LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KÈ CẦN THƠ PHÂN ĐOẠN 22 PHƯỜNG HƯNG THẠNH QUẬN CÁI RĂNG (có kèm file CAD, Exel)

Chế độ thủy văn sông Hậu được theo dõi tại trạm Cần Thơ vào các tháng trong năm và số liệu mực nước tại sông Cần Thơ trong 1 chu kỳ triều được xác định để phục vụ chothiết kế công trình

KÈ CẦN THƠ PHÂN ĐOẠN 22

PHƯỜNG HƯNG THẠNH QUẬN CÁI RĂNG

Thông tin sinh viên đã được lược bỏ

Cần Thơ, tháng 4/2013

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

HỌ VÀ TÊN CBHD:……….

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

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

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BIỂU BẢNG ix

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH 1

1.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH 1

1.3 KHÍ TƯỢNG-THỦY VĂN 1

1.3.1 Khí tượng 1

1.3.2 Thủy văn 2

1.4 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 3

1.4.1 Lớp đất 1 3

1.4.2 Lớp đất 2a 3

1.5 PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN 4

1.5.1 Phương án tuyến kè 4

1.5.2 Phương án mặt cắt 4

1.5.3 Đề xuất phương án 4

CHƯƠNG 2 - LỰC TÁC DỤNG VÀO ĐỈNH KÈ 6

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 6

2.1.1 Số liệu cao trình 6

2.1.2 Số liệu đất đắp 6

2.1.3 Hệ số vượt tải 6

2.2 CHỌN DẠNG KẾT CẤU 7

2.3 CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN 8

2.3.1 Áp lực đất chủ động 8

2.3.2 Áp lực thủy tĩnh 9

2.3.3 Áp lực đẩy nổi tác dụng lên công trình 9

2.3.4 Áp lực thấm tác dụng lên công trình 10

2.3.5 Trọng lượng phần bêtông tác dụng vào công trình 10

2.3.6 Trọng lượng phần đất tác dụng vào công trình 10

2.3.7 Trọng lượng phần nước tác dụng vào công trình 10

2.4 CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN 11

2.4.1 Trường hợp 1 11

2.4.2 Trường hợp 2 11

2.4.3 Trường hợp 3 12

2.4.4 Trường hợp 4 12

2.4.5 Trường hợp 5 12

2.5 TÍNH TOÁN CÁC TRƯỜNG HỢP 12

CHƯƠNG 3 - KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN 16

3.1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH LẬT 16

3.2 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT 18

3.2.1 Kiểm tra ổn định trượt phẳng 18

3.2.2 Kiểm tra ổn định hỗn hợp 19

3.2.3 Tính toán hệ số an toàn trượt sâu 21

CHƯƠNG 4 - XỬ LÝ MÓNG 26

4.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CỌC 26

4.1.1 Tính sức chịu tải của cọc theo khả năng chịu tải của đất nền 26

4.1.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 27

4.1.3 Tính số lượng cọc và bố trí cọc 27

4.2 KIỂM TRA MÓNG CỌC THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ I 28

4.2.1 Xác định trọng tâm hệ thống cọc 28

4.2.2 Kiểm tra tải trọng công trình tác dụng lên cọc theo cọc đài thấp 28

4.2.3 Kiểm tra cường độ đất nền 29

4.3 KIỂM TRA MÓNG CỌC THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ II 31

4.3.1 Tính toán các ứng suất 31

4.3.2 Xác định chiều dày tầng chịu nén và phân lớp tính toán 31

4.3.3 Kiểm tra trượt sâu của móng tường chắn 32

4.4 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA THEO CỌC ĐÀI CAO 34

4.4.1 Phương pháp tính toán 35

4.4.2 Kiểm tra chuyển vị 36

4.4.3 Tính toán nội lực trong các cọc 36

CHƯƠNG 5 - TÍNH TOÁN KẾT CẤU 38

5.1 TÍNH KẾT CẤU TƯỜNG ĐỨNG 38

5.1.1 Moment tác dụng vào thân tường 38

5.1.2 Tính toán cốt thép tường chắn 39

5.1.3 Kiểm tra cốt đai, cốt xiên 39

5.1.4 Kiểm tra nứt 39

5.2 TÍNH KẾT CẤU BẢN ĐÁY 40

5.2.1 Xác định nội lực 40

5.2.2 Tính thép 42

5.2.3 Kiểm tra cốt đai, cốt xiên 42

5.2.4 Kiểm tra nứt 43

5.3 TÍNH KẾT CẤU CỌC BÊTÔNG 43

5.3.1 Nội lực 43

5.3.2 Tính toán cốt thép cọc 45

5.3.3 Kiểm tra cốt đai, cốt xiên 45

5.3.4 Kiểm tra điều kiện chống nứt 45

5.3.5 Kiểm tra mốc neo 46

CHƯƠNG 6 - THIẾT KẾ THÂN KÈ LÁT MÁI 47

6.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LỚP GIA CỐ 47

6.1.1 Sóng tác dụng do gió 47

6.1.2 Sóng do tàu chạy 47

6.2 XÁC ĐỊNH ÁP LỰC TÁC DỤNG LÊN MÁI GIA CỐ 48

6.2.1 Các thông số tính toán 48

6.2.2 Áp lực do sóng 50

6.2.3 Biểu đồ áp lực sóng tác dụng lên mái 50

6.3 TÍNH TOÁN LỚP GIA CỐ ĐÁ HỘC THÂN KÈ 51

6.3.1 Định đường kính đá gia cố chịu tác động của sóng 51

6.3.2 Xác định chiều dày lớp đá gia cố 53

6.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỘ PHẬN LÁT MÁI 53

6.4.1 Chọn chiều dày tấm bêtông 53

6.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định chống đẩy nổi của tấm bêtông 54

