Chuyên đề Thiết kế kè bản tựa

6/25/2014 1 BÁO CÁO MÔN HỌC THỦY CÔNG CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ KÈ BẢN TỰA GVHD: TRẦN VĂN HỪNG H d2 d1 B1 B2 B t Lt 6/25/2014 2 NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM KÈ BẢN TỰA 1. TRẦN MINH ĐIỀN 1050430 2. HỒNG MIHN THUẤN 1050505 3. ĐINH VĂN DŨNG 1050422 4. ĐẬU ĐỨC LỘC 1050459 6/25/2014 3 Một số hình ảnh kè bản tựa 6/25/2014 4 6/25/2014 5 6/25/2014 6 NỘI DUNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ………oOo……… I. Số liệu thiết kế II. Hệ số áp lực đất III. Xác định các lực tác dụng lên công trình IV. Kiểm tra ổn định tường chắn V. Xử lý nền móng VI. Tính toán kết cấu các bộ phận của kè VII. Kiểm tra nứt tại chân kè 6/25/2014 7 I. Số liệu thiết kế 1. Số liệu địa chất. C = 0 (KN/m2) φ = 210 γω = 17 (KN/m3) = 1,7 (T/ m3) γđn = 7 (KN/m3 ) = 0,7 (T/ m3) 2. Các cao trình. - Cao trình đỉnh tường thiết kế: +3.5 m - Cao trình đáy tường thiết kế: - 2.5 m - Cao trình MNCN (max): + 3.0 m - Cao trình MNTN (min): - 1.5 m - Cao trình MNTB: (thường xuyên): + 2.0 m - Cao trình mực nước ngầm (MNN): - 0.7 m 6/25/2014 8 3. Kích thước tường chắn - Chiều cao tường chắn kể cả bản đáy: H = 6.0 m - Chiều dày bản đứng: d1 = 0.4 m - Chiều dày bản đáy: d2 = 0.6 m - Chiều dày thanh chống: t = 0.4 m - Chiều dày khoảng cách giữa 2 thanh chống: Lt = 4.0 m - Chiều rộng bản đáy tường: B = 5.5 m + Phía ngực tường: B1 = 1.5 m + Phía đất đắp: B2 = 3.6 m 6/25/2014 9 4. Các số liệu khác a. Tải trọng tác dụng - Tải trọng xe thi công: xe bánh xíchC100 + Trọng lượng xe: P = 14T + Chiều rộng xe bánh xích: b = 2.4 m + Chiều dài xe bánh xích: l = 2.5 m + Hệ số vượt tải: n = 1.1 Quy tải trọng về phân bố điều: q = (n*p)/(l*b) = 1.1*14/2.4*2.5 = 2.6 T/m2 - Tải trọng tác dụng của công trình - Tải trọng tác dụng của đất đắp, nước ngầm, nước sông... - Tải trọng tác dụng của gió, sóng tàu... b. Hệ số vượt tải - Hệ số vượt tải của áp lực đất và trọng lượng nước:n1 = 1.10 - Hệ số vượt tải của áp lực thủy tĩnh: n2 = 1.20 - Hệ số vượt tải của trọng lượng bê tông: n3 = 1.05 - Hệ số vượt tải của trọng lượng đất đắp: n4 = 1.15 6/25/2014 10 c. Cường độ tính toán của bê tông (Kg/cm2) Trọng lượng bê tông: γbt = 2.5 T/m2 Loại cường độ Mác bê tông 150 200 250 300 Cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo 65 6.0 90 7.5 110 8.8 130 10 d. Cường độ tính toán của cốt thép (Kg/cm2) Nhóm cốt thép Loại cường độ Tiêu chuẩn Cốt đai CT3 2100 2100 6/25/2014 11 II. Hệ số áp lực đất 22 2 ] )cos(*)cos( )sin(*)sin( 1[*)cos(*cos )(cos          a Trong đó: α : là góc nghiêng của lưng tường (độ). β : là góc nghiêng của đất đắp (độ). δ : là góc ma sát giữa đất và tường (độ). φ: là góc ma sát trong của đất (độ). Ở đây để đơn giản tính toán ta chọn: α = β = δ = 0, nên ta có: + Hệ số áp lực đất chủ động: λa = tg 2 (450 - φ/2) = tg2 (450 - 210/2) = 0.472 + Hệ số áp lực đất bị động: λb = tg 2 (450 + φ/2) = tg2 (450 + 210 /2) =2.117 6/25/2014 12 III. Xác định các lực tác dụng lên công trình A. Áp lực tác dụng lên công trình (các trị số tính trên 1m dài) 1. Áp lực đất chủ động + Cường độ áp lực đất chủ động: Pa = (qa + ∑γi*hi )* λa - 2Ci Tromg đó: qa = 2.6 T/m 2 γi _ dung trọng lớp đất thứ i hi _chiều cao lớp đất thứ i Ci_lực dính lớp đất thứ i + Trị số áp lực đất chủ động Ea = n1* Pa*H/2 (T)_ Biểu đồ dạng tam giác. Ea = n1* (P1 + P2)*H/2 (T)_ Biểu đồ dạng hình thang. + Điểm đặt áp lực cách đáy công trình một đoạn: x = H/3 (m) _ Dạng tam giác x = (2P1a + P 2 a)*H/3*(2P 1 a + P 2 a)_ dạng hình thang a 6/25/2014 13 2. Áp lực bị động + Cường độ áp lực bị động: Pb = (qa + ∑γi*hi )* λa + 2Ci λa + Trị số và điểm đặt tính tương tự như áp lực chủ động. 3. Áp lực thủy tĩnh + Cường độ: Pn = γn *H (T/m 2) Với: H_ chiều cao cột nước (m) γn _dung trọng của nước (T/m 3) + Trị số: En = n2* Pn*H Điểm đặt cách đáy công trình một đoạn: x = H/3 (m) Xét cho cả nước ngầm và nước sông. 6/25/2014 14 4. Áp lực đẩy nổi + Cường độ: Pđn = γn*H (T) Với: H_chiều cao phần vật ngập trong nước. + Trị số: Eđn = n2*Pđn*L (T/m) L_bề rộng phần vật ngập trong nước. Điểm đặt: tại trọng tâm vật. Xét cho cả bản đáy, tường đứng và thanh chống (nếu có phần nào đó ngập trong nước). 6/25/2014 15 5. Áp lực thấm tác dụng lên công trình: Áp lực thấm chỉ xảy ra khi MNN cao hơn MNS, áp lực thấm tính theo đường viền thấm, cường độ phân bố dạng tam giác. + Trị số áp lực thấm: Et = n2 *(σ1 + σ2 )*B/2 (T) σ1 = (d2* γn *H)/(2*d2 + B) (T/m) σ2 = (d2 + B)* γn *H/(2*d2 + B) (T/m) Với H_chiều cao mực nước sông. + Điểm đặt: cách mép đáy công trình 1 đoạn: x = (2 σ1 + σ2)*B/3( σ1 + σ2) Với: σ1, σ2 như hình vẽ. σ2 d2 d2B2 γn *Hσ1 6/25/2014 16 B. Các trường hợp tính toán (Các trị số tính toán được tính trên 1m dài). 1. Trường hợp 1: Trường hợp vừa mới thi công xong. q=2.6T.m Eb 0.6 6.0 -2.5 +3.5 Ea P2a P1a ° A O ° Lúc này chưa có MNN và MNS, chỉ có đất đắp sau lưng tường và trước ngực tường. 6/25/2014 17 2. Trường hợp 2: Trường hợp hoạt động bình thường. Khi tường ổn định tương đối MNN xuất hiện ở cao trình -0.7m và MNSmax ở cao trình +3m. -2.5 +3.5 Eb q=2.6T.m -0.7 +3.0 0.6 6.0 E2a P2a P1a P3a E1a Enn Pa Ens Eđnbđ Eđntđ ° A O ° 6/25/2014 18 3. Trường hợp 3: Trường hợp hoạt động bình thường. q=2.6T.m -0.7 -2.5 +3.5 Eb +2.0 0.6 6.0 E2a P2a P1a P3a E1a Enn Pa Ens Eđnbđ Eđntđ O °° A Khi tường ổn định tương đối MNN xuất hiện ở cao trình -0.7m và MNSTB ở cao trình +2m. 6/25/2014 19 4. Trường hợp 4: Trường hợp hoạt động bình thường. Khi cao trình MNS = cao trình MNN = -0.7m q=2.6T.m -0.7 -2.5 +3.5 Eb 0.6 6.0 E2a P2a P1a P3a E1a Enn Pa Ens Eđnbđ Eđntđ -0.7 O °° A 6/25/2014 20 5. Trường hợp 5: Trường hợp hoạt động bình thường. Khi cao trình MNSmin = -1.5m và cao trình MNN = -0.7m q=2.6T.m -0.7 -2.5 +3.5 Eb 0.6 6.0 E2a P2a P1a P3a E1a Enn Pa Ens Eđnbđ Eđntđ -1.5 0.6 0.65.5 γn *0.8σ1 σ2 Et O °° A 6/25/2014 21 6. Trường hợp 6: Trường hợp sữa chữa. Trường hợp này không có MNS và MNN ở cao trình - 0.7m chưa rút kịp. q=2.6T.m -0.7 -2.5 +3.5 Eb 0.6 6.0 E2a P2a P1a P3a E1a Enn Pa0.6 0.65.5 γn *1.8σ1 σ2 Et O °° A 6/25/2014 22 7. Trường hợp 7: Trường hợp hoạt động bình thường. Vào mùa mưa, khi mưa kéo dài liên tục nhiều ngày, nước không rút kịp, cao trình MNN sau lưng tường = cao trình thiết kế = +3.5m và cao trình MNSmax = +3.0m. -2.5 +3.5 Eb q=2.6T.m +3.5 +3.0 0.6 6.0 Enn Pa Ens Eđnbđ Eđntđ Ea P2a P1a 0.6 0.65.5 γn *0.8σ1 σ2 Et O °° A 6/25/2014 23 8. Trường hợp 8: Trường hợp hoạt động bình thường. Vào mùa mưa, khi mưa kéo dài liên tục nhiều ngày, nước sau lưng tường không rút kịp, cao trình MN sau lưng tường = cao trình thiết kế và cao trình MNSmin = -1.5m -2.5 +3.5 Eb q=2.6T.m +3.5 -1.5 0.6 6.0 Enn Pa Eđnbđ Eđntđ Ea P2a P1a 0.6 0.65.5 γn *0.8σ1 σ2 Et Ens ° A O ° 6/25/2014 24 C. Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên tường chắn (tính trên 1m dài). q=2.6T.m 0.6 6.0 -2.5 +3.5 O ° G1 G2 Gdd Gnn Gtc Ght Gns ° A 6/25/2014 25 1. Trọng lượng tường đứng: G1 = n1* γbt*H*d1 = 1.05*2.5*5.4*0.4 = 5.67T (5.4 T) 2. Trọng lượng bản đáy: G2 = n1* γbt*B*d2 = 1.05*2.5*5.5*0.6 = 8.66T (8.25T) 3. Trọng lượng đất đắp sau tường: a. Khi chưa xuất hiện MNN: Gdd = n4 * γω*H*B2 = 1.15*1.7*5.4*3.6 = 38.01T (33.05T) b. Khi xuất hiện MNN = -0.7m: Gdd = n4 (* γω * Hdd *B2 + γđn *Hdn *B2 ) = 33.04T (28.73T) c. Khi MNN = Cao trình đỉnh kè thiết kế = +3.5m Gdd = n4 * γdn*H*B2 = 1.15*0.7*5.4*3.6 = 15.65T (13.61T) 6/25/2014 26 4. Trọng lượng nước ngầm: a. Khi MNN = -0.7m Gnn = n1* γn*Hnn*B2 = 1.10*1*1.2*3.6 = 4.75T (4.32T) a. Khi MNN = +3.5m Gnn = n1* γn*Hnn*B2 = 1.10*1*5.4*3.6 = 21.38T (19.44T) 5. Trọng lượng nước sông: Gns = n1* γn*Hn*B1 a. Khi MNS ở cao trình +3m Gns = 1.1*1*(5.5-0.6)*1.5 = 8.09T (7.35T) b. Khi MNS ở cao trình +2m Gns = 1.1*1*(4.5-0.6)*1.5 = 6.44T (5.85T) c. Khi MNS ở cao trình -0.7m Gns = 1.1*1*(1.8-0.6)*1.5 = 1.98T (1.8T) d. Khi MNS ở cao trình - 1.5m Gns = 1.1*1*(1-0.6)*1.5 = 0.66T (0.6T) 6/25/2014 27 6. Trọng lượng tập trung của hoạt tải trên đất đắp Ght = 1.1*(14*2.4*1)/(2.4*2.5) = 6.16T (5.6T) 7. Trọng lượng tập trung của thanh chống Xem mỗi đơn nguyên có chiều dài là 20m, số thanh chống trên mỗi đơn nguyên là 5 thanh chống, ta tính quy về cho mỗi m dài là: Gtc = 1.05*2.5*(0.5*5.4*3.6)*0.4*5/20 = 2.55T (2.4T) 6/25/2014 28 IV. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA TƯỜNG CHẮN A. Kiểm tra ổn định lật (đối với điểm A) Hệ số ổn định lật: gl cl M M K    Trong đó: - ∑ Mcl _tổng momen chống lật (T.m) - ∑ Mgl _tổng momen gây lật (T.m) - [KL] _ hệ số an toàn, công trình cấp III chọn [KL] = 1.15 ≥ [KL] = 1.15 Ta tính toán và lập bảng kiểm tra cho cả 8 trường hợp đã nêu. 6/25/2014 29 1. Trường hợp 1: Trường hợp vừa mới thi công xong. Không có MNN và MNS. 2. Trường hợp 2: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = -0.7m, MNS = +3.0m 3. Trường hợp 3: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = -0.7m và MNS = +2.0m 4. Trường hợp 4: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = MNS = -0.7m 5. Trường hợp 5: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = -0.7m, MNS = -1.5m 6. Trường hợp 6: Trường hợp sữa chữa Cao trình MNN = -0.7m, MNS = -2.5m 7. Trường hợp 7: Trường hợp hoạt động bình thường. Cao trình MNN = +3.5m, MNS = +3.0m 8. Trường hợp 8: Trường hợp hoạt động bình thường. Cao trình MNN = +3.5m, MNS = -1.5m Bảng kết quả tính toán TH8 STT Lực tác dụng Chiều tác dụng trên tính theo T/1m dài Tay đoàn Momen đ/v điểm A (m) GL CL 1 G1 5.67 1.70 9.64 2 G2 8.66 2.75 23.82 3 Gdd 15.65 3.70 57.91 4 Gnn 21.38 3.70 79.11 5 Gns 0.66 0.75 0.50 6 Ght 6.16 3.70 22.79 7 Gtc 2.55 3.70 9.44 8 E1a 14.64 2.55 37.33 9 E2a 10 Eb 0.29 0.20 0.06 11 Enn 21.60 2.00 43.20 12 Ens 0.60 0.33 0.20 13 Ednbd 3.96 2.75 10.89 14 Edntd 0.48 1.70 0.82 15 Edntc 1.17 3.70 4.33 16 Et 13.75 2.00 27.50 ∑ 124.07 203.44 6/25/2014 31 Bảng kết quả tính lật của các trường hợp: TH 1 2 3 4 5 6 7 8 K 3.68 3.46 3.23 3.29 2.77 3.01 2.33 1.64 6/25/2014 32 B. Tính toán ứng suất đáy móng (đối với điểm O) Công thức tính ứng suất ) 6 1( min max B e F P   s Trong đó: ∑P_tổng lực tác dụng thẳng đứng. F_diện tích đáy móng F = B*1m = 5.5m2 e = (∑M)/( ∑P) ∑M_tổng momen so với tâm O 6/25/2014 33 1. Trường hợp 1: Trường hợp vừa mới thi công xong Không có MNN và MNS. 2. Trường hợp 2: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = -0.7m, MNS = +3.0m 3. Trường hợp 3: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = -0.7m và MNS = +2.0m 4. Trường hợp 4: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = MNS = -0.7m. 5. Trường hợp 5: Trường hợp hoạt động bình thường Cao trình MNN = -0.7m, MNS = -1.5m 6. Trường hợp 6: Trường hợp sữa chữa Cao trình MNN = -0.7m, MNS = -2.5m 7. Trường hợp 7: Trường hợp hoạt động bình thường. Cao trình MNN = +3.5m, MNS = +3.0m 8. Trường hợp 8: Trường hợp hoạt động bình thường. Cao trình MNN = +3.5m, MNS = -1.5m Ta cũng tính toán cho các trường hợp Bảng kết quả tính toán ST T Lực tác dụng Chiều tác dụng trên tính theo T/1m dài Tay đoàn Momen đ/v điểm O (m) (─) (+) 1 G1 5.67 1.07 6.07 2 G2 8.66 0.00 3 Gdd 15.65 0.95 14.87 4 Gnn 21.38 0.95 20.31 5 Gns 0.66 2.00 1.32 6 Ght 6.16 0.95 5.85 7 Gtc 2.55 0.95 2.42 8 Ea 14.64 2.55 37.33 9 Eb 0.29 0.20 0.06 10 Enn 21.60 2.00 43.20 11 Ens 0.60 0.33 0.20 12 Ednbd 3.96 0.00 13 Edntd 0.48 1.05 0.50 14 Edntc 1.17 0.95 1.11 15 Et 13.75 0.75 10.31 ∑ 60.73 19.36 99.34 44.21 6/25/2014 35 Bảng kết quả tính ứng suất đáy móng cho các trường hợp: TH 1 2 3 4 5 6 7 8 σmax 14.59 11.76 13.78 14.58 14.09 14.55 15.49 18.46 σmin 7.61 11.38 8.76 6.34 5.69 5.61 5.81 3.41 σTB 11.1 11.57 11.27 10.46 9.89 10.08 10.65 7.52 6/25/2014 36 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH VỀ TRƯỢT Điều kiện kiểm tra: kiểm tra qua 3 điều kiện 3 . max  th đn N b N  s (1) 45,0 tb c tgtg s  (2) namcm a k n /10.1 ).1.( 27 1      (3) Trong đó: σ _áp lực đáy móng b_chiều rộng đáy móng γdn_dung trọng đẩy nổi Nth_trị số mô hình tới hạn (không có đk lấy = 3) tgψ_hệ số chống cắt C_hệ số dính φ_góc ma sát trong δ_hệ số cô kết K_hệ số thấm của đất nền ε1_hệ số rỗng ban đầu ε2_hệ số rỗng sau khi XDCT a_hệ số co ép của đất nền tb a s  21  Theo QP-20-64: một trong 3 đk trên không thõa thì sẽ xảy ra một trong 3 hình thức trượt: trượt phẳng, trượt hỗn hợp hoặc trượt sâu. 6/25/2014 37 Các hình thức trượt 1. TH chỉ cần tính theo sơ đồ trượt phẳng a. Nền đất rời: Khi đk (1) thõa mà không cần xét đk (2), (3)_do có tgφ, k tương đối lớn. b. Nền đất dính: Khi cả 3 đk đều thõa. c. Nền gồm nhiều lớp đất khác nhau: Khi cả 3 đk đều thõa. Chú ý: Khi đó tgφi, δi là tính cho từng lớp đất dính. i i ii c tgtg s   nii i i a k   ).1.( 1  3 . max  th tb N b N  s σi_ưng suất thẳng đứng zdizii sss  σzi_ưng suất tăng thêm σzdi_ưng suất bản thân lớp đất thứ i b h ii tb     Với: 6/25/2014 38 2. TH chỉ cần tính theo sơ đồ trượt hỗn hợp. Theo QP-20-64, trượt hỗn hợp chỉ có khả năng xảy ra đối với nền đất đồng nhất khi đk về trượt phẳng không thõa mãn. a. Nền đất rời. Khi đk (1) không thõa. b. Nền đất dính. Khi 1 trong 3 đk không thõa. Khi xảy ra TH tượt hỗn hợp, ta đi tính bt. bt N P b bbt . 6/25/2014 39 Trị số α được xác định dựa vào 2 TH sau: σ tgψ ≥ 0.45 α σth =3γb σmax σgh o A B α α bb thgh th t * max ss ss    tgψ < 0.45 σth σmax σgh o σ B α α α A = bb gh t * max s s  6/25/2014 40 3. TH chỉ cần tính theo sơ đồ trượt sâu: Xét 2 TH (α = 1) a. Nền đồng chất. Theo QP-20-64, công trình bị trượt sâu cùng với nền (đồng chất) của nó khi chỉ chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng. Mặt trượt sâu có dạng cong, khi xác định giả thiết γ = 0. b. Nền gồm nhiều lớp đất. Tùy theo t/c của các lớp đất, tùy theo tỉ số (P/Ngh) có thể xảy ra 2 TH: trượt sâu qua các lớp hoặc trượt sâu qua các lớp đất mềm yếu. + TH chỉ có P: thì chỉ xảy ra trượt sâu cắt qua các lớp, mặt trượt dạng cong.Theo QP-20-64, lấy mặt trượt hình trụ tròn b/k r, tâm O. + TH có cả P,N thì có 2 khả năng: - Trượt phẳng theo mặt lớp đất trên cùng nếu thõa đk trượt phẳng. - Trượt sâu với mặt trượt cong cắt qua các lớp hoặc trượt sâu theo mặt lớp đất mềm yếu, mặt trượt có thể lấy gần đúng theo dạng gãy khúc abcd với góc υ ≈ 450+φ/2. 6/25/2014 41 6/25/2014 42 Tính toán các tải trọng giới hạn 1. Tính toán tải trọng xiên giới hạn Rgh (nền đồng chất, bị trượt sâu). a. TH nền đất rời (C = 0) b. TH nền đất dính (C ≠ 0) 6/25/2014 43 - Xác định theo phương pháp Efdovkim - Tính các góc mặt trượt - Tính các khối cạnh trượt ) 2 45cos(..2   rED   cos sin* 0 b r             sin sin cos5.0 ar     2 45 o   o90              sin cos.tge arctg  tgerr *0 * 6/25/2014 44 - Tính các đại lượng về lực     2/450  0r r tg rr P *4 2 0 2 2    sin***5.0 01 rbP dn  cos**5.0 23 rP dn 6/25/2014 45 Công thức tính Rgh bn vv vv PRgh . )sin().cos( )sin(.cos 1       Nếu tính cho tải trọng đứng Pgh )sin().cos( )sin(.cos 1      vv vv PRghkhi C = 0 khi C ≠ 0 và nếu có độ sâu chôn móng: ta thêm áp lực phụ và đại lượng q.ED vào P3 thành P3qn = P3 + (q + n).DE Với: DE = 2rcos(45 – φ/2) n = C/tgφ 6/25/2014 46 2. Tính toán tải trọng đứng giới hạn Pgh (nền đồng chất) Công thức tính toán tương tự nhưng ở đây δ = 0. b Pgh gh s Trong đó Pgh = gd 3. Tính toán tải trọng ngang giới hạn Ngh. Tùy theo hình thức trượt, xét cho 2 TH: a. Trượt phẳng. Ngh = P tg + C.b gh = Ngh/b*1 = s tg + C b. Trượt sâu. Ngh = R’gh sin Pgh = R’gh cos’ – nb gh = Ngh/b; sgh = Pgh/b Trong đó: Pb, s - thành phần tải trọng và áp lực tác dụng vuông góc với mặt trượt b- chiều rộng mặt trượt (lấy theo phương nghiêng ). 6/25/2014 47 XỬ LÝ NỀN MÓNG Sau khi kiểm tra sức chịu tải của đất nền và khả năng xảy ra trượt của công trình, ta cần tiến hành xử lý nền móng. Ở đây ta xét phương án xử lý móng bằng cừ tràm. Chọn cừ tràm Ф8 – Ф10, L = 5m, bố trí 25 cây/m2 Kiểm tra sức chịu tải dưới đáy móng quy ước. Điều kiện kiểm tra: + 1,2*Rtc <smax + Rtc < stb Diện tích khối móng quy ước: Fqu = (A1+2L*tgα)*(B1+2L*tgα) = Aqu*Bqu Trong đó: A1, B1 _khoảng cách giữa các mép ngoài của các cọc biên theo chiều rộng và chiều dài đài cọc. L = 5m_tính từ đáy đài đến mũi cọc. α_góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngoài của hàng cọc biên. 6/25/2014 48 Tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy móng quy ước: Nqu = ΣP+Fqu*L*γtb Trong đó: ΣP_tổng tải trọng thẳng đứng. γtb = 2.2 – 2.5 T/m 3 Fqu*L*γtb_trọng lượng lớp đất. Tổng momen tác dụng tại đáy móng quy ước: Mqu = M+ΣH*L (ΣH_tổng lực ngang) Độ lệch tâm: e = Mqu/ Nqu Ứng suất đáy móng quy ước: ) *6 1(maxmin ququ qu A e F N   s Kiểm tra lại cường độ đất nền: Rtci _là áp lực ma sát trung bình của lớp đất thứ i Trường hợp cọc cừ tràm không thõa ta tính toán cho cọc BTCT. 6/25/2014 49 Xử lý nền móng bằng cọc BTCT. Sức chịu tải của cọc: P = kv*m*(Rn*F+mct*Rct*Fct) kv_ hệ số đồng nhất của vật liệu (BTCT, lấy kv = 0.9) m = 0.7 – 0.8_hệ số đk làm việc. mct = 1.0_hệ số đk làm việc của cốt thép. Rn _cường độ chịu nén tính toán của BT. Rct_cường độ tính toán của thép. F_diện tích tiết diện ngang của cọc. Fct_diện tích tiết diện ngang của cốt thép. Trong đó: 6/25/2014 50 Tính số lượng cọc và bố trí cọc. Số lượng cọc: ttP P n   * n_số lượng cọc tính trên 1m dài. β = 1.5 _hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ngang và momen. ΣP_tổng tải trọng thẳng đứng. Ptt_khả năng chịu tải của đất nền (thiên về an toàn) Trong đó: 6/25/2014 51 Bố trí cọc: 13040 130 130 40 2 5 5 0 5 0 2 5 α 1 5 4 5 Sơ đồ bố trí cọc đơn vị là cm 6/25/2014 52 V. Tính toán kết cấu các bộ phận của kè H d2 d1 B1 B2 B t Lt • Tường đứng. • Bản đáy. • Thành chống. 6/25/2014 53 1. Tính toán tường đứng: Tương tự như tường consol chịu tác dụng áp lực đất, áp lực nước ngầm. Áp lực đất trung bình 2 1 1 a o a PPq   2 21 2 aa PPq   Áp lực nước ngầm trung bình 2 nn nn P q  6/25/2014 54 5.1 tL HNếu thì tường đứng được xem là bản sàn ngàm 3 cạnh tính toán như bản sàn. Khi tính toán ta xét tỉ số: Nếu thì tường đứng được tính như sau:5,1 tL H Đoạn 1 : có chiều cao là H- ltt/2. Cắt một dải theo phương Lt có bề rộng B= 1m, sơ đồ tính như dầm liên tục tựa lên các thành chống, chịu tác dụng của các áp lực trung bình trong dải. 6/25/2014 55 Tính theo sơ đồ dẻo Tính theo sơ đồ đàn hồi Mômen ở nhịp Mn= 0,046PtbLo2 Mômen ở gối Mg= -0,079PtbLo2 Mômen ở nhịp thứ nhất và ở gối thứ hai Mn = PtbLo2 Mômen ở các nhịp giữa và các gối giữa Mg= PtbLo2 11 1 11 1 6/25/2014 56 Đoạn 2 : có chiều cao là ltt/2. Tính như bản sàn ngàm 3 cạnh. Cách tính nội lực từ bảng tra. Dựa vào sơ đồ 11. + Tính nội lực: M1 = m1 * P M2 = m2 * P MI = k1 * P MII = k2 * P Với: P = Ptb *L1*L2 Lt/2 Lt 6/25/2014 57 Bảng kết quả: M(T.m) A γ Fa(cm 2) Fa chọn chọn thép µ (chọn) 7.15 0.05 0.98 10.22 10.26 Φ14@150 0.30 q=2.6T.m +3.5 -2.5 ° A O ° 6/25/2014 58 2. Tính toán bản đáy Bản đáy gồm phần: ngực tường B1 và phần đất đắp B2. a. Tính toán phần ngực tường B1 Phần ngực tường B1 được tính toán như một congxon ngàm vào tường đứng, chịu lực tác dụng: trọng lượng bản thân, trọng lượng nước sông, và ứng suất đáy móng. + Tọng lượng bản thân: Gbt + Trọng lượng nước (khi MNSmin):Gns + Ứng suất đáy móng b. Tính toán phần đất đắp B2: Xét tương tự như tường đứng. Lực tác dụng gồm: trọng lượng bản đáy, trọng lượng đất đắp, trọng lượng nước ngầm,lực đẩy nổi, ứng suất đáy móng. 6/25/2014 59 Bảng kết quả: A γ Fa Fa chọn chọn thép µ (chọn) 14.37 0.04 0.98 12.70 12.83 Φ14 @120 0.24 4.0 3.6 6/25/2014 60 3. Tính toán thành chống Thành chống được tính như cấu kiện chịu nén lệch tâm, với tác dụng của tải trọng đứng gồm: trọng lượng bản thân tường đứng, thành chống, đất đắp trên bản đáy; tải trọng ngang là áp lực đất, áp lực nước ngầm, hoạt tải (nếu có). Tính thành chống bằng cách cắt thành nhiều mặt cắt, tính nội lực, tính và bố trí cốt thép cho từng mặt cắt đó. a. Tính thép xiên Tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm, tiết diện chữ nhật hoặc chữ T ` Xét tiết diện có chiều cao X bất kỳ: 5.01  X d => ta tính theo tiết diện chữ nhật d1*X 5.01  X d => ta tính theo tiết diện chữ T 6/25/2014 61 Lực tác dụng: N = ΣGi + G1 Trọng lượng tường đứng tại tiết diện đang xét + G2 Trọng lượng thành chống tại tiết diện đang xét + G3 Trọng lượng đất đắp tác dụng lên thành chống tại tiết diện đang xét. Momen: M M = ΣGi*yi + Ea*Z/3 Ltt d1 hG ° G XVới: yi _khoảng cách từ Gi đến trọng tâm G của tiết diện. Ea _tổng áp lực ngang, Ea = 0.5γZ 2λaLtt 6/25/2014 62 )( cos 1 0 aa a R N Rh M F   ==> Chọn 2 cây Ф16 có Fa = 4.022 cm 2. Công thức tính cốt dọc thành chống: θ : Góc nghiêng thành chống với bản đáy γ = 0,85 ÷ 0,9 Kết quả tính toán 29.3 cmFa  6/25/2014 63 b. Tính thép ngang. Thép ngang được tính toán để chống lại lực kéo rời thành chống ra khỏi tường đứng do áp lực đất và áp lực nước ngầm gây ra. Xét tại vị trí có chiều cao là Z, bề rộng là b = 1m, ta có: Lực kéo là: T = Ptb *Ltt Diện tích cốt thép cần thiết là: ad a Rnm T F **  Với: m_số thanh chống m = 5 ( tính trên 20m có 5 thanh chống). n_số nhánh đai n = 2. Rad_cường độ tính toán của cốt đai, Rad = 2100 kg/cm 2 248.2 cmFa  Chọn cốt thép Φ8@200 có Fa = 2.52 cm 2. Kết quả tính toán: 6/25/2014 64 c. Tính thép đứng Tương tự thép ngang, thép đứng được tính toán để chống lại lực kéo rời thành chống khỏi bản đáy do trọng lượng đất và trọng lượng nước ngầm . . . gây ra. Xét tại vị trí có chiều cao là h, bề rộng là b = 1m, ta có: Lực kéo là: T = Gtt *Ltt Diện tích cốt thép cần thiết là: ad a Rnm T F **  Kết quả tính toán: 260.5 cmFa  Chọn cốt thép Φ12@200 có Fa = 5.66 cm 2. Chú ý: Cốt ngang phải neo vào tường đứng và cốt đứng phải neo chắt vào bản đáy một đoạn Lneo ≥ 30d . 6/25/2014 65 VI. Kiểm tra nứt tại chân kè Kiểm tra nứt ta phải kiểm tra với tải trọng tiêu chuẩn. Điều kiện để cấu kiện chịu uốn không bị nứt. ncM c ≤ Mn = γ1Rk cwqd Trong đó: nc _hệ số tổ hợp tải trọng (lấy nc = 1) Mc _Momen uốn do tác dụng của tải trọng tiêu chuẩn. Mn _Momen uốn mà tiết diện có thể chịu được trước khi khe nứt xuất hiện.0 wqd _Momen chống uốn của tiết diện quy đổi lấy đối với mép biên chịu kéo của tiết diện. n qd qd xh J W   Jqd _Momen quán tính chính trung tâm của tiết diện quy đổi. xn _Chiều cao của miền bêtông chịu nén (khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng tâm của tiết diện quy đổi). 6/25/2014 66 qd qd n F S x  Sqd _Momen tĩnh của tiết diện quy đổi lấy với mép biên chịu nén của tiết diện quy đổi. - Do tiết diện chữ nhật: γ1 = mh* γ = 1* 1.75 = 1.75 (tra bảng mh = 1.75) )( 5.0 ' '' 0 2 aa aa n FFnbh anFhnFbh x    2''2 0 33 )()( 3 )( 3 axnFxhnF xhbbx J ana nn qd    b a E E n  Fa _diện tích cốt thép chịu kéo F’a_diện tích cốt thép chịu nén. Ea = 2,1.10 6 Eb = 2,9.10 5 n = 7.24 6/25/2014 67 Ở đây ta kiểm tra 2 vị trí. • Tường đứng ngàm vào bản đáy • Bản đáy phần B2 THE END 6/25/2014 68 Cám ơn các bạn đã quan tâm theo dõi..!