- Thành phần MLĐ: cỏc tuyến đường thuộc mạng lưới cú cấp hạng khỏc nhau, cú liờn
1. Thiết kế đảm bảo yờu cầu kiến trỳc: Ảnh hưởng của chiều cao nhà đối với chiều rộng
3.2.6 Giếng chuyển bậc
Phạm vi sử dụng
Khi cỏc đường ống gặp nhau cú độ chờnh cao lớn để đảm bảo tốc độ của nước chảy trong giếng khụng quỏ lớn làm giếng tiờu năng (giếng chuyển bậc).
3.2.6 Trạm bơm thoỏt nước mưa
Trạm bơm thoỏt nước mưa được thiết kế khi đỏy cống cú cao độ thấp hơn mực nước trờn sụng, hồ.
Số lượng mỏy bơm tựy thuộc vào cụng suất và lưu lượng cần thoỏt.
3.2.7 Cửa xả nước mưa
Là đầu ra của cống, nước thoỏt ra sụng, suối, hồ ao.
Cao độ cửa xả liờn quan đến chế độ chảy của đường cống.
Đ3.3 Cỏc nguyờn tắc chung thiết kế thoỏt nước và đặt đường ống thoỏt nước mưa
1. Hệ thống thoỏt nước mưa phải được thiết kế theo nguyờn tắc tự chảy. Trong cỏc trường hợp khú khăn mới dựng mỏy bơm.
2. Đảm bảo thoỏt nhanh, thoỏt hết nước trờn diện tớch cần thoỏt và bằng cỏc đường ống ngắn nhất. QCT > Qtt, tổng chiều dài đường ống, rónh nhỏ nhất.
3. Nước mưa cú thể xả trực tiếp vào chỗ trũng gần nhất khụng cần làm sạch. Triệt để tận dụng cỏc dũng chảy tự nhiờn sụng, hồ, ao...hoặc khu đất trũng, hồ chứa để thoỏt nước mưa.
4. Hệ thống thoỏt nước phải phự hợp với quy hoạch thoỏt nước chung của thành phố, quy hoạch xõy dựng, kiến trỳc, giao thụng.
5. Bố trớ cỏc đường ống thoỏt nước đảm bảo giao thụng, khi duy tu, sửa chữa: bố trớ dưới hố đường, dải phõn cỏch, mộp mặt đường...
6. Bố trớ hệ thống thoỏt nước mưa phải cỏch cụng trỡnh xõy dựng một khoảng cỏch quy định. Cống đặt dưới mặt đất phải đảm bảo chiều dày đất đắp khi xe đi qua khụng làm hỏng cống, khụng cho phộp đặt nổi, đặt treo.
7. Độ dốc dọc của hệ thống cống, rónh nờn thiết kế theo độ dốc tự nhiờn của địa hỡnh, nhưng phải đảm bảo cỏc điều kiện làm việc của cống bỡnh thường.
Bảng 3.4: Trị số độ dốc dọc tối thiểu của cỏc ống cống
Đường kớnh cống φ (mm) imin Ghi chỳ 150 200 300 400 0.008 0.005 0.004 0.0025
Trường hợp cỏ biệt cho
phộp đối với φ =150mm
dựng imin=0.007, và
φ =200mm dựng
imin=0.004
Ống nối từ giếng thu đến
Bảng 3.5: Trị số độ dốc dọc tối thiểu đối với mương rónh thoỏt nước mưa
8. Khi bố trí các đờng cống áp lực song song với nhau, khoảng cách giữa mặt ngoài của ống phải đảm bảo điều kiện thi công và sửa chữa khi cần thiết. Khoảng cách giữa các ống không nhỏ hơn các trị số sau:
Khi φ≤ 300mm thì d = 0.7m
Khi φ = 400 - 1000mm thì d = 1.0m Khi φ> 1000 thì d = 1.5m
9. Góc ngoặt nối giữa 2 đờng ống liên tiếp phải > 900.
10. Tại vị trí đổi hớng cần có giếng thăm có bán kính cong của lòng máng giếng > đờng kính ống cống. Khi φ>1200mm thì bán kính cong không đuợc nhỏ hơn 5φ và phải có giếng thăm ở 2 đầu đoạn uốn cong.
11. Nối rãnh với đờng ống kín phải qua giếng thăm có hố khử cặn và lới chắn rác.
Đ3.4 Phương phỏp tớnh toỏn thoỏt nước mưa, nước thải
3.4.1 Tớnh toỏn thoỏt nước mưa
3.4.1.1 Tài liệu về khớ tượng thuỷ văn:
- Cường độ mưa q: là lượng mưa xuống một đơn vị diện tớch tớnh trong một khoảng thời gian (thường tớnh là lớt/ha.s)
- Thời gian mưa t: thời gian mưa là thời gian kộo dài của một trận mưa, tớnh bàng phỳt.
- Chu kỳ tràn (tần suất thiết kế): là thời gian (thường tớnh bằng năm) mà cường độ mưa rào thiết kế xảy ra.
Loại rónh
imin
Rónh biờn khi mặt đường phủ BTN hoặc BTXM
Khi mặt đường là đỏ dăm, đỏ lỏt Khi mặt đường rải cuội sỏi
Mương tiờu nước
0.003 0.004 0.005 0.005
q và t thường là số liệu thu thập được từ cỏc cơ quan khớ tượng thuỷ văn, số liệu được thống kờ trong một thời gian dài.
Tần suất thiết kế tớnh theo từng khu vực thiết kế khỏc nhau. Thụng thường chọn chu kỳ 0.3-1.0 đối với khu dõn cư và thành phố nhỏ, 1-3 năm đối với thành phố và khu cụng nghiệp lớn, 5-10 năm đối với khu vực quan trọng đặc biệt. Việc chọn chu kỳ và tần suất tràn liờn quan đến vấn đề kinh tế, quyết định quy mụ cụng trỡnh.
3.4.1.2 Địa chất cụng trỡnh:
Điều kiện địa chất liờn quan đến hệ số dũng chảy (ψ)
Hệ số dũng chảy là tỷ số lượng nước mưa chảy vào cống và lượng nước mưa xuống khu vực thiết kế.
Bảng 3-6 Hệ số dũng chảy của lớp phủ
Cỏc loại vật liệu phủ ψ
Mặt đường nhựa, bờtụng ximăng, mỏi nhà 0.90
Mặt đường đỏ lỏt, lỏng nhựa 0.60
Mặt đường cấp phối 0.45
Mặt đường đỏ dăm 0.40
Mặt đường đất 0.30
Cụng thức tớnh toỏn: ∑ ∑ = i i i F F . ψ ψ
Trong đú: Fi là diện tớch phủ mặt của vật liệu (đất) cú hệ số dũng chảy (ψi)
3.4.1.3 Tài liệu khảo sỏt đo đạc địa hỡnh:
Bản đồ hiện trạng.
Cao độ tự nhiờn, cao độ thiết kế cỏc cụng trỡnh xõy dựng. Cỏc tài liệu liờn quan đến quy hoạch thoỏt nước.
Cỏc quy trỡnh, quy phạm hiện hành.
Dựa vào cỏc nguyờn tắc thiết kế thoỏt nước nờu ở phần trước tiến hành phõn chia khu vực thoỏt nước dựa trờn bản đồ địa hỡnh, quy hoạch đường ống, xỏc định hướng nước chảy.
Phõn chia đường ống, xỏc định vị trớ giếng thu, giếng thăm. Xỏc định diện tớch thoỏt nước của mỗi vị trớ tớnh toỏn Fi.
3.4.1.4 Tớnh toỏn thuỷ văn
Sau khi xỏc định được cỏc thụng số tớnh toỏn, tiến hành tớnh lưu lượng cực đại đổ về cụng trỡnh, lưu lượng thiết kế tớnh theo cụng thức cường độ mưa giới hạn:
Q = q . ψ. F (l/s)
q: là cường độ mưa, tớnh theo một trong 2 cỏch sau: Nếu cú đủ số liệu thống kờ trong 10 năm thỡ
166,7 H q t = Khi khụng cú đủ số liệu thống kờ cú thể dựng cụng thức sau: 20 20 .n (1 lg ) n n q C p A q t t + = =
Trong đú: H là lượng mưa ngày trung bỡnh hàng năm, mm/phỳt.
t là thời gian mưa tớnh toỏn (phỳt) p là chu kỳ tràn cống
q20 là cường độ mưa ứng với thời gian mưa 20 phỳt
q20= 0,071 H. d1/2 trong đú d trị số bỡnh quõn của độ lệch trung bỡnh H. Cỏc thụng số H, Ao, bo, C, m, n tra bảng tớnh phụ thuộc vựng thiết kế. (F<200ha, >200ha phải hiệu chỉnh))
Tớnh toỏn thuỷ lực đường cống
Sau khi cú lưu lượng tớnh toỏn xỏc định khả năng thoỏt nước của cụng trỡnh bố trớ. Cụng thức tớnh toỏn thuỷ lực đường cống: Q = . v (m3 /s)
Trong đú:
Q là khả năng thoỏt của cụng trỡnh (m3 /s)
là diện tớch mặt cắt ướt của ống (m2) (liờn quan đến khẩu độ) v là tốc độ tớnh toỏn (m/s)
Vớ dụ: Tớnh toỏn khẩu độ cống dọc cho một đoạn tuyến phố (lập bảng tớnh Q cho từng đoạn Qij cho từng lưu vực tập trung nước và lưu lượng cộng dồn Qij =Qijo +Qi-1j-1.
3.4.2. Tớnh toỏn thoỏt nước thải:
3.4.2.1 Cơ sở chung:
Núi chung khi thiết kế thoỏt nước đụ thị kể cả nước mưa và nước thải đều phải dựa vào đồ ỏn qui hoạch đụ thị, xem xột qui mụ phỏt triển hiện tại và tương lai dụ bỏo dõn số trong vựng qui hoạch.
Số người sử dụng nước cho tới cuối thời gian tớnh toỏn là N=M.F với M là mật độ dõn số và F là diện tớch khu dõn cư. Hệ thống thoỏt nước đạt hiệu quả kinh tế khi M > 45 - 50 người / ha.
Đ3.5 Thiết kế chiều đứng đường phố
3.5.1 Khỏi niệm và cỏc giai đoạn thiết kế
3.5.1.1 Khỏi niệm
Thiết kế chiều đứng đường đụ thị là việc chuyển cao độ của cỏc điểm đặc trưng của mặt cắt ngang lờn bỡnh đồ theo phương đứng.
Như vậy bản vẽ thiết kế mặt đứng là bản vẽ mặt bằng trờn đú thể hiện vị trớ cỏc cụng trỡnh, kớch thước cỏc cụng trỡnh trờn mặt bằng và cao độ thiết kế của cỏc điểm đặc trưng của cụng trỡnh.
Nếu nối cỏc điểm cựng cao độ ta cú đường đồng mức đỏ hay đường đồng mức thiết kế.
3.5.1.2 Giai đoạn thiết kế
Thực hiện việc thiết kế qui hoạch mặt đứng đường đụ thị trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
3.5.2 Mục đớch và yờu cầu của thiết kế chiều đứng đứng
3.5.1.3 Mục đớch
Bản vẽ thiết kế chiều đứng cú thể thể hiện nhiều nội dung của cỏc bản vẽ mặt cắt dọc, cắt ngang, bỡnh đồ và là bản vẽ tổng hợp của ba bản vẽ trờn. Do vậy dễ hỡnh dung hơn về địa hỡnh, mặt cắt ngang, cắt dọc và định được cỏc điểm bố trớ cỏc cụng trỡnh thoỏt nước.
Bản vẽ thiết kế chiều đứng tạo điều kiện thuận lợi hơn cho thi cụng, đặc biệt đối với nỳt giao thụng; là bản vẽ sử dụng trực tiếp khi tớnh toỏn khối lượng đào đắp, điều phối đất.
Do vậy bản vẽ Thiết kế chiều đứng cũn gọi là bản vẽ thiết kế san nền, thoỏt nước.
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật hoặc thiết kế tổ chức thi cụng nhất thiết phải cú bản vẽ Thiết kế chiều đứng.
3.5.1.4 Yờu cầu:
Đảm bảo thoỏt nước từ khu vực hố đường, phần xe chạy, cỏc cụng trỡnh hai bờn đường.
Cao độ của rónh và hố đường phải xột đến cao độ của đường vào khu nhà ở, bố trớ cụng trỡnh ngầm và cao độ khống chế tại cỏc vị trớ giao với đường sắt, đường ụtụ... cao độ của cỏc cụng trỡnh xõy dựng hai bờn đường.
Xem xột phương ỏn thay đổi cấu tạo MCN từ hai mỏi sang một mỏi để đảm bảo thoỏt nước theo cống rónh.
3.5.3 Nội dung thiết kế chiều đứng đường phố và nỳt giao thụng và nỳt giao thụng
3.5.1.5 Cỏc số liệu cần thiết (cỏc hồ sơ):
Cỏc bản vẽ và hồ sơ về thiết kế chiều đứng cỏc giai đoạn trước.
Cỏc bản vẽ và hồ sơ QH hệ thống thoỏt nước trong vựng cú liờn quan. Cỏc bản vẽ và hồ sơ thiết kế kỹ thuật: mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt ngang.
Chờnh cao cỏc đường đồng mức thiết kế (đường đồng mức đỏ) là 10-20cm tuỳ mức độ phức tạp của địa hỡnh và tuỳ vào giai đoạn thiết kế chiều đứng tương ứng với cỏc tỷ lệ bản vẽ là: 1:200; 1:500 hoặc 50cm khi tỷ lệ bản vẽ là 1:1000; 1:2000.
Trong nỳt giao thụng cú thể cú chờnh cao đường đồng mức là 5cm.
3.5.4 Trỡnh tự thiết kế chiều đứng đường phố:
Thiết kế rónh (cống thoỏt nước) của phần xe chạy, xỏc định vớ trớ bố trớ cụng trỡnh thoỏt nước, cụng trỡnh ngầm.
Xỏc định độ dốc và cao độ của rónh dọc.
Căn cứ vào độ dốc dọc, dốc ngang của cỏc bộ phận trờn MCN, tớnh toỏn cao độ cỏc thành phần, vẽ đường đồng mức. A B A i 4 i 2 i 4 i 2 i 1 i 3 i 1 L1 L2 L3 50 60 70 80 90 40 50 60 70 80 50 60 70 80 90 h đ h 1 h 2
Xỏc định khoảng cỏch giữa hai đường đồng mức thiết kế tớnh theo tim rónh: L1=
1
i h
với h là chờnh cao đường đồng mức; i1 là độ dốc dọc của rónh dọc Xỏc định độ chờnh cao giữa tim đường và đỏy rónh biờn
h1=
2
2
i B.
với B là chiều rộng phần xe chạy, i2 là độ dốc ngang phần xe chạy (hỡnh vẽ)
Tim đường xe chạy cao hơn đỏy rónh nờn đường đồng mức lệch về phớa hướng dốc của tim đường một đoạn L2=
3 2 3 1 2i i B i
h = . , i3 là độ dốc dọc của tim đường
Sau khi cú L1; L2 ta vẽ được đường đồng mức phần xe chạy
Vẽ đường đồng mức phần hố đường, dựa vào cao độ của rónh dọc và chiều cao bú vỉa hđ
Tớnh độ dịch chuyển của đường đồng mức phớa hố đường so với đường đồng mức mộp rónh L4=
1
i hd
hđ là chiều cao đỏ vỉa; xỏc định khoảng cỏch của điểm trong và điểm ngoài của đường đồng mức phần hố đường L3 =
1 4 1 2 i i A i h . = với h2 là chờnh lệch cao độ
phần mộp ngoài của hố đường và cao độ đỉnh bú vỉa. Lưu ý do dốc ngang của hố đường và mặt đường ngược nhau nờn đường đồng mức phần hố đường dốc theo chiều ngược lại với phần mặt đường.
Theo nguyờn tắc tớnh toỏn vừa trỡnh bày, đối với cỏc trường hợp thay đổi độ dốc của rónh biờn, của phần xe chạy hoặc cấu tạo MCN cú nhiều bộ phận khỏc cú thể thực hiện tương tự.
Ngoài phương phỏp trờn, cú thể vẽ bằng phương phỏp đồ giải, sinh viờn tham khảo thờm tài liệu của PGS Nguyễn Xuõn Vinh -Thiết kế nỳt giao thụng và tổ chức giao thụng đụ thị.
3.5.5 Cỏc vớ dụ thiết kế chiều đứng đường phố:
Cỏc vớ dụ trong tài liệu "Quy hoạch giao thụng và thiết kế đường đụ thị" GS TSKH Nguyễn Xuõn Trục
Đ3.6 Thiết kế chiều đứng nỳt giao thụng 3.6.1 Yờu cầu
Thiết kế chiều đứng nỳt giao thụng phải đảm bảo điều kiện xe chạy tốt: xe chuyển hướng một cỏch dễ dàng, ờm thuận.
Đảm bảo thoỏt nước mặt: nước mặt thoỏt nhanh, thoỏt hết, khụ rỏo phần bộ hành. Đảm bảo mỹ quan: cỏc cao độ của rónh, của đường, hố phố.. hài hoà hợp lý.
3.6.2 Nguyờn tắc thiết kế
Trước khi thiết kế chiều đứng nỳt giao thụng cần xỏc định cấp đường giao nhau, dạng mặt cắt, độ dốc và hướng dốc dọc của đường và dốc ngang địa hỡnh tại nỳt.
Để đảm bảo cỏc yờu cầu thiết kế trờn, cỏc nguyờn tắc thiết kế:
- Đảm bảo xe chạy thuận lợi đối với đường chớnh (khụng thay đổi dốc dọc, cấu tạo cú siờu cao theo hướng rẽ của đường chớnh) cú xột tới xe trờn đường phụ. - Hai đường giao nhau đều là đường chớnh thỡ giữ nguyờn dốc dọc.
- Đường cựng cấp giao nhau, dốc dọc khỏc nhau thỡ thay đổi dốc ngang, mặt cắt ngang (đường cú dốc dọc nhỏ hơn) phự hợp với đường cú dốc dọc lớn.
- Khi hai đường khỏc cấp giao nhau, việc thay đổi dốc dọc, dốc ngang phải tạo điều kiện thuận lợi cho xe trờn đường chớnh.
- Phải cú ớt nhất một nhỏnh dốc ra để đảm bảo thoỏt nước, trường hợp khú khăn cú thể bố trớ cồng ngầm, giếng thu.
- Khi bố trớ giếng thu phải đảm bảo điều kiện khụ rỏo cho bộ hành qua đường, khụng đọng nước, khụng chảy vào cỏc nhỏnh khỏc
3.5.3 Một số sơ đồ điển hỡnh
* Nỳt cú cỏc nhỏnh dốc ra ngoài:
Khụng cần bố trớ giếng thu, chỉ cần điều chỉnh độ dốc ngang của cỏc phần đường tiếp giỏp.
Thiết kế giống nhau trong cỏc trường hợp đường cựng cấp, khỏc cấp giao nhau.
* Thiết kế nỳt trong trường hợp cú bốn hướng dốc vào:
Bố trớ cỏc giếng thu tại cỏc đoạn vào nỳt (trước dải bộ hành qua đường), bố trớ cống ngầm thu nước
Cấu tạo phần giữa cao hơn: dễ thoỏt nước nhưng trắc dọc xấu, sử dụng khi thiết kế cho 2 đường cựng cấp (hỡnh a)
Giữ nguyờn độ dốc dọc, chỳ ý đến đường chớnh (hỡnh b giao đường chớnh và đường cấp thấp hơn)
* Nỳt cú ba nhỏnh dốc ra, một nhỏnh dốc vào:
Trường hợp một tuyến nằm trờn đường tụ phõn thuỷ, giếng thu chỉ bố trớ ở nhỏnh dốc vào, hai đường chớnh giao nhau thiết kế theo hỡnh a, nỳt cú một đường chớnh và một đường thứ yếu giao nhau thiết kế theo hỡnh b, c.
b )
a) c )
* Trường hợp nỳt cú hai nhỏnh dốc vào, hai nhỏnh dốc ra:
Nỳt nằm trờn yờn ngựa, trường hợp a, b thiết kế khi hai đường chớnh giao nhau, c, d thiết kế trong trường hợp một đường chớnh và một đường thứ yếu giao nhau.
b )
a) c) d )
Nỳt nằm trờn địa hỡnh nghiờng:thiết kế giữ nguyờn độ dốc dọc của hai tuyến đường (hỡnh a sử dụng khi hai tuyến đường chớnh giao nhau, b,c sử dụng cho trường hợp đường chớnh và đường thứ yếu giao nhau.
a) b ) c )
* Nỳt cú ba nhỏnh dốc vào và một nhỏnh dốc ra
Nỳt giao thụng nằm trờn đường tụ thuỷ, độ dốc dọc của đường thứ yếu thay đổi trong nỳt, bất lợi cho xe chạy, hỡnh a sử dụng trong trường hợp giao nhau của hai đường chớnh, b, c, d sử dụng trong trường hợp một đường chớnh và một đường thứ yếu.
* Trường hợp thiết kế nỳt trong địa hỡnh bằng phẳng: cú thể sử dụng biện phỏp thay