Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu được đính kèm theo file excel tính toán chi tiết. Bảng tính kiểm toán hệ hố đào cho thi công hầm đào hở, bao gồm tính toán ổn định hệ khung chống để xác định được chiều dài của cọc ván thép và tính duyệt cọc ván thép cũng như hệ khung chống. Thuận lợi cho các đơn vị thi công tính toán biện pháp thi công trình tư vấn giám sát
tính toán khung vây cọc ván thép l= 18m, Khung chống - Căn vào vẽ thiết kế kỹ thuật hầm kín H1 - Căn vào vẽ thiết kế thi công hầm kín H1 - Căn vào tiêu chuẩn Việt Nam để tính toán khung vây hầm kín H1 + Tính toán khung chống cọc ván thép theo tiêu chuẩn Việt Nam 22 TCN - 200 - 89 + ứng suất cho phép vật liệu lấy theo tiêu chuẩn việt Nam 22 TCN - 19 - 79 A Tính toán chiều sâu hiệu ngàm vào đất khung vây: Dữ liệu tính toán: a Số liệu cao độ: Cao độ đỉnh lớp E Cao độ đỉnh lớp 2B Cao độ đỉnh lớp 3A Cao độ đỉnh lớp 3B Cao độ mực nước ngầm Cao độ khung chống Cao độ khung chống Cao độ khung chống Cao độ đáy móng Chiều cao từ mặt đất tự nhiên tới mực nước ngầm Chiều cao từ mặt đất tự nhiên tới đáy móng Chiều cao từ khung chống tới đáy móng Chiều cao từ khung chống tới đáy móng Chiều cao từ khung chống tới đáy móng Chiều dày lớp đất E Chiều dày lớp đất 2B Chiều dày lớp đất 3A Chiều dày lớp đất 3B Chiều sâu hiệu ngàm vào đất khung vây Cao độ đỉnh cọc ván thép Cao độ chân cọc ván thép Chiều dài cọc ván thép b Các tính chất lý: Theo khảo sát địa chất lỗ khoan HD1 Chiều dày Dung trọng Lớp đất Góc nội ma sát o hi (m) ướt gw (T/m ) Lớp đất E 2.10 2.1 30 Lớp đất 2B 4.54 1.9 12.83 Lớp đất 3A 3.05 1.74 7.72 Lớp đất 3B 7.81 1.79 9.23 Lớp đất Lớp đất E Lớp đất 2B Lớp đất 3A Lớp đất 3B Ghi chú: Cao độ đỉnh lớp E Cao độ đỉnh lớp 2B Cao độ đỉnh lớp 3A Cao độ đỉnh lớp 3B Cao độ mực nước ngầm Cao độ khung chống Cao độ khung chống Cao độ khung chống Cao độ đáy móng hnn Hm Hk1 Hk2 Hk3 h1 h2 h3 h4 t Cao độ đỉnh cọc ván thép Cao độ chân cọc ván thép L Lực dính C (T/m ) 1.16 0.61 1.21 5.00 2.90 -1.64 -4.69 2.10 5.00 2.50 0.50 -4.92 2.90 9.92 9.92 7.42 5.42 2.10 4.54 3.05 7.81 7.58 5.50 -12.50 18.00 (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) Hệ số độ rỗng e 0.62 Chiều dày hi (m) g'w (T/m3) Ka Kp 2.10 4.54 3.05 7.81 1.1 0.9 0.74 0.79 0.330 0.640 0.760 0.720 3.000 1.570 1.310 1.380 Tỷ trọng đất nước: g' = gw - gn o Hệ số áp lực chủ động đất: Ka = tg (45 - j/2) Hệ số áp lực bị động đất: Kp = tg2(45o+ j/2) Chỉ số giảm áp lực chủ động lớp đất E: 2C(Ka) 1/2 1/2 2C(Ka1) Chỉ số giảm áp lực chủ động lớp đất 2B: 2C(Ka) 1/2 2C(Ka2) Chỉ số giảm áp lực chủ động lớp đất 3A: 2C(Ka) 1/2 2C(Ka3) Chỉ số giảm áp lực chủ động lớp đất 3B: 2C(Ka) 1/2 Chỉ số tăng áp lực bị động lớp đất E: 2C(Kb) 1/2 Chỉ số tăng áp lực bị động lớp đất 2B: 2C(Kb) 1/2 Chỉ số tăng áp lực bị động lớp đất 3A: 2C(Kb)1/2 Chỉ số tăng áp lực bị động lớp đất 3B: 2C(Kb)1/2 c Số liệu tải trọng hệ số tính toán: Tỷ trọng nước: Hệ số vượt tải áp lực đất chủ động Hệ số vượt tải áp lực đất bị động 1/2 1/2 1/2 2C(Ka4) 1/2 0.00 (T/m ) 1.86 (T/m ) 1.06 (T/m ) 2.05 (T/m ) 2C(Kp2) 0.00 (T/m ) 2.91 (T/m ) 2C(Kp3)1/2 2C(Kp4)1/2 1.40 (T/m ) 2.84 (T/m2) 2C(Kp1) 1/2 gn n1 n2 1.0 (T/m ) 1.2 0.8 Tính toán giá trị áp lực ngang: 2.1 Sơ đồ tính toán Bánh xích 760 +5.0 2490 760 1120 +5.5 Lỗ khoan HD1 +5.0 2100 E E1 800 R1 E3 +2.9 a E12 MNN +2.1 +2.5 R2 p12 0.5 O 3740 2A R3 E5 Điểm xoay a E13 -1.64 p13 3A 3050 E10 E7 -4.69 -4.92 E2 E4 p10 E6 E8 7810 3B E9 E11 -7.0 -12.5 p9 p8 p6 p4 p2 p11 2.2 Giá trị áp lực a Trị số áp lực đơn vị: - Do áp lực đất chủ động: p1 = g1 h1.Ka1 - 2C(Ka1) 1/2 1.46 (T/m ) 1.46 (T/m ) p1 p2 = p1 p2 p3 = g2 (hnn-h1).Ka2 - 2C(Ka2)1/2 p3 p4 = p3 -0.88 (T/m ) -0.88 (T/m ) p4 p5 = g2' (h1+h2-hnn).Ka2-2C(Ka2) p6 = p5 1/2 0.30 (T/m ) 0.30 (T/m ) p5 p6 1/2 p7 p8 = p7 p9 = g4' h4.Ka4-2C(Ka4)1/2 p8 p9 0.65 (T/m ) 0.65 (T/m ) (T/m ) 2.39 - Do áp lực nước chủ động: p10 = gn.(Hm-hnn) p11 7.02 (T/m ) - Do áp lực đất bị động: p11 = g4' t.Kp4+2C(Kp4)1/2 p11 11.11 (T/m ) p7 = g3' h3.Ka3-2C(Ka3) - Do ti trọng thi công + Dữ liệu máy xúc Chiều rộng bánh xích Chiều dài bánh xích Khoảng cách tâm hai dảI bánh xích Khoảng cách từ mép cọc ván thép đến điểm bánh xích gần Tổng trọng lượng + Dữ liệu cao độ Tỷ trọng đất Góc nội ma sát Góc truyền tảI trọng o Hệ số áp lực chủ động đất: Ka = tg (45 - j/2) - Tính toán giá trị áp lực ngang ha1 = d1/tg(q) b L c d1 Q 0.76 5.00 3.25 1.12 50.00 (m) (m) (m) (m) (T) gđ j q Ka 1.9 12.83 38.59 0.64 (T/m3) (Độ) (Độ) ha1 1.40 (m) ha2 = (d1+b)/tg(q) Chiều dài tác dụng bánh xích lên vòng vây CVT : a= ha2-ha1 Tải trọng rải : q= Q/(2.L.b) áp lực phân bố p12 =p13 = q.Ka b Trị số áp lực ngang tính toán: - Do áp lực đất chủ động: E1 =0.5*p1*h1 E2 = p2*(Hm+t-h1) E3 = 0.5*p3*(hnn-h1) E4 = p4*(Hm+t-hnn) E5 = 0.5*p5*(h1+h2-hnn) E6 = p6*(h3+h4) E7 =0.5*p7*h3 E8 = p8*h4 E9 = 0.5*p9*h4 ha2 a q p12 = p3 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 2.36 0.95 6.58 4.21 1.53 22.41 -0.35 -12.89 0.56 3.24 0.99 5.09 9.33 (m) (m) (T/m2) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) - Do áp lực nước chủ động: E10 = 0.5*p11*(Hm-hnn) E10 24.64 (T/m ) - Do áp lực đất bị động: E11 = 0.5*p10*t E11 42.09 (T/m) - Do tải trọng thi công: E12 = E13 =p12*a E12 = E13 4.01 (T/m) c Tính toán khoảng cách từ điểm đặt lực Ei đến điểm quay O : - Do áp lực đất chủ động: e1 =Hm-hk3-2/3*h1 e2 = h1+0.5*(h2+h3+h4)-(Hm-hk3) e3 = Hm-hk3-2/3*(hnn-h1)-h1 e4 = hnn+0.5*(Hm+t-hnn)-(Hm-hk3) e5 = (Hm-hk3)-hnn+2/3*(h2-hnn) e6 =h1+h2+0.5*(h3+h4)-(Hm-hk3) e7 = 2/3*h3+h1+h2-(Hm-hk3) e8 = h1+h2+h3+0.5*h4-(Hm-hk3) e9 = h1+h2+h3+2/3*h4-(Hm-hk3) e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 - Do áp lực nước chủ động: e10 = hnn+2/3*(Hm-hnn)-(Hm-Hk3) e10 3.08 m - Do áp lực đất bị động: e11 = 2/3*t+hk3 e11 10.47 m e12 e13 2.62 m 1.45 m - Do tảI trọng thi công: 3.10 5.30 1.87 5.70 0.89 7.57 4.17 9.10 10.40 m m m m m m m m m 2.3 Kiểm tra ổn định cọc ván thép: - Chiều sâu ngàm cọc ván tối thiểu xác định từ điều kiện ổn định chống lật: Ma + MB = m [Mn + (2M' a + M' B)] ( -8) iu 4.50 - 22TCN 200-89 + Trong : Ma MB - Lần lượt mômen áp lực đất chủ động áp lực thủy tĩnh tác dụng lên thành cọc ván phía trục quay nó, trục M'a M'B - Lần lượt mômen áp lực đất chủ động áp lực thủy tĩnh tác dụng lên thành cọc ván phía trục quay nó, trục Mn - Mômen áp lực đất bị động tác dụng lên thành cọc ván (phản lực trực tiếp) trục quay m - Hệ số điều kiện làm việc, lấy theo điều 4-51 công thức (4-8) : 2M'a + M'B Wx.R Nếu không thoả mãn bất đẳng thức phải sử dụng công thức sau để xác định chiều sâu đóng cọc ván tối thiểu : Ma + MB = m (Mn + Wx.R) + Trong : Wx - Mômen kháng uốn tiết diện ngang thành cọc ván (điều 4-40) R - Cường độ tính toán vật liệu làm cọc ván - Lấy mômen với điểm O ta có Ma = n1*(E2*e2+E4*e4+E5*e5+E6*e6+E7*e7+E8*e8+E9*e9 +E13*e13) Ma 268.26 T Mb = n1*E10*e10 Mb 91.07 T Mn = n2*E11*e11 Mn 352.69 T Ma' = n1*(E1*e1+ E3*e3 + E12*e12) Ma' 17.50 T Mb' = Mb' 0.00 T Mcọc = Wx*R Mcọc 43.13 T m 0.95 T 2Ma'+ Mb' < Mcọc => Tổng mô men chống lật điểm 0: Tổng mô men lật điểm 0: VP VT Kết luận: VP > VT => ok SMg =m*(Mn+2Ma') SMl = Ma+Mb 387.7 T 359.3 T B Tính toán khả chịu lực cọc ván thép Lavssen IV: Đặc trưng mặt cắt vật liệu: Mô men quán tính cho 1m chiều rộng cọc ván thép: Mô men kháng uốn cho 1m chiều rộng cọc ván thép: Wx Diện tích cho 1m chiều rộng cọc ván thép: Hệ số điều kiện làm việc Cường độ kháng uốn cọc ván thép: 38600 (cm ) 2270 (cm ) Jx F m Ru 96.9 (cm ) 0.8 1900 (Kg/cm ) Tính toán: - Cọc ván thép tính theo sơ đồ dầm kê gối: gối vị trí tầng khung chống gối lại nằm cách đỉnh bê tông bịt đáy khoảng 0.5m Bánh xích 760 2490 760 1120 +5.5 +5.0 2500 R1 +2.5 R2 2000 p12 +0.5 p13 4220 R3 500 -3.22 p10 p7 p6 Bê tông bịt đáy p4 p2 -4.92 - Do áp lực đất chủ động: p1 = g1 h1.Ka1 - 2C(Ka1) 1/2 p1 1.46 (T/m) p2 = p1 p2 1.46 (T/m) p3 = g2 (hnn-h1).Ka2 - 2C(Ka2)1/2 p3 -0.88 (T/m) p4 -0.88 (T/m) p5 0.30 (T/m) p6 = p5 p7 = g3' (Hm-1.2-h1-h2).Ka3-2C(Ka3)1/2 p6 p7 0.30 (T/m) 0.11 (T/m) - Do áp lực nước chủ động: p10 = gn.(Hm-1.2-hnn) p10 5.82 (T/m) - Do tải trọng thi công: p12 = P13 p12 =p13 4.21 (T/m) p4 = p3 p5 = g2' (h1+h2-hnn).Ka2-2C(Ka2) 1/2 ( Hệ số vượt tảI n= 1.2) Kiểm toán cọc ván thép - Mô hình hóa sơ đồ cọc ván thép chương trình Misdas 2006 Biểu đồ Mômen + Mômen lớn : + Lực cắt lớn : + Phản lực lên khung : Phản lực lên khung chống Mmax = Qmax = R1 = R2 = R3 = 11.1 19.4 6.2 28.5 T.m T T T T < 1520 Biểu đồ lực cắt - Công thức kiểm toán cường độ i = M max m*R0 W = 488.99 Kg/cm2 Kết luận: Cọc ván thép đạt yêu cầu cường độ C Tính toán khả chịu lực khung chống H350x350 Đặc điểm kỹ thuật thép H350 Chiều dày cánh: Chiều dày bụng: Mô men quán tính theo trục X Mô men kháng uốn mặt cắt Diện tích mặt cắt ngang Cường độ chịu uốn thép Kiểm toán hệ khung chống thứ 2.1 Mặt khung chống thứ Kg/cm2 d t Jx Wx 1.9 (cm) 1.2 (cm) 40300 (cm ) 2303 (cm ) F Ru 173.9 (cm ) 1900 (Kg/cm2) Steel sheet pile LarsenIV, L=12m Steel sheet pile LarsenIV, L=18m Steel sheet pile LarsenIV, L=18m Steel sheet pile LarsenIV, L=12m 2.2 Tính toán Phản lực lớn tác dụng lên tầng khung chống R1 = 2.3 Kiểm toán khung chống - Mô hình hóa khung chống chương trình Misdas 2006 Biểu đồ mômen T/m Biểu đồ lực cắt Biểu đồ lực dọc Kết tính toán M (T.m) 12.8 Thanh K1, L= 21m Thanh K2, L= 2.663m - Kiểm toán cường độ s= M max N max R0 Wx F = 646.69 Kg/cm < Ro - Kiểm toán độ ổn định d= = N max Ro .F 115.68 Kg/cm < Ro N (T) 15.8 19.6 Hệ số j xác định J F r = 15.22 (cm) = lo = = lo r 266.3 (cm) 17.49 = => j = 0.97 2.4 Kết luận: s < Ro => ok d < Ro => ok Kiểm toán hệ khung chống thứ 3.1 Mặt khung chống thứ Steel sheet pile LarsenIV, L=12m K4- H350x350 L=6455 Chi tiết D Detail D K5- H350x350 L=6630 Steel sheet pile LarsenIV, L=18m Steel sheet pile LarsenIV, L=18m K2- 2H350x350 L=2663 mm L=6455 K4- H350x350 Steel sheet pile LarsenIV, L=12m 3.2 Tính toán Phản lực lớn tác dụng lên tầng khung chống R2 = 3.3 Kiểm toán khung chống - Mô hình hóa khung chống chương trình Misdas 2006 6.2 T/m Biểu đồ mômen Biểu đồ lực cắt Biểu đồ lực dọc Kết tính toán M (T.m) 30.1 Thanh K1, L= 22.08m Thanh K2, L= 6.65m N (T) 4.5 44.2 - Kiểm toán cường độ s= M max N max R0 Wx F = 1332.95 Kg/cm < Ro - Kiểm toán độ ổn định d= N max Ro .F = Hệ số j xác định 285.26 Kg/cm < Ro J F r = 15.22 (cm) = lo = = lo r 665 (cm) 43.68 = => j = 0.89 3.4 Kết luận: s < Ro => ok d < Ro => ok Kiểm toán hệ khung chống thứ 4.1 Mặt khung chống thứ Steel sheet pile LarsenIV, L=12m K4- H350x350 L=6455 Chi tiết D Detail D K5- H350x350 L=6630 Steel sheet pile LarsenIV, L=18m Steel sheet pile LarsenIV, L=18m K2- 2H350x350 L=2663 mm L=6455 K4- H350x350 Steel sheet pile LarsenIV, L=12m 4.2 Tính toán Phản lực lớn tác dụng lên tầng khung chống R3 = 4.3 Kiểm toán khung chống - Mô hình hóa khung chống chương trình Misdas 2006 Biểu đồ mômen 28.5 T/m Biểu đồ lực cắt Biểu đồ lực dọc Kết tính toán M (T.m) 36 Thanh K1, L= 22.08m Thanh K2, L= 6.65m N (T) 45.9 217.3 - Kiểm toán cường độ s= M max N max R0 Wx F 1827.22 Kg/cm2 < Ro = - Kiểm toán độ ổn định d= N max Ro .F = Hệ số j xác định 1402.40 Kg/cm < Ro r = J F = 15.22 (cm) J F r = = lo = = lo r 665 (cm) 43.68 = => j = 0.89 4.4 Kết luận: s < Ro => ok d < Ro => ok