B NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN TIÊU CHU N K THU T THI T K ĐÊ BI N (Ban hành theo Quyết định số 1613/QĐ-BNN-KHCN ngày 09/ 7/2012 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) HÀ N I - 2012 L I NÓI Đ U Tiêu chuẩn được biên soạn từ 14TCN 130-2002 “Hướng dẫn thiết kế đê biển” và “Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho chương trình củng c , bảo vệ và nâng cấp đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam” (Ban hành kèm theo Quyết định s 57/QĐ-BNN-KHCN ngày 08 tháng 01 năm 2010), có chỉnh sửa, cập nhật và b sung từ một s kết quả nghiên cứu của các đề tài khoa học công nghệ giai đoạn II thuộc “Chƣơng trình khoa học công nghệ phục vụ xây dựng đê biển và công trình thủy lợi vùng cửa sông ven biển” và các tiêu chuẩn khác có liên quan. Tiêu chuẩn do T soạn thảo “Hướng dẫn thiết kế đê biển” (kèm theo Quyết định số 1522/QĐ-BNN-KHCN ngày 07 tháng 6 năm 2010 của Bộ trƣởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) biên soạn có sự hỗ trợ của Trường Đại học Thủy lợi và Trường Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan; Cục Quản lý đê điều và Phòng ch ng lụt bão, Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường đề nghị; Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành. 4 1. Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật này quy định về các tiêu chí, chỉ s kỹ thuật và các yêu cầu khi thiết kế, thẩm định, phê duyệt các dự án đầu tư xây dựng thuộc Chương trình củng c , bảo vệ và nâng cấp đê biển đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định s 58/2006/QĐ-TTg ngày 14 tháng 3 năm 2006 đ i với các tỉnh ven biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam và Quyết định s 667/QĐ-TTg ngày 27 tháng 5 năm 2009 đ i với các tỉnh ven biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang. 1.2 Khi áp dụng, ngoài các quy định trong tiêu chuẩn này, còn phải tuân thủ các quy định trong các văn bản quy phạm pháp luật khác có liên quan. 1.3 Tiêu chuẩn này có thể được sử dụng như tài liệu tham khảo cho công trình khác có điều kiện kỹ thuật tương tự. 2. Tài li u vi n d n Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đ i với các tài liệu viện dẫn ghi năm công b thì áp dụng bản được nêu. Đ i với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công b thì áp dụng bản mới nhất, bao g m cả các sửa đ i (nếu có). TCVN 8481- 2010, Quy định thành phần, khối lƣợng khảo sát địa hình đối với công trình đê điều; TCVN 8477: 2010, Quy định thành phần, khối lƣợng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế công trình thuỷ lợi; TCVN 8216:2009, Thiết kế đập đất đầm nén; TCVN 4253:2012, Công trình thủy lợi - Nền các công trình thủy công - Yêu cầu thiết kế; TCVN 8166:2012, Công trình thủy lợi – Yêu cầu kỹ thuật thi công bằng biện pháp đầm nén nhẹ; TCVN 9165:2012, Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật đắp đê; 3. Tài li u cơ bản làm căn cứ thi t k 3.1 Tài liệu địa hình - Thành phần, kh i lượng khảo sát địa hình: Áp dụng Tiêu chuẩn TCVN 8481- 2010 quy định thành phần, kh i lượng khảo sát địa hình đ i với công trình đê điều. - Ngoài ra còn áp dụng các quy định sau: + Tài liệu thu thập có thời gian không quá 05 năm đ i với vùng bãi trước đê n định và không quá 01 năm đ i với vùng bãi đang b i hoặc xói; + Phạm vi đo đạc t i thiểu 100m từ tim tuyến đê dự kiến về phía đ ng và 100m từ đường mép nước về phía biển. Trong trường hợp tr ng rừng ngập mặn, cần khảo sát phạm vi về phía biển t i thiểu là 500m. + Để tính toán truyền sóng từ vùng nước sâu vào vị trí chân công trình, đ i với mỗi tuyến đê có chiều dài nh hơn hoặc bằng 10 km cần khảo sát 01 mặt cắt ngang đại diện (vuông góc với hướng trung bình của tuyến đê) từ mép nước tới khu vực ngoài khơi có độ sâu 10m. 5 + Đ i với vùng bờ biển xói, cần thu thập thêm tài liệu lịch sử về diễn biến của đường bờ ít nhất là 20 năm so với thời điểm lập dự án; + Trường hợp vùng đất dự kiến tuyến đê đi qua là vùng đất yếu phân b rộng (vùng đầm lầy…) có thể sử dụng phương pháp không ảnh để xem xét t ng thể địa hình, địa mạo. 3.2 Tài liệu địa chất - Thành phần, kh i lượng khảo sát địa chất áp dụng theo Tiêu chuẩn ngành TCVN 8477: 2010 quy định thành phần, kh i lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế công trình thuỷ lợi. - Đ i với công trình đê đặt trên nền đất yếu thành phần kh i lượng khảo sát địa chất tham khảo thêm các tiêu chuẩn như: 22 TCN 262-2000 Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu; 22 TCN 260-2000 Quy trình khảo sát địa chất các công trình đường thủy (trong đó có công trình kè bờ, kè chắn sóng, kè ch ng sa b i, tường chắn.vv...). - Ngoài ra, cần căn cứ điều kiện thực tế công trình để xác định thành phần kh i lượng khảo sát địa chất phù hợp, trình cấp có thẩm quyền phê duyệt. 3.3 Tài liệu khí tượng, thủy văn, hải văn Thu thập và phân tích tài liệu về thủy triều, bão, nước dâng do bão, dòng ven, vận chuyển bùn cát, sóng, dòng chảy lũ vùng cửa sông và các thiên tai khác trong khu vực dự án. Thời gian thu thập tài liệu t i thiểu 20 năm so với thời điểm lập dự án. Trường hợp chưa có tài liệu cần tiến hành đo đạc, b sung s liệu và sử dụng mô hình tính toán phù hợp để mô ph ng và đánh giá xu thế biến động. 3.4. Tài liệu dân sinh, kinh tế và môi trường - Thu thập, th ng kê tài liệu về dân s , kinh tế và môi trường hiện trạng; - Quy hoạch và kế hoach phát triển kinh tế - xã hội trong tương lai. 4. Tiêu chu n an toàn và phân c p đê 4.1. Tiêu chuẩn an toàn Tiêu chuẩn an toàn (TCAT) được xác định trên cơ sở kết quả bài toán phân tích t i ưu xét tới mức độ thiệt hại về người, cơ sở hạ tầng, tài sản trong vùng được bảo vệ và t ng mức đầu tư. TCAT được thể hiện bằng chu kỳ lặp lại (năm), quy định tại Bảng 1. 4.2. Xác định cấp đê - Đê biển được phân làm 5 cấp: cấp I, cấp II, cấp III, cấp IV và cấp V. - Cấp đê được xác định theo hướng dẫn phân cấp đê ban hành kèm theo văn bản s 4116/BNNTCTL ngày 13 tháng 12 năm 2010 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. - Trường hợp không đủ tài liệu để xác định cấp đê theo hướng dẫn tại văn bản s 4116/BNN-TCTL thì có thể xác định cấp đê theo tiêu chuẩn an toàn tại Bảng 1. - Cấp đê lựa chọn cu i cùng là cấp đê có giá trị bằng hoặc nh hơn theo các tiêu chí nêu trên và 6 - Trong trường hợp tuyến đê kết hợp với các vai trò quan trọng khác như vấn đề an ninh, qu c phòng hoặc thuộc vùng có đặc thù riêng về các mặt kinh tế, xã hội thì cần có những quy định riêng trong việc lựa chọn cấp đê đ i với từng trường hợp cụ thể. Bảng 1. Tiêu chuẩn an toàn và phân cấp đê Tiêu chu n an toàn Vùng (chu kỳ lặp lại:năm) C p đê 150 I Vùng đô thị, công nghiệp phát triển*: - Diện tích bảo vệ > 100.000 ha - Dân s > 200.000 người Vùng nông thôn có nông nghiệp phát triển, có quy hoạch khu đô thị, khu công nghiệp: - Diện tích bảo vệ: từ 50.000 đến 100.000 ha 100 II - Dân s : từ 100.000 đến 200.000 người Vùng nông thôn, nông nghiệp phát triển: - Diện tích bảo vệ: từ 10.000 đến 50.000 ha 50 III 30 IV 10 V - Dân s : từ 50.000 đến 100.000 người Vùng nông thôn, nông nghiệp phát triển trung bình: - Diện tích bảo vệ: từ 5.000 đến 10.000 ha - Dân s : từ 10.000 đến 50.000 người Vùng nông thôn, nông nghiệp chậm phát triển: - Diện tích bảo vệ: < 5.000 ha - Dân s : < 10.000 người GHI CHÚ: -(*): Khu công nghiệp, nông nghiệp phát triển là dựa trên tỉ lệ cơ cấu kinh tế trong vùng đƣợc bảo vệ. Nếu tỉ lệ công nghiệp lớn hơn thì thuộc vùng công nghiệp phát triển và ngƣợc lại. - Khi sử dụng Bảng 1, trƣớc hết phải xếp vùng đƣợc bảo vệ thuộc loại vùng thành thị hay nông thôn, công nghiệp hay nông nghiệp…theo tiêu chí vùng sau đó xem xét hai tiêu chí (diện tích, dân số) để xác định TCAT. Trƣờng hợp vùng đƣợc bảo vệ chỉ đạt 1 tiêu chí thì hạ xuống 1 mức. Việc phân vùng để xét phải đề cập đến quy hoạch và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến 2020 và tầm nhìn đến 2050. - Các tuyến bờ bao thiết kế với chu kỳ lặp lại nhỏ hơn 10 năm đƣợc xác định là các bờ bao tạm hoặc đê quây phục vụ thi công. 7 5. Tuy n đê 5.1. Yêu cầu chung - Phù hợp với quy hoạch t ng thể; - Căn cứ điều kiện địa hình, địa chất; - Đánh giá diễn biến bờ biển, bãi biển và cửa sông; - An toàn, thuận lợi trong xây dựng, quản lý và duy trì, phát triển cây chắn sóng trước đê; - Bảo vệ các di tích văn hoá, lịch sử và địa giới hành chính; - Kết hợp với đường giao thông ven biển (nếu phù hợp); - Phù hợp với các giải pháp thích ứng do ảnh hưởng của biến đ i khí hậu; - Đảm bảo quy định về đánh giá tác động môi trường. 5.2. Yêu c u v vị trí tuy n đê - Đi qua vùng có địa thế cao, địa chất nền tương đ i t t; - N i tiếp thông thuận và đảm bảo n định đ i với các công trình đã có; - Thuận lợi cho việc b trí các công trình phụ trợ; - Không ảnh hưởng đến thoát lũ và công trình chỉnh trị cửa sông (đ i với đê cửa sông); - Đáp ứng yêu cầu đ i với các hoạt động bền vững của bến cảng, bãi tắm, khu du lịch, di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh; - Đ i với tuyến đê kết hợp với hệ th ng giao thông và an ninh qu c phòng cần phải tuân theo các quy định khác của ngành giao thông và qu c phòng; - Tận dụng t i đa các c n cát tự nhiên, đ i núi, công trình đã có để khép kín tuyến đê, đáp ứng yêu cầu kinh tế - kỹ thuật của tuyến đê; - So sánh hiệu quả của 02 đến 03 phương án tuyến đê để lựa chọn vị trí đạt hiệu quả t ng hợp t t nhất; - Đ i với tuyến đê quan trọng cần tiến hành thí nghiệm mô hình thuỷ lực để xác định vị trí tuyến thích hợp. 5.3. Yêu c u v hình dạng tuy n đê 5.3.1. Đối với tuyến đê mới - Hình dạng mặt bằng tuyến đê nên tránh gấp khúc, giảm thiểu t i đa sự tập trung năng lượng sóng cục bộ; đ ng thời nên tránh vuông góc với hướng gió thịnh hành; thông qua so sánh về kh i lượng công trình và t ng mức đầu tư để quyết định dạng tuyến phù hợp; - Trong trường hợp phải b trí tuyến đê cong, cần có các biện pháp giảm sóng hoặc tăng cường sức ch ng đỡ của đê ở khu vực cong; 8 - Không tạo ra điểm xung yếu ở nơi n i tiếp với các công trình lân cận và không ảnh hưởng đến các vùng đất liên quan. 5.3.2 Đối với tuyến đê hiện có Trường hợp thiết kế nâng cấp tuyến đê hiện có, cần phải xem xét các yêu cầu nêu ở mục (5.3.1) để điều chỉnh cục bộ tuyến cho phù hợp. 5.4. Thi t k tuy n ở vùng bãi thay đổi 5.4.1.Tuyến đê ở vùng bãi bồi 5.4.1.1. Yêu cầu chung - Phù hợp với quy hoạch hệ th ng kênh mương thuỷ lợi, hệ th ng đê ngăn và c ng thoát nước trong khu vực được đê bảo vệ, hệ th ng giao thông phục vụ thi công và khai thác… - Được xác định trên cơ sở kết quả nghiên cứu về quy luật b i trong vùng quai đê và các yếu t ảnh hưởng khác như điều kiện thuỷ động lực ở vùng n i tiếp, sóng, dòng bùn cát ven bờ, sự mất cân bằng tải cát ở vùng lân cận, dự báo xu thế phát triển của vùng bãi trong tương lai; - Thuận lợi trong thi công, đặc biệt là công tác hợp long đê, tiêu thoát úng, b i đắp đất mới, cải tạo th nhưỡng (thau chua, rửa mặn), cơ cấu cây tr ng, quy trình khai thác và bảo vệ môi trường. 5.4.1.2. Đối với trƣờng hợp quai đê lấn biển - Trên cơ sở so sánh về kinh tế - kỹ thuật các phương án để lựa chọn cao trình bãi phù hợp, nếu quai đê lấn biển khi bãi đã b i quá cao thì việc khai thác bãi sau khi quai gặp khó khăn, nhất là với mục đích mở rộng đất nông nghiệp; nếu quai đê khi bãi b i còn quá thấp thì mức độ rủi ro lớn; - Cao trình thích hợp nhất để tiến hành quai đê khi bãi b i lộ ra ở cao trình tương ứng với mực nước biển trung bình; - Có thể tiến hành quai đê ở vùng bãi có cao độ thấp hơn mực nước biển trung bình, sau đó dùng các biện pháp kỹ thuật tạo nhanh quá trình b i lắng cho vùng bãi trong đê để đạt mục tiêu khai thác. 5.4.1.3. Các tuyến đê ngăn vùng Tuyến đê ngăn vùng được b trí trong tuyến đê chính để chia toàn vùng thành các ô và mỗi ô thành nhiều mảnh, thích hợp với điều kiện tự nhiên và yêu cầu khai thác của từng khu vực. 5.4.2. Tuyến đê vùng bãi biển xói 5.4.2.1. Yêu cầu chung - Đ i với vùng bãi biển, bờ biển đang bị xói, tuyến đê thường bị phá hoại do tác động trực tiếp của sóng vào thân, mái đê gây sụt sạt. Cần nghiên cứu kỹ xu thế diễn biến của đường bờ, quá trình hạ thấp bãi, cơ chế và nguyên nhân gây xói, các yếu t ảnh hưởng khác để quyết định phương án tuyến thích hợp; - Xem xét phương án tuyến đê cần gắn liền với việc đánh giá khả năng tiến hành các biện pháp ch ng xói, gây b i, n định bãi và bờ biển trước đê để quyết định; 9 Khi chƣa có biện pháp khống chế đƣợc hiện tƣợng bờ, bãi biển xói thì tuyến đê phải có quy mô và vị trí thích hợp; ngoài tuyến đê chính, cần xem xét bố trí thêm tuyến đê dự phòng, kết hợp với các biện pháp phi công trình để giảm tȏn thất trong trƣờng hợp tuyến đê chính bị phá hoại. 5.4.2.2. Tuyến đê chính Theo yêu cầu ở các mục 5.1. và 5.2. cần xét đến các yếu t đặc thù của hiện tượng biển lấn để lựa chọn vị trí tuyến đê chính: - Nằm phía trong vị trí sóng vỡ lần đầu (cách một chiều dài sóng thiết kế). - Song song với đường mép nước khi triều kiệt (mực nước triều ứng với tần suất 95 %). 5.4.2.3. Tuyến đê dự phòng - Khoảng cách giữa tuyến đê dự phòng và đê chính ít nhất bằng 02 lần chiều dài sóng thiết kế. - Giữa hai tuyến đê chính và đê dự phòng nên b trí các đê ngăn, khoảng cách giữa các tuyến đê ngăn nên bằng 03 đến 04 lần khoảng cách giữa hai đê. - Kết hợp giao thông và cứu hộ đê. 6. Xác định các tham số hải văn Các yếu t đặc trưng điều kiện biên hải văn chính phục vụ công tác thiết kế đê biển bao g m: mực nước thiết kế, các tham s sóng khu vực nước sâu và tại chân công trình tương ứng với tần suất thiết kế. 6.1. Mực nư c thi t k Mực nước thiết kế (MNTK) là mực nước t ng hợp bao g m t hợp mực nước triều thiên văn và các thành phần nước dâng do các yếu t khác tạo ra tương ứng theo tần suất thiết kế. 6.1.1. Đê trực diện với biển Các thành phần chính xác định MNTK cho đê trực diện biển g m: t hợp mực nước triều thiên văn và chiều cao nước dâng do bão ứng với tần suất thiết kế và ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đ i khí hậu (nếu có xét đến). Công thức t ng quát xác định MNTK như sau: Ztk,p = ZTB + (Atr+ Hnd)p (1) Trong đó: Ztk,p - Mực nước thiết kế đê biển ứng với tần suất thiết kế P% (m); ZTB - Mực nước biển trung bình tại khu vực dự án quy về cao độ lục địa (m); Hnd - Chiều cao nước dâng do bão (m); Atr - Biên độ triều thiên văn trên mực nước biển trung bình; (Atr+ Hnd)p- T hợp mực nước triều thiên văn và chiều cao nước dâng do bão tương ứng với tần suất thiết kế P%. Từ công thức t ng quát (1), MNTK đã được tính sẵn cho các vị trí dọc bờ biển theo các tần suất thiết 10 kế khác nhau và thể hiện bằng các đường tần suất mực nước t ng hợp tra cứu tại Phụ lục A. Khi sử dụng các đường tần suất mực nước t ng hợp tại Phụ lục A cần lưu ý: - Căn cứ TCAT quy định tại Bảng 1 để xác định chu kỳ lặp lại mực nước thiết kế cho toàn khu vực dự án; - Nếu vị trí cần xác định mực nước thiết kế không trùng với vị trí tính sẵn thì được phép nội suy giữa hai vị trí liền kề; - Khi xét đến ảnh hưởng của nước biển dâng (NBD), MNTK thiết kế đê được xác định bằng t ng giá trị của mực nước thiết kế tra từ đường tần suất t ng hợp cộng thêm giá trị dự báo gia tăng mực nước biển trung bình do ảnh hưởng của nước biển dâng (∆ZNBD) và được xác định theo công thức: Ztk,p = MNTKptra + ∆ZNBD (2) Trong đó: MNTKptra - Mực nước biển tương ứng với tần suất P(%) tra theo đường tần suất mực nước t ng hợp tại Phụ lục A. ∆ZNBD - Trị s gia tăng mực nước biển trung bình do ảnh hưởng của nước biển dâng, được xác định như sau: ∆ZNBD = Tct*RNBD (3) Trong đó: RNBD - T c độ dâng nước biển trung bình (m/năm) theo kịch bản NBD trung bình quy định bởi Bộ Tài Nguyên & Môi trường. TCT - Tu i thọ công trình dự kiến xây dựng (năm); TCT được xác định căn cứ vào tu i thọ của công trình và được quy định bởi các cơ quan quyết định đầu tư và các văn bản quy phạm, pháp luật liên quan. Tu i thọ của đê được xác định dựa vào cấp đê và được quy định tại Bảng 2. Bảng 2. Quy định về tuȏi thọ của công trình vĩnh cửu C p đê Tuổi thọ (năm) I-II 100 III-IV 50 V 20 Ví dụ: Tốc độ dâng nƣớc biển trung bình vùng biển miền Bắc nƣớc ta là 0,006 m/năm. Hệ thống đê đƣợc thiết kế để bảo vệ vùng đô thị thuộc loại công trình cấp III có tuȏi thọ là 50 năm. Giá trị gia tăng mực nƣớc biển trung bình do ảnh hƣởng của nƣớc biển dâng trong trƣờng hợp này là: ∆ZNBD = 50 (năm) x 0,006 (m/năm)= 0.3 m. 11 6.1.2. Đê bao quanh vùng cửa sông và đầm phá Việc xác định MNTK đ i với đê bao quanh vùng cửa sông, đầm phá, cần phải kể thêm yếu t nước dềnh do ảnh hưởng kết hợp của nước lũ trong sông đ ra và nước phía biển truyền vào. Trong trường hợp này, cần phải sử dụng mô hình thủy lực một chiều để xác định mực nước kết hợp của hai yếu t sông-biển tại vị trí dự kiến xây dựng công trình. Điều kiện biên cho mô hình thủy lực một chiều bao g m: Biên phía biển là mực nước phía biển tương ứng với tần suất thiết kế, xác định theo Mục 6.1.1; biên phía sông là mực nước và lưu lượng lũ trong sông ứng với tần suất thiết kế. 6.2. Tham số sóng thi t k 6.2.1. Tại vùng nước sâu (sóng ngoài khơi) Tham s sóng nước sâu bao g m: chiều cao sóng có nghĩa và chu kỳ sóng (Hs, Tm) tương ứng với tần suất thiết kế và góc sóng tới θ0 tại khu vực nước sâu có ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực xây dựng dự án. - Chiều cao sóng và chu kỳ sóng thiết kế tại khu vực nước sâu được tính toán sẵn cho từng vùng dọc theo đường bờ và được tra cứu tại Phụ lục B. Trong đó cần xác định: + Vùng biển ngoài khơi ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực dự án; + Chu kỳ lặp lại hoặc tần suất thiết kế; + Tra bảng để xác định chiều cao và chu kỳ sóng thiết kế. - Hướng sóng tới tại khu vực nước sâu là góc tạo bởi giữa phương pháp tuyến đường bờ và hướng sóng chính tại khu vực dự án. Trong thiết kế đê biển thông thường lựa chọn trường hợp bất lợi nhất θ0=00 (không độ), tương ứng với trường hợp sóng tới đi vuông góc (chính diện) với đoạn đường bờ. 6.2.2. Tại chân công trình Chiều cao sóng sử dụng trong các tính toán thiết kế mặt cắt ngang đê (như sóng leo, sóng tràn, n định kết cấu bảo vệ mái, vv…) là chiều cao sóng tới có nghĩa Hs được xác định tại vị trí chân công trình do sóng tương ứng với tần suất thiết kế tại khu vực nước sâu truyền vào (gọi tắt là sóng thiết kế tại chân công trình). Sóng thiết kế tại chân công trình được xác định bằng cách truyền sóng thiết kế từ khu vực nước sâu vào đến vị trí xem xét. - Vị trí chân công trình: Được xác định là vị trí phía biển theo phương vuông góc với hướng đường bờ, cách đường mép nước một khoảng từ L/2 đến L0/4 theo phương vuông góc với đường bờ về phía biển. Trong đó: + L: chiều dài sóng cục bộ tại chân công trình; + L0: chiều dài sóng vùng nước sâu; 12 + Đường mép nước: Là giao tuyến giữa mặt nước biển tại mực nước biển trung bình với mặt bãi trước đê hoặc mặt mái đê; - Tính toán truyền sóng: Sóng truyền từ khu vực nước sâu vào vị trí chân công trình trải qua các quá trình giảm năng lượng sóng do hiệu ứng nước nông, ma sát đáy, phản xạ, nhiễu xạ và sóng đ . Khuyến nghị thiết kế sử dụng mô hình truyền sóng một chiều SWAN - 1D do trường Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan cung cấp để phân tích truyền sóng và xác định các tham s sóng thiết kế tại vị trí chân công trình. Hướng dẫn sử dụng mô hình SWAN 1D tại Phụ lục H. Tham s sóng nước sâu thiết kế tra từ các đường tần suất sóng nước sâu tại các vị trí vùng bờ dọc bờ biển, tra Phụ lục B như quy định tại mục 6.2.1. Ngoài ra, trong Phụ lục B đã tính sẵn kết quả các giá trị sóng thiết kế tại chân công trình cho các vị trí dọc bờ biển. Có thể sử dụng các giá trị này để tham khảo, so sánh hoặc tính toán trong giai đoạn thiết kế cơ sở. Chiều cao sóng thiết kế lựa chọn cu i cùng đảm bảo lớn hơn hoặc bằng giá trị chiều cao sóng giới hạn độ sâu, được xác định theo công thức kinh nghiệm sau: Hs = a×hct (4) Trong đó: a - Hệ s kinh nghiệm, bằng 0,5; hct - Độ sâu nước ứng với MNTK tại vị trí chân công trình. 6.2.3. Tính toán sóng khi có rừng ngập mặn Rừng ngập mặn với hệ th ng rễ, tán cây sẽ tiêu tán một phần năng lượng khi sóng đi qua. Sau khi sóng truyền qua rừng ngập mặn, chiều cao sóng sẽ bị suy giảm. Tuy nhiên, khi xác định giảm sóng trong thiết kế đê biển, rừng ngập mặn cần phải đáp ứng đầy đủ các điều kiện bắt buộc sau: - Rừng ngập mặn đã t n tại; - Trạng thái và chất lượng rừng ngập mặn luôn đảm bảo n định; Chiều cao sóng kể đến sự triết giảm do có rừng ngập mặn xác định theo công thức: Hs = Kt. (1+σ).Hs,k (5) Trong đó: Hs (m): Chiều cao sóng thiết kế tại vị trí công trình có xét đến ảnh hưởng của rừng ngập mặn. Hs,k: Chiều cao sóng thiết kế tại vị trí công trình khi không có rừng ngập mặn. Kt: Hệ s triết giảm sóng (xác định theo Hình 1) σ = (0,1 đến 0,3): Hệ s kể đến sai s về mô hình (rừng thưa 0,1; rừng trung bình 0,2; rừng dày 0,3). 13 Hệ s giảm sóng Kt phụ thuộc vào chiều rộng của đai rừng ngập mặn (x) và trạng thái của rừng ngập mặn. Mặt khác, mỗi trạng thái rừng ngập mặn lại được đặc trưng bởi một giá trị của tham s giảm sóng (r). M i tương quan giữa Kt và r thể hiện qua công thức: Kt ( x) = e− rx (6) Từ kết quả khảo sát thực tế và phân tích, xác định được giá trị tham s giảm sóng (r) đ i với các trạng thái rừng ngập mặn tại Bảng 3. Bảng 3. Tham số giảm sóng (r) Trạng thái RNM Tham số giảm sóng r Dày 0.010 Trung bình 0.007 Thưa 0.004 Quan hệ về giá trị giữa chiều rộng đai rừng ngập mặn và hệ s giảm sóng được biểu thị tại Hình 1. Hình 1. Quan hệ chiều rộng đai rừng ngập mặn và hệ số giảm sóng Đ i với rừng dày, sử dụng đường s 1, rừng trung bình: đường s 2, rừng thưa: đường s 3. Trạng thái rừng phụ thuộc mật độ, độ tán che của mỗi loại rừng (phụ thuộc vào chiều cao, đường kính tán, s cành/cây...). Rừng được chia thành 3 trạng thái: dày, trung bình và thưa tại Bảng 4: 14 Bảng 4. Trạng thái rừng ngập mặn ứng với mật độ và độ tán che Đ tán che rừng (%) M tđ (cây/ha) 100 95 20.000 Dày Dày 16.000 Dày Dày Dày 12.000 Dày Dày Trung bình Trung bình 8.000 Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình 4.000 Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Thưa 3.000 Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Thưa Thưa 2.000 Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Thưa Thưa 1.500 Trung bình Trung bình Trung bình Thưa Thưa Thưa 1.000 Trung bình Trung bình Trung bình Thưa Thưa Thưa 90 85 80 75 GHI CHÚ: Mật độ (N): số cây trên một hecta. Độ tán che (TC): tỉ lệ (%) giữa tȏng diện tích hình chiếu các tán cây trên bề mặt nằm ngang và diện tích mặt đất. 7. Thi t k mặt cắt đê 7.1. Yêu cầu thiết kế mặt cắt - Thiết kế mặt cắt đê đ i với tuyến đê mới, củng c , nâng cấp tuyến đê cũ và các hạng mục liên quan phải đảm bảo công trình an toàn, n định với điều kiện biên thiết kế. - Bảo đảm yêu cầu về kỹ thuật - kinh tế đ i với mục tiêu chính và đáp ứng yêu cầu của các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội khác trong vùng dự án. - Các yếu t chính cần xem xét khi thiết kế mặt cắt đê g m: Lựa chọn mặt cắt, tính toán xác định cao trình đỉnh đê, thân và nền đê, độ d c mái đê, tính toán n định… 7.2. Mặt cắt đặc trưng Mặt cắt đặc trưng đê biển thường có 03 loại chính: - Đê mái nghiêng; - Đê tường đứng; - Đê hỗn hợp (trên nghiêng dưới đứng hoặc trên đứng dưới nghiêng). Việc chọn loại mặt cắt phù hợp cần căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ hải văn, vật liệu xây 15 dựng, điều kiện thi công và yêu cầu sử dụng để phân tích và quyết định. Một s ví dụ minh hoạ mặt cắt ngang đê biển tại Hình 2 (tham khảo). s ¬ ® å m Æ t c ¾ t ® ª b iÓ n d ¹ n g t − ê n g ® ø n g Ph Ýa b iÓ n 5 7 1 ph Ýa § å N G m= 2~3 4 6 N Òn ®ª 2 3 1. M Æt ®ª 2. N Òn ®ª ®−î c b ãc phong hãa 3. § Êt d¾p th©n ®ª 4. T rå ng cá m ¸i ®ª 5.T −êng 6. L ¨ng thÓ chèng xãi 7. C ©y ch ¾n sãn g s¬ ®å mÆt c¾t ®ª biÓn bè trÝ c¬ ë hai phÝa phÝa §åNG m= 4 2~ 3 2 7 2 m= m =3 10 MÆt ®ª C¬ ®ª phÝa ®ång C¬ ®ª phÝa biÓn R·nh tiªu ~5 5 NÒn ®ª 5. 6. 7. 8. 11 PhÝa biÓn 3 ~5 m =3 9 1. 2. 3. 4. 8 1 ~3 6 Ch©n khay L¨ng thÓ chèng xãi M¸i ®ª phÝa ®ång M¸i ®ª phÝa biÓn 9. NÒn ®ª ®−îc bãc phong hãa 10. §Êt ®¾p th©n ®ª 11. C©y ch¾n sãng s¬ ®å m Æt c¾t ®ª biÓn d¹ng m¸i nghiªng phÝa §åNG 9 m PhÝa biÓn 1 4 3 2 = ~ m =3 ~5 10 5 6 2 1. 2. 3. 4. 7 3 NÒn ®ª M Æt ®ª NÒn ®ª ®−îc bãc phong hãa §Êt d¾p th©n ®ª Trång cá m¸i ®ª 8 5. Gia cè m¸i phÝa biÓn 6. Líp lãt 7. Ch©n khay 8. L¨ng thÓ chèng xãi 9. M−¬ng tiªu n−íc 10. C©y ch¾n sãng s¬ ®å m Æt c¾t ®ª biÓn b¶o vÖ 3 m Æt phÝa §å NG 9 m= 2 m =3 ~5 11 5 6 10 2 1. 2. 3. 4. 16 PhÝa biÓn 1 4 ~3 M Æt ®ª NÒn ®ª ®−îc bãc phong hãa §Êt th©n ®ª Gia cè m ¸i phÝa ®ång 3 5. 6. 7. 8. 7 N Òn ®ª Gia cè m ¸i phÝa biÓn Líp lãt Ch©n khay L¨ng thÓ chèng xãi 8 9. M −¬ng tiªu n−íc 10. ThiÕt bÞ tho¸t n−íc 11. C©y ch¾n sãng s¬ ® å m Æ t c ¾ t ® ª b iÓ n d ¹ n g h ç n h î p P h Ýa b iÓ n 1 4 p h Ýa § å N G m 3 =2~ m= 3~5 5 10 7 6 8 9 N Òn ®ª 2 1. 2. 3. 4. M Æt ®ª N Òn ®ª ®−îc bãc phong hãa § Êt th©n ®ª T rång cá m ¸i ®ª 5. 6. 7. 8. 3 G ia cè m ¸i phÝa biÓn L íp lãt T −êng K hèi T etrapod 9. L ¨ng thÓ chèng xãi 10. C ©y ch¾n sãng Hình 2. Một số mặt cắt đê biển đặc trƣng 7.3. Xác định các tham số thi t k mặt cắt đê 7.3.1. Cao trình đỉnh đê 7.3.1.1. Công thức tȏng quát Zđp = Ztk,p + Hlk + a (7) Trong đó: Zđp - Cao trình đỉnh đê thiết kế (m); Ztk,p - Mực nước thiết kế (MNTK); Hlk - Độ cao lưu không; a - Trị s gia tăng độ cao. Tính toán xác định các thành phần trong công thức (7) như sau: 7.3.1.2. Mực nƣớc thiết kế (Ztk,p): MNTK xác định theo mục 6.1. 7.3.1.3. Độ cao lƣu không (Hlk) a) Đê trực diện với biển, không cho phép sóng tràn Độ cao lưu không (Hlk) được xác định là khoảng chiều cao từ MNTK đến vị trí mà sóng thiết kế leo trên mái đê, quy định là chiều cao sóng leo 2% do sóng thiết kế gây ra Rsl2%, p (có nghĩa là cho phép 2% s con sóng thiết kế được tràn qua đỉnh đê, tương ứng với lưu lượng sóng tràn rất nh và được coi như sóng không tràn qua đỉnh đê). Độ cao lưu không được xác định theo công thức: Hlk = Rsl 2%, p (8) Trong đó: Hlk - Độ cao lưu không của đỉnh đê trên MNTK. Rsl 2%, p - Chiều cao sóng leo, được xác định tại Phụ lục C. 17 b) Đê trực diện với biển, cho phép sóng tràn Trường hợp này, các yếu t tác động tương tự như Mục a, tuy nhiên độ cao lưu không (Hlk) được xác định đủ cao để kh ng chế lưu lượng sóng tràn qua đỉnh nh hơn lưu lượng sóng tràn cho phép thiết kế [q] (l/s/m) và được xác định theo công thức: Hlk = Rc,q (9) Rc,q - Độ cao lưu không của đỉnh đê trên MNTK kh ng chế lưu lượng sóng tràn không lớn hơn giá trị lưu lượng sóng tràn cho phép [q] (l/s/m) trong điều kiện thiết kế. Độ cao lưu không theo tiêu chuẩn sóng tràn được xác định tại Phụ lục C. [q] -Lưu lượng tràn cho phép thiết kế (l/s/m) tra theo Bảng 5. Giá trị [q] phụ thuộc vào độ bền ch ng xói của các hình thức bảo vệ đỉnh đê, mái phía đ ng và mức độ thiệt hại của khu vực phía đ ng do nước tràn vào. Bảng 5. Quan hệ lƣu lƣợng tràn cho phép qua đỉnh đê và giải pháp bảo vệ phía đȍng Hình thức và ch t lượng l p bảo v mái phía đồng Lưu lượng tràn cho phép [q] (l/s/m) Không được bảo vệ 0,1 Tr ng c chất lượng t t, đ ng nhất 10 Bằng đá lát khan, có tầng lọc 20 Bằng cấu kiện bê tông lắp ghép có tầng lọc 30 LƢU Ý: - Trƣờng hợp sử dụng loại kết cấu khác, đơn vị tƣ vấn phải chứng minh về độ bền và cấp lƣu lƣợng tràn cho phép lựa chọn hoặc đƣợc tiến hành nghiên cứu thông qua mô hình thí nghiệm để khẳng định đƣợc độ tin cây trƣớc khi áp dụng. - Trong trƣờng hợp thiết kế đê chịu sóng tràn, tùy theo độ lớn của lƣu lƣợng sóng tràn cho phép, thiết kế cần phải xem xét mức độ chấp nhận thiệt hại của khu vực phía đȍng do ảnh hƣởng của nƣớc tràn qua đỉnh đê và bố trí các giải pháp thu, tiêu nƣớc tràn phù hợp. 7.3.1.4 Xác định cao trình đỉnh đê khi kết hợp cho phép thoát lũ nội đȍng Đ i với những dự án có nhiệm vụ vừa phải đáp ứng yêu cầu ngăn mặn, vừa phải đáp ứng yêu thoát lũ chính vụ từ phía nội đ ng ra biển/cửa sông, cao trình đỉnh đê được xác định như sau: Zđ = Ztk + a (10) Trong đó : Ztk và a giải thích ở mục 7.3.1.1 Trường hợp đê bao quanh vùng có yêu cầu thoat lũ nội đông (hay cho phép thoát lũ nội đ ng) thì cần phải gia c 3 mặt để bảo đảm đủ độ bền ch ng xói do nước tràn qua đ i với chân đê, mái đê phía biển, mặt đê và mái đê phía đ ng, tham khảo Hình 3. 18 Trong trường hợp này cần đặc biệt lưu ý rằng khi có hệ th ng đê sẽ ngăn cản khả năng thoát lũ tự nhiên của vung được nbảo vệ. Vì vậy, yêu cầu bắt buộc khi b trí thiết kế tuyến đê là phải tính toán đủ t ng lượng nước lũ nội đ ng cần tiêu thoát và b trí đủ hệ th ng thu, gom, tiêu thoát nước lũ nội đ ng tương ứng với quy mô tuyến đê dự kiến xây dựng. Hình 3. Mặt cắt đê bảo vệ ba mặt Phần lớn đê phải gia cố 3 mặt là các tuyến đê ven đầm phá, đê ven cửa sông ở miền Trung (từ Quảng bình đến Bình thuận). 7.3.1.5 Xác định trị số gia tăng độ cao Trị s gia tăng độ cao được xác định theo cấp đê, tra Bảng 6. Bảng 6. Trị số gia tăng độ cao của đê biển Cấp đê Trị s gia tăng độ cao a (m) I II III IV V 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 GHI CHÚ: Trị số gia tăng độ cao ở trên chƣa bao gȍm độ cao lún ban đầu, lún cố kết thân, nền đê và mức nƣớc biển dâng phải ứng phó do ảnh hƣởng của biến đȏi khí hậu. 7.3.2. Tính toán kích thước, kết cấu mặt cắt 7.3.2.1. Mặt đê a) Chiều rộng: Chiều rộng mặt đê được quy định theo cấp đê, tra Bảng 7. Bảng 7. Chiều rộng mặt đê theo cấp công trình Cấp đê Chiều rộng mặt đê Bđ (m) I II III IV V 6÷8 6 5 4 3 Trường hợp mặt đê kết hợp làm đường giao thông, đường du lịch hoặc đường phục vụ các ngành kinh tế khác thì chiều rộng mặt đê có thể mở rộng và phải phù hợp về quy hoạch, được cơ quan có thẩm quyền quyết định. b) Kết cấu mặt đê 19 - Trường hợp không có tường đỉnh: Mặt đỉnh đê cần d c về một phía hoặc hai phía; b trí gờ an toàn hai bên với chiều cao từ 0,2 ÷ 0,3 m, phân đoạn với khoảng cách từ 0,5 ÷ 1,0 m để đảm bảo an toàn cho các hoạt động trên mặt đê và b trí hệ th ng thoát nước về mái phía đ ng. - Trường hợp có tường đỉnh: + Chỉ lựa chọn giải pháp tường đỉnh trong trường hợp tuyến đê vùng dự án bị hạn chế bởi việc mở rộng mặt cắt ngang so với cao trình đỉnh đê thiết kế. + Chiều cao tường tính từ mặt đê trở lên không cao quá 1,0 m và phải b trí khe lún, khoảng cách giữa các khe lún từ 10 m đến 20 m. Móng tường đỉnh phải độc lập với kết cấu bảo vệ mái đê; cao trình đáy tường đỉnh b trí cao hơn mực nước thiết kế; tường đỉnh cần được tính toán n định theo các tiêu chuẩn hiện hành. + Cao độ đáy tường đỉnh phải đặt cao hơn mực nước thiết kế. + Đỉnh tường có thể đặt ở mép phía trong hoặc phía ngoài của mặt đê tùy theo yêu cầu kỹ thuật và mục đích sử dụng mặt đê. Trường hợp b trí tường đỉnh phía trong, mặt đê có tác dụng như một thềm giảm sóng leo hoặc sóng tràn. Trường hợp mặt đê kết hợp đường du lịch thì tường đỉnh phải b trí ở phía ngoài. Đối với đê mới, nếu kết hợp làm đƣờng giao thông cao tốc thì nên bố trí đƣờng ở cơ phía đȍng hoặc chân đê phía đȍng để vừa tăng ȏn định cho đê, vừa đảm bảo giao thông khi có bão và vừa tạo điều kiện để nâng cao đê thích ứng với ảnh hƣởng của biến đȏi khí hậu khi cần thiết. Cấp và kết cấu đƣờng tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật về đƣờng giao thông (tham khảo TCVN 4054-2005). 7.3.2.2. Thân đê a) Vật liệu đất đắp đê - Tận dụng t i đa đất lân cận công trình. Đ i với đê đất đ ng chất, nên chọn đất á sét có hàm lượng sét 15% đến 30%, chỉ s dẻo đạt 10% đến 20%, không chứa tạp chất. Độ ẩm đất khi đắp không nên vượt quá ± 3% độ ẩm t i ưu. - Không nên dùng đất bùn b i tích, đất sét có hàm lượng nước tự nhiên cao và tỉ lệ hạt sét quá lớn, đất trương nở, đất có tính phân tán để đắp đê. Trong trường hợp phải sử dụng thì cần có giải pháp kỹ thuật phù hợp. - Nếu ngu n đất đắp đê chỉ có cát hạt rời, thành phần hạt mịn nh hơn 25%, thì phải có lớp bọc bảo vệ (có thể sử dụng lớp đất thịt với chiều dày không nh hơn 0,5m). b) Độ chặt của thân đê Đ i với đất có tính dính: K c = γ , ds γ d, max Trong đó: Kc - Độ chặt thiết kế. γ’ds - Dung trọng khô thiết kế của đất thân đê. 20 (11) γ’max - Dung trọng khô cực đại, được xác định trong phòng thí nghiệm. Đ i với đất không có tính dính: K ds = e max − e ds e max − e min (12) Trong đó: Kds - Độ chặt tương đ i thiết kế. eds - Hệ s rỗng chặt thiết kế. emax. - Hệ s rỗng cực đại tiêu chuẩn. emin - Hệ s rỗng cực tiểu tiêu chuẩn. Độ chặt thân đê bằng đất quy định trong Bảng 8. Bảng 8. Quy định độ chặt thân đê bằng đất Cấp đê I II và III IV và V Kc ≥ 0,94 ≥ 0,92 ≥ 0,90 Kds ≥ 0,65 ≥ 0,62 ≥ 0,60 c) Nền đê và giải pháp kỹ thuật xử lý nền đất yếu Nền đê phải bảo đảm n định (ứng suất và biến dạng, thấm, ..) dưới tác dụng của các loại tải trọng tác động và dòng thấm. Trường hợp nền đê đi qua vùng đất yếu cần thiết kế giải pháp xử lý phù hợp như dùng bệ phản áp, thay nền đất yếu, sử dụng vải địa kỹ thuật gia c nền hoặc một s giải pháp khác. Tính toán thiết kế, gia s nền đê phải phù hợp tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật qu c gia hiện hành. 7.3.2.3. Mái đê a) Độ d c mái đê Độ d c mái đê m = cotgα, với α là góc giữa mái đê và đường nằm ngang, được xác định thông qua tính toán n định, có xét đến biện pháp thi công, kết cấu gia c mái và yêu cầu sử dụng. Thông thường lấy m = 2,0 đến 3,0 cho mái phía đ ng và m = 3,0 đến 5,0 cho mái phía biển đ i với đê được đắp bằng đất. b) Cơ giảm sóng phía biển Yêu cầu kỹ thuật đ i với cơ đê phía biển - thềm giảm sóng, xem quy định tại mục 7.3.5.3. c) Cơ đê phía đ ng Khi đê có chiều cao lớn hơn 6m, độ d c mái m < 3,0 và yêu cầu giao thông có thể b trí cơ đê ở vị trí cách đỉnh từ 2m đến 3m, chiều rộng của cơ tùy thuộc vào yêu cầu giao thông, nhưng không nh hơn 5m. Thường mái đê phía dưới thoải hơn mái phía trên cơ. d) Chân đê phía đ ng 21 Thiết kế đường hành lang chân đê phục vụ dân sinh, ch ng vi phạm theo quy định của Luật đê điều, chiều rộng hành lang không nh hơn 5,0 m. Thông thường hành lang chân đê phía đ ng được tr ng c ch ng xói. Trường hợp cho phép sóng tràn qua đỉnh đê đ i với sóng tràn thiết kế thì gia c hành lang chân đê phía đ ng kết hợp với thiết kế hệ th ng thoát nước tràn qua đỉnh đê. Hệ th ng tiêu thoát nước tràn qua đỉnh đê bao g m các rãnh tiêu nước dọc, ngang; rãnh dọc thường được b trí ở mái, cơ, chân đê; rãnh ngang được b trí vuông góc với tim đê và cách nhau khoảng 50m. Kết cấu bằng bê tông, gạch xây hoặc đá xây v.v… kích thước và độ d c đáy của rãnh cần tính toán trong trường hợp lưu lượng sóng tràn lớn hơn 10 (l/s/m). Các trường hợp còn lại b trí theo kinh nghiệm. Kênh thu nước sóng tràn, nước mưa phải được b trí độc lập, không kết n i với hệ th ng kênh tiêu, tưới trong đ ng, đảm bảo không để xâm nhập mặn vào khu vực dân cư, nông nghiệp, nuôi tr ng thủy sản. e) Chân đê phía biển Chân đê phía biển cũng là chân kè bảo vệ mái đê phía biển được thể hiện ở mục 7.3.5.4. f) Công trình cắt qua thân đê Công trình cắt qua thân đê phải thiết kế riêng theo các quy chuẩn, tiêu chuẩn chuyên ngành liên quan đ i với từng loại công trình (c ng, cầu, tràn, âu thuyền…). Đặc biệt chú ý xử lý n i tiếp giữa thân đê và công trình, đảm bảo an toàn cho đê và công trình. 7.3.3. Tính toán ổn định đê 7.3.3.1. Nội dung tính toán - n định ch ng trượt mái đê; - n định đê dạng tường đứng. - Lún thân và nền đê. 7.3.3.2. Tính toán ȏn định chống trƣợt mái đê - Chọn mặt cắt tính toán: tùy theo đặc điểm của tuyến đê, lựa chọn một s mặt cắt có tính chất đại diện để tính toán n định. - Các trƣờng hợp tính toán + Trường hợp cơ bản: Tính cho mái đê phía đ ng khi mực nước phía biển là MNTK, mực nước phía đ ng là mực nước thấp nhất (nếu có); Tính cho mái đê phía biển: Mực nước phía biển rút nhanh từ MNTK tới mực nước thấp; b qua áp lực sóng lên mái đê phía biển. + Trường hợp đặc biệt: Mái đê phía đ ng và phía biển đang trong thời kỳ thi công, chịu tải trọng thiết kế. 22 - Phƣơng pháp tính toán: Theo tiêu chuẩn Thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216:2009 và các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật có liên quan. - Hệ số an toàn chống trƣợt K: được quy định trong Bảng 9. Bảng 9. Hệ số an toàn ȏn định chống trƣợt cho mái đê Cấp đê I II III IV V Cơ bản 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 Đặc biệt 1,20 1,15 1,10 1,05 1,05 T hợp tải trọng - Đ i với đê đắp trên nền đất yếu sử dụng hệ s an toàn chung cho các cấp công trình, tính toán n định theo trạng thái cân bằng giới hạn với tải trọng tính toán tiêu chuẩn và đất nền dùng sức kháng cắt tiêu chuẩn. + Tính toán cho trường hợp vận hành lâu dài: K min = 1,4 + Tính toán cho trường hợp thi công: K min = 1,2 7.3.3.3 Ȏn định đê dạng tƣờng đứng Cần tính toán n định ch ng trượt phẳng; n định ch ng lật; n định của đất nền và n định ch ng trượt t ng thể. a) n định ch ng trượt phẳng +) Trƣờng hợp không có lực dính kết trên mặt trƣợt Hệ s n định ch ng trượt phẳng của tường theo mặt đáy lớp tiếp xúc: Kat = (G+g).f + PE p (13) Trong đó: G - Hợp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên đáy tường (kN); g - Trọng lượng vật liệu của lớp đệm và kh i phản áp ở trong phạm vi đáy tường (kN); f - Hệ s ma sát: Hệ s ma sát theo mặt tính toán, lấy theo Bảng 10. PE - Áp lực đất bị động trên mặt EE’ (kN); P - Hợp lực theo phương ngang tác dụng lên đáy tường (kN); 23 Bảng 10. Hệ số ma sát V t li u mặt ti p giáp tư ng - n n H số ma sát f Bê tông và bê tông 0,55 Đá xây và đá xây 0,65 Đá hộc và đá hộc 0,70 Bê tông và đá hộc (bề mặt sửa phẳng bằng đá dăm) 0,60 Đá xây và đá hộc (bề mặt sửa phẳng bằng đá dăm) 0,65 Đá đ và nền cát thô, cát mịn 0,50 ÷ 0,60 Đá đ và nền cát bột 0,40 Đá đ và nền đất á cát 0,35 ÷ 0,50 Đá đ và nền sét, á sét 0,30 ÷ 0,45 + Trƣờng hợp có lực dính kết trên mặt trƣợt Hệ s n định ch ng trượt theo theo mặt đáy lớp đệm như sau: Ks = (G + g )tgϕ 0 + C 0 A + PE p (14) Trong đó: ϕo - Góc ma sát giữa đáy tường và nền; Co - Lực dính kết đơn vị trên mặt trượt; A - Diện tích đáy mặt trượt. - Hệ số an toàn chống trƣợt phẳng K: + Đ i với các công trình bê tông hoặc đá xây có đáy tiếp xúc với nền phi nham thạch: hệ s an toàn ch ng trượt phẳng quy định trong Bảng 11. Bảng 11. Hệ số an toàn ȏn định chống truợt trên nền phi nham thạch Cấp công trình I II III IV V Cơ bản 1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 Đặc biệt 1,20 1,15 1,10 1,05 1,05 T hợp tải trọng + Đ i với các công trình bê tông hoặc đá xây có đáy tiếp xúc với nền nham thạch: hệ s an toàn ch ng trượt phẳng quy định trong Bảng 12. 