TCVN10400 2015 CÔNG TRÌNH THỦY LỢI ĐẬP TRỤ ĐỠ YÊU CẦU VỀ THIẾT KẾ

TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10400 : 2015 Xuất lần CÔNG TRÌNH THỦY LỢI ĐẬP TRỤ ĐỠ - YÊU CẦU VỀ THIẾT KẾ Hydraulic Structures –Pillar Dam – Technical requirement for Design HÀ NỘI – 2014 TCVN 10400 : 2015 Lời nói đầu: TCVN 10400 : 2014 Viện Thủy Công thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN 10400 : 2015 Mục lục Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn 3 Thuật ngữ định nghĩa 4 Các tài liệu cần thiết phục vụ cho công tác thiết kế đập trụ đỡ 5 Yêu cầu kỹ thuật thiết kế 5.1 Quy mô thông số kỹ thuật 5.2 Lựa chọn vị trí tuyến xây dựng công trình 5.3 Yêu cầu bố trí tổng thể, kết cấu công trình 5.4 Thiết kế kết cấu công trình 5.5 Yêu cầu thiết kế tổ chức biện pháp thi công 19 5.6 Yêu cầu thiết kế bố trí thiết bị quan trắc 24 Phụ lục A 26 Phụ lục B 27 Phụ lục C 29 Phụ lục D 32 Phụ lục F 34 Phụ lục G 36 Phụ lục H 45 Phụ lục I 49 Phụ lục K 53 TCVN 10400 : 2015 TIEU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10400 : 2015 Công trình Thủy lợi - Đập trụ đỡ - Yêu cầu thiết kế Hydraulic structures –Pillar Dam - Requirement for design Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu kỹ thuật thiết kế công trình thủy lợi (đập ngăn nước, đập kiểm soát triều, đập ngăn mặn giữ ) áp dụng theo công nghệ đập trụ đỡ đá; Đối với hạng mục cầu giao thông, cầu quản lý vận hành, âu thuyền (nếu có), cửa van, thiết bị đóng mở, thiết bị điều khiển, thiết bị điện, thiết bị quan trắc hạng mục công trình khác; tiêu chuẩn quy định yêu cầu lựa chọn, bố trí chung Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 4253 : 2012 Công trình thủy lợi - Nền công trình thủy công – Yêu cầu thiết kế; TCVN 5664 : 2009 Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa; TCVN 8215 : 2009 Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm công trình đầu mối; TCVN 8304 : 2009 Công tác thủy văn hệ thống thủy lợi; TCVN 8421 : 2010 Công trình thủy lợi – Tải trọng lực tác dụng lên công trình sóng tàu; TCVN 8477 : 2010 Công trình thủy lợi – Yêu cầu thành phần, khối lượng khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế; TCVN 8478 : 2010 Công trình thủy lợi – Yêu cầu thành phần, khối lượng khảo sát địa hình giai đoạn lập dự án thiết kế; TCVN 9143 : 2012 Công trình thủy lợi – Tính toán đường viền thấm đất đập đá; TCVN 9160 : 2012 Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế dẫn dòng xây dựng; TCVN 9386 : 2012 Thiết kế công trình chịu động đất TCVN 10304: 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10400 : 2015 Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Đập trụ đỡ (Pillar dam) Công trình điều tiết nước bao gồm trụ chịu lực bê tông cốt thép có móng cọc cắm sâu vào nền, trụ dầm đỡ van liên kết với trụ, dầm đỡ van trụ cừ chống thấm cắm vào nền, cừ liên kết kín nước với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm van trụ, dầm van cửa van kết hợp với trụ để điều tiết nước 3.2 Đập trụ đỡ bệ cao (Aboveground pillar dam) Đập trụ đỡ có đáy bệ trụ pin, trụ biên không tiếp xúc trực tiếp với công trình 3.3 Đập trụ đỡ bệ thấp (Below ground pillar dam) Đập trụ đỡ có đáy bệ trụ tiếp xúc trực tiếp với công trình 3.4 Bệ trụ (Pillar footing) Bằng bê tông cốt thép kết cấu liên kết hệ cọc kết cấu phần 3.5 Trụ (Pillar) Bộ phận kết cấu đặt bệ trụ để đỡ cầu phận bên Trụ có loại: a Trụ pin: phân tách khoang cửa đập; b Trụ biên: ngăn cách đập bờ 3.6 Dầm đỡ van (Bottom beam) Dầm đơn bê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực thép gác lên hai bệ trụ để đỡ làm kín nước với cửa van đồng thời liên kết kín nước với hàng cừ chống thấm bệ trụ 3.7 Kết cấu chống thấm (Anti-seepage structure) Tường chống thấm đáy công trình tạo nên cừ ván thép cừ nhựa cừ bê tông cốt thép liên kết kín khít với cắm sâu vào nền, đầu cừ liên kết kín khít với đáy dầm van, bệ trụ 3.8 Cửa van (Gate) Kết cấu điều tiết nước lắp đặt hai trụ pin TCVN 10400 : 2015 3.9 Mang đập (Riverbank connection) Bộ phận ngăn nước nối tiếp trụ biên với bờ sông Các tài liệu cần thiết phục vụ cho công tác thiết kế đập trụ đỡ 4.1 Các tài liệu quy hoạch Bản đồ, tài liệu quy hoạch thuỷ lợi, giao thông thủy, giao thông quy hoạch khác vùng 4.2 Tài liệu địa chất 4.2.1 Thành phần khối lượng khảo sát địa chất phục vụ thiết kế tuân theo tiêu chuẩn TCVN 8477:2010, áp dụng “cống đồng bằng” tương ứng với giai đoạn thiết kế; 4.2.2 Đối với trụ đập, móng gia cố hệ cọc nên yêu cầu khảo sát địa chất tiêu chuẩn TCVN 8477 : 2010 cần phải tuân theo điều TCVN 10304 : 2014; 4.2.3 Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật thiết kế vẽ thi công, vị trí trụ pin cần bố trí hố khoan; Trường hợp chiều dài bệ trụ lớn điều kiện địa chất phức tạp bố trí hố khoan hay nhiều cần phải có luận chứng cụ thể chủ đầu tư chấp thuận 4.3 Các tài liệu khí tượng thuỷ văn khu vực dự án Các tài liệu mưa, gió, nhiệt độ, độ ẩm, thuỷ triều, biên mực nước, lũ ngày, giờ, tháng theo tài liệu quan trắc nhiều năm, theo TCVN 8304 : 2009 Yêu cầu kỹ thuật thiết kế 5.1 Quy mô thông số kỹ thuật 5.1.1 Xác định độ thoát nước 5.1.1.1 Để lựa chọn phương án độ thoát nước đập tối ưu, cần tiến hành tính toán thủy văn, thủy lực đảm bảo mục tiêu, nhiệm vụ công trình Trong thiết kế cần phân tích, so sánh số phương án độ thoát nước đập điều kiện kỹ thuật kinh tế 5.1.1.2 Khẩu độ thoát nước đập trụ đỡ mở rộng để giảm lưu lượng đơn vị qua đập nhằm tạo thuận lợi cho việc gia cố chống xói thân đập kết cấu mềm thi công nước rọ đá, thảm đá, thảm bê tông đảm bảo chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu hợp lý, không gây diễn biến xói lở sau 5.1.1.3 Không nên chọn độ đập lớn làm cho lưu lượng đơn vị qua đập nhỏ vừa gây bồi lắng cho công trình vừa làm tăng khối lượng công trình gây lãng phí 5.1.1.4 Trong thiết kế sơ tham khảo tỷ số độ thoát nước đập với chiều rộng lòng sông sau: Bảng - Tỷ lệ độ thoát nước đập chiều rộng lòng sông Bề rộng lòng sông (kênh) Tổng bề rộng đập/Bề rộng lòng sông (kênh) Từ 50 m đến 100 m Từ 0,60 đến 0,75 Từ 100 m đến 200 m Từ 0,75 đến 0,85 Lớn 200 m Lớn 0,85 TCVN 10400 : 2015 5.1.1.5 Khẩu độ khoang đập lựa chọn cần đảm bảo yêu cầu sau, sở xét tới kinh tế kỹ thuật: a) Khi có yêu cầu giao thông thủy, độ khoang đập đảm bảo theo TCVN 5664 : 2009 tương ứng với cấp đường thủy nội địa Trường hợp công trình có nhiều khoang thoát nước cần có khoang đảm bảo yêu cầu cho giao thông thủy, ưu tiên bố trí vị trí luồng chạy tầu hữu b) Phù hợp với khả chế tạo, lắp ráp cửa van thiết bị khí c) Thuận lợi cho trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa cửa van 5.1.1.6 Trường hợp công trình có kết hợp cầu giao thông độ khoang đập nên chọn phù hợp với chiều dài nhịp dầm cầu định hình 5.1.1.7 Khẩu độ khoang đập liên quan đến số lượng khoang thoát nước đập, số lượng trụ, cửa van nên ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình Do trình thiết kế cần so sánh số phương án độ khoang đập điều kiện kinh tế kỹ thuật 5.1.2 Cao trình ngưỡng đập 5.1.2.1 Cao trình ngưỡng đập cao đáy sông phải đảm bảo điều kiện tiêu thoát nước theo tính toán thủy văn, thủy lực 5.1.2.2 Trong trường hợp có yêu cầu giao thông thủy qua đập, cao trình ngưỡng đập phải đảm bảo chiều sâu, xác định theo công thức sau: Zng= ZMNT-TK - [h] (1) Trong đó: Zng cao trình ngưỡng đập, m; ZMNT-TK mực nước thấp thiết kế (được xác định thông qua tính toán thủy văn, thủy lực cho dự án quan quản lý giao thông thủy cung cấp), m; [h] độ sâu ngưỡng cho phép lấy theo Bảng TCVN 5664 : 2009, m 5.1.2.3 Nếu công trình có quy mô lớn với nhiều khoang thoát nước, bố trí cao trình ngưỡng khoang đập khác tùy thuộc vào địa hình lòng sông tự nhiên Tuy nhiên cao trình ngưỡng đập khoang thông thuyền phải đảm bảo theo công thức (1) Trong thiết kế cần so sánh số phương án bố trí cao trình ngưỡng đập theo điều kiện kỹ thuật kinh tế sở xem xét yếu tố địa hình, địa chất, thủy lực dòng chảy 5.1.3 Xác định cao trình đáy dầm cầu công tác cầu giao thông đập 5.1.3.1 Cao trình đáy dầm cầu công tác cầu giao thông đập, phải cao mực nước lũ thiết kế 5.1.3.2 Trường hợp có yêu cầu giao thông thủy, cao trình đáy dầm cầu giao thông (cầu công tác) đập xác định chủ yếu dựa vào điều kiện tĩnh không cho giao thông thủy theo TCVN 5664 : 2009 Cao trình đáy dầm cầu tối thiểu, xác định theo công thức sau: Zđáydc = ZMNC-TK + [H] Trong đó: (2) TCVN 10400 : 2015 Zđáydc cao trình đáy dầm cầu giao thông (cầu công tác), m; ZMNC-TK mực nước cao thiết kế, m; [H] 5.1.4 chiều cao tĩnh không cầu theo Bảng - TCVN 5664 : 2009, m Xác định cao trình đỉnh cửa van, đỉnh trụ pin 5.1.4.1 Cao trình đỉnh cửa van chọn giá trị lớn theo hai điều kiện sau: a) Theo điều kiện ngăn nước (ngăn triều ngăn mặn) Zcv1 = ZtrP% + h + hnbd + a0 (3) Trong đó: ZtrP% mực nước ứng với tần suất thiết kế p%, theo kết tính toán thủy văn, thủy lực phụ thuộc vào cấp công trình, m ; h chênh lệch mực nước tĩnh trung tâm sóng, m; hnbd mực nước biển dâng ảnh hưởng biến đổi khí hậu ; a0 độ vượt cao an toàn, m b) Theo yêu cầu cao trình giữ nước (giữ nước môi trường, cấp nước) Zcv2 = ZgnP% + h’ + a0 (4) Trong đó: ZgnP% mực nước yêu cầu giữ ứng với tần suất thiết kế p%, m ; h’ chênh lệch mực nước tĩnh trung tâm sóng, m; a0 độ vượt cao an toàn, m Độ vượt cao an toàn (a0) xác định theo Bảng Bảng - Độ vượt cao an toàn (a0) Độ vượt cao tính mét Mực nước tính toán Cấp công trình Đặc biệt I II III IV Mực nước thiết kế 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 Mực nước kiểm tra 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 Cao trình đỉnh cửa van chọn giá trí lớn hai giá trị tính toán theo trường hợp 5.1.4.2 Cao trình đỉnh trụ pin Cao trình đỉnh trụ pin chọn lớn cao trình đỉnh cửa van từ ÷ 0,5 m tùy thuộc vào loại cửa van yêu cầu bố trí hạng mục kết cấu thiết bị đỉnh trụ TCVN 10400 : 2015 5.1.5 Cao trình đỉnh mang đập Thông thường cao trình đỉnh mang đập lấy cao trình đỉnh trụ pin Tuy nhiên số trường hợp để hạ thấp chiều cao đắp đất mang đập chọn cao trình đỉnh mang thấp cao trình trụ pin đập kết hợp làm tường chắn sóng 5.1.6 Quy mô cầu giao thông đập (nếu có) 5.1.6.1 Quy mô cầu giao thông (nếu có) phải theo quy hoạch mạng lưới giao thông đường khu vực theo yêu cầu chủ đầu tư, quyền địa phương; 5.1.6.2 Thiết kế cầu giao thông cần tuân thủ theo yêu cầu tiêu chuẩn ngành 5.2 Lựa chọn vị trí tuyến xây dựng công trình Đập trụ đỡ xây dựng lòng sông, vị trí tuyến xây dựng công trình cần đảm bảo yêu cầu sau: a) Đoạn sông thẳng, địa hình lòng sông hai bờ ổn định b) Tuyến công trình phải vuông góc với dòng chảy c) Thuận lợi cho việc kết nối giao thông nối tiếp công trình với bờ d) Phù hợp với quy hoạch công trình