ĐỒ án THIẾT kế nền mặt ĐƯỜNG

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG _ SINH VIÊN: NGÔ XUÂN HẢI MÃ SINH VIÊN: 60563 LỚP: 63CDE STT: 17 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VĂN BÍCH Hà Nội, 15/05/2022 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH CỤ THỂ Nội dung: Lựa chọn đoạn đào sâu (hoặc đắp cao) đồ án thiết kế loại tường chắn đảm bảo an toàn cho đoạn Định nghĩa Tường chắn đất toán kết hợp tốn móng kết cấu Thông thường tường chắn đất phân thành loại dựa kết cấu: 3.1 • Tường chắn đất bê tơng cốt thép • Tường chắn đất loại khối xây đá hộc, đá qui cách, gạch block bê tơng … Khi xây dựng cơng trình đất yếu, tường chắn nên sử dụng tường bê tông cốt thép cọc bê tông cốt thép 3.2 3.2.1 Nội dung thiết kế Tính tường chắn chữ L BTCT - Tải trọng thiết kế : HL93 - Qui trình thiết kế 11823-2017 Tải trọng tính toán - Áp lực ngang đất đắp hoạt tải sau lưng tường mặt cắt đáy - Áp lực ngang đất đắp hoạt tải sau lưng tường mặt cắt đỉnh móng móng 3.2.2 Số liệu thiết kế 36 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 3.2.2.1 Kích thước tường chắn n c L h  D C m  B B b2 d1 a b D C  d b1 CÁC KÍCH THƯỚC TƯỜNG CHẮN (M) Hạng mục Chiều cao Bề rộng móng Bề rộng chân tường Bề rộng đỉnh tường Từ đỉnh tường đến hoạt tải Chiều dài đoạn tường Từ đáy móng đến đỉnh tường Ký hiệu H (m) B (m) A (m) N (m) C (m) Lf (m) Ht (m) Gía trị Hạng mục Kích thước ngang 3.45 Kích thước ngang 2.40 0.40 100 6.50 Chiều dày bệ phía mũi Chiều dày bệ phía gót Chiều sâu chơn móng Góc nghiêng đáy móng Góc nghiêng lưng tường Ký hiêu b1 (m) b2 (m) D (m) d1 (m) 0.6 11.31 30.96 0.8 1.5 1.1 Ɛ 11.5 α 21.8 Vật liệu chế tạo tường chắn : • f’c = 16 Mpa • Móng , thân tường chắn BT có Mác = M200 (kg/cm2) 37 0.45 Df 3.2.2.2 Thơng số vật liệu - Gía trị Kiểm tra Góc mở w 11.5 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG - Trọng lượng đơn vị vật liệu : - • Trọng lượng tường chắn bế tơng = 2320 kg/m3 => ɣc = 22,8 kN/m3 • Trọng lượng đơn vị đất = 1800 kg/m3 => ɣs = 17,65 kN/m3 • Góc nội ma sát đất đắp : ϕb = 35 độ • Góc ma sát đất đắp tng chn : = 0,5ìb = 17,5 ã Góc dốc giới hạn đáy móng : Ɛgh = 11,32 độ • Góc mở móng giới hạn móng theo vật liệu chế tạo móng : • Móng đá hộc xây vữa xi măng : Ɛgh = 30 độ • Móng bê tơng độn đá hộc : Ɛgh = 33 độ • Móng bê tơng : Ɛgh = 40 độ Góc mở rộng móng giới hạn móng theo vật liệu chế tạo móng theo Thiết kế : Ɛgh = 33 độ Hệ số cấp đường : IV Hệ số tải trọng : 0.65 3.2.2.3 Tính tốn tường chắn S1  h S2 B1 EZ S3 d b1 a b3 d1 + HX b2 A2  VZ+ A1 b/2 b/2 d2 H Y ZZm MY d3 Ht 90 + + E Ex  B2 Chiều cao tương đương tải trọng xe lên tường chắn so với chiều xe chạy : Tính tới đáy bệ : • Chiều cao tường + bệ : Ht = 6.5 m • Chiều cao đất qui đổi : heq = 0.39 m Tính tới đáy thân tường : • Chiều cao tường : htt = 5.00 m • Chiều cao đất qui đổi : heq = 0.48 m 3.2.3 Hệ số áp lực ngang đất: 38 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Tính theo tiêu chuẩn TCVN 11823-2017, hệ số áp lực ngang đất tính theo công thức sau:  sin( +  ).sin( −  )  r = 1 +  sin( −  ).sin( +  )   Với: 𝜑 ∶ góc ma sát đất đắp = 35° 𝛽 ∶ góc dốc mái dốc đắp so với phương nằm ngang = 0° 𝛿 ∶ góc ma sát giữ đất đắp tường = 17.5° 𝜃 ∶ góc hợp lưng tường chắn phương nằm ngang = 68.2° 𝛼 ∶ góc hợp lưng tường chắn phương thẳng đứng = 21.8° Thay số, tỉnh toán hệ số áp lực ngang đất: 𝐾𝑎 = 0.44 3.2.4 Tính áp lực ngang lên tường chắn 3.2.4.1 Các tải trọng tác dụng lên tường tính đáy bệ: h  H EE b1 b3 d1 a b2 b/2 − b/2 d2  d EEHY Zym=Ht/3-d2 90 Ht EEHX Thông số tính cho đất sau lưng tường chắn 𝑑1 + 𝑑2 × 𝑡𝑎𝑛𝜀 = 0.07 (𝑚) 𝐻𝑡 𝑑 + 𝑑1 𝑏3 = − 𝑑2 − × 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 0.28 (𝑚) 𝑋 = (𝑏1 + 𝑎) − 𝑏3 = 2.57 (𝑚) 𝑑2 = 39 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ h  ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG S EL Zym=Ht/2-d2 EELSY 90 Ht EELSX b2 a b4  d1 d b1 − b/2 d2 b/2 Thơng số tính cho hoạt tải sau lưng tường chắn : 𝑑1 + 𝑑2 × 𝑡𝑎𝑛𝜀 = 0.07 (𝑚) 𝐻𝑡 𝑑 + 𝑑1 𝑏4 = − 𝑑2 − × 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 0.67 (𝑚) 2 𝑋 = (𝑏1 + 𝑎) − 𝑏4 = 2.18 (𝑚) 𝑑2 = Các tải trọng tác dụng lên tường tính đáy bệ Chiều Diện tích 𝑋1 Mơ tả dài Lực(KN) (m2) (m) (m) Trọng lượng thân Tải Trọng Thẳng Đứng Phần A1 (tam giác) 1.21 100 2747 2.30 Tay đòn (m) Momen (KN.m) - - Phần A2 (chữ nhật) 2.76 100 6279 1.72 - - Phần B1 (Chữ nhật) 2.00 100 4550 0.65 1.07 4892 Phần B2 (tam giác) 5.00 100 11376 1.51 0.20 2370 Tổng cộng - - 24953 - - 7261 Phần S1 (chữ nhật) 3.00 100 5295 3.15 -1.42 -7545 Phần S2(tam giác) 5.00 100 8825 2.18 -0.45 -4045 Phần S3 (Chữ nhật) 0.14 100 238 0.22 1.50 357.41 Trọng lượng đất đắp Tổng cộng 14358 -11232 Hoạt tải tường chắn qui đổi lớp đất tương đương Hoạt tải 1.01 100 40 1790 2.15 -0.42 -760.63 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ Tổng cộng ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 1790 -760.63 Áp lực ngang đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương thẳng đứng EEHY 164.28 100 10405.19 2.56 -0.84 -8741.1 EELSY 19.71 100 1248.62 2.17 -0.45 -566.1 Tổng cộng 11654 -9307.25 Áp lực ngang đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương nằm ngang Tải Trọng Nằm Ngang EEHX 164.28 100 EELSX 19.71 100 Tổng cộng 12712.02 - 2.09 1525.44 - 3.17 14237.46 26639.98 4849.36 31489.33 NOTE : X đo từ mép bệ móng tới trọng tâm bơ phận h 3.2.4.2 Các tải trọng tác dụng lên tường tính đáy tường thân E EEHY b3 d1 X a b1  d b2 Zyt=h/3 Ht EEHX b/2 − b/2 Thơng số tính cho đất đắp sau lưng tường chắn : ℎ × 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 0.67 (𝑚) • Khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép ngực tường chắn : 𝑋 1∗ = 𝑎 − 𝑏3 = 1.73 (𝑚) 𝑏3 = 41 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG  E 90 h 300 ELSX Zyt=h/2 Ht ELSY b2  d b3 d1 X a b1 b/2 − b/2 Thơng số tính cho hoạt tải sau lưng tường chắn : ℎ × 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 1.00 (𝑚) • Khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép ngực tường chắn : 𝑋 1∗ = 𝑎 − 𝑏3 = 1.40 (𝑚) 𝑏3 = Các tải trọng tác dụng lên tường tính đáy bệ Diện Chiều Lực 𝑋1 Mơ tả tích dài (m) (KN) (m) (m2) Trọng lượng thân Tay đòn (m) Momen (KN.m) Phần B1 (Chữ nhật) 2.00 100 4550 2.20 -1.00 -4550 Phần B2 (tam giác) 5.00 100 11376 1.06 0.13 1517 Tổng cộng - - 15926 - - -3034 Trọng lượng đất đắp Tải Trọng Thẳng Đứng Phần S2(tam giác) - 100 - 2.18 -0.98 - Tổng cộng - - - - - - -0.65 -1119 Hoạt tải tường chắn qui đổi lớp đất tương đương Hoạt tải 0.98 100 Tổng cộng 1721 1.85 1721 -1119 Áp lực ngang đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương thẳng đứng E(EH)Z 97.20 100 6156.90 1.73 -0.53 -3283 EELSZ 18.95 100 1200.60 1.40 -0.20 -240 Tổng cộng Tải Trọng Nằm Ngang 1358 -3523 Áp lực ngang đất đắp , hoạt tải sau mố theo phương nằm ngang EEHX 97.20 100 42 7521.90 - 1.66 12537 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ EELSX 18.95 100 Tổng cộng ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 1466.80 - 8989 - 2.50 3667 16203 NOTE : X đo từ mép ngồi bệ móng tới trọng tâm bô phận Hệ số tải trọng Ia Ib Sử dụng Chỉ tĩnh tải Khơng có Hệ số Tĩnh tải (DC) 1.25 0.90 1.00 1.00 Đất bệ móng ( EV) 1.35 1.00 1.00 1.00 Áp lực đất (EH) 1.50 1.50 1.00 1.00 Hoạt tải (LS) 1.75 1.75 1.00 0.00 Các tổ hợp tải trọng Các tải trọng Tổng hợp tải trọng trọng tâm đáy móng Trọng tâm đáy móng Trọng tâm đáy tường thân Mô tả VZ HX MY VZ HX MY (kN) (kN) (kN•m) (kN) (kN) (kN.m) Tĩnh tải (DC) 24953 7261 15926 -3034 Đất bệ móng ( EV) 14358 -11233 Áp lực đất (EH) 10405 12712 17899 6157 7521.9 9253 Hoạt tải (LS) - 3038 1525 3523 2921 1466.8 2308 Bảng tải trọng trọng tâm đáy bệ móng ( tính 1m dài ) Tải trọng đáy bệ HX MY (kN) (kN•m) TTGH VZ (kN) Ia(TH1) Ib(TH2) SD 715 577 528 217 217 142 269 283 175 TÜnh t¶I 497 127 139 3.2.5 Tải trọng đáy tường thân VZ HX MY (kN) (kN) (kN.m) 343 287 250 138 138 90 -141 -152 -85 Tính ứng suất móng tường chắn Ứng suất đáy móng ( Đáy móng nằm nghiêng ) Các tổ hợp V' ' e' M B'=B*-2e' Ia Ib SD (kN) 700.7 609.1 545.3 (kN) 70.9 98.2 34.6 m 0.38 0.50 0.34 (kN•m) 269.3 304.8 184.1 m 2.75 2.52 2.84 kG/cm2 2.60 2.47 1.95 kN/m2 254.64 241.75 191.66 TÜnh t¶I 512.5 25.7 0.29 146.5 2.94 1.77 173.81 43  ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ 3.2.6 − ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Kiểm tra độ lệch tâm Theo TCVN 11823-2017 Độ lệch tâm tải trọng theo trangh thái giới hạn cường độ, tính với tải trọng có hệ số khơng vượt q : • Một phần ba kích thước móng tương ứng B L móng đất • 0.45 kích thước móng tương ứng B L móng đá • Với móng đặt mặt đất, vị trí tổng hợp lực phản lực phải nằm bên phải nằm bên khoảng hai phần ba bề rộng đáy móng (tức phần bề rộng đáy móng trọng phạm vi từ tim đáy móng mở khoảng 1/3 bề rộng phía) − Độ lệch tâm tải trọng khơng vượt 1/3 kích thước B L = 1.17 m KIỂM TRA ĐỘ LỆCH TÂM ĐÁY MÓNG NGHIÊNG V' M e=/V' (kN/m) (kN.m/m) (m) 700.71 269.25 0.38 609.10 304.78 0.50 TTGHCĐ Ia Ib KÕt luËn TM TM 3.2.6.1 Kiểm tra lật – (Theo 22TCN 272-05) − Độ lật TTGHCĐ Ia Ib TTGHCĐ Ia Ib − V' (kN) 700.71 609.10 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LẬT  M 𝑒𝑣 (kN.m/m) (kN.m/m) 71 269 0.384 98 305 0.50 V' (kN) 700.71 609.10 KIỂM TRA TRƯỢT ĐÁY MÓNG NGHIÊNG f  V.f/H (kN.m/m) 269.25 0.40 3.95 304.78 0.40 2.48 Kiểm tra khả chống trượt (theo QP-23-65) • Cơng thức kiểm tốn khả chống trượt : 44 𝑏𝑒𝑓 /4 0.67 0.63 Kết Luận 𝑒𝑣 < 𝑏𝑒𝑓 /4 TM TM [ko] Kết Luận 1.30 1.30 TM TM ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 𝑇𝑡 Ʃ𝑇𝑖 = ≤𝑚 𝑇𝑔ℎ 𝛹Ʃ𝑃𝑖 Trong : − 𝑇𝑡 : Lực gây trượt tính tốn (kN) − 𝑇𝑔ℎ : Lực chống trượt giới hạn (kN) − 𝑃𝑖 : Thành phần lực thẳng đứng (kN) − 𝑇𝑖 : Thành phần lực ngang gây trượt (kN) − 𝛹: Hệ số ma sát = 0.40 − 𝑚: Hệ số điều kiện làm việc = 0.80 Lực ngang gây trượt Tổng lực đứng 𝑇𝑡 (𝐾𝑁) ƩPi (KN) 𝑇𝑔ℎ Ia 71 701 Ib 98 609 TTGH TTGHCĐ Ia Ib SV' (kN) 700.71 609.10 Lực chống trượt GH 𝑇𝑡 /𝑇𝑔ℎ Khả chống trượt 280.30 0.25 TM 243.6 0.40 TM KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LẬT SH SM 𝑒𝑣 (kN.m/m) (kN.m/m) 71 269 0.38 98 305 0.50 𝑏𝑒𝑓 /6 0.57 0.57 Kết Luận 𝑒𝑣 < 𝑏𝑒𝑓 /6 TM TM 3.2.6.2 Kiểm tra sức chịu tải đất đáy bệ, biến dạng lún Thực tế thăm dò địa chất qua hố khoan bố trí 500m hố, ta có đầy đủ số liệu cụ thể để tính lún sức chịu tải đất tường chắn Với giả thiết phương án tường chắn chọn, kiểm tra thỏa mãn điều kiện lật, trượt đáy móng 45 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 9152-2012 Thiết kế địa hình tường chắn 86-06 Viện giao thông Các tài liệu thuộc môn học “Thiết kế mặt đường cơng trình” TCVN 11823-2017 Tiêu chuẩn tường chắn 22TCN272-05 46 ... NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ MỘT CƠNG TRÌNH CỤ THỂ Nội dung: Lựa chọn đoạn đào sâu (hoặc đắp cao) đồ án thiết kế loại tường... hoạt tải sau lưng tường mặt cắt đỉnh móng móng 3.2.2 Số liệu thiết kế 36 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 3.2.2.1 Kích thước... toán khả chống trượt : 44