Bài giảng Tường chắn đất: Chương 3 - ThS. Nguyễn Trọng Nghĩa

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

222
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Tường chắn đất - Chương 3: Tường cọc bản" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Giới thiệu tường cọc bản, tường cọc bản không neo, tường cọc bản một lớp neo, tính toán kết cấu neo,... 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 3 - ThS. Nguyễn Trọng Nghĩa

KHÁI NIỆM TƯỜNG CỌC BẢN TƯỜNG CHẮN ĐẤT -Tường cọc bản là một loại tường chắn được sử dụng để CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN chắn đất, nước hoặc các vật liệu khác -Hình dạng tường cọc bản có kích thước mảnh hơn so TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM với tường trọng lực. Tường cọc bản được tạo thành từ GIẢNG VIÊN: THS. NGUYỄN TRỌNG NGHĨA các cọc bản ghép lại với nhau CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN KHÁI NIỆM TƯỜNG CỌC BẢN -Tường cọc bản được giữ ổn định nhờ vào áp lực bị động 1. GIỚI THIỆU TÖÔØNG COÏC BAÛN hình thành do tường được cắm sâu vào đất 2. TÖÔØNG COÏC BAÛN KHOÂNG NEO 3. TÖÔØNG COÏC BAÛN MOÄT LÔÙP NEO 4. TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU NEO 5. PHAÂN PHOÁI MOÂMENT 6. CAÙC BAØI TAÄP AÙP DUÏNG VẬT LIỆU GỖ CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN 1 GIỚI THIỆU TƯỜNG CỌC BẢN -Người Ý đã sử dụng cọc gỗ để xây các mố cầu từ rất lâu 1
VẬT LIỆU THÉP LIÊN KẾT CÁC CÁCH LIÊN KẾT CỪ THÉP LỊCH SỬ 1-Liên kết thông thường: kết hợp từ các cừ riêng lẽ 1-Larssen -1904 2-Z type -1913 3-Larssen-1914 Rivetless 4-Lackwanna 1910 5-Carnegie Arch Snape 1929 CÁC CÁCH LIÊN KẾT CỪ THÉP VẬT LIỆU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2-Liên kết kết hợp (combi wall) 2
SO SÁNH CÁC LOẠI VẬT LIỆU NGUYÊN TẮC CHUNG PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRONG TƯỜNG CỌC BẢN Gỗ Thép Bêtông 1-Khối lượng cừ Nhẹ Vừa Nặng 2-Vận chuyển Cần phương tiện vận Cần phương tiện vận qa  K AH Dể vận chuyển chuyển thích hợp chuyển thích hợp Pa1 Pa H q p  ( K P  K A )Do 3-Phương pháp thi Yêu cầu cần cẩu và Yêu cầu cần cẩu, búa qp  K P . .H  ( K P  K A )    yo công Đơn giản búa rung, hoặc máy rung hoặc búa động qa đào gầu nghịch và có thể xói nước yo O qp  qp  ( K P  K A )    Do 4-Thời gian thi công Có thể lâu hơn do phải Pp1 q’’p Nhanh Nhanh đúc các cừ D O’ G Pp Do 5-Chiều sâu cho O’ Giới hạn Sâu Sâu phép hố đào Pa2 Pp2 h P’p 6-Tái sử dụng  (Không tốt)   qp q’p 7-Giá thành Rẻ Rất cao Cao NGUYÊN TẮC CHUNG PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRONG TƯỜNG CỌC BẢN CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN 2 K  KP  K A TƯỜNG CỌC BẢN Pp1 KHÔNG NEO qp1-qa2 qp2-qa1 D O’ 1 O’ 2 Pp2 (Kp-Ka)γD (Kp-Ka)γD KD KD NGUYÊN TẮC CHUNG PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRONG TƯỜNG CỌC BẢN CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN qa  K AH H Khi z phát triển Pa1 Pa đến một đoạn yo thì áp lực =0 2.1 qa Pp1 yo O z TƯỜNG CỌC BẢN 1 2 D KHÔNG NEO TRONG ĐẤT O’ G Pp O’ Pp2 RỜI KHÔNG CÓ NƯỚC P’p qp q’p NGẦM q p [ z]  q p1  qa 2  K pz  K a ( z  H )  ( K p  K a )z  K aH q' p [ z ]  q p 2  qa1  K p ( H  z )  K az q p  ( K p  K a )D  K aH q' p  K pH  ( K p  K a )D 3
1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN CỌC Do4  C1Do3  C2 Do2  C3Do  C4  0 qa  K AH q p  ( K P  K A )Do Pa H Tính thử dần để có được Pa1 Pa H qp  K P . .H  ( K P  K A )    yo qa y giá trị Do H yo qa qp  qp  ( K P  K A )    Do O yo O y q’’p D Chiều sâu chôn móng D = Do + yo G Pp Pp1 q’’p Do O’ D h P’p O’ G Pp D Do O’ Pa2 Pp2 h P’p qp q’p qp q’p Để đạt hệ số an toàn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chôn cừ tối thiểu bằng 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 5- TÍNH MÔMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỌC 1-Khoảng cách yo: Môment max tại vị trí có lực cắt bằng 0. H Cân bằng áp lực tại O H 1 2 1 Pa Pa Pa  yo  ( K P  K A )  yo2K 2 2   yo  K p   ( H  yo ) K A qa qa H y H 2Pa y HK A 1 1 yo yo  yo O yo  Pa  KaH 2  Kyo2 O K (KP  K A ) 2 2 y’o q’’p q’’p D D 11 Pp C M max  Pa ( y  yo )  Kyo2 yo 2-Khoảng cách h: Pp G Do G Do O’ 32 O’ h P’p 1 h P’p D Cân bằng các lực tác dụng D  Pa ( y  yo )  Kyo3 6 qp q’p 1 1 1 qa ( H  yo )  q p ( D  yo )  (qp  q p )h  0 qp q’p Môment khán uốn của tường 2 2 2 Thép M q p ( D  yo )  qa ( H  yo ) Zs  max h   q p  qp 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHÔN CỌC TỐI THIỂU CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN Cân bằng môment tại đáy 1 D 1 h Pa ( Do  y)  q p Do o  (q p  qp )h  0 Pa H 2 3 2 3 2.2 qa 6Pa ( Do  y)  q p Do2  (q p  qp )h 2  0 y H yo O Thay các giá trị qp , q’p và h q’’p D vào phương trình trên TƯỜNG CỌC BẢN G Pp KHÔNG NEO TRONG ĐẤT Do O’ h P’p Do4  C1Do3  C2 Do2  C3Do  C4  0 D qp 6Pa RỜI CÓ NƯỚC NGẦM TĨNH qp q’p C1  C3   (2 y. .K  qp ) K (K )2 qp  K P . .H  K    yo 8P 6Pa yqp  4 Pa2 q p  KDo C2   a C4   K (K )2 qp  qp  K    Do 4
1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN CỪ h1 h1 Do4  C1Do3  C2 Do2  C3 Do  C4  0 q1 q1 Mực nước ngầm H qa  K A (h1   subh2 ) Mực nước ngầm H Pa h2 q p  ( K P  K A ) sub Do Pa h2 H Tính thử dần để có được qa y qp  K P ( .h1   sub .h2 )  ( K P  K A )    yo qa y giá trị Do yo yo O qp  qp  ( K P  K A )   sub  Do O q’’p D q’’p DD Chiều sâu chôn móng D = Do + yo G Pp G Pp Do Do O’ O’ h P’p h P’p qp q’p qp q’p Để đạt hệ số an toàn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chôn cừ tối thiểu bằng 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 5- TÍNH MÔMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ h1 1-Khoảng cách yo: h1 Môment max tại vị trí có lực Mực nước ngầm q1 Mực nước ngầm q1 cắt bằng 0. Cân bằng áp lực tại O H H H H 1 2 1 Pa Pa Pa  yo  sub ( K P  K A )  yo2 sub K h2 h2 2 2 qa  sub  yo  K p   sub  yo  K A  qa qa y H y H 2Pa yo yo yo  O yo  qa O  sub K q’’p ( K P  K A ) sub y’o q’’p DD DD 11 Pp Pp M max  Pa ( y  yo )   sub Kyo2 yo 2-Khoảng cách h: G Do G Do O’ O’ 32 1 h P’p h P’p  Pa ( y  yo )   sub Kyo3 D Cân bằng các lực tác dụng D 6 1 1 qp q’p Pa  q p ( D  yo )  (qp  q p )h  0 qp q’p 2 2 q p ( D  yo )  2Pa h q p  qp 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHÔN CỪ TỐI THIỂU Cân bằng môment tại đáy CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN h1 Mực nước ngầm q1 1 D 1 h H Pa ( Do  y)  q p Do o  (q p  qp )h  0 Pa H 2 3 2 3 h2 2.3 qa 6Pa ( Do  y)  q p Do2  (q p  qp )h 2  0 y H yo O Thay các giá trị qp , q’p và h q’’p DD vào phương trình trên TƯỜNG CỪ KHÔNG G Pp NEO TRONG ĐẤT SÉT Do O’ h P’p Do4  C1Do3  C2 Do2  C3Do  C4  0 D qp 6Pa qp q’p C1  C3   (2 y. sub.K  qp )  sub K ( sub K )2 q p  ( K P  K A ) sub Do 8Pa 6Pa yqp  4 Pa2 C2   C4   qp  qp  ( K P  K A )   sub  Do  sub K ( sub K )2 5
1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN CỪ zo zo H C1D 2  C2 D  C3  0 H qa  H  2c  H  qu H Pa q p  2qu  H Pa Giải phương trình trên ta tìm được D y y qp  2qu  H y’o qa yo qa Pp C Pp C D D D Chiều sâu chôn móng O’ h O’ P’p D = Do + yo h P’p qp q’p qp q’p Để đạt hệ số an toàn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chôn cừ tối thiểu bằng 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 5- TÍNH MÔMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ zo Môment max tại vị trí có lực zo Khoảng cách zo: H H cắt bằng 0. 2c zo  Pa Pa  y'o q p Pa  y Pa Khoảng cách h: y y’o qa yo  y’o qa qp Pp C Pp C D Cân bằng các lực tác dụng D 1 M max  Pa ( y  yo )  q p yo 2 O’ 2 1 P’p O’ P’p Pa  (2qu  H ) D  (2qu  2qu )h  0 h h 2 D(2qu  H )  Pa qp q’p qp q’p h 2qu 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHÔN CỪ TỐI THIỂU CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN zo Cân bằng môment tại đáy H (2q u H ) D 2 h 2 Pa ( D  y)   (2qu )  0 Pa 2 6 2.4 y y’o qa Thay giá trị h vào phương trình trên ta được: TƯỜNG CỪ KHÔNG Pp C D O’ C1D 2  C2 D  C3  0 NEO TRONG ĐẤT SÉT CÓ h P’p qp q’p ĐẤT ĐẮP LÀ CÁT VÀ KHÔNG qa  H  2c  H  qu C1  2qu  H C2  2Pa C3   Pa (6qu y  Pa ) (qu  H ) CÓ NƯỚC NGẦM q p  2qu  H qp  2qu  H 6
1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN CỪ CÁT ĐẮP qa  K AH CÁT ĐẮP C1D 2  C2 D  C3  0 H 1 H Pa  K AH 2 Pa 2 Pa Giải phương trình trên ta tìm q p  2qu  H y y được D qa qp  2qu  H qa y’o y’o SÉT SÉT Pp C D Pp C D Chiều sâu chôn móng O’ O’ D = Do + yo h P’p h P’p qp q’p qp q’p Để đạt hệ số an toàn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chôn cừ tối thiểu bằng 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 5- TÍNH MÔMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ Khoảng cách h: Môment max tại vị trí có lực cắt bằng 0. CÁT ĐẮP CÁT ĐẮP Cân bằng các lực tác dụng H H Pa Pa Pa  y'o q p y 1 y Pa  (2qu  H ) D  (2qu  2qu )h  0 Pa qa 2 qa yo  y’o y’o qp SÉT SÉT Pp C D(2qu  H )  Pa Pp C D h D 1 M max  Pa ( y  yo )  q p yo 2 2qu 2 O’ O’ h P’p h P’p qp q’p qp q’p 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHÔN CỪ TỐI THIỂU CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN Cân bằng môment tại đáy CÁT ĐẮP (2q u H ) D 2 h 2 H Pa ( D  y)   (2qu )  0 Pa 2 6 2.5 y qa Thay giá trị h vào phương trình trên ta được: y’o TƯỜNG CỪ KHÔNG SÉT Pp C D C1D 2  C2 D  C3  0 h O’ P’p NEO TRONG ĐẤT SÉT CÓ qp q’p ĐẤT ĐẮP LÀ CÁT VÀ CÓ qa  K AH C1  2qu  H C2  2Pa C3   Pa (6qu y  Pa ) (qu  H ) NƯỚC NGẦM q p  2qu  H 1 Pa  K AH 2 2 qp  2qu  H 7
1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN CỪ CÁT ĐẮP h1 qa  K A (h1   sub h2 ) CÁT ĐẮP h1 C1D 2  C2 D  C3  0 Mực nước ngầm H Mực nước ngầm H q p  2qu  (h1   subh2 ) Pa h2 Pa h2 Giải phương trình trên ta tìm qp  2qu  (h1   subh2 ) y y được D y’o qa y’o qa SÉT SÉT Pp C D Pp C D Chiều sâu chôn móng O’ O’ D = Do + yo h P’p h P’p qp q’p qp q’p Để đạt hệ số an toàn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chôn cừ tối thiểu bằng 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 5- TÍNH MÔMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ CÁT ĐẮP h1 Khoảng cách h: CÁT ĐẮP h1 Môment max tại vị trí có lực Mực nước ngầm Mực nước ngầm cắt bằng 0. Cân bằng các lực tác dụng H H Pa Pa Pa  y'o q p h2 h2 Pa  2qu  h1   subh2 D  (2qu  2qu )h  0 y 1 y Pa qa 2 qa yo  y’o y’o qp SÉT SÉT Pp C D2qu  h1   sub h2   Pa Pp C D h D 1 M max  Pa ( y  yo )  q p yo 2 2qu 2 O’ O’ h P’p h P’p qp q’p qp q’p 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHÔN CỪ TỐI THIỂU Cân bằng môment tại đáy CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN CÁT ĐẮP h1 Mực nước ngầm H Pa ( D  y)  2qu  (h1   subh2 )D 2  h2 (2q )  0 u Pa 2 6 h2 y Thay giá trị h vào phương 3 qa trình trên ta được: y’o SÉT Pp C D C1D 2  C2 D  C3  0 TƯỜNG CỪ CÓ MỘT LỚP NEO O’ h P’p qp q’p C1  2qu  H Pa (6qu y  Pa ) C3   qa  K A (h1   sub h2 ) q p  2qu  (h1   sub h2 ) C2  2Pa (qu  (h1   subh2 )) qp  2qu  (h1   sub h2 ) 8
KHI CÓ NEO THÌ PHÂN PHỐI ÁP LỰC 2-TÍNH CHIỀU SÂU CHÔN CỪ TỐI THIỂU TRÊN TƯỜNG NHƯ SAU Cân bằng môment tại Neo T ha h1 1 2 Mực nước ngầm q1 ya H Pa ya   sub KDo2 ( H  ha  yo  Do ) 2 3 Pa h2 qa Đơn giản phương trình trên O yo D C1Do2  C2 Do  C3  0 Pp Do Do/3 K sub Có 2 phương pháp giải bài toán tường neo C1  3 C3   Pa ya 1-Tính chiều sâu cắm cừ tối thiểu với FS =1 sau đó qp C2  K sub (h2  yo ) tăng độ sâu chôn cừ lên khoảng 20-40% 2 2-Sử dụng hệ số an toàn cho áp lực bị động 3-CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN CỪ CHƯƠNG 3 TƯỜNG CỌC BẢN T ha h1 Mực nước ngầm q1 ya C1Do2  C2 Do  C3  0 H Giải phương trình trên tìm Do Pa 3.1 h2 qa yo Chiều sâu chôn móng TƯỜNG CỪ CÓ NEO O D D = Do + yo Pp TRONG ĐẤT RỜI (PHƯƠNG Lực căng neo T Do Do/3 PHÁP 1) To  Pa  Pp qp Để đạt hệ số an toàn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chôn cừ tối thiểu bằng 20%~50% 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG 4- TÍNH MÔMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ q1  K Ah1 T ha h1 qa  K A (h1   subh2 ) T ha h1 Môment max tại vị trí có lực Mực nước ngầm q1 ya Mực nước ngầm q1 ya hm cắt bằng 0 (hm). H q p  ( K P  K A ) sub Do H 1 1 Pa h2 Khoảng cách yo: Pa h2 2 q1h1  Ta  q1 (hm  h1 )   sub (hm  h1 ) 2 K A  0 2 qa qa O yo Cân bằng áp lực tại O O yo hm xác định từ phương trình  sub  yo  K p   sub  yo  K A  qa trên. sau đó tìm Mmax D D Pp Pp Do Do yo  qa 1 2 (h  h ) 2 M max  Ta (hm  ha )  q1h1 (hm  h1 )  q1 m 1 Do/3 ( K P  K A ) sub 2 3 2 1 (h  h ) 2   sub m 1 qp qp 2 3 9