Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư ngành Kỹ thuật công trình

Vẽ sơ đồ và trình bày phương pháp tính toán tiêu năng hạ lưu công trình?. + Sơ đồ tính MNTL P=0 20m MNHL hc Sơ đồ tính tiêu năng Khi đó các bước tính toán tiêu năng của cống như sau: + B

II TÍNH THỦY LỰC, TIÊU NĂNG, THẤM,…

1 Vẽ sơ đồ và trình bày cách tính khẩu diện cống hoặc kiểm tra khẩu diện cống?

+ Sơ đồ tính

P=0 20m

Zhp

Sơ đồ chảy qua đập tràn đỉnh rộng

+ Điều kiện để cống làm việc như đập tràn đỉnh rộng

Theo mục 3.1, QPTL C8-76, điều kiện làm việc như đập tràn đỉnh rộng:

(2÷3)H < L < (8÷10)H

Trong đó:

+ H: chiều sâu dòng chảy vào trên ngưỡng (m)

Bài toán tưới: H = Zbiển - ZđkBài toán tiêu: H = Zđồng - Zđk+ L: chiều dài ngưỡng, chọn sơ bộ L = 20m

+ Điều kiện chảy ngập

Theo mục 3.4, QPTL C8-76 chảy ngập khi: hn≥nH0

Trong đó:

+ h n : chiều sâu nước hạ lưu kể từ ngưỡng cống (m)

+ H0 : cột nước trước cống, có xét đến lưu tốc tới gần (m)

H0=H +

αVV022g + H : cột nước thượng lưu cống kể từ đỉnh ngưỡng (m)

+ V0 : lưu tốc tới gần, V0=Q/ΩT (m/s)

+ n : hệ số ngập, nằm trong phạm vi 0,75 ≤ n ≤ (0,83÷0,87) Theo R.R.Tsugaep, n=f(

v H,m ) Trong đó, m là hệ số lưu lượng còn v H = B h n/ΩH Tra hình 3-4(Thiết kế cống – Nhà xuất bản nông nghiệp – 1988) tìm n

+ Lưu lượng tháo qua cống

Chảy không ngập:

Q=m ε0∑ b. √ 2 g.H03/2

Trong đó:

+ Q: lượng tháo qua cống (m3/s)

+ m: hệ số lưu lượng lấy gần đúng theo Cu-min, bảng 14-3 bảng tra thủy lực,

với cửa vào tương đối thuận và có tường cánh thẳng thu hẹp dần m =0,34÷0,36 Chọn m=0,35

+ ε0 : hệ số co hẹp bên do các mố trụ gây nên, tính theo công thức

ε0= Σbb

Σbb+Σbd =

7,5 7,5+0 =1 + ∑ b : tổng bề rộng qua nước của các khoang cống (m)

+ H0 : cột nước tràn có kể đến lưu tốc tới gần (m)

+ ϕg : hệ số co hẹp bên, ϕg = 0,5 ε0 +0,5 = 0,5.1+0,5 = 1

+ ϕ n : hệ số lưu tốc trường hợp chảy ngập, phụ thuộc vào hệ số lưu lượng m

Tra theo bảng 14-3 giáo trình thủy công tập II ứng với m = 0,35 thì ϕ n

=0,93 + h1: chiều sâu nước trên ngưỡng cống, h1= hn− Zhp

+ Zhp : độ cao hồi phục khi dòng chảy ra khỏi cống, Zhp= ξhp.hk

+ ξhp : độ cao hồi phục tương đối xác định bởi biểu đồ 20 (QPTL C8-76) phụ

thuộc vào hệ số mở rộng v H khi dòng chảy đi xuống hạ lưu và độ ngậptương đối ξ n

v H=

B h n

ΩH

+ q: lưu lượng đơn vị qua cống, q=Q/Bc (m2/s)

+ Bc: chiều rộng thông nước của cống, Bc=7,5m

+ Tính khẩu diện cống – giả thiết Q và B Kiểm tra khả năng tháo

Chế độ chảy qua cống trong các trường hợp đều là chảy ngập nên lưu lượng tháoqua cống được tính theo công thức tính lưu lượng qua đập tràn đỉnh rộng chảy ngập(theo QPTL C8-76)

Qkt= ϕn.ϕg.h1 ∑ b. √ 2g.( H0− h1)

Kiểm tra: Trong tất cả các trường hợp tính toán trên, khẩu diện cống đã chọn

đều đảm bảo khả năng tháo yêu cầu ( Qkt >Q).

Kết luận: Khẩu diện cống thỏa mãn.

2 Vẽ sơ đồ và trình bày phương pháp tính toán tiêu năng hạ lưu công trình?

+ Sơ đồ tính

MNTL

P=0 20m

MNHL

hc

Sơ đồ tính tiêu năng

Khi đó các bước tính toán tiêu năng của cống như sau:

+ Bước 1: Xác định trạng thái chảy:

Nếu trạng thái chảy là chảy ngập: Nối tiếp sau cống là nước nhảy ngậphoặc không có nước nhảy

Nếu trạng thái chảy là chảy không ngập: Ta tiếp tục làm bước 2

+ Bước 2: Xác định hình thức nối tiếp sau cống bằng cách so sánh h c

'' và

Nếu h c'' = h h : Nối tiếp sau cống là nước nhảy phân giới.

Nếu h c

''

< h h : Nối tiếp sau cống là nước nhảy ngập

+ Bước 3: Nếu nối tiếp sau cống là nước nhảy phóng xa, phân giới thì phảithiết kế tiêu năng

Nếu nối tiếp sau cống là nước nhảy ngập thì bố trí tiêu năng theo cấu tạo

+ E0 : Năng lượng đơn vị của dòng chảy thượng lưu cống so với đáy kênh

hạ lưu

E0=H +

α V02

2 g + H: Chiều cao cột nước thượng lưu so với đáy kênh hạ lưu

+ ωk : Diện tích mặt cắt ướt kênh thượng lưu.

+ Q: Lưu lượng tiêu năng

+ q: Lưu lượng đơn vị tính toán

+ Tính chiều sâu bể tiêu năng

Có thể tính theo các bước sau đây:

1 Tính d gần đúng lần thứ nhất theo biểu thức:

d1= hc } } −h rSub { size 8{h} } } {¿¿

¿

hoặc giả định một trị số xấp xỉ trị số trên

2 Với chiều sâu d1 đã chọn, tính độ sâu co hẹp (hc) và độ sâu liên hiệp (h”c) theo cộtnước E’0=E0+d1 bằng phương pháp được trình bày ở trên (PP của GS.I.I.Agơrôtskin)

3 Định chiều sâu nước trong bể tiêu năng:

6 Nếu giá trị d2 tính ra bằng hay gần bằng giá trị d1 đã chọn thì việc chọn d đã đúng

và d2 là độ sâu bể cần đào Nếu hai giá trị d chưa bằng nhau cần lấy giá trị d2 để tínhlại lần nữa theo trình tự trên

+ Tính chiều dài bể tiêu năng

Trong thiết kế người ta thường dùng các công thức kinh nghiệm

Bể tiêu năng quá dài thì không cần thiết, nhưng nếu quá ngắn lại có thể khônghình thành nước nhảy ở trong bể , bể không những không thực hiện được nhiệm vụtiêu năng mà dòng chảy vọt ra có thể làm xói lở và phá hoại lớp gia cố lòng dẫn hạlưu sau bể

Chiều dài bể theo công thức của GS M.Đ Tréctôuxốp:

lb= β ln+ l1

Với β =0,8 và l1=0 ta có: lb = 0,8ln

Tính chiều dài nước nhảy ln theo công thức Saphơranét: ln = 4,5h”c

+ Tính chiều dài sân sau

L2= k √ q √ ΔzH

Trong đó: ΔH: chênh lệch mực nước thượng hạ lưu (m)

q: Lưu lượng đơn vị cuối sân (m3/s.m)

k: hệ số phụ thuộc tính chất đất lòng sông Khi lòng sông là cát mịn, cátpha k=10÷12, đất cát to, đất có tính dính k=8÷9, đất sét cứng k=6÷7

3 Trình bày cách chọn, bố trí thiết bị tiêu năng Nêu tác dụng của bể tiêu năng, ngưỡng tiêu năng, sân sau, hố xói…?

+ Bố trí thiết bị tiêu năng

Bể tiêu năng phía biển và phía đồng làm bằng bê tông cốt thép M300, phía dưới

có BT lót M100 dày 5cm, gia cố bằng cừ tràm

Do đặc điểm làm việc của cống làm việc 2 chiều nên ta bố trí bể tiêu năng ở cả 2phía Phía biển làm việc nhiều hơn do vậy kết hợp một phần thân cống phía biểnlàm bể tiêu năng Cao trình đáy bể tiêu năng chọn -3.50 m ,thấp hơn cao trìnhngưỡng cống 1 m

Phần cuối phần sân tiêu năng có bố trí lỗ thoát nước và ngưỡng Các lỗ thoátnước bố trí thành hàng so le và phía dưới có đặt tầng lọc ngược để bảo vệ đất nềnkhông bị mất ổn định thấm, khoảng cách giữa các lỗ thoát nước là 2 m

Chiều dài sân tiêu năng theo kết quả thí nghiệm mô hình Lb = 12m

Chiều dày bể tiêu năng t = 0,5m (theo mục 6.3.4)

Nhằm tăng độ mở cửa van, ở bể tiêu năng phía đồng thiết kế thêm 1 ngưỡngtrong bể tiêu năng

+ Tác dụng của các kết cấu tiêu năng: bể tiêu năng, ngưỡng, sân sau, hố xói…

Bể tiêu năng: Tiêu năng và bảo vệ lòng kênh sau cống.

Chiều dài bể: L1=(2÷3,5)ΔH

ΔH: chênh lệch mực nước thượng hạ lưu

Chiều dày sân tiêu năng theo công thức Đômbrôpxki:

t=0,15v1√ h1

Trong đó: t: chiều dày sân

v1, h1: lưu tốc và chiều sâu dòng chảy trước nước nhảy

Chiều dày khoảng 0,5-1,5m

Ngưỡng: Nhằm tăng độ mở cửa van, ở bể tiêu năng phía đồng thiết kế thêm 1

ngưỡng trong bể tiêu năng

Sân sau: Sân sau có tác dụng tiêu hao bớt phần năng lượng còn lại sau khi đi qua bể

tiêu năng, bảo vệ lòng kênh

Hố xói: Để đảm bảo phân bố lại dòng chảy, tiêu hao hết năng lượng, phòng chống

xói lở ở phía hạ lưu ta cần làm thêm hố phòng xói ở sau sân sau

4 Trình bày các phương pháp tính thấm dưới đáy công trình? Phương pháp nào cho kết quả tin cậy nhất?

+ Sự cần thiết phải tính thấm

Do có sự chênh lệch mực nước thượng hạ lưu, nền và 2 bên bờ có tính thấm nướcnên sẽ xuất hiện dòng thấm dưới đáy và 2 bên công trình Ta phải tiến hành giải bàitoán thấm nhằm mục đích:

 Xác định lưu lượng thấm q

 Lực thấm tác dụng lên đáy công trình Wt

 Gradient thấm trung bình và gradient thấm cục bộ ở cửa ra để tiến hành kiểm tra độ bền thấm chung và độ bền thấm cục bộ

+ Các giả thiết cơ bản

Lời giải lý thuyết của bài toán thấm có áp được đưa ra trên cơ sở một số giả thiết

cơ bản đơn giản hóa môi trường thấm và dòng thấm Các giả thiết đó như sau:

