THIẾT KẾ CÔNG LỘ THIÊN

Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên

ĐỒ ÁN SỐ 5

THIẾT KẾ CỐNG LỘ THIÊN
PHẦN I : TÀI LIỆU CHO TRƯỚC
1. Nhiệm vụ công trình :
- Cống C xây dựng ven sông Z để làm nhiệm vụ dâng nước
tưới cho 35.000ha ruộng, tiêu nước cho khu vực trên và
ngăn lũ từ sông vào. Cống xây dựng trên tuyến đường
giao thông có xe 8 – 10 tấn đi qua.
2. Các mực nước và lưu lượng tiêu cống C :
- Số liệu được thể hiện qua bảng sau :
Bảng C – lưu lượng và các mực nước cống C
Trường
hợp
Chỉ
tiêu
Đề số
79
3.
4.
a.
-

Tiêu
Qmax
tiêu
(m3/s)
92

min
Zđồng

tk
Zsông

Ngăn lũ
max
Zđồng

min
Zsông

max
Zsông

min
Zđồng

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

5,10

4,92

6,85

3,55

6,32

2,15

Các tài liệu về kênh tiêu :
Cao trình đáy kênh : Zđáy kênh = +1.0 m
Độ dốc đáy
: i = 10-4 ÷ 10-5
Độ dốc mái
: m = 1,5
Độ nhám
: n = 0,025
Tài liệu về gió và chiều dài truyền sống :
Tài liệu về gió :
Được thể hiện ở bảng sau :

Tần suất P%
V (m/s)

2
28.0

3
26.0

5
22.0

20
18.0

30
16.0

50
14.0

b. Tài liệu về chiều dài truyền sống :
Trường hợp
D (m)

Z sông bình thường
200

Z sông max
300

5. Tài liệu về đòa chất :
- Đất thòt từ độ cao : +2.5 ÷ 1.0
- Đất cát pha
: +1.0 ÷ -15.0

Trang 1


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Đất sét
: -15.0 ÷ -35.0
- Ta có bảng chỉ tiêu cơ lý của các loại đất nền sau :
Loại đất
Chỉ tiêu
γ k (T/m3)
γ tn (T/m3)
Độ rỗng n
ϕtn (độ)
ϕbh (độ)
Ctn (T/m2)
Cbh (T/m2)
Kt (m/s)
Hệ số rỗng e
Hệ số nén a
(m2N)
Hệ số không
đều η

Thòt

Cát pha

sét

1,47

1,70
0,40
190
160
1,50
1,00
4.10-7
0,67

1,52
1,75
0,38
230
180
0,50
0,30
2.10-6
0,61

1,41
1,69
0,45
120
100
3,50
2,50
1.10-8
0,82

2,2

2,0

2,3

8

9

7

6. Thời gian thi công : 2 năm.

Trang 2


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên

PHẦN II : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
A. CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ :
I. Vò trí , nhiệm vụ công trình :
- Cống C xây dựng ven sông Z để làm nhiệm vụ dâng nước
tưới cho 35.000ha ruộng, tiêu nước cho khu vực trên và
ngăn lũ từ sông vào. Cống xây dựng trên tuyến đường
giao thông có xe 8 – 10 tấn đi qua.
II. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế :
7. Cấp công trình : ( Xác đònh theo TCVN 5060 –90 ). Dựa
vào 2 điều kiện )
a. Dựa vào chiều cao của công trình :
- Chiều cao của công trình được xác đònh như sau :

max
H = ∇ đỉnh cống - ∇ đáy kênh = d + Zđồng
- ZKđ = 1 + 6,85 –1 =
6,85m.
Trong đó : d – là độ vượt cao an toàn, ta chọn d = 1 m
- Tra bảng phụ lục 1-1 ta được công trình cấp IV.
b. Dựa vào nhiệm vụ của công trình :
- Dựa vào nhiệm vụ của công trình là dâng tưới cho 35.000ha
ruộng ta tra bảng phụ lục 1-2 ta được công trình có cấp III.
- Vậy từ 2 điều kiện trên ta chọn được công trình có cấp III.
8. Các chỉ tiêu thiết kế : Dựa vào cấp công trình tra bảng
được :
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn đònh, kết
cấu. Tra bảng P1-3 GTTC ta được : P = 1%.
- Tra bảng P2-1 – ta có mức đảm bảo của vận tốc gió lớn
nhất :
P = 5% ⇒ V = 22 (m/s)
- Tần suất mực nước lớn nhất ngoài sông khai thác :
- Hệ số vượt tải tra phụ lục P1-4 : n = 1,10
- Hệ số điều kiện làm việc của ct tra phụ lục P1-5: m = 1,00
- Hệ số tinh cậy tra phụ lục P1-6 : Kn = 1,15
B. TÍNH TOÁN THỦY LỰC CỐNG :
I. Tính toán kênh hạ lưu :
- Theo đề bài thì ta có : Q = 92 (m 3/s) ; n = 0,025 ; m = 1,5 ; chọn :
i = 10-4
min
- Cao trình đáy kênh là : Zđáy kênh = +1.0m ; Zđồng= 5,10m
min
- Chiều cao mực nước : h = Zđồng− Zđáykênh
= 5,10 – 1 = 4,10 m.

- Bài toán coi như biết Q, i, m, n, h tìm B theo mặt cắt lợi nhất
về thủy lực :

Trang 3


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
∗ Tính f(Rln) :
- Với m = 1,5 tra phụ luc 8-1 bảng tra thủy lực ⇒ 4m0 = 8,424
- Ta có :
4m0. i 8,424. 10−4
= 0,000916
=
Q
92
- Tra phụ lục 8-1 ứng với n = 0,025 ta được : ⇒ Rln = 3,45 m
h
∗ Lập tỉ số
:
R ln
f(Rln) =

- Ta có :

h
4,10
=
= 1,19
R ln

3,42

- Tra phụ lục 8-3 , ứng với m = 1,5 ta được :

b
= 5,82
R ln

∗ Tính bk :
- Từ tỉ số trên ta tính được như sau :
 b 
 .Rln = 5,82.3,42 = 19,904 m
bk = 

