TINH TOAN TUONG CHAN VAI DIA KY THUAT

Đặc trưng vật liệu thiết kế + Góc của đất đắp với phương nằm ngang Tên gọi và các đặc trưng vật liệu thiết kế Bê tông + Tỷ trọng của đất đắp sau tường chắn + Góc nội ma sát của đất đắp +

Thực hiện Kiểm tra Chủ trì

1 SỐ LIỆU CHUNG

- Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272-05

- Hoạt tải thiết kế 0.5HL-93

- Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 248-98

2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ

2.1 Số liệu thiết kế đầu vào

2 Các cao trình thiết kế

Đất đắp sau tường chắn

+ Tỷ trọng của đất đắp sau tường chắn

SƠ ĐỒ TÍNH TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT GIA CƯỜNG BẰNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT

Tên gọi các kích thước và cấu kiện Tường chắn

3

1

gEA = 18.00 kN/m3

+ Góc của đất đắp sau tường với phương thẳng đứng  90.00 Độ

2.2 Đặc trưng vật liệu thiết kế

+ Góc của đất đắp với phương nằm ngang

Tên gọi và các đặc trưng vật liệu thiết kế Bê tông

+ Tỷ trọng của đất đắp sau tường chắn + Góc nội ma sát của đất đắp

+ Góc ma sát giữa đất đắp và tường

f'c= 30.00 Mpa

3

Vải địa kỹ thuật

+ Cường độ chịu kéo cho phép của vải địa kỹ thuật TS60 + Hệ số an toàn kéo đứt của vải địa kỹ thuật (1,3÷1,5)

1 + Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày

2

Thép thường

+ Giới hạn chảy nhỏ nhất quy định của thép + Tỷ trọng của thép

+ Mô đun đàn hồi của thép

+ Tỷ trọng bê tông + Mô đun đàn hồi của bê tông

Ghi chú:

Hình vẽ chỉ mang tính chất minh họa.

2.3 Chọn sơ bộ kích thước kết cấu

- Chiều dài kết cấu L>=0,7h & L>=3m: Lsb= 5.32 m

2.4 Xác định số lớp vải địa kỹ thuật và khoảng cách giữa các lớp

2.4.1 Aùp lực ngang lớn nhất tác dụng lên hệ neo

- Aùp lực chủ động của đất đắp sau tường chắn tính theo công thức, EH

- Trong đó:

+ EA: là trọng lượng riêng của đất đắp sau tường chắn, kN/m3 + H: là chiều cao của tường chắn chịu áp lực đất chủ động, m + Ka: là hệ số áp lực chủ động nếu là tường chắn congxol, tường uốn cong hay dịch chuyển

- Công thức tính hệ số áp lực đất ngang chủ động:

2.271 Dim

Chú giải Coulomb về áp lực đất theo 22 TCN 272-05

=

) (

) ( 2

' 2



















Sin Sin

Sin

Ka

2 '

'

) ( ) (

) ( ) ( 1

















































Sin Sin

Sin Sin

a EA

K

H

2

2



- Xét hệ số vượt tải đối với áp lực ngang EH là 1,5  EHmax= 252.23 kN.m/m

2.4.2 Số lớp vải địa kỹ thuật cần có tối thiểu là

- Số lớp vải địa kỹ thuật cần có tối thiểu xác định theo công thức:

) ( )

 Sin     Sin   







a

d

T

K EH

min

2.4.3 Khoảng cách đứng lớn nhất giữa hai lớp vải địa kỹ thuật

2.4.4 Xác định số lớp vải địa kỹ thuật và bố trí

- Số lớp vải địa kỹ thuật cần thiết bố trí là 17.00 Lớp

2.4.5 Kết luận: Vậy chọn 18 lớp vải địa kỹ thuật đặt cách nhau 0,3 m = 18 x 0,3 = 5,4 m.

3 TÍNH TOÁN CHIỀU DÀI CÁC LỚP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT

3.1 Chiều dài lớp vải địa kỹ thuật:

- Chiều dài lớp vải địa kỹ thuật xác định theo công thức: Lr+Le

- Trong đó:

+ Lr: là chiều dài vải địa kỹ thuật không hoạt động, m

Lr=(h-Z)tag(450- '/2) + Le: là chiều dài lớp vải địa kỹ thuật cần chôn, m

) (



Ztag C

K S











min max

n

H h

- Trong đó:

+ : là góc ma sát giữa đất đắp và tường, độ + K=1,3÷1,5 là hệ số an toàn được lấy tùy thuộc vào mức độ an toàn của công trình

+ C: là lực dính của đất đắp sau tường, kN/m2 + h: là ứng suất do tải trọng phân bố trên đỉnh tường và khối đất sau lưng tường chắn gây ra

h=K0(EHZ+)=(1-sin')(EHZ+) + EH: là tỷ trọng của đất đắp sau tường, kN/m3 + Z: độ sâu phân bố của ứng suất,m

+ q: là hoạt tải chất thêm do tải trọng xe gây ra, kN/m + K0: là hệ số ứng suất phụ thuộc vào góc nội ma sát của đất đắp, Dim + Sv: là khoảng cách giữa các lớp vải địa kỹ thuật, m

tag=tag'



3.2 Xác định hoạt tải chất thêm q do tải trọng xe gây ra, kN.m/m

- Aùp lực do hoạt tải chất thêm sau tường chắn tính theo công thức:

30.091 kN.m/m

0.50 0.70 0.60

Độ rỗng diện tích của lưới địa kỹ thuật (%)

80 % và lớn hơn

51 % - 71 %

50 % và nhỏ hơn

Hệ số tương tác giữa đất - lưới địa kỹ thuật 

) (

2  C   Ztag 

) ' (

2

) )(

' sin 1 ( ) ' (

2 ) (



















tag Z C

K q Z S

tag Z C

K S Ztag

C

K S



























 LS K h H

- Trong đó

+ H: là chiều cao tường chắn tính từ mặt đất đắp đến mặt cắt đang xét, m + heq: là Chiều cao đất tương đương với xe tải thiết kế, m, heq= 0.680 m + LS: là hoạt tải chất thêm sau tường chắn , kN/m

· Bảng chiều cao tương đương của đất đắp dùng cho tải trọng xe

1500

heq (mm) 1700 1200 3000

Chiều cao tương đương

760 6000





 LS K h H

Ghi chú:

Chiều cao đất tương đương cho tải trọng đường ôtô, heq có thể lấy từ Bảng 1 Đối với chiều cao tường trung gian phải dùng nội suy tuyến tính

Chiều cao tường phải lấy bằng khoảng cách từ mặt đất đắp đến mặt cắt đang xét

- Xét đến hệ số vượt tải đố với hoạt tải chất thêm LS là 1,75 qmax=LSmax= 26.33 kN.m/m

3.3 Xác định chiều dài vải địa kỹ thuật cần thiết

0.30 0.30

0.30

KIỂM TOÁN

0.30 0.30

0.30

Khoảng cách

Sv (m) 0.30

giữa các lớp

OK

OK OK OK OK

OK OK OK OK OK

0.30 0.30 0.30

3.4 Kiểm toán điều kiện không tụt neo

- Kiểm tra điều kiện không tụt neo xác định theo công thức:

Tneo

Tkeo

- Tneo: được xác định theo mô hình Coulomb theo công thức như sau:

Tneo=2lneo(EH.Z+q)atag'

0.30

OK OK OK OK

0.30 0.30

OK

OK

OK OK

OK 0.30

0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

>= Ktut=2

neo neo EH

- Tkeo: được xác định theo mô hình Coulomb theo công thức như sau:

Tkeo=(EH.Z+q)SvKa

Sv (m)

4 1.20 4.65 22.43 4.82 2.00

4 KIỂM TOÁN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

4.1 KIỂM TOÁN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ

4.1.1 Kiểm toán cường độ đất nền dưới đáy móng (10.6.3.1 22 TCN 272-05)

- Kiểm toán theo công thức: qmaxqr=qult

- Trong đó:

+ qmax: là áp lực tính toán dưới đáy móng hữu hiệu, kN/m2 + qr: là sức kháng đỡ tính toán của đất nền dưới móng hữu hiệu, kN/m2 + qult: là sức kháng đỡ danh định của đất nền, kN/m2

· Các công thức tính áp lực tính toán dưới đáy móng đối với móng nông như sau:

- Nếu móng trên nền đất , qmax xem như phân bố đều trên diện tích đáy móng hữu hiệu:

N 2x0L

- Nếu móng trên nền đá , qmax xem như phân bố theo đường thẳng trên diện tích đáy móng hữu hiệu:

2N 3x0L

Nmax

- Trong đó:

+ N: là tổng lực thẳng đứng, kN + My: là tổng mô men đối với điểm 1 hoặc 2 tùy theo yêu cầu thiết kế, kN + L: là chiều dài đơn nguyên tính toán, m, vì bệ móng tường chắn chịu tác động 1 phương nên không quy đổi chiều dài bệ móng hữu hiệu

nên không quy đổi chiều dài bệ móng hữu hiệu

Phân bố áp lực đáy móng

Ghi chú:

- Tổng lực thẳng đứng tác dụng lên đáy móng:

Xét đến hệ số vượt tải đối với EV=1,35; hệ số vượt tải đối với VS =1,75

+ Tải trọng lớn nhất lớp đất đắp: EVmax= 1015.74 kNm/m + Tải trọng lớn nhất hoạt tải chất thêm VSmax= 38.11 kNm/m

 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng Nmax= 1053.85 kNm/m

- Tổng mô men đối với trọng tâm đáy móng:

Xét đến hệ số vượt tải đối với EH=1,5;

+ Mô men lớn nhất do áp lực đất gây ra MEHmax= 638.99 kNm

MEHmax

Nmax

 Ứng suất lớn nhất tác dụng lên đáy móng là: max= 245.81 kN.m/m2

· Tính sức kháng đỡ của đất nền dưới đáy móng hữu hiệu (qr=fqult)

- Trong đó:

 Độ lệch tâm đối với đáy móng là:

Hình vẽ chỉ mang tính chất minh họa.

)]}

2 ( 1 [ ) 3 ( {

'

- Trong đó:

+ R': là cường độ quy ước, kN/m2 + K1, K2: là hệ số điều chỉnh + g: là dung trọng tính đổi của các lớp đất trên đáy móng quy ước, kN/m3 + b: là bề rộng của móng quy ước, m

+ h: là chiều sâu chôn móng, m + qr: là sức kháng tính toán của đất nền dưới khối móng quy ước, kN/m2

4.1.2 Kiểm toán ổn định

4.1.2.1 Kiểm toán phá hoại do trượt (10.6.3.3 22 TCN 272-05)

- Kiểm toán theo công thức: QQR

- Sức kháng tính toán phá hoại do trượt có thể tính như sau:

QR=Qn=TQT+epQep

- Trong đó:

+ QR: là tổng sức kháng trượt, kN + Q: Tổng lực gây trượt tính toán, kN + T: là hệ số sức kháng cho sức kháng trượt giữa đất và móng cho trong bảng 10.5.5.1 + QT: là sức kháng danh định giữa đất và móng

+ ep: là hệ số sức kháng cho sức kháng bị động giữa đất và móng cho trong bảng 10.5.5.1

OK KIỂM TOÁN

+ ep: là hệ số sức kháng cho sức kháng bị động giữa đất và móng cho trong bảng 10.5.5.1 + Qep: là sức kháng bị động danh định của đất trong suốt tuổi thọ thiết kế của móng

· Nếu như bên dưới đế móng là đất rời thì:

QT=Ntan

- Với:

+ tand=tan' : đối với bê tông đổ trên đất

+ tan=0,8tan' : đối với đế móng bê tông đúc sẵn

- Trong đó:

+ ': là góc nội ma sát của đất, độ

+ N: là tổng các lực thẳng đứng, kN

· Nếu như bên dưới đế móng là đất sét thì:

- Lấy giá trị nhỏ hơn trong các giá trị sau đây:

+ Lực dính của sét hoặc + Khi đáy móng đặt trên ít nhất 150mm vật liệu hạt đầm chặt, một nữa ứng suất trên giao diện giữa đất và móng, ước lượng theo hình 10.6.3.3.1 22 TCN 272-05

- Tổ hợp 1: Tổ hợp theo TTGH Cường độ 1

- Tổ hợp 2: Tổ hợp theo TTGH Sử dụng

4.1.2.2 Kiểm toán ổn định lật (11.6.3.3 22 TCN 272-05)

- Đối với nền đất, vị trí hợp lực của các phản lực phải nằm bên trong khoảng nữa giữa của đáy:

B 4

- Đối với nền đá, vị trí hợp lực của các phản lực phải nằm bên trong khoảng ba phần tư của đáy:

3B 8

- Trong đó:

+ B: Kích thước móng, m + 2x0=B-2e là bề rộng hữu hiệu của móng, m

m

m

K.TOÁN

0

- Kiểm tra ổn định lật:

- Tổ hợp 1: Tổ hợp theo TTGH Cường độ 1

- Tổ hợp 2: Tổ hợp theo TTGH Sử dụng

4.1.2.3 Kiểm toán phá hoại trượt sâu

(Xem phụ lục tính toán từ phần mềm Slope Version 6.02)

4.2 KIỂM TOÁN THEO TTGH SỬ DỤNG (Xem phụ lục tính gia cố cừ tràm cho nền móng)

5 TÍNH TƯỜNG CHẮN GIA CỐ PHÍA NGOÀI TƯỜNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT

5.1 TRƯỜNG HỢP TƯỜNG CHẮN ĐÁ HỘC

5.5.1 Số liệu thiết kế đầu vào

0.30

KHỐI ĐẤT GIA CƯỜNG

A

KIỂM TOÁN OK OK

HOẠT TẢI CHẤT THÊM

5.5.2 Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên tường chắn

ĐỘ SÂU CHÔN MÓNG 2.00

MẶT ĐẤT TỰ NHIÊN

C A

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN ĐÁ HỘC

B

5.5.2.1 Tĩnh tải

5.5.2.2 Áp lực thẳng đứng do đất đắp tác dụng sau tường chắn

· Bảng tính áp lực thẳng đứng do đất đắp sau tường chắn, EV 1

Số TT Tiết diện H (m) L(m) bbm (m) VEV (m3)

- Trong đó:

+ H: là chiều cao đất đắp thẳng đứng trên bệ móng, m + L: là chiều dài của khối đất đắp, m

+ VEV: là thể tích đất đắp sau tường chắn tác dụng thẳng đứng lên các mặt cắt đang xét, m3 + EV: là áp lực thẳng đứng do đất đắp sau tường chắn, kN

5.5.2.3 Aùp lực thẳng đứng do hoạt tải chất thêm sau tường chắn

· Bảng tính áp lực thẳng đứng do hoạt tải chất thêm sau tường chắn, VS

Số TT Tiết diện H (m) heq (m) VVS (m3)

-VS=EAVVS (kN)

-Tên kết cấu hoặc cấu kiện Tường chắn đá hộc

EV=EAVEV (kN) -49.50 1

- Trong đó

+ H: là chiều cao tường chắn tính từ mặt đất đắp đến mặt cắt đang xét, m + heq: là Chiều cao đất tương đương với xe tải thiết kế, m

+ VVS: là thể tích của lớp đất tương đương, m3 + VS: là áp lực thẳng đứng do hoạt tải chất thêm, kN

· Bảng chiều cao tương đương của đất đắp dùng cho tải trọng xe

Ghi chú:

Chiều cao đất tương đương cho tải trọng đường ôtô, heq có thể lấy từ Bảng 1 Đối với chiều cao tường trung gian phải dùng nội suy tuyến tính

Chiều cao tường phải lấy bằng khoảng cách từ mặt đất đắp đến mặt cắt đang xét

5.5.3 Tải trọng ngang tác dụng lên tường chắn

5.5.3.1 Tính áp lực đất đắp chủ động tác dụng sau tường chắn, EH

- Áp lực ngang chủ động của đất đắp sau tường chắn tính theo công thức, EH1

- Vị trí đặt lực của đất đắp sau tường chắn là 0,4H

-11.88

B K H

2

2



- Vị trí đặt lực của đất đắp sau tường chắn là 0,4H

- Trong đó

+ EA: là trọng lượng riêng của đất đắp sau tường chắn, kN/m3 + H: là chiều cao của tường chắn chịu áp lực đất chủ động, m + Ka: là hệ số áp lực chủ động nếu là tường chắn congxol, tường uốn cong hay dịch chuyển + B: là bề rộng tường chắn chịu áp lực đất chủ động, m

- Công thức tính hệ số áp lực đất ngang chủ động,

- Với:

· Bảng tính áp lực ngang chủ động của đất đắp sau tường chắn, EH

5.5.3.2 Tính áp lực chủ động do hoạt tải chất thêm sau tường chắn, LS

- Aùp lực do hoạt tải chất thêm sau mố tính theo công thức:

- Vị trí đặt lực của hoạt tải chất thêm sau mố là 0,5H

· Bảng tính áp lực ngang chủ động tương đương do hoạt tải chất thêm sau tường chắn, LS

5.5.4 Mô men tác dụng lên tường chắn

5.5.4.1 Mô men tác dụng lên tường chắn do tải trọng thẳng đứng gây ra

Lực đứng Độ lệch tâm Mô men

0.32 Dim

2.27 Dim

=

=

) (

) ( 2



















Sin Sin

Sin

Ka

2 '

'

) ( ) (

) ( ) ( 1

















































Sin Sin

Sin Sin

HB h K

Lực đứng Độ lệch tâm Mô men

N, kN Zx, m My, kNm

3 Aùp lực thẳng đứng do hoạt tải chất thêm sau tường VS= 11.88 1.10 13.07

5.5.4.2 Mô men tác dụng lên mặt cắt B-B do tải trọng ngang gây ra

Lực ngang Độ lệch tâm Mô men

Hx, kN Zx, m My, kNm

Ghi chú: Độ lệch tâm Zx trong các bảng tính trên dùng để xác định mô men đối với điểm 0

5.5.4.3 Tổ hợp tải trọng theo các trạng thái giới hạn

- Tổ hợp tải trọng xác định theo công thức:

Tổ hợp= (DCDC+DWDW+LLLL+IMIM+PLPL+EHEH……) Ký hiệu

5.2 KIỂM TOÁN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

- Aùp lực đất đắp chủ động tác dụng sau tường chắn

- Aùp lực chủ động do hoạt tải chất thêm sau tường chắn

177.62 133.38

N, kN

1 Tường chắn

5.2 KIỂM TOÁN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

5.2.1 KIỂM TOÁN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ

5.2.1.1 Kiểm toán cường độ đất nền dưới đáy móng (10.6.3.1 22 TCN 272-05)

- Kiểm toán theo công thức: qmaxqr=qult

- Trong đó:

+ qmax: là áp lực tính toán dưới đáy móng hữu hiệu, kN/m2 + qr: là sức kháng đỡ tính toán của đất nền dưới móng hữu hiệu, kN/m2 + qult: là sức kháng đỡ danh định của đất nền, kN/m2

· Các công thức tính áp lực tính toán dưới đáy móng đối với móng nông như sau:

- Nếu móng trên nền đất , qmax xem như phân bố đều trên diện tích đáy móng hữu hiệu:

N 2x0L

- Nếu móng trên nền đá , qmax xem như phân bố theo đường thẳng trên diện tích đáy móng hữu hiệu:

2N 3x0L

N

- Trong đó:

+ N: là tổng lực thẳng đứng, kN + My: là tổng mô men đối với điểm 1 hoặc 2 tùy theo yêu cầu thiết kế, kN + L: là chiều dài đơn nguyên tính toán, m, vì bệ móng tường chắn chịu tác động 1 phương nên không quy đổi chiều dài bệ móng hữu hiệu

Phân bố áp lực đáy móng

Ghi chú:

· Tính sức kháng đỡ của đất nền dưới đáy móng hữu hiệu (qr=fqult)

- Trong đó:

+ R': là cường độ quy ước, kN/m2 + K1, K2: là hệ số điều chỉnh + : là dung trọng tính đổi của các lớp đất trên đáy móng quy ước, kN/m3 + b: là bề rộng của móng quy ước, m

+ h: là chiều sâu chôn móng, m + qr: là sức kháng tính toán của đất nền dưới khối móng quy ước, kN/m2

5.2.1.2 Kiểm toán ổn định

Phân bố áp lực đáy móng

Hình vẽ chỉ mang tính chất minh họa.

)]}

2 ( 1 [ ) 3 ( {

5.2.1.2 Kiểm toán ổn định

5.2.1.2.1 Kiểm toán phá hoại do trượt (10.6.3.3 22 TCN 272-05)

- Kiểm toán theo công thức: QQR

- Sức kháng tính toán phá hoại do trượt có thể tính như sau:

QR=Qn=TQT+epQep

- Trong đó:

+ QR: là tổng sức kháng trượt, kN + Q: Tổng lực gây trượt tính toán, kN + T: là hệ số sức kháng cho sức kháng trượt giữa đất và móng cho trong bảng 10.5.5.1 + Q: là sức kháng danh định giữa đất và móng

+ ep: là hệ số sức kháng cho sức kháng bị động giữa đất và móng cho trong bảng 10.5.5.1 + Qep: là sức kháng bị động danh định của đất trong suốt tuổi thọ thiết kế của móng

· Nếu như bên dưới đế móng là đất rời thì:

QT=Ntan

- Với:

+ tan=tan' : đối với bê tông đổ trên đất

+ tan=0,8tan' : đối với đế móng bê tông đúc sẵn

- Trong đó:

+ ': là góc nội ma sát của đất, độ

+ N: là tổng các lực thẳng đứng, kN

· Nếu như bên dưới đế móng là đất sét thì:

- Lấy giá trị nhỏ hơn trong các giá trị sau đây:

+ Lực dính của sét hoặc + Khi đáy móng đặt trên ít nhất 150mm vật liệu hạt đầm chặt, một nữa ứng suất trên giao diện giữa đất và móng, ước lượng theo hình 10.6.3.3.1 22 TCN 272-05

- Tổ hợp 1: Tổ hợp theo TTGH Cường độ 1

- Tổ hợp 2: Tổ hợp theo TTGH Sử dụng

K.TOÁN

- Tổ hợp 2: Tổ hợp theo TTGH Sử dụng

5.2.1.2.2 Kiểm toán ổn định lật (11.6.3.3 22 TCN 272-05)

- Đối với nền đất, vị trí hợp lực của các phản lực phải nằm bên trong khoảng nữa giữa của đáy:

B 4

- Đối với nền đá, vị trí hợp lực của các phản lực phải nằm bên trong khoảng ba phần tư của đáy:

3B 8

- Trong đó:

+ B: Kích thước móng, m + 2x0=B-2e là bề rộng hữu hiệu của móng, m

- Kiểm tra ổn định lật:

- Tổ hợp 1: Tổ hợp theo TTGH Cường độ 1

- Tổ hợp 2: Tổ hợp theo TTGH Sử dụng

5.2.1.2.3 Kiểm toán phá hoại trượt sâu

(Xem phụ lục tính toán từ phần mềm Slope Version 6.02)

5.2.2 KIỂM TOÁN THEO TTGH SỬ DỤNG (Xem phụ lục tính gia cố cừ tràm cho nền móng)

OK OK

KIỂM TOÁN