đồ án xây dựng giếng nghiêng

XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Chơng I : Những vấn đề chung.
I.1. Yêu cầu thiết kế.
Tên công trình : Thiết kế cổ giếng nghiêng đờng ray.
Chiều dài : 180 (m).
Tuổi thọ : 65 năm.
Góc dốc : 22
0
.
Hạng mỏ II về khí bụi nổ.
Lợng nớc chảy vào mỏ là 10 m
3
/h.
Công trình đào qua các lớp đất đá có đặc tính nh sau:
Tên đất đá
Chiều dày vỉa,
m
Hệ số kiên cố
(f )
Trọng lợng
riêng (T/m
3
)
Góc dốc vỉa
(độ)
Đất phủ 14 1 1,85 32
Dăm kết 12 3 2,15 32
Cát kết 65 4 2,35 32
Bảng 1-1. Bảng đặc tính cơ lý của đất đá mà công trình đào qua.

Công trình thiết kế là cổ giếng nghiêng đờng ray đây là giếng

nghiêng dùng để vận chuyển đất đá thải, vật liệu, thiết bị, dẫn gió sạch
thông gió cho mỏ
I.2. Điều kiện địa chất khu vực bố trí công trình.
Cổ giếng đợc đào qua ba lớp đất đá, lớp thứ nhất là lớp đất phủ có độ
dày 14 m có hệ số kiên cố f = 1, lớp thứ hai là lớp dăm kết chiều dày là 12
m và có hệ số kiên cố là f = 3, lớp thứ ba là lớp là lớp cát kết có độ dày là
65 m và có độ cứng trung bình f = 4. Lợng nớc chảy vào mỏ là 10 m
3
/h, tuy
lợng nớc chảy vào công trình không lớn nhng cũng gây khó khăn cho quá
trình thi công.
I.3. Xác định kích thớc mặt cắt ngang cổ giếng và kiểm tra điều kiện
thông qua về vận tải và thông gió.
I.3.1. Chọn thiết bị vận tải.
Vì đây là giếng nghiêng đờng ray nên nhiệm vụ vận chuyển chủ yếu
là đất đá thải, vật liệu chống lò nh gỗ và trang thiết bị phục vụ cho mỏ. Vì
góc nghiêng của giếng là 22
0
nên ta chọn thiết bị vận tải là thùng skíp giếng
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
1
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
nghiêng và từ thiết bị vận tải và các khoảng cách an toàn theo quy phạm ta
xác định đợc kích thớc mặt cắt ngang của giếng nghiêng đờng ray.
I.3.2. Xác định kích thớc mặt cắt ngang giếng nghiêng.
I.3.2.1. Xác định khối lợng vận chuyển qua giếng nghiêng.
Từ sản lợng than một năm cần phải khai thác của mỏ ta có thể xác
định đợc khối lợng đất đá và khối lợng gỗ cần phải vận chuyển qua giếng
nghiêng đờng ray.
Khối lợng đất đá thải ra chiếm khoảng 25% khối lợng than khai thác

vậy ta có thể tính đợc khối lợng đất đá cần vận chuyển qua giếng nghiêng
đờng ray là:

100
25ì
=
h
d
A
A
(1-1)
Trong đó:
A
d
- khối lợng đất đá thải cần vận chuyển qua giếng
nghiêng; Tấn/năm.
A
h
- sản lợng của mỏ A
h
= 750000 (Tấn/năm).
Thay vào công thức (1-1) ta có:


187500
100
25750000
=
ì
=

d
A
(Tấn/năm).
Suất tiêu thụ gỗ định mức cho một 1000 tấn than là 45m
3
. Vậy khối l-
ợng gỗ vận chuyển qua giếng là :

1000
45

ìì
=
h
g
A
A
(1-2)
Trong đó :
A
g
- khối lợng gỗ vận chuyển qua giếng nghiêng.
A
h
- sản lợng của mỏ A
h
= 750000 (Tấn/năm).
- khối lợng riêng của gỗ.
= 1,2 (T/m
3

).
Thay vào công thức (1-2) ta có :

40500
1000
2,145750000
=
ìì
=
g
A
(Tấn/năm).
Từ việc tính toán ở trên ta có thể nhận thấy ta chọn thiết bị vận tải
theo khối lợng đất đá thải do chúng có khối lợng lớn hơn.
I.3.2.2. Tính thời gian chu kỳ trục tải, số thùng skíp cần vận tải và loại
thùng skíp.
a. Tính thời gian chu kỳ trục tải.

Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
2
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y

dktctck
tttT +++=

(1-3)
Trong đó :
T
ck
- thời gian chu kỳ một lần trục tải (s).

t
ck
- thời gian chuyển động có tải của thùng skíp (s).
t
kt
- thời gian chuyển động không tải (s).
- thời gian trao đổi giữa thùng có tải và không tải (s).
= 120 (s)
t
d
- thời gian dỡ tải (s).
t
d
= 60 (s)
Thời gian chuyển động có tải của thùng skíp đợc xác định nh sau:

tb
ct
v
L
t =
(1-4)
Trong đó :
L- chiều dài của giếng, L = 180 (m).
v
tb
- vận tốc chuyển động của thùng skíp trong giếng
nghiêng, v
tb
= 1,5 m/s.

thay vào công thức (1-4) ta có :


120
5,1
180
==
ct
t
(s) (1-5)
Thời gian chuyển động không tải của đoàn goòng trong trờng hợp
này lấy bằng thời gian chuyển động có tải nghĩa là :
t
ck
= t
kt
= 120 (s). (1-6)
Thay (1-5), (1- 6) vào (1-3) ta có :


42060120120120 =+++=
ck
T
(s)
b. Xác định số lần trục trong một giờ.
Từ thời gian chu kỳ ta xác định đợc số lần trục trong một giờ bằng
công thức :

ck
h

T
n
3600
=
(1-7)
Thay số vào (1-7) ta có :

957,8
420
3600
==
h
n
(lần/h)
c. Xác định năng suất giờ của trục tải.


tN
CA
A
d
ì
ì
=
(1- 8)
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
3
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Trong đó :
A - năng suất trục giờ của trục tải. (Tấn/h)

A
d
- năng suất của mỏ. (Tấn/năm)
C - hệ số dự trữ công suất của mỏ đề phòng khi mỏ mở
rộng, hoặc khai thác không đều của mỏ, vì mỏ than nên ta lấy C = 1,5.
N - số ngày làm việc trong năm N = 300 ngày.
t - thời gian trục làm việc trong một ngày đêm, t = 21
h/ngày.
Thay vào (1- 8) ta có :

64,44
21300
5,1187500
=
ì
ì
=A
(Tấn/h).
d. Xác định khối lợng một lần trục.

h
n
A
Q =
Thay số vào ta có :

96,4
9
64,44
==

Q
(tấn).
Dung tích của thùng chứa là :


Q
V =
(m
3
).
Trong đó :
V- dung tích thùng chứa (m
3
).
- trọng lợng thể tích đất đá nổ ra = 1,65 (T/m
3
).
Thay số vào ta có:

3
65,1
96,4
==V
(m
3
)
Số thùng để vận chuyển hết khối lợng yêu cầu là :

5,1
2

3
1
===
V
V
n
g
(thùng)
Với V
1
là dung tích thùng skíp chọn trong bảng đặc tính V
1
= 2 (m
3
).
Vậy ta chọn số thùng skíp cần trục là 2 thùng
Từ khối lợng cần vận chuyển và góc dốc của giếng là 22
0
ta chọn đợc
thùng skíp cần vận chuyển có đặc tính kỹ thuật nh bảng sau:
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
4
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Góc
dốc
của
giếng
(độ)
Phơng
pháp

dỡ tải
thùng
skíp
Dung
tích
skíp
(m
3
)
Cỡ đ-
ờng
(mm)
Các kích thớc cơ bản (mm)
Trọng
lợng
(kg)
Chiều
dài
theo
khung
Chiềudài
tính đến
cuối
thùng
Chiều
Rộng
theo
khung
Khoảng
cách từ

đầu ray
đến
tâm cáp
Chiều
cao
22
Con lăn
dỡ tải
2 1100 3750 5600 1380 685 1270 1400
Bảng 1-2: Đặc tính kỹ thuật của thùng skíp dùng cho giếng nghiêng
do liên xô (cũ) sản xuất.
e. Tính chọn tời.
Lực cản chuyển động của thiết bị vận tải
W = Q
t
.cos.f + Q
t
.sin (1-9)
Trong đó:
Q
t
- trọng lợng hàng cần trục, N
Q
t
= Q
g
+ Q (1-10)
Trong đó:
Q
g

- trọng lợng đoàn thùng skíp, N

Q
g
= q
g
.n
g
(1-11)
Trong đó:
q
g
- trọng lợng của một thùng skíp, q
g
= 1400 kg = 14000N
n
g
- số thùng skíp trong một lần trục, n
g
= 2 (thùng)
Thay số vào (1-11) ta đợc:
Q
g
= 28000 (N)

