• I.Lựa chọn sơ bộ kích thớc chân dao
Hình dạng của chân dao đợc chọn dùng tuỳ theo cờng độ của các lớp đất mà giếng sẽ cắt qua. Trong thực tế thờng gặp 3 loại chân dao chính sau đây: loại hình thang; loại đa giác và có mũi tù và nhô để tựa lên đáy giếng
Hình1:Hình dạng chân dao của giếng chìm
a: Hình thang; b: Hình thang có phần nhô; c, d: Hình thang có mũi tù
Góc nghiêng của mặt trong so với phơng nằm ngang lấy nh sau: đối với đất chặt α ≤1 700, đất chặt vừa α ≤1 450, đất yếu α ≤1 300, góc nghiêng α2lấy trong khoảng 15- 450, trong đó góc nhỏ nhất cho đất yếu. Bề rộng của mũi chan dao t0
tuỳ theo điều kiện đất nền và kích thớc của giếng hạ lấy trong khoảng từ 15- 40(cm), trị số nhỏ khi hạ vào cát, sỏi hoặc sét cứng. Bề rộng phần tù c= 0,2- 0,4(m). Giếng hạ trong công trình này là giếng hạ toàn khối, thông qua việc hạ từng đốt giếng. Với 3 loại chân dao trên kết hợp với điều kiện địa chất công trình và quá trình thi công đợc thực một cách thuận lợi ta chọn sơ bộ kích thớc chân dao nh sau:
• II.Tính toán nội lực chân dao
Chân của giếng chìm đợc tính toán nh côngson khi xem chân giao bị ngàm tại mặt cắt I – I theo 2 trờng hợp làm việc sau đây:
*Tr
ờng hợp 1:
Bắt đầu hạ. Khi lỡi chân giao ép lên đất và chịu áp lực đất ở phía mặt trong của dao. Thành phần thẳng đứng và thành phần nằm ngang của phản lực đất bằng Sơ đồ tính toán của chân dao nh sau:
V1= p.to ; V2 = p.b1/2 ; Hng =V tg2. (α ϕ− ). to : bề rộng của lỡi đào, chọn to=20(cm) = 0,2 (m).
0 0
1= .cot α = .cot 63 =0,6.cot 63 =0,3( )
b h g h g g m
α : Góc nghiêng của dao so với phơng ngang ; α = 630
Hạ đốt giếng có chiều cao 2,27m. Bề dày bt =600(mm) 0,6( )= m Trọng lợng giếng trên 1m dài của đốt giếng thứ nhất.
. gc. .1.t bt 1,1.2,27.0,6.1.2,5 3,7455( )
q n H b= γ = = T
⇒
0 1
3,7455
10,70( / ) ( 0,5. ) 0,2 0,5.0,3
p q T m
t b
= = =
+ +
⇒ V1 =p t.0 =10,7.0,2 2,14( )= T
1 2
. 10,7.0,3
1,605( )
2 2
V = p b = = T
2. ( )
Hng =V tg α ϕ− .
Ta sẽ chọn “ϕ” của lớp đất có giá trị ϕ nhỏ nhất trong số 7 lớp đất.
Bởi vì khi “ϕ” có giá trị nhỏ thì (tg α ϕ− ) sẽ có giá trị lớn tức là lực Hng sẽ có giá trị lớn ⇒ Chân dao sẽ chịu lực lớn hơn. Nh vậy là sẽ thiên về an toàn.
Chọn ϕ ϕ= r =17 08' 17,130 = 0.
⇒ Hng =1,605. (63tg 0 −17,13 ) 1,654( )0 = T . Lực Hng đặt tại điểm cách lỡi giao 1
3h .
Mômen của các lực ngoài đối với trọng tâm O của tiết diện I - I .
1 1 1
. 2,14.0,3
0,321( )
2 2
v
M = V b = = Tm
2 1 0
2
.( 3 ) 1,605.(0,3 3.0,2)
0,08( )
6 6
− −
= = = −
V
V b t
M Tm .
0 1
2 2
. . . .1,654.0,3. 63 0,65( )
3 3
Hng ng
M = H b tgα = tg = T .
*Tr
ờng hợp 2:
ứng với trạng thái khi giếng hạ đến độ sâu thiết kế, đất dới lỡi dao đợc đào
đi và bên mặt ngoài của dao dới tác dụng áp lực ngang của đất. Làm chân dao uốn vào phía trong và đợc tính với mômen do áp lực đất chủ động.
