TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 9143 : 2012



tải về 0.54 Mb.
trang6/7
Chuyển đổi dữ liệu07.07.2016
Kích0.54 Mb.
1   2   3   4   5   6   7

F.2. Trường hợp các hàng cừ không được đóng đến tầng không thấm (trường hợp hàng cừ treo)

Trong trường hợp này sau khi đã cho trị số Φ theo chỉ dẫn của điểm trên, trước tiên đối với mỗi hàng cừ của sơ đồ được xét ta tính các tỉ số sau đây:



Trong đó: S: trị số đã chỉ trên hình vẽ;

T: trị số bình quân số học của các trị số Tthực đó ở bên trái và bên phải của hàng cừ đang xét, ngoài ra Tthực là độ sâu của mặt tầng không thấm thực dưới để đập hoặc phía dưới đáy thượng lưu hoặc hạ lưu.

Sau đó sử dụng biểu đồ trên hình F4, ta tìm được điểm tương ứng với các tọa độ Φ/T và S/T. Nếu điểm này nằm ở vùng “B” của biểu đồ thì độ thấm nước của hàng cừ coi như không đáng kể, và ta xem hàng cừ này tuyệt đối không thấm nước.

Nếu điểm đó nằm ở vùng “C” (trong thực tế rất ít gặp), thì hàng cừ này khi tính toán thấm hoàn toàn có thể bỏ qua.



Hình F3 - Sơ đồ để tính toán đường viền dưới đất có hàng ván cừ không chạm tầng không thấm

Cuối cùng, nếu điểm đó nằm vùng “A” của biểu đồ, thì khi tính toán thấm của đường viền dưới đất ta phải xét đến độ thấm nước của hàng cừ này; khi đó ta tiến hành theo cách sau đây:

a) Theo biểu đồ của S.N.Numêrốp trên hình F5, từ các tọa độ Φ/T và S/T ta tìm trị số “hệ số giảm nhỏ”  của hàng cừ đang xét;

b) Nhân chiều dài S của ván cừ này với hệ số giảm nhỏ  đã tìm được, khi đó ta có chiều dài qui ước của hàng cừ tuyệt đối không thấm nước, tương đương với hàng cừ thực, thấm nước về mặt tiêu hao cột nước;

Stgđg =  . S (103)

c) Sau khi đã thay thế chiều dài thực tế của các hàng cừ thấm nước bằng các chiều dài rút ngắn tương đương Stgđg ta tính sơ đồ quy ước đã tìm được như đã giới thiệu trong các phụ lục A; phụ lục B; phụ lục C; phụ lục D; phụ lục E (cho rằng các hàng cừ rút ngắn tương đương là tuyệt đối không thấm nước); rồi đưa những kết quả tính toán của sơ đồ quy ước đã tìm được sang sơ đồ thực.

Cuối cùng cần chú ý là trong tính toán sơ đồ quy ước khi xác định chiều sâu vùng hoạt động thấm phải xuất phát từ chiều dài (tương đương Stgđg của ván cừ, chứ không phải từ chiều dài thực S của chúng.

CHÚ DẪN: Vùng A: cừ thấm nước; Vùng B: cừ thực tế không thấm nước, Vùng C - cừ tuyệt đối thấm nước



Hình F4 - Đồ thị để xét ảnh hưởng của độ thấm nước của hàng cừ theo kết quả của tính toán

CHÚ DẪN: Vùng A: vùng của cừ thực tế không thấm nước; Vùng B - vùng của cừ thực tế tuyệt đối thấm nước.



Hình F5 - Đồ thị để xác định hệ số  trong công thức (103)
Phụ lục G

(Quy định)



Tính toán độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) theo phương pháp độ dốc (Gradien) kiểm tra của R.R. Trugaev

G.1. Các quy định chung

Xuất phát từ độ bền ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền, các kích thước và hình dạng của đường viền dưới đất, trong trường hợp chung, cần phải xác định bằng cách lựa chọn và tuân theo điều kiện sau đây:

Jk ≤ (Jk)cp (104)

Trong đó:

Jk - độ dốc đo áp kiểm tra (xem Điều 8.2);

(Jk)cp - trị số cho phép của độ dốc đo áp kiểm tra.