R
 ln 
- Vậy ta chọn lại chiều rộng của kênh là : bk = 20 m.
∗ Kiểm tra lại khẩu diện kênh hạ lưu :
bk
20
=
= 4,87 ∈ β = [2 ÷ 5]
- Ta có :
h 4,10
- Vậy bề rộng kênh được chọn là hợp lý.
II. Tính toán khẩu diện cống :
Mục đích là : Xác đònh khẩu diện cống và và tính toán tiêu
năng.
1. Trường hợp tính toán :
- Ta chọn trường hợp khi chênh lệch mực nước thượng ha lưu

nhỏ, cần tháo lưu lượng Q = 92 (m3/s).
- Chênh lệch mực nước :
min
tk
∆Zmin = ∇ Zđồng
- ∇ Zsông
= 5,10 – 4,92 = 0,18m.
2. Chọn loại và cao trình ngưỡng cống :
a. Cao trình ngưỡng cống :
- Với trường hợp thiết kế cống tiêu và chênh lệch mực
nước thượng hạ lưu nhỏ ta chọn cao trình ngưỡng cống bằng
với cao trình đáy kênh.
- Ta có cao trình ngưỡng cống :
∇ ngưỡng cống = ∇ đáy kênh = +1,0m.
b. Hình thức ngưỡng :
- Khi ngưỡng thấp nên ta chọn đây là đập tràn đỉnh rộng
với cao trình ngưỡng bằng cao trình đáy kênh.

Trang 4


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
3. Xác đònh bề rộng cống : (Tính với trường hợp đập tràn
đỉnh rộng).
- Ta có sơ đồ tính toán như hình vẻ .

Zph
H

h

hh =hn

a. Đònh trạng thái chảy :
- Theo QPTL C8-76 thì đập chảy ngập khi tỉ số :

hn
≥ 0,75 ÷ 0,85
H0

(*).
- Do chênh lệch mực nước thượng hạ lưu nhỏ nên thường xảy
ra chảy ngập. Độ cao phục hồi Z ph thường nhỏ nên có thể
bỏ qua.
tk
- Khi đó ta có thể lấy : h = hn = hh = Zsông
- Zđk = 4,92 – 1 = 3,92 m
- Với H0 được xác đònh như sau :
α.V02
1.0,862
H0 = H +
= 4,10 +
= 4,14 m
2.g
2.9,81
Trong đó ta có :
+ Với α - hệ số cột nước lưu tốc ta chọn : α = 1.
+ V0 – lưu tốc đến gần, và được tính toán theo công thức sau
đây:
Q

Q
92
V0 =
=
=
= 0,86 (m/s)
Ω tk
H.( bk + m.H )
4,10.( 20+ 1,5.4,10)
+ Với :
H = Zđmin − Zđk = 5,10 – 1 = 4,10 m
- Thay tất cả vào (*) ta được :
 hn 
hn 3,92
 = 0,75 ÷ 0,85
=
=0,95 > 
H 0 4,14
 H 0  pg
- Vậy trường hợp trên chảy qua cống được tính như qua đập
tràn đỉnh rộng chảy ngập.
b. Tính toán bề rộng cống ∑b :
∗ p dụng theo công thức đập tràn đỉnh rộng chảy
ngập ta có :
Q = ϕnϕg.Bc.h. 2g.( H 0 − h)
Trong đó ta có :
Trang 5


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên

+ ϕg – là hệ số co hẹp bên được xác đònh theo công thức sau :
ϕg = 0,5.ε0 + 0,5 = 0,5.0,96 + 0,5 = 0,98
+ Với ε0 ta chọn như sau : ε0 =0,96
+ ϕn – là hệ số lưu tốc chảy ngập, được tra theo bảng thủy lực
theo hệ số lưu lượng m (theo bảng tra của cumin) : ϕn = 0,98
+ Lưu lượng Q = 92(m3/s) ; g = 9,81(m/s2)
+ Chiều cao h = 3,92m ; H0 = 4,14m.
- Thay tất cả các giá trò vào trên ta được :
Q
92
Bc =
=
ϕ n.ϕ g.h. 2g( H 0 − h)
0,98.0,98.3,92. 2.9,81.( 4,14− 3,92)
= 11,64 m
- Để đảm bảo lưu lượng tháo qua cống ta chọn : Bc = 12m
- Vậy ta chia ra làm n = 2 khoang, mỗi khoang rộng b = 6m
∗ Kiểm tra lại BC và lưu lượng tháo qua cống :
- Tính lại hệ số co hẹp :
∑ b = 12= 0,86
ε0 =
∑ b + ∑ d 14
Trong đó :
+ ∑ b - là tổng bề rộng của cống : ∑ b = 12m.

+ ∑ d - là chiều dày các mố
: ∑ d = ξmt + 2. ξmb = 2 m
+ trong đó ta chọn ξmt = 1m; ξmb = 0,5m
- Tính lại ϕg :
ϕg = 0,5.ε0 + 0,5 = 0,5.0,86 + 0,5 = 0,93

- Tính laiï ϕn
Tra bảng ta được ϕn = 0,98
- Tính lại BC :
Q
92
Bc =
=
ϕ n.ϕ g.h. 2g( H 0 − h)
0,98.0,93.3,92. 2.9,81.( 4,14− 3,92)
= 12,40 m
- Kiểm tra lưu lượng qua cống :
Qtt = ϕnϕg.Bc.h. 2g.( H 0 − h) = 0,98.0,93.12,40.3,92.

2.9,81( 4,14− 3,92)

= 92,04 (m3/s)
∗ Từ tính toán trên ta thấy :
- Từ tính toán trên ta thấy : Q tt ≈ Qtk vậy bề rộng cống chọn
được đảm bảo về mặt lưu lượng.
- Vậy ta chọn lại bề rộng của cống là : B c = 13m được chia
làm n = 2 khoang, mỗi khoang là : b = 6.5m

Trang 6


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
III. Tính toán tiêu năng phòng xói :
1. Trường hợp tính toán : (Với cống tiêu kết hợp dâng
tưới)
- Khi lưu lượng tháo qua cống với chênh lệchmực nước thượng

hạ lưu lớn.
- Tính toán trong trường hợp mực nước sông nhỏ nhất và mực
nước đồng lớn nhất.
max
min
Zsông
- Ta có :
= 3,55m; Zđồng
= 6,85m.
max
min
∆Zmax = Zđồng
- Zsông
= 6,85 – 3,55 = 3,30m

