Tài liệu Ocdi 2009 viet

Cục cảng và bến cảng, Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản (MLIT) Viện Quản lý Đất đai và Cơ sở hạ tầng Quốc gia, MLIT Viện Nghiên cứu Cảng biển và Cảng hàng không TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NHẬT BẢN VỀ CÔNG TRÌNH CẢNG VIỆN PHÁT TRIỂN KHU VỰC VEN BỜ HẢI NGOẠI NHẬT BẢN 2009       Bản quyền © 2009 của Các Tác giả và Biên tập viên Cục cảng và bến cảng, Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản (MLIT) Viện Quản lý Đất đai và Cơ sở hạ tầng Quốc gia, MLIT Viện Nghiên cứu Cảng biển và Cảng hàng không Cơ quan Biên dịch và Nhà xuất bản Viện Phát triển Khu vực ven bờ hải ngoại Nhật Bản Địa chỉ: Tòa nhà Kowa, số 16 North Wing, 1-9-20 Akasaka, Minato-ku, Tokyo, 1070052, Nhật Bản Tel.: +81-3-5570-5831, Fax: +81-3-5570-5932, E-mail: [email protected] Tài liệu này đã đăng ký bản quyền. Không phần nào trong ấn bản này có thể được tái xuất bản, lưu trữ trong một hệ thống tìm kiếm, được truyền, phát dưới bất kỳ hình thức hoặc phương pháp nào, điện tử, cơ khí, sao chép, ghi chép hoặc bất cứ hình thức nào khác mà không có sự đồng ý trước bằng văn bản của các tác giả, biên tập viên hay nhà xuất bản. LỜI NÓI ĐẦU Lời nói đầu Cuốn sách này là một cuốn sách được biên dịch từ cuốn “Tiêu chuẩn kỹ thuật Nhật Bản về Công trình cảng” (sau đây gọi là “Tiêu chuẩn Kỹ thuật”), nêu rõ các sắc lệnh cấp bộ và các bài báo công báo cũng như các Chú giải liên quan và các ghi chú kỹ thuật liên quan đến các “Tiêu chuẩn Kỹ thuật các Công trình cảng” do Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản (MLIT) dựa trên các quy định của Luật cảng và bến cảng. Bản dịch này đã được dịch với sự sự đồng ý của các tác giả là Cục cảng và bến cảng của Bộ MLIT, Viện Quản lý Đất đai và Hạ tầng Quốc gia (NILIM) - là một đơn vị thuộc MLIT, và Viện nghiên cứu Cảng biển và Cảng hàng không (PARI; một Cơ quan Độc lập). Nhật Bản là một quốc gia hải đảo có ít nguồn tài nguyên dưới lòng đất. Đất nước này có khoảng 6.800 đảo, và diện tích là 380.000 m2 và tổng chiều dài đường bờ biển là 34.000km. Vì lý do đó, ngành công nghiệp – ngành hỗ trợ cho nền kinh tế quốc gia, đã được xây dựng ở các khu vực bờ biển có các cảng biển để thuận lợi cho nhập khẩu các nguyên liệu thô và xuất khẩu các sản phẩm. Do những điều kiện nêu trên, Nhật Bản đã xây dựng, nâng cấp và hiện đại hóa khoảng 1.000 cảng biển cũng như khoảng 3.000 cảng đánh cá trong suốt một thập kỷ rưỡi qua. Do 99% hoạt động thương mại hiện nay phụ thuộc vào các cảng biển nên cảng biển đóng một vai trò rất quan trọng đối với Nhật Bản. Nhật Bản là một đất nước với nền kinh tế đóng trong thời gian khoảng 200 năm, kể từ đầu thế kỷ thứ 17 cho đến giữa thế kỷ thứ 19. Sau cuộc cải cách Minh Trị năm 1868, quá trình hiện đại hóa diễn ra nhanh chóng. Trong suốt thời kỳ hiện đại hóa, đội ngũ kỹ sư Nhật Bản trẻ đã học hỏi kinh nghiệm từ những kỹ sư có kinh nghiệm được mời từ nước ngoài về Nhật Bản, và đã xây dựng các cảng biển hiện đại như Cảng Yokohama và Cảng Kobe. Bộ tiêu chuẩn hướng dẫn bằng tiếng Nhật về công nghệ cảng biển đầu tiên đã được xuất bản năm 1943 và sau đó đã được sửa đổi rất nhiều lần. Theo tái bản năm 1974 về Luật cảng biển, “Tiêu chuẩn Kỹ thuật công trình cảng” đã được quy định thành Sắc lệnh của Bộ trưởng (Sắc lệnh cấp Bộ). Lần xuất bản đầu tiên của Cuốn “Tiêu chuẩn Kỹ thuật” hiện tại đã được Hiệp hội Cảng biển Nhật Bản xuất bản năm 1979 và kể từ khi xuất bản đã trải qua 3 lần sửa đổi. Một ấn bản bằng tiếng Anh của cuốn “Tiêu chuẩn Kỹ thuật” đã được xuất bản lần đầu vào năm 1980, và đã được sửa đổi và tái xuất bản vào năm 1991 và năm 2002. Do có rất nhiều cảng biển ở Nhật Bản hướng mặt ra biển, một số lớn các cảng nằm ở hướng có chiều cao các con sóng vỗ vào hơn 10m. Hơn nữa, rất nhiều cảng của Nhật Bản đã được xây dựng trên lớp đất cố kết dày bồi lắng ở khu vực đáy biển. Do Nhật Bản cũng là một trong những quốc gia gặp nhiều động đất nhất trên thế giới, nên các công trình cảng cũng bị ảnh hưởng bởi các thảm họa tự nhiên thảm khốc bởi các trận động đất và sóng thần. Có rất nhiều nỗ lực để phát triển kỹ thuật cảng nhằm giúp xây dựng những công trình cảng biển an toàn và tiết kiệm sao cho phù hợp với các điều kiện tự nhiên khó khăn đó. Thành quả đạt được từ những nỗ lực này có thể công bằng mà nói thì Nhật Bản sở hữu mức độ công nghệ thiết kế các công trình cảng chắn sóng, chống động đất và các biện pháp khắc phục nền yếu tiên tiến nhất thế giới. Ấn bản năm 2007 của “Tiêu chuẩn Kỹ thuật’ đưa thêm vào công nghệ tiên tiến nhất đã đưa vào đầy đủ phương pháp tiếp cận dựa trên “thiết kế dựa trên tính năng” đáp ứng những yêu cầu của toàn thế giới rằng những tiêu chuẩn quốc gia được dựa trên “các tiêu chí tính năng,” như đã được cụ thể hóa trong Thỏa thuận TBT (Hiệp định Rào cản Kỹ thuật trong Thương mại). “Tiêu chuẩn Kỹ thuật” này phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế dưới đây và được biên dịch chuẩn xác bởi Nhật Bản liên quan đến Công nghệ cảng biển: LỜI NÓI ĐẦU ISO2394 : Các nguyên tắc chung về tính bền vững cho các kết cấu, ISO23469: Cơ sở thiết kế kết cấu – Các tác động chấn để thiết kế các công trình địa chấn, ISO21650: Các tác động từ các đợt sóng và các dòng chảy lên các kết cấu bờ biển. Hệ thống Tiêu chuẩn Kỹ thuật Nhật Bản được biên soạn phù hợp theo “Các sắc lệnh cấp bộ” và “Các công báo” xác định các phương pháp liên quan đến “Tiêu chuẩn Kỹ thuật” mà các công trình cảng biển phải đáp ứng các yêu cầu phù hợp với Luật về Cảng biển. Ngoài ra Bộ tiêu chuẩn này còn có “Các chú thích” và “Chú giải kỹ thuật” cho các sắc lệnh và các công báo nhằm bổ sung cho các tiêu chuẩn này. Về cơ bản, kết cấu Bộ tiêu chuẩn này được thể hiện phỏng theo ấn bản tiếng Anh. Mặc dù có những phần giải thích lập lại, nhưng người đọc nên hiểu rằng những phần trùng lập này là theo kết cấu của Các tiêu chuẩn trong ấn bản tiếng Nhật. “Một số nội dung mô tả về thiết kế dựa trên tính năng và độ tin cậy của hệ thống và yếu tố thành phần” cũng được đi kèm trong các Phụ lục để giúp người đọc hiểu rõ. Do công nghệ ở các nước đã được phát triển để phù hợp với các điều kiện của mỗi đất nước, nên có những khía cạnh về nội dung của Bộ “Tiêu chuẩn Kỹ thuật” này có thể làm cho cho người đọc từ các nước khác khó hiểu. Đối với những phần không thể hiểu được rõ ràng, chúng tôi kiến nghị rằng người đọc nên xem tài liệu gốc để có được lời giải thích cụ thể hơn cho các nội dung chưa hiểu đó. Những bạn đọc thật sự quan tâm đến chủ đề này có thể tham vấn các cán bộ có liên quan của Cục Cảng biển và Bến cảng (MLIT), NILIM, và PARI để được giải đáp. Chúng tôi thành thực hy vọng rằng “Tiêu chuẩn kỹ thuật” này sẽ góp phần vào sự phát triển của cảng trên toàn thế giới và đối với sự tiến bộ của công nghệ cảng. Tháng 10 năm 2009 Tiến sĩ GODA Yoshimi, Tiến sĩ TAKAHASHI shigeo, Tiến sĩ YAGYU Tadahiko, và Tiến sĩ YAMAMOTO Shiju Là những Giám sát về các Công tác biên tập Ấn bản Tiếng Anh TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH CẢNG NHẬT BẢN   Lời nói đầu Nhà xuất bản, Viện Phát triển Khu vực Bờ biển Hải ngoại Nhật Bản, xin chân thành cảm ơn những người có tên trong danh sách sau vì sự đóng góp biên tập, biên dịch và xuất bản ra Bộ Tiêu chuẩn Kỹ thuật này. Những thành viên của Ban biên tập ấn bản tiếng Nhật của cuốn Tiêu chuẩn Kỹ thuật xuất bản năm 2007 Các ông: GODA Yoshimi*, HASHIMOTO Noriaki, HORII Osami, Tomotsuka, IAI Susumu, ISOSHIMA Shigeo, KAZAMA Toru, KITAZAWA Sosuke, KIYOMIYA Osamu, KOMATSU Akira, KONDOU Kosuke, KOYAMA Akira, KUSAKABE Osamu, SHIRAISHI Satoru, TAKAHASHI Shigeo, TAKAYAMA MAEDA Susumu, MIZOUCHI Toshikazu, NAGAI Toshihiko, ODANI Hiraku, SAHARA Koichi, TANAKA Hiroyuki, UEDA Shigeru, USHIJIMA Ryuichiro, YAMAMOTO Shuji, YOKOTA Hiroshi, Các tác giả của ấn bản tiếng Nhật của cuốn Tiêu chuẩn Kỹ thuật xuất bản năm 2007 Các ông: ENDO Kimihiko, FUJIMORI Shugo, FUJIMURA Kiminori, FURUKAWA Keita, GESHI Hiroyuki, HACHIYA Yoshitaka, HAMADA Hidenori, HAMAGUCHI Nobuhiko, ichiro, HASHIMOTO Noriaki, HASHIZUME Tomoyoshi, HIGASHISHIMA Michio, HIRAISHI Tetsuya, ICHII Koji, ISHII Ichiro, ITO Akira, IWANAMI Mitsuyasu, IWATA Naoki, KASUGAI Yasuo, KATASE Makoto, KAWAI Hiroyasu, KAWAKAMI Taiji, KAWANA Futoshi, KIKUCHI Yoshiaki, KITADUME Masaki, KITAZAWA Sosuke, KOHAMA Eiji, KOYAMA Akira, KOZAWA Keiji, KUNITA Atsushi, KURIYAMA Yoshiaki, MAKITO Taketo, MATSUOTO Hideo, MÁTUNGA Yasushi, MIYAJIMA Shogo, OZAKI Ryuzo SAHARA Koichi, SAKAI Yoichi, SAKAMOTO Akira, SASSA Shinji, SATO Hidemasa, SHIGA Masao, SHIMOSAKO Ken- MIYASHITA Ken-ichiro, MIYATA Masafumi, MIYAWAKI Shusaku, MIZUTANI Masahiro, MORISHITA Noriaki, MORIYA Yoichi, MOROBOSHI Kazunobu, MURAOKA Takeshi, NAGAI Toshihiko, NAGAO Takashi, NAKAMICHI Masato, NAKAMICHI Satoshi, NARUSE Eiji, NISHIZONO Katsuhide, NODA Iwao, NOZU Atsushi, ODA Katsuya, OKAMA Tatsuo, SHIRAISHI Tetsuya, SUGANO Takahiro, SUMIYA Keiichi, TAKAHACHI Hironao, TAKANO Seiki, TOMITA Tasashi, UOZUMI Satoru, WATABE Kazushige, WATABE Yoichi YAMADA Masao, YAMAJI Toru, YAMAZAKI Hiroyuki, YOKOTA Hiroshi, YONEYAMA Haruo, YOSHIDA Hideki, YOSHINAGA Hirroshi, YOSHIOKA Takeshi,       Các thành viên của Ban biên tập cuốn Tiêu chuẩn Kỹ thuật (xuất bản năm 2009) Các ông: GODA Yoshimi*, MATSUMOTO Seiji, MURAOKA Takeshi, TAKAHASHI Shigeo, YAMAME Takayuiki, Các thành viên của Tiểu ban Biên tập Tiêu chuẩn Kỹ thuật này (xuất bản năm 2009) Các ông: ITO Hironobu MIYAJIMA Syogo, MIYATA Masafumi, NAGAI Toshihiko, NAGAO Takashi, TUBOKAWA Yukitomo, YAGYU Tadahiko*, YAMAMOTO Shuji, OKUMURA Tatsuro, OUCHI Hisao, REID Shane, SHIOZAWA Toshihiko, TAKAHASHI Kunio, TANIMOTO Katsutoshi, TSUGANE Masanori, UEDA Hiroshi, YAMASAKI Tsuyoshi YOSHIMURA Yasuo. Những đóng góp khác của: Các ông: HIRANO Masayoshi, KATOH Kazumasa, KIHARA Tsutomu, KOBUNE Koji, NODA Setsuo, OHTSU Kohei, * dùng để chỉ Trưởng Ban Biên tập TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH CẢNG NHẬT BẢN   Các từ viết tắt Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt ANSI American National Standards Institute Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ API American Petroleum Institute Viện dầu khí Hoa kỳ ASTM American Society for Testing and Materials Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ CBR California Bearing Ratio Chỉ số biểu thị sức chịu tải của đất CD Consolidated Drained Nén cố kết thoát nước CDL Chart Datum Level Mức độ số không hải đồ CIQ Customs, Immigration and Quarantine Hải quan, Di cư và kiểm dịch CU Consolidated Undrained Nén cố kết không thoát nước DOL Deviation of Out Liar Sự chênh lệch của khối sót lại DT Displacement Tonnage Trọng tải dẫn nước DWT Dead Weight Tonnage Trọng tải của tàu thuyền FCL Full Container Load Chất hàng đầy Công ten nơ FLIP Finite Element Analysis Program for Liquefaction Process Chương trình phân tích phần tử hữu hạn cho quá trình Hóa Lỏng FRP Fiber Reinforced Plastic Chất dẻo có sợi gia cường GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu HWOST High Water of Ordinary Spring Tide Độ cao nước lớn của con nước triều thông thường HWL Mean Monthly-highest Water Level Mực nước cao nhất hàng tháng trung bình IHO International Hydrographic Organization Tổ chức Thủy văn Quốc tế IMO International Maritime Organization Tổ chức hàng hải Quốc tế IPCC International Panel on Climate Change Ủy ban Quốc tế về Biến đổi Khí hậu ISO International Organization for Standardization Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế JPI Japan Petroleum Institute Viện dầu khí Nhật Bản       JSCE Japan Society of Civil Engineers Hội xây dựng Nhật Bản LCL Less than Container Load Hàng chở lẻ (nhỏ hơn Côn ten nơ) LWL Mean monthly lowest Water Level Mực nước thấp nhất hàng tháng trung bình LWOST Low Water of Ordinary Spring Tide Độ thấp nước lớn của con nước triều bình thường MIR Minimum Rate of Residual Correction Coefficient Tỉ lệ tối thiểu của Hệ số hiệu chỉnh dư MLIT Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch MRI Meteorological Research Institute Viện nghiên cứu khí tượng học MSL Mean Sea Level Mực nước biển Trung Bình NILIM National Institute for Land and Infrastructure Management Viện Quản lý Đất đai và Hạ tầng Quốc gia NOWPHAS National Ocean Wave Information Network for Ports and Harbours Mạng lưới Thông tin Sóng Biển về Cảng quốc gia OCDI Overseas Coastal Area Development Institute of Japan Viện Phát triển Khu vực Bờ biển Nước ngoài Nhật Bản PARI Port and Airport Research Institute Viện Nghiên cứu Cảng biển và Hàng không PC Prestressed Concrete Bê tông dự ứng lực PHC Prestressed Hightension Concrete Bê tông chịu kéo cao dự ứng lực PHRI Port and Harbour Research Institute Viện nghiên cứu Cảng biển PIANC World Association for Waterborne Transport Infrastructure Hiệp hội Hạ tầng Giao Thông Đường thủy Thế giới RC Reinforced Concrete Bê tông cốt thép REC Residue of Correlation Coefficient Phần dư của Hệ số tương quan RI Radio Isotope Chất đồng vị phóng xạ RWI Residual Water Level Mực nước dư thừa SALM Single Anchor Leg Moring Hệ neo cọc đơn SCP Sand Compaction Pile Cọc cát đầm chặt SI International System of Unit Hệ thống Đơn vị Quốc tế TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH CẢNG NHẬT BẢN   SRC Steel Framed Reinforced Concrete Bê tông cốt thép được lắp khung bằng thép SMB Sverdrup-Munk-Bretshneider Kiểu mẫu Sverdrup-MunkBretshneider TP Mean Sea Level of Tokyo Bay, Tokyo Peil Mực nước biển trung bình của Vịnh Tokyo, Tokyo Peil UU Unconsolidated Undrained Không cố kết không thoát nước VLCC Very Large Crude Carrier Tàu chở dầu thô rất lớn WTO World Trade Organization Tổ chức Thương Mại Quốc tế   CÁC KÝ HIỆU   Các ký hiệu Các ký hiệu Định nghĩa A Diện tích mặt cắt (m2) Ap Diện tích mặt cắt của các điểm cọc (m2) As Tổng diện tích bề mặt của một cọc (m2) B Bề rộng (m), bề ngang tàu (m) C Hệ số gió, tâm lực nổi Cc Chỉ số nén CD Hệ số cản CL Hệ số nâng CM Hệ số lực quán tính Cm Hệ số khối ảo Cu Lực cắt không thoát nước (kN/m2) Cy Hệ số nén chặt (cm2/giây) c Lực kết dính (kN/m2) C0 Lực cắt không thoát nước của mặt đất tự nhiên (kN/m2) Cd Giá trị lực kết dính đất thiết kế (kN/m2) D Độ sâu neo của một nền móng (m), kích thước cọc (mm), độ sâu đường thủy (m) De Đường kính hiệu dụng của một ống thoát nước (mm) Dr Mật độ tương đối Dw Đường kính của một ống thoát nước (mm) d Mướn nước tải (m), kích thước hạt của hạt đất (mm) E Mô đun đàn hồi của một cọc (kN/m2) Ef Năng lượng cập bến của Tàu (kN · m) EI Độ cứng chịu uốn (kN · m2) e Hệ số lỗ rỗng       f Hệ số ma sát, tần suất (Hz) F’c Sức nén của bê tông (N/mm2) fd Giá trị góc của sức chống trượt thiết kế (o) G Độ cứng trượt (kN · m2) GT Tổng trọng tải (t) g Gia tốc trọng lực (m/s2) H Chiều cao sóng (m), chiều cao tưởng H0 Chiều cao sóng nước sâu (m) H’0 Chiều cao sóng nước sâu tương đương (m) H1/10 Chiều cao sóng 1/10 cao nhất H1/3 Chiều cao sóng đặc trưng Hb Tiêu chuẩn chiều cao sóng đứt đoạn (m) HD Chiều cao sóng để xác nhận thiết kế (m) Hi Chiều cao sóng bất ngờ (m) H1 Chiều cao sóng truyền đi (m) Hmax Chiều cao sóng tối đa (m) h Độ sâu vùng nước (m), độ dày lớp (m) hc Chiều cao đỉnh của mực nước chắn sóng (m) I Mômen quán tính của diện tích mặt cắt cọc (m4) K Hệ số áp lực của đất Ka Hệ số áp lực của đất hoạt động K0 Hệ số áp lực đất khi không hoạt động Kd Hệ số nhiễu xạ Kr Hệ số khúc xạ Kp Hệ số áp lực đất tiêu cực Ks Hệ số cạn Kt Hệ số truyền sóng CÁC KÝ HIỆU   k Hệ số địa chấn, hệ số độ thấm (N/cm3) k' Hệ số địa chấn tương đương kCH Hệ số phản lực nền ngang (N/cm3) kh Hệ số địa chấn để xác định thiết kế (thẩm định tính năng) L Chiều dài sóng (m), chiều dài neo của một cọc (m) L0 Chiều dài sóng nước sâu (m) Lpp Chiều dài các đường trực giao (m) M Mô men (kN · m), tâm nghiêng mv Hệ số tính nén lún thể tích (m/kN) N Giá trị N ( Số lần thổi trong chiều dày đất 30cm của đất qua Thí nghiệm Xuyên Tiêu chuẩn Spt), số lượng sóng Nq, Nr Hệ số khả năng chịu lực NS Số lượng ổn định của các khối bọc thép n Tốc độ chuyển dịch ứng suất, tỷ lệ mô đun đàn hồi P Lực hoạt động (kN) PB Lực đẩy nổi (kN) PH Lực sóng ngang (kN) PU Áp lực thấm lọc (kN) PV Lực thẳng đứng (kN) p0 Sức ép quá mức (kN/m2) p1, p2, p3 Cường độ của áp lực sóng (kN/m2) pu Áp lực thấm dọc hoạt động ở bên dưới đáy tường thẳng đứng (kN) Q Tỷ số vận chuyển chất lắng gần bờ (m3/s) q Quá tải (kN/m2), khối lượng nước (cm3/s), tỉ lệ vận chuyển chất lắng mỗi chiều dài đón vị (m3/m/s) qu Cường độ nén không hở nông (kN/m2) rs Tỷ trọng của hạt đất (t/m3) Rfk Giá trị đặc trưng của sức bền vòng đai của một cọc (kN)       S Độ lún Smax Tham số giới thiệu mức dộ lan rộng hướng của năng lượng sóng S(f) Quang phổ tần số sóng Sr Mật độ tương đối của đá cao su đập vào nước t Thời gian (s,m,h,d,y), độ dày (mm) T (các) chu kỳ, cường độ chịu kéo (kN), lực kéo (kN) T1/3 (các) chu kỳ sóng đặc trưng U Tỷ lệ cố kết (%), tốc độ gió (m/s), tốc độ dòng chảy (m/s) V Khối lượng (m3), tốc độ (m/s), lực đứng (kN) Vp Tốc độ sóng phân kỳ (m/s) Vs Vận tốc sóng chạy ngang (m/s) W Sức nặng của thân tường (kN), bề rộng của tiết diện dòng sông w Dung trọng đơn vị đất (kN/m3), bề rộng của vết nứt (mm) wl Thực nước thủy triều (m) z Mô đun khu vực (m3) α Hệ số nhạy cảm β Góc của sóng tới (o), nghịch đảo khoảng cách giữa mặt đất ảo và điểm xác định ảo (m-1) δ Góc ma sát trên một bức tường (o) Δp Số gia của áp lực (kN/m2) φ Góc của sức chống cát (o) γ Hệ số thành phần, dung trọng đơn vị (kN/m3) γ' Dung trọng đơn vị trong nước (kN/m3) γb Hệ số thành phần γi Hệ số kết cấu γw Dung trọng đơn vị của nước biển (kN/m3) η* Chiều cao của áp lực nước 0 trên mực nước (m) CÁC KÝ HIỆU   λ1, λ2 Hệ số hiệu chỉnh áp lực sóng µ Hệ số ma sát tĩnh θ Góc của một đường dốc (o), độ dốc của mặt trượt ρ Mật độ (t/m3) ρa Mật độ không khí (t/m3) ρd Mật độ khô (t/m3) ρ0, ρw Mật độ nước biển (t/m3) σy Ứng suất chảy khu uốn của cấu kiện thép (N/mm2) τ Ứng suất cắt (kN/m2) ψ Độ dài biên của một cọc (mm) TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NHẬT BẢN VỀ CÔNG TRÌNH CẢNG MỤC LỤC Lời nói đầu............................................................................................................... Các từ viết tắt ........................................................................................................... Các ký hiệu .............................................................................................................. Phần I – Khái quát chung ...................................................................................... 1 Chương 1 Những quy định chung ....................................................................... 2 1.1 Phạm vi áp dụng ........................................................................................................... 2 1.2 Định nghĩa thuật ngữ ................................................................................................... 2 1.3 Thiết kế dựa trên tính năng ........................................................................................... 8 1.3.1 Hệ thống thiết kế dựa trên tính năng..................................................................... 8 1.3.2 Phân loại các yêu cầu về tính năng ....................................................................... 9 1.3.3 Yêu cầu về tính năng ............................................................................................ 10 1.3.4 Các tác động......................................................................................................... 12 1.3.5 Điều kiện thiết kế ................................................................................................. 12 1.4 Tiêu chuẩn tính năng..................................................................................................... 14 1.5 Kiểm định tính năng ..................................................................................................... 14 1.6 Phương pháp thiết kế dựa trên độ tin cậy ..................................................................... 25 1.6.1 Tóm lược phương pháp thiết kế dựa trên độ tin cậy ............................................. 25 1.6.2 Phương pháp thiết kế dựa trên độ tin cậy Cấp độ 1 (Phương pháp hệ số thành phần) ................................................................................................................................... 26 1.6.3 Các phương pháp xác định các hệ số thành phần ................................................. 27 1.6.4 Thiết lập mức độ an toàn mục tiêu và Chỉ số độ tin cậy mục tiêu / các hệ số thành phần ........................................................................................................................... 28 PHỤ LỤC 1: Phương pháp thiết kế dựa trên độ tin cậy .................................... 33 PHỤ LỤC 2: Hệ số thành phần và độ tin cậy của hệ thống ............................... 45 Chương 2 Thi công, cải tạo, hoặc bảo dưỡng các công trình theo tiêu chuẩn kỹ thuật .................................................................................................................. 51 1 Thiết kế các công trình theo tiêu chuẩn kỹ thuật ............................................................ 51 1.1 Tuổi thọ thiết kế ....................................................................................................... 51 2 Thi công các công trình theo tiêu chuẩn kỹ thuật ........................................................... 52 2.1 Tổng quan ................................................................................................................ 52 2.2 Lập kế hoạch thi công .............................................................................................. 52 2.3 Phương pháp thi công .............................................................................................. 53 2.4 Nội dung quản lý thi công........................................................................................ 53 2.5 Quản lý an toàn thi công ........................................................................................... 54 2.6 Sự ổn định kết cấu trong quá trình thi công .............................................................. 54 3 Bảo dưỡng các công trình theo tiêu chuẩn kỹ thuật ....................................................... 56 3.1 Tổng quan ................................................................................................................ 57 3.2 Các chương trình bảo dưỡng.................................................................................... 58     TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NHẬT BẢN VỀ CÔNG TRÌNH CẢNG 3.2.1 Các chương trình bảo dưỡng ............................................................................ 60 3.2.2 Các chương trình kiểm tra và chuẩn đoán ....................................................... 62 3.3 Các phương pháp ngăn chặn nguy hiểm .................................................................. 63 3.4 Các biện pháp xử lý các công trình không sử dụng tiếp .......................................... 63 4 Xem xét vấn đề môi trường ........................................................................................... 65 4.1 Tổng quan ................................................................................................................ 65 PHẦN II Các tác động và yêu cầu về sức bền vật liệu ....................................... 69 Chương 1 Tổng quan ............................................................................................ 70 1. Tổng quan ....................................................................................................................... 70 2. Các yêu cầu khác cần tính đến ........................................................................................ 70 Chương 2 Khí tượng thuỷ văn và hải dương học ............................................... 72 1. Những yếu tố về khí tượng thuỷ văn và hải dương học cần xem xét khi kiểm định tính năng công trình ........................................................................................................... 72 1.1 Tổng quan ................................................................................................................ 72 2. Gió................................................................................................................................... 73 2.1 Tổng quát ................................................................................................................. 73 2.2 Các giá trị đặc trưng của vận tốc gió ....................................................................... 76 2.3 Áp lực gió................................................................................................................. 77 3. Mực thủy triều ................................................................................................................. 88 3.1 Thủy triều thiên văn ................................................................................................. 88 3.2 Mực nước dâng do bão ............................................................................................ 90 3.3 Hiện tượng cộng hưởng cảng ................................................................................... 92 3.4 Mực thủy triều bất thường ....................................................................................... 97 3.5 Sự biến đổi dài hạn của mực nước biển trung bình ................................................. 97 3.6 Mực nước ngầm và sự thấm ..................................................................................... 99 4. Sóng ................................................................................................................................ 107 4.1 Các vấn đề cơ bản liên quan đến sóng ..................................................................... 108 4.2 Sự hình thành, lan truyền và suy giảm sóng ............................................................ 115 4.3 Sự biến dạng của sóng ............................................................................................ 121 4.3.1 Khúc xạ sóng................................................................................................... 121 4.3.2 Nhiễu xạ sóng.................................................................................................. 124 4.3.3 Kết hợp giữa nhiễu xạ và khúc xạ sóng .......................................................... 128 4.3.4 Sự phản xạ của sóng........................................................................................ 129 [1] Tổng quan .................................................................................................. 129 [2] Tính toán hệ số phản xạ............................................................................. 132 [3] Biến dạng sóng ở các góc lõm, gần đầu công trình chắn sóng và xung quanh các đê chắn sóng biệt lập .......................................................................................... 133 4.3.5 Sóng nước nông .............................................................................................. 136 4.3.6 Sóng vỡ ........................................................................................................... 137 4.3.7 Chiều cao sóng leo, sóng tràn và sóng truyền .................................................. 144 [1] Sóng leo ....................................................................................................... 144     TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NHẬT BẢN VỀ CÔNG TRÌNH CẢNG [2] Lượng sóng tràn .......................................................................................... 149 [3] Sóng truyền ................................................................................................. 159 4.3.8 Sự dâng mực nước biển trung bình do các loại sóng và sóng vỗ bờ ................ 161 [1] Sóng dâng ..................................................................................................... 161 [2] Sóng vỗ bờ ................................................................................................... 164 4.4 Sóng chu kỳ dài........................................................................................................ 165 4.5 Khái niệm về độ yên tĩnh của cảng .......................................................................... 168 4.6 Sóng do tàu .............................................................................................................. 171 4.7 Áp lực sóng và lực sóng........................................................................................... 177 4.7.1 Tổng quan ....................................................................................................... 177 4.7.2 Lực sóng tác động lên tường đứng .................................................................. 178 4.7.3 Lực sóng tác động lên các cấu kiện chìm hoặc kết cấu độc lập....................... 201 4.7.4 Lực sóng tác động lên kết cấu gần mặt nước ................................................... 207 4.8 Các điều kiện sóng thiết kế ..................................................................................... 212 4.8.1 Thiết lập các điều kiện sóng thiết kế đối với sự kiểm định tính ổn định của công trình cảng và tình trạng giới hạn tối đa của các cấu kiện kết cấu. ............................. 212 4.8.2 Thiết lập các điều kiện sóng để xác định độ tĩnh lặng của cảng ...................... 216 4.8.3 Thiết lập điều kiện sóng đối với việc kiểm định độ bền, tình trạng giới hạn về khả năng sử dụng của cấu kiện kết cấu .......................................................................... 217 4.8.4 Các điều kiện sóng thiết kế ở vùng nước nông ................................................ 218 4.9 Ngoại lực tác động lên vật nổi và chuyển động của nó ......................................... 219 4.9.1 Tổng quát ......................................................................................................... 219 4.9.2 Ngoại lực tác động lên vật nổi ......................................................................... 221 4.9.3 Chuyển động của vật nổi và lực neo ................................................................ 226 5 Sóng thần ........................................................................................................................ 260 6 Dòng nước ....................................................................................................................... 271 6.1 Dòng nước biển ở vùng bờ ..................................................................................... 271 6.2 Thủy lực cửa sông ................................................................................................... 272 6.3 Dòng bùn cát ven bờ ............................................................................................... 274 6.3.1 Tổng quát ....................................................................................................... 274 6.3.2 Xói chung quanh kết cấu ............................................................................... 288 6.4 Dự đoán biến dạng bãi biển .................................................................................... 292 6.5 Lực dòng chảy do các dòng tạo ra .......................................................................... 297 7 Các hiện tượng khí tượng khác cần xem xét.................................................................... 300 7.1 Các hiện tượng cần xem xét.................................................................................... 306 8 Các quan sát và nghiên cứu về khí tượng và biển ........................................................... 307 8.1 Các quan sát và nghiên cứu về khí tượng .............................................................. 307 8.2 Quan trắc và nghiên cứu mực thủy triều ................................................................ 307 8.3 Quan trắc và nghiên cứu sóng................................................................................ 308     TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NHẬT BẢN VỀ CÔNG TRÌNH CẢNG Chương 3 Các điều kiện địa kỹ thuật ................................................................. 318 1 Khảo sát hiện tường ......................................................................................................... 318 1.1 Các phương pháp xác định các điều kiện địa kỹ thuật ............................................ 318 1.2 Vị trí, khoảng cách và chiều sâu của các khu vực khảo sát hiện trường................. 318 1.3 Lựa chọn các phương pháp khảo sát ...................................................................... 320 2 Các hằng số đất nền ......................................................................................................... 321 2.1 Ước tính hằng số đất nền ........................................................................................ 321 2.2 Các đặc tính vật lý của đất ...................................................................................... 327 2.2.1 Trọng lượng riêng của đất .............................................................................. 327 2.2.2 Phân loại đất ................................................................................................... 330 2.2.3 Độ dẫn thủy lực của đất ................................................................................. 332 2.3 Tính chất cơ học của đất ......................................................................................... 333 2.3.1 Hằng số đàn hồi ............................................................................................. 333 2.3.2 Đặc tính nén và cố kết .................................................................................... 334 2.3.3 Tính chất cắt ................................................................................................... 339 2.3.4 Phương pháp diễn giải các giá trị N ............................................................... 349 2.4 Phân tích động......................................................................................................... 351 2.4.1 Môđun biến dạng động .................................................................................. 351 2.4.2 Các đặc tính cường độ động lực .................................................................... 355 Chương 4 Động đất ................................................................................................ 360 1 Rung chuyển mặt đất........................................................................................................ 360 1.1 Tổng quan ............................................................................................................... 360 1.1.1 Các hiệu ứng nguồn ....................................................................................... 361 1.1.2 Tác động hướng truyền .................................................................................. 363 1.1.3 Tác động hiện trường ..................................................................................... 363 1.1.4 Trạng thái phi tuyến tính của trầm tích thỗ nhưỡng cục bộ .......................... 363 1.2 Rung chuyển động mặt đất do động đất cấp 1 được sử dụng trong kiểm định tính năng các công trình .......................................................................................... 363 1.3 Các rung chuyển mặt đất do động đất cấp 2 được dùng trong kiểm định tính năng các công trình ................................................................................................. 364 1.3.1 Khái quát ........................................................................................................ 364 1.3.2 Các trận động đất theo kịch bản đối với rung chuyển động đất cấp 2 ........... 365 1.3.3 Thiết lập các thông số nguồn ......................................................................... 367 2 Tác động địa chấn ............................................................................................................ 372 2.1. Lấy mẫu và tác động địa chấn của mặt đất - Hệ thống kết cấu ...................... 372 2.2. Tác động địa chấn theo phương pháp hệ số địa chấn .................................... 373 2.3. Tác động địa chấn theo phương pháp hệ số địa chấn biến đổi ...................... 375 2.4. Tác động địa chấn theo phương pháp biến dạng địa chấn ............................. 376 2.5. Tác động địa chấn trong phân tích phản ứng địa chấn của các kết cấu đất ... 377