TIÊu chuẩn ngành 14tcn 57: 1988

Tính toán trượt ngang theo mặt phẳng dưới chân cừ và tính toán lật được thực hiện như đối với các công trình chịu áp khác (trong tính toán chú ý xét cả áp lực đất bị động và chủ động của đất nền (từ đáy sông đến chân cừ) ở hai phía của đê quây). Trong tính toán giả thiết là chỉ có trọng lượng vật liệu gia tải chịu lực đẩy ngang tuy rằng trong thực tế các tường cừ cũng tham gia vào việc chống trượt. Hệ số an toàn chống trượt thường lấy không nhỏ hơn 1.1, chống lật không nhỏ hơn 1,25.

Tính toán độ bền chống cắt trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc của đê quây được tiến hành từ điều kiện là lực cắt theo mặt phẳng đứng được tiếp nhận bởi các lực ma sát của cát gia tải trong khoang tổ ong và lực ma sát trong các khớp của các tường ngang (trong tính toán chỉ xét 2 tường ngang, tức là 2 khớp). Khối lượng thể tích và góc ma sát trong của cát gia tải lấy theo các trị số trung bình gia quyền nếu gia tải bằng các lớp cát khác nhau.

Đối với nền không phải là đá và đê quây tổ ong loại đáy quạt tính theo công thức:

Trong đó:

k = hệ số an toàn; lấy không nhỏ hơn 1,1;

M – Mômen tổng của các ngoại lực tác động từ phía chịu áp, ứng với điểm giữa nền của khoang tổ ong tính cho 1 mét chiều dài đê quây, kNm;

E – lực đẩy ngang theo hướng nằm ngang của đất ở trong khoang tổ ong trên suốt chiều cao của nó, tính cho 1 mét chiều dài, kN;

b - chiều rộng của khoang, m (xem hình 1);

tgφ – hệ số ma sát trong của chất gia tải;

tgφ_o – hệ số ma sát của chất gia tải trên mặt tường cừ (đối với cát ẩm lấy bằng 0,4, đối với cát bão hòa nước – 0,25);

f – hệ số ma sát trong các khớp ván cừ (lấy bằng 0,4);

M_h – mômen của các lực tác động từ phía hạ lưu, ứng với điểm giữa của nền khoang tổ ong, tính cho 1 mét chiều dài đê quây, kNm.

Trong trường hợp nền đá, hệ số an toàn đối với các khoang tổ ong hình đáy quạt được xác định bằng công thức:

(2)

Đối với các khoang tổ ong dạng trụ tròn, hệ số an toàn được xác định theo các công thức sau:

đối với nền không phải là đá:

(3)

đối với nền đá:

Trong đó: D – đường kính của khoang tổ ong

Tính toán độ bền của các khớp chống xé đứt do tác động của các lực chủ yếu – lực đẩy ngang của đất đổ trong khoang và áp lực nước bên trong, các lực này được tiếp nhận bởi hình trụ tròn có đường kính tính toán, coi như một vòng tròn mỏng.



Hình 3 – Các sơ đồ tính toán độ bền của các khớp ván cừ;

a) Đối với các khoang tổ ong hình đáy quạt;

b) Đối với các khoang tổ ong hình trụ tròn.

Sức kháng tính toán của các ván cừ Liên xô ЩП – 1 chống xé đứt lấy bằng 20kN/cm (2000 KG/cm) theo chiều dài của ván cừ.

Khi xác định các lực xé đứt khớp ván cừ của các khoang tổ ong, coi như lực xét đứt ứng với một đơn vị chiều dài của đê quây, theo chiều cao ván cừ.

Lực tối thiểu xé đứt khớp ván cừ được xác định bằng cách xây dựng các biểu đồ của lực xé đứt theo chiều cao ván cừ đối với các lực nằm ngang khác nhau

Các lực xét đứt trong các khoang tổ ong phụ thuộc vào:

- Lực đẩy ngang của đất gia tải

- Tác động của các tải trọng tập trung truyền vào khoang;

- Áp lực thủy tĩnh không cân bằng tác động trong khoang và truyền vào ván cừ hạ lưu;

- Các tải trọng tập trung truyền qua ván cừ ở góc vào khoang chủ yếu;

Trong tính toán này hệ số an toàn phải lấy không nhỏ hơn 1,5.

Các lực xé đứt được xác định theo các công thức sau đây:

Lực đẩy ngang của đất gia tải P_đ;

1) Đối với khoang đáy quạt

a) Ở thành ngang, khi l ≥ R;

P_đ = σ.l; (5)

b) Ở thành đáy quạt ngoài (có bán kính R);

P_đ = σ . R; (6)

Trong đó:

l – khoảng cách giữa các thành ngang, m (xem hình 2);

σ – tung độ của biểu đồ áp lực đất gia tải xác định theo công thức Culông như đối với tường thẳng, kN/m²:

σ = ρ_đgH₁­tg²(45⁰ - ); (7)

H₁ – khoảng cách từ bề mặt khối gia tải đến mặt cắt đang xét, m

ρ_đ – khối lượng thể tích của khối đất gia tải, T/m³.

2) đối với khoang trụ tròn

P_đ = σ . R; (8)

tức là ứng với một nửa áp lực trên mặt phẳng rộng bằng đường kính (2R) ở mỗi mặt cắt xem xét.

Lực xé đứt do áp lực thủy tĩnh không cân bằng truyền vào cừ hạ lưu bên trong:

1) Đối với khoang đáy quạt

a) Khi l ≥ R

P_u = ρ . gh_ol; (9)

b) Khi l ≤ R:

P_u = ρ . gh_oR; (10)

trong đó: h_o = (H₁ + h₁)/2 – tung độ trung bình của áp lực thủy tĩnh bên trong khoang tổ ong (đường bão hòa trong khoang đi xiên từ phía thượng lưu xuống phía hạ lưu) (xem hình 4). Nếu ở phía hố móng có lăng trụ đất bão hòa nước thì h_o được giảm đi một trị số bằng cột nước trong lăng trụ đất.

2) Đối với khoang trụ tròn lực xé đứt do áp lực thủy tĩnh bằng:

Lực xé đứt do các tải trọng tập trung truyền từ cung chắn (cung chắn khe hố giữa 2 khoang chủ yếu hình trụ tròn kề nhau – cung chắn này có bán kính r xem hình 2) qua cừ chạc ba vào khoang chủ yếu)

P_o = σ . r cosβ (12)

Trong đó:

σ – cường độ áp lực nước và của vật liệu gia tải đổ trong khoang của cung chắn khe hở giữa các khoang chủ yếu;

r – bán kính của cung chắn (xem hình 2);

β – góc giữa trục của khoang chủ yếu và hướng tiếp xúc của cung chắn (xem hình 3, b),

Tổng các lực xé đứt lớn nhất ở một mặt cắt nằm ngang nào đó là lực tính cho 1 đơn vị chiều dài của ván cừ tại mặt cắt đó, nó bằng

P = P_đ + P_n + P_c (13)

Nếu còn có những lực khác nữa sẽ tính toán để cộng thêm

Nếu tổng các lực nói trên tính cho 1cm chiều dài ván cừ thì nó không được lớn hơn lực kháng đứt của khớp ván cừ (bằng 20000 N/cm = 2000 KG/cm) đối với cừ phẳng của Liên Xô.

TÍNH THẤM QUA ĐÊ QUÂY CỪ THÉP

Số liệu về tính thấm của cừ thép chưa được nghiên cứu cụ thể, thường tính áng chừng là độ thấm nước qua một hàng cừ bằng 0,02 – 0,04 hệ số thấm của chất gia tải (cát) đổ trong khoang.

Tính thấm qua đê quây cừ thép theo trình tự sau:

- Xác định lưu lượng thấm qua khối gia tải, không xét đến ván cừ theo công thức:

hoặc (14)

trong đó:

a = b/H_n chiều rộng tương đối của đê quây.

H_n­ – cột nước trước đê quây, m;

b – chiều rộng trung bình của đê quây, m;

l – chiều dài đê quây, m;

q – lưu lượng quy đổi (q = Q/kl);

k – hệ số thấm

- Tính lưu lượng thấm qua một đơn vị chiều dài đê quây tổ ong

q_cừ = 0,25q (15)

- Xác định tung độ điểm ra của dòng thấm ở cừ hạ lưu, thường lấy bằng:

h₁ = 1,35 q_cừ (16)

- Xác định cột nước H₁ trong khoang

H₁ = (17)

- Căn cứ các trị số H₁ và h₁ vẽ đường bão hòa ở trong khoang

Nếu đường bão hòa quá cao, có thể hạ thấp bằng cách bố trí tiêu nước trong khối gia tải, hoặc khoan các lỗ thoát nước ở các ván cừ hạ lưu.

1 Các quy định chung

2 Thiết kế dẫn dòng

3. Thiết kế ngăn dòng

Phụ lục 1 Bảng tra cứu vận tốc trung bình cho phép

Phụ lục 2 Sơ đồ tổ chức chỉ đạo ngăn dòng

Phụ lục 3 Tính toán thủy lực dẫn dòng

Phụ lục 4 Tính toán thủy lực ngăn dòng