BTN HạT thô CPéD LO? I
10.4.1.Những nguồn nước xõm nhập vào đường
- Nước mưa rơi ngay trờn mặt đường, lề đường và mỏi đường rồi đi theo rónh dọc rónh ngang, dốc dọc dốc ngang.
- Nước trờn mặt đất từ vựng lõn cận chảy đến đường, cần cú cụng trỡnh ngăn chặn .
- Nước ngầm tỏc dụng theo 2 phương thức :
+ Mao dẫn làm ẩm đất nền nờn phải thiết kế cỏc tuyến rónh thoỏt nước ngầm.
+ Nước chui ra khỏi mạch nước, tỏc dụng vào cụng trỡnh nền. Do vậy, cần cú cỏc cụng trỡnh chắn giữ, thoỏt nước ngầm .
- Nước từ cỏc dũng chảy lớn nhỏ tỏc dụng vào đường ta cú thể làm cống hoặc cầu để ngăn chặn.
Để ngăn chặn, hạn chế cỏc ảnh hưởng của cỏc nguồn nước trờn và để nền đường làm việc một cỏch bỡnh thường đảm bảo cường độ thiết kế ta phải thiết kế cỏc cụng trỡnh thoỏt nước, trỏnh nước xõm nhập vào nền đường làm giảm cường độ và độ ổn định của đường. Thụng thường, cỏc cụng trỡnh thoỏt nước cú thể là cầu, cống, rónh …
10.4.2. Thiết kế rónh dọc
10.4.2.1. Nguyờn tắc khi thiết kế & bố trớ rónh dọc
Rónh dọc ( rónh biờn) dựng để thoỏt nước nền đường ở những đoạn đường đào và những đoạn đường đắp thấp (dưới 0,6 m). Việc bố trớ rónh dọc cần tuõn
theo cỏc nguyờn tắc sau:
+ Hạn chế cỏc chỗ ngoặt (vỡ cỏc chỗ ngoặt là cỏc chỗ gõy lắng đọng bựn cỏt). Khi phải thiết kế cỏc chỗ ngoặt thỡ gúc ngoặt khụng được nhỏ hơn 450, bỏn kớnh lượn của cỏc rónh phải lớn hơn 2 lần bề rộng trờn mặt rónh.
+ Lưu lượng tớnh toỏn được tớnh với tần suất lũ 4% cho mọi cấp đường (TCVN 4054 – 05).
-Khụng cho phộp nước từ tất cả cỏc rónh, nhất là rónh đỉnh, rónh thỏo nước chảy vào rónh dọc.
+ Luụn luụn tỡm cỏch thoỏt nước từ rónh ra cỏc khe suối hoặc cỏc khu vực trũng ở gần tuyến .
+ Để đảm bảo an toàn giao thụng, rónh dọc khụng nờn thiết kế quỏ sõu, chiều sõu rónh khụng quỏ 0,8 m. Mộp của rónh dọc nờn cao hơn mực nước trong rónh ớt nhất 20ữ25cm.
+ Khụng nờn để nước ở rónh đoạn đường đắp chảy vào rónh của đoạn đường đào. Chỉ trong trường hợp chiều dài đoạn đường đào nhỏ hơn 100m mới cho phộp nước ở rónh dọc đoạn đường đắp chảy qua đoạn đường đào.
+ Để trỏnh tỡnh trạng nước đọng lõu ngày trong rónh làm nền đường ẩm ướt, cứ cỏch một đoạn, nhỏ hơn 250 m đối với rónh tam giỏc và 500 m đối vối rónh hỡnh thang ta phải thiết kế thỏo bớt nước trong rónh.
10.4.2.2. Nguyờn tắc tớnh toỏn rónh dọc
Khả năng thoỏt nước của rónh phụ thuộc vào hỡnh dạng, kớch thước của rónh, độ dốc, độ nhỏm của lũng rónh. Tiết diện và độ dốc dọc của rónh phải thoả món cỏc yờu cầu sau :
+ Phải bảo đảm thoỏt nước với lưu lượng quy định nhưng đồng thời kớch thước phải nhỏ nhất .
+ Với độ dốc nhất định, tốc độ nước chảy trong rónh phải nhỏ hơn tốc độ bắt đầu xúi lở của lũng rónh thiờn nhiờn hay vật liệu gia cố.
+ Độ dốc của rónh khụng được nhỏ hơn độ dốc làm cho tốc độ nước chảy trong rónh gõy ra hiện tượng lắng đọng bựn và cỏc hạt phự sa trong lũng chảy gõy hiện tượng bồi lấp rónh. Thường độ dốc dọc của rónh lấy bằng độ dốc dọc của đường nhưng khụng được nhỏ hơn 0,5%, trong trường hợp cỏ biệt địa hỡnh khỏ bằng phẳng cũng khụng được lấy nhỏ hơn 0,3%.
10.4.2.3. Trỡnh tự tớnh toỏn rónh dọc
Trong những trường hợp rónh dọc khụng chỉ dựng để thoỏt nước ở mặt đường và khu vực 2 bờn đường thỡ rónh cần phải được tớnh toỏn và dựa vào lưu lượng thiết kế để chọn kớch thước cho hợp lý.
Xỏc định lưu lượng thiết kế Qtk ứng với tần suất thiết kế 4%.
Chọn tiết diện rónh, giả định chiều sõu mức nước. Trờn cơ sở đú xỏc định ω,
X, R, rồi suy ra v.
Xỏc định khả năng thoỏt nước của tiết diện đó chọn Qo và so sỏnh với Qtk. Nếu chỳng sai khỏc khụng quỏ 10%, thỡ tiết diện rónh đó chọn đạt yờu cầu, nếu khụng ta phải giả thiết lại tiết diện.
Trờn những đoạn tuyến chuyển từ nền đường đào sang nền đường đắp, nước trờn rónh dọc của nền đào phải được dẫn ra ngoài phạm vi của nền đường đắp để đảm bảo an toàn cho đoạn đường đắp.
Tiết diện của rónh được lấy theo định hỡnh: rónh hỡnh thang, bề rộng đỏy = 40 cm, độ dốc lũng rónh bờn trong đường =1:1, độ dốc lũng rónh bờn ngoài đường lấy bằng độ dốc ta luy đường đào. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tuy nhiờn việc kiểm tra xem rónh cú đủ khả năng thoỏt nước hay khụng để đặt cống cấu tạo sẽ được kiểm tra cụ thể trong phần thiết kế kỹ thuật, nú phụ thuộc vào độ dốc lũng rónh, chiều dài và biện phỏp xử lý lũng rónh.
40 cm 120 cm 20 c m MNTT 1:1 1:1 40 c m Mặt cắt ngang rónh dọc 10.4.3. Thiết kế cống
Cống chiếm phần lớn cỏc cụng trỡnh thoỏt nước trờn đường. Cống bao gồm cú hai loại: cống địa hỡnh và cống cấu tạo.
Cống địa hỡnh được bố trớ tại cỏc vị trớ cắt qua cỏc dũng suối nhỏ hay cắt qua cỏc khe tụ thuỷ mà khi mưa sẽ hỡnh thành dũng chảy.
Cống cấu tạo đợc bố trớ chủ yếu để thoỏt nước trờn mặt đường và trờn mỏi ta luy cú lưu vực nhỏ, cống cấu tạo bố trớ theo quy trỡnh mà khụng cần phải tớnh toỏn.
10.4.3.1. Nguyờn tắc thiết kế cống
Cố gắng đi tuyến sao cho cắt vuụng gúc với dũng chảy.
Đối với đường cấp cao, cống cũng như cỏc cụng trỡnh vượt qua dũng nước nhỏ khỏc như cầu nhỏ, đường tràn. phải phụ thuộc vào tuyến. Khi vượt qua cỏc dũng suối mà địa chất chắc và ổn định thỡ cú thể chuyển vị trớ cống lờn lưng chừng suối để giảm bớt chiều dài và dễ thi cụng. Việc đảm bảo tuyến đi theo hướng tốt
nhất cú thể làm cho giao giữa tuyến với dũng nước cú những gúc ngoặt khỏc nhau, kể cả những gúc rất nhọn. Do vậy cần phải cú những biện phỏp thớch hợp làm những loại cửa cống đặc biệt, những cụng trỡnh điều chỉnh hoặc phải nắn lại dũng suối .
Đối với đường cấp thấp, cho phộp kộo dài tuyến để cải thiện điều kiện giao nhau với dũng nước.
Vai nền đường phải cao hơn mực nước dõng trước cống tối thiểu 0,5m với cống khụng cú ỏp và bỏn ỏp cú khẩu độ nhỏ hơn 2m và 1m với cống cú khẩu độ lớn hơn 2m.
Phải bảo đảm lớp đất đắp trờn cống cú chiều dày tối thiểu 0,5m hoặc phải đủ bố trớ chiều dày của kết cấu mặt đường nếu kết cấu mặt đường dày hơn 50cm.
Khẩu độ cống nờn dựng từ 1 1 25ữ , mtrở lờn. Khụng dựng cỏc khẩu độ cống
quỏ nhỏ gõy trở ngại cho cụng tỏc duy tu sửa chữa. Theo qui trỡnh khẩu độ cống tối thiểu là 0,75m.
Cơ sở tớnh toỏn thuỷ lực, thuỷ văn cụng trỡnh cống là lưu lượng tớnh toỏn theo tần suất lũ thiết kế Q4% (TCVN 4054 – 05).
10.4.3.2. Xỏc định cỏc tham số tớnh toỏn lưu lượng
Lưu lượng dũng chảy đổ về vị trớ cụng trỡnh phụ thuộc vào: diện tớch lưu vực, độ dốc lũng suối, điều kiện địa hỡnh, địa mạo, cỏc yếu tố khớ hậu, địa chất thuỷ văn...
Lựa chọn chế độ làm việc của cống: do nền đường đắp trờn cống là thấp và lũng lạch khụng sõu lắm do vậy ta chọn chế độ chảy trong cống là chế độ chảy khụng ỏp.
Đối với thiết kế sơ bộ, ta ỏp dụng cụng thức tớnh đơn giản của Viện thiết kế giao thụng vận tải Việt Nam.
Q = A. Fn. K (m3/s). Trong đú:
A: Hệ số địa hỡnh, địa mạo. Đối với vựng nỳi cao rừng rậm: A = 22. n: F<3 km2 lấy n=0,8.
K: Hệ số xột đến ảnh hưởng của khớ hậu, chu kỳ tớnh toỏn và độ dốc lũng suối.
K = K1.K2.K3 K1 : Hệ số xột đến ảnh hưởng của khớ hậu :
1001 28 1 28
S K =
trắc Thanh Hoỏ: S100 =32,9 hay (K1=1,175).
K2 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ tớnh toỏn, với chu kỳ tớnh toỏn là 25 năm thỡ hệ số K2 = 0,65.
K3: Hệ số xột đến ảnh hưởng độ dốc lũng suối, is =15% tra bảng ⇒K3=1,10.
Sau khi tớnh toỏn lưu lượng, theo quy phạm : - Nếu Q 15 (m3/s) : Thỡ dựng cống trũn. - Nếu 15 < Q < 25 (m3/s) : Dựng cống bản.
- Nếu Q 25 (m3/s): Dựng cầu nhỏ, khẩu độ khụng nờn nhỏ hơn 3m. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau khi tớnh toỏn được lưu lượng tớnh toỏn tra với thiết kế sơ bộ tra bảng ta xỏc định được khẩu độ cống, chiều cao nước dõng trước cống và vận tốc nước chảy.
10. 4.3.3. Tớnh toỏn gia cố sau cống
Dũng nước khi ra khỏi cống chảy với vận tốc cao, tốc độ ấy tăng 1,5 lần so với vận tốc nước trong cống làm xúi lở phớa sau cống ảnh hưởng đến nền mặt
đường. Do đú phải thiết kế hạ lưu cống theo tốc độ nước chảy v = 1,5vra và phần
cuối phần gia cố phải cú tường nghiờng chống xúi sõu.
h t Lgc b h x
Hỡnh 21: Sơ đồ tớnh toỏn gia cố sau cống
Chiều dài phần gia cố sau cống: lgc = 3.b (m). b: Khẩu độ cống (m).
Chiều sõu chõn tường chống xúi chọn theo cụng thức : ht ≥ h x +0.5 (m).
hx : Chiều sõu xúi tớnh toỏn xỏc định theo cụng thức: hx = 2.Hd. b lgc b . 5 , 2 + (m) Trong đú:
Hd : Chiều cao nước dõng trước cống (m) b: Khẩu độ cống (m).
Phần thượng lưu nờn lấy bằng 1/2 so với hạ lưu.
10.4.3.4. Xỏc định chiều dài cống
Chiều dài cống được tớnh toỏn dựa vào khẩu độ cống và chiều cao nền đắp tại vị trớ đặt cống theo sơ đồ sau:
1:1,5 1:1,5 9 m Lc H c x H n H d x
Hỡnh 22: Sơ đồ xỏc định chiều dài cống
Hn : Cao độ nền đường (m).
Hd : Chiều cao nước dõng trước cống (m). Hc : Cao độ đỉnh cống (m).
Bn : Bề rộng nền đường (m).
+ Trường hợp bảo đảm Hn Hd + 0,62m (chiều dày kết cấu ỏo đường) ta cú: Lc = Bn + 2x = Bn + 2(Hn - Hc).1,5 (m).
+ Trường hợp Hn < Hd + 0,62m thỡ ta phải đào thấp mặt đất tự nhiờn sao cho Hn = Hd + 0,62m, khi đú ta cú:
Lc = Bn + 2x = Bn + 2.(Hd + 0,62 - Hc).1,5 (m).
Sau khi tớnh toỏn cụ thể cho từng cống một, tụi lập thành bảng thống kờ cỏc số liệu: khẩu độ cống, vận tốc nước chảy, chế độ chảy, chiều dài cống như sau:
Bảng thống kờ cống địa hỡnh STT Lý trỡnh F (km2) Q (m3/s) Hd (m) V (m/s) Hn Lc (m) LGC Khẩu độ (m) Chế độ chảy (m) (m) 1 Km0+957,24 0.044 1.19 0.85 1.97 2.32 11.9 4.5 1.5 khụng ỏp 10.4.3.5. Bố trớ cống cấu tạo
Mục đớch của việc bố trớ cống cấu tạo là nhằm dẫn nước từ rónh biờn ra ngoài phạm vi của đường. Nú phụ thuộc vào khả năng thoỏt nước của rónh biờn và thường đặt ở những vị trớ cú thể dễ dàng dẫn nước ra ngoài phạm vi của đường.
10.4.4. Cầu Km4+091.5
Sơ đồ nhịp : 1 nhịp dầm 33,00m
Kết cấu nhịp: Cầu gồm 01 nhịp dầm giản đơn chiều dài L=33m. Mặt cắt ngang cầu gồm 4 dầm BTCT DƯL, tiết diện chữ T, chiều cao dầm là 1.40m. Cỏc dầm đặt cỏch nhau a=2, được liờn kết với nhau bằng dầm ngang và mối nối dầm. Bờ tụng dầm dựng bờ tụng 40Mpa. Bản mặt cầu bằng BTCT 30Mpa đổ tại chỗ, phớa trờn là lớp phũng nước dạng tấm dỏn dày 4mm và lớp mặt cầu bằng bờ tụng nhựa hạt trung dày 7cm.
Kết cấu mố : Dạng tường bằng BTCT 30Mpa. Múng đặt trờn nền cọc khoan nhồi đường kớnh 1.00m, Chiều dài cọc dự kiến mố 1 là 16.00m, mố 2 là 10.00m (Chiều dài cọc đó kể phần ngàm trong bệ múng).
Lan can : Gờ lan can bằng BTCT, tay vịn bằng ống thộp mạ kẽm hai lớp Khe co gión 50mm bằng cao su (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thộp.
10.4.5. Cỏc cụng trỡnh phũng hộ trờn đường
Để đảm bảo độ bền vững cho tuyến đường và an toàn trong quỏ trỡnh khai thỏc lõu dài, nghiờn cứu thiết kế cỏc cụng trỡnh phũng hộ gồm cỏc loại sau:
+ Thiết kế giật cấp với mỗi cấp cao 6m rộng 2m cú độ dốc 6% nghiờng về phớa lũng rónh kết hợp với rónh xõy thoỏt nước ở những đoạn cú mỏi ta luy dương cao để giữ ổn định mỏi ta luy.
+ Gia cố mỏi ta luy (cả õm, dương) bằng đỏ hộc xõy hay bằng cỏc tấm bờ tụng ở cỏc đoạn cú mỏi ta luy tương đối cao.
+ Trồng cỏ bảo vệ mỏi ta luy.