6.4.3 Thiết kế dầm giằng 54

CHƯƠNG 7 - THIẾT KẾ PHẦN CHÂN KÈ 55

7.1 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỦA DẦM CHÂN KHAY 55

7.2 ỔN ĐỊNH PHẦN CHÂN KÈ 55

7.3 XỬ LÝ MÓNG 56

7.3.1 Dự đoán độ sâu hố xói trước công trình 56

7.3.2 Thiết kế tường cừ larsen 56

7.4 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH 60

CHƯƠNG 8 - LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 62

8.1 CÁC PHƯƠNG ÁN 62

8.1.1 Phương án 1 62

8.1.2 Phương án 2 62

8.1.3 Phương án 3 62

8.2 PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN 62

8.2.1 Phương án 1 63

8.2.2 Phương án 2 64

8.2.3 Phương án 3 65

8.3 KẾT LUẬN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Mặt cắt lớp đất 4

Hình 2.1: Hình dạng đỉnh kè 7

Hình 2.2: Lực tác dụng đối với tâm O 11

Hình 3.1: Lực tác dụng so với điểm A 16

Hình 3.2: Hình minh họa phần đáy trượt sâu 19

Hình 3.3: Sơ đồ mặt trượt 19

Hình 3.4: Biểu đồ Edopkismop 20

Hình 3.5: Hệ số an toàn ổn định mái đất tự nhiên 23

Hình 3.6: Hệ số an toàn trượt sâu khi đặt công trình 24

Hình 4.1: Sơ đồ bố trí cọc 28

Hình 4.2: Sơ đồ ứng suất gây lún tại đáy móng qui ước 31

Hình 4.3: Sơ đồ tính sức kháng trượt của cọc theo phương pháp giải tích 34

Hình 4.4: Sơ đồ tính toán móng cọc đài cao 35

Hình 5.1: Sơ đồ kết cấu tường đứng 39

Hình 5.2: Sơ đồ kết cấu bản đáy trước 41

Hình 5.3: Sơ đồ kết cấu bản đáy sau 41

Hình 5.4: Sơ đồ kết cấu cọc khi vận chuyển 44

Hình 5.5: Sơ đồ kết cấu cọc khi thi công 44

Hình 6.1: Sóng do tàu chạy 48

Hình 6.2: Sơ đồ tính áp lực sóng lên mái dốc 49

Hình 6.3: Biểu đồ áp lực sóng lên mái lúc sóng va 50

Hình 7.1: Sơ đồ tải trọng và địa chất ảnh hưởng đến tường cừ 57

Hình 7.2: Sơ đồ áp lực đất 58

Hình 7.3: Sơ đồ lực tập trung tác dụng vào tường cừ 58

Hình 7.4: Sơ đồ đa giác lực 59

Hình 7.5: Sơ đồ đa giác dây 59

Hình 7.6: Chi tiết cừ larsen loại II 60

Hình 7.7: Hệ số an toàn khi kiểm tra ổn định tổng thể 60

Hình 8.1: Ổn định kè phương án 1 63

Hình 8.2: Mặt cắt khối lượng 64

Hình 8.3: Ổn định kè phương án 2 65

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 2.1: Số liệu cao trình 6

Bảng 2.2: Số liệu đất đắp 6

Bảng 2.3: Hệ số vượt tải 6

Bảng 2.4: Kích thước tường kè 7

Bảng 2.5: Thông số xe thi công 8

Bảng 2.6: Bảng tính ứng suất trường hợp 2 13

Bảng 2.7: Bảng kết quả ứng suất tính toán các trường hợp 14

Bảng 2.8: Bảng kết quả ứng suất tiêu chuẩn các trường hợp 15

Bảng 2.9: Bảng tính riêng tải trọng dài hạn 15

Bảng 3.1: Bảng tính hệ số an toàn lật của trường hợp 4 17

Bảng 3.2: Bảng kết quả ổn định lật đối với từng trường hợp 18

Bảng 3.3: Sức kháng cắt của lớp đất 1 theo độ sâu 22

Bảng 3.4: Bảng tính hệ số an toàn trượt sâu 25

Bảng 4.1: Bảng tính sức chịu tải cọc theo phương pháp thống kê 26

Bảng 4.2: Bảng giá trị nội lực của từng cọc 37

Bảng 5.1: Bảng tính toán momen tường đứng trường hợp 2 38

Bảng 5.2: Bảng tổng hợp kết quả tính toán momen tường đứng 38

Bảng 5.3: Bảng kết quả tính nội lực bản đáy 42

Bảng 5.4: Bảng tính thép bản đáy 42

Bảng 5.5: Bảng kiểm tra khả năng chịu cắt của bản đáy 42

Bảng 5.6: Bảng kết quả tính nội lực tiêu chuẩn của bản đáy 43

Bảng 5.7: Bảng kiểm tra nứt bản đáy 43

Bảng 5.8: Bảng tính thép cọc 45

Bảng 5.9: Bảng kiểm tra khả năng chống cắt của cọc 45

Bảng 5.10: Bảng kiểm tra nứt cọc lần 1 45

Bảng 5.11: Bảng kiểm tra nứt cọc lần 2 46

Bảng 6.1: Các yếu tố ảnh hưởng do gió 47

Bảng 6.2: Bảng kết quả tính các yếu tố ảnh hưởng do sóng tàu 48

Bảng 6.3: Bảng tra hệ số nhám 51

Bảng 7.1: Bảng tính thép dầm chân khay 55

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH

Kè bờ trái sông Cần Thơ được thiết kế với tổng chiều dài 4,781m, bắt đầu từ vị trí mépcầu Cái Răng cũ phía hạ lưu và kết thúc tại vị trí cuối cùng của công trình kè hiện hữu,cách cầu Quang Trung 76m về phía thượng lưu Phạm vi luận văn được giới hạn vớichiều dài 40m,của phân đoạn 22 (gói 7)

1.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH

Căn cứ vào bình đồ khảo sát địa hình khu vực xây dựng kè bờ trái sông Cần Thơ - TpCần Thơ do Công ty CP Tư vấn Xây dựng CT Hàng Hải thực hiện tháng 4/2009

1.3 KHÍ TƯỢNG-THỦY VĂN 1.3.1.Khí tượng

Khu vực xây dựng tuyến kè thuộc thành phố Cần Thơ do đó đặc điểm về khí tượngmang đầy đủ các yếu tố khí tượng đặc trưng của khu vực Cần Thơ, được thống kê,tổng hợp tại Đài Khí tượng thủy văn Cần Thơ Theo số liệu quan trắc của đài này chothấy:

- Nhiệt độ trung bình cao nhất : 28.4o C

- Nhiệt độ cực đại tuyệt đối : 34.4o C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 19.7o C

1.3.1.2 Gió

-Tốc độ gió trung bình hàng năm là 3.5m/s Có ba hướng gió thịnh hành trong năm:

- Từ tháng 11 đến tháng 12 là hướng Đông - Bắc gây khô và lạnh

- Từ tháng 02 đến tháng 06 gió Đông - Nam gây khô và nóng, nhiệt độ không khí tăng,

độ ẩm giảm

- Từ tháng 06 đến tháng 11 gió Tây - Nam thổi từ biển vào mang nhiều hơi nước nênmưa nhiều trong thời gian này, thường xảy ra lốc xoáy gây thiệt hại ở nhiều nơi trongTỉnh nhưng không lớn

- Tốc độ gió trung bình : 1.8m/s

- Tốc độ gió mạnh nhất : 31m/s.

1.3.1.3 Độ ẩm không khí

Độ ẩm trung bình của các tháng trong năm là 86.6%, chênh lệch độ ẩm giữa các thángkhông lớn Từ tháng 06 đến tháng 10 có độ ẩm cao nhất, những tháng có độ ẩm thấpnhất trong năm là tháng 02 và tháng 03

- Lượng mưa trung bình hàng năm : 1629mm

- Lượng mưa năm lớn nhất : 2304mm

- Lượng mưa năm nhỏ nhất : 1115mm

- Lượng mưa trung bình hàng tháng : 276mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất : 179.9mm

- Lượng mưa liên tục một đợt lớn nhất : 90.5mm

1.3.2.Thủy văn

Khu vực tuyến kè nằm trên sông Cần Thơ, chịu ảnh hưởng chính của triều Biển Đông,thuộc chế độ bán nhật triều không đều, 1 ngày thường có 2 lần triều lên, 2 lần triềuxuống

Chế độ thủy văn sông Hậu được theo dõi tại trạm Cần Thơ vào các tháng trong năm và

số liệu mực nước tại sông Cần Thơ trong 1 chu kỳ triều được xác định để phục vụ chothiết kế công trình với các trị số mực nước giờ tương ứng với các suất đảm bảo khácnhau như sau:

- Dao động thủy triều lớn nhất trong khoảng từ 3.0÷3.5m

- Mực nước cao thiết kế là H1% = +1.95 m

- Mực nước ứng với tần suất 95% là H95% = - 0.80 m

- Mực nước ứng với tần suất 50% là H50% = +0.52m.

(Hệ cao độ Hòn Dấu).

Mực nước thấp nhất đo được là -1.3m (Hòn Dấu) tại trạm Cần Thơ năm 1999

Dòng chảy

Trong các tháng mùa khô, nước chảy 2 chiều, trong mùa mưa khoảng 4 tháng, từ tháng

8 đến tháng 11 do nước lũ từ thượng nguồn đổ về nên nước chỉ chảy 1 chiều từ thượngnguồn ra biển Dòng chảy lớn nhất trên sông Hậu qua khu vực Cần Thơ là 2.11m/s.Vận tốc dòng chảy ở 2 bên bờ từ 1.2÷1.4m/s

Phương án vị trí công trình kè Cần Thơ cần thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:

Vị trí công trình tùy thuộc điều kiện địa hình, địa chất, thủy lực, thủy văn Thỏa mãnvề:

- Kĩ thuật: Công trình ổn định, kết cấu an toàn chịu lực, hạn chế gây xói lở của dòngchảy