- Tính toán với chế độ mỡ đều các cữa van.
- Chiều cao mực nước tính toán tiêu năng là :
max
Hmax = Zđồng
- Zđk = 6,85 – 1 = 5,85 m
min
hh = Zsông
- Zđk = 3,55 – 1 = 2,55 m
2. Lưu lượng tính toán tiêu năng :
- Với trường hợp cống tiêu kết hợp dâng tưới. Ta xét trường
hợp mực nước hạ lưu cống không phụ thuộc lưu lượng tháo
qua cống. Khi mực nước thượng lưu đã khống chế, Q tt chính là
lưu lượng tháo thiết kế của cống : Qtt = Qtk = 92 (m3/s) .
- Xác đònh độ cao mỡ cống a theo công thức chảy dưới cữa
cống :

Q = ε.ϕ.Bc.hc. 2g( H 0 − hc ) (**)
Trong (**) ta có :
+ ε - là hệ số co hẹp bên, ta chọn : ε = 0,98
+ ϕ - là hệ số lưu tốc, ta chọn
: ϕ = 0,95
+ hc – là độ sâu tại mặt cắt co hẹp : hc = α.a
 a
+ α - là hệ số co hẹp đứng
: α = f 
H
+ Ta có H0 được tính theo mực nước lớn nhất :
α.V 2
0,552
H0 = H +
= 5,85 +
= 5,87 m
2g
2.9,81
Trong đó :
Q
Q
92
=
=
V=
= 0,55 (m/s)
Ω H max.( bk + m.H max) 5,85.( 20+ 1,5.5,85)
+ Bề rộng cống : ∑b = Bc = 13m
+ Ta có
: E0 = P + H0 = H0

∗ Ta xác đònh a bằng cách sữ dụng bảng quan hệ
Jucốpxki như sau :
- Tính F(τc) :
Q
92
F(τc) =
= 0,524
3/ 2 =
ϕ.Bc.H 0
0,95.13.( 5,87) 3/ 2
- Tra bảng phụ lục 15-1(bảng tính hủy lực ) ta được :

Trang 7


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
τ c = 0,130
hc = τ c.E 0 = 0,130.5,87= 0,77m
⇒ "
 "
"
τ c = 0,571 hc = τ c .E 0 = 0,571.5,87= 3,35m
α = 0,621
- Xác đònh độ cao mỡ cống :
h
0,77
a= c=
= 1,25m
α 0,621
∗ Kiểm tra lại lưu lượng qua cống :

- Từ công thức tính lưu lượng trên ta có :
Q = ε.ϕ.Bc.α.a 2g( H 0 − α.a)

= 0,98.0,95.13.0,621.1,25 2.9,81.( 5,87− 0,621.1,25)
= 93,92 (m3/s)
- So sánh ta thấy : Qtt > Qtk . vậy độ cao mỡ cống : a = 1,25 m
đảm bảo điều kiện về độ mỡ cống.
∗ Kiểm tra trạng thái chảy qua cống :
- Từ tính toán hc, hh, hc” trên so sánh ta thấy :
hc < hh < h"c
- Vậy chế độ chảy qua cống là có nước nhảy phóng xa. Vì
vậy mà cần phải thiết kế thiết bò để tiêu hao hết năng
lượng thừa từ lượng nước thượng lưu đổ về hạ lưu và đảm
bảo cho cống làm việc an toàn.
3. Tính toán kích thước thiết bò tiêu năng :
a. Chọn biện pháp thiết bò tiêu năng :
- Để tiêu hao phần năng lượng của dòng chảy và không cho
phát sinh dòng chảy xiết hoặc xãy ra trường hợp nước
nhảy phóng xa, nhằm đưa cho nước nhảy sau cống về trạng
thái chảy ngập, và dòng chảy đều đặn thì cần phải thiết
kế thiết bò tiêu năng .
- Theo tài liệu về thiết kế cống thì cống được xây dựng trên
nền đất, nên dùng thiết bò là đào bể để tiêu năng là
hợp lý hơn.
b. Tính toán kích thước bể :
∗ Tính chiều sâu đào bể :
Chiều dâu đào bể tiêu năng được xác đònh theo công thức
thủy lực sau :
d = σ. h"c - hh – Z2
Trong đó :

+ σ - là hệ số an toàn ngập, ta chọn : σ = 1,10

( )

+ h"c - là độ sâu liên hợp với độ sâu co hẹp hc.
+ hh – là độ sâu mực nước ha lưu khi chưa đào bể.
- Chiều sâu đào bể được xác đònh theo công thức thủy lực
tính toán theo phương pháp đúng dần :
- Giả thiết 1 giá trò d1 như sau :

Trang 8


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
d= h"c - hh = 3,35 – 2,55 = 0,8m
- Tính E '0 :
E '0 = E0 + d1 = H0 + d1 = 5,87 + 0,8 = 6,67 m

- Tính F(τc) :
F(τc) =

Q

( )

3/ 2
ϕ.Bc. E '0

=

92
0,95.13.( 6,67) 3/ 2

= 0,432

- Từ F(τc) tra bảng phụ lục 15-1 ta được : τ"c = 0,525
⇒ h"c = τ"c . E '0 = 0,525.6,67 = 3,50m
- Tính độ chênh mực nước ỡ ngưỡng tiêu năng Z2 :
Q2
α.Q2
−
Z2 = 2 2 2
ϕ .Bc .hh.2g 2g.B2 σ.h" 2
c
c
922

(

)

922
−
0,952.132.2,552.2.9,81 2.9,81.132.(1,05.3,50) 2
= 0,25 m
=

- Tính lại d :
d = σ. h"c - hh – Z2 = 1,05.3,50 – 2,55 – 0,25 = 0,88 m
- Từ d và d1 tính toán ở trên ta thấy : d1 ≈ d = 0,88

- vậy ta chọn lại chiều sâu đào bể sao cho đảm bảo tiêu
năng tốt nhất trong mọi trường hợp bất lợi nhất có thể
xảy ra là : d = 0,9 m
∗ Tính chiều dài bể tiêu năng Lb :
- Chiều dài bể tiêu năng được xác đònh theo công thức sau :
Lb = L1 + β.Ln
Trong đó :
+ β - là hệ số, ta chọn β = 0,75
+ L1 – là chiều dài nước rơi từ ngưỡng xuống sân tiêu năng,
được tính theo Trectôuxốp
L1 = 2. hk .( P + 0,35.hk ) =

( )

= 2. 3,91.( 0,9 + 0,35.3,91)
= 5,95m
Với :P – là chiều cao ngưỡng cống so với bể : P = d = 0,9m
2
2
.5,87 = 3,91 m
hk = .H 0 =
3
3
+ Ln – là dài nước nhảy, tính theo công thức kinh nghiệm :
Ln = 4,5. h"c − hc = 4,5.(3,5 – 0,77) = 12,28 m
- Thay tất cả vào trên ta được :
Lb = 5,95 + 0,75.12,28 = 15,16 m

(

)

Trang 9


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Vậy ta chọn lại chiều dài của bể là :
Lb = 16 m

C. BỐ TRÍ CÁC BỘ PHẬN CỐNG :
I. Thân cống : Bao gồm bản đáy, trụ và các bộ phận bố trí
trên nó.
1. Thiết kế cửa van :
Ta chọn phương án làm cửa van phẳng, có cấu tạo bằng
thép, cao trình của cửa van phải cao hơn cao trình đáy tường
ngực khoảng :
2. Thiết kế tường ngực :
a. Các giới hạn của tường ngực :
∗ Xác đònh cao trình đáy tường ngực :
- Cao trình đáy tường ngực được xác đònh theo công thức sau :
Zđt = Ztt + δ
Trong đó :
+ Ztt – là mực nước tính toán khẩu diện cống, ta có :
Ztt = H = Zđmin − Zđk = 5,10 – 1 = 4,10 m
+ δ - là độ lưu không , chọn
: δ = 0,7
- Thay tất cả vào trên ta được :
Zđt = 4,10 + 0,7 = 4,8 m
∗ Xác đònh cao trình đỉnh tường ngực : Lấy cao trình đỉnh
tường ngực bằng với cao trình đỉnh cống. Được xác đònh như

đỉnh đập bê tông.
- Cao trình đỉnh tường ngực được xác đònh theo 2 mực nước
MNDBT và MNDGC :
∇ đ1 = Zđmin+ ∆h +ηs + a
(1)
∇ đ2 = Zđmax+ ∆h’ +ηs’ + a’

(2)

Trong đó :
+ a và a’ – là độ vượt cao an toàn ứng với 2 mực nước. Tra
bảng phụ lục 5-1 GTTC tập I ta được : a = 0,5 ; a’ = 0,4.
+ ηs và ηs’ – là độ dềnh cao nhất ứng với 2 mực nước.
+ ∆h và ∆h’ – là độ dềnh do gió ứng với gió lớn nhất và
gió bình quân.
Xác đònh ∆h và η s ứng với : ( V = 28 m/s và D = 200m ) :
- Xác đònh ∆ h :
V 2.D
282.200
∆h = 2.10 .
.cosαB = 2.10-6.
= 0,0078 (m).
g.H
9,81.4,10
-6

Trong đó :
+ V = 28 (m/s) ; D = 200m ; g = 9,81 (m/s2) ; H = 4,10 m
+ αB – là góc kẹp giữa cống với hướng gió. Ta chọn αB = 0.
Trang 10

Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Xác đònh η s :
ηs = K η s .h1% (*)
Trong đó :
+ h1% - chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%. Và được
xác đònh như sau :

+ Giả sữ đây là trường hợp sóng nước sâu tức ( H > λ ).
2
+ Tính các giá trò không thứ nguyên:
gt
9,81.6.60.60
=
= 7657,71
V
28
gD
9,81.200
= 2,5025
2 =
V
282
gt
+ Tra đồ thò P(2-1), ứng với
= 7657,71 đường bao trên cùng ta
V
nhận được :
gh

= 0,032
V2
gτ
= 2,30
V
gD
+ Với 2 = 2,5025 tra bảng ta được :
V
gh
= 0,0032
V2
gτ
= 0,54
V
+ Chọn cặp giá trò nhỏ nhất là :
0,0032.V 2 0,0032.282
gh
⇒
h
=
=
= 0,26m
=
0,0032
g
9,81
V2
0,54.V 0,54.28
gτ
⇒τ=

=
= 1,54m
= 0,54
g
9,81
V
2
9,81.1,542
⇒ λ = gτ =
= 3,70 m
2.3,14
2.Π
+ Kiểm tra lại điều kiện giả thiết ta thấy :
H = 4,10 > λ = 1,85 m
2
+ Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng.

Trang 11


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
 λ 3,70
= 0,90
 =
 H 4,10
⇒ K η S = 1,18
+ Tra đồ thò P2-3 ứng với 
 h = 0,26 = 0,07
 λ 3,70
+ Xác đònh chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1% h1% :

h1% = K1%. h = 2,01.0,26 = 0,52 m
gD
Trong đó : tra đồ thò P2-2 ứng với :
= 2,50 ⇒ k1% = 2,01
V2
gH
= 0,051 ⇒ k1% = 2,0
V2
- Thay tất cả vào trên ta được :
ηs = 1,18.0,52 = 0,61 m
Xác đònh ∆h’ và η’s ứng với : ( V’ = 16 m/s và D’ =
300m ) :
- Xác đònh ∆ h’ :
∆h’ = 2.10-6.

V '2.D'
162.300
.cosαB = 2.10-6.
= 0,00382 (m).
g.H
9,81.4,10

Trong đó :
+ V’ = 16 (m/s) ; D’ = 300m ; g = 9,81 (m/s2) ; H = 4,10 m
+ αB – là góc kẹp giữa cống với hướng gió. Ta chọn αB = 0.
- Xác đònh η ’s :
η’s = K 'η s .h’1% (*)

Trong đó :
+ h1% - chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%. Và được

xác đònh như sau :
λ'
+ Giả sữ đây là trường hợp sóng nước sâu tức ( H > ).
2
+ Tính các giá trò không thứ nguyên:
gt
9,81.6.60.60
=
= 13243,5
V'
16
gD'
9,81.300
= 11,496
'2 =
V
162
gt
+ Tra đồ thò P(2-1), ứng với
đường bao trên cùng ta nhận
V'
được :
gh'
= 0,11
V '2
gτ' = 4,75
V'
gD'
+ Tra đồ thò P(2-1), ứng với '2 đường bao trên cùng ta nhận
V

được :

Trang 12


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
gh'
= 0,0075
V '2
gτ' = 0,93
V'
+ Chọn cặp giá trò nhỏ nhất là :
0,0075.V '2 0,0075.162
gh'
⇒
h
'
=
=
= 0,19m
=
0,0075
g
9,81
V '2
0,93.V ' 0,93.16
gτ' = 0,93
⇒ τ'=
=
= 1,52m

g
9,81
V'
2
9,81.1,522
⇒ λ' = gτ' =
= 3,61 m
2.Π
2.3,14

+ Kiểm tra lại điều kiện giả thiết ta thấy :
λ'
H = 4,10 >
= 1,805 m
2
+ Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng.
 λ' 3,61
= 0,88
 =
 H 4,10
⇒ K 'η S = 1,14
+ Tra đồ thò P2-3 ứng với 
 h' = 0,19 = 0,053
 λ' 3,61
+ Xác đònh chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1% h1% :
h1' % = K 1' % . h' = 2,02.0,19 = 0,38 m
Trong đó : tra đồ thò P2-2 ứng với :

gD'
= 11,50 ⇒ k1% = 2,02

V '2

gH'
= 0,157 ⇒ k1% = 2,02
V '2
- Thay tất cả vào trên ta được :
η's = 1,14.0,38 = 0,43 m
∗ Thay tất cả vào hệ (1) và (2) ta có :
∇ đ1 = Zđmin+ ∆h +ηs + a
= 4,92 + 0,0078 + 0,61 + 0,5
= 6,04 m
∇ đ2 = Zđmax+ ∆h’ +ηs’ + a’ = 6,85 + 0,00382 + 0,43 + 0,4
= 7,68 m
TN
- Vậy ta chọn cao trình đỉnh tường ngực là : Zđỉnh
= 7,8m.
TN
TN
- Vậy chiều cao tường ngực là : Htn = Zđỉnh
- Zđt
= 7,8 –4,8 = 3.0m
b. Chọn kết cấu tường :
- Với chiều cao của tường không lớn lắm nên ta chọn chiều
dày của bản mặt tường là 0,3m.
- Chọn kết cấu làm tường ngực là bê tông cốt thép.
3. Cầu công tác :

Trang 13

Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Cầu công tác là nơi đặt máy đóng mỡ và thao tác van.
Chiều cao của cầu công tác cần tính toán đảm bảo khi
kéo hết cữa van thì vẫn còn khoảng không cần thiết để
đưa van ra khỏi vò trí cống khi cần.
- Kết cấu cầu bao gồm bản mặt, dầm đỡ và các cột
chống, kích thước được thể hiện trên hình vẻ.
4. Khe phai và cầu thả phai :
- Bố trí ở đầu và cuối cống để ngăn nước, khoảng cách từ
khe phai và khe van trên 1m, giữ cho khoang trống cống được
khô ráo khi cần sửa chữa.
- Khe phai rộng 0,2 m. Còn khe van thường rộng từ 0,3 m. Trên
cầu thả phai còn bố trí đường ray để di chuyển phai khi hư
hỏng cần sửa chữa.
5. Cầu giao thông :
- Xây dựng theo yêu cầu thiết kế cho các loại xe 8÷ 10 tấn đi
qua. Kết cấu gồm 3 dầm đỡ dọc.
- Bề rộng cầu : Bcầu = 6m, gồm 2 lề người đi bộ, mỗi bên
rộng 1 m .
- Dầm ngang, bản mặt, lan can: kết cấu và khối lượng được
tính chi tiết khi tính kết cấu.
6. Mố cống :
- Với cống chỉ có 2 khoang thì mố bao gồm 1 mố giữa và 2
mố bên.
- Chiều dày mố giữa là : d mg = 1m, còn chiều dày mố bên
là : dmb = 0,5 m.
- Mố giữa có dạng hình nữa tròn, còn mố bên có dạng hình
chữ nhật.
7. Khe lún :
- Do cống rộng nhỏ nên có thề không cần bố trí khe lún.

8. Bản đáy :
- Việc chọn chiều dài bản đáy cần phải thõa mản các điều
kiện về thủy lực, điều kiện ổn đònh của cống. Ta có thể
sơ bộ chọn chiều dài của bản đáy theo điều kiện thủy lực
như sau :
[2 ÷ 3]H < Lbđ < [8 ÷ 10]H
vậy ta chọn : Lbđ = 20m.
- Chiều dày bản đáy t chọn theo điều kiện chòu lực. Ta chọn
như trên hình vẻ.

t =1,2m

Trang 14


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
II. Đường viền thấm : Bao gồm bản đáy cống, sân trước,
các bản cừ, chân khay. Kích thước được chọn theo các điều
kiện sau :
1. Sân trước :
- Vật liệu làm sân ở đây là dùng vật liệu bê tông cốt
thép.
- Chiều dài sân trước có thể chọn sơ bộ như sau :
Ls ≤ (3 ÷ 4)H.
Vậy ta chọn : Ls = 16m.
- Chiều dày của sân trước được làm bằng vật liệu bê tông
cốt thép nên có thể thiết kế cho chiều dày của sân
không thay đổi từ đầu sân đến cuối sân. Ta chọn chiều
dày của sân là : t1 = 0,8m. và chọn t2 = 1 m
2. Bản cừ :

a. Xác đònh vò trí đặt bản cừ :
- Trong trường hợp cống làm nhiệm vụ tiêu nước và tưới, ta
có thể bố trí cừ ở đầu bản đáy.
b. Xác đònh chiều sâu đóng cừ :
- Với điều kiện là công trình làm trên nền đất không dính
nên ta có thể đóng một hàng cừ ở mép thượng lưu bản
đáy ( hàng cừ chính).
- Cừ chính đóng ở mép thượng lưu bản đáy ta chọn :
S = ( 0,6 ÷ 1 )H . vậy ta chọn : S = 3 m
- Ta chọn vật liệu làm cừ là bê tông cốt thép, với chiều
dày của cừ là : δ = 40cm, và chiều rộng của cừ là 60 cm.
3. Chân khay :
- hai đầu bản đáy cần phải làm chân khay cắm sâu vào
nền để tăng độ ổn đònh và đồng thời kéo dài đường
viền thấm dưới đáy công trình.
- Sơ bộ chọn chiều sâu của chân khay là : h ck = 1m. và mỡ 1
góc 450
4. Lỗ thoát nước :
- Các lỗ thoát nước được bố trí ở sân tiêu năng, dưới sân
được bố trí cấu tạo theo từng lọc ngược.
- Khi tính thấm thì đường viền thấm được tính đến vò trí bắt
đầu có tầng lọc ngược.
- Nhằm đảm bảo cho việc thoát nước được tốt, ứng với
chiều dài của bể là L b = 16m ta chia ra làm 8 lỗ, có đường
kính là d=20cm. Khoảng cách từ tân của mỗi lỗ là 2 m.
5. Sơ đồ kiểm tra chiều dài, đường viền thấm :
- Điều kiện để chiều dài dưới đáy công trình đảm bảo về
dk thấm :
Ltt ≥ C.H
Trong đó :

max
k
+ H – là cột nước lớn nhất của cống : H = Zđồng− Zđáy= 6,85 – 1
= 5,85 m

Trang 15


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
+ C – là hệ số phụ thuộc vào loại đất nền. Tra bảng phụ lục
P3-1( ứng với loại đất cát pha ) : C = 5.
+ Ltt – là chiều dài tính toán đường viền thấm (theo PP LEN).
Được xác đònh như sau :
∗ Xác đònh Ltt :
L
Ltt = Lđ + n
m
Trong đó :
+ Lđ – là chiều dài tổng cộng của các đoạn thẳng đứng và
các đoạn xiên có góc nghiêng so với phương ngang lớn hơn
hoặc bằng 450.
+ Ln – là chiều dài tổng cộng của các đoạn nằm ngang và
các đoạn xiên có góc nghiêng nhỏ hơn 450.
+ m – là hệ số phụ thuộc vào hàng cừ trong sơ đồ đường
viền thấm. Chọn : m= 1,5
- Ta có sơ đồ đường viền thấm dưới đáy công trình cho như
hình vẻ.

a
b

t =1m

Z =0.8m
c
S=
3m
L s =16m

e

f

g

d
L bđ =20m

d =0.9m
h

k

1.9m

- Xác đònh Lđ và Ln từ hình vẻ ta có :
Lđ = 1,2 + 2.S + 2. 2 = 12,02 m
Ln = Ls + Lbđ + 1,9 = 37,9m
- Thay tất cả giá trò vào trên ta được :
37,9

Ltt = 12,02 +
= 37,30 m
1,5
- Vậy ta có :
Ltt = 37,30m > C.H = 29,25 m.
- Vậy chiều dài bản đáy cũng như chiều dài sân trước đảm
bảo điều kiện chống thấm.
III. Nối tiếp cống với thượng, hạ lưu :
1. Nối tiếp thượng lưu :
- Góc mỡ của tường về phía trước, ta chọn góc mỡ φ t là :
1
tgφ t = . Hình thức của tường cánh phụ thuộc vào quy mô
3
cống.

Trang 16


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Với cống rộng 13m, để tạo điều kiện thuận lợi cho nước
vào cống được dể dàng ta chọn tường cánh là tường
thẳng.
- Đáy đoạn nối tiếp thượng lưu cần có lớp phủ để chống
xói mòn, vật liệu được làm bằng đá khan xây có độ dày
là 0,4m.
- Chiều dài lớp phủ có thể làm dài bắng sân chống thấm.
Phía dưới lớp đá bảo vệ cần có tầng đệm bằng dăm cát
dày 12cm.
2. Nối tiếp hạ lưu :
∗ Tường cánh :

- Góc mỡ của tường cánh hạ lưu mỡ về phía sau, với góc
1
mở nhỏ hơn : tgφ h = . Hình thức của tường cũng phụ thuộc
6
vào quy mô cống, ở đây ta chọn là tường thẳng.
∗ Sân tiêu năng :
- Được làm bằng bê tông, trê đó có bố trí các lỗ thoát
nước, với chiều dày được xác đònh như sau :
t = 0,15.V1. h1
Trong đó :
- V1 và h1 – là lưu tốc và chiều sâu chỗ đoạn đầu nước
nhảy. Ta có h1 = hc = 0,77m.
Q
Q
92
=
V1 =
=
= 9,19 (m/s)
Ω h1.Bc
0,77.13
- Thay các giá trò vào trên ta được :
t = 0,15.9,19. 0,77 = 1,2 m
∗ Sân sau :
- Được làm bằng đá xếp, phía dưới có tầng đệm theo hình
thức tầng lọc ngược.
- Chiều dài sân sau được xác đònh theo công thức kinh
nghiệm sau:
LSS = K. q. ∆H
Trong đó :

+ q – là lưu lượng đơn vò ở cuối sân tiên năng :
Q 92
=
q=
= 4,6 (m3/s.m)
bk 20
+ K – là hệ số phụ thuộc vào tính chất lòng kênh. Với đất
cát pha chọn : K = 15.
+ ∆H – là chênh lệch cột nước thượng hạ lưu.
∆H = H1 – H2 = 4,10 – 3,92 = 0,18m.
- Thay tất cả vào trên ta được :
LSS = 15. 4,6. 0,18 = 21 m
D. TÍNH TOÁN THẤM DƯỚI ĐÁY CỐNG :

Trang 17


Đồ
I.
1.
2.
+
+
+
+
+
+
+
+
3.

a.
-

-

-

n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
Những vấn đề chung :
Mục đích và trường hợp tính toán :
Mục đích là xác đònh lưu lượng thấm q, lực thấm đẩy ngược
lên đáy cống Wt, và grien thấm J.
Trường hợp tính toán với chênh lệch mực nước thượng hạ lưu
là lớn nhất.
Tính toán thấm theo phương pháp vẻ lưới thấm.
Sơ đồ và phương pháp tính toán :
Dựa trên các nguyên tắc sau đây :
Đường dòng đầu tiên là đường viền dưới đáy công trình
Đường dòng cuối cùng là mặt tầng không thấm
Đường thế đầu tiên là mặt nền thấm phía thượng lưu
Đường thế cuối cùng là mặt nền thấm phía hạ lưu
Các đường dòng và đường thế trực giao nhau.
Các mắt lưới phải là các ô hình vuông cong, miền thấm
giữa 2 đường thế kề nhau gọi là dải, miền giữa 2 đường
dòng kề nhau gọi là óng dòng.
Ta có sơ đồ lưới thấm như hình vẻ trên.Theo trên hình vẻ ta
có được:
Có 8 đường dòng ⇒ có m = 7 ống dòng
Có 30 đường thế ⇒ có n = 29 dải
Ta có sơ đồ thể hiện ở dưới đây :

Tính toán thấm :
Tính áp lực thấm đẩy ngược Wt :
Tổn thất cột nước qua mỗi dải thế :
H max
3,3
=
= 0,11 (m)
∆H =
n
30
Cột nước thấm tại một điểm x nào đó cách dải thế cuối
cùng i dải
H
hx = i.
= 0,11.i
n
Vậy tại mổi điểm trên sơ đồ lưới thấm
hA = 0,11.13,5 = 1,485 m
hB = 0,11.3,6 = 0,396 m
p lực thấm lên đáy công trình :
1,485+ 0,396
h + hB
Wth = γ n. A
.Lbđ = 1.
.20 = 8,81 T/m
2
2

Trang 18

Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên

+5.1

H

Lst=16m

H

+1.0

4.92

Lbđ=20m

+1.0

-0.1

29

A

28

1

B

27

26
25 2
4 23
22 21 20 19

18 17 1615 14 13 12 1110 9 8 7 6 5 4

3

2

(H2 +t).γn
HB
HA
Wt

b. Xác đònh grien thấm J :
- Grien thấm tại tại ô lưới bất kỳ có trung đoạn là ∆S :
∆H
H
=
J=
∆S n.∆S
- Grien thấm tại ô lưới thứ 1 :
∆H 0,11
=
= 0,063

J1 =
∆S1 1,74
∆H
0,11
= 0,057
J2 =
=
∆S2
1,91
∆H
0,11
= 0,064
J3 =
=
∆S3
1,71
∆H
0,11
= 0,055
J4 =
=
∆S4
2,01
∆H
0,11
= 0,46
Jtb =
=
∑ ∆S 0,239

II. Kiểm tra độ bền thấm của nền :

Trang 19


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Vì đất nền cống là cát pha nên có khả năng pháhoại do
dòng thấm có thể là xói ngầm cơ học. Vậy điều kiện để
nền đảm bảo là :
J ≤ [J]
Trong đó :
+ J – là gredien thấm tb .
J
+ [ J ] - là gredien thấm cho phép : [ J ] = gh
m
+ Jgh – là gradien thấm cục bộ tới hạn. Phụ thuộc vào hệsố
d60
không đều hạt η =
= 9 được tra độ thò của V.S.Ixtônmina
d10
(ĐT P3-1) ta được : Jgh = 0,7.
+ m – là hệ số an toàn làm việc. Chọn m = 1,5
- Thay tất cả vào điều kiện trên ta được :
0,7
= 0,47
J = 0,46 < [ J ] =
1,5
- Vậy điều kiện thấm qua nền được đảm bảo .
E. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỐNG :
I. Mục đích và trường hợp tính toán :

1. Mục đích :
- Từ các điều kiện của đề bài cũng như các công trình đã
thiết kế cần phải kiểm tra ổn đònh của cống về các khả
năng có thể xảy ra như trượt, đẩy nổi…
- Với yêu cầu của đồ án này là chỉ cần kiểm tra về ồn
đònh trượt.
2. Trường hợp tính toán :
- Tính toán với trường hợp bất lợi nhất. Tính với trường hợp
khi chênh lệch mực nước thượng hạ lưu cống là lớn nhất.
max
min
= 3,55m : Hmax = 3,3
- Tính với trường hợp : Zđồng= 6,85m và Zsông
II.
1.
a.

∗
-

m.
Tính toán cho 1 máng.
Tính toán ổn đònh trượt cho trường hợp đã chọn :
Xác đònh các lực tác dụng lên mảng tính toán :
Các lực thẳng đứng : Bao gồm trọng lượng cầu giao thông,
cầu công tác, cầu thả phai, cửa van, tường ngực, mố
cống, bản đáy, trọng lượng nước trong cống (phía thượng lưu
cống và hạ lưu cống), trọng lượng phần đất giữa 2 chân
khay ( trong phạm vi khối trượt) và các lực đẩy ngược(thấm,
thủy tỉnh).

Trọng lượng cầu giao thông :
Với thiết kế cầu cho xe có tải trọng 8 –10 tấn đi qua, thiết
kế cầu BTCT có trọn lượng là 100T
Vậy G1 = 100 T.

∗ Trọng lượng tường ngực :
Trang 20


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Với tường ngực được thiết kế như hình vẻ dưới đây :
- Với tường làm bằng vật liệu BTCT có γ b = 2,5 (T/m3).
G2 = (0,6.0,3 + 0,8.0,5 + 2,2.0,3).11.2,5
= 34,1 T.

30

60

50

50

7.8

300

220

680

30

100

120

50

+1.0

80

∗ Trọng lượng các mố :
- Ta có sơ đồ chọn như hình vẻ trên :
- Từ hình vẻ ta có :
G3 = (2.0,5.6,8 + 1.6,8).20.2,5 = 680 T.
∗ Trọng lượng cầu công tác : vật liệu đều làm bằng
BTCT :
- Chọn kết cấu theo như hình vẻ, ở đây ta chọn trọng lượng
cầu công tác là :
G4 = 60 T
∗ Trọng lượng phần đất giữa 2 chân khay :
- Tính toán từ hình vẻ ta có :
1
G5 = (16.1 + 2. .1.1).1,69.13 = 373,49 T
2
∗ Trọng lượng bản đáy :
- Từ thiết kế ta tính được :
G6 = (1,2.20 + 3).13.2,5 = 887,5 T.

∗ Trọng lượng cửa van :
G7 = 20 T
∗ Trọng lượng nước ở trước cửa cống :
- Tính toán trong trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ
lưu là lớn nhất.
- Từ các số liệu tính toán trên ta có :
G8 = 5,85.1.5,55.13 = 420,08 T
∗ Trọng lượng nước sau cửa cống :
Trang 21


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
G9 = 2,55.1.13.14,35 = 475,70 T
∗ p lực thủy tỉnh đẩy ngược :
- Tính cho trường hợp : hh = 2,55m.
G10 = γ n.L.hh .bc= 1.20.2,55.13 = 663 T.
b. Xác đònh các lực ngang :
∗ p lực nước phía đồng:
- Xác đònh áp lực nước thưọng lưu ứng với chiều cao : Hmax :
1
1
2
2
T1 = .γ n.BcH max = .1.5,85 .13= 222,44 T
2
2
∗ p lực nước phía sông :
1
1
2

2
T2 = .γ n.Bchh = .1.2,55 .13= 42,27 T
2
2
c. Ta có bảng tổng kết các lực :

TT

Thành
phần

1

G1 ( T )

2

G2 ( T )

3

G3 ( T )

4

G4 ( T )

5

G5 ( T )

6

G6 ( T )

7

G7 ( T )

8

G8 ( T )

9

G9 ( T )

10

G10 ( T )

11

T1 ( T )

12

T2 ( T )

Trò số và chiều của

lực
100,
00
31,1
0
680,
00
60,0
0
373,
49
887,
50
20,0
0
420,
08
475,
70
663
222,4
4

Khoảng
cách a
(m)

Môm
en
M0

P

1776,
56

2384,
79

3,00
4,13
0,00
4,30
0,00
0,00
4,60
7,17
2,82
4,33
1,95

42,2
7

0,85

Trang 22


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên

12.0

G4

7.80

G1

G2
G8

G1

4.80

G1

G1

G3
G9

G7

+1.0

G6

Lbđ =20m

1.0m

1.2m

G5

1.0m

2. Xác đònh áp lực đáy móng :
- tính toán dựa theo sơ đồ nén lệch tâm.
∑P ± ∑M0
σ=
F
W
Trong đó :
+ ∑ P - là tổng các lực thẳng đứng tác dụng lên bản đáy
cống :
∑ P = ∑ G i = 2384,79 T
+ ∑ M 0 - là tổng các mômen của các lực tác dụng lên mảng,
lấy đối với tâm đáy mảng. Theo tính toán ở trên ta có :
Trang 23


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
∑ M 0 = 1776,56 T
+ F – là diện tích đáy mảng :
F = B.L = 14.20 = 280 m2
+ W – là môđun chống uốn của đáy mảng.
B.L2

14.202
W=
=
= 933,33 m3
6
6
- Thay tất cả vào công thức trên ta được :
∑ P + ∑ M 0 = 2384,79+ 1776,56 = 10,42 (T/m2)
σ max =
280
933,33
F
W
∑ P − ∑ M 0 = 2384,79− 1776,56 = 6,61 (T/m2)
σ min =
280
933,33
F
W
10,42+ 6,61
σ
+σ
σ TB = max min =
= 8,51 (T/m2)
2
2
3. Phán đoán khả năng trượt : Để kiểm tra khả năng trượt
của công trình ta dựa vào 3 điều kiện sau đây :
a. Chỉ số mô hình hóa :
- Điều kiện phải đảm bảo là :

σ max
≤ N σlim
N=
B.γ 1
Trong đó :
+ B – là chiều rộng mảng ( chiều song song với lực đẩy trượt) :
B=
+ γ 1 – là dung trọng của đất nền được lấy theo dung trọng đất
nền :
γ đn = γ k - (1 – n).γ n = 1,52 – (1 – 0,38).1 = 0,90 ( T/m3).
+ N σlim - là chuẩn số không thứ nguyên. Ta chọn : N σlim = 3
- Thay tất cả các giá trò vào trên ta được :
10,42
N=
= 0,83 < N σlim = 3
14.0,90
- Vậy điều kiện thứ nhất được đảm bảo.
b. Chỉ số kháng trượt :
- Điều kiện cần phải đảm bảo là :
C
tgψ I = tgϕ I + I ≥ 0,45
σ tb
Trong đó :
+ ϕI, CI – là góc ma sát trong và lực dính đơn vò của đất nền,
chỉ số I tương ứng khi tính toán nền theo nhóm trạng thái
giới hạn thứ nhất.
ϕI = 180
CI = 0,30
+ σtb – là ứng suất trung bình đã tính toán ở trên.
σtb = 8,51 (T/m3)

Trang 24


Đồ n Thủy Công – Thiết Kế Cống Lộ Thiên
- Thay tất cả vào trên ta được :
C
0,3
tgψ I = tgϕ I + I = tg180 +
= 0,36< 0,45
σ tb
8,51
- Vậy điều kiện thứ 2 không được đảm bảo.
c. Hệ số mức độ cố kết :
- Điều kiện cần phải đảm bảo là :
K .(1+ e) .t0
C 0v = t
≥4
a.γ n.h20
Trong đó :
+ Kt – là hệ số thấm của đất nền
: Kt = 2.10-6 (m/s).
+ e – là hệ số rỗng của đất tự nhiên
: e = 0,92
+ t0 – là thời gian thi công công trình
: t 0 = 2 năm = 62,21.10 6
(s)
+ a – là hệ số nén của đất nền
: a = 2,0 (m2N)
+ γ n – là dung trọng của nước

: γ n = 9810 (N/m3)
+ h0 – là chiều dày tính toán của lớp cố kết (m), lấy bằng
chiều dày của lớp có sét h1 ( nhưng không lớn hơn B). ta
lấy h0 = 14m.
- Thay tất cả các giá trò vào trên ta được :
2.10−6.(1+ 0,92).62,21.106
0
=6,21.10-5 < 4
Cv =
2.9810
.142
- Từ trên ta thấy điều kiện 3 cũng không thõa mãn.
∗ Từ các điều kiện trên ta thấy :
- bài toán cần phải được kiểm tra trượt phẳng.
4. Tính toán trượt phẳng :
- Điều kiện để ổn đònh của cống về trượt là :
m
.R (*)
nc.Ntt ≤
Kn
Trong đó :
+ nc – là hệ số tổ hợp tải trọng :
nc = 1
+ m – là hệ số điều kiện làm việc của công trình : m = 1
+ Kn – là hệ số tin cậy phụ thuộc vào cấp của công trình, tra
phụ lục P1-6 ta được
Kn = 1,15
+ Ntt và R – là giá trò tính toán của các lực tổng quát gây
trượt và của lực chống giới hạn. Khi mặt trượt nằm ngang
các giá trò này được tính toán như sau :

Ntt = Ttl + Ectl - Thl
R = ∑ P.tgϕ I + mI .E bhl + F.C I
Trong đó :
+ Ttl , Thl : là tổng giá trò tính toán các thành phần nằm ngang
của các lực chủ động tác dụng từ phía thượng lưu và hạ
lưu, trừ áp lực chủ động của đất.
Ntt = 222,44 – 42,27 = 180,17 (T).

Trang 25