Dựa vào những chương trước, chúng tôi đã chọn được độ sâu xói lở trước chân đê và xem đó như độ sâu xói lở lớn nhất trong bản thiết kế này. Giờ đây, chúng ta đã có độ sâu xói lở lớn nhất và việc cần làm là tính toán kích thước đá ở chân kè. Để làm được điều này, chúng tôi có thể sử dụng ba công thức khác nhau. Tuy nhiên, cũng giống như những tính toán cho độ sâu xói lở trước một công trình đê kè, những công thức này được cũng được thiết kế để tính toán cho kè chắn sóng. Tuy nhiên, do
Cấp phối đá VN Dn50 [ml Bp [ml
6 0,20 - 0,30 13 - 8,6
5 0,30 - 0,40 8,6 - 6,5
4 0,40 - 0,50 6,5 - 5,2
3 0,50 - 0,60 5,2 - 4,3
2 0,60 - 0,70 4,3 - 3,7
sử dụng để xác định kích cỡ yêu cầu của đá tương ứng với chiều dài cần thiết của chân đê (Bp).
Còn Hb là chiều cao sóng vỡ (Hb 0.78 Hs khi chu kỳ sóng đều đặn).
Với tiêu chuẩn cấp phối ở Việt Nam, phần chân đê lấn biển có thể tính toán được. Kết quả được đưa ra trong bảng 8-2. Qua đó, chúng ta thấy rằng khi kích cỡ của đá tăng, phần chân đê lấn biển sẽ giảm đi.
Bảng 8-2 Mối quan hệ giữa Bp và Dn50
Tuy nhiên, điều không may là công thức của Hales và Houtson lại được thiết kế cho đê chắn sóng, theo đó chân đê luôn nằm trên thềm tự nhiên, nghĩa là tính toán này chỉ có nghĩa khi chân đê nằm trên thềm biển trong khi chân đê tại đảo Cát Hải lại nằm dưới. Trước tiên, tính toán này được thực hiện theo quy tắc thiết kế cho chân đê ngầm. Chân đê ngầm cho kè cấu kiện Basalton có chiều dài cần thiết từ 2H đến 3H (xem hình 8.1), nghĩa là chân kè phải có chiều dài trong khoảng 3,4 đến 5,1 m. Từ bảng 8-2, kích cỡ đá tối thiểu là Dn50 – 0,70m. Tuy nhiên, như đã nói trước đó, công thức của Halas và Houtson được thực hiện với chân đê nằm trên mực nước biển. Do đó, nếu chân đê không được chôn, chân đê lấn biển sẽ phải là 3H đến 4.5 H, con số này tương ứng với chiều dài chân đê là 5,1 đến 7,65m với kích thước của đá là Dn50 - 0,50m
Công thức của Hales & Houtson chỉ có thể được sử dụng cho chân đê nằm phía trên thềm biển tự nhiên, kích thước đá được tính toán là Dn50-0,50m. Tuy nhiên, chân đê mà chúng tôi sẽ sắp thiết kế sau đây sẽ là chân đê được chôn ngầm. Kích thước đá yêu cầu chưa được nói tới trước đó nhưng vẫn là loại được sử dụng để tính toán cho chân đê nằm phía trên thềm biển tự nhiên, có kích thước Dn50=0,50m.
Công thức thứ hai có thể được sử dụng để tính toán kích cỡ đá dưới chân kè là công thức “van der Meer”, d’Angermond và Gerding (1995). Họ đã nghiên cứu mối quan hệ của các yếu tố trọng lượng tương đối giữa các thành phần cấu tạo nên chân đê, cấp chân đê và hệ số hư hỏng (Nod). Công thức này chỉ có nghĩa khi chân đê không bị chôn quá sâu (chỉ ht /Hs < 2). Công thức là:
x
1,0 0,37
1,5 0,44
2,0 0,52
Hình 8-3 mối quan hệ giữa chiều cao chân đê và Dn50
Phần đáy chân đê nằm ngay tại vị trí thềm biển tự nhiên, nếu chiều cao của chân đê tăng lên, Dn50 cũng sẽ tăng lên. Nếu bạn xây dựng một chân đê trên thềm biển tự nhiên, độ dày của nó sẽ phải gấp 1 đến 2 lần độ dày của lớp phủ ban đầu (kích cỡ đá thiết kế là Dn50 = 0,47m). Trong trường hợp này, chiều dày của lớp sẽ xấp xỉ là 1 - 2 m. In
Độ cao chân đê [ml (h- ht) Dn50
0,5 0,29
1,0 0,37
1,5 0,44
2,0 0,52
Table 8-3 Relation between toe height and Dn50
Kết quả đã được phản ánh. Kích thước đá yêu cầu giờ là Dn50 = 0,37 – 0,52m.
Công thức cuối cùng có thể được sử dụng là công thức đến từ những hướng dẫn thiết kế đê biển ở Việt Nam:
Công thức này tính toán lưu tốc lớn nhất tại chân đê dựa trên những thông số được đưa ra. Lsp là chiều dài bước sóng tại vùng nước rất nông và có thể được tính toán theo công thức tính toán lưu tốc lớn nhất tại vùng nước nông (T/gh). Bằng cách điền số liệu vào công thức, kết quả của lưu tốc lớn nhất Vmax = 1,43m/s. Trong bảng 8-4 ta có thể tìm thấy loại đá nào cần để làm giảm lưu tốc lớn nhất.
V (m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0
Gd(kg) 40 80 140 200
Bảng 8-4 Trọng lượng đá ổn định mỗi Vmax
Bảng này xuất phát từ những hướng dẫn thiết kế đê biển của Việt Nam và giá trị Gd tương đương với giá trị W50 ở Hà Lan. Kết quả là đá có trọng lượng 40 kg là cần thiết. Đá từ 40kg với mật độ 2600kg/m3 có đường kính Dn50 -0,25m và rơi vào phân loại đá từ 10-60kg theo tiêu chuẩn Hà Lan.
Công thức của Hales & Houtson tính toán kích thước đá cho chân đê dựa vào chiều dài chân đê. Công thức “Van der Meer” tính toán kích thước đá dựa vào chiều cao của chân đê.
theo tiêu chuẩn Hà Lan. Đây là sự lựa chọn tốt cho cả hai tuyến đê.