thiết kế kỹ thuật kè sông gành hào thị trấn gành hào, huyện đông hải tỉnh bạc liêu phân đoạn g3

Giới thiệu chung - Thị trấn Gành Hào nằm ở bờ tả khu vực cửa sông Gành Hào, là một trung tâm kinh tế, văn hóa, một thị trấn thuộc vùng kinh tế ven biển, vùng kinh tế động lực, có tiềm

mBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT KÈ SÔNG GÀNH HÀO THỊ TRẤN GÀNH HÀO, HUYỆN ĐÔNG HẢI

TỈNH BẠC LIÊU PHÂN ĐOẠN G3

(PHẦN THUYẾT MINH)

MSSV: 1110528 LỚP: XD CTT K37-A1

Em xin cảm ơn các Thầy Cô giáo đã trực tiếp giảng dạy, truyển đạt những kiến thức khoa học chuyên ngành cho bản thân em trong những năm qua

Em xin cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi về

cơ sở vật chất để chúng em có thể hoàn thành luân văn đúng tiến độ

Cuối cùng là lời cảm ơn của em gửi đển tất cả các bạn cùng học nghành Xây dựng công trình thủy K37 và các anh chị khóa trước đã giúp đỡ và đóng góp cho em những kiến thức bổ ích để em có hể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất Song do thời gian có hạn và lượng kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được Em rất mong được sự góp ý của quý Thầy và các bạn để bài luận được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Cần thơ, ngày 1 tháng 5 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Châu Đức Minh

Nhận xét của Cán bộ

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

HỌ VÀ TÊN CBHD:………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN HỌ VÀ TÊN CBPB:………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

3.5 TỔNG HỢP LỰC VÀ CÁNH TAY ĐÒN TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP 15

5.2.1 Tính moment uốn theo điều kiện ngàm của cọc dưới mặt trượt một đoạn

29

Mục lục

5.3.1 Kiểm tra tải trọng công trình tác dụng lên cọc 31 5.3.2 Kiểm tra ổn định tổng thể công trình khi chịu tải trọng ngang 32

5.6 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT THEO TCXD 9844-2013 44

5.6.2 Điều kiện về lực ma sát cho phép đối với lớp vải gia cường rải trực tiếp

Mục lục

7.4.2 Xác định chiều dày rọ đá dưới tác dụng của sóng 58 7.4.3 Xác định chiều dày rọ đá dưới tác dụng của dòng chảy 59

7.5.5 Tính sức kháng trượt của cọc dưới dầm chân khay 65

Mục lục

8.6.1 Tính moment uốn theo điều kiện bền của tiết diện cừ 72 8.6.2 Tính moment uốn theo điều kiện ngàm của cọc dưới mặt trượt một đoạn

72

9.2.1 Kiểm tra ổn định tổng thể phương án 2 bằng phần mềm geoslope 77

Danh mục Hình

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí phân đoạn G3 2

Hình 2.1 Cột địa tầng 7

Hình 3.1 Số liệu kích thước kè 9

Hình 3.2 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 1 9

Hình 3.3 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 2 10

Hình 3.4 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 3 10

Hình 3.5 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 4 11

Hình 3.6 Sơ đồ tính áp lực thấm 13

Hình 4.1 Kiểm tra lật với tâm A 16

Hình 4.2 Tính toán ứng suất với tâm O 17

Hình 4.3 Hệ số an toàn trong Geo-slope (TH1) 20

Hình 4.4 Chia lát cho 1 mái dốc 21

Hình 4.5 Các lực tác động lên cát lát chia 22

Hình 4.6 Cung trượt nguy hiểm vẽ lại bằng AutoCad 23

Hình 5.1 Sơ đồ bố trí cọc trong móng 28

Hình 5.2 Sơ đồ tính lực kháng trượt của cọc 29

Hình 5.3 Sơ đồ ứng suất tác dụng tại đáy móng qui ước 36

Hình 5.4 Sơ đồ phân bố ứng suất qua 2 điểm A và B 36

Hình 5.5 Sơ đồ tính trường hợp vận chuyển 39

Hình 5.6 Sơ đồ tính trường hợp thi công 39

Hình 5.7 Chi tiết móc neo cho cọc 44

Hình 5.8 Sơ đồ tính lực giữ trượt của vải địa 44

Hình 6.1: Sơ đồ tính kết cấu đoạn phía sông 47

Hình 6.2 Sơ đồ tính kết cấu phần đất đắp 48

Hình 6.3 Sơ đồ tính kết cấu tường đứng 52

Hình 7.1 Mặt cắt ngang mái taluy 60

Hình 7.2 Áp lực đất tác dụng lên dầm chân khay 61

Hình 7.3 Sơ đồ bố trí cọc cho dầm chân khay 63

Hình 7.4 Sơ đồ tính dầm chân khay 63

Hình 7.5 Sơ đồ nội lực dầm chân khay 64

Danh mục Hình

Hình 7.6 Sơ đồ lực tác dụng lên dằm giằng 66

Hình 8.1 Sơ đồ áp lực đất tác dụng lên tường cừ 68

Hình 8.2 Mặt cắt ngang cừ thép 69

Hình 8.3 Thông số kỹ thuật cừ Larsen các loại 70

Hình 8.4 Sơ đồ bố trí cừ thép 71

Hình 9.1 Mặt cắt ngang phương án 1 73

Hình 9.2 Kiểm tra ổn định tổng thể phương án 1 74

Hình 9.3 Phương án mặt cắt 2 76

Hình 9.4 Kiểm tra ổn định tổng thể phương án 2 77

Hình 9.5 Mặt cắt ngang phương án 3 78

Hình 9.6 Kiểm tra ổn định tổng thể phương án 3 79

Danh mục biểu bảng

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1-1 Hạng mục kè chống sạt lở CSVB Gành Hào – Bạc Liêu 2

Bảng 2-1 Hệ số vượt tải 5

Bảng 2-2 Cường độ của bê tông 6

Bảng 2-3 Cường độ của thép 6

Bảng 2-4 Bảng số liệu địa chất 7

Bảng 3-1 Bảng kết quả áp lực nước sông 12

Bảng 3-2 Bảng kết quả áp lực nước ngầm 12

Bảng 3-3 Bảng kết quả tính áp lực thấm 13

Bảng 3-4 Bảng kết quả tính áp lực đất trường hợp 1,2,4 14

Bảng 3-5 Kết quả lực và cánh tay đòn trường hợp 1 15

Bảng 4-1 Giá trị tính toán lật trường hợp 1 16

Bảng 4-2 Kết quả tính lật các trường hợp 17

Bảng 4-3 Giá trị tính toán ứng suất trường hợp 1 18

Bảng 4-4 Kết quả tính toán ứng suất trong các trường hợp 19

Bảng 4-5 Bảng tính hệ số an toàn (TH1) 23

Bảng 4-6 Tổng hợp kết quả tính toán hệ số an toàn các trường hợp 24

Bảng 5-1 Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 25

Bảng 5-2 Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 27

Bảng 5-3 Kết quả tính toán số lượng cọc 28

Bảng 5-4 Kết quả tính toán moment theo áp lực đất 30

Bảng 5-5 Kết quả tính toán moment uốn theo độ bền kết cấu cọc 30

Bảng 5-6 Kết quả tính toán lực kháng trượt của cọc 31

Bảng 5-7 Kết quả tính toán ứng suất bản thân dưới mũi cọc 35

Bảng 5-8 Kết quả tính toán ứng suất các điểm đi qua trục A 37

Bảng 5-9 Kết quả thí nghiệm nén lún 37

Bảng 5-10 Kết quả tính lún tại mép A 38

Bảng 5-11 Kết quả tính toán thép cọc 40

Bảng 5-12 Kết quả tính nứt cho cọc 43

Bảng 5-14 Bảng tính lực kéo của vải địa 45

Bảng 6-1 Bảng tính giá trị σ và σ 47

Danh mục biểu bảng

Bảng 6-2 Bảng tính giá trị σ5 và σ6 49

Bảng 6-3 Kết quả tính toán thép bản đáy 49

Bảng 6-4 Kết quả tính nứt bản đáy phần đất đắp 51

Bảng 6-5 Kết quả tính nứt bản đáy phía sông 52

Bảng 6-6 Bảng tính giá trị áp lực đất 53

Bảng 6-7 Bảng tính toán thép tường đứng 53

Bảng 6-8 Kết quả tính nứt tường đứng 54

Bảng 7-1 Kết quả tính toán moment dầm chân khay 62

Bảng 7-2 Bảng tính thép dầm chân khay 64

Bảng 7-3 Kết quả tính moment uốn theo áp lực đất 65

Bảng 7-4 Kết quả tính moment uốn theo độ bền kết cấu cọc: 65

Bảng 7-5 Kết quả tính toán lực kháng trượt của cọc 65

Bảng 8-1 Áp lực đất tác dụng lên tường cừ 68

Bảng 8-2 Thông số kỹ thuật cừ 70

Bảng 8-3 Kết quả tính moment uốn theo áp lực đất 72

Bảng 9-4 Đánh giá chung các phương án 81

Chương 1 Giới thiệu chung

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN

1.1.1 Giới thiệu chung

- Thị trấn Gành Hào nằm ở bờ tả khu vực cửa sông Gành Hào, là một trung tâm kinh tế, văn hóa, một thị trấn thuộc vùng kinh tế ven biển, vùng kinh tế động lực, có tiềm năng nuôi trồng, khai thác, chế biến thủy, hải sản của tỉnh Bạc Liêu và đang thực hiện bước qui hoạch đô thị cho một thị trấn huyện lỵ mới

- Tuy nhiên, cửa sông ven biển Gành hào là một cửa sông hẹp và sâu, chịu ảnh hưởng mạnh của hội tụ sóng và quy luật bán nhật triều biển Đông Nơi đây trong những năm qua tình hình sạt lở bờ khu vực cửa sông, ven biển diễn ra khá phức tạp, để lại hậu quả rất nặng nề: hàng chục người bị thiệt mạng, mất tích, dãy phố, bến thuyền, đường giao thông, trụ sở cơ quan, cơ sở kinh tế, công trình văn hóa… bị sụp đổ xuống sông

- Để tạo động lực phát triển cho cửa sông ven biển Gành Hào cần phải xây dựng các giải pháp quy hoạch, chỉnh trị sông và bảo vệ bờ biển với việc ứng dụng các tiến bộ khoa học công nghệ phục vụ phòng chống sạt lở, giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ ổn định khu dân cư, bảo vệ các cơ sở hạ tầng, tôn tạo cảnh quan môi trường sinh thái, đảm bảo phát triển kinh tế, xã hội, môi trường bền vững cho cửa sông, ven biển nơi đây

1.1.2 Mục tiêu và quy mô dự án

- Với mục tiên chống sạt lở bờ sông, bờ biển, bảo vệ và ổn định khu dân cư, UBND tỉnh đã phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng công trình kè chống sạt lở cửa sông ven biển thị trấn Gành Hào (huyện Đông Hải) với tổng kinh phí gần 300 tỷ đồng

- Dự án xây dựng kè Gành hào do Viện Khoa học thủy lợi miền Nam tổ chức tư vấn lập dự án, Sở NN&PTNT làm chủ đầu tư, Công ty Cổ phần xây dựng và thương mại

299 (Hà Nội) thi công

- Công trình có 4 hạng mục chính như:

+ Kè chống sạt lở cửa sông ven biển

+ Bến hàng hóa và bến tàu khách liên huyện

+ Nhà quản lý

+ Hệ thống bảo đảm an toàn đường thủy

- Hạng mục kè chống sạt lở cửa sông ven biển Gành Hào - Bạc Liêu có tổng chiều dài 3360m được chia làm 5 đoạn

Chương 1 Giới thiệu chung

Bảng 1-1 Hạng mục kè chống sạt lở CSVB Gành Hào – Bạc Liêu

dài (m) Đặc điểm tuyến Hạng mục công

trình BCD Từ trạm KS biên phòng ra

Từ kênh liên doanh đến

khu nghĩa địa thuộc khu

1.2 THIẾT KẾ PHÂN ĐOẠN G3

Phân đoạn G3 có đặc điểm tuyến thẳng, với chiều dài 652 có phạm vi từ Rạch Được đến kênh liên doanh thuộc hạng mục kè bảo vệ bờ sông

Chương 1 Giới thiệu chung

1.3 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.3.1 Vị trí địa lý

- Thị trấn Gành Hào thuộc huyện Đông Hải nằm ở cực nam của tỉnh Bạc Liêu, giáp với xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau, được giới hạn bởi:

- Phía Đông và phía Bắc giáp xã Long Điền Tây

- Phía Tây giáp sông Gành Hào và xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi

- Phía Nam và Đông Nam giáp biển Đông

1.3.2 Đặc điểm thủy, hải văn

Tài liệu thủy, hải văn Gành Hào do Viện KHTL miền Nam đo đạc gồm:

1.3.2.1 Mực nước

Thống kê tài liệu mực nước 20 năm của trạm Thủy văn Gành Hào cho thấy:

+ Mực nước cao nhất : Zmax = +2,14 (m)

+ Mực nước thấp nhất : Zmin = -2,21 (m)

+ Biên độ mực nước triều lớp nhất : Hmax = 3,2m

1.3.2.2 Tài liệu lưu tốc, lưu lượng

Tại tuyến đo trạm thủy văn Gành Hào:

- Lưu tốc điểm đo chảy xuôi lớn nhất : Vmax(+) = 1,81 m/s

- Lưu tốc điểm đo chảy ngược lớn nhất :Vmax(-) = 1,7m/s

- Lưu lượng chảy xuôi lớn nhất : Qmax(+) = 3,643 m3/s

Kết quả tính toán vận tốc cho phép không xói theo Mixkhulava (Sổ tay tính toán thủy lực do Lưu Công Tào-Nguyễn Tài dịch_ NXB NN 1984)

- [Vo1] đất dính ven bờ Gành Hào = 0,9 m/s

- [Vo2] cát lòng sông Gành Hào = 0,65 m/s

1.3.2.3 Đặc điểm bùn cát

- Bùn cát lơ lửng :

Sông Gành Hào có lượng ngậm cát nhỏ:

+ Khi triều lên = 0,31 kG/m3

+ Khi triều xuống =0,24 kG/m3

- Bùn cát lòng sông Gành Hào:

Bùn cát lòng sông Gành Hào chủ yếu là loại bùn cát có đường kính hạt:

+ D = 0,05 ÷ 0,01 mm chiếm tỷ lệ 46%

Chương 1 Giới thiệu chung

1.3.3 Điều kiện kinh tế-xã hội

Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, tiềm năng thủy sản lớn, nghành kinh tế chủ yếu của thị trấn Gành Hào là thủy sản, Cùng với nhà máy đông lạnh Gành Hào, nhà máy Liên hiệp thủy sản, nhà máy bột cá, thị trấn trở thành một khu trung tâm chế biến hải sản xuất khẩu của tỉnh Bạc Liêu Việc đầu tư thêm các phương tiện đánh bắt hải sản nhằm nâng cao sản lượng đánh bắt, đầu từ nghề nuôi tôm xuất khẩu, sự phát triển ngày càng mở rộng và có chất lượng của các ngành dịch vụ khác đang góp phần đưa thị trấn Gành Hào trong tương lai không xa trở thành một trong những cụm kinh tế trọng điểm của tỉnh Bạc liêu

Chương 2 – Tiêu chuẩn và tài liệu thiết kế

CHƯƠNG 2 TIÊU CHUẨN VÀ TÀI LIỆU THIẾT KẾ

2.1 TIỂU CHUẨN THIẾT KẾ

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

QCVN 02 – 209/BXD

- Nền các công trình thủy công – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4253 - 1986

- Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574 - 2012

- Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa TCVN 5664 : 2009

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế TCXD 365-2005

- Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 205-1998

- Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu vãi địa kỹ thuật TCXD 9844-2013

- Công trình bến cảng biển - Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 207-92

- Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế - Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285 - 2002

- Hoạt tải người : q = 0,5 T/m2

- Tải trọng do tác dụng của sóng gió

- Tải trọng do tác dụng của sóng tàu

Chương 2 – Tiêu chuẩn và tài liệu thiết kế

2.4 PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH

Công trình kè Gành Hào được thiết kế là công trình thủy lợi cấp III

2.5 CƯỜNG ĐỘ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Cường độ VLXD được lấy theo TCXD 365-2005

2.5.1 Cường độ của bê tông

Bảng 2-2 Cường độ của bê tông

Loại cường độ Cấp độ bền chịu nén của bê tông (KG/cm

Chương 2 – Tiêu chuẩn và tài liệu thiết kế

Hình 2.1 Cột địa tầng Bảng 2-4 Bảng số liệu địa chất

Chỉ tiêu cơ lý của đất Kí hiệu Đơn vị Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4

Chương 3 Tải trọng và lực tác dụng

CHƯƠNG 3 TẢI TRỌNG VÀ LỰC TÁC DỤNG 3.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

- Cao trình mực nước sông lớn nhất : Zsmax = +2.14m

- Cao trình mực nước sông thấp nhất : Zmin = -2,21m

- Cao trình mực nước ngầm : Zmnn = +1m

- Cao trình đỉnh kè thiết kế : Zdk = +3m

- Cao trình chân kè thiết kế : Zck = ±0 m

- Vật liệu đất đắp sau lưng tường là lớp đất cát có các chỉ tiêu cơ lý sau:

+ Dung trọng tự nhiên : tn = 1,8 T/m3

+ Dung trọng đẩy nổi : dn = 0,8 T/m3

+ Góc ma sát trong :  = 300

+ Lực dính : C = 0 T/m2

- Tải trọng phân bố trên đất đắp :

+ Tải trọng do xe thi công (Xe bánh xích C100)

3.2 CHỌN KÍCH THƯỚC TƯỜNG CHẮN

- Chiều cao tường đứng kể cả bản đáy : H = 3m

- Chiều cao tường đứng không kể bản đáy : Ht = 2,5m

- Chiều dày tường đứng : dt = 0,4m

- Chiều rộng bản đáy phía đất đắp : Bd = 1,4m

- Chiều rộng bản đáy phía sông : Bs = 0,7m

- Chiều dày bản đáy : dd = 0,5m

Chương 3 Tải trọng và lực tác dụng

Hình 3.1 Số liệu kích thước kè

3.3 CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN

3.3.1 Trường hợp 1: (TH vận hành với mực nước sông lớn nhất)

Khi tường chắn đã ổn định lúc này xuất hiện mực nước ngầm ở lưng tường tại cao trình z = +1m và mực nước sông ở cao trình z = +2,14m

Hình 3.2 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 1

Chương 3 Tải trọng và lực tác dụng

3.3.2 Trường hợp 2: (TH vận hành với mực nước nhỏ nhất)

Khi tường chắn đã ổn định lúc này xuất hiện mực nước ngầm ở lưng tường tại cao trình z = +1 m và mực nước sông ở cao trình z = -2,21m

Hình 3.3 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 2

3.3.3 Trường hợp 3: (TH vừa mới thi công xong)

Khi tường chắn vừa mới thi công xong, lúc này chưa xuất hiện mực nước ngầm và nước sông

Hình 3.4 Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 3

Chương 3 Tải trọng và lực tác dụng

3.3.4 Trường hợp 4: (TH sửa chữa)

Trường hợp này không kể đến mực nước sông, mực nước ngầm ở cao trình +1m

Trọng lượng đất đắp thay đổi do thay đổi chiều cao MNN

- Trường hợp 3 (Chưa xuất hiện MNN)

Chương 3 Tải trọng và lực tác dụng

3.4.4 Trọng lượng nước sông

- Trường hợp 1 (Xuất hiện MNS lớn nhất z = +2,14m)

P ns (Z smax Z ck d d) B 1   s n 1,15( )T

- Trường hợp 2, 3, 4 : lúc này cao trình MNS thấp hơn cao trình chân kè nên không

có trọng lượng nước sông

P ns 0( )T

3.4.5 Trọng lượng tải trọng tập trung

- Trường hợp 1,2,4 (Hoạt tải do người qn = 0,5 T/m2)

- Điểm đặt cách đáy biểu đồ 1 đoạn : x = H/3 m

Bảng 3-1 Bảng kết quả áp lực nước sông

+ H : Độ chênh lệch mực nước 2 phía

+ h1 , h2 : Xác định theo công thức tam giác đồng dạng:

2

d d

H d h

d d

Chương 3 Tải trọng và lực tác dụng

3.5 TỔNG HỢP LỰC VÀ CÁNH TAY ĐÒN TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP

Bảng 3-5 Kết quả lực và cánh tay đòn trường hợp 1

STT Tên Kí hiệu GTTC

(T)

GTTT (T)

Cánh tay đòn d/O (m)

Cánh tay đòn d/A (m)

- GTTC : Tải trọng tiêu chuẩn

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

+ [Kl] : Hệ số ổn định lật, đối với công trình cấp III, [Kl] = 1,3

- Để công trình được an toàn, ta chọn giá trị hệ số vượt tải lớn hơn 1 cho thành phần gây lật và nhỏ hơn 1 đối với thành phần chống lật

A

Hình 4.1 Kiểm tra lật với tâm A

Bảng 4-1 Giá trị tính toán lật trường hợp 1

STT Kí hiệu Trị số (T) Cánh tay đòn(m) Moment (T.m)

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

Kết luận : cả 4 trường hợp đều thỏa đk KL < [KL] = 1,3 Vậy công trình ổn định về lật

4.2 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT ĐÁY MÓNG

Chọn tâm O là trọng tâm bản đáy tường chắn ta tính được ứng suất dưới đáy móng khi chịu tác dụng của các lực trong các trường hợp tính toán

O

Hình 4.2 Tính toán ứng suất với tâm O

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

+ ∑P : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại tâm bản đáy, (T/m2)

+ ∑M : Tổng moment tại tâm bản đáy, (T/m)

Moment (T.m)

KĐH

Ngược chiều KĐH

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

Bảng 4-4 Kết quả tính toán ứng suất trong các trường hợp

Trường hợp σmax (T/m2) σmin (T/m2) σtb (T/m2)

- Theo TCVN 4253-86 nếu 1 trong 3 điều kiện ở trên không thỏa, thì công trình có

khả năng bị trượt hỗn hợp hoặc trượt sâu

- Kiểm tra (1) N = 6 > Ntn = 3 (không thỏa)

Kết luận: Vậy công trình có khả năng trượt hỗn hợp hoặc trượt sâu

Ta tiến hành tính bt (phần trượt sâu) nếu :

 bt < B : Công trình bị trượt hỗn hợp (phần bị trượt phẳng: b2 = B - bt)

 bt > B : Công trình bị trượt sâu hoàn toàn

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

Kết luận: Công trình bị trượt sâu

4.4 Kiểm tra ổn định trượt bằng phần mềm GEO-SLOPE

4.4.1 Tìm tâm trượt nguy hiểm nhất bằng phần mềm geo-slope (TH1)

Hình 4.3 Hệ số an toàn trong Geo-slope (TH1)

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

4.4.2 Kiểm tra lại hệ số an toàn bằng phương pháp chia lát Fellenuis

Hình 4.4 Chia lát cho 1 mái dốc

- Nghiên cứu trạng thái cân bằng của 1 trong các lát chia ta thấy có các lực tác dụng bao gồm:

+ Trọng lượng Pi

+Phản lực Rn từ dưới lên mặt trượt

+ Các lực tương tác giữa các mặt tiếp xúc

- Các thành phần sau được xác định so với tâm cung trượt O:

+ Moment động lực đó là trọng lượng đất Pi (kể cả gia tải nếu có) có xu hướng gây trượt của cát lát cắt, đó là moment của Rn, Hn, Hn+1, Vn, Vn+1 (hình 4.5)

+ Moment kháng trượt là các phản lực có xu hướng chống lại quá trình trượt tổng quát

- Hệ số an toàn chống trượt K được định nghĩa như sau:

K = Tổng các moment kháng trượt / Tổng các moment động lực gây trượt

- Để đơn giản hóa tính toán, ta bỏ qua các lực tương tác giữa các mặt tiếp xúc, lúc này chỉ còn trọng lượng Pi = -Rn (hình 4.5)

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

+ ci, φi : Lực dính và góc ma sát trong của lớp đất mà cung trượt cắt qua

- Mặt khác, moment gây trượt do T gây ra là T×R, do đó ta có:

+ li : chiều dài cung của lát thứ i

+ α : Góc tạo từ bán kính trục đứng, tại điểm giữa của mặt đáy của lát chia

+ Pi : Trọng lượng của lát chia thứ i (kể cả gia tải)

+ R : Bán kính cung trượt

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

4.4.2.2 Tính hệ số an toàn với cung trượt có R = 26,3m (TH1)

Theo kết quả tính toán bằng Geo-slope ở mục 4.4.1 Ta có hệ số an toàn K = 1,18,

bán kinh cung trượt R = 26,3m Ta kiểm tra lại cung trượt này theo phương pháp vừa nêu trên

Hình 4.6 Cung trượt nguy hiểm vẽ lại bằng AutoCad

Bảng 4-5 Bảng tính hệ số an toàn (TH1)

Phân tố A(m2) bt(m) Pđất (T) P.nlực

(T) Pi (T) Sinα Cosα Pi*Cosα*tan(φ) Pi*Sinα -5 2.19 2 1.2 19.9 21.1 -0.43 0.903 1.11 -9.07 -4 6.18 2 3.4 17 20.4 -0.34 0.94 1.11 -6.94 -3 9.84 2 5.41 14.6 20.01 -0.26 0.966 1.12 -5.2 -2 12.85 2 7.07 12.47 19.54 -0.17 0.985 1.12 -3.32 -1 15 2 8.25 10.7 18.95 -0.09 0.996 1.1 -1.71

Σ 15.51 56.72

Chương 4 Kiểm tra ổn định tường chắn

+ S : Tổng chiều dài cung trượt, S = 33,7 (m)

+ ci, φi : Lực dính và góc ma sát trong của lớp đất mà cung trượt cắt qua (lớp 2) C= 1,45 (T/m2), φ = 3,360

+ Pi : Trọng lượng đất tại phân tố thứ i và ngoại lực công trình tác dụng

Pi = Pdat + Pn.luc

▪ Pdat = γ × A × 1 (T), A là diện tích phân tố (m2)

▪ Pn.luc: bao gồm tải trọng công trình, tải trọng phân bố và trọng lượng của nước đè lên phân tố

Thế tất cả giá trị vào công thức ta được:

1,14

56, 72sin

P c K

Các trường hợp còn lại xem chi tiết Phụ lục 2 Kiểm tra ổn định tường chắn

Bảng 4-6 Tổng hợp kết quả tính toán hệ số an toàn các trường hợp

Nhận xét : Sau khi kiểm tra bằng phần mềm Geoslope và tính toán lại bằng công

thức Ta thấy hệ số an toàn của 4 trường hợp đều nhỏ hơn hệ số an toàn cho phép là [K] =1,3, vậy công trình không an toàn về trượt cần có biện pháp xử lý móng phù hợp

Chương 5.Xử lý ổn đinh tường chắn

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ XỬ LÝ ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN

Công trình không thỏa mãn điều kiện về trượt, vì vậy cần phải có biện pháp xử lý nền móng để công trình được ổn định

5.1 XỬ LÝ MÓNG BẰNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP

Cọc BTCT là loại cọc được sử dụng rất phổ biến hiện nay để xử lý móng cho công trình trên nền đất yếu Dựa vào số lệu địa chất nơi xây dựng công trình, ta nhận thấy nền tự nhiên không chịu được tải trọng lớn nên ta chọn phương án đóng cọc BTCT sâu xuống đất nền để tăng khả năng chịu lực cho móng Mặc khác, khi bố trí cọc có chiều dài đi qua cung trượt nguy hiểm, với chiều dài và tiết diện hợp lý thì cọc có khả năng làm tăng hệ số an toàn chống trượt 1 cách đáng kể

5.1.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu

- Công thức tính sức chịu tải cọc theo vật liệu :

+ Ab : Diện tích tiết diện ngang của cọc (m2)

+ Rs : Cường độ tính toán của thép Chọn thép CII (Rs = 2800 kG/cm2) + As : Diện tích tiết diện ngang của thép cọc Chọn 8φ16, As = 16,08 (cm2)

Tiết diện cọc (cm x cm) Chiều dài cọc (m) Hê số φ Pvl (T)

Chương 5.Xử lý ổn đinh tường chắn

5.1.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền theo TCXD 205 – 1998

- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất gồm 2 thành phần :

+ Thành phần chống cắt (thành phần ma sát Qs) :

1 0

Q Q Q

+ li : Chiều dài ma sát của đoạn cọc nằm trong lớp thứ i

+ FSs : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên , lấy bằng 2

+ FSp: Hệ số an toàn cho thành phần kháng mũi , lấy bằng 2

+ qp : Cường độ của đất dưới mũi cọc

Với qp =c.Nc + σ’vp .Nq + γ.dp.Nγ

▪ c : Áp lực dính của đất dưới mũi cọc

▪ γ : Trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc

▪dp : Cạnh hoặc đường kính mũi cọc

Chương 5.Xử lý ổn đinh tường chắn

▪ σ’vp : Áp lực hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân của đất

▪ Nc , Nq , Nγ : Hệ số sức kháng tải phụ thuộc và góc ma sát trong của đất ở

dưới mũi cọc (tham khảo bảng 1.4 “Nền móng công trình” của thầy Nguyễn Văn

Liêm)

Tính toán chi tiết xem Phụ lục 3 Xử lý ổn định tường chắn

Bảng 5-2 Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền

- Để tiện tính toán ta xét trên phân tố 1,5m

- Số lượng cọc trong móng được xác định sơ bộ theo công thức sau :

Chương 5.Xử lý ổn đinh tường chắn

+ Cự ly giữa các tim cọc xiên lc ≥ 1,5d

+ Khoảng cách từ mép ngài cùng đến mép đài không được nhỏ hơn 25cm đối với công trình thủy lợi

- Ta chọn cọc có chiều dài L = 20m Bố trí với 3 hàng cọc Hàng cọc ngoài cùng đóng xiên 1 góc α = 100 Cách bố trí thể hiện như hình 5.1