Mục tiêu, nhiệm vụ của công trình
Tài liệu về mục tiêu, nhiệm vụ và các yêu cầu thiết kế của công trình được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Các tài liệu quy hoạch
Bản đồ, các tài liệu về quy hoạch thuỷ lợi, giao thông thủy, giao thông bộ và các quy hoạch khác trong vùng;
Tài liệu địa hình, địa mạo
Tài liệu địa hình và địa mạo cần thiết cho thiết kế đập xà lan phải tuân thủ theo TCVN 8478:2010 Việc sử dụng các bình đồ nhiều năm trên đoạn sông sẽ giúp phân tích diễn biến luồng lạch cũng như quá trình bồi xói lòng sông trong khu vực dự kiến xây dựng công trình.
Tài liệu địa chất
Thành phần và khối lượng khảo sát địa chất phục vụ thiết kế cống đồng bằng phải tuân thủ TCVN 8477:2010, được áp dụng cho từng giai đoạn thiết kế cụ thể.
Đối với móng trụ cầu được gia cố bằng hệ cọc, yêu cầu khảo sát địa chất cần tuân thủ không chỉ tiêu chuẩn TCVN 8477:2010 mà còn phải đáp ứng theo TCVN 10304:2014 về thiết kế móng cọc.
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật hoặc thiết kế bản vẽ thi công, mỗi vị trí trụ pin cần có tối thiểu một hố khoan Nếu bệ trụ dài và điều kiện địa chất phức tạp, có thể cần từ hai hố khoan trở lên, nhưng phải có luận chứng cụ thể và được chủ đầu tư phê duyệt.
Các tài liệu khí tượng thuỷ văn trong khu vực dự án
Các tài liệu liên quan đến mưa, gió, nhiệt độ, độ ẩm, thuỷ triều, biên mực nước và lũ lụt được thu thập theo quy trình quan trắc nhiều năm, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 8304:2009.
5 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế
Lựa chọn vị trí tuyến xây dựng công trình
Đập xà lan cần được xây dựng trên lòng sông với các yêu cầu quan trọng: vị trí phải nằm ở đoạn sông thẳng và có địa hình lòng sông cùng hai bờ ổn định; tuyến công trình phải vuông góc với dòng chảy để đảm bảo an toàn; cần thuận lợi cho việc kết nối giao thông bộ và liên kết với bờ; cuối cùng, phải phù hợp với quy hoạch các công trình giao thông bộ, bến cảng và khu neo đậu tránh bão trong khu vực.
Quy mô và các thông số kỹ thuật cơ bản
5.2.1 Xác định khẩu độ thoát nước
Khẩu độ thoát nước của đập xà lan cần đảm bảo các mục tiêu như điều kiện lấy nước và tiêu thoát nước theo tần suất thiết kế trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, cũng như tiêu thoát lũ và an toàn giao thông thủy Việc thiết kế yêu cầu phân tích và so sánh nhiều phương án khẩu độ thoát nước dựa trên các điều kiện kỹ thuật và kinh tế.
Khẩu độ thoát nước của đập xà lan được mở rộng để giảm vận tốc dòng chảy, giúp gia cố chống xói bằng các kết cấu mềm như rọ đá, thảm đá và thảm bê tông Điều này đảm bảo chế độ thủy lực hợp lý giữa thượng và hạ lưu, ngăn ngừa hiện tượng xói lở trong tương lai.
Không nên chọn khẩu độ đập quá lớn, vì điều này có thể dẫn đến lưu lượng đơn vị qua đập quá nhỏ, gây bồi lắng cho công trình và làm tăng khối lượng công trình, gây lãng phí Khẩu độ thoát nước nên được lựa chọn trong khoảng 60% đến 80% bề rộng thoát nước của sông hiện tại.
5.2.2 Xác định cao trình ngưỡng đập
Cao trình ngưỡng đập cần phải bằng hoặc cao hơn đáy sông, đồng thời đảm bảo các điều kiện tiêu thoát nước theo tính toán thủy văn và thủy lực Việc lựa chọn cao trình ngưỡng đập phù hợp sẽ phụ thuộc vào loại cửa van được sử dụng và chế độ làm việc của cửa.
5.2.2.2 Trong trường hợp có giao thông thủy qua đập, cao trình ngưỡng đập phải đảm bảo chiều sâu, được xác định theo công thức sau:
Zng : Cao trình ngưỡng đập, m;
ZMNT-TK là mực nước thấp thiết kế, được xác định thông qua các tính toán thủy văn và thủy lực cho dự án, hoặc theo thông tin từ cơ quan quản lý giao thông thủy.
[h] : Độ sâu ngưỡng cho phép theo Bảng 2 - TCVN 5664-2009, m.
Trong quá trình thiết kế, việc so sánh các phương án bố trí cao trình ngưỡng đập là rất quan trọng Điều này cần được thực hiện dựa trên các yếu tố kỹ thuật và kinh tế, đồng thời xem xét kỹ lưỡng các yếu tố địa hình, địa chất và thủy lực của dòng chảy.
5.2.3 Lựa chọn chiều rộng khoang đập
Chiều rộng khoang đập cần được lựa chọn dựa trên các yêu cầu kinh tế kỹ thuật, bao gồm việc đảm bảo giao thông thủy theo TCVN 5664-2009 cho cấp đường thủy tại vị trí sông, kênh, rạch; có ít nhất một khoang đáp ứng yêu cầu giao thông thủy nếu công trình có nhiều khoang thoát nước; phù hợp với khả năng chế tạo và lắp ráp cửa van cùng các thiết bị cơ khí; thuận lợi cho vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa cửa van; và cuối cùng là quy phân tích kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu về chiều rộng khoang đập.
- Chiều rộng khoang đập nên chọn phù hợp với chiều dài nhịp dầm cầu định hình phía trên (trường hợp có giao thông bộ);
- Khi thiết kế khoang rộng, giá thành cửa van và thiết bị cơ khí tăng lên nhưng giá thành phần thủy công giảm xuống
- Tính toán lựa chọn số khoang, bề rộng cửa tối ưu sao cho giá thành là nhỏ nhất.
5.2.4 Xác định cao trình đáy dầm cầu công tác hoặc cầu giao thông trên đập
5.2.4.1 Cao trình đáy dầm cầu công tác hoặc cầu giao thông trên đập, phải cao hơn mực nước lũ thiết kế
Trong trường hợp có yêu cầu về giao thông thủy, cao trình đáy dầm cầu giao thông trên đập được xác định chủ yếu dựa vào điều kiện tĩnh không theo TCVN 5664-2009.
Cao trình đáy dầm cầu tối thiểu được xác định theo công thức sau:
Zđáydc : Cao trình đáy dầm cầu giao thông (cầu công tác), m;
ZMNC-TK : Mực nước cao thiết kế, m;
[H] : Chiều cao tĩnh không đối với cầu theo Bảng 2 - TCVN 5664-2009, m.
5.2.5 Xác định cao trình đỉnh cửa van, đỉnh trụ pin
5.2.5.1 Cao trình đỉnh cửa van được chọn là giá trí lớn nhất theo hai điều kiện sau: a) Theo điều kiện ngăn nước (ngăn triều hoặc ngăn mặn)
Z cv1 = Z trP% + h + h nbd + a 0 (3) Trong đó:
Z trP% : Mực nước ứng với tần suất thiết kế P%, theo kết quả tính toán thủy văn, thủy lực phụ thuộc vào cấp của công trình, m ;
Chênh lệch giữa mực nước tĩnh và trung tâm sóng được ký hiệu là Δh, với đơn vị tính bằng mét Chiều cao dự phòng nước biển dâng do biến đổi khí hậu được gọi là h nbd, cũng tính bằng mét Độ vượt cao an toàn được ký hiệu là a0, và cũng được đo bằng mét Ngoài ra, cần lưu ý đến yêu cầu về cao trình giữ nước, bao gồm việc giữ nước môi trường và cấp nước.
Z gnP% : Mực nước yêu cầu giữ ứng với tần suất thiết kế P%, m ;
h’ : Chênh lệch giữa mực nước tĩnh và trung tâm sóng, m; a 0 : Độ vượt cao an toàn, m. Độ vượt cao an toàn (a0) được xác định theo bảng 1.
Bảng 1 - ảng 1 - ng 1 - Độ vượt cao an toàn (a 0 )
Cấp công trình Đặc biệt I II III IV
Cao trình đỉnh cửa van được chọn là giá trí lớn nhất trong hai giá trị được tính toán theo các trường hợp trên.
5.2.5.2 Cao trình đỉnh trụ pin
Cao trình đỉnh trụ pin cần được lựa chọn lớn hơn cao trình đỉnh cửa van từ 0 đến 0,50 m, tùy thuộc vào loại cửa van cũng như yêu cầu bố trí các hạng mục kết cấu và thiết bị trên đỉnh trụ.
5.2.6 Cao trình đỉnh mang đập
Cao trình đỉnh mang đập thường được xác định dựa trên cao trình đỉnh trụ pin Tuy nhiên, trong một số trường hợp, để giảm chiều cao đắp đất của đập, có thể lựa chọn cao trình đỉnh mang thấp hơn cao trình trụ pin và kết hợp với việc xây dựng tường chắn sóng.
5.2.8.1 Yêu cầu lựa chọn kết cấu
Việc xác định kết cấu và kích thước các bộ phận của công trình đập xà lan cần được thực hiện dựa trên việc so sánh kinh tế và kỹ thuật giữa các phương án khác nhau.
Kết cấu công trình cần đáp ứng các yêu cầu như: có thiết kế gọn nhẹ để dễ dàng nổi hoặc chìm khi điều chỉnh nước, đồng thời tạo không gian cho thiết bị; giảm thiểu chi phí bồi thường và giải phóng mặt bằng; phù hợp với các khu vực khó khăn về vật liệu; tối ưu hóa khối lượng vật liệu bê tông và cốt thép; đảm bảo biện pháp thi công phù hợp với thiết bị hiện có tại Việt Nam; các bộ phận có độ dày đủ để chống thấm và bảo vệ cốt thép, đảm bảo tuổi thọ công trình; thuận tiện cho quản lý và bảo trì; và cuối cùng, có tính thẩm mỹ, hài hòa với không gian văn hóa-kiến trúc của khu vực.
Đập xà lan có hai loại chính: đập xà lan hộp và đập xà lan bản dầm Đập xà lan hộp được cấu tạo từ bản đáy và trụ pin dạng hộp bằng bê tông cốt thép, bên trong được gia cường bằng hệ thống bản sườn Bản đáy là kết cấu hộp bê tông cốt thép với vách dọc và ngang liên kết chặt chẽ, đảm bảo khoảng cách và kích thước ổn định để chịu lực Tại vị trí cửa van và phai, dầm ngang cao được thiết kế để tăng cường khả năng chịu lực cho bản đáy Trụ pin cũng là kết cấu hộp bê tông cốt thép, với hệ thống vách đứng và ngang bên ngoài, cần đảm bảo khoảng cách và kích thước để chịu lực hiệu quả Hai vách ở hai đầu đập có độ dày lớn hơn để bố trí khe phai chắn nước, đồng thời tại vị trí cửa van và phai, tường sườn cần đủ để bố trí khe van và khe phai, tăng cường khả năng chịu lực cho trụ pin.
Đập xà lan bản dầm được cấu tạo bởi bản đáy và trụ pin bằng bê tông cốt thép, gia cường bằng hệ thống dầm và nổi nhờ đóng phai thượng lưu ở hai đầu Bản đáy có kết cấu bê tông cốt thép với dầm liên kết, đảm bảo khoảng cách và kích thước dầm để chịu lực tốt Trụ pin được gia cường bởi dầm đứng và ngang, với dầm đứng ở hai đầu có chiều dày lớn hơn để lắp đặt khóa và roăng kín nước Phai thượng hạ lưu có kết cấu dạng bản dầm với roăng cao su, giúp tạo hộp kín khi di dời đập Ngoài ra, cầu giao thông có thể được tích hợp để phục vụ đi lại và gia tăng khả năng chịu lực cho trụ pin, với yêu cầu bố trí mố trụ cầu ngoài phạm vi trụ pin nếu cầu lớn.
Kết cấu đập xà lan bản dầm xem A.2 phụ lục A.
Tính toán thủy lực và bố trí tiêu năng
Tính toán tiêu xăng xác định nối tiếp sau đập xà lan để lựa chọn loại và kết cấu đảm bảo công trình ổn định về xói
Tính toán tiêu năng cần được thực hiện dựa trên các trường hợp đóng mở cửa van, phù hợp với mục tiêu nhiệm vụ của đập xà lan Đồng thời, việc này cũng phải tuân theo tần suất thiết kế và kiểm tra của công trình để đảm bảo hiệu quả và an toàn.
Khi có yêu cầu lấy nước ngược thì cần tính toán tiêu năng phía thượng lưu.
Tính toán thủy lực sau đập xà lan nhằm xác định chế độ chảy
Cần xem xét tăng khẩu độ thông nước trong trường hợp nối tiếp dòng chảy sau công trình không phải là chảy ngập.
Kiểm tra lưu tốc sau đập xà lan theo công thức:
Vmax là lưu tốc lớn nhất sau đập xà lan (m/s)
Vkx là vận tốc không xói cho phép (m/s), xác định theo TCVN 4118-2012.
Hình thức chống xói tại khu vực thượng hoặc hạ lưu có thể sử dụng các loại vật liệu thi công dưới nước như rọ đá, thảm đá, đá hộc thả rối, bê tông thả rối và thảm bê tông Những vật liệu này giúp bảo vệ bờ sông, suối khỏi hiện tượng xói mòn hiệu quả.
Tính toán thấm
5.4.1 Tính toán thấm dưới móng đập
Tính toán thấm để lựa chọn loại và kết cấu đảm bảo công trình ổn định về thấm
Khi thiết kế công trình chịu lực hai chiều, cần phải tính toán và kiểm tra độ bền thấm của nền cho cả hai trường hợp: trường hợp giữ nước và trường hợp ngăn nước.
Đối với công trình chịu lực một chiều, việc tính toán và kiểm tra độ bền thấm của nền chỉ cần thực hiện cho một trong hai trường hợp: giữ nước hoặc ngăn nước, tùy thuộc vào nhiệm vụ cụ thể của công trình.
Với trường hợp giữ nước cần tính toán với tổ hợp mực nước thượng lưu giữ lớn nhất và mực nước hạ lưu nhỏ nhất.
Trong trường hợp ngăn nước, cần tiến hành tính toán với tổ hợp cơ bản và thực hiện kiểm tra với tổ hợp kiểm tra Mỗi tổ hợp sẽ được lựa chọn dựa trên cặp mực nước, trong đó mực nước thượng lưu phải là nhỏ nhất và mực nước hạ lưu phải là lớn nhất.
Để tính toán áp lực thấm của nền móng đập, có thể áp dụng phương pháp hệ số sức kháng hoặc phương pháp lưới dòng chảy Đối với những nền móng phức tạp, phương pháp số như phần tử hữu hạn hoặc sai phân hữu hạn là lựa chọn phù hợp.
Phương pháp hệ số sức kháng xem bảng B.1, phụ lục B.
Nếu hệ số thấm của khối đất phía sau 2 tường bên lớn hơn hệ số thấm của nền móng đập thì tính theo dòng chảy viền hướng bên
5.4.1.4 Điều kiện ổn định thấm
Nền công trình đảm bảo ổn định thấm: c n ra n k J [J] m (6)
Hệ số tổ hợp tải trọng (nc) là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá an toàn công trình, trong khi hệ số bảo đảm (kn) được xác định dựa trên quy mô và nhiệm vụ của công trình Bên cạnh đó, hệ số điều kiện làm việc (m) cũng đóng vai trò không kém trong việc đảm bảo hiệu suất và độ bền của công trình.
Jra là gradien thấm trong nền hoặc điểm ra của dòng thấm;
[J] là gradien thấm cho phép của nền, phụ thuộc vào cấp công trình và loại đất nền, theo Bảng 3b của TCVN 4253 : 2012.
5.4.2 Tính toán thấm mang đập
5.4.2.1 Kết cấu chống thấm mang đập có nhiệm vụ giảm gradient thấm, đề phòng biến dạng thấm của đất nền mang cống.
5.4.2.2 Kết cấu và chiều dài chống thấm mang đập phải đảm bảo ổn định thấm theo 5.4.1.4 và hợp lý về kinh tế - kỹ thuật.
Chiều dài đường viền thấm của đập được xác định dựa trên cột nước thấm và loại đất đắp Để kiểm tra lại chiều dài này, phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng.
Tính toán ổn định đập xà lan
5.5.1 Tải trọng, tác động và tổ hợp các tải trọng lên công trình
Dựa trên mục tiêu và nhiệm vụ của công trình, đập xà lan có thể được thiết kế để chịu lực một chiều, nhằm ngăn nước hoặc giữ nước, hoặc chịu lực cả hai chiều, phục vụ cả hai chức năng này.
Trường hợp giữ nước (giữ ngọt, giữ nước môi trường, cấp nước);
Trường hợp ngăn nước (ngăn mặn, ngăn triều, ngăn lũ).
5.5.1.2 Các tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời và tải trọng đặc biệt: a) Tải trọng thường xuyên
Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu công trình và thiết bị phụ phi kết cấu (DC) cùng với tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW) là những yếu tố quan trọng cần được xem xét trong thiết kế công trình Việc hiểu rõ các tải trọng này giúp đảm bảo tính an toàn và ổn định cho công trình trong quá trình sử dụng.
Tải trọng đất (EH) bao gồm áp lực đất ngang chủ động, áp lực đất ngang bị động và áp lực đất thẳng đứng;
Tải trọng nước và áp lực dòng chảy (WA) bao gồm áp lực nước, áp lực thấm và áp lực đẩy nổi, tất cả đều tác động trực tiếp lên bề mặt công trình.
Tải trọng do kết cấu chịu ứng suất trước đóng vai trò quan trọng trong thiết kế công trình Tải trọng tạm thời được chia thành hai loại: tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn Ngoài ra, áp lực nước từ sóng và nước dềnh (WA) cũng cần được xem xét trong quá trình phân tích tải trọng.
Tải trọng gió (gió trên hoạt tải WL, gió trên kết cấu WS).
Tải trọng người đi (PL) ;
Lực ly tâm do xe (CE) ;
Lực động của xe (IM) ; c) Tải trọng đặc biệt
Lực va tầu (CV) trong trường hợp mở cửa van ;
Lực va xe (CT) trên cầu trong trường hợp có cầu giao thông;
Tải trọng động đất (EQ) ; Áp lực nước tương ứng mực nước kiểm tra ;
Tải trọng sóng do động đất, nổ hoặc sóng thần.
Trong quá trình thiết kế đập, cần phải thực hiện tính toán dựa trên tổ hợp tải trọng cơ bản và tiến hành kiểm tra theo tổ hợp tải trọng đặc biệt trong từng trường hợp làm việc cụ thể.
Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các loại tải trọng và tác động mà công trình có thể tiếp nhận đồng thời, bao gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn.
Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm các tải trọng và tác động đã được xem xét trong tổ hợp tải trọng cơ bản, nhưng có sự thay thế bằng tải trọng hoặc tác động tạm thời đặc biệt Ngoài ra, nếu tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm thêm tải trọng do động đất, sóng thần hoặc nổ, thì cũng sẽ được xếp vào nhóm tổ hợp tải trọng đặc biệt.
5.5.1.6 Chỉ dẫn về áp dụng các loại tải trọng
Tùy từng công trình cụ thể (có hoặc không có cầu giao thông), các tải trọng tác dụng lên công trình khác nhau
Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu xác định theo TCVN 8421:2010.
Khi có cầu giao thông trên đập, các tác động như tải trọng xe, gió, va chạm tàu và xe cần được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế cầu giao thông Vùng gió được quy định theo QCVN 02:2009/BXD Đối với các công trình đập xà lan cấp I trở lên, việc tính toán và kiểm tra ảnh hưởng của động đất đến kết cấu và nền công trình là cần thiết, theo TCVN 9386-2012, bao gồm cả cấu trúc cọc, hiện tượng hóa lỏng và biến dạng lún của đất nền.
Các chỉ tiêu thí nghiệm về tính chất vật lý và cơ học của đất nền rất quan trọng Để thực hiện các thí nghiệm chuyên môn, cần căn cứ vào tình hình cụ thể của công trình nhằm đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong việc đánh giá chất lượng đất nền.
Chọn phương pháp thí nghiệm cắt đất nền, tham khảo 1 phụ lục C.
Để đảm bảo tính ổn định của đập trên nền đất, cần tuân thủ các yêu cầu trong mọi trường hợp tính toán Cụ thể, áp lực đáy móng trung bình không được vượt quá sức chịu tải cho phép của đất nền và phải tránh phát sinh áp lực kéo.
5.5.2.2 Đinh toán ổn định chung của công trình và nền
Công thức kiểm tra ổn định chung: m
Ntt là tải trọng tính toán tổng quát bao gồm lực, mô men, ứng suất và biến dạng, được sử dụng làm cơ sở để đánh giá trạng thái giới hạn của công trình.
R là sức chịu tải tính toán tổng quát, được xác định dựa trên các tài liệu tiêu chuẩn thiết kế, trong khi m là hệ số điều kiện làm việc, xem xét loại hình công trình, kết cấu, nền, vật liệu, tính gần đúng của sơ đồ tính và các yếu tố khác theo quy định hiện hành Ngoài ra, nc là hệ số tổ hợp tải trọng, đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán sức chịu tải và đảm bảo an toàn cho công trình.
Kn là hệ số bảo đảm được xét theo quy mô, nhiệm vụ của công trình;
K là hệ số an toàn chung của công trình.
Áp suất đáy móng chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như hình dạng, kích thước, độ cứng của móng, độ sâu chôn móng, cũng như giá trị và quy luật phân bố của tải trọng tác dụng Để xác định áp suất đáy móng lớn nhất và nhỏ nhất, cần sử dụng công thức nén lệch tâm.
V: tổng lực thẳng đứng tác dụng lên công trình;
Mx, My là tổng giá trị mômen của các lực theo phương x và y đối với tâm;
F = B x L là diện tích đáy móng tính toán;
Wx, Wy: Môdun chống uốn của mặt cắt đáy móng tính toán theo phương x, phương y.
Khi thiết kế công trình, cần tránh áp suất đáy móng âm vì điều này có thể gây hại cho công trình và làm giảm hiệu suất của nền Do đó, việc điều chỉnh tổng tải trọng về hướng tâm móng là cần thiết để đảm bảo áp suất đáy móng được phân bố đều.
Nền công trình đặt trên đất yếu cần khống chế max min σ Ttt thì tính theo trị số Ttt.
B.2 Tính toán hệ số sức cản theo phân đoạn a) Bộ phận cửa vào, cửa ra
Khi không đóng cừ , nhưng có bậc (a 0), ta có: tt b T
Trong trường hợp chung, hệ số sức kháng của bộ phận cửa vào, cửa ra xác định như sau:
b - hệ số sức kháng của bậc b) Bộ phận nằm ngang: Khi chiều dài đoạn đường viền nằm ngang L giữa 2 hàng cừ S1, S2 thoả mãn điều kiện:
Trong đó: T - độ sâu tầng thấm trong đoạn tính toán.
B.3 Tính toán trị số tổn thất thủy lực hi: tổn thất cột nước ở đoạn thứ i. q: Lưu lượng thấm đơn vị
H1, H2: Cột nước ở thượng và hạ lưu công trình.
Xác định hệ số sức cản
; , : hệ số tổn thất đoạn vào đoạn ra và đoạn nằm ngang
Để hiệu chỉnh trị số tổn thất cột nước và biểu đồ áp lực thấm tại đoạn cửa vào và cửa ra, ta sử dụng công thức h’0 = b’.h0 Trong đó, h0 là trị số tổn thất thủy lực được tính toán theo công thức (B.4), còn h’ là trị số tổn thất thủy lực đã được hiệu chỉnh Hệ số b' là hệ số hiệu chỉnh lực cản, được tính theo công thức (B.5).
S’: Tổng độ sâu cừ và bản đáy trong đất
T’: Độ sâu tầng thấm nước của móng ở phía khác của cừ
Nếu b’>1 lấy b’=1.0 Trị số giảm nhỏ của tổn thất cột nước sau hiệu chỉnh tính theo công thức sau:
h: trị số giảm nhỏ của tổng thất cột nước sau khi đã hiệu chỉnh, m.
B.4 Tính toán ổn định chống thấm
Trị số gradien thấm lớn nhất tại cửa ra có thể xác định theo công thức: i 1 r
Trong đó: i xác định với Ttt; - hệ số.
Với T1 lấy phía tầng thấm dày; T2 lấy phía tầng thấm mỏng: T2 T1;
S - chiều dài cừ tại cửa ra;
Kiểm tra độ bền thấm của công trình theo công thức: Jr < Jcp (B.8)
Tính toán ổn định đập xà lan C.1 Lựa chọn chống cắt không thoát nước S u
Cường độ chống cắt không thoát nước của đất sét yếu, được sử dụng trong tính toán, được điều chỉnh dựa trên số liệu khảo sát từ phòng thí nghiệm hoặc thí nghiệm cắt cánh tại hiện trường.
Trong quá trình tính toán, cường độ chống cắt không thoát nước được xác định trung bình đến độ sâu B/3, trong đó B là chiều rộng của móng đập xà lan Đồng thời, cường độ này không được vượt quá chiều sâu của lớp đất yếu ngay dưới đáy móng.
C.2 Biểu đồ xác định hệ số không thứ nguyên tính toán ổn định đập xà lan chịu tác dụng đồng thời tải trọng đứng, ngang và mô men.
H ứng với cặp giá trị
M ứng với cặp giá trị
Hình C1 - Biểu đồ bao mặt phá hoại khi 0,5
Hình C.2 - Biểu đồ bao mặt phá hoại khi 0,5
C.3 Gia cố nền đập xà lan bằng cọc tràm và tầng đệm hỗn hợp.
C3.1 Xác định mật độ cọc tràm gia cố
1 Xác định theo công thức:
n: Số lượng cọc tràm trên 1m 2
e0: Độ rỗng tự nhiên đất nền.
eyc: Độ rỗng đất nền yêu cầu sau khi gia cố.
2 Theo độ sệt của nền đất:
Đất yếu vừa có độ sệt IL = 0,55 ÷ 0,60, cường độ chịu tải thiên nhiên R0= 0,7-0,9 kG/cm 2 đóng
Đất yếu có độ sệt IL = 0,7 ÷ 0,8, cường độ chịu tải thiên nhiên R0= 0,5 ÷ 0,7 kG/cm 2 đóng 25 cọc cho 1m 2
Đất yếu quá có độ sệt IL > 0,80, cường độ chịu tải thiên nhiên R0< 0,5 kG/cm 2 đóng 36 cọc cho 1m 2
Đối với các loại cát nhỏ và cát bụi trong trạng thái rời và bão hòa nước, mật độ sử dụng dao động từ 16 đến 25 cọc/m² Khi làm việc với cát pha sét và sét pha cát ở trạng thái dẻo mềm hoặc chảy, mật độ có thể tăng lên từ 25 đến 36 cọc/m² Đặc biệt, đối với các loại sét ở trạng thái chảy, cùng với bùn sét, đất than bùn và than bùn, mật độ sử dụng có thể lớn hơn.
C3.2 Khi V > V 0 , cần gia cố giảm lún và tăng sức chịu tải
Nếu V > V0 thì khi gia cố cọc tràm hoặc cọc tre, V0 tăng lên, gọi là VOG Khi đó
(B.VOG) giảm xuống Khi gia cố, 0,5
V Khi V/Vo tiệm cận đến giá trị V/VOG ~ 0,5 thì khả năng ổn định tổng thể tăng lên và hiệu quả giải pháp gia cố là tốt nhất.
là giá trị tra trên biểu đồ Hình C.1, C.2 ứng ;
là giá trị tra trên biểu đồ Hình C.1, C.2, ứng ;
Hệ số độ tin cậy theo cấp công trình (Kn) là yếu tố quan trọng trong thiết kế Hệ số điều kiện làm việc (m) được xác định là 0,9, trong khi hệ số điều kiện làm việc đồng thời cho cọc xi măng đất và đất nền (m1) dao động từ 0,75 đến 0,85 Ngoài ra, hệ số tổ hợp tải trọng (nc) cũng cần được xem xét để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.
H: Tải trọng ngang tính toán
V: Tải trọng đứng tính toán ;
VOG: Tải trọng giới hạn khi chịu tải đứng đúng tâm VOG= T.Vo
M: Tải trọng mô men tính toán
Su: Lực dính không thoát nước của đất nền.
T: Hệ số tăng lên của tải trọng đứng khi gia cố cọc tràm
B: Bề rộng đáy móng xà lan
M: Moment ngoại lực tác dụng lên công trình
S: Độ lún của công trình khi đặt trực tiếp trên nền tự nhiên.
[S]: Độ lún cho phép đối với công trình đập xà lan
[H/Vo] được tra theo biểu đồ hình: phụ thuộc vào tỷ số V/Vo (Hình C.1 và Hình C.2)
Kiểm tra trượt qua mặt tiếp xúc:
Trong đó tan là hệ số ma sát trượt, sử dụng lớp bê tông đặc biệt tan =0,577-0,75;
C3.3 Khi 0,5Vo