BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm



ĐỀ TÀI

BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT

1

Giáo viên hướng dẫn

: Ts Dương Hồng Thẩm

Sinh viên thực hiện

:



SVTH:

- Trang 1 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

MỤC LỤC
Phần I: Phần thuyết minh tính tốn:
1/ Chọn sơ bộ kích thước tường chắn……………………………………trang 3
2/ Tính tốn các hệ số và áp lực lên tường……………………………….trang 4
3/ Tinh toán các giá trị áp lực……………………………………………..trang 6
4/ Bảng tính các giá trị Moment chống lật và Moment gây lật…………. trang 7
5/ Kiểm tra ổn định của tường chắn……………………………………....trang 8
6/ Tính tốn kết cấu cho tường…………………………………………….trang 13
Phần II: Bản vẽ

Tài liệu tham khảo
....1/ Bài tập cơ học đất : Vũ Công Ngữ - Nguyễn Văn Thông ( NXB Giáo Dục Việt
Nam )
2/ Tập bài giảng Cơ học đất : GV.TS Lê Trọng Nghĩa
3/ Kết cấu bê tông cốt thép – Phần cấu kiện đặc biệt : Võ Bá Tầm (NXB Đại Học
Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh )
4/ Nền móng cơng trình: Châu Ngọc ẩn ( NXB Xây Dựng Hà Nội – 2010 )
4/ Sổ tay tực hành Kết Cấu Cơng Trình: PGS- PTS Vũ Mạnh Hùng (NXB Xây Dựng
Hà Nội – 1999 )
5/ TCXDVN 356-2005 :Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế.

SVTH:

- Trang 2 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm


BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT
SỐ LIỆU ĐỀ BÀI
Mã đề: A075010
-

Loại đề bài: Tường chắn BTCT

-

Tải trọng bề mặt q = 0; độ sâu MNN cách MDTN z1 = 1.5m.

-

Góc ma sát lưng tường δ = 0; góc nghiêng mặt đất với phương ngang: 100

-

Số liệu địa chất sau tường: C = 0; φ = 300 ; γ = 17 KN/m3; γ1 = 21 KN/m3; C2 = 0;
φ2 = 300; γ2 = 21 KN/m3.

-

Tường chắn BTCT, Bê tơng B20, nhóm cốt thép CII, A-II

-

Chiều sâu chắn đất H = 5.5m.
I. Phần thuyết minh tính tốn:

?=10°


Z=1.5m

C1 = 0
? 1= 30 0
?1= 21 kN/m3

C

t1

D
hm

Df

H=5.5m

? = 17 kN/m3

B

C2 = 0
? 2= 30 0
? = 21 kN/m3

SVTH:

- Trang 3 -



BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

1/ CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN
• Chọn chiều sâu chơn móng: Df = 1.5m
• Chiều cao của tường chắn: H = H1 + Df = 5 + 1.5 = 7m
H1 = 5.5m là chiều cao đất đắp (số liệu đề bi)
ã B rng bn múng B:
B = (0.4 ữ 0.7) ì H = (2.6 ữ 4.9)m
Chn B = 4.6 m
ã Chọn sơ bộ chiều cao móng t2:
t2 = (

1 1
÷ ) ì H = (0.7 ữ 0.58) m
10 12

Chn t2 = 0.7m
• Chọn sơ bộ bề rộng tường chắn t1 :
Đỉnh tường chọn t = 0.3m
Chân tường:
t1 = (

1 1
÷ ) ì H = (0.7 ữ 0.58)m
10 12

Chn t = 0.5m.

• Chọn kích thước bản mũi trước tường a:
1
3

1
4

a = ( ữ ) ì B = (1.53 ữ 1.15)m
Chn a = 1.1 m.
• Kích thước bản gót sau tường b:
2
3

3
4

b = ( ữ ) ì B = (3.06 ữ 3.45)m
Chn b = 3.0 m

SVTH:

- Trang 4 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

• Hình vẽ tường chắn sau khi chọn sơ bộ kích thước.


500

C1 = 0
? 1= 30 0
?1= 21 kN/m3

1.1m 500

3m
0.7

1.5m

H=5.5m

? = 17 kN/m3

z=1.5m

?=10°

4.6m

C2 = 0
? 2= 30 0
? = 21 kN/m3
2/ TÍNH TỐN CÁC HỆ SỐ VÀ TÍNH ÁP LỰC LÊN TƯỜNG.
• Phân tích :
Bỏ áp lực ngang bị động trước tường để thiên về an toàn.


SVTH:

- Trang 5 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

Ta xem lưng tường là thẳng đứng: α = 0ο
Góc ngoại ma sát của đất (góc ma sát giữa đất và lưng tường )  thiên về an tồn lấy
δ = 0ο
Góc nghiêng của mặt đất so mặt phẳng ngang: β = 10ο
Theo đề bài lớp đất đắp sau lưng tường chắn gồm 2 lớp đất khác nhau . Muốn xác
định được áp lực đất chủ động lớn nhất của đất lên lưng tường , người ta thường coi áp
lực của mỗi lớp đất cần xác định không phụ thuộc vào áp lực của các lớp đất khác ;
nghĩa là khi xác định áp lực đất ta có thể xác định cho từng đoạn tường tương ứng với
mỗi lớp đất có tính chất cơ lý khác nhau.
Mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng → Áp dụng lý thuyết Rankin.
Hệ số áp lực ngang chủ động của đất sau lưng tường chắn :
ka =

1 − sin ϕ 1 − sin 30 0
=
= 0.3
1 + sin ϕ 1 + sin 30 0

Khi tính tốn áp lực đất lên tường chắn, đối với tầng đất nằm trên mực nước ngầm ta
dùng trọng lượng riêng tự nhiên, đối với tầng dưới mực nước ngầm tính dung trọng
riêng đẩy nổi.

Do đất đắp sau tường có C = 0 tính cường độ áp lực theo cơng thức :
Pa =

1
1
k a × γ × H ′ 2 = 0.33 × 17 × 7.9 2 = 175.06 KN 1m tới
2
2

→ Áp lực nằm ngang: Pa × cos ϕ1 = 175.06 × cos 30 0 = 151.61 KN 1m tới

• cường độ áp lực của đất tại Z = 1.5 m
Pa = k a × γ × Z = 0.3 × 17 ì 1.5 = 7.65 KN / m 2

ã Cng độ áp lực của đất tại Z = 7m (tại chân tường).
Pa = k a × γ × Z + k a × γ đn × Z = 0.3 × 17 × 1.5 + 0.3 × 11 × 5.5 = 25.8KN / m 2

• Ngồi ra cịn phải xét áp lực của nước lên tường.
Pn = γn x H2 = 10 x 5.5 =55 KN/m
SVTH:

- Trang 6 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

• Biểu đồ moment gây lật, lực ngang Ea:


? = 17 kN/m3

   

500

E1
7.65



5500

MNN

1

C 1 =0 kPa
? 1= 30 0
?1 = 21 kN/m3

2

Ea

E2
3

E3


500

3000

700

80 0

1000

E4

o

25.8

55

4600
C2 = 0
? 2= 30 0
?2 = 21 kN/m3

3/ TÍNH TỐN CÁC GIÁ TRỊ ÁP LỰC:
-

1
E1 = .1,5.7, 65 = 5, 74 KN
2


-

E2 = 7, 65.5,5 = 42.08 KN

-

1
E3 = .5,5.(28,5 − 7, 65) = 49,9 KN
2

-

1
E4 = .5,5.55 = 151,3aKN
2

SVTH:

- Trang 7 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

4/ BẢNG TÍNH CÁC GIÁ TRỊ MOMENT GÂY LẬT VÀ MOMENT CHỐNG LẬT.
• Bảng tính moment gây lật, lực ngang Ea:

Tổng các lực ngang: H = Ea = E2+E3+E4+E4 = 249,02 KN
Moment gây lật: Mgl = 486.79 KNm

• Tính vị trí đặt lực Ea:
Ea.y = 486,79
249,02y = 486,79
=> y = 1,95m
Vậy Ea đặt cách chân tường chắn một đoạn y = 1,95 m
8

1

? = 17 kN/m3

2

Z=1,5m

500

5500

MNN

7000

C 1 =0 kPa
? 1= 30 0
?1= 21 kN/m3

700

800


3

4

7

5

1100

500

3000
6

O
4600
C2 = 0
? 2= 30 0
?2 = 21 kN/m3

Biểu đồ tính moment lực gây trượt và lực đứng
SVTH:

- Trang 8 -


BTL Tường chắn đất


GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

• Bảng tính moment gây lực trượt và lực đứng:

Tổng các lực trượt RH ( theo phương ngang )
RH = ( 1) + ( 2 ) + ( 3) + ( 4 ) = 41, 405

Tổng các lực theo phương đứng: ∑ Rv
∑ v = ∑ Rv = ( 5 ) + ( 6 ) + ( 7 ) + ( 8 ) = 519,92

Moment chống lật: Mcl = 1018,48 KNm
5/ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA TƯỜNG CHẮN.
• Tính hệ số an tồn lật:
HSAT / lât =

1018, 48
Mcl
= 2,09 > 2 (thỏa)
=
Mgl
486, 79

Mcl = 1018,48 KNm là moment chống lật.
Mgl = 486,79 KNm là moment gây lật quanh điểm O.
Vậy tường chắn ổn định chống lật quanh điểm O.
• Tính hệ số an toàn trượt ngang:
HSAT / truot =

∑ v .tgδ 2 + α .C2 .B
∑ luc _ chong _ truot

519,92 × 0,364
= 4, 6〉1,5 (thỏa)
=
=
RH
∑ luc _ gay _ truot
41, 405

Lực bám dính dưới đáy móng C2 = 0
SVTH:

- Trang 9 -


BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

 α.C2.B = 0
∑ Rv là tổng các lực theo phương đứng: ∑ Rv = 519,92 KN
RH là tổng các lực theo phương ngang gây trượt phẳng.

tgδ2 là hệ số ma sát giữa tường và đất
2
3

2
3

tgδ2 = tg( φ) = tg( .30) = 0.364

Vậy tường chắn ổn định trượt ngang.
• Tính điểm đặt hợp lực và lệch tâm e:
Điểm đặt của hợp lực R cách điểm gót bản đáy:
X= X =

∑ M net 1018, 48
=
= 1,96m
∑v
519,92

→ Độ lệch tâm e: e = B / 2 − X = 2,3 − 1,96 = 0,34m
Nhận xét:
e = 0,34 <

B
= 0.77 → Phản lực đất nền dưới móng có dạng hình thang
6

• Tính áp lực đáy móng qmax; qmin:

Tải bản FULL (22 trang): />Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net

qmax =

∑v
6.e 519.92
6.0, 4
(1 + ) =
(1 +

) = 171,99 KN / m 2
1.B
B
1.4, 6
4, 6

qmin =

∑v
6.e 535,55
6.0, 4
(1 − ) =
(1 −
) = 54, 06 KN / m 2
1.B
B
1.4, 6
4, 6

• Tính khả năng chịu tải của nền:
Áp dụng cơng thức tính tốn khả năng tính tốn chịu tải của đất nền chiu tải trọng
vừa thẳng đứng vừa có tải ngang
SF = KNCT cực hạn qu / Áp lực thẳng đứng lên nền qmax 〉 / 3
c2 = 0

SVTH:

- Trang 10 -



BTL Tường chắn đất

GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

1
⇒ qu = qN q Fqd Fqi + γ B ' N γ Fγ d Fγ i
2

Trong đó:
q = γ 2 .D = 21.1,5 = 31,5
B ' = B − 2e = 4, 6 − 2.0,34 = 3,92 m
Fqd = 1 + 2 tan ϕ 2 (1 − sin ϕ 2 ) 2 .

D
1,5
= 1 + 2 tan 300 (1 − sin 300 ) 2 .
= 1,1
B'
3,92

Fγ d = 1
Fci = Fqi = (1 −

Fγ i = (1 −

ψ 2
3, 790 2
)
=
(1

−
) = 0,9
900
900

ψo 2
3, 790 2
)
=
(1
−
) = 0, 76
ϕ20
300

0
Pa cos α
−1 41, 405cos 30
ψ = tan t(
) = tan (
) = 3, 790
535,55
∑V
0

−1

ϕ = 300 tra bảng ta được (tra bảng 2.26.Giá trị các hệ số sức chịu tải của Vesic (1973)

– sách NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH của Châu Ngọc Ẩn, NXB xây dựng Hà Nội

2010 )
N q = 18, 40
N c = 30,14
Nγ = 22, 40
⇒ qu = 31,5.18, 40.1,1.0,9 + 0,5.21.3,92.22, 40.1.0, 76 = 1274,5 KN

⇒ SP =

1274,5
= 7, 4〉 3 ( thỏa )
171,99

Nhận xét:

2303999

Vậy nền đủ khả năng chịu lực
Độ lệch tâm e nhỏ, ứng suất đáy móng tường phân bố tương đối đều

SVTH:

- Trang 11 -