Tính toán kiểm tra ổn định thấm dưới đáy công trình cống hở B=5m, tính chọn chiều dài cừ larsen chống thấm, chiều dài, lưu lượng thấm, so sánh với hệ số thấm hco phép
Trang 1I TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Công trình thủy lợi- nền các công trình thủy công-yêu cầu thiết kế: TCVN 4253:2012
TCVN 9143:2022
II THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
- Tổ hợp mực nước tính toán:
TH1: Ngăn lũ
TH2: Đóng cửa cống giữ nước
→ Tính toán trường hợp 1 nguy hiểm nhất
III TÍNH TOÁN THẤM DỌC THEO PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ SỨC CẢN CỬA TRUGAEV
- Để đảm bảo độ bền thấm chung phải thỏa điều kiện: Ltt≥Cb x H
Trong đó:
+ Hệ số phụ thuộc vào loại đất, Cb=0,75x C Cb = 1,88
+ Chiều dài tính toán dòng thấm được xác định theo công thức: Ltt= Lđ+ Ln/m
Lđ = 0
Ln= L1-2
Thỏa điều kiện thấm, Ltt≥ Cbx H
→
- Chọn sơ bộ chiều dài cừ L=9m
1 Số liệu và sơ đồ dòng thấm
- Chiều dài đường thấm thỏa điều kiện độ bền thấm chung nhưng cần bố trí thêm hàng cừ dưới đáy công trình để tăng đường viền thấm
Sơ đồ tính toán thấm, áp lực thấm và áp lực đẩy nổi
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH THẤM CỐNG SỐ 5
- Công trình thủy lợi- tính toán thấm dưới đáy và vai công trình trên nền không phải
là đá:
Sơ đồ đường viền thấm mang cống
+ Hệ số phụ thuộc vào loại đất, với đất lớp 1 là đất bùn
+ Chiều dài tổng cộng của các đoạn đường viền thẳng
đứng hoặc ngiêng góc >45° so với phương ngang:
+ Chiều dài tổng cộng của các đoạn đường viền thẳng
ngang hoặc ngiêng góc <45° so với phương ngang:
Trang 2- Đường viền thấm được chia thành 2 bộ phận:
+ Bộ phận cửa vào và cửa ra: đoạn đường viền 1-2 và 8-9
+ Bộ phận chứa đoạn đường viền nằm ngang: 3-4 ; 6-7
+ Bộ phận chứa đoạn đường viền đứng: 2-3 ; 4-5-6 ; 7-8
+ Chiều cao của bậc:
+ Chiều dày tầng thấm: T0
+ Chiều dày vùng hoạt động thấm (dòng thấm trong phạm vi tầng thấm mạnh): Ttt
+ Chiều cao bậc giữa các bộ phận: ai
+ Chiều dài cừ: Si
+ Chiều dài theo phương ngang của các bộ phận công trình: Li
+ Chiều dày tầng thấm tại các bộ phận công trình
2 Xác định chiều dày tầng không thấm tính toán:
L0/S0 >5 5-3,4 3,4-1 1-0
Tn 0,5L0 2,5S0 0,8S0+0,5
L0
S0+0,3L0
3 Hệ số sức kháng của các bộ phận
a Hệ số sức kháng của bộ phận cửa vào và cửa ra:
+ Chiều dài hình chiếu đường viền dưới đất
lên phương đứng:
'- Tại vị trí xây dựng công trình tầng thấm rất lớn, nên chỉ tính toán thấm trong phạm vi tầng thấm mạnh Ttt:
Bảng xác định chiều sâu tầng thấm tính toán:
+ Chiều dài hình chiếu đường viền dưới đất
lên phương ngang:
Trang 3- Cửa vào chỉ có bậc nên: ξv=0,44 + (a1/T0)
- Cửa ra chỉ có bậc nên: ξr=0,44 + (a2/T3)
b Hệ số sức kháng của bộ phận nằm ngang:
- Nếu chiều dài đoạn đường viền nằm ngang Ln giữa hai bản cọc Sn và Sn+1
- Thỏa mãn điều kiện: Ln≥ 0,5 (Sn+Sn+1) thì: ξv=(Ln-0,5 (Sn+Sn+1))/Tn
- Thỏa mãn điều kiện: Ln< 0,5 (Sn+Sn+1) thì: ξv=0
- Với đoạn đường nằm ngang 1: Đoạn 3-4
- Với đoạn đường nằm ngang 2: Đoạn 6-7
c Hệ số sức kháng của cừ:
- Trường hợp 1:
+ Nếu 0,5≤T2/T1≤1 và 0≤S/T2<0,8 thì ξc=a/T2+1,5 x S/T2 + (0,5 x S/T2)/(1-0,75x S/T2)
- Trường hợp 2:
+ Nếu 0,5≤T2/T1≤1 và 0,8≤S/T2≥0,96 thì ξc=a/T2+12 (S/T1-0,8)+2,2
d Tổng hệ số sức kháng ∑ξ = ξv+ξr+ξn+ξc
4 Xác định trị số gradien thấm lớn nhất tại cửa ra:
- Để đảm bảo thoả điều kiện Jra ≤ [Jcp]
- Xác định theo công thức: Jra= (H/T2) x 2 / (α x ∑ξ)
Trong đó:
+ Hệ số được tính theo công thức: α= βx(sin(Л/2 x (S3/T2+1-T3/T2))^1/2
khi: 0,7≤T3/T2≤1,4 + S, T1, T2 lấy theo sơ đồ dưới đây:
sin(Л/2 x (S3/T2+1-T3/T2) = 0,08
Thỏa điều kiện , Jra≤ [Jcp]
4,5
+ Theo TCVN 9143:2022 Hệ số tin cậy theo cấp công
trình :
+ Theo TCVN 9143:2022, Gradien cho phép đối với đất
á sét
0,5x(S1+S2) 4,5
0,5x(S1+S2)
Trang 4IV TÍNH TOÁN THẤM VÒNG QUA MANG CỐNG
- Để đảm bảo độ bền thấm chung phải thỏa điều kiện: Ltt≥Cb x H
Trong đó:
+ Hệ số phụ thuộc vào loại đất, Cb=0,75x C Cb = 1,88
+ Chiều dài tính toán dòng thấm được xác định theo công thức: Ltt= Lđ+ Ln/m
Lđ = L3-4+L5-6+L7-8
Ln= L1-2+L2-3+L4-5+L6-7+L8-9+L9-10
Thỏa điều kiện thấm, Ltt≥ Cbx H
→
+ Hệ số phụ thuộc vào loại đất, với đất lớp 1 là đất bùn
sét mềm nên ta có:
+ Chiều dài tổng cộng của các đoạn đường viền thẳng
đứng hoặc ngiêng góc >45° so với phương ngang:
+ Chiều dài tổng cộng của các đoạn đường viền thẳng
ngang hoặc ngiêng góc <45° so với phương ngang:
Chiều dài đường thấm thỏa điều kiện độ bền thấm chung nên không cần phải chống thấm mang cống
→ Công trình đảm bảo điều kiện độ bền thấm sau khi sử lý chống thấm bằng cừ larsen III L=9m
Sơ đồ đường viền thấm mang cống