Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 219:1994 dùng để thiết kế mới và thiết kế cải tạo các công trình bến của cảng sông và của nhà máy đóng mới hoặc sửa chữa tàu sông (sau đây gọi chung là công trình bến cảng sông). Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
TIÊU CHUẨN NGÀNH 22 TCN 219-94 CƠNG TRÌNH BẾN CẢNG SÔNG - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ NGUYÊN TẮC CHUNG 1.1 Tiêu chuẩn dùng để thiết kế thiết kế cải tạo cơng trình bến cảng sơng nhà máy đóng sửa chữa tàu sơng (sau gọi chung cơng trình bến cảng sông) Ghi chú: Cảng sông cảng tiếp nhận tàu sông tàu pha sông biển Ngoài yêu cầu Tiêu chuẩn này, thiết kế cơng trình bến cảng sơng cần tn thủ yêu cầu TCVN TCN có liên quan (xem Phụ lục 1) Trong trường hợp chưa có TCVN TCN thích ứng cơng trình liên doanh với nước ngồi phép sử dụng tài liệu tiêu chuẩn nước ngoài, phải thỏa thuận cấp xét duyệt đồ án Đối với cơng trình bến cảng sơng xây dựng vùng có cấp động đất từ trở lên, vùng đất lún, vùng có castơ vùng có điều kiện đặc biệt khác thiết kế phải xem xét thêm yêu cầu tài liệu tiêu chuẩn tương ứng, dựa sở kết nghiên cứu riêng cấp có thẩm quyền phê duyệt Những yêu cầu chung vật liệu xây dựng trang thiết bị bến, yêu cầu riêng thiết kế, tính tốn cho kiểu loại kết cấu bến lấy chương tương ứng 22 TCN-207.92 “Cơng trình bến cảng biển Tiêu chuẩn thiết kế” 1.2 Việc chọn địa điểm xây dựng bến, bố trí thiết bị cơng nghệ, đường giao thơng, kho bãi, xác định cấp tải trọng khai thác, loại tàu tính tốn v.v…phải thực theo tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng (hoặc nhà máy), đồng thời vào đặc điểm riêng cơng trình theo yêu cầu chủ đầu tư 1.3 Khi thiết kế cơng trình bến cảng sơng từ cấp III trở lên theo qui định phân cấp Chương phải trù định việc bố trí thiết bị đo đạc kiểm tra để quan trắc diễn biến công trình thời gian khai thác 1.4 Nếu áp dụng kết cấu cho cơng trình bến cảng sơng đồ án thiết kế nên trù định xây dựng trước đoạn bến thực nghiệm để tiến hành nghiên cứu thực địa 1.5 Các bước thiết kế, thành phần nội dung đồ án thiết kế phải phù hợp với yêu cầu “Điều lệ lập, thẩm tra, xét duyệt thiết kế công trình xây dựng” 1.6 Để thiết kế cơng trình bến cảng sơng cần có tài liệu sau đây: Tài liệu địa hình – địa mạo có ghi rõ vị trí phao tiêu biển báo chí luồng, bình đồ đo sâu nhiều năm đoạn sơng để phân tích diễn biến luồng lạch q trình bồi xói địa điểm xây dựng bến Các đặc trưng địa chất cơng trình khu vực xây dựng: mặt cắt địa tầng, đặc trưng lý đất đất đắp; tài liệu động đất, tượng castơ, trượt, lún; tính xâm thực nước ngầm nước mặt vật liệu xây dựng, điều kiện địa thủy văn Các đặc trưng khí tượng – thủy văn cơng trình địa điểm xây dựng: cao độ mực nước mùa khô mùa lũ; đường biểu diễn tần suất suất bảo đảm mực nước theo tài liệu quan trắc nhiều năm; chế độ gió Các số liệu xác định phần thiết kế công nghệ cảng: đặc trưng loại tàu tính tốn neo đậu bến, cấp tải trọng tính tốn, đặc trưng thiết bị nâng cẩu – vận chuyển hàng hóa xếp bến Các tài liệu điều kiện thi công: lực đơn vị thi công, nguồn vật tư vật liệu xây dựng, kể nguồn cung cấp cấu kiện bê tơng cốt thép đúc sẵn 1.7 Ngồi u cầu chung, đồ án thiết kế bến cảng sông cần ghi rõ: - Yêu cầu chất lượng độ chặt đất đắp lòng bến; - Phương pháp đầm lèn đất đắp kiểm tra độ chặt trình đắp đất; - Trình tự lắp dựng kết cấu đắp lòng bến để đảm bảo độ ổn định độ bền cơng trình cấu kiện thời gian thi công khai thác bến; - Các khuyến nghị chống ăn mòn vật liệu cho cấu kiện cơng trình; - Các tài liệu tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cơng trình cần phải tn theo PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH BẾN 2.1 Việc phân cấp cơng trình bến cảng sông thực phù hợp với hệ thống phân cấp cơng trình Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hành 2.2 Cơng trình bến cảng sơng phân cấp vào lượng hàng hóa lượng hành khách thơng qua tồn cảng, theo qui định Bảng 1: Bảng Cấp cơng trình bến Lượng hàng hóa thơng qua cảng (tấn quy ước/ngày đêm) Lượng hành khách thông qua cảng (hành khách quy ước/ngày đêm) III > 750 > 200 IV < 750 ≤ 200 Ghi chú: Để tính đối tượng hàng hóa thơng qua cảng từ thực tế quy ước dùng hệ số tính đổi sau đây: Loại hàng Hệ số - Hàng bao kiện 4,6 - Côngtenơ 3,1 - Sắt thép, thiết bị, cấu kiện bê tông cốt thép .3,4 - Than đá .1,0 - Quặng 1,1 - Gỗ đóng thành kiện 2,5 - Gỗ rời 3,0 - Muối phân bón khơng đóng bao .2,1 - Đá xây dựng, đá dăm, sỏi 1,3 - Cát hỗn hợp cát sỏi, bốc xếp giới thủy lực 0,6 - Như trên, bốc xếp phương tiện khác 0,8 - Xi măng khơng đóng bao 4,6 - Ngũ cốc khơng đóng bao 2,5 - Sản phẩm dầu không đóng thùng 1,1 Để tính đối tượng hành khách qua cảng từ lượng hành khách thực tế lượng hành khách qui ước dùng hệ số tính đổi sau đây: - Khách địa phương khác đến từ địa phương khác 1,0 - Khách cảnh (qua cảng để chuyển phương tiện từ tuyến đường thủy sang tuyến đường thủy khác) 2,5 - Khách nội thị ven thị 0,15 2.3 Cơng trình bến nhà máy đóng sửa chữa tàu sơng thuộc cơng trình cấp III Cơng trình bến xưởng đóng sửa chữa tàu nhỏ giảm cấp 2.4 Các cơng trình bến làm để dùng thời gian thi công sửa chữa cơng trình xếp vào loại cơng trình cấp IV 2.5 Các cơng trình bến nâng lên cấp so với qui định Điều 2.2 2.3 trường hợp sau đây: - Công trình bến có ý nghĩa đặc biệt quan trọng; - Cơng trình bến xây dựng điều kiện tự nhiên bất lợi; - Lần ứng dụng kết cấu 2.6 Cấp cơng trình bến cảng sơng quan giao thầu thiết kế qui định sở yêu cầu Điều 2.2 ÷ 2.5 ghi rõ văn yêu cầu thiết kế giao cho bên nhận thầu CHỌN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BẾN 3.1 Việc chọn dùng kết cấu cơng trình bến phải thực sở so sánh kinh tế - kỹ thuật phương án Khi so sánh hiệu đầu tư phương án kết cấu cơng trình bến cần xét đến yếu tố thời gian có khác thời hạn đưa cơng trình vào khai thác 3.2 Khi chọn kết cấu cơng trình bến cảng sơng cần ý đầy đủ đến đặc điểm tác động bất lợi điều kiện tự nhiên sau đây: - Dao động mực nước mùa cạn mùa lũ thường có biên độ lớn; - Dòng chảy trước bến thường có lưu tốc cao, đặc biệt vào mùa lũ; - Bờ đáy sơng ven cơng trình bến chịu tác động bồi xói theo chu trình, phụ thuộc vào q trình diễn biến lòng dẫn đoạn sơng 3.3 Kết cấu cơng trình bến chọn phải thỏa mãn tốt yêu cầu sau: - Chi phí cho vật liệu xây dựng chủ yếu (sắt thép, xi măng, gỗ) mức thấp nhất; - Thi công đơn giản, phù hợp với khả thực tế đơn vị thi cơng; - Có tuổi thọ cơng trình phù hợp với thời hạn sử dụng bến qui định yêu cầu thiết kế; - Khai thác thuận tiện, dễ tu sửa chữa 3.4 Để chọn kết cấu cơng trình bến cảng sơng tham khảo điều kiện sử dụng chủ yếu kích thước đặc trưng ghi Bảng công trình bến dùng cọc cọc cừ, Bảng cơng trình bến kiểu trọng lực Ngoài xét đến giải pháp kết cấu khác có khả áp dụng điều kiện cụ thể 3.5 Trong trường hợp cần thiết phải xem xét giải pháp kết cấu sau thiết kế cơng trình bến: - Dùng kết cấu giảm tải che chắn (bán giảm tải, lăng thể đá giảm tải, chắn cọc v.v…); - Gia tải để làm chặt trước cho đất nền; - Gia cường thay đất nền; Bảng Loại bến cọc cọc cừ Các điều kiện sử dụng chủ yếu đất đóng cọc cọc cừ Chiều cao bến, Hb (m) Điều kiện xây dựng khai thác Khơng neo Các kích thước chủ yếu tcừ = (0,8 ÷ 1,2) Hb ≤6 Khơng hạn chế Một tầng neo hk = (0,15 ÷ 0,35) Hb ÷ 11 Một tầng neo với kết cấu bên Mực nước thi tcừ = (0,4 ÷ 0,8) Hb cơng thấp tbn = (0,4 ÷ 0,5) Hb điểm gắn Ln = (1 ÷ 2) Hb neo HH = ÷ m 11 ÷ 15 hk ≤ 0,115 Htc Mực nước thi cơng thấp tcừ = (0,4 ÷ 0,6) Hb điểm gắn tbn = (0,5 ÷ 0,7) Hb neo Ln = (1 ÷ 2) Hb Neo cọc xiên hk = 0,3 Hb ≤ 10 Dùng chủ yếu tcừ = (0,6 ÷ 0,9) Hb dải bờ hẹp, khó e = 0,6 ÷ 0,8 m đặt trụ neo loại khác i = (1:0,3) ÷ (1:0,4) Bệ cọc khơng chịu áp lực đất d=2÷4m Bất kỳ Mực nước dao động Bệ cọc khơng chịu áp lực đất d=2÷4m Bất kỳ Mực nước dao động lớn Bảng Loại bến trọng lực Các điều kiện chủ yếu để sử dụng bến trọng lực Chiều cao bến, Điều kiện xây dựng Hb (m) khai thác Khối xếp Các kích thước đặc trưng B = (0,5 ÷ 0,8) Hb ≤ 14 Dùng trường hợp hạn hữu Khối khổng lồ B = (0,7 ÷ 0,9) Hb ÷ 14 Thi cơng ngầm nước, có sở chế tạo khả chở đường thủy khối khổng lồ Cột ống đường kính lớn B = (1 ÷ 1,5) Hb ≤ 10 Chủ yếu thi cơng ngầm nước Tường góc có neo B = (0,75 ÷ 1) Hb ≤ 14 Chủ yếu thi cơng khơ Cọc cừ có kết cấu neo cứng B = (0,8 ÷ 1,5) Hb ≤9 Chủ yếu thi công ngầm nước Ghi chú: Thi công ngầm nước có nghĩa thi cơng mực nước cao đáy bến thiết kế, thi công khô mực nước thấp đáy bến thiết kế - Sử dụng kết cấu phụ trợ (neo, chân khay, gối tựa v.v…) 3.6 Khi thiết kế bến đoạn bờ sơng có khả bị xói lở đồ án phải trù định biện pháp gia cố đáy bến phải tính tốn thiết kế bến với cao trình đáy đến độ sâu bị xói lở sau Việc chọn hai giải pháp phải dựa sở so sánh kinh tế - kỹ thuật CAO TRÌNH MÉP BẾN, MỰC NƯỚC TÍNH TỐN, ĐỘ SÂU NƯỚC TRƯỚC BẾN VÀ CHIỀU DÀI BẾN 4.1 Đối với cảng nằm ven sông, mép bến cần làm đến cao trình ngang với mực nước đỉnh lũ có tần suất tính tốn vượt đỉnh lũ cao hàng năm theo qui định Bảng Bảng Cấp cơng trình bến Tần suất tính tốn vượt đỉnh lũ cao hàng năm, % II (1 lần 100 năm) III (1 lần 20 năm) IV 10 (1 lần 10 năm) Ghi chú: Đối với cảng nằm sông chịu ảnh hưởng thủy triều, cao trình mép bến cần kiểm tra theo qui định tương ứng 22TCN-207-92 “Cơng trình bến cảng biển Tiêu chuẩn thiết kế” 4.2 Đối với cảng nằm ven hồ thì, ngồi qui định Điều 4.1, cao trình mép bến phải cao mực nước dâng bình thường hồ 2m 4.3 Được phép lấy cao trình mép bến thấp so với qui định Điều 4.1 4.2, xuất phát từ yêu cầu công nghệ bến có đủ luận kinh tế - kỹ thuật tính hợp lý việc bến bị ngập thời gian năm 4.4 Mực nước tính toán mực nước thấp dùng để xác định độ sâu nước trước bến, lấy theo qui định Điều 4.5 cảng nằm ven sông, Điều 4.6 cảng ven hồ 4.5 Mực nước tính tốn cảng nằm ven sơng xác định theo đường biểu diễn suất bảo đảm mực nước ngày quan trắc nhiều năm Suất bảo đảm dùng để xác định mực nước tính tốn phụ thuộc vào cấp cơng trình, lấy theo qui định Bảng Cấp cơng trình bến Suất bảo đảm theo đường biểu diễn nhiều năm mực nước ngày, % II 99 III 97 IV 95 Ghi chú: Trong trường hợp không đủ số liệu quan trắc nhiều năm địa điểm xây dựng cho phép tính chuyển từ trạm mực nước đoạn sông Đối với cảng nằm sông chịu ảnh hưởng thủy triều, mực nước tính tốn kiểm tra theo qui định 22 TCN-207-92 “Cơng trình bến cảng biển Tiêu chuẩn thiết kế” 4.6 Mực nước tính tốn cảng ven hồ mực nước thấp hồ tháo nước đến mức tối đa 4.7 Độ sâu nước trước bến xác định tùy thuộc vào mớn nước tàu, bè tính tốn giá trị dự phòng cần thiết độ sâu, theo cơng thức (1): H = T + z + z2 (1) Trong đó: T – mớn nước tàu, bè tính tốn (m); z1 – dự phòng chạy tàu tối thiểu, xác định theo Bảng Bảng Mớn nước tàu bè tính tốn, (m) Dự phòng chạy tàu tối thiểu, z1 (m) Tàu sông, sà lan tự hành không tự hành Bè mảng (không phụ thuộc loại đất đáy) Đất sét, cát, sỏi Đá khối, đá vụn thô < 1,5 0,1 0,2 0,2 1,5 – 3,0 0,2 0,2 0,3 > 3,0 0,2 0,3 0,3 z2 = 0,3 m – dự phòng cho sa bồi hàng rơi vãi, cho độ nghiêng lệch tàu bốc xếp hàng khơng cân đối, cho sóng nước rút gió 4.8 Khi thiết kế cải tạo cảng, có đủ luận phép giữ nguyên cao trình mép bến mực nước tính tốn dùng trước thiết kế cảng 4.9 Khi xác định chiều dài bến phải vào chiều dài tàu tính tốn, kiểu cấu tạo bến, cách bố trí tuyến bến cảng, đồng thời phải lưu ý đến khả thông qua công nghệ bốc xếp Đối với bến nằm tuyến bến chung khoảng trống tàu neo đậu hai bến cạnh phải lấy theo bảng Bảng Khoảng trống tàu neo đậu hai bến cạnh nhau, m Kiểu cấu tạo bến Tàu tự hành có chiều dài (m) Tàu khơng tự hành có chiều dài (m) > 100 65 – 100 < 65 > 100 65 – 100 < 65 - Thẳng đứng nửa dốc nghiêng 15 10 20 15 10 - Dốc nghiêng dốc nghiêng có trụ riêng rẽ 20 15 10 25 20 15 - Bến phao 25 20 15 25 20 15 Ghi chú: Đối với bến cấu tạo từ trụ, hệ cọc cao phao riêng rẽ, bến nhà máy đóng sửa chữa tàu sơng chiều dài bến xác định vào cách bố trí tàu neo đậu bến yêu cầu khai thác Nếu theo yêu cầu công nghệ mà tàu phải di chuyển dọc bến trình bốc xếp phải tăng chiều dài bến để đủ cho đoạn di chuyển CÁC QUY ĐỊNH CHỦ YẾU VỀ TÍNH TỐN Các ngun tắc tính tốn 5.1 Các cơng trình bến cảng sơng phải tính tốn theo hai nhóm trạng thái giới hạn: Nhóm gồm trạng thái giới hạn làm khả chịu lực làm cho bến khơng sử dụng Nhóm hai gồm trạng thái giới hạn gây trở ngại cho việc khai thác bình thường bến Theo nhóm I phải thực tính toán sau đây: - Độ bền độ ổn định chung cơng trình; - Độ bền độ ổn định cấu kiện nút liên kết cơng trình; - Biến dạng cấu kiện có ảnh hưởng đến độ bền kết cấu chịu lực cơng trình (gối neo bến tường cừ có neo v.v…) Theo nhóm II phải thực tính tốn sau đây: - Biến dạng cơng trình cấu kiện cơng trình; - Hình thành mở rộng vết nứt cấu kiện bê tông bê tông cốt thép; - Tác động nhiệt v.v… 5.2 Tính tốn phải tiến hành với tải trọng tính tốn đặc trưng tính tốn đất vật liệu, xuất phát từ điều kiện: - Theo nhóm I trạng thái giới hạn nc N p mmd R kn (2) - Theo nhóm II trạng thái giới hạn: Np R (3) Trong đó: nc – hệ số tổ hợp tải trọng, lấy: nc = tổ hợp nc = 0,90 tổ hợp đặc biệt; nc = 0,95 tổ hợp tải trọng thời gian thi cơng; Np – trị số tính tốn lực tác động tổng quát (tổng tải trọng, nội lực ứng suất), biến dạng, bề rộng vết nứt thơng số khác mà với cần đánh giá trạng thái giới hạn tính tốn này; m – hệ số điều kiện làm việc, lấy 1,15; md – hệ số phụ điều kiện làm việc, để xét đến tính giả định sơ đồ tính tốn, lấy theo qui định cho loại tính tốn; kn – hệ số bảo đảm theo tầm quan trọng kết cấu, lấy kn = 1,20 cơng trình cấp II; kn = 1,15 cơng trình cấp III; kn = 1,10 cơng trình cấp IV R – trị số tính tốn giới hạn lực kháng (khả chịu lực nền, cơng trình, cấu kiện cơng trình) ứng suất, mơ men lực độ biến dạng cho phép theo điều kiện khai thác, bề rộng vết nứt thông số khác, qui định tiêu chuẩn thiết kế tương ứng Tải trọng tính tốn phải xác định theo qui định Điều 7.15 – 7.17; đặc trưng tính tốn đất vật liệu - Điều 6.1, 6.2, 6.5 – 6.8; tổ hợp tải trọng phải lấy theo qui định Điều 7.2 5.3 Cơng trình bến phải tính tốn cho giai đoạn thi công giai đoạn khai thác Các kết cấu cấu kiện riêng rẽ phải tính tốn cho điều kiện chế tạo, bảo quản, bốc xếp vận chuyển Thơng thường phương pháp trình tự thi cơng phải chọn cho kết tính tốn cho giai đoạn thi cơng khơng đòi hỏi tăng kích thước cơng trình cấu kiện cơng trình 5.4 Nếu tính tốn phép lấy đặc trưng đất, tải trọng thông số khác giá trị bình quân gia quyền phạm vi chiều dài định trước cơng trình, giá trị bình qn gia quyền phải tính theo cơng thức: n Ai Z i Atb (4) n Zi Trong đó: Atb – giá trị bình qn gia quyền thông số; Ai – giá trị thông số đoạn i (lớp i v.v ); Zi – chiều dài đoạn i; n – Số đoạn có giá trị khác thông số phạm vi chiều dài định trước Tính tốn ổn định 5.5 Tính tốn ổn định cơng trình bến phải tiến hành theo nhóm I trạng thái giới hạn bao gồm: - tính tốn ổn định chung cơng trình; - tính tốn ổn định cấu kiện riêng rẽ cơng trình (cọc cừ, gối neo, kết cấu tầng v.v…) Tính tốn ổn định chung bến phải thực theo dẫn phụ lục Ngoài vận dụng phương pháp tính tốn ổn định khác để tính tốn kiểm tra so sánh Tính tốn ổn định cấu kiện riêng rẽ cơng trình phải tiến hành theo qui định riêng tính tốn cho kiểu loại cơng trình bến, phải xem xét sơ đồ ổn định xảy cấu kiện, ổn định neo thẳng đứng tính tốn theo dẫn Phụ lục Nếu cơng trình mái dốc tự nhiên nhân tạo phải tiến hành tính tốn ổn định mái dốc theo sơ đồ trượt sâu phù hợp với qui định TCVN 4253-86 “Nền cơng trình thủy cơng Tiêu chuẩn thiết kế” Tính tốn độ bền 5.6 Tính tốn độ bền phải thực theo nhóm I trạng thái giới hạn phù hợp với qui định tài liệu tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công, kết cấu thép, kết cấu đá, kết cấu gỗ tiêu chuẩn khác (xem Phụ lục 1) Nội lực xét đến tính tốn độ bền cấu kiện cơng trình nút liên kết phải xác định có xét đến kết hợp chịu lực kết cấu đất lấp đất theo qui định tính tốn loại cơng trình bến Khi xét đến độ biến dạng chung đất kết cấu độ cứng B cấu kiện bê tông cốt thép phải xác định có xét đến tính dẻo bê tông khả xuất vết nứt vùng chịu kéo cấu kiện theo công thức sau đây: B Trong đó: – hệ số, lấy theo bảng 8; Eb J n ; (5) Eb – mô đun đàn hồi ban đầu bê tông, lấy theo TCVN 4116-85 “Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công Tiêu chuẩn thiết kế” Jn – mơ men qn tính tiết diện tính đổi cấu kiện trọng tâm tiết diện (xem Phụ lục 5) Bảng Hệ số Đặc trưng cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác động Tải trọng ngắn hạn Mọi tải trọng khác Có khả chống nứt (ứng suất trước không ứng suất trước) 0,85 0,60 Ứng suất trước phần, khơng có khả chống nứt 0,70 0,50 Khơng ứng suất trước, khơng có khả chống nứt 0,50 0,35 5.7 Độ bền kết cấu neo (bản neo thẳng đứng, neo nút liên kết) tính tốn theo dẫn Phụ lục 5.8 Khi tính tốn dầm mủ cấu kiện bê tơng cốt thép lắp ghép có tiết diện chữ nhật chữ T bến tường cừ, bến tường góc, kết cấu tầng nội lực cấu kiện lực va tàu cập vào cơng trình xác định theo dẫn Phụ lục Tính tốn biến dạng 5.9 Tính tốn biến dạng cơng trình bến cấu kiện riêng rẽ (trừ neo bến tường cừ) phải thực theo nhóm II trạng thái giới hạn phù hợp với qui định tính tốn loại cơng trình bến Tính tốn biến dạng neo bến tường cừ có neo phải thực theo nhóm I trạng thái giới hạn, tham khảo dẫn Phụ lục 5.10 Đối với cơng trình bến xây dựng đất cát đất vụn thô (trừ bến tường cừ khơng neo) tính tốn biến dạng phải thực tác động hoạt tải, số tải trọng thường xuyên xét tải trọng mặt bãi (hoặc mặt bến) trọng lượng kết cấu cố định Ghi chú: Trong tính tốn biến dạng không xét đến độ lún lớp đệm 5.11 Trị số biến dạng giới hạn loại cơng trình bến phải lấy theo Bảng Bảng Kết cấu bến Trị số giới hạn Độ lún bình qn Sơh Cừ khơng neo Vị dịch ngang Uơh’ Góc nghiêng bình (cm) qn mặt tường ωơh (radian) - 0,02 Hb - cao độ đỉnh tường - - - cao độ điểm neo - (1,15 Hg-hk) 0,008 - - - Cừ tầng neo a) cừ thép b) cừ BTCT - cao độ đỉnh tường 2- Khi số phạm vi lớp đất độ sâu y = y gh có thay đổi đột ngột biểu đồ a, n a, d 17- Khi cao trình đỉnh có tải trọng khơng áp lực bề mặt bên ô phép xác định sau: - Khi y ≥ 2d – Theo dẫn Mục 16, cách lấy q = q td độ sâu y = 2d - Khi y < 2d – theo dẫn Mục 15 Giá trị qtd tính theo cơng thức: a , n1 qtd a, n Trong đó: - Thành phần nằm ngang cường độ áp lực đất độ sâu y = 2d, xác định theo dẫn Mục 15 a ,n1 a, n - Hệ số áp lực hông, lấy xác định a, n PHỤ LỤC 10 (Khuyến nghị) XÁC ĐỊNH ÁP LỰC NƯỚC THẤM Trong tính tốn cơng trình bến xây dựng khơng phải đá tác động áp lực nước thấm dao động mực nước trước bến phép thay tải trọng nằm ngang lực thể tích thẳng đứng Áp lực nước thấm không cần xem xét đến tính tốn độ bền độ hạ thấp mực nước trước bến ngày đêm nhỏ 1m độ hạ thấp theo mùa nhỏ 2m Ghi chú: Dao động ngày đêm mực nước dao động sau: - Dao động ngày đêm mực nước hạ lưu đầu mối thủy điện; - Dao động mực nước sông thời kỳ lũ; - Dao động thủy triều cảng sông nằm sông ảnh hưởng thủy triều Dao động mực nước theo mùa là: dao động mực nước hồ chứa nước khai thác hồ Để xác định tải trọng áp lực nước thấm cần tính tốn trị số độ chênh cột nước H cơng trình bến theo dẫn Mục Tải trọng nằm ngang áp lực nước thấm tác động dọc theo đường viền đất cơng trình bến lấy dạng biểu đồ cường độ đặt trực tiếp vào cơng trình cấu kiện cơng trình Việc dựng định giá trị cường độ biểu đồ tính tốn độ bền cơng trình bến tường cừ bến tường góc trình bày Hình 1, tính tốn độ bền cơng trình bến cọc ống đường kính lớn – Hình Trong tính tốn ổn định biểu đồ tải trọng nằm ngang áp lực nước thấm phép xác định theo dẫn Hình 1, diện tích biểu đồ phải tăng lên 30% dao động ngày đêm mực nước, tăng lên 10% dao động theo mùa Trong công thức (1) (2): w - Trọng lượng riêng tính tốn nước; J – Gradien cột nước, xác định theo cơng thức ghi Hình tùy thuộc vào sơ đồ tính tốn; l1, l2, l3 – Chiều dài đường viền thấm phía sau, phía trước bên cơng trình, xác định theo Hình tùy thuộc vào sơ đồ tính tốn; B- Bề rộng đáy cơng trình Lực thể tích thẳng đứng áp lực nước thấm tính tốn độ bền ổn định cơng trình bến tính vào trọng lượng riêng đất nằm mực nước ngầm phạm vi chiều cao l1 l2 (theo Hình Hình 2) theo cách thức sau (ở đoạn khác trọng lượng riêng đất nằm nước lấy tc dn ) a/ Sau cơng trình phạm vi chiều cao l1: t dn J7w (1) b) Trước cơng trình phạm vi chiều cao l2: t J7w ; Trong đó: t - Trọng lượng riêng tính tốn đất phạm vi chiều cao tính tốn; - Trọng lượng riêng tính tốn đất có xét lực đẩy nước, phạm vi chiều cao tính tốn dn Trong cơng trình bến kiểu tường góc phải tính tác động áp lực nước thấm từ phía đáy, áp lực có dạng biểu đồ tải trọng thẳng đứng xác định theo dẫn Hình (sơ đồ 1) Khi xác định tải trọng ngang lực thể tích thẳng đứng áp lực nước thấm cần lưu ý điểm sau: a- Tầng cách nước đất có hệ số thấm nhỏ 10 lần so với đất lấp b- Nếu tăng thấm nước nằm sâu đáy cơng trình sâu chân cọc van đoạn lớn = 2Hb thì, sơ đồ tính tốn, độ sâu tầng cách nước (tầng cách nước tính tốn) phải lấy (Hb – chiều cao bến đáy thiết đỉnh bến) c- Các lớp kẹp đất sét có bề dày < 20 cm, lớp kẹp đất loại sét có bề dày < 40 cm không xem tầng cách nước d- Các giá trị tiêu chuẩn tiêu chuẩn tc dn tc w tc t xác định theo công thức (1) (2) dùng đại lượng e- Trường hợp nên có cấu tạo địa chất phức tạp áp lực nước thấm phải xác định phương pháp tương tự thủy động điện Để xác định cột nước H cơng trình trước hết cần dựng đường trình trung bình mực nước trước bến Muốn phải chọn số biểu đồ dao động mực nước theo ngày đêm theo mùa biểu đồ ứng với mực nước cao tính tốn Điểm gốc đường trình trung bình mực nước trước bến (góc thời kỳ tính tốn t = 0) lấy thời điểm chấm dứt thời gian dài mực nước trước bến không dao động, điểm cuối đường q trình (điểm cuối thời kỳ tính tốn) lấy thời điểm (t = t n) xuống mực nước cao trước bến (Hình 3) Đối với bến cho phép ngập mực nước tính tốn cao trước bến lấy cao trình mặt bến, điểm gốc đường trình trung bình mực nước trước bến lấy thời điểm tương ứng với cao trình Mực nước đường q trình trung bình tính từ tầng cách nước (tầng cách nước tính tốn) Thời kỳ tính tốn t đường q trình trung bình mực nước trước bến phải chia làm thời đoạn cho phạm vi t thời đoạn đường q trình mực nước xem tuyến tính Hình Các sơ đồ tải trọng áp lực nước thấm 1- Cọc vân (vỏ móng); 2- Bến tường góc; 3- Tầng cách nước; 4- Biểu đồ tải trọng nằm ngang áp lực nước thấm; 5- Biểu đồ tải trọng thẳng đứng áp lực nước thấm Hình Các sơ đồ tải trọng áp lực nước thấm dùng để tính tốn độ bền cơng trình bến cọc ống đường kính lớn 1- Cọc ống đường kính lớn; 2- Tầng cách nước; 3- Biểu đồ tải trọng ngang áp lực nước thấm Trị số cột nước H tường bến xác định theo cơng thức sau (xem Hình 3): - Khi khơng có kết cấu nước ngầm: H = H1; - Khi có kết cấu nước ngầm; (3) H = 0,5 (H1 + H2); (4) Trong đó: H1 = ho – ht + S; n S vi vi (5) tn tn 1 (6) H1 – cột nước, xác định không xét đến hoạt động hệ thống thoát nước ngầm H2 – cột nước, xác định theo cơng thức (5) có xét đến hoạt động hệ thống thoát nước ngầm; ho,h1 – chiều sâu nước trước bến tính từ tầng cách nước tương ứng với thời điểm đầu (ho) thời điểm cuối (ht) thời kỳ tính tốn, xác định theo đường trình trung bình mực nước trước bến; Hình Dựng đường trình trung bình mực nước trước bến đường trình theo mùa theo ngày đêm mực nước trước bến; đường trình trung bình mực nước trước bến vi, vi-1 – tốc độ biến thiên mực nước trước bến tương ứng với thời đoạn t1 ti i = lấy vi-1 = 0, trường hợp lại (i > 1) vi vi-1 tính theo cơng thức sau: h1 t1 v1 vi hi ti 1 h, hi (7) (8) - Trị số dâng hạ mực nước tương ứng cho thời đoạn t1 ti xác định theo đường trình trung bình mực nước trước bến; mực nước hạ trị số ( h, hi ) lấy với dấu trừ; tn – Thời kỳ tính tốn; ti-1 – Thời gian biến động mực nước kể từ lúc bắt đầu thời kỳ tính tốn cuối thời đoạn ti , i = lấy ti-1 = 0; n – Số lượng thời đoạn t1 ; i - Thơng số, xác định theo đồ thị Hình tùy thuộc vào hệ số i - Hệ số, tính theo cơng thức: i Li htb i i (9) Li – Chiều dài tính tốn dòng nước ngầm, xác định theo công thức (10) đây, không lớn Li: Li a tn ti (10) Hình Đồ thị giá trị hệ số θ L1 – Trị số thực chiều dài dòng nước ngầm tính từ ranh giới thấp đến ranh giới cao dòng, xác định theo Hình có xét đến dẫn a ghi đây: a- Hệ số thông mực nước, bằng: a kt htb v (11) kt – hệ số thấm đất phạm vi chiều cao htb, lấy theo Bảng Phụ lục 7: đất không đồng cho phép lấy trị số bình quân gia quyền hệ số thấm, tính theo cơng thức (4) Tiêu chuẩn này; v- hệ số nhả nước đất lấp, lấy theo Bảng Phụ lục 7; htb – Chiều sâu trung bình dòng nước ngầm thời kỳ tính tốn, tính từ tầng cách nước theo cơng thức: htb hmax ht (12) hmax – Chiều sâu nước lớn trước bến, tính từ tầng cách nước (xem Hình 3); ht – Như công thức (5); - Hệ số sức kháng thủy lực cơng trình bến, xác định theo công thức: 1 (13) i - Hệ số sức kháng thủy lực cơng trình bến thấm cơng trình hệ thống nước ngầm, thấm vòng qua đầu cơng trình, xác