Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế tường cọc bản là giả định chiều dài tường cọc bản trước, sau đó tính toán kiểm tra ổn định và biến dạng, chứ chưa tính toán trực tiếp chiều dài tường cọc bản. Nhằm giúp các bạn hiểu hơn về vấn đề này, mời các bạn cùng tham khảo bài viết Phát triển tương quan mới tính toán chiều dài tường cọc bản bảo vệ đường vào cầu hay khu dân cư ở thành phố Hồ Chí Minh và đồng bằng sông Cửu Long. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
PHÁT TRIỂN TƯƠNG QUAN MỚI TÍNH TỐN CHIỀU DÀI TƯỜNG CỌC BẢN BẢO VỆ ĐƯỜNG VÀO CẦU HAY KHU DÂN CƯ Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TS Văn Hữu Huệ Sở Kế hoạch Đầu tư Vĩnh Long Tóm tắt: Việc xây dựng hạ tầng sở để khơi dậy tiềm phát triển kinh tế cho vựa lúa lớn nước riết thực ĐBSCL Cầu Mỹ Thuận, Cầu Cần Thơ, Cầu Vàm Cống, Quốc lộ 1A v.v… Từ trước tới nay, thiết kế tường cọc (TCB.) giả định chiều dài TCB trước, sau tính tốn kiểm tra ổn định biến dạng, chưa tính tốn trực tiếp chiều dài TCB Việc nghiên cứu xây dựng tương quan tính tốn trực tiếp chiều dài TCB phục vụ thiết kế kè bảo vệ sạt lở đường vào cầu, khu dân cư khẩn thiết cho TP Hồ Chí Minh nói chung vùng ngập lũ ĐBSCL nói riêng 60 2.TÍNH TỐN ÁP LỰC ĐẤT 2.1.Sơ đồ tốn q Đất đắ p d A a Mặt đất tự nhiên (mặt so sán h) R (lự c neo) b x 1.1 Mục đích tốn giả thuyết ban đầu: - Tìm mối tương quan chiều dài TCB điều kiện nước có neo quan hệ với độ sâu neo, độ sâu mực nước ngầm (MNN.), chiều cao bảo vệ… nhằm giải vấn đề sạt lở, bảo vệ khu dân cư, đường vào cầu giao thông điều kiện đất yếu lũ lụt TP.Hồ Chí Minh ĐBSCL.; - Giả thuyết đất đồng đẳng hướng; mặt so sánh mặt đất tự nhiên; - Tính tốn áp lực đất tương ứng hai trạng thái biến dạng Hệ số an toàn Fs đưa vào hệ số áp lực đất bị động Cân áp lực nước thủy tĩnh bên bên ngồi TCB.; - Tính tốn cho lớp đất, trường hợp nhiều lớp chọn lớp đất yếu để tính tốn; - Trọng tâm hình thang áp lực đất trung bình cộng trọng tâm hình chữ nhật trọng tâm hình tam giác tách từ hình thang; - Cọc khơng biến dạng, áp lực đất có dạng hình thang trị áp lực chủ động bị động sử dụng tính tốn bỏ qua suy giảm chúng có biến dạng TCB 1.2 Điều kiện biên: - Chiều dài TCB: y > H, m ; - Chiều cao bảo vệ: < x < y/2, m; - Chiều cao đất đắp : d < 2, m; - Độ sâu MNN : x b y, m ; - Độ sâu neo: a b, m B C MNN y MỤC ĐÍCH BÀI TỐN, CÁC GIẢ THUYẾT BAN ĐẦU VÀ ĐIỀU KIỆN BIÊN [7] D Hình : Cắt ngang TCB - x, y(ẩn số), H: chiều cao bảo vệ, chiều dài TCB độ sâu cung trượt, m; - a, b, d: độ sâu neo, MNN chiều cao đất đắp, m; - C : lực dính đất, kN / m ; - : góc nội ma sát đất, độ ; - : dung trọng tự nhiên đất, kN / m3 ; - dd : dung trọng tự nhiên đất đắp, kN / m3 ; - q: tải trọng ngoài, kN / m XÂY DỰNG MỚI TƯƠNG QUAN GIỮA CHIỀU DÀI TCB VỚI CÁC THAM SỐ LIÊN QUAN [7] 3.1.Sơ đồ áp lực đất q A a Mặt đất tự nhiên (mặt so sán h) Đất đắp d R (lực neo) b 2.3.Xác định cường độ áp lực đất chủ động bị động tác dụng lên TCB [6] Áp lực đất chủ động phân bố đoạn AC: V13 V11 b K P b bV10 x 2.2 Hệ số áp lực đất chủ động bị động [8] Hệ số áp lực đất chủ động: K a tg 450 ; 2 Hệ số áp lực đất bị động: K P tg 450 Fs 2 AC p aAC K a .z ( dd d q)K a 2.C K a Ea B BC Ep MNN C y Tại A: p aAC, A Z dd d q K a 2.C K a H Tại C: CD CD Ep Ea paAC, Cz b dd d q K a 2.C K a K a .b D Áp lực chủ động tập trung đoạn AC: b K a .b 2 dd d q K a 4.C K a (1) Tương tự ta tính áp lực chủ động, bị động tập trung cho đoạn khác sau: E BC b.V4 V5 x V3 x (2); p E CD V6 y V9 y V8 b (3); a E CD p V11.y V12 2K p .x y 2K p .b.x V13 Trong : V2 4C.K p ; V3 .K p ; (4) Hình 2: Cắt ngang TCB sơ đồ áp lực đất Các thông số a, b, d, x, y ghi hình 3.2 Cơ sở xây dựng mối tương quan: Tổng lực theo phương ngang phải triệt tiêu, tổng mô men quanh điểm H phải triệt tiêu 3.3.Tính tốn lực neo : Tổng mô men quanh điểm H phải triệt tiêu, tức BC M H R.d E AC a d1 E p d 3.3.1.Tính cánh tay đòn lực điểm H d E aAC M ặt đất tự nhiên (M ặt so saùn h) A a V4 V2 V3 b ; R (lực neo ) x V5 V3 b V4 ; AC V6 K a ( bh 10) ; V11 10K p ; V12 .b.K P V10 2b.V11 ; C BC M NN d1 Ep d2 AC Ep d3 V9 V8 b.V6 ; B y V8 2V7 V6 b ; b Ea CD Ep H CD Ea D 61 Hình : Sơ đồ đặt lực cánh tay đòn điểm H - Vị trí điểm H cách chân TCB.(điểm D) 5 đoạn CD tức HD = CD ; 12 12 - Điểm H vị trí đặt lực E CD E CD p ; a V2 4.C K p ; - Lấy mô men quanh H để triệt tiêu mô CD men E CD gây a E p V7 qa K a 2C K a ; Gọi d1, d2, d3 cánh tay đòn E E BC p AC a , R điểm H Ta có: (5) d AC CD 7 y 2b 12 12 12 d b a CD 5b 12a y (6) 12 12 d BC CD 7 y 5x 2b (7) 12 12 12 3.3.2 Tính lực neo R Để TCB cân tổng mô men quanh điểm H phải triệt tiêu BC (8) M H Rd E AC a d1 E p d Thế (1), (2), (5), (6), (7) vào (8) qua tính tốn ta có : y 2b AC y 5x 2b BC R= Ea Ep (9) V14 y V14 y Với V14 5b 12a 3.4 Xây dựng tương quan x y Để TCB cân tổng lực theo phương ngang phải triệt tiêu CD AC CD (10) X E BC p Ep R Ea Ea Thế (1), (2) ,(3) ,(4) ,(9) vào (10) biến đổi rút gọn ta tìm phương trình: V16 y3 V23 y V24 y 5V3x (11) V22 x V20 x V21 Trong đó: V1 E aAC ; V3 .K p ; V4 V2 V3 b ; V5 V3 b V4 ; V6 K a ( bh 10) ; qa .b d. dd q ; V8 2V7 V6 b ; V9 V8 bV6 ; V10 4C K p ; V11 10K p ; V12 bK P V10 2bV11 ; V13 V11 b K P b bV10 ; V14 5b 12a ; V15 V14 2b ; V16 V11 V6 ; V17 V14 V11 V14 V6 V9 V12 ; V18 7V13 V14 V9 V8b V14 V12 ; V19 2V14 K p 14K p b ; V20 V5 V15 5V4 b 2V14 bK p ; V21 V15 V4 b V14 V13 2V15 V1 V14 V8 b ; V22 V15 V3 5V5 ; V23 V17 14 K p x ; V24 V18 V19 x KẾT LUẬN Phương trình (11) tương quan tính tốn chiều dài TCB bảo vệ đường vào cầu hay khu dân cư điều kiện đất yếu lũ lụt TPHCM ĐBSCL trường hợp hệ số an toàn đưa vào hệ số áp lực đất bị động Nghiệm phương trình (11) giải phần mềm toán học Maple [5] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn, 2004, Cơ học đất, NXB ĐH Quốc Gia TPHCM., TPHCM [2] Hoàng Anh Dũng, 2001, Nghiên cứu đánh giá ổn định bờ kè ven sông đất yếu chịu lực ngang, Luận văn CH., ĐH.Bách Khoa TPHCM., TPHCM [3] Lê Mạnh Hùng, Đinh Công Sản, 2002, Xói lở bờ sơng Cửu Long…, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 62 [4] PRERRE LAREAL, Nguyễn Thanh Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục, 1989, Công trình đất yếu điều kiện Việt Nam, Cơng trình hợp tác Việt - Pháp FST N0 4282901 [5] Phạm Huy Điển, Đinh Thế Lục, Tạ Duy Phương, 1998, Hướng dẫn thực hành tính tốn chương trình Maple V, NXB Giáo dục, Hà Nội [6] Phan Trường Phiệt, 2001, Áp lực đất tường chắn đất, NXB Xây dựng, HàNội [7] Văn Hữu Huệ, 2008, Nghiên cứu ổn định biến dạng cơng trình bờ kè điều kiện đất yếu ĐBSCL., Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa TPHCM., TPHCM [8] Whitlow R., 1999, Cơ học đất (tập 1, 2), NXB Giáo dục, Hà Nội Abstract: DEVELOPING A NEW RELATION TO CALCULATE THE LENGTH OF SHEET PILE FOR PROTECTING THE WAY TO THE BRIDGES OR SETTLEMENT IN HCMC AND MEKONG DELTA Van Huu Hue Department Of Planning And Investment, Vinh Long For building the infracstructures to wake up the potential of economic development for the country’s largest rice producing region have been rapidly built in Mekong Delta such as My Thuan Bridge, Can Tho Bridge, Vam Cong Bridge, 1A National Highway and so on In the past, when designing the sheet pile, we had to choose the length of the sheet pile first, then calculate to check the stability and deformation of the sheet pile; the length of the sheet pile can not be calculated directly yet A study to establish a new relation for calculating the length of the sheet pile directly to protect the ways to bridges and settlements is necessary for HCMC in general and flooded Mekong Delta areas in particular 63 ... KẾT LUẬN Phương trình (11) tương quan tính tốn chiều dài TCB bảo vệ đường vào cầu hay khu dân cư điều kiện đất yếu lũ lụt TPHCM ĐBSCL trường hợp hệ số an toàn đưa vào hệ số áp lực đất bị động...3 XÂY DỰNG MỚI TƯƠNG QUAN GIỮA CHIỀU DÀI TCB VỚI CÁC THAM SỐ LIÊN QUAN [7] 3.1.Sơ đồ áp lực đất q A a Mặt đất tự nhiên (mặt so sán h) Đất đắp d R (lực neo) b 2.3.Xác định cư ng độ áp lực... x, y ghi hình 3.2 Cơ sở xây dựng mối tương quan: Tổng lực theo phương ngang phải triệt tiêu, tổng mô men quanh điểm H phải triệt tiêu 3.3 .Tính tốn lực neo : Tổng mô men quanh điểm H phải triệt