Bài giảng các công trình bến cảng bao gồm nhũng nội dung sau: Những khái niệm chung về cảng, bến tàu và công trình bến, Tải trọng tác động lên công trình bến Công tình bến bệ cọc cao Công trình bến trọng lực Công trình bến tường cọc
Chương Những khái niệm chung Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Khái niệm cảng, bến tàu cơng trình bến 1.1.1.Cảng: Cảng tập hợp cơng trình thiết bị cho phép tàu đỗ yên tĩnh, xếp dỡ hàng hóa, đưa hành khách xuống tàu ngược lại nhanh chóng, tiện lợi tập trung, bảo quản, bao gói, phân loại hàng hóa phục vụ nhu cầu tàu đỗ cảng Vì Cảng trở thành đầu mối giao thông quan trọng Tính chất xung yếu phức tạp đầu mối giao thơng phụ thuộc vào vị trí địa lý, vai trị nhiệm vụ Cảng ví dụ cảng biển nằm cửa sơng (Hình 1.1) đầu mối phức tạp nhất, bao gồm vận tải đường biển, vận tải đường sông, vận tải đường sắt, vận tải đường ô tô vận tải đường ống cịn cảng sơng đơn giản đầu mối không phức tạp vận tải đường sông vận tải đường ô tô Tổ chức điều hịa hoạt động đầu mối giao thơng vận tải đường thủy với hình thức vận tải để vận chuyển hàng hóa từ nước lên bờ ngược lại chức chủ yếu cảng đại 1 VËn tải biển Vận tải đờng sắt Vận tải đờng ô tô Vận tải đờng sông Vận tải đờng ống Hỡnh 1_ Sơ đồ cảng đầu mối giao thông 1.1.2.Bến tàu Chức chủ yếu cảng vận chuyển hàng hóa từ vận tải thủy lên bờ hay ngược lại Q trình mơ tả hình 1.2 Hàng hóa chuyển theo hai phương án - Phương án trực tiếp: Từ tàu thủy lên tàu hỏa (2) ô tô (4) lên tàu sông (1) - Phương án gián tiếp: Từ tàu thủy lên bãi (3) kho (5); phân loại, xếp đống (6); chuyển tiếp lên tàu hỏa (7) ô tô (8) Hàng hóa bờ đưa xuống tàu theo chiều ngược lại 1-1 Chương Những khái niệm chung Hình 1_ Sơ đồ bốc xếp hàng qua bến Tồn q trình nói thực nhờ dây chuyền bốc xếp tuyến xếp dỡ bố trí bến Bến khơng phần cơng trình bến tàu đỗ mà bao gồm thiết bị xếp dỡ, kho bãi, hệ thống cơng trình trang bị kỹ thuật khác bảo đảm cho bến tàu thực chức xếp dỡ, vận chuyển hàng hóa Vậy bến tập hợp cơng trình thiết bị kỹ thuật cảng để tiến hành công tãc xếp dỡ hàng hóa cho tàu 1.1.3.Cơng trình bến Là phận quan trọng số cơng trình xây dựng bến Nó gianh giới khu đất khu nước cảng, tạo điều kiện tốt cho tàu tiếp xúc với bờ, bảo đảm cho tàu neo đậu bốc xếp hàng hóa đồng thời bảo đảm cho thiết bị xếp dỡ phương tiện vận chuyển bến làm việc an toàn, thuận tiện 1.2.Phân loại cơng trình bến Các cơng trình bến phân loại dựa vào đặc điểm như: Hình dáng mặt cắt, vị trí bờ, vật liệu xây dựng, kiểu kết cấu, thời hạn phục vụ, công dụng, vốn đầu tư 1.2.1.Phân loại theo mặt cắt a) d) b) c) e) Hình 1_ Hình dạng mặt cắt ngang cơng trình bến a _ Thẳng đứng; b _ mái nghiêng; c _ Nửa nghiêng; d _ Nửa đứng; e _ Hai tầng (bậc thang) 1-2 Chương Những khái niệm chung Trên hình 1.3 dạng mặt cắt ngang thường gặp công trình bến Kiểu thẳng đứng khối lượng xây lắp lớn tiện lợi sử dụng (đặc biệt bến có độ sâu lớn) nên dùng rộng rãi Cơng trình bến mái nghiêng loại đơn giản rẻ tiền không thuận tiện cho khai thác Kiểu cơng trình bến thường dùng bến cảng sông kết hợp với phao hay trụ độc lập Các kiểu hỗn hợp nửa nghiêng, nửa đứng hay hai tầng sử dụng trường hợp nơi xây dựng có mực nước thấp hay mực nước cao kéo dài năm theo mùa 1.2.2 Phân loại theo vị trí cơng trình bờ Tùy thuộc vào vị trí cơng trình bến bờ, chia thành bến liền bờ, bến song song với bờ, bến nhô bến vũng Điều nêu phần quy hoạch cảng trình bày mang tính chất tóm lược - Bến liền bờ (hình 1.4a) cơng trình bến tiếp liền liên tục với bờ suốt tuyến bến, tạo điều kiện thuận tiện cho việc xếp dỡ hàng tàu với phương tiện vận tải bờ với kho bãi Bến liền bờ hình thức phổ biến cảng biển cảng sông - Bến song song với bờ (hình 1.4b, 1.4c) gồm có đường dẫn vài chục mét, có hàng kilơmet cầu đặt nơi có đủ độ sâu tự nhiên Số lượng đường dẫn một, hai hay ba bố trí thẳng góc hay xiên góc với bờ Cơng trình bến song song với bờ thường dùng cho bến chuyên dụng hay bến có lượng hàng nhỏ a) c) b) Hình 1_ Phân loại cơng trình bến theo vị trí bờ a _Bến liền bờ; b _Bến song song với bờ; c _ Cắt ngang bến song song với bờ: _ Cầu chính; _ Cầu dẫn 1.2.3- Phân loại theo vật liệu xây dựng Vật liệu xây dựng dùng để làm cơng trình bến gỗ, thép, bê tông, bê tông cốt thép vật liệu hỗn hợp Vật liệu gỗ sử dụng nơi có nhiều gỗ để làm cơng trình bến tạm cho phân cơng trình ln ngập nước Phổ biến cơng trình bến bê tơng, bê tông cốt thép bê tông cốt thép ứng suất trước Để xây dựng cơng trình bến có độ sâu lớn, gần số nước tiên tiến dùng cọc ống thép đường kính từ 1-3mét cừ thép có độ cứng chống uốn lớn 1.2.4 Phân loại theo quy mơ cơng trình 1-3 Chương Những khái niệm chung Tùy thuộc quy mô công trình mà người ta chia thành cấp: Bảng 1_ Phân cấp cơng trình bến Cấp cơng trình với cơng trình Chủ yếu Thứ yếu Cơng trình CẢNG BIỂN Chiều cao bến (m) > 25 10 ÷ 25 < 20 CẢNG SƠNG Lượng hàng hóa tính đổi (triệu tấn/năm) > 3,0 0,15 ÷ 3,0 < 0,15 IV I II III III IV IV II III IV 1.2.5 Phân loại theo đặc điểm kết cấu Theo đặc điểm kết cấu tính tốn, cơng trình bến chia thành bốn nhóm chính: bến trọng lực, bến tường cừ, bến móng cọc nhóm cơng trình bến móng đặc biệt giếng chìm, giếng chìm ép Cơng trình bến mà tính ổn định chống trượt, lật trọng lượng thân sinh gọi cơng trình bến trọng lực tường cừ loại tường chắn gồm nhiều cừ riêng lẻ đóng sát tính ổn định nhờ gối neo (nếu có) phần chân cừ, ngàm đất Cơng trình bến kiểu móng cọc bao gồm bệ cọc đạt cọc tính ổn định phần cọc ngàm đất Như theo đặc điểm làm việc cơng trình bến tường cừ dạng riêng móng cọc Phân loại cơng trình bến chi tiết trình bày bảng 1.2 TT (1) Bảng 1_ Phân loại cơng trình bến Tên gọi Sơ đồ kết cấu (2) CƠNG TRÌNH BẾN TRỌNG LỰC (3) Bến trọng lực liền khối 1-4 Đặc điểm kết cấu (4) Vật liệu bê tơng, bê tơng cốt thép, bê tông đá hộc, đá xây Chương Những khái niệm chung Tường trọng lực khối xếp Vật liệu bê tơng, bê tơng cốt thép, bê tơng đá hộc, đá xây Bến thùng chìm Thùng