Tiêu chuẩn thiết kế TCXD.57-73

Tiêu chuẩn thiết kế TCXD.57-73 dùng để thiết kế những tường chắn cứng các công trình thủy công đặt trên nền thiên nhiên. Khi thiết kế tường chắn trên móng cọc, kétxon và những móng tương tự thì chỉ dùng tiêu chuẩn này để thiết kế các kết cấu trên móng. Bản tiêu chuẩn có một phần riêng qui định việc bố trí các thiết bị đo kiểm tra và những yêu cầu cụ thể về quan trắc cho từng trường hợp.

, , cộng thêm loại sau: k) Tác động động đất; l) Áp lực nước mực nước dâng mức; m) Áp lực nước thấm phát sinh thiết bị nước làm việc khơng bình thường; n) Tác động nhiệt ứng với biến thiên nhiệt độ trung bình hàng tháng mơi trường xung quanh theo năm có biên độ giao động lớn nhiệt độ năm; o) Tải trọng tầu thuyền va đập gây Chú thích: 1) Trong tổ hợp đặc biệt không kể đến tác động đồng thời tải trọng xẩy tác động đồng thời lực động đất lực va đập tầu thuyền 2) Tổ hợp tính tốn tải trọng tác động tính toán trường hợp xác định theo khả thực tế tác dụng đồng thời chúng lên cơng trình 3) Trong giai đoạn xây dựng sửa chữa cần xác định tổ hợp tính tốn tải trọng tác động theo trình tự thi cơng chọn có kể đến tính liên tục việc xuất trạng thái ứng suất tường chắn gây việc thi cơng theo giai đoạn bảo đảm khả tăng nhanh chiều cao cơng trình 1-14 Cần xác định trọng lượng thân tường chắn theo kích thước hình học chọn sơ theo trọng lượng thể tích vật liệu, sau có kiểm tra lại theo kết tính tốn Trong giai đoạn nhiệm vụ thiết kế kết cấu có khối lượng thi cơng khơng lớn (trong tất giai đoạn) phép lấy trọng lượng đơn vị thể tích bêtơng (khơng có chất phụ gia tăng dẻo chất phụ gia tạo bọt khí) 2,4 T/m bêtông cốt thép 2,5 T/m3 Trong giai đoạn vẽ thi công, kết cấu mà tính ổn định chúng bảo đảm chủ yếu nhờ trọng lượng thân cần xác định trọng lượng đơn vị thể tích bêtơng cách thí nghiệm q trình nghiên cứu chọn thành phần bêtơng Trọng lượng đơn vị thể tích bêtông cốt thép lấy tổng trọng lượng thể tích bêtơng 0,7 trọng lượng cốt thép có 1m kết cấu 1-15 Áp lực nước mặt biên tường chắn xác định theo qui luật thủy tĩnh Khi trọng lượng đơn vị thể tích nước lấy 1,0 T/m3 1-16 Áp lực sóng xác định theo tài liệu tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy chịu tác dụng sóng, cơng trình bến sơng biển Đối với tường chắn cơng trình thủy cơng sơng, tính tốn cường độ ổn định, phép lấy suất bảo đảm tính tốn chiều cao sóng 2% 1-17 Tác động động đất xác định theo dẫn tài liệu tiêu chuẩn thiết kế cơng trình vùng có động đất 1-18 Tác động nhiệt tường chắn xác định theo dẫn tiêu chuẩn này; đồng thời có đề cập đến dẫn QP.TL.C-2-75 1-19 Tải trọng tầu thuyền xác định theo tài liệu xác định tải trọng tầu thuyền gây lên bến 1-20 Áp lực đất lên tường chắn xác định theo dẫn điểm tiêu chuẩn 1-21 Áp lực thấm nước lên mặt đáy lên mặt biên tường chắn đặt đất khơng phải đá xác định theo kết tính thấm theo phương pháp tương tự thủy động điện, có kể tới làm việc thiết bị nước chống thấm 1-22 Áp lực nước lên mặt đáy móng (phản áp lực) tường chắn đặt đá trường hợp khơng có ống nước (hình 1-a) xác định theo cơng thức: Utp = Uth + Uđn = 0,5 n B (Hmax - Hmin) + BHmin n (1) Trong đó: Utp - phản áp lực toàn phần; Uth - phản áp lực thấm; Uđn - phản áp lực đẩy nổi; - hệ số độ rỗng diện tích, nên lấy 1; có sở cụ thể quan hệ trị số với trạng thái ứng suất, với tính nứt nẻ với yếu tố khác lấy 2, bé đơn vị; n - trọng lượng đơn vị thể tích nước; B - chiều rộng tường chắn theo mặt đáy móng; Hmin - chiều sâu nhỏ nước mặt đáy móng tường biên sau trước; Hmax - chiều sâu lớn nước mặt đáy móng tường biên sau trước; Hình - Biểu đồ phản áp lực tường chắn đá: a) khơng có ống nước; b) Khi có ống nước 1-23 Áp lực nước lên mặt đáy móng phần tường chắn đặt đá có thiết bị nước cho theo sơ đồ nêu hình vẽ 1h xác định theo công thức: Utp = Uth + Uđn = 0,5 n (Hmax - Hmin) (l + ”B) + n B.Hmin (2) đó: l - khoảng cách từ biên tường chắn có chiều sâu nước lớn đến đường thoát nước; ” - hệ số phần trăm (Hmax - Hmin) kể đến tác dụng vật thoát nước nền; nên lấy 1 ” = 0,4; Khi có chắn ximăng tính tốn phản áp lực theo công thức: Utp = Uth + Uđn = 0,5 n (Hmax - Hmin) (l’ + ’B) + n BHmin (3) đó: l’ - khoảng cách từ biên tường chắn có chiều sâu nước lớn đến trục chắn xi măng; ’ - hệ số phần trăm (Hmax - Hmin) kể đến hiệu chắn xi-măng; Nên lấy ’ = 0,5 1-24 Đối với tường chắn có độ lớn cấp III IV V, khơng phụ thuộc loại nền, phép xác định phản áp lực tồn phần Utp theo cơng thức gần rút từ quy luật tuyến tính hạ thấp cột nước phần riêng đường viền ngầm đất 1-25 Khi tính tốn thấm cho tường chắn thường xét đến tốn phẳng Khi tính tốn thấm cho tường chắn có độ lớn cấp I II mà tỷ số chiều dài tường theo mặt tuyến chiều rộng mặt đáy nhỏ 2,5 tính tốn thấm đoạn cuối tường nên xét tốn không gian ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 2-1 Cần xác định áp lực hông đất lên tường chắn theo trị số hướng chuyển vị tường, đó, có trường hợp: a) tường chuyển vị ngược với phía đất; b) tường khơng chuyển vị đất, nghĩa thực tế không di động; c) tường chuyển vị phía đất Tường chuyển vị đất yếu tố sau: a/ Biến dạng tường: b/ Biến dạng kết cấu áp lực đất tải trọng khác đặt lên tường, nhiệt môi trường xung quanh tác dụng lên tường chắn 2-2 Tùy theo hướng trị số chuyển vị tường chắn mà có ba loại áp lực hơng đất: áp lực chủ động, áp lực bị động áp lực đất trạng thái tĩnh 2-3 Áp lực chủ động đất: Eo xác định từ giả thiết hình thành lăng thể phá hoại tường chuyển vị ngược phía đất với trị số vừa đủ Áp lực bị động đất sinh chuyển vị tường phía đất xem phản lực đất chống lại chuyển vị Cần xét đến loại áp lực bị động đất sau: - loại áp lực bị động thứ đất (áp lực bị động có ép trồi) E bt xác định từ giả thiết hình thành lăng thể ép trồi đất tường chuyển vị phía đất với số vừa đủ - loại áp lực bị động thứ hai đất (áp lực bị động không ép trồi) E h, xác định từ điều kiện chuyển vị tường chắn phía đất với trị số chưa đủ để hình thành lăng thể ép trồi Áp lực đất trạng thái tĩnh Eo phát sinh trường hợp thực tế tường khơng chuyển vị ngược với phía đất phía đất, nghĩa thực tế tường chắn khơng di động đất Áp lực chủ động bị động có ép trồi đất tương ứng với trạng thái cân giới hạn đất sau tường Trong trường hợp để xác định áp lực chủ động bị động cách xác nên tính tốn theo phương pháp lý thuyết cân giới hạn (trạng thái ứng suất giới hạn) đất sau tường Cần áp dụng phương pháp trường hợp tính tốn có bảng biểu đồ để xác định hệ số áp lực hơng đất Chú thích: 1) Áp lực đất trạng thái tĩnh áp lực bị động không ép trồi đất tương ứng với khái niệm trạng thái đàn hồi đất môi trường liên tục sau tường chắn 2) Trong thực tế loại tường chắn khơng di động tường chắn cứng đặt đá thành phần kết cấu bến tầu; tường có chỗ tựa cứng (như đoạn đập tràn nhà trạm thủy điện chỗ tựa tiếp giáp bờ): tường thỏa mãn điều kiện nêu điều 1-4 Trong trường hợp cá biệt, áp lực tính tốn đất xác định chủ động phần tường chắn dễ uốn phía áp lực đất trạng thái nghỉ phần tường cứng phía Chuyển đổi từ biểu đồ áp lực đất sang biểu đồ áp lực đất khác thực tiết diện tường mà tác dụng áp lực đất trạng thái tĩnh chuyển vị tường 1/5.000 chiều cao tiết diện phía móng 2-4 Tùy theo điều kiện tác dụng lẫn tường chắn với đất mà áp lực tính tốn E đất lên biên tường chắn bằng: 1) Áp lực chủ động Ec đất áp lực đất trạng thái tĩnh E o 2) Tổng áp lực chủ động áp lực bị động không ép trồi đất E c + Eb 3) Áp lực bị động đất có ép trồi Ebt 2-5 Ngoài trường hợp nêu điều 2-3 cho phép tính áp lực chủ động đất lên biên tường chắn theo phương pháp gần cách áp dụng giả thiết hình thành mặt phẳng lăng thể phá hoại đất (phương pháp cân giới hạn có thể) Khi xác định áp lực chủ động đất cần đề cập đến độ dốc lưng tường, hình dạng mặt đất, tải trọng bên ngồi tác dụng lên đất đặc điểm kết cấu tường chắn móng tường Cho phép xác định áp lực chủ động lên tường chắn có góc dốc lưng tường lớn, thuộc loại tường thoải theo hướng dẫn sử dụng Cần xác định áp lực chủ động đất có kể đến ma sát đất lên lưng tường chắn mà tổng áp lực đất hợp với pháp tuyến lưng tường góc = /2, trừ trường hợp quy định hướng dẫn sử dụng Chú thích: Chỉ cho phép khơng kể đến ma sát đất với lưng tường có lý đặc biệt mặt lưng tường trơn nhẵn trị số góc ma sát đất nhỏ 2-6 Khi tính tốn áp lực chủ động đất dính, cần kể đến lực dính đơn vị đất Chú thích: 1) Trong tính tốn ổn định tường chắn có chiều cao từ 5m trở xuống phần tường cao 5m trị số lực dính đơn vị đất lấy để đưa vào phép tính cần phải kể đến khả xuất khơng hồn tồn lực dính đất 2) Trường hợp lực dính đơn vị đất dính có khả giảm đột ngột tác dụng hóa lý đất trình xây dựng sử dụng cho phép khơng kể đến lực dính tính tốn 2-7 Cho phép xác định áp lực đất trạng thái nghỉ theo hướng dẫn sử dụng 2-8 Khi tính áp lực bị động khơng ép trồi đất E b, cần kể đến chuyển vị tường phía đất, ngoại lực tác dụng lên tường gây như: áp lực nước lên ngực tường, , tầu, thuyền v.v… tác dụng nhiệt thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh gây 2-9 Khi xác định