định theo Bảng 1 ri – Hệ số, lấy sơ đồ (Hình 5); sơ đồ tính theo cơng thức: i a tn L2i ti (14) Ghi chú: 1- Khi tầng cách nước nằm nghiêng ranh giới dòng nước ngầm phải lấy mặt cắt có ho (xem sơ đồ Hình 5) chiều sâu dòng nước ngầm hg Sơ đồ (Ranh giới nằm xa vô cực) Sơ đồ (Tại ranh giới mực nước ngầm cố định) Sơ đồ (Ranh giới khơng thấm nước hồn tồn phần) Hình Sơ đồ xác định ranh giới dòng nước ngầm 1- Ranh giới dòng nước ngầm (bến); 2- Ranh giới dòng nước ngầm; 3- Mực nước ngầm đầu thời kỳ tính tốn (t=0); 4- Mực nước ngầm cuối thời kỳ tính tốn; 5- Tầng cách nước Bảng Các giá trị hệ số sức kháng Hệ số Hướng thấm Công thức xác định i i Ghi i Dưới cơng trình Trong cống thoát nước ngầm Trong khe thẳng đứng cấu kiện Trong kết cấu thoát nước ngầm thẳng đứng Vòng qua đầu cơng trình htb 1,46 lg B o 0,73 Pg – chu vi ướt cống thoát nước ngầm 1.1htb Pg Sg hg 1,461 lg sin l2 L 2htb g hg 2htb Sg dg Sg – khoảng cách kết cấu thoát nước ngầm; hg – Chiều dài phần làm việc ống dg – Đường kính ống mặt Khi mối nối có dạng khóa thép phải lấy L- Chiều dài bến Đối với sơ đồ (Hình 5) khơng phải xét đến tường cách cấm vào tầng cách nước Trong kết cấu thoát nước nằm ngang kiểu lớp (lớp đệm) htb b 0,44 b- Bề rộng kết cấu thoát nước ngầm Ghi chú: htb – Trị số xác định theo công thức (12) Khi thời gian hạ thấp mực nước trước bến bé 20 ngày đêm trị số thêm 0,44, giảm bớt 0,44 Phải tăng Khi bến xây dựng đê chắn sóng ranh giới dòng nước ngầm phải lấy theo sơ đồ Hình cách vẽ mặt phẳng đê Khi chọn ranh giới tính tốn dòng nước ngầm theo Hình cần lưu ý rằng, theo sơ đồ trị số cột nước nhận lớn so với sơ đồ 1, theo sơ đồ cột nước nhỏ so với sơ đồ Làm kết cấu thoát nước ngầm hợp lý cột nước trước bến lớn 3m PHỤ LỤC 11 (Khuyến nghị) XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÀUVA KHI CẬP VÀO CƠNG TRÌNH Giá trị tiêu chuẩn tải trọng nằm ngang vng góc với mép bến H tàu va cập vào cơng trình bến có tường mặt liền xác định theo đồ thị Hình tùy thuộc vào lượng rẽ nước Dt tàu, thành phần pháp tuyến vận tốc tàu cập bến không lớn giá trị qui định Bảng 29 Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng tác động (do sơng tàu) lên cơng trình thủy, tùy thuộc vào động va E tàu xác định theo cơng thức 106 Tiêu chuẩn nói Nếu dùng thiết bị đệm tàu khác với thiết bị Hình trị số H xtc phải tính tốn theo qui định Tiêu chuẩn nói trên, độ mềm vỏ tàu lấy c t = 0,00002 m/kN (0,002 m/T), trị số độ mềm cơng trình bến lấy c b = 0,00004m/kN (0,0004m/T) Trị số tiêu chuẩn tải trọng dọc mép bến H tàu va cập vào cơng trình tính tốn theo công thức: H tc y fH xtc (1) Trong đó: f – hệ số ma sát, phép lấy 0,5 lớp mặt bê tông cao su, lớp mặt gỗ Trị số tính tốn tải trọng nằm ngang theo hướng vng góc với mép bến H x dọc theo mép bến Hy tàu va cập bến xác định theo Điều 7.15 Tiêu chuẩn Hình Đồ thị trị số tiêu chuẩn tải trọng nằm ngang theo hướng vng góc với mép bến H xtc tàu va cập bến 1- Khơng có thiết bị đệm tàu; 2- Thiết bị đệm tàu lớp lốp ô tô; – Thiết bị đệm tàu hai lớp ô tô; 4- Thiết bị đệm tàu ống cao su đường kính 0,3m; 5- Thiết bị đệm tàu ống cao su đường kính 0,4m PHỤ LỤC 12 (Khuyến nghị) XÁC ĐỊNH LỰC KHÁNG CỦA HÀNG CỌC 1- Trong tính toán ổn định chung, lực kháng Qhc hàng cọc cấu kiện cơng trình mặt trượt cắt qua cọc cấu kiện xác định theo trình tự sau (theo trị số tải trọng đặc trưng đất dùng phương pháp tính toán này) a- Dựng biểu đồ tổng thành phần pháp tuyến cường độ áp lực đất chủ động bị động theo tim cọc đoạn nằm mặt trượt (Hình Hình 2) Thành phần pháp tuyến tổng qt cường độ áp lực đất chủ động bị động theo tim cọc độ sâu y kể từ mặt đất tính tốn qui ước xác định theo công thức: pt kn n pt ka n , pt bc lc (1) Trong đó: n , pt n, n cos cos cos (2) a , pt a, n cos cos cos (3) n , pt , động; a , pt - Thành phần pháp tuyến (theo tim cọc) cường độ áp lực đất chủ động bị n, n , - Thành phần nằm ngang cường độ áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức (46) (7) Phụ lục với: a, n - Trong tính tốn ổn định phương pháp mặt trượt gãy khúc; , Nhưng không nhỏ 0o không lớn 30o – tính tốn ổn định phương pháp mặt trượt cung tròn; - Góc nghiêng so với đường thẳng đứng đường thẳng nối tâm cung trượt với chân cọc; lấy dấu trừ đường thẳng nối tâm cung trượt với chân cọc nằm bên trái tâm cung trượt; - Góc nghiêng so với tim cọc so với đường thẳng đứng, lấy với qui tắc dấu giống xác định n, n a ,n ; bc – Bề rộng đường kính cọc; - Bước cọc theo chiều dài cơng trình; c kn, ka – Hệ số, xét làm việc không gian đất lăng thể ép trồi lăng thể sụt, xác định theo cơng thức sau: • Khi y ≤ ygh: kn ka tg / bctg 45o /2 (4) tg / bctg 45o /2 (5) • y > ygh: kn ka lc bc bc 0,5 y gh y (6) Trong đó: - Góc ma sát đất độ sâu y; y gh - Khoảng cách, xác định theo cơng thức sau: • Đối với hệ số kn: y gh lc bc tg 450 2.tg / /2 (7) • Đối với hệ số ka: y gh lc bc tg 450 2.tg / /2 (8) Được phép lấy mặt phẳng nằm ngang qua giao điểm tim cọc với mặt trượt (Hình Hình 2) làm mặt đất tính tốn qui ước Đất nằm bên mặt phẳng tính tốn qui ước xem tải trọng Tải trọng phân bố không mặt phẳng tính tốn qui ước phạm vi bề rộng lăng thể ép trồi bề rộng lăng thể sụt phép thay tải trọng phân bố bình quân gia quyền Để xác định bề rộng lăng thể ép trồi bề rộng lăng thể sụt cao độ mặt phẳng tính tốn /2 qui ước cho phép vẽ mặt trượt lăng thể ép trồi từ chân cọc lên với góc nghiêng 450 , mặt trượt lăng thể sụt – với góc nghiêng 45o / tính từ tim cọc b- Căn vào biểu đồ tổng pt tim để dựng đa giác lựa đa giác dây (Hình 2) c- Vẽ đường tiếp tuyến với đường bao đa giác dây điểm B o nằm cao chân cọc đoạn 0,15t (trong t – khoảng cách từ chân cọc đến giao điểm tim cọc với mặt trượt), xác định mô men uốn MA (kNm/m) cao trình giao điểm tim cọc mặt trượt theo công thức: MA x A (9) Trong đó: - Khoảng cách cực đa giác lực, kN/m xA – Tung độ đa giác dây cao độ giao điểm tim cọc với mặt trượt, m d – Mô men uốn Mhc (kNm/m) mà hàng cọc chịu xuất phát từ độ bền cọc xác định theo công thức: M hc Mc lc (10) Trong đó: Mc – mơ men uốn theo độ bền cọc e – Trị số giới hạn phản lực Rhc (kNm/m) hàng cọc cao độ giao điểm tim cọc với mặt trượt xác định đa giác lực theo cách thức sau: Nếu MA ≤ Mhc, trị số Rhc xác định từ điểm gốc đường lực đến giao điểm đường lực với đường thẳng qua cực song song với tiếp tuyến đa giác dây điểm B o Nếu MA > Mhc trị số Rhc xác định từ điểm gốc đường lực đến giao điểm đường lực với đường thẳng qua cực song song với cát tuyến A oBo đa giác dây; cát tuyến vẽ từ điểm Bo cho tung độ xmax cao độ giao điểm tim cọc với cung trượt có M hc giá trị xmax Hình Sơ đồ xác định lực kháng hàng cọc tính tốn ổn định cơng trình phương pháp mặt trượt gãy khúc 1- Mặt đất tính tốn qui ước; 2- Mặt trượt Hình Sơ đồ xác định sức kháng hàng cọc tính tốn ổn định cơng trình phương pháp mặt trượt cung tròn 1- Mặt đất tính tốn qui ước; 2- Mặt trượt cung tròn Trong tính tốn xảy trường hợp xmax < x (ở dây x – tung độ điểm ngàm), trị số Rbc xác định từ điểm gốc đường lực đến giao điểm đường lực với đường thẳng qua cực song song với cát tuyến vẽ qua điểm A o đa giác dãy theo điều kiện x = xmax (Hình Hình 2) f) Lực kháng Qhc (kN/m) hàng cọc xác định sau: - Trong tính tốn ổn định phương pháp mặt trượt gãy khúc Qhc Rhc cos (11) - Trong tính tốn ổn định phương pháp mặt trượt cung tròn • Khi MA ≤ Mhc: Qhc Rhc cos cos MA r (12) M hc r (13) • Khi MA > Mhc: Qhc Rhc Trong đó: cos cos , 1, - Như công thức (2) (3); - Góc nghiêng so với đường thẳng đứng đường thẳng nối tâm cung trượt với giao điểm tim cọc mặt trượt; r- Bán kính cung trượt g) Nếu mặt trượt cắt qua số hàng cọc Qhc xác định cho hàng h) Phải kiểm tra độ bền hàng cọc chịu tác động lực cắt Q hc ... Tiêu chuẩn thiết kế 11 TCVN 4253-86 Nền công trình thủy cơng Tiêu chuẩn thiết kế 12 TCVN 5574-91 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế 13 20 TCN 45-78 Nền nhà cơng trình Tiêu chuẩn. .. 14 22 TCN 018-79 Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 15 20 TCN 149-86 Bảo vệ kết cấu xây dựng khỏi bị ăn mòn 16 22 TCN 207-92 Cơng trình bến cảng biển Tiêu chuẩn thiết kế 17 22. .. biển Tiêu chuẩn thiết kế 17 22 TCN Tải trọng tác động (do sóng tàu) lên cơng trình thủy Tiêu chuẩn thiết kế 18 22 TCN Cơng trình giao thơng vùng có động đất Tiêu chuẩn thiết kế 19 Quy trình kênh