Q - trọng lợng đất đá trong một lần trục, Q
đ
= 4,96 tấn =
49600 N
Thay số vào (1-10) ta đợc:

Q
t
= 28000 + 49600 = 77600 N
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
5
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
- góc nghiêng của giếng, độ
f - hệ số ma sát giữa bánh xe với đờng ray, f = 0,01 0,015
Thay số vào (1-9) ta đợc:
W = 77600(cos22
o
.0,01 + sin22
o
)
W =29788,97 N
Công suất cần thiết của động cơ dẫn động thiết bị

N = k
dt
.F.v/ (w) (1-12)
Trong đó:
k
dt
- hệ số dự trữ công suất của thiết bị kể tới các lực cản
chuyển động cục bộ cha tính đợc chính xác, k
dt
= 1,15 1,3
F - lực kéo cần thiết của động cơ để khắc phục lực cản
chuyển động

F = W = 15462,35 (N)
v - tốc độ chuyển động của thiết bị, v = 1,5 m/s
- hiệu suất truyền của bộ phận truyềng động, = 0,7 0,9
Thay số vào (1-12) ta đợc:

N = 1,15.29788,97.1,5/0,9 = 57095,53 (w) 57 (kw)
Chọn tời
Dựa vào công suất cần thiết của động cơ dẫn động thiết bị ta chọn
loại tời cố định:
1030
1200
**
BL
Đặc tính kỹ thuật đợc nêu trong bảng sau:
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
6
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Tang
Tải trọng tĩnh
cực đại
(kG)
Đờng
kính
cáp
(mm)
Tổng
lực
kéo
đứt

(kG)
Chiều dài vận
chuyển (m)
Tốc
độ
cuốn
cáp
(m/s)
Tốc độ
quay
của
động cơ
(v/ph)
Công
suất
giới
hạn
của
Tỷ số
truyền
của
hộp
giảm
Trọng
lợng
của
tời
khi
Trọng
lợng

của
tời
khi
Kích th-
ớc cơ
bản
Số l-
ợng
Đờng
kính
tang
(mm)
Chiều
rộng
(mm)
Nhánh
cáp ở
trên
tang
Nhánh
cáp
không
cân
bằng
Cuốn
1-3
lớp cáp
Cuốn
4 lớp
cáp

1 1200 1000 2500 2500 17,5 17300
140515
-
1,52
720;960 45;60 1:30 8500 7200
3750
x2960
x1595
Bảng 1-3. Đặc tính kỹ thuật của tời cố định do liên xô (cũ) sản xuất
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
7
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
I.3.2.3. Xác định kích thớc mặt cắt ngang của giếng nghiêng.
a.Sơ đồ tính toán kích thớc mặt cắt ngang cổ giếng nh trên hình1-1
`
Hình 1-1. Sơ đồ tính toán mặt cắt ngang cổ giếng.
Tỷ lệ 1:50.
b. Chiều rộng của cổ giếng.

nAmB ++=
(1-13)
Trong đó :
B - chiều rộng cổ giếng (mm).
m- khoảng cách an toàn từ điểm nhô xa nhất của thiết bị
vận tải đến vỏ chống công trình, m = 300 (mm).
A- chiều rộng làm việc của thùng skíp, A = 1380 (mm).
n- là khoảng cách cho ngời đi lại sửa chữa và bảo
dỡng cho đờng lò, lấy n = 900 (mm).
Thay số vào công thức (1-9) ta có :

25809001380300 =++=B
(mm).
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
8
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
c. Chiều cao của đờng lò là :

3
2
10
h
hhhH +++=
(1-14)
Trong đó :
H - chiều cao của cổ giếng, m
h
0
- chiều cao vòm, h
0
= B/2=1290 (mm).
h- chiều cao thùng skíp kể từ đỉnh ray, h = 1270 (mm).
h
1
- chiều cao ray, vì ta chọn ray là R-24 nên chiều cao
ray là h
1
= 128 (mm).
h
2
- chiều cao tà vẹt, h

2
= 200 (mm).
Thay số vào (1-10) ta có :

28002755
3
200
12812901270 =+++=H
(mm).
d. Chọn kích thớc của rãnh nớc.
Do cổ giếng đợc chống bằng bê tông liền khối và dựa vào lu lợng nớc
chảy vào giếng là 10 m
3
/h nên ta chọn kích thớc mặt cắt ngang của rãnh nớc
nh sau : b = 230 mm, b
1
= 180mm, h
3
= 260mm.
I.3.3. Kiểm tra điều kiện thông gió.
Vận tốc gió trong trong đờng lò xác định theo công thức :
v =
60ììì
ìì
sd
SN
aqA
à
(1-15)
Trong đó:

A - sản lợng hàng năm của mỏ, A=750000;T/năm
q - lợng khí sạch cần cung cấp cho 1 tấn than khai thác
trong một ngày đêm,với mỏ hạng II ta có q =1,25; m
3
/phút
N-số ngày làm việc trong một năm của mỏ, N=300;
ngày đêm
a-hệ số không cân bằng trong sản xuất, a=1,15

à
-hệ số giảm tiết diện đờng lò ,với cổ giếng nghiêng
với góc dốc là 22
0
thì ta lấy
à
=1
S
sd
- diện tích sử dụng của đờng lò, m
2
.

( )
508,6
2
14,3
0
2
0
=ì+

ì
= hHB
h
S
sd
(m
2
)
Thay vào công thức (1-11) ta có :
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
9
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
v =
88,9
60508,61300
15,125,1750000
60
=
ììì
ìì
=
ììì
ìì
sd
SN
aqA
à
(m/s).
Ta thấy v = 9,88 > v
max

= 8 (m/s) ta phải tăng kích thớc mặt cắt
ngang mà cụ thể là tăng B và H.
Ta tăng chiều rộng của cổ giếng lên B = 3000(mm) ta tính lại chiều
cao của đờng lò :


30002965
3
200
12815001270 =+++=H
(mm).

( )
0325,8
2
14,3
0
2
0
=ì+
ì
= hHB
h
S
sd
(m
2
).
Vậy vận tốc gió là :
v =

46,7
600325,81300
15,125,1750000
60
=
ììì
ìì
=
ììì
ìì
sd
SN
aqA
à
(m/s).
Ta thấy v
min
< v < v
max
với v
min
= 0,3 (m/s), v
max
= 8(m/s).
0,3 < 7,46 < 8
Vậy kích thớc cổ giếng thoả mãn cả điều kiện thông gió và vận
tải.Vậy kích thớc mặt cắt ngang của cổ giếng nh trên hình 1-2.

Hình 1-2. Kích thớc mặt cắt ngang của cổ giếng.
Tỷ lệ 1:50.

Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
10
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
I.3.4. Xác định các bộ phận của cổ giếng và chiều sâu cổ giếng.
a. Xác định đờng cong chuyển tiếp của cổ giếng.
Tại mức giao nhau giữa cổ giếng và mặt bằng để cho thùng trục
chuyển động một cách êm nhẹ thì ngời ta phải bố trí đoạn cong chuyển tiếp,
ngời ta chia đoạn cong đó thành một số cung với góc tâm cung bằng
i
và
xác định toạ độ (x, y) của các điểm phân chia đoạn cong đó. Toạ độ (x, y)
của các điểm đợc xác định nh sau :

( )
i
Rx

cos1=
, m

i
Ry

sin=
, m
Trong đó :
R- bán kính của đờng cong, R= 15 m

i
- góc tâm cung, độ

Góc nghiêng của giếng là 22
0
ta chia cung cong ra làm 6 phần bằng
nhau từ đó ta xác định đợc toạ độ của 6 điểm đó và ta tính đợc độ dài của
đoạn cong chuyển tiếp. Chúng đợc biểu diễn trên hình 1- 3.
Hình 1-3. Sơ đồ tính đoạn cong chuyển tiếp.
Tỷ lệ 1:50
Từ đây ta có thể xác định đợc độ dài đoạn cong chuyển tiếp là :

756,515
180
14,322
=
ì
=
c
L

b. Xác định kết cấu của cổ giếng.
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
R
22
A
B
C
D
E
F
i
x

22
y
0
11
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Cổ giếng đợc chia làm 2 đoạn một đoạn có mặt cắt ngang hình chữ
nhật một đoạn có mặt cắt ngang hình vòm. Kích thớc hình chữ nhật đợc xác
định dựa vào hình vẽ.
Dựa trên góc dốc của đờng lò và trên hình 1-4 ta có thể xác định đợc
chiều dài của hình chữ nhật.

67,10
22sin
4
==
cn
L
(m).
Vậy chiều dài hình chữ nhật tính cả độ cong là L
cn
= 12 (m)

Hình 1- 4. Sơ đồ tính chiều dài hình chữ nhật.
Tỷ lệ 1:50




Hình 1-5. Trắc dọc cổ giếng nghiêng.
Tỷ lệ 1:50.

Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
L
cn
22

4000
3000
22

0
0
12
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Hình 1-6. Bình đồ của cổ giếng.
Tỷ lệ 1:50.
A - A
Hình 1-7. Mặt cắt ngang đoạn cổ giếng hình chữ nhật.
Tỷ lệ 1:50
Vậy chiều dài tổng cộng của cổ giếng là 22 m nh trên bình đồ đã
thể hiện rất rõ. Chiều cao của đoạn hình chữ nhật là 4 m nh trên hình 1-4.

Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
3000
1000
1000012000
13
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Hình 1-8. Diện tích mặt cắt ngang sử dụng của giếng.
Tỷ lệ 1 : 50
Kích thớc của vành đế đỡ.

Do kích thớc vành đế đỡ đợc xác định phụ thuộc vào lực tác dụng lên
nóc công trình và trọng lợng của cả phần vỏ bê tông cổ giếng tác dụng lên
nên ta phải xác định đợc áp lực nóc tác dụng lên công trình thì ta mới tính
đợc kích thớc vành đế đỡ vậy nên ta sẽ tính trong chơng sau.
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
1100
3000
3000
R1500
1500
260
180
100
510
230
1320
300
1380
14
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Chơng II : áp lực đất đá và chống giữ cổ giếng
II.1. áp lực đất đá lên nóc, hông và nền cổ giếng.
Kích thớc của cổ giếng sử dụng để tính toán nh sau:
Chiều cao tờng: h
t
= 1,5 m
Chiều cao vòm: h
v
= 1,5 m
Chiều rộng : B = 3,0 m

Sử dụng công thức của X.X.Đavđôv để chọn chiều dầy của vỏ bê
tông nh sau:
Chiều cao vòm:

h
o
= l
o
/ (m) (2-1)
Trong đó:
l
o
- nửa chiều rộng bên trong (m), l
o
= 1,5 m
- hệ số phụ thuộc vào hệ số kiên cố của đất đá, ở đây cổ
giếng chủ yếu nằm trong lớp đất phủ và dăm kết có hệ số kiên cố trung bình
f = 2, suy ra = 2,25
Thay số vào (2-1) ta đợc:

h
o
= 1,5/2,25 = 0,67 (m)
Chiều dày đỉnh vòm nóc d
o
:
(m) (2-2)
Thay số vào (2-2) ta đợc:
(m)
Ta thấy d

o
= 16,7cm mỏng nên ta lấy chiều dầy tối thiểu là d
o
= 20cm
Chiều dày chân vòm đợc xác định nh sau:

d = 1,5d
o
= 1,5.20 = 30 (cm)
Chiều dày tờng lấy bằng chiều dày chân vòm
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57








+=
f
l
h
l
d
o
o
o
o
1.06,0

167,0
2
5,1
1
67,0
5,1
.06,0









+=
o
d
15
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y

d
t
= d = 30(cm)
Khi đó thì các kích thớc tính toán cổ giếng nh sau:
Chiều rộng: B
t
= 3,0 + 2.0,3 = 3,6 (m)
Chiều cao phần tờng: h

t
= 1,5 (m)
Chiều cao phần vòm: h
vt
= 1,5 + d
o
= 1,5 + 0,2 = 1,7 (m)
II.1.1. áp lực nóc
áp lực nóc tác dụng lên công trình bao gồm áp lực của đất đá và áp
lực do trọng lợng của vỏ bê tông tác dụng lên nóc công trình.
Tính áp lực nóc do đất đá tác dụng lên.
Xác định chiều sâu giới hạn theo công thức:
(m) (2-3)
Trong đó:
- góc ma sát trong của lớp đất đá ở nóc, độ
Và đợc xác định theo công thức

= arctgf (2-4)
Trong đó:
f - hệ số độ kiên cố trung bình của lớp đất đá ở nóc, f = 2
Thay số vào (2-4) ta đợc:

= arctg2 = 63
o
26
Thay số vào (2-3) ta đợc:

Trong khi đó chiều sâu lớn nhất của đoạn cổ giếng chỉ là H nó đợc xác định
trên bình đồ hình 1.4 nó là khoảng cách từ vành đế đỡ đến mặt chuẩn 0- 0.
Nh vậy H =22.sin22

0
= 8,24m, ta thấy H > H
gh
do đó ta phải xác định áp lực
đất đá ở nóc theo công thức của Biecbaumier sơ đồ tính nh trên hình vẽ 2-1.
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57


tgtg
B
H
o
t
gh
.
2
90
2









=
32
6263.

2
626390
6,3
2
=










=
o
oo
gh
tgtg
H
DD
F
ms
F
ms
A
D
B
C

H
Q
16
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Hình 2.1: Sơ đồ tính áp lực nóc
Tỷ lệ: 1:50
Ta đi xác định tải trọng nóc theo công thức :

P = Q - 2D.tg (T) (2-5)
Trong đó:
Q - trọng lợng của khối đất đá ABCD. tính cho 1m dọc theo
cổ giếng thì Q tính theo công thức sau:

Q = B
t
..H , (T) (2-6)
D - áp lực chủ động của đất đá tác dụng lên thành AB và
CD. Tính theo phơng pháp tờng chắn trong đất, ta có:

(T) (2-7)
Thay giá trị Q và D vào công thức (2-5), ta có công thức sau:

(T) (2-8)
áp lực nóc lớn nhất là tại vị trí H
T
= H
gh
/2 = 32/2 = 16m. ta thấy
H
T

= 16m > 8,24m là nơi sâu nhất của cổ giếng. ta lấy H = 8,24m thay vào
công thức (2-8) ta có đợc áp lực nóc:
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57









=
2
90
.
2
.
0
2
2

tg
H
D

=



tgtg
B
H
HBP
o
t
t
.
2
90
.1
2
17
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
T
Hình 2.2. Sơ đồ xác định áp lực nóc

Tỷ lệ: 1:50
Vì công trình là cổ giếng nghiêng nên áp lực chia thành 2 thành phần
P
n
và T
n
nh trên hình 2.2
Trong đó:
P
n
- thành phần nén vuông góc với trục đờng lò và đợc xác
định theo công thức sau:

P
n
= P.cos = 44,19.cos22
o
= 40,97 T
T
n
- thành phần lực song song với trục đờng lò và đợc tính
theo công thức sau:

T
n
= P.sin = 44,19.sin22
o
= 16,55 T
áp lực nóc do trọng lợng vỏ bê tông tác dụng lên.
Tải trọng do trọng lợng bản thân của vòm bê tông P

v
tác dụng lên, ta
chỉ cần tính cho 1m chiều dài của cổ giếng. áp lực đó đợc tính theo công
thức sau:
P
v
=
bt
.d
o
.R.1 T (2-9)
Trong đó:

bt
- khối lợng riêng của bê tông, bê tông sử dụng ở đây là
bê tông nặng nên ta lấy
bt
= 2,5 T/m
3
R - bán kính vòm, R = 1,8m ( kể cả chiều dày của vỏ bê
tông)
Thay số vào (2-9) ta đợc:
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
19,446263.
2
626390
.
6,3
24,8
124,8.0,2.6,3

2
=

















=
o
oo
tgtgP
T
n
P
n
P
18
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y

P
v
= 2,5.0,2.3,14.1,8.1 = 2,83(T)
Vậy cờng độ áp lực nóc là:
q
n
= (P
n
+ P
v
)/B
t
= (40,97 + 2,83)/3,6 = 12,17 T/m
Hình 2.3. Sơ đồ phân bố áp lực nóc
Tỷ lệ: 1:50
II.1.2. áp lực hông
Để tính áp lực hông cho cổ giếng nghiêng ta dựa vào công thức tính
áp lực cho tờng chắn đất, tính cho một đơn vị chiêu dài mà cụ thể ở đây ta
tính cho 1m. Sơ đồ tính áp lực hông nh trên hình 2-4
Hình 2.4. Sơ đồ tính áp lực hông
Tỷ lệ: 1:50
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
q
nt1
q
nt2
b
1
q

s
2
q
s
1
h
q
s
1
q
s
2
2a
45
o
-
/2
19
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Ta lấy chiều cao vòm phá huỷ đúng bằng chiều sâu nhất của cổ giếng
b
1
= 8,24m. Vậy các áp lực hông sẽ tính theo công thức của Biecbaumier
nh sau:

T/m (2-10)

Trong đó:
- trọng lợng thể tích đất đá ở hông, = 2,0 T/m
3

Thay số vào (2-10) ta đợc:
T/m

T/m (2-11)