bê tơng cốt thép chế tạo từ bờ, dùng tàu kéo đưa đến nơi xây dựng Thùng chìm với phần tường có neo Thùng chìm ghép BTCT triền Kết cấu phần tường BTCT dây neo thép Tường góc neo Bản đứng, đáy BTCT lắp ghép, dây neo thép Tường góc neo Bản đứng neo đáy 1-5 Chương Những khái niệm chung Tường góc có chống Bản đứng, đáy BTCT lắp ghép, phận neo chống BTCT Hình thức đa dạng Tường cọc ống đường kính lớn Đường kính cọc ống BTCT từ 4÷6m Tường cọc ống đường kính lớn có giảm tải Đường kính cọc ống BTCT từ 4÷6m Tường cừ không neo Tường mặt cừ thép, BTCT kiểu tiết diện chữ nhật, chữ T, tròn hay BTCT rộng 3÷4m Tường cừ tầng neo vào đứng Như 10, dây neo thép tròn neo BTCT phẳng hay có sườn cắt từ cừ thép CƠNG TRÌNH BẾN KIỂU TƯỜNG GĨC 10 11 Tường cừ Dây neo thép tầng neo, neo tròn, cọc neo vào gối cọc chéo BTCT 12 1-6 Chương Những khái niệm chung 13 Tường cừ Dây neo thép tròn tầng neo, gối neo neo BTCT cọc thẳng cừ thép đứng Tường cừ tầng neo neo ngang Bản neo ngang BTCT hay cừ thép liên kết chốt hay ngàm trượt với tường mặt Tường cừ có nhiều tầng neo Tầng neo 11 12 13, tầng 14 Tường cừ hai đoạn hai neo Phần dưới: Tường cừ BTCT neo có dầm neo dầm đỡ phía Tường cừ có thiết bị giảm tải Thiết bị giảm tải đa dạng 14 15 16 17 1-7 Chương Những khái niệm chung Tường cừ khơng neo cọc ống Đường kính cọc ống BTCT từ 1,6÷2,0m Tường cừ cọc ống có tầng neo Như 18, neo 11 Bệ cọc cao với tường cừ trước Bệ cọc BTCT, tường cừ BTCT (ít dùng cừ thép hay cừ gỗ) Bệ cọc cao với tường cừ sau Bệ cọc BTCT, tường cừ BTCT (ít dùng cừ thép hay cừ gỗ) 18 19 CƠNG TRÌNH BẾN KIỂU MĨNG CỌC 20 21 1-8 Chương Những khái niệm chung Bệ cọc cao với nhiều tầng dầm ngang Các dầm bệ cọc BTCT Bệ cọc cao mềm tầng dầm ngang Các dầm bệ cọc BTCT Bệ bản, có dầm Bệ cọc cao mềm có trụ đặt móng cọc bệ cứng Các dầm bệ cọc BTCT Bệ bản, có dầm Bệ cọc thấp Bệ cọc bê tông hay BTCT, cọc BTCT hay cọc gỗ 22 23 24 25 1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn kết cấu cơng trình bến Khi thiết kế cơng trình bến, người ta đề phương án kết cấu sử dụng được, sau vào tiêu kinh tế kỹ thuật (giá thành, thời hạn xây dựng, độ lâu bền yêu cầu khai thác) tiến hành so sánh để lựa chọn phương án kết cấu hợp lý Để đề xuất phương án kết cấu cần phải biết yếu tố ảnh hưởng đến kiểu kết cấu cơng trình bến điều kiện tự nhiên nơi xây dựng, yêu cầu sử dụng trình độ trang bị kỹ thuật đơn vị thi công, khả cung cấp vật liệu v.v 1-9 Chương Những khái niệm chung 1.3.1 Điều kiện tự nhiên nơi xây dựng Trong số yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến giải pháp kết cấu bến địa chất cơng trình nơi xây dựng điều kiện tiên Đối với loại đất mềm cho phép hạ cọc phương pháp khác (đóng, ép, xói, rung, xoắn) cơng trình bến kiểu cọc hợp lý trọng lực trường phương án kết cấu kiến nghị Các cơng trình bến kiểu trọng lực sử dụng hợp lý với đất đá, nửa đá hay sét chặt khơng cho phép đóng cọc bến trọng lực xây dựng đất cho phép đóng cọc thi công theo phương pháp