Nguyên nhân chủ yếu, trực tiếp phá hoại cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển nước ta

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viế Nguyên nhân chủ yếu, trực tiếp phá hoại cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển nước ta khảo sát, tổng hợp, phân tích đặc điểm thoát áp lực nước của các loại cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển và hiện tượng hư hỏng thực tế, qui trình tính toán chiều cao sóng thiết kế, phương pháp tính toán áp lực sóng âm, từ đó xác định nguyên nhân chủ yếu, trực tiếp phá hoại mảng cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển ở nước ta.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nguyên nhân chủ yếu, trực tiếp phá hoại cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển nước ta

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 NGUYÊN NHÂN CHỦ YẾU, TRỰC TIẾP PHÁ HOẠI CẤU KIỆN BÊ TÔNG LẮP GHÉP MÁI KÈ BIỂN NƯỚC TA Phạm Lan Anh, Phạm Văn Quốc Bộ môn Thủy công Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi Email: lananhct@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Mái kè biển ở nước ta sử dụng mảng cấu kiện bê tông có khớp liên kết, chiều dày từ 26 (5)P.Đ.TAC-M5874 (6) T249 đến 40cm, trọng lượng từ 100 đến 130kg một viên vẫn bị sóng đánh bung khi bão mới ở mức cấp 9. Bài báo khảo sát các loại cấu kiện mái kè biển, qui trình tính toán sóng thiết kế (8) Viên kè âm dương (7) 7775 404024cm ở nước ta và ở các nước tiên tiến, tính toán áp lực sóng âm lớn nhất đẩy ngược lên viên kè 3.2. Bốn loại cấu kiện bê tông lắp ghép của mái đê biển Giao Thủy; từ đó xác định nguyên nhân chủ yếu, trực tiếp gây ra hư mái kè biển ở Hà Lan (bảng 2) hỏng mái kè biển và kiến nghị các biện pháp Bảng 2. Bốn loại cấu kiện bê tông cần thiết. lắp ghép mái kè biển ở Hà Lan 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khảo sát, tổng hợp, phân tích đặc điểm thoát áp lực nước của các loại cấu kiện bê (1) Hillblock (2) Hydro Cubes tông lắp ghép mái kè biển và hiện tượng hư hỏng thực tế, qui trình tính toán chiều cao sóng thiết kế, phương pháp tính toán áp lực sóng âm, từ đó xác định nguyên nhân chủ (4) Basaltone - Cụm 18 Cụm 17 cấu kiện yếu, trực tiếp phá hoại mảng cấu kiện bê tông cấu kiện bố trí ở đoạn Basaltone ở đoạn thân lắp ghép mái kè biển ở nước ta. chân đê thẳng đê thẳng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Tám loại mảng cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển ở nước ta (bảng 1) Cụm cấu kiện Basaltone bố trí khóa Cụm 18 cấu kiện Bảng 1. Tám loại cấu kiện bê tông cuối đoạn kè hoặc ở Basaltone bố trí ở chân lắp ghép mái kè biển ở nước ta góc cuối cùng đoạn thân đê cong Có mố nhám, có lỗ (1) P.Đ.TAC 178 (2) P.Đ.TAC CM thoát áp lực nước ở (3) Holhquader. Đã áp giữa và ở mặt bên. dụng ở Cát Hải, Hải Không có khớp liên Phòng và Xóm Rớ, Phú kết (3)P.Đ.TACHI 0099 (4)P.Đ.TAC-CM5874 Yên 42
