ĐỒ án THIẾT kế CÔNG TRÌNH nền mặt ĐƯỜNG FULL file bản vẽ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG I: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG I TÀI LIỆU SỬ DỤNG - 22TCN 211-2006: Áo đường mềm yêu cầu dẫn thiết kế - 22TCN 262-2000: Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu - Thiết kế đường ô tô tập II - Thiết kế đường ô tô tập IV II SỐ LIỆU ĐẦU VÀO Số liệu hình học - Số thứ tự: 47 - Chiều sâu đào: Mặt cắt ngang cọc YN1 lý trình Km0+553,36 số liệu Đồ án Thiết kế hình học khảo sát thiết kế đường Chiều sâu đào thêm: Hthêm= 2,40 (m) → HTK = Hmaxđào + Hthêm = 3,22 + 2,40 = 5,62 (m) - Bề rộng đường: B = (m) Số liệu địa chất γ (T/m ) 1,72 Số liệu địa chất tự nhiên c (kN/m2) 10,30 φ (độ) 15,5 Lưu lượng thành phần dòng xe - Lưu lượng xe thiết kế: N15 = 1400 xe/ng.đ - Quy luật tăng trưởng xe: Nt = N0.(1+q)t - Hệ tăng xe hàng năm q = 6% - Thành phần dòng xe • Xe : 40% • Xe tải nhẹ : 20% GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG • Xe tải trung : 25% • Xe tải nặng : 15% ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Số liệu tải trọng - Tải trọng xe: G = 15 Tấn - Theo sơ đồ xếp xe - Xét giai đoạn thi công khai thác (Tiêu chuẩn 22TCN 262-2000) - Quy đổi tải trọng xe tải trọng đất đắp: hx = với qx = n.G γ.B.L = qx γ n.G [(n.b + (n − 1).d + e].L Trong đó: G: Trọng lượng xe n: Số xe xếp Chọn n=1 (xe thi công) B: Bề rộng phân bố ngang xe B = n.b + (n-1).d + e Tra: b = 1,8 m, d = 1,3 m, e = 0,7 m → B = 2,5 m L - Chiều dài phân bố xe L= 4,2m Tải trọng xe quy đổi tải trọng đất đắp qx = n.G [(n.b + (n − 1).d + e].L = 1.15 [(1.1,8 + (1 − 1).1,3 + 0, 7].4,2 = 1,4286 T/m2 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Tải trọng quy đổi thành lớp đất đắp có chiều cao hx = n.G γ.B.L = 1.15 1,72.2,5.4,2 = 0,831 m III PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI TALUY Phương pháp phân mảnh cổ điển W.Fellenius Sử dụng phương pháp phân mảnh cổ điển (W.Fellenius) tìm hệ số ổn định Kmin, dựa vào Kmin để đánh giá mức độ ổn định đường Phương pháp phân mảnh cổ điển giả thuyết khối đất taluy ổn định trượt theo mặt trượt trụ tròn GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG • Điều kiện: - Khối đất taluy ổn định trượt theo mặt trượt hình trụ tròn - Khi trượt khối trượt lúc mảnh khơng có lực ngang tác dụng lên (không xô đẩy, cản trở nhau) - Trạng thái giới hạn xảy mặt trượt • Cơng thức: n ∑M i =1 n ∑M K= i =1 n ∑ ( N tgϕ + c l ) ∑ (Pcosα tgϕ + c l ) n i igiu i i i n ∑ (T + W i itruot = i Zi R ) = i i n ∑ (P sin α i i i i i + Wi Zi ) R Trong đó: - Pi : Trọng lượng phân mảnh i Pi = Si.