BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
–––––––––––

HÀ HUY THÀNH

NGHIÊN CỨU HÌNH THỨC KẾT CẤU HỢP LÝ
ĐÊ BẢO VỆ CẢNG NEO ĐẬU TRÁNH, TRÚ BÃO
CHO TÀU THUYỀN CỬA NHƯỢNG – HÀ TĨNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học:
1. GS.TS Phạm Ngọc Quý
2. PGS.TS Đỗ Tất Túc Hà Nội, 2013

Gáy luận văn: HÀ HUY THÀNH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013


TÁC GIẢ

BẢN CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: Hà Huy Thành
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu hình thức kết cấu hợp lý đê bảo vệ
Cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền Cửa Nhượng – Hà Tĩnh”.
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn do tôi làm. Những
kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép từ bất cứ nguồn
thông tin nào khác. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu
bất kỳ hình thức kỹ luật nào của Khoa và Nhà trường./.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

HỌC VIÊN CAO HỌC Hà Huy Thành
MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

1.4 Kết cấu đê chắn sóng của bể cảng ở Việt Nam
14
1.4.1 Đê chắn sóng Cảng Dung Quất
14
1.4.2 Đê chắn sóng cảng Tiên Sa
16
1.4.3 Đê chắn sóng kết hợp bến tàu 600Cv đảo Côtô
17
1.5 Những kết quả nghiên cứu về đê chắn sóng: trong nước và ngoài
nước
17
1.5.1 Đê chắn sóng dạng hệ thống địa kỹ thuật chứa cát:
19
1.5.2 Đê chắn sóng bằng thảm đá, rọ đá:
19
1.5.3 Các kết quả nghiên cứu về hình thức bảo vệ mái đê chắn
sóng:
20
Chương 2 Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng đê chắn sóng cho
cảng neo đậu tránh, trú bão tàu thuyền
21
2.1 Đặt vấn đề
21
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thức, kết cấu đê chắn sóng
22
2.2.1 Các yếu tố tự nhiên
22
2.2.1.1 Đặc điểm Thuỷ hải văn
22
a) Thuỷ triều:

32
2.5 Các giải pháp về kết cấu đê chắn sóng cho cảng tránh trú bão:
Các dạng đê chắn sóng đã có, ưu nhược điểm của từng loại.
33
2.5.1 Đê chắn sóng mái nghiêng:
34
2.5.2 Đê chắn sóng trọng lực tường đứng:
52
2.5.3 Đê chắn sóng bằng cọc và cừ
52
2.5.4 Đê chắn sóng kiểu Geotube
54
2.5.5 Các dạng đê chắn sóng dặc biệt khác
55
2.6 Đánh giá khả năng tiêu giảm sóng của các biện pháp
55
Chương 3: Tính toán áp dụng cho Cảng neo đậu tránh, trú bão
cho tàu thuyền Cửa Nhượng Hà Tĩnh……………………
57
3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội vùng
57
3.2 Nhiệm vụ và Quy mô Cảng neo đậu tránh trú bão Cửa
Nhượng
74
3.2.1 Nhiệm vụ
74
3.2.2 Phân tích lựa chọn vị trí
74
3.3 Tính toán các phương án kết cấu đê
82

2
Chương 1:

Chương 2:

Bảng 2-1: Mối quan hệ giữa đường kính hạt, độ sâu khởi động bùn
cát và các đặc trưng sóng
25
Bảng 2-2: Giá trị chiều cao sóng cho phép trong bể cảng neo đậu
tương ứng với loại tàu
33
Bảng 2-3: Phân loại đá
38
Bảng 2-4: trọng lượng khối xếp theo chiều cao sóng
46
Bảng 2-5: Độ lệch của khối xếp
47
Chương 3:

Bảng 3-1: Tốc độ gió (m/s) trung bình nhiều năm và mạnh nhất
(1961-2004)
58
Bảng 3-2: Tần suất gió mạnh nhất trạm Hà Tĩnh (1961-2004)
59
Bảng 3-3: Đặc trưng nhiệt độ các tháng mùa đông ở Hà Tĩnh
59
Bảng 3-4: Đặc trưng nhiệt độ các tháng mùa hè ở Hà Tĩnh
60
Bảng 3-5: Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm)
61

1-PL
Bảng PL-2: kết quả tính toán ổn định mái đê
12-PL

DANH MỤC HÌNH

Trang
Chương 1:

Hình 1-1: Sơ đồ Bể cảng có cả hai tuyến đê cắm vào bờ.
5
Hình 1- 2: Sơ đồ bể cảng có một tuyến đê cắm vào bờ và một tuyến
đê đảo.
5
Hình 1- 3: Sơ đồ vạch các tuyến đê chắn sóng để đẩy bùn cát ra xa
bờ.
6
Hình 1- 4: Sơ đồ Bể cảng có các tuyến đê chắn sóng hỗn hợp.
7
Hình 1-5: Sơ đồ cấu tạo các loại đê chắn sóng.
8
Hình 1-6: Đê mái nghiêng bằng đá
9
Hình 1-7: Đê chắn sóng từng đứng trọng lực
10
Hình 1-8: Đê chắn sóng bằng cọc và cừ
10
Hình 1-9: Đê chắn sóng kiểu Geotube
11
Hình1-10: Cấu tạo các loại đê chắn sóng bằng bè nổi

20
Hình 1-25: Gia cố mái bằng cấu kiện dạng cột
20
Chương 2:

Hình 2-1: Sơ đồ ảnh hưởng của dòng chảy đến xói, bồi
24
Hình 2-2: Hình ảnh về tác động của sóng do bão kết hợp triều cường
29
Hình 2-3:Tàu thuyền trong cảng neo đậu tránh trú bão Thạch Kim – Hà
Tĩnh
30
Hình 2-4: Chân khay đê chắn sóng mái nghiêng
36
Hình 2-5: Khối bê tông đỉnh chữ nhật
36
Hình 2-6: Khối bê tông đỉnh chữ nhật có chân
37
Hình 2-7: Các khối bê tông đỉnh có gờ hắt sóng
37
Hình 2-8: Các khối bê tông đỉnh có gờ hắt sóng, có chân
37
Hình 2-9: Đê mái nghiêng bằng khối Tetrapode
39
Hình 2-10: Cấu tạo khối Dolos
39
Hình 2-11: Cấu tạo Đê mái nghiêng bằng khối Stabit
40
Hình 2-12: Sơ đồ bố trí mặt cắt dọc đê chắn sóng dạng tường đứng
42

89
Hình 3-7: Chân khay ống buy tròn
89
Hình 3-8: Chân khay kết hợp giữa chân kè bệ chìm và cọc gỗ.
90
Hình 3-9: Hình thức, kết cấu mặt cắt ngang đê lựa chọn
90
Hình 3-10: Đường tần suất mực nước tổng hợp
92
Hình 3-11: Sơ đồ xác định chiều dài mái đê quy đổi
95
Hình 3-12: Phương án chọn chân kè bảo vệ mái
99
Hình 3-13: Sơ đồ lắp ghép tấm Seabee bảo vệ mái
101
Hình 3-14: Cấu tạo khối Seabee bảo vệ mái
103
Hình 3-15: Mặt cắt kết cấu hợ lý cho đê bảo vệ cảng neo đậu tránh
trú bão Cửa Nhượng – Hà Tĩnh
104
Hình 3-16: Đê mái nghiêng cóxây dựng thêm tường đỉnh khi nước
biển dâng
105
Hình 3-17: Đê đắp thêm con chạch khi nước biển dâng.
105
Hình 3-18: Đê mái nghiêng gia cố 3 mặt để ứng phó với nước biển
dâng
105
Phụ lục:


hợp MN thấp nhất
7-PL
Hình PL-11
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 2 trường
hợp MN thấp nhất
7-PL
Hình PL-12: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 3 trường
hợp MN thấp nhất
8-PL
Hình PL-13
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 3 trường
hợp MN thấp nhất
8-PL
Hình PL-14: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 1 trường
9-PL
hợp MN rút nhanh
Hình PL-15
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 1 trường
hợp MN rút nhanh
9-PL
Hình PL-16: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 2 trường
hợp MN rút nhanh
10-PL
Hình PL-17
: Tính toán ổn định mái đê phía bể cảng cho MC 2 trường
hợp MN rút nhanh
10-PL
Hình PL-18: Tính toán ổn định mái đê phía biển cho MC 3 trường
hợp MN rút nhanh
11-PL

Vĩ độ Số cơn bão Tần suất (%) Bình quân (cơn/năm)
21-22 33 13.2 0.82
20-21 33 13.2 0.82
19-20 27 10.8 0.67
18-19 21 8.4 0.52
17-18 32 12.8 0.80
16-17 21 8.4 0.52
15-16 12 4.8 0.30
14-15 14 5.6 0.35
13-14 15 6.0 0.37
12-13 16 6.4 0.40
11-12 13 5.2 0.32
2
10-11 1 0.4 0.02
9-10 4 1.6 0.10
8-9 7 2.8 0.18
(Nguån: Theo sè liÖu thèng kª ViÖn nghiªn cøu h¶i s¶n trung ¬ng)
Cũng theo số liệu thống kê của Tổng Cục Khí tượng thủy văn cho thấy,
trung bình hàng năm Việt Nam đón nhận khoảng 10 cơn bão và áp thấp, gây
ra nhiều tổn thất to lớn về con người và tài sản đối với ngành thủy sản. Trong
vòng 10 năm gần đây, số lượng tàu bị chìm và hư hỏng do các cơn bão lên tới
hàng trăm chiếc, thiệt hại về vật chất lên tới hàng trăm tỷ đồng mỗi năm.
Bảng 2: Thống kê thiệt hại tàu thuyền do bão, áp thấp nhiệt đới gây ra
Năm
Số cơn bão Số cơn áp thấp
Thiệt hại về tàu thuyền
Trên
Biển
Đông
Ảnh

cần thiết nhằm giảm thiểu tác hại của mưa bão, sóng đối với tính mạng,
phương tiện của ngư dân hoạt động trên biển
3
Tuy nhiên, thông thường các cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền
thường được xây dựng tại nơi mà ở đó khu nước neo đậu của tàu thuyền (khu
vực tàu thuyền neo đậu trong cảng) không hoặc ít được che chắn dưới sự tác
động của sóng biển bởi các yếu tố địa hình, địa mạo tự nhiên thì việc xây
dựng công trình che chắn nhân tạo – Đê chắn sóng là một giải pháp công trình
thường được lựa chọn.
Vì vậy việc lựa chọn được hình thức kết cấu hợp lý cho đê chắn sóng là
hết sức quan trọng, nó ảnh hướng đến tính bền vững của công trình, đối tượng
được bảo vệ (tàu thuyền neo đậu trong cảng), giá thành công trình…
Đây là những lý do chính và là sự cần thiết để nghiên cứu của đề tài:
“Nghiên cứu hình thức kết cấu hợp lý đê bảo vệ Cảng neo đậu tránh, trú
bão cho tàu thuyền Cửa Nhượng – Hà Tĩnh”.
2. Mục đích của Đề tài:
Phân tích, làm rõ được các yếu tố chính tác động đến đê chắn sóng bảo
vệ Cảng neo đậu tránh, trú bão cho tàu thuyền được xây dựng ở vùng cửa
sông.
Nghiên cứu để đề xuất hình thức kết cấu đê bảo vệ hợp lý cho cảng
tránh trú bão phù hợp với vùng cửa sông ở miền Trung.
Tính toán vận dụng cho Cảng tránh trú bão Cửa Nhượng - tỉnh Hà
Tĩnh.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
a. Cách tiếp cận:
- Tiếp cận mang tính xã hội: Đề cập đến các yếu tố xã hội, hiệu quả của
cảng tránh trú bão trong việc bảo vệ tính mạng, tài sản của người dân trong
bão lũ, góp phần làm giảm nhẹ hậu quả thiên tai.
4
- Tiếp cận mang tính kinh tế: Đề cập đến sự ảnh hưởng của các yếu tố

1 - Vũng cảng 2 - Đê chắn sóng 3 - Tường bảo vệ
4 - Khu đất 5 - Lạch vào cảng 6 - Khu neo tàu ngoài cảng

Hình 1-2b Hình 1-2c
Hình 1- 2: Sơ đồ bể cảng có một tuyến đê cắm vào bờ và một tuyến đê đảo.
1- Vũng cảng; 2- Đê chắn sóng 1- Vũng cảng; 2- Đê chắn sóng;
3- Lạch vào cảng
6
Chức năng chính của đê chắn sóng là đều mang tính chất che chở cho
khu nước.
An toàn cho tàu đậu với mọi hướng sóng tác dụng:
Ngăn chặn hoặc giảm đến mức tối thiểu sự lắng đọng của bùn cát, song
song với yêu cầu chắn sóng, hệ thống đê của bể cảng biển phải ngăn sự di
chuyển của bùn cát do dòng ven hoặc dòng lục địa mang đến. Giải pháp hữu
hiệu hơn cả là đẩy bùn cát ra xa bờ (hình 1-3) hoặc tích tụ bùn cát ở phía
ngoài đê (khu vực sát bờ) tạo thành bãi biển nhân tạo.
1 - Dßng bïn c¸t
2 - C¸c ®o¹n ®ª ch¾n sãng
3 - Kªnh tμ u vμ o c¶ng
4 - BÓ c¶ng


8
1.2.3 Phân loại đê chắn sóng theo công dụng.
Theo công dụng đê chắn sóng được phân thành các loại:
- Đê dùng để chắn sóng;
- Đê ngăn cát;
- Đê chắn sóng - ngăn cát;
- Đê hướng dòng (tại các cửa sông, chỗ có hải lưu mạnh).
1.2.4 Phân loại đê theo hình dạng mặt cắt ngang.
Cách phân loại này là chính xác nhất vì nó phản ánh được các đặc trưng cơ
bản của kết cấu, không những về cấu tạo mà cả về phương pháp tính toán, các
giải pháp thi công. Dựa trên góc độ này kết cấu đê được phân thành:
- Đê tường đứng trọng lực;
- Đê chắn sóng mái nghiêng;
- Đê chắn sóng bắng cừ, cọc;
- Kết cấu đê hỗn hợp (nửa đứng, nửa nghiêng);
- Đê thuỷ khí và các loại kết cấu đặc biệt khác.

MNCTK
H
MNCTK
H
MNCTK
H
MNCTK
H
PhÝa biÓn PhÝa bÓ c¶ng
PhÝa biÓn
PhÝa biÓn PhÝa bÓ c¶ng
a) b)


nền đá.

Kết cấu đê tường đứng trọng lực có các đặc điểm cơ bản: Tốn ít vật
liệu, thi công nhanh song đòi hỏi nhiều công đoạn chế tạo - thi công hiện đại,
bị phản xạ sóng cao, dễ tận dụng làm kết cấu bến phía mép trong bể cảng;
1.3.3 Đê chắn sóng bằng cọc và cừ:
Tù nhiªn
MNK
MNTK
Cäc BTCT
Gi»ng
BTCT
Ph«ng ch¾n sãng
Tù nhiªn
MNK
MNTK
Cõ thÐp
Gi»ng
BTCT
§¸ ®æ
a)

Hình 1-8: Đê chắn sóng bằng cọc và cừ
a) Đê chắn sóng bằng cừ; b) đê chắn sóng bằng cọc với các phông
chắn sóng
(0,3-0,4)b(0,5-0,6)b
(0,3-0,4)b
(0,5-0,6)b
b
b