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 3.3. So sánh đặc điểm cấu kiện bê tông 3.3.2. Cấu kiện không có lỗ tiêu thoát áp lắp ghép mái kè biển ở Việt Nam và của lực nước sẽ bị áp lực sóng âm đẩy bung lên Hà Lan Cấu kiện ở Việt Nam có mộng khớp liên kết, có mố nhám, phù hợp với thi công bằng thủ công, nhưng có nhược điểm không có lỗ thoát áp lực sóng âm đẩy ngược. Cấu kiện ở Hà Lan, tăng cường ma sát kẹp giữ chặt mỗi viên kè, có mố nhám chiều cao lớn, có lỗ thoát áp lực nước đẩy ngược, độ bền cao, phù hợp với thi công lắp ghép bằng máy loại nhỏ, Hình 2. Biểu đồ để xác định áp suất sóng âm đã khẳng định an toàn ổn định, độ bên cao đẩy ngược không thứ nguyên chịu được sóng biển mạnh Hà Lan. Sử dụng biểu đồ ở hình 2 [3] chúng tôi đã 3.3. Nguyên nhân chủ yếu, trực tiếp phá tính toán áp lực sóng âm đẩy lên viên kè kiểu hoại cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè biển “âm dương’’, kích thước 0,4  0,4  0,28m, gờ liên kết 5cm, 112 kG/1 viên, mái kè m = 4 3.3.1. Chiều cao sóng thiết kế nhỏ hơn thuộc đê biển Giao Thủy; chiều cao sóng chiều cao sóng biển thực tế tác dụng lên thiết kế tại chân đê H = 1,69m, chiều dài STK mái kè sóng LS = 29,49m; lớp lọc dày dF = 0,15m, lớp phủ dày dT =0,28m. Đối với cấu kiện “âm dương’’ lấy Λ = 3,38 theo K.W. Pilarczyk, dẫn đến HS/Λ = 0,5; tra đường cong trên cùng HS/Λ = 2 (hình 2) với z/z2% = 0 (khi mực nước được phân chia bởi mức có 2% con sóng leo vượt lên ngang mức đỉnh đầu sóng, Z = 0); do đó Φw /HS = 0,42; tính ra Hình 1. Sóng thực tế tại 4 mái kè bờ biển Φ = 0,71m. Diện tích chịu áp lực sóng âm = w Với sóng đánh lên kè nêu ở hình 1, ước 0,45  0,45m = 0,2025m2 . Áp lực sóng âm tính bằng mắt chiều cao sóng lớn hơn 2,5m. lớn nhất đẩy lên viên kè WS = 143,8 kg. Hệ Nhưng thực tế: Đê Giao Thủy - Nam Định từ số an toàn K = 112 kg/143,8 kg = 0,78 < 1. K27+074 đến K28+800 dài 1726m thiết kế Như vậy, viên kè sẽ bị áp lực sóng âm đẩy nâng cấp năm 2009, chống được bão cấp 10, bung lên. chiều cao sóng thiết kế HSTK = 1,45m, chu kỳ sóng Tp = 5,21s, chiều dài sóng LS = 26,81m . Đê của đảo Cát Hải (Hải Phòng) là công trình cấp IV theo TCVN 9901-2014 chống được sóng biển do trận bão gây ra có chu kỳ lặp lại 30 năm. Trong thiết kế đã dùng Hình 3. a) Kè Tam Hải và b) Kè Cửa Đại phần mềm SWAN để tính toán từ đảo Bạch Quảng Nam bị sóng biển đánh vỡ Long Vĩ trở vào đảo Cát Hải dài 115km, dùng giữ liệu chiều cao sóng lớn nhất hàng Cùng điều kiện mái kè nêu trên, Hoàng năm của 32 năm (từ 1970 đến 2007), chiều Việt Hùng đã dùng phương pháp của M. I. cao sóng có ý nghĩa tại vị trí đảo Bạch Long Buriacốp và A. V. Kunchixki tính toán áp lực Vĩ HS1/ 3 = 8,3m [3]. Chu kỳ sóng Tp = 11,6, sóng đẩy ngược lên viên kè = 135 kG, kết chiều cao sóng thiết kế tại chân kè HSTK = luận viên kè bị áp lực sóng âm đẩy bung lên, 1,76m (< 2m thuộc sóng lớn cấp IV, chưa dẫn đến phải dùng kết cấu neo để néo mỗi phải là sóng mạnh theo Qui phạm quan trắc viên kè xuống đất nền với lực neo tối thiểu = hải văn ven bờ - BTNMT). 23 kG để giữ cho viên kè ổn định [4]. 43
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 3.4. Sự khác nhau về tính toán chiều cao - Đề nghị tăng cường quan trắc sóng biển, sóng thiết kế giữa nước ta với các nước đặc biệt là quan trắc sóng biển tại chân các phát triển công trình bảo vệ bờ biển đã và đang bị sóng lớn đánh hỏng để phục vụ thiết kế, sửa chữa Ở châu Âu, Mỹ, Nhật… dùng chiều cao và nghiên cứu công trình biển. sóng có ý nghĩa tại chân công trình HS1/ 3 - Đề nghị Tổng cục Khí tượng Thủy văn, (significant wave height of incoming waves at Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam sử dụng the toe of the structure (m) để thiết kế ổn nguồn dữ liệu dịch vụ mô phỏng về gió bão định và độ bền công trình bảo vệ bờ biển [3]. và sóng Hincat ở ngoài khơi của NOAA để HS1/ 3 được tính toán từ sử dụng nguồn dữ liệu tính toán truyền sóng vào các khu vực bờ dịch vụ mô phỏng về gió bão và sóng Hincat biển; tổ chức cung cấp dịch vụ về tính toán ở ngoài khơi (of f shore) của NOAA (National sóng biển cho các dự án nhằm đảm bảo các Oceanic and Atmospheric Administration - kết quả tính toán chiều cao sóng thiết kế công Cơ quan Quản trị Khí quyển và Đại dương trình được khách quan, tin cậy và hợp lý. Quốc gia Mỹ); từ đó tính toán truyền sóng - Đề nghị Bộ NN&PTNT nên qui định vào khu vực bờ biển có công trình đang giống như các nước phát triển: Sử dụng HS1/ 3 nghiên cứu. Thuật ngữ “có ý nghĩa” được (không phụ thuộc vào cấp công trình) để tính hiểu là chiều cao sóng “có đủ độ lớn” để có toán ổn định và độ bền đê, kè biển. thể gây ra hư hỏng công trình. Chiều cao - Đề nghị các cấp có thẩm quyền chỉ cho sóng có ý nghĩa HS1/ 3 là khái niệm độc lập, phép áp dụng các cấu kiện bê tông lắp ghép chỉ phụ thuộc vào liệt sóng đo đạc quan trắc, có lỗ tiêu thoát áp lực sóng âm đẩy ngược đối không phụ thuộc vào cấp công trình. với các dự án mới để xây dựng đê kè biển ở Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển (QĐ hải đảo và bờ biển chịu sóng mạnh tại chân số 1613/QĐ-BNN-KHCN ngày 09/ 7/2012 công trình. của Bộ NN&PTNT) qui định: “Chiều cao - Đề nghị sớm tiến hành nghiên cứu cải sóng sử dụng trong các tính toán thiết kế mặt tiến, đưa ra sản phẩm các cấu kiện bê tông cắt ngang đê (như sóng leo, sóng tràn, ổn lắp ghép kiểu mới, có lỗ tiêu thoát áp lực định kết cấu bảo vệ mái, vv…) là chiều cao sóng âm đẩy ngược, bền vững chịu được sóng tới có nghĩa Hs được xác định tại vị trí chiều cao sóng lớn do bão cấp 12 và bão cấp chân công trình do sóng tương ứng với tần lớn hơn gây ra. suất thiết kế tại khu vực nước sâu truyền vào 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO (gọi tắt là sóng thiết kế tại chân công trình).” TCVN 9901: 2014 – Yêu cầu thiết kế đê [1] Phạm Văn Quốc (chủ biên) và nnk; Công trình bảo vệ bờ biển, Đại học Thủy lợi, 2002. biển, tại Phụ lục C quy định: “tính toán sóng [2] Nick Bel, Mark Disco markdisco, Pim Kalf, leo thiết kế Hsp là chiều cao sóng ứng với tần Janneke Kluwen, ChuHui Lin, Stefan van suất thiết kế tại chân công trình”; dẫn đến de Sande, H.J. Verhagen, Thieu Quang chiều cao sóng thiết kế kè đê Giao Thủy và Tuan; 10-2010; Report Design of a pilot kè mái đê Cát Hải thiên về quá nhỏ, chưa dike on Cat Hai Island. phải là cấp sóng mạnh (theo Qui phạm quan [3] Mark Klein Breteler, Gijsbert Mourik and trắc hải văn ven bờ BTNMT). Yvo Provoost; January 2014 Coastal Engineering Proceedings; Stability of placed 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ block revetments in the wave run-up zone. - Hai nguyên nhân chủ yếu và trực tiếp phá [4] Hoàng Việt Hùng; Nghiên cứu các giải hoại mảng cấu kiện bê tông lắp ghép mái kè pháp tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển biển ở nước ta là: Chiều cao sóng biển thiết tràn nước, LATS, Thư viện Quốc gia, 2013. kế nhỏ hơn chiều cao sóng biển trong thực tế tác dụng lên mái kè. Cấu kiện bê tông không có lỗ để tiêu thoát áp lực sóng âm đẩy ngược. 44