giao thông bộ, bến cảng, khu neo đậu tránh bão khu vực 5.3 Yêu cầu bố trí tổng thể, kết cấu công trình 5.3.1 Toàn công trình phải bố trí lòng sông nơi dự kiến xây dựng công trình, đảm bảo tính thẩm mỹ hài hòa với cảnh quan khu vực Các khoang đập nên bố trí đối xứng qua tim dọc theo dòng chảy đập để hạn chế tượng lệch dòng chảy sau đập 5.3.2 Mặt công trình phải bố trí hợp lý nhằm giảm thiểu khối lượng đền bù giải phóng mặt bằng; 5.3.3 Khoang thoát nước đập kết hợp thông thuyền bố trí vị trí tuyến luồng giao thông thủy hữu 5.3.4 Cao trình đáy dầm cầu xác định theo công thức (2) áp dụng khoang đập kết hợp khoang thông thuyền 5.3.5 Kích thước bệ trụ xác định vào kích thước trụ đảm bảo bố trí đủ số lượng cọc theo yêu cầu chịu lực 5.3.6 Kích thước trụ đập cần xác định vào kiểu kết cấu cửa van, độ khoang thoát nước yêu cầu bố trí kết cấu, thiết bị trụ trụ cầu, tháp kéo van, dàn công tác, tời xi lanh thủy lực Trong tất trường hợp, chiều dày trụ pin chỗ có khe cửa không nhỏ 0,3 m 5.3.7 Hình dạng mặt trụ pin phải bảo đảm cho dòng chảy vào khoang đập thuận co hẹp dòng chảy nhỏ 5.3.8 Dầm đỡ van gác lên hai bệ trụ, dầm đỡ van bệ trụ phải có khớp nối kín nước Kết cấu khớp nối phụ thuộc vào biện pháp thi công dầm van đúc chỗ hay lắp ghép TCVN 10400 : 2015 Trong đó: k : Hệ số tỷ lệ, tra theo bảng A1 (phụ lục A, TCVN 10304:2014) z : Độ sâu vị trí tiết diện cọc, kể từ mặt đất cọc đài cao, kể từ đáy đài với cọc đài thấp c : Hệ số điều kiện làm việc (đối với cọc độc lập c= 3) G.3.1.3 Theo Bowles (1997): Mô đun phản lực ngang hay hệ số xác định: (G8) Ks = s1.As + s2 Bs Zn Trong : Với cọc tiết diện vuông : s1 = s2 = 1,0 Với cọc tiết diện tròn : s1= 1,3 đến 1,7 : s2= 2,0 đến 4,4 Các thông số As Bs xác định theo công thức sức chịu tải Terzaghi (1948), ứng với chuyển vị đất tương ứng H= 2,5cm ứng C = 40; As= C.(c.Nc +0.5..B.N) Bs= C.(.Nq) Số mũ n= 0,4 đến 0,5 xác định từ đường cong hiệu chỉnh thí nghiệm trường theo thí nghiệm cọc chịu tải ngang (nếu có); Z độ sâu tính toán G.3.1.4 Theo tiêu chuẩn đường Nhật Bản – Thiết kế cho cọc ống thép: Mô đun phản lực ngang nền: Trường hợp không vượt chuyển vị cho phép: B  K H =K Ho  H   0,3  -3/4  (G9) Trong đó: KHo : Giá trị phản lực ngang nền, với thí nghiệm cứng đường kính 0,3m Giá trị tính toán, kN/m3;KHo=.Eo/0,3 E0 : Mô đun biến dạng nền, kN/m2;  : Hệ số đánh giá phản lực nền; BH : Bề rộng tải tương đương móng vuông góc với hướng tải, m Trong trường hợp cọc BH = D D ; β : Bề rộng cọc theo hướng tải, m 39 TCVN 10400 : 2015 K H D -1 (m ) 4.E.I  : Giá trị đặc trưng EI : Độ cứng vật liệu móng Trường hợp vượt chuyển vị cho phép:  y'  K'H =K H   y -1/2 (G10) Trong đó: KH : Hệ số phản lực ngang ứng chuyển vị “y”, kN/m3; y’ : Chuyển vị đầu cọc, mm Giá trị xác định khoảng 3,5%D (nhỏ 50mm); y : Chuyển vị cho phép, mm Giá trị xác định khoảng 1,0%D G.3.2 Theo phương pháp chuyển vị cọc G.3.2.1.Theo phương pháp tính chuyển vị ngang cho phép nhiều lớp Davisson Gill (sử dụng điều kiện đất nền) Mg R Hu R Yx =A yc +Byc EJ EJ M x =A mc H u R+Bmc M g Trong : R (G11) : Độ cứng tương đối cọc đất nền;  EJ  Với đất dính R=    ksD  0,25  EJ  ;Với đất không dính R=    nh  EJ : Độ cứng chống uốn cọc; D : Đường kính bề rộng cọc; K : Độ cứng hướng ngang đất; nh : Hằng số phản lực nền; Su : Lực dính không thoát nước lớp đất nền; [H]u : Sức kháng ngang cọc; Mg : Momen tác dụng vào đầu cọc; yx : Chuyển vị đầu cọc; Ayc, Byc, Amc, Byc: Các hệ số phụ thuộc vào lớp đất gần mặt đất Với đất dính: ks = 67.Su/D ks =n1.n2.80.qu/D với qu= 2.Su n1= 0,32 đến 0,40 hệ số phụ thuộc vào phương thức đóng cọc; n2: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm cọc; 40 0,20 ; TCVN 10400 : 2015 Với đất không dính: ks = nhz/D; z: chiều sâu vị trí tính toán Bảng G1 - Giá trị nh đất Đơn vị tính tấn/mét khối (T/m 3) Độ chặt Trên mực nước ngầm Dưới mực nước ngầm Rời rạc 190 110 Chặt vừa 810 540 1760 1080 Chặt Hiệu chỉnh hệ số Ktt= .Ks theo điều kiện tải trọng loại đất Bảng G2: Hệ số hiệu chỉnh  Trường hợp tải Trạng thái đất Hệ số  Đất chặt vừa đến chặt 0,50 Đất trạng thái rời 0,25 Đất Tải động đất Đất rời Tải trọng tĩnh Đất dính Đất yếu 0,17 đến 0,33 Đất cứng đến cứng 0,25 đến 0,50 Khác 1,00 Khi cọc ngàm đầu (do liên kết cứng vào bệ bệ có độ cứng chống uốn EJbệ lớn nhiều so với cọc EJcọc) thì: Phương trình chuyển vị cọc dạng: yx = Cyc.[H]u.R3/(EJ) Mô men đầu cọc dạng: Mx = Cmc.[H]u.R Với chuyển vị cho phép đầu cọc yx, xác định sức kháng ngang cọc Cách xác định Ayc, Byc, Amc, Byc, Cyc, Cmc: Hình G1 - Xác định hệ số Ayc, Byc, Amc, Byc, Cyc, Cmc 41 TCVN 10400 : 2015 Hình G1 - Xác định hệ số Ayc, Byc, Amc, Byc, Cyc, Cmc (kết thúc) 42 TCVN 10400 : 2015 G.3.2.2 Theo phương pháp Brom (điều G8 – TCXDVN 205-1998): Dựa vào hệ số Mu/(Su.D3) Hu/(Su.D2) (điều kiện bền vật liệu đất nền) Trong đó: Mu, Hu : Mô men lực cắt cực hạn cọc (theo vật liệu cọc); Su : lực dính không thoát nước đất; D : Đường kính cọc G.3.2.3 Theo phương pháp m (điều A2 – TCVN 10304:2014): Đất bao quanh cọc xem môi trường đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc trưng hệ số nền, hệ số biến đổi tuyến tính theo chiều sâu Hệ số tính toán đất thân cọc xác định Cz= K.z/c (kN/m3) Trong đó: k hệ số tỷ lệ, tính kN/m4, phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc; z độ sâu tiết diện cọc đất, nơi xác định hệ số nền, kể từ mặt đất trường hợp móng cọc đài cao, kể từ đáy đài trường hợp móng cọc đài thấp, m; c hệ số điều kiện làm việc (đối với cọc độc lập c= 3) G.4 Hệ số nhóm cọc G.4.1.Cọc chịu tải trọng đứng Trường hợp cọc bố trí theo hàng cột cho đất dính: η= 1Trong đó: Arctg(D/S)  1   2- -  π/2  m n (G12) D : Đường kính cạnh cọc; S : Khoảng cách tâm cọc; m : Số hàng cọc; n : Số cọc hàng + Đất dính: Các trường hợp sau không yêu cầu giảm hệ số nhóm: - Bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất; - Bệ cọc không tiếp xúc chặt chẽ với đất đất cứng; Nếu bệ cọc không tiếp xúc chặt chẽ với đất đất bề mặt mềm yếu thì: -  = 0,65 khoảng cách tim cọc đến tim cọc = 2,5D; -  = 1,00 khoảng cách tim cọc đến tim cọc = 6,0D; Các trường hợp khác nội suy + Đất rời: hệ số nhóm G.4.2 Cọc chịu tải trọng ngang Xét ảnh hưởng tương tác toàn nhóm cọc (không xét tới ảnh hưởng riêng lẻ cọc): 43 TCVN 10400 : 2015 Bảng G4 - Hệ số nhóm cọc ảnh hưởng tới sức chịu tải ngang cọc S/D 3,0 3,5 4,5 Hệ số nhóm  0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 1,00 CHÚ THÍCH: D đường kính cạnh cọc; S khoảng cách hai tâm cọc G.5 Biến dạng giới hạn hệ móng cọc + Độ lún cho phép [S]: độ lún cho phép móng cọc; từ 8,00 cm đến 10,00 cm; xác định S =1,5 Lkhoang + Độ lún lệch tương đối cho phép [S1/L]: khoảng từ 0,002 đến 0,004 + Chuyển vị ngang cho phép [y]: Chuyển vị ngang cho phép lớn cọc, [y] ≤ 3,80 cm + Chênh lệch lún cho phép trụ liền kề [S]:  S =0,75 L khoang Trong đó: Lkhoang 44 chiều dài nhịp ngắn kề với trụ tính m lấy 25m TCVN 10400 : 2015 Phụ lục H (Tham khảo) Tính toán ổn định bệ trụ đỡ H.1 Các sơ đồ bố trí móng cọc xiên Thượng lưu Hạ lưu Hình H1 - Sơ đồ bố trí móng cọc xiên phía riêng biệt: 40.00 3.00 3.00 3.00 4.50 4.50 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 2.60 2.60 13.5 2.60 2.60 3.00 2.25 2.25 12.00 Cọc Cừ chống thấm Hình - Sơ đồ bố trí móng cọc xiên phía kết hợp H.2 Mô đun phản lực nềncho tính toán ổn định trụ phương pháp phần tử hữu hạn 45 TCVN 10400 : 2015 Trong trường hợp mô hệ cọc mô hình không gian phần mềm Sap 2000 với đất thay hệ lò xo vị trí dọc theo cọc: Hệ số theo phương ngang: Ks =s1.As +s2 Bs Zn Trong đó: s1; s2 (H1) : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện cọc; Cọc vuông: s1=s2= Cọc tròn: s1=1,3 đến 1,7; s2= 2,0 đến 4,4 As; Bs : Hệ số phụ thuộc vào tính chất lý đất; As= C.(c.Nc +0,5..B.N); Bs= C.(.Nq); c,  : Tính chất lý lớp đất; C : Hệ số ứng với chuyển vị điểm tính toán nền; C= 40; Z : Độ sâu điểm xét cọc, m; Nc, N, Nq : Hệ số phụ thuộc vào góc ma sát đất; n : Hệ số mô đun phản lực nền, n = 0,4 đến 0,5; Hệ số theo phương đứng: Đất dính : K vs =0,1.E0 D-3/4 Đất rời : K vs =0,05.E0 D-3/4 Trong đó: (H2) E0= 0,025.N : Mô đun đàn hồi (T/m2); N : Giá trị xuyên tĩnh SPT; D : Bề rộng cọc, m H.3 Tính toán lún biến dạng bệ trụ móng H.3.1 Về độ lún cọc đơn: Trong trường hợp bệ trụ bố trí cọc (từ đến 5) cọc cần kiểm tra độ lún cho cọc đơn: S= S1 + S2 + S3< [S] (H3) Trong đó: S1 : Độ co vật liệu làm cọc S2 : Biến dạng mũi cọc; S3 : Chuyển vị thẳng đứng cọc ma sát bên cọc H.3.2 Kiểm tra độ lún đất xung quanh hệ nhóm cọc: 46 TCVN 10400 : 2015 Tải trọng tác dụng lên cọc đầu cọc ảnh hưởng đến đất xung quanh, cần kiểm tra áp lực tính toán cọc biến dạng tác dụng tải trọng công trình đầu cọc gây biến dạng đất (7.4 TCVN 10304:2014) so với sức chịu tải đất - Kiểm tra khối đất mũi cọc: Fqđ = (A1 + 2.H.tg).(B1+2.H.tg) (H4) Trong đó: A1, B1 : Khoảng cách hàng mũi cọc xa móng theo phương x phương y, m; H : Khoảng cách từ đáy đài cọc đến đáy khối móng quy ước, m; (Trong trường hợp lớp đất bệ trụ lớp đất bùn yếu chiều cao H khoảng cách từ đáy lớp đất yếu đến đáy khối móng quy ước): tb : Góc ma sát trung bình lớp đất từ mũi cọc trở lên;  = tb/4 Trong trường hợp cọc đóng xiên theo phương  =0 - Kiểm tra cường độ đất theo điều kiện sau: max  1, 2R σ max  σ R (H5) Với max, min : ứng suất lớn nhỏ đáy khối móng quy ước, xác định sau: max,min = Nd M x M y    F Wx Wy (H6) Trong : Nđ : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy khối móng quy ước; Nđ = Ntt + Nđ +Nc Ntt : Tải trọng tính toán tác dụng lên khối móng; Nđ : Trọng lượng đất khối móng quy ước; Nc : Tổng trọng lượng toàn cọc móng; Fqư : Diện tích đáy khối móng quy ước; My : Mômen uốn quanh trục y tính đến đáy khối móng quy ước; Mx : Mômen uốn quanh trục x tính đến đáy khối móng quy ước; Wx : Mô men chống uốn diện tích đáy móng theo phương x; Wy : Mô men chống uốn diện tích đáy móng theo phương y; - Sức chịu tải Rnền xác định theo 2.7 TCVN 4253 : 2012 - Tính lún cho khối móng quy ước: Do lớp địa chất mũi cọc xuyên qua dầy nên độ lún móng quy ước tính móng nông thiên nhiên Tại đáy khối móng, áp lực trung bình tiêu chuẩn:  tb  σ max  σ + Chia khối đất thành nhiều lớp có chiều dày hi 47 TCVN 10400 : 2015 + Tính lún theo công thức: S = Si (coi đất làm việc trạng thái đàn hồi) Si = 0,8.zi.hi/Eoi (H8) Trong đó: zđi    : Ứng suất tăng thêm đất đáy móng; zi= K.(tb- tb.H): Ứng suất gây lún khối móng; Eoi : Mô đun biến dạng lớp đất thứ i khối móng; K : Hệ số phụ thuộc tỷ số l/b, 2z/b lập sẵn thành bảng Kết tính toán độ lún nền: S < [S] 48 TCVN 10400 : 2015 Phụ lục I (Tham khảo) Tính toán ổn định khung vây I.1 Kiểm tra ổn định chống đẩy trồi: I.1.1 Đối với đất sét sét (coi = 0) I.1.1.1 Nền có lớp sét: Hình I1 - Sơ đồ tính đẩy trồi đáy khung vâyvới lớp sét Cường độ tải trọng phía khung vây: p = [(bh-n).H+n(H+H1)].B1 (I1) Trong đó: bh : Dung trọng bão hòa đất, T/m3; n : Dung trọng nước, T/m3; Cu : Lực kháng dính đất, T/m2; B : Bề rộng hố móng, m; H : Chiều cao từ mặt đất hố móng đến đáy hố móng, m; H1 : Chiều cao từ mực nước đến mặt đất hố móng, m; T : Bề dày lớp đất sét đáy hố móng, m; B1 : Chọn giá trị nhỏ (B/2)0,5 T, m Khả chịu tải đất: qd  5, 7.Cu B1 (I2) Lực giữ ma sát với đất phía khung vây với cừ: 49 TCVN 10400 : 2015 qc = (1+α).Cu.D Trong đó: (I3) D : Chiều sâu tường; α : Hệ số chiết giảm lực dính cọc đất, chọn α = 0,5 đến 1,0 Hệ số an toàn chống đẩy trồi K  1,5 (theo Terzaghi): K= 5,7.Cu B1 +Cu H+(1+α).Cu D (γ bh -γ n ).H.B1 +γ n B1 (I4) I.1.1.2 Nền có nhiều lớp sét: Hình I2 - Sơ đồ tính đẩy trồi đáy khung vâyvới nhiều lớp sét K= 5,7.Cu2 B1 +Cu1.H+(1+α).Cu3 D (γ bh -γ n ).H.B1 +γ n H1.B1 (I5) I.1.1.3 Ổn định chống đẩy trồi đáy hố móng lớp bơm K= 5,7.Cu2 B1 +Cu1.H+(1+α).Cu3 D+Cb Hb + b Hb B1 (γ bh -γ n ).H.B1 +γ n H1.B1 Trong đó: Cb : Lực dính lớp bơm tường cừ; γb: : Trọng lượng riêng lớp bơm phụt; Hb : Chiều cao lớp bơm phụt; (I6) I.1.1.4 Ổn định chống đẩy trồi đáy hố móng lớp bơm + cọc K= 50 5,7.Cu2 B1 +Cu1.H+(1+α).Cu3 D+Cb H b + b H b B1  Fj (γ bh -γ n ).H.B1 +γ n H1.B1 (I7) TCVN 10400 : 2015 Trong đó: Fj :Tổng lực neo giữ cọc lớp bơm Hình I3 - Sơ đồ tính đẩy trồi đáy khung vâyvới lớp bê tông bịt đáy cọc I.1.2 Đối với đất sét đồng thời xét c Hệ số ổn định chống đẩy trồi K  1,2: K=  D.N q  c.N γ1.(H+D) (I8) Trong đó: D : Độ sâu tường cừ cắm vào nền; H : Chiều cao từ mặt đất tự nhiên đến đáy hố móng; 1 : Trọng lượng trung bình tự nhiên lớp đất phía hố kể từ mặt đất tự nhiên đến đáy tường H1 : Chiều cao cột nước từ mặt nước tính toán đến mặt đất tự nhiên; 2 : Trọng lượng trung bình tự nhiên lớp đất phía hố kể từ mặt đào đến đáy tường Nq, Nc : Hệ số tính toán khả chịu lực giới hạn đất   N q  tan  450   e .tan  2  N c  (N q  1) tan  (I9) I.2 Tính toán chiều dày bê tông bịt đáy chống đẩy I.2.1 Lực đẩy khung vây Pđn = β.H.F.n (I10) Trong : H : Chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bê tông bịt đáy đến mực nước thi công ; F : Diện tích khung vây; 51 TCVN 10400 : 2015 n : Dung trọng nước; β : Hệ số triết giảm áp lực thấm, phụ thuộc vào loại đất Bảng I1 - Hệ số triết giảm áp lực thấm Loại đất Hệ số triết giảm áp lực thấm β Đất sét Từ 0,50 đến 0,80 Đất cát pha Từ 0,80 đến 0,90 Đất cát 1,00 I.2.2 Lực cản chống đẩy (Pg) bao gồm: - Trọng lượng thân phận khung vây (P1): cọc ván thép, vành đai, khung chống, bê tông bịt đáy,… Để đơn giản thiên an toàn xét đến trọng lượng khối bê tông bịt đáy: P1 = F.hb.b b (I11) : Trọng lượng riêng bê tông vữa dâng - Lực ma sát hệ cọc công trình với bê tông bịt đáy (P2) P2 = n.Ftx.f1 (I12) Trong đó: n : Số cọc Ftx : Diện tích tiếp xúc mặt bên cọc với bê tông bịt đáy; f1 : ma sát đơn vị cọc bê tông bê tông bịt đáy - Lực ma sát chân cọc ván thép bê tông bịt đáy (P3): P3 = C.hb.f2 (I13) Trong đó: C : Chu vi khung vây, tính theo đường tim cọc ván thép; f2 : Lực ma sát đơn vị đất phạm vi cắm cọc ván thép Pg = P1 + P2 + P3 (I14) I.2.3 Điều kiện an toàn khung vây: Pg k.Pđn Trong đó: k hệ số an toàn, lấy 1,05 Chiều dày lớp bê tông bịt đáy (hb) sau: hb  52 k..F.H. n  n.Ftx f1  C.h b f F. b (I15) TCVN 10400 : 2015 Phụ lục K (Tham khảo) Thiết bị quan trắc Thứ tự Nội dung Thiết bị đo quan trắc Ghi Quan trắc Mốc quan trắc lún mặt bê Bằng bê tông hay thép đặt trực tiếp lún mặt tông cốt thép lên đỉnh trụ pin, quan trắc phương pháp trắc đạc Mốc thép Quan trắc Mốc ngắm quan trắc chuyển vị - Bằng bê tông hay thép đặt trực tiếp chuyển vị ngang phương pháp trắc lên mặt trụ pin, hay mang đập ngang đạc quan trắc phương pháp trắc đạc Quan trắc chuyển vị ngang dọi - Quả lắc thuận có chân cố định vào nền, đỉnh tự di chuyển Quả Quả lắc thuận, đảo quan trắc lắc đảo ngược lại: cố định đỉnh chuyển vị ngang, nghiêng tự di chuyển đáy Căn dọi vào dịch chuyển so với hướng thẳng đứng ban đầu, cho biết độ chuyển vị ngang, nghiêng, lệch Quan trắc Cột thủy chí mựcnước - Bằng bê tông, thép, nhựa, gỗ…đặt bên trụ pin phía thượng hạ lưu trước tuyến quan trắc Quan khác - Các Camera đặt vị trí có tầm nhìn bao quát, không bị vướng Dữ liệu truyền lưu máy chủ trắc Camera Thiết bị đo gió - Thiết bị đo gió đặt vị trí thuận lợi theo tiêu chuẩn riêng 53 [...]... 2015 Ph lc A (Tham kho) Cỏc b phn chớnh ca p tr Gia cố mái Dầm giằng t-ờng cánh Cọc bản t-ờng cánh Rọ đá bọc PVC Cửa van m Dầ -ỡ ng ng ế uy kh ch tá Dầm van Dầm cừ Cừ chống thấm Cọc bê tông Hỡnh A1 - Mụ hỡnh p tr Hỡnh A2 - Ct dc 1 khoang thoỏt nc p tr 26 ò nd c ng y hả TCVN 10400 : 2015 Ph lc B (Tham kho) Cu to cỏc loi p tr Hỡnh B1 - Ct ngang p tr b thp Xà mũ cầu giao thông 1:m 1:m 1:m 1:m Bệ trụ. .. phai Mặt nền Cọc trụ pin 1:7 1:7 Dầm đỡ van Cừ chống thấm Cọc trụ pin Hỡnh B2 - Ct ngang p tr b cao m l h s mỏi nghiờng ca cc xiờn ; vi cc bờ tụng ct thộp thỡ m 5 ; vi cc thộp thỡ m 5 Khi s dng cc thộp thỡ phn cc nhụ ra khi kt cu tr v t nn phi c bo v chng n mũn Tựy theo cỏc iu kin c th s chn tng kiu p tr khỏc nhau, thụng thng vic chn dng p tr da vo cỏc yu t sau: 27 TCVN 10400 : 2015 Bng B1 - Phm... trong trng hp cú cu giao thụng; - Ti trng ng t (EQ); - p lc nc tng ng mc nc kim tra; - Ti trng súng do ng t, n hoc súng thn 29 TCVN 10400 : 2015 C2 S tớnh ti trng tỏc dng vo tr Pxe /2 Pxe /2 Pxe /2 Pxe /2 WL WL Ws Ws Pcầu N1 N2 MNTL Ptr WA Ht1 pv Ht2 EH2 MNHL BTCT bệ trụ Hb2 pbt Hb1 EH1 BT bịt đáy h2 h1 W2 W1 Hỡnh C1 - S tớnh lc y ni v ti trng tỏc dng trc tip vo tr Ký hiu trong Hỡnh C1: hb: chiu cao... trung bỡnh 5,00 Cỏt ht nh 6,00 Cỏt mn 7,00 TCVN 10400 : 2015 Ph lc E (Tham kho) Dng dm van Dm van Hỡnh E1 - Dm van p dng phao hp lp t di nc sau khi thi cụng tr pin DM VAN Cắt CT dọcDC dầm đ? van CT -1 Cắt11-1 Cao su lá 13 mm Cao su lá 10 mm Bê tông đổ sau Đệm cao su Hỡnh E2 - Dm van dng ch U ngc lp t di nc sau khi thi cụng tr pin 33 TCVN 10400 : 2015 Ph lc F (Tham kho) Mang p v gia c lũng dn Hỡnh... t dớnh nờn t sõu cú giỏ tr SPT >20 5.4.4.5 Yờu cu tớnh toỏn T cỏc t hp ti trng tớnh toỏn tỏc dng xung nn t nhiờn (nn cha gia c), ỏnh giỏ kh nng chu lc ca nn, t ú xut gii phỏp gia c 12 TCVN 10400 : 2015 5.4.4.5.1 Tớnh toỏn ỏp sut ỏy múng p sut ỏy múng chu nh hng ca rt nhiu yu t nh hỡnh dng, kớch thc v cng ca múng, sõu chụn múng, giỏ tr v quy lut phõn b ca ti trng tỏc dng lờn múng, tớnh cht t nn... kim tra: - Trng thỏi gii hn th nht: Lc dc trc ln nht trong cc n: Nmax ... 10400 : 2015 Ph lc B (Tham kho) Cu to cỏc loi p tr Hỡnh B1 - Ct ngang p tr b thp Xà mũ cầu giao thông 1:m 1:m 1:m 1:m Bệ trụ 1:m 1:m Khe van 1:m 1:m Khe phai Mặt Cọc trụ pin 1:7 1:7 Dầm đỡ van... n hoc súng thn 29 TCVN 10400 : 2015 C2 S tớnh ti trng tỏc dng vo tr Pxe /2 Pxe /2 Pxe /2 Pxe /2 WL WL Ws Ws Pcầu N1 N2 MNTL Ptr WA Ht1 pv Ht2 EH2 MNHL BTCT bệ trụ Hb2 pbt Hb1 EH1 BT bịt đáy... gia cố lòng dẫn Cọc đỡ dầm ng-ỡng khuếch tán Khe van Dầm ng-ỡng khuếch tán Cọc đỡ dầm ng-ỡng khuếch tán Hỡnh F4 - Kt cu gia c lũng dn v tng khuch tỏn dũng chy 35 TCVN 10400 : 2015 Ph lc G (Tham