Trị số Jk dùng cho các sơ đồ khác nhau của đường viền dưới đất, xác định theo chỉ dẫn ở điểm 2 dưới đây.

Trị số (Jk)cp xác định theo chỉ dẫn ở điểm 3 dưới đây.

Trong điểm 4 của phụ lục này có một vài chỉ dẫn cho phép đơn giản việc lựa chọn kích thước và hình dạng của đường viền dưới đất để thỏa mãn điều kiện (104).

G.2. Xác định trị số độ dốc đo áp Jk đối với các sơ đồ khác nhau của đường viền dưới đất

G.2.1. Trường hợp có sơ đồ đường viền thông thường, khi

l ≥ S (105)

Ở đây:

S - chiều sâu của hàng cừ (hàng cừ dài nhất);



l - khoảng cách của hàng cừ (khi có một hàng cừ thì l là chiều dài của bộ phận nằm ngang dài nhất của đường viền, nằm ở một phía của hàng cừ).

Trong trường hợp này, độ dốc đo áp Jk phải tính theo công thức:



Trong đó:

Z - cột nước tính toán trên công trình (Điều 8.1);

T’tt - độ sâu của tầng không thấm tính toán (điều A.1; điều A.2 của phụ lục A);



- tổng hệ số sức kháng của đường viền dưới đất, tính toán như chỉ dẫn ở phụ lục A (khi tầng không thấm tính toán được xác định bằng chiều sâu T’tt);

λ - chiều dài quy ước của đường viền dưới đất (phụ lục B)

λ = T’tt . (107)

Trị số λ là chiều dài dòng nước thấm tưởng tượng có dạng hình chữ nhật (hình G1.b) có chiều cao là T’tt và được đặc trưng bằng sức kháng như dòng thấm nước thực (hình G1.a);

vào =  (108)

Trong đó vào - hệ số sức kháng của sơ đồ hình chữ nhật trên hình G1.b bằng:

vào = (109)

Khi có các cột nước Z như nhau và có các hệ số thấm như nhau thì các vị trí số lưu lượng thấm q đối với sơ đồ thực trên hình G1.a và đối với sơ đồ tưởng tượng trên hình G1.b phải như nhau:





Hình G1 - Sơ đồ để tính độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền (trường hợp sơ đồ thông thường của đường viền dưới đất)

Khi duy trì các điều kiện (49) thì trị số λ ở công thức (106) có thể được xác định như chỉ dẫn ở phụ lục H (công thức 74).

Nếu các sơ đồ đường viền dưới đất thỏa mãn điều kiện (105) thì cần phân biệt trường hợp sơ đồ đường viền rất nông khi

l ≥ 5S đến 10S (110)

Trong trường hợp này, trị số Jk theo công thức (106) sẽ bằng:

Jk ≥ Jng (111)

Trong đó: Jng - độ dốc của đường đo áp P - P vẽ cho các bộ phận nằm ngang của đường viền (hình G2 và hình A1).

CHÚ DẪN: I) Tầng không thấm tính toán; II) Biểu đồ tốc độ dẫn suất.



Hình G2 - Sơ đồ tính toán độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền, trường hợp sơ đồ thông thường của đường viền dưới đất theo điều kiện (110)

Khi sử dụng công thức tổng quát (106) và cả công thức (111) ứng với trường hợp cá biệt (110) phải chú ý đến những điều sau đây:

a) Trong trường hợp tuân theo điều kiện (110), thì trị số Jk được xác định như đã chỉ dẫn ở trên, sẽ bằng:

lk = Jng =  Vds (112)


Trong đó: qtd - lưu lượng tính đổi đối với sơ đồ đường viền đang xét:

qtd = (113)

vds - tốc độ thấm dẫn suất đối với tiết diện ướt thẳng đứng W - W nào đó (hình G2):

(114)

Có thể chỉ ra rằng, trong trường hợp tuân theo điều kiện (110) thì giản đồ tốc độ thấm đối với tiết diện ướt thẳng đứng W - W vạch ở khoảng giữa các hàng cừ có hình dạng gần giống hình chữ nhật chiều rộng bằng vds.

Rõ ràng trong trường hợp này, căn cứ theo công thức (112), ta dùng tốc độ dẫn suất vds để đánh giá độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền.

b) Trong trường hợp sơ đồ đường viền dưới đất như ở (hình G3) khi

(5 đến 10)S ≥ l ≥ S (115)

Thì trị số Jk tính theo công thức (106) sẽ bằng:

Jk = (116)

trong đó (vds)bq - tốc độ thấm dẫn suất bình quân đối với tiết diện ướt W - W.



CHÚ DẪN: 1) Tầng không thấm tính toán; 2) Biểu đồ tốc độ dẫn suất



Hình G3 - Sơ đồ tính toán độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền. Trường hợp sơ đồ thông thường của đường viền dưới đất theo điều kiện (115)

Trong trường hợp này, giản đồ tốc độ đối với tiết diện ướt W - W vạch ở khoảng giữa các hàng cừ, có hình dạng khác với hình chữ nhật.

Rõ ràng ở đây ta dùng tốc độ thấm dẫn suất bình quân (vds)bq để đánh giá độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường của đất nền).

Cũng cần chỉ ra rằng: đối với sơ đồ đường viền đang xét trị số Jk, phù hợp với công thức (112) và (116), tất nhiên là có thể xác định chẳng những bằng lý thuyết, mà cũng có thể bằng phương pháp tương tự điện thủy động.



G.2.2. Trường hợp sơ đồ đường viền dưới đất có dạng hàng cừ đơn thuần (hình G4)

Trường hợp này phải lấy độ dốc đo áp lớn nhất ở vị trí ra trên mặt đáy hạ lưu làm độ dốc kiểm tra Jk:

Jk = Jra (117)

Trong đó: Jra - xác định như chỉ dẫn của điểm 7 trong phụ lục A.

Cần chú ý rằng, khi áp dụng công thức (117) trong trường hợp có sơ đồ hàng cừ đơn thuần đối xứng (hình G4 b) với tầng không thấm nước thực tế nằm sâu thì trị số Jra nhỏ hơn khoảng 10% so với độ dốc đo áp trung bình đối với các đoạn đường viền 1-2 và 4-5, được tính toán mà không xét đến đoạn ván cừ 2-3-4 vì đoạn này có đặc điểm là áp lực cục bộ giảm rất mạnh và nó không đặc trưng cho phần chính của vùng thấm mà ta phải quan tâm khi xét độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của nền.



Hình G4 - Sơ đồ tính toán độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền (sơ đồ hàng cừ đơn thuần)

G.2.3. Trường hợp sơ đồ đường viền dưới đất gần như hàng cừ đơn thuần (hình G5)

Nếu như l < S/2 (118)





Hình G5 - Sơ đồ tính toán độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền (sơ đồ đường viền dưới đất gần với hàng cừ đơn thuần)

Thì khi đánh giá độ bền ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền, để cho an toàn, phải bỏ các bộ phận nằm ngang của đường viền và tính sơ đồ đã cho như đối với hàng cừ đơn thuần, nghĩa là xác định Jk theo công thức (117).



G.2.4. Trường hợp sơ đồ đường viền trung gian

Khi S > l ≥ S/2 (119)

Thì trị số Jk phải được xác định theo các điều G.2.1, điều G.2.2, điều G.2.3 phụ lục này.

G.3. Xác định trị số cho phép của độ dốc đo áp kiểm tra (Jk)cp

Trị số độ dốc đo áp cho phép (Jk)cp dùng để kiểm tra độ bền ngẫu nhiên (bất thường) của nền đập, phải xác định phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 9150:2011, theo công thức:

(Jk)cp = Jo/KH (120)

Trong đó hệ số KH phụ thuộc vào cấp công trình

Cấp I KH = 1,25

Cấp II KH = 1,20

Cấp III KH = 1,15

Cấp IV KH = 1,10

Trị số Jo trong công thức (119) được quy định tùy thuộc vào loại đất như sau:

Sét Jo = 1,20

Á sét Jo = 0,65

Cát hạt lớn Jo = 0,45

Cát hạt trung bình Jo = 0,38

Cát hạt nhỏ Jo = 0,29

Giá trị (Jk)cp có thể lấy trực tiếp theo bảng sau (các số liệu đã được tính sẵn theo các điều nêu trên)

Bảng G1 - Độ dốc đo áp cho phép khi kiểm tra ổn định thấm của đất nền (Jk)cp

Tên đất ở lớp nằm phía trên của nền

Cấp công trình

I

II

III

IV

Sét

0,96

1,00

1,04

1,09

Á sét

0,52

0,54

0,57

0,59

Cát hạt lớn

0,36

0,38

0,39

0,41

Cát hạt trung bình

0,30

0,32

0,33

0,35

Cát hạt nhỏ

0,23

0,24

0,25

0,26

G.4. Quyết định sơ bộ các kích thước đường viền dưới đất của đập, xuất phát từ việc xem xét độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền

Thông thường, đường viền dưới đất thỏa mãn được điều kiện (104) phải được xác định bằng phương pháp lựa chọn: tự cho hình dạng và kích thước của đường viền, sau đó kiểm tra theo điều kiện (104). Việc chọn sơ bộ kích thước của đường viền sẽ thuận lợi hơn nếu thực hiện theo các chỉ dẫn sau đây:

1) Trường hợp sơ đồ đường viền rất nông, khi có các điều kiện (110) và (49) đồng thời trị số Jk tính theo công thức (111)

Trong trường hợp này, ta lấy chiều dài cho phép nhỏ nhất của đường viền Lmin (theo quan điểm độ bền ngẫu nhiên (bất thường) của đất nền) ứng với hệ thức (84) theo công thức:

Lmin = (s : (Jk)cp) - 0,88T’tb (121)

Trong đó:

Z - cột nước tính toán tác dụng lên công trình (theo Điều 8.1);

T’tb - độ sâu trung bình của tầng không thấm tính toán, vị trí của nó được xác định bằng T’tt (điều A.1; điều A.2 của phụ lục A):

T’tb = (T1 + T2 +…+ Tm)/m (121)’

Trong đó:

T1, T2… đã chỉ dẫn trên hình (51);

M - số lượng trị số T trong công thức (121)’;

(Jk)cp - trị số cho phép của gradien kiểm tra, lấy theo chỉ dẫn ở khoản 3) điều G4 phụ lục G.

Khi sử dụng công thức (121)’ phải xét điều dưới đây:

- Mặt tầng không thấm tính toán luôn luôn phải trùng với mặt tầng không thấm thực trong trường hợp tầng không thấm thực tế nằm không sâu, khi Tthực ≤ 0,50I0 (122)

- Trong đó kích thước I0 xem trên (hình G6);

- Tthực - độ sâu của tầng không thấm thực ở phía dưới điểm nằm cao nhất của đường viền dưới đất.

CHÚ DẪN: I) Tầng không thấm tính toán II) Thiết bị tiêu nước với lọc ngược



Hình G6 - Sơ đồ để xác định sơ bộ kích thước đường viền dưới đất của đập.

Như đã biết, trong trường hợp đơn giản nhất đã nêu trên trị số Ttb trong công thức (121) được xác định một cách rất đơn giản.

Khi tầng không thấm nằm tương đối sâu không thỏa mãn điều kiện (122) thì mặt tầng không thấm tính toán phải trùng với mặt dưới của vùng hoạt động thấm áp lực (điều A.2 của phụ lục A); chiều sâu của vùng thấm mạnh này xác định theo hệ thức (11). Khi đó nên sử dụng hệ thức sau đây để xác định trị số Lmin thay cho công thức (121):

Lđ + 1,5 Lng = Z : (Jk)cp (123)

Lđ + Lng = Lmin (124)

Trong đó Lđ và Lng là tổng chiều dài của các bộ phận thẳng đứng và nằm ngang của đường viền.

Tất nhiên, trong một vài trường hợp nào đó, khi xác định Lmin theo công thức (121) và (123) phải chọn dần, vì lúc đầu tính toán không có các số liệu về trị số Lo để xác định vị trí của tầng không thấm tính toán.

2) Trường hợp chung của sơ đồ đường viền dưới đất (khác với hàng cừ đơn thuần và không thảo mãn điều kiện (110):

Trong trường hợp này, ta biến đổi công thức (106), có xét đến (104) và sẽ được biểu thức:

(125)

Trong trường hợp tầng không thấm thực nằm tương đối không sâu lắm thì trị số T’tt có thể lấy bằng Tthực và hệ thức (125) sẽ có dạng:



(126)

Theo công thức này, khi dùng bảng để tìm (Jk)cp, có thể tính trị số  nhỏ nhất cho phép và sau đó chọn đường viền dưới đất thế nào cho tổng hệ số sức kháng của nó không nhỏ hơn trị số cho phép nhỏ nhất (về các trị số xem phụ lục A).

Trong trường hợp tầng không thấm thực nằm tương đối không sâu lắm thì trị số T’tt có thể lấy bằng Tthực và hệ số (125) phải viết lại

a) Với điều kiện

Io/So > 5 (127)

(xem công thức 10 và 11 của phụ lục A)

Dưới dạng:

Io = Z/0,5 . (Jk)cp (128)

b) Với điều kiện

5 ≥ Io/So ≥ 3,4 (129)

(Xem công thức 12 và 13 của phụ lục A)

Dưới dạng: So = Z/(2,5 . (Jk)cp (130)

Khi xác định số lo hoặc trị số So theo công thức (128) hoặc làm (130), ta chọn đường viền dưới đất thế nào cho nó được đặc trưng bởi trị số lo hoặc So bằng trị số đã tìm được.

3) Trường hợp hàng cừ đơn thuần đối xứng (hình G4,b):

Trong trường hợp này tiến hành tính toán theo cách sau:

a) Với điều kiện: S/T < 0,4 đến 0,5 (131)

Thì chiều sâu đóng cừ nhỏ nhất cho phép (theo các điều kiện độ bền chung của đất) tính theo công thức: Smin = Z/(3 . (Jk)cp) (132)

Trong đó (Jk)cp - lấy theo bảng ở điều G.3 của phụ lục này.

b) Với điều kiện: S/T > 0,4 đến 0,5 (133)

Thì trị số Smin tìm theo biểu đồ ở hình A12 (theo đường cong T2/T1 = 1)

Sau khi đã chấp nhận trị số Jra = (Jk)cp ta tính biểu thức (T/Z). Jra sau đó xuất phát từ biểu thức này theo biểu đồ đã chỉ dẫn tìm S/T, và sau đó xác định Smin theo công thức:

Smin = (S/T) . T (134)

Khi sử dụng biểu đồ trên hình A12 cần xem như S2 = S1 và T1 = T2 = T, trong đó: T là độ sâu của tầng không thấm thực.

Trị số Smin tìm được qua tính toán trong trường hợp đất nền đồng nhất đẳng hướng có thể coi như là xong, không phải hiệu chỉnh gì nữa, do đã có sự xem xét độ bền cục bộ của đất nền (phụ lục H).


Phụ lục H

(Quy định)



Tính toán ổn định thấm cục bộ của đất nền đập

H.1. Yêu cầu tính toán kiểm tra

Đường viền dưới đất được định ra trên quan điểm về độ ổn định chung của đất nền (phụ lục G), còn phải được kiểm tra về:

a) Sự trồi đất cục bộ do thấm ở hạ lưu ngay phía sau hàng cừ (hoặc chân khay) hạ lưu;

b) Sự xói lùng ra ngoài ở mặt đáy hạ lưu bên trên có phủ tầng lọc ngược;

c) Sự xói lùng bên trong (xói ngầm) có thể xảy ra trên các mặt tiếp giáp của đất to hạt và đất nhỏ hạt ở nền (ở các chỗ này, đất nhỏ hạt có thể bị dòng nước thấm cuốn vào các lỗ hổng của đất to hạt và do đó có thể xảy ra sự lún bất lợi của đất nằm trên)

H..2 Kiểm tra sự trồi đất cục bộ do thấm của đường viền dưới đất theo phương pháp của V.S.Beumgart và R.N.Đaviđankôp

Việc kiểm tra này chỉ tiến hành với điều kiện, nếu:

Jra > 0,50 đến 0,70 (135)

Trong đó: Jra - độ dốc đo áp lớn nhất ở chỗ ra trên mặt đáy hạ lưu: (xác định theo chỉ dẫn ở phụ lục A và phụ lục B)

Trong trường hợp đất nền không dính việc tính toán sự trồi đất cục bộ do thấm được thực hiện như sau:

1) Dùng các ký hiệu:

Sra - độ sâu của mũi cừ ra (hoặc của đế chân khay ra nếu không có cừ ra);

t - chiều dày lớp gia tải ở hạ lưu có dạng vật liệu hạt lớn (của lọc ngược và lớp tiêu nước), hoặc có dạng các tấm bê tông của tấm tiêu năng.

2) Xác định trị số áp lực hmc ở mũi cừ (hoặc đế chân khay) hạ lưu như chỉ dẫn ở phụ lục A và phụ lục B, sau đó viết hệ thức:

(Yn x hmc) ≤ (Sra . ydn + t. ydn) . m/KH (136)

Trong đó:

Kn - hệ số độ tin cậy, lấy bằng 1,0;

m - hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 0,8, để xét đến dạng của trạng thái giới hạn và các yếu tố khác.

Nếu coi yn ≈ ydn ≈ 1T/m3 thì công thức (136) sẽ có dạng sau:

hmc ≤ (Sra + t) / 1,25 (136)’

3) Nếu bất đẳng thức (136) được thỏa mãn thì không có khả năng trồi đất cục bộ do thấm gây nên; khi không đảm bảo bất đẳng thức (136) thì sự trồi đất có thể xảy ra; để tránh sự trồi đất phải tăng thêm chiều dày lớp gia tải t, hoặc là tăng kích thước Sra.

Cần phải thấy rằng, do đất phía sau đập có thể bị xói mòn cục bộ (do dòng chảy mặt) nên độ ổn định của đất do thấm ở vùng hạ lưu có thể bị giảm xuống.

H.3. Kiểm tra sự xói lùng ra ngoài ở mặt đáy hạ lưu

Việc kiểm tra này cần được thực hiện khi thiết kế các tầng lọc ngược phủ lên đáy hạ lưu.



H.4. Kiểm tra sự xói lùng bên trong (xói ngầm) của đất nền

Việc kiểm tra này phải tiến hành trong hợp nền không đồng nhất, ở các chỗ có thể xảy ra sự cuốn đất hạt nhỏ vào các lỗ hổng của đất hạt to ở nền.

Khi xét đến các chỗ nguy hiểm của nền, phải bảo đảm điều kiện sau:

Jb ≤ (Jb)cp (137)

Trong đó:

Jb - độ dốc đo áp thực ở chỗ tiếp giáp giữa đất hạt nhỏ và đất hạt to;

(Jb)cp - trị số độ dốc đo áp cho phép ở chỗ tiếp giáp nêu trên.

Trị số Jb phải được xác định trên cơ sở tính toán thấm của sơ đồ đường viền dưới đất đang xét (các Điều 7.1 đến Điều 7.5).

Trị số (Jb)cp phải được xác định theo các số liệu liên quan đến việc thiết kế lọc ngược và có xét đến các đường phân tích hạt của các loại đất trong nền.

Khi lập thiết kế kỹ thuật các đập cấp I và II phải xác minh chính xác trị số (Jb)cp bằng cách thí nghiệm các mẫu đất thiên nhiên ở trong phòng thí nghiệm.




1   2   3   4   5   6   7


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương