Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
- Tường làm bằng bê tông cốt thép M200, γbt = 2.4 (T/m3)

- Tường làm bằng bê tông cốt thép M200, γbt = 2.4 (T/m3)

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 126



Ngành kỹ thuật



cơng trình



G2



428



G



pcd1



q



50



Ec



A



50



H

O 50



100



100



pcd2



Z



Hình 10-7 Sơ đồ tường chắn tính tốn

18.4.4.1. Xác định lực tác dụng lên tường chắn:

-



Trọng lượng bản thân tường:

G = G1 = F.L.γbt



Trong đó:

+ F: Diện tích mặt cắt ngang của tường

F= 0.5×(0.5+1)×4.28+0.5×2.5 = 4.46 (m2)

+ γbt: Trọng lượng riêng của bê tơng, γbt=2.4 (T/m3)

+ L: chiều dài tính toán, xét cho 1m chiều dài tường, L= 1m.

→ G1 = 4.46×1×2.4 = 10.704 (T)

Điểm đặt G cách điểm O một khoảng theo phương ngang là:

x=

=



x1 F1  x2 F2  x3 F3

F1  F2  F3

0.75 2.14  1.167 1.07  1.25 1.25

2.14  1.07  1.25



0.99



Trọng lượng khối đất phía bên trên tường:

G2 = Fđ.L.γđ

Trong đó :

+ Fđ: Diện tích mặt cắt ngang của lớp đất đắp phía trên chân tường.

+ Fđ= 0.5×(1.5+1)×4.28 = 5.35(m2)

+ γđ: Trọng lượng riêng của đất đắp, γđ =1.97 (T/m3)



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 127



Ngành kỹ thuật



cơng trình



→ G2 = 5.35×1×1.97 = 10.54 (T)

Điểm đặt G2 cách điểm O một khoảng theo phương ngang là :

x=

-



x1 F1  x2 F2 1.33 1.07  2 4.28

1.87 (m)

=

F1  F2

1.07  4.28



Áp lực chủ động:

Pcđ = đ.Z.Kcd + q.Kcd – 2C K cd



Trong đó:

+ đ: Dung trọng tự nhiện của đất, đ=1.97 (T/m3)

2

0

+ Hệ số chủ động Kcd = tg (45 -



φ

300

) = tg 2 (450 ) = 0.33

2

2



+ Z: độ sâu từ mặt đất đến điểm tính tốn.

+ q: Tải trọng phân bố trên mặt đất sau tường, q = qxe= 2.5(T/m2)

Tại Z = 0 (m):

Pcd = 0 +q×Kcd (Bỏ qua lực dính C)

= 2.5×0.33= 0.83 (T/m2)

Tại Z = 4.78 (m):

Pcd = đ.Z.Kcd + q.Kcd

= 1.97×4.78×0.33 + 2.5×0.33 = 3.93(T/m2)

Áp lực đất chủ động sau tường:

Ec =



4.78 (0.83  3.93)

2



11 .38 (T)



Điểm đặt Ectại A cách điểm O một đoạn theo phương đứng là:

H=



y1 F1  y 2 F2 2.39 3.97  1.59 7.41



1.87 m

F1  F2

3.97  7.41



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 128



Ngành kỹ thuật



công trình



Bảng 10-9. Bảng tổng hợp các lực tác dụng lên tường

Đứng (P)



Ngang(W)



↓(+)



→(+)



Tay đòn



Mcl



Lực



(T)



(T)



(m)



(T.m)



G1



10.70



0.99



10.59



G2



10.54



1.87



19.71



Ec



Mo



11.38



Tổng



21.24



1.87



Mgl (T.m)



21.28



11.38



30.30



21.28



18.4.4.2. Kiểm tra ổn định về lật:

K=



M

M



cl



> [K]



(10-8)



gl



Trong đó:

+ K: hệ số an tồn về lật

+ ∑Mcl: Tổng mômen chống lật, ∑Mcl = 30.3 (T.m)

+ ∑Mgl:Tổng mômen gây lật, ∑Mgl = 21.28 (T.m)

+ [K]: Hệ số an tồn cho phép về ổn định lật, với cơng trình cấp II, tổ hợp tải

trọng cơ bản ta có [K] = 1.15

Thay số vào cơng thức trên ta có :

K=



30.3

21.28



1.42 > [K] = 1.15



Vậy tường đảm bảo không bị lật quanh trục đi qua O.

18.4.4.3. Kiểm tra điều kiện trượt phẳng:

�f 0 .�P  C.F �



�≥ [K]

� �W





K= �





(10-9)



Trong đó:

+ ∑P: Tổng các lực theo phương đứng, ∑P = 21.24 (T)

+ ∑W: Tổng các lực theo phương ngang, ∑W = 11.38 (T)

+ f0: Hệ số ma sát, đối với nền đá lấy f0 = 0.65

+ C: Lực dính đơn vị giữa nền và bê tông, C= 0.8 (T/m2)

+ F: Diện tích mặt trượt, F= B×1= 2.5×1 =2.5 (m2)



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 129



Ngành kỹ thuật



cơng trình



Thay vào cơng thức ta được:

K=



0.65 21.24  0.8 2.5



1.39 >[K]= 1.15



11 .38



Vậy tường không bị trượt phẳng.

18.4.5.Tính ổn định cho trường hợp khi lũ về, nước rút nhanh:

Ta tính tốn cho 1m chiều dài tường. Các lực tác dụng lên tường bao gồm:

trọng lượng bản thân tường, trọng lượng khối đất, áp lực đất chủ động, áp lực đất,

áp lực thủy tĩnh, áp lực thấm.

50



G2



h1

pcdB1



428



G



MNN B

1

B2

G3

h2



pcdB2

Ec



A



50



H

W2



O 50



100



W1



100

Z



pcd2



Wt

Wth



Hình 10-8. Sơ đồ tính tốn lực tác dung lên tường chắn.(vẽ lại)

18.4.5.1. Xác định lực tác dụng lên tường chắn:

-



Trọng lượng bản thân tường: G1 = 10.7 (T)

Điểm đặt G cách điểm O một khoảng theo phương ngang là: x = 0.99 (m).



-



Trọng lượng khối đất phía bên trên tường:

+ Chiều cao đất trên mực nước ngầm:

h1= Zdd – MNLTK= 529.7 – 526.93 = 2.77(m)

+ Chiều cao đất dưới mực nước ngầm:



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 130



Ngành kỹ thuật



công trình



h2 = 4.28 – 2.77 =1.51(m)

+ Trọng lượng khối đất trên mực nước ngầm:

G2 = F2×γtn×1= 3.71×1.97×1 = 7.31 (T)

+ Trọng lượng khối đất dưới mực nước ngầm :

G3 = F3×γbh×1= 1.64×2.01×1= 3.3 (T)

-



Áp lực đất chủ động (bỏ qua lực dính C):

+ Cường độ áp lực đất chủ động trên mực nước ngầm:

Pcd = tn.Z.Kcd1

+ Cường độ áp lực đất chủ động dưới mực nước ngầm:

Pcd = tn.h1. Kcd2+dn.(Z-h1).Kcd2



2

Với: Kcd1= tan  45 









30 

2

 tan  45 

 0.33

2

2 





Kcd2= tan 2  45  bh  tan 2  45  25  0.41





2 







2 



Tại Z= 0: σcd = 0;

Tại Z= 2.77 m (điểm B1): Pcd = tn.h1.Kcd1= 1.97×2.77×0.33 =1.8 (T/m2)

Tại Z= 2.77 m (điểm B2): Pcd = tn.h1.Kcd2= 1.97×2.77×0.41 =2.24 (T/m2)

Tại Z= 4.78 (m): Pcd = tn.h1. Kcd2+dn.(Z-h1).Kcd2

= 1.97×2.77×0.41+1.01×(4.78-2.77)×0.41

= 2.86 (T/m2)

-



Áp lực đất chủ động sau tường là:

Ec =



-



Điểm đặt Ec cách điểm O một khoảng theo phương đứng là:

H=



-



2.77 1.8 (2.24  2.86) (4.78  2.77)



7.62 (T)

2

2



y1 F1  y 2 F2  y3 F3 2.93 2.49  1.014.5  0.67 0.62



1.42 m

F1  F2  F3

2.49  4.5  0.62



Áp lực thủy tĩnh: W1= 0.5×γn×h22 =0.5×1×(4.78 - 2.77)2 = 2.02 (T)

W2= 0.5* γn*t2= 0.5*1*0.52 = 0.125 (T)



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 131



Ngành kỹ thuật



công trình



-



Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược: Wt = γn×0.5×2.5 = 1.25 (T)



-



Áp lực thấm: Wth = 0.5× γn×h2×2.5 = 0.5×1×(4.78-2.77)×2.5 = 2.51 (T)

Bảng 10-10. Bảng tổng hợp các lực tác dụng lên tường

Ngang(W



Mo



Đứng (P)



)



↓(+)



←(+)



Tay đòn



Mcl



Mgl



Lực



(T)



(T)



(m)



(T.m)



(T.m)



G



10.7



0.99



10.593



G2



7.31



2.67



19.518



G3



3.3



1.26



4.158



Ec



7.62



1.42



10.82



W1



2.02



0.67



1.353



W2



-0.125



0.167



0.021



Wt



-1.25



1.25



1.563



Wth



-2.51



1.67



4.192



Tổng

17.55

9.515

10.4.4.2 Kiểm tra ổn định về lật:

Kl =



M

M



cl



34.29



17.928



> [K]



gl



Trong đó:

+ Kl: hệ số an tồn về lật

+ ∑Mcl: Tổng mômen chống lật, ∑Mcl = 34.29 (T.m)

+ ∑Mgl:Tổng mômen gây lật, ∑Mgl = 17.928 (T.m)

+ [K]: Hệ số an toàn cho phép về ổn định lật, với cơng trình cấp II, tổ hợp tải

trọng cơ bản ta có [K] = 1.15

Thay số vào cơng thức trên ta có :



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 132



Ngành kỹ thuật



cơng trình



K=



34.29

17.928



1.91 >[K] =1.15



Vậy tường đảm bảo không bị lật quanh trục đi qua O.

18.4.5.2. Kiểm tra điều kiện trượt phẳng:

�f 0 .�P  C.F �



�≥ [K]

� �W





K= �



Trong đó:



+ ∑P: Tổng các lực theo phương đứng, ∑P = 17.55 (T)

+ ∑W: Tổng các lực theo phương ngang, ∑W = 9.515 (T)

+ f0: Hệ số ma sát, đối với nền đá lấy f0 = 0.65

+ C: Lực dính đơn vị giữa nền và bê tơng, C= 0.8 (T/m2)

+ F: Diện tích mặt trượt, F= B×1= 2.5×1 =2.5 (m2)

Thay vào cơng thức ta được:

K=



0.65 17.55  0.8 2.5

9.515



1.33 > [K]= 1.15



Vậy tường không bị trượt phẳng.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 133



Ngành kỹ thuật



cơng trình



CHƯƠNG 19.



THIẾT KẾ CỐNG NGẦM



19.1. Vị trí và hình thức cống.

19.1.1.Nhiệm vụ:

Cống ngầm lấy nước có nhiệm vụ lấy nước từ hồ chứa cung cấp nước tưới

cho 240 ha đất canh tác nơng nghiệp thuộc xã Sỹ Bình, huyện Bạch Thơng, tỉnh Bắc

Cạn cung cấp nước phục vụ cho dân sinh và phát triển kinh tế trong vùng dự án.

Cấp cơng trình xác định theo nhiệm vụ và theo cấp chung của cả cơng trình đầu

mối, với nhiệm vụ của cống ngầm như trên, cống ngầm lấy nước được thiết kế là

công trình cấp II.

19.1.2.Tuyến cống và hình thức cống:

19.1.2.1. Tuyến cống:

Tuyến cống phụ thuộc vào vị trí khu tưới tự chảy, cao trình khống chế tưới tự

chảy, điều kiện địa chất nền và quan hệ với các cơng trình khác. Vì ở đây khu tưới

nằm ở bên trái đập đất nên ta bố trí tuyến cống ở bên trái đập đất.

19.1.2.2. Hình thức cống:

-



Vì cống đặt dưới đập đất, mực nước thượng lưu khi lấy nước thay đổi nhiều



nên ta chọn hình thức cống ngầm lấy nước khơng áp.

-



Vật liệu làm cống là bêtơng cốt thép, mặt cắt hình chữ nhật.



-



Dùng tháp van để khống chế lưu lượng, trong tháp có bố trí van cơng tác và



van sửa chữa.

19.1.3.Thơng số dùng trong tính tốn:

-



MNC = 510.6m.



-



MNDBT = 525.42 m.



-



MNLTK = 529.93 m.



-



Cao trình khống chế tưới tự chảy đầu kênh chính: Zkc = 510.1 m.



-



Lưu lượng thiết kế đầu kênh chính: Qtk = 0.22 m3/s



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 134



Ngành kỹ thuật



công trình



19.1.4. Sơ bộ bố trí cống:

Do cống ngầm làm nhiệm vụ lấy nước phục vụ tưới và dân sinh nên phải bố

trí cống sao cho lấy nước được thuận lợi và đúng thiết kế, đảm bảo điều kiện khống

chế tưới tự chảy mà không lấy nhiều bùn cát gây bồi lắng kênh hạ lưu.

Sơ bộ chọn các thông số của cống như sau:

19.1.4.1. Cao trình đáy cống:

Cống phải đặt nằm trên cao trình bùn cát và dưới mực nước chết từ 1-1.5 m

để đảm bảo bùn cát không lọt vào cống và cống có thể đảm nhận việc cung cấp

nước trong mọi trường hợp.

Zđáy cống = MNC – 1 = 510.6 – 1 = 509.6 (m)

Cao trình đáy cống sẽ được chính xác hóa thơng qua tính tốn thủy lực.

19.1.4.2. Chiều dài cống:

Chiều dài cống được xác định căn cứ vào cao trình đặt cống và mặt cắt ngang

đập tại vị trí cống.

Lc = 3.5×(529.7-509.6) + 6+ (529.7 – 516)×3.0 + 3 + (516 – 509.6)×3.25

= 141.25 (m)

Sơ bộ chọn chiều dài cống L= 142 (m)

19.1.4.3. Bố trí tháp van:

Khi tháp đặt gần cửa vào thì cầu cơng tác dài, tháp bị lún nhiều hơn so với

các bộ phận khác, tháp chịu ảnh hưởng lớn của sóng, gió, động đất nhưng kiểm tra

sửa chữa đường ống dễ dàng. Nếu tháp đặt lùi sâu trong thân đập thì điều kiện làm

việc của tháp tốt hơn như lún ít chênh lệch, tháp tránh được sóng gió, giảm chiều

dài cầu cơng tác, song bộ phận phía trước cống làm việc có áp dài, khó kiểm tra tu

sửa, chịu áp lực đất lớn, thao tác lưới chắn rác khơng thuận tiện.

Qua sự phân tích trên ta bố trí tháp van đặt ở giữa mái đập thượng lưu.

Chiều dài đoạn trước tháp van (từ cửa vào đến van công tác): L1 = 35(m)

Chiều dài đoạn sau tháp van (từ van công tác đến cửa ra ): L 2= 107(m)

19.2. Thiết kế hạ lưu cống

-



Kênh hạ lưu cống được thiết kế trước để làm căn cứ cho tính tốn thuỷ lực



cống.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 135



Ngành kỹ thuật



cơng trình



-



Kênh hạ lưu cống có nhiệm vụ dẫn nước từ hạ lưu cống về khu tưới.



-



Mặt cắt ngang kênh phải dẫn được lưu lượng dùng nước lớn nhất mà vẫn



khơng bị xói.

19.2.1.Thiết kế mặt cắt kênh

Mặt cắt kênh được thiết kế với lưu lượng thiết kế Q, tức lưu lượng lấy nước

lớn nhất (Qtk = 0.22 m3/s).

Căn cứ vào điều kiện địa chất nơi tuyến kênh chạy qua, sơ bộ chọn được các

chỉ tiêu sau:

-



Độ dốc đáy kênh: i = 0.0003



-



Độ nhám lòng kênh: n = 0.025 (PL 4-3, bảng tính thủy lực).



-



Hệ số mái kênh: m = 1.5



19.2.1.1. Xác định bề rộng đáy kênh (b) và chiều sâu nước trong kênh (h):

 Sơ bộ xác định vận tốc khơng xói theo cơng thức:

Vkx = K Q0,1 (m/s).

Trong đó:

+ Q: Lưu lượng của kênh, Q = Qtk = 0.22 (m3/s);

+ K: Hệ sơ phụ thuộc đất lòng kênh, với đất sét cát pha: K = 0,68 (bảng 13

TCVN 4118-85)

 Vkx = 0.68 0.220,1 = 0.584 (m/s).

 Sơ bộ xác định chiều sâu theo công thức:

h = 0.5 1  Vkx  3 QTK = 0.5 1  0,584  3 0.22 = 0.478 (m).

 Từ Q, h xác định b theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thủy

lực:

Tính các thơng số:

F  Rln  



4mo . i 8.424  0.0003



0.663

Q

0.22



Trong đó:

+ m0 = 2 1  m 2  m , m = 1.5

+ i: Độ dốc đáy kênh, i = 0.0003

+ Q: Lưu lượng xả thiết kế, Qtk = 0.22 (m3/s)

Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 136



Ngành kỹ thuật



cơng trình



-



Tra bảng 8.1 (Các bảng tính thuỷ lực) với f(R ln) = 0.663 và n = 0.025 ta được



Rln= 0.298 m.





b

h

0.478

=

=

1.604,

Tra

phụ

lục

(8-3)

ta

được:

= 2.9

Rln 0.298

Rln



b=



b

Rln = 2.9×0.298 = 0.864 (m).

Rln



Để thuận lợi cho việc thi công, ta chọn bk = 1(m).

Tiến hành tính lại h, lập tỉ số:



tính thủy lực ta được:



b

 1.0 3.36 ,tra bảng (8-3) – Các bảng

Rln 0.298



h

h

1.477 h 

Rln =1.477×0.298 =0.44 (m)

Rln

Rln



b



1.0



b

Kiểm tra tỉ số: h  0.44 2.27 .Tỷ lệ

h



thường khống chế trong



khoảng(25). Vậy kênh thiết kế thoả mãn điều kiện khống chế, mặt cắt kênh là hợp

lý.

Vậy, chiều rộng đáy kênh bk = 1.0 (m), hk = 0.44 (m)

19.2.1.2. Kiểm tra điều kiện khơng xói:

Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa nên hàm lượng bùn cát trong nước nhỏ, không

cần kiểm tra điều kiện bồi lắng.

Kiểm tra điều kiện xói lở :

Vmax< Vkx



(11-1)



Trong đó:

+ Vmax: Vận tốc lớn nhất trong kênh:

Vmax 



Qmax

Qmax





(b  m.hmax ).hmax



(11-2)



Với: Qmax: Lưu lượng lớn nhất trong kênh:

Qmax = K×QTK = 1.2×0.22 = 0.264 (m3/s)

(K: Hệ số an tồn phụ thuộc vào Q, có thể lấy K = 1.2)

hmax: Chiều sâu lớn nhất trong kênh, hmax được xác định từ Qmax. Có Qmax , bk,

m, n, i, dùng phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực xác định



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

- Tường làm bằng bê tông cốt thép M200, γbt = 2.4 (T/m3)

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×