Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Ứng dụng tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp cọc chống bê tông cốt thép để tính toán ổn định bờ kè khu vực mũi Cà Mau

Ky hiéu Don vi Chú thíchNec m Độ cao lưng sóng so vớimặt nước tính toán tai vi trí tường chắn sóng An m Khoảng cach từ vi trí sóng đồ lần cuối đến mép nướcaj m Khoảng cach từ vi trí sóng

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN VINH QUANG

UNG DUNG TUONG COC VAN BE TONG COT THEPDU UNG LUC KET HOP COC CHONG BE TONG COT

THEP DE TINH TOAN ON DINH BO KE

KHU VUC MUI CA MAU

CHUYEN NGANH: KY THUAT XAY DUNG CONG TRINH NGAMMA SO NGANH_: 60.58.02.04

TP HO CHI MINH, thang 6 nam 2015

TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA - ĐHQG Tp.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ PHÁNCán bộ cham nhận xét 1: TS PHAM TƯỜNG HỘICán bộ chấm nhận xét 2: TS NGUYEN KE TƯỜNG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCMngày 14 tháng 8 năm 2015.

Thành phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:I.GS TS TRAN THỊ THANH

2.TS PHAM TƯỜNG HỘI3 TS NGUYEN KE TƯỜNG4 TS NGO TAN DUOC5 TS TRUONG QUANG HUNGXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV va Trưởng Khoa quan ly chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA CONGH A XÃ HOI CHỦ NGHIAVIET NAMKHOA KT XÂY DỰNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp HCM, ngày tháng 6 năm 2015

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : NGUYÊN VĨNH QUANG Phái : Nam

Ngày sinh : 08/12/1986 Nơi sinh : An Giang

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm MSHV: 13091311I- TÊN DE TÀI

Ứng dung tường cọc van bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp cọc chong bê tông cốt

thép dé tính toán ôn định bờ kè khu vực Mũi Cà Mau.

H- NHIỆM VỤ LUẬN VĂNMớ đầu

Chương 1 Tổng quan nguyên nhân và giải pháp chống sạt lỡ công trình.Chương 2 Cơ sở lý thuyết tính toán tường ke và anh hướng cua độ nghiêng cọc

chong bề tông cot thép dén tính ôn định của công trình.

Chương 3 Ảnh hướng độ nghiêng của cọc chống bê tông cốt thép đến nội lực của

công trình kè chong sat lo mũi Cà Mau.

Chương 4 Ứng dụng tính toán 6n định công trình kè chống sat lở mũi Cà Mau.Kết luận và kiến nghị

Ill- NGÀY GIAO NHIEM VU: 19/01/2015.IV- NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 14/6/2015.V- HO VÀ TEN CAN BO HUONG DAN: PGS.TS VÕ PHÁN.Nội dung va Luận văn Thạc si đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.CÁN BỘ HUONG DÂN CHỦ NHIỆM BO MÔN KHOA QL CHUYEN NGÀNH

QUAN LÝ CHUYỂN NGÀNH

PGS.TS VÕ PHÁN TS LÊ BÁ VINH TS NGUYÊN MINH TÂM

Tôi xin được cảm ơn quý Thầy Cô trong bộ môn Địa cơ nền móng, quý Thầy Cô

đã truyền dat cho tôi những kiên thức quý báu va sâu sac trong 03 học kỳ qua.

Tôi xin chân thành cám ơn Thay PGS-TS Võ Phan, người Thay đã tận tình hướng

dân, giúp tôi đưa ra hướng nghiên cứu cu thê, hô trợ nhiêu tài liệu, kiên thức quý báutrong quá trình học tập và nghiên cứu.

Một lần nữa tôi xin chân thành cám ơn các Thay PGS.TS Châu Ngọc An, TS Lê

Bá Vinh, TS Bùi Trường Sơn, TS Nguyễn Minh Tam, TS Lê Trọng Nghĩa, TS

Trân Tuan Anh, TS Đỗ Thanh Hai day nhiệt huyết và lòng yêu nghề, đã tạo điều kiện

tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu khoa học, luôn tận tâm giảng dạy và cung cấp cho

tôi nhiều tư liệu cần thiết

Xin chân thành — cám ơn các Thây, Cô, Anh Chị nhân viên của Phòng Quản lýKhoa học — Dao tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tao mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trongsuốt quá trình học tập

Một lan nữa xin gửi đến Quý Thay, Cô và Gia đình lòng biết ơn sâu sắc

TP Hô Chí Minh, ngày 10 tháng 6 năm 2015

Học viên thực hiện

Nguyễn Vĩnh Quang

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản Luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự

của các nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiên thức thực nghiệm, thuthập các sô liệu, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tê dưới sự hướng dân của PGS-TS.Võ Phan.

Các số liệu, mô hình tính toán và những kết quả trong luận văn là trung thực, được

xuât phát từ thực tiên, các sô liệu, cơ sở lý thuyêt được chỉ rõ nguôn trích dân trong danhmục tài liệu tham khảo.

TP Hô Chí Minh, ngày 10 tháng 6 năm 2015

Học viên thực hiện

Nguyễn Vĩnh Quang

Ky hiéu Don vi Chú thíchNec m Độ cao lưng sóng so với

mặt nước tính toán tai vi trí

tường chắn sóng

An m Khoảng cach từ vi trí

sóng đồ lần cuối đến mép

nướcaj m Khoảng cach từ vi trí

sóng đồ lần cuối đến công

trình

Hẹp m Chiêu cao sóng tại vi tri

sóng đồ lần cuốiP, kN/mˆ Ap lực dat chủ động

y kN/m” Trọng lượng riêng cua

đấtZ m Độ sâu từ điểm tinh đến

điểm đang xétK, Hé sé ap luc chu dong

C kP, Luc dinh@ độ Góc ma sát trong của

đấtE¿ kN/m Áp lực chủ động của đất

E KN/ m2 Mô đun biến dạng đàn

hồi của vật liệu cọcI m4 Mô dun quán tính tiết

điện ngang của cọc

K: KN/ m3 Hệ số phan lực nên theo

phương ngang không đổi

theo độ sâu

B m Chiều rộng tiết diện cọcQa KPa Sức chịu tai cho phép

tính toán theo đất nềnOrc KPa Sức chịu tải tiêu chuẩn

tính toán theo đất nên của

cọc đơn

on Tim Ứng suất hữu hiệu trong

đât theo phương vuông gócvới mặt bên cọc

Tim” Ứng suất hữu hiệu theo

vp

phương thang đứng tại độ

sâu mũi cọc do trọng lượngbản thân đât

T/mˆ: Ứng suất hữu hiệu trong

dat tại độ sâu tính tộn masát bên tác dụng lên cọc

2 R B

C, T/m Suc chong cat khơng

thốt nước cua dat nên

A, m Dién tich mat bén coc

trong phạm vi lớp dat rời

N„ Chỉ số SPT trung bình

đọc thân cọc trong phạm vilớp đât rời

N, Chi số SPT của đất dưới

mui coc

N Chi số SPT của lớp đất

cát bên thân cọc

7 7 xE, T/m Mơđun dan hơi ban dau

cua bé tong coc khi nén vakéo

H 1 Gia tri tính tốn của lực

Hình 1.1:Hình 1.2:Hình 1.3:Hình 1.4:Hình 1.5:Hình 1.6:Hình 1.7:Hình 1.8:Hình 2.1:Hình 2.2:Hình 2.3:Hình 2.4:Hình 2.5:Hình 2.6:Hình 2.7:Hình 2.6:Hình 2.9:Hình 2.10 :Hình 2.11:Hình 2.12:Hình 2.13:Hình 2.14:Hình 2.15:Hình 2.16:Hình 2.17:Hình 2.16:Hình 2.19:Hình 2.20:Hình 2.21:Hình 2.22:Hình 2.23:Hình 2.24:Hình 2.25:Hình 2.26:Hình 2.27:Hình 2.28:Hình 2.29:Hình 2.30:Hình 2.31:Hình 2.32:Hình 2.33:Hình 2.34:Hình 2.35:Hình 3.1:Hình 3.2:

Cấu tạo rọ đáKè bờ biển tỉnh Bình Thuận

Kè bảo vệ bở TP HCMTham Bê tông FS bảo vệ ba

Một số cấu kiện bê tông di hình

Củ Larsen tại nhà máy

Một số dạng kết cấu kè bằng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lựcBiểu do phân bồ áp lực đất, mômen và biến dang với các độ sâu cắm citBiểu do dp lực nước

Biểu đồ áp lực dat chủ độngBiểu do áp lực sóng lên tường cản sóng thành đứngBiéu do áp lực sóng lên tuwong chắn song thang đứng khi sóng rit

Vòng tròn ứng suất ở điều kiện cân bằng giới hạnTrạng thai chu động va bị động theo Rankine

Sơ đồ áp lực chủ động của dat theo RankineAp lực đất chủ động theo Coulomb

Vòng tron Mohr và phương trình Coulomb doi với đất rờiThiết lập mô hình tính toán

Khai báo thông số của vật liệu

Định nghĩa các loai taiKhai báo tải trọngTruong hop tai trong |Truong hop tai trong 2

T6 hop tai trongGan tinh tai cho cấu kiện damGán hoạt tải cho cấu kiện damGan điều kiện biên cho gốiXem chuyển vị của kết cấuXem biếu đô nội lực của phân tư thanhSơ đô móng cọc dai cao và nỘi lực tại các đính cocNội lực pháp tuyến sinh ra tại đỉnh cọc khi đinh coc chuyển vịSơ đồ đề xác định ö„„

Quan hệ giữa chuyển vị đính cọc va chuyển vị đài cọc

Hệ cơ bản

Sơ đồ nội lực dé xác định NeMô hình tinh toán cua cừ mot tang neo

Sơ đồ giải cir một tang neo bằng phương pháp do giảiSơ đồ giải xác định độ võng theo phương pháp đô giảiSơ đồ tác động của Moment và tải trọng ngang lên cọc

Sơ đồ phân tích ồn định theo Fellenius(a) Phân cùng trượt của mái dốc (b) Mái dốc phẳngĐồ thị xác định mặt cong của mdi dat

Sơ đồ xác định hình dạng mái dốc ôn định theo phương pháp FpMat bằng tuyến kè

Mặt cắt ngang điển hình của công trình

Hình 3.3:Hình 3.4:Hình 3.5:Hình 3.6:Hình 3.7:Hình 3.6:Hình 3.9:Hình 3.10:Hình 3.11:Hình 3.12:Hình 3.13:Hình 3.14:Hình 3.15:Hình 3.16:Hình 3.17:Hình 3.16:Hình 3.19:Hình 3.20:Hình 3.21:Hình 3.22:Hình 3.23:Hình 3.24:Hình 3.25:Hình 3.26:Hình 3.27:Hình 3.26:Hình 3.29:Hình 3.30:Hình 4.1:

Mặt đứng đơn nguyên của công trình

Mặt bằng đơn nguyên của công trìnhMặt cắt ngang chỉ tiết của công trìnhHình trụ hỗ khoan FC03

Sơ đồ lực tính toán trường hợp 1Sơ đồ lực tính toán trường hợp 2

Tinh tai công trìnhHoạt tải công trình

Ap lực thủy tinh công trìnhAp lực gió phía biên

Ap lực gió phía dongAp lực sóng xôAp lực sóng ritAp lực đất dapBiểu do lực dọc Hx (T)Biểu đồ mômen Mx(T.m)Biểu do lực đọc Qz (T)Khai báo lớp dat 1Khai báo lớp đất 2Khai báo lớp đất 3Khai báo lớp đất 3bKhai báo lớp đất 4Khai báo lớp dat 5Khai báo lớp cát lap

Mô hình trượt của công trình khi không có hệ cọc

Mô hình trượt cua công trình khi có cọc van BTCT DUL

Mô hình trượt của công trình khi có hệ cọc kết hợpMô hình trượt của công trình khi có mực nước biên thấp nhấtBiểu do áp lực ngang theo độ sâu z

Hình 4.2: Biéu đô lực cắt dọc theo thân coc theo độ sâu z

Hình 4.3: Biéu đồ mômen theo than cọc theo độ sâu zHình 4.4: Biểu do áp lực ngang theo độ sâu z

Hình 4.5: Biếu đồ lực cắt dọc theo thân cọc theo độ sâu z

Hình 4.6: Biêu đồ mômen theo than cọc theo độ sâu z

Hình 4.7: Biểu đô áp lực ngang theo độ sâu zHình 4.8: Biéu đô lực cắt dọc theo thân cọc theo độ sâu zHình 4.9: Biéu dé mômen theo thân cọc theo độ sâu zHình 4.10: Biểu do áp lực ngang theo độ sâu zHình 4.11: Biéu đô lực cắt dọc theo thân coc theo độ sâu zHình 4.12: Biểu dé mômen theo thân cọc theo độ sấu zHình 4.13: Sơ đô tính toán

Hình 4.14: So đồ giải cir bằng phương pháp đồ giải

Hình 4.15: Da giác lựcHình 4.16: a Biểu đô lực tập trung giả trởng b Biéu đô đa giác dây giả tưởngHình 4.17: Biểu đô da giác lực giả tưởng

Hình 4.18: Biểu đô độ võngHình 4.19: Sơ đồ tính toánHình 4.20: So đồ giải cir bằng phương pháp đồ giải

Hình 4.22:Hình 4.23:Hình 4.24:Hình 4.25:Hình 4.26:Hình 4.27:Hình 4.26:Hình 4.29:Hình 4.30:Hình 4.31:Hình 4.32:Hình 4.33:Hình 4.34:Hình 4.35:Hình 4.36:Hình 4.37:Hình 4.36:Hình 4.39:Hình 4.40:Hình 4.41:Hình 4.42:Hình 4.43:Hình 4.44:Hình 4.45:Hình 4.46:Hình 4.47:Hình 4.46:Hình 4.49:Hình 4.50:Hình 4.51:Hình 4.52:Hình 4.53:Hình 4.54:Hình 4.55:Hình 4.56:Hình 4.57:Hình 4.56:Hình 4.59:Hình 4.60:Hình 4.61:Hình 4.62:Hình 4.63:Hình 4.64:Hình 4.65:Hình 4.66:Hình 4.67:Hình 4.66:

a Biểu đô lực tập trung giả trởng b Biéu đô đa giác dây giả tưởngBiểu đồ đa giác lực giả tưởng

Biểu đồ độ võngSơ đồ tinh todnSơ đồ giải cừ bằng phương pháp đô giải

Da giác lực

a Biểu đô lực tập trung giả trởng b Biéu đô đa giác dây giả tưởngBiểu đồ đa giác lực giả tưởng

Biểu đồ độ võngSơ đồ tinh toảnSơ đồ giải cừ bằng phương pháp đô giải

Da giác lực

a Biểu đô lực tập trung giả trởng b Biéu đô đa giác dây giả tưởngBiểu đồ đa giác lực giả tưởng

Biểu đồ độ võngBiểu do độ võng khi thay đổi độ nghiêng cọc chống BTCTBiểu đô mômen khi thay đổi độ nghiêng cọc chống BTCTKhai báo tải trọng, khai bảo các tính chat của vật liệuChia lưới phần tử

Hình dạng mẫu trước khi sinh áp lực nướcHình dạng mẫu sau khi sinh áp lực nướcHình dang mau ở giai đoạn 1

Chuyển vị tongBiểu đô nội lực của cọc van BTCTHình dạng mẫu ở giai đoạn 2Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của Hưởng cửHình dang mau ở giai đoạn 1Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của cọc van BTCTHình dạng mẫu ở giai đoạn 2Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của Hưởng cửHình dang mau ở giai đoạn 1Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của cọc van BTCTHình dạng mẫu ở giai đoạn 2Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của Hưởng cửHình dang mau ở giai đoạn 1Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của cọc van BTCTHình dạng mẫu ở giai đoạn 2Chuyển vị tong

Biểu đô nội lực của Hưởng cửBiểu đồ so sánh chuyên vị giữa PP đồ giải và mô phỏng PlaxisBiểu đồ so sảnh mômen giữa PP do giải và mô phỏng Plaxis

Hình 4.69: Biéu đô so sánh chuyên vị giữa PP giải tích và mô phỏng Plaxis

Hình 4.70: Biểu đô so sánh mômen giữa PP giải tích và mô phỏng Plaxis

Hình 4.71: Biểu đô xu hướng chuyển vị trong phạm vị cọc chong nghiêng (0-15) độ

Hình 4.72: Biểu đô xu hướng mômen trong phạm vi cọc chong nghiêng (0-15) độ

Hình 4.73: Biểu đô xu hướng lực ngang trong phạm vi cọc chong nghiêng (0-15) độ

Bang 3.1: Tổng hop chỉ tiêu cơ lý của đấtBang 3.2: Gió đây tại tường kè (gió từ phía biển)Bảng 3.3 : Gió hút tại tường kè (gió từ phía đồng)Bang 3.4: Tai trọng thang đứng tác dụng lên 01 đơn nguyên kè dài 20.0mBang 3.5: Bang tong hợp các tai trong tác dụng (nhịp 4m)

Bảng 3.6: Bảng hợp kê các tô hợp tải trọngBang 3.7: Bang gid trị lực dọc, mômen tại đỉnh đà giangBang 3.8: Các đặc trưng hình hoc của cọc ống trong nhóm

Bang 3.9: Tĩnh nội lực tại đỉnh cocBang 3.10:

Bang 3.11:Bang 3.12:Bang 3.13:Bang 3.14:Bang 3.15:Bang 3.16:Bang 3.17:Bang 3.18:Bang 3.19:Bang 3.20:Bang 3.21:Bang 3.22:

Tinh nội lực tại đỉnh cọc

Các đặc trưng hình học của cọc Ống trong nhóm

Tĩnh nội lực tại đỉnh cọcTĩnh nội lực tại đỉnh cọc

Các đặc trưng hình học của cọc ông trong nhóm

Tĩnh nội lực tại đỉnh cọcTĩnh nội lực tại đỉnh cọc

Các đặc trưng hình học của cọc Ống trong nhóm

Tĩnh nội lực tại đỉnh cọcTĩnh nội lực tại đỉnh cọc

Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của dat trường hợp 1Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất trường hợp 2So sánh giá trị nội lực tại cọc bằng các phương phápBang 4.1: Ap lực ngang doc theo độ sâu z

Bảng 4.2: Lực cốt dọc theo độ sâu z

Bang 4.3: Moment dọc theo độ sâu zBang 4.4: Bang xác định giá trị nội lực tại cọc theo phương pháp giải tích

Bang 4.5: Ap lực dat chủ độngBảng 4.6: Ap lực đất bị độngBảng 4.7: Bang thông số coc van BTCTBang 4.8 : Bang tinh độ võng coc chỗng BTCT ở độ nghiêng 0°Bang 4.9: Bảng tính độ võng cọc chỗng BTCT ở độ nghiêng 5°Bang 4.10: Bảng tính độ võng cọc chống BTCT ở độ nghiêng 10°Bảng 4.11: Bảng tính độ võng cọc chỗng BTCT ở độ nghiêng 15°Bang 4.12: Bang xác định giá trị nội luc, chuyển vi tai cọc văn BTCTBảng 4.13 : Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất

Bang 4.14 : Các đặc trưng cơ học cua cấu kiện tính toảnBảng 4.15: So sánh kết quả tính toán theo phương pháp giải tích, dé giải và phan mém

Plaxis.

TÓM TATTrong những năm gan day, phía thượng nguồn sông Cửu Long đã xây dựng nhiều

công trình chặn dòng làm lượng ph sa vê hạ lưu giảm dẫn đến việc bồi lan dãy ven biểnTây trên địa bàn tỉnh Cà Mau diễn biến không bình thường: bồi ít, lở nhiều Đồng thời do

quy hoạch hệ thông thủy lợi phan v ng đã xây dựng nhiều công trình chắn các dòng chảytự nhiên trên hệ thông sông rạch làm biến mất các dòng chảy chứa ph sa, làm giảm sự

bồi lap ở các cửa biên Bên cạnh đó, dưới tác động trực tiếp của sóng, dòng chảy ven bờ

và dòng vận chuyển b n cát, kết hợp với điều kiện địa hình - địa chất là những nguyênnhân gây ra quá trình xói lở bờ và bãi biển Mũi Cà Mau Chính vì các nguyên nhân nêu

trên nên phải có giải pháp công trinh để ngăn chặn tình trạng sạt lở đang ngày càng diễn

ra mạnh mẽ, phải cần có giải pháp chong xói lở bờ bién, bảo vệ tải nguyên đất, bảo vệ tài

sản của nhân dân, bảo vệ và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biến, đồng thời tạo

cảnh quan khu vực bờ biên, thân thiện với môi trường để phát triển du lịch, tạo được thêmquỹ đất để phát kinh tế và du lịch trong v ng Vì vậy, việc xây dựng công trình bờ kèchống sat lỡ là vẫn đề thiết yếu Nghiên cứu ứng dụng tường cọc ván bê tông cốt thép dựứng lực kết hợp cọc chống bê tông cốt thép là một trong những giải pháp xử lý kè kháhiệu quả và đáng tin cậy góp phan làm tăng tính 6n định cho công trình kè

So sánh các kết quả tính toán rút ra nhận xét, kết luận và kiến nghị

ABSTRACTIn recent years the construction of transportation infrastructure to promote economicdevelopment is ongoing strong demand for construction work in accordance with thestatic boat is essential matters, must entail high up on roads leading to the bridge leadingto the ground crippled, deformed Especially is located adjacent to the path between thebridge and the abutments are not occurring subsidence damage road surfaces deformworks affecting traffic on the bridge.

Well sand preloading combined to offset subsidence background processing path tothe bridge, is one of the foundation treatment solution is quite effective and reliable forthe work accordingly.

The study's background processing capabilities combined sand wells Preloading, thedistance changes wells, wells according to the length of embankment height Part actualcalculations applied for the prayer of the base path to the U.S under the project"Development of infrastructure Ca Mau"

At the same time based on the finite element method calculations, model testing ofthe well drained sandy Preloading.

Họ và tên học viên: NGUYÊN VĨNH QUANG

Ngày tháng, năm sinh: 08/12/1986 Nơi sinh: An Giang

Dia chỉ liên lạc: 148, Duong Ton Đức Thăng, Phường 5, thành phố Cà Mau.

Điện thoại: 01234190191.

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

Từ năm 2004 — 2009: Học ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp tại

Trường Đại học Kiến Trúc TP Hồ Chí Minh

Từ năm 2013 — 2015: Học viên Cao học ngành Kỹ thuật xây dựng công trình

ngầm của Trường Dai học Bách khoa TP.H6 Chi Minh

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁCTừ tháng 07/2009 đến nay: Nhân viên của Ban QLDA công trình Xây dựng

tỉnh Cà Mau.

MỞ DAU 5< 2< se HE 7407780728 0728072872872 p2 retrrirtrrrtie 11 Van đề thực tiễn và tinh cấp thiết của dé tài ¿- - + S12 1 1512111111111 te conse |

2 Mục tiêu nghiÊn CỨU - - - «G000 họ nọ ch l3 Phương pháp nghiÊn CỨU (<< 1 99900101 nọ re 2

4.Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của để tài, TT H ng ng ng rerưyi 25 Phạm vi nghiên cứu của dé tài ¿ - + 2522121 1 11151111 11111115 1111111111 cty 2CHUONG 1 TONG QUAN NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP CHÓNG SAT LO

CONG TIRITNH 2 G5 << G 5 5 99990009 0009.000940 09940000040000894.00088050880996606890908 3

1.1 Một số nguyên nhân gây sat lở bờ ở khu vực Mũi Cà Mau hiện nay - 31.2 Các giải pháp chống sat lở thường được thực hiện . 5-5 2 5+2 £s+x+zecs2 4

1.3 Nhan xét ChUONG 5 AaiiỎỌaiđiđiđidiaaaảáăắảắẳẢẢẢ 10

CHUONG 2 CƠ SỞ LY THUYET TÍNH TOÁN TUONG KE VA ANH HUONGCUA ĐỘ NGHIENG COC CHÓNG BTCT DEN TINH ÔN ĐỊNH CUA CONG

TRINH .cccccccsecccessceeeseccceeeccesscee eesecesccecescessseeseecessesceesceceesessssssesees 112.1 Cac dang tai trọng va phân loại tải trOng oo eee ee eeeeessneeceeceesesseceeecceesssaaeeeseeeeeeeaas II2.1.1 Các dạng tải tỌng GG Q T ọ ọ II2.1.2 Phân loại tải trong cọ HH HH HH HH HE như th 11

2.2 Các tải trong co ban trong tính toán kè ven biễn .- ¿5-5 25s sec II2.2.1 Ap lie TƯỚC - c- - - S213 1 15151111 1111511 1111111111101 11 1111110101 0110101 0111111110 y0 112.2.2 Ap lực đất chủ động woe cccccccscscscscscesscsscscscscsssscsessscssscscscsesssssesesssseseseens 122.2.3 Ấp lực SÓNg - c5 12121 19112121211 211111 211111111111 11 1111111111111 11 01 111g Hư 122.3 Tính toán áp lực lên tường Chan - c- c2 Y vn cày 13

2.3.1 Phương pháp Rankine - << + 1119391011119 09 1n 132.3.2 Phương pháp CoulOImD, - 1 9399101011 9 ngờ 15

2.3.3 Sự cân băng của một điỂm -. - ¿E6 + S223 311512212121 1115 11111111 y l62.4 Tính toán nội lực bằng phần mềm Sap 2000 V14 -¿- - 2 55252 £+E+E£ezrersreerees 172.4.1 Giới thiệu về phần mềm Sap ¿5-5255 S2 2E‡E‡EE‡E‡EEEEEEEEEEEEEEErErrkrkrrrrerree 17

2.4.2 Các bước thực hiện chương trình Sap 2000 HH he gưưy 17

2.5 Ảnh hưởng độ nghiêng cọc chống BTCT đến nội lực tại đỉnh cọc -: 202.5.1 Phương pháp dựa vào giả thiết nền biến dạng cục bộ của K.X.Zavriev 202.5.2 Tính toán nội lực truyền lên đỉnh cọc theo K.X.Z⁄4VFI€V << c2 232.6 Tính toán tường cir bằng phương pháp đồ giải -.- ¿5-5-5 252 S52E+Es£z£zcezeresree 302.6.1 Mô hình tính toán của tường cừ một tầng neo - ¿5-55 22s+x+cezsesee: 302.6.2 Các bước cơ ban của phương pháp d6 giải -5- 52 2 55s+s+£s£zcszszeee 302.6.3 Xác định các đại lượng trong phương pháp đồ giải - 55-5555: 33

2.7 Tính toán cọc chịu tải trọng ngang theo TCXD 205-1996 -ĂĂ S221 se 34

2.8 Phương pháp tính toán 6n định mái dốc căn cứ trên cơ sở trạng thái cân băng giới han

2.8.2 Phuong pháp cung trượt lăng tru trịn- phương pháp Bishop 392.8.3 Phương pháp SOkỌOVSKI (<< 0 402.8.4 Phương pháp Fp theo Giáo sư N.N MasÌOv ve 422.9 Xác định sức chịu tải cua cọc theo phương pháp Prandtl - << <««<2 432.10 Nhận xét chương . cv 43

CHUONG 3 ANH HƯỚNG ĐỘ NGHIENG CUA CỌC CHONG BE TONG COTTHEP DEN NOI LUC CUA CONG TRINH KE CHONG SAT LO MUI CA

3.3.3 Tổ hợp tải trọng tính fOán + ¿55t 3 E11 121513111111 111311 1111110111111 xe 513.3.4 Tính tốn nội lực khung bờ kè khi thay doi độ nghiêng của cọc chống BTCT.523.4 Tính tốn nội lực tại đỉnh cọc khi thay đối độ nghiêng cọc chồng BTCT 54

3.4.1 Trường hợp 1: Coc chống BTCT ở độ nghiêng Ư” - 2-5 2552ccs+cccs2 563.4.2 Trường hợp 2: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 5 - 25525525552 583.4.3 Trường hợp 3: Coc chỗng BTCT ở độ nghiêng LÚỮ Ăn ren 593.4.4 Trường hợp 4: Coc chỗng BTCT ở độ nghiêng L5 Q20 S202 11 ra 61

3.5 Xác định sức chịu tải của cọc theo phương pháp PrandtÏ << ««<<<++2 62

3.6 Tính tốn 6n định trượt tong thé bang phần mềm Geo—Slope -2- +5: 64

3.7 Nhận xét chương - - << 00 nọ re 70

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ƠN ĐỊNH CƠNG TRÌNH KÈ CHĨNG

SAT LO MUI CÁ MAU o0 G5 5 9 0 9 Họ 0.00000000000006 71

4.1 Tính chuyền vị cơng trình theo TCXD 205-1998 ¿52 522cc 2xvrererxrrerrred 714.1.1 Trường hợp 1: Cọc chống BTCT ở độ nghiêng 0 20.22022111 re 7]4.1.2 Trường hợp 2: Cọc chống BTCT ở độ nghiêng 764.1.3 Trường hop 3: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 10” - 25555255: 774.1.4 Trường hợp 4: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 15” + 2555255: 784.2 Tính tốn tường cir bang phương pháp đồ giải - ¿5-5-5 252 S22E+tseszzereceee 794.2.1 Trường hợp 1: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 0° Q 2.2.22Ă 022111 serrreo 804.2.2 Trường hop 2: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 5” 2-2552 55+52 55+: 824.2.3 Trường hop 3: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 10” - 25555255: 844.2.4 Trường hop 4: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 15” + 2555255: 864.3 Mơ phỏng bài tốn phang bằng phần mềm Plaxis 2D c.ccccscsccsessesesessesesessesesesseseseees 884.3.1 Chi tiêu cơ lý địa chất nền tính tốn và đặc trưng cơ học của cầu kiện tính tốn

4.3.2.1 Trường hợp 1: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 0° - 90

4.3.2.2 Trường hợp 2: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 5” - 93

4.3.2.3 Trường hợp 3: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 10° 95

4.3.2.4 Trường hợp 4: Coc chống BTCT ở độ nghiêng 15” -. 97

4.4 Nhận xét cChương TS ng 0 ch¬— ốỐốỐốỐỔỐỔỐ 99

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, - 2-5-5 S221 SE 1E 1 1811211111111 102

Tài liệu tham khảo - <1 HH nh 103Phụ lục A

Phụ lục B

1 Vẫn đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tàiCà Mau là tỉnh ven biển ở cực nam của Việt Nam, phía Bắc giáp tỉnh Kiên Giang,phía Đông giáp Bạc Liêu và Biển Đông, phía Tây giáp Vịnh Thái Lan Cà Mau có chiều

dài bờ biển khoảng 250km, bờ Tây giáp Vịnh Thái Lan dài 145km, bờ Đông giáp Biến

Đông dài 104km Mũi Cà Mau được ví như mũi tàu của Tổ quốc năm trên địa bản xã Dat

mũi, huyện Ngoc Hiển, tỉnh Cà Mau Tai kỳ hop thứ 21, Uy ban diéu phối quốc tế

chương trình con người và sinh quyền thế giới (MAB) thuộc Ủy ban UNESCO đã chínhthức đưa Mũi Cà Mau vào danh sách khu dự trữ sinh quyên thế giới Đây cũng là địadanh được công nhận là khu du lịch quốc gia

Khu dự trữ sinh quyên Mũi Ca Mau có diện tích 371.506ha với 03 vùng: 17.329ha,vùng đệm 43.309ha và vùng chuyển tiếp 310.868ha Tại vùng lõi được chia làm 03 vùngnhỏ là các phân khu bảo vệ nghiêm ngặt của vườn quốc gia Mũi Cà Mau, vườn quốc giaU Minh hạn và dãy phòng hộ ven biển Tây” Nơi đây có nhiều hệ sinh thái đặc trưng như:

hệ sinh thái rừng ngập mặn, hệ sinh thái rừng tràm trên đất ngập nước than bùn, hệ sinhthái bién M6i hệ sinh thái đều lưu giữ các nguồn sinh vật, tài nguyên địa chất phongphú có giá trị bảo tổn cao Vùng Mũi Cà Mau có 04 đặc trưng sinh thái chính: hệ thông

diễn thế nguyên sinh trên bãi bồi; hệ thống chuyến tiếp các hệ sinh thái đặc trưng từ rừng

ngập mặn sang rừng tràm nước ngọt theo mùa, là vùng bãi đẻ và nuôi dưỡng con non các

loài thủy hải sản cho cả vùng biến rộng lớn.Van đề cấp thiết đặt ra hiện nay là xây dựng các tuyến kè chống sat lở bờ biển khu dulịch Mũi Cà Mau, nhằm bảo vệ cột mốc Quốc gia, bảo vệ khu dân cư hiện hữu, bảo tồn vàphát triển rừng phòng hộ ven biển Tạo cảnh quan môi trường, phát triển du lịch sinh tháibiển, tạo tiền dé cho sự phát triển kinh tế - xã hội của vùng Tuy nhiên, khu du lịch mũiCà Mau có chiều dài giáp biển lớn đòi hỏi nguồn kinh phí thực hiện các dự án bờ kèchống sat lở cao Chính vì ly do đó, việc phân tích và đánh giá khả năng 6n định bờ kèkhu vực Mũi Cà Mau là “cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn”

2 Mục tiêu nghiên cứuNghiên cứu các giải pháp tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp với cọcchống bê tông cốt thép dé làm kè bảo vệ vùng đất yếu.

3 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp thống kê, phương pháp giải tích tính sức chịu tải cọc, phầnmềm tính 6n định trượt của công trình So sánh nội lực, chuyển VỊ băng cơ sở lý thuyếtvới tính toán băng phan mềm trong điều kiện công trình thực tế

4 Y nghĩa khoa hoc và tính thực tiễn của đề tàiNghiên cứu các giải pháp cọc tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực ảnh hưởngđến tính 6n định của công trình trong vùng đất yếu có chiều day thay đổi

Nghiên cứu có tính khoa học và thực tiễn cao, được dùng làm tài liệu tham khảo đểphân tích khả năng làm việc của hệ tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợpvới cọc chồng bê tông cốt thép

Từ đó, lựa chọn giải pháp tốt nhất để ngăn chặn tình trạng sạt lở đang ngày càng, diễnra mạnh mẽ, bảo vệ tài nguyên đất, bảo vệ tài sản của nhân dân, bảo vệ và phát triển hệ

sinh thái rừng ngập mặn ven biển, đồng thời tạo cảnh quan khu vực bờ biển, thân thiện

với môi trường để phát triển du lịch, tạo được thêm quỹ đất để phát kinh tế và du lịch

trong vùng.

5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu về tính ồn định của công trình qua giải pháp tường cọc

ván bê tông dự ứng lực kết hợp cọc chống bê tông cốt thép Ứng dụng tính toán cho công

trình: kè chống sạt lở Mũi Cà Mau Qua đó, có thể rút ra những kết luận đánh giá được

tính 6n định lâu dài của công trình

CHUONG 1 TONG QUAN NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP CHONG SAT LO

CÔNG TRÌNH

1.1 Một số nguyên nhân gây sạt lớ bờ ở khu vực Mũi Cà Mau hiện nay- Sat lở là kết quả của sự tương tác qua lại giữa dòng chảy, của bến đỗ, biên độ triéu,song bién anh hưởng đến sự thay đổi hình thái và sự an toàn của bờ biển

- Từ kết quả khảo sát đo đạc, kết hợp với các tài liệu thu thập, có một số đánh giá về

nguyên nhân nhân sạt lở như sau:

+ Trong những năm gan day, phía thượng nguồn sông Cửu ong đã xây dựng

nhiều công trình chan dong đã làm lượng phù sa vê hạ lưu giảm d n đến việc bôi lan dãy

ven biển Tây trên dia bàn tỉnh Cà Mau không diễn biến bình thường: bồi ít, lở nhiều.

Đồng thời do quy hoạch hệ thông thủy lợi phân vùng đã xây dựng nhiều công trình chancác dòng chảy tự nhiên trên hệ thống sông rạch làm biến mắt các dòng chảy chứa phù sa,làm giảm sự bôi lap ở các cửa biến

+ Khu vực này mặc dù không phải là nơi xảy ra hiện tượng hội tụ sóng, tuy nhiên

do địa hình bãi trước có chiều sâu và đọ dốc khá lớn nên khi có sóng truyền vào từ hướng

Đông (mùa gió chướng) hoặc Đông Nam sẽ có độ cao và năng lượng sóng lớn với sức

công phá lớn tác dụng trực tiếp vào bờ không thông qua quá trình suy giảm do địa hìnhbãi thảm hoặc rừng phòng hộ là nguyên nhân chính phá hoại cồn cát và vùng phòng hộven biến

+ Vận tốc bình quân của rừng phòng hộ ven biển lớn hơn vận tốc khởi động hạtbùn cát đáy bãi biến, điều này cho thay tác dụng của bản thân dòng chảy cũng gây xói lởbãi biển Do vay, dưới tác dụng của các yếu tố tự nhiên (sóng và dòng chảy) làm cho quá

trình xói lở bãi và bờ biến diễn ra nhanh chóng hon

+ Vị trí địa lý của Mũi Cà Mau theo bản đồ Việt Nam là cực Nam đất liền củanước ta, một mỏm đất nhô ra nên chịu nhiều tác động của tự nhiên là sóng, gió và dòng

chảy.

+ Bên cạnh đó, đặc điểm bùn cát đáy ở khu vực này thành phan cát min va bùn làchủ yếu Vì vậy khi dòng chảy ven bờ có lưu tốc lớn hơn nhiều so với lưu tốc cho phépkhông xói làm cho bùn cát ven bờ (bi xới móc sau tác động của sóng biển) bị mang đi chỗkhác, quá trình cứ tiếp tục theo thời gian, va làm cho bãi bién bị xói lở, hạ thấp dan

- Như vậy dưới tác động trực tiếp của sóng, dòng chảy ven bờ và dòng vận chuyểnbùn cát, kết hợp với điều kiện địa hình- địa chất là những nguyên nhân gây ra quá trìnhxói lở bờ và bãi biển Mũi Cà Mau

- Thêm vào đó, khi xây dựng khu du lịch người ta đã đưa cơ giới vào đào xới, lây đấtcát từ các bãi bôi lăng Điều này đã gây tác động xấu vao tiến trình diễn thé của tự nhiên,

gây sạt lở.

- Theo khảo sát của chúng tôi khu vực Mũi Cà Mau phía sát tiểu cảnh pa nô đang bịsạt lở nghiêm trọng Cụ thé như tuyến kè dọc bờ biển đã bị sạt lở Sụp đồ nhiều đoạn, bờbiển bị sat lở vào sâu khoảng 400m trong vòng 4-5 nam trở lại đây Tại vị trí này nhiều

cây mắm.đước đã bị bật rễ, rừng phòng hộ đang bị thu hẹp diện tích Trong tương lai nếukhông có biện pháp ngăn ngừa sat lở, khu du lịch Dat Mũi sẽ dan dan biến mat.

- Chính vì các nguyên nhân nêu trên nên phải có giải pháp công trình để ngăn chặn

tình trạng sạt lở đang ngày càng diễn ra mạnh mẽ, phải cân có giải pháp chong x61 lở bờ

biển, bảo vệ tài nguyên đất, bảo vệ tài sản của nhân dân, bảo vệ và phát triển hệ sinh thái

rừng ngập mặn ven biển, đồng thời tạo cảnh quan khu vực bờ biển, thân thiện với môitrường dé phát triển du lịch, tao được thêm quỹ đất dé phát kinh tế và du lich trong vùng

1.2 Các giải pháp chong sat 16 thường được thực hiện

* Rọ đáRo đá (Gabion) hay thảm đá (Revet Mattresses hay Reno mattresses) như một cáihộp hình khối, mà bên trong chứa đá để sử dụng gia cô cho các công trình Chúng là cáchệ thống hình lưới có liên kết thành các khối hình học va phía trong là đá xếp, cấu tao rođá thường đơn giản.

Hình 1.1: Cấu tạo ro đáNgày nay, rọ đá và thảm đá chủ yếu được làm bằng thép có mạ kẽm hoặc nhômkẽm đan bằng máy Phần lớn được tráng phủ một lớp nhựa bên ngoài để giảm các tácđộng xâm thực ăn mòn của môi trường với lõi thép bên trong Một số công trình có nguycơ ăn mòn đặc biệt, rọ đá và thảm đá được làm hoàn toàn bằng hợp chất polymer vì

chúng có đặc tính trơ vượt trội dưới tác động ăn mòn so với các vật liệu khác.

Rọ đá được chế tạo từ những tâm lưới linh hoạt, có thể chịu được biến dang lớn.Đặc tính riêng biệt này giúp ro đá gabion co thé được sử dụng trên những vùng đất yêu,

nơi mà những kết cau cứng cần được gia có them hoặc xử lý nên Ngoài ra, tính thắmxuyên qua các lớp đá sẽ triệt tiêu được áp lực nước ở phía sau tường chắn hoặc áp lực đây

ngược bên dưới Do đó, độ dày yêu cầu của kết cau cũng giảm đáng kê

Rọ đá được sử dụng trong nhiều lĩnh vực:Gia cố bảo vệ mái kênh, bờ song, bờ biểnGia cô các kết cầu đập đập tràn, cửa ra vào các công trình tưới tiêu nướcGia cố tường chan đất, mồ cầu

Gia cô đê, kè.* Một số cầu kiện bê tông bảo vệ bờ

- Tham bê tông tự chèn P.Đ.TACĐây là loại thảm bê tông mới được ứng dụng trong những năm gan đây và đang

được sử dụng rộng rãi đối với các loại kè biến trong cả nước Đặc biệt là các tỉnh dong

bang Nam bộ, loại thảm nay được đan từ các viên thảm và liên kết với nhau bởi 3 chiều

vì vậy đã tạo thành | mang mềm rất 6n định, chịu được tác động của sóng biển, có khảnăng tự dàn trải thảm trên nền đất mềm yếu lún không đều, g6 ghé không băng phẳng, tựnén ép, điều chỉnh nên dan tới ôn định ưới thảm làm nhiệm vu của bè đệm chồng lún vàlún không đều, tạo thành mảng mềm bê tông tự chèn bên vững.

Vg ey ey =aHình 1.2: Kè bo bién tin+ Uu diém:

- Mang mềm bê tông tự chèn P.D.TAC chịu được chiều cao sóng lớn. Các cầu kiện trong mảng tự điều chỉnh, tự dan ra biến dang cùng với nên, che kín

nên và chông sự bóc ra của sóng ở mọi hướng.

- Liên kết trọng lượng làm tăng khả năng chống sóng và cuốn trôi của dòng chảy,

giảm chiêu dày lớp bảo vệ.

- Cau kiện đúc sẵn trên dây chuyên công nghệ chất lượng cao, thi công lắp ghépnhanh Do các cầu kiện độc lập có trọng lượng nhỏ từ 80+100kg nên có thể áp dụng biện

pháp thi công bang thủ công.

+ Nhược điểm:- Do đặc điểm liên kết mảng của cầu kiện độc lập P.D.TAC trong lugng nho nén khi

bi phá hoại thi pha hoại rat nhanh chóng va khi đó các câu kiện dê bi sóng cuôn trồi.b Thám bê tông FS

Thảm bê tông FS được ứng dung rộng rãi ở các nước Mỹ, Nhat Bản, Ha Lan, HanQuốc

h Bình Thuận Hình 1.3: Ke bảo vệ bè TP HCM

Hình 1.4: Tham Bê tông FS bao vệ bo

+ Ưu điểm:- Với bơm có áp lực lớn vữa bê tông sẽ tự dàn trải che kín nên

- Thích hợp với nên mềm yếu do phân bố lực đều, có khả năng tự điều chỉnh mái

dân tới phăng.

- Trải liên tục từ dưới lên trên.

- Do được thi công bằng cơ giới hoá cao nên thời gian thi công nhanh.+ Nhược điểm:

Cau kiện Tetrapod Cấu kiện Accropode

Hình 1.5: Một số cấu kiện bê tông di hình

* Cừ ván thép Larsen

Coc ván thép arsen được sản xuất với nhiều hình dạng, kích thước khác nhau vớicác đặc tính về khả năng chịu lực ngày càng được cải thiện Ngoài cọc ván thép có mặtcat ngang dạng chữ U, Z thông thường còn có loại mặt cắt ngang Omega (œ), dạng tamphang (straight web) cho các kết cầu tường chan tròn khép kín, dạng hộp (box pile) đượccầu thành bởi 2 cọc U hoặc 4 cọc Z hàn với nhau

Ngày nay, trong lĩnh vực xây dựng, cọc ván thép (các tên gọi khác là cừ thép, cừLarssen, cọc bản, thuật ngữ tiếng Anh là Steel Sheet Pile) được sử dụng ngày càng phốbiến, từ các công trình thủy công như cảng, bờ kè, cầu tàu, đê chắn sóng, công trình cải

tạo dòng chảy, công trình cau, đường ham đến các công trình dân dụng như bãi đậu xe

ngầm, tang ham nhà nhiều tang, nhà công nghiệp.

Cọc ván thép không chỉ được sử dụng trong các công trình tạm thời mà còn có thể

được xem như một loại vật liệu xây dựng với những đặc tính riêng biệt, thích hợp với một

số bộ phận chịu lực trong các công trình xây dựng

Trên thế giới đã có rất nhiều công trình cảng được thiết kế với cọc ván thép(thường kết hợp với hệ tường neo và thanh neo) đóng vai trò làm tường chắn, đất đượclap đầy bên trong và bên trên là kết cau nền cảng bê tông cốt thép với móng cọc ống thép

hoặc cọc bê tông cốt thép ứng suất trước bên dưới Tường cọc thép này cũng được ngàmvào bê tông giông như cọc ông.

Bên cạnh công trình cảng, nhiều công trình bờ kè, kênh muong, cải tạo dòng chảycũng sử dụng cọc ván thép do tính tiện dụng, thời gian thi công nhanh, độ bên chịu lực tốt

ĩnh vực mà cọc ván thép được sử dụng nhiều nhất hiện nay đó là làm tường vâychăn đất hoặc nước khi thi công các ho dao tạm thời Ta có thé thay coc ván thép được sửdụng khắp mọi nơi: trong thi công tang ham nhà dân dụng, nhà công nghiệp, thi công

móng mồ trụ câu, hệ thống cấp thoát nước ngầm, tram bơm, bể chứa, kết cau hạ tang, thicông van điều áp kênh mương.

+ Uu điểm:- Kha năng chịu ứng suất động khá cao (cả trong quá trình thi công | n trong quá

trình sử dụng).

- Khả năng chịu lực lớn trong khi trọng lượng khá bé.

- Cọc ván thép có thể nối dễ dàng băng mối nối hàn hoặc bulông nhăm gia tăngchiêu dài

- Cọc ván thép có thể sử dụng nhiều lần, do đó có hiệu quả về mặt kinh tế.+ Nhược điểm:

- Nhược điểm của cọc ván thép là tính bị ăn mòn trong môi trường làm việc (khisử dụng coc ván thép trong các công trình vĩnh cửu) Tuy nhiên, nhược điểm này có thékhắc phục bằng các phương pháp bảo vệ như sơn phủ chống ăn mòn, mạ kẽm, chống ănmòn điện hóa hoặc có thể sử dụng loại cọc ván thép được chế tạo từ loại thép đặc biệt cótính chống ăn mòn cao

* Cừ ván bê tông dự ứng lực

Trong thực tế xây dựng công trình bờ kè, thường gặp các dạng mặt cắt ngang của

địa hình như sau:

DAM Mũ DAM NGANG / CROSS BEAM Fano RAIL

-HEAD BEAM Z 3 | ~`X K YƯ TT —xnayr-rx* “ X +“ a a * Vij DAM Mũ Oe

AVA Nis SAB

- Để hạ cu nếu không phải trong thành phố thì có thể dùng búa Diezen để đóng,

đơn giản rẻ tiên và nhanh hoặc kêt hợp phương pháp phun áp lực cao.

- Coc ván bê tông cốt thép dự ứng lực tận dụng được hết khả năng làm việc chịunén của bê tông và chịu kéo của thép, tiết điện chịu lực ma sát tăng từ 1,5 + 3 lần so vớiloại cọc vuông có cùng tiết diện ngang (kha năng chịu tai cua cọc tính theo đất nền tăng)

- Khả năng chịu lực tăng: mô men chống uốn, xoắn cao hơn cọc vuông bê tông

thường, do đó chịu được mômen lớn hơn.

- Sử dụng vật liệu cường độ cao (bê tong, cốt thép) nên tiết kiệm vật liệu Cườngđộ chịu lực cao nên khi thi công ít bi vỡ đầu cọc, mối nối

- Có thé ứng dụng trong nhiều điều kiện địa chất khác nhau.- Chống xâm thực tốt, đặc biệt trong môi trường nước mặn và chua phèn.- Chế tạo trong công xưởng nên kiểm soát được chất lượng cọc, thi công nhanh,mỹ quan đẹp khi sử dụng ở kết cầu nỗi trên mặt đất

- Kết cấu sau khi thi công xong đảm bảo độ kín, khít Với bề rộng cọc lớn sẽ pháthuy tác dụng chăn các loại vật liệu, ngăn nước Phù hợp với các cong trình có chênh lệcháp lực trước và sau khi đóng cọc như ở mồ cầu và đường d n

- Cường độ chịu lực cao: tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tăng độ

cứng và khả năng chịu lực của ván

- Thi công dễ dàng và chính xác, không cần mặt bằng rộng, bởi giải tỏa mặt băngrất tốn kém, chỉ cần xà lan và cầu vừa chuyên chở cầu kiện vừa ép cọc là thi công được

- Trong xây dựng nhà cao tang ở thành phố dùng móng cọc ép, có thé dùng cọcván BTCT dự ứng lực ép làm tường chan chung quanh mong, dé khi ép cọc, đất không bịdồn về những phía có thể gây hư hại những công trình cận kê (như làm nứt tường, sậpdo .) Day là một giải pháp thay thế tường trong đất (dày tối thiểu 600 - với chi phí xây

lắp rất cao) hoặc tường cu larsen trong một so trường hợp như những trường hợp phải déctr lai (có một số trường hợp cạnh nhà dân, khi rut cu lên thì nha dân bi nut).

+ Nhược điểm:- Gần khu vực nhà dân không dùng đóng ngoài ra nếu thi công phải tránh chấn

- Giá thành cao hơn cọc đóng truyền thống có cùng tiết diện.- Ma sát âm (nếu có) tác dụng lên cọc tăng gây bất lợi khi dùng cọc ván chịu lựcnhư cọc ma sát trong vùng đất yếu

- Khó thi công theo đường cong có bán kính nhỏ, chỉ tiết nối phức tạp làm hạn chế

độ sâu hạ cọc.

+ Kết cau tường cir BTCT DUL:Hệ thông tường cừ BTCT DƯ được thiết kế dé chống lại áp lực đất và nước phíasau tường cir Áp lực đất tác dụng lên tường cir là do trọng lượng đất phía sau tường cừ,sự dịch chuyền đất đá do động đất và các tải trọng chất thêm

c) Q)Hình 1.8: Biểu đô phân bố áp lực đất, mômen và biến dạng với các độ sâu cắm ctr

khác nhau

a Độ sâu căm vao trong đất của cir tương đối nông, áp lực đất bi động ở phía trướccừ được phát huy toàn bộ cánh tay đòn của áp lực đất chủ động, và cánh tay đòn của áplực đất bị động ở điểm chống là bang nhau (hình 1-a) Khi đó, thân ctr ở vào trạng tháicân bằng giới hạn, do đó sẽ có giá trị mômen uốn dương khi Mmax ở trong nhịp là lớnnhất, nhưng độ sâu trong đất nông nhất là tmin Lúc này, áp lực đất bị động ở trước cừđược lợi dụng toàn bộ, đầu dưới của ctr có thé có chuyển dich sang trái một it

b Độ sâu cắm vao trong đất của cừ tăng lên, khi lớn hơn tmin (hình 1-b), thì áp lựcđất bị động (Ep) ở phía trước cừ không được phát huy và lợi dụng toàn bộ, khi đó, đầudưới của ctr chỉ xoay một góc và ở nguyên vị trí chứ không sinh ra hiện tượng chuyêndịch, lúc này, áp lực đất ở mũi cọc sẽ bằng không, áp lực đất bị động chưa được phát huy,có thể xem là độ an toàn được tăng lên

c Độ sâu căm vào đất của cir tiếp tục được tăng lên, trước cu, sau cừ đều xuất hiệnáp lực đất bị động, cừ cắm vào đất ở trạng thái ngàm chặt, tương đương với dam siêutĩnh: đầu trên gối khớp đầu dưới ngàm chặt Mômen uốn của nó đã giảm đi nhiều và xuấthiện mômen âm dương cả hai chiều Trị tuyệt đối mômen uốn ngàm M2 ở đầu dưới hơinhỏ hơn trị mômen ở trong nhịp MI, điểm không áp lực và điểm không mômen khágiống nhau (hình 1.8-c)

d Độ sâu cắm vào dat của cir tăng lên thêm một bước nữa (hình 1-d), khi đó độ sâucắm vảo trong đất của cir đã bi xem là sâu quá, đất bi động ở phía trước cừ và sau cir

không thể phát huy lợi dụng được đây đủ, nó không tạo ra được tác động lớn đối với việcgiảm bớt momen ở trong nhịp Do do, cr mà căm quá sâu vào trong dat thì cũng khôngphải là kinh tế.

Từ bốn trạng thái trên có thể thấy độ sâu cắm vào đất như trong trạng thái thứ 4 làquá sâu và không kinh tế, sẽ không áp dụng trong thiết kế Trạng thái thứ ba thường được

áp dụng hiện nay, nói chung là lay mômen dương bang 110% - 115% của mômen âm làm

căn cứ thiết kế, nhưng cũng có thé lay mômen dương và mômen âm bằng nhau đề làm

căn cứ Vì theo trạng thái này thì tường tuy có tương đối dài, nhưng do mômen uốn quá

nhỏ, có thé chọn loại mat cắt nhỏ hon, đồng thời, vì căm vào trong đất khá sâu nên antoàn và tin cậy hơn Nếu thiết kế theo trạng thái thứ nhất, thứ hai, có thể được độ sâutrong đất nhỏ hơn và mômen uốn lớn hơn, với trạng thái thứ nhất mũi tường cừ có thể cóít chuyển vị Gỗi tựa tự do so với gối tựa ngàm thì tình hình chịu lực rõ ràng hơn, giá

thành hợp lý hơn.1.3 Nhận xét chương

Tổng quan về hiện tượng sạt lở bờ ở khu vực Mũi Cà Mau tuỳ thuộc vào cácnguyên nhân tác động Nguyên nhân chính gây nên hiện tượng sat lở là do sóng biển, gióchướng kết hợp với triều cường, dòng nguồn, dòng triều và dòng hải lưu ven bờ Trong

đó nôi bật là vai trò của sóng trong gió chướng kết hop với triéu cường đã ảnh hưởngmạnh mẽ đến sạt lở các đoạn đường bờ giáp biến.

Tổng quan về các giải pháp chống sạt lở thường được thực hiện Qua phân tíchđánh giá ưu, khuyết điểm thông qua các hình thức so sánh như: tính 6n định bờ, kỹ thuậtthi công, phù hợp qui hoạch (diện tích xây dung it), tính mỹ quan công trình, giá thành,

thời gian thi công, khả năng kết nối với các công trình khác dé lựa chọn giải pháp thiết kếhợp lý cho công trình Tuy nhiên, đối với những khu vực có lớp đất yếu dày, phải tăngchiều dày tường cừ BTCT DU để đủ sức chịu tải, sẽ làm tăng suất dau tư Như vậy khithiết kế tường cừ BTCT DU” cần lưu ý điểm đặt neo, chiều sâu căm tường vào đất hoặckết hợp hệ cọc chồng BTCT, từ đó lựa chọn phương án có nội lực và chuyển vi là nhỏnhất, góp phần làm giảm giá thành của công trình

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN TƯỜNG KE VÀ ANH HUONG

CUA DO NGHIENG COC CHONG BICT DEN TINH ON DINH

CUA CONG TRINH2.1 Các dang tai trọng và phân loại tai trong

2.1.1 Các dạng tải trọng

+ Tải trọng vĩnh cửu (tải trọng tĩnh): Tải trọng mà trong thời gian sử dụng kết cầukhông biến đổi trị số, hoặc biến sô của chúng so với số bình quân có thể bỏ qua khôngtính như trọng lượng bản thân kết cấu, áp lực của dat,

+ Tải trọng khả biến (tải trọng động): Tải trọng n mà trong thời gian sử dụng kết cau

có biến đối trị số mà số biến doi của chúng so với sô bình quân không thể bỏ qua được

như tải trọng động mặt san, 6 tô, cầu trục hoặc tải trọng xếp đồng vật thiệu _ + Tải trọng ng u nhiên: Tai trọng mà thời gian xây dựng và sử dụng kết cầu không

nhật định xuat hiện, nhưng hê có xuât hiện thì hệ sô rat lớn và thời gian duy trì tương đôingăn như động dat, lực phát nô, lực va dap,

2.1.2 Phân loại tải trọng

* Ap lực nước

Tường chan đất cứng duy tri ở vị trí tĩnh tải bất động, loại áp lực ngang này của

đât được gọi là áp lực ngang ở trạng thái tĩnh, ký hiệu là Eo (KN/m).

* Áp lực đấtCó hai loại áp lực ngang cực tri gom: áp lực chu động va áp luc bi động:+ Khi đạt cực tiểu có tên là áp lực ngang của đất ở trạng thái cân băng phá hoại

dẻo chủ động, ký hiệu là E, (KN/m).

+ Khi đạt cực đại có tên là áp lực ngang của đất ở trạng thái cân bang pha hoại dẻo

bi động, ký hiệu là E, (kN/m).

Tai trọng thi công như: ô tô, cần cầu, vật liệu xếp trên hiện trường, lực neo giữa

tường cu, Tải trọng phụ do sự biên đôi về nhiệt độ và sự co gót cua bê tông gây ra.Tuy theo loại kêt cau chăn giữ khác nhau.

Tải trọng tác dụng lên kết cau chan đất, ngoài áp lực đất còn có áp lực nước của

nước ngâm dưới mặt đât, áp lực này gọi là áp lực thủy tỉnh Eo(kN/m)

Eo

TVW

Hình 2.1: Biểu đô áp lực nước

2.2.2 Áp lực dat chú động

Nếu tường chan đất dưới tác dụng của áp lực đất đắp mà lưng tường dịch chuyểntheo chiều dat dap Khi đó áp lực đất tác dụng vào tường sẽ từ áp lực đất tĩnh ma giảmdần đi, khi thé đất ở sau tường đạt đến giới hạn cân bằng, đồng thời xuất hiện mặt trượtliên tục làm cho thé đất trượt xuống khi đó áp lực đất giảm đến trị nhỏ nhất, gọi là áp lực

“1.00 > ¬'

" "— ICŒ2

Hình 2.2: Biểu đô áp lực đất chủ động2.2.3 Áp lực sóng

_ TM Đôi với sóng can (sóng xô):Ap lực sóng được xác định theo trường hợp tường cản sóng xa bờ:

I

an

Đường mép nướcee ee ee ee

Hình 2.3: Biểu đô áp lực sóng lên twong cản sóng thành đứng

Giá trị lớn nhât của hình chiêu theo phương ngang P; (KN/m) và hình chiêu theophương đứng P; (KN/m) của hợp lực tải trọng do sóng vỡ tác động lên tường cản

sóng thành đứng (khi không có đất lấp ở phía bờ) phải xác định các biéu đồ áp lựcsóng theo phương ngang và theo phương đứng trong số các giá trị p (KPa) và nc (m)phải xác định tuy thuộc vào vi trí công trình (công trình nam ở vùng mép nước).Ấp lực sóng được xác định theo các công thức:

C : Hệ số sóng vỡ, được xác định theo công thức ế = ia = 0.486

Ts

Với: k,g = 0.5

* Áp lực sóng âm (song vỡ)Tải trọng do sóng vỡ lên tường chắng sóng thăng đứng (có đất đắp phía bờ) khi sóngrút phải tính theo biéu đồ áp lực bên và đây nồi của sóng:

—

MNTT 4

—— —— —ŸỬ —ao

©

x.>^

MAT NUGC KHI SÓNG RUT

ĐƯỜNG MEP NƯỚC

{jN | ế

Hình 2.4: Biểu do áp lực sóng lên tường chắn sóng thang đứng khi sóng rút

Ap lực sóng vỡ được xác định theo công thức:

Pra =Y X(0.75xh, +Z„„) (2.4)Pris =4-41 KN/m > P’ = 4.41x0.6/2 = 1.32 KN

Trong đó:

Z: là độ hạ thap của mực nước kê từ mực nước tính toán ở phía biên, m,

Z0 - khi trước tường có bãi > 3xhZiq —9.25h - khi trước tường có bãi < 3xh

2.3 Tính toán áp lực lên tường chắn

chịu cắt khi o, không đổi ø, giảm dan vòng tròn ứng suất Os tiếp xúc với đường bao

cường độ, thé đất đạt đến cân bang giới hạn o, , ø, lần lượt là ứng suất chính lớn nhất vanhỏ nhất khi đó ta có trạng thái chủ động trong thể đất hai tổ mặt trượt làm thành góc kẹp45° + 0/2 với mặt phăng ngang Khi o, không đổi ø; tăng lớn dan Vòng tròn ứng suất O;cũng tiếp xúc với đường bao cường độ, thé đất đạt đến cân băng giới hạn Khi đó o, làứng suất chính nhỏ nhất, còn o, là ứng suất chính lớn nhất trong thể đất, hai tổ mặt trượtlàm thành góc 45° - 0/2 với mặt năm ngang khi đó ta có trạng thái bị động Rankine

Áp lực tác dụng lên lưng tường AB của tường chăn đất, tức là trạng thái ứng suấttrên mặt AB ứng với phương chiều, độ dài lưng tường trong thé đất bán vô hạn khi đạtđến trạng thái cân bằng giới hạn Lý thuyết Rankine cho răng có thé dùng tường chan đấtđể thay thế một bộ phận của thé đất bán vô hạn theo lý thuyết Rankine chỉ có một điềukiện biên tức là tình trạng bề mặt của thé đất vô hạn mà không kể đến điều kiện biên trênmặt tiếp xúc lưng tường với thể đất

xxvszxếxxxxxvxxx` eX

SSRI IND

Z| Ø(EN/mˆ)

Pa = YZKạ— 2c VK, (2-6)K, = tan” (45° - 0/2) (2-7)E, = 1/2 yz" Ky (KN/m) (2-8)

hạ = 2c

⁄ VK, (2-9)

Với: họ - cao độ vung chịu kéo

Khi bề mặt đất đắp sau lưng tường có tải trọng phân bố đều liên tục q tác động khi

tính toán có thê cho ứng suât đứng ơ; ở độ sâu z tang thêm một lượng q tức là áp lực datchủ động ở tại vi trí can tính là:

P, = (yz+q)Kạ— 2c-|K,„ (2-10)

- Với: q - tải trọng ngoài.

Hình 2.7: Sơ đô áp lực chủ động của đất theo Rankine* Ấp lực bị động

Một tường chắn đất có lưng tường thăng đứng, mặt đất năm ngang, nếu tường đây

vệ phía dat dap, dưới tac dụng của ngoại lực, khi dat phía sau tường đạt đền trạng thái cânbăng giới hạn ta sẽ có trạng thái bị động Rankine Xét một phân tô đât ở độ sâu z củalưng tường thì ung suất o, = yz là ứng suất chính nhỏ nhất o; ứng suất ngang o, là ứngsuất chính lớn nhất oj, cũng tức là Pp Cho ơi= pp, ø„= yz thay vào sẽ được công thứctính áp lực đất bị động Rankine.

Dat cat:

Pp = yz tan” (45° + 0/2) = yz K, (2-11)Dat sét:

Đất cát:

E;= 1/2 yzZˆK; (kN/m) (2-14)Đất sét:

+ Mặt trượt được xem là phăng

+ ưng tường là mặt trượt thứ 2

+ ang trụ trượt được xem là khối gan tuyét đối+ Đất xem như vật thể rời không có lực dính- Ap luc dat chu dong

P, = yzK,— 2c JK, (2-16)

- Doi với đất rời

Nêu điềm A ở trạng thai cân băng giới hạn @ = 0mạxTa có:

CI ` ø,—-Ø

SIH QOmax = CO = = = (2-19)

1 3

Phương trình toán học diễn tả sự cân bằng giới hạn của Mohr-Rankine đối với đất cát

Dinh luật Mohr — Rankine:

- NéuU Omax < @ điểm A 6n định- N6éuU Omax = @ điểm A ở trạng thái cân băng- Nếu ø„„„> @ điểm A mat ồn định

Ta có môi quan hệ:

63 =ơitg (45”+ 0/2) + c ctg(45° - 0/2) (2-20)Đối với đất rời thì gid trị góc lệch cực hạn Omax:

2.4 Tính toán nội lực bang phần mềm Sap 2000 v142.4.1 Giới thiệu về phần mềm Sap

Ngày nay, các phương trình phân tích nội lực và thiết kế kết cầu đã có những bước

tiền vượt bậc và rất phong phú về số lượng, rất mạnh trong quá trình tính toán chang han

.dé có thé giải quyết được hau

như: phân mềm ANSYS, STAAD PRO, Sap 2000, plaxis

hết các van dé trong thiết kế xây dựng Trong đó Sap 2000 là phan mém thường được sửdụng để tính toán nội lực, thiết kế kết cấu.

2.4.2 Các bước thực hiện chương trình Sap 2000- Thiết pm mồ hình tính toán

4 Define Grid System Data

Edit Format

UnitsSystem Name | |Tont, m, E |% Grid Data

GridID | Spacing | Line Type | Visibility | Bubble Loc | Bubble Loc ^

1 A 3.4 Primary Show End

2 B ũ Primary Show End3

| 4 |

| 5 || 6 |

TỬ |8 >|

Y Grid Data

GridID | Spacing | Line Type | Visibility | Bubble Loc | Bubble Loc ^

1 1 ũ Primary Show Start

23

| 4 |

5 || 6 |

Lữ 8 >|

-2 Grid Data

GridID | Spacing | Line Type | Visibility | Bubble Loc | ^

1 Z1 8 Primary Show End

2 z2 15,2 Primary Show End

3 23 28 Primary Show End4 Z4 ũ Primary Show End

5

Grid LinesQuick Statt

[— Hide All Grid Lines[— Blue to Grid Lines

0.5625Bubble Size

Reset to Default Color

Hình 2.10 : Thiết lập mô hình tính toán- Khai báo những đặc trưng cho kết cầu

Material Name and Display Color |MAT ||

Material Type | Concrete ilMaterial Notes Modify/Show Notes _ _|

Weight and Mass Units

Weight per Unit Volume |Toni, m, E |

Mass per Unit Yolume Em.

Isotropic Property Data

Modulus of Elasticity, E j2so0000,

Poisson's Ratio, U fo; ©Coefficient of Thermal Expansion, & ñA17EID -Shear Modulus, G fi115384.6 ~

Other Properties for Concrete Materials

Specified Concrete Compressive Strength, fic j21092089

- Định nghĩa các lọai tải và tổ hợp

+ Định nghĩa các loại tải

Define Load CasesLoad Cases Click to:

Load Case Name Load Case Type Add New Load Case TINHTAI Linear Static

MODAL Modal Add Copy of Load Case |

HOATTAI Linear Static |APLUCTHUYTINH| Linear Static Modify/Show Load Case APLUCGIODAY — | Linear Static

APLUCSONGXO |Linear Static 4|APLUCDATDAP |Linear Static

APLUCGIOHUT |Linear Static +

Delete Load Case

APLUCSONGRUT | Linear Static Display Load Cases

Show Load Case Tree |

Cancel |

Hình 2.12: Định nghĩa các lọai tai

+ Tổ hợp tải trọngChương trình cho phép người sử dụng tổ hợp các trường hợp tải trong mục đích nhằm tìm

ra giá trị nội lực tại những vị trí nguy hiểm của cau kiện Giúp cho người thiết kế chọntiết diện và bố trí thép một cách hợp lý nhất.

Define Load Combinations

Load Combinations Click to:

COMB1 Add New Combo |

Hinh 2.13: Khai bdo tai trong

Load Combination Name (User-Generated) |COMB1 Load Combination Name (User-Generated) [EDMB2Notes Modify/Show Notes | Notes Modify/Show Notes |

Load Combination Type Linear Add xị Load Combination Type Linear Add xị

Options Options

| Create Nonlinear Load Case from Load Combo | | Create Nonlinear Load Case from Load Combo |

Define Combination of Load Case Results Define Combination of Load Case ResultsLoad Case Name Load Case Type Scale Factor Load Case Name Load Case Type Scale FactorTINHTAI _y | [Linear Static TINHTAl _y ||Linear Static

C221 520)9102H)N Vui Frame Distributed Loads

Load Combination Name [User-Generated] |Ban Load Pattern Name Units

Notes Modify/Show Notes | +Ï TINHTAI >| | Tonf, m, C xị

Load Type and Direction Options

—- Envelope BỈ (* Forces Moments ( Add to Existing LoadsOptions Coord Sys [GLO BAL x | (* Replace Existing Loads

| u | Direction [Gravity bd | © Delete Existing Loads

Define Combination of Load Case Results T idal Load

Load Case Name Load Case Type Scale Factor Hep tall 1 2 3 4COMBI | |[Combination h : : : :

EeuEizfti Distance |ŨB l28 lũ |0

COMB2 Combinati 1, Addmu Ea Load — |160BT {1 6061] lo, lo,

Modify |a ( Relative Distance from End-| ( Absolute Distance from End'

+ v v c c ¬ ¬ 2

_+[H0ATrai fed) [Tork.mC xỈ Restraints in Joint Local Directions

Frame Distributed Loads

Load Type and Direction Options :

@ Forces © Moments © Add to Existing Loads iv Translation 1 [ Rotation about 1

Coord Sys [GLOBAL x (* Replace Existing Loads I¥ Translation 2 Rotation about 2Direction | Gravity x © Delete Existing Loads

| j¥ Translation 3 ƒ[—” Fotation about 3

Trapezoidal Loads

2 3 4.Distance |0 [25 [75 Ï Fast Restraints

Load l, l0, lu, li, | | | s | = |@ Relative Distance from End-| ( Absolute Distance from End+

Uniform Load

Hình 2.18: Gán hoạt tai cho cấu kiện dầm Hình 2.19: Gan điều kiện biên cho gối

- Kêt quả nội lực+ Xem chuyên vi của kêt cau, biêu đồ nội lực của phân tử thanh

Member Force Diagram for Frames

Case/ComboCase/Combo Name BAO *

icy Auto < Auto

© Scale Factor | C Scale Factor |

Options Options[ Wire Shadow Fill Diagram ]Ƒ tu Cancel | (* Show Values on Diagram Cancel |

Hinh 2.20: Xem chuyén vị của kết cầu Hình 2.21: Xem biếu đô nội luc của phần tự thanh

2.5 Anh hưởng độ nghiêng cọc chống BTCT đến nội lực tại đỉnh cọc2.5.1 Phương pháp dựa vào giả thiết nền biến dạng cục bộ của K.X.Zavriev -

Phương pháp này giả thiét móng tuyệt đôi cứng va trong quá trình chịu uôn bat ky

tiết diện nào của móng cũng luôn luôn phăng

Phương trình trên sẽ tim được hàm y(z) Phuong trình vi phân bậc 4 thuần nhất dùng

lời giải dựa vào phương pháp thông sô ban đầu của I.V.Urban(1937) có dạng như sau:

Po M, Af,

Z)= V,A, + + Œ+——=—D 2-25

y( ) Yo ơ?EI ơ”EI 1 ( )

Trong đó: vụ: chuyên vi ngang cua móng tại mặt đất;

@ : chuyển VỊ Xoay của móng tại mặt dat;

a: hệ số rút ra trong quá trình giải bài toán: ø = i — (2-26)

b„ =k,k,k,b :chiều rộng tính toán (2-27)b: chiều rộng thực của móng (theo phương thăng góc với lực ngang)k¡: hệ số kinh nghiệm, xét tới ảnh hưởng của mặt cắt ngang của móng đối

với sự chong đỡ của đất, nếu mặt cắt của móng hình chữ nhật thì kj=1;néu mặt cắt của

móng hình tròn thì k,=0,9; nếu mặt cắt của móng hình thang thì k, = 1-012

k;: hệ số kế đến sự làm việc khác nhau giữa bài toán không gian và bài

toán phang, xác định theo công thức kinh nghiệm: k, = _ (2-28)

k3: hệ số kế đến ảnh hưởng giữa các cọc, xác định như sau:* khi L,>0,6h, thi lay k3=1,

Ly là khoảng cách giữa hai mép trong của hai cọc nằm ngoài cùng mặt phẳng tác

dụng lực h, =3(đ +l);

— (2-29)

0,6 h,

ka- hệ số phụ thuộc sé cọc n trong móng,

Nêu n=1 thì ky=1; Nêu n=2 thì k,=0.6;Nêu n=3 thì k,=0,5; Nêu n>=4 thì k,=0.45

Xác định hệ số tính đôi @ bang cách tính đổi tri số k,

Cy: hệ số nên theo phương thăng đứng của dat tại độ sâu z=h

Ig: mômen quán tính tiệt diện tai đáy móng

Từ tri số h, dùng các bảng sau sẽ tìm được các số hang Al, B1, C1, DI lấy theoTLTK số [1]: các hàm số phụ thuộc vào tọa độ không thứ nguyên z=az và gọi là các

hàm sô ảnh hưởng

zŠ „10 „i5

A, =1-—+6—-—6 H—+

51 101 15!7 z1 „16

= 77 2— 42.7 -2.7.12-—+

6! lL! 16! (2-32)

2? z7 „12 „U

C, =—-3—+3.6——-3.8.13-—+ 2! 7! 12! 17!3 z 73 „18D,=—-4—+49——-4.9.]8——+

a’ EI a’ EI oe EI

M HA,

Q@) =y,A, tp, —+ C,+—_ D,

a EI a Q° EI oe EI

trong đó: A2 D2: dao hàm bậc nhất của các ham tương ứng AI DI;

A3 D3: đạo hàm bậc nhất của các hàm tương ứng A2 D2;A4 D4: đạo hàm bậc nhất của các hàm tương ứng A3 D3;Khi đã có y(z) thì phản lực ngang o” của đất được xác định như sau:

đi =C,y, =me(yA +28, + = C4 a D, (2-34)

Nhu vay, muốn xác định các đại lượng cần tìm thì phải xác định được chuyển VỊngang yo, góc xoay ø, của móng tại cao trình mặt đất

Để xác định phải dựa vào các điều kiện biên của bài toán Tùy trường hợp móngcó ngàm sâu hay không ngàm sâu vào tầng đá ở dưới mà điều kiện biên sẽ khác nhau:

- Khi móng không ngàm sâu vào tầng đá mà chỉ đi qua những lớp đất thôngthường thì điều kiện biên của bài toán được biểu diễn như sau:

mômen để cân bằng với mômen do tải trọng ngoài gây ra tại đáy móng Mômen này đượcxác định như sau: M, = -| yo dF, (2-37)

ra

trong do: a? = $,C,': phan lực thăng đứng ở đáy móng tai điểm có hoành độ y,

Sy: chuyền vị thắng đứng của điểm đang xét;

Ch’: hệ sô nên theo phương thăng đứng cua dat tại chiêu sâu z=h.

Bay gio néu ta ký hiệu 6%: chuyển vị đơn vị của móng tại cao trình mặt đất:

Onn: chuyển vi ngang do H,=1 gây ra;Onn: chuyén vi ngang do M,=1 gay ra;Ov: chuyển vị xoay do M,=1 gây ra;5°: chuyển vị xoay do H,=1 gây ra;

thì y, và g, tim được dưới dang sau day:

Y= Onn Họ + Om M 9:

Do đó, dé tim y, va g, ta phải xác định được bon ân sô, trong khi ta chi có hai

phương trình (2-41) do điều kiện biên mà có Vì vậy, phải làm thế nào cho trong hai

phương trinh của điêu kiện biên chỉ xuât hiện hai ân sô Cụ thê cách xác định các ổ„

được tiễn hành như sau:

- Trường hợp chỉ có Ho=1 tác dụng (Mo=0)Các công thức (2-33) đề xác định M(z), Q(z), ø(z) đúng cho trường hợp tông quát,

cho nên cũng đúng cho trường hợp Ho=1, Mo=0.Đối với trường hợp này, trong các công

thức đó, y¿ chính là ổ/„ ø, chính là đ/„ Thay các công thức g,,M,,Q, bởi các công

thức (2-33) thì theo điều kiện biên có dạng

Trong trường hợp này yo,@g, trong hai công thức (2-41) chính là các chuyền vị đơnvị tương ứng 5%,,, ổj„ tc này các điều kiện biên có dạng:

mm Ag + Sun p +—— : C,=-C,1 (5%, A, + Lit B, +—— : C,)

a a EI a EI (2-44)

Oy |

Ory Ay + —TM B,+—— C, = 0 a or EIGiai hé phuong trinh trén ta duoc:

5° = 1 (A,C,-A,C,)+ K,(A,C, — A,C,)

MM

aE! (A,B, — A,B,)+K,(A,B,—A,B,)

2ø — | (A.D, —A,D,)+K,(A,D, — A,D,)

Ởng = (2-45)

a’ El (A,B,—A,B,)+ K,(A,B,—A,B,)1 (B,D,-B,D,)+K,(B,D,—B,D,)

a? EI (A,B,—A,B;)+ K,(A,B, — A,B,)

Truong hop mong ngam sau vao tang da:

oO —Onn ~~

oO B,D, — BD, Onn ~~ 3 L

Cum = TP A,B, - AB,

- Xac dinh he số AaCa-AaCa, As2Ca-AaCa, A3D,4-A4D3, A»D,y-A4D>, B3D,4-B4D3, B›Du„-BxD›,A3B,4-A4B3, AzBa-A4B›, B3D,-B,D>, B›C›2-B¡C›, Az€C¡-BCa, AzB¡-A¡B› lay theo TLTKsố [1]

2.5.2 Tính toán nội lực truyền lên đỉnh coc theo K.X.Zavriev

Việc tính toán móng cọc đải cao dựa vào các giả thiết sau:- Cọc có liên kết ngàm cứng vào đài;

- Cọc có liên kết ngàm đàn hồi với dat; ngàm đàn hồi nya được đặc trưng băng cácchuyển vi đơn vi của cọc tại vi trí ngam;

- Đài cọc coi như tuyệt đối cứng:- Mỗi tiết diện của cọc coi như đối xung so VỚI truc bat ky di qua trong tam cua

no;

- Mọi tiết diện của coc đều phăng sau khi chịu uốn.Mục đích của việc tính toán là xác định các lực tác dụng lên đỉnh mỗi cọc gom lucdoc Pn, luc thang góc với trục Hn va momen Mn Dé xác định các nội lực này ta dùngphương pháp chuyền vị

Giả sử ta có một sơ đồ móng coc dai cao như hình sau, do tác dụng của tải trọng,

đài cọc sẽ có các chuyển vị sau đây: chuyển vị thắng đứng, chuyên vị nam ngang và

chuyền vị xoay Chang hạn điểm O của đáy dai có các chuyển vị tương ứng là v;u và w.Đài cọc chuyến vị thì đỉnh cọc liên kết cứng với dai cũng có các chuyển vị theo các

phương tương ứng Đỉnh cọc chuyển vị sẽ gây ra các nội lực trong cọc hình sau

Xét riêng một cọc thứ n thì các nội lực trong cọc do từng chuyển vị riêng rẽ được

trình bày ở hình sau:

Nếu ta ký hiệu:

Áp: chuyển vị dọc trục của đỉnh cọc thứ n;An :chuyénvi thang góc với trục cọc cua đỉnh coc thứ n;