áp lực bị động không ép trồi đất E b, cần kể đến trị số đặc trưng chuyển vị tường tùy theo tính dễ biến dạng tính dễ uốn thân tường Cho phép xác định áp lực bị động đất Eb theo dẫn hướng dẫn sử dụng Chú thích: Đối với tường chắn có độ lớn cấp III, cấp IV V mà chiều cao nhỏ 10 m cho phép không kể đến áp lực bị động không ép trồi đất Eb tính tốn 2-10 Khi tính tốn ổn định tường chắn đặt khơng phải đá, cần kể đến áp lực bị động có ép trồi đất Ebt phía trước tường chuyển vị phía trước gây Nên tính áp lực sau: a) Khi độ chôn sâu tường đạt trị số nhỏ 0,2 ( tb - áp lực trung bình mặt đáy móng) tính theo phương pháp gần Trong trường hợp đó, nên lấy hệ số áp lực hông bt = b) Khi độ chôn sâu tường lớn 0,2 tb/ o tính theo phương pháp dựa lời giải tốn lý thuyết cân giới hạn (thí dụ theo phương pháp đồ thị giải tích) 2-11 Khi tính áp lực bị động có ép trồi đất dính, cho phép kể đến lực dính đơn vị đất Chú thích: Lực dính đơn vị C đất đưa vào tính tốn lấy theo dẫn điều 2-6 tiêu chuẩn 2-12 Những đặc trưng lý đất cần thiết cho tính tốn áp lực đất lên tường chắn (trọng lượng đơn vị thể tích o, góc ma sát lực dính đơn vị C lưng ngực tường) xác định thí nghiệm Trọng lượng đơn vị thể tích đất o trạng thái độ ẩm tự nhiên cần xác định theo công thức sau: o = đn h =( (1 - n) (1 + ); h - n ) (1 - n) đn đất mực nước (4) (5) Ở đây: h - trọng lượng đơn vị thể tích hạt đất; n - độ rỗng đất (tỷ số thể tích lỗ rỗng tồn thể tích đất); n - trọng lượng đơn vị thể tích nước; - độ ẩm trọng lượng đất (tỷ số trọng lượng nước trọng lượng hạt đất); Trọng lượng đơn vị thể tích đất nằm mực nước đất cần lấy theo trạng thái đẩy Chú thích: 1) Trong giai đoạn nhiệm vụ thiết kế tất cấp hạng tường chắn giai đoạn vẽ thi cơng tường chắn có độ lớn cấp III, cấp IV cấp V tường khơng dài (thường 10m) mà chưa có số liệu thí nghiệm đặc trưng lý đất đắp: o, C cho phép lấy theo bảng A theo tài liệu tương tự 2) Trong thời kỳ xây dựng xác định đặc trưng lý đất đắp cần kể đến điều kiện phương pháp thi công Bảng A Những đặc trưng đất đắp sau tường chắn Loại đất Đặc trưng đất Khi hệ số rỗng c 0,41 - 0,5 0,51 - 0,6 0,61 - 0,7 trọng lượng đơn vị đất tính theo T/m3 1,75 - 1,8 1,6 - 1,65 1,55 - 1,6 42 39 37 Sỏi vừa 39 37 34 Sỏi nhỏ 37 35 31 Đất cát Sỏi to Bụi Khi hệ số bão hòa C (T/m2) ≥ 0,8 < 0,8 ≥ 0,8 < 0,8 ≥ 0,8 < 0,8 Đất thịt C (T/m2) 34 36 32 34 28 30 0 0 0 24 27 23 26 22 30 Chú thích: 1) Những đặc trưng đất cát, cát bụi ra, thuộc loại cát thạch anh có hạt vỡ vụn khác nhau, chứa khơng lớn 20% fen-pat không lớn 5% hỗn hợp khác (mica, glaconit, v.v…) 2) Những đặc trưng cát bụi đá cát thuộc loại đất trầm tích kỷ bốn với lượng chứa tàn tích hữu không lớn 50% 3) Trị số trọng lượng thể tích đất đắp lấy tính tốn, nên kể đến độ ẩm TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN 3-1 Cần tính tốn tường chắn 1m dài, tường có tỷ số chiều dài theo tuyến chiều rộng theo mặt đáy lớn 3, trường hợp kích thước tường, đặc trưng lý đất đất sau tường, tải trọng tác động trị số không đổi suốt chiều dài tường Nếu tỷ số chiều dài tường chắn theo tuyến chiều rộng theo mặt đáy nhỏ dọc theo chiều dài mà khn khổ, kích thước tường, đặc trưng lý đất đất sau tường tải trọng tác động trị số biến đổi (thí dụ tầu thuyền, ứng lực neo buộc) nói chung cần tính tốn theo đoạn tường (theo sơ đồ khơng gian) Khi tính vậy, ứng lực tác dụng lên tường chắn đặc trưng hình học kết cấu (diện tích nền, mơmen qn tính tiết diện v.v…) nói chung xác định đoạn tường tính tốn khả chịu tải kết cấu cần kể đến khả làm việc khơng gian kết cấu Chú thích: Trong trường hợp, nên chia tường chắn thành đoạn thỏa mãn điều kiện tính tốn 1m dài theo sơ đồ đơn giản nhất, với đoạn lại nên tính tốn theo sơ đồ khơng gian phức tạp 3-2 Việc tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ khả chịu tải (theo cường độ ổn định theo trạng thái giới hạn thứ ba - hình thành mở rộng khe nứt - cần thực theo tổ hợp tải trọng tác động bất lợi xẩy giai đoạn sử dụng, sửa chữa trình xây dựng, theo dẫn điều 1-12 1-13 Việc tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ hai - theo biến dạng - cần thực tổ hợp tải trọng phản ảnh điều kiện làm việc tường chắn thiết bị có tường mà theo xác định giới hạn biến dạng tường chắn (lún, cong) Chú thích: 1) Khi kích thước tường chắn xác định hợp lý, không cần tăng kích thước tường theo kết tính tốn cho trường hợp xây dựng 2) Khi tính tốn theo ba trạng thái giới hạn, trừ trường hợp nêu điều 3.8 - cần kể đến hướng trị số chuyển vị tường (theo