3.1 Dat vẫn đề
Công trình kè bảo vệ bờ sông Can Tho được thiết kế dé chống sat lở bờ sông, bảo vệ các công trình kiến trúc, văn hóa, cơ sở hạ tầng xây dựng ven sông, đảm bảo cuộc sống an lành của nhân dân sống bên bờ sông. Việc kiểm tra ôn định và biến dang của ke la cần thiết dé dam bao công trình sử dụng lâu dai, đạt hiệu qua su dụng tối đa với kinh phí tiết kiệm nhất. Quá trình kiểm tra được thực hiện với các bước
sau:
- Tinh toán áp lực dat tác dụng lên tường chan bằng phương pháp giải tích trên cơ sở lý thuyết áp lực đất Mohr — Coulomb.
- Dung phần mềm Plaxis dé phân tích 6n định và biến dạng của kè 3.2 Giới thiệu về công trình
Cần Thơ với vị trí thuận lợi về giao thông đường thủy (sông Hậu chảy qua) có nhiều phương tiện thủy qua lại hàng ngày nên việc xây dựng bờ kè để bảo vệ bờ la van dé cấp thiết. Tù đó, dự án kè sông Can Thơ được phê duyệt với tong mức dau tư 711 tỉ đồng dài 10.271m gồm 8 gói thầu xây lấp và 2 gói thầu công viên sau kè được khởi công vào đầu năm 2010 dé tạo mỹ quan cho Thành Phố va chống sat lở bờ sông Cần Thơ.
3.3. Đặc điểm địa hình — địa chất công trình 3.3.1 Điều kiện địa hình - thủy văn:
Địa hình ở đây tương đối bằng phăng, khu vực xây dựng được san lap đến cao trình +2.700 (Hòn Dâu).
Về đặc điểm khí tượng, có 2 mùa mưa nắng rõ rệt. Mùa mưa thường bắt dau từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 12, mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
Tổng lượng mưa bình quân 1964 mm/năm
- 39-
Về chế độ thủy triều: chịu ảnh hưởng chính của triều biển Đông, thuộc chế độ ban nhật triều không déu, 1 ngày thường có 2 lần triều lên, 2 lần triều xuống, biên độ triều lớn nhất khoảng 3,0-3.5m. Mực nước thiết kế:
Mực nước cao thiết kế là Hy, = +2,3075m.
Mực nước ứng với tân suất 95% 14 Hos =+0.00m.
Mực nước ứng với tân suất 50%là H;g„= +0.52m.
Mực nước thập nhất đo được là -0.3m (Hòn Dấu) tại trạm khí tượng thủy văn Can Thơ nam 1999
Về dòng chảy: trong các tháng mùa khô nước chảy 2 chiêu, trong mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 11 do nước lũ từ thượng nguôn đồ về nên nước chỉ chảy 1 chiều từ thượng nguồn ra biển Đông. Dòng chảy lớn nhất trên sông Hậu qua khu vực Can Tho là 2.11m/s, vận tốc dong chảy 2 bên bờ từ 1.2-1.4m/s.
3.3.2 Điều kiện địa chất:
Từ báo cáo địa chất công trình, ta có thé tông hợp điều kiện địa chất khu
vực như sau:
Lớp 1: Bùn sét, màu nâu đen, trạng thái chảy, có chiều dày 2.5 m có sức
chịu tải nhỏ, độ nén lún cao
Lớp 2: Sét pha, hồng lẫn vàng xám, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, có chiều dày 14m
Lớp 3: lớp sét mau nâu đỏ lần hồng, trang thái nửa cứng đến cứng, có chiều day hon 20 m đến đáy hồ khoan, có bé day chưa xác định
Bảng 3.1 : Số liệu địa chất công trình
Thành phân Lớp 1 Lớp2 | Lớp3
Bùn sét | Sét pha Sét
ML CL CL Ham luong % hat cat 10.9 47.3 14 Hàm lượng % hạt bụi 45.6 34.0 38 Hàm lượng % hạt sét 43.5 18.7 48
Độ âm % 87.98 24.72 | 21.46 Dung trọng tự nhiên kN/mỶ 14.8 19.5 20.5
Tỷ trọng 2.62 2.72 2.73
Hệ số rỗng 2.334 0.738 0.62 Độ rỗng % 70 42.5 38.3
Độ bão hòa 98.6 91 94.5 Gidi han chay 78.1 35.2 41.8
Giới hạn dẻo 39.3 21.6 21.1
Chỉ số đẻo 38.8 13.6 20.7 Chỉ số nhão I, (B) 1.25 0.23 0.02 Góc ma sát trong 3°33’ 14°11? | 15°57’
Lực dính c (kN/m’) 5.6 30.3 55.7 Hệ số nén lún 1/kKN/m? x10” 0.247 0.031 | 0.021 Modul biến dang (kN/m’) 1190.9 | 5325.2 | 7825.7
Gia tri N cua SPT 0 12-20 | 20-39
3.4 Phân tích 6n định và biến dạng tường kè bang phương pháp giải tích 3.4.1. Cấu tạo công trình kè bảo vệ bờ sông Cần thơ
HUGNG DAN CU
| 1200 aa4070
FỊ |
` +270 _ 2
——— — t
ơ. de
Cat đắp đầm chat, K>=0.90 lộ ng
Coc BTGT #300, (35x35)cm, L=20.0m [|
bổ trí 2 hàng, khoảng cách 3.0m/coc
HƯỚNG SÔNG
MNmax +2.3075
MNTC -0.30
"1+, ~
Hình 3.1. Mặt cắt ngang đại diện
-41-
- Cao trình đỉnh kè : +2 ,701m
- Cao trình mực nước sông max > +2,3075 m
- Cao trình mực nước ngầm :+l,5m
- Cao trình day ke :Z dk = +0,4m
- Chiều cao tường : Ht=2,3m - Chiều cao cát san lấp : H cát=2,3m - Chiều cao mực nước sông min : hmin = 0m
Tường kè
- Kết cấu bang BTCT M250 cao 2,3m ; chiều day đỉnh tường 40cm, chiều
đài thân tường 40cm;
- Bản day : rộng 180 cm; dày 40cm;
- Xử lý nên : Băng cọc BTCT kích thước (35x35x20,0)cm ;
Mái kè phía sông
- Cao trình đỉnh bản đáy: +0,4 m
- Kết câu gia cô mái băng thảm đá, 1 = 5-27m tinh từ chân tường chăn. Bên dưới gia có bằng vải địa kỹ thuật.
* Cấu tạo công trình Kè: gồm có ba bộ phận chính bê tông cốt thép: Cọc, bản
tường, và bản đáy (đài cọc).
+ Coe được bồ trí hai hàng, khoảng cách hai hàng B=3.0m, khoảng cách hai
coc 1 m, cọc đài 20.0 m được chia làm hai đoạn.
+ Đài cọc được cau tạo đê liên kêt giữa các cọc với nhau va đảm bao cho các cọc phôi hợp làm việc với nhau.
-_42-
theo tiết diện
^
on
ig
han BTCT, ch
°
an €
oc và b 1800 mm.
1ữa các cLá
h = 400 mm, Dai coc nham dé liên k
°
gb ron at chiéu cao
chữ
t ở phía trên đài và phía dưới dai, phân phía trên`
a : ban chan đig
+ Ban tuong
ig
at san lap phía trên, ban tường phía
ăn giữ phan lớp c
)C
ig
~ x
am ch al
Lệ
được liên kết với.ÃA
At san 18ap cho lớp ca
ê giữ~
°
ng nhăm d^
đài (bản móngLá Lá
ay 1 trượt.
Lệ
dưới được liên kết với
ông b phía dưới
VỊ can xa oS Xi od
sói Tà + +
ii Xe
mien # M
Ko
nOẲaì
w wee:
__T†ẽ.zỸ.Ƒ Sweeny
nh
báiFs
Lag
abs WEA
$58 26)
€ cọc : ông trên h
è ven sông
z
Hình 3.2. Câu tạo k
tường, bản bản°
Lá
an móng,
. Tính toán cho 1,0 m dat.
ứ lượng bản thõn bả ôm trọn
ứ đứng bao g Tải trọn
đất, cát trên bản móngLá
é ló
Sườn và
-43-
Hệ so vượt tai:
- Bản thân tường :nịi= L1
- Nước sông >My = 1,2
- Nước ngầm :nạ= 1,2 - Dat đắp thang đứng :na= 1,2 - Dat đắp ngang :1nạ= 1,2 Dat đắp (cát)
Yeat = 1,6 Thm?
Peat = 30 độ K, = tan’(45°- 9/2) = 0,333 C =0 Tim’
3.4.2. Các trường hợp tính toán áp lực ngang
a. Tổ hop 1. Ap lực đất, tải trọng vật liệu thi công, áp lực nước sông
+z.rũ Tey —— _là8 8078
Ens1
| +0.40
Hình 3.3. Tổ hợp lực lên bản tường kè trong quá trình thi công
Ap lực đất chú động Pa =(z+q)Kạ-2C JK,
- Cường độ áp lực đất chủ động tại Z¡.¡ =0m PB=(,Z.\.+4q„).K,—2.C4|K, = 087m?
- Cường độ áp lực dat chủ động tại Z¡¿ = 2.3m Poy =(.Zia.+4u).K,—2.CA|K, = 20277 | m?
- Trị số ap lực chu động tính cho 1,0 m
_PatPa) „
E, Ly ans Lg = 3,901T
- Điểm đặt lực cách đáy công trình
mm...
Paths 3 = 0,984m Ap lực nước sông tinh cho 1,0 m
Past = Ya-Baamay = 1,907 Tím”
P„ xh
E„=—® 5 memes gL = 21827
Điểm dat lực cách đáy công trình
Xnst = 1/3. Dasmax = 0,636 m
b. TỔ hop 2. Ap lực đất, áp lực nước ngâm, tải trọng vật liêu thi công, áp lực
nước sông
-_45-
+2.70
[2.2078
E24 +15
| Ens2
E22 Enn2
1 ) | tii 4
| Edn2
Hình 3.4. Tổ hợp lực lên bản tường kè trong quá trình sử dụng Ap lực đất chủ động phía trên mực nước ngẫm
- Cường độ áp lực đất chủ động tại Z¿- = 0m Po =(4„24\Ă+4„).K,—2Cơ[K, =0,8T7!mỄ - Cường độ áp lực dat chủ động tại Z;¿ = H,— by, = 1,2m
Phy = (YoieZo-1 + Iy)-Kq —2-Ca[K, = 1,447 !mỄ - Trị số áp lực đất chủ động tính cho 1,0 m
- tần — >2) 7 nL, =L6137
Ey
- Điểm đặt lực cách đáy công trình
4 (2.P,_, + P,_ằ) 4;
ĐBb,+PB „3 = 1,643m
2-1 = mn
Ap lực đất chủ động phía dưới mực nước ngẫm - Cường độ áp lực dat chủ động tại Z).3 = 2.3m
Đà — bà + V⁄.„.(Z: ; 4 Z2.;) +đ; IK, 4 2C K, = 1,6607 /m°
- Tri số áp lực đất tính cho 1,0 m
Đb.,„+P
by; — = 2 2-2) (Z,_, —Z,_5).Ms L, = 20467
- Điểm đặt lực cách đáy công trình
_ (2.P,_, +.) (22; —2;) đ,_, Pi + Py = 0,537m
Ap lực nước ngam tinh cho 1,0 m Pond = Ya-Bạn = 1,1 T/m?
Enna = l/2.Pm¿.hmn.ns.L¿ = 0,726 T
Điểm dat lực cách đáy công trình
Xo = 1/3. hạn = 0,367 m
Ap lực nước đấy nỗi tinh cho 1,0 m do mực nước ngẫm
Zin = hạn = 1.5 m
Pan2 = Zn-Yn = 1,5 T/m”
Eana = Panz 03. B.L¿ = 3,24 T
Xan. = B/2 = 0,9m
Ap lực nước sông tinh cho 1,0 m Pas = Ya-Masmax = 1,907 T/m”
Ens2 = 1/2. Paso-Dnsmax. n2.L¿ = 2,182 T
Điểm dat lực cách đáy công trình
_AT-
Xns2 = 1/3. Aasmax = 0,636 m
c. TỔ hop 3. Ap lực đất, áp lực nước ngẫm, tải trọng vật liệu thi công Ap lực đất chủ động phía trên mực nước ngẫm
- Cường độ áp lực đất - Chiều cao mực nước ngầm hạn = l,lm
Tai Z3.,; =0m
Po = (eu Zia +I) Ky ~2C[K, =0,8T 0 m - Cường độ ap lực dat chủ động tai Z3.. = H,— hy, = 1,2m
Pho =(„„:2:Ă +4„).K,—2Cơ|K, =LAATm?
- Trị số áp lực đất chủ động tính cho 1,0 m
P., +P.
E,, =! = >2) 7 nL, =1613F
- Điểm đặt lực cách đáy công trình
". +,) 2; ; PBb,+ĐB, 3 = 1,643m
2-1 = mn
Ap lực đất chủ động phía dưới mực nước ngẫm - Cường độ áp lực dat chủ động tại Z3.3 = 2.3m
Phx =P,, +|y.„(2:š — Z3-2)+ I [Ky —2-Ca[K, = 1,6607 /m?
- Trị số áp lực đất tính cho 1,0 m
— (¿+ P, ;) E35 2 (Z5,4 -Z,,5).ns.L, = 2,046T
- Điểm đặt lực cách đáy công trình
_ (2.P,_, +P, 3) (Z,_, 7 Z3.5)
d .“ Đ,+P, 3 = 0 537m Ap lực nước ngam tinh cho 1,0 m
Pan3 = Ya-Bạn = 1,1 T/m?
Eina = l/2.Pans.han.n:.L¿ = 0,726 T
Điểm dat lực cách đáy công trình
Xana = 1/3. Hon = 0,367 m
3.4.3. Các tai trong đứng
Trọng lượng twong dirng
Pra = Sta -Yor - 1.L, = 2,53 T
Xtdimg = 0,5 m
Trọng lượng ban đáy
Poday = B.Dpaay- Yor. nị.L¿ = 1,98 T
Xpday — B/2 = 0,9m
Trọng lượng đất dap sau twong
Khi chưa xuất hiện mực nước nứõm
Trọng lượng tính toán
Paá = Đaác. Hadt-Yeat. nạ.Lạ = 4,858 T
Khi xuat hiện mực nước ngam : h,, = 1,1 _m
h dat — Ay — hạn — 1,2m
-40-
Paáa¿ = badt-Hadte-Yeat-N4.L, = 2,534 T
Padtaa = hạn.Ða¿.ya.nạ.L¿ = 0,871 T
Padtnn2 = Paáq¿ + Paáa¿ = 3,406 T
Xaámn2 = 1,25m
Trọng lượng nước ngâm sau lung tròng Khi mực nước ngầm ở cao trình +1,5 m
Pan = hạn.Dạá¿Ya.nạ.L¿ = 1,452 T
Xạn = Xaá = 1,25 m
Trọng lượng nước sông trước trờng
Khi mực nước sông ở cao trình +2,3075m
P, = hasmax.Ðs.Ya.nạ.L¿ = 0,687 T
x, = b, /2=0,15 m
Trọng lượng tập trung của vật liệu trên mặt đất dap
P¿E (B-bạ).L¿.qu.nị = 4,32T
Xu =l25m
3.4.4. Kiểm tra 6n định lật tường chắn a. TỔ hop 1. Ap lực đất, tai trọng vật liệu thi công, áp lực nước sông
Lực chỗng lật Pua¿ng = 2,53 T Xiđứng— 0,5 m
Poday = 1,98 T Xpday = 0,9 m
Tổng momen chống lật đối với điểm A ở mép ngoài phía sông
Mục = Ptdimg-Xtding + Poaay. Xbday = 3,05 T.m
>xMẹt, = Mert Pade Xạá + Ensi-Xnsy = 10,507 T.m
Lực gây lật
Ei=3,901T d=0,984m
Tổng mô men gay lật đối với điểm A mép ngoài sông
“Mer = E¡.d =3,837 T.m
Hệ số 6n định lật
K, =Š"*c- =2 738 > 1,15 nên công trình an toàn
GL
b. TỔ hop 2. Ap lực đất, áp lực nước ngâm, tải trong vật liệu thi công, áp lực
nước sông
Lực chỗng lật
Praing = 2,53 T Xtding = 0,5 m
Poday = 1,98 T Xpday = 0,9m
Paáma = 3,406 T — Xadtnno = 1,25 m
Pan = 1,452 T Xnn = 1,25 m
P, = 0,687 T x, = 0,15 m
Ens2 = 2,183 T Xns2 = 0,636 m
Tổng momen chống lật đối với điểm A ở mép ngoài phía sông Mot = Praing- Xtding + Phaay- Xbaay = 3,05 T.m
-51-
>XMct = Mục + Paám2 Xaámn2 + Pan Xan? Ens.Xaz¿ = 10,610 T.m
Lực gây lật
Ea¡= 1,613 T đ;ạ¡ = 1,643 m
Eyằ = 2,046 T d>.. = 0,537 m
Emna = 0,726 T Xn = 0,367 m
Eana = 3,24 T Xan = 0,9 m
Tổng mô men gay lật đối với điểm A mép ngoài sông
Merz = Ea-¡.đạ + Ea;.dạ¿ + Eana.Xan; = 6,930 T.m
Hệ số 6n định lật
K - 3œ - 1,531 > 1,15 nên côn trình an toàn
' GL c. TỔ hop 3. Ap lực đất, áp lực nước ngẫm, tải trọng vật liệu thi công
Lực chỗng lật
Praing = 2,53 T Xtdimg = 0,5 m
Poday = 1,98 T Xpday = 0,9 m
Pats = 3,406 T Xaámms= 1,25 m
Pan = 1,452 T Xnn = 1,25 m
Tổng momen chống lật đối với điểm A ở mép ngoài phía sông
Mbt = Peaimg-Xtaing + Pba¿y. Xbday = 3,05 T.m
>Mẹt, = Meet Paámn3 Xaámn3 + Pan Xnn = 9,119 T.m
Lực gây lật
Ea = 1,613 T d3.; = 1,643 m
E32 = 2,046 T d3.2 = 0,537 m
Em3 = 0,726 T Xmna = 0,367 m
Tổng mô men gay lật đối với điểm A mép ngoài sông
Mor = E3-1.d3-) + E3-2.d3-2 + Enn3-Xnn3 = 6,931 T.m
Hệ số 6n định lật
3M ` ` K, =——“=1,316 > 1,15 nên côn trình an toàn
GL
3.4.5. Kiém tra 6n dinh nén 3.4.5.1. Tinh toán ứng suất nền a. TỔ hop 1. Ap lực đất, tai trọng vật liệu thi công, áp lực nước sông
Tổng tải trọng thắng đứng tác dụng tại tâm bản đáy
Paine = Prange + Poasy + Pade + Pu + Ps= 14,373 T
Tổng mô men tai tâm đáy móng tường chắn
Pạ=4,32 T Zxe= 0,35 m
Pas = 4,858 T Z4á= 0,35 m
P, = 0,687 T Zns= 0,75m
E¡ =3,901 T d = 0,984 m
Enst = 2,183 T Xns1 = 0.636 m
>M: — Prange . “tdứng . Past Zaae- Pụ.Z4 + E¡.d + Ps Zns — 2,15 T.m
- 53-
Độ lệch tâm của tải trọng so với tâm bản đáy
đi = >1 =0,l5m
=Pdung |
Vay tải trong lệch tam vé phía sông một đoạn là e¡
Ứng suất ở đáy móng tường chan
o. =) 146 |= 40757 =P / m?
Bl B
a, =} 1-6 1) =2377/m?=P
BA B
Ơi, =3,223T/mẽ”
b. TỔ hop 2. Ap lực đất, áp lực nước ngâm, tải trọng vật liệu thi công, áp lực
Hước sông
Tổng tải trọng thắng đứng tác dụng tại tâm bản đáy
2Pqưmg2 = Pdứng + Poday + Paámn2 + Pan + Ps T— Eana= 6,814 T Tổng mô men tai tâm đáy móng tường chắn
Praing = 2,53 T Zidimg = 0,4m
Paá„ma = 3,406 T = Za = 0,35 m
Ens2 = 2,183 T Xns2 = 0,636m
E>, = 1,163 T d>., = 1.643 m
Eyằ = 2,046 T d>.. = 0.537 m
Pon = 1,452 T Zim = 0,35m
P, = 0,687 T Zns—= 0,75m
Mục; = Prdimg- Ztdimg = 1,012 T.m
Mn2 = Enn2. Xnn2 — Eng2-Xns2 + Eo-1.do-1 + E¿; do.2 = 2,626 T.m
SM) = Mụa + Mạ + Ps. Ze - Paix Zeaée — PaneZan = 2.453 T.m
Độ lệch tâm cua tai trọng so với tâm ban day
ở, = >1, =0,36m
=Pdung 2
Vay tải trong lệch tam vé phía sông một đoạn là e;
Ứng suất ở đáy móng tường chan
ao, = 211462 | =3,6047/ =P m?
BA B
a, = 2} 1-6 2 |=-0,298T7/m?=P
Bl B
Ơi = 13837 /m?
c. TỔ hop 3. Ap lực dat, áp lực nước ngẫm, tải trong vật liệu thi công Tổng tải trọng thắng đứng tác dụng tại tâm bản đáy
ằPaings = Prag + Poaay + Padtnn3 + Pan — En = 7,652 T Tổng mô men tai tâm đáy móng tường chắn
Pua¿ng = 2,53 T Zidimg = 0,4m
Pat = 3,406 T Zast = 0,35m
Ea = 1,613 T d3.; = 1.643 m
E3.. = 2,046 T d3.. = 0.537 m
- 55-
Em3 = 0,726 T Xon3 = 0.367 m
Pon = 1,452 T Zn = 0,35m
En = 1,716 T Zn= 0,1 m
My3 = Enn3- Xmn3 + Epn-Zin + E3-2.d3-2 + E3-1.d3.) = 5,731 Tm
=M3 = Mụa + Mạ; - Past Z4 — Pan-Znn = 5,042 T.m
Độ lệch tâm cua tai trọng so với tâm ban day
>M e, = —=0 659m3
dung3
Vay tải trong lệch tam vé phía sông một đoạn là e;
Ứng suất ở đáy móng tường chan
o, =") 146 S| =5,.4827/m=P
BA B
ao, = 8311-6 3 |= 21667 /m?=P
Bl B
Ơi, = l,658T/m”
* Tông hợp O max = maX|ỉ „ỉ2, _“— )= 5.4827 /m?
Fin = MINT i, Frmin .0y„„ }=-—2.166T7/m?
On = maxÍƠ„,ỉz„ ,n, )=3,2237 1m?
Pang — max (XP angi ằP aime? 2 Paỳng3) — 14.374 T.m EM max = max (EM, SM;, SM) = 5,042 T.m
e =e; =0,659m
LH ngangt = Er — Engi = 1,718 T
LH pgang2 = Ea + Ep-2 + Ema - Ens¿ = 2,202 T
LH gangs = E314 + E3-2 + Enn3 = 5,243 T
3 H„a„ = max (LH, SH2, XH3) = 5,243 T
3.4.5.2. Kiểm tra cường độ đất nền dưới ban đáy tường
Xác định sức chịu tải của đất nên theo trạng thái giới hạn II:
Ban đáy tại lớp đất thứ 1 có @ = 4° C =0.56T/m7
Tra bang ta được : A = 0,0614 B = 1,2454 D =3,51
R, =m(Aby; + B.D,.y¥,+ D.C) = 7,51 Tim’
> 1,2. Rye = 9,01 Tím”
Ta thấy điều kiện : o =5,4827/mˆ”q,2.R,„.
Vậy công trình thỏa điều kiện.
3.4.6. Chuyển vị công trình.
- Số liệu: Coc bê tông M300 tiết diện 35x35 có
Ey = 2.9.10° T/m?
b =0,35 m
h=0,35 m
T= đ12 =0,35°/12 = 0,00125 m’*
_57-
L = 20,00m
- Theo TCXD 205-1998, chuyển vị ngang và xoay của cọc là :
A„=y,+0,.L +———.H+———.McD E
3.E 1 2.E I
Y= 2, + “—Hơ+—— lớỀ L
21 El
Trong đó :
¥, =ỗẳHH ốm, +M, ốm, 0, = H ốm, +M, Ống - Các chuyên vi của cọc ở cao trình mat dat do các ứng lực đơn v1:
Ou, =——.|
1H CEI °
=——DB1
TM “WEI °
fe) -!¢TM yEBỊ °
- Xác định hệ số biến dang œ:
a =3 KO, = 0,56EI
- Chiều dai cọc trong dat tính quy đổi :
L¿= œ.L= 0,56.20 = 11,2 m
- Mô men uôn và luc cat tai đâu coc: do khoảng cách giữa 2 hang coc là 3m nên
H, = gen =7,867H
fh
M,=M+1.H=0 T.m
- Khoảng cach từ dau cọc đến đỉnh kè : L, =2,7m
- Xác định Ag, Bo, Co, : tra bang G.2 TCXD 205-1998.
Ay = 2,441
By = 1,621
Co= 1,751
Onn = - A, = 0,00377
a EL
Ons = — 5 =0,00141 Ông = — C,, =0,000858
- Chuyên vị ngang và góc xoay tại đâu cọc là :
y, = H San +M,.6in, = 7,86.0,00377 +0.0,00141 = 0,029658m 0, =H, bn, +M, Syn, = 7,86.0,00141+ 0.0,000858 = 0,01187rad
3.4.7. Kiém tra 6n dinh dat nén quanh coc.
Gia tri ap luc ngang o, (KN/m”), mô men uốn M, (KN.m), lực cắt Q, (KN) trong các tiết điện cọc được tính theo công thức :
K Y M ỉ, =— Z,.(y,.A, -—*+.B, + 5 oO
Ong Ong G,„.E,.Ú
€Œị+————.Ù),)H Ang Ly
M, =a;,.E,.1 y,.A,;-@,,.E,1.,.B, +M,.C,+—H
Qa D,
O, =ơœj,.E,.ly,.A,—=d,,.E,.LW, .B.+ơ,,.M.C,+H,.D,
Z. là chiều sâu tính đồi, Z„ = œya.Z. với Ong = 0,56
Ai, A3, Ag, BI, B3, B4, Cl, C3, C4, D1, D3, D4 tra bảng G.3 TCXD 205-1998
- 59 -
Bang 3.2. Ap lwe ngang doc than coe:
VỆ Ze Al BI C1 DI OZ 0,00 0 1,000 0,000 0,000 0,000 | 0.00 0,18 0,1 1,000 0,100 0,005 0,000 | 9.79 0,36 0,2 1,000 0,200 0,020 0,001 | 18.09 0,53 0,3 1,000 0,300 0,045 0,005 | 24.93 0,71 0,4 1,000 0,400 0,080 0,011 | 30.35 0,89 0,5 1,000 0,500 0,125 0,021 | 34.41 1,07 0,6 0,999 0,600 0,018 0,036 | 37.12 1,24 0,7 0,999 0,700 0,245 0,057 | 38.70 1,42 0,8 0,997 0,799 0,320 0,085 | 39.09 1,60 0,9 0,995 0,899 0,405 0,121} 38.45 1,78 | 0,992 0,997 0,499 0,167 | 37.05 1,95 1,1 0,987 1,095 0,604 0,222 | 34.71 2,13 1,2 0,979 1,192 0,718 0,288 | 31.55 2,31 1,3 0,969 1,287 0,841 0,365 | 27.88 2,49 1,4 0,955 1,379 0,974 0,456 | 23.81 2,66 1,5 0,937 1,468 1,115 0,560} 19.39 2,84 1,6 0,913 1,553 1,264 0,678 | 14.60 3,02 1,7 0,882 1,633 1,421 0,812] 9.61 3,20 1,8 0,843 1,706 1,584 0,961] 4.51 3,38 1,9 0,795 1,770 1,752 1,126} -0.43 3,55 2 0,735 1,823 1,924 1,308 | -5.32 3,91 2,2 0,575 1,887 2,272 1,720 | -14.37
4,26 2,4 0,347 1,874 2,609 2,195 | -21.79 4,62 2,6 0,033 1,755 2,907 2,724 | -27.08 4,97 2,.8| -0,385 1,490 3,128 3,288 | -28.73 5,33 3| -0,928 1,037 3,225 3,858 | -26.80 6,22 3,5} -2,928| -1,272 2,463 4,980 | 6.09 7,11 4| -5,853 | -5,941} -0,927 4.548 | 3.05
Độ sâu từ day dai (m)
-40.00
Giá trị ap lực ngang cọc (kKN/m2)
000
-30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00
Dh
F—e-|
_
`
TOO ằcan â
2 0Qbea
Hình 3.5. Biéu đồ áp lực ngang
Tại độ sâu Z = 1,42 m so với đáy đài
Ta có đa, = 39,09 kN/m” ; 0’, = 56,69 kN/m”
Lớp đất 2 cú : cạ = 30,3 kN/m', ứĂ = 14°
lơ, | = n2 — — (0 .1s0, +€.c,)= 67,02 kN/m? > Ovmax
COSỚ,
> Vậy đất nền xung quanh cọc ồn định.
