Thuyết minh thiết kế tường chắn đất định hình

T­ường chắn đất là kết cấu phổ biến. Thường gặp trong các công trình xây dựng, giao thông, thuỷ lợi. Nhiệm vụ của nó là giữ cho mái đất đắp khỏi bị sạt trượt với những tường bản chống hợp lý và kinh tế hơn cả do vậy trong những năm gần đây các đơn vị thiết kế đều ứng dụng lọai tường trong tính toán thường không xét đầy đủ các trường hợp bất lợi của công trình do đó còn chưa đảm bảo về kỹ thụât và kinh tế. Cần thiết tiến hμnh lập thiết định hình tường chắn đất thành một hạng mục riêng. Từ đó ứng với mỗi mái đất có thể chọn được mặt cắt tường phù hợp

Thuyết minh Thiết kế định hình tờng chắn đất Phạm vi áp dụng - Tờng chắn đất là kết cấu phổ biến thờng gặp trong các công trình xây dựng, giao thông, thuỷ lợi. Nhiệm vụ của nó là giữ cho mái đất đắp khỏi bị sạt trợt. Đối với những tờng cao từ 5m trở lên thì kiểu tờng bản chống là hợp lý và kinh tế hơn cả do vậy trong những năm gần đây các đơn vị thiết kế đều ứng dụng loại tờng này. Nhng trong tính toán tờng chắn thông thờng không xét đầy đủ các trờng hợp bất lợi của công trình do đó còn cha đảm bảo về kỹ thụât và kinh tế. - Xuất phát từ tình đó, căn cứ vào nhiệm vụ của đề tài thiết kế định hình đập dâng và cống lấy nớc ở miền núi phía bắc trong đó có phần tờng chắn đất bên hai đập cũng nh bể tiêu năng sau đập, chúng tôi tiến hành lập thiết định hình tờng chắn đất thành một hạng mục riêng. Từ đó ứng với mỗi loại đập ta có thể chọn lựa đợc một chiều cao tờng phù hợp. - Do phạm vi nghiên cứu của đề tài là xây dựng đập dâng trên nền đá và cuội sỏi, do đó trờng hợp tính toán của tờng chắn cũng là trên nền đá và cuội sỏi và đất đắp sau lng tờng là tơng đối đồng nhất. - Do số lợng tính các trờng hợp là tơng đối lớn nên không thể cho các bản vẽ mẫu từng tr ờng hợp cụ thể mà chỉ có hình mẫu và kích thớc theo danh nghĩa, khi áp dụng căn cứ vào bảng tra để xác định kích thớc hình học của mặt cắt cũng nh bỗ trí cốt thép theo diện tích cốt thép đã đợc tính trong bảng tra. - Các công thức tính toán dùng trong tập thiết kế định hình này áp dụng theo quy phạm hiện hành và đợc thể hiện trong tập thiết điển hình của phần này. - Tờng chắn này đợc áp dụng cho thợng lu đập, hai bên vai đập và bên bể tiêu năng sau đập. Khi áp dụng ngoài việc so sánh các chỉ tiêu cơ lý trong bảng tra để chọn trờng hợp tra thích hợp còn phải đánh giá xem tình hình làm việc thực tế có phù hợp với giả thiết nh trong tập thiết kế định hình này hay không. - Đối với những tờng chắn ở phần bể tiêu năng cần thiết phải làm thiết bị tiêu nớc dới hình thức tầng lọc ngợc. - Tờng chắn trong phần thiết kế này tuyệt đối không đợc áp dụng cho những vùng có nền đất yếu. - Không đợc áp dụng thiết kế định hình này cho tờng có phần công xon ở phía ngực tờng. - Trong trờng hợp đất đắp có chỉ tiêu cơ lý khác so với thiết kế định hình thì cần đề ra các biện pháp thay đổi kết cấu để cải thiện tình hình làm việc của tờng. Phần thứ nhất thuyết minh chung Chơng I Mở đầu I. điều kiện sử dụng các loại tờng chắn Hiện nay tờng chắn đất có nhiều loại hình khác nhau; mỗi một loại chỉ nên sử dụng trong một số điều kiện cụ thể mới đem lại hiệu quả cao về kinh tế. Sau đây nêu sơ lợc một số kinh nghiệm đã đợc đúc kết: So với các loại tờng thì loại tờng mỏng bằng bê tông cốt thép thờng cho hiệu quả kinh tế cao so với loại tờng trọng lực; xi măng dùng cho tờng mỏng ít hơn 2 lần và cốt thép nhiều hơn một khối lợng không đáng kể. u điểm nổi bật của loại tờng bằng bê tông cốt thép là có thể sử dụng phơng pháp thi công lắp ghép và yêu cầu về nền không cao nên ít khi phải sử lý nền. Nếu không cao quá 6m, loại tờng bản góc (kiểu công xôn) bằng bê tông cốt thép có khối lợng ít hơn tờng có bản sờn. Nếu cao từ 6 đến 8m thì khối lợng của hai loại tờng này xấp xỉ nhau. Nếu cao hơn 8m thì tờng có bản sờn có khối lợng bê tông cốt thép nhỏ hơn tờng kiểu công xon. Do đó loại tờng mỏng bê tông cốt thép có bản sờn dùng thích hợp nhất khi có chiều cao từ trung bình trở nên. Tờng chắn đất bằng bê tông chỉ nên dùng khi cốt thép quá đắt hoặc khan hiếm, bởi vì bê tông của các tờng chắn trọng lực chỉ phát huy một phần nhỏ khả năng chịu lực. Cũng do nguyên nhân này, không nên dùng bê tông cờng độ cao để làm tờng chắn đất bê tông. Để giảm bớt khối lợng tờng chắn bê tông có thể làm thêm trụ chống. Dùng loại tờng có bệ giảm tải đặt ở khoảng 1/4 chiều cao t ờng, có lng tờng nghiêng về phía đất đắp cũng tiết kiệm đợc bê tông. Tờng chắn bằng đá xây cần ít xi măng hơn tờng bê tông, có thể hoàn thành trong thời gian xây dựng tơng đối ngắn và tổ chức thi công đơn giản. Nơi sẵn đá, dùng tờng đá xây thờng có hiệu quả kinh tế cao. Đối với tờng chắn của công trình thủy công dùng đá xây vữa M200, vữa xi măng pudơlan vữa M50. Lng tờng đá xây thờng làm thẳng đứng hoặc nhiều bậc cấp. Trờng hợp sẵn đá vụn hoặc đá nhỏ thì nên thay tờng đá xây bằng tờng bê tông đá hộc. II. Các hình thức bố trí tờng bên đập dâng: 2.1. Hình thức thứ nhất (Dạng tờng cánh gà) 32.2. Hình thức thứ hai (Mố bên lợn tròn) 2.3. Hình thức thứ ba (Dạng tờng hớng dòng) III. Các điều kiện và tiêu chuẩn tính toán 3.1. Kết cấu vật liệu: - Theo những kinh nghiệm đã đợc đúc rút ở trên, cộng với thực tế xây dựng. ở đây chọn 2 hình thức kết cấu vật liệu để tính toán a. Hình thức tờng bên dùng tờng bê tông cốt thép có bản sờn. b d Bt bm a H b2 b1 H t 1 : 0 , 0 2 5 Góc vát - Chiều rộng bản đáy(Bt) xác định chủ yếu từ điều kiện ổn định chống trợt của tờng theo đế móng. - Chiều rộng đỉnh tờng nên chọn bm=0.3m - Độ nghiêng mặt lng tờng 1:0,025. Từ đó xác định đợc b 2 - a=50cm với H=68m a=70cm với H = 810m - Chiều dày tờng sờn: d=30cm khi H=56m d=35cm khi H=67.5m d=0.4cm khi H=7.59m d=0.45m khi H=910m - Chiều dày bản đáy b đ lấy bằng chiều dày phía dới của bản mặt b đ =b 2 .(Nếu phía ngực tờng là bể tiêu năng thì chiều dày lấy bằng chiều dày tấm đáy bể tiêu năng). - Chiều rộng bản đáy b 1 lấy bằng 0.75 chiều cao tờng cộng chiều cao tờng. Sau đó kiểm tra lại theo điều kiện ổn định của tờng. b m Lk=265 Lk=265 d d d 265 - Khoảng cách giữa các tim bản chống l k =2.65m. - Để tránh hiện tợng ứng suất tập trung, góc giữa bản mặt và bản đáy ngời ta cấu tạo dới dạng góc vát. 1 - Trong mọi trờng hợp đều phải đổ bê tông lót dày 10cm trớc khi đổ bê tông bản đáy. Tầng lọc ngợc - Đối với các trờng hợp đất đắp lng tờng chắn chịu áp nớc ở phía đất đắp hoặc ở phía ngực tờng, thì cần phải làm giảm áp lực nớc lên đáy tờng, giảm cột nớc thấm qua nền tờng và vòng quanh công trình thì cần phải đặt các bộ phận chống thấm dạng tầng lọc ngợc. - Cần đặt thêm các thiết bị lọc ngợc ở lng tờng, kích thớc các lớp lọc và vật liệu làm lọc ngợc phải tuân theo quy phạm về thiết kế tầng lọc ngợc. Theo tiêu chuẩn 285 với nền tờng là đá và chiều cao tờng từ 610m, cấp công trình là cấp IV. Với hệ số ổn định trợt K t =1,21, lật K l =1,15. - Cốt liệu trong bê tông không dùng loại có khả năng phong hoá, phải đầm nện theo đúng tiêu chuẩn quy định. Ngoài ra bề mặt tờng giáp với đất đắp nên dùng bitum nóng qúet lên bề mặt BTCT ít nhất 2 lần trớc khi lấp đất. b. Hình thức tờng bên dùng tờng xây bằng đá xây. - Chiều đỉnh tờng b đ =50cm(chọn theo cấu tạo). - Chiều rộng đáy tờng b o xác định chủ yếu từ điều kiện ổn định trợt và lật của tờng. 3.2. Địa chất nền: - Nền đá: + Sức chịu của đất nền: R 38 kg/cm 2 + Hệ số ma sát giữa đập và nền đá: f 0,6(0,5); + Lực dính của đất nền C = 0.3 kg/cm 2 . + Mô đuyn đàn hồi của đá phong hoá dới nền: E 0 =3x10 3 T/m 2 . - Lng tờng bằng đất 3.3. Đối với vật liệu đắp sau lng tờng - Nếu điều kiện cho phép nên lợi dụng các loại đất có sẵn gần khu vực xây dựng hoặc gần hố móng. Nên dùng loại đất rời để đắp lng tờng, khi càng tăng độ lớn của các hạt đất thì áp lực đất, áp lực thấm và thời gian cố kết của cát giảm đi. - Đất dính chỉ nên dùng để đắp tại những chỗ tiếp giáp với công trình bên cạnh để chống thấm và kéo dài đờng viền thấm thì hơn. 3.4. Xác định chiều cao và phân loại tờng: - Chiều cao của tờng đợc xác định thông qua tính toán thủy lực đập tràn ứng với các cấp lu lợng khác nhau. IV. Nội dung tính toán và phơng pháp luận: 4.1. Nội dung tính toán: 4.1.1. Kết quả tính toán của phần đập tràn - Do kết quả tính toán thuỷ lực tràn xác định đợc chiều cao tờng. - Căn cứ vào điều kiện vật liệu địa phơng, để chọn hình thức và kết cấu vật liệu. - Do giả định địa chất nền là đá nên không đặt vấn đề xử lý nền 4.1.2. Tính toán Thuỷ công - Kiểm tra ổn định tờng bên - Tính kết cấu tờng bên. 4.2. Phơng pháp luận: 4.2.1. Với tờng bên bằng bê tông cốt thép có bản sờn - Tính toán kết cấu tờng bên theo sơ đồ dầm liên tục nhiều nhịp. - Tính kết cấu bản đáy theo sơ đồ dầm trên nền đàn hồi. (Các trờng hợp đợc lựa chọn để tính kết cấu là các trờng hợp điển hình bất lợi nhất về thuỷ lực). 4.2.2. Với tờng bên bằng đá xây - Chọn mặt cắt tờng chắn. - Tính ổn định trợt. - Tính ổn định lật. - Tính toán tờng bên bằng đá xây theo phơng pháp tính theo giai đoạn phá hoại. (Các trờng hợp đợc lựa chọn để tính kết cấu là các trờng hợp điển hình bất lợi nhất về thuỷ lực). V. Các đặc trng thiết kế chủ yếu 1. Các đặc trng về kết cấu - Tờng chắn kiểu bản chống bằng BTCT với các chiều cao từ 5 đến 10m đặt trên nền đá, đất đắp sau lng tờng nằm ngang. - Hình dạng hợp lý và kinh tế đối loại tờng này là BTCT liền khối kiểu bản chống, mặt cắt ngang tờng là hai tấm bản(bản mặt, bản đáy) liên kết với nhau thành một khối dạng chữ L, ngoài ra dọc theo chiều dài tờng cứ khoảng 3m ta bổ sung thêm các tờng sờn(bản chống) để tăng cờng độ cứng cho kết cấu. - Chiều rộng đáy móng lấy theo tỷ lệ chiều cao của tờng sau đó tính toán kiểm tra điều kiện ổn định về trợt và lật theo đế móng để xác định lại kích thớc đáy móng xem có đảm bảo về kỹ thuật và kinh tế hay không. - Chiều dày của bản mặt, bản đáy và bản chống cũng phụ thuộc vào chiều cao và bề rộng đáy tờng(xem bản tra kích thớc mặt cắt tờng). 2. Một số chỉ dẫn về cấu tạo - Các đặc trng cơ bản của kết cấu tờng bản chống ứng dụng trong tập thiết kế định hình này đợc nêu ở phần trên. Để áp dụng vào thực tế công trình cũng nh vị trí xây dựng cụ thể cần sự bổ sung một số chi tiết về cấu tạo: - Trờng hợp đoạn tờng có mặt cắt thay đổi(VD: đoạn dốc nớc) để thuận tiện cho việc thi công nên chọn kích thớc chi tiết của các bộ phận cho thống nhất theo những kích thớc thiên về an toàn(tính cho mặt cắt có chiều cao tờng lớn nhất). +9.30 +6.00 0.00 d d d d d b m 2 0 b m Lk Lk Lk Lk - Chiều dày những đoạn tờng thấp(bể tiêu năng) có thể cấu tạo bản mặt có chiều dày không đổi từ trên xuống dới. - Nếu phía trớc tờng ngực là bể tiêu năng thì chiều dày bản đáy lấy bằng chiều dày bản đáy bể tiêu năng. - Để đảm bảo khả năng lún tự do và giảm nguy cơ hình thành vết nứt do nhiệt độ thì dọc theo chiều dài tờng chắn cần bố trí các khớp lún, khớp nhiệt độ cố định. Chơng II Tính toán ổn định v kết cấu tờng bản chống nối tiếp bờ I. Hình thức tờng và kích thớc nối tiếp bờ Tính toán ổn định, kết cấu tờng nối tiếp và tờng bên sân tiêu năng cho hai trờng hợp điển hình tơng ứng với q=10 m 3 /s.m. Tờng nối tiếp cao 9,3m. Giả thiết đập tràn đợc xây dựng trong điều kiện nền đá, hai bên vai là đất. Phần nối tiếp đập tràn và hai vai là tờng bên. Tờng bên đợc chọn là dạng tờng bản chống bởi tờng có chiều cao tơng đối lớn. Mục đích chọn tờng này để tăng ổn định tờng và tiết kiệm vật liệu. Chiều cao tờng lớn nhất tính theo công thức sau: H tờng = H đập + H tràn + a = 6 + 2,89 + 0,4 = 9,3m Trong đó a: độ cao an toàn lấy bằng 0,4m. Làm tròn H tờng = 9,3m. II. Tính toán ổn định tờng nối tiếp (chiều cao tờng 9,3m) Sơ đồ tính toán: - Tính toán tờng chắn kiểu bản chống với trờng hợp bất lợi nhất khi cha làm đập gặp ma đất đắp sau lng tờng bão hoà nớc. 35 70 8 8 5 9 3 0 700 4 5 qo=0 P1 P2 P3 Ex Biểu đồ áp lực đất 3 1 0 II.1 Kích thớc tờng - Chiều cao tờng H=9.3m - Chiều rộng bản đáy B 1 =7.0m - Chiều dày bản đáy b đ =0.45m II.2 Thành phần các lực tính toán Chọn đất đắp bên tờng có lực dính C = 0.3kg/cm 2 , dung trọng khô bh = 2.10g/cm 3 , độ lỗ rỗng n=45%, = 25 o . - Tải trọng bản mặt P 1 =d mặt . BT . H bản mặt =0,35. 2,4. 8,85=7,43 T - Tải trọng bản đáy P 2 = d dáy . BT . L bản đáy =0,45. 2,4. 7,0=7,55 T - Lực do đất đắp đè lên bản đáy P 3 = H. đất . L =8,85. 2,1. 7,0=123,36 T - áp lực đất chủ động E x = 0,5. . H tờng 2 . tg 2 (45 0 - /2) = 0,5. 2,1. 9,3 2 . 0,406 = 36,87 T Bảng thông số các lực tác dụng lên tờng chắn T T T Giá trị lực (T) Tay đòn (m) Mô men (T.m) + - + - 1 Ex 36,87 3,1 114,3 2 P1 7,43 0,175 1,3 3 P2 7,55 3,5 26,37 4 P3 123,4 3,5 431 138,3 36,87 458,6 114,3 K T = G C.FP) f( = 36,87 .73,00,6.138,3 = 2,31 > k T =1,21 K L = 15,101,4 3,114 6,458 l lat giu k M M e= 3,138 3,1146,458 2 7 2 P M b = 1,0 max = 7 6.1 1. 7 138,3 B 6.e 1. F P =36,88 T/m 2 <R nền = 38 T/m 2 . min = 7 6.1 1. 7 138,3 B 6.e 1. F P =4,01 T/m 2 >0 TB = 2 minmax /45,20 2 01,488,36 2 mT Tờng đảm bảo điều kiện ổn định trợt, lật, ứng suất. II. Tính toán nội lực tờng bên nối tiếp a. Nội lực trong bản mặt: Bản mặt đợc tính toán cho trờng hợp tải trọng tác dụng là bất lợi nhất: Trờng hợp thi công xong. Hình thức đắp đất lng tờng là đắp bằng thủ công. Các lực tác dụng lên bản mặt tờng bên chỉ có áp lực đất nằm ngang. Cờng độ áp lực đất tác dụng lên bản mặt là: q max = bh .H tờng .tg 2 (45 0 -/2) = 2,1.8,85.0,406 = 7,55 T/m 2 . q TB = (q max + 0)/2 = 3,77 T/m 2 . Để tiện cho tính toán, ta chia bản mặt làm các đoạn để tính toán và biểu đồ áp lực đất đợc tính trung bình trên mỗi đoạn. Cụ thể ta chia làm hai đoạn. Lk Lk Lk Lk Sơ đồ lực tác dụng ABCDE Q B trái B phải Q Biểu đồ lực cắt Biểu đồ momen 1 M M 2 B M Sơ đồ tính toán bản mặt là tính cho dầm 4 nhịp, tơng đơng với chiều dài 11 m của toàn bộ đập tràn. Khoảng cách giữa các nhịp tính toán L k = 2,65 m, bản chống dày 0,4 m. - Chiều dày bản mặt là 0,35 m, chiều dày bản đáy là 0,45 m. Biểu đồ áp lực đất Bản mặt Bản đáy Bản chống Ex 3 1 0 4 6 5 4 6 5 Đ o ạ n 1 Đ o ạ n 2 Lực phân bố trên đoạn I: q 1 = (3,77 + 0)/2 = 1,886 T/m 2 . Lực phân bố trên đoạn II: q 2 = (7,55 + 3,77)/2 = 5,66T/m 2 Trên mỗi đoạn cắt 1 băng rộng 1 m để tính toán theo sơ đồ dầm liên tục 3 nhịp mà gối tựa là các bản sờn. Tra bảng đợc các trị số nh sau: M 1 = 0,0724.q 1 .l k 2 ; M 2 = 0,0329.q 1 .l k 2 ; M B = -0,1071.q 1 .l k 2 Q A = 0,4643.q 1 .l k ; Q BT = -0,6071.q.l k ; Q BP = 0,5357.q 1 .l k ; R A = 0,4643.q 1 .l k ; R B = 1,1428.q 1 .l k Bảng kết quả tính toán của nội lực tác dụng lên bản mặt B q (T/m 2 ) M 1 T.m M B (T.m) Q BT (T) Q BP (T) R B (T) R A (T) 1 1,886 0,96 -1,42 -3,03 2,68 5,71 2,32 2 5,66 2,88 -4,26 -9,10 8,03 17,14 6,96 b. Tính nội lực trong bản đáy: Lực tác dụng lên bản đáy bao gồm: Biểu đồ phản lực nền max min 19,67 T/m222,33 T/m2 Biểu đồ tải trọng phía trên tác dụng lên bản đáy 4 5 699 (36,88T/m2) (2,72T/m2) 16,94 T/m2 Biểu đồ tổng hợp ngoại lực tác dụng lên bản đáy 14,55 T/m2 17,21 - Phản lực nền - Tải trọng tác dụng trực tiếp lên tấm đáy gồm: Tải trọng đất, trọng lợng bản thân. Ta có biểu đồ nội lực tác dụng lên tấm đáy. Tải trọng tác dụng lên tấm đáy là q đáy = 2,1 x 8,85 + 2,4 x 0,45 = 19,67 T/m 2 Lực phân bố tác dụng lên đoạn I q 1 = (16,94 + 8,47)/2 = 12,71 T/m 2 Lực phân bố tác dụng lên đoạn II q 2 = (8,47 + 0)/2 = 2,235 T/m 2 Lực phân bố tác dụng lên đoạn III q 3 = (17,21 + 0)/2 = 8,605 T/m 2 14,55 16,94 330 162 162 Đoạn 1Đoạn 3 Đoạn 2 45 17,21 12,71 2,235 Bảng tính toán nội lực tác dụng lên bản đáy. B q T/m M 1 (T.m) M B T.m Q BT (T) Q BP (T) R B (T) R A (T) 1 12,7 6,37 -9,56 -20,45 18,04 38,49 15,6 2 2,24 2,12 -3,19 -6,82 6,01 12,83 5,21 3 8,61 -4,31 6,47 13,84 -12,22 26,06 10,6 Tính toán cốt thép cho bản mặt và bản đáy Cấu kiện chủ yếu chịu uốn, tính toán xác định diện tích cốt thép theo công thức sau: A 0 = n Rhb Mk . 2 0 ; Có A o ta tính o A211 ; Fa= ; T o Ru hb Trong đó: K: Hệ số an toàn của bê tông; lấy k = 1,7 R u : Cờng độ chịu uốn của bê tông, với BT200#, R u = 180Kg/cm 2 T : Cờng độ tiêu chuẩn của cốt thép. Theo tiêu chuẩn CH55-59, nhóm thép AII có cờng độ T = 2850 kg/cm 2 . Chiều rộng băng tính toán: b = 100cm h 0 : chiều cao hữu ích của tiết diện h 0 = h a (cm); h: chiều cao của tiết diện (cm) a: lớp bảo vệ tính đến tâm cốt thép chịu kéo (cm). Chọn a = 4cm. Bảng tính toán cốt thép của bản mặt và bản đáy tờng bên Cấu kiện Vị trí M (T.m) A 0 Fa Chọn cốt thép Bản mặt 1 Nhịp biên M 1 0,96 0.007 0.007014 1,59 412/m; a=25cm Gối giữa M B 1,42 0,0103 0,010393 2,36 4/m; a=25cm 2 M 1 2,88 0,021 0,021192 4,82 14/m; a=25cm M B 4,26 0,031 0,031514 7,17 414/m; 214 uốn từ nhịp Bản đáy 1 M 1 6,37 0,0192 0,019378 6,85 18/m M B 9,56 0,0288 0,029213 10,33 418/m; 218 uốn từ nhịp 2 M 1 2,12 0,0064 0,006417 2,27 4/m M B 3,19 0,0096 0,009642 3,41 4/m 3 M 1 4,31 0,013 0,013080 4,63 14/m M B 6,47 0,0195 0,019686 6,96 414/m; 214 uốn từ nhịp Kiểm tra ứng suất chính kéo của bản đáy: Tính Q cho phần bản đáy phía dới: Q = 8,61 x 3,50 = 30,14T 22 2 /5,6 7,2 5,17 .09,3 75,9.100 10.14,30 . cmKG K R cmKG zb Q a p ck Trong đó: R p sức kéo dọc trục của BT M200; R p = 17,5 KG/cm 2 . K a : hệ số an toàn; K a = 2,7 Do đó toàn bộ ứng suất cắt do bê tông chịu mà không cần bố trí thêm cốt xiên. c. Tính nội lực bản chống: Bản chống tính toán nh một dầm công xon tiết diện chữ T ngàm tại vị trí bản đáy. Các lực tác dụng lên bản chống bao gồm trọng lợng bản thân, áp lực đất phía trên bản chống, bản đáy và áp lực ngang của đất tác dụng lên bản chống và bản mặt tờng trong phạm vi l k . Khi tính toán ta bỏ qua lực dọc, khi đó mômen và lực cắt tại các mặt cắt I-I (Mặt cắt chân tờng) và II II (Mặt cắt lng tờng) chỉ có áp lực ngang của đất gây nên. 3 1 0 Biểu đồ áp lực đất Ex Bản chống Bản mặt Bản đáy II 265 7 0 0 4 5 45 I - I II II M I-I =2,65.(8,85.8,85.7,55)/6=261,02 T.m M II-II =2,65. mT.63,32 3.2 425,4.425,4.77,3 - Tính toán cốt thép bản chống + Tại mặt cắt chân tờng, chiều cao tiết diện là 8,0 m, chọn chiều dày lớp bảo vệ tính đến tâm cốt thép chịu lực a = 10 cm. Vậy h 0 = 8,0 0,1 = 7,9 m. Chiều dày cánh bản (chiều dày bản mặt) h c = 45 cm. Khi h c /h<0,1 thì không xét ảnh hởng của cánh bản mà tính tờng chống nh tiết diện chữ nhật kích thớc bxh. Với b: chiều rộng của bản chống h: chiều cao của tiết diện tính toán h c : chiều cao của cánh bản h c = 45cm. Fa= T u Rhb cos 1 0 ; Góc =53 0 cos = 0,602 Cấu kiện Đ o ạ n Vị trí M (T.m) A 0 F a Chọn cốt thép Bản chốn g 1 M 1 261,02 0,0128 0,0128 36,6 Chọn 528, M 2 32,63 0,0016 0.0016 4,55 Chọn 228 - Tính toán cốt thép đứng và ngang: Cốt thép đứng của bản chống chịu lực kéo rời Z giữa bản chống và bản đáy. Lực kéo rời này chính bằng phản lực gối khi tính toán nội lực bản đáy. Diện tích cốt thép đứng tính theo công thức T zk Fa . (cm 2 /m rộng) Cốt thép ngang của bản chống chịu lực kéo rời giữa bản mặt và bản chống, phơng pháp và công thức tính toán tơng tự cốt thép đứng. Kết quả tính toán theo bảng sau: Cấu kiện Đoạn Z (T) Fa Chọn cốt thép Cốt thép đứng 1 38,49 22,9 16, a= 14 cm; bố trí 2 nhánh 2 12,83 7,65 12, a= 25 cm; bố trí 2 nhánh Cốt thép ngang 1 5,71 3,41 12, a= 25 cm; bố trí 2 nhánh 2 17,41 10,2 12, a= 20 cm; bố trí 2 nhánh [...]... 2.0,38 Tờng chắn đảm bảo điều kiện ứng suất, không bị nứt Kết luận: Tờng chắn đất bằng đá xây đảm bảo điều kiện ổn định trợt phẳng, lật và ứng suất Chơng III : hớng dẫn sử dụng bảng tính Chú thích: Các trờng hợp tính toán nếu không thoả mãn điều kiện khống chế B 0.8H thì không áp dụng tập thiết kế định hình này mà cần có biện pháp thay đổi thiết kế tờng chắn 2 Cốt thép a Cốt thép bản mặt - Xác định kích... 2 Tính toán ổn định v kết cấu tờng chắn trọng lực bằng đá xây I Hình thức tờng và sơ đồ tính toán Tính toán ổn định, kết cấu tờng nối tiếp và tờng bên sân tiêu năng cho trờng hợp: - Giả thiết đập tràn đợc xây dựng trong điều kiện nền đá, hai bên vai là đất - Phần nối tiếp đập tràn và hai vai là tờng bên - Mặt ngoài thẳng đứng, lng tờng nghiêng - Tờng có chiều cao H=5m - Chỉ tiêu cơ lý đất đắp sau tờng:... mặt cắt tờng chắn Nội dung của việc chọn mặt cắt tờng chắn đất trọng lực là xác định các kích thớc hợp lý của mặt cắt thân tờng và mặt cắt móng Móng của tờng chắn đất trọng lực, dù liền khối hoặc tách rời với thân tờng, đều thuộc loại móng cứng Do đó, kích thớc của móng thờng đợc xác định theo chiều rộng của đáy mặt cắt cơ bản b Chiều rộng đỉnh tờng bo đợc chọn theo kinh nghiệm và quy định của quy... đá có cờng độ chịu tải lớn nên ít nguy cơ h hỏng do mất ổn định trợt sâu Do đó, đối với tờng chắn đất xây dựng trên nền đá thờng phải kiểm tra ổn định về hai mặt: - Trợt phẳng - Lật III Tính ổn định trợt phẳng - áp lực đất chủ động: E 0,5. H 2 tg 2 (450 2 )= Trị số hệ số an toàn tính toán theo công thức: K at Tgh Ttt K - K là hệ số xác định theo công thức Với công trình cấp V có kn=1,1 nc k n 0,95.1,1... thức trên ta có: K at 12,02 1,127 K 1,045 Ttt 10,66 T gh Tờng chắn đảm bảo ồn định trợt phẳng IV Tính ổn định lật Hệ số an toàn về lật đợc xác định theo tỷ số sau: K at M M g K l Trong đó: - Mg là tổng mô men các lực chống lật quanh mép trớc tờng chắn: - Ml là tổng các lực đẩy lật quanh điểm mép trớc tờng chắn: - K là hệ số xác định theo công thức K nc k n 0,95.1,1 1,045 1 m Tổ hợp tải trọng... Quy phạm tạm thời thiết kế tờng chắn đất - QP-23-65 trị số bo của tờng đá xây chọn là 50cm Chiều rộng b chọn theo kinh nghiệm thiết kế: b >= 0,35H = 0,35.5 = 1,75m III thành phần các lực tính toán - Trọng lợng bản thân tờng: 2 c = 0,3 T/m = 25o G1 b0 b ' 0,5 2,25 H 2,2 5.2,2 15,125T 2 2 n = 45% Sơ đồ tính toán: Tính cho trờng hợp mới thi công xong 2 o - Trọng lợng của khối đất đắp đè lên tờng... thức trên ta có: K at M M g l 27,12 1,58 K 1,045 17,16 Tờng chắn đảm bảo ồn định về lật V Tính cờng độ theo giai đoạn phá hoại Nội dung của việc tính toán cờng độ của tờng chắn là kiểm tra ứng suất trong thân tờng tại các mặt cắt khác nhau: Dới tác dụng của trọng lợng bản thân, của áp lực đất và các loại tải trọng khác, tờng chắn đất trọng lực bằng đá xây đợc tính toán nh cấu kiện chịu nén lệch... thép bản mặt - Xác định kích thớc đáy tờng từ điều kiện ổn định và ứng suất cho phép của đất nền Chia bản mặt thành các băng tính toán nh hình vẽ danh nghĩa mặt cắt bố trí cốt thép tờng, các giá trị mômen và diện tích cốt thép tra ở bảng là M1(mômen tại biên), Mb(mômen tại gối) và Fa tơng ứng - Xác định diện tích cốt thép trong các bộ phận tờng chắn trên cơ sơ tính toán nội lực Chú thích: Các giá trị... và khối đất trớc tờng (chống lại sự trợt) đợc giả thiết ở trạng thái cân bằng giới hạn Do đó có: Tgh= (P-U)tg + b.c + Bbđ - P là tổng các thành phần thẳng đứng tác dụng lên tờng chắn vuông góc với mặt trợt tính toán: P = G1 + G2 = 24,32 (T) - U là áp lực đẩy nổi của nớc tác dụng lên móng: U = 0 do tính toán với trờng mới hợp thi công xong nên không có nớc - Ebđ = 0 là áp lực bị động của khối đất trớc... móng: U = 0 do tính toán với trờng mới hợp thi công xong nên không có nớc - Ebđ = 0 là áp lực bị động của khối đất trớc tờng chắn Thay số vào ta đợc: Tgh = (24,32-0).tg250 + 2,25.0,3 = 12,02T - Ttt là lực gây trợt tính toán, đợc xác định từ hình chiếu của các lực tác dụng vào tờng chắn theo phơng mặt trợt: Ttt = E = 10,66 T Với công trình cấp V có kn=1,1 Hệ số điều kiện làm việc m=1 Tổ hợp tải trọng thi