Luận văn thạc sĩ nghiên cứu sử dụng thùng chìm bê tông cốt thép có buồng tiêu sóng xây dựng đê chắn sóng khu neo đậu trú bão tàu thuyền vùng hải đảo áp dụng cho công trình tại đảo phú quý bình thuận

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu nghiên cứu sử dụng thùng chìm bê tông cốt thép có buồng tiêu sóng xây dựng đê chắn sóng khu neo đậu, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên

• Tác giả: Nguyễn Thái Sơn
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Trung Anh
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Thùng Chìm Bê Tông Cốt Thép Có Buồng Tiêu Sóng Xây Dựng Đê Chắn Sóng Tại Đảo Phú Quý, Bình Thuận
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tiềm năng xây dựng khu neo đậu trú bão tàu thuyền NĐTBTT vùng hải đảo và chủ trương của Nhà nước

Khu vực hải đảo Việt Nam có tiềm năng lớn cho việc xây dựng khu neo đậu trú bão tàu thuyền. Địa hình và điều kiện tự nhiên của các đảo như Phú Quý, Bình Thuận tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng các công trình bảo vệ bờ. Các đảo này không chỉ có giá trị về mặt kinh tế mà còn có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho tàu thuyền trong mùa bão. Theo thống kê, hàng năm, Việt Nam phải đối mặt với nhiều cơn bão lớn, gây thiệt hại nghiêm trọng cho tàu thuyền. Việc xây dựng đê chắn sóng là cần thiết để giảm thiểu thiệt hại do sóng biển gây ra. Chủ trương của Nhà nước về việc đầu tư xây dựng các khu NĐTBTT đã được xác định rõ ràng, nhằm đảm bảo an toàn cho tàu thuyền và phát triển kinh tế biển.

1.1. Điều kiện tự nhiên khu vực hải đảo

Khu vực hải đảo Việt Nam có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc xây dựng khu neo đậu. Địa hình đa dạng, với nhiều đảo lớn nhỏ, tạo ra các vũng vịnh tự nhiên giúp giảm thiểu tác động của sóng gió. Các đảo như Phú Quý có điều kiện địa chất và khí tượng thuận lợi, giúp cho việc xây dựng đê chắn sóng trở nên khả thi. Điều kiện khí tượng, thủy hải văn cũng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính bền vững của các công trình. Việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp kỹ thuật như thùng chìm bê tông cốt thép có buồng tiêu sóng sẽ giúp nâng cao hiệu quả của các công trình này.

II. Cơ sở khoa học cho việc sử dụng thùng chìm bê tông cốt thép BTCT có buồng tiêu sóng BTS xây dựng đê chắn sóng

Việc sử dụng thùng chìm bê tông cốt thép có buồng tiêu sóng trong xây dựng đê chắn sóng là một giải pháp hiệu quả. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, thùng chìm có khả năng giảm thiểu sóng tốt hơn so với các giải pháp truyền thống. Tác dụng của sóng biển lên công trình cần được phân tích kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho các công trình. Các yếu tố như áp lực sóng, điều kiện nền và vật liệu xây dựng cũng cần được xem xét để đảm bảo tính khả thi của dự án. Việc áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng sẽ giúp tiết kiệm chi phí và thời gian thi công, đồng thời nâng cao hiệu quả bảo vệ bờ biển.

2.1. Tác dụng của sóng biển lên đê chắn sóng

Sóng biển có tác động lớn đến các công trình xây dựng trên biển, đặc biệt là đê chắn sóng. Nghiên cứu của Sainflou cho thấy áp lực sóng có thể gây ra những thiệt hại nghiêm trọng nếu không được tính toán và thiết kế hợp lý. Việc sử dụng thùng chìm BTCT có buồng tiêu sóng giúp giảm thiểu áp lực sóng tác động lên công trình, từ đó nâng cao độ bền và tuổi thọ của các công trình này. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng tần suất bão lớn tại khu vực biển Đông.

III. Nghiên cứu áp dụng thùng chìm BTCT có BTS xây dựng đê chắn sóng khu NĐTBTT vùng hải đảo

Nghiên cứu áp dụng thùng chìm BTCT có buồng tiêu sóng trong xây dựng đê chắn sóng tại khu NĐTBTT vùng hải đảo là một bước tiến quan trọng. Việc phân loại đê chắn sóng theo hình thức mặt cắt và điều kiện làm việc của thùng chìm là cần thiết để đảm bảo tính hiệu quả của công trình. Các yêu cầu về nền công trình và tổ chức thi công cũng cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc tổ chức thi công xây dựng đê chắn sóng có sử dụng thùng chìm BTCT có BTS sẽ giúp nâng cao hiệu quả bảo vệ tàu thuyền trong mùa bão, đồng thời giảm thiểu thiệt hại do sóng biển gây ra.

3.1. Vai trò đê chắn sóng khu NĐTBTT vùng hải đảo

Đê chắn sóng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ khu NĐTBTT vùng hải đảo. Nó không chỉ giúp bảo vệ tàu thuyền khỏi sóng lớn mà còn tạo ra môi trường an toàn cho các hoạt động kinh tế biển. Việc xây dựng đê chắn sóng cần được thực hiện với sự chú ý đến các yếu tố tự nhiên và kỹ thuật, nhằm đảm bảo tính bền vững và hiệu quả của công trình. Các nghiên cứu cho thấy rằng, việc áp dụng thùng chìm bê tông cốt thép có buồng tiêu sóng sẽ giúp nâng cao khả năng chống chịu của đê chắn sóng trước tác động của sóng biển.

IV. Áp dụng xây dựng đê chắn sóng cho khu NĐTBTT đảo Phú Quý Bình Thuận

Việc áp dụng xây dựng đê chắn sóng cho khu NĐTBTT đảo Phú Quý là một dự án quan trọng nhằm bảo vệ tàu thuyền trong mùa bão. Giới thiệu về khu NĐTBTT đảo Phú Quý cho thấy vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc xây dựng các công trình bảo vệ bờ. Giải pháp thiết kế đê chắn sóng cần được thực hiện với sự chú ý đến điều kiện địa chất và khí tượng tại khu vực. Tổ chức thi công xây dựng cũng cần được lên kế hoạch chi tiết để đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình.

4.1. Giải pháp thiết kế đê chắn sóng

Giải pháp thiết kế đê chắn sóng cho khu NĐTBTT đảo Phú Quý cần dựa trên các yếu tố tự nhiên và kỹ thuật. Việc chọn tuyến đê thiết kế và biện pháp xử lý nền là rất quan trọng để đảm bảo tính bền vững của công trình. Các vật liệu xây dựng cũng cần được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo khả năng chống chịu trước tác động của sóng biển. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc sử dụng thùng chìm bê tông cốt thép có buồng tiêu sóng sẽ giúp nâng cao hiệu quả của đê chắn sóng, đồng thời tiết kiệm chi phí và thời gian thi công.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TIỀM NĂNG XÂY DỰNG KHU NEO ĐẬU TRÚ BÃO TẦU THUYỀN (NĐTBTT) VÙNG HẢI ĐẢO VÀ CHỦ TRƯƠNG CỦA NHÀ NƯỚC 1. Điều kiện tự nhiên khu vực hải đảo. Điều kiện địa hình Khu vực tập trung nhiều đảo ở vùng biển nước ta từ Quảng Ninh tới Quảng Bình và từ Bình Thuận tới Cà Mau. Các quần đảo có nhiều đảo như Hoàng Sa (gần 40 hòn đảo), Trường Sa (khoảng 150 hòn đảo).

Các đảo tạo nên tuyến tiền tiêu bảo vệ vùng trời, vùng biển của Tổ quốc, ngoài ra nhiều đảo có tiềm năng về du lịch, các khu bảo tồn và xây dựng khu neo đậu tàu thuyền tránh trú bão kết hợp với dịch vụ hậu cần nghề cá. Địa hình khu vực hải đảo thường có mức độ phân cắt tương đối lớn. Cao độ biến đổi tăng dần từ vị trí tiếp giáp mép nước đến trung tâm các đảo. Trên các đảo có rừng cây và thảm thực vật dày bao phủ.

Trong khu vực quần đảo, một số đảo được che chắn tương đối tốt hình thành các vũng vịnh, giảm thiểu được tác động của sóng gió khi có dông bão, đây là những điều kiện phù hợp để xây dựng khu neo đậu tàu thuyền. Các đảo có điều kiện địa hình thuận lợi xây dựng loại công trình này như: Vân Đồn, Cát Bà, Bạch Long Vĩ, Cồn Cỏ, Lý Sơn, Đá Tây, Phú Quý, Hòn Tre, Hòn Khoai….1: Địa hình được che chắn trên quần đảo Nam Du 1. Điều kiện địa chất Các quần đảo nước ta được chia thành hệ thống đảo ven bờ và các đảo, quần đảo khơi xa. Hệ thống đảo ven bờ nằm trên thềm lục địa, là phần tiếp tục của các cấu trúc địa chất trên bờ, có đặc điểm đa dạng địa chất cao.000 hòn đảo quy mô khác nhau, các đảo ven bờ phân bố suốt từ tây vịnh Bắc Bộ đến bờ đông vịnh Thái Lan, chủ yếu tập trung ở các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng, Kiên Giang.

Các đảo có cấu tạo bởi 3 đa dạng các thành phần thạch học, từ đá biến chất, trầm tích đến các loại đá magma xâm nhập, phun trào và cả đá bazan, trầm tích bở rời. Điều này đã tạo nên những kỳ quan địa mạo- địa chất quan trọng có giá trị quốc gia và thế giới.1: Một số dạng địa chất đảo ở Việt Nam [15][Lê Đức An, Trần Đức Hạnh] STT Khu vực Dạng địa chất Tên đảo 1 Đảo karst Cát Bà- Long Châu 2 Đảo núi lửa N-Q Cồn Cỏ, Lý Sơn, Phú Quý, 3 Đảo magma Côn Sơn, Cù Lao Chàm, Hòn Khoai Dải biển nông 4 Đảo Trầm tích Cô Tô, Bạch Long Vĩ, Hòn Dấu, ven bờ Phú Quốc, Thổ Chu 5 Đào có bờ đảo mài Cù Lao Chàm, Phú Quốc, Vĩnh mòn Thực 6 Đảo san hô (40 Các đảo trong quần đảo Hoàng Sa đảo) và Trường Sa: Hoàng Sa, Song Tử Tây, Nam Yết, Trường sa…. 7 Đảo bazan Hòn Tháp (Hoàng Sa) Vùng biển khơi 8 Rạn san hô vòng Phú Lâm, Hoàng Sa, Song Tử, An xa (47 đảo) Lão- Loại Ta, Nam Yết-Sơn Ca, Thám Hiểm…. 9 Rạn san hô mặt bản Tri Tôn, Bến Lạc, Trường Sa Đông, (14 đảo) An Bang… 1.

Điều kiện khí tượng, thủy hải văn 1. Đặc điểm về sóng gió [10] a. Vùng 1 (từ Quảng Ninh tới Ninh Bình) Chế độ gió Điều kiện tự nhiên đã phân chia vùng này thành hai khu vực với những đặc điểm tự nhiên và khí tượng hải văn khác nhau đáng kể. Gió ở bên trong vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long không mạnh cả về mùa đông lẫn mùa hè.

Tốc độ gió trung bình ở khu vực Cửa Ông, Hồng Gai chỉ khoảng 3.0m/s, trong khi đó ở vùng biển thoáng có ít đảo che chắn từ Cô Tô đến vùng biển Hải Phòng, Thái Bình có tốc độ gió trung bình vào khoảng 4. Mùa gió đông bắc, vùng ngoài khơi gió có hướng đông bắc chiếm tần suất tới 80%, còn lại là gió hướng đông và hướng bắc chiếm xấp xỉ 20% (tại trạm Cô Tô). Vùng gần bờ hướng gió phân tán gần đều cho cả 3 hướng, đó là hướng bắc, đông bắc và đông 4 với tổng tần suất trên 90%, còn lại các hướng khác có tần suất không đáng kể. Trong mùa đông tốc độ gió từ cấp 5 trở lên (>8m/s) chiếm tần suất khá lớn, từ 20-25%.

Về mùa gió tây nam, đối với cả vùng ven bờ và ngoài khơi, hướng gió chiếm ưu thế là hướng nam với tần suất khoảng 40%, sau đó là hướng tây nam và đông nam có tần suất gần bằng nhau và bằng khoảng 20-25%. Trong mùa gió tây nam tốc độ gió từ cấp 5 trở lên ( >8m/s) cũng chiếm tần suất khá lớn, nằm trong khoảng từ 15-20%. Chế độ sóng Ở vùng 1 nhìn chung sóng không lớn. Đặc biệt vùng ven bờ Quảng Ninh, Hải Phòng với nhiều đảo che chắc thì sóng nhỏ quanh năm.

Vùng ngoài khơi sóng đáng kể hơn. Sóng trung bình có độ cao khoảng 0,6 – 0,7m tương ứng tại Hòn Dấu và Cô Tô. Sóng lớn nhất quan sát được ở Cô Tô là 7,0m, ở Hòn Dấu là 5,6m [8]. Cần nhấn mạnh rằng, những sóng lớn nhất vừa nêu trên quan sát vào những tháng mùa hè do bão gây nên.

Các tháng mùa đông, gió mùa đông bắc thường tạo ra sóng lớn ở vùng này, có độ cao khoảng 2,8 – 3,0m. Về mùa đông, sóng thịnh hành trong vùng có sự phân hoá rõ rệt : ở phía bắc, vùng quần đảo Cô Tô, sóng có hướng đông bắc chiếm ưu thế với tần suất khoảng 35%, trong khi đó ở vùng biển Hải Phòng, Thái Bình, sóng hướng đông chiếm ưu thế với tần suất vào khoảng 25 - 27%. Sự khác biệt của chế độ sóng giữa hai khu vực của vùng xem xét có thể lý giải là: vùng Cô Tô nằm khá xa bờ, xung quanh đảo là vùng nước sâu, còn khu vực Hòn Dấu là vùng biển ven bờ, sóng từ vùng sâu truyền vào đã trải qua quá trình khúc xạ do ảnh hưởng của địa hình đáy. Về mùa hè, đặc điểm chế độ sóng có nhiều nét tương đồng trong trong cả vùng.

Từ Cô Tô đến Hòn Dấu, sóng có hướng đông nam và nam chiếm ưu thế. với tần suất khoảng 30 - 32% ở khu vực xung quanh Cô Tô và xấp xỉ 40% ở khu vực Hòn Dấu. Ngoài ra, về mùa hè còn quan sát thấy sóng hướng tây nam nhưng có tần suất nhỏ, dưới 10%. ở khu vực Cô Tô, thời kỳ lặng sóng về mùa hè chiếm khoảng 31 - 32%, trong khi đó ở Hòn Dấu tần suất thời kỳ lặng sóng chỉ vào khoảng 12 - 13%.

Vùng 2 (Thanh Hoá tới Hà Tĩnh) Chế độ gió 5 Về mùa đông, ở ven biển vùng 2 chế độ gió có phần khác với chế độ gió ở vùng 1. Ở vùng 1 về mùa đông hướng gió thịnh hành là hướng đông bắc thì ở vùng 2 hướng gió thịnh hành là hướng bắc chiếm tần suất tới 70% (tại trạm Hòn Ngư). Sau đó là gió hướng tây bắc và đông bắc có tần suất mỗi hướng khoảng 10%. Các hướng khác đều tồn tại với tần suất nhỏ.

Tốc độ gió lớn nhất trong mùa đông là cấp 6 cấp 7 có tần suất xấp xỉ 3%. Về mùa hè hướng gió thịnh hành theo 3 hướng, đó là: hướng tây nam, hướng nam và hướng đông nam. Trong đó hướng tây nam có tần suất trội hơn cả với tần suất khoảng 35%, sau đó là hướng nam có tần suất khoảng 25% và hướng đông nam có tần suất xấp xỉ 20%. Các hướng khác đều tồn tại với tần suất từ 5-7%.

Tốc độ gió lớn nhất trong mùa gió tây nam cũng cấp 6, cấp 7 nhưng có tần suất nhỏ hơn trong mùa gió đông bắc và chỉ xấp xỉ 1%. Như vậy vùng 2 nằm trong đới hoạt động khá mạnh của gió mùa đông bắc và gió mùa tây nam. Nhìn chung trong toàn vùng chế độ gió không có sự khác biệt nhiều giữa nơi này và nơi khác. Chế độ sóng Nhìn chung, trong các vùng biển chế độ sóng phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ gió ở vùng đó, do vậy chế độ sóng cũng có mùa rõ rệt.

Mùa đông, ở vùng biển thuộc 3 tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh sóng có hướng đông bắc chiếm ưu thế và có tần suất khoảng 45%. Sau đó là các sóng hướng bắc và đông cũng thường xuất hiện vào mùa đông. Cả hai hướng sóng vừa nêu trên có tổng tần suất chiếm xấp xỉ 35%. Mùa đông cũng có sóng hướng đông nam và tây bắc nhưng tần suất nhỏ chỉ chiếm khoảng 5 - 7%.

Thời gian lặng sóng ở mùa đông có tần suất khoảng 15%. Về mùa đông sóng có độ cao từ 1.0m có tần suất chiếm khoảng trên dưới 10%.0m có tần suất nhỏ. Sóng có độ cao dưới 1m chiếm ưu thế trong cả vùng. Mùa hè, ở dải ven bờ vùng 2, sóng có hướng đông nam và tây nam chiếm ưu thế.

Tổng tần suất của cả 2 hướng này chiếm khoảng 60 - 65%. Sóng có hướng đông, và đông bắc có tần suất nhỏ và xấp xỉ bằng nhau (5 - 6%). Sóng các hướng khác cũng đều tồn 6 tại trong mùa hè nhưng có tần suất nhỏ. Cần nhấn mạnh rằng, thời gian lặng sóng về mùa hè có tần suất khá lớn, xấp xỉ 22%.

ở vùng ven bờ về mùa hè, sóng có độ cao trên dưới 1m chiếm ưu thế. Vùng 3 (từ Quảng Bình tới Quảng Nam) Chế độ gió Về mùa đông, Gió ở ven bờ vùng 3 có hướng tây bắc chiếm ưu thế hơn hẳn với tần suất khoảng 45%, tổng tần suất của cả hai hướng bắc và đông bắc chỉ chiếm khoảng 20%, hướng đông và đông nam có tần suất nhỏ hơn, các hướng khác có tần suất nhỏ không đáng kể. Trong khi đó ở ngoài khơi tại trạm Cồn Cỏ gió thịnh hành tồn tại ở cả 3 hướng, đó là tây bắc, hướng bắc và hướng đông. Tuy nhiên hướng tây bắc vẫn có ưu thế trội hơn với tần suất khoảng 32%, còn hướng bắc và đông có tần suất mỗi hướng khoảng trên dưới 20%.

hướng đông bắc có tần suất khoảng 10%. Gió hướng đông nam cũng tồn tại với tần xuất khoảng 10% nhưng có tốc độ gió nhỏ, chỉ cấp II cấp III. Các hướng khác có tần suất nhỏ không đáng kể. Cần nhấn mạnh rằng về mùa này, tại Cồn Cỏ tần suất lặng gió rất nhỏ, chỉ chiếm xấp xỉ 13%, trong khi đó ở ven bờ tại trạm Đồng Hới tần suất lạng gió chiếm tới 30,5%.

Về mùa hè tại vùng này, kể cả gần bờ lẫn ngoài khơi gió có hướng tây nam chiếm ưu thế hơn hẳn, chiếm 45% ở trạm ven bờ và 55% ở trạm ngoài khơi. Nhưng tốc độ gió cực đại lại tồn tại ở hướng nam và đông nam.