GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU Mã đề : B1h362B Loại tường cừ bản có neo, yêu cầu tính bản neo Số liệu hình học và cơ học của sơ đồ tính : Góc ma sát đất-lưng tường Phụ tải bề mặt q (kN/m 2 ) Góc nghiêng mặt đất với phương nằm ngang Độ sâu đặt thanh neo y 1 (m) Vật liệu của tường cừ bản Độ sâu mức nước ngầm z 1 (m) 0 10 Mặt đất nằm ngang 1.5 Thép 1.5 Địa chất có xuất hiện dòng thấm Số liệu đòa chất của đất sau tường và chiều sâu chắn đất : Mã số của số liệu (kPa) (kN/m 3 ) (kN/m 3 ) (kPa) (kN/m 3 ) H (m) 0 30 17 20 0 30 21 10 a) Lựa chọn các kích thước khả thi cho sơ đồ tính: GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 2 b) Xác lập sơ đồ tính. -Tường cừ bản dùng để chắn bờ đất thẳng hay dốc. - Tường cừ bản trong bài này có thể là vách hố móng cho nhà cao tầng, nhà này có khoảng 2 tầng hầm và có diện tích mặt bằng rộng để thi công neo.Theo ý kiến của em thì nên dùng cọc BARET thi công thành vách tầng hầm luôn, vì với hiện trạng thành phố quy hoạch hiện nay không có mặt bằng rộng tận dụng mặt bằng thi công cao ốc văn phòng và trung tâm thương mại, nên ta không thể dùng neo sang đất của công trình khác được, vậy ta nên dùng cọc BARET, dùng hệ thống chống có quy mô lớn như dùng thép chữ I300*400 để chống làm 2 hàng chống móc đất tới đâu thì chống tới đó dùng kích thủy lực có sức đẩy lớn đặt giữa cây chống. - Tường do đề bài giao không neo nhưng do chiều cao cắm cừ lớn (H=10m) nên ta vẫn tính có neo, giả sử đặt thanh neo cách mặt đất 1.5 m ,đất bên trên không có tải tác GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 3 dụng có thể dùng làm hệ thống thủy lợi đào một con kênh mới chẳng hạn hoặc hệ thống đường hầm cho một thành phố mới đang trong giai đoạn thi công cơ sở hạ tầng. Tính toán thiết kế tường cừ bản trong bài tập này, ta sẽ sử dụng phương pháp tính theo giả thiết tường dịch chuyển tự do vì ta có ( 0; 0   ) lưng tường trơn phẳng, dùng công thức của Rankine với sơ đồ tính như sau: BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG TL 1:100 BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG TL 1:100 c) Vẽ biểu đồ áp lực ngang. Hệ số áp lực ngang chủ động lớp 1 (đất cát chiều cao z 1 =y 1 =1.5 m) 0 1 0 1 1 sin 1 sin30 0.33 1 sin 1 sin30 a K         Hệ số áp lực ngang bị động lớp 1 0 1 0 1 1 sin 1 sin30 3.00 1 sin 1 sin30 p K         GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 4 Hệ số áp lực ngang chủ động lớp 2 (đất cát chiều cao a=8.5 m) 0 2 0 2 1 sin 1 sin30 0.33 1 sin 1 sin30 a K         Hệ số áp lực ngang bị động lớp 2 0 2 0 2 1 sin 1 sin30 3 1 sin 1 sin30 p K         Hệ số áp lực ngang chủ động lớp 3 (đất cát chiều cao f m) 0 3 0 3 1 sin 1 sin30 0.33 1 sin 1 sin30 a K         Hệ số áp lực ngang bị động lớp 3 0 3 0 3 1 sin 1 sin30 3 1 sin 1 sin30 p K         Trình tự tính toán như sau: B1 : + giả thiết giá trị f + tính toán chênh lệch cột áp ∆H =H-z 1 + chiều dài dòng thấm ∆L=∆H+2f +tính giá trị i=∆H/∆L +tính j=i x γ w + tính γ↓=γ dn +j ; tính γ↑=γ dn –j tương ứng với từng lớp B2: tính và vẽ biểu đồ ALCĐ và ALBĐ B3: tính toán / / BD neo CD neo M HSAT M    tương ứng với giá trị f giả thiết ở B1 B4: lặp lại trình tự tính toán từ B1 để có mối quan hệ giữa f-HSAT (*)Giả thiết chiều sâu chôn cừ là f=10(m) Áp dụng lý thuyến áp lực ngang của nước: 2 2 2*8.5*10 *10 59.65 / 2 2*10 8.5 Cn af U KN m fa      Lực thấm khối j tác dụng lên dung trọng: GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 5 3 1 10 1.5 10 10 2.983 / 2 2 10 8.5 n Hz H j KN m L f H                Sau lưng tường dòng thấm hướng xuống (lớp 2): '' 21 j      = (20 - 10) +2.983 = 12.983 3 /KN m Sau lưng tường dòng thấm hướng xuống (lớp 3): '' 32 j      = (21 - 10) +2.983 = 13.983 3 /KN m Trước tường dòng thấm hướng lên: '' 32 j      = (21 - 10) -2.983 = 8.017 3 /KN m BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG TL 1:100 Ta lập bảng tính các phần tử của tường dưới dạng tổng quát như sau: GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 6 Sử dụng excel ta có kết quả như sau ứng với giả thiết f=10 m stt lực phân bố KN/m2 lực /1m tới tường (KN)/m tới cánh tay đòn tại đ neo O (m) Moment M /O 1 8.5 6.375 0.5 3.1875 2 8.5 72.25 4.25 307.0625 3 36.784 156.33 5.6667 885.8723 4 45.284 452.836 13.5 6113.2895 5 3.3333 5 0.75 3.75 6 3.3333 28.3333 4.25 120.4167 7 3.3333 33.3333 13.5 450 8 59.649 253.509 5.6667 1436.5497 9 59.649 298.246 11.833 3529.2398 10 193.92 969.591 15.167 14705.458 Tổng moment chủ động M xô : STT Các giá trị p i Lực /1 mét tới tường (KN/1m tới) Cánh tay đòn tại điểm neo O (m) Giá trị M (KNm) Ký hiệu Giá trị (KN/m 2 ) 1 2 3 4 5 6 1 p 1 = z 1. γ 1. K a1 11 1 2 zp 1 1 3 z 11 1 2 zp x 1 1 3 z 2 p 2 = z 1. γ 1. K a1 2 ap 1 2 a 2 ap x 1 2 a 3 p 3 = a.γ’↓ 2 . K a1 3 1 2 ap 2 3 a 3 1 2 ap 2 3 a 4 p 4 =p 2 +p 3 = (a.γ’↓ 2 +z 1. γ 1 ).K a1 4 fp 1 2 fa 4 fp x( 1 2 fa ) 5 p 5 = K a1 .q 15 zp 1 1 2 z 15 zp x 1 1 2 z 6 p 6 = K a2 .q 6 ap 1 2 a 6 ap x 1 2 a 7 p 7 = K a3 .q 7 fp 1 2 fa 7 fp x( 1 2 fa ) 8 p 8 =u c 2 2 w ab ba   8 1 2 ap 2 3 a 8 1 2 ap x 2 3 a 9 p 9 = u c 2 2 w ab ba   9 1 2 fp 1 3 fa 9 1 2 fp x( 1 3 fa ) 10 p 10 = f.(γ’↑ 3 . K p3 - γ’↓ 3 . K a3 ) 10 1 2 fp 2 3 fa 10 1 2 fp x( 2 3 fa ) GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 7 ∑M/o CĐ = M 2 + M 3 + M 4 + M 6 + M 7 + M 8 +M 9 =307.0625+885.8723+6113.2895+120.4167+450+1436.5497+3529.2398 =12842.4305 KNm Tổng moment bị động M giữ : ∑M/o BĐ = M 1 + M 5 + M 10 =3.1875+3.75+14705.458= 14712.3956 KNm Hệ số an toàn ô ra 14712.3956 1.1456 12842.4305 giu x M SF M    Ta tiến hành trình tự lặp này với những giá trị f khác nhau kết quả ta được bảng và đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa f-HSAT như sau: d) Biểu đồ quan hệ giữa f và FS: f (m) HSAT 8 0.7747 9 0.955 9.25 1.0018 10 1.1456 12 1.5519 14 1.9848 16 2.4384 18 2.9084 Dựa vào biểu đồ quan hệ giữa f và FS ta có: GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 8 Với hệ số an toàn : SF =2 (dư cân bằng giới hạn) thì ứng với giá trị chiều sâu cắm cừ bản cần đóng vào đất là f= 14 m. Với hệ số an toàn : SF=1 (cân bằng giới hạn) thì ứng với giá trị chiều sâu cắm cừ bản cần đóng vào đất là f= 9.25 m Trong thực tế chiều sâu phần cọc đóng vào đất thường được gia tăng 20%  40% nên: f thực tế = 1.2xf = 1.2 x 9.25 = 11.1 m Vậy chiều sâu cắm cù bản thiết kế là: f tt =11.1m e)Tính lực cây chống và neo với f = 9.25(m) Áp dụng lý thuyết áp lực ngang của nước: 2 2*8.5*9.25 10 58.241 / 2 2*9.25 8.5 Cn af U x KN m fa      Lực thấm khối j tác dụng lên dung trọng: 3 8.5 10 3.148 / 2 9.25 8.5 n H j x KN m Lx       Sau lưng tường dòng thấm hướng xuống (lớp 2): '' 21 j      = (20 - 10) +3.148 = 13.148 3 /KN m Sau lưng tường dòng thấm hướng xuống (lớp 3): '' 32 j      = (21 - 10) +3.148 = 14.148 3 /KN m Trước tường dòng thấm hướng lên: '' 32 j      = (21 - 10) -3.148 = 7.852 3 /KN m GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 9 Biểu đồ áp lực ngang Ta có bảng giá trị lực cho các phần tử của tường như sau: stt lực phân bố p i KN/m2 lực /1m tới tường P i (KN)/m tới cánh tay đòn tại đ neo O (m) Moment M /O 1 8.5 6.375 0.5 3.1875 2 8.5 72.25 4.25 307.0625 3 37.25309 158.326 5.6667 897.1785 4 45.75309 423.216 13.125 5554.711 5 3.333333 5 0.75 3.75 6 3.333333 28.3333 4.25 120.4167 7 3.333333 30.8333 13.125 404.6875 8 58.24074 247.523 5.6667 1402.631 9 58.24074 269.363 11.583 3120.126 10 174.2654 805.978 14.667 11821.01 Tổng moment chủ động M xô : ∑M/o CĐ = M 2 + M 3 + M 4 + M 6 + M 7 + M 8 +M 9 =11806.8134KNm Tổng moment bị động M giữ : GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 10 ∑M/o BĐ = M 1 + M 5 + M 10 =11827.9426KNm Ta có tổng nội lực theo phương ngang là: Tổng lực chủ động :P a =P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 + P 6 + P 7 + P 8 + P 9 =1241.22 KN/ mét tới tường Tổng lực bị động :P p = P 10 =805.978 KN/ mét tới tường T neo = P a - P p =1241.22-805.978=435.24 KN Ta có khoảng cách neo là s =3 m 4.1 Tính toán thanh thép neo : Thanh neo bằng thép tròn có R a = 270000 kN/m 2 Tiết diện thanh neo yêu cầu : 3 2 2 _ * *1.25 435.24 3 1.25 6.045 10 6045 270000 neo neo yc a Ts F m mm R        _ 4 87.73 neo yc S D mm  Chọn D = 90 mm nếu bố trí 1 cây Hay có thể chọn 2 5 40 6283.2mm   Tính tốn bản neo: [...]... 171.675 19.075 1.2 m 2.1 m 152.6 KN / m tới tường 1.051828 T neo= KN / m tới 435.2423 tường Giả thiết B=2m Ta có bảng tính sau BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 11 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM 1 2 3 4 Giả thiết B neo= H neo= T bản= T neo= HSAT= SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 ALBĐ ALCĐ lực phân bố lực tập trung KN/ lực phân bố lực tập trung KN/ KN/m2 m tới tường KN/m2 m tới tường 76.5 57.375 8.5 6.375 30 15 3.33333333... 2 neo như nhau Tneo1= Tneo2 2Tneo = Pa - Pp=1241.2 2-8 05.978=435.24 KN Tneo =217.62 KN Tính toán thanh thép neo cho Tneo1và Tneo2 : Thanh neo bằng thép tròn có Ra = 270000 kN/m2 Tiết diện thanh neo yêu cầu : T * s *1.25 217.62  3 1.25 Fneo _ yc  neo   3.023 103 m2  3023mm2 Ra 270000 Dneo _ yc  4S  62mm  Chọn D = 65 mm nếu bố trí 1 cây Hay có thể chọn 4 32  3217mm2 Tính tốn bản neo ở Tneo1... Sử dụng moment lớn nhất : Mmax = 1616 KN.m Ta có thể chọn cường độ cho thép : σa   Ra  2700 daN / cm2  27 KN/cm2   Sức kháng uốn của tiết diện tường cừ bản : M max 1616  102   5985cm3 27    a Chọn cừ larssen 430 có W=6450 cm3 /m W j) Nhận xét: Tường cừ Larsen dễ thi cơng và kinh tế hơn so với cọc bêtơng cốt thép - Đánh giá thiết kế tường cừ bản: BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 24 GVHD:... tiết diện tường cừ bản : W M max 2035 102   7537cm3 27    a Nhận xét:  số liệu bài tập có 1 số chỗ là mặc định như khoảng cách neo s=3 m nên khiến cho việc tính tốn neo ra tiết diện lớn  Do chiều cao tường và chơn tường tương đối lớn nên giá trị Mmax lớn nên em đề xuất ta neo thêm 1 thanh neo cách vị trí neo ban đầu là 2m theo phương từ trên xuống nhằm chia bớt lực kéo trong thanh neo ,giảm... giữa các cốt đai s = 200 mm BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 21 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 Xét đoạn OC Ta có giá trị M max khi đã bố trí thêm neo như sau BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 22 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 z z x 2 p x x x x uc x x 1 x p1  z1  ( x  1 )  p1 x   p5  z1  ( x  1 )  p6   3      Tneo  (2 x  2) 2 3 2 2 2... neo ở Tneo1 : Giả thiết B=2m Ta có bảng tính sau 1 2 lực phân bố KN/m2 76.50000001 30 ALBĐ lực tập trung KN/ m tới tường 57.37500001 15 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT lực phân bố KN/m2 8.5 3.33333333 ALCĐ lực tập trung KN/ m tới tường 6.374999999 1.666666666 Trang: 20 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM 3 4 76.50000001 30 76.50000001 75.00000001 223.875 Giả thiết B neo= H neo= T bản= T neo= HSAT= 2 2.5 199 217.6211418... ∑Pa Trong đó :  H=y1 +B/2  Với γ1 =17 Kpa ; γ’ =2 0-1 0=10 Kpa  B ,H chưa biết tự giả thiết Sau đó tính Tbản neo =∑Pp - Pa Tính HSAT=( Tbản neo x s)/ Tneo ≥1.25 là ok Giả thiết B=1.2m Ta có bảng tính sau: 1 2 3 4 Giả thiết B neo= H neo= T bản= HSAT= ALBĐ ALCĐ lực phân bố lực tập trung KN/ lực phân bố lực tập trung KN/ m KN/m2 m tới tường KN/m2 tới tường 76.5 57.375 8.5 6.375 18 5.4 2 0.6 76.5 45.9... 435.24228 1.3716498 m m KN / m tới tường KN / m tới tường ok Phải neo vào đất cố định vì vậy: Chiều dài thanh neo L > ( H + f)tg(45o +30o/2) = (10 + 9.25)*tg60o = 33.342m Chọn chiều dài thanh neo L = 34m f) Vẽ biểu đồ Moment và biểu đồ lực cắt Biểu đồ tổng hợp lực tác dụng lên tường cừ bản như hình vẽ: BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 12 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 Dựa vào biểu đồ... được tính theo cơng thức:   L Ta có: hệ số giãn dài của đất   0.05% BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 18 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 Chiều dài thanh neo Lneo= 34m Vậy ta có    L  0.05%  34  0.017 m  1.7cm Độ biến dạng ngang tương đối nhỏ, kết cấu ổn định: i) Tính tốn chọn cừ larsen Sử dụng moment lớn nhất : Mmax = 2035 KN.m Ta có thể chọn cường độ cho thép : σa... 9.25  2 111 55.5 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 17 GVHD: TS DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 Với x = 0  M CD  -2 019 KN.m 0 CD Với x=1  M1  -1 888 KN.m CD Với x =3  M3  -1 402.54 KN.m CD Với x =5  M5  -7 89.32 KN.m Với x =7  M CD  -2 49.4 KN.m 7 CD Với x =9  M 9  16.24 KN.m CD Với x =9.25  M 9.25  20.14 KN.m Vẽ biểu đồ moment: h )Tính tốn chuyển vị của tường cừ bản : Chuyển vị . SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 2 b) Xác lập sơ đồ tính. -Tường cừ bản dùng để chắn bờ đất thẳng hay dốc. - Tường cừ bản trong bài này có thể là vách hố. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trang: 1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU Mã đề : B1h362B Loại tường cừ bản có neo, yêu cầu tính bản neo Số liệu hình học và cơ học. cắm cừ lớn (H=10m) nên ta vẫn tính có neo, giả sử đặt thanh neo cách mặt đất 1.5 m ,đất bên trên không có tải tác GVHD: TS. DƯƠNG HỒNG THẨM SVTH: BÙI CAO MINH-1051022197 BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN