Bài giảng Tường chắn đất: Chương 2 - ThS. Nguyễn Trọng Nghĩa

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

708
lượt xem 89
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Tường chắn đất - Chương 2: Tường trọng lực và tường bêtông" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Giới thiệu tường chắn trọng lực và tường bê tông, phương pháp tính toán, các bài toán áp dụng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tường chắn đất: Chương 2 - ThS. Nguyễn Trọng Nghĩa

TƯỜNG CHẮN ĐẤT CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TÔNG CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊTÔNG 1. GIỚI THIỆU TÖÔØNG CHAÉN TROÏNG LÖÏC VAØ TÖÔØNG BEÂ TOÂNG 2. PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM 3. CAÙC BAØI TOAÙN AÙP DUÏNG GIẢNG VIÊN: THS. NGUYỄN TRỌNG NGHĨA CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG ĐỊNH NGHĨA TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TÔNG BÊ TÔNG 1-Tường trọng lực : là tường sử dụng trọng lượng bản thân của vật liệu làm tường để giữ ổn định 1 GIỚI THIỆU TƯỜNG CHẮN TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TÔNG Pa W Pp FR
CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC Các loại tường trọng lực thông thường Khối bê tông (concrete block wall) Gạch Đá Vữa xây Bê tông cốt thép Chốt và khe Thi công lắp nhanh đơn giản Chiều cao hạn chế Công trình dân dụng CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC Rọ đá (Gabion wall) Tường cũi (Crib wall) Thi công chậm Tiết kiệm vật liệu Độ ổn định cao Tường chắn bảo vệ Vật liệu dể tìm, thi công nhanh Công trình kè, tường chắn đất cho giao thông
CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC CÁC LOẠI TƯỜNG TRỌNG LỰC Tường Geocell Tường Geocell Thi công nhanh Tiết kiệm vật liệu Độ ổn định cao Tường chắn bảo vệ mái dốc cho công trình dân dụng và giao thông ĐỊNH NGHĨA TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG CÁC LOẠI TƯỜNG BÊ TÔNG BÊ TÔNG 2-Tường bê tông: Tường sử dụng vật liệu bê tông cốt thép. Tường có đáy mở rộng để chuyển các lực đứng do khối Tường console (Cantilever Wall) lượng tường hoặc đất thành lực ngang dưới đáy tường. Lực ngang này giữ ổn định cho tường Ws Wc Pa Pp FR
CÁC LOẠI TƯỜNG BÊ TÔNG SO SÁNH TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÊ TÔNG Tường bê tông cốt thép có bản chống (Counterfort Wall) Tường trọng lực Tường bê tông Thi công đơn giản Thi công phức tạp hơn Khối lượng vật liệu nhiều Tiết kiệm vật liệu sử dụng Trọng lượng nặng, thông Vươn cao hơn tường trọng thường tường bị giới hạn lực, kết cấu hiệu quả hơn chiều cao khi gia cường bản chống PHẠM VI ÁP DỤNG PHẠM VI ÁP DỤNG
PHẠM VI ÁP DỤNG PHẠM VI ÁP DỤNG KHO XĂNG DẦU - LIÊN CHIỂU BÀI HỌC KINH NGHIỆM
ĐẬP KOYNA-INDIA ĐẬP KOYNA-INDIA KÍCH THƯỚC THÔNG DỤNG KÍCH THƯỚC THÔNG DỤNG
BỐ TRÍ CỐT THÉP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA
HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ÁP LỰC NGANG LÊN TƯỜNG -Tường trọng lực nên sử dụng lý thuyết Coulomb
SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ÁP LỰC NGANG LÊN CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG TƯỜNG BÊ TÔNG -Tường console và tường có bản chống nên sử dụng lý thuyết Rankine 2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG LỰC LỰC b-Kiểm tra ổn định lật 1-Tính áp lực và lực tác dụng lên tường chắn FS = Mômen chống lật / Mômen gây lật ≥ 2 2-Kiểm tra ổn định tường chắn : a-Kiểm tra ổn định trượt, FS= Lực chống trượt/ Lực gây trượt ≥ 1,5 lw Pa W Pa la W FR
CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG TRỌNG LỰC LỰC c-Kiểm tra chịu tải nền, d-Kiểm tra ổn định tổng thể, Tạm thời FS ≥ 1,1, FS=qult/qmax ≥ 3 Dài hạn FS ≥ 1,35 Pa W qmin qmax 1-TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG 1-TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG β Ws Pa H Pv Wc β Pa δa Ph H W Pp δp h Pp FR FR
SỬ DỤNG TRA BẢNG ĐỂ TÍNH ÁP LỰC SỬ DỤNG TRA BẢNG ĐỂ TÍNH ÁP LỰC NGANG NGANG Tường có chiều cao H chịu tác dụng của hai lực: Lực ngang Bảng tra áp lực do Terzaghi, Peck và Mesri lập vào năm và đứng 1996 1 Pah  2 Kh H 1 Pav  2 Kv H 2 2 Phạm vi ứng dụng: 1-Bài tính tường là bài toán phẳng 2D và không có mang Loại Vật liệu đắp . phụ tải 1 Đất hạt thô sạch (cát sạch hoặc san) 2 Đất hạt thô hệ số thấm bé do trộn lẫn với hạt bụi 2-Mặt đất đắp sau lưng tường nằm nghiêng một góc β 3 Đất trầm tích lẫn với bụi, và đất rời pha sét 4 Sét yếu hoặc rất yếu, bụi lẫn hữu cơ hoặc bụi sét 5 Sét cứng vừa hoặc cứng Trường hợp tường nghiêng một góc β Trường hợp tường nghiêng một góc β tới chiều cao nhất định
Trường hợp tường nghiêng một góc β tới chiều cao nhất định 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG a-ỔN ĐỊNH TRƯỢT 1-Lực gây trượt: Ph : Lực gây trượt 2-Lực chống trượt: FR  c a B  R tan   Pp Trong đó: R là tổng lực đứng= Ws +Wc +Pv δ là góc ma sát đất và đáy tường ≈ Ф ca là lực dính đơn vị của đất và đáy tường = α.cu 3-Hệ số an toàn chống trượt FR FS   1.5 Ph 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG a-ỔN ĐỊNH TRƯỢT a-ỔN ĐỊNH TRƯỢT 4- Gia tăng hệ số an toàn chống trượt bằng gia cường chốt ca = α.cu FR  c a B  R tan   Pp Trong đó: R là tổng lực đứng= Ws +Wc +Pv δ là góc ma sát đất và đáy tường ca là lực dính đơn vị của đất và đáy tường
2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG c-CHỊU TẢI NỀN b-ỔN ĐỊNH LẬT 1-Lệch tâm e: 1-Môment gây lật: B (M R  M o ) H e  M o  Ph 2 R 3 2-Môment chống lật: 2-Áp lực dưới tường M R  Wclc  Wsls R  6e  q max  1  Trong đó: B  B H: chiều cao tường R  6e  q min  1  h: chiều sâu chôn tường B  B lc, ls: khoảng cách từ tâm xoay đến trọng tâm tường và đất tương ứng Hai phương trình trên 3-Hệ số an toàn chống lật chỉ đúng khi e ≤ B/6 MR FS  2 Mo 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG c-CHỊU TẢI NỀN c- ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ 3-Khả năng chịu tải nền (Theo Terzaghi) 1-Tính hệ số an toàn nhỏ nhất do cung trượt đi qua qult  0.5 N  b  qN q  cN c  Móng baêng q : troïng löôïng cuûa lôùp ñaát phuû beân treân ñaùy moùng N  , N q , N c tra baûng theo  cuûa lôùp ñaát ngay döôùi ñaùy moùng 4-Hệ số an toàn qu FS  3 q max
CHƯƠNG 2 TƯỜNG TRỌNG LỰC VÀ TƯỜNG BÀI TẬP ÁP DỤNG BÊ TÔNG Cho tường console như hình vẽ. 3 BÀI TOÁN ÁP DỤNG Đất sau tường nghiêng β=15o Đất phía trên là đất cát: γ = 18,5kN/m3. Ф=30o. c=0 Đất phía dưới đáy tường: γ = 19kN/m3. Ф=25o. c=60 kpa 1-LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG CHẮN 1-LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG CHẮN Sử dụng lý thuyết Rankine Đất loại 1 Góc nghiêng β =15o cos   cos2   cos2  cos15o  cos2 15o  cos2 30o K a  cos    cos15o  cos   cos   cos  2 2 cos15o  cos2 15o  cos2 30o 1 K v  1  Pv  1 7,82 K a  0.373 2 Pv  30,42kN 1 1 Pa  K aH 2   0,37318,5  7,82  209,9kN 2 2 Ph  Pa cos   209,9 cos15o  202,77kN Pv  Pa sin   209,9 sin15o  54,326kN K h  5,05 1 Thiên về an toàn ta sử dụng lý thuyết Rankine để tính  Ph   5,05  7,82 2 K p  tan 2 ( 45   / 2 )  3 Ph  153,62kN 1 1 Pp  K p h 2  3  18 ,5  2 2  111 kN 2 2
1 Pa  K aH 2  209,9kN 2 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TƯỜNG 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH - CHỐNG LẬT Ph  Pa cos   202,77kN Pv  Pa sin   54,326kN A-ỔN ĐỊNH TRƯỢT Mômen gây lật: M o  Ph H  202,77  7,8  527,202kNm 3 3 1 Pp  K p h 2  111 kN 2 Mômen chống lật ta có bảng sau: Diện tích Trọng lượng Trọng Cánh tay đòn Mômen ID (m2) riêng(kN/m3) lượng(kN/m) (m) (kNm/m) 1 1,16 18,5 21,5 3,75 80,8 2 18,75 18,5 346,9 3,25 1127,3 3 3,56 24 85,5 2,38 203,1 4 3,13 24 75,0 1,50 112,5 5 0,78 24 18,8 1,17 21,9 W 544,7kN  M 1545,6kNm MR  M  1545,6 kNm 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT 2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH - CHỐNG TRƯỢT Kiểm tra hệ số an toàn chống lật Lực gây trượt: Ph  202,77kN MR 1545,6 Lực chống trượt FR: FR  c a B  R tan   Pp FS    2,9  2 M o 527,202 trong đó: ca  cu  0,55  60  33 B  4,75m R  W  547,7kN     25o Như vậy : FR  33 4,75 547,7  tan(25o ) 111 523,2kN FR 523,2 Kiểm tra hệ số an toàn chống trượt: FS    2,58  1,5 Ph 202,77
2-KIỂM TRA ỔN ĐỊNH - NỀN 3-BỐ TRÍ CỐT THÉP B (M R  M o ) 4,75 (1545,6  527,2) Độ lệch tâm e: e     0,5 Bảng đứng có sơ đồ tính 2 R 2 544,7 Áp lực dưới đáy móng: H =7-0,75 = 6,25m R  6e  544,7  6  0,5  qmax  1    1  187kPa B  B  4,75  4,75  R  6e  544,7  6  0,5  qmin  1    1  42,3kPa B  B  4,75  4,75  Khả năng chịu tải nền: qult  0.5 N  b  qN q  cN c  0,5  8,34  19  4,75  2  18,5  12,72  60  25,1  2354 ,78 kPa Kiểm tra chịu tải nền: FS  qult  2354 ,78  12,59  3 Thoa qmax 187 THÉP BẢNG ĐỨNG THÉP BẢNG ĐÁY PHẦN GÓT Tính toán cốt thép bản đứng Tính toán cốt thép bảng đáy phần gót 187  42,3 2 Pg  42,3  3   133kPa 4,78 1 1 Pa  K aH 2   0,373  18,5  6,252  134,78kN M  21,5  (3,75  1,75)  346,9  (3,25  1,75) 2 2 1 32 32 Ph  Pa cos  134,78 cos15  130kN o  42,3   (133  42,3)  237kNm 2 6 h 6,25 M  Ph   130  270kNm 3m 3 3 M 270 Pmin = 42,3kPa Fa    0,0015m2 Pg 0,9  Ra  ho 0,9  280000 0,7 M 237 Pmax= 187kPa Fa    0,0013m2 0,9  Ra  ho 0,9  280000 0,7
THÉP BẢNG ĐÁY PHẦN MŨI Tính toán cốt thép bảng đáy phần mũi 187  42,3 Pg 2  187  1   157kPa 4,78 12 12 M  157   (187  157)  83,5kNm 2 6 1m Pmin = 42,3kPa Pg2 M 83,5 Pmax= 187kPa Fa    0,00047m2 0,9  Ra  ho 0,9  280000 0,7