Chuyên đề kỹ thuật công trình kiểm soát nguồn nước thiết kế cống lộ thiên cống b đề số 43

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐỒ ÁN Chun đề: Kỹ Thuật Cơng Trình Kiểm Sốt Nguồn Nước Thiết Kế Cống Lộ Thiên Cống B đề số 43 GVHD: ThS Nguyễn Thị Phương Thảo SVTH: Văn Phát Tài MSSV: 0550150077 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA TÀI NGUN NƯỚC ĐỒ ÁN Chun đề: Kỹ Thuật Cơng Trình Kiểm Soát Nguồn Nước Thiết Kế Cống Lộ Thiên Cống B đề số 43 GVHD: ThS Nguyễn Thị Phương Thảo SVTH: Văn Phát Tài MSSV: 0550150077 Mục Lục Phần I Tài Liệu 1 Nhiệm vụ cơng trình .1 Các mực nước lượng tiêu Tài liệu kênh .1 Tài liệu gió chiều dài truyền sóng Tài liệu địa chất .1 Thời gian thi công 7.Yêu cầu đồ án Phần II Thuyết Minh .3 Giới thiệu cơng trình 1.1 Cấp công trình tiêu thiết kế a) Cấp công trình b) Các tiêu thiết kế Tính tốn thủy lực cống 2.1 Mục đích 2.2 Tính tốn kênh hạ lưu .3 2.3 Tính tốn diện cống a) Trường hợp tính tốn b) Chọn loại cao trình ngưỡng .5 c) Xác định bề rộng cống 2.4 Tính tiêu phịng xói a) Trường hợp tính tốn b) Lưu lượng tính tốn tiêu c) Tính tốn kích thước thiết bị tiêu Bố trí phận cống 10 3.1 Thân cống 10 a) Cửa van 10 b) Tường ngực 10 c) Cầu công tác 15 d) Khe phai cầu thả phai 15 e) Cầu giao thông 15 f) Mố cống 15 g) Khe lún 15 3.2 Đường viền thấm .16 a) Sân trước 16 b) Bản cừ 17 c) Chân khay .17 d) Thoát nước thấm 17 e) Sơ đồ kiểm tra chiều dài, đường viền thấm 18 3.3 Nối tiếp cống với thượng, hạ lưu 18 a) Nối tiếp thượng lưu 18 b) Nối tiếp hạ lưu 19 Tính tốn thâm đáy cống 20 4.1 Những vấn đề chung .20 a) Mục đích .20 b) Trường hợp tính tốn 20 c) Phương pháp tính 20 4.2 Tính thấm cho trường hợp chọn .20 a) Vẽ lưới thấm 20 b) Dùng lưới thấm xác định đặc trưng dòng thấm .21 4.3 Kiểm tra độ bền thấm 22 a) Kiểm tra độ bền thấm chung 22 b) Kiểm tra độ bền thấm cục .24 Tính tốn ổn định cống 24 5.1 Mục đích trường hợp tính tốn 24 a) Mục đích trường hợp tính tốn 24 b) Trường hợp tính tốn 24 5.2 Tính tốn ổn định trượt cho trường hợp chọn 25 a) Xác định lực tác dụng lên mảng tính toán 25 b) Xác định áp lực đáy móng 28 c) Tính toán trượt phẳng 30 Phần III Kết Luận 31 Mục Lục Bảng Bảng Lưu lượng mục nước cống B Bảng Tài liệu gió .1 Bảng Chiều dài truyền sóng Bảng Tài liệu địa chất Bảng Các tiêu lý đất cống Bảng Kết Quả Tính Tốn Lực Tác Dụng .29 Mục Lục Hình Ảnh Hình Sơ đồ tính diện ngưỡng đỉnh rộng Hình Mặt cống với mố trụ hai cửa cống Hình Trạng thái chảy ngập .7 Hình Nước nhảy cống tiêu 10 Hình Kích thước chân khay 17 Hình Kích thước đường viền thấm .18 Hình Chênh lệch độ cao mực nước thượng lưu hạ lưu 20 Hình Lưới thấm vẽ tay 20 Hình Sơ đồ áp lực thấm đẩy ngược 21 Hình 10 Biểu đồ Gradien thấm Jr 22 Hình 11 Sơ đồ đường viền thấm .23 Hình 12 Kích thước đáy .25 Hình 13 Kích thước cầu giao thơng 26 Hình 14 Kích thước cầu công tác .26 Hình 15 Kích thước tường ngực .27 Phần I Tài Liệu Nhiệm vụ công trình Cống B xây dựng ven sơng Y (vùng chịu ảnh hưởng thuỷ triều) để tiêu nước, ngăn triều giữ Diện tích tiêu: 30.000 Cống xây dựng tuyến đường giao thơng có loại xe 8-10 qua Các mực nước lượng tiêu Tiêu Nước Ngăn triều Q tiêu max ống chế Z kh đồng ZTK sông Z sông Z max sông (m /s) (m) (m) (m) (m) 90 3,66 3,49 0,25 6,30 Z đồng (m) 0,92 Bảng Lưu lượng mục nước cống B Tài liệu kênh  Zđáy kênh = - 1,00 m ;  Độ dốc mái m = 1,5 ;  Độ dốc đáy i = 10 –4 ;  Độ nhám n = 0,025 Tài liệu gió chiều dài truyền sóng Tần suất P% 20 30 50 V (m/s) 28,0 26,0 22,0 18,0 16,0 14,0 Bảng Tài liệu gió Trường hợp Z sơng bình thường Z sông max D (m) 200 300 Bảng Chiều dài truyền sóng Tài liệu địa chất Loại đất Đất thịt Đất cát pha Đất sét Cao độ +1,00 đến -1,00 -1,00 đến -20,00 -20,00 đến -40,00 Bảng Tài liệu địa chất Loại đất Chỉ tiêu Thịt Cát pha Sét k (T/m3) 1,47 1,52 1,41 tn (T/m3) 1,70 1,75 1,69 Độ rỗng n 0,40 0,38 0,45 tn (độ) 190 230 120 bh (độ) 160` 180 100 Ctn (T/m2) 1,50 0,50 3,50 Cbh (T/m2) 1,00 0,30 2,50 10-7 10-6 10-8 Hệ số rỗng e 0,67 0,61 0,82 Hệ số nén a (m2/N) 2,2 2,0 2,3 Hệ số không  Kt (m/s) Bảng Các tiêu lý đất cống Thời gian thi công Thời gian thi cơng cơng trình năm u cầu đồ án       Xác định cấp cơng trình tiêu thiết kế Tính toán thuỷ lực xác định chiều rộng cống giải tiêu Chọn cấu tạo phận cống Tính tốn thấm ổn định cống Chun đề: tính toán đáy cống theo phương pháp dầm đàn hồi Bản vẽ: - khổ A1, thể cắt dọc, mặt bằng, diện thượng, hạ lưu, mặt cắt ngang cống cấu tạo chi tiết Phần II Thuyết Minh Giới thiệu cơng trình Theo quy hoạch phát triển vùng Cống lộ thiên xây dựng ven sông Y vùng chịu ảnh hưởng thuỷ triều có nhiệm vụ tiêu nước cho 30,000 ha, ngăn triều giữ cho ruộng 1.1 Cấp cơng trình tiêu thiết kế a) Cấp cơng trình Theo QCVN 04 – 05 : 2012 cấp cơng trình xác định theo tiêu chí sau  Theo chiều cao cơng trình loại nền: Tra theo bảng với đối tượng đập bê tơng đất nhóm B Ta có sơ cơng trình thuộc cơng trình cấp II  Theo nhiệm vụ cơng trình, cấp cơng trình cấp thiết kế cơng trình cấp II Vậy chọn cấp cơng trình cấp II b) Các tiêu thiết kế Dựa vào cấp cơng trình (cấp II) xác định được:  Tần suất lưu lượng,mực nước lớn để tính tốn ổn định, kết cấu P% = 0,5 % (theo bảng P1-3)  Tần suất mực nước lớn ngồi sơng khai thác P% = 10%  Hệ số lệch tải n = 1,00  Hệ số điều kiện làm việc m = 1,00 (theo bảng P1-5)  Hệ số tin cậy Kn = 1,20 (theo bảng P1-6)  Tải trọng động đất = 1,00 Tính tốn thủy lực cống 2.1 Mục đích Xác định diện tính tốn tiêu (phần lập quy trình đóng mở cống khơng u cầu đồ án này) 2.2 Tính tốn kênh hạ lưu Bài tốn có i, m, n, Q, h (do khống chế cao trình đáy mực nước thiết kế) từ tìm B Có thể giải phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi thuỷ lực Ta chọn sơ chọn độ dốc kênh i = 10 -4, độ dốc mái m = 1,5, độ nhám n = 0,025 Chiều sâu cột nước kênh h = ZTK Sông – Zđáy (m) Lưu lượng tính tốn: Q = Q tiêu max = 90(m /s) kênh = 3,49 – (-1,0) = 4,49  Sử dụng phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi thủy lực  m0 = 2√ 1+m2 – m = 2√ 1+1,52 – 1,5 = 2,11  m0 √i f(Rln) = Q = 2,11 √ 10−4 = 0,0009 90 Tra bảng phụ lục – Các bảng tính thủy lực với n = 0,025, giá trị R ln = 3,42 m Lập tỉ số hk R ln = 4,49 = 1,314 3,42 Tra bảng phụ lục – Các bảng tính thủy lực với m = 1,5 kèm theo phương B KH pháp nội suy chiều, giá trị R = 4,78 ln Từ xác định giá trị b cụ thể : B KH = 3,42 4,78 = 16,3 m Chọn BKH = 17 m  Kiểm tra điều kiện khơng xói kênh Sơ xác định vận tốc khơng xói (Vkx) theo cơng thức (theo 4118:2012): Vkx = K.Q0,1, K hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh K = 0,53 Vậy, V kx = 0,53 900,1 = 0,831 m/s Vì kênh dẫn nước từ đồng nên hàm lượng bùn cát nước nhỏ, không cần kiểm tra điều kiện bồi lắng Ta cần kiểm tra điều kiện xói lở, tức cần khống chế Vmax< Vkx, Vmax lưu tốc lớn kênh ứng với lưu lượng Q max = 90 m3/s Sau đó, cần xác định h max theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi thủy lợi Tra bảng phụ lục – Các bảng tính thủy lực với n = 0,025, giá trị R ln = 3,42 m  f(Rln) = Lập tỉ số m0 √i Q = 1,5 √ 10−4 = 0,000938 90 B BH 17 = = 4,97 3,42 R ln Tra bảng phụ lục – Các bảng tính thủy lực với m = 1,5 kèm theo phương h h pháp nội suy chiều, giá trị R = 1,318 Từ giá trị hmax = Rln R = ln ln 3,42 1,318 = 4,51 m e) Sơ đồ kiểm tra chiều dài, đường viền thấm 0,5 12,0 0,5 4,0 6,0 15,0 Hình Kích thước đường viền thấm Theo cơng thức: Ltt ≥ C.H Trong Ltt chiều dài tính tốn đường viền thấm tính theo phương pháp Len Ltt = Lđ + Ln m Lđ: Chiều dài tổng cộng đoạn thẳng đứng đoạn xiên có góc nghiêng so với phương ngang lớn 450 Lđ = 0,5+ 0,5 + + + 0,5 + 0,5 + + = 22 m Ln: Chiều dài tổng cộng đoạn nằm ngang doạn xiên góc nhỏ 450(bao gồm đoạn nằm ngang bể tiêu không đục lỗ thoát nước) Ln = 12 + 15 = 27 m Do có hai hàng cừ nên hệ số m = Vậy chiều dài tính tốn đường viền thấm Ltt = 22 + 27 = 35,5 m Cột nước lớn tác dụng lên cống H = Z max sông - Z đồng = 6,30 – 0,92 = 5,38 m C: Hệ số phụ thuộc loại đất Tra bảng P3-1 ta có C = Ltt = 35,5 > C.H = 5.5,38 = 26,90 m = > Thỏa mãn điều kiện độ dài đường viền thấm 3.3 Nối tiếp cống với thượng, hạ lưu a) Nối tiếp thượng lưu Góc mở tường phía trước, chọn với tg θ = ; hình thức tường cánh tường xoắn vỏ đỗ nối tiếp với kênh thượng lưu (do phụ thuộc vào quy mơ cống).Đáy đoạn nối tiếp thượng lưu cần có lớp phủ chống xói (bằng đá xây khan xây hồ dày 0,3 ÷ 0,5 m) Chiều dày lớp phủ khoảng (3-5)H1, H1 chiều sâu nước chảy cống Trường hợp có sân phủ chống thấm lớp bảo vệ phải dày sân chống thấm Phía lớp đá bảo vệ cần có tầng đệm dăm cát dày 10-15 cm b) Nối tiếp hạ lưu Tường cánh: Chọn phương án tường cánh xoắn vỏ đỗ Chọn góc mở nhỏ so với góc mở tường cánh thượng lưu, chọn tgθ = Sân tiêu năng: Thường tường bê tông đổ chỗ có bố trí lỗ nước Chiều dày sân xác định theo cơng thức Đơmbrốpxki t = 0,15.V1.√ h1 Trong đó: h1 chiều sâu chổ đầu đoạn nước nhảy ¿ h1 =σ h c = 3,51 m V1 lưu tốc chổ đầu đoạn nước nhảy Q 90 V1 = b h = = 2,14 m/s 12.3,51 Chiều dày sân tiêu t = 0,15.2,14.√ 3,51 = 0,60 m Sân sau: Làm đá xếp bê tơng có đục lỗ nước, phia có tầng đệm làm theo hình thức lọc ngược Chiều dài sân sau xác định theo kinh nghiệm Lss = K √ q √ ∆ H Trong q Lưu lượng đơn vị cuối sân tiêu Q 90 q= B = = 5,29 m2/s.m 17 BH ∆ H: Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu, ống chế ∆ H = Z kh – Z đồng sông = 3,66 – 0,25 = 3,41 m K: Hệ số phụ thuộc tính chất lịng kênh Đất lịng kênh đát cát pha nên K = 10 Vậy cần xây sân sau có chiều dài Lss = 10 √ 5,29 √ 3,41 = 31,27 m 4.Tính tốn thâm đáy cống 4.1 Những vấn đề chung a) Mục đích Mục đích tính tốn thấm để xác định lưu lượng thấm q, lực thấm đẩ ngược lên đáy cống Wt gradien thấm J Do đặc điểm cống nên cần xác định Wt J b) Trường hợp tính tốn Đồ án tính thấm với trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ lưu lớn ∆ H = Z max sông - Z đồng = 6,30 – 0,92 = 5,38 m H=5,38 -1 6,3 0,92 Hình Chênh lệch độ cao mực nước thượng lưu hạ lưu c) Phương pháp tính Đồ án tiến hành tính thấm theo phương pháp vẽ lưới thấm tay 4.2 Tính thấm cho trường hợp chọn a) Vẽ lưới thấm Đường dòng trùng với đáy cống qua biên cừ hình vẽ Đường dịng cuối đường biên lớp đất sét Đường trùng với biên tầng lọc ngược đáy bể hạ lưu Đường cuối mặt đất nằm ngang Hình Lưới thấm vẽ tay Theo hình vẽ ta có: Số dải đường thế: n = 16 Số ống dòng: m = b) Dùng lưới thấm xác định đặc trưng dòng thấm Cột nước thấm tổn thất qua dải đường ∆h= ∆H 5,38 = = 0,336 n 16 Tổn thất cột nước điểm x cách đường cuối i dải hx = i.∆ h = i với iA = 8,5 iB = 2,5 Điểm A: hA = 8,5.0,336 = 2,858 m Điểm B: hb = 2,5.0,336 = 0,841 m ∆H n Sơ đồ áp lực thấm đẩy ngược tác dụng lên cơng trình n hB n hA Hình Sơ đồ áp lực thấm đẩy ngược Áp lực thấm đẩy ngược tác dụng 1m lên bề rộng cơng trình Wth = n h A + hB 2,858+0,841 Lbđ = 2 15 = 27,741 T/m Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược tác dụng 1m lên bề rộng cơng trình Wtt = n (h2 + t).L = 1.(1,92 + 1).15 = 43,8 T/m Vậy tổng áp lực đẩy ngược: W = Wth + Wtt = 27,741 + 43,8 = 71,541 T/m Gradien thấm cửa JTB = ∆h ∆H 5,38 = = ∆ S n ∆ L 16 ∆ L Tại điểm 1: ∆ L = 0,87 m JTB1 = 0,386 Tại điểm 2: ∆ L = 1,354 m JTB2 = 0,248 Tại điểm 3: ∆ L = 1,98 m JTB3 = 0,170 Tại điểm 4: ∆ L = 2,671 m JTB4 = 0,126 Tại điểm 5: ∆ L = 3,82 m JTB5 = 0,088 Tại điểm 6: ∆ L = 5,352 m JTB6 = 0,063 Tại điểm 7: ∆ L = 7,21 m JTB7 = 0,047 0.450 0.400 0.350 0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 JTB1 JTB2 JTB3 JTB4 JTB5 JTB6 JTB7 Hình 10 Biểu đồ Gradien thấm Jr Từ biểu đồ xác định được: cho phép J max = 0,4 = 0,386 < J Vậy khơng có khả bị xói ngầm 4.3 Kiểm tra độ bền thấm Độ bền thấm tính tốn theo TCVN 4253 – 86 a) Kiểm tra độ bền thấm chung J TB JTB ≤ K Kn Trong JTB gradien cột nước trung bình vùng thấm tính tốn J TB K gradient cột nước tới hạn trung bình tính tốn, lấy theo bảng P 3-2 Đồ án môn học Thủy công J TB K = 0,25 Kn hệ số tin cậy, Kn = 1,2 Trị số JTB xác định theo phương pháp viện VNIIG: JTB = H T tt ∑ ❑i Trong H cột nước tác dụng Ttt chiều sâu tính tốn ∑ ❑i tổng hệ số sức cản đường viền thấm tính theo P.P Trugaép MNTL MNHL ra cừ T1 n2 T0 v n1 T2 T3 Hình 11 Sơ đồ đường viền thấm Theo sơ đồ ta có: L0 Hình chiếu ngang đường viền thấm, L0 = 42,3 m S0 Hình chiếu đứng đường viền thấm, S0 = 10 m L0 42,3 Tỉ lệ S = 10 = 4,23 Tra bảng 2-1 (Giáo trình thủy cơng tập 1), ta Ttt = 2,5.S0 = 2,5.10 = 25 m Ta có: ∑ ❑ = v + n1 + cừ + n2 + ra 0,5 S  v = 0,44 + 1,5 T + S T3 0,5 6 19 = 0,44 + 1,5 19 + = 1,121 S 1−0,75 1−0,75 19 T3  Khoảng cách hàng cừ L = 15 m > n1 = 6+4 = Vậy ta có L−0,5( S1 + S2 ) 15−0,5(6+4 ) = = 0,556 T2 18  Ta có T2 = 18 m , T1 = 18,25 (lấy trung bình) nên thỏa kiện 0,5 ≤ ≤ S1 ≤ 0,8 Vậy ta có T1 a S1 0,5 cừ = T + 1,5 + T1 S1 T1 1−0,75 0,5 T1  Chiều dài sân trước L = 12 m > n2 = = 18 + 1,5 18,25 + S1 18,25 = 0,488 1−0,75 18,25 0,5 0+4 = Vậy ta có L−0,5( S1 + S2 ) T1 = 12−0,5(0+4) = 0,548 18,25 T2 ≤1 T1  Tại cửa ta có a 0,15 ra = 0,44 + T = ,44 + 19 = 0,466 Vậy ∑ ❑ = v + n1 + cừ + n2 + ra = 1,121 + 0,556 + 0,488 + 0,548 + 0,466 = 3,178 H 5,38 JTB = T ❑ = = 0,0677 25.3,178 tt ∑ i J TB 0,25 K = = 0,2083 1,2 Kn Vậy JTB = 0,0677 ≤ J TB K = 0,2083 Thỏa mãn điều kiện Kn b) Kiểm tra độ bền thấm cục Kiểm tra theo công thức :Jra ≤ Jk Trong Jra Trị số gradien cục cửa ra, xác định theo kết tính trên, Jra = 0,386 Jk Trị số gradien tới hạn cục bộ, phụ thuộc vào hệ số không hạt = d 60 = 9, d 10 tra phụ lục P3-1, ta có Jk = 0,51 Vậy Jra< Jk, thỏa mãn điều kiện Tính tốn ổn định cống 5.1 Mục đích trường hợp tính tốn a) Mục đích trường hợp tính tốn Kiểm ta ổn định cống trượt lật, đẩy Trong đồ án giới hạn tính tốn việc kiểm tra ổn định trượt b) Trường hợp tính tốn Các trường hợp bất lợi xảy với cống  Mới thi công xong, cố chưa có nước  Mực nước phía đồng lớn nhất, mực nước phía sơng nhỏ  Mực nước phía sơng lớn nhất, mực nước phía đồng nhỏ Trong đồ án tiến hình tính tốn kiểm tra với trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ lưu lớn ∆ H = Z max sông - Z đồng = 6,30 – 0,92 = 5,38 m Trong thực tế, công phân thành nhiều mảng khớp lún cần kiểm tra cho tất khớp lún đó, Trong đồ án kiểm tra cho mảng 5.2 Tính tốn ổn định trượt cho trường hợp chọn a) Xác định lực tác dụng lên mảng tính tốn  Các lực đứng Bao gồm trọng lượng cầu giao thông, cầu công tác,cửa van,tường ngực, mố cống, đáy,nước cống (nếu có), phần đất chân khay (trong phạm vi khối trượt) lực đẩy ngược (thấm thuỷ tĩnh)  Trọng lượng đáy Chiều rộng đáy cống B = ∑ b + ∑ d g + ∑ d b = 12 + + = 14 m Diện tích mặt cắt ngang F = 15.1 + ( 1+ 0,5 ) 0,5 = 15,75 m2 15.0 1.5 0.5 0.5 0.5 Hình 12 Kích thước đáy Thể tích bê tơng V = F.B = 15,75.14 = 220,5 m3 Trọng lượng đáy G1 = b.V = 2,4.220,5 = 529,2 T  Trọng lượng trụ Chiều cao trụ pin H = 8,4 – (-1) = 9,4 m Diện tích mặt cắt F = 1.12 + .0,52 = 12,785 m2 Thể tích trụ V = H.F = 9,4.12,785 = 120,179 m3 Trọng lượng trụ G2 = b.V = 2,4.120,179 = 288,430 T  Trọng lượng trụ bên Chiều cao trụ bên chiều cao trụ pin H = 9,4 m Diện tích mặt cắt F = .0,52 + 12.0,5 = 6,393 m2 Trọng lượng trụ bên G3 = b.F.H = 2,4.6,393.9,4 = 144,215 T  Trọng lượng cầu giao thông 0.05 0.50 6.00 0.80 0.30 0.10 0.50 0.40 5.20 0.40 Hình 13 Kích thước cầu giao thơng Chiều dài cầu L = 17 m Diện tích mặt cắt ngang cầu F = 6.0,3 + 2.0,4.0,5 +2.0,4.0,55 + 2.0,8.0,05 = 2,72 m2 Thể tích cầu giao thơng V = L.F = 17.2,72 = 46,24 m3 Trọng lượng cầu giao thông G4 = b.V = 2,4.46,24 = 110,976 T  Trọng lượng cầu công tác 3.00 Chiều dài cầu công tác L = 14 m 0.30 Diện tích mặt cắt F = 3.0,3 + 2.3.0,2 + 2.1,65.0,3 + 2.2,2.0,3+ 2.1,95.0,3 = 5,58 m2 1.95 Thể tích cầu cơng tác: V= F.L = 14.5,58 = 78,12 m3 Trọng lượng cầu công tác: G5 = 2,4.78,12 = 187,49 T  Trọng lượng cửa van 0.20 2.40 6.50 2.20 Cửa van làm thép : Gcv = g.H.l0 Trong l0 chiều rộng cửa van, l0 = bv + 0,3 = + 0,3 = 6,3 m 1.95 H chiều cao cửa van, H = Zđt + 0,5 = 4,16 + 0,5 = 4,66 m Hc cột nước tính tốn tâm lỗ cống, H0 = 2,08 m g trọng lượng phần động cửa van phẳng tính cho 1m2 lỗ cống Hình 14 Kích thước cầu công tác g = 600(√ H c l 20 – 1) = 600(√3 2,08.6,3 – 1) = 2012,559 N/m2 Trọng lượng cửa van Gcv = g.H.l0 = 2012,559.4,66.6,3 = 59084,7 N = 6,025 T Trọng lượng cửa van G6 = 2Gcv = 2.6,025 = 12,05 T  Trọng lượng nước cống Trọng lượng nước phía thượng lưu G TL n = G7 = V n = 12.2,984.7,30.1 = 261,398 T Trọng lượng nước phía hạ lưu G nHL=¿ G7’ = V n = 12.10,782.1,92.1 = 248,147 T  Áp lực thấm đẩy ngược Gthấm = G8 = Wthấm (∑ b + ∑ d ) = 27,741.(12 + 2) = 388,369 T  Áp suất thủy tĩnh Gthủy tỉnh = G9 = Wtt.(∑ b + ∑ d ) = 43,80.(12 + 2) = 613,2 T  Trọng lượng phần đất chân khay Thể tích khối đất V = 13+14 0,5.14 = 94,5 m3 0.20 Trọng lượng riêng đất bão hoà bh = k + ε ε +1 n = 1,52 + 0,61 0,61+1 = 1,9 T/m Trọng lượng riêng khối đất G10 = 1,9.94,5 = 179,55 T 4.24  Trọng lượng tường ngực Chiều cao tường ngực H = 4,24 m Diện tích mặt cắt F = 4,24.0,2 + 2.0,2,0,2 = 0,928 m2 Thể tích trụ V = ∑ b.F = 0,928.12 = 11,136 m 0.20 Trọng lượng tường ngực 0.40 G11 = b.V = 2,4.11,136 = 26,726 T  Các lực ngang Hình 15 Kích thước tường ngực Áp lực nước thượng, hạ lưu; áp lực đất chủ động chân khay thượng lưu (Ectl), áp lực đất bị động chân khay hạ lưu (Ebhl)  Áp lực nước thượng lưu Xác định theo áp lực thủy tĩnh E12 = n H 2tl.b = 1.7,302.12 = 319,14 T  Áp lực nước hạ lưu Xác định theo áp lực thủy tĩnh E13 = n H 2hl b = 1.1,922.12 = 22,118 T b) Xác định áp lực đáy móng Theo sơ đồ nén lệch tâm = ∑ P + ∑ M0 F W Trong : ∑ P tổng lực đứng ∑ M 0là tổng momen lực tác dụng lên mảng lấy tâm mảng F diện tích đáy mảng W mô đun chống uốn đáy mảng Trị Số TT Lực Tác Dụng Kí Hiệu Momen Với Tâm O (+)P (-)Q CT Đòn Mo (tấn) (tấn) (m) (m) Bản đáy G1 529,2 0 Trụ G2 288,430 0 Trụ bên G3 144,215 0 Cầu giao thông G4 110,976 -2,421 -268,673 Cầu công tác G5 187,488 3,416 640,459 Cửa van G6 12,05 3,416 41,163 Nước cống TL G7 361,398 6,0008 1570,482 Nước cống HL G7’ 248,817 -2,109 -523,912 Áp lực thấm G8 -388,369 2,5 -970,922 10 Áp lực thuỷ tĩnh G9 -613,2 0 11 Đất chân khay G10 179,55 0 12 Tường ngực G11 26,726 4,779 127,725 Trị Số TT Lực Tác Dụng Kí Hiệu Momen Với Tâm O (+)P (-)Q CT Đòn Mo (tấn) (tấn) (m) (m) 13 Áp lực nước TL E12 -319,74 2,973 -950,587 14 Áp lực nước HL E13 22,118 1,18 26,1 Tổng 986,882 -297,622 -308,165 Bảng Kết Quả Tính Tốn Lực Tác Dụng Theo sơ đồ nén lệch tâm, max = ∑ P + ∑ M o = ∑ P (1 + e0 ) min = ∑ P - ∑ M o = ∑ P (1 - e0 ) F F W W F F B B Trong ∑ P Tổng lực đứng ∑ M olà tổng mômen lực tác dụng lên mảng lấy tâm đáy mảng O W modun chống uốn đáy mảng F diện tích đáy mảng, F = B.L = 14.15 = 210 m2 e0 độ lệch tâm, e0 = ∑ M o = −308,165 = - 0,312 ∑ P 986,882 Vậy max = 986,882 6.0,312 (1 + 14 ) 210 min = 986,882 210 tb = (1 - = 5,328 T/m2 6.0,312 ) = 4,071 T/m2 14 σ max + σ 5,328+4,071 = = 4,699 T/m2 2 Ta có sơ đồ phân bố tải trọng đáy móng 5,328 T/m2 4,071 T/m2 c) Tính tốn trượt phẳng Ổn định cống trượt dược đảm bảo khi: nc.Ntt ≤ m K n R (*) Trong nc hệ số tổ hợp tải trọng, nc = m hệ số điều kiện làm việc, m = Kn Hệ số tin cậy = 1,2 CI lực dính đợn vị đất nền, CI = 0,3 T/m2 Ntt giá trị tính tốn lực tổng qt gây trượt Ntt = TTL – THL = 319,14 – 22,118 = 297,622 T R giá trị tính tốn lực chống giới hạn R = ∑P.tg1 + F.CI = 986,882.tg18 + 210.0,3 = 383,657 T Thay vào (*) ta nc.Ntt = 297,622 ≤ m K n R = 319,714 Kết luận: Cống không bị trượt hay đáy cống ổn định trượt phẳng Phần III Kết Luận Qua đồ án em hiểu rõ công việc thiết kế cơng trình thuỷ lợi nói chung quy trình thiết kế cống lộ thiên phục vụ yêu cầu tưới tiêu nói riêng Và yêu cầu kỹ thuật trình q trình thíêt kế Trên tồn nội dung đồ án mà em giao Do trình độ có hạn nên q trình làm khơng tránh khỏi sai sót chủ quan, em mong có bảo thầy mơn để em có điều kiện khắc phục sai sót mắc phải Cuối em chân thành cảm ơn hướng dẫn em hồn thành đồ án Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2019 ... JTB1 JTB2 JTB3 JTB4 JTB5 JTB6 JTB7 Hình 10 Biểu đồ Gradien thấm Jr Từ biểu đồ xác định được: cho phép J max = 0,4 = 0,386 < J Vậy khơng có khả b? ?? xói ngầm 4.3 Kiểm tra độ b? ??n thấm Độ b? ??n thấm... độ b? ??n thấm chung J TB JTB ≤ K Kn Trong JTB gradien cột nước trung b? ?nh vùng thấm tính tốn J TB K gradient cột nước tới hạn trung b? ?nh tính tốn, lấy theo b? ??ng P 3-2 Đồ án mơn học Thủy công J TB... Lục B? ??ng B? ??ng Lưu lượng mục nước cống B B? ??ng Tài liệu gió .1 B? ??ng Chiều dài truyền sóng B? ??ng Tài liệu địa chất B? ??ng Các tiêu lý đất cống B? ??ng