Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3 MB, 81 trang )
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
Bề dày lớp bêtông bịt đáy :
.H. n
n.0 . bt k.U. .m
hb �
Trong đó:
2
: diện tích mặt bằng trong vòng vây, Bv �A v 4 �17.2 68.8 m
H: chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp BTBĐ đến mực nước
thi công:
H H n 0.5 5.6 0.5 6.1 (m)
k: số lượng cọc trong móng, k=26 (cọc)
2
F: diện tích 1 cọc, F 0.3 �0.3 0.09 (m )
n : dung trọng của nước, n 1(T / m3 )
bt : dung trọng của bê tông bòt đáy, bt 2.35(T / m3 )
0 : diện tích mặt bằng trong vòng vây khơng xét đến cọc,
0 = - k.F=68.8-0.09x26=66.46( m2)
f1 : ma sát giữa cọc với bêtông bòt đáy, f 20T / m 2
U : chu vi một cọc, U 4 �0.3 = 1.2 (m)
n: hệ số giảm tải, n=0.9
68.8 �6.1 �1
hb �
(0.9 �66.46 �2.35 26 �1.2 �20) �0.9
h b �0.61(m)
Choïn lớp bêtông bòt đáy dày 1.0m
* Phương pháp đổ bêtơng bịt đáy :
Tiến hành đổ bêtông bịt đáy theo phương pháp vữa dâng :
Bán kính hoạt động của ống : R 2 m
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 12
ĐAMH THI CƠNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
2
2
2
Diện tích hoạt động của một ống : Fo �R �2 12.56 m
n
Số ống cần thiết :
F 68.8
5.48
Fo 12.56
(ống)
Chọn 6 ống.
* Sau khi xác định bề dày lớp BTBĐ đủ điều kiện ổn định, ta kiểm tra điều kiện cường độ
cho lớp BTBĐ :
Tách 1 dải BTBĐ rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có chiều dài
nhịp bằng khoảng cách giữa 2 cọc ván thép.
Trọng lượng bản thân của lớp BTBĐ:
q1 b .H b .1 2.35 ��
1 1 2.35 (T/m)
Trong đó :
b =2.35 T/m3 :Dung trọng của lớp BTBĐ.
Hb=1 m
: Bề dầy của lớp BTBĐ
1m
: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.
Áp lực đẩy của nước :
q2 .H.1 1�6.1�1 6.1 (T/m)
Trong đó :
=1T/m3
:Dung trọng của nước.
H=6.1m
:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBĐ đến mực nước thi công.
1m
: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.
Nội lực phát sinh trong dầm :
M max
q1 q2 2 2.35 6.1 2
.l
�4 7.5(T .m)
8
8
=> căng thớ trên.
Momen kháng uốn của dầm :
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 13
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
b.hb 2 1.12
W
0,17 (m3 )
6
6
Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBĐ phải nhỏ hơn ứng suất kéo cho phép của BT,
k
2
sử dụng BT mác 100 => [ ]bt 4.8 kG / cm theo TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông cốt
thép – Tiêu chuẩn thiết kế
k
M max
7.5
44.12 T / m 2 4.412 kG / cm2 [ ]btk 4.8 kG / cm 2
W
0.17
Vậy lớp BTBĐ thỏa mãn điều kiện cường độ .
III.1.4 Tính độ ổn định của kết cấu vòng vây cọc ván trong các giai đoạn thi
cơng
III.1.4.1 Gỉa sử cọc ván thép đóng xuống lớp 2 và không làm bê tông bịt đáy và
không làm khung chống.
III.1.4.1.1 Giai đoạn 1: Vòng vây đã được đóng đến đáy sông, hút hết bùn và
đổ bêtông bịt đáy.
Với cách bố trí cọc định vị như trên thì cọc định vị khơng có tác dụng chịu lực, mà áp
lực sẽ truyền hết vào cọc ván thép.
Ở giai đọan này ta đào bỏ lớp bùn trong vòng vây cọc ván bằng gầu ngoạm, nên mực
nước 2 bên thành cọc ván là như nhau, chỉ có chênh lệch áp lực do đất bùn bị đẩy nổi,
nhưng rất nhỏ, có thế bỏ qua. Sau đó ta tiến hành đổ BT bịt đáy, bằng phương pháp
vữa dâng.
III.1.4.1.2 Giai đoạn 2:
Đã đổ bê tông bịt đáy và hút cạn nước hố móng. Sơ đồ chịu lực của cọc ván thép như
sau
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 14
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất, chiều sâu này được tính từ mặt dưới của lớp thứ
1. Giả thiết cọc được cắm vào lớp thứ 2 (0 ≤ t ≤ 4m)(*). Có lớp bêtơng bịt đáy, t được
xácđịnh từ điều kiện đảm bảo ổn định chống quay của tường cọc ván quanh tâm O cách
mặt trên lớp bê tơng bịt đáy 0.5m (trên hình vẽ).
Tính tốn hệ số áp lực đất chủ động và bị động.
Hệ số áp lực đất chủ động:
- Hệ số áp lực đất chủ động lớp 1:
- Hệ số áp lực đất chủ động lớp 2:
- Hệ số áp lực đất chủ động lớp 3:
- Hệ số áp lực đất chủ động lớp 4:
K a1 tan 2 (450
K a2 tan 2 (45
1
00
) tan 2 (450 ) 1
2
2
2
140
) tan 2 (450
) 0.6104
2
2
K a3 tan 2 (450
3
190
) tan 2 (450
) 0.509
2
2
K a4 tan 2 (450
4
220
) tan 2 (450
) 0.455
2
2
Hệ số áp lực đất bị động
- Hệ số áp lực đất bị động lớp 1:
- Hệ số áp lực đất bị động lớp 2:
- Hệ số áp lực đất bị động lớp 3:
- Hệ số áp lực đất bị động lớp 4:
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
K 1p tan 2 (450
1
00
) tan 2 (450 ) 1
2
2
K p2 tan 2 (450
2
140
) tan 2 (450
) 1.6383
2
2
K 3p tan 2 (450
3
190
) tan 2 (450
) 1.965
2
2
K p4 tan 2 (450
4
220
) tan 2 (450
) 2.198
2
2
MSSV : 1251090244
Trang 15
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
Xác định áp lực đất chủ động, bị động và áp lực nước tác dụng lên cọc ván thép.
Áp lực chủ động:
Áp lực đất chủ động:
Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : na=1.2
+ Áp lực đất chủ động do lớp 2 tác dụng lên cọc ván :
E1
1
1
n a �K a2 � '2 �t 2 �1.2 �0.6104 �(1.58 1) �t 2 0.2124t 2 (T / m)
2
2
Điểm đặt
z10
2
t 0.5(m)
3
Mô men gây ra tại tâm O
2
M1 E1 �z1 0.2124t 2 �( t 0.5) 0.1416t 3 0.1062t 2 (T.m / m)
3
+ Áp lực đất chủ động sinh ra do lớp bê tông bịt đáy gây ra tác dụng lên cọc ván :
E 3 n a �K a2 � bt �h b �t 1.2 �0.6104 �2.35 ��
1 t 1.7213t(T / m)
Điểm đặt
z3
t
0.5(m)
2
Mô men gây ra tại tâm O
t
M 3 E 3 �z 3 1.7213t �( 0.5) 0.8607t 2 0.8607 t(T.m)
2
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 16
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
Mô men gây lật tại tâm O do áp lực đất chủ động gây ra :
M1gl M1 M 3
(0.1416t 3 0.1062t 2 ) (0.8607t 2 0.8607 t)
=0.1416t 3 0.9669t 2 0.8607t(Tm / m)
Áp lực nước chủ động:
1
1
E 2 � n �t 2 ��
1 t 2 0.5t 2 (T / m)
2
2
Điểm đặt
z2
2t
0.5(m)
3
Mô men gây ra tại tâm O
�2t
�
M 2 E 2 �z 2 0.5t 2 �� 0.5 � 0.3333t 3 0.25t 2 (T.m / m)
�3
�
1
1
E 4 � n �h 2 ��
1 (5.6 0.5) 2 18.605(T / m)
2
2
Điểm đặt
z4
2h 2 �5.6 56
(m)
3
3
15
Mô men gây ra tại tâm O
61
M 4 E 4 �z 4 18.605 � 75.66(T.m / m)
15
Mô men gây lật tại tâm O do áp lực đất chủ động gây ra :
M 2gl M 2 M 4
(0.3333t 3 0.25t 2 ) 75.66 0.3333t 3 0.25t 2 75.66(Tm / m)
Mô men gây lật tại tâm O do áp lực chủ động gây ra :
M gl M1gl M 2gl (0.1416t 3 0.9669t 2 0.8607t) (0.3333t 3 0.25t 2 75.66)
=0.4749t 3 1.2169t 2 0.8607t 75.66(Tm / m)
Tổng Áp lực bị động:
Áp lực đất bị động:
Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : np=0.8
Áp lực đất bị động do lớp 1 tác dụng lên cọc ván :
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 17
ĐAMH THI CÔNG CẦU
E7
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
1
1
n p �K1p � '1�h12 �0.8 ��
1 (1.21 1) �0.52 0.021(T / m)
2
2
Điểm đặt:
z7
2
1
h1 (m)
3
3
Mô men gây ra tại tâm O
1
M 7 E 7 �z 7 0.021� 0.007(T.m / m)
3
Áp lực do lớp 1 truyền xuống các lớp dưới
E8 n p �K1p � '1�h1 �t
0.8 ��
1 (1.21 1) �0.5 �t 0.084t(T / m)
Điểm đặt
z8
t
0.5(m)
2
Mô men gây ra tại tâm O
t
M8 E 8 �z8 0.084t �( 0.5) 0.042t 2 0.042t(T.m)
2
+ Áp lực đất bị động do lớp 2 tác dụng lên cọc ván :
E9
1
1
n p �K 2p � '2 �t 2 �0.8 �1.6383 �(1.58 1) �t 2 0.3801t 2 (T / m)
2
2
Điểm đặt:
z9
2
t 0.5(m)
3
Mô men gây ra tại tâm O
2
M 9 E9 �z9 0.3801t 2 �( t 0.5) 0.2534t 3 0.1901t 2 (T.m / m)
3
Mô men giữ tại tâm O do áp lực đất bị động gây ra :
M1giu M 7 M8 M 9
0.007 (0.042t 2 0.042t) (0.2534t 3 0.1901t 2 )
=0.2534t 3 0.2321t 2 0.042t 0.007(T.m / m)
Áp lực nước bị động:
E 5 n �h �t 1�6.1�t 6.1t(T / m)
Điểm đặt
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 18
ĐAMH THI CÔNG CẦU
z5
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
t
0.5(m)
2
Mô men gây ra tại tâm O
�t
�
M 5 E 5 �z 5 6.1t �� 0.5 � 3.05t 2 3.05t(T.m / m)
�2
�
1
1
E 6 � n �t 2 ��
1 t 2 0.5t 2 (T / m)
2
2
Điểm đặt
z6
2t
0.5(m)
3
Mô men gây ra tại tâm O
M 6 E 6 �z 6 0.5t 2 �(
2t
0.5) 0.3333t 3 0.25 t 2 (T.m / m)
3
Mô men giữ tại tâm O do áp lực nước bị động gây ra :
M 2giu M 5 M 6
(3.05t 2 3.05t) 0.3333t 3 0.25 t 2 0.3333t 3 3.3t 2 3.05t(Tm / m)
Mô men giữ tại tâm O do áp lực bị động gây ra :
M giu M1giu M 2giu (0.2534t 3 0.2321t 2 0.042t 0.007) (0.3333t 3 3.3t 2 3.05t)
=0.5867t 3 3.532t 2 3.092t 0.007(Tm / m)
Điều kiện chống lật tại O
M gl
M giu
0.95
hay thay các momen vào bất phương trình trên, ta được:
0.08275t 3 2.1385t 2 2.0767t 75.6534 0
Giair phương trình trên ta được
�t 5.05(m)
�
�t 23.03(m)
�t 7.86(m)
�
Loại (vì 0 �t �4(m)
III.1.4.2 Gỉa sử cọc ván thép đóng xuống lớp 3 và không làm bê tông bịt đáy và
không làm khung chống.
Hút hết nước và hút 0.5m bùn.
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 19
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất, chiều sâu này được tính từ mặt dưới của lớp thứ 2.
Giả thiết cọc được cắm vào lớp thứ 3 (0 ≤ t ≤ 11m)(*). Khi khơng có lớp bêtơng bịt đáy, t
được xác định từ điều kiện đảm bảo ổn định chống quay của tường cọc ván quanh tâm O
E8
1
E6
4m
2
E9
E1
E10
E7
11m
t
3
E3
4m
0.5m
5.6m
1m
tại mũi cọc ván thép (trên hình vẽ)
E4
E11
E2
E5
E12
O
Điều kiện để đảm bảo ổn định chống lật:
M gl m.M giu
Trong đó:
Ml : mômen gây lật. Do áp lực nước và áp lực chủ động.
Mg: mômen giữ. Do áp lực đất bị động.
m =0.95: hệ số an toàn.
Xác định áp lực đất chủ động, bị động và áp lực nước tác dụng lên cọc ván thép.
Áp lực chủ động:
Áp lực đất chủ động:
Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : na=1.2
+ Áp lực đất chủ động do lớp 1 tác dụng lên cọc ván :
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 20
ĐAMH THI CÔNG CẦU
E8
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
1
1
n a �K1a � '1�h12 �1.2 ��
1 (1.21 1) �0.52 0.0315(T / m)
2
2
1
1
25
z8 h1 4 t �0.5 4 t
t(m)
3
3
6
Điểm đặt:
Mô men gây ra tại tâm O
M8 E8 �z8 0.0315 �(
25
t) 0.0315t 0.1313(T.m / m)
6
Áp lực do lớp 1 truyền xuống các lớp dưới
E 9 n a �K1a � '1�h1 �(t 4)
1.2 ��
1 (1.21 1) �0.5 �(t 4) 0.126t 0.504(T / m)
Điểm đặt
z9
t4
(m)
2
Mô men gây ra tại tâm O
M 9 E 9 �z 9 (0.126t 0.504) �(
t4
) 0.063t 2 0.504t 1.008(T.m)
2
+ Áp lực đất chủ động do lớp 2 tác dụng lên cọc ván :
E10
1
1
n a �K a2 � '2 �h 2 2 �1.2 �0.6104 �(1.58 1) �42 3.399(T / m)
2
2
Điểm đặt
1
4
z10 h 2 t t(m)
3
3
Mô men gây ra tại tâm O
4
M10 E10 �z10 3.399 �( t) 3.399 t 4.532(T.m / m)
3
Áp lực do lớp 2 truyền xuống các lớp dưới
E11 n a �K a2 � '2 �h 2 �t 1.2 �0.6104 �(1.58 1) �4 �t 1.7t(T / m)
Điểm đặt
z11
t
(m)
2
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 21
ĐAMH THI CÔNG CẦU
GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO
Mô men gây ra tại tâm O
t
M11 E11 �z11 1.7t � 0.85t 2 (T.m / m)
2
+ Áp lực đất chủ động do lớp 3 tác dụng lên cọc ván :
E12
1
1
n a �K 3a � 3 �t 2 �1.2 �0.509 �1.71�t 2 0.5222t 2 (T / m)
2
2
Điểm đặt
t
z12 (m)
3
Mô men gây ra tại tâm O
t
M12 E12 �z12 0.522t 2 � 0.1741t 3 (T.m)
3
Mô men gây lật tại tâm O do áp lực đất chủ động gây ra :
M1gl M8 M 9 M10 M11 M12
(0.0315t 0.1313) (0.063t 2 0.504t 1.008) (3.399 t 4.532) 0.85t 2 0.1741t 3
=0.1741t 3 0.913t 2 3.9345t 5.6713(Tm / m)
Áp lực nước chủ động:
1
1
E 6 � n �h 2 ��
1 (5.6 0.5 4) 2 51.005(T / m)
2
2
Điểm đặt
z6
h
10.1
t
t(m)
3
3
Mô men gây ra tại tâm O
10.1 �
�
M 6 E 6 �z 6 51.005 �� t � 51.005t 171.717(T.m / m)
�3
�
E 7 K a3 � n �h �t 0.509 ��
1 (5.6 0.5 4) �t 5.1409t(T / m)
Điểm đặt
z7
t
(m)
2
Mô men gây ra tại tâm O
SVTH : LÊ NGOC PHÔ
MSSV : 1251090244
Trang 22