Đê chắn sóng mái nghiêng - Khoa Kỹ thuật Biển

Pham Thu Huong 

Ocean & Coastal Engineering Faculty 

Email: Huong.p.t@wru.edu.vn 

Rubble mound 

Website: http://coastal.wru.edu.vn 

Chapter 12 (part 2) 

Breakwater

Đê chắn sóng mái nghiêng 

1. Giới thiệu 

2. Cấu tạo 

3. Thiết kế mặt cắt ngang 

4. Tính ổn định

• Điều kiện ápdụng: 

Giới thiệu 

- Địa chất nền khôngcần tốt lắm, phù hợp với 

hầu hết cácloại đất nền 

- Độ sâu không quá 20m 

- Tận dụng được vật liệu địa phương

• Ưu điểm: 


- Tận dụng được vật liệu địa phương 

- Tiêu hao năng lượng sóng tốt, sóng phản xạ ít 

- Ổn định tổng thể vững chắc, thích hợp với hầu 

hết cácloại đất nền 

- Yêu cầu caotrìnhđỉnh thấp 

- Công nghệ thi công đơn giản, có thể kết hợp 

hiện đại vàthủ công

•Nhược điểm: 

- Tốn vật liệu 


- Tàu thuyền không neo đậu được 

- Giảm bề rộng hữu íchgần cửa cảng 

- Muốn làmđường giao thông trên mặt đê phải 

dùng các khối bê tông đỉnh 

- Tốc độ thi công chậm so với tường đứng ở 

cùng độ sâu

Lớp áo ngoài (Amour layer) 

Chân đê (tow berm) 

Cấu tạo 

Tường đỉnh (wave wall) 

Lớp nền (Under layer) Lõi đê (core)

1. Chân khay: 

Cấu tạo 

• Giữ lớp phủ chính và chống xói 

• Làm bằng đá đổ, một số trường hợp dùng 

khối bê tông do kích thước lớn

Cấu tạo 

2. Khối bêtôngđỉnh: 

• Mục đích: Tăng ổn định, phục vụ giao 

thông, gờ hắt sóng để giảm caotrìnhđê 

• Cấu tạo: 

- Hình chữ nhật 

- Hình chữ nhật có chân 

- Có gờ hắt sóng

Bê tông tường đỉnh có gờ hắt sóng 

High wall Medium High wall Low wall High berm 

(sheltered wall) 

Bê tông tường đỉnh có gờ hắt sóng, có chân

3. Thân đê: 

Cấu tạo 

- Đê mái nghiêng bằng đá


Cấu tạo 

- Đê mái nghiêng bằng đá 

- Đê mái nghiêng với khối bêtônggiacố hình hộp


Cấu tạo 

- Đê mái nghiêng bằng đá 

- Đê mái nghiêng với khối bêtônggiacố hình hộp 

- Đê mái nghiêng với cấu kiện tiêusóngđặc biệt

Cấu kiện tiêusóng 

Tetrapods Accropode 

Cube (modified) 

Dung Quất 

Tetrapods ? 

Đồ sơn 

Akmon 

Dolos 

X-Bloc 

Core-loc

X-block

X-block Dolos

Tetrapod Armor Unit

Tetrapods 

Cảng cá Ngọc Hải-Hải Phòng 

7/2005

CORE-LOC Armor Unit

Accropode 

•

Thiết kế mặt cắt ngang 

1. Tính các thông số thiết kế: 

H 1/3 , H max , T 0 , L 0 , h, nước dâng (water elevation), sóng 

tràn đỉnh (overtoping), sóng vỡ (breaking), mục đích sử 

dụng công trình… 

2. Xác định kích thước công trình: h, h c, R, h t, B, α, α b 

3. Tính kích thước lớp áo ngoài (armor layer) 

4. Tính kết cấu tường đỉnh 

5. Thiết kế mặt cắt ngang đê mái nghiêng 

6. Tính chân khay (toe berm) 

7. Tính ổn định đê


1. Các thông số thiết kế 

•H 1/3 

•H max 

•T 0 

•L 0 

: Chiều cao sóng có ý nghĩa 

: Chiều cao sóng lớn nhất 

: Chu kỳ sóng nước sâu 

: Chiều dài sóng nước sâu 

•h : Mực nước trước chân công trình 

•R u2% 

: Chiều cao sóng leo 

tanα 

• ξ o = 

: Thông số sóng vỡ (Iribarren number) 

H / L 

s o 

•Chọn loại đê chắn sóng theo mục đích sử dụng: Vị trí, 

kiểu dáng, vật liệu…


Loại đê chắn sóng 

- Detached breakwater: Đê chắn sóng biệt lập (BV bờ khi sóng 

vuông góc với đường bờ) 

- Attached breakwater: Đê chắn sóng liên kết với bờ (Cảng) 

- Overtopped BW: Đê chắn sóng đỉnh thấp (tường đỉnh) 

- Non-overtopped BW: Đê chắn sóng không cho sóng tràn 

đỉnh (khối lượng vật liệu lớn) 

- Emerged breakwaters: Đê chắn sóngđỉnh trên mặt nước 

- Submerged breakwaters: Đê chắn sóng đỉnh ngập nước 

- Floating breakwater: Đê chắn sóng kiểu phao nổi 

- Rubble mound structure: Đê chắn sóng mái nghiêng 

- Vertical structure: Đê chắn sóngthànhđứng 

- Composite structure: Đê chắn sóngkiểu hỗn hợp


2. Xác định kích thước công trình


3. Thiết kế lớp áo ngoài thân đê (Armor layer) 

a. Kích thước lớp áo ngoài: 

- Độ dốc mái: 

+ Mái ngoài biển (Seaside Armor Slope) : 1 : 1,15 ÷ 1 : 2 

+ Mái phía trong (Harbor-side (leeside) Slope): 

* Ít sóng tràn đỉnh, sóng trung bình: 1 : 1,25 ÷ 1: 1,5 

* Sóng tràn đỉnh trung bình, sóng lớn: 1 : 1,33 ÷ 1: 1,5 

- Đầu vàthânđê: đầu đê chịu tácđộng mạnh của sóng 

hơn nên mái dốc cần thoải hơn tốn vật liệu hơn


Chú ý: Các điều kiện khi thi công: 

-Loại ván khuôn sẵn có 

-Chất lượng bê tông 

-Sử dụng loại bê tông gia cường (với cấu kiện 10÷20t) 

-Cáchsắp xếp cấu kiện 

-Phương tiện thicông




- Độ dốc mái: 

- Đầu vàthânđê: 

-Chiều dàycáclớp vật liệu: dày ổn định 

-Cáchxếp vật liệu đặc biệt giảm kíchthước cấu kiện


Công thức Hudson cho lớp áobằng đá đổ 2 lớp 

H : Chiều cao sóng tính toán (H S hoặc H 1/10 ) 

D n50 

M 50 

ρ S 

ρ W 

: Đường kính viên đá lập phương tiêu chuẩn 

: Khối lượng viên đá 50%, M 50 = ρ S D 3 n50 

: Khối lượng riêng của đá 

: Khối lượng riêng của nước 

S = ρ S / ρ w : Tỷ số khối lượng ( = 2,65 đối với đá đổ, 2,4 đối với bê tông) 

Δ = ρ S / ρ w − 1 

α : Góc nghiêng của máidốc 

K D : Hệ số ổn định

Hệ số ổn định K D 

• H = H s và góc nghiêng của máidốc 1,5 < cotα < 3,0 

• H = H 1/10 (SPM, 1984) 

(1) Sóng vỡ: Sóng nước nông, vỡ trước mái nghiêng 

(2) Sóng không vỡ: Sóng vỡ nước sâutrước mái nghiêng 

(3) Xếp: trục viênđá được xếp vuông góc với mặt mái nghiêng 

(4) D: Phần trăm thể tích khối giacố bị dịch chuyển trong vùng bị ảnh 

hưởng của sóng

SPM, 1984


Công thức Hudson 

Hạn chế: 

-Hệ số ổn định K D chỉ giới hạn trong bảng tra 

-Chiều caotường đỉnh cho phép rất ít sóng tràn qua 

- Đá tương đối đồng đều : 0,75W ÷ 1,25W 

-Máidốc đều : 1 : 1,5 đến 1 : 1,3 

-Trọng lượng riêng của đá trong khoảng: 1,9 T/m 3 ≤γ a ≤ 2,9 T/m 3 

Chưa đề cập đến: 

-Chukỳ sóng tới 

-Kiểu sóng vỡ (spilling, plunging, surging) 

-Mức độ hư hỏng cho phép (giả thiết khôngcóhư hỏng nào) 

- Quá trình bão (ví dụ: số lượng sóng) 

-Tínhthấm của công trình


Công thức Van de Meer cho lớp áobằng đá đổ 2 lớp 

Hs Dn50 M50 ρS ρW : Chiều cao sóng có ý nghĩa tại chân công trình 

: Đường kính viên đá tiêuchuẩn 50% 

: Khối lượng viên đá 50%, M 50 = ρ S D 3 n50 

CEM – ChapterVI, p1 

Table VI-5-23 

: Khối lượng riêng của đá 

: Khối lượng riêng của nước 

S =ρS /ρw : Tỷ số khối lượng ( = 2,65 đối với đá đổ, 2,4 đối với bê tông); Δ = ρS /ρw−1 S : Diệntích xói lở tương đối 

P : Độ thẩm thấuước lượng 

NZ : Số sóng 

α : Góc nghiêng của máidốc 

Sm : Độ dốc sóng (Sm = Hs /Lmo = 2πHs / gT2 m ) 

Lm0 : Chiều dài sóng nước sâuứng với chukỳtrung bình


Công thức Van de Meer 

Miền ápdụng: 

-Ápdụng cho sóng nước sâu(nếu tínhvới sóng nước nông chỉ 

cần thayH s bằng H 2%/1,4) 

-Khicotα≥4,0 chỉ áp dụng được phương trình thứ 1 

-Ápdụng với N z ≤ 7500 

-Với 0,1 ≤ P ≤ 0,6 

-Với 0,005 ≤ S m ≤ 0,06 

-Khối lượng riêng của đá trong khoảng: 2,0 T/m 3 ≤ρ s ≤ 3,1 T/m 3




b. Tính ổn định cấu kiện bảo vệ mái 

- Độ phá hỏng của lớp giacố: 

+ Độ dịch chuyển tương đối trên cùng một diện tích: 

D = 

Số khối bị dịch 

Tổng số khối trêncùngmột diện tích 

+ Số khối dịch chuyển với dải bề rộng D n : 

N od = 

Số khối dịch chuyển khỏi lớp giacố 

Bề rộng phân đoạn kiểm tra/D n 

+ Diện tích xâm thực (eroded area) tương đối S: 

S = 

A e 

D 2 n50

-Phânloại sự phá hỏng: 

+ Không hỏng: không có khối nào bị dịch chuyển (S=0) 

+ Bắt đầu hỏng: rất khóbị dịch chuyển. Mức độ này 

được coi là không phá hỏng đối với nhiều công thức tính 

toán khối lượng lớp giacố (0 ÷ 5% khối bị dịch chuyển). 

+ Hư hỏng tương đối: Các khối bị dịch chuyển nhưng 

lớp lót và tầng lọc ngược không bị trồi ra ngoài 

+ Hỏng không sủ dụng được: Lớp lót và tầng lọc 

ngược bị phá hoại dưới tácđộng của sóng.

Độ phá hỏng D với 2 lớp giacố 

(1) D được xácđịnh là % thể tích bị xâm thực 

(2) D được xácđịnh là % khối bị dịch chuyển một khoảng lớn hơn D n 

(3) Được phủ 1 lớp giacố

Độ phá hỏng N od với hailớp giacố 

(Vander Meer - 1988) 

Độ phá hỏng S cho hai lớp giacố 

(Vander Meer) 1988

Một số công thức tínhổn định lớp giacố 

(CEM)

Example



- Cao trình đỉnh: bằng cao trình đỉnh đê 

- Cao trình đáy: thấp hơn mực nước thiết kế, nằm trực tiếp 

trên lớp lõi giảm lượng sóng thẩm thấu qua thân đê 

-Nếu cógờ hắt sóng, cao trình đỉnh đê = caotrìnhđỉnh gờ 

hắt sóng, chiều dày gờ hắt sóng xác định theo điều kiện bền 

- Bề rộng khối bê tông đỉnh: xác định theo điều kiện ổn định 

trượt vàlật (chínhlàbề rộng đê) 

- Bề rộng của phần giacố: tiếp xúc bên với khối bê tông đỉnh 

phải đảm bảo xếp được 2 khối giacố



-Tải trọng: 

Áp lực sóng 

Tải trọng lớp 

gia cố lên 

tường đỉnh 

Trọng lượng bản thân 

Áp lực kẽ rỗng trên 

bề mặt lớp nền



Tải trọng ngang do sóng được xácđịnh bằng thực nghiệm, 

kết quả thực nghiệm do Jensen (1984) và Bradbury (1988): 

F h,0,1% 

ρ w 

H s 

L op 

H s 

A c 

: lực ngang trên 1m bề rộng tác dụng lên tường với suất đảm bảo 0,1% 

: khối lượng riêng của nước 

: độ sâu nước dưới chân tường 

:chiều dài sóng nước sâutương ứng với đỉnh phổ 

: chiều cao sóng có ý nghĩa 

: khoảng cách mực nước MWL vàđỉnh các khối tiêusóng 

α , β : hệ số lọc tra theo bảng

Một số dạng mặt cắt trong bảng tra α, β

Sơ đồlực tácdụng 

Giá trị các hệ số α, β 

Sơ đồtính ổn định khối 

bê tông tường đỉnh

Theo Pedersen (1996) tải 

trọng sóng lên khối bê tông 

đỉnh được xácđịnh: 

Fh, 0,1% 

M0,1% pb,0,1% Lom : tải trọng ngang cho 1m bề rộng với suất bảo đảm 0,1%; 

: mômen lật cho 1m bề rộng với suất bảo đảm 0,1%; 

: áp lực nâng với suất bảo đảm 0,1%; 

: chiều dài sóng nước sâuvới chukỳtrung bình; 

B : bề rộng thềm khốitiêu sóng trước tường; 

Pm = ρmg(Ru, 0,1% -Ac ) 

Ru,0,1% : chiều cao sóng leo với suất bảo đảm 0,1%; 

α : góc nghiêng của máidốc; 

Ac : khoảng cách từ mực nước MWL vàđỉnh của khốitiêu sóng; 

A = min (A 2 /A 1 ; 1), với A 1 , A 2 là các diện tích như trên hình vẽ 

h’ : chiều caocủa tường được bảo vệ bởi khối tiêu sóng; 

f c : chiều caotường không được bảo vệ.

-Tínhổn định trượt của khối bê tông đỉnh: 

-Tínhổn định lật của khối bê tông đỉnh: 

μ -hệ số ma sát (Table VI-5-62/63) 

F G -trọng lượng của khối bêtổng đỉnh; 

F U -lực nâng; 

F H -tải trọng ngang của sóng; 

M FG -mômenchống lật do trọng lượng 

bản thân 

M FU -mômenlật do lực nâng; 

M FH -mômenlật do lực ngang của sóng


5. Thiết kế mặt cắt ngang đê mái nghiêng

a. Điều kiện kíchthước vật liệu giữa cáclớp phủ 

- Điều kiện độ lớn vật liệu: kích thước của viênđá lớp lót phải đảm bảo 

sao cho không bị lôi ra ngoài qua lớp phủ bởi sóng hoặc dòng chảy 

D 15 - đường kính viên đá chiếm 15 khối lượng mẫu 

D 85 - đường kính viên đá chiếm 85 khối lượng mẫu 

D - đường kính viên đá; 

W - khối lượng viên đá; 

W a -khối lượng riêng của đá. 

cho lớp đá lótcóđá kíchthước bé 

cho lớp lớp phủ có đá kíchthước lớn

a. Điều kiện kíchthước vật liệu giữa cáclớp phủ 

- Điều kiện độ lớn vật liệu 

- Điều kiện thấm: Vật liệu nền có tính thấm để giảm gradient giữa cáclớp 

- Điều kiện ổn định cục bộ: Nếu vật liệu cónhiều cấp phối khác nhau, các 

hạt cóthể bị mất ổn định cục bộ ngay trong thân đê 

-Chiều dày lớp lót:Chiều dày nhỏ nhất của lớp lótnênlớn hơn ítnhất 2 

lần đường kính viên đá lớn nhất của lớp lót. Chiều dày lớp sỏi ítnhất là 

20cm, chiều dày của cátítnhất 10cm (Pilarczyk, 1990) 

-Lớp lótđáy: Đặt trênlớp vải địa kỹ thuật. Nếu vải địa kỹ thuật sử dụng 

để giữ vật liệu, cần phủ một lớp đá vụn (10cm đến 20cm) lêntrênđể 

tránh khối đá lớn làmráchvải. Chiều dày lớp lótđáy nên lấy khoảng 

60cm và có sự chuyển tiếp đến lớp đá cókíchthước lớn hơn.

. Cao trình đỉnh đê 

Cao trình đỉnh được xácđịnh theo các điều kiện thông số 

sóng hoặc theođiều kiện sóng tràn (tham khảo phần thiết 

kế đêvàthiết kế tường đứng)

c. Chiều rộng đỉnh đê: 

- Điều kiện thi công: chiều rộng tối thiểu để các phương 

tiện cóthểđilại được trênmặt đê. Trong trường hợp dùng 

các phương tiện nổi thì chiều rộng đê không cần xétđến 

điều kiện thi công. 

- Điều kiện ổn định: do sóng tràn bề rộng tối thiểu bằng 3 

khối phủ (thường lấy bằng 4) và xác định theo công thức: 

B- bề rộng đê; 

n - số khối phủ; 

K Δ -hệ số tra bảng; 

W - khối lượng khối phủ; 

Wa - khối lượng riêng của khối phủ 

- Điều kiện khai thác: đủ rộng cho giao thông hoặc vận 

chuyển hàng hoá.

d. Chiều dàylớp phủ và lớp lót 

-Chiều dày lớp giacố và các lớp lót: 

-Mật độ các cấu kiện: (số cấu kiện sắp xếp trên1 đơn vị diện tích) 

r : Chiều dày trung bình của lớp 

n : Sốlớp vật liệu (thôngthường n = 2) 

W : Trọng lượng của 1 khối giacốđơnlẻ 

wa : Trọng lượng riêng của vật liệu chếtạo kết cấu giacố 

Na : Số khối phủtrên một đơn vị diện tích A 

P : Hệsố rỗng của vật liệu phủmái

e. Giới hạn chân của lớp phủ 

Lớp phủ chính (armour layer): 

-Khiđộ sâu nước h > 1,5H (H - chiều cao sóng) giới hạn dưới của lớp 

phủ chính được kéo dài xuống dưới mực nước thấp nhất một khoảng 

bằng H. 

-Khiđộ sâu nước h < 1,5H lớp phủ chính được kéo dài đến tận chân 

khay. 

Lớp phủ thứ 2 (secondary cover layer): 

-Nếu cáckhối phủởlớp phủ chính và lớp phủ thứ hai làm cùng một loại 

vật liệu: 

+ Trong khoảng -1,5H đến -2,0H trọng lượng của khối phủ lớp 

thứ hai phải lớn hơn 1/2 trọng lượng khối phủ chính 

+ Phía dưới -2,0H trọng lượng khối phủ bằng W/10 ÷ W/15 (Wtrọng 

lượng khối phủ chính) 

-Chiều dày của lớp phủ thứ hai phải bằng chiều dày lớp phủ chính.

Lớp lót (under layer): 

• Đối với lớp lótnằm ngay sát dưới lớp phủ cần phải dùng 2 lớp đá 

(n=2) trọng lượng: 

-bằng W/10 nếu lớp phủ là đá hoặc làkhối bê tông có K D≤12. 

-bằng W/5 với khối phủ có K D>12 (dolosse, core-los, tribar đổ tự do) 

• Lớp lótthứ hai nằm trênlớp phủ thứ hai (trên -2,0H) cần dùng 2 lớp 

với trọng lượng bằng 1/20 trọng lượng lớp lótthứ nhất (bằng W /200 

so với lớp phủ chính) 

• Lớp phủ thứ hai (dưới -2,0H) cần 2 lớp với trọng lượng viên đá: 

-Lớp lótthứ nhất bằng 1/20 lớp phủ, bằng W/300 so với lớp phủ chính 

-Lớp phủ thứ hai dưới -2,0H có trọng lượng bằng W/ 6000 . 

• Nếu lớp phủ là đá khối hoặc khối bêtôngcóK D≤12 thì lớp lótthứ nhất 

và lớp phủ thứ hai (dưới -2,0H) sẽ là đá cókhối lượng trong khoảng 

W/10 ÷ W/5. 

• Nếu lớp phủ chínhlàkhối bê tông với K D>12 thì lớp lótvàlớp phủ thứ 

hai là đá cókhối lượng W/5 ÷ W/10 . 

• Với lớp phủ là đá hỗn hợp thìlớp lótcần thoả mãn điều kiện: 

D 15 ( phủ ) ≤ 5D 85 ( lót ) 

• Lớp lótchiều dày bằng 3 lần chiều dày của đá W 50 và không nhỏ hơn 

0,23 m.

f. Kết cấu đầu đê vàmáidốc phía sau 

-Cácyếu tố gây mất ổn định đầu đê: 

•Cáckhối phủ trong hình nón đầu đê liênkết kémhơn so với thân đê. 

•Vận tốc tràn trên phần hình nón có giá trị lớn, đôi khi được tăng lên do 

sóng khúc xạ. 

•Cáckhối phủ nằm ở phía sau chịu tácđộng cùng chiều với phương trượt.

-Kíchthước, cấu tạo đầu đê: 

• Cao trình đỉnh đê: có thể lấy caohơn cao trình thân đê 1÷2m; 

• Bề rộng đỉnh đê: có thể rộng hơn thân đê với chiều dàilấy 

theo kinh nghiệm sau: 

B đ =(1,5÷2,0)B t 

L đ =(2÷2,5)B đ 

•Diện tíchđầu đê: phải đủ rộng để bố trí các công trình: tín 

hiệu, nhà đèn, trạm kiểm soát, trạm dịch vụ và các công trình 

phụ trợ khác của cảng. 

• Kích thước khối phủđầu đê chắn sóng hoặc đê chắn cát 

được kéodàimột khoảng 15 ÷ 45 m cho mái dốc sau. Khoảng 

cách này còn phụ thuộc vàocaotrìnhđầu đê. Kích thước khối 

phủ đầu đê được xácđịnh trong phần ổn định đầu đê (tính tương 

tự kích thước khối phủ thân đê – tham khảo CEM)

-Kíchthước máidốc sau: 

• Kết cấu máidốc sau phụ thuộc vào sóng tràn và sóng tác 

dụng trực tiếp. Nếu sóng không tràn thì mái dốc sau phụ thuộc 

tác động sóng trực tiếp. Trong trường hợp trànítthìkíchthước 

khối máidốc sau giống như mái dốc trước và kéo dài đến - 

0,5H tính từ mực nước lặng thấp nhất. 

•Trongtrường hợp sóng tràn nhiều vàsóngvỡ nước nông thì 

lớp phủ mái dốc sau giống lớp phủ trước vàkéođến tận chân 

công trình. 

•Với đê chắn cáthoặc đập đỉnh bị tác động sóng hai bên như 

nhau thì kết cấu máidốc sau giống mái dốc trước.


6. Thiết kế chân khay (toe berm) CEM -VI -5 -102 

• Chiều rộng chân khay : chứa được tối thiểu 4 khối giacố 

• Cao trình chân khay : tạo với chiều rộng thành một khối 

đảm bảo ổn định của vật liệu giacố 

• Thi công chân khay : trước hay sau khi có lớp phủ chính. 

Đối với khối Tribarđược sắp xếp vàđá xếp thì thì chân khay 

là khối tựa vàcần phải thi công trước, trong trường hợp thi 

công sau thì chiều cao chân khay phải đủ để chắn được 1/2 

chiều caocủa khối phủ tiếp giápvới chân khay. 

•Tại nơi nước rất nông lớp phủ chính được kéo dài thêm 

một hoặc hai hàng để làm chân khay.

•Xácđịnh kích thước viênđá chân khay (trường hợp sóng 

không điều hoà, không vỡ, vỗ và vỡ): 

• Đối với khối chân khay hai lớp phủ bằng khối bêtông chữ 

nhật thìđường kính được xácđịnh theo công thức:

• Ổn định của chân khay dưới tácđộng của sóng và dòng chảy: 

Chỉ số ổn định: 

u - vận tốc lớn nhất của phần tử nước do sóng; 

U - vận tốc dòng chảy; 

h s -chiều sâukhunước; 

h b -chiều sâunước tínhđền đỉnh chân khay; 

H - chiều cao sóng vỡ; 

T - chu kỳ sóng; 

L - chiều cao sóng tại vị trí tính toán.


7. Tính ổn định đê 

Tính toán đê mái nghiêng: tuân thủ đầy đủ lí thuyết trạng thái giới 

hạn của nhóm I và nhóm II. 

Theo nhóm I các trạng thái giới hạn baogồm: ổn định trượt sâu 

bằng phương pháp trượt cung tròn; ổn định trượt phẳng đối với từng 

mái, các bộ phận kết cấu trênmặt đê, chân đê: ổn định cục bộ các 

khối giacốởtrên mái hoặc chân khay; khả năng chịu lực của nền; 

khả năng chống xói; và cuối cùng tính toán độ bền của tất cả các 

cấu kiện tương ứng với từng loại vật liệu kèm theo các quy trình quy 

phạm của chính nó. 

Theo nhóm II các trạng thái giới hạn baogồm: độ lún theo phương 

thẳng đứng, chuyển vị ngang và góc xoay; sự hình thành và mở 

rộng vết nứt đối với cáccấu kiện bêtôngcốt thép.

Các cơ chế phá hoại

• Mất ổn định khối giacố mái (khối bê tông thường, khối phức hình, 

hoặc đá tảng, đá hộc) không đủ trọng lượng, đặt lên mái quá dốc 

hoặc do sự cài nối không chặt giữa cáckhối với nhau; 

• Sự dịch chuyển của lớp khối giacố mái do chọn các thông số sóng 

tính toán nhỏ, chất lượng cả lớp giacố không đạt yêucầu; 

• Sự xê dịch các cấu kiện trênđỉnh đê do kiểm tralật, trượt với hệ số 

ổn định thấp; 

• Sóng tràn trên mặt đê: do cao trình đỉnh đê lấy thấp hơn hoặc chọn 

các yếu tố sóng nhỏ; 

• Xói chân khay do tốc độ dòng chảy của sóng, của hải lưu bằng và 

lớn hơn tốc độ xói; 

• Các sai sót về móng đê; 

• Thiếu hoặc không bảo đảm chất lượng vật liệu lõiđê để phù hợp 

với thời tiết trong giai đoạn thi công lõi và bộ phận cóliênquan; 

• Sự cố lún trong quá trình áp lực lỗ rỗng vượt quá mức giới hạn; 

• Xói nền đáy biển. 

Các khía cạnh trên đây có thể xảy rađồng thời hoặc không đồng 

thời gây ra những hư hỏng nhỏ hoặc lớn, thậm chícả rủi rodẫn đến 

toàn bộ cảng biển phải ngừng hoạt động. Khi thiết kế cần xemxét 

đầy đủ 9 khía cạnh trên mới đủ độ tin cậy để đánh giá toàn bộ mức 

độ ổn định và tuổi thọ của đê chắn sóng mái nghiêng.

• Tính ổn định đê chắn sóng mái nghiêng: 

Xuất phát từ lí thuyết trạng thái giới hạn vàcơ sở lý luận 

của Terzaghi ta có công thức tổng quát để tính ổn định cho 

mọi khíacạnh của đê chắn sóng mái nghiêng, được viết 

dưới dạng quen thuộc: 

n c -hệ số tổ hợp tải trọng lấy bằng: 

1,0 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản; 

0,90 - đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt; 

0,95 - đối với tổ hợp tải trọng trong giai đoạn thi công; 

n - hệ số vượt tải lấy bằng 1,25 đối với đê chắn sóng mái nghiêng; 

m d -hệ số phụ thuộc vàođiều kiện làmviệc, xét đặc điểm chịu lực thực tế của 

các cấu kiện vàmột số giả thiết của sơđồtínhtoán(lấy theo 22 TCN 207-92); 

M - hệ số điều kiện làmviệc, m=1,15 cho đê mái nghiêng; 

K n -hệ số đảmbảo xétđến tầm quan trọng và cấp công trình lấy bằng : 

1,25 - đối với đê mái nghiêng cấp I; 

1,20 - đối với đê mái nghiêng cấp II; 

1,15 - đối với đê mái nghiêng cấp III; 

1,10 - đối với đê mái nghiêng cấp IV; 

Rt - tổng lực gâytrượt hoặc tổng mômen gây trượt; 

Rg -tổng lực gây ổn định hoặc tổng mômen giữ.

Tính toán ổn định trượt cung tròn 

Công thức tính ổn định trượt 

Sơ đồcung trượt

Trong đó: 

K - hệ số ổn định, đối với đê mái nghiêng K>1,3; 

R - bán kính cung tròn trượt; 

C1 - lực dínhcủa đất lấy theo qui định của trạng thái giới hạn I; 

ϕI -gócnội ma sátlấy theo qui định của trạng thái giới hạn I; 

li -chiều dài đoạn cung tròn trượt tương ứng với nguyên tố chia nhỏ thứ i; 

xi - khoảng cách nằm ngang từ trọng tâm của nguyên tố chia nhỏ thứ i tới 

tâm trượt; 

αi -gradiencủa đường đáy nguyên tố thứ i; 

H - ngoại lực tối đa theo phương nằm ngang tác động lên khối vật liệu đê ở 

trong cung trượt (áplực thuỷ tĩnh, áp lực sóng, áp lực đất vv..); 

a - cánh tay đòn của ngoại lực h đối với tâmtrượt O; 

W - tổng trọng lượng thực của nguyên tố chia nhỏ thứ i; 

W’ - tổng trọng lượng hữu hiệu của nguyên tố chia nhỏ thứ i (bao gồm trọng 

lượng vật liệu vàgiatải, đối với vật liệu ngâm trong nước tínhvới dung 

trọng đẩy nổi).

Tính ổn định trượt phẳng 

• Xác định vùng tâm trượt nguy hiểm 

• Xác định bán kính cung trượt 

• Tính toán ổn định trượt phẳng 

• Theo lý thuyết trạng thái giới hạn 

• Theo lý hệ số an toàn

Thi công đê chắn sóng mái nghiêng 

Construction of Eierland Breakwater 

Rock placing

Example

Finish chapter 11

Design Procedure Checklist 

The most critical design elements are a secure foundation to minimize settlement 

and toe protection to prevent undermining. Both of these are potential causes of 

failure of such walls. The usual steps needed to develop an adequate seawall 

design follow. 

1. Determine the water level range for the site (paragraph 2-5). 

2. Determine the wave heights (paragraphs 2-6 to 2-11). 

3. Select suitable seawall configurations (Appendix C). 

4. Design pile foundations using EM 1110-2-2906. 

5. Select a suitable armor unit type and size (rubble seawalls and toe protection) (paragraphs 

2-15 to 2-18). 

6. Determine the potential runup to set the crest elevation (paragraphs 2-12 to 2-13). 

7. Determine the amount of overtopping expected for low structures (paragraph 2-14). 

8. Design underdrainage features if they are required. 

9. Provide for local surface runoff and overtopping and runoff, and make any required 

provisions for other drainage facilities such as culverts and ditches. 

10. Consider end conditions to avoid failure due to flanking (paragraph 2-21). 

11. Design the toe protection (paragraph 2-19). 

12. Design t h e f i l t e r and underlayers (paragraph 2-20). 

13. Provide for firm compaction of all fill and backfill materials. This requirement should be 

included on the plans and in the specifications, and due allowance for compaction must be 

made in the cost estimate. 

14. Develop cost estimate for each alternative.

Sumary of Rubble mound 

Breakwater Design

Đê chắn sóng mái nghiêng - Khoa Kỹ thuật Biển

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?