Đồ án công trình đô thị (2)
Đồ án môn học Công Trình Đô Thị Lêi C¶m ¬n ! Lêi C¶m ¬n ! Đồ án Công trình kĩ thuật Đô thị là một đồ án mang tính chất tổng hợp Đồ án Công trình kĩ thuật Đô thị là một đồ án mang tính chất tổng hợp những kiến thức đã học vào giải quyết một vấn đề cụ thể được đặt ra thong những kiến thức đã học vào giải quyết một vấn đề cụ thể được đặt ra thong qua một đồ án thiết kế . Phát huy tính sáng tạo trong những phương án thiết qua một đồ án thiết kế . Phát huy tính sáng tạo trong những phương án thiết kế đạt được những yêu cầu của chuyên ngành đặt ra . kế đạt được những yêu cầu của chuyên ngành đặt ra . Trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp Trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy cô giáo. Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn đỡ rất nhiệt tình của các thầy cô giáo. Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy trong bộ môn chuẩn giao thông đã giúp đỡ em hoàn chân thành tới các thầy trong bộ môn chuẩn giao thông đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án theo đúng yêu cầu. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo thành đồ án theo đúng yêu cầu. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo ThS.Trần Vĩnh Hà - người đã trực tiếp truyền đạt cho em những kiến thức ThS.Trần Vĩnh Hà - người đã trực tiếp truyền đạt cho em những kiến thức cơ sở về bộ môn Công trình kĩ thuật Đô thị và TS. Trần Hữu Diện hướng cơ sở về bộ môn Công trình kĩ thuật Đô thị và TS. Trần Hữu Diện hướng dẫn em thực hiện đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ án em không dẫn em thực hiện đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ án em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo để những đồ án sau em sẽ hoàn thành tốt hơn. giáo để những đồ án sau em sẽ hoàn thành tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 08 tháng 10 năm 2013 Hà Nội, ngày 08 tháng 10 năm 2013 Sinh viên Sinh viên GVHD : TS. Trần Hữu Diện 1 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị ĐỒ ÁN: CÔNG TRÌNH KỸ THUẬT ĐÔ THỊ - CÔNG TRÌNH NGẦM NỘI DUNG: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN GVHD: TRẦN HỮU DIỆN SV: Lớp: STT: 9 Số hiệu: 70 ; vị trí: A70 – B70. I. SỐ LIỆU ĐẦU VÀO BẢNG: THỐNG KÊ VẬT LIỆU STT THÔNG KÍ HIỆU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 BÊ TÔNG GIẰNG ĐỈNH Kg/m 3 2500 2 TƯỜNG XÂY ĐÁ HỘC Kg/m 3 2725 3 LAN CAN Kg/m 3 27 4 DUNG TRỌNG ĐẤT γ Kg/m 3 1910 5 CƯỜNG ĐỘ KHÁNG CẮT c (Su) Kpa 60 6 GÓC MA SÁT TRONG ϕ độ 32 7 GÓC MA SÁT NGOÀI δ độ 22 8 CHIỀU SÂU MỰC NƯỚC NGẦM Dw m 3.0 A. Khái quát về khu vực thiết kế. Nhiệm vụ của đồ án công trình kỹ thuật Đô thị là thiết kế và kiểm toán Nhiệm vụ của đồ án công trình kỹ thuật Đô thị là thiết kế và kiểm toán cho một phân đoạn tường chắn đất 10m thuộc huyện Hoài Đức – Hà Nội cho một phân đoạn tường chắn đất 10m thuộc huyện Hoài Đức – Hà Nội - Tính toán với nền đất sét. Vị trí thiết kế thuộc điểm A02-B02 Vị trí thiết kế thuộc điểm A02-B02 B. Lựa chọn phương án tường chắn đất. GVHD : TS. Trần Hữu Diện 2 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị 5 ° 2 , 8 0 0,80 1,01 0,85 1,33 0,50 0,98 0,80 2,00 1 7 ° têng ch¾n ®¸ héc cao h=2.8m têng ch¾n ®¸ héc cao h=2m hai ph¬ng ¸n chiÒu cao têng ch¾n 1 6 ° Các tính toán cụ thể ta tính toán cho tường chắn có chiều cao thân Các tính toán cụ thể ta tính toán cho tường chắn có chiều cao thân tường là H = 2.8m. tường là H = 2.8m. - Các thông số kích thước cụ thể được ghi trên Bảng . Phương án chọn là phương án tường không đối xứng, với các thông số Phương án chọn là phương án tường không đối xứng, với các thông số đảm bảo về kích thước và chiều cao quy định. đảm bảo về kích thước và chiều cao quy định. Xét về mặt kinh tế, giá thành đầu tư xây dựng thì phương án chọn có Xét về mặt kinh tế, giá thành đầu tư xây dựng thì phương án chọn có giảm hơn về tiết kiệm vật liệu và thiết kế góc nghiêng đáy móng đảm bảo giảm hơn về tiết kiệm vật liệu và thiết kế góc nghiêng đáy móng đảm bảo khả năng chống trượt tốt hơn. Hơn nữa do đặc thù khu vực thiết kế là kè đất khả năng chống trượt tốt hơn. Hơn nữa do đặc thù khu vực thiết kế là kè đất đang được quy hoạch chiều cao , bị giới hạn mặt bằng thi công bởi chỉ giới đang được quy hoạch chiều cao , bị giới hạn mặt bằng thi công bởi chỉ giới đường đỏ xác định quy hoạch nên lựa chọn phương án tường chắn không đối đường đỏ xác định quy hoạch nên lựa chọn phương án tường chắn không đối xứng là hợp lý hơn cả. xứng là hợp lý hơn cả. * Hai phương án tường chắn GVHD : TS. Trần Hữu Diện 3 ỏn mụn hc Cụng Trỡnh ụ Th 16 10 10 2.80 0.80 0.85 1.30 0.50 5 1.03 cao độ mặt hè h=8.06m 0.50 0.20 cao độ mặt hè h=8.06m 0.50 0.20 2.80 0.50 1.49 0.50 1.20 PHƯƠNG áN CHọN PHƯƠNG áN SO SáNH GVHD : TS. Trn Hu Din 4 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị * Tính toán thông số đầu vào: - Bề rộng chân tường ( ) 0 1 b’ b b 0.5 0.8 1.3 m= + = + = (b 1 = H x tanα = 2.8xtan 16 0 = 0.8(m) - Bề rộng móng tường ( ) B b’ t1 t2 1.3 0.85 0.50 2.65 m= + + = + + = - Chiều cao móng sau ( ) 0 h’ h B tan 0.80 2.65 tan5 1.03 m ε = + × = + × = - Từ các thông số đã biết, theo hình dạng tường chắn ta có: góc giữa lưng tường và mặt phẳng nằm ngang : 0 90º –16º 74 θ = = GVHD : TS. Trần Hữu Diện BẢNG 1 : KÍCH THƯỚC TƯỜNG CHẮN STT THÔNG SỐ KÝ HIỆU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 CHIỀU CAO TƯỜNG H m 2,80 2 BỀ RỘNG ĐỈNH TƯỜNG b 0 m 0,50 3 GÓC NGHIÊNG LƯNG TƯỜNG α độ 16 4 BỀ RỘNG CHÂN TƯỜNG b’ m 1.30 5 BỀ RỘNG ĐÁY MÓNG B m 2.65 6 BỀ RỘNG GÓT MÓNG t 1 m 0.85 7 BỀ RỘNG MŨI MÓNG t 2 m 0.50 8 CHIỀU CAO MÓNG TRƯỚC h m 0.80 9 CHIỀU CAO MÓNG SAU h’ m 1.03 10 GÓC NGHIÊNG ĐÁY MÓNG ε độ 5 11 CHIỀU DÀI MỘT PHÂN ĐOẠN TƯỜNG L m 10.00 5 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị cao ®é mÆt hÌ h=8.06m P GI»NG P LAN CAN G 1 G 2 G 5 G 6 G 3 G 4 16° 2.80 0.80 5° 1.03 0.20 2.65 1.1 Tải trọng của bê tông giằng đỉnh kí hiệu P giang P giang = b x h x L x γ= 0.5 x 0.2 x 10 x 25 = 25 (KN) Điểm đặt lực là trọng tâm của hình vuông. Trong đó γ= 2500 (Kg/m 3 ) = 25 (KN/m 3 ) 1.2 Tải trọng của lan can Kí hiệu P lancan P lancan = L x γ= 10 x 0.27 = 2.7 (KN) Trong đó γ= 27 (Kg/m) = 0.27 (KN/m) GVHD : TS. Trần Hữu Diện 6 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị - Chia tường chắn, và khối đất đắp trước tường thành các khối hình tam giác, hình chữ nhật để lấy tải trọng tính toán. Chia tường chắn thành các tải trọng sau: G1, G2, G3, G4. Khối đất đắp trước tường thành các tải trọng G5 và G6 được quy định như hình vẽ bên cạnh: 1.3 Trọng lượng thân tường: - Tường xây đá hộc có γ= 2725 (Kg/m 3 ) = 27.25 (KN/m 3 ) ( ) 1 0 G 0.5 2.8 10 27.25 381.5 KNb H L = × × × = × × × = - Điểm đặt lực là trọng tâm hình chữ nhật. ( ) 2 1 1 1 G 0.8 2.8 10 27.25 305.2 KN 2 2 b H L γ = × × × × = × × × × = - Điểm đặt lực là trọng tâm tam giác. ( ) 3 2.65 0.8 10 27.25 577.7 KNG B h L γ = × × × = × × × = - Điểm đặt lực là trọng tâm hình chữ nhật ( ) ' 4 1 1 G ( ) 2.65 (1.03 0.8) 10 27.25 83.044 KN 2 2 B h h L γ = × × − × × = × × − × × = -Điểm đặt lực là trọng tâm hình tam giác. 1.4 Tính toán tải trọng đất đắp trước tường. Đất đắp có γ= 1910 (Kg/m 3 ) = 19.10(KN/m 3 ) ( ) 5 1 1 1 G 0.8 2.8 10 19.1 213.92 KN 2 2 b H L γ = × × × × = × × × × = ( ) 6 1 G 0.85 2.8 10 19.1 454.58 KNt H L γ = × × × = × × × = II. Tính toán áp lực đất: II.1 Áp lực đất chủ động tác dụng lên lưng tường: Góc nghiêng của áp lực đất cơ bản: α+ δ =16+22 = 38 (độ) GVHD : TS. Trần Hữu Diện 7 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị cao ®é mÆt hÌ h=8.06m E ha1 E Va1 E a1 E ha2 E Va2 E a2 P a2 P a1 Trị số của hệ số áp lực đất chủ động: 2 2 sin ( ) Ka sin ( ) sin( )T θ ϕ θ θ δ + = × − 2 2 sin( ) sin( ) sin(54) sin(31) T 1 1 3.3226 sin( ) sin( ) sin(96) sin(74) ϕ δ ϕ β θ δ θ β + × − × = + = + = + + + + Ta được : T = 3.3226 2 2 sin (106) Ka 0.382 3.3226 sin (74) sin(52) = = × × Trị số áp lực đất chủ động theo phương đứng : sin( ) 0.382 sin(16 22) 0.2352 V a a K K α δ = × + = × + = GVHD : TS. Trần Hữu Diện 8 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị Trị số áp lực đất chủ động theo phương ngang: os( ) 0.382 os(16 22) 0.3010 H a a K K c c α δ = × + = × + = Áp lực đất cơ bản là : Với P a1 là áp lực lên chân tường, P a2 là áp lực lên đáy móng. 9 9 a1 a s P K g H 10 0.382 1910 9.81 2800 10 0.020MPa γ − − = × × × × = × × × × = ( ) 9 9 a2 a s P K g H h’ 10 0.382 1910 9.81 3830 10 0.0274MPa γ − − = × × × + × = × × × × = Áp lực đất chủ động tác dụng lên phân đoạn 10m tường chắn là. 3 a a1 E 0.5 P z L 0.5 0.020 3.018 10 10 301.80 KN = × × × = × × × × = Trong đó : ( ) ( ) ( ) ( ) z H h’ cos 16 22 3830 cos 16 22 3018 mm = + × + = × + = Vị trí của áp lực chủ động: tác dụng tại điểm ở độ cao 0,4(H+h’) phía trên đáy tường, trong đó H+h’ là tổng chiều cao tường tính từ đỉnh tường đến đáy móng. Tính toán áp lực đất chủ động gây ra đối với tường chắn, khi dịch chuyển biểu đồ phân bố áp lực đất về phía tường chắn ta có hai thành phần lực tác dụng lên móng và thân của tường chắn là E 1, E 2. Ta có : Áp lực đất chủ động E 1 tính cho phân đoạn tường 10m. 3 a1 a1 E 0.5 P z L 0.5 0.020 2.20643 10 10 220.643 KN = × × × = × × × × = Trong đó : ( ) ( ) ( ) z H cos 16 22 2800 cos 16 22 2206.43 mm = × + = × + = Vị trí đặt lực trên tại điểm ở cao độ 0,4H phía trên phần thân tường ( ) 3 a1 a2 a2 P P 0.020 0.0274 E 0.811651 10 10 192.36 KN . 2 2 z L + + = × × = × × × = GVHD : TS. Trần Hữu Diện 9 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị Trong đó : ( ) ( ) ( ) z h’ cos 16 22 1030 cos 16 22 811.651 mm = × + = × + = Vị trí đặt lực trên tại điểm ở cao độ 0,5h’ phía trên tính từ đáy móng lên. II.2 Hoạt tải thi công chất thêm. Trường hợp vị trí hoạt tải nằm trong khoảng bằng chiều cao tường phía sau lưng tường thì giá trị áp lực đất do hoạt tải gây ra được xác định theo công thức: ( ) ( ) ( ) ( ) 9 a3 a eq E p H L cos K g h H L cos 10 KN α δ γ α δ − = ∆ × × × + = × × × × × × + Trong đó: h eq - chiều cao đất tương đương với xe tải thiết kế (mm) 9 . . . .10 eq s a p h g k γ − ∆ = thuộc vào bảng tra : GVHD : TS. Trần Hữu Diện 10 [...]... = (1 + ) = 1 02. 37kN / m 2 F b 2. 65 ×10 2. 65 ∂ min = P 6e 24 02. 73 6 × 0.057 (1 − ) = (1 − ) = 78.97 kN / m 2 F b 2. 65 ×10 2. 65 Xác định Qt : Ta có: ∂ m ax 1 02. 37 = = 51.185kN / m 2 2 2 ∂ min 78.97 = = 39.485(kN / m 2 ) 2 2 Với F = bxL =2. 65x10= 26 .5(m 2 ) QR = φ T V.tgδ= φ T V.tg φ =0,8 x 24 02. 73 x tg 320 = 120 1.11KN QR > H= 4 62. 15(KN) GVHD : TS Trần Hữu Diện 18 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị đạt yêu... kN / m 2 ) 2 2 Ta có : Với F = bxL =2. 65x10= 26 .5(m 2 ) QR = φ T V.tgδ= φ T V.tg φ =0,8 x3043.85x tg 320 =1 521 .61KN QR > H= 693 .23 (KN) III .2. 2 Đạt yêu cầu chống trượt Xét TTGH cường độ Min - Độ lệch tâm GVHD : TS Trần Hữu Diện 19 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị n ∑ M = ∑ G L = 28 26.88( KN m) i i =1 i n ∑ P = ∑ P = 22 01.54( KN ) i i =1 e = B M 2. 65 28 26.88 − = − = 0.041m 2 P 2 220 1.54 - Tính toán ứng... B = 2. 65(m) +Y = h' 1.03 − B × tan 50 = − 2. 65 × tan 50 = 0 .28 3( m) 2 2 Từ đó ta lập được bảng tổng hợp tải trọng GVHD : TS Trần Hữu Diện 13 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị TÊN TẢI TRỌNG 3 6 X(m) 381.50 G2 381.50 28 6.13 305 .20 1 .26 8 305 .20 387.00 G3 577.70 1. 325 577.70 765.45 G4 83.04 1.767 83.04 146.73 G5 21 3. 92 1.535 20 1.60 309.46 G6 454.58 2. 228 428 .40 954.48 Pgiang 25 .00 0.75 25 .00 Plancan 2. 70... dụng 4 62. 15 24 02. 73 3043.8 3047. 42 0.057 1 02. 37 78.97 120 1.11 Đạt Cường độ Max Cường độ Min 693 .23 3 726 .22 0.10 140.87 88.86 123 4.31 Đạt 0.041 90.77 74.35 9 92. 57 Đạt 5 425 .94 22 01.54 GVHD : TS Trần Hữu Diện 28 26.88 20 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị III.3 Kiểm toán sức chịu tải của nền Điều kiện xem hình vẽ dưới đây : Chú thích: qmax là áp lực phân bố trên đáy móng; N là sức kháng đỡ tính toán Cần... 1 G 2 E Va1 E Va2 E Va4 - Eha2 Eha4 E a2 Ea4 G 3 G 4 O Tường xây đá hộc: G1 + X = t2 + B0 0.5 = 0.5 + = 0.75( m) 2 2 + y = 0 (m) - Tường xây đá hộc: G2 1 3 1 3 + x = × H × tan160 + B0 + t2 = × 2. 8 × tan16 0 + 0.5 + 0.5 = 1 .26 8( m) + y = 0 (m) - Tường xây đá hộc: G3 GVHD : TS Trần Hữu Diện 12 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị B 2. 65 = = 1. 325 ( m ) 2 2 + X= + y = 0 (m) - Tường xây đá hộc: G4 2 3 2 3 +... dq =1 ,2 (lấy theo cận gần nhất) Vậy: Nγm = Nγ Sγ Cγ iγ = 35,5 x0, 465 x0, 679 x0, 29 1 = 3, 26 2 Nqm = Nq Sq Cq iq dq = 26 x1, 25 4 x0, 679 x0,541x1, 2 = 14,3 72 Vậy ta có: Qult = 0,5 g γ B Cw1 Nγm 10-9 + g γ Cw2 D f N qm 10-9 GVHD : TS Trần Hữu Diện 27 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị = 0, 5 x9,81x1860 x 325 7 x0, 72 x3, 26 2 x10 −9 + 9,81x1860 x1x1000 x14,3 72 x10−9 = 0,3 32 (Mpa) = 3 32 ( KN... suất dưới đáy móng; ∂ max = ∂ min = P 6e 22 01.04 6 × 0.041 (1 + ) = (1 + ) = 90.77kN / m 2 F b 2. 65 ×10 2. 65 P 6e 22 01.04 6 × 0.041 (1 − ) = (1 − ) = 74.35kN / m 2 F b 2. 65 ×10 2. 65 - Xác định Qt : Ta có: ∂ m ax 90.77 = = 45.385kN / m 2 2 2 ∂ min 74.35 = = 37.175( kN / m 2 ) 2 2 Ta có : Với F = bxL =2. 65x10= 26 .5(m 2 ) QR = φ T V.tgδ= φ T V.tg φ =0,8 x 220 1.54x tg 320 =1100.54KN QR > H= 415.94(KN) đạt... ( KN / m 2 ) Nên sức kháng đỡ của đất dưới đáy móng là: N = QR = ϕ xQult = 0,35 x3 32 = 116, 2( KN / m 2 ) P V Nhận thấy : Điều kiện thỏa mãn: N > qmax = = F B.L 27 00,98 = 82, 89 (KN/m2) < N = 116 ,2 qm ax = - TTGHSD: 32, 57 (KN/m2) Thỏa mãn 34 42, 32 = 105, 69 (KN/m2) < N = 116 ,2 - TTGH CĐ Max: qmax = 32, 57 2 (KN/m ) Thỏa mãn 24 90, 79 = 76, 47 (KN/m2) < N = 116 ,2 - TTGHCĐ Min: qm ax = 32, 57 2 (KN/m )... III .2. 1 - Độ lệch tâm n ∑ M = ∑ G L = 3 726 .22 ( KN m) i i =1 i n ∑ P = ∑ P = 3043.85( KN ) i =1 e = i B M 2. 65 3 726 .22 − = − = 0.1m 2 P 2 3043.85 -Tính toán ứng suất dưới đáy móng là ∂ max = P 6e 3043.85 6 × 0.1 (1 + ) = (1 + ) = 140.87 kN / m 2 F b 2. 65 ×10 2. 65 ∂ min = P 6e 3043.85 6 × 0.1 (1 − ) = (1 − ) = 88.86kN / m 2 F b 2. 65 ×10 2. 65 t Xác định Q : Ta có: ∂ m ax 185.6 = = 70.435kN / m 2 2 2 ∂... n ∑ M = ∑ G L = 3 726 .22 ( KN m) i i =1 i n ∑ P = ∑ P = 3043.85( KN ) i =1 e Ta có: = i B M 2. 65 3 726 .22 − = − = 0.1m 2 P 2 3043.85 b 2. 65 = = 0.663m 4 4 GVHD : TS Trần Hữu Diện 16 Đồ án môn học Công Trình Đô Thị Vì móng là nền đất sét do vậy: e < b là đảm bảo điều kiện chống lật (vị 4 trí đặt lực nằm ở phạm vi mũi móng) Xét TTGH cường độ Min III.1.3 - Độ lệch tâm n ∑ M = ∑ G L = 28 26.88( KN m) i i =1