24 Bảng 12. Hệ số an toàn ȏn định chống trƣợt trên nền nham thạch Cấp công trình I II III IV V Cơ bản 1,15 1,10 1,10 1,05 1,05 Đặc biệt 1,10 1,05 1,05 1,00 1,00 T hợp tải trọng b) n định ch ng lật Kiểm tra n định lật của tường về phía biển theo sơ đ tính toán n định dạng tường đứng (Hình 4). Tính toán n định của tường theo nguyên lý của tường chắn đất. T−êng ®øng KHèI §ÊT §¾P Hình 4. Sơ đồ tính toán ổn định dạng tư ng đứng Hệ s n định ch ng lật thân tường: K at = MC MG (15) Trong đó: Kat - Hệ s an toàn n định ch ng lật tính toán lấy bằng hệ s an toàn n định cho phép tra theo Bảng 13. MC - Mô men ch ng lật, tính toán với tâm lật B ở trường hợp mực nước phía biển thấp và mực nước ngầm phía đ ng cao; tâm lật C ở trường hợp đang thi công, chưa đắp đất phía lưng tường và mực nước phía biển là MNTK. MG - Mô men gây lật. Bảng 13. Hệ số an toàn ȏn định chống lật Cấp công trình I II III IV V Cơ bản 1,6 1,5 1,5 1,3 1,3 Đặc biệt 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 T hợp tải trọng 25 GHI CHÚ: - Tȏ hợp tải trọng cơ bản là tải trọng trong điều kiện công trình làm việc bình thƣờng. - Tȏ hợp tải trọng đặc biệt là tải trọng trong điều kiện thi công hoặc khi có động đất. - Các giá trị hệ số an toàn thiết kế không đƣợc vƣợt quá 20% đối với điều kiện tải trọng cơ bản và 10% trong điều kiện tải trọng đặc biệt. 7.3.4. Tính toán lún Phải xác định độ lún t ng cộng của thân đê và nền đê ở vị trí đường tim dọc đê và các vị trí cần thiết khác ở các mặt cắt đại diện cho các đoạn đê. Lún nền đê bao g m 2 thành phần chính: lún ban đầu và lún c kết. Lún ban đầu là lún gây ra ngay sau khi gia tải. Lún c kết là lún gây ra do tác dụng của tải trọng ngoài theo thời gian. 7.3.4.1. Tính toán lún ban đầu Trị s lún ban đầu Si được tính toán theo công thức (16) S i = ζP B (1 − μ 2 ) E (16) Trong đó: P - Áp lực phân b đều trên nền đê biển, (KN/m2). B - Kích thước cạnh ngắn của nền đê, (m). μ - Hệ s Poisson của đất (đ i với đất bão hoà, μ = 0,5). E - Môđun đàn h i của đất nền (KN/m2), xác định thông qua thí nghịêm cắt không thoát nước 3 trục hoặc thí nghiệm nén đơn trục. ζ - Hệ s ảnh hưởng, có thể tham khảo trị s trong Bảng 14. Bảng 14. Hệ số ảnh hƣởng Trị số ζ đối v i n n có tính dẻo Đi m Đi m Trung bình Trị số ζ đối v i n n cứng trung giữa góc toàn n n bình toàn n n 2 1,53 0,77 1,30 3 1,78 0,89 1,52 5 2,11 1,05 1,83 10 2,58 1,29 2,25 100 4,0 2,0 3,70 T l dài r ng của n n đê L/B Hơi nh hơn so với trị s của nền có tính dẻo Khi không có s liệu về trị s E, độ lún ban đầu có thể tính theo công thức (17) 26 ⎡1 1⎤ Si = ⎢ ÷ ⎥So ⎣ 4 3⎦ (17) So - T ng giá trị lún khi cọc bên không chuyển dịch ra ngoài nữa, sau khi đã hoàn tất chất tải. 7.3.4.2. Tính toán lún cố kết Giá trị lún c kết Sc tính toán theo công thức (18) Sc = ∑ S j = ∑ e1 j − e 2 j 1 + e1 j hj (18) Trong đó: e 1j - hệ s rỗng khi nén đã n định dưới tác dụng của trọng lực của lớp đất thứ j. e 2j - hệ s rỗng khi nén đã n định dưới tác dụng của ứng lực tỷ lệ của lớp đất thứ j và ứng lực phụ gia. hj - Chiều dày lớp đất thứ j, (m). Sj - Lượng nén ép của lớp đất thứ j (m). Đ i với đê đắp trên nền đất yếu thì tính hết các loại lún bao g m các độ lún tức thời, c kết sơ cấp và lún thứ cấp, phương pháp tính tham khảo sách chuyên ngành. Đ i với đê đắp trên nền đất yếu thời gian tính lún bằng khoảng thời gian từ khi thi công xong đến thời điểm nâng cấp đê định kỳ, khoảng thời gian này do chủ đầu tư quyết định (không nên dưới 15 năm). Độ lún cho phép theo thời gian đ i với công trình đê trên nền đất yếu như sau Bảng 15: Bảng 15. Độ lún cho phép Vị trí đoạn đê đắp trên đất yếu Gần m cầu Chỗ có c ng dưới đê Các đoạn nền đắp thông thường ≤ 10cm ≤ 20cm ≤ 30cm 7.3.5. Thi t k kè bảo v mái đê Kè bảo vệ mái đê biển thường được gọi là kè biển. Kết cấu kè biển bao g m ba phần: thân kè, chân kè và đỉnh kè. 7.3.5.1 Yêu cầu vật liệu và hình thức, điều kiện áp dụng kết cấu thân kè a) Yêu cầu vật liệu: Vật liệu làm kè bảo vệ mái đê biển cần đáp ứng các điều kiện sau: + Đảm bảo ȏn định dƣới tác động của sóng thiết kế; + Đảm bảo đủ độ bền dƣới tác dụng xâm nhập mặn; 27 + Đảm bảo độ thoát nƣớc qua lớp bảo vệ; + Thuận tiện trong thi công, vận chuyển, lắp đặt, sửa chữa và thay thế; b) Hình thức kết cấu và điều kiện áp dụng: Lựa chọn hình thức kết cấu thân kè (Kết cấu bảo vệ mái) phụ thuộc vào tải trọng tác động, các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật, điều kiện thi công, yêu cầu sử dụng để quyết định. Bảng 16 nêu tóm tắt một s loại kết cấu kè ph biển và điều kiện áp dụng. Trên thực tế, thiết kế có thể áp dụng đa dạng các hình loại kết cấu bảo vệ khác nhau (khác so với Bảng 16), nhưng khi đó cần phải có nghiên cứu, kiểm nghiệm về tính an toàn, n định của kết cấu trước khi áp dụng. Bảng 16. Dạng kết cấu bảo vệ mái và điều kiện sử dụng TT Đi u ki n áp dụng K t c u l p gia cố mái - Sóng có Hs≤ 0,5m, dòng chảy có V < 1m/s hoặc có rừng 1 Tr ng c phòng hộ trước đê - Mái đê phù hợp để c phát triển 2 Đá hộc thả r i 3 Đá hộc lát khan - Nơi có ngu n đá phong phú - Mái đê thoải, ít yêu cầu mỹ quan - Nơi có ngu n đá phong phú, có loại đá tuyển chọn đáp ứng yêu cầu thiết kế - Mái đê đầm nện chất lượng t t 4 Đá hộc xây - Sóng nh , dòng chảy mạnh, loại đá rời sẵn có có kích thước không đáp ứng được yêu cầu thiết kế - Kích thước đá không đáp ứng yêu cầu thiết kế 5 Thảm rọ đá - Sóng lớn, có dòng chảy mạnh - Có loại rọ thép chịu mặn 6 Cấu kiện bê tông đúc sẵn, ghép rời - Sóng lớn - Nền mái đê chất lượng từ trung bình đến t t - Yêu cầu mỹ quan - Sóng trung bình, dòng chảy mạnh 7 Cấu kiện bê tông đúc - Yêu cầu mỹ quan sẵn, liên kết mảng. - Nền mái đê n định ch ng lún t t - Có điều kiện thi công và chế tạo mảng 8 9 28 Cấu kiện chất lượng cao - Sóng lớn (ví dụ như Basalton, - Nền kè (thân đê) có chất lượng từ trung bình Hydroblock); - Yêu cầu mỹ quan Hỗn hợp nhiều loại - Mực nước dao động lớn, mái gia c dài - Yêu cầu sử dụng khác nhau 7.3.5.2 Xác định kích thƣớc kết cấu bảo vệ mái kè - Kích thước cơ bản của kết cấu thân kè là chiều dày t i thiểu vật liệu làm kè (vật liệu bảo vệ mái) theo phương vuông góc với mái đê và trọng lượng yêu cầu của từng cấu kiện/ kh i vật liệu. Cần đáp ứng các điều kiện sau: + Đảm bảo ȏn định dƣới tác động của sóng thiết kế; + Đảm bảo đủ độ bền dƣới tác dụng của ngoại lực và xâm nhập mặn; + Thuận tiện trong thi công, vận chuyển, lắp đặt, sửa chữa và thay thế; - Chiều dày của vật liệu bảo vệ mái được xác định theo công thức Pilarczyk (1998): D≥ Hs .ξ pb Ψ u .Φ.Δ m .cosα (19) Trong đó: Φ - Hệ s Hệ s n định biểu thị cho ngưỡng chuyển động/ n định của vật liệu. n định Φ cho các hệ th ng c t liệu dạng rời dưới tác dụng của sóng, được xác định theo công thức của Van der Meer (1984): 2 0,18 ⎛ Sb ⎞ Φ = 6.2 Pb . ⎜ ⎟ ⎝N⎠ 0,1 (ξ < 3) (20) Với: Pb- Hệ s phản ánh khả năng thấm/thoát nước của thân và nền kè; thường chọn Pb = 0,1 đ i với kè bảo vệ mái đê; Sb- Tham s hư h ng ban đầu, có thể lấy bằng 0.5 đến 2.0 đ i với cấu kiện bê tông đúc sẵn xếp độc lập và bằng 3 với đá lát khan, đá đ r i; N- S con sóng tới công trình trong một trận bão; ⎛ 3600.Tb N = 70%⎜⎜ ⎝ Tm ⎞ ⎟⎟ ⎠ Trong đó: Tb: thời đoạn bão (giờ), thường trong khoảng từ 4 đến 6 giờ; Tm : Chu kỳ sóng trung bình. ξp - Chỉ s sóng vỡ Iribarren ứng với chu kỳ đỉnh ph sóng Tp; ξp = tan α s0 = tan α Hs L0 hay ξ p ≈ 1,25.T p . tan α (21) Hs 29 Công thức này có thể áp dụng với ξ p ≤ 3 (điều kiện sóng vỡ). Trường hợp ξ p > 3 vẫn có thể sử dụng các kích thước được tính với trường hợp ξ p = 3 ; Với: α Hs - Góc nghiêng của mái d c (mái kè) (độ); - Chiều cao sóng thiết kế tại chân công trình (m); trường hợp, sử dụng các giải pháp giảm sóng trước đê, bãi có rừng cây chắn sóng thì phải kể đến hệ s triết giảm sóng; D Δm - Kích thước (chiều dày) đặc trưng của cấu kiện bảo vệ; - Tỷ trọng tương đ i của vật liệu làm cấu kiện bảo vệ mái, kiểu cấu trúc bảo vệ; D và Δm được xác định theo các hệ th ng đặc trưng như sau: * Đá: D = Dn = Δm = Δ = 3 ρb M 50 (22) γb −1 γn Trong đó: M50: Kh i lượng trung bình theo đường cấp ph i tại m đá ρb: Kh i lượng riêng của đá * Kh i bảo vệ: D = chiều dày của cấu kiện bảo vệ Δ m = Δ ; * Thảm bảo vệ: D = d = chiều dày trung bình của lớp thảm bảo vệ; Δ m = (1 − n).Δ = (1 − n).( γb − 1) γn (23) Với: n - Độ rỗng thể tích của vật liệu; Δ - Tỉ trọng tương đ i của vật liệu. Đ i với vật liệu đá hộc (khai thác ở m ) thông thường: Δ m = (1 − n).Δ = 1 (24) b- Hệ s mũ có liên quan đến sự tương tác giữa sóng và loại mái kè (độ nhám, độ rỗng/tính thấm v.v...) (0,5 ≤ b ≤ 1,0); + b = 0,5: với mái kè bằng đá đ có độ nhám, thấm nước; + b = 1: với mái kè bằng các kh i xếp nhẵn và ít thấm nước; + b ≈ 2/3: giá trị đại diện thông dụng cho các hệ th ng khác (cấu kiện trung bình) ví dụ như các kh i dạng hở và các lớp đệm kh i, thảm bảo vệ có thiết kế đặc biệt); Ψu- Hệ s chất lượng n định mái kè, xác định theo loại kết cấu bảo vệ – tra tại Bảng 17; 30 Bảng 17. Hệ số chất lƣợng ȏn định mái kè ( Ψ u ) Loại k t c u bảo v mái kè H số ch t lượng ổn định mái kè Kè đá đȏ 2 lớp (giá trị chuẩn) Kè đá tự nhiên chất lƣợng kém (kích thƣớc không đȍng đều); ( Ψu ) 1,0 1,0 Kè đá tự nhiên chất lƣợng tốt (kích thƣớc đȍng đều); 1,5 Cấu kiện chất lƣợng cao (Basalton, Hydroblock); 2,0 Đá nhựa thâm nhập; 2,0 Cấu kiện rọ đá; 2,5 Liên kết mảng 2,5 Khi sử dụng các cấu kiện bảo vệ mái dạng khác so với đã nêu tại Bảng 17, yêu cầu thiết kế phải chứng minh được độ n đỉnh yêu cầu và tính tin cậy của các cấu kiện đó thông qua nghiên cứu thí nghiệm mô hình tỉ lệ lớn hoặc thử nghiệm thực tế và được cơ quan quản lý công nhận. 7.3.5.3.Cơ đê phía biển Cơ đê phía biển - thềm giảm sóng nhằm giảm chiều cao sóng leo, tăng cường n định cho thân đê, thường được b trí ở vùng có sóng lớn. Cao trình cơ đê ngang cao trình mực nước thiết kế sẽ đạt hiệu quả giảm sóng lớn nhất. vượt quá ¼ chiều dài sóng nước sâu (Bcơ ≤ 0,25L0). Chiều rộng cơ t i thiểu bằng 3,0m; bằng hoặc lớn hơn 1,5 lần chiều cao sóng nhưng không B trí các m giảm sóng và d c về phía biển từ 1/15 đến 1/20 để giảm chiều cao sóng leo, tiêu tán năng lượng sóng. Độ giảm sóng leo do tác động của cơ được xác định theo Phụ lục C Đ i với những tuyến đê biển quan trọng, quy mô lớn, cao trình và kích thước cơ giảm sóng có thể xác định thông qua thí nghiệm mô hình. 7.3.5.4.Chân kè phía biển Việc tính toán kích thước, lựa chọn kết cấu chân kè phải căn cứ vào các yếu t gây xói chân công trình g m: sóng vỡ (gần chân công trình), sóng leo và dòng rút trên mái đê, sóng phản xạ, tính chất cơ lý của bãi trước đê; vật liệu bảo vệ mái, bãi trước đê để lựa chọn kết cấu phù hợp. Thông thường có 02 loại kết cấu chân kè: chân kè nông; chân kè sâu. a) Chân kè nông - Điều kiện áp dụng: Chân kè nông được áp dụng cho vùng b i, chỉ ch ng đỡ tác động của sóng và dòng chảy do sóng tạo ra. - Hình thức áp dụng: 31 + Thềm phủ: được b trí n i hoặc chìm, chiều dày bằng (1 ÷ 2) lần chiều dày lớp bảo vệ mái đê phía trên đ i với thềm phủ n i và (2 ÷ 3) lần đ i với thềm phủ chìm; + M đỡ: Là hình thức kết hợp giữa kết cấu thềm phủ n i và thềm phủ chìm, phù hợp với khu vực có cao trình bãi thấp; + Thềm chôn trong đất: thường được ứng dụng cho khu vực có cao trình bãi cao, đ i với bãi thấp nên sử dụng lăng thể đá đ hoặc cấu kiện bê tông đúc sẵn. Độ sâu được xác định theo điều kiện địa hình bãi, chiều cao sóng, dòng chảy v.v… + Thảm đá hoặc rọ đá xếp: Có tác dụng đẩy h xói ra xa chân kè, làm giảm nguy cơ xói lở chân kè cũng như mái đê phía biển. Chiều dài thảm đá phải bằng (3 ÷ 4) lần chiều cao sóng có nghĩa trước chân công trình đ i với kết cấu thảm n i và (2 ÷ 3) lần đ i với kết cấu thảm chìm. Một s dạng chân kè nông ph biến được minh họa trong Hình 5. Ym.e Hs <= Ym.e <= 1.25Hs D¹ng bÖ ch×m cã dÇm khãa D¹ng thÒm ch«n cã dÇm khãa D D ~ 2D 3H ~ 4.5H Líp lãt Ym.e =H V¶i läc D D¹ng bÖ ch×m kh«ng cã dÇm khãa D¹ng thÒm ch«n kh«ng cã dÇm khãa Hình 5. Một số dạng chân kè nông b) Chân kè sâu - Điều kiện áp dụng: Chân kè sâu được áp dụng cho vùng bãi biển bị xâm thực mạnh, bảo đảm n định cho chân kè khi mặt bãi bị xói sâu. - Hình thức áp dụng: + Cọc cừ hay bản cừ bằng gỗ, bê tông, bê tông c t thép hoặc cừ ván thép, kết hợp với lăng thể bằng đá hộc; + ng buy bằng bê tông c t thép hình lục lăng (kiểu chân kè HWRU-TEO - 2001 một hoặc nhiều tầng so le) kết hợp với lõi đá đ và lăng thể bằng đá hộc; + Hỗn hợp; Một s dạng chân kè sâu ph biến được minh họa trong Hình 6. 32 D¹ng cäc cõ / b¶n cõ kÕt hîp l¨ng thÓ gia cè b §¸ héc B¶n BTCT Cäc BTCT hoÆc cäc gç MNTK Líp b¶o vÖ MNTK Líp b¶o vÖ èng trßn BTCT èng trßn BTCT §¸ ®æ èng buy §¸ ®æ èng buy D¹ng èng buy ®«i kÕt hîp l¨ng thÓ gia cè b»ng ®¸ héc D¹ng èng buy ®¬n kÕt hîp l¨ng thÓ gia cè b»ng ®¸ héc Hình 6. Một số dạng chân kè sâu c) Độ sâu xói tới hạn Độ sâu xói tới hạn của chân kè phía biển phụ thuộc vào năng lượng sóng và địa chất nền, được tính toán theo công thức kinh nghiệm sau: Smax = 1,5×Hs (25) Trong đó: Smax - Chiều sâu h xói cân bằng (m); Hs - Chiều cao sóng thiết kế (m); Ls - Chiều dài sóng thiết kế (m); Căn cứ chiều sâu h xói để quyết định phạm vi gia c chân kè. Nếu bảo vệ chân kè theo phương đứng, độ sâu bảo vệ t i thiểu bằng 1,25 lần chiều sâu h xói. Nếu bảo vệ theo phương ngang, bề rộng lớp bảo vệ t i thiểu bằng từ 3 đến 4 lần chiều cao sóng thiết kế tại chân công trình. Nếu kết hợp các hình thức trên, tùy theo từng trường hợp cụ thể để quyết định. Ngoài việc tính toán xói tới hạn do ảnh hưởng của sóng như công thức nêu trên, đ i với khu vực dự án còn bị xói lở do ảnh hưởng của dòng ven, mất cân bằng bùn cát ở những khu biển tiến, cần điều tra quá trình diễn biến xói b i của bãi và vùng lân cận để quyết định lựa chọn chiều sâu h xói phù hợp, đảm bảo n định chân kè lâu dài. 33 d) Kích thước vật liệu Vật liệu bảo vệ chân kè thông thường bằng đá hộc, trọng lượng viên đá phải đủ lớn để n định trước tác động của các ngoại lực, đặc biết đ i với dòng chảy rút xu ng khi sóng leo lên mái. Trọng lượng n định của viên đá gia c chân kè (Gđ) phụ thuộc vào vận t c cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân kè và được tra theo Bảng 18. Bảng 18. Khối lƣợng viên đá bảo vệ chân kè theo Vmax Vmax (m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0 Gđ (kG) 40 80 140 200 Trong đó, Vmax là vận t c cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân kè được xác định theo công thức sóng đứng của Izơbas: Vmax = π .Ls π .H s 4.π .h . sinh g Ls Vmax - Vận t c cực đại của dòng chảy (m/s). Ls, Hs - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế tại chân công trình (m). h - Độ sâu nước tại vị trí đỉnh chân kè (m). g - Gia t c trọng lực (m/s2). (26) Chiều dài sóng thiết kế (Ls) có thể xác định theo Bảng tra các tham s sóng của Wiegel (1964); Lƣu ý: - Trong khu vực nƣớc nông (h/L < 0,05), chiều dài sóng thiết kế có thể đƣợc tính theo công thức: L = T gh (27) - Khi sử dụng Bảng 18 ở trên có thể nội suy hoặc ngoại suy các giá trị kh i lượng viên đá (Gđ) từ các giá trị vận t c Vmax tính được căn cứ vào các s liệu đã cho trong bảng. 7.3.5.5. Thiết kế kết cấu đỉnh kè a) Đ i với đê có tường đỉnh: Phần tiếp giáp giữa thân kè và tường đỉnh là đỉnh kè (Hình 7 ) 34 Hình 7. Các dạng kết cấu đỉnh kè có tƣờng đỉnh b) Đ i với đê không có tường đỉnh: Đỉnh kè là phần tiếp giáp với gờ an toàn phía biển, thường được thiết kế cấu tạo phụ thuộc kết cấu mặt đê. 7.3.5.6. Thiết kế tầng lọc a) Tầng lọc bằng c t liệu rời Thiết kế tầng lọc hạt cần được thực hiện theo trình tự và các yêu cầu kỹ thuật tương tự như trong TCVN 8216:2009 - "Thiết kế đập đất đầm nén" và TCVN 8422:2010 - "Công trình thuỷ lợi Thiết kế tầng lọc ngƣợc công trình thuỷ công". Thành phần hạt các lớp của tầng lọc cần bảo đảm các điều kiện sau: + Tính n định bên ngoài: d15 F <5 d15 B (28) + Tính n định bên trong: d 60 < 10 d10 (29) + Tính thấm: d15 F >5 d15 B (30) Trong đó: dF - đường kính hạt lớp lọc. dB - đường kính hạt đất nền. - Chiều dày của mỗi lớp lọc d0 được xác định theo công thức: 35 d0= 50.d15 (31) Hoặc lấy theo kinh nghiệm: + Lớp trong: d02= (10÷15) cm; + Lớp ngoài: d01= (15÷ 20) cm; b) Tầng lọc bằng vải địa kỹ thuật Vải địa kỹ thuật có khả năng: ngăn cách, lọc, gia c , dẫn và thoát nước, và được thiết kế tiếp giáp với thân đê. Các tiêu chuẩn chính cho việc lựa chọn vải địa kỹ thuật là: - Vải có khả năng ch ng hư h ng trong thi công và lắp đặt. - Lực kháng xuyên thủng của vải địa. - Vải có các đặc điểm thích hợp về lọc ngược và thoát nước. - Độ bền cao khi tiếp xúc với ánh sáng. Khi thiết kế cần phải lựa chọn loại vải với các tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp về cấp ph i của đất đắp thân đê, đáp ứng các yêu cầu về thoát nước và giữ đất, đ ng thời cần phải kiểm tra n định trượt theo bề mặt của lớp lọc Tầng lọc bằng cốt liệu rời hoặc bằng vải địa kỹ thuật đều áp dụng cho cả thân, chân và đỉnh đê, kè. 8. Công trình bảo v bãi, giảm sóng Bãi trước đê biển giữ vai trò hết sức quan trọng đ i với sự an toàn của đê, cần được theo dõi, bảo vệ. Đặc biệt là khu vực bãi trước đê đang bị xâm thực; các giải pháp bảo vệ bãi g m: - Tr ng rừng phòng hộ trước đê để giữ bãi và giảm sóng. - Xây dựng hệ th ng m hàn, tường giảm sóng, ... - Nuôi bãi nhân tạo. 8.1. Trồng rừng phòng h 8.1.1. Tác dụng và yêu cầu Rừng phòng hộ ven biển là một bộ phận cấu thành của công trình đê biển, có tác dụng giảm chiều cao sóng trước chân đê, tăng khả năng lắng đọng phù sa bảo vệ bãi, bảo vệ môi trường sinh thái... Các yêu cầu khi thiết kế rừng phòng hộ ven biển: - Xác định phạm vi; - Phân tích tình hình th nhưỡng, thủy văn, hải văn và địa hình vùng bãi thuộc dự án. - Xác định chủng loại cây, kích thước và thời vụ tr ng thích hợp. 36 - Biện pháp bảo dưỡng, chăm sóc và ngăn chặn tác động ngoài ý mu n đ i với yêu cầu sinh trưởng phát triển của cây tr ng. - Xác định mức độ giảm chiều cao sóng trước đê. 8.1.2. Thiết kế trồng cây 8.1.2.1. Trȍng mới Cây được tr ng thành các hàng song song với bờ biển và b trí so le nhằm đạt hiệu quả chắn sóng t i ưu. Tùy theo, yêu cầu giảm sóng và trạng thái rừng để thiết kế mật độ tr ng thích hợp (Bần chua, Bần trắng: 1.600 - 5.000 cây/ha; Mắm trắng, Mắm đen, Mắm biển: 2.500 - 10.000 cây/ha; Đước: 2.500 - 10.000 cây/ha; Dừa nước: 2.500 - 4.400 cây/ha; Trang: 2.500 - 10.000 cây/ha; Tra: 1.600 - 4.000 cây/ha). 8.1.2.2. Trȍng bȏ sung: Đ i với bãi phía biển đã có rừng cây, song mật độ, kích thước của rừng cây chưa đáp ứng được yêu cầu giảm sóng, cần lựa chọn loài cây phù hợp để tr ng b sung. Lƣu ý: Khi thiết kế trȍng phòng hộ trƣớc đê cần bố trí lối ra, vào cho tàu, thuyền (thƣờng rộng từ 50-100m) và để khoảng cách với bờ (từ 10-15m) để ngăn gia súc phá hoại cây. 8.1.3. Xác định hệ số giảm sóng Hệ s giảm sóng do có hệ th ng rừng ngập mặn trước đê được xác định như chỉ dẫn tại mục 6.2.3. 8.1.4 Xác định chiều rộng của đai rừng ngập mặn Quan hệ về giá trị giữa chiều rộng đai rừng ngập mặn và hệ s giảm sóng được biểu thị tại (Hình 8). Hình 8. Quan hệ chiều rộng đai rừng ngập mặn và hệ số giảm sóng 37 Hình 8 thể hiện giá trị hệ s giảm sóng Kt tính toán với nhiều giá trị về chiều rộng của đai rừng ngập mặn ở các trạng thái rừng khác nhau trong thực tế. Có thể thấy rằng đường biểu diễn tương quan của hệ s giảm sóng và chiều rộng đai rừng ngập mặn tương đương với tính toán của Quartel (2007). Đ i với rừng dày, sử dụng đường s 3; rừng trung bình: đường s 2; rừng thưa: đường s 1. Như vậy, với các trạng thái rừng ngập mặn sẵn có (rừng dày, trung bình hoặc thưa), ta có thể xác định được giá trị hệ s giảm sóng Kt tương ứng chiều rộng của dải rừng ngập mặn nhất định, phục vụ cho việc thiết kế đê biển tại khu vực đó. - Ngoài việc sử dụng dạng đ thị của Quartel để thiết kế đai rừng ngập mặn (với các trạng thái rừng đã có), trong những trường hợp nhất định còn có thể sử dụng theo đ thị ở các Hình 9, 10 và 11. Các đ thị này biểu diễn m i quan hệ giữa hệ s giảm sóng với bề rộng của đai rừng ngập mặn ở các điều kiện cây rừng có chiều cao vút ngọn (Hvn:m), mật độ (N: cây/ha) và độ tàn che (TC: %) khác nhau, trong khi c định các điều kiện khác. Hình 9: Chiều rộng đai cây ngập mặn yêu cầu và hệ số giảm sóng tƣơng ứng (mật độ N = 10.000 cây/ha và độ tàn che TC = 80%). Hình 10: Chiều rộng đai cây ngập mặn yêu cầu và hệ số giảm sóng tƣơng ứng (chiều cao vút ngọn của cây Hvn = 4m và độ tàn che TC = 80%). 38 Hình 11: Chiều rộng đai cây ngập mặn yêu cầu và hệ số giảm sóng tƣơng ứng (mật độ N = 10.000 cây/ha và chiều cao vút ngọn của cây Hvn = 4m). Hệ s giảm sóng tra trên các đường quan hệ từ kết quả tính toán và đo đạc ở một s hiện trường đại diên cho các vùng dự án. Các chỉ dẫn chi tiết về sử dụng giải pháp tr ng rừng ngập mặn xem thêm Phụ Lục E. 8.2. Bi n pháp công trình chống xói, giảm sóng 8.2.1. Chức năng, nhiệm vụ Đ i với vùng bãi biển bị xâm thực và tại đó không tr ng được cây chắn sóng, giải pháp bảo vệ bãi là xây dựng công trình giảm sóng, ch ng xói, tạo bãi. Các dạng công trình thường áp dụng là đập m hàn hoặc đập phá/giảm sóng. H−íng sãng Má hµn Dßng bïn c¸t ven bê Má hµn Båi T−êng gi¶m sãng H−íng sãng HÖ thèng má hµn Båi §−êng bê Hình 12. Các giải pháp bảo vệ bãi bằng công trình 8.2.2. Thiết kế hệ thống đập mỏ hàn, đập giảm sóng 8.2.2.1. Hệ thống đập mỏ hàn a) Nguyên tắc chung - Tính toán, xác định đường bao ngoài cho hệ th ng m hàn và n i tiếp với đường bờ về cả hai phía để tạo thành đường trơn thuận. - Chiều dài m hàn được xác định theo khu sóng vỡ và đặc tính của bùn cát tại khu vực cần xây 39 dựng m hàn. - G c m hàn cần n i tiếp n định vào vùng bờ và được gia c hai bên không bị sóng và dòng chảy gây xói. b) Các bộ phận của m hàn, g m: Mũi; Thân; G c. A B C D E F MÆt c¾t BiÓn MÆt b»ng Gia cè ®¸y Gèc má Th©n má Mòi má Hình 13.Cấu tạo mỏ hàn c) B trí hệ th ng m hàn - Tuyến: Cần xác định đường bờ mới cho đoạn bờ cần bảo vệ (đường bờ thiết kế), đường bờ mới này cần trơn thuận, n i tiếp t t với đường bờ đoạn không có m hàn. Chiều dài m hàn phụ thuộc vào độ d c bãi, thông thường mũi m hàn cần ra tới dải sóng vỡ ở mực nước triều trung bình. - Phƣơng đặt trục dọc: Trục dọc hệ m hàn trong hệ th ng thường đặt vuông góc với tuyến đường bờ thiết kế. Đ i với vùng bãi gần cửa sông chịu ảnh hưởng mạnh của dòng chảy từ sông và vùng bãi có dòng ven với t c độ lớn ( > 1m/s) thì trục m hàn đặt xuôi theo dòng chảy ( <900). - Chiều cao: Nhìn chung nếu chiều cao m hàn càng cao thì khả năng gây b i càng lớn. Tuy nhiên, trong thực tế nếu m hàn càng cao thì sóng phản xạ càng mạnh, gây xói chân mũi m hàn. Thông thường cao trình đỉnh m hàn cao hơn mực nước triều trung bình 0,5m. - Khoảng cách: Khoảng cách giữa các m hàn thường lấy bằng 1,5 đến 2,0 lần chiều dài m hàn đ i với bãi biển s i đá và 1,0 đến 1,5 lần đ i với bãi biển cát. Trường hợp dự án có quy mô lớn, phải tiến hành thử nghiệm, t chức quan trắc để điều chỉnh thiết kế cho phù hợp. - Các dạng mặt cắt đặc trƣng mỏ hàn: Thông thường m hàn đang được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam là loại m hàn mái nghiêng, có các dạng mặt cắt như sau: Loại a: Lõi kết cấu đá đ không phân loại, được bọc một lớp đá hộc lớn xếp khan, lớp phủ mái bằng đá hộc hoặc kh i bê tông. Loại b: Tại mực nước thi công đặt bậc cơ. Mái phía trên bậc cơ là đá lát khan hoặc đá xây. 40 Loại c: Các kh i bê tông hình hộp được chất trực tiếp trên đệm đá, hình thành thân công trình. Loại d: Trên đỉnh có đặt kh i bê tông dạng tường góc. Hình 14. Các dạng mặt cắt ngang mỏ hàn mái nghiêng 8.2.2.2. Hệ thống đập (tƣờng) giảm sóng a) Cấu tạo: Căn cứ vào mục đích khai thác, sử dụng vùng bãi cần bảo vệ, so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật các phương án để quyết định. Khoảng cách giữa bờ và tường giảm sóng thường lấy trong khoảng 0,5 đến 0,85 lần chiều rộng vùng sóng vỡ trong điều kiện thiết kế. Thân tường giảm sóng có một mặt cắt ngang gần như đ ng đều trên toàn bộ chiều dài và làm việc 2 phía: phía biển và phía bờ (Hình 15). 41 1) Mặt bằng 2) Nhìn chính diện từ bờ; 3) Cắt ngang Hình 15. Sơ đȍ cấu tạo tƣờng giảm sóng b) B trí tường giảm sóng -Tường giảm sóng: b trí ngầm, đặt cách bờ một khoảng cách nhất định, trục tường song song với bờ. - Tường giảm sóng có thể b trí thành từng đoạn ngắt quãng trong phạm vi hết chiều dài bờ cần bảo vệ, đoạn ngắt quãng nhằm trao đ i bùn cát giữa phía ngoài và phía trong tường. Tường giảm sóng làm việc có hiệu quả khi biên độ triều nh hơn 1,0m. - Chiều dài đoạn tường lấy bằng (1,5÷2,5) lần khoảng cách giữa tường và đường bờ, khoảng cách đoạn tường ngắt quãng lấy bằng (0,4÷0,6) chiều dài một đoạn tường và bằng hai lần chiều dài sóng. - Cao trình đỉnh tường nhô: có thể lấy bằng HTp + 1/2 HS ở vị trí đê + Độ lún. - Cao trình đỉnh tường ngầm: có thể lấy bằng HTp - 1/2 HS ở vị trí đê + Độ lún. (Đỉnh tƣờng ngầm thƣờng đặt thấp hơn cao trình mực nƣớc thiết kế 0,5m). - Chiều rộng đỉnh tường giảm sóng: Xác định qua tính toán n định công trình, thường lấy lớn hơn độ sâu nước dưới Ztp ở vị trí tường. 8.2.2.3. Xác định kích thước kết cấu bảo vệ mái đập: Kích thước và trọng lượng kh i phủ mái đập được xác định theo hướng dẫn nêu tại Phụ lục F. 42 8.3. Nuôi bãi nhân tạo 8.3.1. Khái niệm, quá trình hình thành và phát triển Nuôi bãi nhân tạo là loại công trình dùng phương pháp vận chuyển bùn cát từ nơi khác đến bù vào khu bờ, bãi biển cần thiết bảo vệ để duy trì, cải thiện sự n định của bờ biển hoặc để tạo ra một bãi biển theo ý mu n, khôi phục trạng thái tự nhiên. 8.3.2. Trình tự thiết kế - Đánh giá quá trình diễn biến và hiện trạng của bãi biển. - T chức quan trắc, nghiên cứu xác định biến động của bãi. - Xác định t ng lượng bùn cát thiếu hụt để b sung theo nguyên tắc kh i lượng b sung lớn hơn kh i lượng mất đi với thành phần hạt lớn hơn. - Xác định ngu n, kh i lượng và chất lượng cát b sung. - Xác định vị trí nuôi bãi (đ cát) dọc tuyến bờ bị xói. - Lập kế hoạch theo dõi, giám sát sau khi thực hiện nuôi bãi. - Thời gian b sung kh i lượng nuôi bãi phụ thuộc vào mức độ diễn biến của bãi và điều kiện thi công. - Kết hợp tr ng cây giữ bãi. - Lập kế hoạch theo dõi, giám sát, duy tu, bảo dưỡng, tái nuôi bãi sau khi công trình xây dựng. 8.3.3. Các thông số cơ bản của công trình nuôi bãi nhân tạo Công trình nuôi bãi nhân tạo g m các thông s cơ bản cần xác định như dưới đây (Hình 16): + Hình dạng mặt cắt ngang: Trước khi nuôi bãi (hiện trạng) và sau khi nuôi bãi. + Phạm vi nuôi bãi. + Cao độ và mái d c thiết kế. + Cao độ, chiều rộng, mái d c thềm bãi. + Thành phần hạt của bãi tự nhiên và của vật liệu b sung. + Kh i lượng nuôi bãi lần đầu và kh i lượng tăng cường theo định kỳ. + Chu kỳ nuôi bãi. 43 0 Cao ®é ®ôn c¸t §−êng ®Þa h×nh tù nhiªn MÆt c¾t thiÕt kÕ MÆt c¾t thiÕt kÕ + nu«i b·i t¨ng c−êng W 4 Cao ®é thÒm c¬ m B 2 Mùc n−íc 0 Dc -2 -4 -6 0 100 200 300 400 500 600 Hình 16. Các thông số cơ bản của một công trình nuôi bãi nhân tạo 8.3.4 Hình thức nuôi bãi Các dự án nuôi bãi nhân tạo có thể phân thành 3 loại chính sau: - Chuyển cát trực tiếp tới nơi cần nuôi bãi; - Dự trữ cát để nuôi bãi; - Nuôi bãi liên tục. Hai hình thức nuôi bãi đầu tiên thường được sử dụng trong các dự án nuôi bãi. Hình thức nuôi bãi liên tục là dạng đặc thù hay được sử dụng trong hệ th ng chuyển cát tại cửa sông hoặc cửa vào của một cảng biển để tránh hiện tượng b i lấp lu ng tàu vào cảng và hạn chế sự gián đoạn dòng vận chuyển bùn cát dọc bờ. 8.3.5 Vị trí nuôi bãi Cát nuôi bãi được đ vào các vị trí được thiết kế phụ thuộc vào mục tiêu và ngu n cát có được. Về nguyên tắc, cát được đ như sau (1) Đ trên bãi khô; (2) Đ trên bãi ngập nước; Nếu nuôi bãi nhằm hạn chế hiện tượng xói lở bờ thường xuyên, thì nơi áp dụng t t nhất là đ lên bãi khô và cát đ từ khoảng giữa mực nước thấp đến chân của đụn cát hoặc mực nước triều cao. Nếu khu vực dự án nuôi bãi không có ngu n cát, phải sử dụng ngu n cát ngoài khơi thì phải dùng biện pháp đ cát vào bãi trước, trong phạm vi của vùng sóng đ . Tuy nhiên, để cát có thể tái phân b hợp lý trên mặt bãi tới giới hạn đường sóng vỡ thì nên chọn thời điểm đ cát có thời tiết t t, gió nhẹ, sóng không lớn và đ ngay gần mép nước để chúng tràn dần lên bãi. 44 8.3.6 Khối lượng cát sử dụng nuôi bãi Kh i lượng bùn cát cần được cung cấp để nuôi bãi có liên quan mật thiết tới t c độ vận chuyển bùn cát dọc bờ. T c độ vận chuyển bùn cát dọc bờ, thời gian nuôi bãi và thể tích cát cần thiết để hình thành nên một hình dạng mặt cắt ngang bãi biển n định theo yêu cầu là căn cứ để xác định t ng thể tích cát cung cấp cho một bãi biển cụ thể. 8.3.7 Yêu cầu về kích thước của vật liệu sử dụng nuôi bãi Bùn cát khi sử dụng để nuôi bãi phải có đường kính trung bình bằng hoặc lớn hơn kích thước của hạt cát tại nơi nuôi bãi. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa hai kích thước hạt cát trước và sau khi nuôi bãi không nên quá lớn, vì nó có thể tạo thành các mái d c vượt quá mức cho phép hoặc gây hiện tượng xói lở ở hạ lưu của bãi cát được nuôi dưỡng do các hạt cát thô bị giảm sự di động. Một điểm nữa cần quan tâm là hàm lượng sét và hạt mịn có trong cát sử dụng nuôi bãi. Để đảm bảo các yêu cầu về quá trình sinh học, chất lượng môi trường nước và cân bằng sinh thái ở vùng bờ thì cát sử dụng nuôi bãi phải có ít hạt mịn. Nếu cát sử dụng nuôi bãi chứa quá nhiều hạt mịn hoặc sét thì phải rửa sạch trước khi sử dụng để nuôi bãi. 8.3.8 Nguồn cát nuôi bãi Ngu n cát sử dụng nuôi bãi có thể lấy từ vùng nước sâu ngoài khơi, hoặc có thể kết hợp lấy từ dự án khác trong cùng khu vực, ví dụ kết hợp dự án nạo vét mở rộng hay khơi sâu lu ng tàu phục vụ giao thông vận tải thủy. Ngoài ra có thể sử dụng ngu n cung cấp bùn cát ở các bãi biển đang được b i tích ở lân cận. 9. Quản lý và bảo v cồn cát ven bi n 9.1.Vai trò của cồn cát ven bi n C n cát được hình thành qua nhiều năm do gió th i mang cát đến bị giữ lại bởi thảm thực vật hoặc các vật cản khác trên vùng bãi biển C n cát ở miền Trung Việt Nam giữ vai trò như các tuyến đê biển tự nhiên bảo vệ các vùng đất phía trong đất liền kh i bị thiệt hại do các tác động của triều cường, gió, bão, sóng và ngập lụt. Tùy theo vị trí địa lý, phạm vi, kích thước, hình dạng, quy mô của c n cát và m i quan hệ của chúng đ i với các yếu t hải văn và địa hình vùng đất phía trong đất liền, vai trò bảo vệ của c n cát được phân thành các mức độ sau: - Cȍn cát có vai trò bảo vệ thấp: trong trường hợp này các khu vực hạ tầng, dân cư nằm phía sau có cao độ mặt đất tự nhiên trung bình lớn hơn cao độ đỉnh c n cát và được ngăn cách với c n cát bằng các đầm, phá , lạch sông - Hình 17 (a) - Cȍn cát có vai trò bảo vệ trung bình: với trường hợp này, các khu vực hạ tầng, dân cư nằm phía sau c n cát có cao độ mặt đất tự nhiên trung bình lớn hơn cao độ mực nước biển cao nhất trung bình và thấp hơn mực nước biển trong bão – Hình 17 (b) 45 - Cȍn cát có vai trò bảo vệ cao: với trường hợp này, các khu vực hạ tầng, dân cư nằm phía sau c n cát có cao độ mặt đất tự nhiên trung bình bằng hoặc thấp hơn mực nước biển cao nhất trung bình và thấp hơn nhiều so với mực nước biển trong bão – Hình 17 (c) Hình 17. Mô tả vai trò bảo vệ của cȍn cát ven biển 9.2. Phạm vi và các y u tố đặc trưng của cồn cát ven bi n 9.2.1 Phạm vi cồn cát Phạm vi c n cát ven biển được xác định dựa theo đặc trưng địa hình và các yếu t mực nước biển, cụ thể là khu vực nằm tiếp giáp với mực nước trung bình cao nhất, vùng đất liền phía trong và các giới hạn bên được đánh dấu bằng sự thay đ i về độ d c từ 1% đến dưới 10% (Hình 18) Hình 18. Sơ họa và mô tả các yếu tố của cȍn cát ven biển 46 9.2.2 Tính toán xói lở cồn cát Để đánh giá và dự đoán mức độ xói lở trong bão của c n cát ven biển thường sử dụng các phương pháp khảo sát quan trắc theo dõi và các mô hình tính hiện khá thông dụng trên thế giới, trong tiêu chuẩn này giới thiệu một phương pháp và mô hình tính toán của Hà lan, mô hình DUROSPlus tại Phụ lục G. Hình 19. Sơ đȍ mô tả xói lở cȍn cát do sóng trong bão trên mặt cắt ngang 9.3. Giải pháp quản lý bảo v cồn cát ven bi n 9.3.1. Giải pháp không công trình Nhằm kiểm soát các hoạt động để bảo vệ đ i với c n cát đóng vai trò đê biển, cần tiến hành các giải pháp sau: - Xây dựng, b sung các văn bản pháp lý quản lý và bảo vệ c n cát ven biển với mục đích phòng ch ng thiên tai. - Tuyên truyền và thông tin nâng cao nhận thức cộng đ ng - Quản lý th ng nhất các hoạt động phát triển kinh tế xã hội trên phạm vi c n cát: - T chức, thực hiện việc đo đạc, theo dõi các biến động của c n cát 9.3.2. Giải pháp công trình Trong tiêu chuẩn này, trước mắt chỉ giới thiệu một s giải pháp bảo vệ tăng cường n định và ch ng xói lở c n cát phù hợp với thực tế c n cát ven biển miền Trung Việt Nam, bao g m: - Tr ng c , tạo thảm phủ trên c n cát - Hàng rào chắn cát - Phục h i và tái tạo lại mặt cắt bãi biển và c n cát - Bảo vệ c n cát bằng túi cát - Tạo các vỉa ngầm trước c n cát 47 - Đê chắn sóng gần bờ 10. Yêu c u k thu t trong thi công 10.1 Thi công đê 10.1.1. Yêu cầu kỹ thuật thi công đê - Thi công theo tiêu chuẩn ngành TCVN 8216:2009 - "Quy trình thi công đập đất đầm nén". - Cần có mặt bằng và thời gian thi công phù hợp, hạn chế ảnh hưởng của thủy triều, sóng và các tác động khác từ biển. - Đắp đê theo từng lớp, chiều dày mỗi lớp không được lớn hơn 50cm. - T chức thi công theo hình thức cu n chiếu, hoàn thành từng phân đoạn bao g m cả hạng mục bảo vệ mái đê. 10.1.2. Vật liệu đất đắp - Đất đắp phải đảm bảo chỉ tiêu cơ lý, trữ lượng theo quy định của thiết kế, được xác định cụ thể trong giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công; - Nếu lấy đất tại chỗ ngoài các yêu cầu trên còn đảm bảo khoảng cách từ chân đê tới nơi lấy đất theo quy định của Luật đê điều và không làm ảnh hưởng đến rừng cây chắn sóng. - Thiết bị đầm phải phù hợp với chỉ tiêu cơ lý của đất đắp do thiết kế quy định đảm bảo liên kết giữa các lớp đầm thành một kh i đ ng nhất. 10.2. Thi công công trình bảo v mái đê 10.2.1.Kè đá - Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, chất lượng theo tiêu chuẩn hiện hành. - Cần kiểm tra cường độ nén của đá ở phòng thí nghiệm đáp ứng yêu cầu thiết kế. - Chiều dày kè phải đảm bảo không sai lệch với thiết kế quá 5%. 10.2.2 Công trình kè bê tông Yêu cầu vật liệu cát, s i, nước, xi măng dùng chế tạo bê tông theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành; Yêu cầu kỹ thuật và Phương pháp thử hỗn hợp bê tông thủy công theo TCVN 8218:2009, TCVN 8228:2009 và TCVN 8219:2009. Tuyết đ i không được xử dụng cát mặn, nước mặn và các vật liệu khác bị ảnh hưởng bởi nước mặn đưa vào thi công xây dựng công trình. 10.3. Thi công l p lọc Đ i với lớp lọc bằng vải địa kỹ thuật: Chất lượng vải phải đạt yêu cầu thiết và kiểm tra theo TCVN 8222:2009 và TCVN 8482:2010 - "Vải địa kỹ thuật - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử". 48 10.4. Thi công mỏ hàn - Căn cứ thiết kế, năng lực thi công và mức độ ảnh hưởng của triều, sóng, dòng chảy đ i với các vị trí trên thân đê để xác định trình tự thi công phân đoạn, phân lớp. - Phương pháp xếp kh i tetrapod trên mái nghiêng (Hình 20 ) Hình 20. Phƣơng pháp lắp đặt khối tetrapod trên mái nghiêng a. Mặt cắt ngang; b. Mặt bằng - Đ i với kh i Tetrapod: s lượng lắp đặt thực tế so với thiết kế không sai lệch quá ± 5%. 10.5 Môi trư ng Trong quá trình thi công phải hạn chế ảnh hưởng đến môi trường, trong đó cần trú trọng không làm t n hại đến rừng cây chắn sóng, c n cát tự nhiên; có giải pháp hạn chế gây n, bụi bẩn khi vận chuyển vật liệu và thi công; hoàn trả mặt bằng, đường giao thông do quá trình thi công làm ảnh hưởng. 11. Quản lý, duy tu, bảo dưỡng đê bi n 11.1 Quản lý 11.1.1 Quy định chung - Tuân thủ quy định của các văn bản pháp luật hiện hành liên quan; - Kiểm tra, đánh giá chất lượng đê theo định kỳ; - Đề xuất biện pháp. 11.1.2. Hạng mục quản lý 11.1.2.1 Đường hành lang kết hợp quản lý và bảo vệ đê 49 Đường hành lang kết hợp quản lý và bảo vệ đê phải đảm bảo đủ rộng để b trí phương tiện và thiết bị hoạt động hộ đê khi cần thiết. Trường hợp kết hợp làm đường gom dân sinh, đường du lịch, khi thiết kế cần tuân theo quy hoạch, lưu không phục vụ nâng cấp đê. 11.1.2.2 Nhà quản lý Nhà quản lý hệ th ng đê biển được thiết kế riêng theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn của ngành xây dựng, thường được b trí ở gần đê, khu vực bãi n định, xa khu dân cư đảm bảo thuận lợi cho công tác quản lý, cứu hộ, cứu nạn, khoảng cách giữa các nhà quản lý từ 3,0km đến 5,0km. Nhà quản lý thường xuyên chịu tác động từ biển, trong đó đặc biệt là sự ảnh hưởng của gió bão và độ xâm thực; việc chọn vật liệu, kết cấu, hướng nhà,.. phải đảm bảo n định lâu dài, an toàn trong gió bão. Bên cạnh nhà quản lý thường b trí bãi tập kết vật liệu để phục vụ cho công tác hộ đê, duy tu, bảo dưỡng thường xuyên. 11.1.2.3 Trạm quan trắc hải văn Ngoài các trạm hai văn Qu c gia, ở những tuyến đê quan trọng hoặc những khu vực bãi biển và bờ biển bị xói, cần xây dựng các trạm hải văn để đo đạc các thông s cơ bản như triều, nước dâng, sóng, vận chuyển bùn cát… phục vụ cho quản lý, nghiên cứu và thiết kế.Vị trí xây dựng trạm quan trắc phải đảm bảo n định lâu dài, thuận lợi trong quá trình quản lý và vận hành. 11.2. Công trình phụ trợ Ngoài các hạng mục công trình chính, khi thiết kế đê cần xem xét từng trường hợp cụ thể và yêu cầu thực tế của khu vực xây dựng để b trí các hạng mục công trình phụ trợ sau: - Đường vận chuyển thuyền qua đê (nếu có yêu cầu) - Bậc,d c lên, xu ng đê, kết n i với đường dân sinh, đường cứu hộ đê; - Cửa khẩu qua đê; - Bãi vật liệu dự phòng cứu hộ đê; - Biển ghi các sự kiện đặc biệt của tuyến đê: Khi thiết kế những công trình trên, tại các vị trí n i tiếp, chuyển tiếp phải đảm bảo n định đê điều và thuận lợi cho dân sinh trong khu vực. Công tác du tu, bảo dưỡng đê biển cần tiến hành định kỳ, nhằm tăng cường n định, bền vững cho công trình. Trong đó, cần tập trung vào một s công việc chính sau: 11.3. Ki m tra, đánh giá trạng thái làm vi c của công trình 11.3.1 Kiểm tra định kỳ Công tác kiểm tra giám sát định kỹ cần thực hiện hằng năm trước mùa bão, với các nội dung sau: - Chiều cao đỉnh đê, độ lún của thân đê. - Chất lượng bảo vệ mái, thân đê ( n định mái, hang h c động vật…). 50 - Kích thước hình học mái kè (mặt cắt dọc ngang, chiều dày). - Chất lượng của các công trình chuyển tiếp (chân kè, tầng lọc …) - Sự phát triển của h xói trước chân đê (nếu có). - Phát hiện các bất thường dọc tuyến đê 11.3.2. Kiểm tra theo tình huống Theo tình hu ng cơn bão, trước khi bão đến (dự báo), nên kiểm tra tình hình đê kè để chuẩn bị đ i phó các tình hu ng có thể xảy ra. Sau cơn bão, cần kiểm tra tình hình hư h ng của đê, kè để có kế hoạch sửa chữa, khắc phục kịp thời. 11.4. Duy tu, bảo dưỡng - Các hư h ng trên mái kè, khi có chuyển vị lớn cần phải xếp đặt lại để có đủ độ dày cần thiết. Vật liệu có thể tái sử dụng nhiều lần như: cần thay thế những viên bị vỡ, bị mài mòn… nếu trên mái đê xuất hiện những chỗ trũng với diện tích lớn, gây ra sự rửa trôi của vật liệu thân đê, cần phải sửa chữa kịp thời. - Chân kè, m hàn cần theo dõi và bảo dưỡng thường xuyên, đặc biệt trong trường hợp có h xói phát triển mạnh trước chân công trình, phải tiến hành xử lý khi h xói còn ở quy mô nh . Nếu để h xói hoặc hư h ng phát triển rộng vừa phải xử lý t n kém vừa đe dọa an toàn công trình. - Thường xuyên duy tu, chăm sóc rừng ngập mặn, đảm bảo trạng thái, chất lượng rừng theo điều kiện thiết kế. 51 Danh sách Tổ soạn thảo (Theo Quyết định số 3469/QĐ-BNN-KHCN ngày 04/11/2008 và Quyết định số 1522/QĐ-BNN-KHCN ngày 07/6/2010 của Bộ trƣởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) TT Họ và tên Chức danh trong tổ soạn thảo Đơn vị công tác Cục Quản lý đê điều và PCLB - T ng cục Thủy lợi 1. Th.S Trần Quang Hoài T trưởng, chủ biên 2. PGS.TS. Vũ Thanh Te T trưởng 3. PGS.TS Đinh Vũ Thanh Phó t trưởng Vụ Khoa học, Công nghệ và Môi trường - Bộ Nông nghiệp và PTNT 4. PGS.TS. Nguyễn Bỉnh Thìn Phó t trưởng Vụ Khoa học công nghệ và HTQT - T ng cục Thủy lợi 5. PGS.TS. Vũ Minh Cát Thành viên Trường Đại học thuỷ lợi 6. Th.S Lê Thanh Chương Thành viên Viện Khoa học thủy lợi miền Nam - Viện KHTL VN 7. PGS.TS. Nguyễn Qu c Dũng Thành viên Viện Thủy công - Viện KHTL VN 8. PGS.TS Lê Mạnh Hùng Thành viên Viện khoa học thủy lợi Việt Nam 9. PGS.TS. Trịnh Văn Hạnh Thành viên Viện Phòng trừ m i và bảo vệ công trình - Viện KHTL VN 10. TS. Đinh Văn Mạnh Thành viên TT khảo sát, nghiên cứu môi trường biển - Viện Cơ học 11. Th.S Nguyễn Sỹ Nuôi Thành viên Nguyên Phó cục trưởng Quản lý đê điều và Phòng ch ng lụt bão 12. PGS.TS. Nguyễn Khắc Nghĩa Thành viên Phòng thí nghiệm trọng điểm qu c gia về động lực học sông biển - Viện KHTL VN 13. TS. Nguyễn Hữu Phúc Thành viên Cục Quản lý đê điều và Phòng ch ng lụt bão 14. GS.TS Phạm Ngọc Quý Thành viên Trường Đại học thủy lợi 15. PGS.TS. Nguyễn Bá Quỳ Thành viên Trường Đại học thuỷ lợi 16. PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quỳnh Thành viên Phòng thí nghiệm trọng điểm qu c gia về động lực học sông biển - Viện KHTL VN 17. Th.S Nguyễn Tuấn Anh Thành viên thư ký Vụ khoa học, Công nghệ và Môi trường - Bộ Nông nghiệp và PTNT 18. TS. Mai Văn Công Thành viên thư ký khoa học Trường Đại học thủy lợi 19. PGS.TS Lê Xuân Roanh Thành viên thư ký Trường Đại học thủy lợi 20. Th.S Nguyễn Văn Hải Thành viên thư ký Cục Quản lý đê điều và PCLB - T ng cục Thủy lợi 52 Trường Đại học thuỷ lợi