- Thiên về an toàn khi xem phần chân dao này chịu áp lực ở trạng thái tờng
đứng yên
- Tại tiết diện côngson I - I xuất hiện . +Mômen uốn.
( 2 1). 2 1. 2
3 2
h h
M= p − p +p +Lực cắt. .( 1 2)
2
Q= h p +p
p1, p2: áp lực đất ở trạng thái đứng yên tại cao độ trong phạm vi h=
600(mm)
-Tính áp lực đất chủ động P1,P2 .
* áp lực đất chủ động theo Rankine.
. . 2
a a a
P =γ z k − c k .
Chân dao nằm ở lớp đất 7 có ϕ =16 04' 16,070 = 0 ;C= 0,492(kG/cm2)
⇒ 2 0 16,040
(45 ) 0,566
= − 2 =
Ka tg .
TÝnh p1 1 1 (1,89.2,3 1,91.2,1 1,91.4,3 1,91.0,3 1,057.8,42 1,048.6 0,972.3,7).0,566 2.0,492. 0,566 19,58( / )
= = + + + +
+ + − =
P Pa
T m TÝnh p2
2 2
2
(1,89.2,3 1,91.2,1 1,91.4,3 1,91.0,3 1,057.8,4 1,048.6 0,972.4,3).0,566 2.0,492. 0,566 19,91( / ) P Pa
T m
= = + + + +
+ + − =
Mômen uốn:
2 2 2 2
2 1 1
(0,6) (0,6)
( ). . (19,91 19,58). 19,58. 3,564( . )
3 2 3 2
h h
M= p − p +p = − + = T m
- Lực cắt
1 2 0,6
.( ) .(19,91 19,58) 11,847( ).
2 2
Q= h p + p = + = T
• III.Tính toán cốt thép chân dao
Từ nội lực chân dao tính đợc ở trên ta so sánh nội lực ứng với 2 trờng hợp.
Trờng hợp nào cho giá trị nội lực lớn hơn ta sẽ lấy để thiết kế thép cho chân dao.
Cốt thép dọc đợc tính với mômen M= 3,564(Tm).
Cốt thép vòng đợc tính với lực cắt Q= 11,847(T).
Để tính cốt thép ta quy về việc tính thép cho dải bản có kích thớc tơng đ-
ơng.
Phần mũi dao có bề dày t0= 200(mm).
Phần dao tại mặt cắt 1-1 có bề dày b= 200+300= 500(mm)
Từ đó ta quy về việc tính cốt thép cho dải bản có bề dày là: t= 350(mm).
Giả thiết: a = 4,0 cm (môi trờng ẩm cao) TÝnh αm = 3,564 2
1.14,5.100.1.0,31 = 0,0256;
Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn là:
αm≤αpl
Bêtông ta lựa chọn có Rb= 14,5(MPa) < 15(MPa) nên αpl= 0,3 và ξpl= 0,37
ξ = 1 - 1 2.0,0256 0,0259− = ; Diện tích cốt thép cần thiết là:
As = 0,0259.1.14,5.1.0,31 4
280 .10 = 4,16(cm2);
Lợng thép tính ra ở trên tơng đối nhỏ, vậy ta sẽ đặt cốt thép theo cấu tạo, lựa chọn d18@200
* Thiết kế cốt thép vòng:
Giá trị lực cắt tính toán :
Q = 11,847(T)
Ta sẽ kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông. Nếu bêtông đủ khả năng chịu cắt thì ta sẽ không phải tính toán cốt đai nữa mà sẽ đặt cốt đai theo cấu tạo. Còn nếu không thì ta sẽ tính toán để bố trí cốt đai.
Kiểm tra điều kiện tính toán.
3
3.(1 ). . . . 0 0,6.(1 0 0).1.1,05.10 .1.0,31
b b f n b bt
Q =ϕ +ϕ ϕ γ+ R b h = + + = 19,53(T) So sánh Qb và Q ta nhận thấy Q= 11,847(T)< Qb= 19,53(T). Cho nên ta sẽ không phải tính toán cốt đai chịu cắt. Mà lực cắt ở đây hoàn toàn do bêtông chịu.
→ Điều kiện bêtông chịu cắt đợc thỏa mãn.
Cốt thép theo phơng vòng đặt theo cấu tạo, lựa chọn d18@200
Chơng 9