Nghiên cứu ứng suất trong công trình kết cấu BTCT bảo vệ mái sông và đề xuất giải pháp áp dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
_____________________


NGUYỄN VĂN XUÂN


NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT TRONG CÔNG TRÌNH
KẾT CẤU BTCT BẢO VỆ MÁI SÔNG
& ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ÁP DỤNG


Chuyên ngành :
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY
Mã số : 60 - 58 - 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ


Người hướng dẫn khoa học :

1.
PGS TS. NGUYỄN CẢNH THÁI
2.
PGS TS. NGUYỄN VĂN HẠNH

Hà nội – 2012


4
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Chương 1 :
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG
VÀ TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT

1.1. Tổng quan các công trình bảo vệ bờ trên thế giới
Trong suốt chiều dài lịch sử tiến bộ của con người, cuộc sống luôn hình
thành và phát triển gắn liền với những dòng sông.
Dòng sông mang tới những nguồn nước quý giá đầu tiên để hình thành
các khu dân cư, các làng mạc, các thành phố. Sông mang nguồn nước nuôi
dưỡng cây trồng, vật nuôi. Sông còn mang trong mình nó những nguồn thực
phẩm dồi dào là các loài cá,… và là một trong những con đường giao thông
quan trọng.
Cuộc sống của con người gắn liền với những dòng sông, vớ
i những thuận
lợi và cũng đồng thời là những khó khăn phải khắc phục.
Lưu lượng nước trong sông thay đổi theo thời tiết, ảnh hưởng bởi các
hiện tượng mưa, bão, lũ, hạn hán, lực quay Coriolis của trái đất, và các quá
trình thay đổi dòng chảy, áp lực thấm, nước ngầm, Các tác động cơ học, vật lý
và hóa học tác động trực tiếp đến hai bên bờ sông, gây ra những tác động tiêu

cực
ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự ổn định bờ, ngăn cản sinh hoạt và phát triển
sản xuất của cư dân sống xung quanh.
Từ những buổi bình minh ban đầu của lịch sử, con người đã có những
biện pháp để khắc phục những khó khăn đó, bằng các giải pháp công trình : đắp
đê nắn dòng, dựng các mỏ hàn lái dòng chảy, đắp đập tạo các hồ chứa, xây dựng
các công trình kè bả
o vệ bờ,…
Các công trình bảo vệ bờ là một giải pháp hiệu quả, được sử dụng phổ
biến từ lâu bởi khả năng giữ an toàn, tính khả thi, mang lại hiệu ích kinh tế lớn.
Năm 1824, một phát minh quan trọng là xi măng Portland ra đời. Đến
năm 1847 một phát minh mới kết hợp bê tông với cốt thép tạo ra một vật liệu
mới là bê tông cốt thép. Với những ưu điể
m nổi trội so với những vật liệu xây
dựng trước đó, vật liệu mới đã nhanh chóng có những ứng dụng vô cùng hiệu
quả cho các công trình xây dựng nói chung, và công trình bảo vệ bờ nói riêng.


5
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Một trong những ứng dụng tiêu biểu đầu tiên là hệ thống Chelsea –
Victoria Embankment nằm trong hệ thống kè sông Thames - London được khởi
công xây dựng năm 1854, với kết cấu bê tông cốt thép. Thiết kế được đánh giá
tốt bởi ứng dụng khả năng chịu lực cao của vật liệu mới, đã ổn định hiệu quả bờ
sông, và các công trình đặc biệt nằm phía sau bờ kè.
Hình 1- 1: Mặt cắt điển hình hệ thống kè sông Thames
Một mặt cắt kè sông
thuộc hệ thống sông Thames
xây dựng năm 1854 với hệ

thống thoát nước công nghiệp
và hệ thống ống hơi, khí gas
ngay sau mái kè. Phía sau là
một trạm xe điện ngầm. Giải
pháp vật liệu bê tông cốt thép
đã phát huy khả năng chịu lực
hiệu quả trong nhiều ứng dụng
phức tạp.


Thiết kế các công trình bảo vệ bờ không những đáp ứng những yêu cầu
cấp thiết của việc hạn chế tối đa những bất lợi của dòng chảy, mà còn đóng góp
đáng kể vào cảnh quan văn hóa, du lịch, làm giàu đẹp quê hương.
Sự phát triển những thiết kế công trình bảo vệ bờ đã được gắn liền với
hình ảnh phát triển của nhiều vùng, nhi
ều đất nước, quốc gia. Hình ảnh bờ sông
Nile gắn liền với các thành phố Ai Cập cổ đại, sông Tigre với Baghdad, sông
Danube chảy qua các thành phố Đông Âu, sông Seine ở Paris, sông Thames ở
London, … và gần đây là Seoul với sông Hàn nổi tiếng.





6
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Hình 1- 2: Hình ảnh một số công trình kè bảo vệ bờ trên thế giới

Sông Danube ở Budapest : nơi những công trình đẹp nhất của thành phố

đều nằm dọc hai bên dòng sông. Thiết kế tuyệt đẹp của hệ thống bảo vệ bờ kết
cấu bê tông cốt thép đã góp một phần không nhỏ trong việc thành phố được đưa
vào danh sách Di sản văn hóa Thế giới – và trở thành một trong những thành
phố đẹp nhất châu Âu .
1.1.1. Các hình thức kết cấu công trình bảo vệ bờ sông
Trên cơ sở 14TCN-84-91 : Các công trình bảo vệ đê, bờ sông, có thể
phân loại các hình thức công trình kè bảo vệ bờ sông như hình 1-3.
Đối tượng chính của đề tài tập trung vào kết cấu công trình bảo vệ bờ mái
sông bê tông cốt thép. Các ứng suất bên trong kết cấu được trình bày chủ yếu ở
chương 2. Ngoài ra việc xác định ổn định của công trình cũng có liên hệ mật
thiết đến sự làm việc tổng thể củ
a toàn hệ thống. Các nguyên lý chung tính toán
ổn định được trình bày trong mục 2.4 chương 2.


7
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Hình 1- 3: Một số hình thức phân loại kè bảo vệ bờ

1.1.2. Ứng suất trong kết cấu công trình bảo vệ bờ bê tông cốt thép
Sự kết hợp giữa vật liệu bê tông và cốt thép tạo nên nhiều đặc tính ưu
việt. Bê tông chịu nén tốt, nhưng khả năng chịu kéo kém, nhược điểm này đã
được cốt thép khắc phục hiệu quả do cốt thép là vật liệu chịu kéo tốt.
Năm 1729 Buynphighe đã đưa ra khái niệm về quan hệ giữa ứng suất và
biến dạng. Khái niệm ứng suất đặc trư
ng cho khả năng chịu lực của vật liệu tại
một điểm, khi ứng suất vượt quá giới hạn cho phép thì vật liệu bị phá hoại. Năm
1768 Hooke đã nêu khái niệm về quan hệ tỷ lệ thuận giữa ứng suất và biến dạng
ở giai đoạn biến dạng tuyến tính của vật liệu. Năm 1847, khi vật liệu bê tông cốt

thép ra đời thì yêu cầu xác đị
nh trạng thái ứng suất trong kết cấu làm bằng vật
liệu bê tông cốt thép được xác định nhằm bố trí hình dạng mặt cắt thiết kế tối
ưu, phân bố cốt thép đúng vị trí, kiểm tra khả năng chịu lực của vật liệu khi hoạt
động.
Trong phạm vi đề tài, vật liệu làm việc tuân theo định luật Hooke, quan
hệ giữa ứng suất và biến dạng xuất hiệ
n trong quá trình tác động của tải trọng
theo quan hệ bậc nhất :


8
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
()
f
σ
ε
=

(1-1) Trong đó s : ứng suất
e : biến dạng

1.2. Tình hình xây dựng các hệ thống công trình bảo vệ bờ sông
1.2.1. Tình hình xây dựng công trình bảo vệ bờ trên thế giới
Từ trước Công nguyên, các nền văn minh cổ đại đã xây dựng nhiều hệ
thống công trình bảo vệ bờ, giữ an toàn và tạo thẩm mỹ cho các thành phố.
Hình 1- 4: Một số công trình bảo vệ bờ xây dựng trước Công nguyên

Kè sông Tigre và Euphrate chảy

qua thành phố Baghdad, nền văn minh
Lưỡng Hà đã được xây dựng 560 năm
trước Công nguyên.
Châu Âu, thời kỳ La Mã, những
kênh dẫn nước với kết cấu bảo vệ mái bờ
bằng đá và gạch đã được xây dựng với
nhiệm vụ dẫn nước sinh hoạt cho các
thành phố lớn.
Tiêu biểu cho các công trình dẫn
nước giai đoạn này là hệ thống dẫn nước
“Aqua Virgo” kéo dài 21 km t
ừ vùng núi


9
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Sabin tới thủ đô Roma. Hệ thống công trình do Marcus Agrippa điều hành xây
dựng từ 312 năm trước Công nguyên.
Hình 1- 5: Mạng lưới kênh cấp nước Rome và tường đá bảo vệ bờ kênh

Hệ thống kênh dẫn nước với những kênh dẫn dài bảo vệ hiệu quả nguồn
nước sạch, với kết cấu tường đá hoặc gạch xây bảo vệ mái, với nhiều cấu trúc và
hình dạng phức tạp, từng được đánh giá như một kỳ quan cổ đại.
Hình 1- 6: Tường gạch xây bảo vệ bờ kênh dẫn nước ăn thành phố Rome 312 B.C


Từ khi vật liệu bê tông cốt thép ra đời, rất nhiều công trình bảo vệ bờ bê
tông cốt thép đã được xây dựng khắp các thành phố của Châu Âu. Năm 1855, hệ
thống công trình bảo vệ bờ sông Seine, Paris, được đề xuất khởi công không chỉ

duy trì sự ổn định dòng chảy, bảo vệ bờ sông tránh các biến động tự nhiên, mà
còn là một cảnh quan nổi tiếng.


10
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Năm 1905, kè Krasnopresnenskaya thành phố Moscow hoàn thành phần
kết cấu bê tông cốt thép, năm 1925 lát đá bề mặt dài 3.5km. Chênh lệch cao độ
đỉnh kè chân kè lên tới 5m.
Năm 2003, hệ thống bảo vệ bờ Cheonggyecheon Embankment thành phố
Seoul được khởi công, góp phần hoàn chỉnh chuỗi hệ thống công trình bảo vệ bờ
Han River nổi tiếng.
Hình 1- 7: Hình ảnh kè sông Seine và sông Moscow
Cùng với những tiến bộ nhanh chóng về khoa học công nghệ, những thiết
kế kết cấu bảo vệ bờ mới liên tục phát triển, phục vụ ngày càng đa dạng mọi
nhu cầu cuộc sống.
Hình 1- 8 : Hình ảnh kè sông Seoul và một Model thiết kế mới



11
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Bảng 1- 1: Một số công trình kè Kết cấu BTCT bảo vệ bờ sông trên Thế giới

1.2.2. Tình hình xây dựng công trình bảo vệ bờ ở Việt nam
Các công trình bảo vệ bờ gắn liền với các cánh đồng canh tác lúa nước
của người Việt.
Khu vực trung tâm đồng bằng sông Hồng, phần lớn nằm ở độ cao từ 0,4

m đến 12 m trên mực nước biển, với 56% có độ cao thấp hơn 2 m. Vùng đất của
đồng bằng sông Hồng nằm trong vành đai 2 loại đê : khoảng 3.000 km đê ngăn
lũ của hệ thống sông, và 1.500 km đê biển ngăn sóng l
ớn của các cơn bão. Phần
lớn các trung tâm đông dân cư đều nằm dưới mực nước lũ sông Hồng.
Cùng với hệ thống đê điều đã được xây dựng cách đây hơn hai nghìn
năm, các hệ thống bảo vệ bờ tại các đoạn đê xung yếu đặc biệt được chú trọng,
nhằm đảm bảo an toàn cho cư dân trong mùa mưa bão.
Công trình bảo vệ bờ có th
ể đơn giản chỉ là cọc gỗ xếp thả bao tải cát,
hoặc có thể là các khối đá thả tạo thành lăng thể bảo vệ mái.
Cho đến trước những năm 80, do tình hình khó khăn kinh tế nói chung,
các công trình bảo vệ bờ vẫn còn đơn giản, hầu hết chỉ tập trung bảo vệ bờ mái
đê tại các đoạn xung yếu, bằng vật liệu đá lát với kết c
ấu hộ chân lăng thể đá

STT Địa danh Khởi công Hoàn thành Chiều dài (km)/tuyến sông kết nối
1Hệ thống kè sông Thames London
Victoria 1865 1870 Westminster - London .
Chelsea Embankment 1854 1874 Khu bắc London
Albert 1866 1869 1.6
2Hệ thống kè sông Seine Paris 1855 1910 Các quận trung tâm Paris
Fleur Embankment 1930
3Hệ thống kè T.p Bordeaux Bordeaux 1990 2002 4.5
4Hệ thống kè Moscow
Filyovskaya 1895 1905 1
Berezhkovskaya 1915 1930 3
Krasnopresnenskaya 1905 tường BTCT 3.5
1925 lát đá bề mặt
5Hệ thống kè Han River Seoul

Cheonggyecheon Embankment 2003 2005 8.4
Gyeongin 2011 2011 3.5
Tên hệ thống kè


12
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Hình 1- 9 : Công trình kè bảo vệ mái đê

Các công trình kè bờ chính trên sông Hồng đoạn Hà Nội do Bộ Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn và UBND thành phố Hà Nội xây dựng nêu trong
bảng 1.2.
Bảng 1- 2: Công trình bảo vệ bờ sông do UBND TP Hà nội ĐTXD

Sau năm 80 , các kết cấu công trình bảo vệ bờ đã có sự phát triển đa dạng
hơn. Ngoài kết cấu đá lát khan trong khung chia ô, đã sử dụng các kết cấu tường
đá xây, tấm bản bê tông cốt thép bảo vệ mái, Các cấu kiện lát mái bê tông với
nhiều hình thức được áp dụng. Cấu kiện chữ nhật, cấu kiện T1-79, đã tạo một
lớp phủ mới làm tăng mỹ
quan và hiệu quả bảo vệ cho kết cấu truyền thống.
Từ năm 2000, tại một số tỉnh phía nam đã áp dụng kết cấu cọc ván bê
tông cốt thép dự ứng lực với sự hướng dẫn của nhà sáng chế : Tiến sĩ Itoshima
Nhật bản. Kết cấu bê tông cốt thép sử dụng sự kết hợp ứng lực căng của cốt thép
ứng suất trướ
c và sức chịu nén của bê tông để tạo trong kết cấu những biến dạng
ngược với khi chịu tải, ở ngay trước khi chịu tải. Nhờ đó những kết cấu bê tông
STT Tên công trình/địa danh Năm XD Chiều dài (m) Hình thức kết cấu
1Kè bờ Thuỵ Phương (Liên Mạc) 1996 600 Đá lát khan
2Kè bờ Phú Gia GĐ I19971800Đá lát khan

3Kè bờ Phú Gia GĐ II 1998 2800 Đá lát khan
4Kè bờ Tứ Liên 1998 1150 Đá lát khan
5Kè bờ Phúc Xá - Chương Dương 1983 400 Đá lát khan
6Kè bờ Bát Tràng 1998 500 Đá lát khan
7Kè bờ Thanh Trì 1996 1050 Đá lát khan
8Kè Bá Thị 2006 100 Tường BTCT


13
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
này có khả năng chịu tải trọng lớn hơn. Một số nhà máy chế tạo cọc ván bê tông
dự ứng lực cũng đã được xây dựng.
Các hệ thống kè sử dụng kết cấu tường chắn bê tông cốt thép cũng dần
xuất hiện, tạo diện mạo mới cho các khu vực bảo vệ được xây dựng. Đặc biệt
các kết cấu mới có tính thẩm mỹ cao, hài hòa c
ảnh quan môi trường, một số
công trình đã xây dựng được nêu trong bảng 1-3.
Bảng 1- 3: Một số công trình bảo vệ bờ kết cấu BTCT tại Việt nam

Gần đây dự án Saigon River Park đã kết hợp nhiều hình thức kết cấu, tạo
điểm nhấn hiện đại trong các hệ thống bảo vệ bờ mái sông của đất nước.
Hình 1- 10: Thiết kế kè bảo vệ bờ công trình SaiGon River Park



STT Tên công trình Địa danh Hoàn thành Chiều dài (m) Hình thức kết cấu
1 Kè gia cố bờ Đông sông Hàn Đà nẵng 2002 6770 Chân cừ BT đúc sẵn chữ T
ghép bản chắn BTCT
neo thép D40

2 Kè gia cố bờ Đông sông Dinh Vũng Tàu 2005 646 Tường BTCT
3 Kè Tam Thôn Hiệp Tp .HCM 2002 1000 Tường chắn BTCT đỉnh kè
Bản đáy cọc BTCT 20x20
Mái kè ô lăng trụ bê tông 3.1x2.5m
4 Kè kênh Đồng Tiến Đồng Tháp 2009 3335 Tường Ván BTCT DUL
5Kè Hồng NgựĐồng Tháp 2010 3500 Tường BTCT
6 Kè sông Cần Thơ Cần Thơ 2010 6039 Tường cọc ván BTCT
7 Kè Long Tân Đồng Nai 2009 700 Tườ
ng BTDUL
8Kè huyện ủy Thanh Bình Đồng Tháp 2009 200 Tường BBTCT + TV BTCTDUL


14
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
1.3. Các phương pháp xác định ứng suất trong kết cấu
Nhằm phát huy ưu điểm của kết cấu công trình bê tông cốt thép, yêu cầu
xác định trạng thái ứng suất được đặt ra với các mục đích :
c Kiểm tra khả năng chịu lực của vật liệu, chọn thiết kế mặt cắt tối ưu.
c Phân vùng để chọn vật liệu, mác bê tông phù hợp, xác định phạm vi cần
gia cố và phạm vi đặt thép hợp lý.
c Phân khe thi công, cấu tạo các bộ phận kết cấu hợp lý.
1.3.1. Phương pháp thực nghiệm
Sử dụng các máy đo với các cảm
biến thu nhận tín hiệu - xử lý. Tăng tải
trọng tác dụng dần dần từng bước để
kiểm tra. Thường áp dụng cho các công
trình kết cấu lớn, phức tạp, cho số liệu
trực quan thực tế.
Tuy nhiên, các kết quả của

phương pháp thực nghiệm cần được đối
chiếu với các số liệu tính toán lý thuyết
để có cái nhìn t
ổng quan, đồng thời góp phần hoàn thiện và triển khai dự án thiết
kế tốt hơn.
1.3.2. Phương pháp sức bền vật liệu
Sử dụng 3 giả thuyết cơ bản :
c Vật liệu có tính đồng chất, liên tục và đẳng hướng
c Vật liệu đàn hồi tuyệt đối và tuân theo định luật Hooke
Dưới tác dụng của nguyên nhân bên ngoài, vật thể bị thay đổi hình dạng,
kích thước. Nhưng khi bỏ các nguyên nhân này đi thì vật thể có khuynh hướng
trở về hình dạng và kích thước ban đầu. Đây là tính đàn hồi của vật liệu và vật
thể tương ứng được coi là vật thể đàn hồi.
F = -k.x (1-2)
Với F là lực hồ
i phục hay mômen lực, x là khoảng cách rời khỏi vị trí cân
bằng, k là hệ số đàn hồi.
Vật liệu thỏa mãn giả thiết này là vật liệu đàn hồi tuyến tính.
Hình 1- 11 : Máy đo ứng suất


15
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
c Biến dạng của vật thể là bé
 Hệ quả của các giả thuyết :
c Có thể nghiên cứu một phân tố bé để suy rộng ra cho vật thể lớn, áp dụng
thuận lợi các phép toán vi phân, tích phân
c Áp dụng được nguyên lý cộng tác dụng : Tác dụng gây ra đồng thời do
nhiều yếu tố bằng tổng tác dụng do từng yếu tố riêng rẽ gây ra.

1.3.3. Phương pháp sai phân hữu hạn
Phương pháp sai phân hữu hạn đã được dùng khá phổ biến trong những
thập niên 60 – 70 của thế kỷ 20.
c Cho phép giải các bài toán có Modulus biến dạng E và hệ số Poisson thay
đổi.
c Miền giải có thể có hình dáng bất kỳ, kể cả những điểm góc.
c Có thể giải các bài toán với điều kiện biên bất kỳ.
c Khi xây dựng thuật toán và chương trình theo phương pháp sai phân hữu
hạn người lập có thể thực hiện dễ dàng trên máy tính.
Phương pháp sai phân hữu hạn sử dụng các đạo hàm riêng thay các sai
phân riêng có giá trị hữu hạn. Điều đó dẫn đến việc thay hệ phương trình vi
phân bằng một hệ phương trình đại số tuyến tính của các sai phân riêng.
Trong dạng chung với bài toán không gian, các phương trình vi phân cơ
bản của phương pháp sai phân hữu hạn giải v
ới các ẩn số là chuyển vị U và V,
tuân theo phương trình Lame. Các chuyển vị này thỏa mãn điều kiện biên và các
phương trình :
222 2
222
222 2
222
222 2
222
() () 0
() () 0
() () 0
UUU U
GGG G
xyz xyz
VVV V

GGG G
xyz xyz
WWW W
GGG G
xyz xyz
λλ
λλ
λλ
⎧
∂∂∂ ∂
+++++−=
⎪
∂∂∂ ∂∂∂
⎪
⎪
∂∂∂ ∂
⎪
+++++−=
⎨
∂∂∂ ∂∂∂
⎪
⎪
∂∂∂ ∂
+++++−=
⎪
∂∂∂ ∂∂∂
⎪
⎩
(1.3)
Trong đó : λ, G : là các hằng số Lame

)21)(1(
.E
;
)1(2
E
G
μ−μ+
μ
=λ
μ+
=


16
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Từ đó các giá trị ứng suất được xác định theo công thức :
(2)
(2)
(2)
x
y
z
xy
xz
yz
UUU
G
x
yz

VVV
G
x
yz
WWW
G
x
yz
UV
G
yx
UW
G
zx
VW
G
zy
σλ λ λ
σλ λ λ
σλ λ λ
σ
σ
σ
∂
∂∂
⎧
=+ + +
⎪
∂
∂∂

⎪
∂∂∂
⎪
=+ + +
⎪
∂
∂∂
⎪
∂
∂∂
⎪
=+ + +
⎪
∂
∂∂
⎪
⎨
⎛⎞
∂∂
⎪
=+
⎜⎟
∂∂
⎪
⎝⎠
⎪
∂∂
⎛⎞
⎪
=+

⎜⎟
⎪
∂∂
⎝⎠
⎪
⎛⎞
∂∂
⎪
=+
⎜⎟
⎪
∂∂
⎝⎠
⎩
(1.4)
Để giải bài toán theo chuyển vị tại các biên cần phải biết trước các
chuyển vị (chẳng hạn tại nền chuyển vị bằng 0), sau đó chuyển phương trình
Lame (phương trình đạo hàm riêng bậc 2) thành phương trình sai phân bằng
cách thay đổi các vi phân ∂V/∂x bằng các sai phân ΔV/Δx.
1.3.4. Phương pháp phần tử hữu hạn :
Tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) - Finite Element
Method - FEM - là một trong những phương pháp tính toán mới được áp dụng.
Phương pháp PTHH ra đời vào cuối những năm 50 và đã có những bước
phát triển nhanh chóng. Đến nay có thể nói rằng phương pháp PTHH được coi là
một trong những phương pháp có hiệu quả nhất để giải các bài toán cơ học vật
rắn nói riêng và cơ học môi trường liên tục nói chung. Phương pháp PTHH là
phương pháp tổng quát và hữu hiệ
u cho lời giải số nhiều lớp bài toán kỹ thuật
khác nhau. Từ việc phân tích trạng thái ứng suất, biến dạng trong các kết cấu
công trình thủy lợi, xây dựng dân dụng, giao thông,… đến các bài toán của lý

thuyết trường như: lý thuyết truyền nhiệt, cơ học chất lỏng, thủy đàn hồi, khí
đàn hồi, điện - từ trường,…
Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp g
ần đúng để giải một
số lớp bài toán biên. Theo phương pháp phần tử hữu hạn, trong cơ học, vật thể
được chia thành những phần tử nhỏ có kích thước hữu hạn, liên kết với nhau tại


17
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
một số hữu hạn các điểm trên biên (gọi là các điểm nút). Các đại lượng cần tìm
ở nút sẽ là ẩn số của bài toán (gọi là các ẩn số nút). Tải trọng trên các phần tử
cũng được đưa về các nút.
Trong mỗi phần tử, đại lượng cần tìm được xấp xỉ bằng những biểu thức
đơn giản và có thể biểu diễn hoàn toàn qua các ẩn số nút. Dựa trên nguyên lí
năng lượng, có thể thiết lập được các phương trình đại số diễn tả quan hệ giữa
các ẩn số nút và tải trọng nút của một phần tử. Tập hợp các phần tử theo điều
kiện liên tục sẽ nhận được hệ phương trình đại số đối với các ẩn số nút của toàn
vật thể.
Trong phương pháp PTHH, môi trường liên tục được chia thành các phần
tử nhỏ mà ở đó các phương trình vi, tích phân phức tạp đều được biểu diễn dưới
dạng bậc nhất. Điểm đặc biệt là khi hợp nhất tất cả các phần tử đó lại với nhau
vẫn có được một môi trường liên tục và tuyến tính hoặc phi tuyến như ban đầu.
Đó là ưu điểm của phương pháp PTHH.
Cách làm như trên được gọi là mô hình hóa hay tuyến tính hóa phươ
ng
trình phi tuyến của kết cấu công trình. Tất cả các phương trình toán học được
lập và giải bài toán trạng thái ứng suất - biến dạng của môi trường liên tục đều
dựa trên cơ sở mô hình này. Các bước thực hiện cơ bản lần lượt như sau :

c Phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của mỗi phần tử hữu hạn.
c Phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của toàn hệ gồm nhiều phần tử
liên kết với nhau ở một số hữu hạn nút với mối liên hệ tuyến tính giữa
ứng suất và biến dạng.
c Phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của toàn hệ gồm nhiều phần tử
với mối liên hệ phi tuyến giữa ứng suất và biến dạng.
Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp được áp dụng cho nhiều
phần mềm tính toán thông dụng. Phương pháp đã được thực tế chứng minh có
hiệu quả lớn, độ chính xác cao, triển khai được cho nhiều bài toán có cấu trúc
phức tạ
p.
Trong phạm vi luận văn tác giả áp dụng phương pháp PTHH để tính toán,
có kết hợp so sánh bằng các tính toán giải tích - áp dụng lý thuyết đàn hồi giai
đoạn tuyến tính theo TCVN 4116 – Thiết kế kết cấu BTCT công trình thủy
công, TCVN 356-2005.


18
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
1.3.5. Phương pháp biến phân cục bộ
Phương pháp biến phân cục bộ (BPCB) là một trong những phương pháp
tính mạnh mẽ nhất hiện nay. Phương pháp này đã được P.L. Trernouko sử dụng
lần đầu tiên vào năm 1965 để giải bằng phương pháp số đối với các bài toán
biến phân, là những bài toán liên quan tới việc tìm cực tiểu một phiếm hàm cho
trước.
Việc kết hợp phương pháp biến phân cục bộ và phương pháp phần tử
hữu hạn
để giải các bài toán kết cấu vật liệu ở giai đoạn đàn dẻo phi tuyến lần
đầu tiên cũng do P.L. Trernouko và N.V. Banitsuk kiến nghị vào năm 1973.

Sơ đồ tính toán và
những giả thiết ban đầu của
phương pháp biến phân cục
bộ có nhiều điểm tương tự
phương pháp PTHH phần tử
hữu hạn :
c Chia môi trường liên
tục thành các phần tử
rời rạc (hình tam giác
hoặc hình vuông).
c Các phần tử được liên
hệ với nhau ở các điểm
nút để thỏa mãn điều
kiện biến dạng liên
tục.
c Ứng suất và biến dạng
bên trong phần tử là không đổi, chuyển vị trong phần tử là hàm tuyến
tính của tọa độ.
Ưu thế của phương pháp Biến phân cục bộ so với phương pháp PTHH
chủ yếu ở chỗ phương pháp BPCB không thành lập ma trận độ cứng của các
phần tử và ma trận độ cứng của hệ, hay nói cách khác là không cần phải giải hệ
phương trình đại số tuy
ến tính. Thay vì phải tính ma trận độ cứng, phương pháp
BPCB đi tìm biến dạng thông qua các hàm tọa độ.
Hình 1- 12 : Quan hệ Ứng suất –biến dạng

Quan hệ Ứng suất -biến dạng của vật liệu.
0-2 : Giai đoạn đàn hồi tuyến tính
2-3 : Giai đoạn chuyển tiếp phi tuyến
3-4 : Giai đoạn đàn dẻo phi tuyến

19
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Đây là phương pháp cần những phần mềm máy tính điện tử mạnh với các
thuật toán phức tạp và là một trong những phương pháp ưu việt nhất hiện nay.
1.4. Các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác động lên kết cấu công trình bảo vệ bờ
Các tải trọng và tổ hợp tải trọng ảnh hưởng đến kết cấu công trình :
 Các tải trọng tác dụng thường xuyên :
c Trọng lượng của công trình và các thiết bị cố định đặt trên và trong CT
c Áp lực nước, áp lực thấm của nước ngầm
c Trọng lượng đất và áp lực bên
c Áp lực đất phát sinh do biến dạng nền và kết cấu công trình do tải trọng
bên ngoài
c Áp lực bùn cát
c Tác dụng của co ngót và từ biến
c Tác động nhiệt lên công trình và nền trong thời kỳ thi công và khai thác
của năm có biên độ dao động nhiệt độ bình quân tháng của không khí là
trung bình
c Tải trọng do tàu, thuyền và vật nổi
c Tải trọng do các thiết bị nâng, vận chuyển và các máy móc, kết cấu khác
có xét đến khả năng chất vượt tải thiết kế
c Áp lực do sóng
c Tải trọng gió.
 Các tải trọng tạm thời đặc biệt :
c Tải trọng do động đất
c Áp lực nước tương ứng với mực nước khi xảy ra lũ
c Tải trọng gây ra do áp lực dư của kẽ rỗng trong đất bão hoà nước chưa cố
kết hoàn toàn trong điều kiện mực nước sông rút nhanh, thiết bị làm việc

bình thường và khi bị hỏng
c Áp lực nước thấm gia tăng khi thiết bị chống thấm và tiêu nước không
làm việc bình thường
c Tác động do nhiệt trong thời kỳ thi công và khai thác của năm có biên độ
dao động nhiệt độ bình quân tháng của không khí là lớn nhất


20
Luận văn thạc sĩ Chương I : Tổng quan
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
c Áp lực sóng khi xảy ra tốc độ gió lớn nhất thiết kế
c Áp lực phát sinh trong mái đất do mực nước sông bị hạ thấp đột ngột.
 Các tổ hợp tải trọng :
c Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các tải trọng và tác động thường xuyên
(tạm thời, dài hạn, ngắn hạn) công trình có thể phải tiếp nhận cùng một
lúc
c Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm các tải trọng và tác động đã xét trong
tổ hợp tải trọng cơ bản nhưng một (hoặc hai) trong chúng được thay thế
bằng tải trọng tạm thời đặc biệt.


KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Công trình bảo vệ bờ là một giải pháp hiệu quả khắc phục những khó
khăn do các tác động cơ học, vật lý, của dòng chảy. Trong suốt quá trình phát
triển, nhiều nơi trên thế giới đã xây dựng được những công trình bảo vệ bờ lớn,
thực hiện tốt nhiệm vụ bảo vệ bờ sông đồng thời là cảnh quan văn hóa đặc sắc.
Công trình bảo vệ bờ
bê tông cốt thép được áp dụng từ thế kỷ 19 và đã có
rất nhiều dự án được thực hiện, không những bảo vệ bờ mà còn hỗ trợ các hệ

thống khác như đê điều, tài nguyên nước, thủy điện, …với chức năng đa dạng.
Nghiên cứu ứng suất trong kết cấu bê tông cốt thép bảo vệ bờ là đặc biệt
cần thiết bởi v
ật liệu bê tông và cốt thép khi kết hợp với nhau cần định vị chính
xác vị trí phối hợp để phát huy ưu điểm làm việc của vật liệu : bê tông chịu nén
và cốt thép chịu kéo tốt.
Có nhiều phương pháp phân tích ứng suất, mỗi phương pháp có ưu điểm
và hạn chế riêng : phương pháp thực nghiệm, phương pháp sức bền vật liệu sử
dụng lý thuyết đàn hồi, ph
ương pháp sai phân hữu hạn, phương pháp phần tử
hữu hạn, phương pháp biến phân cục bộ, …
Các tải trọng tác động lên công trình rất đa dạng, được phân làm hai loại :
tải trọng tác dụng thường xuyên và các tải trọng tạm thời đặc biệt, và được tổ
hợp thành các tổ hợp tải trọng trong xem xét tính toán.


21
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
Chương 2 :
NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
BÊ TÔNG CỐT THÉP BẢO VỆ BỜ SÔNG

2.1. Khái quát chung
Khái niệm ứng suất đặc trưng cho khả năng chịu lực của vật liệu tại một
điểm, khi ứng suất vượt quá giới hạn cho phép thì vật liệu bị phá hoại. Khả năng
chịu lực, độ bền cần xác định gồm hai vấn đề chủ yếu :
c Độ bền của bản thân công trình
c Độ bền của nền
Công thức kiểm tra bền tổng quát :

[
]
tt
σ
σ
≤
(2-1)
Trong đó :
s
tt
: Ứng suất tính toán, là tổ hợp các thành phần ứng suất của phân tố
kiểm tra.
[s] : Ứng suất cho phép, thường được xác định bằng thí nghiệm phá hoại
mẫu ở trạng thái ứng suất đơn.
[]
0
n
σ
σ
= (2-2)
s
o
: Ứng suất nguy hiểm xác định bằng thực nghiệm
n : Hệ số an toàn cho phép
Các phương pháp tính toán ứng suất đã nêu trong chương 1.Trong phạm
vi đề tài tính toán tập trung chủ yếu vào phương pháp truyền thống và phương
pháp Phần tử hữu hạn. Đối tượng nghiên cứu là các dạng kết cấu bảo vệ bê tông
mái sông, được chia ra thành các dạng cơ bản là : dầm, tấm bản chữ nhật và hệ
khung mái.
2.2. Phương pháp nghiên cứu tính toán truyền thống

Phương pháp tính toán truyền thống là phương pháp sức bền vật liệu.


22
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
2.2.1. Tính toán với dầm, bản tấm chữ nhật
Với bản tấm chữ nhật (áp dụng cho thanh dầm, tường chắn, móng tường
chắn, khung chia ô mái) :
Tấm phẳng thường xuyên chịu nén và uốn, có thể dùng công thức nén
lệch tâm để xác định giá trị ứng suất đáy tấm thẳng đứng, còn ứng suất đáy tấm
nằm ngang thì giả thiết phân bố đều trên toàn bộ diện tích đáy tấm.
Ứng suất lớn nhất, nhỏ nhất tạ
i điểm M bất kỳ trong phạm vi đáy móng :

(2-3)

Đối với sơ đồ biến dạng phẳng, ứng suất đáy tấm pháp tuyến tính :

(2-4)

Trong đó :
SN : là tổng số các lực thẳng đứng tác dụng lên đáy móng.
SM, SM
A
: là tổng các mômen của các lực đối với hai trục tương ứng đi
qua trọng tâm mặt cắt đáy móng.
F : là diện tích dưới của tấm đáy.
W
x

, W
y
: là mômen chống uốn của diện tích đáy móng tường đối với hai
trục tương ứng.
Nếu mặt dưới của tấm đáy là hình chữ nhật thì công thức (2-4) có thể đổi
thành.
()
0
ax,min
16.
m
N
e
F
B
σ
−
=±
∑
(2-4)
e
o
: độ lệch tâm của lực tác dụng lên đáy móng
2.2.2. Tính toán với tường chắn bê tông
Tính toán ứng suất trong kết cấu , quy ước tính toán :
c Chân kết cấu ngàm chặt với chân kè bảo vệ mái
c Xem ứng suất pháp trên mặt nằm ngang tuân theo quy luật bậc nhất
c Trường hợp tính toán là tường chắn bê tông, mặt khối nghiêng
y
y

x
x
W
M
W
M
F
N
∑
∑
∑
±±=
minmax,
σ
x
x
W
M
F
N
∑
∑
±=
minmax,
σ


23
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy

 σ
y
’, σ
y
” : ứng suất pháp biên mép mái mặt cắt tính toán ( kN/m
2
)
0
2
6.
y
GM
B
B
σ
=±
(2-3)
Trong đó :
G, M
o
: Tải trọng thẳng đứng và momen tính toán
B: Chiều rộng mặt cắt tính toán (m).
 τ’ : Ứng suất tiếp mép biên (kN/m
2
)
τ’= ( γ
n
.y-σ
y
’)tgα

1
(2-4)
Trong đó :
γ
n
: Dung trọng nước
y: Chiều sâu lớp nước tính đến mặt cắt ngang đang xét.
α
1
: góc giữa mái nghiêng tường phía sông và phương thẳng đứng.
 Ứng suất pháp σ
x
’ biên (kN/m
2
)
σ
x
’= γ
n
.y- (γ
n
.y-σ
y
’).tg
2
α
1
(2-5)
 Ứng suất chính biên (kN/m
2

):
N
2
’= γ
n
.y

(2-6)

'
y
2
1n1
2
1
σ
N’ .y.tg
cos α
γ
α
=− (2-7)
 Ứng suất cắt chính mép biên. (kN/m
2
)

''
12
NN
'
2

T
−
= (2-8)

'
1
N
"
2
T = (2-9)
 σ
y :
Ứng suất pháp trên mặt cắt nằm ngang. (kN/m
2
)
'"
yy
yy
σσ
'' ( ).x
B
σσ
−
=+
(2-10)
 τ Ứng suất cắt trên mặt phẳng nằm ngang (kN/m
2
)
τ = a
1

+ b
1
x + c
1
x
2
(2-11)
a
1
= τ” (2-12)


24
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy

1
16.P
b
(2t’4t”)
BB
−
=++
(2-13)

1
2
16.P
c(3t’3t”)
BB

=++
(2-14)
 Ứng suất pháp σ
x
trên mặt phẳng nằm ngang.
'"
xx
xx
σσ
“ ( ).x
B
σσ
−
=+
(2-15)
 Ứng suất chính.

2
xy
2
1,2
σσ
22
xy
N
σσ
τ
+−
⎛⎞
=± +

⎜⎟
⎝⎠
(2-16)

2
2
2
xy
T
σσ
τ
−
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
(2-17)
 Sau khi tính toán ta tiến hành kiểm tra độ bền của kết cấu, ứng suất trong
cấu kiện phải đảm bảo nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu.
[
]
[]
kk
nn
σ
σ
σ
σ
⎧
<

⎪
⎨
<
⎪
⎩

Ngoài ra tham khảo điều kiện 3.13 của 14 TCN 56-88. Đối với kết cấu
bê tông, khi không bố trí cốt thép - trường hợp cơ bản:
c Tất cả các điểm trong thân kết cấu phải có

1
N0
≤
( ứng suất nén mang dấu (-)) ( PL 2-1)

2
m
NR
n.k
≤
( PL 2-2)
c Ở những điểm trên mặt biên:

,
y
1
σγ.h
4
≥
(PL 2-3)

c Ở tiết diện tiếp giáp giữa kết cấu và nền.

y
’0
σ
≤
( ứng suất nén mang dấu (-)) ( PL 2-4)


25
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
2.3. Phân tích ứng suất trong kết cấu BTCT theo trạng thái giới hạn
2.3.1. Vật liệu Bê tông cốt thép
Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật
liệu là bê tông và thép.
Trong kết cấu khung dầm chia ô bảo vệ mái bờ, kết cấu vật liệu bê tông
cốt thép có ưu điểm nổi trội, đã được áp dụng rộng rãi từ rất lâu trên thế giới.
 Đặc điểm :
Sự kết hợp giữa bê
tông và cốt thép đem lại
nhi
ều ưu điểm nổi bật. Thép
và bê tông có hệ số nở nhiệt
gần giống nhau, tránh được
sự ảnh hưởng của nhiệt độ.
Bê tông bảo vệ cốt thép khái
sự xâm thực của môi trường,
thép định vị bê tông nhằm
tránh nứt vỡ. Bê tông có đặc

tính chịu kéo kém, khi có cốt
thép nhược điểm này sẽ được
khắc phục do thép là vật liệu
chịu kéo khá tốt.
2.3.2. Số liệu về bê tông.
Tùy nhiệm vụ, đặc điểm của công trình có sự lựa chọn mác thiết kế bê
tông phù hợp. Với mỗi loại kết cấu có quy định mác theo cường độ chịu nén.
Theo tiêu chuẩn Nhà nước TCVN 6025-1995 (Bê tông, phân mác theo cường độ
chịu nén) thì mác được lấy theo cường độ đặc trưng của mẫu khối vuông cạnh
15cm tính theo đơn vị MPa. Cường độ đặc trưng này được tính toán với xác suất
bảo đảm 95%. Theo tiêu chuẩ
n ngành 14TCN 63-2003 (Bê tông thủy công, yêu
cầu kỹ thuật) bê tông thủy công có các mác M10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 35; 40;
45.
Hình 2- 1: Mặt cắt ngang kè sông Seine BTCT


26
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
2.3.3. Số liệu về cốt thép
Cốt thép dùng cho kết cấu bê tông cốt thép thủy công phải phù hợp với
tiêu chuẩn Nhà nước. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán của cốt thép
theo TCVN được cho trong bảng 2.1
Bảng 2- 1 : Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép

2.3.4. Bê tông côt thép dự ứng lực
2.3.4.1. Nguyên lý chung
Kết cấu bê tông cốt thép sử dụng sự kết hợp ứng lực căng rất cao của cốt
thép ứng suất trước và sức chịu nén của bê tông để tạo nên trong kết cấu những

biến dạng ngược với khi chịu tải, ở ngay trước khi chịu tải. Nhờ đó có khả năng
chịu tải trọng lớn hơn kết cấu bê tông thông thường
Cốt thép trong bê tông, là c
ốt thép cường độ cao, được kéo căng bằng
máy kéo ứng suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định (nằm trong giới
hạn đàn hồi). Lực căng cốt thép này làm cho kết cấu bê tông biến dạng ngược
với biến dạng do tải trọng gây ra sau này khi kết cấu làm việc. Nhờ đó, kết cấu
Loại (nhóm cốt thép) Cường độ tiêu chuẩnCường độ tính toán về kéo (Mpa)
R
a
TC
(Mpa)
Tính toán cốt thép Tính toán cốt thép
dọc R
a
ngang R
ad
Theo TCVN 1651-1985
Cốt tròn nhóm CI 240 200 160
Cốt có gờ CII 300 260 208
Cốt có gờ CIII 400 340 270
Cốt có gờ CIV 600 480 360
Theo TCVN 6285-1997
Loại RB300 300 260 208
RB400 400 340 270
RB400W 400 340 270
RB500 500 400 300
RB500W 500 400 300
Cường độ tính toán về nén của cốt thép :
Khi R

a
<= 100MPa lấy R
an
= R
a
Khi R
a
>400 Mpa lấy R
an
= 400 Mpa


27
Luận văn thạc sĩ Chương II : Nghiên cứu Ứng suất
Học viên : Nguyễn Văn Xuân Lớp : CH18C11 Chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy
có thể chịu tải trọng lớn gần gấp đôi so với khi không căng cốt thép ứng suất
trước.
2.3.4.2. Cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực
Cọc ván bê tông cốt thép hay tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực
là một dạng đặt biệt của tường chắn đất, sử dụng trong các kết cấu công trình
bảo vệ bờ sông rất hiệu quả. Nhà sáng chế : tiến sĩ Itoshima Nhật bản đã trực
tiếp chuyển giao công nghệ chế tạo sang Việt nam.
Theo tiêu chuẩn JISA –5354 của Nhật Bản, yêu cầu chất lượng của vật
liệu chế tạo cừ bản bê tông cốt thép dự ứng lực như sau:
c Xi măng : xi măng Porland đặc biệt cường độ cao
c Cốt liệu : dùng tiêu chuẩn kích thước không lớn hơn 20mm
c Phụ gia : phụ gia tăng cường độ của bê tông thuộc nhóm G
c Thép chịu lực : Cường độ cao thuộc nhóm SD40
c Thép tạo ứng suất trong bê tông: Các sợi cáp bằng thép loại SWPR –7B
đường kính 12.7mm - 15.2mm.

Một số chỉ tiêu kỹ thuật của cọc ván BTCTDUL do nhà máy Châu Thới
Việt nam chế tạo đáp ứng tiêu chuẩn Nhật bản như bảng 2-2.
Bảng 2- 2 : Chỉ tiêu kỹ thuật cọc ván BTCTDUL


RỘNG CAO DÀY C.ĐỘ BT MOMEN T.L
(MM) (MM) THÀNH T.K
Ế
NỨT(T)
(MM) S.L ĐK(MM) S.L ĐK(MM) (MPa) (T.m)
RUNG
SW-225-
8M
8 2.38
ĐÓNG SW-225
L=5M
>9M
-
RUNG
SW-300-
10M
10 3.38
ĐÓNG SW-300
L=7M
>12M
-
RUNG
SW-350A-
13M
13 5

ĐÓNG SW-350A
L=9M
>15M
-
RUNG
SW-350B-
14M
14 5.38
ĐÓNG SW-350B
L=10M
>15M
-
RUNG
SW-400A-
15M
15 6.28
ĐÓNG SW-400A
L=10M
>16M
-
12 60 17.26120 16 12.7 125 SW-400A 996 400
12 60 14.08120 16 12.7 124 SW-350B 996 350
12 60 12.78120 14 12.7 123 SW-350A 996 350
10 60 8.27110 10 12.7 122 SW-300 996 300
8603.73100 8 11.11 121 SW-225 996 225
CỐT THÉP DỌC
STT TÊN SẢN PHẨMDÀI (M)
CÁP DƯL