Trong đó:
h
n
- chiều cao thành đất đá ở hông lò nghiêng đợc xác định
bằng công thức:

h
n
= h/cos m (2-12)
Thay công thức (2-12) vào (2-11) ta đợc:
T/m (2-13)
Thay số vào (2-13) ta đợc:
T/m
II.1.3. áp lực nền

(2-14)
Trong đó:
D
o
- lực đẩy ngang và đợc xác định theo công thức sau:
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57

=
2
90

2
11


o
s
tgbq
( )









+=
2
90

2
12


o
ns
tghbq















+=
2
90
.
cos
.
2
12

o
s
tg
h
bq
918,0
2
626390
.24,8.0,2
2
1
=










=
oo
s
tgq
3,1

2
626390
.
22cos
2,3
24,8.0,2
2
2
=
















+=
oo
o
s
tgq

=
2
90
.

o
o
tgDN
20
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
(2-15)
và H
1
đợc tính theo công thức H
1
= h + b
1
= 3,2 + 8,24 = 11,44m
(2-16)
Thay số vào (2-16) ta đợc:
m

do chiều sâu tác dụng của áp lực nền quá bé nên ta có thể bỏ qua áp lực
nền.
II.2. Chọn vật liệu và kết cấu chống giữ cho cổ giếng
Vật liệu dùng để chống giữ cổ giếng là bê tông liền khối đổ tại chỗ.
Kết cấu chống giữ là vòm tờng thẳng. Cần chú ý là giếng với góc nghiêng
22
o
nên phần móng của tờng phải có cấu tạo dạng bậc.
II.3. Xác định nội lực các bộ phận vỏ chống và kiểm tra.
II.3.1. Xác định nội lực vỏ chống
Để đơn giản trong tính toán ta lấy áp lực sờn phân bố dạng hình chữ
nhật lấy áp lực tính toán là áp lực lớn nhất q
s
= q
s2
= 1,3 T/m
Tải trọng tính toán phải đợc nhân với hệ số vợt tải k do đó các tải
trọng tính toán nh sau:
q
nt
= q
n
.k
q
st
= q
s
.k
ta lấy k = 1,2 vậy ta có:
q

nt
= 1,2.12,17 = 14,6 T/m
q
st
= 1,2.1,3 = 1,56 T/m
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
( )



















+=
2
90
22

90
2
2
2
2
2
1




o
o
o
o
o
o
tg
X
tgHX
X
D

=
2
90
1
2
90
4
4
1


o
o
o
tg
tgH
X
035,0
2

626390
1
2
626390
44,11
4
4
=





















=

oo
oo
o
tg
tg
X
21
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Tải trọng tác dụng lên nóc công trình có dạng hình thang nh hình 2.4
nhng để đơn giản trong tính toán ta lấy nó phân bố đều hình chữ nhật vói áp
lực phân bố đều là lớn nhất. Ta có sơ đồ tính toán nh hinh vẽ:


Hình 2.5. Sơ đồ áp lực tính toán nội lực của công trình
Tỷ lệ: 1:50
Tính nội lực phần vòm
Hình 2.6. Sơ đồ tính nội lực của vòm công trình
Tỷ lệ: 1:50
Do hệ là đối xứng nên ta chỉ tính cho một nửa phần vòm nh trên hình
vẽ và sử dụng công thức của sim sơn cũng do tính chất đối xứng nên lực cắt
ở đỉnh vòm Q
0
= 0. Sơ đồ tính nội lực phần vòm nh sau:
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
h
t
q
st
q
st

q
nt
M
o
H
o
q
nt
q
st
q
st
22
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y


Hình 2.7. Sơ đồ xác định nội lực phần vòm của công trình
Tỷ lệ: 1:50

(2-11)

(2-12)
Trong đó các giá trị M
q
, y , y
2
, M
q
.y đợc xác định theo công thức
sim son

Trong đó:
n - số đoạn cong chia trên nửa vòm hay nó chính là số mặt
cắt cần phải cắt để ta có thể tính đợc nội lực đơn giản hơn ta chọn n =6
từ đó thì gía trị S/3n bị triệt tiêu ta đi xác định các giá trị M
q
, y , y
2
,
M
q
.y bằng các công thc sau:


Trong đó:
y = R - Rcos , x = Rsin
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
y
x
M
P
q
st
q
nt
( )

=
2
2
.3
3
yny
MyyMn
H
qq
o
( )




=
2
2
2
.3

yny
yMyyM
M
qq
o
( ) ( )
[ ]
642531
24

.3
qqqqqqqoq
MMMMMMM
n
S
M
++++++=

( ) ( )
[ ]
642531
24
qqqqqqqoq
MMMMMMMM
++++++=

( ) ( )
[ ]
642531
24 yyyyyyyy
o
++++++=

( ) ( )
[ ]
6
2
4
2
2

2
5
2
3
2
1
222
24 yyyyyyyy
o
++++++=

( ) ( )
[ ]
664422553311
2 4 yMyMyMyMyMyMyMyM
qqqqqqoqoq
++++++=

23
XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y

R- bán kính phần vòm R= 1,8m
M
q
- mô men do ngoại lực tác dụng lên phần vòm và đợc
tính theo công thức sau:

Để tiện cho việc tính toán thì ta lập một bảng ứng với các vị trí mặt cắt
tơng ứng ta tính luôn đợc các giá trị M
q

, M
q
.y tơng ứng với các toạ độ x, y
nh sau:
Stt
(độ)
x y x
2
y
2
M
q
M
q
.y
0 0 0 0 0 0 0 0
1 15 0,465 0,061 0,216 0,004 - 1,574 - 0,096
2 30 0,9 0,241 0,81 0,058 - 5,868 - 1,414
3 45 1,273 0,527 1,621 0,278 - 11,616 - 6,122
4 60 1,559 0,900 2,430 0,81 - 17,107 - 15,396
5 75 1,739 1,334 3,024 1,779 - 20,687 - 27,596
6 90 1,8 1,8 3,240 3,240 - 21,125 - 38,025
Bảng 2.1. Bảng tính mô men ngoại lực tác dụng lên phần vòm
Từ bảng tính toán 2.1 ta có thể tính đợc các đại lợng M
q
, y , y
2
,
M
q

.y một cách dễ dàng theo các công thức ở trên
Thay các giá trị vào công thức (2-11) và (2-12) ta đợc:
T
T.m
Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57
2
.
2
.
22
y
q
x
qM
stntq
=
583,202
=

q
M
77,11
=

y
22,13
2
=

y

861,206.
=

yM
q
( ) ( )
( )
468,13
22,13.6.377,11
583,202.77,11861,206.6.3
2
=


=
o
H
( ) ( )
( )
448,2
22,13.6.377,11
861,206.77,1122,13.583,202
2
=


=
o
M
24

XD Ngm v M. Tham kho nhộ copy nguyờn tao bỏo lờn b mụn y
Từ các giá trị H
0
và M
0
ta tính đợc các giá trị nội lực của phần vòm đợc
tính theo các công thức sau:

y = R - Rcos , x = Rsin
Do tính chất đối xứng nên ta chỉ tính cho một nửa sau đó ta lấy đối
xứng sang ta chia nửa vòm thành 6 phần bằng nhau từ các công thức tính
nội lực ta lập bảng tính nh sau:
Stt
(độ) sin cos
x y M
q
M N Q
0 0 0 1 0 0 0 2,448 13,468 0
1 15 0,259 0,966 0,465 0,061 1,574 1,688 14,677 - 3,095
2 30 0,5 0,866 0,9 0,241 5,868 - 0,174 17,91 - 6,405
3 45 0,707 0,707 1,273 0,527 11,616 - 2,07 22,081 - 9,058
4 60 0,866 0,5 1,559 0,900 17,107 - 2,538 25,743 -0,933
5 75 0,966 0,256 1,739 1,334 20,687 - 0,257 27,441 4,5
6 90 1 0 1,8 1,8 21,125 5,565 26,28 10,66
Bảng 2.2. Bảng tính nội lực của phần vòm công trình
Tính nội lực phần tờng
Để xác định nội lực của tờng thì ta bắt đầu tính từ chân vòm xuống
và truyền phản lực từ chân vòm xuống tờng để tính toán phản lực cho tờng,
các lực từ trên vòm truyền xuống gồm: M = 5,565T.m, N = 26,28T
Q = 10,66T

Các lực tác dụng lên tờng bao gồm áp lực đất đá phân bố theo hình
tam giác q, phản lực từ vòm xuống nh đã trình bày ở trên, trọng lợng bản
thân của tờng G , lực ma sát T ở thành tờng, phản lực U tại mép móng công
trình và áp lực từ đất đá tác dụng lên mong công trình nh trên hình 2.8.

Copyright: Th Anh lớp : XDCTN-M K57

sin cos.sin yqxqHQ
stnto
=

cos sin cos. yqxqHN
stnto
+=
qoo
MyHMM += .
25