Phạm vi áp dụng
1.1 Tiêu chuẩn này được áp dụng để thiết kế mới, cải tạo và nâng cấp các công trình bảo vệ bờ sông.
1.2 Tiêu chuẩn này có thể tham khảo để áp dụng cho các công trình có điều kiện làm việc và đặc tính kỹ thuật tương tự
Khi thiết kế công trình bảo vệ bờ sông, cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật của chuyên ngành xây dựng liên quan để đảm bảo hiệu quả và an toàn cho công trình.
Tài liệu viện dẫn
Để áp dụng tiêu chuẩn này, cần tham khảo các tài liệu viện dẫn quan trọng Việc sử dụng tài liệu viện dẫn phải dựa trên phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi và bổ sung cần thiết.
TCVN 9902 : 2016 Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê sông.
TCVN 8481 : 2010 Công trình đê điều - Yêu cầu về thành phần, khối lượng khảo sát địa hình.
TCVN 8477 : 2018 Công trình thủy lợi – Thành phần, khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế
22 TCN 355-06 Quy trình thí nghiệm cắt cánh hiện trường.
TCVN 8725 : 2012 Đất xây dựng công trình thủy lợi – Phương pháp xác định sức chống cắt của đất hạn mịn mềm yếu bằng thí nghiệm cắt cánh ở trong phòng.
TCVN 8868 : 2011 Thí nghiệm xác định sức kháng cắt không cố kết – không thoát nước và cố kết – thoát nước của đất dính trên thiết bị nén ba trục.
TCVN 9901 : 2014 – Công trình thủy lợi – Yêu cầu thiết kế đê biển.
TCVN 8422 : 2010 Công trình thủy lợi - Thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy công.
TCVN 4253 : 2012 Nền các công trình thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9152 : 2012 Công trình thủy lợi - Quy trình thiết kế tường chắn đất.
QCVN 04-05 : 2012/BNNPTNT Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu của thiết kế.
TCVN 4116 – 1985 Tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 5575 : 2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 12250 : 2018 Cảng thủy nội địa – Công trình bến – Yêu cầu thiết kế.
Thuật ngữ và định nghĩa
Bao gồm sông, suối, kênh, rạch, ngòi tự nhiên hoặc nhân tạo
Là bãi bồi của sông được hình thành theo thời gian, có cây cối lau sậy mọc lâu năm.
Là phạm vi giữa hai bờ sông
Là thành bên lòng dẫn tính từ mức nước thấp nhất trở lên tùy theo mùa.
Là vùng đất mở rộng hai bên bờ sông, có thể bị ngập theo mùa.
3.6 Mực nước kiệt (Lowest water level)
Là mực nước để xác định cao trình đỉnh chân kè, ký hiệu MNmin (m)
3.7 Mực nước lũ thiết kế đê (Design water level of river dike)
Là mực nước lũ làm chuẩn dùng để thiết kế đê và công trình liên quan, được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt, ký hiệu MNLTK (m)
3.8 Mực nước thiết kế (Design water level of bank revetment)
Là mực nước để xác định cao trình đỉnh công trình bảo vệ bờ sông, ký hiệu Ztk (m).
3.9 Lưu lượng tạo lòng (Channel forming discharge)
Lưu lượng đặc trưng QTL (m³/s) có vai trò quan trọng trong việc hình thành các đặc tính lòng dẫn của sông thiên nhiên, cũng như kích thước cơ bản của lòng dẫn Nó tương ứng với tác dụng tạo lòng tổng hợp từ quá trình lưu lượng trong nhiều năm.
Là đê ngăn nước lũ của sông.
3.11 Tuyến chỉnh trị (River correction route)
Là đường viền trên mặt bằng của lòng sông dự kiến đạt được sau khi chỉnh trị ứng với lưu lượng thiết kế.
3.12 Công trình bảo vệ bờ sông (River bank protection)
Công trình bảo vệ bờ sông đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định và bảo vệ bờ trước tác động của dòng chảy, sóng và các yếu tố khác Dựa vào sự tương tác với dòng chảy, có hai loại công trình chính là kè gia cố bờ sông và kè mỏ hàn.
3.13 Kè gia cố bờ sông (Bank revetment)
Công trình bảo vệ bờ sông sử dụng vật liệu và cấu kiện có khả năng chống xói, nhằm bảo vệ mái bờ và đáy sông trước tác động của dòng chảy, sóng và các yếu tố khác.
Công trình này được thiết kế theo phương ngang của dòng chảy, có nhiệm vụ kết nối từ bờ sông và hướng dòng chảy ra xa bờ Điều này không chỉ giúp tạo ra bồi lắng mà còn cải tạo bờ sông theo tuyến chỉnh trị.
Hệ số mái dốc của kè là đại lượng quan trọng để đánh giá độ dốc của mái kè, được xác định bằng tỷ số giữa chiều dài hình chiếu ngang và chiều dài hình chiếu đứng của mái kè Ký hiệu của hệ số này là m, với công thức m = cotg(α), trong đó α là góc giữa mái kè và mặt phẳng nằm ngang.
3.16 Hệ số an toàn của công trình (Safety coefficient)
Hệ số an toàn là yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ ổn định chung và cục bộ của công trình bảo vệ bờ, liên quan đến khả năng chống trượt, chống lật và chuyển vị Nó được định nghĩa là tỷ số giữa sức chống chịu tính toán tổng quát của công trình và tải trọng tính toán tác động lên nó, bao gồm lực, mô men, ứng suất, cùng với các biến dạng hoặc thông số khác Ký hiệu của hệ số này là [K].
Nguyên tắc chung thiết kế công trình bảo vệ bờ sông
4.1 Đảm bảo an toàn, ổn định trong các trường hợp thiết kế
4.2 Ứng dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật vào công trình bảo vệ bờ.
Vật liệu làm kè cần phải phù hợp với điều kiện môi trường làm việc, đồng thời tận dụng các vật liệu địa phương để đảm bảo tính khả thi về kết cấu, kinh phí, nhân lực và phương tiện thi công.
Đảm bảo rằng công trình xây dựng không gây mâu thuẫn và không ảnh hưởng tiêu cực đến các công trình hiện có trong khu vực, cũng như không làm tổn hại đến lợi ích của các ngành kinh tế khác.
4.5 Thuận lợi trong quản lý, duy tu và sửa chữa công trình.
Cấp công trình bảo vệ bờ sông
Cấp công trình bảo vệ bờ sông xác định các yêu cầu kỹ thuật khác nhau dựa trên tầm quan trọng và quy mô cần bảo vệ.
5.1 Đối với khu vực đê đã được phân cấp
5.1.1 Cấp công trình bảo vệ bờ sông khu vực có tuyến đê được xác định theo cấp đê (quy định tại Bảng 1)
Bảng 1 Cấp công trình bảo vệ bờ
Cấp đê Cấp công trình bảo vệ bờ
Cấp đê được xác định theo các phân cấp đê hiện hành và TCVN 9902:2016.
Khi công trình bảo vệ bờ sông là một phần của mặt cắt đê, cấp của công trình này sẽ được xác định bằng cấp của đê, với điều kiện không được thấp hơn cấp IV.
5.2 Đối với khu vực đê chưa được phân cấp hoặc chưa có đê
Cấp công trình bảo vệ bờ sông được xác định dựa trên tầm quan trọng kinh tế, chính trị và xã hội, theo quy định pháp luật và các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành Việc phân cấp công trình xây dựng được thực hiện theo hướng dẫn trong Phụ lục A.
Hệ số an toàn của công trình
6.1 Hệ số an toàn ổn định chống trượt K t
Hệ số an toàn ổn định chống trượt Kt trên bề mặt tiếp xúc với nền đá và nền không phải đá của công trình bảo vệ bờ sông phải đảm bảo không thấp hơn các giá trị quy định trong Bảng 2.
Bảng 2 - Hệ số an toàn ổn định chống trượt K t
Nền đá Nền không phải là đá
I II III IV I II III IV
6.2 Hệ số an toàn ổn định chống lật K l
Hệ số an toàn ổn định chống lật Kl của kè tường đứng, kè tường cừ, kè hỗn hợp không nhỏ hơn các trị số quy định trong Bảng 3.
Bảng 3 - Hệ số an toàn ổn định chống lật K l
Cấp công trình I II III IV
Tổ hợp tải trọng cơ bản 1,60 1,55 1,50 1,45
Tổ hợp tải trọng đặc biệt 1,50 1,45 1,40 1,35
1) Tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp các tải trọng đặc biệt xem tại Phụ lục B;
Các giá trị hệ số an toàn thực tế không nên vượt quá 20% khi làm việc với tổ hợp tải trọng cơ bản và không vượt quá 10% khi làm việc với tổ hợp tải trọng đặc biệt.
Gradient của dòng thấm qua thân và nền công trình bảo vệ bờ sông sau khi xử lý phải không vượt quá các giá trị cho phép được quy định trong Bảng 4 và Bảng 5.
Bảng 4 - Trị số gradient thấm cho phép của đất nền
Cấp I Cấp II và cấp III Cấp IV
Bảng 5 - Trị số gradient thấm cho phép thân kè
Cấp I Cấp II và cấp III Cấp IV
1 Sét và bê tông sét 1,00 1,20 1,30
Phân loại công trình bảo vệ bờ sông
Theo mối tương tác giữa công trình với dòng chảy sông, có hai loại công trình bảo vệ bờ là kè gia cố bờ sông và kè mỏ hàn.
- Kè gia cố bờ sông gồm: Kè mái nghiêng, kè tường đứng, kè tường cừ, kè hỗn hợp.
- Kè mỏ hàn gồm: kè mỏ hàn kín nước hoặc không kín nước.
Tài liệu phục vụ thiết kế công trình bảo vệ bờ sông
Thành phần, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật trong khảo sát địa hình phục vụ thiết kế công trình bảo vệ bờ sông được xác định dựa trên yêu cầu cụ thể của từng giai đoạn thiết kế và thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN.
8481 : 2010 và các yêu cầu sau:
- Tận dụng, kế thừa các tài liệu của giai đoạn trước đảm bảo tính chính xác và thống nhất của các loại tài liệu địa hình.
Tại những khu vực có địa hình biến đổi, cần thiết phải bổ sung các mặt cắt đo vẽ để phản ánh chính xác hiện trạng địa hình và địa vật Việc này đảm bảo tính chính xác cho công tác thiết kế và tính toán khối lượng.
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công, cần sử dụng các tài liệu địa hình được đo vẽ trong vòng 3 tháng trước thời điểm thiết kế để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của dự án.
Thành phần, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật khảo sát địa chất cho thiết kế công trình bảo vệ bờ sông phải tuân theo TCVN 8477: 2018 và phụ thuộc vào từng giai đoạn thiết kế cũng như giải pháp kết cấu Đặc biệt, đối với các loại đất dính mềm yếu, bão hòa nước như đất sét và đất bụi có trạng thái dẻo chảy, cần thực hiện thêm các thí nghiệm bổ sung để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thiết kế.
- Thí nghiệm cắt cánh hiện trường tham khảo 22 TCN 355-06.
+ Cắt cánh trong phòng theo TCVN 8725 : 2012.
+ Thí nghiệm nén 3 trục theo sơ đồ UU và CU theo TCVN 8868:2011.
Việc thu thập tài liệu đo đạc các yếu tố khí hậu, khí tượng và thủy văn tại khu vực công trình là rất quan trọng Tài liệu có thể được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau để đảm bảo tính chính xác và đầy đủ của thông tin.
- Tài liệu điều tra khảo sát thủy văn của vùng công trình.
- Tài liệu tổng hợp các đặc điểm thủy văn của địa phương.
- Tài liệu đo đạc nhiều năm tại các trạm thủy văn trên lưu vực.
- Tài liệu về thủy văn, thủy lực của các công trình khác trong khu vực có liên quan.
8.3.2 Khảo sát đo đạc bổ sung những yếu tố khí tượng thuỷ văn cần thiết.
Phân tích và đánh giá chất lượng tài liệu thủy văn thu thập được là bước quan trọng trong việc tính toán các thông số thủy văn và đặc trưng thủy lực cần thiết cho thiết kế công trình.
- Mực nước lũ lớn nhất (m);
- Mực nước ứng với lưu lượng tạo lòng (m);
- Mực nước kiệt ứng với tần suất 95% (m);
- Hàm lượng ngậm cát lớn nhất, trung bình, nhỏ nhất (kg/m 3 );
- Đường kính hạt bình quân của bùn cát đáy (mm);
- Tốc độ dòng chảy lớn nhất (m/s);
Ngoài những tài liệu trên, còn phải tuân thủ các quy định về tài liệu thiết kế công trình có liên quan.
Vị trí, phạm vi và quy mô kè gia cố bờ
- Vị trí, phạm vi và quy mô kè mái nghiêng xác định trên cơ sở hiện trạng xói lở, các tài liệu đã có và khảo sát thực địa.
Đối với các công trình quan trọng có chế độ thủy văn và thủy lực phức tạp, việc thí nghiệm mô hình là cần thiết để xác định các thông số kỹ thuật tối ưu, từ đó làm cơ sở cho thiết kế hiệu quả.
Khi thực hiện thiết kế kỹ thuật, cần xác định rõ kích thước và xem xét các điều kiện mới phát sinh từ giai đoạn lập dự án cho đến khi hoàn thiện thiết kế kỹ thuật, nhằm thực hiện các bổ sung và điều chỉnh cần thiết.
- Trường hợp cần xử lý đột xuất, cục bộ, cần căn cứ vào tình hình xói lở thực tế để xác định vị trí, phạm vi và quy mô.
Thiết kế mặt cắt ngang gia cố bờ sông
10.1 Yêu cầu chung về thiết kế mặt cắt ngang
Khi thiết kế, cần xem xét các yếu tố như địa hình, địa chất bờ và đáy sông, điều kiện mặt bằng, cũng như yêu cầu sử dụng và kết nối hạ tầng xung quanh để xác định hình dạng mặt cắt ngang phù hợp.
Mặt cắt ngang kè được thiết kế dựa trên việc so sánh các tiêu chí kinh tế và kỹ thuật, nhằm đảm bảo rằng công trình hoạt động một cách an toàn và ổn định trong mọi tình huống thiết kế.
Hình 1 – Các dạng mặt cắt ngang kè mái nghiêng 10.2.2 Kè tường đứng
- Kiểu tường trọng lực (xem dạng mặt cắt a, b, c);
- Kiểu tường bản chống (xem dạng mặt cắt d, e);
- Kiểu kè tường đứng trên nền đất yếu (xem dạng mặt cắt f). a) b) c) d) e) f)
Hình 2 – Các dạng mặt cắt ngang kè tường đứng
10.2.3 Kè tường cừ hoặc cọc BTCT
Hình 3 - Kè cọc BTCT, tấm chắn đất làm bằng BTCT
Hình 4 - Kè cọc cừ BTCT ứng suất trước 10.2.4 Kè hỗn hợp
Hình 5 - Kè hỗn hợp 10.3 Thiết kế chân kè
10.3.1 Yêu cầu kỹ thuật chân kè
- Đảm bảo ổn định của chân kè và công trình;
- Chống được sự kéo trôi của dòng chảy và dòng bùn cát đáy;
- Phải thích ứng với sự biến hình của lòng sông;
- Phải chống được sự xâm thực của nước;
- Thuận lợi thi công trong nước.
10.3.2 Cao trình đỉnh chân kè
Cao trình đỉnh chân kè xác định theo công thức (1):
Zck: Cao trình đỉnh chân kè, (m).
MNmin, hay mực nước kiệt (m), được xác định là mực nước trung bình trong các tháng mùa kiệt với tần suất 95% Sau khi tính toán giá trị MNmin, việc đối chiếu với số liệu khảo sát thực tế tại khu vực Dự án là cần thiết để đảm bảo sự phù hợp.
10.3.3 Kích thước vật liệu Đường kính vật liệu đá xác định theo công thức (2):
là hệ số an toàn của công trình bảo vệ bờ sông, xem tại Điều 6 của Tiêu chuẩn này;
U là lưu tốc bình quân thủy lực lớn nhất thực đo (m/s), h là chiều sâu tối đa của viên đá khi thả, tính theo chiều sâu lớn nhất của khu vực công trình (m) (xem Hình 2), và d là đường kính viên đá (m).
K là hệ số được xác định theo công thức (3):
(3) trong đó: m là hệ số mái dốc chân kè; mo là hệ số mái tự nhiên của đá thả rời trong nước;
là góc hợp bởi đường mép nước và hình chiếu hướng chảy của dòng nước lên mái dốc (độ);
Khi dòng chảy thúc thẳng vào tuyến bờ, lấy K từ 0,6 đến 0,9;
Hệ số mái dốc chân kè không nên chọn nhỏ hơn 1,5.
Trong xây dựng chân kè, thường áp dụng các vật liệu như đá hộc, rọ đá, rồng đá, thảm đá hoặc bè chìm Đối với một số trường hợp, ống buy cũng có thể được sử dụng trong việc thả đá hộc Để tạo mái, có thể sử dụng bao tải đất hoặc bao tải cát, trong khi phần ngoài được bảo vệ bằng đá hộc, rọ đá, rồng đá hoặc các tấm, khối bê tông có liên kết.
Khi đường kính viên đá không đạt yêu cầu thiết kế, có thể sử dụng rồng đá, thảm đá và các vật liệu khác làm chân kè Ngoài ra, có thể thiết kế lớp phủ như rồng thép lõi đá, rọ đá hoặc thảm đá lên khối lăng thể đá đổ để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả công trình.
Hình 6 - Chi tiết rồng đá
Hình 7- Chi tiết rồng đá loại 10x3x0,3m 10.4 Thiết kế thân kè
10.4.1 Yêu cầu kỹ thuật thân kè
- Đảm bảo ổn định của thân kè và công trình;
- Chống được sự kéo trôi của dòng chảy và sóng;
- Chống được xói ngầm bờ sông do dòng thấm;
- Chống được sự phá hoại do các vật trôi.
- Không nên đắp đất tạo mái kè ở những vị trí mái kè bị sạt lở cục bộ
- Hệ số mái dốc thân kè phải dựa vào tính toán ổn định.
10.4.2 Vật liệu làm thân kè
Sử dụng đá hộc lát, đá lát chít mạch, đá xây và bê tông là những lựa chọn phổ biến trong xây dựng Đá lát có thể được kết hợp trong khung đá xây hoặc khung bê tông, bao gồm cả bê tông cốt thép Ngoài ra, geotube và các loại cỏ chuyên dụng cũng là những vật liệu hữu ích trong thiết kế cảnh quan và xây dựng.
- Không nên đắp đất tạo mái kè; đối với những vị trí mái kè bị sạt lở cục bộ có thể tạo mái bằng bao tải đất, đá đổ …
Khi tốc độ dòng chảy vượt quá 5 m/s và có yêu cầu cao về mỹ quan, việc sử dụng vật liệu khác để xây dựng thân kè cần phải có luận chứng kinh tế và kỹ thuật rõ ràng.
- Khi tốc độ dòng chảy nhỏ hơn 1,5 m/s và thời gian ngập nước ít, có thể áp dụng biện pháp trồng cỏ.
10.4.3.1 Kết cấu bằng đá hộc lát khan được quy định như sau:
- Hệ số mái dốc thân kè được xác định dựa vào tính toán ổn định;
- Đá hộc phải xếp đứng và chèn chặt;
- Đường kính đá lát thân kè được xác định theo hai điều kiện:
Để chống lại tác động của dòng chảy, đường kính viên đá cần được xác định theo công thức (1) Đồng thời, để đối phó với tác động của sóng, đường kính viên đá cũng được tính toán dựa trên công thức (4).
(4) trong đó: d là đường kính viên đá (m);
là hệ số ổn định cho phép của công trình bảo vệ bờ, lấy tại Điều 6; do là hệ số phụ thuộc vào mái dốc thân kè.
đ, là trọng lượng riêng của đá và của nước (T/m 3 );
là tỷ số giữa chiều dài và chiều cao sóng; hs là chiều cao sóng được xác định theo công thức (5): hs = 0,0208 W 5/4 D 1/3 (Anđơrêianốp) (5) trong đó:
Từ kết quả tính toán theo hai điều kiện trên, chọn trị số đường kính viên đá lớn nhất để thiết kế thân kè.
10.4.3.2 Kết cấu thân kè bằng đá chít mạch
Kết cấu thân kè bằng đá chít mạch phải tuân theo quy định tại mục a), trong đó trị số được giảm 25% so với giá trị ghi trong Bảng 6 Đồng thời, cần phải bố trí lỗ thoát nước thấm để đảm bảo hiệu quả công trình.
- Kiểm tra ổn định đẩy nổi theo công thức (6):
10.4.3.3 Kết cấu thân kè bằng tấm bê tông được quy định như sau:
Có thể sử dụng tấm bê tông thường hoặc bê tông cốt thép, cả đúc sẵn lẫn đổ tại chỗ, cho mái bờ sau khi hoàn thành tầng lọc ngược.
Cần thiết phải bố trí các khe co giãn giữa các tấm bê tông, và khoảng cách của các khe này nên được xác định dựa trên kết quả tính toán ổn định.
- Kiểm tra độ dày tấm bê tông theo công thức (7):
(7) trong đó: db là chiều dày tấm bê tông, bê tông cốt thép (m); hs là chiều cao sóng tính theo công thức (5) (m);
b là trọng lượng riêng của bê tông (T/m 3 );
là trọng lượng riêng của nước (T/m 3 ); m là hệ số mái dốc;
B là chiều rộng tấm bê tông (m);
L là chiều dài tấm bê tông theo chiều vuông góc với đường bờ (m);
là hệ số ổn định cho phép được xác định theo quy định tại Điều 6.
10.4.3.4 Thiết kế tầng lọc ngược
- Thiết kế tầng lọc ngược theo TCVN 8422-2010
- Có thể dùng cát - sỏi để làm lớp lọc.
Đối với mái bờ là đất thịt chắc, nên sử dụng lớp đá dăm dày 0,10 m Còn đối với mái bờ là cát hoặc pha cát, lớp đá dăm nên dày 0,15 m.
10.4.3.5 Kiểm tra ổn định đẩy nổi
Phải kiểm tra ổn định chống đẩy nổi của thân kè bằng đá hộc chít mạch và tấm bê tông theo công thức (8):
Pn ≤ db b.cos (8) trong đó:
Pn là áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên đá hoặc tấm bê tông (T/m 3 ); db là chiều dày lớp gia cố (m);
b là trọng lượng riêng của lớp gia cố (T/m 3 );
là góc nghiêng mái bờ so với mặt phẳng nằm ngang.
10.4.4.1 Kết cấu thân kè tường đứng
- Kết cấu thân kè tường đứng gồm 2 phần: tường đứng và móng (xem Hình 5).
Các bộ phận và kích thước cơ bản của tường đứng
Bt là chiều cao tường; là chiều rộng đỉnh tường; là chiều rộng chân tường;
Các kích thước cơ bản của móng hm bm
Bm là chiều cao móng; là chiều rộng móng phía trên; là chiều rộng móng phía dưới.
Hình 8 – Kết cấu thân kè tường đứng
- Phần móng (bản móng v.v…) của kết cấu tường và thân tường cần phải làm bằng bê tông liền khối
10.4.4.2 Thiết kế kè tường đứng
Khi thiết kế tường kè theo TCVN 9152 : 2012.
10.5 Tính toán ổn định cho kè gia cố bờ
10.5.1 Tính toán ổn định cho kè gia cố bờ
- Đối với nền không phải là đá cần tính toán ổn định theo công thức (9): n c N tt k n m R hoặc k = N R n m c k n tt
Trong đó: nc là hệ số tổ hợp tải trọng; m là hệ số điều kiện làm việc; kn là hệ số đảm bảo
Theo quy định QCVN 04-05:2012/BNNPTNT, các hệ số nc, m, kn được xác định là hệ số an toàn chung của công trình Thông thường, hệ số k không được vượt quá 15% giá trị (nc.kn/m).
Ntt là tải trọng tính toán tổng quát, bao gồm lực, mô men, ứng suất, biến dạng và các thông số khác, được sử dụng để đánh giá trạng thái giới hạn của công trình.
R là sức chịu tải tính toán tổng quát, biến dạng hoặc thông số khác được xác lập theo tiêu chuẩn thiết kế.
- Đối với nền đá cần tính toán ổn định theo sơ đồ trượt phẳng
- Ngoài việc tính toán trên thì tường kè cần bổ sung tính toán ổn định theo theo TCVN 4253 và tham khảo TCVN 9152 : 2012.
10.5.2 Tính toán độ bền của cọc cừ
Việc tính toán độ bền của cọc cừ cần được thực hiện căn cứ vào loại vật liệu theo yêu cầu của những tiêu chuẩn xây dựng tương ứng.
- Các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của cừ kè cần được tính toán theo TCVN 4116:85, TCVN 5574 : 2012.
- Các kết cấu thép cừ kè cần được tính toán theo TCVN 5575 : 2012 - Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế.
Cho phép dùng phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích ứng suất trong thân cọc cừ.
10.5.3 Tính toán biến dạng, chuyển vị của cọc cừ
Khi tính toán biến dạng, chuyển vị của cọc cừ được tính với tổ hợp tải trọng cơ bản và được kiểm tra theo những nội dung sau:
- Kiểm tra độ võng của cọc cừ.
- Kiểm tra chuyển vị ngang đầu cọc.
- Kiểm tra chuyển vị xoay cọc cừ.
10.5.4 Tính toán neo trong tường cừ có neo
Khi thiết kế cừ có neo cần tính toán các nội dung sau:
- Tính toán tiết diện neo: đối với thanh neo thép coi cấu kiện chỉ chịu kéo đúng tâm, tiết diện
F của thanh neo được kiểm tra theo khả năng đứt theo công thức (10):
F: tiết diện của thanh neo m: hệ số diều kiện làm việc, m=0,8.
[k]: ứng suất kéo cho phép của vật liệu làm neo.
Rtt: lực kéo tính toán của thanh neo được xác định theo công thức (11):
Ra: Lực kéo thanh néo được xác định thong qua tính toán ổn định của cừ kè.
La: khoảng cách giữa hai thanh neo
