Nhiệm vụ yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu: Thiết kế kỹ thuật và thi công kè bảo vệ bờ sông Cân Thơ đoạn từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu theo 2 phương án.. LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN TH
Trang 1LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÕA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
BỘ MÔN KT&QL TÀI NGUYÊN NƯỚC -oOo -
-
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN NHẬT LAI MSSV: 81001642 NGÀNH: THỦY ĐIỆN – THỦY LỢI – CẤP THOÁT NƯỚC LỚP: XD07BTL1 1 Đầu đề luận văn: THIẾT KẾ KÈ BẢO VỆ BỜ SÔNG CẦN THƠ 2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): Thiết kế kỹ thuật và thi công kè bảo vệ bờ sông Cân Thơ đoạn từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu theo 2 phương án 3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn : 27/01/2016 4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/06/2016 5 Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn TS VÕ THỊ TUYẾT GIANG 100%
Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn TP.HCM, ngày … tháng 06 năm 2016 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PGS.TS NGUYỄN THỐNG TS VÕ THỊ TUYẾT GIANG
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ):
Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận án:
Trang 2NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 06 năm 2016
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 3LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 06 năm 2016
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 4NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 4
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3
MỤC LỤC 4
DANH MỤC HÌNH 7
DANH MỤC BẢNG 9
LỜI NÓI ĐẦU 11
CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÔNG TRÌNH 12
Giới thiệu chung về sông Cần Thơ 12
I Thực trạng, yêu cầu xây dựng bờ kè gia cố bờ bảo vệ bờ biển 13
II Nhiệm vụ của đề tài luận văn 13
III CHƯƠNG II - CÁC TÀI LIỆU LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ 14
I Tài Liệu địa hình, địa chất 14
1 Đặc điểm địa hình tự nhiên của khu vực 14
2 Đặc điểm địa chất của khu vực 14
II Tài liệu khí tượng thủy văn 16
1 Gió 16
2 Chế độ mưa 16
3 Thủy hải văn 17
Phân tích điều kiện tự nhiên, đề xuất phương án thiết kế kè 17
III 1 Phân tích điều kiện tự nhiên 17
2 Đề xuất phương án thiết kế kè 17
CHƯƠNG III - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƯƠNG ÁN 1 19
I Sơ bộ về phương án 19
1 Tổng quan về công trình 19
2 Phân cấp công trình 20
II Số liệu tính toán 20
1 Số liệu tự nhiên 20
2 Hệ số vượt tải 21
3 Vật liệu xây dựng 21
III Thiết kế chi tiết tường chắn 22
1 Lựa chọn kích thước sơ bộ 22
2 Các lực tác động lên tường chắn 22
3 Các trường hợp tính toán 24
4 Kiểm tra ổn định tường chắn 31
5 Xử lý nền móng bằng cọc Bê Tông cốt thép 42
6 Kiểm tra ổn định công trình bằng phần mềm Plaxis 58
7 Tính toán kết cấu tường chắn 70
IV Tính toán chi tiết mái taluy 79
Trang 5LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 5
1 Sơ bộ về công trình mái taluy 79
2 Tính toán chi tiết mái taluy 79
V Tính toán chân kè 90
1 Sơ bộ về chân kè 90
2 Các lực tác động lên chân kè (tính trên 1m chiều dài) 91
3 Kiểm tra ổn định 92
4 Tính toán kết cấu tường chân kè 94
5 Tính toán đường kính đá gia cố 97
VI Thiết kế các bộ phận phụ 98
1 Lan can bảo vệ 98
2 Vỉa hè 99
3 Bậc thang lên xuống 99
4 Bộ phận thoát nước 100
CHƯƠNG IV - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƯƠNG ÁN 2 102
I Sơ bộ về phương án 102
1 Tổng quan về tường chắn có cốt 102
2 Các loại cốt thường sử dụng ở các nước trên thế giới 102
3 Ưu điểm của tường chắn có cốt 103
4 Nguyên lý đất có cốt 103
II Tính toán chi tiết tường chắn có cốt bằng vải địa kỹ thuật 106
1 Yêu cầu thiết kế 106
2 Số liệu tính toán 106
3 Lựa chọn kích thước sơ bộ 107
4 Các lực tác động lên tường chắn 108
5 Tinh toán chiều dài các lớp cốt 109
6 Kiểm tra ổn định công trình 111
7 Kiểm tra ổn định công trình bằng phần mềm Geo–Slope 114
III Thiết kế các công trình phụ 119
1 Dầm chân kè, dầm đỉnh kè 119
2 Tường xây bằng gạch Block 119
3 Lan can bảo vệ 121
4 Bộ phận thoát nước 122
5 Vỉa hè 122
CHƯƠNG V - THIẾT KẾ THI CÔNG 123
I Khái quát chung 123
1 Đặc điểm công trình và yêu cầu thi công xây dựng 123
2 Công tác đê quây phục vụ thi công 123
3 Mặt bằng thi công 125
4 Điện nước thi công và sinh hoạt 126
II Biện pháp thi công phương án 1 – Tường chắn bê tông kết hợp mái taluy 126
1 Công tác đê quây hố móng 126
Trang 6NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 6
2 Công tác đào móng tường chắn, móng chân kè và bạt mái taluy 126
3 Thi công xây dựng chân kè 127
4 Thi công xây dựng tường chắn 127
5 Thi công đắp tường kè 128
6 Thi công mái taluy 129
7 Tháo dỡ đê quây 129
8 Thi công rọ đá 129
9 Công tác hoàn thiện công trình 130
III Biện pháp thi công phương án 2 – Tường chắn có cốt 130
1 Thi công đê quây hố móng 130
2 Đào đất 130
3 Thi công phần nền móng 130
4 Thi công thân tường chắn 131
5 Hoàn thiện công trình 131
IV Yêu cầu về chất lượng vật liệu xây dựng 131
1 Cát 131
2 Thép 132
3 Xi măng 132
4 Đá hộc 132
5 Đá dăm 132
6 Vải địa kỹ thuật 133
7 Rọ đá 134
8 Gạch Block 135
NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 137
1 Ưu điểm và khuyết điểm của tường phương án: 137
2 Kết luận 137
TÀI LIỆU THAM KHẢO 138
Trang 7LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 7
DANH MỤC HÌNH
Hình 1 – Sông Cần Thơ 12
Hình 2 – Vị trí công trình 13
Hình 3 – Bình đồ của khu vực 14
Hình 4 – Mặt cắt địa chất tuyến P1 16
Hình 5 – Phương án 1 18
Hình 6 – Phương án 2 18
Hình 7 – Mặt cắt địa hình bờ bên trái 19
Hình 8 – Sơ bộ công trình 19
Hình 9 – Kích thước sơ bộ tường chắn 22
Hình 10 – Áp lực đất
Hình 11 – Áp lực thủy tĩnh
Hình 12 – Áp lực đẩy nổi
Hình 13 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp 1 25
Hình 14 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp 2 27
Hình 15 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp 3 28
Hình 16 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp 4 29
Hình 17 – Sơ đồ các áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp 5 30
Hình 18 – Các tác dụng chống lật và gây lật lên tường chắn 31
Hình 19 – Các áp lực tác dụng lên tường chắn 37
Hình 20 – Bố trí cọc 45
Hình 21 – Chuyển vị ngang 65
Hình 22 – Chuyển vị đứng 65
Hình 23 – Momen tác dụng lên cọc 66
Hình 24 – Bảng thống kê tường đứng 66
Hình 25 – Biểu đồ lực cắt tác dụng lên tường đứng 67
Hình 26 – Momen tác dụng lên tường đứng 67
Hình 27 – Thống kê nội lực bản đáy Lực Cắt bản đáy 68
Hình 28 – Lực cắt bản đáy 68
Hình 29 – Biểu đồ Momen bản đáy 69
Hình 30 – Sơ đồ lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp nguy hiểm 70
Hình 31 – Kết quả SAP2000 nội lực tường đứng 71
Hình 32 – Sơ đồ lực tác dụng lên bản đáy 74
Hình 33 – Kết quả chạy SAP2000 nội lực bản đáy 74
Trang 8NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 8
Hình 34 – Bố trí cốt thép tường chắn 78
Hình 35– Cấu tạo mái taluy 89
Hình 36 – Kết cấu chân kè 96
Hình 37 – Chi tiết trụ lan can 98
Hình 38 – Chi tiết hệ thống thanh lan can bảo vệ 98
Hình 39 – Chi tiết bồn hoa 99
Hình 40 – Bậc thang lên xuống 100
Hình 41 – Chi tiết bờ bo 100
Hình 42 – Chi tiết bộ phận thoát nước 101
Hình 43 – Tổng quan công trình tường chắn có cốt 106
Hình 44 – Kích thước sơ bộ tường chắn có cốt 107
Hình 45 – Các áp lực tác dụng lên tường chắn 108
Hình 46 – Các lực gây lật và chống lật tác dụng lên tường chắn 113
Hình 47 – Kết cấu dầm chân kè 119
Hình 48 – Kết cấu dầm đỉnh kè 119
Hình 49 – Hình dáng gạch Block 119
Hình 50 – Chi tiết gạch Block 120
Hình 51 – Quy cách xây tường gạch Block 120
Hình 52 – Chi tiết trụ lan can 121
Hình 53 – Kết cấu trụ lan can liên kết với dầm đỉnh kè 121
Hình 54 – Đê quây hố móng 124
Hình 55 – Tầm hoạt động của máy xúc bánh xích Hitachi 125
Hình 56 – Công tác đê quây hố móng 126
Hình 57 – Công tác đào đất 127
Hình 58 – Thi công cọc bê tông 128
Hình 59 – Thi công đắp tường kè 129
Hình 60 – Thi công đào đất 130
Hình 61 – Thi công thân tường chắn có cốt 131
Hình 62 – Lưới tấm bao gồm dây viền và dây đan 135
Hình 63 – Hình dáng gạch Block 135
Hình 64 – Chi tiết gạch Block 135
Hình 65 – Quy cách xây tường gạch Block 136
Trang 9LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 9
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 – Thống kê địa chất khu vực 15
Bảng 2 – Số liệu địa chất để tính toán tường chắn 20
Bảng 3 – Hệ số vượt tải 21
Bảng 4 – Cấp độ bề chịu nén của bê tông 21
Bảng 5 – Cường độ của cốt thép 21
Bảng 6 – Momen chống lật trong trường hợp 1 32
Bảng 7 – Momen gây lật trong trường hợp 1 32
Bảng 8 – Momen chống lật trong trường hợp 2 33
Bảng 9 – Momen gây lật trong trường hợp 2 33
Bảng 10 – Momen chống lật trong trường hợp 3 34
Bảng 11 – Momen gây lật trong trường hợp 3 34
Bảng 12 – Momen chống lật trong trường hợp 4 35
Bảng 13 – Momen gây lật trong trường hợp 4 35
Bảng 14 – Momen chống lật trong trường hợp 5 36
Bảng 15 – Momen gây lật trong trường hợp 5 36
Bảng 16 – Tính toán moment tại đáy móng 38
Bảng 17 – Ứng suất đáy móng trong trường hợp 1 38
Bảng 18 – Tính toán moment tại đáy móng theo trường hợp 2 38
