Tập bài giảng môn học công trình bảo vệ bờ 2

Đại học Thủy Lợi - Khoa Kỹ thuật Biển
Bộ môn KTCT Biển

Tập bài giảng mơn học
CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ II

Tập 1
Đê chắn sóng đá đổ (mái nghiêng)

Phân bố: + Lý thuyết: 45 tiết
+ Đồ án (học phần riêng): 15 tiết
Trọng số điểm quá trình: 30% (bắt buộc tham gia đồ án)
Hình thức thi: tự vấn đáp (được phép mở tài liệu)

Giảng viên: GS.TS. Thiều Quang Tuấn
Cập nhật: K58B

Hà Nội 03/2020


Cơng trình bảo vệ bờ II

GS.TS. Thiều Quang Tuấn
Email: , Tel: 0976401973
Bài giảng cho K58B 02/2020

ThuyLoi University (TLU)

1

Các vấn đề chung

Vai trị, phân loại
Bố trí khơng gian đê chắn sóng
Các điều kiện biên thủy lực thiết kế

Coastal & Marine Engineering

1


Danh mục tài liệu tham khảo
[1] K' d. Angremond and F.C. Van Roode. 2003. Breakwaters
and Closure dams
[2] Coastal Engineering Manual CEM, 2002
[3] Rock Manual, 2007
[4] EurOtop. 2007. Wave overtopping of seadefences and
related structures.
[5] Nguyễn Văn Giáp & nnk. 2000. Bể cảng và đê chắn sóng.
NXB Xây dựng.
[6] TCN 222-95. 1995. Tải trọng và tác động lên cơng trình
thủy (Bộ GTVT).
[7] Thiều Quang Tuấn, GT Cơng trình bảo vệ bờ - Tập I, NXB
Bách Khoa
Coastal & Marine Engineering
3

Vai trò của đê chắn sóng

Tombolos
Coastal & Marine Engineering
4

2


Vai trị của đê chắn sóng

Coastal & Marine Engineering
5

Vai trị của đê chắn sóng

Coastal & Marine Engineering
6

3


1. Vai trị của đê chắn sóng

Coastal & Marine Engineering
7

Vai trị của đê chắn sóng
Gijon, Tây Ban Nha

Coastal & Marine Engineering
8

4

Vai trị của đê chắn sóng

Coastal & Marine Engineering
9

Vai trị của đê chắn sóng
Là cơng trình hạn chế các tác động của
sóng đến vùng bảo vệ phía sau
• Giảm năng lượng sóng khi tiến vào bờ
• Che chắn tạo vùng nước lặng (bể cảng)
cho tàu thuyền neo đậu
• Chống xói lở bờ, hoặc giảm bồi lắng
luồng tàu
Coastal & Marine Engineering
10

5


Bố trí khơng gian ĐCS (mặt bằng)
Diện tích hữu dụng của bể cảng
2

1 - Khu quay trë
2 - Khu chuyÓn tải

1

3 - Khu neo đậu

3

Coastal & Marine Engineering
11

NM Lc húa dầu Nghi Sơn

Coastal & Marine Engineering
12

6


Bố trí tuyến đê bể cảng

Coastal & Marine Engineering
13

Đê chắn cát, bảo vệ luồng

Coastal & Marine Engineering
14

7


Cơng trình hay khơng cơng trình ?

Coastal & Marine Engineering
15

Coastal & Marine Engineering
16

8


Phương án bố trí tuyến đê bể cảng
1. Tạo vùng nước có đủ độ sâu và diện tích hữu
ích
2. Chắn được sóng, an tồn cho neo đậu; Hs <
[Hs]
3. Giảm thiểu bùn cát bồi lắng vào luồng tàu
4. Thuận tiện cho tàu ra vào (tránh va chạm
trong điều kiện sóng, gió)
5. Phù hợp với quy hoạch phát triển cảng
trong tương lai
Coastal & Marine Engineering
17

Phương án tuyến đê bể cảng (1)
A

A

A

B

B

C

B

C
C

C
B
B
a)

b)
A

d)

c)
A

A

e)

f)

Coastal & Marine Engineering
18

9


Phương án tuyến đê bể cảng (2)
A

A
B
A

B

g)

h)

j)

A
A
A

B
k)

B
l)

m)

A
A

A

B

Coastal & Marine Engineering
B
k)

B
p)

B
q)

19

Hướng luồng cửa vào (1)
• Khơng song song với bờ
• Khơng dọc theo hướng sóng
• Tránh hướng gió ngang tàu

 > 30o
 > 30o - 55o

Coastal & Marine Engineering
20

10


Hướng luồng cửa vào (2)

 > 45o - 90o

Coastal & Marine Engineering
21

Cảng Dung Quất

Coastal & Marine Engineering
22

11


Phân loại đê






Theo vị trí trên mặt bằng:
Đê nối bờ, đê đảo (tách bờ), kết hợp
Theo tương quan với mực nước:
Đê ngầm (chìm, đỉnh thấp), Đê nhơ (khơng
ngập)

Theo cơng dụng:
Đê chắn cát, Đê chắn sóng, Đê hướng dịng
Coastal & Marine Engineering
23

Emerged breakwaters in Denmark

Emerged breakwaters in UK

Low crested during storm surge,
IJmuiden, NL

Coastal & Marine Engineering
24

12


Phân loại đê


Theo cấu tạo mặt cắt ngang:

* Khối trọng lực (monolithic):
tường đứng, thùng chìm (caisson)
* Khối đổ rời (đá, cấu kiện BT) (mound):
đá đổ mái nghiêng, đê mái cơ (berm)
* Hỗn hợp (composite):
Đá đổ + Thùng chìm
Coastal & Marine Engineering

25

Phân loại đê

Coastal & Marine Engineering
26

13


Phân loại đê

Coastal & Marine Engineering
27

Phân loại đê

Coastal & Marine Engineering
28

14


Phân loại đê


mặt cắt phi truyền thống:

Thủy khí

Sàn ngang

Dạng cọc

Coastal & Marine Engineering

Phao nổi

29

Ưu điểm

Nhược điểm

Yêu cầu chất lượng nền khơng cao
Hấp thụ sóng tốt
 Xói chân khơng nhiều
 Hư hỏng mang tính chất tích lũy
 Dễ xây dựng, sửa chữa, bảo dưỡng





Tiết kiệm vật liệu xây dựng
Dễ dàng sửa chữa nhỏ
 Độ sâu nước lớn
 Tiết kiệm không gian xây dựng
 Thời gian xây dựng nhanh







 Xây dựng công trình được ở vùng
nước sâu
 Yêu cầu điều kiện địa chất không
cần quá cao
 Kinh tế/ linh động trong thiết kế



 Xây dựng cơng trình được ở vùng
nước sâu
 Giảm được áp lực sóng ngang, cải
Coastal & Marine Engineering
Ngang thiện được đ.k ổn định khi có sóng
vỡ





Đá đổ mái nghiêng

Đê tường đứng

Đứng



Đê hỗn hợp

Yêu cầu nguyên vật liệu tập
trung trong thời gian ngắn.
 Chi phí sửa chữa cao
 Chiếm nhiều khơng gian xây
dựng
 Độ sâu nước trung bình
u cầu địa chất cao
u cầu thiết bị thi cơng
chun dụng
 Khó sửa chữa, bảo dưỡng
 Áp lực sóng ngang lớn, kém
ổn định hơn khi làm việc trong
điều kiện sóng vỡ
Yêu cầu thiết bị thi cơng
chun dụng
 Khó sửa chữa, bảo dưỡng
 Áp lực sóng ngang lớn, kém
ổn định hơn khi làm việc trong
điều kiện sóng vỡ
Khó sửa chữa, bảo dưỡng
Yêu cầu thiết bị thi công
chuyên dụng



30

15


Điều kiện biên thủy lực thiết kế
(Sóng và Mực nước)

Coastal & Marine Engineering
31

Sóng
Dựa trên số liệu quan trắc nhiều năm và khảo sát bổ
sung để xây dựng:


Sóng khí hậu (có hướng)



Sóng bão (theo phân bố dài hạn)



Sóng lừng (swell) (nếu có)

Các đặc trưng sóng thiết kế tại các phân đoạn đê
Coastal & Marine Engineering
32

16


Kỳ Hà – Sóng khí hậu

Coastal & Marine Engineering
33

Kỳ Hà – Sóng bão
Phân bố Weibull

Coastal & Marine Engineering
34

17


Coastal & Marine Engineering
35

Sóng cạn & nhiễu xạ
Sóng khúc xạ, sóng cạn, sóng đổ
 Sóng nhiễu xạ qua đê
Mơ hình tốn hoặc giải tích


Coastal & Marine Engineering
36

18

Sóng nhiễu xạ
Mục đích:






Kiểm tra điều kiện ổn định của đê khi có
sóng nhiễu xạ ở mặt trong
Kiểm tra điều kiện làm việc của tàu bè khi
neo đậu
Tính tốn bồi lắng

u cầu:




Tham số sóng dọc đê (ít nhất tại các phân đoạn
đầu, thân và gốc)
Tham số sóng dọc các bến neo đậu
Coastal & Marine Engineering
37

Sóng nhiễu xạ
Mơ hình sóng họ Boussinesq

Coastal & Marine Engineering
38

19


Sóng nhiễu xạ
Cảng Scheveningen - The Hague

Coastal & Marine Engineering
39

Sóng nhiễu xạ (OCDI)
Hs,dif = Hs,i*Kdif

Coastal & Marine Engineering
40

20


Mực nước
Mực nước trung bình
 Thủy triều
- Cao trung bình
- Thấp trung bình
- Cao nhất
- Thấp nhất
- ...
 Mực nước theo tần suất đảm bảo p%

 Nước dâng (phân bố dài hạn)


41

21


Đê chắn sóng đá đổ
Rubble mound
breakwater

Coastal & Marine Engineering

GS.TS. Thiều Quang Tuấn
Cập nhật: K58B – 03/2020

NỘI DUNG
1. Điều kiện áp dụng
2. Cấu tạo mặt cắt ngang
3. Khối phủ bê tông dị hình
4. Tải trọng và ổn định của khối phủ
5. Thiết kế mặt cắt ngang đê
6. Cơ chế phá hỏng
Coastal & Marine Engineering

1


NỘI DUNG

1. Điều kiện áp dụng
2. Cấu tạo mặt cắt ngang
3. Khối phủ bê tơng dị hình
4. Tải trọng và ổn định của khối phủ
5. Thiết kế mặt cắt ngang đê
6. Cơ chế phá hỏng
Coastal & Marine Engineering

Đê đá đổ mái nghiêng

Coastal & Marine Engineering

2


Đê Dung Quất (1)

Coastal & Marine Engineering

Đê Dung Quất (2)

Coastal & Marine Engineering

3