- Kinh tế: Thi công dễ dàng, cân bằng khối lượng đào đắp, giá cả hợp lý

- Mỹ quan: Tạo vẻ đẹp cho thành phố

- Xã hội: Thỏa mãn nhu cầu dân sinh

1.5.2.Phương án mặt cắt

Cũng phải đảm bảo theo các yêu cầu của phương án tuyến

Việc thay đổi về cấu tạo, kết cấu, hình dạng, xử lý nền móng giúp ta tìm được nhữngphương án tối ưu nhất theo các yêu cầu trên

1.5.3.Đề xuất phương án

Để tiết kiệm được lượng vật tư, thi công đơn giản, công trình có vẻ mỹ quan và có tính

ổn định cao Ta thiết kế công trình kè làm 3 phần

-Phần đỉnh kè: Chọn dạng kè bêtông cốt thép dạng consol

-Phần thân kè: Chọn dạng kè lát mái

-Phần chân kè: Thiết kế dầm chân khay

Các chương sau phân tích cấu tạo kết cấu công trình, các lực tác dụng, kiểm tra ổnđịnh, xử lý móng (nếu cần) và tính toán độ bền kết cấu các phần được nêu ở trên Trong phần phân tích phương án ở chương 8 sẽ phân tích sâu hơn

4 Cao trình nước ngầm znn Tùy trường hợp m

5 Cao trình nước sông zns Tùy trường hợp m

STT Loại tải trọng Kí hiệu Giá trị

1 Trọng lượng bản thân công trình 1 nbt 1.05(0.95)

h1: chiều cao phòng sóng leo, chọn h1 = 0.75 m

đỉnh = 1.95 + 0.75 = 2.7m  Chọn đỉnh = 2.7 m.

Các kích thước kè được ghi trong bảng dưới đây:

Bảng 2.4: Kích thước tường kè

STT Kích thước Kí hiệu Giá trị Đơn vị

1 Chiều dày đỉnh tường kè dt1 0.2 m

2 Chiều dày đáy tường kè dt2 0.3 m

3 Chiều dài bản đáy trước bd1 0.3 m

4 Chiều dài bản đáy sau bd2 1.2 m

MNCTK+1.95 +2.7

+1.0 +0.6

2

sin

* cos

sin

* sin

1

* cos

* cos

Trong đó:

 : góc ma sát trong của đất,  = 300;

 : góc nghiêng khối đất đắp sau tường,  = 0;

 : góc nghiêng lưng tường,

22 3 7 1

2 0 3 0 1

arctg



 : góc ma sát giữa đất với tường, thiên về an toàn, chọn =0 Khi đó:

36 0 2

22 3 30 45 cos

* 22 3 cos

2

22 3 30 45 cos

2 4 cos

*

cos

2 4 cos

0 0 0 2 0

0 0 0 2

Bảng 2.5: Thông số xe thi công

Thông số kĩ thuật của xe thi công bánh xích C100

+ do hoạt tải người và tải trọng nền đường; q=0.5 T/m2

i: dung trọng của lớp đất thứ i,T/m2;

Điểm đặt áp lực đất tính từ đáy công trình:

Với biểu đồ áp lực đất dạng tam giác: x *H

2

*

*3

1

a a

a a P P

P P H x

2.3.3.Áp lực đẩy nổi tác dụng lên công trình

Cường độ áp lực đẩy nổi: P dn  n*Z, T/m2;

Với : n : dung trọng của nước, T/m3;

z : khoảng cách từ đáy công trình đến mực nước thấp, m

Trị số áp lực đẩy nổi ( tính trên 1 m dài):E dn P dn*S*n2, T ;

Với : S: diện tích phần bê tông nằm trong nước, m2;S  l d* 1, m2

Điểm đặt áp lực đẩy nổi: tại tâm bản đáy tường chắn

Trị số áp lực thấm ( tính trên 1m dài ): * 1 2* * 2

2

1

n l

2.3.5.Trọng lượng phần bêtông tác dụng vào công trình

2.3.7.Trọng lượng phần nước tác dụng vào công trình

Trọng lượng nước ngầm sau tường:

4 3

P3+P4 P2

P1 P5

Eth

Edn

Ea

Enn Ens

2.4.1.Trường hợp 1

Trường hợp vừa thi công xong phần bêtông chưa đắp đất Khi tường chắn bêtông vừathi công xong, lúc này mực nước hai bên cân bằng tại một cao trình bất kì (có thể lấycao trình +1.6m) để tính toán Trường hợp này chỉ có áp lực nước, trọng lượng nước,khối lượng phần bêtông và lực đẩy nổi tác dụng vào đáy công trình

Cao trình nước sông Zns= 1.6m

Cao trình nước ngầm Znn= 1.6m

2.4.2.Trường hợp 2

Trường hợp vừa thi công xong và đang lu lèn đất Khi tường chắn ổn định tương đối,

ta bắt đầu lu lèn đất đắp bên trong Lúc này có thêm trọng lượng đất và áp lực đất dođất đắp hoạt tải do xe thi công (q=2.6T/m2) Ta lấy mực nước ở 2 bên cân bằng nhautại cao trình +1m

Cao trình nước sông Zns= 1m

Cao trình nước sông Zns= 1.6m

có trị số khác vì mực nước ngầm cao hơn mực nước sông

Cao trình nước sông Zns= 1.6m

Cao trình nước sông Zns= 1.6m

8 Lực đẩy nổi phần tường đứng Edntd 0 0 -0.47 0 0

9 Lực đẩy nổi phần bản đáy Ednbd 0.72 0.72 0 0 0

 3.29 3.95  1.59 2.12(1) : Lực tiêu chuẩn;

(2) : Lực tính toán ;

(3) : Khoảng cách từ trọng tâm lực đến điểm O;

(4) : Momen tiêu chuẩn (4) = (1)*(3);

(5) : Momen tính toán (5) = (2)*(3);

Ta có ứng suất đáy móng: max ( 1 6. )

e F

max

2 min

2 max

/ 275 5 2

/ 13 1 ) 8 1

223 0

* 6 1

223 0

* 6 1

m T

m T

max

2 min

2 max

/ 5 2

/ 06 2 ) 8 1

177 0

* 6 1

177 0

* 6 1

m T

m T

CHƯƠNG 3 - KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN

3.1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH LẬT

- Chọn điểm A là điểm lật nằm mép ngoài phía giáp sông, mà tại đó thể xảy ra hiện

tượng lật [7] Ta đưa các lực tác dụng về điểm A để xác định được hệ số an toàn ổnđịnh lật

- Hệ số ổn định lật :

Trong đó :

[Kl]: hệ số an toàn ổn định lật, do công trình thuộc cấp III => [Kl] =1.15 ΣMMCL: Là tổng moment của thành phần chống lật, T.m;

ΣMMGL: Là tổng moment của thành phân gây lật, T.m .

Ứng với mỗi trường hợp ở chương 2 ta xác định được hệ số an toàn Klat

Ở đây ta lấy trường hợp 4 để tính toán (Xem thêm các trường hợp khác trong Phụ lục1)

4 3

P3+P4 P2

P1 P5

Eth

Edn

Ea

Enn Ens

53 8

cL

M M K

Bảng 3.10: Bảng tính hệ số an toàn lật của trường hợp 4

8 Lực đẩy nổi phần tường đứng Edntd 0 0.73 0

9 Lực đẩy nổi phần bản đáy Ednbd 0.72 0.9 0.65

Sử dụng lực tiêu chuẩn để tính toán ổn định lật

Tương tự với những trường hợp khác ta lập ra bảng kết quả tính toán hệ số an toàn vớitừng trường hợp

Bảng 3.11: Bảng kết quả ổn định lật đối với từng trường hợp

2 3.67 12.83 3.5 ổn định

3.2 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT

3.2.1.Kiểm tra ổn định trượt phẳng

Hình thức trượt phẳng của công trình chỉ xảy ra khi cả 3 điều kiện sau được thỏa mãn

3

/

5

/ 94

* 8 1

94 7

=7.74>Nth=3

45 0 203 0 5

58 0

Vậy công trình có khả năng trượt hỗn hợp hoặc trượt sâu

3.2.2.Kiểm tra ổn định trượt hỗn hợp

Xác định phần đáy công trình bị trượt sâu

Chiều dài công trình bị trượt sâu được tính theo công thức:

Hình 3.5: Hình minh họa phần đáy trượt sâu

Công trình lệch tâm về phía hạ lưu, ta đưa về trường hợp đúng tâm tương đương với

bề rộng đáy móng qui đổi b’ :

b’ = b – 2e = 1.8 – 2*0.176 = 1.448 m ( e: độ lệch tâm tương đương )

max: ứng suất lớn nhất dưới đáy móng

gh: ứng suất giới hạn, được xác định theo biểu đồ Efdovskimov với bề rộng móng tínhtoán bằng bề rộng đáy móng thực tế

Xác định giới hạn của nền đất (tính cho trường hợp =0, b=1.448m):

Hình 3.6: Sơ đồ mặt trượt

0 0

0 5 0 ) 47 5 5

sin

0 sin cos (

* 5 0 sin

sin cos

0

0 0

0 0

0 0 0

0 0

28 95 sin

cos

5 47 5 47 5 2

180 2

57 1 90 5 47 2

5 45 2

e

r

r

m b

5 47 sin

* 448 1 cos

*

0

0

0 0

b

P

m r

ED

/ 326 0 5 47 sin

* 07 1

* 448 1

* 57 0

* 5 0 sin

5 45 cos(

* 41 1 2 ) 2 45 cos(

*

*

2

0 0

ED tg

c ED

n

P

m T r

P

m T tg

.

/ 56 0 5 cos

* 41 1 57 0

* 5 0 cos

* 4

07 1 41 1

* 57 0

2 3

0

2 2

2 0 2

P

P3n  3  n  0 56  13 8  14 36 /

P3n

P2 P1 Pgh

Hình 3.7: Biểu đồ Edopkismop.

Vẽ biểu đồ Edopkismop, ta được Pgh= 14.62T/m

2

0 3 47 / 5

58 0 448 1

62 14

m T tg

tg

c b

Ta có:max =7.94>gh =3.47 nên công trình có khả năng xảy ra trường hợp trượt sâu.

Để xác định công trình có trượt sâu hay không ta cần tính hệ số an toàn trượt sâu

3.2.3 Tính toán hệ số an toàn trượt sâu

ct

k n M

M K

Trong đó:

nc: Hệ số điều kiện làm việc; Với tổ hợp cơ bản nc=1

kn: hệ số đảm bảo được xét theo qui mô, nhiệm vụ công trình;

Công trình cấp III, IV và V lấy kn =1,15

m: hệ số điều kiện làm việc; mái dốc nhân tạo và tư nhiên lấy m=1

Mtr : Tổng Moment gây trượt; tính theo công thức:

αi : Góc giữa đường thẳng đứng và đường thẳng từ tâm o đến điểm giữa li cung trượt ;

li : Chiều dài cung trượt ứng với mảnh phân tố thứ i;

ci: Lực dính đơn vị của đất trong phạm vi cung trượt li;

φi : Góc ma sát trong của đất trong phạm vi cung trượt ứng với mảnh thứ i;

Sau đây là bảng sức kháng cắt của lớp đất 1 theo độ sâu (cũng lấy từ quyển “Thuyếtminh Thiết kế bản vẽ thi công dự án kè sông Cần Thơ” của Tổng công ty hàng hải ViệtNam).

Bảng 3.12: Sức kháng cắt của lớp đất 1 theo độ sâu

Độ sâu tự nhiên (m) Cutt(KN/m2)

Hình 3.8: Hệ số an toàn ổn định mái đất tự nhiên

Ta thấy hệ số ổn định mái đất tự nhiên tương đối cao nên có thể tiến hành thi công màkhông gây sạt lở bờ sông

Hình 3.9: Hệ số an toàn trượt sâu khi đặt công trình

Sau khi xác định được tâm trượt nguy hiểm như hình trên Ta tính lại bằng công thức

(3)q

(4)Gi



i

(6)Gi*sini





i

(8)Gi*cosi*tani

(4): Tổng trọng lượng khối lượng (4) = (2)*(3);

(5): Góc giữa đường thẳng đứng và đường thẳng từ tâm O đến điểm giữa li cung trượt;(6): Momen gây trượt của khối đất (6) = (4)*sin(5);

(7): Góc ma sát trong của khối đất;

(8): Momen chống trượt của khối đất (8) = (4)*cos(5)*tan(7)

0 35

7

) 05 6 33 0 (

ct

R

R M

M

K

Vậy công trình không ổn định về trượt sâu cần phải có phương án xử lý nền móngthích hợp Trong trường hợp này ta sử dụng phương án cọc bêtông, lợi dụng sức khángtrượt của cọc để xử lý nền móng

CHƯƠNG 4 - XỬ LÝ MÓNG

4.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CỌC

4.1.1.Tính sức chịu tải của cọc theo khả năng chịu tải của đất

nền

Bảng 4.14: Bảng tính sức chịu tải cọc theo phương pháp thống kê

Cao độ dài cọc Lớp đất Độ sệtChiều (1)li Độ sâu(2) (3)fi Rmũi(4) fi*li(5)

i i f

tt

n m m u f l

Trong đó:

Rmũi: cường độ đất nền tại mũi cọc, T/m2

m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m=0.8

ui: chu vi tiết diện cọc nằm trong lớp thứ i, m.

fi: áp lực ma sát trung bình nằm trong lớp thứ i, T/m2

li: chiều dài ma sát của cọc nằm trong lớp thứ i, m

F: diện tích tiết diện cọc tại mũi cọc, m2

mr, mf :hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc ma sát giữa đất với cọc vàsức chịu tải của cọc và sức chịu tải của đất ở mũi cọc

Xác định fi dựa vào li và độ sệt B

Xác định Ri dựa vào L và độ sệt B

Sau khi tính toán ta chọn sơ bộ cọc có kích thước bxh = 30x30 cm, dài 20 m Khi đó:

Pn =28.36 T và Pk = 7.04 T

4.1.2.Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu bằng công thức sau:

Pvl=*(Rb*Fb+Ra*Fa)

Trong đó:

 : hệ số uốn dọc (  = 0.59)

Rb : cường độ chịu nén tính toán của bêtông ( Rb = 145 kG/cm2)

Fb: diện tích tiết diện ngang của cọc ( Fb = 0.3 x 0.3 = 0.09m3)

Ra: cường độ tính toán của thép CII ( Ra = 2800 kG/cm2)

Fa: diện tích tiết diện ngang của cốt thép ( Fb = 6.16 cm2, chọn sơ bộ 414)

 Pvl = 0.59*(145*900+2800*6.16)= 87171.34kg = 87.17 T

Dựa vào tải trọng và ứng suất gây ra dưới đáy móng tường chắn, ta chọn trường hợp 2

là trường hợp có tải trọng nguy hiểm nhất để tính toán

Xét 1 phân tố móng dài 1m để tiện tính toán

Số lượng cọc n trong phân tố móng được xác định sơ bộ theo công thức:

n: số lượng cọc cần thiết trên 1 phân tố ;

: hệ số xét đến ảnh hưởng của lực ngang và moment ( =1.01.5)

P: Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại tâm của đài cọc

P: sức chịu tải tính toán của cọc ( P =28.36T)

Chọn kích thước phân tố là 1m:

0 536

36 28

5 9

* 5 1

Trọng tâm hệ thống cọc trùng với trọng tâm của đáy móng

4.2.2.Kiểm tra tải trọng công trình tác dụng lên cọc theo cọc

đài thấp

Sử dụng các giá trị tiêu chuẩn để tính toán