1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Bài giảng Thiết kế nền mặt đường và công trình trên đường: Chương 1 - ThS. Vũ Văn Nhân

47 6 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 47
Dung lượng 1,97 MB

Nội dung

Bài giảng Thiết kế nền mặt đường và công trình trên đường: Chương 1 - ThS. Vũ Văn Nhân trình bày về thiết kế cấu tạo nền đường; Ổn định của nền đường trên sườn dốc; Nền đường đắp trên đất trên đất yếu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây.

THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG  &  CƠNG TRÌNH TRÊN Đ ƯỜ NG GIẢNG VIÊN:  ThS. VŨ VĂN NHÂN NỘI DUNG TÍN CHỈ • CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 2. CHẾ ĐỘ THỦY NHIỆT NỀN ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CHỐNG ĐỠ VÀ  PHỊNG HỘ NỀN ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 4. CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM  • CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG  • CHƯƠNG  7.  THIẾT  KẾ  VÀ  TÍNH  TOÁN  HỆ  THỐNG  THOÁT NƯỚC MẶT VÀ THOÁT NƯỚC NGẦM CHƯƠNG THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG Bậc I Bậc II Bậc III CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 1.1. Thiết kế  cấu tạo  nền  đường Biết được: II.1. Phân tích làm rõ được các yêu cầu  I.1. Các yêu cầu cơ bản của nền đường cơ bản đối với nền đường I.2. Cấu tạo cơ bản của nền đường trong  II.2. Nắm được giải pháp cấu tạo nền  các trường hợp thông thường ( vật  đường trong các trường hợp đặc  liệu cấu tạo, độ dốc mái taluy) biệt I.3. Các phương pháp gia cố mái taluy  nền đường III.1. Liên hệ được  thực tế các hiện  tượng hư hỏng  của nền đường,  ngun nhân và  giải  pháp khắc  phục 1.2. Tính tốn  ổn định  nền  đường Biết được: I.1. Các trường hợp kiểm tốn ổn định  nền đường I.2. Ngun lý chung của các phương  pháp kiểm tốn II.1. Trình bày được các bài tốn kiểm  tốn ổn định các trường hợp cụ  thể II.2. Phân tích được các yếu tố ảnh  hưởng đến sự ổn định trong các  trường hợp tính tốn III.2. Các giải pháp  đảm bảo ổn định  nền đường và  giải pháp xử lý  mất ổn định nền  đường 1.3. Nền  đường  đắp trên  đất yếu  và độ  lún của  nền đắp I.1. Nhớ được các phương pháp kiểm  tốn ổn định nền đắp trên đất yếu.  II.1. Hiểu được thế nào là đất yếu II.2. Trình bày được các phương pháp  kiểm tốn ổn định II.3. Trình bày được phương pháp tính  tốn độ lún nền đắp II.4. Hiểu được các thơng số tính tốn  và phương pháp xác định các  thơng số III.3. Vận dụng tính  tốn ổn định nền  đắp trên đất yếu  và độ lún của nền  đắp cho bài tốn  cụ thể THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 1.1 THIẾT KẾ CẤU TẠO NỀN ĐƯỜNG 1.1.1.Tác dụng đường: + Khắc phục địa hình tự nhiên tạo nên một tuyến đường  đáp  ứng  được  điều  kiện  chạy  xe  an  toàn,  êm  thuận,  kinh tế + Cùng với áo đường chịu tác dụng của tải trọng xe chạy → Đóng  vai  trị  quyết  định  đến  sự  ổn  định  của  cơng  trình đường 1.1.2 u cầu đường: + Nền đường phải đảm bảo ln ln ổn định tồn khối   + Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ  THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 1.1.3. Các ngun nhân gây phá hoại nền đường: •Nguồn ẩm •Điều kiện địa chất – thủy văn •Tác dụng của tải trọng •Thiết kế & Thi cơng khơng đảm bảo 1.1.4. Các ngun tắc thiết kế nền đường: ­ Phải đảm bảo khu vực tác dụng của nền đường ln đạt  được các u cầu sau: + Khơng bị q ẩm và khơng chịu ảnh hưởng các nguồn ẩm  bên ngoài + 30 cm trên cùng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu  bằng  8  đối  với  đường  cấp  I,  II;  bằng  6  đối  với  các  cấp  khác; + 50 cm tiếp theo phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu  THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG ­ Hạn chế tác hại xấu đến mơi trường và cảnh quan: + Hạn chế phá hoại thảm thực vật sườn taluy; + Hạn chế phá hoại cân bằng tự nhiên, tránh đào sâu, đắp  cao. Gặp địa hình hiểm trở nên so sánh nền đường với các  phương án cầu cạn, hầm; + Trên sườn dốc q 50% nên xét phương án tách thành hai  nền đường độc lập; ­ Cao độ đáy áo đường phải cao hơn mực nước ngầm tính  tốn (hay mực nước đọng thường xun) theo qui định Loại đất đắp nền đường Số ngày liên tục duy trì mức nước trong 1 năm Từ 20 ngày trở lên Dưới 20 ngày Cát bụi, cát nhỏ, cát pha sét nhẹ 50 30 Cát bột, cát pha sét nặng 70 40 Cát pha sét bụi 120 – 80 50 Sét pha cát bột, sét pha cát nặng, sét béo, sét nặng 100 – 120 40 THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 1.1.5. Độ chặt đầm nén nền đường Độ chặt k Loại cơng trình Độ sâu tính từ  đáy áo đường  xuống, cm Khi áo đường dày trên 60cm 30  0,98  0,95 Khi áo đường dày dưới 60cm 50  0,98  0,95  0,95  0,93 cho đến 80  0,93  0,90 30  0,98  0,95 Nền  đắp Bên dưới chiều sâu  kể trên Đất mới  đ ắp Đất nền tự  nhiên*) Nền đào và nền không đào không đắp  (đất nền tự nhiên)**) Đường ôtô  từ cấp I đến cấp IV Đường ôtô cấp  V, cấp VI 1.1.6. Cấu tạo nền đường và đ ng nền  30 ­ 80 ất xây dự  0,93 đường: 1.1.6.1. Cấu tạo của nền đường: 1/1.5 * Cấu tạo nền đường đắp: h h ­ Khi chiều cao TALUY đắp  12 m ­  Đất  loại  dính  hoặc  kém  dính  nhưng  ở  trạng  thái  chặt  vừa  đến  chặt 1 : 1,0 1 : 1,25 ­ Đất rời 1 : 1,50 1 : 1,75 ­ Đá cứng phong hoá nhẹ 1 : 0,3 1 : 0,5 ­ Đá cứng phong hoá nặng 1 : 1,0 1 : 1,25 ­ Đá loại mềm phong hoá nhẹ 1 : 0,75 1 : 1,0 ­ Đá loại mềm phong hoá nặng 1 : 1,00 1 : 1,25 NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU ­ Fr là nhân tố xét đến ảnh hưởng về sức cản của bấc thấm  L: Chiều dài tính tốn của bấc thấm (m) (Nếu thốt nước 1 hướng thì L là chiều  sâu cắm bấc, nếu thốt nước 2 hướng thì bằng một nửa chiều sâu cắm bấc) qw: khả năng thốt nước của bấc thấm Trong tính tốn tùy theo loại đất yếu mà người ta lấy tỉ sơ kh/qw = 0,0001 0,1 (m­ ) ĐỐI VỚI GIẾNG CÁT Fr = Fs=0  NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 1.3.3. Tính tốn ổn định cường độ nền đắp trên đất yếu: 1.3.3.1. Phương pháp giả thiết đất là mơi trường biến dạng tuyến  Ntính ền đất sẽ  ổn định nếu  ứng suất  b z x 2 cos ( ( z 2 sin x )2 zx kg/cm L/2 a z ( z,  x,  zx)  gây  ra  trong  đất  yếu  tại  mọi  điểm  khơng  đủ  tạo  nên  biến dạng dẻo tại điểm đó Xét  điểm  M  bất  kì,  có  các  quan  hệ sau: x x z Sơ đồ tính tốn ưs đất yếu tác dụng tải trọng đắp ) sin cos +  1,  2:  ứng suất chính tại điểm  M  (tra  theo  các  sơ  đồ  tải  trọng  khác nhau –Sổ tay TKĐ ôtô T1) +  ,   :  ưs  pháp  và  ưs  tiếp  trên  một hướng bất kỳ qua M, hợp với  Sơ đồ quy đổi tải trọng đắp bố trí điểm kiểm tra ổn định NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU Điều kiện để tại điểm M bất kì khơng phát sinh biến dạng dẻo:  ≤  tg  + c                         (*) Hệ số ổn định:   K = ( tg  + c)/  = f ( 1,  2 ,  ) ≥ 1 Để tìm Kmin (tìm hướng nguy hiểm nhất) giải phương trình: dK d Từ  đó  tìm  ra  ,  thay  vào  biểu  thức  K  xác  định  được  Kmin,  xác  định trị sô Kmin ở mọi điểm trong  đất  yếu  ta  vẽ  được  các  đường  đẳng Kmin Vùng  xuất  hiện  Kmin  là  vùng  có  phát sinh biến dạng dẻo Nếu  vùng  biến  dạng  dẻo  thỏa  mãn  điều  kiện  R≤ B/2  thì  nền  đắp  vẫn  có  thể  ổn  định,  không  NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU * Một số chú ý ­ Khi xét đến tải trọng ơtơ, quy đổi tải trọng xe chạy trên đường thành tải trọng  phân bố đều trên cả bề rộng nền đường có chiều cao htd: htd nG d BL ­ Khi kiểm tra Kmin, nên tiến hành kiểm tra các điểm nằm trên trục tim nền đắp  trước, nếu tại các điểm đó có Kmin ≥ 1 thì nền đắp chắc chắn sẽ ổn định.  max  xác định như sau: b kg/cm2 L/2 a z Tại các điểm này, trị số  x x z NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU * Một số chú ý ­ Nếu đất yếu có   rất nhỏ thì Kmin = c/ max , trong phạm vi các nền đắp thơng  thường hay gặp trong thực tế thường có  max= (0,27­0,33)p do vậy ta có pgh =  đHgh   3c (pgh­tải trọng nền đắp giới hạn;Hgh­chiều cao nền đắp giới hạn; đ­dung trọng đất  đắp)  ­ Thay các biểu thức  cân bằng giới hạn: 1­2 ;  ;   vào (*) và tìm d /d  =0, ta tìm được điều kiện  Hay viết dưới dạng  a ≤ c; với  a là ứng suất cắt hoạt động ­ Trường hợp có xét đến ứng suất do trọng lượng bản thấn lớp đất yếu tính đến  vị trí  tính tốn thì điều kiện ổn định sẽ là:  a ­  oztg  ≤ c; với  o là dung trọng đất  yếu, z là chiều sâu lớp đất yếu tính đến vị trí tính tốn  NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 1.3.3.2. Phương pháp Prăngđơ ­ Taylo Căn  cứ  vào  kết  quả  thực  nghiệm  ép  đất  dưới  tấm  ép  cứng,  Prăngđơ  cho  rằng:  khi  tải  trọng  hình  băng  chữ  nhật  phân  bố  đều  p  đạt  đến  pgh  thì  đất  yếu  sẽ bị  phá hoại  và trượt  theo  mặt trượt ABCD hoặc A’BC’D’ Prăngđơ xác định được trị số pgh: Để xét đến trọng lượng bản thân của khối đất trượt, Taylo điều chỉnh cơng thức * Nếu   = 0 thì pgh = 5,14c (kém an tồn hơn) *  Đất  yếu  dưới  nền  đắp  phải  có  một  bề  dày  nhất  định  thì  mới  có  thể  phát  sinh  mặt  trượt  giả  thiết,  vì  vậy  pp  này  chỉ  sử  dụng  khi  Hđy  ≥1,5B  (B­Chiều  rộng  đáy  NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 1.3.3.3. Phương pháp L.K.Iugenxon Phương pháp này thương sử dụng cho trương hợp bề dày lớp đất yếu tương đối  mỏng, Hđy ≤0,5B  Vì  tầng  đất  yếu  mỏng  nên  khi  phá  hoại khơng hình thành mặt trượt được  mà biến dạng dẻo sẽ bao trùm tồn bộ  bề  dày  đất  yếu  trong  phạm  vi  dưới  nền đắp và đất yếu sẽ bị đẩy trồi sang  hai bên K.Iugenxon  đã  tính  tốn  được  pgh  trường  hợp  tải  trọng  phân  bố  dạng  tam  giác,  với các giả thiết sau: + Cường độ đất chỉ phụ thuộc c,  =0 + Lớp đất cứng phía dưới đất yếu ln song song với đáy nền đắp + Đất dưới đáy nền đắp bị đẩy trồi nhưng khơng thay đổi thể tích    K.Iugenxon xác định được trị số pgh:       Mặt  trượt   Đất sụt lấp  đường Trượt taluy đào Trượt ta luy đắp Trồi  Trượt trồi trên nền đất  yếu Sụt lở ta luy Trượt trên sườn dốc Sụt trên nền đất  TRƯỢT TALUY ĐẮP TRƯỢT TALUY ĐÀO SỤT LỞ TALUY SỤT NỀN ĐƯỜNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU Xác định trị số  zi  Sử dụng toán đồ J.O.Osterberg        i        z  = I.q q: tải trọng đắp phân bố trên 1m  dài của nền đường I: Hệ số tra theo toán đồ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU Độ cố kết đạt tuỳ thuộc vào nhân tố Tv; Uv = f (T) ... • CHƯƠNG? ?1.  THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 2. CHẾ ĐỘ THỦY NHIỆT NỀN ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CHỐNG ĐỠ VÀ  PHỊNG HỘ NỀN ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 4. CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG  • CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM ... toán ổn định? ?nền? ? đắp? ?trên? ?đất yếu  và? ?độ lún của? ?nền? ? đắp cho? ?bài? ?toán  cụ thể THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 1. 1 THIẾT KẾ CẤU TẠO NỀN ĐƯỜNG 1. 1 .1. Tác dụng đường: + Khắc phục địa hình tự nhiên tạo nên một tuyến? ?đường? ?... 1. 1.6. Cấu tạo? ?nền? ?đường? ?và? ?đ ng? ?nền? ? 30 ­ 80 ất xây dự  0,93 đường: 1. 1.6 .1.  Cấu tạo của? ?nền? ?đường: 1/ 1.5 * Cấu tạo? ?nền? ?đường? ?đắp: h h ­ Khi chiều cao TALUY đắp 

Ngày đăng: 28/01/2023, 23:21

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN