p m hàn là m t lo i công trình m t đ u n i li n v i b sông và m t đ u thì nhô ra lòng sông. Trên bình di n nó li n v i b sông gi ng nh hình ch J. p m hàn có tác d ng h ng dòng n c ch y cách xa b . p m hàn có th phân thành 3 lo i: đ p h ng lên, đ p h ng xu ng và đ p th ng góc (ng c dòng, xuôi dòng, th ng góc).
C n c vào m c đ nh h ng đ i v i dòng ch y, đ p m hàn có th phân thành đ p m hàn dài và đ p m hàn ng n.
p m ng xu ng p m ng lên
Hình 4.2. Các d ng đ p m hàn
Tùy theo yêu c u s d ng và c n c vào tình hình th c t m c n c thi t k c a tuy n ch nh tr mà ta ch n lo i đ p m hàn ng p ho c không ng p.
Tr c đ p m hàn làm môt góc v i h ng dòng ch y, góc gi a tr c đ p và h ng dòng ch y có nh h ng r t l n đ n s b i xói đ u đ p và gi a đ p. Dòng ch y đ u lo i đ p xuôi dòng so v i lo i đ p ng c dòng thì xuôi thu n h n, vùng xói l t ng đ i nh và nói chung nh h ng ít t i v n t i th y.
Xét tình hình xói l và b i l ng gi a các đ p thì hai lo i có khác nhau. Qua th c t và thí nghi m th y r ng đ p m hàn h ng xu ng lo i ng p thì sinh ra xói l nhi u h n lo i h ng lên mà ng p. Vì th có ý ki n cho r ng lo i m hàn không ng p nên xây xuôi dòng, m hàn ng p nên xây ng c dòng đ có th t ng đ c l ng bùn cát b i l ng gi a các đ p.
i v i m hàn ng p h ng lên phía th ng l u, sau khi dòng ch y qua thân đ p phía h l u đ p s phát sinh ra ch y cu n đáy, l u t c đ u đ p có th phân thành 2 thành ph n th ng góc v i đ p và song song v i đ p, thành ph n song song v i đ p h p v i l u t c ch y cu n đáy sinh ra dòng ch y xo n. Dòng ch y xo n này h ng vào b cho nên nó s đem bùn cát vào b sinh ra b i l ng. Ng c l i n u là đ p m hàn ng p h ng xu ng h l u thì thành ph n song song v i đ p h p v i dòng ch y cu n đáy mà sinh ra dòng ch y xo n h ng ch y ra gi a sông, bùn cát b đem ra gi a sông nên lòng sông b đo n gi a hai đ p s sinh ra xói l .
Không nên b trí đ n đ c m t cái m hàn, b i vì xét v c c b n u b trí m t đ p dòng ch y cùng có đ c c i thi n song phía th ng và h l u s sinh ra s bi n hóa đ t ng t và ác li t, đ p c ng d b phá ho i. công trình phát huy đ c tác d ng và gi a các đ p đ c cho nhau nên b trí ít nh t t hai đ p tr nên.
Kho ng cách gi a các m hàn nên b trí sao cho v trí c a m hàn h l u n m trong ph m vi nh h ng c a m hàn th ng l u đ i v i dòng n c, đ tránh dòng n c đâm vào b sông sinh ra xói l , m t tác d ng c a đ p m hàn.
Ph m vi ng d ng: Theo c u t o c a k t c u thì có th s b nh n đ nh:
ph m vi ng d ng là cho m hàn dài và t ng ng là nh ng đo n sông phù h p đ b trí m hàn dài. ng th i đ đ m b o có th gây b i l ng t t phía sau m hàn, dòng ch y ph i có hàm l ng bùn cát l l ng t ng đ i.
4.2.1.2 p thu n dòng
p thu n dòng còn có th g i là t ng h ng dòng, đây là lo i đ p thu n theo dòng n c ch y, v th ng l u g c đ p.
Liên ki t v i b sông (ho c bãi), phía h l u, đ u đ p liên k t v i b sông ho c ch a l i m t kho ng tr ng. p thu n dòng ngoài vi c bó h p lòng sông ra,
còn có tác d ng là h ng dòng n c ch y theo h ng đã đ nh đ c i t o tình hình dòng n c.
p thu n dòng nên xây ch s n bãi cát sát l ch sâu và b t đ u t đi m cu i c a b lõm đo n u n khúc làm cho dòng ch y qua đo n quá đ ven theo tuy n ch nh tr , ho c nên xây c a ra c a chi l u đ ch ng bùn cát b i l p, làm cho dòng n c n i ti p xuôi thu n.
Hình 4.3. Các lo i đ p thu n dòng
Hình 4.4. B trí đ p thu n dòng So sánh đ p m hàn và đ p thu n dòng:
p m hàn p thu n dòng
u đi m:
- Xây t ch c n ra ch n c sâu nên kinh phí t ng đ i ít
Khuy t đi m:
- Xây ch n c sâu nên kinh phí t ng đ i l n
- T c đ b i l ng nhanh - u t s a ch a r h n
- D dàng thay đ i khi đi u ch nh tuy n ch nh tr
- T c đ b i l ng ch m - u t s a ch a đ t
- Không thay đ i đ c khi đi u ch nh tuy n ch nh tr
Khuy t đi m:
- Hi u qu thu h p lòng sông ch m - Dòng ch y h n lo n gây b t l i cho giao thông th y
- Xói l c c b l n, yêu c u gia c n n móng t ng đ i cao
u đi m:
- Hi u qu thu h p lòng sông nhanh - Dòng ch y xuôi thu n, có l i cho giao thông th y
- Xói ít, yêu c u gia c n n không cao nh đ p m hàn
4.2.1.3 p m hàn k t h p ( p cong đ u)
- Là lo i đ p k t h p gi a đ p h ng dòng và đ p m hàn, trên bình di n có hình móc câu
- Lo i đ p này k t h p đ c m t s u đi m c a đ p h ng dòng và đ p m hàn đ ng th i tránh đ c khuy t đi m c a hai lo i đ p trên.
Hình 4.5. p m hàn k t h p
4.2.1.4 Công trình đ o chi u hoàn l u:
c đi m k t c u: ây là công trình nghiên c u c a GS. L ng Ph ng H u và PGS. Lê Ng c Bích cùng các c ng s , l n đ u tiên nghiên c u và đ c xây d ng
Vi t Nam và đã đ c c p b n quy n sáng ch .
K t c u công trình bao g m m t h th ng c c BTCT và các t m bêtông h ng dòng.
a. Nguyên lý làm vi c và tác d ng:
Thi t b Potabôp theo nguyên t c: h ng dòng n c m t ít bùn cát đi vào c a kênh đ bu c dòng ch y đáy đi theo h ng ng c l i sang b đ i di n. Thi t b t o dòng đ i l u trên m t c t ngang sông nh v y g i là thi t b t o hoàn l u.
Công trình đ o chi u hoàn l u làm vi c trên nguyên t c làm vi c nh trên nh ng tác đ ng dòng ch y theo chi u ng c l i: đón dòng n c m t có đ ng n ng l n, đ y sang b đ i di n v i b l , đ dòng ch y đáy mang nhi u bùn cát bu c ph i đi vào b l đ l p h sâu.
b. B trí và c u t o công trình đ o chi u hoàn l u d ng kè c c có t m ch n Công trình đ o chi u hoàn l uđ c b trí c n c theo đ ng vi n tuy n ch nh tr . G c kè c m vào b . M i kè th ng v n ra đ n biên c a tuy n ch nh tr . Tuy n kè đ c b trí sao cho ph n đón dòng ch y m t h p v i ph ng c a dòng ch y chính m t góc (30 ÷ 80)0. Kè th ng không b trí đ n l mà b trí theo h th ng kè. Kho ng cách gi a các kè th ng l y nh sau: b lõm: (0,7 ÷ 1,5)L; b l i: (1 ÷ 2)L v i L là chi u dài h u hi u c a kè (theo ph ng vuông góc v i ph ng dòng ch y chính).
Hình 4.6. S đ b trí và nguyên lý làm vi c trên m t b ng c a công trình đ o chi u hoàn l u
Các thành ph n chính c a công trình bao g m: giá đ t m h ng dòng (1);
t m h ng dòng m t b ng b n ph ng kín n c (2); khe h đáy (3); kè gia c đáy (4); kè gia c b (5) và m hàn g c công trình (6).
- Giá đ t m h ng dòng
Giá đ t m h ng dòng (1) đ c hình thành b i h th ng khung b ng c c đóng theo tuy n công trình thành m t hàng đ n, m t hàng có c c ch ng ho c hai hàng, tu theo tình hình dòng ch y và đa ch t lòng sông vùng công trình. Cao trình đnh c c cao h n m c n c thi t k ch nh tr (0,5 ÷1,0)m.
Kích th c các c c này đ c xác đnh theo k t qu tính toán k t c u v i s đ t i tr ng thích h p; các c c đ c liên k t d c, ngang b ng các xà k p (7), d m ngang (8).
- T m h ng dòng m t
T m h ng dòng m t b ng b n ph ng kín n c đ c l p đ t ho c g n lên ph n trên c a giá đ , ph m vi che ch n c a t m h ng dòng t đ nh c c xu ng chi m (0,6÷0,7)h v i h là chi u sâu dòng ch y d i m c n c thi t k ch nh tr .
T m h ng dòng m t đ c ch t o, l p đ t và thay th linh ho t b ng các thanh ho c các b n d ng vào khe gi a 2 xà k p 7, hai xà k p đ c liên k t b ng gông 10.
- Khe h đáy
Khe h đáy là kho ng tr ng n m d c theo chân c c, gi a t m h ng dòng m t 2 và kè gia c đáy 4, có chi u cao (0,3÷0,4)h v i h là chi u sâu dòng ch y d i m c n c thi t k ch nh tr .
- Kè gia c đáy
Kè gia c đáy đ c b trí d c theo chân c c, là l ng th đá h c, r ng đá, th m đá ho c bè chìm.
Chi u dày gia c đáy l y (0,5÷1,0)m, chi u r ng gia c đáy v m i bên hàng c c l y b ng 0,15 l n chi u sâu n c l n nh t tính t m c n c thi t k ch nh tr
- Kè gia c b g c công trình
Kè gia c b g c công trình đ c b trí trong ph m vi 20m v phía th ng l u và 10m v phía h l u; m hàn n i b đ c s d ng khi l ch sâu ép sát b , k t c u gia c b và m hàn s d ng gi ng nh tr ng h p thông th ng.
Huớng dòng chảy 12
0-1500
6 5
Hình 4.7. M t b ng công trình đ o chi u hoàn l u
3 6
5 2 2
1 4
Hình 4.8. C t d c công trình đ o chi u hoàn l u
Dòng chảy Dòng chảy Dòng chảy
7 1
7
1 9
1 1
8 7 8
Hình 4.9. C t ngang công trình đ o chi u hoàn l u t i v trí hàng c c
A A B
B A-A
B-B
10
2 1
7 2
7
1
2 7
1
MNTKCT
(0,6-0,7)h
(0,25-0,35)h 0,05h h
2
3 4
7
1
Hình 4.10. C u t o t m h ng dòng m t Hình 4.11. Ph m vi t m h ng dòng m t và khe h đáy
Ph ng pháp thi công:
Ph ng pháp thi công g m các b c c b n:
- Ch t o các c u ki n đúc s n: c c BTCT, t m h ng dòng, các ph ki n kèm theo
- Thi công đóng c c trên sông theo tuy n, h ng thi t k - Thi công kh i kè gia c đáy
- L p đ t các giá đ và t m h ng dòng - Thi công kè lát mái g c công trình
u, nh c đi m:
- K t c u vàthi công đ n gi n, hi u qu gây b i, b o v b cao.
Hi u qu bao g m:
+ y dòng ch l u và tr c đ ng l c ra xa b
+ Gi m nh v n t c ven b , làm cho s c t i cát và kh n ng v n chuy n bùn cát gi m nh đáng k vùng chân đê phía sau các m hàn
+ y d ch chuy n m t ph n tuy n l ch sâu ra xa b .
+ Ch ng s t l b sông, b o v an toàn cho đ đi u và các công trình xây d ng giao thông.
+ T ng kh n ng thoát l c a lòng sông, n đ nh th sông.
- Góp ph n n đ nh và đi u ch nh khu dân c , tôn t o c nh quan môi tr ng, làm s ch đ p thành ph .
Ph m vi ng d ng: Do đ c đi m “c n dòng gây b i”, công trình đ o chi u hoàn l uch phát huy tác d ng trong đi u ki n dòng sông mang nhi u bùn cát l l ng và đo n sông dòng ch y có tính ch t 2 chi u rõ r t. T i nh ng đo n sông dòng ch y th hi n tính 3 chi u rõ r t, nh t là nh ng đo n sông cong g p, do tác d ng d n ép dòng ch y c a bãi bên làm cho công trình hoàn l u khó phát huy tác d ng, th m chí có th đ a l i nh ng h u qu x u trái ng c v i mong mu n.Chính vì lý do y, công trình đ o chi u hoàn l u th ng đ c ng d ng b o v b nh ng sông r ng nhi u phù sa, b o v chân đê, đ p ho c s d ng đ t o đ ng vi n tuy n ch nh tr mong mu n (c ng c bãi bên, che l p l ch ng c, n i bãi gi a v i bãi bên,…).