ĐỒ án THIẾT kế nền mặt ĐƯỜNG

THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH CỤ THỂ Nội dung: Lựa chọn một đoạn đào sâu hoặc đắp cao trong đồ án và thiết kế một loại tường chắn đảm bảo an toàn cho đoạn này 3.1.. Định nghĩa Tường chắn đất

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT

ĐƯỜNG _

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VĂN BÍCH

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH CỤ THỂ

Nội dung: Lựa chọn một đoạn đào sâu (hoặc đắp cao) trong đồ án và thiết kế một loại tường chắn đảm bảo an toàn cho đoạn này

3.1 Định nghĩa

Tường chắn đất là bài toán kết hợp giữa 2 bài toán nền móng và kết cấu Thông thường tường chắn đất được phân thành 2 loại dựa trên kết cấu:

• Tường chắn đất bằng bê tông cốt thép

• Tường chắn đất bằng các loại khối xây như đá hộc, đá qui cách, gạch block bê tông …

Khi xây dựng công trình trên nền đất yếu, tường chắn nên sử dụng tường bê tông cốt thép trên nền cọc bê tông cốt thép

3.2 Nội dung thiết kế

- Tính tường chắn chữ L bằng BTCT

- Tải trọng thiết kế : HL93

- Qui trình thiết kế 11823-2017

3.2.1 Tải trọng tính toán

- Áp lực ngang do đất đắp và hoạt tải sau lưng tường tại mặt cắt đáy móng

- Áp lực ngang do đất đắp và hoạt tải sau lưng tường tại mặt cắt đỉnh móng

3.2.2 Số liệu thiết kế

3.2.2.1 Kích thước tường chắn

3.2.2.2 Thông số vật liệu

- Vật liệu chế tạo tường chắn :

• f’c = 16 Mpa

• Móng , thân tường chắn bằng BT có Mác = M200 (kg/cm2)

b

a

c



L





n

B B

CÁC KÍCH THƯỚC TƯỜNG CHẮN (M) Kiểm

tra Hạng mục hiệu Ký Gía trị Hạng mục Ký

hiêu

Gía trị Góc mở w

(m) 5 Kích thước ngang

b1

(m) 0.45 11.31

(m) 3.45 Kích thước ngang

b2

(m) 0.6 30.96

Bề rộng chân tường A

(m) 2.40

Chiều dày bệ phía mũi

D (m) 0.8

Bề rộng đỉnh tường N

(m) 0.40

Chiều dày bệ phía gót

d1

(m) 1.5

Từ đỉnh tường đến hoạt

tải

C

Chiều sâu chôn

Chiều dài đoạn tường Lf

(m) 100

Góc nghiêng đáy

Từ đáy móng đến đỉnh

tường

Ht

(m) 6.50

Góc nghiêng lưng

- Trọng lượng đơn vị vật liệu :

• Trọng lượng tường chắn bế tông = 2320 kg/m3 => ɣc = 22,8 kN/m3

• Trọng lượng đơn vị đất = 1800 kg/m3 => ɣs = 17,65 kN/m3

• Góc nội ma sát đất đắp : ϕb = 35 độ

• Góc ma sát giữa đất đắp và tường chắn : ẟ = 0,5×ϕb = 17,5 độ

• Góc dốc giới hạn của đáy móng : Ɛgh = 11,32 độ

• Góc mở móng giới hạn móng theo vật liệu chế tạo móng :

• Móng đá hộc xây vữa xi măng : Ɛgh = 30 độ

• Móng bê tông độn đá hộc : Ɛgh = 33 độ

• Móng bê tông : Ɛgh = 40 độ

- Góc mở rộng móng giới hạn móng theo vật liệu chế tạo móng theo Thiết kế : Ɛgh =

33 độ

- Hệ số cấp đường : IV

- Hệ số tải trọng : 0.65

3.2.2.3 Tính toán tường chắn

Chiều cao tương đương của tải trọng xe lên tường chắn so với chiều xe chạy :

Tính tới đáy bệ :

• Chiều cao tường + bệ : Ht = 6.5 m

• Chiều cao đất qui đổi : heq = 0.39 m

Tính tới đáy thân tường :

• Chiều cao tường : htt = 5.00 m

• Chiều cao đất qui đổi : heq = 0.48 m

3.2.3 Hệ số áp lực ngang đất:

B1 B2

S1 S2

S3

A2

A1

H

Y

+

VZ+

M+Y

b1 a

b2



b/2 b/2

b3

90



Ex

E



Tính theo tiêu chuẩn TCVN 11823-2017, hệ số áp lực ngang đất được tính theo công thức sau:

Với:

𝜑 ∶ góc ma sát trong của đất đắp = 35°

𝛽 ∶ góc dốc của mái dốc đắp so với phương nằm ngang = 0°

𝛿 ∶ góc ma sát giữ đất đắp và tường = 17.5°

𝜃 ∶ góc hợp bởi lưng tường chắn và phương nằm ngang = 68.2°

𝛼 ∶ góc hợp bởi lưng tường chắn và phương thẳng đứng = 21.8°

Thay số, tỉnh toán được hệ số áp lực ngang của đất: 𝐾𝑎 = 0.44

3.2.4 Tính áp lực ngang lên tường chắn

3.2.4.1 Các tải trọng tác dụng lên tường tính tại đáy bệ:

− Thông số tính cho đất sau lưng tường chắn

𝑑2 =𝑑1+ 𝑑2

𝑏3 =𝐻𝑡

3 − 𝑑2−

𝑑 + 𝑑1

𝑋1= (𝑏1+ 𝑎) − 𝑏3 = 2.57 (𝑚)

b1 a

b2



b/2 b/2

b3

90



E EHX

E EHY

EEH

2

1

− Thông số tính cho hoạt tải sau lưng tường chắn :

𝑑2 =𝑑1+ 𝑑2

𝑏4 =𝐻𝑡

2 − 𝑑2−

𝑑 + 𝑑1

𝑋1= (𝑏1+ 𝑎) − 𝑏4 = 2.18 (𝑚)

Các tải trọng tác dụng lên tường tính tại đáy bệ

(m2)

Chiều dài (m)

(m)

Tay đòn (m)

Momen (KN.m)

Tải Trọng

Thẳng Đứng

Trọng lượng bản thân

Trọng lượng đất đắp

Hoạt tải tường chắn qui đổi ra lớp đất tương đương

b2



b/2 b/2

b4

90



E LS

Tổng cộng 1790 -760.63

Áp lực ngang do đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương thẳng đứng

Tải Trọng

Nằm Ngang

Áp lực ngang do đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương nằm ngang

NOTE : X được đo từ mép ngoài bệ móng tới trọng tâm bô phận

3.2.4.2 Các tải trọng tác dụng lên tường tính tại đáy tường thân

− Thông số tính cho đất đắp sau lưng tường chắn :

𝑏3 =ℎ

3× 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 0.67 (𝑚)

• Khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép ngoài ngực tường chắn :

𝑋1∗ = 𝑎 − 𝑏3 = 1.73 (𝑚)

b2

b/2 b/2

b3

E



E EHX

X

E EHY

− Thông số tính cho hoạt tải sau lưng tường chắn :

𝑏3 =ℎ

2× 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 1.00 (𝑚)

• Khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép ngoài ngực tường chắn :

𝑋1∗ = 𝑎 − 𝑏3 = 1.40 (𝑚)

Các tải trọng tác dụng lên tường tính tại đáy bệ

Diện tích (m2)

Chiều dài (m)

Lực (KN)

(m)

Tay đòn (m)

Momen (KN.m)

Tải Trọng

Thẳng Đứng

Trọng lượng bản thân

Trọng lượng đất đắp

Hoạt tải tường chắn qui đổi ra lớp đất tương đương

Áp lực ngang do đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương thẳng đứng

E (EH)Z 97.20 100 6156.90 1.73 -0.53 -3283

Tải Trọng

Nằm Ngang

Áp lực ngang do đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương nằm ngang

b2



b/2 b/2

b3

E

90



X

E ELSX 18.95 100 1466.80 - 2.50 3667

NOTE : X được đo từ mép ngoài bệ móng tới trọng tâm bô phận

Tổng hợp tải trọng tại trọng tâm đáy móng

Mô tả

- Bảng tải trọng tại trọng tâm đáy bệ móng ( tính 1m dài )

3.2.5 Tính ứng suất dưới móng tường chắn

Ứng suất tại đáy móng ( Đáy móng nằm nghiêng )

Hệ số tải trọng

Chỉ tĩnh tải Không có

Hệ số

3.2.6 Kiểm tra độ lệch tâm

− Theo TCVN 11823-2017

Độ lệch tâm của tải trọng theo trangh thái giới hạn cường độ, được tính với tải trọng có hệ số không vượt quá :

• Một phần ba kích thước móng tương ứng B hoặc L đối với móng trên nền đất

• 0.45 của kích thước móng tương ứng B hoặc L đối với móng trên nền đá

• Với các móng đặt trên mặt đất, vị trí tổng hợp lực của các phản lực phải nằm bên phải nằm bên trong khoảng hai phần ba bề rộng ở giữa của đáy móng (tức

là phần bề rộng đáy móng trọng phạm vi từ tim đáy móng mở ra một khoảng bằng 1/3 bề rộng về mỗi phía)

− Độ lệch tâm của tải trọng không được vượt quá 1/3 kích thước B và L = 1.17 m

3.2.6.1 Kiểm tra lật – (Theo 22TCN 272-05)

− Độ lật

KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LẬT

KIỂM TRA TRƯỢT ĐÁY MÓNG NGHIÊNG

− Kiểm tra khả năng chống trượt (theo QP-23-65)

• Công thức kiểm toán khả năng chống trượt :

𝑇𝑔ℎ =

Ʃ𝑇𝑖 𝛹Ʃ𝑃𝑖 ≤ 𝑚

Trong đó :

− 𝑇𝑡: Lực gây trượt tính toán (kN)

− 𝑇𝑔ℎ: Lực chống trượt giới hạn (kN)

− 𝑃𝑖: Thành phần lực thẳng đứng (kN)

− 𝑇𝑖: Thành phần lực ngang gây trượt (kN)

− 𝛹: Hệ số ma sát = 0.40

− 𝑚: Hệ số điều kiện làm việc = 0.80

TTGH

Lực ngang gây trượt

chống trượt

KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LẬT

3.2.6.2 Kiểm tra sức chịu tải của nền đất dưới đáy bệ, biến dạng lún

Thực tế thăm dò địa chất qua các hố khoan bố trí 500m một hố, ta sẽ có đầy

đủ số liệu cụ thể để tính lún và sức chịu tải nền đất dưới tường chắn Với các giả thiết trên và phương án tường chắn đã chọn, kiểm tra đã thỏa mãn điều kiện lật, trượt tại đáy móng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 TCVN 9152-2012

2 Thiết kế địa hình tường chắn 86-06 Viện giao thông

3 Các tài liệu thuộc về môn học “Thiết kế nền mặt đường và công trình”

4 TCVN 11823-2017

5 Tiêu chuẩn về tường chắn 22TCN272-05