điều 2-4) xác định áp lực đất lên lưng tường chắn Tính tốn ổn định 3-3 Cần tính tốn ổn định cho tường chắn đá theo sơ đồ sau: a) trượt phẳng; b) trượt với phần đất (trượt hỗn hợp trượt sâu) Ổn định tường chắn đặt đá tính tốn theo QP 20-64: Cần tính tốn ổn định cho tường chắn đặt đá theo sơ đồ trượt phẳng dẫn điều 3-9, 3-11 Chú thích: 1) Dựa theo kết cấu mỏng tường chắn điều kiện địa chất cơng trình mà việc tính tốn ổn định theo sơ đồ trượt phẳng thực theo mặt phẳng đáy móng, mặt phẳng đáy chân khay ngồi theo bề mặt lớp đất xen lớp có giá trị hệ số trượt nhỏ hệ số trượt mặt phẳng đáy cơng trình 2) Đối với tường chắn có chỗ tựa chắn phía trước khơng cần tính tốn theo ổn định trượt phẳng Tuy nhiên tường yêu cầu phải bảo đảm khả chịu tải chung cục Mức độ chỗ tựa xác định theo tính tốn thích hợp 3-4 Mức ổn định trượt tường chắn xác định qua hệ số an toàn, lập nên theo số lần tăng ngoại lực tác dụng lên tường để đưa cơng trình đến trạng thái cân giới hạn Trong tính tốn ổn định phải bảo đảm cho hệ số an tồn khơng nhỏ trị số nêu bảng Bảng Hệ số an toàn ổn định trượt Tổ hợp tác động tải trọng Hệ số an toàn ổn định ứng với cấp tường chắn theo độ lớn I II III IV, V Cơ 1,3 1,2 1,15 1,1 Đặc biệt 1,1 1,1 1,05 1,05 3-5 Những tường chắn đặt khơng phải đá cần tính tốn theo sơ đồ trượt phẳng đồng khơng đồng thuộc loại đất cát, đất lớn đất dính có hệ số cố kết ≥ 1.103 m2/năm hệ số trượt tg ≥ 0,45 thỏa mãn điều kiện: N= ≤ =A (6) Trong đó: A - trị số khơng thứ ngun phụ thuộc vào góc ma sát đất trường hợp đất dính phụ thuộc vào lực dính đơn vị đất C: trị số xác định sở số liệu thực nghiệm, khơng có số liệu lấy A = 3; max - trị số lớn ứng suất pháp (áp lực), theo mặt đáy tường; gh - trị số giới hạn ứng suất pháp (áp lực) trung bình đất theo mặt đáy tường vượt trị số tường khơng khả trượt phẳng Chú thích: 1) Những dẫn điều áp dụng cho tường chắn có mặt đáy phẳng nằm ngang, nghiêng chân khay không đặt sâu (chiều cao chân khay không lớn 0,2 chiều rộng mặt đáy) 2) Những dẫn điều 3-5 không áp dụng cho trường hợp dạng biến dạng trượt sâu xác định đặc điểm đường viền ngầm đất tường (thí dụ chân khay có độ sâu lớn 0,2 chiều rộng mặt đáy) 3) Khi bị ngập nước trị số trọng lượng đơn vị thể tích o đất cơng thức (6) lấy trọng lượng đơn vị thể tích đất bị đẩy nước đn 3-6 Đối với đá mà không thỏa mãn điều kiện nêu điều 3-5 cần tính toán ổn định tổng thể tường chắn theo sơ đồ trượt hỗn hợp trượt sâu, không phụ thuộc vào đường viền mặt đáy tường Cho phép tính tốn dựa theo khả hình thành mặt trượt trụ tròn mặt trượt khác với mặt trượt trụ tròn khác xác định cấu trúc địa chất Đối với đồng nên tính tốn theo phương pháp lý thuyết cân giới hạn, thí dụ dùng phương pháp nêu phụ lục QP 20-64 Trong trường hợp hệ số an tồn ổn định tính tốn lấy trị số nhỏ nhiều hệ số xác định từ số mặt trượt Chú thích: 1) Trong tất tính tốn ổn định theo sơ đồ trượt sâu, đặc trưng lý đất cần xác định tương tự dẫn điều 2.12 2) Trọng lượng đơn vị thể tích đất o ngập nước cần lấy đất bị đẩy nước 3-7 Đối với không đồng thuộc tất trường hợp khơng đề cập đến điều 3-5 nên tính tốn ổn định cho tường chắn theo sơ đồ trượt phẳng trượt sâu Sơ đồ tính toán lấy theo sơ đồ cho hệ số an tồn ổn định nhỏ 3-8 Khi tính tốn ổn định cho tường chắn đặt khơng phải đá theo sơ đồ trượt phẳng hệ số an tồn cần xác định theo cơng thức sau: a) Khi mặt phẳng trượt nằm ngang (hình 2) k= b) Khi mặt phẳng trượt nghiêng phía đất (hình 3) (7) k= (8) Hình - Dùng tính tốn ổn định cho tường chắn đặt khơng phải đá mặt phẳng trượt nằm ngang Hình - Dùng tính ổn định cho tường chắn khơng phải đá mặt phẳng trượt nghiêng phía đất Trong đó: P - tổng thành phần tải trọng thẳng đứng mặt phẳng tính tốn; Bn - hình chiếu chiều rộng mặt đáy móng tường lên mặt phẳng nằm ngang; Utp - phản áp lực toàn phần nước mặt phẳng tính tốn, hướng từ lên vng góc với mặt phẳng này; Ebt - áp lực bị động có ép trồi đất phía trước trường; Ect - áp lực chủ động đất lên phía trước tường; Es - áp lực tính tốn đất lưng tường xác định theo điều 2-4 Đối với tường chắn không thuộc thành phần kết cấu bến tàu khơng có chỗ tựa vào cơng trình khác cho phép lấy trị số Es áp lực chủ động đất lưng tường tức E s = Ec Ts, Tt - thành phần nằm ngang lực khác tác dụng phía sau phía trước tường Chú thích: 1) Đối với cơng trình có độ lớn cấp I II trượt theo mặt phẳng bêtơng - đất dính (thí dụ, theo mặt đáy chân khay) trị số góc ma sát lực dính đơn vị C đưa vào tính tốn cần lấy theo kết thí nghiệm trượt khối bêtơng đất dính hố móng cơng trình; 2) Khi tính Ebt phía trước tường, cần theo dẫn điều 2-10 3-9 Cần tính tốn ổn định cho tường chắn đặt đá sau: a) tính tốn ổn định trượt theo mặt đáy móng tường; b) tính tốn ổn định lật quanh gờ phía trước Trong trường hợp cần bảo đảm cho hệ số an tồn ổn định trượt khơng nhỏ trị số nêu bảng 1, lật khơng nhỏ trị số nêu bảng Bảng Tổ hợp tác động tải trọng Hệ số an toàn ổn định tương ứng với cấp tường chắn theo độ lớn I II III, IV, V Cơ 1,4 1,3 1,2 Đặc biệt 1,1 1,1 1,1 3-10 Khi tính ổn định trượt theo mặt đáy tường chắn đặt đá hệ số an tồn cần xác định theo cơng thức: k= (9) f Co - hệ số (thông số chống trượt) đặc trưng cho độ bền tiếp xúc tường chắn với phụ thuộc vào loại đá tính nứt nẻ chúng; Các hệ số f Co cho bảng Chú thích: Khi có ứng suất nén phần diện tích mặt đáy cần tính đến thơng số C o phạm vi diện tích Bảng Trị số tính tốn thông số chống trượt Đặc trưng đất f Co (T/m2) Nền đá nhóm I - thực tế khơng bị phong hóa nứt nẻ ít, thấm nước yếu, chắc, có vết nứt nhét chất kết dính 0,75 40 Nền đá nhóm I - phong hóa yếu, nứt nẻ ít, thấm nước yếu, 0,70 30 0,65 20 Nền đá nhóm I - phong hóa yếu, nứt nẻ thấm nước trung bình, cường độ trung bình yếu; Nền đá nhóm II - thực tế khơng bị phong hóa, nứt nẻ thấm nước trung bình, cường độ trung bình yếu Chú thích: 1) Bảng phân loại đá lấy theo hướng dẫn sử dụng 2) Khi có nghiên cứu trường trị số f, C o nêu bảng lấy xác thêm 3-11 Mức độ ổn định lật tường chắn đặt đá đánh giá qua hệ số lập nên số lần giảm tổng mômen lực giữ tường khỏi quay quanh mép trước để đưa tường đến trạng thái cân giới hạn Hệ số an toàn ổn định tỉ số tổng mômen lực giữ tổng mômen lực lật tường: k= (10) Chú thích: Các mơmen trục quay cần tính tốn theo lực riêng biệt thuộc loại lực lật lực giữ (tùy theo hướng tác dụng chúng) Do đó, tính tốn tường chắn, xác định lực thành phần nằm ngang thẳng đứng mơmen chúng mơmen lực thành phần riêng biệt mômen giữ lật, mà tổng mômen lực thành phần mômen giữ lật 3-12 Những công thức (7), (8) (9) áp dụng cho tất trường hợp lực chủ động lực trượt lực chủ động loại lực giữ nhỏ nhiều so với lực trượt Nếu tổng lực giữ chủ động lớn nửa tổng lực trượt chủ động, tức T g ≥ 0,5 Ttr, nên tính tốn hệ số an tồn ổn định trượt tường theo công thức sau: a) Đối với đá: k= (11) b) Đối với đá: k= (12) Xác định ứng suất (áp suất) lên đất mặt đáy tường chắn 3-13 Ứng suất pháp ứng suất tiếp mặt đáy tường chắn xác định cho đơn vị dài (theo sơ đồ biến dạng phẳng) xác định từ việc tính cho đoạn nói chung (theo sơ đồ khơng gian) theo dẫn điều 3-1 Cho phép tính ứng suất mặt đáy tường chắn cấp III, cấp IV cấp V theo sơ đồ biến dạng phẳng 3-14 Ứng suất pháp (áp suất) mặt đáy tường chắn tính theo biểu đồ ứng suất đường thẳng a) Đối với sơ đồ không gian tường chắn mà đường viền chiếu xuống mặt có dạng cong tính theo cơng thức: max = ± ± (13) b) Đối với sơ đồ biến dạng phẳng tính theo cơng thức: max = ± (14) Trong đó: F - diện tích mặt đáy tường chắn; Mx, My - mômen tất ngoại lực trục tương ứng qua trọng tâm đáy móng tường; Wx, Wy - mơmen kháng diện tích đáy móng tường; 3-15 Khi tính tốn ứng suất pháp (áp suất) theo cơng thức nêu điều 3-14, ứng suất tiếp xúc tiếp nên xem chúng phân bố 3-16 Khi tính tốn cường độ móng tường chắn có độ lớn cấp I cấp II, xây dựng đất dính khơng phải đá đá ứng suất pháp ứng suất tiếp mặt đáy cần tính tốn thêm theo phương pháp lý thuyết đàn hồi áp dụng cho đất Đối với tường chắn đất khơng phải đá, tính tốn này, cần kể đến tăng mô-đuyn biến dạng đất theo chiều sâu, kể đến có mặt đá lớp nén ép, kể đến khả biến dạng dẻo mép móng Phân bố ứng suất pháp tiếp mặt đáy tường có độ lớn cấp I II đặt đất cát cần tính tốn thêm theo phương pháp trình bày hướng dẫn sử dụng Chú thích: 1) Ứng suất pháp mặt đáy tường chắn, tính theo phương pháp lý luận đàn hồi cần xác định theo tải trọng đặt móng 2) Có thể bỏ qua ảnh hưởng chân khay đến phân bố ứng suất pháp ứng suất tiếp mặt đáy tường chắn 3) Biểu đồ ứng suất (áp suất) tính tốn biểu đồ chọn biểu đồ xác định theo chiều 315 3-16 có độ an tồn cường độ tiết diện móng tường chắn thấp 3-17 Khi móng tường chắn có mặt cắt góc tính dầm đặt đàn hồi cần kể đến số độ uốn theo cơng thức: t 10 (15) đó: E2 E1 - ứng với mô-đuyn biến dạng đất mô-đuyn đàn hồi vật liệu làm tấm; h - chiều dày trung bình móng; B/2 - nửa chiều rộng móng 3-18 Ứng suất nén (áp lực) lớn mặt đáy tường chắn không gây phá hoại ổn định cục (ép trồi) khơng phải đá phần phía trước móng Nên xác