- Cống chiếm phần lớn cỏc cụng trỡnh thoỏt nước trờn nền đường. Cống bao gồm cú hai loại: cống địa hỡnh, cống cấu tạo.
- Cống địa hỡnh được bố trớ tại cỏc vị trớ cắt qua cỏc dũng suối nhỏ hay cắt qua khe tụ thuỷ mà khi mưa sẽ hỡnh thành dũng chảy.
- Cống cấu tạo được bố trớ chủ yếu để thoỏt nước trờn mặt đường và trờn mỏi taluy cú lưu vực nhỏ, cống cấu tạo bố trớ theo qui trỡnh mà khụng cần phải tớnh toỏn.
1.1. Nguyờn tắc thiết kế cống
- Cố gắng đi tuyến sao cho cắt vuụng gúc với dũng chảy.
- Vai nền đường phải cao hơn mực nước dõng trước cống tối thiểu 0.5m với cống khụng cú ỏp và bỏn ỏp cú khẩu độ nhỏ hơn 2m; cao hơn 1m với cống cú khẩu độ lớn hơn 2m.
- Đường cú cấp hạng cao thỡ hướng cống và cầu nhỏ phụ thuộc hướng tuyến. Khi vượt qua cỏc dũng suối mà địa chất chắc và ổn định thỡ cú thể chuyển vị trớ cống lờn lưng chừng suối để giảm bớt chiều dài và dễ thi cụng.
- Phải đảm bảo chiều dày đất đắp trờn cống tối thiểu là 0.5m hoặc phải đủ bố trớ chiều dày của lớp kết cấu mặt đường nếu chiều dày kết cấu lớn hơn 0.5m.
- Cống để thoỏt nước rónh dọc gọi là cống cấu tạo. Cự ly cống cấu tạo khụng lớn hơn 300 - 350m đối với rónh hỡnh thang, khụng > 250m đối với rónh hỡnh tam giỏc.
- Nờn dựng cống trũn là BTCT vỡ rẻ và tiện cho thi cụng cơ giới. Cống vuụng dựng cho lưu lượng lớn hơn hoặc cao độ nền đắp bị hạn chế.
- Cơ sở tớnh toỏn thuỷ lực, thuỷ văn cụng trỡnh cống là lưu lượng tớnh toỏn theo tần suất lũ thiết kế QP%; Đối với đường cấp III thỡ P = 7% .
1.2. Tớnh lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Qp% theo TCVN 9845 – 2013
Dựa vào lượng mưa ngày thiết kế HP%và mụ đun dũng chảyAp ; ta sẽ xỏc định lưu lượng dũng chảy lũ theo cụng thức của TCVN 9845 – 2013 (Tớnh toỏn toỏn dũng chảy lũ).
Cụng thức xỏc định: Trong đú:
- F ; Diện tớch lưu vực, xỏc định trờn bỡnh đồ ; F = 0,166 km2
- QP%: Lưu lượng tớnh toỏn ứng với tần suất lũ tớnh toỏn P = 7% đối với cụng trỡnh cống thoỏt nước và cầu nhỏ.
- HP : Lượng mưa ngày ứng với tần suất lũ thiết kế P% (mm) ; của trạm đại diện cho lưu vực tớnh toỏn.
Tuyến đi qua vựng mưa XV và Tra phụ lục B; TCVN 8945 – 2013; với trạm đại biểu là Trạm đo mưa Lõm ĐỒng: HP = 165 mm
- : Hệ số dũng chảy lũ phụ thuộc vào lọai đất và cấu tạo bề mặt lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế Hp% và diện tớch lưu vực. Xỏc định theo Bảng A.1 phụ lục A TCVN 8945 – 2013 .
+ Đất xỏm, đất cỏt sột màu nõu, màu xỏm, đất đen cỏt sột, đất đồi; + Hàm lượng cỏt < 37% ;
=> Đất thuộc cấp III.
Tra Bảng A.1 phụ lục A TCVN 8945 – 2013 ta được : = 0,7478
- AP%: Mụ đun dũng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện chưa xột ảnh hưởng của hồ ao, phụ thuộc vào hệ số đặc trưng địa mạo lũng sụng , thời gian tập trung nước τsd và vựng mưa. Xỏc định theo Bảng A.3 phụ lục A TCVN 8945 – 2013. + Hệ số đặc trưng địa mạo lũng sụng
Trong đú:
L: Chiều dài lũng chớnh xỏc định trờn bỡnh đồ ; L = 0,312 km ; Ils: Độ dốc lũng chớnh tớnh theo ‰ ; Ils= 84 ‰
mls: Hệ số nhỏm lũng suối phụ thuộc vào tỡnh hỡnh lũng sụng từ thượng nguồn tới cửa ra: Sụng vựng đồi nỳi, lũng sụng nhiều sỏi đỏ, mặt nước khụng phẳng, suối chảy khụng thường xuyờn, quanh co => mls = 7
+ Xỏc định hệ số đặc trưng địa mạo sườn dốc
msd : Hệ số nhỏm sườn dốc phụ thuộc vào đặc trưng địa mạo sườn dốc;Bề mặt sườn dốc là mặt đất bị cày xới, bốc bụi, vựng dõn cư cú nhà cửa trờn 20% ; lớp phủ thực vật trung bỡnh => msd = 0, 15
Isd: Độ dốc sườn dốc lưu vực ‰
Lsd: Chiều dài trung bỡnh sườn dốc lưu vực ; do lư vực cú 2 sườn dốc nờn chiều dài sườn dốc được xỏc định theo cụng thức sau:
Σl: Tổng chiều dài suối nhỏnh.
+τsd : thời gian tập trung nước trờn sườn dốc (phỳt) ; phụ thuộc vào đặc trưng địa mạo sườn dốc và vựng mưa ; được xỏc định theo Bảng A.2 Phụ lục A TCVN 8945 – 2013.
- δ : Hệ số triết giảm xột đến ảnh hưởng của ao hồ và đầm lầy. Xỏc định theo bảng 6 TCVN 8945 – 2013. Do khụng bị ảnh hưởng bởi ao hồ, đầm lầy nờn δ = 1.
Kết quả tớnh toỏn được thể hiện trong bảng sau:
Cỏc tham số tớnh toỏn Giỏ trị
Lý trỡnh Cống C1
Vựng mưa XV
Diện tớch lưu vực F(km2) 0.166
Chiều dài lũng chớnh L(km) 0.312
Chiều dài suối nhỏnh Σl(km) 0
Độ dốc trung bỡnh sườn Isd‰ 40
Hệ số nhỏm sườn dốc msd 0.15
Độ dốc trung bỡnh lũng chủ Ils ‰ 84
Hệ số nhỏm lũng chủ mls 7
Lượng mưa ngày lớn nhất Hp(mm) 165
Cấp đất IV
Hệ số dũng chảy lũ 0,7478
Hệ số triết giảm do ảnh hưởng ao hồ, đầm lầy δ 1 Hệ số đặc trưng địa mạo sườn dốc 9,754 Thời gian tập trung nước trờn sườn dốc τsd
(phỳt) 79
Hệ số đặc trưng địa mạo lũng sụng 4,784
Mụ đun dũng chảy lũAP% 0,098
1.3. Lựa chọn loại cống và khẩu độ cống
- Chiều cao đất đắp tối thiểu trờn cống được tớnh theo cụng thức:
Trong đú: Khẩu độ thoỏt nước của cống; Chiều dày của cống;
a: Chiều cao đất đắp tối thiểu trờn đỉnh cống; thường lấy lớn hơn 0,5 hoặc nếu chiều dày kết cấu ỏo đường lớn hơn thỡ lấy bằng bề dày kết cấu ỏo đường.
a’: Chiều cao tối thiểu của nền đắp so với mực nước dõng trước cống: a’= 0,5m khi chảy tự do; a’= 1,0 m khi chảy bỏn ỏp hoặc cú ỏp; Hd : Chiều cao nước dõng trước cống.
- Từ kết quả trờn ta thấy nếu chiều cao đất đắp khụng hạn chế thỡ: