BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT- GVHD TS. DƯƠNG HỒNG THẨM - SVTH BÙI CAO MINH-1051022197

SỐ LIỆU BAN ĐẦUMã đề : B1h362B Loại tường cừ bản có neo, yêu cầu tính bản neo Số liệu hình học và cơ học của sơ đồ tính : Độ sâu đặtthanh neo y1m Vật liệucủa tườngcừ bản Độ sâumức nướcng

SỐ LIỆU BAN ĐẦU

Mã đề : B1h362B

Loại tường cừ bản có neo, yêu cầu tính bản neo

Số liệu hình học và cơ học của sơ đồ tính :

Độ sâu đặtthanh neo

y1(m)

Vật liệucủa tườngcừ bản

Độ sâumức nướcngầm z1(m)

0 10 nằm ngangMặt đất 1.5 Thép 1.5

Địa chất cĩ xuất hiện dịng thấm

Số liệu địa chất của đất sau tường và chiều sâu chắn đất :

b) Xác lập sơ đồ tính.

-Tường cừ bản dùng để chắn bờ đất thẳng hay dốc

- Tường cừ bản trong bài này có thể là vách hố móng cho nhà cao tầng, nhà này có khoảng 2 tầng hầm và có diện tích mặt bằng rộng để thi công neo.Theo ý kiến của em thì nên dùng cọc BARET thi công thành vách tầng hầm luôn, vì với hiện trạng thành phố quy hoạch hiện nay không có mặt bằng rộng tận dụng mặt bằng thi công cao ốc văn phòng và trung tâm thương mại, nên ta không thể dùng neo sang đất của công trình khác được, vậy ta nên dùng cọc BARET, dùng hệ thống chống có quy mô lớn như dùng thép chữ I300*400 để chống làm 2 hàng chống móc đất tới đâu thì chống tới đó dùng kích thủy lực có sức đẩy lớn đặt giữa cây chống

- Tường do đề bài giao không neo nhưng do chiều cao cắm cừ lớn (H=10m) nên ta vẫn tính có neo, giả sử đặt thanh neo cách mặt đất 1.5 m ,đất bên trên không có tải tác

dụng có thể dùng làm hệ thống thủy lợi đào một con kênh mới chẳng hạn hoặc hệ thống đường hầm cho một thành phố mới đang trong giai đoạn thi công cơ sở hạ tầng.

Tính toán thiết kế tường cừ bản trong bài tập này, ta sẽ sử dụng phương pháp tính theo giả thiết tường dịch chuyển tự do vì ta có (0; 0) lưng tường trơn phẳng, dùng công thức của Rankine với sơ đồ tính như sau:

0 1

0 1

Hệ số áp lực ngang chủ động lớp 2 (đất cát chiều cao a=8.5 m)

0 2

0 2

0 2

0 3

0 3

Trình tự tính toán như sau:

B1 : + giả thiết giá trị f

M



 tương ứng với giá trị f giả thiết ở B1

B4: lặp lại trình tự tính toán từ B1 để có mối quan hệ giữa f-HSAT

(*)Giả thiết chiều sâu chôn cừ là f=10(m)

Áp dụng lý thuyến áp lực ngang của nước:

Các giá trị pi

Lực /1mét tớitường(KN/1mtới)

Cánh tayđòn tạiđiểm neo

O (m)

Giá trị M(KNm)

giu x

M SF M

Với hệ số an toàn : SF =2 (dư cân bằng giới hạn) thì ứng với giá trị chiều sâu cắm cừ bản cần đóng vào đất là f= 14 m.

Với hệ số an toàn : SF=1 (cân bằng giới hạn) thì ứng với giá trị chiều sâu cắm cừ bản cần đóng vào đất là f= 9.25 m

Trong thực tế chiều sâu phần cọc đóng vào đất thường được gia tăng 20%40% nên:

fthực tế = 1.2xf = 1.2 x 9.25 = 11.1 m

Vậy chiều sâu cắm cù bản thiết kế là: ftt=11.1m

e)Tính lực cây chống và neo với f = 9.25(m)

Áp dụng lý thuyết áp lực ngang của nước:

Biểu đồ áp lực ngang

Ta có bảng giá trị lực cho các phần tử của tường như sau:

∑M/oBĐ = M1 + M5 + M10 =11827.9426KNm

Ta cĩ tổng nội lực theo phương ngang là:

Tổng lực chủ động :Pa =P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 + P8 + P9 =1241.22 KN/ mét tới tường

Tổng lực bị động :Pp= P10 =805.978 KN/ mét tới tường

Tneo = Pa - Pp=1241.22-805.978=435.24 KN

Ta cĩ khoảng cách neo là s =3 m

4.1 Tính toán thanh thép neo :

Thanh neo bằng thép tròn có Ra = 270000 kN/m2

Tiết diện thanh neo yêu cầu :

_

* *1.25 435.24 3 1.25

6.045 10 6045270000

 Với γ1 =17 Kpa ; γ’=20-10=10 Kpa

 B ,H chưa biết tự giả thiết

Sau đó tính Tbản neo =∑Pp -∑Pa

Tính HSAT=( Tbản neo x s)/ Tneo ≥1.25 là ok

Giả thiết B=1.2m Ta có bảng tính sau:

lực phân

bố KN/m2

lực tập trung KN/

m tới tường

lực phân bố KN/m2

lực tập trung KN/ m tới tường

Giả thiết B=2m Ta có bảng tính sau

lực phân bố KN/m2

Phải neo vào đất cố định vì vậy:

Chiều dài thanh neo L > ( H + f)tg(45o +30o/2) = (10 + 9.25)*tg60o = 33.342m

Chọn chiều dài thanh neo L = 34m

f) Vẽ biểu đồ Moment và biểu đồ lực cắt.

Biểu đồ tổng hợp lực tác dụng lên tường cừ bản như hình vẽ:

Dựa vào biểu đồ áp lực ngang, ta tính moment tại một vị trí bất kỳ có độ sâu là x

Ta có bảng giá trị lực cho các phần tử của tường như sau:

stt lực phân bố pi

KN/m2

lực /1m tới tường P i (KN)/

Tìm Mx = 0 ta xét cụ thể cho từng đoạn theo hàm phương trình của moment ứng với từng áp lực ngang

1) Đoạn AO: (O điểm đặt thanh neo)

h )Tính toán chuyển vị của tường cừ bản :

Chuyển vị ngang được tính theo công thức:

L

 

Ta có: hệ số giãn dài của đất  0.05%

Chiều dài thanh neo Lneo= 34m

 Do chiều cao tường và chôn tường tương đối lớn nên giá trị Mmax lớn nên em

đề xuất ta neo thêm 1 thanh neo cách vị trí neo ban đầu là 2m theo phương từ trên xuống nhằm chia bớt lực kéo trong thanh neo ,giảm bớt trị số Mmax trong quá trình tính khi đó ta có sơ đồ như sau:

Bảng giá trị lực ứng với độ sâu f=9.25m cĩ HSAT=1 :

stt lực phân bố pi

KN/m2

lực /1m tới tường P i (KN)/

Tính toán thanh thép neo cho Tneo1 và T neo2 :

Thanh neo bằng thép tròn có Ra = 270000 kN/m2

Tiết diện thanh neo yêu cầu :

_

* *1.25 217.62 3 1.25

3.023 10 3023270000

Tính tốn bản neo ở T neo1 :

Giả thiết B=2m Ta cĩ bảng tính sau

lực phân bố KN/m2

lực tập trung KN/ m tới

tường

lực phân bố KN/m2

lực tập trung KN/ m tới tường

Phải neo vào đất cố định vì vậy:

Chiều dài thanh neo L > ( H + f)tg(45o +30o/2) = (10 + 9.25)*tg60o = 33.342m

Chọn chiều dài thanh neo L = 34m

Vì bản neo bố trí chạy song song với tường cừ nên cĩ chiều dài khá lớn vì vậy M uốn nhỏ ta bố trí thép theo cấu tạo

Chọn thép 2 20 , bố trí 5 hàng

Chọn thép đai 12

Khoảng cách giữa các cốt đai s = 200 mm

Xét đoạn OC Ta có giá trị M max khi đã bố trí thêm neo như sau

Ta có thể chọn cường độ cho thép : σRa2700/cm27KN/cma  Ra 2700 daN/ cm2 27 KN/cm2

Sức kháng uốn của tiết diện tường cừ bản :

Tường cừ Larsen dễ thi công và kinh tế hơn so với cọc bêtông cốt thép

- Đánh giá thiết kế tường cừ bản:

Tường cừ bản thiết kế như trên theo phương pháp truyền thống có 1 số bất cập

ở 1 số điểm như sau:

+ Giả thiết đầu với tường là không có chuyển vị nhưng trên thực tế là có

+ Hệ số an toàn lấy lớn (gây ra tốn kém)

+ Không xét tới yếu tố độ cứng (tức là giả thiết tường luôn luôn thẳng, không bị mềm, uốn dưới áp lực ngang)

+ Mmax thực tế < Mmax tính toán

- Ta có thể thấy rằng tường cừ bản vừa thiết kế thiên về an toán khá nhiều, gây lãng phí vật liệu và làm tăng quy mô thi công, tăng số lượng nhân công