định ứng suất giới hạn cho phép biên tường chắn, đặt đá theo hướng dẫn sử dụng Khi ứng suất (áp lực) biên xác định theo điều 3-14 3-16 không vượt ứng suất giới hạn cho phép ( gh, Tgh) Khi xác định ứng suất (áp lực) theo phương pháp lý thuyết đàn hồi khơng kể đến tải trọng hơng trị số ứng suất (áp lực) tính tốn điểm cách xa biên 0,05B không vượt trị số ứng suất giới hạn cho phép 3-19 Trị số độ lệch tâm cho phép e tải trọng tường chắn đặt đá cần lấy sau: tường chắn cột nước - lấy nhỏ 1/5B; tường có cột nước lấy nhỏ 1/6B, B chiều rộng mặt đáy móng 3-20 Nên tính tốn độ lún tường chắn đặt đá theo phương pháp nêu QP 20-64 Tính tốn cường độ 3-21 Việc tính tốn cường độ tường chắn, cần thực vào loại vật liệu theo yêu cầu tiêu chuẩn xây dựng tương ứng Khi cần làm xác trạng thái ứng suất kết cấu tường chắn, dùng phương pháp lý thuyết đàn hồi tiến hành nghiên cứu mơ hình 3-22 Trong trường hợp tổng qt, cần tính toán tường chắn theo cường độ tổng thể cục Nên tính tốn theo trình tự sau: a) Dựa theo kết phân tích điều kiện làm việc để lập sơ đồ tính tốn tĩnh cường độ tổng thể cục b) Để xác định chắn kích thước tường cần tính tốn cấu kiện riêng biệt chúng (thí dụ thẳng đứng tường kiểu tựa, chân khay móng v.v…) theo tải trọng cục bộ, đặt trực tiếp cấu kiện (theo cường độ cục bộ) c) Đặt toàn tải trọng lên tường chắn tính tường chắn theo cường độ tổng thể, đồng thời lấy tổng mômen uốn, lực ứng suất pháp cắt có trị số tương tự tính tốn theo cường độ cục 3-23 Các kết cấu bêtông bêtông cốt thép tường chắn cần tính tốn theo cường độ quy định QP.TL.C - 2-75 kết cấu gạch đá gạch đá cốt thép theo TCXD 42-70: 3-24 Những tường chắn bêtông cần tính tốn sau: a) Tường chắn có độ lớn cấp I II tính tốn khơng kể đến làm việc vùng chịu kéo tiết diện điều kiện bảo đảm cường độ vùng chịu nén theo hệ số an toàn ổn định lật (điều 3-31) b) Tường chắn có độ lớn cấp III, IV V tính tốn có kể đến làm việc vùng chịu kéo tiết diện, khe thi công trường hợp phải đặt cốt thép theo kết tính tốn Chú thích: Khi thiết kế tường chắn bêtơng khơng cho phép tiết diện phát sinh ứng suất kéo tâm lệch tâm 3-25 Đối với tường chắn kiểu tựa có chiều cao tiết diện tường tựa lớn 1/3 chiều cao tường việc tính cường độ cần thực theo giai đoạn làm việc đàn hồi kết cấu; đồng thời việc đặt cốt thép cho tường tựa thực sở xác định trạng thái ứng suất giai đoạn làm việc đàn hồi có kể đến quỹ đạo ứng suất Khi chiều cao mặt cắt tường tựa nhỏ 1/3 chiều cao tường cho phép tính tốn cường độ tường tựa theo giai đoạn phá hoại 3-26 Khi thiết kế tường chắn gạch đá gạch đá cốt thép nên tuân theo điều kiện sau: e ≤ 0,4 bc Ở đây: e - độ lệch tâm tổng hợp lực tiết diện cho; hc - chiều cao tiết diện tính tốn 3-27 Cho phép tính tốn tường chắn theo trạng thái giới hạn thứ hai - theo biến dạng - theo qui phạm học kết cấu có kể đến tính dễ biến dạng Khi tính tốn cần tính độ cứng thực tế tường chắn có kể đến hình thành mở rộng khe nứt 3-28 Những tường chắn bêtơng bêtơng cốt thép cần tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ ba - (theo hình thành giới hạn trị số mở rộng khe nứt) theo QP.TL.C - 2-75 Chú thích: 1) Đối với tường chắn cơng trình thủy cơng biển thiết phải kiểm tra hình thành vết nứt 2) Đối với tường chắn bêtông cốt thép không nằm tuyến cột nước có áp cơng trình khơng tiếp thu áp lực cột nước cho phép khơng cần kiểm tra hình thành giới hạn trị số mở rộng khe nứt trừ cơng trình vùng biển 3-29 Trong phận tường chắn thỏa mãn điều kiện tính tốn hình thành khe nứt đất đắp phía ngực tường có nước, khơng cần tính đến phản áp lực tiết diện tính tốn Khi tiết diện tính tốn trùng với khe thi cơng tính đến phản áp lực khe tính tốn ứng suất; phản áp lực xác định theo QP.TL.C-2-75 Khi tường chắn có đặt phận nước, cần kể đến ảnh hưởng giảm phản áp lực 3-30 Trong tường chắn đặt đá, tiếp thu áp lực nước có chắn xi măng chống thấm không phép phá hoại cường độ chỗ tiếp xúc với đá phía chắn 3-31 Trong trường hợp có khả xuất vết nứt phần thẳng đứng phía lưng tường chắn bêtơng, cần tính tốn kiểm tra lật quanh trục quy ước trùng với trọng tâm biểu đồ ứng suất nén tiết diện tính tốn, biểu đồ lấy theo dạng tam giác có tung độ biên giới hạn cường độ chịu nén bêtơng (hình 4) Trọng tâm biểu đồ áp lực tiết diện tính tốn cách biên trước đoạn Bo (Bo = 2/3 ) Hệ số an toàn ổn định tiêu chuẩn lật lấy theo Bảng Hình - Sơ đồ tính tốn kiểm tra ổn định lật cho tường chắn bêtông KẾT CẤU CỦA TƯỜNG CHẮN 4-1 Những loại kết cấu tường chắn cứng tường khối, tường góc, tường chống, tường ngăn kiểu tổ ong tường mái nghiêng Kết cấu tường chắn tồn khối, lắp ghép toàn khối lắp ghép Việc lựa chọn loại kết cấu tường chắn cần dựa sở so sánh kinh tế - kỹ thuật nhiều phương án có đề cập đến dẫn điều 1-7 điều kiện khí hậu địa chất cơng trình 4-2 Phần móng (bản móng v.v…) tường loại lắp ghép toàn khối - lắp ghép nên làm bêtơng tồn khối Phần lắp ghép nằm móng tường chắn nên làm thành cấu kiện kiểu chậu, kiểu hộp, kiểu ngăn tổ ong kiểu chữ I, tạo thành dầm có tiết diện chữ nhật 4-3 Kết cấu tường chắn cần phải thỏa mãn sơ đồ tính tốn, tính hợp lý (dùng đất chất tải, tựa tường vào cơng trình bên cạnh, dùng thiết bị neo giằng; truyền áp lực chủ động đất lên phần tường nhằm tạo ứng suất trước cho chúng v.v…) 4-4 Nên bố trí hợp lý tường chắn so với đất đắp nhằm giảm chiều cao tường, đồng thời tạo cho lưng tường có độ nghiêng thích hợp để làm giảm áp lực đất 4-5 Khi lập sơ đồ phân đoạn kết cấu lắp ghép tường chắn nên xét sau: a) Trong tường chống chống kiểu khung, nên tạo thành cấu kiện lắp ghép phân bố ngang cho phần trước tường cách hợp lý Đối với phần chống nên tạo phân đoạn ngang phân đoạn có độ nghiêng nhỏ Khi phân đoạn phần chống cấu kiện lắp ghép ngang cho phép khơng nối cấu kiện vào đường ngang với điều kiện cốt thép cấu kiện nối vào phần sau trước tường bêtơng tồn khối Tại phần trước tường tạo thành cấu kiện lắp ghép ngang có ghép chặt chống vào cột tồn khối phần chống khớp nối khơng làm việc ngang, không thấm nước không thấm đất b) Trong tường kiểu tường ngăn, nên cấu tạo khung dầm lắp ghép mở rộng khối hình hộp để dễ lắp ghép c) Những khớp nối cấu kiện lắp ghép, có thể, cần xác định theo hướng khơng làm việc phần kết cấu bảo đảm truyền lực cắt lên bêtông 4-6 Đối với ngực tường chắn chịu tác dụng sóng lực va đập, chịu tác dụng nước có tốc độ lớn chịu chà xát bùn cát cần cấu tạo có cường độ cao, trường hợp cần thiết dùng loại vật liệu có cường độ cao để phủ 4-7 Khi chọn đất đắp sau tường chắn, cần lợi dụng loại đất có khu xây dựng, đồng thời cần ý đến vấn đề sau: a) Đất cát to hạt cuội đá đổ đắp tốt đất dính Khi tăng độ lớn hạt đất rời áp lực đất áp lực nước thấm lên tường giảm, điều kiện thi công đắp đất đơn giản đi, rút ngắn nhiều thời gian cố kết đất Đất dính dùng để đắp chỗ tiếp giáp với cơng trình bên cạnh để bảo đảm tính chống thấm hợp lý b) Khi bố trí tường chắn phạm vi đập đất đê đất để đắp lấy loại đất đập đê 4-8 Khi khơng có u cầu đặc biệt cần dựa theo biện pháp thi công yêu cầu sử dụng để xác định kích thước bên tường chắn 4-9 Độ nghiêng hình dạng mặt ngồi ngực tường chắn cần xác định theo điều kiện sử dụng, điều kiện ổn định cường độ Lưng tường chắn cao nên tạo thành dạng đa giác để sử dụng đầy đủ cường độ vật liệu 4-10 Để bảo đảm khả lún tự cho tường chắn đặt đá làm giảm nguy hình thành vết nứt nhiệt độ gây theo chiều dài tường cần cấu tạo khớp lún khớp nhiệt độ cố định q trình xây dựng tường nên cấu tạo khớp thi cơng tạm thời Khi xác định khoảng cách khớp nối cố định bố trí mặt phẳng tác dụng trọng cần đề cập đến kích thước tường, điều kiện khí hậu, trị số độ lún đoạn tường đặc điểm làm việc khác bêtông đá sử dụng Cũng cần cấu tạo khớp nối cố định để chia tường chắn thành đoạn xảy trạng thái ứng suất khác 4-11 Các khớp nối cố định tường chắn đặt khơng phải đá cần phải có chiều rộng kết cấu loại trừ chèn đẩy lẫn đoạn tường lún không Do mặt cắt khớp nối nên tạo thành dạng bậc thang có chiều rộng tăng dần lên phía tường Bề rộng nhỏ khớp nối (khơng q 1cm) cần phải nằm phạm vi móng Kết cấu khớp nối phạm vi phần móng đề phòng vướng mắc đoạn kề Các khớp nối cố định tường đặt đá phải có chiều rộng bảo đảm cho đoạn riêng biệt biến dạng tự tác dụng nhiệt độ Trong khớp nối cố định đoạn tường cần xét đến nén chặt đất để loại trừ tượng đất bị 4-12 Khi định khớp nối thi cơng trình tự đổ khối bêtơng cần đề cập đến biến dạng co ngót giai đoạn thi cơng bảo đảm tính liền khối cơng trình Để giảm số lượng khớp nối thi cơng nằm ngang nên lấy chiều cao khối đổ bêtơng lớn được, tùy theo điều kiện thi công 4-13 Trong trường hợp mặt cắt tường chắn chọn theo điều kiện cường độ mà không thỏa mãn điều kiện ổn định nên đề biện pháp kết cấu đặc biệt nhằm nâng cao tính ổn định tường (thí dụ, xem mặt cắt tường hình 5) 4-14 Trường hợp cần làm giảm áp lực thấm lên đáy tường, giảm cột nước thấm qua vòng quanh cơng trình đồng thời cần bảo đảm tính ổn định thấm đất tường tiếp xúc đáy tường với tường chắn chịu tác dụng áp lực nước phía đất đắp phía ngực tường, cần đề biện pháp kết cấu chống thấm kết hợp với việc đặt phận chống thấm nước cơng trình khác đầu mối hệ thống thủy lợi Hình - Kết cấu để tăng tính ổn định tường: a) Tấm móng mở rộng phía sau; b) Như trên, thêm chân khay phía sau; c) Tấm móng có đáy nghiêng ngược; d) Tấm móng mở rộng có neo phía sau; đ) Tựa lên đài cọc phía trước; e) Dùng cột thép để neo tường vào Tùy theo điều kiện địa chất cơng trình đất nên dùng phận chống thấm hàng cừ gỗ thép, tường ngăn bêtông, chắn xi măng (đối với đá v.v…) Chú thích: Phương án tường b, d, đ - đặt đá, phương án tường e - đặt đá, a c đá 4-15 Cần chống xói mòn móng tường chắn chịu tác dụng dòng nước chảy dọc theo tường chịu tác dụng sóng 4-16 Nên đề biện pháp hạ thấp mức nước thoát nước đất đất đắp tường chắn Đối với tường chắn nối tiếp mố đập nhà trạm thủy điện đặt phía thượng lưu phận nước cần gắn liền với đường chống thấm công trình khác thuộc đầu mối hệ thống thủy lợi khơng phá hoại đường chống thấm Đối với tường chắn đặt phía hạ lưu, nên bố trí đường nước để dẫn nước từ qua lỗ đục đặt thấp mức nước thấp Những lỗ đục phải dùng để dẫn nước khỏi ống cọc đặt đất đắp Phải cấu tạo phận thoát nước để kiểm tra làm việc cần thiết theo dõi Các phận thoát nước nên làm ống bêtông cốt thép đúc sẵn ống xi măng có đục lỗ, bọc quanh tầng lọc ngược Khi thiết kế tầng lọc ngược cần tuân theo tài liệu tiêu chuẩn thiết kế có liên quan Đối với tường chắn đặt đá chịu tác dụng áp lực nước tùy theo điều kiện địa chất cơng trình địa chất thủy văn, nên đặt phận thoát nước theo đáy tường dạng tầng lọc ngược dùng giếng khoan để thoát nước cho 4-17 Chiều sâu thiết kế đặc trưng lấy đá tường chắn xác định theo tài liệu khảo sát địa chất cơng trình Đối với tường thuộc loại đá chắc, đồng phải bóc đến chiều sâu lớp đá bỏ (khơng nổ mìn) Khi đặt tường đá yếu chiều sâu lấy đá phải làm cho tường giữ tựa vào đá bảo đảm tính ổn định chống trượt Khơng nên làm phẳng bề mặt đá Khi loại đá yếu, nên nâng tồn thể đáy phía ngực tường 4-18 Chỉ phép đặt cốt thép mặt đầu tường có ứng lực truyền từ đoạn bên cạnh xô đẩy lún không gây 4-19 Cần đề trình tự thi cơng đặc biệt đắp đất để tránh cong nghiêng xô đẩy tường tác dụng áp lực bị động đất gây giai đoạn thi công THIẾT BỊ ĐO, KIỂM TRA VÀ BỐ TRÍ NHỮNG THIẾT BỊ ĐĨ TRONG TƯỜNG CHẮN 5-1 Khi thiết kế tường chắn cần qui định việc đặt thiết bị đo kiểm tra, bảo đảm theo dõi cơng trình giai đoạn thi cơng sử dụng 5-2 Việc theo dõi phải qui định có xét đến đặc điểm làm việc kết cấu cơng dụng tường chắn Việc theo dõi cơng trình phân làm loại: - Theo dõi kiểm tra - Kiểm tra tình trạng cơng trình khắc phục kịp thời sai lệch phát thi công sử dụng so với qui ước thiết kế - Theo dõi đặc biệt - Nghiên cứu vấn đề thiết kế riêng 5-3 Trong giai đoạn thi công tiến hành theo dõi sau: a) Đối với tường xây dựng đá - quan trắc độ lún, chuyển vị ngang vênh; b) Quan trắc độ đầm chặt độ lún đất đắp; c) Đối với tường bêtông khối cấp I II - quan trắc chế độ nhiệt khối bêtông; d) Đối với tường chắn có kể đến áp lực bị động không ép trồi - quan trắc áp lực đất trình đắp 5-4 Trong giai đoạn sử dụng tiến hành quan trắc sau: a) quan trắc chuyển vị ngang phần tường; b) quan trắc độ lún tường xây đá; c) quan trắc chế độ thấm làm việc vật thoát nước đất đắp tường chắn thủy công; d) tường chắn cao từ 20m trở lên - quan trắc trạng thái ứng suất tiết diện tường cốt thép kết cấu bêtông cốt thép đá hộc tường đ) tường chắn có kể đến áp lực bị động phía sau - quan trắc áp lực đất; e) tường chắn có qui định cần đo ứng suất - quan trắc chế độ nhiệt 5-5 Nên dùng phương pháp trắc đạc để quan trắc chuyển vị độ lún Đồng thời cơng trình cấp III, cấp IV V quan trắc lần mà không cần trang bị tuyến trắc đạc cố định Những quan trắc lại thực nhờ thiết bị đặt sẵn 5-6 Trong thiết kế cần qui định khối lượng quan trắc tối thiểu Muốn tồn cơng tác quan trắc, trừ việc quan trắc chế độ thấm chuyển vị, nên tập trung vào đoạn tường đặc biệt phân mục đích Quan trắc chế độ thấm chuyển vị tường cần tiến hành theo toàn tuyến 5-7 Tiến hành chọn thiết bị phương pháp bố trí chúng cơng trình theo dẫn riêng ... TCN-F-176: < > thiết kế bêtông biện pháp bảo vệ kết cấu khỏi bị ăn mòn định theo yêu cầu dẫn tài liệu tiêu chuẩn thiết kế bảo vệ kết cấu... tài liệu tiêu chuẩn thiết kế công trình vùng có động đất 1-18 Tác động nhiệt tường chắn xác định theo dẫn tiêu chuẩn này; đồng thời có đề cập đến dẫn QP.TL.C-2-75

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	181,4 KB