khô (trước lúc ngập hồ chứa nước) Trường hợp đất mềm yếu, không đủ độ bền để tiếp nhận trực tiếp tải trọng khơng cho phép sử dụng móng cọc (thí dụ lớp đất yếu khơng dày phủ đá, lớp đất yếu có độ dày lớn nằm lớp đất tốt sâu v.v , phải sử dụng móng đặc biệt giếng chìm, giếng chìm ép v.v Sau yếu tố địa chất cơng trình phải kể đến điều kiện thủy văn Trong nhiều trường hợp, tình hình thủy văn nơi xây dựng định hình dáng kích thước cơng trình bến, định việc phân bố theo chiều cao đoạn nghiêng trung gian bến khách việc phân bố thiết bị neo cập tàu Khi thiết kế bến bệ cọc cao cần thỏa mãn yêu cầu sau Các tải trọng tàu gây phải truyền vào bệ, nghĩa trường hợp không nên cho cọc tiếp nhận trực tiếp tải trọng tàu bè Với biên độ dao động mực nước lớn 4,0 mét việc tn theo ngun tắc địi hỏi phải có giải pháp sáng tạo vạch phương án kết cấu bệ cọc cao Trên số sơng có vật trôi mùa lũ, không nên dùng kiểu bệ cọc cao hay bệ cọc cao với cừ sau đề phịng vật trơi va chạm làm gãy cọc Sau cùng, tính chất mức độ ăn mịn mơi trường nước có ảnh hưởng đến việc dùng bến trọng lực hay móng cọc 1.3.2 Những yêu cầu sử dụng Kiểu kết cấu cơng trình bến liên hệ chặt chẽ với sơ đồ giới hóa Các trình bốc xếp bến, loại đặc trưng kỹ thuật củat máy xếp dỡ, vận chuyển việc bố trí hoạt động chóng bến định phạm vi, quy luật giá trị tải trọng tác dụng lên cơng trình bến Sơ đồ bốc xếp đòi hỏi khu đất trước bến đủ rộng, nhiều trường hợp phải dùng bến liền bờ trọng lực tường cừ Việc tạo mặt hẹp xa bờ nối với bờ đường dãn thích hợp dùng móng cọc Ở cảng sông, bốc xếp hàng rời, cơng trình bến thường trụ độc lập xây dựng mái nghiên bờ Để tiếp nhận tàu chun dụng có kích thước lớn, cơng trình bên phải cấu tạo đặc biệt đủ sức chịu đựng tác dụng tải trọng tàu., 1.3.3.Điều kiện thi cơng Trình độ, trang bị điều kiện thi công nhân tố ảnh hưởng (nhiều đáng kể) đến giải pháp kết cấu cụ thể cơng trình bến Nếu thi cơng nước tường cừ móng cọc phương án hợp lý Tường cừ cọc ống bê tông cốt thép đơi cạnh tranh với tường cừ thường có sở cơng nghiệp chế tọa cọc đội thi công trang bị búa rung Bến trọng lực, đặc biệt kiểu khối 1-10 Chương Cơng trình bến tường cọc Chương CƠNG TRÌNH BẾN TƯỜNG CỌC 5.1 Khái niệm phân loại cơng trình bến tường cọc 5.1.1 Khái niệm: Cơng trình bến tường cọc loại kết cấu tường mỏng gồm nhiều cọc riêng lẻ đóng sát sâu vào đất, ổn định nhờ phần cọc đóng vào đất hệ thống neo giữ tường mặt 5.1.2.Phân loại: Tuỳ theo quan điểm mà tường cọc phân thành loại: 5.1.2.1 Theo trạng thái làm việc: Tường cừ phân thành tường cừ tự do, cừ khơng neo cừ có neo (tường cừ neo, hai neo hay nhiều neo) 5.1.2.2 Theo vật liệu làm cừ: Có thể phân làm ba loại gồm: bến tường cừ gỗ, bến tường cừ thép bến tường cừ bê tông cốt thép 1) Cơng trình bến tường cừ gỗ: Thường sử dụng địa phương có nhiều gỗ, vùng nước khơng có hà, mơi trường xâm thực Gỗ ngập hoàn toàn nước tăng tuổi thọ, dùng gỗ làm bến tường cừ đặc biệt tường cừ không neo Các loại bến thích hợp với chiều sâu nhỏ khơng lớn 3m 2) Cơng trình bến tường cừ thép: Có ưu điểm tăng chiều cao bến sức chịu vật liệu cao cừ có neo, tầng neo nhiều giảm chiều sâu đóng cọc Tiết dạng cừ nhiều dạng: cừ phẳng, chữ Z, chữ T, chữ I Một ưu điểm cọc cừ cứngvà dài nên đóng vào nhiều loại đất Liên kết cọc cừ khóa thép nên ngăn giữ đất lấp sau tường tốt Nhược điểm cừ thép dễ bị ăn mòn nước biển phải bảo vệ cách sơn quét nhựa đường miếng kẽm chịu ăn mòn thay cho cọc ván thép Loại tốn nhiều thép giá thành thường cao Chiều dài cừ thép khoảng (12÷30)m, cừ thép ứng dụng nhiều cho loại bến dọc bờ có chiều sâu trước bến (10÷12)m 3) Cơng trình bến tường cừ bê tơng cốt thép: So với cừ thép cừ bê tông cốt thép chống tác động ăn mòn nước biển tốt song chiều sâu trước bến có phần giảm Trong trường hợp làm cọc bê tơng cốt thép ứng suất trước tiết kiệm vật liệu cịn đóng vào đất cứng Đối với nước ta sử dụng loại cơng trình cịn cho phép sử dụng nguồn vật liệu địa phương Với tường bến cao 10m cọc dài 25m dày 0,5m nặng tới 15 Vì cọc dài nặng nên thi cơng khó đảm bảo chất lượng, khó đóng sít, để ngăn đất lấp sau tường trơi ngồi cần phải dùng biện pháp hàn bít đặc biệt vấn đề khó khăn thi cơng 5-1 Chương Cơng trình bến tường cọc 5.2 Cấu tạo cơng trình bến tường cọc không neo 3b 3c 3a Dầm mũ Tờng mặt 3a Tầng lọc ngợc 3b Khối đá giảm tải 3c Cát (đất lấp sau tờng) BÝch neo §Ưm va Hình 5_ Cấu tạo cơng trình bến tường cọc khơng neo Cơng trình bến tường cọc khơng neo có phận sau: dầm mũ, tường mặt, đất lấp sau tường, cịn có kết cấu đậu tàu bích neo tàu 5.2.1 Dầm mũ Dầm mũ tường góc thường làm bê tông cốt thép đổ chỗ, nhiệm vụ nối liền tất cọc tường mặt làm thành tường liền tạo thành mặt phẳng trước bến để lắp đặt thiết bị đậu tàu tạo điều kiện cho tàu đậu bốc xếp hàng hố cách an tồn thuận tiện Để thi công nhanh, đảm bảo chất lượng người ta cịn làm dầm mũ đổ chỗ có mặt lắp ghép bê tông cốt thép thay cho ván khuôn Trường hợp tường mặt cọc ván thép dầm mũ cịn có tác dụng bảo vệ cọc không bị môi trường xâm thực, đổ dầm mũ phải bao trùm tường mặt mực nước thấp thiết kế 0,2m 5.2.2.Cấu tạo tường mặt Tường mặt cơng trình bến tường cọc gồm nhiều cọc đơn đóng liền, liên kết với tạo thành tường 1) Tường mặt cọc bê tông cốt thép bao gồm tiết diện sau: - Tiết diện hình chữ nhật, kích thước tiết diện bxh: 50x25; 50x30; 50x35; 50x40; 50x45 h Để chống tượng đất lấp sau tường trơi ngồi khu nước người ta sử dụng dạng liên kết sau: b Gê - R·nh R·nh - R·nh Hình 5_ Tiết diện liên kết cọc chữ nhật BTCT 5-2 Chương Cơng trình bến tường cọc - Tiết diện chữ T, kích thước: bc = 1,2÷2,0m hc = 0,15÷0,20m b = 0,3÷0,4m h = 0,45÷0,75m h hc bc b 25 Hình 5_ Tiết diện cọc chữ T BTCT 60 Hình 5_ Liên kết cọc chữ T BTCT - Tiết diện tròn – cọc trụ ống kích thước: D = 0,8÷2,0m δ = 0,10÷0,20m δ D Hình 5_ Tiết diện liên kết cọc ống BTCT 2) Tường cọc cọc ván thép Phẳng Chữ Z Hỡnh 5_ Tit din cc vỏn thép Liên kết cọc liên kết khoá 5-3 Lòng máng Chng Cụng trỡnh bn tng cc Hình 5_ Liên kết cọc ván thép 5.2.3 Đất lấp sau tường: Thường dùng hai loại vật liệu cát đá hộc Cát có góc ma sát hạt ϕ = 20÷35o Đá hộc có góc ma sát viên đá ϕ = 41÷45o Đất lấp sử dụng đá hộc có lợi mặt chịu lực (làm giảm áp lực đất chủ động tác dụng lên tường mặt) song giá thành lại cao, người ta kết hợp khối đá giảm tải cát để lấp lịng bến 20cm 3x4 20cm 1x2 20cm H−íng dßng ch¶y Hình 5_ Cấu tạo tầng lọc ngược Giữa cát đá người ta xử lý tầng lọc ngược để chống tượng cát theo dịng nước ngầm trơi vào lăng thể đá Tầng lọc ngược cấu tạo ba lớp có kích thước hạt lớn dần theo chiều dòng nước ngầm, mái dốc tầng lọc ngược từ 1:1 đến 1:1,25 5.3.Cơng trình bến tường cọc tầng neo Ngồi phận như: dầm mũ, tường mặt, đất lấp sau tường cơng trình bến tường cọc tầng neo cịn có thêm hệ thống bao gồm: neo gốc neo 5.3.1.Thanh neo Thường làm gỗ, bê tông cốt thép nhiên thông dụng sử dụng loại neo thép tròn Đường kính chiều dài neo xác định qua tính tốn 1) Khoảng cách neo la = n(b + ∆) n - số cọc nằm hai neo; b - Kích thước cọc theo phương dọc bến; ∆ - Khoảng cách hai cọc: Cọc BTCT tiết diện chữ nhật ∆=2÷5cm; Cọc chữ T liên kết khố ∆=0; 5-4 Chương Cơng trình bến tường cọc Cọc chữ Tt liên kết khác ∆=8÷10cm; Cọc ván thép ∆=0 b b b la b b b b b la Hình 5_ Bố trí hệ thống neo mặt Để đường kính neo khơng lớn bé chọn: la = 1,5÷2,5m tn Ht hn 2) Điểm gắn neo Hình 5_ 10 Điểm gắn neo theo mặt cắt ngang - Theo mặt cắt ngang: = (0,25÷0,35)cm; (5 1) hn ≥ tn (5 2) tn ≤ Ht (5 3) Theo mặt với cọc bê tông cốt thép hình chữ nhật neo gắn với hai cọc, cọc chữ T neo gắn vào sườn chữ T, cọc ống neo bố trí vào cọc, cọc ván thép neo bố trí cọc phía 5-5 Chương Cơng trình bến tường cọc Hình 5_ 11 Điểm gắn neo mặt 5.3.2 Gối neo 1) Bản neo: Được sử dụng trường hợp khu đất đủ rộng để bố trí hệ thống neo lực neo tác dụng lên tường mặt nhỏ Bản neo gồm hai loại: - Loại neo BTCT sử dụng tường mặt cọc BTCT; - Loại neo thép sử dụng tường mặt cọc thép 2) Cọc đơn, cọc chụm đôi Nếu lực neo không lớn, khu đất phía sau hẹp dùng loại cọc đơn cọc chụm đôi làm gối neo 3) Tường cọc neo Nếu lực neo lớn phải dùng tường neo, tường neo thường sử dụng tường mặt cọc bê tông tiết diện chữ T, cọc ống Tường neo giải pháp thích hợp khu đất phía sau hẹp 5.4.Tính tốn cơng trình bến tường góc tầng neo 5.4.1 Nguyên tắc làm việc, biểu đồ áp lực thực tế Dưới tác dụng áp lực đất chủ động trọng lực thân đất tải trọng khai thác bến gây ra, tường cọc có xu hướng dịch chuyển phía khu nước Để chống lại dịch chuyển giữ cho tường ổn định tường cọc phải đóng sâu vào đất chiều sâu t để gây áp lực bị động Eb hệ thống nên có áp lực giữ Ra’ q R a' Ec Eb E c' o E b' Hình 5_ 12 Sơ đồ tính sơ đồ biến dạng tường góc tầng neo Biểu đồ biến dạng thực tế – Áp lực đất bị động; – Vùng áp lực đất chủ động – Vùng áp lực đất bị động; – Vùng áp lực đất bị động; – Vùng áp lực đất chủ động 5-6 Chương Cơng trình bến tường cọc 5.4.2.Tiêu chuẩn đánh giá tường cứng, tường mềm Tính tốn tường cọc có tầng neo tiến hành theo hai sơ đồ tường cứng tường mềm Tường mềm tường coi ngàm chặt hoàn toàn đất Tường cứng tường tựa tự đất ngàm phần đất Tiêu chuẩn để đánh giá tường cứng tường mềm người ta dựa vào tỷ số δ t Trong đó: δ - chiều cao tiết diện chữ nhật bê tông cốt thép tính đổi tường mặt; t – chiều sâu chơn cọc tính tốn với giả thiết tường mềm; Trường hợp cọc bê tơng cốt thép mác 300÷400 ta có: δ=3 12 J b+∆ (5 4) Trong đó: b - kích thước tiết diện cọc theo phương dọc bến; J – mơ men qn tính cấu kiện tường bê tông cốt thép; ∆ - chiều rộng thiết kế khe cấu kiện bê tông cốt thép tường Khi mềm, δ ≤ 0,06 tường cọc coi tường mềm tính tường theo sơ đồ tường t δ > 0,06 tường cọc coi tường cứng tính tường theo sơ đồ tường cứng t Ghi chú: Đối với cọc ván bê tơng cốt thép tiết diện chữ nhật chiều cao tính đổi tiết diện chiều cao thực có (δ = h); Tường mặt cọc ván thép luôn tính theo sơ đồ mềm; Trường hợp tường mặt làm cấu kiện bê tơng cốt thép có mác lớn 400 thì: δ=3 12nJ b+∆ (5 5) Trong đó: n= Ec E 300 (5 6) Ec – mô đuyl đàn hồi cọc; E300 – mô đuyl đàn hồi cọc bê tông cốt thép mác 300 5.4.3- Trình tự tính tốn cơng trình bến tường cọc tầng neo 1) Hoàn thiện kết cấu, xác định kích thước bến, xác định mặt phẳng tính toán tải trọng tác dụng lên bến 5-7 Chương Cơng trình bến tường cọc 2) Giả định chiều sâu chôn cọc ta vẽ biểu đồ áp lực đất chủ động, bị động, vẽ biểu đồ áp lực đất tổng hợp q Ra A h to ymax to t C t 10 Eb B Hình 5_ 13 Tính tốn cơng trình bền tường góc tầng neo 3) Chia biểu đồ áp lực đất tổng hợp thành đoạn có chiều cao đoạn (0,5÷1,0)m Thay áp lực đất phân bố tác dụng lên tường đoạn thành lực tập trung 4) Vẽ đa giác lực: Tương tự đa giác lực tính tốn tường cọc khơng neo, khác tia khơng vẽ vng góc với mặt đất mà nên vẽ nghiêng o 5 3 η o1 o' 10 E b' Hình 5_ 14 Đa giác lực 5) Vẽ đa giác dây: Tia vẽ từ mặt đất gặp cao trình gắn neo kéo dài A Các tia lại vẽ tương tự tường cọc khơng neo Điều kiện khép kín đa giác dây: - Khi tính tốn tường mềm: tia khép kín đa giác dây vẽ qua giao điểm đường phân giác neo với tia cắt tia cuối ứng với cao trình giả định chiều sâu chơn cọc to cho mô men uốn nhịp mơ men ngồi Mnh = Mng Mnh = (1,10÷1,15)Mng 5-8 (5 7) Chương Cơng trình bến tường cọc - Khi tính tốn tường cứng: tia khép kín đa giác dây vẽ qua giao điểm đường phân giác neo tia (A) tiếp tuyến với đường cong đa giác dây tính tốn (C) 6) Xác định giá trị tính tốn tường mặt tường cọc tầng neo a) Xác định mô men lớn tác dụng lên mét dài tường mặt Tường mềm: M max = y 1η (5 8) Tường cứng: M max = y max η (5 9) b) Xác định mômen tác dụng lên cấu kiện M tt = M max (b + ∆ ) Kc (5 10) Kc – hệ số tính giảm áp lực đất lên tường biến dạng chuyển vị δ tường Trị số Kc phụ thuộc vào tỷ số h Trong đó: δ - chiều cao tiết diện tính đổi; h – chiều cao từ neo đến đáy STT Vật liệu lấp sau tường Cát Đá Bảng 5_ Bảng xác định hệ số Kc Hệ số Kc δ/h ≤ 0,04 1,35 1,50 0,04 < δ/h