Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ quảng ninh đến quảng nam quy định kỹ thuật về công trình trên đê

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM







BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU
QUY ĐỊNH KỸ THUẬT VỀ CÔNG TRÌNH TRÊN ĐÊ


THUỘC ĐỀ TÀI:
“
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM
”
Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂ
Y
DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN
Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Nguyễn Quốc Dũng
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam

7579-26
22/12/2009

Hà Nội 2009

Chuyên đề 34
QUY ĐỊNH KỸ THUẬT VỀ CÔNG TRÌNH TRÊN ĐÊ
I. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT VỀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐÊ
1.1. Quy định chung
1.1. Công trình cắt qua thân đê phải thiết kế riêng theo tiêu chuẩn quy định cho mỗi hình
loại công trình, nhưng cũng phải đảm bảo phù hợp với đặc điểm làm việc của đê biển;
đảm bảo cho đê và hệ công trình trên đê thành một thể thống nhất và đáp ứng được
nhiệm vụ của hệ thống đê.
1.2. Nối tiếp thân đê với các công trình xây đúc: Thân đê thường nối tiếp với các công trình
xây đúc như cống lộ thiên, cống ngầm, trạm bơm, cầu giao thông, là những nơi xung
yếu nhất trong thân đê về mặt chống thấm do đó cần phải thiết kế biện pháp nối tiếp tốt
để đề phòng tránh sự cố do dòng thấm t
ập trung tại mặt tiếp xúc gây xói ngầm, lún
không đều sinh nứt, dòng nước chảy làm xói lở mái và chân đê
Phần công trình xây đúc, phía nối tiếp với đê cần bố trí các tường răng hoặc tường cắm
sâu vào khối chống thấm của thân đê để kéo dài đường viền thấm, giảm gradient thấm
tiếp xúc giữa đất thân đập và kết cấu xây đúc. Chiều dài của các tường răng, tường cắm
xác
định trên cơ sở tính toán thấm.
Đất đắp mang công trình cần đảm bảo chất lượng cao nhất từ việc làm vệ sinh trước
khi đắp, chọn loại đất tốt đắp ứng được yêu cầu về hệ số thấm, dung trọng khô đầm nến
và độ ẩm, chiều dày rải đất, thiết bị và phương pháp đầm nén, hệ số đầm nén. Thông
thường trong diện hẹp, phải đầm th
ủ công, cần xử lý tốt các vùng phân lớp giữa đầm
thủ công và đầm cơ giới để đảm bảo đầm nén thích hợp khối đất xung quanh hoặc khối

gần tường bên của công trình xây đúc.
Bộ phận chống thấm ở quynh công trình và bộ phận xây đúc phải liên hợp với nhau
cùng đảm bảo yêu cầu ổn định thấm của công trình.
1.3. Các công trình bố trí trên đê phải đáp ứng đượ
c vấn đề an toàn, thuận lợi trong xây
dựng, quản lý, thuận tiện trong quản lý vận hành cũng như ứng cứu khi đê gặp sự cố,…
Sự phù hợp quy hoạch tổng thể phát triển toàn vùng, phù hợp với mỹ quan chung của
các công trình có liên quan, không tạo ra mắt xích yếu và xấu ảnh hưởng đến hệ thống
đê, các công trình lân cận, không ảnh hưởng xấu đến các vùng liên quan.
4.2.2. Các loại công trình trên đê
1.4. Cống qua đê/tr
ạm bơm qua đê.
- Lựa chọn giải pháp thiết kế móng và xử lý nền phải phù hợp với điều kiện
địa chất và theo đúng quy chuẩn kỹ thuật hiện hành. Riêng cầu công tác phục vụ
vận hành đóng mở cửa van phải bố trí cao bằng mặt đê để thuận tiện cho việc vận
hành hoặc hộ đê trong mùa lũ và tạo cảnh quan của công trình.
- Kết cấu cống qua đê là cống hộp bê tông cốt thép không dùng kết cấu
bằng các loại vật liệu khác như đá xây, gạch xây hoặc ống buy bê tông đúc sẵn ;
- Các cống qua đê phải tính toán kết hợp lấy phù sa ngay cả trong mùa l
ũ để
cải tạo đất phục vụ sản xuất nông nghiệp;
- Các cống vùng triều yêu cầu phải thiết kế tiêu năng hai chiều thượng, hạ
lưu cống;
- Đối với tất cả các cống khi làm mới phải có quy trình vận hành công trình
ngay trong khi trình hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công;
- Các cống phải có biển ghi tên cống và và mốc thủy trí.
1.5. Công trình giao thông qua đê:
Cầu giao thông trên đê được thiết kế theo tiêu chuẩn và các chỉ dẫn:
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 275 - 05.
Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18 - 79

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4253 - 86 “Nền các công trình thuỷ công - Tiêu
chuẩn thiết kế”.
Thiết kế thi công cầu giao thông trên tuyến đê phải được phê duyệt bởi 2 cơ quan
chuyên ngành, đó là Đê điều và Giao thông.
1.6. Đường giao thông trên đê:
Đường giao thông trên đê đượ
c thiết kế theo tiêu chuẩn và các chỉ dẫn:
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4054-98 “Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế”; TCVN
5729 - 97 “Đường ô tô cao tốc - yêu cầu thiết kế”
Đường giao thông nông thôn 20TCN 210 - 92 và Hướng dẫn xây dựng cầu
đường giao thông nông thôn và miền núi;
Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211 - 93;
Quy trình thiết kế áo đường cứng 22 TCN 223 - 95.
Thiết kế thi công đường trên đê phải được phê duyệt bởi 2 cơ quan chuyên ngành, đó là
Đê điều và Giao thông.
1.7. Hệ thống tiêu n
ước mặt đê và chân đê:
Các công trình đê đất cao hơn 6m ở vùng mưa nhiều, nên bố trí rãnh tiêu nước ở đỉnh
đê, mái đê, chân đê và những chỗ nối tiếp mái đê với bờ đất hoặc với các công trình
khác.
Rãnh tiêu nước song song với tuyến trục đê có thể bố trí ở mép trong của cơ đê hoặc
chân đê. Rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 50m đến 100m
liên thông với rãnh tiêu nước dọc theo phương tr
ục đê. Rãnh có thể bằng tấm bê tông
hoặc đá xây, kích thước và độ dốc đáy của rãnh cần xác định theo tínht toán hoặc theo
kinh nghiệm từ công trình đã có ở điều kiện tương tự.
1.8. Điếm canh đê, nhà quản lý:
a/ Điếm canh đê:
- Xác định vị trí xây dựng điếm phù hợp với điều kiện công trình đê điều
hiện tại và phải thuận lợi cho công tác tuần tra canh gác, ở những nơi gần khu dân

cư tập trung cần lựa chọn vị trí thích hợp để xây dựng điếm văn hóa. Vị trí điếm
xây dựng không được cản trở giao thông trên mặt đê;
- Hình thứ
c xây dựng: Đối với điếm văn hóa thực hiện theo mẫu do Cục
QLĐĐ&PCLB hướng dẫn;
- Với mọi điếm canh đê đều phải thiết kế bố trí cột thu lôi và mái chống
nóng.
b/ Nhà quản lý:
- Thiết kế kết cấu khung chịu lực (không xây tường chịu lực) và phải thiết
kế đồng bộ, khép kín (điện, nước, nhà vệ sinh, mái chống nóng).
- Bắt buộ
c phải thiết kế hệ thống chống sét.
4.2.3. Những quy định kỹ thuật đối với từng công trình
1.9. Quy định về hệ số an toàn và tuổi thọ:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 285 - 2002 và các tiêu chuẩn chuyên ngành riêng
tương ứng với từng hình loại công trình đảm bảo phù hợp với đê biển.
1.10. Quy định về vật liệu:
a/ Yêu cầu chung:
+ Chống xâm thực của nước mặn;
+ Chống va đập dưới tác dụng của sóng, gió, dòng chảy;
+ Thích ứng với s
ự biến hình của bờ, bãi biển;
+ Chế tạo, thi công đơn giản, phù hợp với điều kiện tự nhiên vùng biển.
b/ Các yêu cầu với đá hộc:
Đảm bảo kích thước hình học, trọng lượng tính toán quy định cho viên đá và thoả mãn
các yêu cầu sau:
+ Đối với đá phủ ngoài mái dốc, cường độ đá không thấp hơn 50 MPa;
+ Đối với đá lớp đệm, cường độ cần đạt trên 30 MPa;
+ Không sử dụng đá phiến thạch, đá phong hoá và đá có khe nứt;
+ Đá hộc dùng để xây cũng cần có cường độ

≥ 50 MPa, mác vữa xây ≥5
c/ Các yêu cầu đối với bê tông:
+ Đối với cấu kiện bê tông, mác bê tông ≥ 20;
+ Đối với cấu kiện bê tông cốt thép, mác bê tông ≥ 30.
1.11. Quy định về tính toán thiết kế:
- Tính toán thiết kế theo các tiêu chuẩn riêng của cho từng loại công trình;
- Theo các quy định trong mục 6 (Các quy định tính toán chủ yếu) của tiêu chuẩn Việt
Nam TCXDVN 285-2002;
- Các quy định riêng khi công trình nằm trong hệ thống đê biển:
+ Các nội dung tính toán, các giả định trường h
ợp tính, sơ đồ tính công trình và
nền phải phù hợp với khả năng có thể xảy ra trong điều kiện tự nhiên vùng ven biển;
+ Tính toán thi công phải kể đến ảnh hưởng của yếu tố thuỷ triều nước lên và
xuống (có thể phải kể đến yếu tố ngập trong quá trình thi công);
+ Tính toán kết cấu phải kể đến ảnh hưởng của môi trường biển như do xâm
thực, giãn nở - co ngót, dòng n
ước thấm, xói ngầm trôi đất, các tác động của môi
trường và điều tự nhiên biển;
+ Tính không đồng nhất của vật liệu xây dựng như nền, vật liệu đắp đê trên toàn
tuyến với các kết cấu công trình trên hệ thống đê.
II. THIẾT KẾ CÔNG TRÊN ĐÊ
2.1. Cống ngầm
2.2 Công lộ thiên




1
phụ lục 1 : hớng dẫn tính toán kết cấu cống lộ thiên
Tính toán kết cấu thân cống

Tính toán kết cấu tờng cánh thợng hạ lu cống
Tính toán dàn van.
1.1. Trạng thái giới hạn của công trình
Hiện nay theo tiêu chuẩn xây dựng ngời ta thờng tính theo ba trạng thái giới hạn :
- Trạng thái giới hạn thứ nhất (theo khả năng chịu tải): Mục đích tính toán theo trạng thái giới
hạn này là đảm bảo yêu cầu về mặt cờng độ, ổn định về hình dạng, vị trí, tính lâu bền) và hạn chế
biến dạng dẻo quá mức của kết cấu và nền trong những điều kiện làm việc bất lợi nhất có thể xảy ra
của chúng trong giai đoạn xây dựng và sử dụng công trình.
- Trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng và chuyển vị): Mục đích tính toán theo trạng thái
giới hạn này là hạn chế biến dạng hoặc chuyển vị (Kể cả dao động) của kết cấu và nền trong những
điều kiện sử dụng bình thờng của công trình.
- Trạng thái giới hạn thứ ba (theo độ ổn định về kẽ nứt) : Mục đích tính toán theo trạng thái giới
hạn này là không cho phép phát sinh kẽ nứt hoặc hạn chế độ mở rộng của kẽ nứt để đảm bảo cho việc
sử dụng công trình không gặp khó khăn hoặc bị h hại do sự ăn mòn, h hại cục bộ và mất tính
không thấm nớc v.v
Tóm lại nội dung tính toán gồm hai phần chính :
- Kiểm tra độ bền
- Kiểm tra sự ổn định.
1.2. Tổ hợp tải trọng
Đối với công trình thủy lợi, tải trọng và lực tác dụng phải tính toán với các tổ hợp sau :
- Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các tải trọng và tác động thờng xuyên, tạm thời ngắn hạn
và tạm thời dài hạn.
- Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm các tải trọng và tác động thờng xuyên, tạm thời dài hạn,
tạm thời ngắn hạn và một trong các tải trọng và tác động tạm thời đặc biệt.
1.3. tài liệu tính toán :
1- Tên công trình : Cống A.
2- Địa điểm xây dựng :
3- Nhiệm vụ công trình :

2
- Ngăn mặn, giữ ngọt, dẫn ngọt, tiêu úng, xổ phèn cải tạo đất để tăng vụ, tăng năng suất cây
trồng và cấp nớc sinh hoạt cho nhân dân trong vùng.
- Kết hợp phát triển giao thông thủy, bộ.
4- Những tiêu chuẩn thiết kế chủ yếu :
a- Cấp công trình :
b- Tần suất thiết kế :
- Đảm bảo tới - Đảm bảo tiêu
c- Tần suất kiểm tra (Tính toán tiêu năng).
- Tới - Tiêu
d- Tài liệu địa hình, địa chất
5- Tuyến, quy mô, kết cấu công trình :
a- Tuyến công trình :
b- Quy mô, kết cấu công trình :
6- Tính toán các cao trình cơ bản :
- Cao trình đáy cống
- Cao trình đỉnh cống
- Cao trình cầu giao thông
- Cao trình cầu thả phai
1.4. tính toán kết cấu các bộ phận của cống
1.4.1. Thân cống :
Tính toán kết cấu nhằm xác định nội lực trong các bộ phận cống, từ đó tính toán đợc hàm lợng
và bố trí cốt thép hợp lý. Thông qua tính toán xác định hợp lý kích thớc, cấu tạo các bộ phận thân
cống.
Bộ phận thân cống có tác dụng điều tiết lu lợng khống chế mực nớc và liên kết thân cống với
bờ hoặc công trình thuỷ lợi khác ở bên cạnh. Bộ phận này có cửa van để khống chế mực nớc và điều
tiết lu lợng. Cầu công tác để đặt thiết bị đóng mở cửa van và là nơi điều khiển các thiết bị đó. Cầu
giao thông bắc qua các mố cống. Mố giữa phân cống thành nhiều khoang để giảm bớt chiều rộng cửa
van, tiện cho việc quản lý. Ngoài ra mố còn đỡ cầu công tác, cầu giao thông. Mố bên có tác dụng nh

mố giữa, song nó còn để nối tiếp thân cống với bờ hoặc công trình khác bên cạnh để chắn đất và
chống thấm vòng quanh bờ. ở đầu mố giữa và mố bên có bố trí khe van, khe phai. Khi cần thiết sửa
chữa van hay một số bộ phận thân cống sẽ thả hàng phai chắn nớc.



3
Bản đáy có tác dụng truyền lực của các bộ phận thân cống, phân bố tơng đối đều đặn lên nền,
đồng thời tạo ra lực ma sát với nền, giữ ổn định cho thân cống. Bản đáy còn có tác dụng chống thấm,
chống hiện tợng trồi đất.
ở một số cống thờng dùng tờng ngực để chắn nớc giảm chiều cao cửa van, hạ thấp cao trình
cầu công tác. Tờng ngực còn có tác dụng làm tăng ổn định hớng ngang của các mố.
Tính toán cống bao gồm tính toán tất cả các bộ phận trên. Tuy nhiên mỗi bộ phận đều có một
phơng pháp tính khác nhau nhng đều phải tính toán để đảm bảo độ bền và ổn định của các bộ phận
công trình. H hỏng của mỗi bộ phận sẽ gây nên h hỏng của công trình.
Chơng này sẽ đề cập đến một số phơng pháp tính toán các bộ phận của cống và tính toán nền
móng cống.
I. Tính toán bản đáy cống
1- Trờng hợp tính toán :
a. Trờng hợp thi công xong :
Tải trọng tác dụng gồm :
- Trọng lợng bản thân tấm đáy, phản lực nền.
- Lực tập trung do tờng bên và trụ pin truyền xuống,
- Mô men ngoại lực do áp lực chủ động gây ra, tải trọng bên là trọng lợng đất đắp ở mang
cống.
b. Trờng hợp khai thác :
ứng với mực nớc trong đồng min, Phía sông max. Tải trọng tác dụng gồm
Lực phân bố :
- Trọng lợng bản thân tấm đáy.
- Trọng lợng nớc trong khoang cống, áp lực nớc thấm, áp lực đẩy nổi.

- Lực tập trung : Do tờng biên và trụ pin.
- Mô men ngoại lực : Do áp lực chủ động của đất gây ra ở chân trụ pin.
c. Trờng hợp đang thi công :
Công trình đang thi công : Mới thi công xong tấm đáy và bắt đầu thi công tờng đợt 1
Tải trọng tác dụng :
- Tải trọng bản thân tấm đáy
- Tải trọng tập trung



4
2- Mặt cắt tính toán :
Tính toán cho 2 mặt cắt :
a. Mặt cắt qua cầu giao thông.
(+4.20)
(-3.50)
20
120 800 120 800 100
100 670
(+1.80)

Hình 1-1. Mặt cắt tính toán kết cấu bản đáy (qua cầu giao thông)
b. Mặt cắt qua khu vực cửa van, cửa phai.
(-3.50)
80012080020 120 100
100 800

Hình 1-2. Mặt cắt tính toán kết cấu bản đáy (Khu vực của van)
3- Phơng pháp tính toán :
a. Phơng pháp 1 : Tính toán bản đáy cống theo bài toán Dầm đảo ngợc

b. Phơng pháp 2 : Tính toán bản đáy cống theo bài toán Dầm trên nền đàn hồi có chiều sâu
tầng nén là vô hạn, có xét lực cắt không cân bằng.
- Tính toán theo dầm trên nền đàn hồi. Bài toán này có nhợc điểm là chỉ đúng khi nền công
trình là nền tự nhiên cha đợc gia cố.
- Trong trờng hợp nền cống đã đợc sử lý bằng cọc BTCT, đã có những phơng pháp tính tấm
đáy cho trờng hợp này. Tuy nhiên với công trình nhỏ, mặt khác để công trình thiên an toàn, nên vẫn
chọn phơng pháp dầm trên nền đàn hồi để tính toán.
Bản đáy chịu tất cả các lực từ thân cống truyền xuống nền. Thân cống là một kết cấu không gian,
cấu tạo cũng nh sơ đồ tải trọng tác dụng lên cống khá phức tạp nên khi tính toán phải dựa vào một



5
số giả thiết nhất định. Thí dụ phải tính toán theo bài toán phẳng, cha xét đợc tính tổng thể của cống
v.v
Sơ đồ tải trọng tác dụng lên bản đáy cuối cùng cho trên hình 2.1.
P1=P1'+P1" P2=P2'+P2" P2=P2'+P2" P1=P1'+P1"P2=P2'+P2"
MM
q5
q=qo+q1+q2+q4

Hình 2.1: Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bản đáy
Trong sơ đồ :
P
1
,P
2
: Là lực tập trung do mố và các thiết bị trên mố truyền cho bản đáy.
P
1

,P
2
: Lực cắt không cân bằng phân phối cho mố và truyền lên bản đáy.
q
4
: Lực cắt không cân bằng phân phối đều cho bản đáy.
S : Cờng độ lớn nhất của biểu đồ tải trọng do đất đắp hai bên gây ra.
q
5
: Lực phân bố đều do hoạt tải do hoạt tải trên mặt đờng giao thông truyền tới.
M : Mô men do các lực ngang nh áp lực đất đắp, áp lực nớc tác dụng vào mố gây ra.
Sau khi phân tích lực tác dụng, ta tiến hành tính toán nội lực nh mô men, lực cắt phát sinh trong
dầm. Dới tác dụng của tải trọng nền đất bị biến dạng. Giữa biến dạng và tải trọng có quan hệ nhất
định phụ thuộc vào môi trờng đất. Nh ta đã biết nền đất không phải là vật thể hoàn toàn đàn hồi
nhng để đơn giản tính toán mà vẫn đảm bảo mức độ chính xác cho phép ta xem dầm đặt trên nền đất
thực tế là kết cấu đặt trên nền đàn hồi.
Nếu không xét đến độ cứng của bản đáy tức là không xét đến biến dạng uốn của bản đáy thì biểu
đồ phản lực của nền đợc coi là phân bố tuyến tính. phơng pháp này đơn giản nhng dẫn đến sai số
lớn.
Hiện nay khi xác định phản lực nền ,ngời ta đã xét đến độ cứng của dầm. Để đặc trng cho sự
làm việc của dầm trên nền, trong tính toán ngời ta đa ra chỉ số mềm của dầm, Chỉ số mềm đợc
xác định theo công thức :
3
1
10

=

L
E
E
t
o
(2.1)
Trong đó :



6
E
0
: Mô đun biến dạng của đất nền.
E
1
: Mô đun đàn hồi của vật liệu dầm.
: chiều dày bản đáy.
L: Nửa chiều dài dầm.
Khi :
t < 1 : Dầm cứng.
1 < t 10 : Dầm cứng có hạn.
t > 10 : Dầm dài.
Khi đã biết tải trọng ngoài tác dụng và biểu đồ phân bố phản lực nền thì có thể tính toán kết cấu
dầm theo phơng pháp thông thờng.
q(x) (x)
O

x

Hình 2.2 : Độ võng của dầm do tải trọng ngoài và phản lực nền gây ra
Ta có thể chia các phơng pháp tính làm hai nhóm :
a. Nhóm phơng pháp tính xem nền biến dạng đàn hồi cục bộ : Các phơng pháp tính thuộc
nhóm này dựa trên giả thuyết cơ bản do E.Winkler đề xuất, chỉ xét biến dạng trong nền ngay dới
phạm vi diện tích móng. Trong các phơng pháp này phổ biến hơn cả là phơng pháp hệ số nền. Hiện
nay qua nhiều thí nghiệm ngời ta thấy giả thuyết Winkler nhiều khi không phù hợp thực tế lắm,
cha phản ánh đợc ảnh hởng ảnh hởng của tải trọng ngoài phạm vi hố móng (hình 2.2).
b. Nhóm phơng pháp tính xem nền đất biến dạng đàn hồi toàn bộ: Xem nền đất là nửa không
gian đàn hồi đồng chất đẳng hớng. Điều này khác với thực tế nền đất thờng không hoàn toàn đàn
hồi và thờng có biến dạng d lớn hơn biến dạng đàn hồi. Để điều chỉnh sự chênh lệch đó ngời ta
thay thế khái niệm mô đun đàn hồi lý tởng bằng mô đun biến dạng đợc xác định dựa vào thí
nghiệm. Các phơng pháp này đợc nhiều tác giả nghiên cứu giải quyết có xét đến biến dạng nằm
trong và cả ngoài diện tích đáy móng. Các phơng pháp đợc ứng dụng phổ biến là :
- Phơng pháp B.N.Jemôskin đợc áp dụng với độ chính xác khá cao. Giải hệ thống phơng
trình chính tắc để tìm ra phản lực nền từ đó tính ra nội lực và chuyển vị dầm.



7
- Phơng pháp tra bảng của Gocbunốp-Poxađốp cho phép tính toán nhiều trờng hợp dầm chịu
tải trọng khác nhau đối với dầm khác nhau (dầm cứng, dầm ngắn, dầm dài) bằng các bảng biểu đã
đợc lập sẵn.
- Ngoài ra đối với công trình có kích thớc lớn, chôn sâu, trờng hợp tại một độ sâu nào đó
dới nền có lớp đá cứng (tính nén lún nhỏ) thì lớp đất, đá này ảnh hởng đến phản lực nền và độ lún
của móng. Trong trờng hợp này ngời ta xem móng công trình nh kết cấu đặt trên các lớp chịu nén
có chiều dày hữu hạn.
- Sau khi xác định đợc nội lực dầm ta tiến hành bố trí cốt thép chịu lực theo phơng ngang,
còn theo phơng dọc đặt thép theo cấu tạo.

u điểm của phơng pháp này là có xét đến tính chất của nền và độ cứng của dầm, có xét đến
tính toàn khối của công trình và ảnh hởng của tải trọng biên. Tuy vậy chỉ mới xét theo phơng
ngang để đặt cốt thép.
Mặt khác khi xét ảnh hởng của tải trọng bên cần chú ý các điểm sau :
- Nếu tải trọng bên làm tăng thêm mô men uốn của bản đáy (trờng hợp bất lợi) thì xét ảnh
hởng đó hoàn toàn .
- Nếu tải trọng bên làm giảm mô men uốn của bản đáy (trờng hợp có lợi), với đất đắp hai bên
là đất sét thì không xét ảnh hởng này, với đất đắp hai bên là đất cát thì xét 30-50% ảnh hởng của
tải trọng bên.
- Chiều dài lớn nhất của phạm vi đất đắp nếu nhỏ hơn 2L (chiều dài dầm) thì lấy chiều dài thực
của phạm vi đất đắp, còn nếu lớn hơn 2L thì phạm vi ảnh hởng tải trọng bên chỉ lấy 2L.
4- Kết quả tính toán nội lực M, Q:
- Hiện nay khi tính toán dùng theo phơng pháp tra bảng của Gocbunốp-Poxađốp tính đợc nội
lực của bản đáy
- Đây là một số ví dụ nội lực của bản đáy :
12.45
0.00
0.00
-38.23
-54.00
-62.09
-69.14
-67.80
-62.53
-53.95
-38.18
-18.23
-32.69
-43.11
-47.24

-49.89
-46.06
-38.81
-29.60
-13.81
-4.28
-12.65
0.00
0.00
28.44
19.38
13.61
11.92
8.09
7.04
6.72
5.30
7.81
9.52
-24.25
-21.66
-19.38
-16.22
-12.43
-8.26
-3.11
4.02
12.6
-11.98
-26.30

-16.46
M
Q




8
Hình 4-15. Sơ đồ nội lực trờng hợp thi công mặt cắt dới CGT
6.94
1.18
4.27
4.87
5.75
7.55
8.62
4.11
2.14
3.70
0.00
0.00
-9.59
0.68
-12.96
-12.50
-11.61
-10.89
-3.02
-5.74
-7.90

-14.71
0.00
-11.57
-8.86
3.56
-3.52
-8.02
-12.74
-15.60
-14.42
-16.32
14.14
11.06
-7.82
-14.00
12.27
-3.57
3.57
-12.92
-0.55
-3.10
-9.18
-11.95
4.60
0.00
Q
M

Hình 4-16.Sơ đồ nội lực trờng hợp khai thác mặt cắt dới CGT
0.00 0.00

2.29
0.75
19.85
18.95
-8.55 10.76
5.10
4.29
3.71
6.67
7.73
10.15
8.87
5.75
1.40
-7.89
-8.26
-8.45
-8.68
14.30
13.14
11.57
3.16
1.36
1.62
9.40
5.83
15.66
0.00
-3.84
-7.41

-6.18
-8.15
-9.80 -0.25
2.49
4.73
7.41
4.85
25.13
31.07
24.68
0.00
Q
M

Hình 4-17. Sơ đồ lực trờng hợp đang thi công mặt cắt dới CGT
5- Tính bố trí cốt thép cho bản đáy cống :
a. Thép chịu lực :
Cấu kiện chịu uốn, tính theo trạng thái giới hạn.
Công thức tính toán :
F
a
=M/m
KC
.R
a
..h
0

Trong đó : M : Mô men uốn tính toán.
m

KC
: Hệ số kết cấu, m=1,05.
R
a
: Cờng độ chịu kéo tính toán của cốt thép.
h
0
= h - a : h là chiều dày bản đáy.
a là lớp bê tông bảo vệ cốt thép.



9
: hệ số phục thuộc :
2
0
.
oUKC
hbRm
M
A =

b. Thép xiên :
Điều kiện để cấu kiện không phải đặt cốt xiên :


KC
0,6 m
KC
.R

K
.
Trong đó :

KC
ứng suất kéo chính.
m
KC
: Hệ số kết cấu (m=1,05).
R
K
: Cờng độ chịu kéo tính toán của bê tông (R
K
=7,5 kg/cm
2
).
c. Kiểm tra khả năng chống nứt của bản đáy :
II. Tính toán mố cống (Tờng thân, trụ pin) :
Mố chịu áp lực của các ngoại lực nh áp lực nớc qua cửa van truyền tới trọng lợng của các
thiết bị đặt trên mố, trọng lợng bản thân v.v Mố bên còn chịu áp lực đất. Đối với áp lực nớc do
cửa van truyền tới tuỳ theo hình thức van phẳng hay van cung mà hình thức truyền lực tác dụng lên
mố sẽ khác nhau.
1. Trờng hợp tính toán : Khi tính toán xét các trờng hợp sau :
- Khi vừa thi công : Mố chịu tác dụng của tải trọng bản thân và các máy móc thi công từ bên
trên truyền xuống. Sự làm việc của mố xem nh cấu kiện chịu nén lệch tâm.
- Trờng hợp làm việc: Khi cửa van đóng, mố chịu áp lực rất lớn của nớc do cửa van truyền
đến. Vì thế cần kiểm tra ổn định về trợt của mố (khi mố làm tách rời bản đáy) hoặc kiểm tra chống
cắt giữa mố và bản đáy (khi mố nói liền bản đáy). Đối với cửa van phẳng cần kiểm tra tình hình làm
việc của mố tại mặt cắt chỗ khe van, Nếu là van cung cần tính toán kiểm tra sự làm việc của mố dới
tác dụng áp lực nớc truyền tập trung ở bệ tỳ càng van.

- Trờng hợp kiểm tra khi tu sửa cửa van : Khi dùng phai chắn nớc ở thợng hạ lu khoang
cống và bơm nớc trong khoang cống ra để tu sửa, trong khi đó khoang bên cạnh vẫn mở để lấy nớc
(hình 2.3). Lúc này mố làm việc nh một kết cấu chịu nén uốn hai chiều. ứng suất lớn nhất và nhỏ
nhất phát sinh trong mố xác định theo công thức :
y
y
x
x
W
M
W
M
F
P



=
min
max

(2.2)
Trong đó :
P : Tổng các lực thẳng đứng tác dụng lên mố



10
Mx,My : Mô men đối với trục x và trục y
Wx,Wy : Mô đun chống uốn đối với trục x,y

F : Diện tích đáy mố.
Từ các trờng hợp đã nêu ở trên xác định đợc các trờng hợp làm việc bất lợi nhất để bố trí cốt
thép hoặc chọn kích thớc mố cho thích hợp.
2- Mặt cắt tính toán :
Tính toán cho 2 mặt cắt :
a. Mặt cắt cầu giao thông.
Sơ đồ tính toán : Tính cho một đơn nguyên
(+4.20)
(-3.50)
20
120 800 120 800 100
100 670
(+1.80)

Hình 4-3 . Mặt cắt tại cầu giao thông
b. Mặt cắt qua khu vực cửa van và cửa phai.
(-3.50)
80012080020 120 100
100 800

Hình 4-4 . Mặt cắt trớc van cung.
Tờng thân cống có 2 loại :
- Tờng bên
- Trụ pin đơn và kép



11
c. Đối với cửa van cung : Ngoài yêu cầu bố trí cốt thép nh trên còn xét ảnh hởng của lực tập
trung do van truyền lên bệ tỳ phát sinh ứng suất trong mố.

- Trờng hợp mố trụ làm việc đối xứng
Thực tế hình dạng mố trụ khá phức tạp song trong tính toán thờng đơn giản hình dạng của mố
(hình 2.5)

Hình2.4 : Sơ đồ lực tác dụng lên mố tại bệ tỳ của van cung
AB
CD
y
x
Px
Py
d
e


Hình 2.5 : Sơ đồ tính toán mố trụ
áp lực nớc từ càng van truyền lên bệ tỳ có thể phân ra làm hai thành phần nằm ngang Py, thẳng
đứng Px. Nguyên tắc tính toán là chuyển các lực này về đỉnh góc của mố và áp dụng cách giải bài
toán hình nêm trong lý thuyết đàn hồi để xác định ứng suất.
- Trờng hợp mố trụ làm việc đối xứng
Trong thực tế thờng gặp nh trờng hợp một bên cửa van đóng, một bên cửa van mở. Phía đóng
áp lực nớc truyền qua càng van tác dụng lên mố. Chuyển áp lực nớc càng van truyền lên bệ tỳ về
đỉnh của góc mố.
- Đối với bộ phận bệ tỳ
Trong tính toán xem nh một công son chịu uốn do tác dụng của lực tập trung từ càng van truyền
tới. áp lực nớc từ càng van truyền tới có thể phân chia làm hai lực Px, Py. Vì thế có thể xem bệ tỳ
chịu uốn hai chiều. Sau khi xác định mô men ở ngàm theo một chiều, tính toán cốt thép theo bài toán
chịu uốn thuần tuý.
3- Phơng pháp tính toán :

12
Tính theo tờng chắn đất có kể tới lực dính (tính với bài toán phẳng, cắt băng có chiều rộng 1m
để tính).
a. Tính toán tờng bên
Mặt cắt tính toán : Tính cho 2 mặt cắt
Mặt cắt dới cầu giao thông : Tính nội lực nh một dầm đơn. Một đầu ngàm vào đáy và một
đầu gối vào cầu.
Mặt cắt sau trớc van tính theo sơ đồ : Dầm đơn có một đầu ngàm.

1.88
4.82
10.15

B

(+3.20)

(+1.80)

(-3.50)

7.8

11.24

2.5
1

5.2
4

31.25

11.15

M

N

5.39

A

Ecđ=13


Hình 4-5 . Sơ đồ nội lực tờng bên trờng hợp thi công(TH1)
Mặt cắt dới CGT

N

M

33.03

5.19

(-3.50)

(+1.30)

(+3.20)

1.9
4.8
17.97

B

2.49

A

E=5.97

2.1
17.97

Hình 4-6 Sơ đồ nội lực tờng bên trờng hợp khai thác(TH2)
Mặt cắt dới CGT
(-3.50)
(+1.30)
(+4.50)
25.07
4.82
5.39
3.18
M

25.20
N
Ecđ=13

Hình 4-7. Sơ đồ nội lực tờng bên trờng hợp TC- MC trớc cánh van cung



13
(+1.80)
(-3.50)
(+4.50)
35.36
5.39 22.39
M
N
5.30
13
(-1.70)
1.80

Hình 4-8.Sơ đồ nội lực tờng bên trờng hợp khai thác
Mặt cắt trớc cánh van cung
b. Tính toán trụ pinđơn, kép
Mặt cắt tính toán : Tính cho 2 mặt cắt
Mặt cắt dới cầu giao thông : Tính nội lực nh một dầm đơn. Một đầu ngàm vào đáy và một
đầu gối vào cầu.
Mặt cắt sau trớc van cung tính theo sơ đồ : Dầm đơn có một đầu ngàm.
4- Kết quả tính toán nội lực và cốt thép :
- Tính toán nội lực .

(+4.50)

(-3.50)

(+1.30)

1.90
A

4.8

4.80
9.94

1.37
33.03

17.97

B

M

17.97

N

En=11.52

Hình 4-9.Sơ đồ nội lực trụ pin kép trờng hợp khai thácMặt cắt dới CGT
(+3.50)
En=24.5
(-3.50)
(+4.50)
57.17
7.00
1.007.00
15.06
M
N

Hình 4-10 .Sơ đồ nội lực trụ pin kép trờng hợp khai thác Mặt cắt trớc cánh van cung
- Tính toán cốt thép, tính toán khả năng chống nứt của cấu kiện : Đối với cửa van phẳng cần
kiểm tra tính toán tại chỗ đặt khe van. Trờng hợp khi cửa đóng, dới tác dụng của áp lực nớc do
cửa van truyền tới phải đảm bảo bê tông không bị phá hoại.



14
ứng dụng tính toán kết cấu cống
4x1.3
8
9.2
19.6
0.59
1.2
0.2
(+5.20)

(+1.80)
9
4.8
3x1.62
8
2x1.9
1.2
5x0.95
1
0.4
(-3.50)
1 1
1.9
9.6
(+3.20)

Hình 4.2. Mặt cắt ngang cống tại vị trí cầu giao thông
III. Tính toán tờng ngực (Nếu có) :
1. Số liệu ban đầu và trờng hợp tính toán

Tờng ngực phân thành 3 bộ phận
chính
- Dầm đỡ trên
- Dầm che
- Dầm đỡ dới
2
1
3

Hình

Tờng ngực đợc tính với các trờng hợp sau:
- Trờng hợp 1 : Tính với trờng hợp MN biên cao nhất; Mực nớc đồng thấp nhất .
Lực tác dụng vào tờng ngực gồm:



15
+ Trọng lợng bản thân
+ áp lực nớc tĩnh.
2. Tính toán nội lực tờng ngực
a. Xác định nội lực bản che: sơ đồ tính toán (hình ):
Gọi : I
1
- chiều rộng của khoang cống,
h- chiều cao của bản che (kể từ mép dới của dầm trên đến mép trên của dầm đỡ dới). Nếu
2
1
>
h
I
tính theo bản một hớng
Tính nội lực bản che tơng tự nh dầm ngàm hai đầu. Cắt ngang tờng ngực một đầu dài một
mét để tính toán. Ta có sơ đồ áp lực nớc tác dụng lên dầm ngàm hai đầu nh sau:
Xác định nội lực trong dầm ngàm hai
đầu:M
A
,M
B
,Q
A

,Q
B
.
q
BA

Hình
b. Xác định nội lực trong đầm đỡ dới
Tính toán nh đầm đơn gối hai đầu vào trụ trên chiều dài tính toán: l
tt
=1,05.l
1
( l
1
- chiều rộng
khoang cống)
* ngoại lực tác dụng lên dầm:
Lực tác dụng lên đầm đỡ dới theo hai phơng:
- Phơng thẳng đứng: Chịu trọng lợng của bản che và dầm đỡ trên và trọng lợng bản thân đầm
đỡ dới.
- Phơng nằm ngang: Chịu áp lực nớc tĩnh
Sơ đồ lực tác dụng :
AB
q


Hình : Lực tác dụng theo phơng thẳng đứng
q

1

BA

Hình : Lực tác dụng theo phơng nằm ngang
Xác định đợc Nội lực M
A
,M
B

1.4.2. cầu giao thông:
Tính toán nh độc lập theo qui phạm giao thông
1. Tính toán cầu
2. Tính toán mố trụ giữa



16
3. Tính toán mố cầu cạn (Nếu có)
1.4.3. cầu công tác
I. Tài liệu tính toán
1. Bố trí kết cấu
Sau khi tính toán lực đóng mở cửa van, ta chọn đợc loại máy đóng mở ký hiệu TĐxxx là loại tời
điện có hai cụm pu li đặt 2 bên. Cầu công tác có tác dụng đặt các thiết bị này và đủ chỗ cho ngời
đứng thao tác vận hành.
2. Các số liệu tính toán
Các tải trọng
- Trọng lợng tời điện TĐ P
1

- Trọng lợng puli truyền lực P
2

- Lực nâng tối đa của mỗi puli P
3

- Trọng lợng bản mặt cầu và khung cầu
- Trọng lợng ngời trên cầu
II. Phơng pháp tính toán :
- Tính toán nội lực (M,Q) trong các cấu kiện theo các nguyên tắc cơ học kết cấu xem bản và
dầm khung bê tông cốt thép nh một hệ đàn hồi.
1. Tính toán nội lực và cốt thép cho bản mặt và các dầm phụ
a. Tính bản mặt cầu
Tác dụng lên bản (tải trọng tính toán)
- Trọng lợng ngời : q
1
(T/m
2
)
- Trọng lợng bản thân tấm bản : q
2
(T/m
2
)
- Trọng lợng máy đặt lên bản lúc thi công lắp ráp, lấy bộ phận nặng nhất là puli : P2
* Tính bản biên (bản công xon)
Cắt 1 băng rộng 1m và dùng sơ đồ tính toán (H.2). Xem
trơng hợp nguy hiểm là trờng hợp thi công, có lực tập trung P
2

tác dụng tại băng tính toán (trờng hợp này nguy hiểm hơn
trờng hợp có lực phân bố do ngời đứng ở trên.

Vị trí đặt lực P
2
tại giữa công xon (là điểm xa nhất có thể
xảy ra trong thực tế).
q
P

2
l

o

Hình



17
Tải trọng phân bố lực này chỉ có trọng lợng bản thân.
- Chiều dài tính toán: L
tt
= 1.05 l
0

Mômen tại ngàm:
)(
22
2
2
Tm
lttP

ttql
A






+=
( )
*Tính bản phía trong: Giới hạn bởi 2 dầm chính của cầu
công tác nếu
2>
Lrong
Ldai
cắt 1 băng rộng 1m theo phơng
vuông góc với dầm chính và tính toán một dầm đơn ngàm 2 đầu.
Trờng hợp nguy hiểm vẫn là lực P2 đặt ở giữa nhịp (hình
l

o
P

2
q

Hình
Ltt =1.05l
0

+==

812
2
2
LttP
ttqL

b. Tính các dàn phụ:
* Dầm phụ đặt puli:
Sơ đồ lực tác dụng :
+ Các tải trọng tác dụng lên dầm: Po
- Trọng lợng bản và ngời đứng ở trên truyền vào dầm
có các dạng biểu đồ tam giác giá trị lớn nhất ở giữa nhịp quy tải
trọng trên thành tải trọng tính toán tơng đơng coi nh phần
bố trí đều
P
l

o
P

1

Hình
- Lực mở cửa và trọng lợng puli truyền qua bệ máy tác dụng lên dầm coi nh lực phân bố đều
trên đoạn chiều rộng bệ máy và chia đều cho hai dầm đặt hai bên bệ máy: P
1
(T/m).
- Trọng lợng bản thân dầm: P
2
(T/m)
Vậy tổng lực phân bố đều tác dụng lên toàn dầm
P = P
0
tt
+ P
2
(T/m)
Từ sơ đồ tính tra bảng tính đợc nội lực.
* Dầm phụ đặt tời chính:
Các lực tác dụng lên dầm:



18
- Trọng lợng máy đóng mở (tời chính) P
1
tt
T
- Trọng lợng bản truyền lên dầm (tơng tự dầm puli) P
0
tt
T/m

- Trọng lợng bản thân dầm P
2
T/m
- Mô men trong dầm này khá nhỏ nên đặt theo cấu tạo nh dầm đặt puli
Tính đợcc phản lực gối tựa truyền vào khung:
11
BA
RR =
2. Tính toán nội lực và cốt thép khung cầu công tác
Để đơn giản cho tính toán và kết quả không sai số là bao ta tính toán theo sơ đồ khung phẳng
(còn hớng ngang đợc bố trí theo cấu tạo vì không có lực tác dụng đáng kể)
Tính toán nội lực theo phơng pháp phân phối mô men uốn đầu thanh
Các trờng hợp tính toán : Cần tính toán xác định nội lực lớn nhất xuất hiện trong khung với
tất cả các tổ hợp : Ví dụ cống 3cửa
- Trờng hợp mở đồng thời cả 3 cửa
- Trờng hợp mở 1 cửa giữa, 2 cửa bên đóng
- Trờng hợp mở 2 cửa bên, cửa giữa đóng
- Trờng hợp mở 1 cửa bên 2 cửa còn lại đóng
- Tờng hợp mở 1 cửa bên và 1 cửa giữa cửa còn lại đóng
a. Các tải trọng tính toán tác dụng lên khung và sơ đồ tính toán
* Lực phân bố đều:
- Trọng lợng bản sàn : q1 (T/m)
- Trọng lợng ngời đứng trên bản truyền vào khung q
2
(T/m)
- Trọng lợng bản thân dầm khung : q
3
( T/m)
Tổng cộng tải trọng phân bố đều:
q = q

1
+ q
2
+ q
3
( T/m)
* Các lực tập trung: Để đơn giản coi các lực từ dầm puli cũng nh dầm đặt tời chính truyền lên
khung đặt tại vị trí trung điểm của từng cặp dầm tời chính và cặp dầm puli
- Lực qua 2 dầm tời chính truyền vào khung : P
1

(T)
- Lực qua 2 dầm puli truyền vào khung khi cửa đóng: )(
'
2
TP
- Lực qua 2 dầm puli truyền vào khung khi mở cửa :
)(
'
3
TP



19
Từ kết quả trên, ta có sơ đồ lực tác dụng lên 1 nhịp của khung cần công tác . Để tiến hành tính
toán cho 5 trờng hợp đã nêu ở trên ta có thể dùng 2 sơ đồ tính toán.
q
l

o
P '

1
P '

3
P '

3
a a

Hình
aa
P '

2
P '

1
l

o
q
P '

2

Hình

Sơ đồ tính toán nội lực:
- 3 trờng hợp đầu có khung đối
xứng, tải trọng đối xứng do đó chỉ cần tính
một nửa khung theo sơ đồ

A
B
C
D
E
è
G
H
L

2
L

1
L

3

- 2 trờng hợp sau có khung đối
xứng, tải trọng không đối xứng. Gặp
trờng hợp nh vậy, có thể phân làm 2 sơ
đồ, tải trọng đối xứng và tải trọng phản đối
xứng tiến hành tính nội lực
B
A

C
D
O
L

1
L

2
/2


1.4.4. tính toán tờng cánh thợng, hạ lu:
I. Tờng sờn :
a. Trờng hợp tính toán :
* Trờng hợp thi công xong : Cha có nớc
* Trờng hợp khai thác : Mực nớc ngoài sông lớn nhất
b. Sơ đồ: Tính theo bài toán không gian
c. Phơng pháp tính toán
Tờng chắn kiểu bản chống bao gồm 3 bộ phận chịu lực chủ yếu là:
- Bản mặt chịu áp lực nằm ngang của đất
- Bản đáy chịu áp lực chênh lệch của đất phía trên với phản lực nền.



20
- Sờn chống (bản chống) chịu lực từ bản mặt và bản đáy truyền tới.
Qua tính toán ở trên thấy rằng tải trọng bất lợi nhất tác dụng lên các bộ phận tờng chắn ứng với
trờng hợp thi công xong đất đắp trên đỉnh tờng và có xe máy thi công làm việc ở trên.
* Tính toán bản mặt:

L


k
L


k
L


k
L


k
L


k
L

K
L

K

l

k

/2l

k
/2l

k
/2l

k
/2
Đoạn I
Đoạn II
Đoạn III
Đoạn IV
q

Hình 9
+Tính mô men :
q
B
A

Hình 9
Sơ đồ tính toán bản mặt phụ thuộc vào số nhịp Ví dụ nh hình 9 là 5 nhịp, khi đó bản mặt đợc
nghiên cứu nh một đầm liên tục chịu áp lực nằm ngang của đất. Ngời ta chia biểu đồ tải trọng tác
dụng lên bản mặt thành những băng (hình 9) trong mỗi băng áp lực đất đợc quy thành tải trọng phân
bố đều, bằng tính toán kiểm tra đợc quy định ở chiều cao L
k
/2 kể từ phía trên của tấm đáy (L
k

là
khoảng cách giữa 2 tấm của trụ chống) vì ở trên mức đó rất ít bị ảnh hởng của việc ngàm của bản
đáy ở phía dới đến mômen trong tiết diện thẳng đứng.
- Từ độ cao L
k
/2 kể từ mặt trên của tấm móng trở lên bản mặt đợc tính toán theo sơ đồ
dầm 5 nhịp có ngàm một phần ở 2 trụ biên.
Với 3 băng tính toán xác định đợc các giá trị mômen
Mn, Mg.
- Đoạn bản mặt phía dới (IV) bằng kiểm tra
đợc tính toán nh bản ngàm 3 mặt (hình 10)
Với
2
.KL
L
x
= . Tra bảng tim đợc M
y
,M
x

L

X
L

Y

Hình 10
+ Lực cắt Q: Lực cắt ở gối tựa có thể tính toán gần đúng không kể đến tính liên tục của bản mặt

Trên gối của băng tính toán rộng 1m có