hợp tải trọng cơ bản

1,35

1,30

1,25

Tổ hợp tải trọng đặc biệt

1,25

1,20

1,15

5.4. Hệ số an toàn ổn định chống trượt phẳng Ktp trên mặt tiếp xúc với nền đá và trên nền không phải
là đá của các công trình đê chắn sóng bằng bê tông hoặc đá hộc không được nhỏ hơn các trị số quy
định trong Bảng 4.
Bảng 4. Hệ số an toàn ổn định chống trượt phẳng Ktp của các công trình đê chắn sóng
Cấp công trình

Trên nền đá

Trên nền không phải là đá

I

II

III

I

II

III

Tổ hợp tải trọng cơ bản

1,10

1,10

1,05

1,30

1,25

1,20

Tổ hợp tải trọng đặc biệt

1,05

1,05

1,00

1,15

1,10

1,05

5.5. Hệ số an toàn ổn định chống lật Kcl của công trình đê chắn sóng bằng bê tông hoặc đá hộc không
được nhỏ hơn các trị số quy định trong Bảng 5.
Bảng 5. Hệ số an toàn ổn định chống lật Kcl của các công trình đê chắn sóng
Cấp công trình

I

II

Tổ hợp tải trọng cơ bản

> 1,20

Tổ hợp tải trọng đặc biệt

> 1,10

III

Ghi chú:
Các giá trị hệ số an toàn thực tế tính được không nên vượt quá 20 % khi làm việc với tổ hợp tải trọng cơ bản và vượt quá 10
% khi làm việc với tổ hợp tải trọng đặc biệt.

6. Yêu cầu tài liệu cơ bản để thiết kế công trình đê chắn sóng

6.1. Tài liệu địa hình
6.1.1. Thành phần, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật khảo sát địa hình phục vụ cho thiết kế công trình đê
chắn sóng phụ thuộc vào yêu cầu của từng giai đoạn thiết kế, và yêu cầu về nghiên cứu các số liệu
đầu vào. Công tác khảo sát đo sâu thực hiện theo quy định của TCCS01:2015/CHHVN, Công tác khảo
sát đo sâu dưới nước bằng thiết bị hồi âm.
6.1.2. Đối với mục đích nghiên cứu sóng khúc xạ, chế độ thủy động lực và bùn cát khu vực xây dựng
đê chắn sóng, cần thu thập số liệu địa hình đến khu vực có độ sâu nước bằng 0,5 lần chiều dài sóng.
6.2. Tài liệu địa chất
Thành phần, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật khảo sát địa chất phục vụ thiết kế công trình đê chắn sóng
phụ thuộc vào yêu cầu của từng giai đoạn thiết kế, thực hiện theo yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 9398 :
2012 và TCVN 9437 : 2012.
6.3. Tài liệu khí tượng, thủy hải văn
Tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng giai đoạn thiết kế, cần thu thập các tài liệu sau đây:
9


a) Tài liệu về các trận bão cũng như các thiên tai khác ở khu vực dự án và ảnh hưởng của chúng;
b) Các tài liệu về tốc độ gió, hướng gió và hướng gió thịnh hành;
c) Các tài liệu về tình hình thiên tai khu vực xây dựng công trình và vùng lân cận;
d) Thu thập và khi cần thiết thì khảo sát đo đạc các số liệu sóng khu vực xây dựng công trình;
e) Thu thập và khi cần thiết thì khảo sát đo đạc các số liệu dòng chảy thuỷ triều, dòng chảy ven do
sóng, dòng hải lưu khu vực xây dựng và dòng chảy sông đối với các công trình nằm ở khu vực cửa
sông.
f) Thu thập số liệu mực nước thuỷ triều, nước dâng do bão, mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu.
Khi cần thiết thì khảo sát số liệu mực nước thủy triều.
g) Thu thập hoặc đo đạc các số liệu về nồng độ bùn cát lơ lửng, bùn cát đáy, các hải đồ, bình đồ cũ, các
ảnh hàng không hay vệ tinh và các kết quả nghiên cứu liên quan trước đây để phân tích nghiên cứu quá
trình vận chuyển bùn cát của khu vực dự án.
7. Yêu cầu về quy hoạch
7.1. Yêu cầu về quy hoạch đê chắn sóng bảo vệ cảng

7.1.1. Quy hoạch bố trí mặt bằng tổng thể đê chắn sóng đối với bể cảng cần xem xét các tiêu chí sau:
a. Khả năng che chắn là tốt nhất trên một phạm vi lớn nhất để cảng hoạt động được 97,5% thời gian
trong một năm;
b. Tạo khu vực an toàn cho tàu neo đậu dưới mọi tác động của sóng thiết kế;
c. Hướng cửa cảng phù hợp để tàu ra vào hợp lý, an toàn;
d. Ngăn chặn hoặc giảm thiểu tối đa mức độ bồi lắng của bể cảng;
e. Ít gây ra tác động tiêu cực đối với môi trường khu vực;
f. Có khả năng phát triển, mở rộng trong tương lai;
g. Kinh phí đầu tư hợp lý nhất.
7.1.2. Bố trí cửa vào bể cảng có vai trò quan trọng trong quy hoạch bố trí đê chắn sóng và bể cảng bởi
đây là vấn đề rất cốt lõi, ảnh hưởng trực tiếp 6 tiêu chí nêu trên và năng lực khai thác của cảng. Do đó,
chúng ta cần xem xét các vấn đề sau: số lượng cửa cảng; hướng tàu vào; chiều rộng cửa cảng; vị trí
đặt cửa.
(1) Số lượng cửa cảng biển tùy thuộc vào điều kiện địa hình, thủy hải văn, bùn cát, loại tàu, mật độ tàu,
diện tích khu nước của cảng-bể cảng và khả năng khai thác của cảng để lựa chọn số lượng cửa cảng.
(2) Thông thường chỉ bố trí một cửa cảng là đáp ứng yêu cầu. Có thể bố trí 02 hoặc hơn 02 cửa cảng
trong các trường hợp sau (Hình 1):
- Cảng quân sự thường được bố trí 2 cửa để tháo lui khi gặp nguy cấp (Hình 1a).
- Các cảng có đê đảo, khi đó mỗi cửa nằm ở một đầu của tuyến đê đó (Hình 1b).
- Cảng được mở rộng tạo thành hai tầng cửa trong và ngoài (Hình 1c). Một số trường hợp có ba
tầng cửa. Các tuyến đê cũ ở bể trong được cải tạo thành các bến nhô cho tàu đậu làm hàng.
7.1.3. Hướng tàu vào bể cảng trước hết không được bố trí song song với bờ vì tạo ra diện tích hứng
gió và sóng lớn, dễ làm tàu chệch hướng khó lái. Góc tạo bởi giữa hướng sóng chính và hướng tàu
vào (tim luồng) bể cảng nên lấy từ 300  350 (Hình 2).
10


TuyÕn ®ª ®¶o
TuyÕn ®ª ®¶o

a. Bể cảng có 2 cửa
với đê đảo ở giữa 2 đê nhô

b. Bể cảng chỉ có 1 đê đảo

c. Bể cảng có cửa trong và cửa ngoài

Hình 1. Bể cảng có hai cửa cảng
g
sãn
íng
H−

H−í
ng t
μu v
μo

Ýnh

BÓ c¶ng

ª ch
Õn ®
Tuy

Bê

TuyÕn ®ª phô

Cöa c¶ng

Hình 2. Sơ đồ hướng tàu vào cửa cảng
7.1.4. Chiều rộng cửa cảng (Bg) được lựa chọn căn cứ vào tính toán sóng nhiễu xạ để lựa chọn chiều
rộng tối ưu. Căn cứ vào chiều rộng luồng, dạng kết cấu và độ ổn định của đê chắn sóng và khả năng ra
vào của tàu bè. Để có thể lựa chọn chiều rộng cửa cảng phù hợp thường sử dụng mô hình mô phỏng
chạy tàu hoặc mô hình vật lý.
Trong thiết kế sơ bộ, có thể tham khảo sơ đồ tính toán chiều rộng cửa cảng như trên Hình 3 và tính
toán theo công thức sau:
Bg = B0 + 2d0

(2)

Trong đó:
B0 - Chiều rộng hữu hiệu (m), với B0 = (1  1,5)LT với LT là chiều dài tàu thiết kế (m).
d0 - Độ rộng của thảm chống xói và khoảng cách dự trữ giữa chân đê chắn sóng và mái dốc luồng tàu
ở cửa cảng (m). Giá trị d0 được lấy dựa vào hồ sơ thiết kế.
7.1.5. Vị trí cửa cảng được chọn dựa vào điều kiện tự nhiên, bình đồ bố trí tổng thể của cảng. Đối với
đáy biển là cát hạt thô và cát hạt trung, vị trí cửa nên tránh những nơi có chiều cao sóng lớn. Đối với
đáy biển là bùn, hoặc cát mịn không nên bố trí cửa cảng ở những nơi có nồng độ bùn cát cao dễ bị bồi
lắng cửa cảng.
11


a.

b.

c.
Hình 3. Sơ đồ tính toán chiều rộng cửa cảng

7.2. Yêu cầu về quy hoạch đê chắn hướng dòng cửa sông
7.2.1. Bố trí quy hoạch tuyến đê cửa sông cần căn cứ vào diễn biến lịch sử, loại cửa sông (châu thổ,
hình phễu, doi cát), các yếu tố thủy động lực chính có ảnh hưởng lớn đến diễn biến cửa sông.
7.2.2. Bố trí tuyến đê hướng dòng cửa sông châu thổ nhằm đảo bảo ổn định luồng tàu cần tuân thủ các
nguyên tắc sau:
a. Đưa dòng chảy sông tiếp tục chảy dọc theo đê, mang bùn cát đẩy ra vùng ngoài biển xa hơn để cồn
cát chắn cửa không ảnh hưởng đến luồng tàu.
b. Ngăn chặn dòng bùn cát dọc bờ, không cho chúng đi vào luồng tàu, đúng như chức năng của đê
ngăn cát.
c. Bảo đảm sự ổn định của cửa sông, để ổn định bờ và không cho luồng lạch dao động trên mặt bằng.
7.2.3. Bố trí tuyến đê hướng dòng cửa sông hình phễu cần tuân thủ các nguyên tắc sau:
a. Đối với loại hình cửa sông mà luồng tàu bị bồi lấp chủ yếu do bùn cát dòng ven mang tới, có thể bố
trí đê ngăn cát ở một phía hoặc cả hai phía.
12


b. Tuyến đê có thể được chia ra đoạn làm nhiệm vụ ngăn cát, đoạn làm nhiệm vụ chắn sóng hoặc kết
hợp cả hai chức năng trên cùng một tuyến.
c. Chiều dài đê phải vươn ra khỏi bên ngoài dải sóng vỡ, hoặc nơi đáy biển tự nhiên thấp hơn đáy
luồng tàu thiết kế.
e. Khi bố trí đê ngăn cát, phải xét đến ảnh hưởng của mặt bằng địa hình đến chuyển động bùn cát dọc bờ.
f. Khoảng cách từ đê tới luồng cần xét đến ảnh hưởng của khu nước vật sau đê đến ổn định của luồng tàu.
7.2.4. Bố trí tuyến đê hướng dòng cửa sông có doi cát cần tuân thủ các nguyên tắc sau:
a. Chiều dài của công trình ngăn cát giảm sóng phải vươn ra ngoài đới sóng vỡ hoặc ra ngoài vùng có
độ sâu lớn hơn hoặc bằng độ sâu luồng tàu. Trong một số trường hợp, chiều dài cần kéo dài thêm
hoặc đổi hướng để ngăn cản bùn cát vận chuyển vào luồng tàu gây sa bồi.
b. Khoảng cách giữa hai đê ngăn cát giảm sóng cần xem xét để đảm bảo sự thay đổi mực nước khi
thủy triều lên xuống là ít nhất bảo đảm an toàn cho chạy tàu.
c. Có thể chia công trình thành nhiều giai đoạn để thuận lợi trong việc bố trí đầu tư xây dựng. Chiều dài
mỗi đoạn cần xem xét dựa trên cơ sở đo đạc diễn biến khu vực cửa sông hàng năm.

d. Giải pháp bố trí thêm mỏ hàn biển cũng có thể được áp dụng để ngăn chặn dòng bùn cát ven bờ.
e. Đối với cửa sông có doi cát với chế độ sóng phức tạp, cần xem xét bố trí thêm đê chắn sóng trước
cửa sông phía ngoài khơi.
8. Quy định chung về thiết kế đê chắn sóng
8.1. Nguyên tắc chung trong thiết kế đê chắn sóng
8.1.1. Để thiết kế công trình đê chắn sóng cần thiết lập được những tác động và các yêu cầu về độ bền
vật liệu một cách phù hợp để làm các điều kiện thiết kế tuân theo yêu cầu làm việc của công trình và
hiện trạng nơi đặt công trình.
8.1.2. Quy trình thiết kế công trình đê chắn sóng như sau:
a. Xác định cấp kỹ thuật đê chắn sóng, tiêu chuẩn an toàn của kết cấu.
b. Tính toán các yếu tố thủy-hải văn thiết kế.
c. Phân tích, lựa chọn kết cấu hợp lý và khả thi.
d. Tính toán độ bền và độ ổn định của các bộ phận kết cấu.
e. Xem xét kiểm chứng công trình đã thiết kế bằng mô hình vật lý (nếu cần).
8.2. Quy định về độ tĩnh lặng của bể cảng
8.2.1. Đê chắn sóng được xây dựng để duy trì độ tĩnh lặng trong bể cảng và để việc bốc xếp hàng trở
nên dễ dàng, đảm bảo sự an toàn cho tàu đi lại hoặc thả neo và các thiết bị xếp dỡ của cảng.
8.2.2. Quy định về chiều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất cho phép khi cập cảng và bốc xếp hàng như
dưới đây:
a) Chiều cao sóng nhiễu xạ trong bể cảng tính toán tham khảo Phụ lục A, TCVN8421:2010 hoặc theo
điều 4.5.3, Chương 4, Phần II của OCDI (2002), hoặc Điều 29.2, Phần 1-Tiêu chuẩn chungBS6349:2000.
b) Chiều cao sóng có ý nghĩa cho phép cập tàu trong bể cảng có thể tham khảo tại Bảng 6
(d’Angremond và van Roode, 2004).
13


Bảng 6. Chiều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất cho phép các tàu cập vào bến cảng
TT Loại tàu

Chiều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất cho phép

[Hs] ở cảng (m), (sóng vuông góc với thân tàu)

1

Du thuyền

0,15 – 0,25

2

Tàu đánh cá

3

Tàu nạo vét và xà lan nạo vét

0,80 – 1,00

4

Tàu hàng tổng hợp

1,00 – 1,25

5

Tàu hàng khô, container (< 30.000 DWT)

1,00 – 1,25

6

Tàu hàng khô, container (đến 100.000 DWT)

7

Tàu dầu (<30.000DWT)

1,00 – 1,25

8

Tàu dầu (100.000 đến 200.000DWT)

1,50 – 2,50

9

Tàu dầu (200.000 đến 300.000DWT)

2,50 – 3,00

10

Tàu khách

0,40

1,50

0,70

c) Chiều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất cho phép các tàu bốc xếp hàng hóa tham khảo tại Bảng 7
(d’Angremond và van Roode, 2004).
Bảng 7. Chiều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất cho phép các tàu bốc xếp hàng hóa
TT

Loại tàu

Chiều cao sóng có ý nghĩa cho phép [Hs]
(m)
0 (độ)
Sóng mũi hoặc lái

45 – 90 (độ)
(Sóng mạn)
0,8

1

Tàu hàng tổng hợp

1,0

2

Tàu container, Ro/Ro

0,5

3

Tàu hàng khô (đến 100.000 DWT): Xếp hàng

1,5

1,0

4

Tàu hàng khô (đến 100.000 DWT): Dỡ hàng

1,0

0,8 – 1,0

5

Tàu dầu < 30.000 DWT

1,5

6

Tàu dầu < 200.000 DWT

1,5 – 2,5

1,0 – 1,2

7

Tàu dầu > 200.000 DWT

2,5 – 3,0

1,0 – 1,5

8.3. Căn cứ vào điều kiện địa chất, độ sâu nước, chế độ sóng để chia đê chắn sóng thành nhiều đoạn
khác nhau. Các phân đoạn có thể bố trí các dạng kết cấu hoặc các dạng mặt cắt ngang khác nhau.
8.4. Lựa chọn dạng kết cấu đê chắn sóng nên căn cứ vào điều kiện địa chất, địa hình, chế độ thủy hải
văn khu vực xây dựng, tầm quan trọng của đê, điều kiện thi công, tính khả thi và kinh tế, khả năng duy
tu bảo dưỡng kết cấu.
9. Thiết kế đê chắn sóng mái nghiêng
9.1. Cấu tạo đê mái nghiêng
9.1.1. Kết cấu đê mái nghiêng có cấu tạo gồm nhiều lớp, vật liệu lõi đê là đá hộc hỗn hợp, các lớp đệm
phía dưới lớp phủ bằng đá hộc tuyển chọn, ngoài cùng là lớp phủ có chức năng phá sóng. Lớp phủ có
thể là các khối phá sóng như: Khối hộp chữ nhật, Haro, Accropod, Tetrapode, Dolos, X-blox, Coreloc,... Các bộ phận chính và chức năng của các bộ phận như thể hiện trên Hình 4 và Bảng 8.
14


Bảng 8: Các bộ phận của đê chắn sóng
TT

Bộ phận

Chức năng

1

Lớp phủ chính (mái ngoài)

Làm giảm năng lượng sóng tác dụng lên đê

2

Lớp đệm

Bao lõi và tạo lớp đệm đỡ lớp phủ chính và bảo vệ lõi đê

3

Lõi đê

Tạo thân của kết cấu đê, tăng ổn định tổng thể và giảm sóng
truyền qua đê

4

Lăng thể bảo vệ chân đê

Giữ ổn định cho lớp đệm và lớp phủ

5

Thảm chống xói chân đê

Chống xói đáy bảo vệ chân đê

6

Đỉnh đê

Tạo đường đi, và bảo vệ sóng tràn

7

Lớp phủ mái trong

Bảo vệ mái đê phía trong, chống xói do sóng tràn qua đỉnh đê

8

Gia cố nền (nếu có)

Cải thiện cường độ chịu lực của nền đất

MNCTK

7

4

8
Hình 4: Cấu tạo đê chắn sóng mái nghiêng
9.1.2. Các dạng mặt cắt ngang điển hình của đê chắn sóng mái nghiêng
- Mặt cắt ngang đê chắn sóng mái nghiêng được lựa chọn dựa vào tính chất và độ dốc của lớp phủ phía
biển, chiều cao và bề rộng của đỉnh đê chắn sóng,... Mặt cắt ngang được lựa chọn phải phù hợp với các
điều kiện địa chất, độ sâu không quá 20m, và tính khả thi về vật liệu. Một số dạng mặt cắt ngang đê chắn
sóng điển hình như Hình 5 và 6.

- Tùy thuộc vào điều kiện địa chất và chế độ sóng khu vực, mái dốc của đê chắn sóng nên được xác
định một cách hợp lý dựa trên các tính toán về ổn định.

Hình 5. Mặt cắt ngang đê chắn sóng 2 lớp
(1- Lớp đệm móng đê; 2- gia cố chân đê; 3 – lõi đê; 4-chân khay; 5 – lớp đệm; 6- lớp phủ mái trong; 7 – lớp phủ
chính; 8 – tường đỉnh)

15


Hình 6. Mặt cắt ngang đê 2 lớp đơn giản
(3 – lõi đê; 5 – lớp đệm; 6- lớp phủ mái trong; 7 – lớp phủ chính)
- Mặt cắt ngang lựa chọn phải được tính toán kiểm tra thỏa mãn các điều kiện về độ bền và độ ổn định.
Ngoài ra, cần kiểm tra kết quả thiết kế bằng thí nghiệm trên mô hình vật lý máng sóng đối với các công
trình có tầm quan trọng cao, các công trình khi có chủ đầu tư yêu cầu.
9.2. Xác định các thông số cơ bản của đê chắn sóng mái nghiêng
9.2.1. Cao độ đỉnh đê chắn sóng mái nghiêng được xác định căn cứ vào yêu cầu sử dụng, kết hợp với
quy hoạch bố trí tổng thể, tuân thủ theo các quy định dưới đây:
a. Cao độ đỉnh đê chắn sóng mái nghiêng khi cho phép sóng tràn được đặt trên mực nước cao thiết kế
một đoạn không nhỏ hơn 0,6 lần chiều cao sóng thiết kế.
b. Cao độ đỉnh đê chắn sóng mái nghiêng khi không cho phép sóng tràn được đặt trên mực nước cao
thiết kế một đoạn không nhỏ hơn 1,0 lần chiều cao sóng thiết kế.
c. Cao độ đỉnh đê chắn sóng mái nghiêng khi có kết cấu tường đỉnh được đặt trên mực nước cao thiết
kế một đoạn không nhỏ hơn 1,0 lần chiều cao sóng thiết kế.
d. Khi có yêu cầu bảo vệ cảng nghiêm ngặt, cao trình đỉnh đê chắn sóng mái nghiêng cần dựa vào
chiều cao sóng leo và mức độ cho phép của sóng tràn để xác định.
e. Đối với đê chắn sóng mái nghiêng bằng đá hộc tuyển chọn, khối lập phương 4 chân, khối chữ nhật
có khe rỗng, cao trình đỉnh đê đặt trên mực nước cao thiết kế không nhỏ hơn 0,7 lần chiều cao sóng
thiết kế.
f. Đối với đê hướng dòng cửa sông, lựa chọn cao trình đỉnh đê cần được nghiên cứu kỹ lưỡng bảo

đảm công trình phát huy tốt tác dụng nhưng không làm ảnh hưởng tới việc thoát lũ từ sông.
9.2.2. Chiều rộng đỉnh đê chắn sóng mái nghiêng được lựa chọn đảm bảo các quy định dưới đây:
a. Chiều rộng đỉnh đê chắn sóng được lựa chọn bảo đảm sự ổn định của đê. Trong trường hợp đỉnh đê
có kết hợp đường giao thông thì chiều rộng đỉnh đê phải bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật của kết cấu
đường bộ.
b. Khi đê chắn sóng mái nghiêng cho phép một lưu lượng sóng tràn lớn, chiều rộng đỉnh đê phải đủ lớn
để bảo đảm sự ổn định của đê và các khối bảo vệ trên đỉnh của đê. Trong thiết kế sơ bộ có thể lấy
chiều rộng đỉnh đê từ 1,10 đến 1,25Hs.
c. Khi đỉnh đê có bố trí khối tường đỉnh, chiều rộng phía trước tường đỉnh tối thiểu phải đủ để bố trí ít
nhất 02 khối phủ được sắp xếp theo quy cách; hoặc 03 khối phủ sắp xếp ngẫu nhiên và chiều rộng này
được tính toán theo công thức sau:
16


1/ 3

W 
B  nk  
a 

(3)

Trong đó: n = 3 – tương ứng với 3 khối phủ;
k - hệ số lớp phủ, lấy theo Bảng 9.

a – trọng lượng riêng của khối phủ (t/m3);
W – trọng lượng của khối phủ chính (tấn)
Bảng 9: Hệ số lớp phủ k với một số khối phủ điển hình
Loại khối phủ

Hệ số lớp
phủ k

Loại khối phủ

Hệ số lớp
phủ k

Đá hộc nhám xếp ngẫu nhiên 2 lớp

1,00

Tribar xếp ngẫu nhiên 2 lớp

1,02

Đá hộc trơn xếp ngẫu nhiên 2 lớp

1,02

Tribar xếp theo quy cách 1 lớp

1,13

Tetrapod xếp ngẫu nhiên 2 lớp

1,04

Dolos xếp ngẫu nhiên 2 lớp

0,94

Cube xếp ngẫu nhiên 2 lớp

1,10

Core-loc và Accropod

1,51

d. Để xác định chiều rộng tối ưu đê chắn sóng, khuyến nghị thực hiện các nghiên cứu bằng mô hình
vật lý.
9.2.3. Kết cấu tường đỉnh của đê chắn sóng mái nghiêng có chức năng đảm bảo đường đi lại để kiểm
tra và duy tu, hoặc các kết cấu khối có tường hắt sóng để ngăn chặn, hoặc giảm sóng tràn và kết nối
với các thiết bị trên đất liền theo yêu cầu khai thác và các hoạt động thương mại khác. Các kết cấu
đỉnh điển hình được trình bày trong Hình 7.

Hình 7. Kết cấu tường đỉnh điển hình của đê chắn sóng mái nghiêng

9.2.4. Mái dốc đê chắn sóng mái nghiêng được chọn dựa vào các quy định sau:
a. Trong thiết kế sơ bộ mái dốc của đê chắn sóng mái nghiêng, có thể chọn như sau:
- Đê chắn sóng đá đổ m1 = 1:2 cho mái phía biển và m2 = 1:1,5 cho mái phía cảng;
17


- Đê chắn sóng có khối phủ phá sóng, mái dốc 2 phía m = 1:1,3 đến 1:1,5;
- Khi trên cùng một phía của đê chắn sóng có 2 mái dốc và khối lượng của các khối phủ cũng khác
nhau thì giao điểm của 2 mái dốc cần nằm phải sâu hơn 1,5H1/3 dưới mực nước thấp thiết kế.
b. Đối với các loại khối phủ đặc chủng, việc lựa chọn mái dốc đê chắn sóng căn cứ vào các khuyến
cáo của đơn vị cung cấp.

9.2.5. Lăng thể bảo vệ chân đê chắn sóng phía biển (chân khay) được lựa chọn dựa theo các quy định
dưới đây:
a. Cao trình đỉnh lăng thể bảo vệ chân đê thường thấp hơn mực nước thấp thiết kế một đoạn không
nhỏ hơn 1,0 lần chiều cao sóng thiết kế.
b. Chiều rộng và độ dày của lăng thể bảo vệ chân đê được xác định căn cứ vào mực nước trước đê và
dạng mặt cắt ngang đê nhưng chiều rộng không nhỏ hơn 2,0m và chiều dày không nhỏ hơn 1,0m.
c. Đối với đê chắn sóng nước sâu, chiều rộng đỉnh lăng thể bảo vệ chân đê không nhỏ hơn 5,0m, chiều
dày không nhỏ hơn 3,0m.
d. Khối lượng viên đá, khối bê tông của lăng thể bảo vệ chân đê cần được kiểm tra theo công thức của
Sayao (2007) như sau:

 r H s3
 3 M 50

 4.5m

2/3

5.67

e

ht
 0.63 s
hs

(4)

Trong đó: r và  - tỷ trọng của đá và nước biển (kg/m3);
m - mái dốc bãi tại chân đê;

ht - độ sâu nước tính từ đỉnh chân đê tới mực nước thiết kế (m);
hs - độ sâu nước trước chân đê ứng với mực nước thiết kế (m);

s - hệ số Irribaren, s =tan/(Hs/L0)0.5;
M50 - Khối lượng viên đá 50% (kg),
- trọng lượng tương đối, = r/-1).
9.2.6. Vị trí và chiều rộng của cơ đê chắn sóng được lấy theo các quy định dưới đây:
a. Cơ đê được bố trí theo yêu cầu của thi công, chiều rộng cơ đê không nhỏ hơn 2,0m;
b. Đối với đê chắn sóng có độ sâu nước lớn cần bố trí thêm cơ đê, cao trình đỉnh cơ đê thường bố trí
thấp hơn cao trình mực nước thấp thiết kế một đoạn không nhỏ hơn 0,5 lần chiều cao sóng thiết kế.
Chiều rộng của cơ đê nhỏ nhất bảo đảm đủ để bố trí 4 khối phủ (xem Hình 8).
c. Để giảm nhỏ chiều cao sóng leo, cao trình đỉnh cơ đê thường được bố trí trong phạm vi trên dưới
mực nước cao thiết kế một đoạn bằng 0,5 chiều cao sóng thiết kế. Chiều rộng cơ đê lấy 0,5 – 2,0 chiều
cao sóng thiết kế.

18


Hình 8. Cấu tạo chân đê mái nghiêng (> 4 khối phủ)

9.3. Tương tác giữa sóng và đê chắn sóng mái nghiêng
9.3.1. Các thông số sóng áp dụng trong thiết kế đê tham khảo TCVN 11820-2:2017 Tiêu chuẩn thiết kế
công trình cảng biển-Phần 2 tải trọng và tác động.
9.3.2. Áp lực sóng tác dụng lên đê mái nghiêng tính toán tham khảo "Điều 3.4 - Tải trọng và tác động
của sóng lên công trình có mặt ngoài nghiêng" TCVN 8421:2010, Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực
tác dụng lên công trình do sóng và tàu.
9.3.3. Đối với tính toán sóng leo, sóng tràn tham khảo phụ lục C - Tính toán sóng leo thiết kế và Phụ lục
D - Tính toán sóng tràn thiết kế của TCVN 9901:2014 – Công trình thủy lợi – Yêu cần thiết kế đê biển.
9.3.4. Tính toán lan truyền sóng từ vùng nước sâu và vùng nước nông tham khảo Phụ lục A, TCVN
8421:2010, Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu.

9.4. Thiết kế của khối phủ chính
9.4.1. Vật liệu chế tạo khối phủ chỉnh của đê chắn sóng mái nghiêng phải đảm bảo độ bền tốt, có khả
năng chống xâm thực của muối tốt. Ngoài khối lượng đảm bảo ổn định chống các lực sóng, chiều dày
phải đủ bảo đảm ngăn ngừa sự trôi ra ngoài của vật liệu bên trong đê.
9.4.2. Khối phủ chính thường dùng các loại khối phá sóng bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép, một số khối
phủ điển hình thể hiện trọng Phụ lục D.
9.4.3. Chiều dày và phạm vi của lớp phủ chính quy định như sau:
a. Chiều dày của một lớp phủ chính bằng đá hộc xếp ngẫu nhiên thường được thiết kế gồm hai lớp đá,
có thể lấy là 2D, trong đó D là kích cỡ danh định (khối lập phương tương đương). Đối với một lớp phủ
đá, chiều dày lớp tương ứng vào khoảng 1,15D.
19


b. Lớp phủ chính nên kéo dài xuống dưới mực nước thấp thiết kế đến độ sâu bằng 1,5 đến 2 lần Hs.
c. Chiều dày khối lớp phủ chính bằng khối bê tông và cả lớp đệm được xác định theo công thức:
1/ 3

W 
r  nk  
a 

(5)

Trong đó: n = 1,2 tương ứng với số lớp khối phủ, các thông số khác như đã giải thích ở công thức (3).
d. Mật độ xếp khối phủ hay là số khối phủ trên một đơn vị diện tích tính theo công thức:

Na
P   a 

 nk 1 

 
A
 100  W 

2/3

(6)

Trong đó: P – độ rỗng khối phủ (%); W – trọng lượng khối phủ (kg); n – số lớp khối phủ.
9.4.4. Tính toán trọng lượng khối phủ chính theo các chỉ dẫn sau:
9.4.4.1. Công thức Hudson (1974) cho đá hộc phủ hai lớp, các khối phủ bê tông chịu tác động của
sóng không có quy luật và đê không cho phép sóng tràn:

HD
1/3
  K D cot   hoặc
Dn 50

M 50 

 s H D3

(7)

3



K D  s  1 cot 
 



Trong đó: HD - Chiều cao sóng tính toán (m) lấy như sau:
- Lấy HD = H1/10 = 1,27Hs đối với sóng không vỡ;
- Lấy HD = max (Hsb và Hs) đối với sóng vỡ, với Hsd là chiều cao sóng vỡ.
Dn50 - Đường kính viên đá lập phương tiêu chuẩn (m);
M50 - Khối lượng viên đá 50%, M 50   S Dn350 ;
= s/-1 với s và  - Tương ứng là tỷ khối của đá và của nước (tấn/m3);
 - Góc nghiêng của mái dốc;
KD - Hệ số ổn định của khối phủ, lấy theo các Bảng 9, 10 và 11.
Bảng 9. Hệ số ổn định KD ứng với HD = HS (Hsb) và góc nghiêng của mái dốc 1,5  cot  3,0
KD, Mức độ hư hỏng D(2) (%)
Loại đá

Sắp xếp

Trơn tròn

Ngẫu nhiên

Góc tròn

Ngẫu nhiên

Góc tròn
Ghi chú:

(1)

Xếp theo quy cách

(1)

Không vỡ

Sóng vỡ

Không vỡ

(0  5)%

(0  5)%

(5  10)%

(10  15)%

2,1

2,4

3,0

3,6

3,5

4,0

4,9

6,6

4,8

5,5

-

-

Sắp xếp đặc biệt với trục dài của viên đá được xếp vuông góc với mặt mái nghiêng;

(2)

20

Sóng vỡ

D - Phần trăm thể tích của khối phủ bị dịch chuyển trong vùng bị ảnh hưởng của sóng.


Bảng 10. Hệ số ổn định KD ứng với HD = H1/10 (H1/10 = 1,27HS)
Loại đá

KD, Mức độ hư hỏng D(2)= (0  5) %

Sắp xếp

Sóng vỡ

Sóng không vỡ

Trơn tròn

Ngẫu nhiên

1,2

2,4

Góc tròn

Ngẫu nhiên

2,0

4,0

Góc tròn

Xếp theo quy cách(1)

5,8

7,0

Ghi chú:

(1)

Sắp xếp đặc biệt với trục dài của viên đá được xếp vuông góc với mặt mái nghiêng;

(2)

D - Phần trăm thể tích của khối phủ bị dịch chuyển trong vùng bị ảnh hưởng của sóng.

Bảng 11. Hệ số ổn định của các loại khối phủ KD
Loại khối

Số lớp,
n

Cách xếp

Khối lập
phương

2

Xếp theo quy cách

Thân đê

Đầu đê

Mái dốc

Sóng vỡ

Không vỡ

Sóng vỡ

Không vỡ

cot

7,0-20,0

8,5-24,0

-

-

1,5-3,0

6,0
5,5
4,0

1,5
2,0
3,0

9,0
8,5
6,5

1,5

2,0
3,0

Tetrapod và
Quadripod

2

Xếp ngẫu nhiên

7,0

8,0

5,0
4,5
3,5

Tribar

2

Xếp ngẫu nhiên

9,0

10,0

8,3
7,8

6,0

Haro

2

Xếp theo quy cách

Dolos

2

Xếp ngẫu nhiên

15,0

31,0

Akmon

2

Xếp ngẫu nhiên

8,0

9,0

Cube

2

Xếp ngẫu nhiên

6,5

Hexapod

2

Xếp ngẫu nhiên

Toskanes

2

Accropode

> 15

2-3
8,0
7,0

16,0
14,0

2,0
3,0

7,5

-

5,0

1,5-3,0

8,0

9,5

5,0

7,0

1,5-3,0

Xếp ngẫu nhiên

11,0

22,0

-

-

1,5-3,0

1

Xếp theo quy cách

12

15

Core-loc

1

Xếp ngẫu nhiên

16

16

13

13

Rakuna IV

1

Xếp theo quy cách

10,8

-

7,5

-

Stabit

2

Xếp theo quy cách

10

12

Antifer cube

2

Xếp theo quy cách

6,5

7,5

Stone block

1

Xếp theo quy cách

101)

141)

10,62)

14,92)

Ghi chú:

1)
2)

1:1,33

Áp dụng cho các khối có trọng lượng từ 0,8 đến 8 tấn
Áp dụng cho các khối có trọng lượng từ 8 đến 40 tấn

21


Phạm vi ứng dụng công thức Hudson (1974) như sau:
- Đê có cao độ đủ lớn, đảm bảo không có hoặc ít sóng tràn qua.
- Chỉ đúng khi các khối phủ có kích thước giống nhau. Với đá, trọng lượng đá chỉ được phép dao
động trong phạm vi 0,75M50 đến 1,25M50.
- Mái dốc đều, m trong khoảng 1,5 đến 3.
- a trong khoảng 1,9 t/m3 đến 2,9 t/m3.
Công thức Hudson (1974) chưa xét đến ảnh hưởng của các yếu tố dưới đây:

- Góc sóng tới;
- Độ thấm của lõi và các lớp phủ của đê;
- Cao độ đỉnh đê và bố trí tổng thể;
- Chu kỳ sóng và thời gian duy trì bão;
- Độ dốc của bãi biển;
- Mức độ hư hại của kết cấu.
9.4.4.2. Công thức Van der Meer (1988) cho đá hộc phủ hai lớp, các khối phủ bê tông chịu tác động
của sóng không có quy luật, đê không cho phép sóng tràn. Công thức này đã xét đến ảnh hưởng của
chu kỳ sóng, thời gian tác động, mức độ hư hại của kết cấu và độ thấm của kết cấu như sau:

HS
 6,2.S 0, 2 P 0,18 N z0,1 m0,5
Dn 50

Sóng vỡ cuộn (plunging waves): m < mc

(8)

HS
 1,0 S 0, 2 P 0,13 N z0,1 (cot  ) 0,5  mP
Dn 50

Sóng vỡ vỗ bờ (surging waves): m < mc

(9)

 m  S m0,5 tan 

 mc  6,2 P 0,31 tan  0,5





1 / P  0 ,5 

Trong đó:
HS - Chiều cao sóng có ý nghĩa tại chân công trình (m);
Dn50- Đường kính viên đá tiêu chuẩn 50% (m);
S - Diện tích xâm thực tương đối (m2);
P - Độ thấm của kết cấu đê (%), xác định theo Hình 10;
Nz - Số con sóng;
Sm - Độ dốc sóng Sm = HS/Lom;
Lom - Chiều dài sóng nước sâu tương ứng với chu kỳ trung bình (m).
Miền ứng dụng các công thức Van der Meer như sau:
- Áp dụng cho sóng nước sâu với sóng nước nông cần thay HS bởi H2%/1,4;
- Khi cot  4,0 chỉ có phương trình thứ nhất được sử dụng;
- Với NZ  7500;
22

0,1  P  0,6;

0,005  Sm  0,06;

2,0 T/m3   S  3,10 T/m3.


P = 0,1

P = 0,4

P = 0,5

P = 06

Hình 10. Sơ đồ xác định độ thẩm thấu của đê chắn sóng mái nghiêng
9.4.4.3. Đối với khối lập phương cải biên hai lớp, đê không cho phép sóng tràn sử dụng công thức Van
der Meer (1988b) như sau:

N 





HS
 6,7 N od0, 4 / N z0,3  1,0 S m0,1
Dn

(10)

Trong đó: HS - Chiều cao sóng có ý nghĩa (m); Dn - Đường kính khối phủ (m); Nod - Số khối bị dịch chuyển
trong bề rộng dải Dn; Nz - Số sóng;

S om - Độ dốc sóng S om 

HS
Lom

Điều kiện áp dụng công thức (10):

- Sóng nước sâu, không có quy luật;
- Hai lớp khối phủ với mái nghiêng 1:1,5;
- Tham số đồng dạng bề mặt 3  m < 6.
Brosen, Burcharth và Larsen xác định KD cho khối lập phương hai lớp phủ, đặt tự do, mái dốc 1,5  cot 
2,0, sóng nước sâu, không có quy luật khi áp dụng công thức Hudson (1974) như Bảng 12.
Bảng 12. Hệ số KD
Mức độ hư hỏng
D=0%
D=4%

NS 

HS
D n

1,8  2,0
2,3  2,6

KD
Mái dốc 1:1,5

Mái dốc 1:2,0

3,9  5,3
8,1  12

2,9  4,0
6,1  8,8

9.4.4.4. Công thức Van der Meer cho Tetrapods hai lớp phủ, sóng không tràn, đê đặt ở vùng nước sâu

và nước nông tương ứng như sau:
Nước sâu

0,5
 0,1
Hs 
Nod
Ns 
  3,75 0,25  0,85  Som
Nz
Dn 


(11)
23