Bảng 19 – Ứng suất đáy móng trong trường hợp 2 38
Bảng 20 – Tính toán moment tại đáy móng theo trường hợp 3 39
Bảng 21 – Ứng suất đáy móng trong trường hợp 3 39
Bảng 22 – Tính toán moment tại đáy móng theo trường hợp 4 39
Bảng 23 – Ứng suất đáy móng trong trường hợp 4 39
Bảng 24 – Tính toán moment tại đáy móng theo trường hợp 5 40
Bảng 25 – Ứng suất đáy móng trong trường hợp 5 40
Bảng 26 – Tính toán fsili 43
Bảng 27 – Tính toán ứng suất hữu hiệu 44
Bảng 28 – Tính toán thành phần ma sát hông 44
Bảng 29 – Bảng tính góc ma sát trong trung bình 46
Bảng 30 – Xác định trọng lượng móng khối quy ước 47
Bảng 31 – Sơ bộ kích thước chân kè 90
Bảng 32 – Tổng momen chống lật chân kè 92
Bảng 33 – Bảng hệ số tương tác 110
Trang 10NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 10
Bảng 34 – Kết quả tính toán chiều dài cốt 110
Bảng 35 – Kết quả tính toán tụt neo 111
Bảng 36 – Tổng hợp các lực gây lật 113
Bảng 37 – Tổng hợp các lực chống lật 113
Bảng 38 – Tính năng kỹ thuật chính của vải địa kỹ thuật Polyfield TS60 133
Bảng 39 – Tính năng kỹ thuật chính của vải địa kỹ thuật Polyfield TS70 134
Trang 11LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 11
LỜI NÓI ĐẦU
Sau 5 năm học tập tại trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, sinh viên phải hoàn thành tất cả các môn học của chương trình đào tạo và cuối cùng phải hoàn thành môn học Luận Văn Tốt Nghiệp mới có thể trở thành một người kỹ sư xây dựng công trình thủy lợi
Môn học luận văn tốt nghiệp là điều kiện bắt buộc để sinh viên tổng hợp kiến thức của mình để thiết kế công trình thực tế, cụ thể
Để có thể hoàn thành được bài Luận văn tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô Võ Thị Tuyết Giang cũng như các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước và các giảng viên trong trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM đã truyền dạy cho em các kiến thức khoa học rất quan trọng làm cơ sở nền tảng kiến thức để em thực hiện luận văn này
Em xin hứa là sau khi ra trường em sẽ cố gắng trở thành một người kỹ sư – một người công dân có ích cho xã hội, và sẽ giúp đỡ những người khó khăn hơn mình nếu như em có thể giúp được
Luận văn tốt nghiệp này có rất nhiều nội dung cũng như rất nhiều kiến thức chuyên sâu, bản thân em cũng còn ít kinh nghiệm thực tiễn, do đó chắc chắn sẽ có sai sót không mong muốn Mong các Thầy, Cô cũng như các bạn đọc phê bình để em rút được kinh nghiệm sau này đi làm trong các công trình thực tế
TP Hồ Chí Minh 2/06/2016
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Nhật Lai
Trang 12NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 12
CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÔNG TRÌNH
Giới thiệu chung về sông Cần Thơ
150 km, cách thành phố Rạch Giá gần 120 km, cách biển khoảng hơn 80 km theo đường nam sông Hậu Thành phố Cần Thơ nằm toàn bộ trên đất có nguồn gốc phù sa sông Mê Kông bồi đắp và được bồi lắng thường xuyên qua nguồn nước có phù sa của dòng sông Hậu, Địa chất trong thành phố được hình thành chủ yếu qua quá trình bồi lắng trầm tích biển và phù sa của sông Cửu Long
Thành phố Cần Thơ có Sông Hậu chảy qua với tổng chiều dài là 65 km, trong đó đoạn qua Cần Thơ có chiều rộng khoảng 1,6 km Tổng lượng phù sa của sông Hậu là 35 triệu
m3/năm, Tại Cần Thơ, lưu lượng cực đại đạt mức 40 000 m3
Hình 1 – Sông Cần Thơ
Trang 13Những năm qua, quận Ninh Kiều còn chịu ảnh hưởng nặng nề do triều cường, với trên 40 tuyến đường bị ngập sâu như: Đại lộ Hòa Bình, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Trần Văn Hoài, Nguyễn Văn linh, Ung Văn Khiêm gây ảnh hưởng sinh hoạt, đi lại của người dân Trên địa bàn quận xuất hiện nhiều điểm sạt lở, đe dọa tính mạng, nhà cửa của người dân và các tuyến đường giao thông Gần đây, thành phố đã triển khai thực hiện nhiều dự án chỉnh trang, phát triển đô thị, trong đó có nhiều dự án xây dựng bờ kè góp phần hạn chế sạt lở bờ sông
Nhiệm vụ của đề tài luận văn
III
Để đảm bảo hai bên bờ sông Cần Thơ được an toàn, ổn định và tạo không gian sạch đẹp, thoáng mát, đồng thời cải thiện tình hình lấn chiếm bờ sông, UBND tỉnh Cần Thơ triển khai làm bờ kè dọc hai bên bờ sông Cần Thơ Nhiệm vụ của luận văn là thiết kế bờ kè gia cố dài 908m cho 2 đoạn bờ sông Cần Thơ:
+ Đoạn 1: Bắt đầu từ cầu Cái Sơn đến kè Chợ An Bình
+ Đoạn 2: Bắt đầu từ cầu Cái Răng đến rạch Đầu Sấu
Hình 2 – Vị trí công trình
Trang 14NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 14
CHƯƠNG II - CÁC TÀI LIỆU LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ
I Tài Liệu địa hình, địa chất
1 Đặc điểm địa hình tự nhiên của khu vực
Dọc bờ phải sông Cần Thơ có địa hình tương đối thấp Cao độ trung bình của các tuyến đường chạy dọc bờ sông khoảng +2m (hệ cao độ Hòn Dấu) Cao độ đáy sông có những vị trí rất sâu, có nơi sâu đến –26m Đường bờ sông có sự biến đổi về cao độ rất lớn và không đồng đều giữa các khu vực
Đoạn bờ sông từ cầu Cái Sơn đến rạch Đầu Sấu, mái bờ sông rất dốc
Đoạn thượng lưu rạch Đầu Sấu đến kè Ban chỉ huy quân sự Thành phố Cần Thơ mái bờ sông tương đối thoải, hệ số mái dốc trung bình biến đổi từ m = 5÷10
Đoạn bờ sông từ kè Ninh Kiều đến giáp tuyến kè của Ban chỉ huy quân sự thành phố có
địa hình đường bờ rất dốc, mái tự nhiên bờ sông m = 2÷5
2 Đặc điểm địa chất của khu vực
Trang 15LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 15
Bảng 1 – Thống kê địa chất khu vực
Chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Lớp 1
Trang 16NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 16
Hình 4 – Mặt cắt địa chất tuyến P1
II Tài liệu khí tượng thủy văn
1 Gió
– Có 3 hướng gió thịnh hành trong năm:
+ Từ tháng 11 đến tháng 12 hướng gió thịnh hành, hướng Đông–Bắc, gây khô và lạnh + Từ tháng 02 đến tháng 06 gió Đông–Nam thịnh hành, gây khô và nóng, nhiệt độ không khí tăng, độ ẩm giảm
+ Từ tháng 06 đến tháng 11 gió Tây–Nam thổi từ biển vào mang nhiều hơi nước gây mưa nhiều và thường có lốc xoáy, gây thiệt hại ở nhiều nơi trong thành phố Cần Thơ nhưng mức độ không lớn
– Lượng mưa trung bình nhiều năm: 1629mm
– Lượng mưa năm lớn nhất: 2304mm
– Lượng mưa năm nhỏ nhất: 1115mm
– Lượng mưa ngày lớn nhất: 179,9mm
– Lượng mưa liên tục một đợt lớn nhất: 90.5mm
Trang 17LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 17
3 Thủy hải văn
Khu vực tuyến kè nằm trên sông Cần Thơ, chịu ảnh hưởng lớn của triều biển Đông, thuộc chế độ bán nhật triều không đều, một ngày thường có 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống Biên độ thủy triều lớn nhất giao động trong khoảng từ 3.0 – 3.5m
Mực nước cao thiết kế là: H1%= +1.95m
Mực nước ứng với tần suất 95% là: H95% = – 0.80m
Mực nước ứng với tần suất 50% là: H50% = +0.52m (hệ cao độ Hòn Dấu)
Phân tích điều kiện tự nhiên, đề xuất phương án thiết kế kè
III
1 Phân tích điều kiện tự nhiên
Phân tích bình đồ ta thấy địa hình bờ sông từ đoạn cầu Cái Sơn đến đoạn kè có sẵn và đoạn từ gốc tim 800 đến cuối tuyến kè có địa hình tương đối thoải hơn so với đoạn từ cầu Cái răng đến gốc tim 800
Hai đoạn ngã ba sông (sông Cần Thơ – Rạch Cái Sơn và Sông Cần Thơ – Rạch Đầu Sấu)
có sự thay đổi dòng chảy, tốc độ dòng chảy sẽ tăng làm cho 2 đoạn bờ này dễ bị sói lở
Đoạn từ cầu Cái Răng đến gốc tim 800 bờ sông rất dốc, đoạn bờ này lại tương đổn định
2 Đề xuất phương án thiết kế kè
– Phương án 1: Kè bê tông
+ Tường chắn bằng bê tông cốt thép
+ Mái taluy bằng bê tông đổ tại chỗ
+ Chân kè bằng bê tông cốt thép
Trang 18NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 18
Hình 5 – Phương án 1
– Phương án 2: Sử dụng tường chắn đất có cốt bằng vải địa kỹ thuật
Hình 6 – Phương án 2
Trang 19LVTN – THIẾT KẾ KÈ CẦN THƠ 19
CHƯƠNG III - TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHƯƠNG ÁN 1
I Sơ bộ về phương án
1 Tổng quan về công trình
Mặt cắt địa chất phần bờ bên trái tại vị trí có lòng sông sâu nhất:
Hình 7 – Mặt cắt địa hình bờ bên trái
Từ vị trí địa hình, và cao trình mực nước thiết kế là +1.95m ta đặt chân tường chắn tại vị trí cao trình +0, chọn chiều cao tường là 2.5m Sử dụng cát đầm chặt để san lấp trong quá trình xây dựng
Hình 8 – Sơ bộ công trình
- Chiều dài tuyến chỉnh trị là 908m cho 2 đoạn bờ sông Cần Thơ:
+ Đoạn 1: Bắt đầu từ cầu Cái Sơn đến kè Chợ An Bình
+ Đoạn 2: Bắt đầu từ cầu Cái Răng đến rạch Đầu Sấu
- Công trình được chia làm 3 phần:
Trang 20NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 20
+ Đỉnh kè: Đỉnh kè là dạng tường chắn đất trọng lực bằng bê tông cốt thép, được xây dựng trên nền cọc bằng bê tông cốt thép Sau khi xây dựng, dùng cát để san lấp và đầm chặt Bên trên đỉnh kè có gắn lan can bằng thép để bảo hộ, nền được lát gạch để làm vỉa hè đi bộ, kết hợp trồng cây xanh để tạo không gian vui chơi, giải trí cho người dân, đồng thời ngăn cả việc
sử dụng lấn chiếm bờ sông để xây dựng công trình dân dụng
+ Thân kè: là mái taluy với mái dốc m = 2.5 Sử dụng cát để san lấp tạo mặt bằng, sau đó lót lớp vải địa kỹ thuật để ngăn cản dòng thấm mang đất cát ra sông đồng thời gia tăng độ bền cho nền Sau lớp vải địa kỹ thuật lóp một lớp đá dăm sau đó đổ bê tông tại chỗ để làm lớp bảo
vệ ngoài cùng
+ Chân khay: được thiết kế tương tự dạng tường chắn nhỏ, được nối liền với phần thân
kè Sử dụng rọ đá để gia cố phần chân khay
Bảng 2 – Số liệu địa chất để tính toán tường chắn
SỐ LIỆU TỰ NHIÊN KÝ HIỆU ĐƠN VỊ Lớp 1: Bùn sét
4 Trọng lượng riêng của Bê tông bt T/m3 2.5
5 Hoạt tải (xe đào trong thi công) q T/m2 2
Trang 21Bảng 4 – Cấp độ bề chịu nén của bê tông
CẤP ĐỘ BỀN CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG B12,5 B15 B20 B25 B30
Quá trình tính toán sẽ đƣợc tính trên 1m chiều dài công trình
Trang 22NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 22
III Thiết kế chi tiết tường chắn
1 Lựa chọn kích thước sơ bộ
Hình 9 – Kích thước sơ bộ tường chắn
Trang 24P h b n (T/m3) + Trọng lực bản đáy
- Trường hợp 1: Đang thi công tường chắn, MNN = +1.5m, có tải trọng xe thi công (p = 1T/m), MNS = + 1.95m
- Trường hợp 2: Đang thi công tường chắn, MNN = +1.5m, có tải trọng xe thi công (p = 1T/m), MNS = + 0m
- Trường hợp 3: Công trình đi vào sử dụng bình thường, hoạt tải trên nền giảm (p = 0.1T/m), MNN = +1.5m, MNS = + 1.95m
- Trường hợp 4: Có mưa lớn, hoạt tải trên nền (p = 0.1T/m), MNNmax, MNS = +1.95m
- Trường hợp 5: Có lũ, hoạt tải trên nền (p = 0.1T/m), MNNmax, MNSmax vượt qua đỉnh tường chắn
3.1 Trường hợp 1: Đang thi công tường chắn, MNN = +1.5m, có tải trọng xe thi công (p = 1T/m), MNS = + 1.95m
Khi đó tường chắn sẽ chịu tác động của các tải trọng:
Trang 26ht
Trang 27- Áp lực thủy tĩnh sinh ra do mực nước ngầm không đổi
- Áp lực đẩy nổi không đổi
- Các lực đứng tác dụng lên tường chắn không đổi
3.3 Trường hợp 3: Công trình đi vào sử dụng bình thường, hoạt tải trên nền giảm (p = 0.1T/m), MNN = +1.5m, MNS = + 1.95m
Khi đó tường chắn sẽ chịu tác động của các tải trọng:
Trang 28- Áp lực thủy tĩnh sinh ra do mực nước sông giống như trường hợp 1
- Áp lực thủy tĩnh sinh ra do mực nước ngầm giống như trường hợp 1
- Áp lực đẩy nổi giống như trường hợp 1
- Các lực đứng tác dụng lên tường chắn giống như trường hợp 1, chỉ thay đổi hoạt tải:
4
0.1 1.2 0.12
ht
Trang 30- Áp lực thủy tĩnh sinh ra do mực nước ngầm giống như trường hợp 4
- Áp lực đẩy nổi giống như trường hợp 4
- Các lực đứng tác dụng lên tường chắn giống như trường hợp 4
Trang 31Hình 18 – Các tác dụng chống lật và gây lật lên tường chắn
Trang 32NGUYỄN NHẬT LAI – MSSV 81001642 32
4.1.1 Trường hợp 1:
Momen chống lật:
Tổ hợp các lực chống lật bao gồm: áp lực nước sông, trọng lực tường đứng, trọng lực bản đáy và trọng lực lớp đất đắp, hoạt tải
Xét tổng momen chống lật đối với điểm A ngoài cùng ở mép bờ sông dưới bản đáy
Bảng 6 – Momen chống lật trong trường hợp 1
Xét tổng momen gây lật đối với điểm A ngoài cùng ở mép bờ sông dưới bản đáy
Bảng 7 – Momen gây lật trong trường hợp 1
CL L
GL
M K
Trang 33CL L
GL
M K
Trang 34CL L
GL
M K
Trang 35CL L
GL
M K
Trang 36CL L
GL
M K
Trang 38(m)
MOMEN (T.m)
max (T/m 2 )
min (T/m 2 )
tb (T/m 2 )
(m)
MOMEN (T.m)
max (T/m 2 )
min (T/m 2 )
tb (T/m 2 )
Trang 39(m)
MOMEN (T.m)
max (T/m 2 )
min (T/m 2 )
tb (T/m 2 )
(m)
MOMEN (T.m)
Trang 40max (T/m 2 )
min (T/m 2 )
tb (T/m 2 )