Thiết kế kỹ thuật tường chắn btct toàn khối

Đồ Án Thủy Công K33 THIẾT KẾ KỸ THUẬT TƯỜNG CHẮN BTCT TỒN KHỐI PHẦN I: TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN I – Số liệu tính tốn: + Cao trình đỉnh kè + 2,5 m + Cao trình đáy kè - 0,5 m + Cao trình mực nước ngầm + 1,9 m + Góc ma sát đất  5 ,lục dính C = 0.5 + Mực nước cao thiết kế (cơng trình cấp IV với tần suất 5%) + 1,7 m + Mực nước thấp thiết kế (cơng trình cấp IV với tần suất 95%) - 0,82 m + Tải trọng phân bố người q = 0,3 tấn/m2 + Tải trọng xe thi công đầm sau tường, xe xích C100 hoạt động: - Trọng lượng Px = 14 - Chiều rộng bánh xe bx = 2,4m - Hệ số vượt tải n = 1,1 Qui tải trọng tải trọng phân bố q = 2,6 tấn/m2 + Vật liệu đắp sau tường cát đầm chặt có tiêu sau * Dung trọng tự nhiên γ = 1,8 g/cm3 * Góc nội ma sát φ = 20o * Lực dính c = + Cường độ tính tồn bê tơng Mác bê tông (kg/cm2) B20 B25 115 145 10.5 2,4*105 2,65*105 Loại cường độ B15 85 7.5 2,1*105 Cường độ chịu nén (Rb) Cường độ chịu kéo (Rbt) Môdun đàn hồi B30 170 12 2,9*105 + Cường độ tính tốn cốt thép: Nhóm cốt thép (theo tiêu chuẩn VN) CI CII CIII Loại cường độ (kg/cm2) Chịu kéo (Rs) 2250 2800 3650 Chịu nén (Rsc) 2250 2800 3650 a1 II – Kích thước tường Khi tính cốt đai cốt xiên (Rsw) 1750 2250 2900 chắn: atc db H Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng a2 bn b bt Sinh viên thực Lt Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 - Tường chắn cao H = 2,5 m, chiều dầy tường chắn a1 = 20 cm, a2 = 30 cm - Chiều dầy thành chống ac = 25 cm, - Chiều dài tường chắn L =50 m - Bề rộng đáy b = 2,4 m - Bề rộng đáy phía lưng tường bt = 1,7 m bt1=1m, bt2=0.7 - Bề rộng đáy phía ngực tường bn = 0,4 m,bn1=0.8m - Chiều dầy đáy db = 0.5 cm - Góc nghiêng tường chắn  = 18o Để thuận tiện cho việc tính tốn ta cắt đoạn tường có chiều dài L = m để tính tốn Xem tường chắn móng có chiều rộng b = 2,4m, chiều dài L = 3m đặt thiên nhiên, chịu áp lực cát sau tường chịu tải trọng thân 5m +2.5m O -0.5m A Hình 1: Kích thước tường chắn BTCT tồn khối (kích thước ghi cm) III – Hệ số áp lực chủ động: Ta có đất đắp sau tường đất rời chịu tác dụng tải trọng người lại thi cơng tải xe xích di chuyển đầm đất nên theo lý thuyết Coulomb ta có: Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 Ka  cos      sin     * sin      cos  * cos    * 1   cos    * cos       2 Trong đó: φ_ góc ma sát vật liệu đắp sau lưng tường, độ;  góc nghiêng lưng tường, độ; _ góc nghiêng đất đắp so với mặt phẳng nằm ngang, độ; _ góc ma sát đất tường, độ; Trong điều kiện   0 nên ta có:  Ka  cos      sin   * sin    cos  * cos  * 1   cos  * cos      2  Ka  cos  20  18  sin  20 * sin  20  cos 18 * cos18 * 1   cos18 * cos  18   0,63 Cường độ áp lực đất: Pa  K a *  * z  Ka * q K *q   0 nên Pa  K a *  * z  a  tg * tg  tg với z_ độ sâu điểm xác định cường độ áp lực IV - Các trường hợp tính tốn lực tác dụng: - Trường hợp 1: Khi tường chắn thi cơng chưa có áp lực nước sơng, có áp lực cát đắp, , tải trọng xe người thi cơng 2.6 T/m2 +2.5m -0.5m Hình 3: Sơ đồ lực tác dụng trường hợp Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 * Cường độ áp lực cát nước sau lưng tường: Hệ số vượt tải n = 0.9 - Tại đỉnh tường: z = m Pđ1  K a *  * z  K a * q 0,63 * 2,6  1,23 T/m2  tg  tg 18 - Tại chân tường: z = m Pđ2 n * z * K a * n  Pđ1 T/m2 Tổng cường độ áp lực: E đ  * Pđ1  Pđ2 * z * L  T   Điểm đặt lực Eđ cách mặt đáy đoạn x Pđ2  * Pđ1 z * m Pđ2  Pđ1 * Cường độ áp lực nước sau tường lúc thi công : Hệ số vượt tải n = - Tại đỉnh tường: z = m Pn1 d * z * n 0 T/m2 - Tại chân tường: z = m Pn2 n * z * n T/m2 Tổng cường độ áp lực: E n  * Pn2 * z * L T Điểm đặt lực En cách mặt đáy đoạn z x m - Áp lực thấm: Tác dụng lên đáy dao động từ đến giá trị lớn phân bố theo dạng tam giác ứng với độ chênh lệch nước ngầm mực nước bên ngoài, theo Blen ta trãi chiều dài đường thấm thành đường thẳng Ta có H = 3m     Et Hình 2: Sơ đồ lực thấm tác dụng trường hợp - Áp dụng tỉ số đồng dạng tam giác ta có: Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33  * (b  d b )  H   1  T/m2 b  2d b b  d b b  2d b  H  * b   1  T/m2 b  2d b b b  2d b Tổng áp lực thấm cho đoạn kè Et  1   * B * L * n (T) Điểm đặt lực Et cách điểm A đoạn Pđ2  * Pđ1 z * (m) x B  Pđ2  Pđ1 - Trường hợp 2: Khi tường chắn đưa vào sử dụng có mực nước sơng max, áp lực nước ngầm áp lực cát đắp sau tường, tải trọng xe người +2.5m 2.6 t/m -0.5m Hình 5: Sơ đồ lực tác dụng trường hợp * Cường độ áp lực cát mực nước sau lưng tường: Hệ số vượt tải n = 1,2 - Tại đỉnh tường: z = m Pđ1  K a *  * z  Ka * q T/m2  tg - Tại cao trình + 1,9 m: z = 0,6 m Pđ2 c * z * K a *  Pđ1 T/m2 Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 Tổng cường độ áp lực: E đt  * Pđ1  Pđ2 * z * L * n t   Điểm đặt lực Eđt cách mặt đáy đoạn x B  Pđ2  * Pđ1 z * m Pđ2  Pđ1 * Cường độ áp lực cát nước sau lưng tường: Hệ số vượt tải n = - Tại cao trình + 1,9 m: P0=q*a P1=(q+h1)*a z1=zn - Tại chân tường: z = 2,4 m Pđ2 (q+ddz1+dnz2)*a t/m2 z2=zn +db Tổng cường độ áp lực: E đn  * Pđ1  Pđ2 * z * L * n (T)   Điểm đặt lực Eđn cách mặt đáy đoạn Pđ2  * Pđ1 z x * m Pđ  Pđ1 * Cường độ áp lực nước ngầm sau tường chắn: Hệ số vượt tải n = - Tại cao trình + 1,9 m: z = m Pnn1 d * z * n 0 t/m2 - Tại chân tường: z = 2,4 m Pnn2 n * z T/m2 Tổng cường độ áp lực: E nn  * Pnn2 * z * L * n (T) Điểm đặt lực Enn cách mặt đáy đoạn z x m * Cường độ áp lực nước sông max tác dụng vào tường là: Hệ số vượt tải n = - Tại cao trình + 1,7 m: z = m Pns1 d * z * n 0 t/m2 Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 - Tại chân tường chắn: z = hs+db (m) Pns2  n * z * t/m2 Tổng cường độ áp lực: E ns  * Pns2 * z * L * n (T) Điểm đặt lực Ens cách mặt đáy đoạn z x m * Cường độ áp lực đẩy nổi: Pđn  y n * z t/m2 Tổng áp lực đẩy E đn  Pđn * L * b * n (T) Điểm đặt lực Eđn cách điểm A đoạn x b m - Áp lực thấm: Tác dụng lên đáy dao động từ đến giá trị lớn phân bố theo dạng tam giác ứng với độ chênh lệch nước ngầm mực nước bên ngoài, theo Blen ta trãi chiều dài đường thấm thành đường thẳng Ta có H = 0,2 m     Et Hình 4: Sơ đồ lực thấm tác dụng trường hợp - Áp dụng tỉ số đồng dạng tam giác ta có:  * (b  d b )  H   1  T/m2 b  2d b b  d b b  2d b  H  * b   1  T/m2 b  2d b b b  2d b Tổng áp lực thấm Et  1   * B * L * n (T) Điểm đặt lực Et cách điểm A đoạn x B  Pđ2  * Pđ1 z * Pđ2  Pđ1 Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 - Trường hợp 3: Khi tường chắn đưa vào sử dụng có mực nước sơng min, áp lực nước ngầm áp lực cát đắp sau tường, tải trọng xe người +2.5m -0.5m Hình 7: Sơ đồ lực tác dụng trường hợp * Cường độ áp lực cát mực nước sau lưng tường: Hệ số vượt tải n = 1.2 - Tại đỉnh tường: z = m Pđ1  a *  * z  a * q T/m2  tg - Tại cao trình + 1,9 m: z = H-hnn m Pđ2 c * z *  a * n  Pđ1 T/m2 Tổng cường độ áp lực: E đt  * Pđ1  Pđ2 * z * L t   Điểm đặt lực Eđt cách mặt đáy đoạn x 2,4  Pđ2  * Pđ1 z * m Pđ2  Pđ1 * Cường độ áp lực cát nước sau lưng tường: Hệ số vượt tải n = 1,2 - Tại cao trình + 1,9 m: T/m2 - Tại chân tường: z = hnn+db m Pđ2 n * z *  a  Pđ1 T/m2 Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 Tổng cường độ áp lực: E đn  * Pđ1  Pđ2 * z * L * n (T)   Điểm đặt lực Eđn cách mặt đáy đoạn x Pđ2  * Pđ1 z * m Pđ2  Pđ1 * Cường độ áp lực nước ngầm sau tường chắn: Hệ số vượt tải n = - Tại cao trình + 1,9 m: z = m Pnn1 d * z * n 0 t/m2 - Tại chân tường: z = hnn+db m Pnn2 n * z T/m2 Tổng cường độ áp lực: E nn  * Pnn2 * z * L * n (T) Điểm đặt lực Enn cách mặt đáy đoạn z x m * Cường độ áp lực nước sông cao trình – 0,82 m: Do cao trình đáy kè đặt nằm mực nước nên tác dụng vào cơng trình, ta khơng xét đến áp lực nước sông - Áp lực thấm: Tác dụng lên đáy dao động từ đến giá trị lớn phân bố theo dạng tam giác ứng với độ chênh lệch nước ngầm mực nước bên ngoài, theo Blen ta trãi chiều dài đường thấm thành đường thẳng Ta có H = 2,72 m     Et Hình 6: Sơ đồ lực thấm tác dụng trường hợp Giống trường hợp PHẦN II: KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN : I – Tải trọng tác dụng thẳng đứng: Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633 Đồ Án Thủy Công K33 Ta có Hệ số vượt tải bê tơng cát n1 = 0.95&n2=0.9 Hệ số vượt tải nước n = Áp lực nước bên n=1.2 Trọng lượng riêng bê tông bt 2,5 t/m3 Trọng lượng riêng nước n 1 t/m3 Bề dầy trung bình tường chắn atb  Chiều cao tường chắn H tc  a1  a 20  30  25 cm 2 2.5 2,63 m cos 18 * Trọng lượng tường chắn: G1 a tb * H tc * L * bt * n1 (T) L1= H/2*tg18 +a2+bn * Trọng lượng đáy: G2 d b * B * L * bt * n1 (T) L2=b/2 * Trong lượng thành chống: G3'   H  db  * a c * bt * bt1 * n1 t L3’=1/3*bt1+bt2+a2+bn G3''   H  db  * a c * bt * bt * n1 L3’’=1/3*bt2+a2+bn * Trọng lượng cát đắp sau tường chắn: G4'  H  db  * bt1 * L * c * n1 (T) L4’= 1/3*bt1+bt2+a2+bn G4''  H  db * L * bt * c * n1 (T) L4’’=1/3*bt3+a2+bn * Trọng lượng nước ngầm sau tường chắn: G5'   H nn  d b  * bt1 * L * n * n (T) L5’= 1/3*bt1+bt2+a2+bn G5''  H nn  d b * L * bt * n * n1 (T) Giáo viên hướng dẫn Trần Văn Hừng 10 Sinh viên thực Lê Hữu Nghiệm MSSV 1070633