 Đất nền là môi trường đồng nhất đẳng hướng

 Nước chứa đầy miền thấm và không ép co được

Đối với các bài toán thấm có áp, còn có 2 giả thiết bổ sung:

 Trong miền thấm không có điểm tiếp nước và điểm rút nước

 Bài toán thấm phẳng

+ Các phương pháp tính thấm

Hiện nay có rất Có nhiều phương pháp tính thấm như:

_Tính thấm bằng phương pháp giải tích:

 Phương pháp cơ học chất lỏng (N.N.Pavlopxki)

 Phương pháp cơ học chất lỏng gần đúng: Do Trugaep đã phát triển phương pháp phân đoạn của N.N.Pavlopxki thành phương pháp hệ số sức kháng

 Phương pháp tỉ lệ đường thẳng: Do Blai đề xướng sau đó Len đã đề xuất việc cải tiến phương pháp của Blai cho phù hợp với thực tế hơn._Tính thấm bằng phương pháp sử dụng lưới thấm: Trong phương phápnày có thể

xây dựng lưới thấm bằng các phương pháp khác nhau như:

 Phương pháp giải tích

 Phương pháp thí nghiệm tương tự điện

 Phương pháp thí nghiệm trên mô hình khe hẹp

 Phương pháp vẽ lưới thấm bằng tay

_Tính thấm bằng phương pháp số:

 Phương pháp sai phân

 Phương pháp phần tử hữu hạn

Các phương pháp phổ biến nhất:

Phương pháp tỉ lệ đường thẳng của Lane

Phương pháp hệ số sức kháng của Trugaep

Phương pháp vẽ lưới thấm bằng tay

Phương pháp vẽ lưới thấm bằng tay có độ chính xác cao hơn so với phương pháp

tỉ lệ đường thẳng, lưới thấm vẽ càng dày thì mức độ chính xác khi tính càng cao.Mức độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào trình độ và kinh nghiệm củangười vẽ, nói chung có thể đạt được độ chính xác yêu cầu của bài toán kỹ thuật

5 Trình bày phương pháp kiểm tra ổn định thấm bằng phương pháp tỉ lệ đường thẳng?

Xác định chiều dài đường viền thấm tính toán Ltt (m)

Theo phương pháp Lane thì dọc theo đoạn đường viền thẳng đứng, mức độ tiêuhao cột nước thấm lớn hơn so với đoạn đường viền nằm ngang Chiều dài đườngviền thấm được xác định như sau :

Ltt = Lđ + m

Ln

Trong đó:

+ Lđ : Chiều dài tổng cộng của các đoạn thẳng đứng và các đoạn xiên có

góc nghiêng α>450 so với phương ngang (m)

L = LAB + LCD +LFG + LKL + LNO + LPR

+ Ln : Chiều dài tổng cộng của các đoạn nằm ngang và các đoạn xiên có

góc nghiêng α<450 so với phương ngang (m)

Ln = LBC + LDE + LEF + LGH + LHI + LIJ + LJK + LLM + LMN + LOP

+ m : Hệ số hiệu quả tiêu hao cột nước thấm trên các đoạn thẳng đứng so

với các đoạn nằm ngang, phụ thuộc vào số hàng cừ có trong sơ đồ đườngviền thấm Khi không có hàng cừ thì : m = 1

Kiểm tra độ bền thấm của nền

Theo phương pháp này thì để đảm bảo độ bền thấm chung, trị số Ltt phải thỏamãn điều kiện:

Ltt≥ C H (m)

Trong đó:

+ C: Hệ số phụ thuộc vào tính chất của đất nền, theo bảng 2.2 trang 27

giáo trình Thủy công tập I với đất sét mềm lấy C =2,2 + H: Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu (m)

+ H: Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu (m)

+ n : trọng lượng riêng của nước (T/m3)

+ hi, hi+1: cột nước thấm tại điểm i và i+1 (m)

+ L2i: Khoảng cách giữa 2 điểm i và i+1

Xác định áp lực thủy tĩnh đẩy ngược

Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược lên bản đáy cống được xác định theo công thức :

Wtt=∑Wtti=∑γ n (hmin+t i)tbL2i (T/m)

Trong đó :

+ hmin : cột nước phía mực nước thấp (m)

+ t i : chiều dày bản đáy cống tại vị trí đang xét

Tính gradien thấm và lưu tốc thấm trung bình

- Gradient thấm và lưu tốc thấm trung bình trên đoạn đường viền thẳng đứng là:

+ Jđ là gradient thấm trung bình trên đoạn đường viền thẳng đứng + Jn là gradient thấm trung bình trên đoạn đường viền nằm ngang + [ J ] là gradien thấm cho phép

[ J ] tra theo biểu đồ Istomina phụ thuộc vào hệ số không đều

hạt

η=

d60

d10 Phạm vi sử dụng:

+ Đối với các công trình nhỏ, tầng thấm mỏng, đường viền thấm đơn giản, giải theo

pp TLĐT cho kết quả chính xác theo yêu cầu kỹ thuật

+ Đối với các công trình lớn: thường dùng pp TLĐT để sơ bộ kiểm tra chiều dàiđường viền thấm trước khi đi vào tính toán theo các pp chính xác hơn

+ Đối với các công trình trên nền đá: thường áp dụng pp này để tính toán áp lựcthấm lên đáy công trình

6 Trình bày phương pháp kiểm tra ổn định thấm bằng phương pháp hệ số sức kháng?

a) Mô hình tính

Để đơn giản hóa trong tính toán nên suy biến mô hình tính toán tương tự nhưsau:

Mô hình đơn giản hóa

b) Phân đoạn

Dùng các đường thế đi qua các điểm đường viền chuyển tiếp từ đoạn thẳng đứngsang đoạn nằm ngang hoặc ngược lại để chia miền thấm thành các bộ phận khácnhau (bộ phận 1, 2, 3,…,9)

Phân đoạn trong trường hợp giữ ngọt

c) Xác định hệ số sức kháng từng bộ phận

Với trường hợp giữ ngọt:

Các hệ số sức kháng được xác định theo các biểu thức giải tích Chúng được rút

ra trên cơ sở giải hàng loạt các bài toán thấm có sơ đồ khác nhau bằng phương pháp

cơ học chất lỏng gần đúng Các công thức đó cụ thể như sau:

- Bộ phận cửa vào và cửa ra: ζv,r = 0.44 + ζb + ζc

a _Chiều sâu của bậc (m)

T _Chiều dài tầng thấm phía trước bậc (m)

T1 _Bề dày tầng thấm ở bộ phận ngang phía trước bộ phận đang xét (m)

T2 _Bề dày tầng thấm ở bộ phận ngang phía sau bộ phận đang xét (m)

e) Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược

Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược tác dụng lên bản đáy được tính theo công thức:

hi = (Zh – Zbđ)×γγnTrong đó:

Zh_Cao trình mực nước hạ lưu (m)

Zbđ _Cao trình bản đáy cống của đoạn tính toán (m)

γn _Trọng lượng riêng của nước

γn = 1T/m3

e) Lưu lượng thấm và gradient thấm

Lưu lượng thấm đơn vị được tính theo công thức

∑ξ i (m3/m.s)Trong đó:

Các nguyên tắc khi vẽ lưới thấm

Lưới thấm hình thành bởi 2 họ đường cong trực giao nhau:

+ Đường dòng: biểu diễn quỹ đạo của các phần tử nước chuyển động trong miềnthấm

+ Đường thế: là tập hợp của các điểm có cùng cột nước thấm

+ Đường dòng và đường thế tạo thành một lưới có các mắt lưới hình vuôngcong

+ Tiếp tuyến của các đường đẳng thế vẽ từ điểm góc của đường viền phải trùngvới phân giác của góc đó

Các đường dòng và đường thế giới hạn của lưới thấm

+ Đường dòng đầu tiên là đường viền thấm dưới đáy công trình

+ Đường dòng cuối cùng là mặt tầng không thấm nước

+ Đường thế đầu tiên là mặt nền thấm phía thượng lưu

+ Đường thế cuối cùng là mặt nền thấm phía hạ lưu

+ Miền thấm giữa 2 đường thế kề nhau gọi là dải, miền giữa 2 đường dòng kềnhau gọi là ống dòng

Lưới thấm chỉ phụ thuộc vào dạng hình học của miền thấm mà không phụ thuộcvào hệ số thấm, cột nước, chiều dòng thấm và kích thước tuyệt đối của công trình.Dựa vào các đặc điểm của lưới thấm như đã mô tả ở trên trên mà ta tiến hành vẽbằng tay và sửa dần cho đến khi đạt được một lưới thấm trực giao có các mắt lướihình vuông cong

Sơ đồ lưới thấm theo hình vẽ có 20 dải và 7 ống dòng

Cột nước thấm tại một điểm x bất kỳ cách đường thế cuối cùng i dải (i có thể là

số thập phân khi x không nằm trên một đường thế của lưới)

h x=i

H

n (m)

Trong đó:

+ H: Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu (m)

+ i: Dải thế thứ i (có thể là số nguyên hay thập phân)

+ K: Hệ số thấm K = 10-7 m/s

+ m: Số ống dòng

+ n: Số dải thế

Xác định Gradient thấm cửa ra và kiểm tra gradient thấm cửa ra

Gradient thấm bình quân trong 1 mắt lưới là :

J i=

ΔzH ΔzS i=

 J tra theo biểu đồ Istomina phụ thuộc vào hệ số không đều hạt

η= d60

d10 Phương pháp vẽ lưới thấm bằng tay có độ chính xác cao hơn so với phương pháp

tỉ lệ đường thẳng, hệ số sức kháng, lưới thấm vẽ càng dày thì mức độ chính xác khitính càng cao Mức độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào trình độ và kinhnghiệm của người vẽ, nói chung có thể đạt được độ chính xác yêu cầu của bài toán

kỹ thuật

III TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT XỬ LÝ NỀN

1 Trình bày cách chọn các trường hợp tính toán ứng suất dưới đáy móng?

Tính toán ứng suất và kiểm tra sức chịu tải được thực hiện cho các trường hợpbất lợi nhất để đảm bảo cống được an toàn

Các trường hợp bất lợi đó là:

- TH1: Cống vừa thi công xong chưa thông nước (Tổng lực đứng ƩG max)

- TH2:Ngăn mặn (cửa đóng) – Tổng lực ngang ƩP max hướng từ biển ra đồng

- TH3: Giữ ngọt (cửa đóng) – Tổng lực ngang ƩP max hướng từ đồng ra biển

2 Vẽ sơ đồ và trình bày cách tính toán ứng suất bản đáy cống?

+ Công thức tính, ý nghĩa các thành phần thuộc công thức

Theo sơ đồ nén lệch tâm, công thức tính tổng quát như sau:

σalignl¿max¿min¿=

+ W: mođun chống uốn của đáy mảng (m3)

Ứng suất dưới đáy móng được tính theo công thức đối với móng hình chữ nhật : σalignl¿max¿min¿=

∑P

F .(1±6.e0

L )¿

Trong đó :

+ σ : Ứng suất dưới đáy móng (T/m2)

+ e0 : Độ lệch tâm của lực tác dụng so với tâm bản đáy (m)

∑P

+ L : chiều dài bản đáy, L = 20m

+ Các tải trọng tác dụng lên bản đáy cống

Các lực đứng

Trọng lượng các bộ phận tác dụng lên thân cống được tính bằng dung trọng riêngcủa vật liệu cấu tạo nhân với thể tích của bộ phận đó Để đơn giản trong tính toán,chia các bộ phận sau thành các khối hình học đơn giản để tính

- Trọng lượng bản đáy cống

- Trọng lượng mố bên

- Trọng lượng đất giữa 2 chân khay

- Trọng lượng cầu giao thông

- Trọng lượng xe chạy trên cầu

- Trọng lượng cầu công tác

- Trọng lượng cửa van

- Trọng lượng nước

- Áp lực nước: gồm có

+ Áp lực nước thấm

+ Áp lực nước đẩy nổi

Các lực đứng được tính theo công thức :

P=n×γ×V (T )

Trong đó :

- Áp lực nước phía biển

Các lực ngang được tính theo công thức : T =n×γ×V (T )

3 Trình bày cách tính toán sức chịu tải của nền (R tc ), ý nghĩa các thành phần thuộc công thức?

+ Công thức tính

Để đảm bảo điều kiện kinh tế kỹ thuật cần chọn :

σtb≤ Rtc

Do tải trọng tác dụng lên công trình đặt lệch tâm nên cần có thêm điều kiện :

σmax≤1,2Rtc

Trong đó:

+ σtb : Ứng suất đáy móng trung bình (T/m2)

+ σmax : Ứng suất đáy móng lớn nhất (T/m2)

+ Rtc : Cường độ tiêu chuẩn của đất nền (T/m2)

Rtc=m.( A1/4.γ b+B q+D C )

+ m: Hệ số điều kiện làm việc của nền móng Do nền không bão hòa

nước nên chọn m=0,8

+ b: Bề rộng móng b = 20 m

+ γ : Dung trọng riêng của đất nền

Mới thi công xong γ = w = 1,57 T/m3

+ A1/4, B, D: Là các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất nền

Nền có góc ma sát trong ϕ=40 , tra bảng II-1 phần phụ lục – Giáo

trình nền móng được: A1/4 = 0,06 , B = 1,25 , D = 3,51

Nếu SCT nền > Ưs tiếp tục kiểm tra lún, kiểm tra ổn định trượt (trượt phẳng, trượtsâu, trượt hỗn hợp), kiểm tra ổn định lật

Nếu SCT nền < Ứ tiến hành tính toán xử lý nền

4 Trình bày các giải pháp xử lý nền công trình?

+ Đệm cát: thay thế lớp đất cũ bằng lớp đất tốt (đào lớp yếu đi đổ cát vào) Sử dụngkhi chiều dày lớp đất nhỏ

+ Cọc:

- Theo tác dụng làm việc giữa đất và cọc, cọc được phân thành cọc chống vàcọc treo:

phụ thuộc khả năng chịu tải của đất mũi cọc (mũi cọc cắm vào đá).

+ Cọc treo: còn gọi là cọc ma sát, đất bao quanh cọc là đất chịu nén (đất yếu) vàtải trọng được truyền lên nền nhờ lực ma sát ở xung quanh cọc và cường độ

của đất đầu mũi cọc (mũi cọc cắm vào đất).

Qua khảo sát nền ở ĐBSCL là nền đất nên dùng cọc treo là hợp lý nhất

Theo vật liệu làm cọc, cọc được phân thành: cọc gỗ, cọc bê tông, cọc bê tông cốtthép, cọc thép, cọc tre

Đất nền công trình cống Kênh thứ bảy thuộc loại đất sét dẻo mềm, cọc đóngbằng bê tông cốt thép có thể sử dụng trong bất kỳ loại đất nào cho phép thực hiện hạcọc bằng búa , do vậy em lựa chọn cọc đóng bằng bêtông cốt thép

Theo phương pháp chế tạo cọc, chọn cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn, hạ cọcbằng búa

Kết luận: Sau khi phân tích từng loại cọc em chọn loại cọc treo đóng bằng

bêtông cốt thép chế tạo sẵn, hạ cọc bằng búa để gia tăng sức chịu tải của nền

5 Vẽ sơ đồ và trình bày cách tính toán khả năng chịu tải của cọc đơn (Pc)

Nguyên tắc lựa chọn: Pc = min (P

vl, Pđ)Trong đó:

+ Pvl : Sức chịu tải tính theo cường độ vật liệu làm cọc

+ Pđ : Sức chịu tải tính theo cường độ đất ở mũi cọc và bao quanhcọc

Xác định sức chịu tải dọc trục theo điều kiện cường độ vật liệu cọc(Pvl)

Tải trọng tính toán cho phép tác dụng lên cọc theo điều kiện vật liệu được xácđịnh theo công thức (5-5), giáo trình Nền móng:

Hình 10-1: Cọc chống (trái) và cọc treo (phải)

+ Rb: Sức kháng nén tính toán của bê tông Tra phụ lục 2, giáo trìnhKết cấu bê tông cốt thép, với bê tông M300 Rb = 135 (kG/cm2)= 1350 (T/

m2)

+ Ra: Sức kháng nén tính toán của cốt thép Tra phụ lục 7, giáotrình Kết cấu bê tông cốt thép, với cốt thép thanh nhóm AII Ra = 2700(kG/cm2) = 27000 (T/m2)

+ Fb: Diện tích ngang của cọc bê tông (m2)

Fb = 35x35 = 1225 (cm2)+ Fa: Diện tích tiết diện cốt thép (m2) Thép 8Ø20 = 25,13 (cm2)Thay vào công thức (10-1) ta có:

Pc = 1.135.1225+2700.25,13 = 233226 kG = 233,23 T

Xác định sức chịu tải dọc trục theo điều kiện đất bao quanh cọc (Pđ)

Có 2 phương pháp để xác định là phương pháp phân tích lực và phương pháp thínghiệm hiện trường Kết quả chính thức lấy theo kết quả thí nghiệm hiện trường.Tuy nhiên trong phạm vi đồ án em xác định sức chịu tải dọc trục theo phương phápphân tính lực

Theo phương pháp phân tích lực, khả năng chịu tải của cọc được xác định bởi 2thành phần:

+ Cường độ đất đầu mũi cọc tạo nên: Pcm

+ Sức kháng của đất bao quanh cọc tạo nên: Pcb

Như vậy sức chịu tải dọc trục cọc đơn nói chung là: Pđ = Pcm + Pcb

Đối với cọc treo và hạ cọc bằng phương pháp đóng cọc, theo công thức (5-10),giáo trình Nền móng:

Pc = Kmc(mR R F + u ∑ mf fi li) (10-2)

Trong đó:

+ K: Hệ số đồng nhất của đất Lấy K = 0,7+ mc: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất mc = 1+ mR, mf: Hệ số điều kiện làm việc của đất tương ứng dưới mũi cọc

và xung quanh cọc xét đến phương pháp hạ cọc và loại đất (bảng V-3giáo trình nền móng với phương pháp đóng hạ cọc đặc bằng búa)

mR = 1; mf = 1

+ F: Diện tích tựa lên đất nền của cọc, lấy bằng diện tích mặt cắt ngangcủa cọc hoặc đáy lớn nhất của phần mở rộng của cọc (m2)

+ u: Chu vi tiết diện ngang của cọc (m)

+ li: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp giáp với mặt xung quanh cọc (m)+ R, fi: Sức kháng tính toán của đất ở mũi cọc và mặt bên của cọc trongphạm vi lớp đất thứ i có chiều dày li (tra bảng V-1 và V-2 giáo trìnhnền móng)

R=(H, loại đất) với H là chiều sâu hạ cọc (kể từ cao trình đáy hốmóng)

f=(H1, loại đất) với H1 tính từ giữa lớp đất tính toán đến cao trìnhđáy hố móng

Do lớp 1 có độ sệt B = 1 không có bảng tra cho loại đất này nên khi tính toán ta

bỏ qua không tínhcho lớp đất này

+ Sơ đồ tính: