tính toán thiết kế tường chắn đất

Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
Lời Nói Đầu
Sau khi hc xong giỏo trỡnh c hc t v nn múng, chỳng tụi c giao nhim v lm ỏn
mụn hc c hc t v nn múng vi mc ớch sau:
-Cng c phn lý thuyt ó c hc.
-Lm quen vi cụng tỏc thit k, tớnh toỏn mt cụng trỡnh c th.
-Bit c trỡnh t vit v tớnh toỏn thit k trong mt ỏn mụn hc chuyờn ngnh.
Chỳng tụi nhn c ỏn vi s liu c th sau:
Cho mt tng chn t di 50m: Chiu cao H=12m, lng tng góy khỳc gm mt on
thng ng v mt on nm nghiờng vi phng thng ng mt gúc

=15
o
, t sau lng tng
nm ngang gm hai lp: Lp trờn l cỏt ht nh dy h
1
= 5m. Lp di l sột do dy vụ tn.
Trng lng mt một i tng l 92(T/m) lch tõm vi trng tõm ỏy mt khong e= 0.92(m).
Chiu rng ỏy tng l 3,3(m).
Nhim v thit k:
1.Tớnh ỏp lc ch ng ca t tỏc dng lờn lng tng.
2.Thit k múng di tng chn.
3.Tớnh n nh trt lt ca tng chn.
4.Tớnh lỳn cui cựng ca múng theo phng phỏp phõn tng ly tng
Trong thi gian nhn ỏn, di s hng dn ca thy Nguyn Hng. Ni dung ỏn gm
cỏc chng sau:
.Chng I :Tớnh ỏp lc ch ng ca t lờn tng chn.
Chng II:Thit k múng di tng chn.
Chng III: Tớnh n nh trt lt ca tng chn.
Chng IV : Tớnh lỳn cui cựng.
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K

1
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
CHNG I
TNH P LC CH NG CA T LấN TNG CHN
I.1.Tớnh ỏp lc ch ng ca t trờn on tng AB
C
G
2
t
b=3.3(m)
1
h=5(m)
H=12(m)
t
B
A
=1.90T/m
=22
=19
=1,95T/m
=13
=22
=0,64
c=0,21kg/cm
a =0,021cm/kg
S dng cụng thc ca trng hp lng tng thng ng,trn nhn t sau lng tng l t di
nm ngang, xỏc nh ỏp lc hụng ti A v B:
Ti A cú
2
A

=0 do h
A
=0.
Ti B cú
2
B
=
1
.h
1
.tg
2
(45
o
-
2
1

)=1,90.5.tg
2
(45
o
-
2
22
)=4,322(T/m
2
)
p lc ch ng tỏc dng lờn on tng AB l din tớch tam giỏc vuụng cú ỏy l 4,322 v
cú chiu cao l h

B
=h
1
=5(m).
Vy E
1c
=
2
1
.4,322.5=10.8(T/m).
im t ca E
1c
cỏch B mt khong l :x
1
=
3
1
.5=1,666(m).
Phng ca E
1c
nghiờng 1 gúc
o1
=19
o
so vi phng ngang.
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
2
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
E
1c

A
B
C
19
I.2.Tớnh ỏp lc ch ng lờn on tng BC
Tng BC cú lng tng nghiờng õm
0
15

=
, mt t sau lng tng nm ngang t l
t dớnh cú :
2
=1,95(T/m
3
);
2
=13
o
;
02
=22
o
;c=0,21(KG/cm
2
);
0
=0,64;=0.
II.2.1.Tớnh ỏp lc hụng tỏc dng lờn lng tng BC.
2 2 2c

=
Vỡ lp t trờn BC l t ri ta quy i t trong on AB thnh ct t trong on BC cú
chiu cao h
s
.
Ta cú:
1 1 2
. .
s
h h

=
h
s
=
2
11
.


h
=
95,1
5.90,1
=4,8(m).
Tớnh
2

:

2

=
2c
.
2
.z
Ta cú:
2c
=
( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
2
02
2022
02
2
2
2
cos.cos
sin.sin
1.cos.cos
cos

+
+
++





Do tng trn nhn nờn
02

=0.Vy thay s ta tớnh c:

2c
=
( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
2
2
2
)15(0cos.150cos
013sin.013sin
1.150cos).15(cos

)15(13cos







+
+

=0,55.
Ti D cú
2

=0 do z=0
Ti B cú
2

=0,55.1,95.4,8=5,1(T/m
2
).
Ti C cú
2

=0,55.1,95.(H+h
s
-h
1
)=0,55.1,95.11,8=12,6(T/m

2
).
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
3
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
Tớnh
2c
:

2c
=
)
2
45(cos
cos.
2
2




o
c
=
)
2
)15(13
45(cos
13cos.21,0
2

o
=0,27(KG/cm
2
)=2,7(T/m
2
).
Ti v trớ m
2

=
2c
cú cao h
c
=
22
2
.


c
c
=
95,1.55,0
7,2
=2,5(m)
Vỡ v trớ ct cú cao h
c
=2,5(m) nờn biu ỏp lc hụng l hỡnh thang cú ỏy ln l:12,6-

2,5=10,1;ỏy nh l:5,1-2,5=2,6 v cú chiu cao l:(H-h
1
).cos(15
o
)=7.0,966=6,76.
Vy ỏp lc hụng tỏc dng lờn on tng BC l din tớch hỡnh thang trờn.
E
2c
=
( )
2
76,6.6,21,10 +
=42(T/m).
im t cnh ỏy ca hỡnh thang mt khong:x
2
=
3
76,6
.
6,21,10
6,2.21,10
+
+
=2,7(m).
Phng ca E
2c
hp vi phng nm ngang mt gúc 7
o
.
A

B
C
E
D
2c
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
4
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
CHNG II
THIT K MểNG DI TNG CHN
E
2c
1c
E
C
A
B
t
H=12(m)
h=5(m)
1
b=3.3(m)
t
G
II.1.Phõn tớch cỏc lc tỏc dng lờn múng.
Cỏc lc thng ng tỏc dng lờn múng:
P
t/c
= G
(t)

+ E
1c
.sin22
o
+E
2c
.sin7
o
.
=92 +10,7.sin22
o
+42.sin7
o
=100(T/m).
Cỏc lc nm ngang tỏc dng lờn múng:
H
n
= E
1c
.cos22
o
+E
2c
.cos7
o
.
=10,7.cos22
o
+42.cos7
o.

=51,82(T/m)
II.2.Chn kt cu múng.
Vỡ õy l tng chn t chiu di l= 50m, nờn ta chn múng bng tớnh toỏn. Trc tiờn
ta chn chiu sõu chụn múng h=2m. Ta i tỡm b rng múng b theo phng trỡnh:
b
2
+ K
1
b K
2
= 0
Trong ú: K
1
=M
1
.h+M
2
.
2
c

-M
3
.
2
. .
.
m
h
m

K
2
=M
3
.
2
/
.

m
P
ct
.
Ta chn m=1;
.
m

=2
Cỏc h s M
1
,M
2
,M
3
ph thuc vo gúc
2

tra bng ta cú:

M
1
=7,84; M
2
=14,995; M
3
=2,56
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
5
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
=>K
1
=7,84.2+14,995.
95,1
1,2
-2,56.
95,1.1
2.2
=26.6
K
2
=2,56.
95,1.1
100
=131,2
Ta cú phng trỡnh: b
2
+ 26,6.b 131,2=0
=>b
1

=4,3m; b
2
=-31(loi)
m bo sc chu ti ca nn ta chn b=9m
Ta kim tra iu kin: b

b
gh
=b
t
+ 2h
m
.tg
gh

1<tg
gh

<2
1<
2
t
m
b b
h

<2

4
t

b b
< h
m
<
2
t
b b

4
3,39
< h
m
<
2
3,39
1,425 < h
m
<2.85
Ta chn h
m
=1,5m
1<tg
gh

<
m
t
h
bb
.2

=
5,1.2
3,39
=1,9 < 2 (tho món).
III.3.Kim tra sc chu ti ca nn.

t/c
max
=
W
// ctct
M
F
GP
+
+

1,2.R
t/c

t/c
min
=
W
// ctct
M
F
GP

+
>0

t/c
=
2
// ct
Min
ct
Max

+
<R
t/c
.
Bõy gi ta tớnh cho 1 (m) chu di múng:
Ta cú:
-G=b.h.
.
m

=9.2.2=36(T/m)
-F=L.b=9(m
2
)
-W=
2
6
Lb
=13,5(m

3
)
- R
t/c
=m.(A.b+B.h).
2
+c.D
Trong ú :G-Trng lng 1m di múng.
F:Din tớch 1m di múng.
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
6
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
W:Mụ men chng lt.
R
t/c
:Sc chu ti ca nn.
Ta ly m=1.
A,B,D c tớnh da vo tra bng,ph thuc vo

2:
=>A=0,26;B=2,055;D=4,555
=>R
t/c
=1.(0,26.9+2,055.2).1,95+2,1.4,555
=22,143(T/m
2
)
-Mụ men ca cỏc lc ly i vi trng tõm ỏy múng:M
t/c
M

t/c
=-G
(t)
.eE
2c
y
.(
2
t
b
+x
2
.sin15
o
)E
1c
y
.(
2
t
b
+7.tg15
o
)+E
2c
x
.(h+x
2
.cos15
o

)+E
1c
x
(h+7+x
1
)
=-92.0,92-41,912.sin7
o
.(
2
3,3
+2,68.sin15
o
)-10,8.sin19
o
.(
2
3,3
+7.tg15
o
)+
41,912.cos7
o
.(2+2,68.cos15
o
) + 10,8.cos19
o
.(2+7+
3
5

).
=149.2(T.m).
=>
t/c
max
=
W
// ctct
M
F
GP
+
+
=
5.13
2,149
9
36100
+
+
=26,16(T/m
2
) < 1,2.R
t/c
=26,4(T/m
2
).

=>

t/c
min
=
W
// ctct
M
F
GP

+
=
5,13
2,149
9
36100

+
=4,06(T/m
2
)>0.
=>

t/c
=
2
// ct
Min
ct
Max

+
=15,23 (T/m
2
)< R
t/c
=22,143(T/m
2
).
Vy ta chn b=9 (m)
h=2(m)
h
m
=1,5 (m)
Do h
m
=1,5(m)=150(cm)>90(cm)

ta chn cu to múng 3 bc
III.4.Tớnh toỏn bờ tụng ct thộp.
III.4.1.Tớnh chiu dy lp bờ tụng bo v.
Chiu cao lm vic ca bờ tụng H
o
c xỏc nh theo cụng thc:
H
o

LRm
Q
cp

Trong ú:
Q=a..L
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
7
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
L-chiu di múng,ly 1m.
a=
2
t
bb
:khong cỏch t mộp múng ti tng.
m:h s lm vic ca múng ,ly m=0,9ữ1,0.
R
cp
:cng khỏng ct cho phộp ca bờ tụng.
=
2
max
i

+
:ng sut tip xỳc múng.
Biu ng sut:

max
t/c
t/c
min

t/c

i

h
h
m
Bõy gi ta i tớnh Q:
Ta cú:a=
2
t
bb
=
2
3,39
=2,85(m).

max
=n.
t/c
max
ta chn n=1,1


max
=1,1.26,26=28,7(T/m
2
).

t/c
i
=

t/c
min
+
b
bb
t
.2
+
.(
t/c
max
-
t/c
min
)
=4,06+
9.2
3,39 +
.(26,16-4.06)=19,2(T/m
2
).

i
=n.
t/c
i
=1,1.19,2=21,12

=
2

max
i

+
= =
2
12,217,28 +
=24,91(T/m
2
).
Do ta tớnh cho 1m chiu di t múng

L=1(m).
Vy Q=2,8.24,9.1=70(T).
Ta chn mỏc Bờtụng 200 cú R
n
=900(T/m
2
).

R
cp
=0,18.900=162(T/m
2
).
Ta chn m=1,0.
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
8
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất

H
o

162
70
=0,43(m)=43(cm).
Do lp bo v Bờtụng ly t 4ữ6(cm)

ly chiu dy lp bo v Bờtụng l 5(cm).
Vy chiu cao lm vic ca Bờtụng H
o
=145(cm).
III.4.2.Tớnh toỏn ct thộp.
Tng din tớch tit din ngang ca ct thộp :
F=
oaa
HRmm
M

Trong ú:
m-h s lm vic ca Bờtụng,ly m=1,0
m
a
-h s lm vic ca ct thộp,ly m
a
=1,0
R
a
-cng chu kộo ca ct thộp,tra bng tớnh c R
a

=30000(T/m
2
).
M=
2

2
La

;L=1n v chiu di,ly =1m.

M=
2
1.85,2.91,24
2
=97(T.m).
Vy F=
45,1.30000.1.1
97
=2,2.10
-3
(m
2
)=22(cm
2
).
Ta chn thộp cú

=22(mm).

tit din ca ct thộp f
a
=3,14.(1,1)
2
=3,78(cm
2
).
S thanh ct thộp cho 1 n v chiu di: n=
a
f
F
=
78,3
22
=6 ;vy ly n=6.
Khong cỏch gia cỏc thanh ct thộp(C):
C=
1
.2


N
eL
Trong ú:
N=L.n:s thanh ct thộp cho c chiu di múng.
L:chiu di múng.
e:b dy Bờtụng bo v ct thộp,e=2ữ4(cm) ta ly e=4(cm).

C=
16.50

4.25000


=16,7(cm)
CHNG III
TNH N NH TRT LT CA TNG CHN
III.1.Kim tra n nh trt.
Tng cỏc lc gõy trt:
P
1
=P
gtr
=H
n
=51,82(T/m).
Tng cỏc lc chng trt:
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
9
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
P
2
=P
ctr
=P
t/c
+G=136(T/m).
H s n nh trt tho món iu kin K
t

[ ]

t
K
:
Ta chn
[ ]
t
K
=2.
K
t
=
1
2
P
P
=
82,51
136
=2,6>2. (tho món).
III.2.Kim tra n nh lt.
Ly mụmen ca cỏc lc chng lt,gõy lt i vi mộp trc ca ỏy múng
Tng mụmen ca cỏc lc gõy lt i vi trc i qua mộp trc ca ỏy múng:
M
1
=E
1c
x
.(7+
3
5

+2)+E
2c
x
.(2,7+2)
=10,7.cos22
o
.10,66+42.cos7
o
.4,7
=303,5(T.m)
Tng mụmen ca cỏc lc chng lt i vi trc i qua mộp trc ca ỏy múng:
M
2
=G.
2
b
+G
t
.(e+
2
b
)+E
1c
y
.(
2
t
bb +
+7.tg15
o

)+E
2c
y
.(
2
t
bb +
+2,56.tg15
o
=36.4,5+92.4,92+10,7.sin22
o
.(6,15+7.tg15
o
) + 42.sin7
o
.
(6,15+2,7.tg15
o
)
=674,35(T.m)
H s n nh lt (K
l
) phi tho món iu kin K
l
>
[ ]
l
K
.
Ta chn

[ ]
l
K
=2.
K
l
=
1
2
M
M
=
5,303
35,674
=2,22>2. (tho món)
CHNG IV
TNH LN CUI CNG
Vỡ ti trng truyn xung ỏy múng l ti trng lch tõm,nờn ta chuyn ỏp lc phõn b
di múng thnh dng phõn b u:
P=
t/c
=15,23(T/m
2
).
P
gl
=P-
2
.h=15,23-1,95.2=11,33(T/m
2

)
ng sut bn thõn ca t:
z
bt
=
2
.z
ng sut ti tõm múng:
zi
=K
o
.P
gl
.
Ta cú bng sau:
im tớnh Z
i
(m)
z
bt
(T/m
2
) l/b z/b K
o

zi
(T/m
2
)
0 0 3,9 5.56 0 1,000 11,33

1 1,6 7,02 5.56 0,17 0,977 11,07
2 3,2 10,14 5.56 0,35 0,881 9,992
3 4,8 13,26 5.56 0,53 0,754 8,542
4 6,4 16,38 5.56 0,71 0,639 7,239
5 8,0 19,5 5.56 0,88 0,545 6,174
6 9,6 22,62 5.56 1,06 0,470 5,325
7 11,2 25,74 5.56 1,25 0,410 4,645
Biu ng sut:
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
10
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
11,33(T/m)
25,74(T/m)
4,645(T/m)
3,9(T/m)
2
2
2
2
Ti im 7 cú
z
=4,645(T/m
2
),
z
bt
=25,74(T/m
2
) tho món iu kin
z

<0,2.
z
bt
nờn chiu dy vựng
hot ng nộn ộp l:11,2(m).
Vy lỳn cui cựng ti tõm múng l:
S=
zii
i
oi
ha


6
1

=
=
zii
i
o
ha


6
1

=
Trong ú:
a

o
=
o
a

+1
=
64,01
021,0
+
=0,0128(cm
2
/KG).
h
i
=160(cm).
Vy:
S=0,0128.160.(
2
133,1
+1,107+0,9992+0,8542+0,7239+0,6174+0,5325+
2
0,4645
)
=11,53(cm).
KL: lỳn cui cựng l S=11,53(m).
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
11
Đồ án Nền và Móng Trờng Đại học Mỏ Địa Chất
KT LUN

Qua vic tớnh toỏn múng di tng chn ,chỳng tụi ó thu c nhng kt qu sau :
1.p lc ch ng lờn on tng AB l 10,8(T/m) ,lờn on tng BC l 42(T/m).
2.Kớch thc múng (b=9m;h=2m;h
m
=1,5m).
3.Sc chi ti ca múng bng chi c ti trng truyn xung ỏy múng m khụng cn
gia c gỡ thờm.
4.Cụng tỏc kim tra n nh cho thy múng cú th lm vic n nh.
5.Chiu sõu ca vựng nh hng ca hot ng lộn ộp la 11,2(m).
6. lỳn ti tõm múng l :S=11,53(cm).
Trong quỏ trỡnh lm ỏn,do kh nng cú hn v õy l ỏn u tiờn nờn khụng tranh khi
nhng thiu sút,tụi mong c s gúp ý ca thy cụ giỏo trong b mụn v ca cỏc bn giỳp tụi
sau ny lm ỏn khỏc c hon thin hn.Cui cựng Tụi xin chõn thnh cm n thy Nguyn
Hng cựng cỏc bn sinh viờn lp Xõy dng cụng trỡnh ngm v M K51 ó to iu kin v giỳp
tụi hon thnh ỏn ny.
SV:Nguyễn văn Tuyên Lớp:XDCT Ngầm &Mỏ - K
12