-61-
Bảng 3.3. Mô men dọc thân cọc :
Mz VỆ Ze A3 B3 C3 D3
(kN.m) 0,00 0 0 0 | 0 0.00 0,15 0,1 0 0 | 0,1 0.70 0,36 0.2} -0,001 0 | 0,2 1.38 0,53 0.3} -0,005 |) -0,001 | 0,3 2.02 0,71 0.4; -0,011 |) -0,002 | 0,4 2.63 0,89 0,5} -0,021) -0,005 0,999 0,5 3.19 1,07 0,6} -0,036) -0,011 0,998 0,6 3.71 1,24 0,7 | -0,057 -0,02 0,996 0,699 4.15 1,42 0,6 -0,085 |) -0,034 0,992 0,799 4.54 1,60 0.9} -0,121) -0,055 0,985 0,897 4.87 1,78 1) -0,1671 -0,083 0,975 0,994 5.10 1,95 1,1} -0,2222|1 -0,122 0,96 1,09 5.30 2,13 1,2) -0,287) -0,173 0,938 1,183 5.46 2,31 1,3) -0,365) -0,238 0,907 1,273 5.55 2,49 1,4] -0,455 | -0,319 0,866 1,358 5.59 2,66 1,5) -0,559 -0,42 0,881 1,437 5.44 2,84 1,6] -0,676); -0,543 0,739 1,507 5.27 3,02 1,7) -0,808| -0,691 0,646 1,566 4.99 3,20 1,8] -0,956| -0,867 0,53 1,612 4.62 3,38 19] -1,118| -1,074 0,385 1,64 4.34 3,55 2| -1,295 | -1,314 0,207 1,646 4.05
3,91 2,2| -1,693 | -1,906} -0,271 1,575 3.63 4,26 24| -2,141 | -2,66ó3| -0,941 1,352 3.44 4,62 2,6| -2,621 -3,6| -1,877 0,917 2.99 4,97 2,8| -3,103 | -4,718| -3,408 0,197 2.67 5,33 3| -3,541 -6| -4,688| -0,891 2.41 6,22 3,5} -3,919| -9,544) -10,34| -5,854 1.52 7,11 4) -1,614| -11,73} -17,91] -15,07 0.64
Giá tri Mz (kN.m) 5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
Độ sâu từ day đài (m)
Hình 3.6. Biêu đô mô men dọc theo thân cọc
Mô men lớn nhất dọc thân cọc là Mz = 5,59kNm tại Z.= 2,49m
- 63 -
Bảng 3.4. Lực cắt dọc thân cọc :
Qz Z Ze A4 B4 C4 D4 (KN)
0,00 0 0 0 0 | 23.58 0,18 0,1 | -0,005 0 0 | 23.29 0,36 0,2 -0,02 | -0,003 0 | 22.55 0,53 031 -0,045) -0,009) -0,001 | 21.36 0,71 0,4 -0,08 | -0,021 | -0,003 | 19.83 0,89 0,5} -0,125) -0,042 | -0,008 0,999 18.08 1,07 0,6 -0,18 | -0,072 | -0,016 0,997 16.10 1,24 0,7 | -0,245) -0,114 -0,03 0,994 14.00 1,42 0,8 -032| -0,171 | -0,051 0,989 11.90 1,60 0,9} -0,404) -0,243) -0,082 0,98 9.80 1,78 1} -0,499 | -0,333} -0,125 0,967 7.71 1,95 1,1} -0,603 |} -0,443| -0,183 0,946 5.73 2,13 1,2} -0,714| -0,575 | -0,259 0,917 4.06 2,31 1,3 | -0,838 -0,73 | -0,356 0,876 2.30 2,49 1,4} -0,967 -0,91 |) -0,479 0,821 0.94 2,66 1,5} -1,105| -1,116 -0,63 0,747 -0.32 2,84 1I,6| -1,248 -l35| -0,815 0,652 -1.21 3,02 1,7} -1,396| -1,613| -1,036 0,529 -1.87 3,20 1,8} -1,547| -1,906| -1,299 0,374 -2.23 3,38 1,9} -1,699 |} -2,227) -1,608 0,181 -2.39 3,55 2| -1,848| -2,578| -1,966| -0,057 -2.21
3,91 2,2| -2,125 -3,36| -2,849) -0,692 -1.13 4,26 2,4) -2,339 | -4,228) -3,973 | -1,595 0.78 4,62 2,6 | -2,437 -5,14) -5,355) -2,821 3.55 4.97 28| -2,346| -6,023 -6,99 | -4,445 6.63 5,33 3| -1,969)| -6,765 -8,84 -6,52 9.77 6,22 3,5 1,074 | -6,789| -13,69| -13,83 13.53 7,11 4 9244| -0,358| -15,61 -23,14 1.08
Lực cắt Qz (KN)
-5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
1.00 a a
8 | 9"
2 5.00 =
700 _+—_|0
Hình 3.7. Biểu đồ lực cắt doc theo than cọc Lực cắt lớn nhất dọc than cọc là Qz = 23,58KN tại Z = 0,00m
- 65 -
3.5. Phân tích ốn định biến dạng của cọc và tường kè làm việc đồng thời bằng phương pháp phần tử hữu hạn.
Phân tích tính toán 6n định công trình thông qua phan mềm Plaxis. Dựa vào đặc điểm địa tầng và các đặc trưng cơ lý của nên đất yêu ở Đồng bang sông Cửu
Long, mô hình Hardeing-Soil được sử dụng trong tính toán.
3.5.1. Các thông số đất nền theo mô hình Hardening-Soil Dé có thé sử dụng phan mềm Plaxis, ta tiến hành thêm thí nghiệm nén 3 trục C-U, C-D. Báo cáo kết quả khảo sát địa kỹ thuật khu vực xây dựng có đặc điểm địa chất như sau
Lớp 1: Bun sét, xám nau den, trang thái chảy
Vunsat=14.8kN/m°
Vea=14.9kN/m?
c=8.3kN/m”
'=23°04'
k, = ky = 0.033x10° cm/s = 2.85x10°m/ngay - đêm Xác định F7” từ thí nghiệm nén 3 trục va E”, từ thi nghiệm nén cố kết
như sau:
veh — SỞ — 3881 / mr
2.1%
Ev! = 3E"! =11643kN /m’?
ref = 100 go 3k Jim?
11.2%
q (kN/m2) g ơ (kN/m2)A
200
q, = 163 --L+—L—--L—--—___—__—-
400
BO 200
40 100 ya
0 : m (6
22 44 66 88 11 13.2 15.4 5 (4) 10 20 30 40
(a) (b)
PE (%)
Hình 3.8. Xác định Z77 (a) và E7” (b) từ kết qua thi nghiệmOo
Lớp 2: Sét pha, hồng lẫn vàng xám, trạng thái dẻo cứng đến nửa
cứng
YunsafC 19.5kN/mỶ
Vea= 19.0kKN/mÌ c= 23.4kN/m”
@=25°37'
k, = ky = 0.004x10“em/s = 3.46x10 “m/ngày - đêm Xác định F7” từ thí nghiệm nén 3 trục và Z7” từ thí nghiệm nén cố kết
như sau:
so = 218.7 = 9306KN 2.35% / m?
E„” =3x Ey"! =2791§kN /m?
ed = 280 = 3349KN / m?8.36%
q (kN/m2) ©; (KN/m2)
qQ=473 L____—_ “—--==———————500
Fo a Ì 400 / ⁄ 400 j
300 |280 / 200 ; 200 j
100 100
23 4.04 / 8.46
ơ ...
IN loo
Hình 3.9. Xác định Z7 (a) và #7” (b) từ kết quả thi nghiệm Lớp 3: Sét, nâu đỏ lẫn hồng, trạng thái nửa cứng đến cứng Yunsat= 20.5 kN/mỶ
Ysa20.7 kN/mÌ c=35.IkN/m” ,'=25°58'
k, = ky = 0.002x10°cm/s = 1.73x10 “m/ngày - đêm
- 67-
Xác định £% từ thí nghiệm nén 3 trục và #7? từ thí nghiệm nén cố kết
như sau:
Đụ = 293.8 = 7931kN /m?3.290
E„” =3xE¿"” =23193kN /m?p —
rp __ 400 = 5376kN!m?
744%0
oed
3 (KW)
q (Kine) 4
480
4=87§ 0| ________/__ 40
Fo
375
og b288 gf ÔÔ 200
125 / 10
ọ F21 Ps %) | 724 Ps, (%)2 4 6 8 10 2 1 5 10 1
(a) (b)
Hình 3.10. Xác định #77 (a) và E7“ (b) từ kết quả thi nghiệm
3.5.2. Mô phóng tính toán
Công trình Kè bảo vệ bờ sông Cân Thơ tường BTCT dày 0,4m cao 2,3m ban đáy rộng 1.8m cao 0,4m trên nên coc BTCT 35x35cm dai 20m. Các lớp đất nền như đã nêu trên gồm lớp cát san lấp day khỏang 2,7m, lớp bùn sét trạng thái chảy dày 2,5m năm trên lớp sét pha trạng thái dẻo cứng day 14m và lớp sét trạng thái nửa cứng đến cứng dày đến đáy hố khoan dày trên 20m. Mô phỏng tường bản đáy và cọc băng phan tử plate.
Trong quá trình thi công công trình don vị thi công đã bồ trí bãi tập kết vật liệu để hoàn thiện phía sau lưng tường. Vật liệu chủ yếu là cát, đá chất cao khỏang 2m thành các bãi, dé việc tính tóan đơn giản ta tính tải sử dung là cát chất cao trung bình 1,0 m. Tải tac dung lên nền phía sau tường là : q = 16x1 = 16 kN/m7