γi.1m; (tính cho bề dày 1m) - Si : Diện tích phân mản thứ i - αi : Góc nghiêng Pi so với phương thẳng đứng GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG - ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG φi : Góc ma sát lớp đất mặt trượt qua ứng với phân mảnh ci : Lực dính đơn vị lớp đất mặt trượt qua ứng với phân mảnh li : Chiều dài phần đất đáy mặt trượt thuộc phạm vi mảnh i Wi : Lực động đất Wi = (0,1 ÷ 0,2).Pi Zi : cánh tay đòn so với tâm O lực động đất Wi R : bán kính tâm trượt - Chi tiết bước tính tốn: • Xác định đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm theo Cụ thể mò tìm tâm trượt nguy hiểm phạm vi xét • Trên đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm lấy điểm điểm vẽ cung trượt với bán kính khác nhau, bán kính cho hệ số ổn định K theo cơng thức • Mỗi tâm trượt cho giá trị K Thực với tâm trượt khác tìm hệ số Kmin • Giá trị Kmin vừa tìm tương ứng với vị trí mặt trượt nguy hiểm Kiểm tốn ổn định mái taluy theo phương pháp phân mảnh cổ điển a Xác định quỹ tích tâm trượt (Mặt cắt ngang vị trí xét) - Tại vị trí A mép taluy đường dóng xuống đoạn H = 6,13 m (H chiều cao từ chân mái taluy đường đến mép taluy phía bên cao hơn) Ta điểm B GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG - Từ điểm B kẻ theo phương ngang phía đường đoạn 4,5.H = 27,585 m ta có điểm D thuộc quỹ tích tâm trượt - Tại điểm C đỉnh taluy đường kẻ đường thẳng (2) hợp với phương ngang góc β = 37° điểm A mép taluy đường kẻ đường thẳng (1) góc α = 28°, hai đường thẳng (1) (2) cắt I Ta có đường quỹ tích tâm trượt đường thẳng DI - đường thẳng (3) b Xác định cung trượt - Lấy điểm O1, O2, O3 quỹ tích tâm trượt DI vừa xác định được, quay cung tròn O1, O2, O3, bán kính R1, R2, R3 ta cung trượt - Vì phần đường đào nên kiểm tra ổn định phần mái taluy khơng quay cung tròn cắt qua phần đường c Xác định hệ số ổn định K mặt trượt Sử dụng phương pháp phân mảnh cổ điển Fellenius tìm hệ số ổn định K (vì bỏ qua tác dụng lực động đất), ta có: n ∑M i =1 n ∑M K= i =1 n n ∑ ( N tgϕ + c l ) ∑ (Pcosα tgϕ + c l ) igiu i i n ∑T itruot i = i i = i i i i i n ∑ (P sin α ) i i Khi áp dụng phương pháp nghiệm toán ổn định theo cách phân mảnh cổ điển với mặt trượt tròn kht xuống vùng đất yếu thơng số tính tốn xác định theo mục V.3 (22TCN 262-2000) hệ số ổn định nhỏ K = 1,20 (riêng trường hợp dùng kết thí nghiệm cắt nhanh khơng nước phòng thí nghiệm để nghiệm tốn Kmin = 1,10 Phân khối trượt hình trụ tròn thành mảnh có bề dày nhau, 1,0 m d Kết tính tốn  Tính tốn với tâm O1, bán kính R1 Chọn tâm O1, bán kính R1 = 10,0 m GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Chia khối đất làm mảnh có bề dày khơng lớn 1,0m (D i ≤ 1,0m) Khối đất chia làm mảnh Các mảnh từ đến có bề dày 1,0m mảnh thứ có bề dày 0,8218m Với mảnh số ta có • Diện tích mảnh: F1 = 1,7496 m2 (được đo phần mềm AutoCAD) • Khối lượng mảnh: P1 = F1.γ.1m = 1,7496.17,2.1 = 30,0931 KN • Góc hợp phương thẳng đứng với phương lực pháp tuyến: α1 = 60o (được đo phần mềm AutoCAD) • Bề dày mảnh D1 = 1,0m • Độ dài cung trượt mảnh: l1 = 1,9821m (được đo phần mềm AutoCAD) Giá trị l1 tính gần l1= D1/cosα1 = 1/cos60o = 2,0m • Lực dính đơn vị lớp đất ci = 10,3 KN/m2 • Góc nội ma sát lớp đất φ = 15,5o • Lực pháp tuyến: N1 = P1.cosα1 = 30,0931.cos60o = 15,0466 KN • Lực tiếp tuyến: T1 = P1.sinα1 = 30,0931.sin60o = 26,0614 KN • Lực giữ mảnh: M1-giữ = P1.cosα1.tanφ + c.l1 Mgiữ = 30,0931.cos60o.tan15,5o + 10,3.1,9821 = 24,5884 KN • Lực gây trượt mảnh: M1-trượt = P1.sinα1= 30,0931.sin60o = 26,0614 KN Với mảnh lại ta tính tốn tương tự mảnh Ta có GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG • Tổng lực giữ: ∑M • Tổng lực trượt: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG giu ∑M = M1-giữ + M2-giữ + M9-giữ = 198,0615 KN truot = M1-trượt + M2-trượt + M9-trượt = 198,5569 KN n ∑M i =1 n → ∑M Hệ số ổn định: K1 = i =1 igiu itruot = 198,0615/198,5569 = 0,9975 Nhận xét: K1 = 0,9975 < [Kmin] = 1,10 Tương tự ta chọn tâm O2, bán kính R2 = 9,0m tâm O3, bán kính R3 = 8,0m Tính tốn hệ số ổn định cho hai trường hợp tương tự trường hợp tâm O1, bán kính R1 = 10,0m Ta có bảng kết tính toán chi tiết trường hợp GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG  Tâm O1, bán kính R1 = 10,0 m γ ST T Fi m2 KN/m2 1.7496 17.2 3.1556 17.2 3.7551 17.2 3.6118 17.2 3.2053 17.2 2.6548 17.2 1.9803 17.2 1.1943 17.2 0.3194 17.2 Pi KN 30.093 54.276 64.587 62.123 55.131 45.662 34.061 20.542 5.4937 α độ Di m 60 50 41 34 27 21 15 0.821 li m 1.982 1.542 1.332 1.207 1.126 1.072 1.035 1.013 0.823 ci KN/m 10.3 10.3 10.3 10.3 ci.li KN 20.415 15.885 13.722 12.437 φi độ tanφi 15.5 15.5 15.5 15.5 10.3 11.6019 15.5 10.3 11.0416 15.5 10.3 10.3 10.3 10.668 10.437 8.4862 15.5 15.5 15.5 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277 Ni=Pi.cosα i KN Ti=Pi.sinαi KN M giữ KN M trượt KN 15.0466 26.0614 24.5884 26.0614 34.8881 41.5781 25.5610 41.5781 48.7450 42.3734 27.2409 42.3734 51.5023 34.7387 26.7201 34.7387 49.1222 25.0290 25.2247 25.0290 42.6297 16.3640 22.8639 16.3640 32.9006 8.8157 19.7929 8.8157 20.2891 3.2135 16.0636 3.2135 5.4803 0.3832 10.0060 0.3832 ƩM giữ (trượt) Hệ số ổn định Tâm O1 (R = 10m) có hệ số ổn định là: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang 198.061 K 198.5569 0.9975 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐƠ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG n ∑M i =1 n ∑M K1 = i =1 igiu itruot = 0,9975 < [Kmin] = 1,10  Tâm O2, bán kính R2 = 9,0 m ST T Fi m2 γ KN/m2 Pi KN α độ Di m 1.0646 17.2 18.3111 63 2.5840 17.2 51 2.9207 17.2 41 2.7627 17.2 33 2.3326 17.2 26 44.444 50.236 47.518 40.120 li m 2.184 1.580 1.334 1.198 1.1133 ci KN/m 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 ci.li KN 22.504 16.283 13.748 12.340 11.4670 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 φi độ 15.5 15.5 15.5 15.5 15.5 tanφi 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277 Trang 10 Ni=Pi.cosα i KN Ti=Pi.sinαi KN M giữ KN M trượt KN 8.3131 16.3153 24.8099 16.3153 27.9700 34.5401 24.0400 34.5401 37.9136 32.9578 24.2628 32.9578 39.8523 25.8804 23.3925 25.8804 36.0603 17.5878 21.4674 17.5878 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Kiểm tốn ổn định Giả thiết mái taluy đắp ổn định, ta kiểm toán độ ổn định đường đắp đất yếu phần mềm Slide với tổng chiều cao đất đắp 9,24m (tại Km0+428,69 thuộc đoạn tuyến M10 - M15) Hệ số ổn định K = 0,959 < [Kmin] = 1,20 tượng sạt trượt đất yếu → Nền đường ổn định, xảy Tính tốn độ lún a Tính tốn dự báo lún tổng cộng đất đắp đường gây Độ lún tổng cộng đường đắp đất yếu tính theo cơng thức S = m.Sc (22TCN 262-2000, cơng thức VI.3) Trong đó: • Sc độ lún cố kết (m) • m hệ số phụ thuộc vào chiều cao đường đắp tính ổn định đất m = 1,2 -1,4 Chiều cao đất đắp lớn đất yếu m lớn Độ lún tức thời tính theo cơng thức sau: Si = (m-1).Sc(22TCN 262-2000, cơng thứ VI.4) Độ lún cố kết tính theo phương pháp phân tầng lấy tổng theo công thức GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG σiz +σivz  H i  i  σipz  i Sc = ∑ Cr lg  i ÷÷+ Cc lg i  i =1 1+eσ i  pz   vz  σ  n Trong • Hi chiều dày lớp đất tính lún thứ i (m) lớp đất thứ i • Cir ei0 hệ số rỗng tự nhiên ban đầu số nén lún hay độ dốc đoạn đường cong nén lún phạm σi < σ ipz vi • Cic số nén lún hay độ dốc đoạn đường cong nén lún biểu diễn σi > σ ipz dạng e - log(σ) phạm vi σipz • áp lực tiền cố kết lớp i i σ vz • áp lực trọng lượng thân lớp đất nằm lớp đất i gây i σz • áp lực trọng lượng đất đắp đường gây lớp i (không bao gồm hoạt tải đất đắp gia tải) Sự truyền áp lực đứng đàn hồi dạng hình thang đất đắp đường tính theo cơng thức: Trong ú iz = Iìq I l tham số tác động tải trọng • q áp lực đắp đáy đường Giải sử độ lún tổng cộng: Sgt = 1,50 m (Sgt = 5%.Hđất yếu) H 'tk H tk Chiều cao thiết kế tính lại = + Sgt = 9,24 + 1,50 = 10,74 m Tính tốn với chiều cao đắp tính lại Chiều sâu tầng chịu nén kết thúc điểm có σz ≤ (5 - 10).σvz (Theo 22TCN 2622000) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Trong • σz ứng suất nén tải trọng cơng trình gây độ sâu z • σvz = γ.hi ứng suất nén tải trọng lớp đất bên gây nên trạng thái tự nhiên Xác định ứng suất tải trọng cơng trình gây Áp dụng lí thuyết tính tốn ứng suất tải trọng hình bang phân bố gây đáy lớp đất (phương pháp Osterberg): σz =I.p Trong • I: hệ số ứng suất xác định theo phụ lục II tiêu chuẩn TCN262-2000 quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đấp đất yếu • p: ứng suất tải trọng cơng trình gây mặt Xác định p Xét 1m dài đường, tổng trọng lượng đắp lớp đệm cát p: p = γ.Hđắp.1m = 1,75.10,74.1,0 = 18,795 T/m2 Áp lực đất tải trọng cơng trình gây mặt p = 18,795 T/m2 Thơng số đất tính tốn độ lún Lớp Tên Độ dày γ T/m2 φ (độ) c (T/m2) eo Cc T/m3 Cr T/m3 10 1,65 1,1 1,100 0,323 0,067 1,85 1,3 0,927 0,343 0,065 ∞ 1,95 30 4,2 0,769 0, 0,03 Sét dẻo chảy Á sét dẻo mềm Sét nửa cứng Kết tính tốn lún chi tiết Lớp γ T/m3 1,65 zi m H m e0 1,10 Cc T/m3 0,32 Cr σpz I T/m T/m2 0,06 9,7 1,00 σz T/m2 18,79 σvz Sci T/m m 1,65 0,385 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG 11 13 15 17 1,85 1,10 1,10 1,10 1,10 0,92 0,92 0,92 0,92 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG 0,32 0,32 0,32 0,32 0,34 0,34 0,34 0,34 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 5 17,66 16,16 13,72 9,7 0,94 9,7 0,86 9,7 0,73 9,7 0,61 11,465 12,5 0,50 9,398 12,5 0,42 7,894 12,5 0,38 7,142 12,5 0,31 5,826 4,95 0,222 8,25 0,149 11,55 0,105 14,8 20,3 24,0 27,7 31,4 0,076 0,059 0,044 0,035 0,025 Các trị số a, b, I xác định theo Phụ lục II 22TCN 262-2000 a = Htk’.m = 10,74.1,5 = 16,11m b = 0,5.B = 0,5.9,0 = 4,5m Tại độ sâu z = 18m σvz = 31,45(T/m2) ≥ 5.σz = 5.5,826 = 29,13 (T/m2) Ta tiến hành tính lún tới độ sâu 18 m H 'tk Độ lún tương ứng với chiều cao thiết kế Vậy độ lún cố kết: Sc= 1,100 m • Hệ số phụ thuộc vào chiều cao đường đắp tính ổn định đất m = S/Sc = 1,5/1,1 = 1,36 • Độ cố kết cần đạt sau khoảng thời gian t (tháng) U0 = 90% Độ lún lại sau khoảng thời gian t (tháng) ΔS = S×(1-U0)=1,5×(1-0,9) = 0,15 m GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Theo TCN 262-2000: mục II.2.3 với đoạn đường đắp thơng thường, độ lún lại phải thỏa mãn nhỏ ≤ 40cm Theo tính tốn :ΔS = 0,15 m ≤ 0,4m (40cm) Kết luận: Không cần áp dụng biện pháp gia cố đất tự nhiên b Xác định chiều cao phòng lún H 'tk • Chiều cao cần phải đắp là: = 10,74m • Chiều cao phòng lún đường là: Hpl = 2,5m Dự tính độ lún theo thời gian trường hợp thoát nước chiều theo phương đứng a Các giả thiết tính tốn • Nền đường lún theo sơ đồ cố kết thoát nước chiều • Nền đường đắp tồn bộ, khơng phân kỳ chờ lún b Các số liệu tính tốn • Chiều sâu ảnh hưởng lún: Za = 18 m • Độ cố kết cần đạt sau khoảng thời gian t (tháng): U0 = 90% • Độ lún lại sau thời gian t (tháng) ΔS = S×(1-U0)=1,5×(1-0,9)= 0,15 m c Tính tốn • Độ cố kết Uv đất yếu đạt sau thời gian t kể từ lúc đắp xong đường thiết kế phần gia tải trước (nếu có) xác địnht hùy thuộc vào nhân tố thời gian: Ctbv Tv = t H Trong Ctbv chịu lún hệ số cố kết trung bình theo phương thẳng đứng phạm vi - H chiều sâu tính lún • Hệ số cố kết trung bình xác định theo cơng thức sau: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Ctbv = Za2  h ∑ i  Cvi   ÷ ÷  Trong - hi chiều dày lớp đất có Cv khác - Cvi hệ số cố kết lớp thứ i Ctbv Bảng tính Tên Loại đất lớp Sét dẻo chảy Á sét dẻo mềm Chiề u dày 10 Za 18 18 Hệ số cố kết Cvi (cm2/s) 2,5.10-4 2,5.10-4 Cvtb 0,5.10-4 • Đối với độ cố kết U0 cần đạt trên, nhân tố thời gian: Tv = 0,90 • Thời gian đạt độ cố kết U0 là: H2 t = tb × Tv Cv = 3600000000s = 114,2 năm Nhận xét: Để đạt yêu cầu độ cố kết lún (U=0,9) độ lún lại sau thi cơng áo đường ΔS=0,15m < 0,2m cần phải chờ 114,2 năm Đây khoảng thời gian dài, không khả thi Để tuyến đường đưa vào sử dụng nhanh chóng đảm bảo yêu cầu,nhất thiết phải xử dụng biện pháp tăng nhanh tốc độ cố kết Kiến nghị sử dụng bấc thấm thoát nước thẳng đứng bấc thấm VII TÍNH TỐN XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM Yêu cầu thông số bấc thấm Bấc thấm phải đạt tiêu lí sau (Điều 5.3 TCVN 9255-2012) - Cường độ chịu kéo (cặp hết chiều rộng bấc thấm) không nhỏ 1,6 KN - Độ giãn dài (cặp hết chiều rộng bấc thấm) lớn 20% GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG - Khả thoát nước áp lực 10 kPa với gradient thủy lực I = 0,5 từ 80.10-6 m³/s đến 140.10-6 m³/s - Khả thoát nước áp lực 400 kPa với gradient thủy lực I = 0,5 từ 60.10-6 m³/s đến 80.10-6 m³/s Chọn loại bấc thấm thẳng đứng A1(Thailand) có thơng số kĩ thuật sau Tên thông số Chiều rộng Chiều dày Đơn vị Thông số mm 100 mm Cường Độ giãn độ chịu dài kéo kN 2,1 % >20 K/n thoát nước P=10kPa; I=0,5 m3/s 85×10-6 K/n nước P=350kPa; I=0,5 m3/s 65×10-6 Thiết kế chi tiết a Chọn chiều dài bấc thấm - Nền đất tự nhiên phần đường đắp cao gồm lớp với đặc trưng lí khác - Chiều sâu tính lún: 18 m - Lớp có tính chất lý tương đối tốt TCVN 245-2000 khơng khuyến khích việc cắm bấc thấm xuống tầng đất Bố trí bấc thấm xuống độ sâu z = 17,8m - Chiều dài bấc thấm phải nhô ra, cắm vào đệm cát 20cm Chiều dài bấc thấm chọn L = 18m b Kiểm tra điều kiện thoát nước cho bấc thấm TCN262-2000 quy định thiết kế bấc thấm, để phát huy hiệu nước chiều cao đất đắp tối thiểu 4m phải đảm bảo hai điều kiện sau phạm vi cắm bấc thấm: σ vz + σ z ≥ (1.2 ÷ 1.5)σ pz ( I ) η= log(σ vz + σ z ) − log σ pz log(σ vz + σ z ) − log σ vz ( II ) η > 0,6 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Với thông số ϭvz ,ϭz , ϭz thích nêu cách xác định phần trước thỏa mãn điều kiện c Bố trí bấc thấm  TCVN 245-2000: • Có thẻ bố trí bấc thấm hình tam giác hình vng • Khoảng cách chọn bấc thấm: D=1,3 - 2,2 m - Chọn bố trí bấc thấm hình tam giác, khoảng cách tim bấc thấm D=1,5 m - Khoảng cách tính tốn bấc thấm với sơ đồ hình tam giác: L=1,05×D = 1,05×1,5 = 1,575 m (TCN 262-2000) Tính tốn cố kết, ổn định đất yếu xử lí bấc thấm Các thông số chung Căn vào số liệu khảo sát, thông số đất đắp bấc thấm ta xác định số liệu sau • Hệ số cố kết đứng phần có bấc thấm: Cv = 2,5.10-4 cm2 • • • • • • Chiều sâu tính lún Za = 18m Chiều sâu bấc thấm: H = 18 m Bố trí theo sơ đồ hình tam giác Khoảng cách bấc thấm D = 1,5m Khoảng cách tính đổi bấc thấm: L =1,05D =1,575m Cố kết đứng phần có bấc thấm : Uv Nhân tố thời gian : Tv • Cố kết ngang phần có bấc thấm : Uh Nhân tố thời gian : Th • Nhân tố xét đến ảnh hưởng khoảng cách bố trí bấc thấm: Fn = ln(n) - 3/4 Với n=1/d; d = 2.(a+b)/π = 2.(0,1+0,003)/π =0,066m Fn = ln(23,86) - 3/4 = 1,9 • Nhân tố xét đến xáo động đất dùng bấc thấm: k  d  Fs =  h -1÷.ln  s ÷  ks   d  Trên thực tế tính toán thường cho phép dung ks = kv với kv hệ số thấm đất theo phương thẳng đứng GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG k h k h Ch = = = 2÷5 ks kv Cv Tỉ số ds/d tỉ số đường kính tương đương vùng xáo động xung quanh bấc thấm đường kính tương đương bấc thấm Thực tế cho phép tính tốn với: ds = ÷3 d  Chọn ds/d=2 kh/ks=2  kh Fs =   ks   ds  ÷ = ( −1) ln(2) = 0,693 d  -1÷.ln   • Nhân tố xét đến sức cản cọc cát: k Fr = πL h qw Trong đó: • L chiều dài bấc thấm (L lấy chiều sâu cắm bấc thấm với trường hợp có mặt nước) • kh: hệ số thấm ngang • Tỉ số kh/qw = 0,00001 - 0,001m-2 kh = 0.00001.m −2 qw Ta tính Fr = 0,007 • Độ cố kết U đạt sau thời gian t ngày kể từ đắp xong tính theo biểu thức sau: U= 1- ( 1-Uv ) ( 1-U h ) • Bảng tổng hợp thơng số tính tốn: H (m) 18 d (m) 0,066 L (m) 1,575 D (m) 1,500 n 23,86 Cv (cm2) 2,5.10-4 Ch (cm2/s) 7,5.10-4 Theo kiểm toán ổn định đường đắp cao H=9,24 m có hệ số ổn định nhỏ theo phương pháp W.Fellelius K= 0,959 < 1,20 Nền đất đắp có khả bị trượt trồi hai bên Vì thế, Để đảm bảo phần đất đắp GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG ổn định đất yếu, kiến nghị đắp đất theo giai đoạn, chờ đất đạt độ cố kết yêu cầu theo giai đoạn Giai đoạn Xác định chiều cao đất đắp giai đoạn - TCVN 245-2000 (Thiết kế Bấc Thấm) chiều cao đất đắp giai đoạn tính theo cơng thức : B Hy Khi >1,49 thay π + Nc theo tốn đồ (Hình TCVN 245-2000) (với B/Hy =34,7/18 = 2,04 > 1,49) Trong Hdi chiều dày lớp đất thứ i, tính mét (m) B bề rộng đáy đắp, tính mét (m) Hy chiều dày lớp đất yếu, tính mét (m) γ khối lượng thể tích đất đắp, tính kN/m³ Cui sức kháng cắt khơng nước lớp đất yếu, tính kPa F hệ số an tồn (trong q trình đắp lấy F khoảng 1,05 đến 1,1) - Sức kháng cắt khơng nước đất yếu : Cu = 26,53 kPa - Chiều cao lớn khối đất đắp (chọn hệ số an toàn F = 1,05) Hđi = 7,79 m Vậy chọn chiều cao đất đắp giai đoạn I H1 = m Sức kháng cắt khơng nước trung bình đất cuối giai đoạn 1: Cu = Cu0 + ΔCu Trong : ΔCu=ϭz U.tgφ ϭz: áp lực đất đáy đắp U: độ cố kết đất đạt cuối giai đoạn φ: góc ma sát trung bình đất (giả thiết khơng đổi) Bảng tính lún giai đoạn GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG Cc Cr σpz σz σvz I 3 2 T/m T/m T/m T/m T/m2 1,10 0,32 0,06 9,7 1,00 3,50 1,75 1,10 0,32 0,06 9,7 0,94 3,29 5,25 1,10 0,32 0,06 1,65 9,7 0,84 2,94 8,75 1,10 0,32 0,06 12,2 9,7 0,72 2,52 1,10 0,32 0,06 15,7 9,7 0,65 2,28 Độ lún sau đắp giai đoạn thời gian 30 ngày ∑Si = 0,13m Lớp γ T/m3 zi m H m ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG e0 Sci m 0,030 0,013 0,041 0,025 0,018 Bảng tính sức kháng cắt khơng nước sau giai đoạn U (%) 23 tgφ σz (T/m2) Cu0 (T/m2) ΔCu (T/m2) Cu1=Cu0+Δ Cu (T/m2) 0,0816 3,5 11,89 0,657 12,547 Kiểm toán ổn định đường phần mềm Slide Hệ số ổn định K = 2,459 > 1,20 Nền đắp ổn định, không bị trượt trồi Giai đoạn - Chiều cao lớn khối đất đắp (chọn hệ số an toàn F = 1,05) Hđi = 7,79 m - Chọn chiều cao đất đắp giai đoạn H2 = 4,5 m Bảng tính lún giai đoạn Lớp γ T/m3 1,65 zi m H m e0 1.10 Cc T/m3 0,32 Cr σpz T/m T/m2 0,06 9,7 I 1,0 σz σvz Sci 2 T/m T/m m 11,15 1,65 0,421 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG 1.10 0,32 0,06 0,9 10,0 9,7 4,95 1.10 0,32 0,06 0,8 9,7 9,03 8,25 1.10 0,32 0,06 0,6 9,7 7,14 11,55 1.10 0,32 0,06 0,5 14,8 9,7 6,02 0,92 0,34 0,06 0,4 20,3 11 12,5 4,91 5 1,85 0,92 0,34 0,06 0,3 24,0 13 12,5 4,24 Độ lún sau đắp giai đoạn thời gian 60 ngày ∑Si = 1,10m Bảng tính sức kháng cắt khơng nước sau giai đoạn σz Cu1 (kN/m ) (kPa) 0,58 4,667 0,0816 111,5 12,547 Kiểm toán ổn định đường phần mềm Slide U φ tanφ ∆Cu (kPa) 4,369 0,314 0,121 0,076 0,064 0,058 0,046 Cu2 (kPa) 16,916 Hệ số ổn định K = 1,426 > 1,204 Nền đắp ổn định, không bị trượt trồi Giai đoạn - Chiều cao lớn khối đất đắp (chọn hệ số an toàn F = 1,05) Hđi = 7,79 m Chọn chiều cao đất đắp giai đoạn H3 = 5,2m Bảng tính lún giai đoạn Lớp γ zi H e0 Cc Cr σpz I σz GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 σvz Sci Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG T/m3 1,65 m m 11 13 15 17 1,85 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 0,92 0,92 0,92 0,92 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG T/m3 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,34 0,34 0,34 0,34 T/m3 T/m2 0,06 9,7 0,06 9,7 0,06 9,7 0,06 9,7 0,06 9,7 0,06 12,5 0,06 12,5 0,06 12,5 0,06 12,5 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3 T/m2 18,18 17,03 15,58 13,59 12,50 10,15 T/m2 m 1,65 0,481 4,95 0,218 8,25 0,146 11,55 0,104 14,8 20,3 24,0 27,7 31,4 8,520 6,888 5,619 0,082 0,063 0,047 0,034 0,025 Độ lún sau đắp giai đoạn thời gian 150 ngày ∑Si = 1,200m U φ 0,9 4,667 σz Cu2 (kN/m ) (kPa) 0,0816 181,27 16,916 tanφ ∆Cu (kPa) 8,936 Cu3 (kPa) 25,652 Kiểm toán ổn định đường phần mềm Slide Hệ số ổn định K = 1,320 > 1,20 Nền đắp ổn định, không bị trượt trồi GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG Thời gian thi công giai đoạn đắp T T Các thông số đạt Chiều cao đắp Thời gian đắp đất Thời gian chờ Tổng thời gian thi công Độ cố kết đạt Các giai đoạn đắp Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn 2m 4,5 m 5,2 m 10 ngày 20 ngày 20 ngày 20 ngày 40 ngày 40 ngày 30 ngày 60 ngày 60 ngày 23 % 58 % 90% Chiều cao đắp độ lún giai đoạn đắp Chiều cao đắp giai đoạn Độ lún giai đoạn Chiều cao đắp giai đoạn Độ lún giai đoạn Chiều cao đắp giai đoạn Độ lún giai đoạn Chiều cao đắp thiết kế Kết luận lệch 2,00 m 0,13 m 4,50 m 9,27 m 1,10 m 5,20 m 1,20 m 9,24 m 0,3% GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG MỤC LỤC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS PHẠM QUỐC VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG VĂN VINH – MSSV: 2433.58 – LỚP: 58CD1 Trang ... BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG II GIẢI PHÁP THIẾT KẾT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Xác định cấp mặt đường - Cấp thiết kế đường cấp III đồng đồi thấp,... MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ - ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NỀN - MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG II: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG I CƠ SỞ THIẾT KẾ Quy trình, quy phạm áp dụng để thiết kế. .. thiết kế + Đường ô tô - yêu cầu thiết kế: TCVN 4054-2005 [1] + Thiết kế đường ô tô tập [2] + Áo đường mềm - yêu cầu dẫn thiết kế: 22TCN 211-2006 [3] Thiết kế phương án kết cấu áo đường Mặt đường phận