Bài tập lớn tường chắn đất - mã đề B1e9b1B-GCHD TS.Dương Hồng Thẩm

BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Mục Lục SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Phần SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1.1 Mã đề: B1e9b1B 1.2 Thơng sớ đề bài: • B :Tường cừ bản •1 :Có tinh tốn kết cấu neo •e :Tải trọng bề mặt: q=10 kN/m2 •9 :Số liệu địa chất: ◦ c1 = 22kPa c2 = 0kPa o ◦ φ1 = 33 φ2 = 30o ◦ γ1 = 17 kN/m3 ◦ γ1bh = 21 kN/m3 γ2bh = 21 kN/m3 ◦ Góc ma sát sau tường: δ = ◦ Độ sâu mực nước ngầm: Z1 = 2m ◦ Chiều cao tường chắn: H = 7m • b : Chiều sâu đặt neo: y1 = 1.2m •1 :Vật liệu sử dụng cho tường cừ là Bêtông cốt thép: ◦ Bêtông mác 300 ◦ Cường độ thép: Ra = 2700 kgf/cm2 • B :u cầu tính tốn bản neo SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Z BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT 1.3 Sơ đồ và thông số tính toán: MNN Lớp 1: H C1= 22kPa ϕ1=330 γ1= 17kN/m3 γ1bh=21kN/m3 Lớp 2: f C2= 0kPa ϕ2=300 γ2bh=21kN/m3 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Phần TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ BẢN 2000 2.1 Kích thước tường chắn: MNN 7000 Lớp 1: C1= 22kPa ϕ1=330 γ1= 17kN/m3 γ1bh=21kN/m3 5000 Lớp 2: C2= 0kPa ϕ2=300 γ2bh=21kN/m3 2.2 Phân tích và đề xuất hướng giải quyết: • Do có sự chênh lệch cợt nước bên tường chắn, ta phải tính đến ảnh hưởng của dòng thấm đối với áp lực ngang tác dụng lên tường chắn • Nếu khơng có D khơng tính Gradient thủy lực và không tính lực thấm khối j (tức khơng thể xét điều kiện có dòng thấm) • Vì vậy hướng giải bài tốn là ta phải giả thiết trước chiều sâu chôn cừ D, giải theo cách thử dần và lập biều đồ biểu diễn mối quan hệ giữa chiều sâu chôn cừ D và hệ sớ an toàn SF (có kể đến ảnh hưởng của dòng thấm) SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT 2.3 Trình tự tính toán: • GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Lựa chọn kích thước sơ bộ và khả thi của sơ đờ tính • Xác lập sơ đờ tính nêu nhận định loại cơng trình • Vẽ biểu đờ áp lực ngang của đất • Xác định chiều sâu cắm cừ bản f, thiết kế • Tính tốn lực neo (thép tròn), thiết kế chiều sâu bản neo, cấu tạo bản neo • Vẽ biểu đờ lực cắt,biểu đờ Momen • Tính tốn đợ sâu lực cắt triệt tiêu • Tính tốn chuyển vị của tường cừ bản (giả thiết hệ số dãn dài của đất là độ sâu của đất sau tường là 0.00005) • Tính tốn cớt thép cho cấu kiện khác của tường BTCT • Vẽ hình cấu tạo hoàn chỉnh của tường chắn 2.4 Các bước tính toán: 2.4.1 Xác định hệ sớ áp lực ngang: • Giả thiết chiều sâu chơn cừ: D = 5m • Tính hệ sớ áp lực ngang: Vì mặt đất nằm ngang, lưng tường xem trơn phẳng thẳng đứng nên lý thuyết Rankine khả áp - Lớp đất thứ 1: K a = tan (45o − K1 = p ϕ1 33o ) = tan (45o − ) = 0.2948 2 = 3.39 Ka SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT • Lớp đất thứ 2: GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM ϕ2 30o o K = tan (45 − ) = tan (45 − )= 2 a Kp = o =3 K a2 2.4.2 Tính Gradient thủy lực, lực thấm khới, γ’trước và γ’sau tường: • Giả thiết chiều sâu chơn cừ: D = 5m • Gradient thủy lực: i= Cot _ ap ∆H L2 = = = = 0.333 Ldong _ tham ∆L × f + L2 × + ◦ Trong đó: ▪ L2: chiều cao từ Mực nước ngầm đến Đường đáy móng (m) ▪ f: chiều sâu chơn cừ (m) ã p lc thm khụi: j = i ì γ w = 0.333 × 10 = 3.3 kN / m3 ◦ Trong đó: ▪ i: gradient thủy lực γW ▪ : tỷ trọng nước (kN/m3) • Phía sau lưng tường: (lực thấm hướng xuống) γ 1+ = γ 1' + j = (γ bh − γ w ) + j = (21 − 10) + 3.33 = 14.33 kN / m + ' γ = γ + j = (γ bh − γ w ) + j = (21 − 10) + 3.3 = 14.33 kN / m3 ◦ Trong đó: ▪ j: áp lực thấm khối (kN/m3) ▪ ▪ ▪ γ bh γ bh γW : tỷ trọng lớp đất thứ bảo hòa nước (kN/m3) : tỷ trọng lớp đất thứ bảo hòa nước (kN/m3) : tỷ trọng nước (kN/m3) SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT • Phía trước tường: (lực thấm hướng lên) GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM − ' γ = γ − j = (γ bh − γ w ) − j = (21 − 10) − 3.33 = 7.67 kN / m3 ◦ Trong đó: ▪ j: áp lực thấm khới (kN/m3) ▪ γ bh : tỷ trọng lớp đất thứ bảo hòa nước (kN/m3) γW ▪ : tỷ trọng nước (kN/m3) • Bảng giá trị trọng lượng riêng đẩy nởi trước và sau tường chắn (có kể đến ảnh hưởng dòng thấm) ứng với từng trường hợp chiều sâu cắm cừ f: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM L1 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT 2.4.3 Tính và vẽ biểu đồ áp lực ngang: • Giả thiết chiều sâu chơn cừ: D = 5m σ1 MNN L2 q σ2 f σ4 L2 L2 L1 σ3 Pq1 Uc f f Pq2 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT • Áp lực của hạt: GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM q0 = γ × L1 + γ 1+ × L2 = 17 × + 14.33 × = 105.65kN / m σ = γ × L1 × K a = 17 × × 0.2948 = 10.02 kN / m σ = ( γ 1L1 + γ 1+ L2 ) K a = ( 17 × + 14.33 × ) × 0.2948 = 31.15kN / m + σ = ka × (γ × L1 + γ 1+ × L2 ) + ka2 × γ × f = 0.2948 × (17 × + 14.33 × 5) + 0.33 × 14.33 × = 54.79kN / m σ = k p × γ − × f = × 7.67 × = 115.05kN / m • Áp lực của nước: uc = L2 × f 2× 5× γw = × 10 = 33.33 kN / m 2 f + L2 2ì + ã Áp lực của phụ tải bề mặt: p1q = q × K a = 10 × 0.295 = 2.95 kN / m q p2 = q × K a = 10 × 0.333 = 3.33 kN / m SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM • Lập bảng cân bằng Moment vị trí neo và xác định hệ số an toàn SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 Trang 10 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 31 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 32 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 33 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 34 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 35 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 36 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 37 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 38 ... HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 29 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 30 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT... HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 31 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 32 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT... HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 33 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG MSSV: 1051022117 GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM Trang 34 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT