Mô hình tính toán tường cọc ximăng - đất có hệ giằng chống (hố đào sâu)

Một phần của tài liệu NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÁC CƠ CHẾ PHÁ HOẠI TƯỜNG CHẮN LOẠI CỌC XI MĂNG - ĐẤT GIA CỐ HỐ ĐÀO SÂU (Trang 50 - 56)

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG CHẮN BẢO VỆ THÀNH HỐ ĐÀO BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT

2.3 Mô hình tính toán tường cọc ximăng - đất có hệ giằng chống (hố đào sâu)

2.3.1 Mô hình tính toán tường cọc ximăng - đất loại neo đơn hoặc chống đơn Đối với mô hình này tường làm việc như một loại dầm đầu trên gối tự do và chân tường cũng gối tự do. Gối đầu trên là neo kéo hoặc thanh chống đỡ nhằm tăng khả năng chống lật của tường.

Hình 2.3 Mô hình làm việc của tường dạng neo hoặc chống đơn

Quá trình tính toán áp lực ngang trên đường nạo vét tương tự như phần mục (2.3).

Áp lực đất tại độ sâu z=L1

a 1

1 γLK

p = (2.17) Áp lực đất tại độ sâu z=L1+L2

P

a 2 1

2 (γL γL )K

p = + ′ (2.18) Tại độ sâu z=L1+L2 +L3 và L3 được xác định theo công thức

) K (K γ L p

a p

2

3 = ′ − (2.19) Tại độ sâu z=L1+L2 +L3 +L4và áp lực tính toán p3 được xác định theo công thức sau:

4 a p

3 γ(K K )L

p = ′ − (2.20) Để đảm bảo tường ổn định ta dùng các nguyên lý tĩnh trên cơ sở áp dụng phương pháp cân bằng áp lực ngang và cân bằng moment ta được 2 phương trình sau:

Phương trình cân bằng lực ngang 0

F L 2p -1

P 3 4 − = (2.21) Trong đó

F Lực căng thanh neo hoặc lực chống đỡ trên một đơn vị chiều dài của tường.

) 0 K (K γ

)]

l (z ) L L 3P[(L )

L L (l 2L L 3

a p

1 3

2 1 3

2 2 2

4 3

4 =

′ −

+

− +

− + + +

+ (2.22)

Giải 2 phương trình trên ta tìm được độ sâu lý thuyết L4 và độ sâu xuyên lý thuyết Dlth

4 3

lth L L

D = + (2.23) Độ sâu xuyên thực được xác định như sau

lth thuc (1,3 1,4)D

D = → (2.24) Để tìm độ sâu tại z có lực cắt bằng không và môment tại z lớn nhất ta giải phương trình

0 ) L (z γ 2K ) 1 L (z p F L 2p

1 2

1 a

1 1

1

1 − + − + ′ − = (2.25)

Đối với mô hình tính toán theo phương pháp này chỉ áp dụng cho những hố đào không sâu quá, áp lực đất tương đối nhỏ. Nhưng do điều kiện địa hình trong các thành phố lớn mặt bằng thi công tương đối chặt hẹp nên việc thi công theo mô hình neo đơn ít được sử dụng mà phần lớn sử dụng các thanh chống đơn hoặc chống nhiều tầng.

2.3.2 Mô hình tính toán tường cọc ximăng - đất loại chống nhiều tầng (dùng cho hố đào sâu - giả định đất đồng nhất)

Thông thường đối với công trình có hố đào tương đối sâu, áp lực đất và nước ngầm rất lớn, bản thân tường chưa đủ tuổi không đủ khả năng chịu lực. Cho nên người ta gia cố bằng hệ giằng chống nhiều tầng nhằm tăng khả năng chịu lực và chống lật cho tường.

Riêng quá trình tính toán áp lực ngang của đất và độ sâu chôn tường vẫn thực hiện như trên phần mô hình tường có hệ thống giằng đơn hoặc chống đơn.

Hình 2.4 Mô hình làm việc của tường giằng chống nhiều tầng

Bố trí và tính toán dầm giằng: bố trí thanh giằng và khoảng cách hợp lý của thanh giằng theo chiều đứng rất quan trọng đối với tường chắn bản cọc nói chung và

tường cọc ximăng - đất nói riêng. Cách bố trí neo giằng được thực hiện theo hai phương hướng sau:

Phương pháp đẳng moment: Phương pháp này là chọn các khoảng cách bố trí dầm, giằng đứng như thế nào để các moment uốn trên cọc đều bằng nhau. Những moment này bằng với moment kháng uốn cho phép của tường. Việc thực hiện bố trí dầm giằng được thực hiện qua các bước

Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình, điều kiện thi công thực tế và điều kiện vật liệu cấu tạo tường. Từ đó ta tìm được moment kháng uốn W của tường.

Căn cứ vào kết quả tính toán moment kháng uốn cho phép [W] ta tìm khoảng cách giữa các thanh giằng cho phép [h] cực đại (như hình vẽ 2.8).

Vậy ứng suất cho phép của tường

[ ] 6W

h K γ W σ M

3 a max =

= (2.26) Và khoảng cách tính toán giữa các thanh giằng chống h

3 [ ]

γKa

W σ

h= 6 (2.27) Trong đó

[ ]σ : ứng suất cho phép của tường.

γ: Dung trọng của đất sau lưng tường.

Phương pháp đẳng phản lực: Phương pháp này nhằm làm cho các phản lực tác dụng lên các dầm đỡ ngang đều bằng nhau.

Khi bố trí các dầm ngang, người ta xem cọc bản là những dầm liên tục chịu tải trọng tam giác.

Ngoại trừ lực giằng đầu tường cọc là 0,15P thì trị số các phản lực còn lại được tính như sau:

2 ah K 2γ 0.15P 1 1)P

(n− + = (2.28)

Từ đó ta suy ra công thức tính P 0.15)

1 2(n

h K P γ

2 a

+

= − (2.29) Thông thường người ta chọn mặt cắt của tường là dựa vào moment cực đại của khẩu độ trên.

Cả hai phương pháp “đẳng moment” và “đẳng phản lực” là hai phương pháp bố trí dầm giằng gia cường cho tường gia cố hố đào sâu là lý tưởng nhất.

Tính toán nội lực dầm giằng ngang: Sau khi xác định được vị trí các dầm ngang.

Ta tiếp tục tính toán lực Pn trong dầm. Giả thuyết dầm chịu hai nửa áp lực ngang của đất trên và dưới như hình vẽ (2.9).

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán dầm ngang )

h D(h K 2γ

Pn =1 a n + n+1 (2.30) Trong đó

Pn - Áp lực tác dụng mà dầm n phải chịu.

D - Khoảng cách từ dầm n lên đầu đỉnh tường.

1 n nvà h

h + như hình vẽ.

Tính toán độ chôn sâu của tường khi có hệ thống giằng ngang nhiều tầng. Có 2 cách tính toán: Phép tính gần đúng và dùng phương pháp đẳng trị. Nhưng xét về hiệu quả tính toán thì bài toán dùng theo phương pháp đẳng trị có độ chính xác cao hơn.

Nội dung tính toán độ chon sâu của tường theo phương pháp đẳng trị được thực hiện như sau:

Tìm vị trí mà tại đó có cường độ áp lực đất bằng không. Dựa váo phép phân phối moment và tính toán nội lực tìm vị trí có moment Mmax qua các phương trình tính toán tìm được x và

y x

l0 = + (2.31) Chiều sâu chôn của tường là

y) 1,2)(x 1,1

( 1,2)l (1,1

l= → 0 = → + (2.32)

Nhận xét và kết luận

Từ các ưu, nhược điểm tường chắn cọc ximăng - đất và các điều kiện tính toán tương tự như loại tường cọc bản. Sử dụng tường chắn cọc ximăng - đất trong việc bảo vệ thành hố đào là một phương pháp gia cố mới có hiệu quả kinh tế cao, an toàn và không ô nhiễm môi trường.

Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay phương pháp này vẫn còn hạn chế chưa được áp dụng nhiều do hạn chế về công nghệ và thiết bị thi công . Độ tin tưởng của người Việt Nam cho cụng nghệ này chưa cao ặ con người chưa mạnh dạng áp dụng thực tế.

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH YẾU TỐ PHÁ HOẠI CHÍNH TƯỜNG CHẮN CỌC XIMĂNG-ĐẤT ĐỂ GIA CỐ HỐ ĐÀO SÂU

Một phần của tài liệu NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÁC CƠ CHẾ PHÁ HOẠI TƯỜNG CHẮN LOẠI CỌC XI MĂNG - ĐẤT GIA CỐ HỐ ĐÀO SÂU (Trang 50 - 56)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(168 trang)