2 γH λc trong đú:
ST T Đối tượng
T Đối tượng EA EI w ν Mp Np [kN/m] [kNm²/ m] [kN/m/m ] [-] [kNm/ m] [kN/m]
1 Cọc 1.2E7 1.2E5 8.30 0.15 1E15 1E15
2 Tường 3.33E7 1E6 14.40 0.00 1E15 1E15
3 Múng 1.2E7 1E6 21.60 0.00 1E15 1E15
Hỡnh 3.6 : Sơ đồ vị trớ cỏc điểm nỳt phần tử và vị trớ của cỏc kiểm tra ổn định (trong vựng khối trượt) và ứng suất nền (tại đỏy mũi cừ bản)[ 15]
c./ Kết quả tớnh toỏn
Vị trớ của 04 điểm quan sỏt A,B,C,D kiểm tra ổn định nằm trong vựng cú nguy cơ cao của khối trượt, 02 điểm quan sỏt ứng suất nền tại mũi cừ bản G và H được thể hiện trờn Hỡnh 3.9
Hỡnh 3.7 : Khả năng hỡnh thành mặt trượt sõu về phớa lưng tường, tổ hợp tải trọng thiết kế [ 15]
Hỡnh 3.8 : Lưới biến dạng sau khi chịu tải trọng ở trạng thỏi giới hạn (phúng đại lờn 5 lần) [ 15] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Chuyen vi [m] SF On dinh tuong ke Diem A Diem B Diem C Diem D
1 2 ( )TC TC dat tc m m R Ab Bh Dc K γ γ = + +
trong đú giỏ trị của cỏc hệ số A, B, D (lần lượt là 1.34, 6.35, và 8.55) được xỏc định theo gúc ma sỏt trong trung bỡnh của đất nền ϕ = 32o, c là lực dớnh đơn vị của đất nền cỏt được lấy thiờn về an tồn c = 0 T/m2. Cỏc hệ số m1 = 1.2, m2 = 1.0 được lấy theo loại đất (cỏt thụ đến cỏt mịn, trạng thỏi bĩo hũa),
Ktc = 1,20 là hệ số tin cậy, b = 3,2 m là bề rộng múng, h là độ sõu trung bỡnh
của lớp đất tớnh toỏn h = 11,5 m tớnh đến đầu cọc cừ bản, h = 2,0 m tớnh đến đỏy múng, γ = 18,6 T/m3 là dung trọng trung bỡnh của đất cỏt.
Sau khi thay số xỏc định được sức chịu tải của nền TC dat
R = 1362,9 T/m2 tại đầu cọc và TC
dat
R = 318,5 T/m2 tại đỏy múng tường kố. Cú thể thấy rằng ứng suất phỏt sinh trong nền tại mũi cọc và dưới đỏy múng tường kố là nhỏ so với khả năng chịu tải của nền do vậy nền cụng trỡnh hồn tồn thỏa mĩn điều kiện chịu tải.
0 40 80 120 160-330 -330 -325 -320 -315 -310 -305 -300 -295 Step Stress [kN/m2] Chart 1 Point G Point H
Hỡnh 3.11: Phỏt triển ứng suất nộn trong nền tại mũi cừ vỏn (điểm G, H)[ 15] Biểu đồ mụmen uốn của cừ bản phớa thượng và hạ lưu tường kố trong trường hợp này được thể hiện trờn Hỡnh 3.8 cho thấy trong trường hợp tớnh toỏn mụ men uốn lớn nhất Mmax = 68,2 kN.m ở cọc cừ bản phớa biển và Mmax = 95,2 kN.m ở cọc cừ bản phớa đường. Theo chỉ tiờu kỹ thuật cung cấp bởi nhà sản xuất, khả năng chịu uốn của cọc cừ C30 là 90,6 kN.m, cọc C40 là 197,0 kN.m. Như vậy cú thể kết luận rằng để đảm bảo an tồn, hàng cọc phớa đường cần phải là loại cọc C40 trong khi đú phớa biển chỉ cần C30.
(a) Mmax = 68,2 kN.m
(b) Mmax = 95,2 kN.m Hỡnh 3.12 : Mụ men uốn trong cọc cừ bản trường hợp tổ hợp tải trọng
thiết kế [ 15]
(a) cừ phớa biển (b) cừ phớa đường
Căn cứ vào cỏc kết quả tớnh toỏn ổn định trỡnh bày ở trờn cú thể kết luận rằng tường kố đảm bảo điều kiện ổn định làm việc với tổ hợp tải trọng bĩo thiết kế.
(b1) Tổ hợp tải trọng kiểm tra - ổn định khi xúi chõn sau bĩo
Sau bĩo việc đảm bảo tường kố vẫn ổn định đảm bảo an tồn giao thụng trờn tuyến đường phớa sau lưng tường là rất quan trọng.
Hỡnh 3.12 cho thấy, dưới tỏc dụng của ỏp lực đất và tải trọng xe cộ phớa sau lưng tường với chõn tường kố đĩ bị xúi sõu ở phớa thượng lưu, tường kố cú xu thế bị trượt sõu về phớa biển trong trường hợp bị mất ổn định. Kết quả kiểm tra ổn định kố trong trường hợp này cho thấy mặc dự phớa thượng lưu đĩ bị xúi đến cao trỡnh + 1,0 m, mực nước biển ở cao trỡnh thấp -0,40 m sau lưng
tường là tải trọng xe cộ thiết kế, tường kố vẫn đảm bảo điều kiện ổn định với hệ số an tồn K = 2,41 > [K] = 1,30 (xem Hỡnh 3.15).
Hỡnh 3.13 : Khả năng hỡnh thành mặt trượt sõu về phớa biển, tổ hợp tải trọng kiểm tra - ổn định khi bị xúi chõn sau bĩo[ 15]
Hỡnh 3.14: Hệ số an tồn ổn định trượt, tổ hợp tải trọng kiểm tra - ổn định khi bị xúi chõn sau bĩo, K = 2,41 [ 15]
(b2) Ổn định khi cú chờnh lệch mực nước thượng hạ lưu qua tường kố Trong trường hợp này chỳng ta xột đến sự ảnh hưởng của dũng thấm đến mức độ ổn định của tường kố với độ chờnh mực nước thượng hạ lưu là 1,50 m. Kết quả thể hiện trờn cỏc Hỡnh 3.15 và 3.16 cho thấy xu thế tường kố cú thể bị trượt sõu về phớa biển khi bị mất ổn định tương tự như trường hợp kiểm tra (b1) tuy nhiờn hệ số an tồn nhỏ hơn đỏng kể K = 1,95 > [1,30].
Hỡnh 3.15: Khả năng hỡnh thành mặt trượt sõu về phớa biển, tổ hợp tải trọng kiểm tra - chờnh lệch mực nước thượng lưu qua tường kố [ 15]
Hỡnh 3.16: Hệ số an tồn ổn định trượt , tổ hợp tải trọng kiểm tra - chờnh lệch mực nước thượng lưu qua tường kố, K = 1,95[ 15]
Như vậy cú thể kết luận rằng tường kố đảm bảo ổn định trong cả 02 trường hơp tổ hợp tải trọng thiết kế lẫn trường hợp tổ hợp tải trọng kiểm tra khi tường kố làm việc trong điều kiện bất lợi nhất.
(b3) Sự làm việc của cỏc hàng cừ bản
Căn cứ vào điều kiện ổn định tường kố chỳng ta cú thể phõn tớch sự làm việc của hai hàng cọc cừ để thấy rừ vai trũ của chỳng trong việc đảm bảo ổn định tường kố dưới tỏc dụng của cỏc tổ hợp tải trọng thiết kế và kiểm tra, qua đú để thấy rừ sự cần thiết của hàng cừ bản thứ 2 phớa đường.
Chỳng ta xem xột khi cú và khụng cú hàng cừ bản thứ 2
Với mụ hỡnh này chỳng ta giữ nguyờn cỏc tham số tớnh toỏn của đất và tải trọng nhưng bỏ đi hàng cọc thứ 2. Kết quả tớnh toỏn thể hiện trờn Hỡnh 3.17 cho thấy tường kố vẫn cú thể đảm bảo được ổn định trượt tuy nhiờn mụ men uốn lờn hàng cọc thứ nhất là rất lớn, lờn tới 526 kN.m như vậy nếu giữ nguyờn cọc C30 như đĩ chọn thỡ cọc sẽ bị gĩy trong bĩo và tường kố mất ổn
định về khả năng chịu tải.
Như vậy nếu khụng cú hàng cọc thứ 2 thỡ hàng cọc thứ nhất phải là loại cọc rất lớn thỡ mới chịu được ỏp lực súng trong bĩo.
Hỡnh 3.17: Khả năng hỡnh thành mặt trượt sõu khi khụng cú hàng cọc thứ 2 – tổ hợp tải trọng thiết kế[ 15]
Tương tự như vậy ứng với tổ hợp tải trọng kiểm tra b1 (Hỡnh 3.18), trong trường hợp này tường kố cú khả năng mất ổn định cao khi hệ số an tồn khỏ nhỏ K = 1,41.
Hỡnh 3.18: Khả năng hỡnh thành mặt trượt sõu khi khụng cú hàng cọc thứ 2 – tổ hợp tải trọng thiết kế[ 15]
Hỡnh 3.19: Hệ số an tồn ổn định trượt, khi khụng cú hàng cọc thứ 2 – tổ hợp tải trọng kiểm tra K = 1,41[ 15]