Bài giảng tường chắn đất chương 2 tường trọng lực và tường bêtông

CÁC BÀI TOÁN ÁP DỤNG CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TƠNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TƠNG ĐỊNH NGHĨA TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TƠNG 1-Tường trọng lực : là tường sử dụng trọng lượng bả

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C M Ở T P H C M

G I Ả N G V I Ê N : T H S N G U Y Ễ N T R Ọ N G N G H Ĩ A

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC

VÀ TƯỜNG BÊTƠNG

CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG

BÊ TƠNG

1 GIỚI THIỆU TƯỜNG CHẮN TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TÔNG

2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

3 CÁC BÀI TOÁN ÁP DỤNG

CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG

BÊ TƠNG

TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TƠNG

ĐỊNH NGHĨA TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG

BÊ TƠNG 1-Tường trọng lực : là tường sử dụng trọng lượng bản thân của vật liệu làm tường để giữ ổn định

W

P a

P p

F R

CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC

Các loại tường trọng lực thông thường

CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC

Khối bê tông (concrete block wall)

Chốt và khe

Công trình dân dụng

Thi công lắp nhanh đơn giản

Chiều cao hạn chế

CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC

Rọ đá (Gabion wall)

Vật liệu dể tìm, thi công nhanh Công trình kè, tường chắn đất

CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC

Tường cũi (Crib wall)

Thi công chậm Tiết kiệm vật liệu

Độ ổn định cao Tường chắn bảo vệ cho giao thông

CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC

Tường Geocell

Thi công nhanh

Tiết kiệm vật liệu

Độ ổn định cao

Tường chắn bảo vệ mái dốc

cho công trình dân dụng và

giao thông

CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC

Tường Geocell

ĐỊNH NGHĨA TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG

BÊ TÔNG 2-Tường bê tông: Tường sử dụng vật liệu bê tông cốt thép

Tường có đáy mở rộng để chuyển các lực đứng do khối

lượng tường hoặc đất thành lực ngang dưới đáy tường Lực

ngang này giữ ổn định cho tường

W s

P a

P p

F R

W c

CÁC LOẠI TƯỜNG BÊ TÔNG

Tường console (Cantilever Wall)

CÁC LOẠI TƯỜNG BÊ TÔNG

Tường bê tông cốt thép có bản chống (Counterfort Wall)

SO SÁNH TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ

TÔNG

Thi công đơn giản Thi công phức tạp hơn Khối lượng vật liệu nhiều Tiết kiệm vật liệu sử dụng Trọng lượng nặng, thông

thường tường bị giới hạn chiều cao

Vươn cao hơn tường trọng lực, kết cấu hiệu quả hơn khi gia cường bản chống

KHO XĂNG DẦU - LIÊN CHIỂU BÀI HỌC KINH NGHIỆM

KÍCH THƯỚC THÔNG DỤNG KÍCH THƯỚC THÔNG DỤNG

BỐ TRÍ CỐT THÉP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ÁP LỰC NGANG LÊN

TƯỜNG -Tường trọng lực nên sử dụng lý thuyết Coulomb

SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ÁP LỰC NGANG LÊN

TƯỜNG -Tường console và tường có bản chống nên sử dụng lý thuyết

Rankine

CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG

BÊ TÔNG

CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG

LỰC

a-Kiểm tra ổn định trượt,

FS= Lực chống trượt/ Lực gây trượt≥ 1,5

1-Tính áp lực và lực tác dụng lên tường chắn

2-Kiểm tra ổn định tường chắn :

P a

F R

W

CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG

LỰC b-Kiểm tra ổn định lật

P a

W

l a

l w

CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG

LỰC c-Kiểm tra chịu tải nền,

P a

W

q max

q min

FS=qult/qmax≥ 3

CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG

LỰC d-Kiểm tra ổn định tổng thể,

1-TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG

P a

δ p

P p

F R

1-TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG

W s

P h

P p

F R

W c

P v

P a

β

β H

h

SỬ DỤNG TRA BẢNG ĐỂ TÍNH ÁP LỰC

NGANG

Bảng tra áp lực do Terzaghi, Peck và Mesri lập vào năm

1996

Phạm vi ứng dụng:

1-Bài tính tường là bài toán phẳng 2D và không có mang

phụ tải

SỬ DỤNG TRA BẢNG ĐỂ TÍNH ÁP LỰC

NGANG

Tường có chiều cao H chịu tác dụng của hai lực: Lực ngang

và đứng

2

2

1

H K

2

1

H K

Trường hợp tường nghiêng một gócβ tới chiều cao nhất định 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG

a-ỔN ĐỊNH TRƯỢT

1-Lực gây trượt:

Ph: Lực gây trượt 2-Lực chống trượt:

p a

Trong đó:

R là tổng lực đứng= Ws +Wc +Pv

5 1





h R S

P

F F

3-Hệ số an toàn chống trượt

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG

a-ỔN ĐỊNH TRƯỢT

ca=α.cu

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG a-ỔN ĐỊNH TRƯỢT

4- Gia tăng hệ số an toàn chống trượt bằng gia cường chốt

p a

Trong đó:

R là tổng lực đứng= Ws +Wc +Pv

δ là góc ma sát đất và đáy tường

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG

b-ỔN ĐỊNH LẬT

1-Mơment gây lật:

2-Mơment chống lật:

Trong đĩ:

H: chiều cao tường

h: chiều sâu chơn tường

lc, ls: khoảng cách từ tâm xoay đến trọng tâm

tường và đất tương ứng

3-Hệ số an tồn chống lật

3

H

P

M o h

s c

2





o

R

S

M

M

F

c-CHỊU TẢI NỀN

1-Lệch tâm e:

R M M B

2





 2-Áp lực dưới tường







 









 



B e B

R q

B e B

R q

6 1

6 1

min max

Hai phương trình trên chỉ đúng khi e ≤ B/6

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG

c-CHỊU TẢI NỀN

3-Khả năng chịu tải nền (Theo Terzaghi)

móng đáy dưới ngay đất lớp của theo bảng

tra

N

móng đáy trên bên đất phủ lớp của

lượng

trọng

băng









c

q

c q ult

N

N

q

Mĩng cN qN

b

N

q

,

,

:

5



4-Hệ số an

tồn

3

max





q

q

S

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG c- ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ

1-Tính hệ số an tồn nhỏ nhất do cung trượt đi qua

CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG

BÊ TÔNG

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Cho tường console như hình vẽ

Đất sau tường nghiêngβ=15o Đất phía trên là đất cát:

γ = 18,5kN/m3.Ф=30o c=0 Đất phía dưới đáy tường:

γ = 19kN/m3.Ф=25o c=60 kpa

1-LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG CHẮN

Đất loại1

kN

P

P

K

v

v

v

42

,

30

8

,

7

1

2

1













Góc nghiêng β =15 o

kN

P

P

K

h

h

h

62

,

153

8

,

7

05

,

5

2

1

05

,

5

2













1-LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG CHẮN

Sử dụng lý thuyết Rankine

373 0

30 cos 15 cos 15 cos

30 cos 15 cos 15 cos 15 cos cos cos cos

cos cos cos cos

2 2 2 2

2 2 2 2



























a

o o o

o o o o a

K

K















kN H

K

P a a 0 , 373 18 , 5 7 , 8 209 , 9

2 1 2

1 2     2 

kN P

a

h cos 209 , 9 cos 15  202 , 77

kN P

a

v sin 209 , 9 sin 15  54 , 326 Thiên về an toàn ta sử dụng lý thuyết Rankine để tính

kN h

K P K p p p

111 2 5 , 18 3 2 1

3 ) 2 / 45 ( tan

2 2

2





















2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG

A-ỔN ĐỊNH TRƯỢT

kN

H

K

P a a 209 , 9

kN

P

P h acos 202 , 77

kN

P

P v asin 54 , 326

kN

h

K

2

1 2 

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH - CHỐNG LẬT

Mômen chống lật ta có bảng sau:

Mômen gây lật: M o P h H 527 , 202kNm

3 8 , 7 77 , 202

3   



ID Diện tích(m2 ) riêng(kN/mTrọng lượng3 )

Trọng lượng(kN/m)

Cánh tay đòn (m) Mômen (kNm/m)

1 1,16 18,5 21,5 3,75 80,8

2 18,75 18,5 346,9 3,25 1127,3

3 3,56 24 85,5 2,38 203,1

4 3,13 24 75,0 1,50 112,5

5 0,78 24 18,8 1,17 21,9

kN

W 544 , 7

  M 1545 , 6kNm kNm

M

M R  1545 ,6

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT

Kiểm tra hệ số an toàn chống lật

2 9 202 527 6

1545  



, ,

o

R

S

M

M

F

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH - CHỐNG TRƯỢT

m

B 4 , 75

o

25







kN

R334,75547,7tan(25)111523,2

p a

kN W

trong đó:

33 60 55 ,

0  



 u

a c

Như vậy :

Kiểm tra hệ số an toàn chống trượt: 2 58 5

77 202 2

523 , , ,





h

R S

P F F

2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH - NỀN

Độ lệch tâm e:

Áp lực dưới đáy móng:

Khả năng chịu tải nền:

5 7 544 2 527 6 1545 2 75 4

, ) , ( , )





R M M B

kPa B

e

B

R

q

kPa B

e

B

R

q

3 42 75 4 5 6 1 75 4 7 544 6

1

187 75 4 5 6 1 75 4 7 544 6

1

, ,

, ,

, ,

, ,

,

min

max









  









 











 









 



kPa cN

qN

b

N

78 2354 1 25 60 72

12

5

18

2

75 4 19 34 8 5 5

, , ,

,

, ,

,

























q

q

187 78



max

3-BỐ TRÍ CỐT THÉP

Bảng đứng có sơ đồ tính

H =7-0,75 = 6,25m

THÉP BẢNG ĐỨNG

Tính toán cốt thép bản đứng

kN H

K

P a a 0 373 18 5 6 25 134 78

2 1 2

1 2   ,  ,  , 2  ,

kN P

a

h cos 134 , 78 cos 15  130

kNm h

P

3 25 6 130



2

0015 0 7 280000 9 270

M

, ,



THÉP BẢNG ĐÁY PHẦN GÓT

Tính toán cốt thép bảng đáy phần gót

kPa

78 4 3 42 187 3 3

42    



,

, ,

kNm M

237 6 3 42 133 2 3 3 42

75 1 25 3 9 346 75 1 75 3 5 21

2 2























) ( ,

) , , , ) , , ,

2

0013 0 7 280000 9 237

M

, ,

 Pmin = 42,3kPa

Pmax= 187kPa Pg 3m 1 2

THÉP BẢNG ĐÁY PHẦN MŨI

Tính toán cốt thép bảng đáy phần mũi

kPa

78 4 3 42 187 1 187

, ,

kNm

6 1 157 187 2 1 157

2 2

, )







2

00047 0 7 280000 9 5 83

M

,

 Pmin = 42,3kPa

Pmax= 187kPa

Pg2

1m