Nếu cọc (trụ) cứng làm việc trong giai đoạn đàn hồi đợc chia thành nhiều tầng tạo thành dầm nhiều nhịp bằng nhau bởi các thanh chống hoặc neo chịu tải trọng phân bố đều q (h.3.11a) thì: - theo tài liệu cơ học kết cấu ta có thể tính mô men tại gối và giữa nhịp nh sau:
MG = Mnh= 0,0625 qh2 (3.35) - Mô men phần công xôn (kể từ mặt đất đến cây chống/neo trên cùng):
M0= q.h02/2 (3.36) - Mô men uốn ở nhịp cuối cùng:
Mn=0,0957 qhn2 (3.37) Chiều dài nhịp công xôn trên cùng h0 = 0,354h và nhịp cuối cùng hn=0.808h
Nếu chiều cao tính toán của cọc là H chia thành n với giá trị nhịp công xôn trên cùng và nhịp cuối nh trên ta có:
H = (n+ 0,162)h (3.38) hoặc: h=H/(n+0,162)
Lu ý độ sâu của cọc (trụ) trong đất cần phải đủ để cân bằng áp lực bị động S=0,5qh
Khi các tầng chống đặt không đều nhau thì nên tính cho nhịp dài nhất với giá trị mô men gối trung gian:
Mmax= MG= qlmax/11 (3.39) Tại gối đầu tiên và gối cuối cùng:
Mmax= Mđ,(c)= ql2
đ, (c)/8 (3.40) trong đó: lđ,(c)- tơng ứng chiều dài nhịp đầu (cuối).
Khi áp lực phân bố đều lên cọc, nội lực trong các thanh chống/neo khi bố trí các tầng chống/neo bằng nhau xác định nh sau:
- Thanh trên cùng S0= q (h0+0,5h)= 0,854qh; (3.41) - Các thanh giữa không kể 2 thanh dới cùng: s= qh; (3.42) - Thanh chống gần dới: Sn-1= q(0,5h+0,5626hn)=0,9545qh (3.43) - Thanh chống dới cùng: Sn=0,43775 qhn=0,354qh (3.44) Tính toán thanh chống đợc tiến hành theo điều kiện nén uốn:
c u x p p R R W M F N ≤ − ) 1 ( . / ϕ (3.45)
trong đó: F – Diện tích thiết diện ngang của thanh chống; ϕ - Hệ số uốn dọc; Mp – Mô men uốn tính toán trong thanh chống do trọng lợng bản thân; WX – Mô men kháng của thanh chống trong mặt phẳng uốn; Ru, RC – Sức kháng tính toán của vật liệu thanh chống chịu uốn, nén.
Tính toán neo đợc tiến hành theo điều kiện chịu kéo (xem phần neo)
Khi tính toán tờng gia cờng bằng neo dự ứng lực xét đến lực bổ sung xuất hiện trong tờng khi căng neo.
Để đơn giản hoá tính toán ngời ta coi độ cứng là tuyệt đối, nghĩa là không tính đến ảnh hởng của độ võng lên sự phân bố phản lực đất xuất hiện khi căng neo. Khối đất đợc coi nh nền đàn hồi thoả mãn lý thuyết Vinkler với sự thay đổi hệ số nền tuyến tính theo chiều sâu.
Mô men uốn MZQ và lực cắt QZQ trong tờng từ ứng suất neo xác định theo công thức sau: MZQ = k S (Z L) { QSL[ (Z L)] MS[ (Z L)]} n n / 2 1,5 / 3 1,333 / 3 1 − − − − ∑ = θ , (3.46) QZQ = k S (Z L) { QS[ (Z L)] (MS L) ([ Z L)]} k n / 1 / 12 / 125 , 1 8 / 1 2 − − − − ∑ = η , (3.47)
trong đó: Sn - thành phần nằm ngang của lực căng neo trong dãy thứ n lên 1md tờng, N/m; Z - khoảng cách từ đỉnh tờng đến tiết diện đang xét, m; k - số lợng dãy neo theo chiều cao tờng; n - số thứ tự dãy neo khi đánh số từ trên xuống dới (n=1, 2, 3…); L - chiều cao tờng từ đỉnh đến đáy, m.;
QS = ∑= = k n n S 1 ; MS =∑ = k n n n a S 1 ; (3.48) An – khoảng cách từ đỉnh tờng đến dãy neo thứ n;
Z-an , nếu Z>an; θ = 0 , nếu Z≤ an; I , nếu Z>an; η = 0 , nếu Z≤ an.
Lực toàn bộ trong tờng đợc xác định bằng cách cộng các lực nhận đợc trong tính toán thông thờng cho tờng có n số lợng trụ chịu chuyển vị ngang và lực từ ứng suất neo:
MZ = MZQ+MZ0 ; QZ = QZa + QZ0 ; Qah = Sn + Qah0 ; (3.49) trong đó: MZ0, QZ0 , Qah0 - tơng ứng mô men uốn, lực cắt và thành phần phản lực ngang trong neo lên 1mét dài tờng nhận đợc khi tính toán tờng không có ứng suất trớc của neo.
3.5. Tính toán, thiết kế "tờng trong đất" theo trình tự đào đất (công nghệ top-down)3.5.1. Phơng pháp Sachipana (Nhật Bản)[9]: 3.5.1. Phơng pháp Sachipana (Nhật Bản)[9]:
1. Sau khi đặt tầng chống/neo dới, lực dọc trục của tầng chống/neo trên hầu nh không đổi, hoặc thay đổi không đáng kể;
2. Chuyển dịch của thân tờng từ điểm chống/neo dới trở lên, phần lớn đã xảy ra trớc khi lắp đặt tầng chống/neo dới (xem hình
3.12);
3. Gía trị mômen uốn trong thân t- ờng do các điểm chống/neo trên gây nên chỉ là phần d lại từ trớc khi lắp đặt tầng chống/neo d- ới;
Trên cơ sở các kết quả đo thức tế này, Sachipana đa ra phơng pháp tính lực dọc trục thanh chống/neo và mômen thân tờng trong quá trình đào đất với những giả thiết cơ bản nh sau (xem hình 3.13):
1. Trong đất dính, thân tờng xem là đàn hồi dài vô hạn; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. áp lực đất thân tờng từ mặt đào trở lên phân bố hình tam giác, từ mặt đào trở xuống phân bố theo hình chữ nhật (do đã triệt tiêu áp lực đất tĩnh ở bên phía đất đào);
3. Phản lực hớng ngang của đất bên dới mặt đào chia thành hai vùng: vùng dẻo đạt tới áp lực đất bị động có chiều cao l và vùng đàn hồi có quan hệ đờng thẳng với biến dạng của thân tờng;
4. Điểm chống đợc coi là bất động sau khi lắp thanh chống/neo;
5. Sau khi lắp đặt tầng chống/neo dới thì trị số lực dọc trục của tầng chống trên không đổi.
1) Chuyển dịch của thân tờng sau lần đào 1
2,3) Chuyển dịch thân tờng sau lần đào 2,3
a.b.c) Quá trình đào