1. Trang chủ >
  2. Kỹ thuật >
  3. Kiến trúc - Xây dựng >

Nền nửa đào, nửa đắp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.12 MB, 219 trang )


Đồ án tốt nghiệp



toán càng chính xác khi các số liệu thiết kế càng sát với thực tế. Cách tính toán gần

đúng khối lợng đào đắp đợc thực hiện nh sau :

- Chia tuyến thành các đoạn nhỏ trên đó có dạng mặt cắt ngang là giống nhau

(đắp hoàn toàn, đào hoàn toàn, nửa đào, nửa đắp hoặc đào chữ L) với các điểm chia

là các cọc địa hình hay điểm xuyên.

- Trên mỗi đoạn chia giả thiết mặt đất tự nhiên là phẳng và tính khối lợng

đào đắp nh thể tích một lăng trụ :

Ađào =



F1dao + F2dao

. L1,2 (m3)

2



Ađắp =



F1dap + F2dap

. L1,2 (m3)

2



Trong đó :

Ađào, đắp : khối lợng đào, đắp nền đờng

F1, F2đắp, đào : diện tích đắp, đào ở các cọc 1, 2

L1, 2 : khoảng cách giữa 2 cọc 1 và 2

Trên nền đào có diện tích đào rãnh biên, diện tích này đợc tính vào phần đào.

Mặt khác, trên trắc dọc chỉ thể hiện cao độ tim đờng nên có thể trên trắc dọc thể

hiện đờng đắp nhng tại đó vẫn có đào và ngợc lại. Cũng tơng tự nh vậy tại vị trí điểm

xuyên trên trắc dọc là điểm không đào, không đắp nhng vẫn có thể có đào, đắp. Cự

ly giữa 2 cọc tính theo chiều dài cong.

- Khối lợng đào, đắp nền đờng của toàn tuyến là tổng hợp khối lợng trên từng

đoạn nhỏ :

n



A=



A



i



(m3)



1



2. Tính khối lợng đào, đắp nền đờng

Căn cứ vào trắc dọc và trắc ngang, ta tính đợc khối lợng công tác nền đờng đợc lập trong bảng sau:

Bảng khối lợng đào đắp (xem trong mục lục kèm theo).



nguyễn đức cảnh



48



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



IV



THiết kế áo đờng

Quy chuẩn thiết kế .



1



a) Chọn dạng kết cấu mặt đờng .

Với tuyến đờng M-N đợc giao ,em chọn kết cấu mặt đờng là kết cấu áo đờng

mền.

b)



Tiêu chuẩn thiết kế.

Kết cấu áo đờng đợc thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06.

Xác định các yếu tố tính toán áo đờng .



2



2.1 Tính số trục quy đổi về trục tiêu chuẩn.

a)Tính số trục xe tính toán tính toán.

N= C1*C2*ni*(



p i 4.4

)

100



C1 : Hệ số số trục đợc xác định bởi công thức:

C1 =1+1.2(m-1)

Với m là số trục của cụm bánh i .

C2 =6.4 với các cụm bánh chỉ có 1 bánh .

C2 =1.0với cụm bánh đôi.

Bảng số liệu xe

Loại xe



Xe con

Xe bus nhỏ

Xe tải trung

Xe tải nhẹ

Xe tải nặng 1

Xe tải nặng 2

Xe tải nặng 3



Trọng lợng trục Số

Trục

Trục

trục

trớc

sau

sau

KN

KN

18

18

1

26.40 45.20 1

25.8

69.80 1

18

56.00 1

48.20 100

1

45.20 94.20 2

23.10 73.20 2



Số bánh của mỗi cụm Khoảng



Lu



bánh ở trục sau



lợng



cách



giữa các ni

Cụm bánh đơn

Cụm bánh đôi

Cụm bánh đôi

Cụm bánh đôi

Cụm bánh đôi

Cụm bánh đôi

Cụm bánh đôi



trục



<3.0

>3.0



464

446

446

309

95

95

77



Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn.

Loại xe



Pi



nguyễn đức cảnh



C1



C2



49



ni



C1*C2*ni*(



p i 4.4

)

100



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



Trục trớc



25.80



1



6.4



Tải trung



5

309



Trục sau

Trục trớc



69.60

26.40



1

1



1

6.4



Trục sau

Trục trớc



45.20

18.00



1

1



1

6.4



446



63

8



Bus



Tải nhẹ



14

446



Trục sau

Trục trớc



56.00

48.20



1

1



1

6.4



Tải nặng1



35

25

95



Trục sau

Trục trớc



100

45.20



1

1



1

6.4



Tải nặng2



97

19

95



Trục sau

Trục trớc



94.20

23.10



2.2

1



1

6.4



Tải nặng3



164

77



Trục sau



73.20



2



1



39



Tổng



=467(trục/nđ)



b) Số lợng trục xe tính toán

Ntt =N*fl

Trong đó fl là hệ số của các làn xe .Tuyến đờng có 2 làn xe và không có dải phân

cách nên lấy fl =0.55 .

Vậy Ntt=467*0.55=257.088 (trục/nđ/làn).

2.2 Xác định môđuyn đàn hồi yêu cầu và môđuyn đàn hồi tối thiểu .

Dựa vào bảng 3.4 của 22TCN211-06

Tra với loại tải trọng yêu cầu là 10 ,loại mặt đờng là mặt đờng cấp cao A1 Với

số trục xe tính toán là 257 (xe/nđ/làn).

Ta có Eyc =162.4253 (Mpa)

Tra bảng 3.5 của 22TCN211-06 có Eycmin =140 (MPa)



nguyễn đức cảnh



50



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



2.3 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn là 15 năm .

[(1 + q ) t 1]

Ne =

*365*Ntt=

q (1 + q ) t 1



=



[(1 + 0.07) 15 1]

*365*257 =0.91 ì 106 (trục) .

0.07(1 + 0.07) 15 1



2.4 Lựa chọn kết cấu áo đờng.

Kết cấu áo đờng gồm có 4 lớp ( Tính từ trên xuống).

-



Lớp trên cùng là lớp bêtông nhựa hạt min dày 5 cm



-



Lớp thứ hai là lớp bêtông nhựa hạt thô dày 7cm



-



Lớp thứ ba là lớp cấp phối đá dăm loại I dày 15 cm



-



Lớp thứ t là lớp cấp phối đá dăm loại II dày 30 cm



Nằm trên lớp móng là đất á sét nhẹ

Có độ ẩm tơng đối là 0.60,

Độ chặt K98

Môđuyn đàn hồi của đất là 45MPa

Góc nội ma sát là 26o

Lực dính là 0.022 MPa

Bảng các đặc trng cờng độ của kết cấu :

Lớp kết cấu



h

Độ



BTN hạt mịn

BTN hạt trung

CPĐD loại I

CPĐDloại II

Đất sét nhẹ W=0.6



5

7

15

30



nguyễn đức cảnh



võng

420

350

300

250

45



E (MPa)

Tính



Kéo



trợt

300

250

300

250



uốn

1800

1600

300

250



C







0.018



51



Rku



26



2

2.8



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



KếT CấU áO ĐƯờNG PHầN MặT và lề gia cố

Eyc =162.42 (Mpa)

7 cm



5 cm



Lớp bê tông nhựa hạt mịn

Lớp bê tông nhựa hạt trung



15 cm



Lớp cấp phối đá dăm loại I



30 cm



Lớp cấp phối đá dăm loại II



đất á sét nhẹ W=0.6 ,E=45(Mpa)

Vật liệu

BT Nhựa mịn



420(Mpa)



BT Nhựa trung



350 (Mpa)



CPĐ dăm loại I



300(Mpa)



CPĐ dăm loại II



3



E (Mpa)



250 (Mpa)



Kiểm tra cờng độ của kết cấu áo đờng .



3.1 Kiểm tra theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.

Việc đổi 2 lớp một từ dới lên trên đợc thực hiện theo công thức sau:



Etb = E1 [



Với k=



nguyễn đức cảnh



1 + k ì t 1/ 3

]

1+ k



h2

E2

,t=

h1

E1



52



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



Bảng quy đổi cờng độ của các lớp kết cấu áo đờng.

Lớp vật liệu

BTN hạt mịn

BTN hạt thô

CPĐDloại I

CPĐDloạiII



EiMPa

420

350

300

250



ti

1.51944

1.31582

1.2



hi (cm)

5

7

15

30



ki

0.0961538

0.1555556

0.5



htbi

57

52

45



Etb Mpa

287.45

276.42

265.99



Etbtt = *Etb

là hệ số điều chỉnh ,tra bảng 3-6 của22TCN 211-06 với

H 57

=

= 1.73

D 33



Tra bảng ta có =1.9618

Vậy Etbtt =1.19618 ì 287.45= 343.84(Mpa )

Tính Ech

Tra toán đồ hình 3.1 với :

H 57

=

= 1.73

D 33

Eo

E tb



tt



=



Tra ra



45

=0.13

343.84

E ch

E tb



tt



=0.53



Vậy Ech =0.53 ì 343.84 =182.24 Mpa

Đờng cấp III nên chọn độ tin cậy bằng 0.90

Vậy hệ số về độ tin cậy về độ võng Kcđđv =1.10

Có Kcđđv ì Eyc =1.10 ì 163.4253=179.76 ( Mpa)

So sánh ta có Ech =182.24 Mpa > Kcđđv * Eyc =179.76( Mpa)

Vậy kết cấu áo đờng thoả mãn điều kiện kiển toán về độ võng.

3.2 Kiểm tra theo điều kiện trợt trong nền đất

Bảng quy đổi cờng độ các lớp áo đờng theo điềukiện trợt

Lớp vật liệu

BTN hạt mịn

BTN hạt thô

CPĐDloại I



EiMPa

300

250

300



nguyễn đức cảnh



ti

1.1372147

0.9398705

1.2



hi (cm)

5

7

15



53



ki

0.096154

0.155556

0.5



htbi

57

52

45



Etb Mpa

266.85

263.80

265.99



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



CPĐDloạiII



250



30



Etbtt = ì Etb



Tính



là hệ số điều chỉnh ,tra bảng 3-6 của22TCN 211-06 với

H 57

=

= 1.73

D 33



Tra bảng ta có =1.19618

Vậy Etbtt =1.19618 ì 266.85 =319.20 (Mpa )

Tra toán đồ hình H3-3 và H3-4 để tìm ra

Tìm



a)



ax



ax







av



ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây



ra trong nền đất.

Tra toán đồ hình H3-3 với:





= 26o



H 57

=

= 1.73

D 33

tt



Etb

319.20

=

=7.09

E0

45



Tra ra

Vậy

b)



ax



/p =0.0145



ax



=p ì 0.0145=0.6 ì 0.0145=0.0087 (MPa)



Tìm



av



ứng suất cắt hoạt động do trọng lợng bản thân các lớp vật liệu



gây ra

Tra toán đồ hình H3-4 với





= 26o

H=57cm



Ta có :





c)



av



=-0.0014 (Mpa)



Xác định trị số lực dính bán tính toán.



Trị số Ctt(lực dính tính toán ) đợc xác dịnh theo biêu thức:

Ctt =C.K1.K2.K3

trong đó :



nguyễn đức cảnh



54



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



C :lực dính bán của đất nền

K1:hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trợt khi nền đất chịu tải

trọng động và gây giao động. Với kết cấu áo đờng xe chạy lấy K1 =0.6.

K2 :Hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất của

kết cấu ;các yếu tố này gây ảnh hởng nhiều khi lu lợng xe càng lớn .K2 đợc xác định

theo số trục xe tính toán .Tra bảng 3-8 của 22TCN211-06

Với Ntt = 386.1 (trục /nđ/làn)





K2=0.8

K3 :Hệ số xét đến sựa gia tăng sức chống cắt của nền đất trong điều



kiện chúng làm việc trong kết cấu khác với trong mẫu thử.K 3 xác định tuỳ thuộc vào

loại đất trong khu vực tác dụng của nền đờng:

Với đất á sét nhẹ K3=1.5

Vậy Ctt =0.018 ì 0.6 ì 0.8 ì 1.5=0.01296 (Mpa)

Biểu thức kiểm tra là:





ax



+



av



Ctt

K tr cd







Kcđtr : Là hệ số cờng độ về chịu cắt trợt uỳ thuộc vào độ tin cậy:

Độ tin cậy bằng 0.95 vậy có Kcđtr =0.94

Nh vậy ta có :





ax



+



av



= 0.0087-0.0014=0.0073(Mpa)

=



Ctt

0.01296

=

tr

K cd

0.94



0.0138(Mpa)



Vậy kết cấu đảm bảo điều kiện trợt cắt trong nền đất .

3.3 Kiểm tra theo điều kiện kéo uốn trong các lớp vật liệu liền khối .

Kiểm tra tại đáy lớp bêtông nhựa



nguyễn đức cảnh



55



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



a) Quy đổi hai lớp bê tông nhựa về một lớp :

Bảng cờng độ của hai lớp bêtông nhựa khi chịu kéo uốn.

Tên lớp vật liệu

Bêtông nhựa hạt mịn

Bêtông nhựa hạt trung

Etb =



Môđuy đàn hồi Mpa

1800

1600



hi(cm)

5

7



E1 ì h1 + E 2 ì h2

1800 ì 5 + 1600 ì 7

=

=1683.33 (Mpa)

h1 + h 2

5+7



b) Tìm Echm tại mặt lớp cấp phối đá dăm loại I

Theo phần IV.1 ta có Etb tại mặt lớp cấp phối đá dăm loại I bằng 265.99(Mpa)

Etbtt =. Etb

phụ thuộc vào tỷ số

h

45

=

=1.364

d

33



Tra bảng 3-6 của 22TCN211-06 có =1.155

Etbtt =1.155 ì 265.99=307.22 (Mpa)



Tra toán đồ hình 3-1 trong 22TCN 211-06 với:

h

45

=

=1.36

d

33

Eo

E tb



tt



45

=0.15

307.22



=



có:

Eo

E tb



tt



Echm = 0.49 ì 265.99=130.33 (Mpa)



= 0.49



c) Điều kiện kiểm toán :









ku



ku



Rttku / Kcđku



: ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất tại đáy lớp bêtông nhựa hạt trung.





ku



=



ku



.p.kb với :



p: áp lực của bánh xe.



nguyễn đức cảnh



56



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



kb: Hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đờng dới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh xe đôi hoặc bánh xe đơn.Khi kiểm tra với

cụm bánh đôi (tính với tải trọng trục tiêu chuẩn ) lấy bằng 0.85.





ku



: ứng suất kéo uón đơn vị.



Rttku : Cờng độ chịu kéo uốn khi tính toán của lớp vật liệu liền khối .

Kcđku : Hệ số cờng độ chịu kéo uốn .Với độ tin cậy bằng 0.90 thì Kcđku =0.94

d) Kiểm toán :

- Tính





ku



=



ku



:



ku



.p.kb



Tra toán đồ 3-5 trong 22TCN 211-06 với:

h 12

= =0.36

d 33

E1

1683.33

=

= 12.92

E ch ,m

130.33









ku



-



ku



=1.92



=0.85 ì 0.6 ì 1.92 =0.9792 (Mpa)

Tính Rttku = k1 .k2.Rku



+ K1 :Hệ số xét đến sự suy giảm cờng độ do vật liệu bị mỏi dới tác dụng của tải

trọng trùng phùng.

+ K2 Hệ số xét đến sựa suy giảm cờng độ theo thời gian so với các tác nhân về

khí hậu và thời tiết .Với bêtông nhựa lấy K2 =1.0.

K1 = 11.11 / Ne0.22 = 11.11 / (0.91 ì 106)0.22=0.543

Rttku =0.543 ì 1 ì 2 =1.086( Mpa)





ku



=0.85 ì 0.6 ì 1.92 =0.9792 (Mpa)< Rttku / Kcđku =



1.086

=1.155( Mpa).

0.94



Vậy kết kấu thảo mãn điều kiện kéo uốn tại đáy lớp bêtông nhựa hạt trung.

V



công trình thoát nớc



1 Rãnh thoát nớc .

1 .1 Nguyên tắc khi thiết kế & bố trí rãnh dọc

Rãnh dọc ( rãnh biên) đựoc xây dựng để thoát nớc ma từ mặt đờng ,lề đờng

,taluy nền đờng đào và diện tích khu vực 2 bên giành cho đờng ở các đoạn nền đ-



nguyễn đức cảnh



57



cầu đờng bộ a_k43



Đồ án tốt nghiệp



ờng đào,nữa đào nữa đắp,nền đờng đắp thấp hơn 0,6 m . Việc bố trí rãnh dọc cần

tuân theo các nguyên tắc sau:

Hạn chế các chỗ ngoặt(vì các chỗ ngoặt là các chỗ gây lắng đọng bùn cát ) .

Khi phải thiết kế các chỗ ngoặt thì góc ngoặt không đợc nhỏ hơn 450 , bán

kính lợn của các rãnh phải lớn hơn 2 lần bề rộng trên mặt rãnh .

Lu lợng tính toán đợc tính với tần suất lũ 4% cho mọi cấp đờng (TCVN 4054

05 )





Không cho phép nớc từ tất cả các rãnh, nhất là rãnh đỉnh, rãnh tháo n-



ớc chảy vào rãnh dọc.

Luôn luôn tìm cách thoát nớc từ rãnh ra các khe suối hoặc các khu vực trũng

ở gần tuyến .





Để đảm bảo an toàn giao thông, rãnh dọc không nên thiết kế quá sâu



Chiều sâu tối đa của rãnh phụ thuộc vào loại đất. Đối với đất sét không làm sâu quá

1,25 m, với đất á sét không quá 0,8-1,0 m, với đất á cát không quá 0,8 m. Mép của

rãnh dọc nên cao hơn mực nớc trong rãnh ít nhất 25cm .

Không nên để nớc ở rãnh đoạn đờng đắp chảy vào rãnh của đoạn đờng đào.

Chỉ trong trờng hợp chiều dài đoạn đờng đào nhỏ hơn 100m mới cho phép nớc ở

rãnh dọc đoạn đờng đắp chảy qua đoạn đờng đào





Để tránh tình trạng nớc đọng lâu ngày trong rãnh làm nền đờng ẩm ớt,



cứ cách một đoạn, nhỏ hơn 150 m đối với rãnh tam giác và 500 m đối vối rãnh

hình thang ta phải thiết kế tháo bớt nớc trong rãnh ra.

1.2 Nguyên tắc tính toán rãnh dọc

Khả năng thoát nớc của rãnh phụ thuộc vào hình dạng, kích thớc của rãnh,

độ dốc, độ nhám của lòng rãnh. Tiết diện và độ dốc dọc của rãnh phải thoả mãn

các yêu cầu sau :

Phải bảo đảm thoát nớc với lu lợng quy định nhng đồng thời kích thớc phải

nhỏ nhất .

Với độ dốc nhất định , tốc độ nớc chảy trong rãnh phải nhỏ hơn tốc độ bắt

đầu xói lở của lòng rãnh thiên nhiên hay vật liệu gia cố .

Độ dốc của rãnh không đợc nhỏ hơn độ dốc làm cho tốc độ nớc chảy trong

rãnh gây ra hiện tợng lắng đọng bùn và các hạt phù sa trong lòng chảy gây

hiện tợng bồi lấp rãnh . Thờng độ dốc dọc của rãnh lấy bằng độ dốc dọc của



nguyễn đức cảnh



58



cầu đờng bộ a_k43



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (219 trang)

×