›
›

Giáo trình Đập bê tông và bê tông cốt thép

pdf 321 trang hapham 1280
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Đập bê tông và bê tông cốt thép", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_dap_be_tong_va_be_tong_cot_thep.pdf

Nội dung text: Giáo trình Đập bê tông và bê tông cốt thép

  1. www.Phanmemxaydung.com §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 9
  2. www.Phanmemxaydung.com §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 9
  3. www.Phanmemxaydung.com Ch­¬ng 1. §Ëp bªt«ng träng lùc Biªn so¹n: PGS.TS NguyÔn ChiÕn 1.1 Ph©n lo¹i ®Ëp vµ c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ I. Ph©n lo¹i ®Ëp Trong ch­¬ng nµy tr×nh bµy c¸c kiÕn thøc vÒ ®Ëp bªt«ng träng lùc trªn nÒn ®¸. §Ëp träng lùc lµ lo¹i ®Ëp cã khèi l­îng lín vµ ®­îc duy tr× æn ®Þnh nhê träng l­îng b¶n th©n ®Ëp. Cã thÓ ph©n lo¹i ®Ëp theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. 1. Theo chiÒu cao ®Ëp. ChiÒu cao ®Ëp vµ lo¹i nÒn lµ mét trong c¸c tiªu chuÈn dïng ®Ó ph©n cÊp ®Ëp vµ c«ng tr×nh ®Çu mèi. Theo tµi liÖu cña thÕ giíi, ®Ëp th­êng ph©n thµnh: a. §Ëp cao: cã chiÒu cao H® ≥ 70m; b. §Ëp cao trung b×nh: 30m ≤ H® 150m. - §Ëp cÊp I: 100m ≤ H® < 150m. - §Ëp cÊp II: 50m ≤ H® < 100m. - §Ëp cÊp III: 15m ≤ H® < 50m. - §Ëp cÊp IV: H® < 15m. 2. Theo kÕt cÊu mÆt c¾t ngang ®Ëp, cã c¸c lo¹i: a. §Ëp träng lùc ®Æc (h×nh 1 - 1a); b. §Ëp träng lùc khe rçng (h×nh 1 - 1b); c. §Ëp träng lùc cã khoÐt lç lín ë s¸t nÒn (h×nh 1 - 1c); d. §Ëp cã neo vµo nÒn (h×nh 1 - 1d). (a) (b)(c) (d) H×nh 1-1. KÕt cÊu mÆt c¾t ngang ®Ëp bªt«ng träng lùc 10
  4. www.Phanmemxaydung.com a) §Ëp ®Æc; b) §Ëp cã khe rçng; c) §Ëp cã khoÐt lç lín ë s¸t nÒn; d) §Ëp cã neo vµo nÒn. 3. Theo chøc n¨ng cña ®Ëp: a. §Ëp träng lùc kh«ng trµn: §Ëp cã chøc n¨ng ch¾n n­íc, kh«ng cho n­íc trµn qua (h×nh 1- 1). b. §Ëp träng lùc trµn n­íc: ®Ëp cã chøc n¨ng võa ch¾n d©ng n­íc, võa cho trµn n­íc qua. Cã thÓ ph©n biÖt: - §Ëp trµn mÆt: trµn tù do hoÆc cã cöa van (h×nh 1 - 2a). - §Ëp cã lç x¶ s©u: lç x¶ ë l­ng chõng, hoÆc d­íi ®¸y ®Ëp (s¸t nÒn), h×nh 1 - 2b. - §Ëp kÕt hîp trµn mÆt vµ x¶ s©u (h×nh 1 - 2c). a) b) c) o H H×nh 1 - 2. C¸c h×nh thøc ®Ëp träng lùc trµn n­íc a- Trµn mÆt; b- X¶ s©u; c-KÕt hîp trµn mÆt + x¶ s©u. 4. Theo d¹ng bè trÝ ®Ëp trªn mÆt b»ng §Ëp bªt«ng th­êng lµ lo¹i kÕt hîp c¸c ®o¹n ®Ëp trµn vµ kh«ng trµn trªn cïng mét tuyÕn. Tuú theo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt vµ yªu cÇu më réng diÖn trµn n­íc, cã thÓ bè trÝ tuyÕn ®Ëp theo c¸c d¹ng sau: a. §Ëp tuyÕn th¼ng: khi ®Þa chÊt nÒn cho phÐp, vµ khi chiÒu dµi tuyÕn ®ñ ®Ó bè trÝ ®o¹n trµn n­íc. b. §Ëp tuyÕn cong, sö dông khi: - §Þa chÊt nÒn cã chç yÕu, kh«ng cho phÐp bè trÝ tuyÕn th¼ng; - CÇn më réng diÖn trµn (bè trÝ tuyÕn cong låi vÒ th­îng l­u). 11
  5. www.Phanmemxaydung.com II. C¸c yªu cÇu thiÕt kÕ ®Ëp Khi thiÕt kÕ ®Ëp bªt«ng träng lùc, ph¶i tu©n theo ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ, c¬ b¶n nh­ sau: 1. §Ëp ph¶i tho¶ m·n c¸c nhiÖm vô thiÕt kÕ ®Æt ra (d©ng n­íc, trµn n­íc, lîi dông tæng hîp). 2. §Ëp ph¶i ®¶m b¶o æn ®Þnh trong mäi ®iÒu kiÖn thi c«ng, qu¶n lý khai th¸c vµ söa ch÷a. 3. §Ëp ph¶i ®ñ ®é bÒn, chèng c¸c t¸c ®éng ph¸ ho¹i cña ngo¹i lùc, t¶i träng nhiÖt, biÕn h×nh nÒn vµ ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng, ®¶m b¶o tuæi thä theo quy ®Þnh. 4. Bè trÝ mÆt b»ng vµ kÕt cÊu ®Ëp ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn thi c«ng, qu¶n lý vËn hµnh, söa ch÷a, ®¶m b¶o mü quan. 5. §Ëp ph¶i cã tÝnh hiÖn ®¹i, ¸p dông c¸c c«ng nghÖ thiÕt kÕ, thi c«ng vµ qu¶n lý tiªn tiÕn phï hîp víi ®iÒu kiÖn t¹i chç vµ xu h­íng ph¸t triÓn cña ®Þa ph­¬ng. 6. Gi¸ thµnh ®Ëp ph¶i hîp lý, phï hîp víi nhiÖm vô cña nã vµ víi c¸c ®iÒu kiÖn t¹i n¬i x©y dùng. 1.2 Bè trÝ ®Ëp bªt«ng träng lùc trong côm ®Çu mèi Trong côm c«ng tr×nh ®Çu mèi th­êng cã ®Ëp d©ng, ®Ëp trµn vµ c¸c c«ng tr×nh kh¸c ®Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn khai th¸c c«ng tr×nh vµ b¶o vÖ m«i tr­êng (cèng lÊy n­íc, nhµ m¸y thuû ®iÖn, ©u thuyÒn hay c«ng tr×nh n©ng tµu, ®­êng th¶ bÌ, ®­êng c¸ ®i, c«ng tr×nh phôc vô du lÞch ). Víi ®Ëp bªt«ng trªn nÒn ®¸, th­êng kÕt hîp ®Ëp d©ng vµ ®Ëp trµn trªn cïng mét tuyÕn. §Ëp trµn th­êng bè trÝ ë ®o¹n lßng s«ng ®Ó tr¸nh lµm biÕn ®æi qu¸ nhiÒu ®Õn ®iÒu kiÖn nèi tiÕp dßng ch¶y ë h¹ l­u so víi khi ch­a cã ®Ëp, cßn phÇn ®Ëp kh«ng trµn th­êng bè trÝ ë 2 ®Çu tuyÕn, n¬i tiÕp gi¸p víi bê. 4 1 1 2 3 H×nh 1.3. VÝ dô vÒ bè trÝ mÆt b»ng ®Ëp bªt«ng trªn nÒn ®¸. 1- §Ëp kh«ng trµn; 2- Trµn mÆt; 3- X¶ ®¸y; 4- Cèng lÊy n­íc. §iÒu kiÖn ®Þa chÊt ®ãng mét vai trß quan träng trong viÖc bè trÝ mÆt b»ng. Nãi chung, khi bè trÝ ®Ëp trong côm c«ng tr×nh ®Çu mèi cÇn tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau ®©y: 12
  6. www.Phanmemxaydung.com 1. Chän tuyÕn ®Ëp cã ®Þa chÊt nÒn vµ 2 vai tèt, tr¸nh c¸c vÞ trÝ nøt gÉy hoÆc mÒm yÕu côc bé, ph¶i xö lý phøc t¹p. 2. Khi c¸c tuyÕn cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt nh­ nhau, nªn chän tuyÕn ®Ëp th¼ng, n¬i lßng s«ng thu hÑp ®Ó gi¶m khèi l­îng c«ng tr×nh. ChØ trõ tr­êng hîp cÇn më réng diÖn trµn n­íc th× míi lµm tuyÕn ®Ëp cong låi lªn th­îng l­u. Còng cã thÓ chän tuyÕn ®Ëp g·y khóc khi ph¶i nÐ tr¸nh c¸c vïng cã ®Þa chÊt yÕu côc bé. 3. Bè trÝ ®Ëp trµn ph¶i phï hîp víi ®iÒu kiÖn th¸o l­u l­îng thi c«ng vµ ph­¬ng ph¸p thi c«ng. 4. Khi trªn cïng mét tuyÕn cã bè trÝ nhiÒu h¹ng môc kh¸c nhau (®Ëp trµn, nhµ m¸y thuû ®iÖn, ©u thuyÒn ) cÇn ph¶i ph©n tÝch ®Ó chän vÞ trÝ ®Æt thÝch hîp cho tõng h¹ng môc ®Ó gi¶m nhá ¶nh h­ëng cña viÖc th¸o lò qua trµn ®Õn sù lµm viÖc b×nh th­êng cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh kh¸c. Trong nhiÒu tr­êng hîp, cÇn bè trÝ t­êng ng¨n c¸ch ®ñ dµi ë h¹ l­u ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu nµy. 5. Khi th¸o lò thiÕt kÕ, cÇn huy ®éng ®Õn kh¶ n¨ng th¸o mét phÇn l­u l­îng lò qua c¸c c«ng tr×nh kh¸c trong côm ®Çu mèi nh­ nhµ m¸y thuû ®iÖn, ©u thuyÒn, ®­êng th¶ bÌ Ngoµi ra còng cã thÓ xem xÐt kh¶ n¨ng cho trµn n­íc trªn ®Ønh nhµ m¸y thuû ®iÖn. L­u l­îng cÇn x¶ qua ®Ëp trµn ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Qtr = Qth - aQ0, (1-1) trong ®ã: Qth - l­u l­îng cÇn th¸o, x¸c ®Þnh theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò; Q0 - tæng kh¶ n¨ng th¸o qua c¸c c«ng tr×nh kh¸c nh­ tr¹m thñy ®iÖn, cèng lÊy n­íc, ©u thuyÒn, ®­êng th¶ bÌ a - hÖ sè lîi dông c¸c c«ng tr×nh kh¸c ®Ó th¸o lò, cã thÓ lÊy a = 0,75 - 0,90 (xÐt ®Õn tr­êng hîp kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c tæ m¸y thuû ®iÖn ®Òu lµm viÖc, c¸c cöa van x¶ cã thÓ bÞ sù cè cöa van ). 6. Khi bè trÝ mÆt b»ng ®Ëp, cÇn nghiªn cøu tæng thÓ bµi to¸n nèi tiÕp dßng ch¶y ra h¹ l­u trong ®iÒu kiÖn khai th¸c b×nh th­êng vµ khi th¸o lò, ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kh«ng xãi lë bê vµ ®¸y lßng dÉn ë h¹ l­u. 1.3. MÆt c¾t ®Ëp bªt«ng träng lùc I. C¸c yªu cÇu khi tÝnh to¸n mÆt c¾t ®Ëp 1. §iÒu kiÖn æn ®Þnh: §Ëp ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh chèng tr­ît: Kt ³ Kcp, (1-2) trong ®ã: Kt - hÖ sè an toµn æn ®Þnh chèng tr­ît (xem 1.4); 13
  7. www.Phanmemxaydung.com Kcp - hÖ sè an toµn æn ®Þnh cho phÐp, phô thuéc vµo cÊp cña ®Ëp vµ tæ hîp t¶i träng, x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh. Khi tÝnh ®Ëp theo tr¹ng th¸i giíi h¹n, trÞ sè Kcp cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: n k K = c n , (1-3) cp m trong ®ã: nc - hÖ sè tæ hîp t¶i träng; nc = 1,0 víi tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n; nc=0,9 víi tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt vµ nc = 0,95 víi tæ hîp t¶i träng thi c«ng, söa ch÷a. kn - hÖ sè tin cËy, phô thuéc vµo cÊp c«ng tr×nh, tra theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh. m - hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc. §èi víi ®Ëp bªt«ng träng lùc trªn nÒn ®¸, trÞ sè m lÊy nh­ sau: + Khi mÆt tr­ît ®i qua c¸c khe nøt trong ®¸ nÒn: m = 1,0. + Khi mÆt tr­ît ®i qua mÆt tiÕp xóc gi÷a bªt«ng vµ ®¸ hoÆc ®i trong ®¸ nÒn cã mét phÇn qua c¸c khe nøt, mét phÇn qua ®¸ nguyªn khèi: m = 0,95. 2. §iÒu kiÖn c­êng ®é - øng suÊt nÐn lín nhÊt ë mÐp ®Ëp kh«ng ®­îc v­ît qu¸ kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña vËt liÖu hoÆc cña nÒn: N1 ≤ Rn, (1-4) trong ®ã: Rn - c­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña vËt liÖu hoÆc nÒn. - T¹i mÐp ®Ëp, ®Æc biÖt ë mÐp th­îng l­u khi hå ®Çy n­íc kh«ng cho phÐp ph¸t sinh øng suÊt kÐo: N’2 ≥ 0, (1-5) trong ®ã: N2’ - øng suÊt chÝnh nhá nhÊt t¹i biªn th­îng l­u ®Ëp (øng suÊt nÐn mang dÊu d­¬ng, cßn øng suÊt kÐo mang dÊu ©m). Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, cho phÐp ph¸t sinh øng suÊt kÐo, nh­ng trÞ sè tuyÖt ®èi cña nã kh«ng ®­îc v­ît qu¸ c­êng ®é chÞu kÐo cña vËt liÖu hay nÒn: N'2 < R k , (1-6) trong ®ã: Rk lµ c­êng ®é chÞu kÐo tÝnh to¸n cña vËt liÖu hay nÒn. 3. §iÒu kiÖn kinh tÕ: mÆt c¾t ®Ëp ph¶i cã diÖn tÝch nhá nhÊt sau khi ®· tho¶ m·n 2 ®iÒu kiÖn trªn. 4. §iÒu kiÖn sö dông: mÆt c¾t ®Ëp cßn cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu trong sö dông, vËn hµnh nh­ cÇn cã ®­êng giao th«ng trªn ®Ønh ®Ëp, cã ®­êng hÇm trong th©n ®Ëp ®Ó ®i l¹i kiÓm tra, söa ch÷a, ®Æt c¸c thiÕt bÞ quan tr¾c thÝ nghiÖm, bè trÝ c¸c hµnh lang tho¸t n­íc Ngoµi ra, cßn ph¶i l­u ý ®Õn viÖc t¹o d¸ng kiÕn tróc ®Ñp cña c«ng tr×nh. §Ó tho¶ m·n yªu cÇu nªu trªn, khi thiÕt kÕ mÆt c¾t ngang ®Ëp th­êng tiÕn hµnh theo 2 giai ®o¹n: 1. Giai ®o¹n x¸c ®Þnh mÆt c¾t c¬ b¶n: dùa vµo c¸c yªu cÇu æn ®Þnh, øng suÊt, kinh tÕ tiÕn hµnh tÝnh to¸n chän mÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp. 14
  8. www.Phanmemxaydung.com 2. Giai ®o¹n x¸c ®Þnh mÆt c¾t thùc dông: theo c¸c yªu cÇu vÒ sö dông nh­ giao th«ng, dÉn th¸o n­íc, kiÓm tra, söa ch÷a mµ bè trÝ thªm c¸c phÇn cÊu t¹o ®Ønh ®Ëp, c¸c ®­êng èng th¸o, lÊy n­íc trong th©n ®Ëp, hÖ thèng ®­êng hÇm vµ hµnh lang trong th©n ®Ëp, bé phËn nèi tiÕp víi h¹ l­u cña ®Ëp trµn Sau khi ®· tu chØnh, thªm bít c¸c bé phËn trªn ®Ëp, cÇn tiÕn hµnh tÝnh to¸n æn ®Þnh vµ ph©n tÝch øng suÊt ®Ó kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn cña ®Ëp. II. TÝnh to¸n mÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp 1. H×nh d¹ng mÆt c¾t c¬ b¶n MÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp bªt«ng träng lùc cã nhiÒu d¹ng nh­ trªn h×nh 1-4. m h 2 1 m m m H 2 2 1 1 m m m 2' (a) (b) (c) m 2 1 m m 2' (d) (e) H×nh 1-4. C¸c d¹ng mÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp bªt«ng träng lùc a. MÆt c¾t ngang ®Ëp cã d¹ng h×nh tam gi¸c cã hÖ sè m¸i th­îng l­u lµ m1, h¹ l­u lµ m2 (h×nh 1-4a). §©y lµ d¹ng cæ ®iÓn nhÊt cña mÆt c¾t ®Ëp, nã phï hîp víi t×nh h×nh chÞu lùc cña ®Ëp (¸p lùc n­íc x« ngang còng cã biÓu ®å ph©n bè d¹ng tam gi¸c). ViÖc chän m 1 ¹ 0 nh»m lîi dông thªm mét phÇn träng l­îng n­íc ®Ì lªn m¸i th­îng l­u lµm t¨ng thªm æn ®Þnh cho ®Ëp. b. MÆt c¾t ngang ®Ëp d¹ng ®a gi¸c (h×nh 1-4 b, c, d, e): tuú theo c¸c ®iÒu kiÖn chÞu lùc cô thÓ (cao tr×nh bïn c¸t, mùc n­íc h¹ l­u, ¸p lùc sãng giã ) mµ cã thÓ sö dông mét trong c¸c d¹ng nµy ®Ó t¨ng tÝnh hîp lý (tËn dông hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc cña vËt liÖu t¹i mçi mÆt c¾t, gi¶m khèi l­îng ®Ëp ). D¹ng mÆt c¾t trªn h×nh 1-4b lµ kh¸ hîp lý, ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt, dÔ bè trÝ kÕt hîp gi÷a phÇn ®Ëp trµn vµ kh«ng trµn, thuËn tiÖn cho viÖc bè trÝ bÖ ®Æt l­íi ch¾n r¸c vµ cöa van cña èng th¸o n­íc d­íi s©u. 2. X¸c ®Þnh mÆt c¾t kinh tÕ (mÆt c¾t c¬ b¶n) cña ®Ëp kh«ng trµn a. MÆt c¾t d¹ng tam gi¸c, h2 ¹ 0: Víi c¸c ®Ëp cã chiÒu cao kh«ng lín, cã thÓ s¬ bé x¸c ®Þnh nhanh mÆt c¾t kinh tÕ theo c¸c biÓu ®å lËp s½n tham kh¶o trong quy ph¹m Liªn X« CH123-60 (h×nh 1-5). C¸c biÓu ®å nµy ®­îc thiÕt lËp dùa trªn c¸c gi¶ thiÕt sau: - MÆt c¾t ®Ëp d¹ng tam gi¸c cã hÖ sè m¸i th­îng l­u lµ m1, hÖ sè m¸i h¹ l­u lµ m2; 15
  9. www.Phanmemxaydung.com - Mùc n­íc th­îng l­u ngang ®Ønh cña tam gi¸c; chiÒu s©u n­íc th­îng l­u lµ h1, chiÒu s©u n­íc h¹ l­u lµ h2; 4 3 4 3 - Träng l­îng riªng cña bªt«ng: g1 = 2,4 x 10 N/m ; cña n­íc g = 1,0 x 10 N/m . - Cã xÐt ®Õn c¶ ¸p lùc ®Èy næi vµ ¸p lùc sãng. BiÓu ®å nµy lµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho nhiÒu ®Ëp víi c¸c tham sè biÕn ®æi lµ trÞ sè h2/h1, øng suÊt nÐn lín nhÊt khèng chÕ ë mÐp th­îng l­u N1’, hÖ sè m¸i th­îng l­u m1, chØ tiªu kh¸ng c¾t cña nÒn vµ hÖ sè an toµn cho phÐp fc/Kcp. KÕt qu¶ tÝnh to¸n sÏ x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè m¸i h¹ l­u m2 hîp lý, tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn æn ®Þnh, c­êng ®é vµ kinh tÕ. 1 h 2 s h 2p s m=m +m 2p s 1 2 2p s s 2p 2 s p 2p s2 s p 2p s2p s s2p s2p 2p s2p s2p s2p c cp H×nh 1-5. BiÓu ®å dïng ®Ó s¬ bé chän mÆt c¾t kinh tÕ ®Ëp d¹ng tam gi¸c. Trong biÓu ®å, trÞ sè fc lµ chØ tiªu kh¸ng c¾t cña nÒn: c f = tgj + , (1-7) c σ trong ®ã tgj vµ c lµ c¸c ®Æc tr­ng chèng c¾t: tgj ®­îc xem nh­ hÖ sè ma s¸t, cßn c nh­ lµ lùc dÝnh ®¬n vÞ trªn mÆt bÞ c¾t; s - trÞ sè øng suÊt nÐn trung b×nh ë ®¸y ®Ëp, khi xÐt cho 1 ®¬n vÞ chiÒu dµi ®Ëp (bµi to¸n ph¼ng), ta cã: s = SP/B, víi SP - tæng lùc ®øng, B - bÒ réng ®¸y mÆt c¾t. TrÞ sè øng suÊt nÐn lín nhÊt ë biªn th­îng l­u N1’ ®­îc khèng chÕ (cã dù tr÷ an toµn) b»ng c¸c trÞ sè 1,1gh1 ¸ 0,2gh1. NÕu trÞ sè thùc tÕ n»m gi÷a c¸c kho¶ng nµy th× cã thÓ dïng phÐp néi suy ®Ó x¸c ®Þnh trÞ sè (m1 + m2) cÇn thiÕt. 16
  10. www.Phanmemxaydung.com VÝ dô: mét ®Ëp cã h1 = 60 m; h2 = 6 m; øng suÊt nÐn lín nhÊt ë mÆt th­îng l­u khèng chÕ 4 2 4 2 4 kh«ng lín h¬n 0,25gh1 (tøc 15 x 10 N/m ), trÞ sè tgj = 0,62; c = 20 x 10 N/m ; s = 70 x 10 2 N/m ; fc = tgj + c/s = 0,91; Kcp = 1,21; fc/Kcp = 0,75. Tra biÓu ®å øng víi h2 = 0,1h1 ®­îc: m1 = 0; m1 + m2 = 0,69, tøc m2 = 0,69. b. MÆt c¾t d¹ng tam gi¸c, h2 = 0 Tr­êng hîp nµy, cã thÓ tÝnh trùc tiÕp bÒ réng ®¸y ®Ëp B theo chiÒu cao ®Ëp h1 t­¬ng øng víi c¸c ®iÒu kiÖn øng suÊt vµ æn ®Þnh nh­ sau: - §iÒu kiÖn c­êng ®é: khèng chÕ øng suÊt theo ph­¬ng th¼ng ®øng t¹i mÐp biªn th­îng l­u ®Õ ®Ëp khi hå ®Çy n­íc sy’ = 0 sÏ gi¶i ra ®­îc: h B = 1 , (1-8) γ 1 (1- n) + n(2 - n) - α γ 1 trong ®ã: g1 - träng l­îng riªng cña vËt liÖu th©n ®Ëp; g - träng l­îng riªng cña n­íc; a1 - hÖ sè cét n­íc thÊm cßn l¹i sau mµn chèng thÊm; n - tû lÖ gi÷a chiÒu dµi h×nh chiÕu b»ng cña m¸i ®Ëp th­îng l­u so víi toµn bé bÒ réng ®¸y ®Ëp B. Quan hÖ gi÷a n vµ hÖ sè m¸i th­îng l­u m1 nh­ sau: h n = m . 1 (1-9) 1 B Trong thùc tÕ th­êng chän trÞ sè m1 ³ 0 v×, nÕu m1 < 0 th× sÏ khã kh¨n trong viÖc bè trÝ thi c«ng mÆt th­îng l­u ®Ëp vµ ®Ëp “chói vÒ th­îng l­u” nh­ vËy th× sÏ sinh øng suÊt kÐo ë mÐp h¹ l­u khi hå ch­a tÝch n­íc (míi thi c«ng xong), hoÆc khi mùc n­íc hå rót xuèng thÊp nhÊt (thêi kú khai th¸c). Trong tr­êng hîp m1 = 0 (tøc n = 0), ta cã: h B = 1 . (1-10) γ 1 - α γ 1 Khi ®ã, hÖ sè m¸i h¹ l­u cña mÆt c¾t ®Ëp lµ: 1 m2 = . (1-11) γ 1 - α γ 1 - §iÒu kiÖn æn ®Þnh. Tõ viÖc khèng chÕ hÖ sè an toµn vÒ æn ®Þnh K = Kcp, rót ra ®­îc c«ng thøc x¸c ®Þnh bÒ réng ®¸y ®Ëp theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nh­ sau: 17
  11. www.Phanmemxaydung.com K h B = cp 1 . (1-12) æ g1 ö f c ç + n - a1 ÷ è g ø trong ®ã: fc - hÖ sè kh¸ng c¾t cña mÆt tiÕp xóc gi÷a ®Ëp vµ nÒn, x¸c ®Þnh theo tµi liÖu kh¶o s¸t ®Þa chÊt nÒn; trÞ sè Kcp x¸c ®Þnh theo (1-3); c¸c ký hiÖu kh¸c nh­ ®· nªu trªn. Trong thiÕt kÕ, chän B theo trÞ sè lín trong 2 kÕt qu¶ tÝnh theo (1-8) vµ (1-12). Víi nÒn ®¸ cã hÖ sè kh¸ng c¾t fc nhá th× trÞ sè B theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh sÏ lín h¬n nhiÒu so víi ®iÒu kiÖn øng suÊt. Khi ®ã nªn chän n thiªn lín nh»m lîi dông träng l­îng khèi n­íc trªn m¸i ®Ó t¨ng æn ®Þnh cho ®Ëp. Tuy nhiªn, m¸i th­îng l­u qu¸ tho¶i sÏ kh«ng cã lîi cho viÖc khèng chÕ øng suÊt kÐo ë mÐp th­îng l­u ®Ëp. TrÞ sè giíi h¹n cña n tho¶ m·n ®ång thêi 2 ®iÒu kiÖn c­êng ®é vµ æn ®Þnh (c«ng thøc 1-8 vµ 1-12) t×m ®­îc tõ ph­¬ng tr×nh sau: æ K2 ö éγ æ K2 ö æ K2 öù ç1+ cp ÷n2 + ê 1 ç cp + 2÷ - 2ç cp + α ÷ún + ç 2 ÷ ç 2 ÷ ç 2 1 ÷ è f ø ëê γ è f ø è f øûú 2 éæ γ ö γ æ K2 ö æ K2 öù + êç 1 ÷ - 1 ç cp + 2α ÷ + α ç cp + α ÷ú = 0 (1-13) ç γ ÷ γ ç f 2 1 ÷ 1ç f 2 1 ÷ ëêè ø è ø è øûú c. MÆt c¾t d¹ng ®a gi¸c: C¸ch tÝnh to¸n sau ®©y giµnh cho d¹ng mÆt c¾t trªn h×nh 1-4b. CÇn x¸c ®Þnh c¸c ®¹i l­îng x, m1, m2 sao cho mÆt c¾t ®Ëp ®ång thêi tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn c­êng ®é, æn ®Þnh vµ cã diÖn tÝch nhá nhÊt. ViÖc tÝnh to¸n tiÕn hµnh theo c¸c b­íc sau: - Gi¶ thiÕt mét lo¹t c¸c trÞ sè x, vÝ dô x = 0; 0,1; 0,2; -Víi mçi trÞ sè x, l¹i gi¶ thiÕt nhiÒu trÞ sè m1. Dùa vµo yªu cÇu æn ®Þnh chèng tr­ît Kt = Kcp tÝnh ®­îc sè m2 t­¬ng øng, tøc lËp ®­îc quan hÖ m2 = f(m1) nh­ trªn h×nh 1-6a. A A b) a) Amin A O m x C 1 x Kt H×nh 1-6. C¸c biÓu ®å ®Ó x¸c ®Þnh mÆt c¾t kinh tÕ d¹ng ®a gi¸c a) C¸c ®­êng quan hÖ A ~ m1, m2 ~ m1, N1’ ~ m1 øng víi mét gi¸ trÞ x. b) BiÓu ®å chän trÞ sè x cña mÆt c¾t kinh tÕ. 18
  12. www.Phanmemxaydung.com - øng víi mçi cÆp (m1, m2) cña b­íc trªn, tiÕn hµnh tÝnh to¸n øng suÊt chÝnh ë mÐp biªn ®Ëp vµ lËp quan hÖ N1’ = f(m1), xem h×nh 1-6a. - Còng víi mçi cÆp m1, m2 ®ã, tÝnh ®­îc diÖn tÝch A cña mÆt c¾t c¬ b¶n vµ thiÕt lËp ®­êng quan hÖ A = f(m1); xem h×nh 1-6a. - Dùa vµo c¸c ®­êng quan hÖ trªn h×nh 1-6a, chän ®­îc mét cÆp trÞ sè m1, m2 (øng víi mét gi¸ trÞ cña x) võa tho¶ m·n yªu cÇu æn ®Þnh, c­êng ®é vµ cho diÖn tÝch mÆt c¾t ®Ëp nhá nhÊt A (øng víi ®iÓm C trªn trôc 0m1, h×nh 1-6a). - Víi c¸c trÞ sè x kh¸c còng lÆp l¹i c¸c b­íc t­¬ng tù. Cuèi cïng lËp ®­îc quan hÖ A ~ x nh­ trªn h×nh 1-6b. Tõ quan hÖ nµy x¸c ®­îc ®iÓm Amin vµ t×m ®­îc trÞ sè x t­¬ng øng. Truy ng­îc l¹i c¸c kÕt qu¶ tÝnh ë c¸c b­íc trªn, ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c trÞ sè m1, m2 cña mÆt c¾t kinh tÕ. III. X¸c ®Þnh mÆt c¾t thùc tÕ cña ®Ëp träng lùc 1. §Ëp kh«ng trµn a. Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp: Víi ®Ëp kh«ng trµn, cÇn ®¶m b¶o ®Ó sãng do giã tõ hå chøa kh«ng v­ît qua ®Ønh, víi mét ®é dù tr÷ cÇn thiÕt. Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau ®©y. Z®1 = MNDBT + Dh + hs + a; (1-14) Z®2 = MNLTK + Dh’ + hs’ + a’; (1-15) trong ®ã: MNDBT - mùc n­íc d©ng b×nh th­êng trong hå; MNLTK - mùc n­íc lò thiÕt kÕ; Dh, Dh’ - ®é dÒnh cña t©m sãng trªn mùc n­íc tÝnh to¸n, tÝnh t­¬ng øng víi giã lín nhÊt Vp% vµ giã b×nh qu©n lín nhÊt Vbqmax. hs,hs’ - ®é cao lín nhÊt cña ®Ønh sãng khi gÆp vËt ch¾n th¼ng ®øng, tÝnh t­¬ng øng víi Vp% vµ Vbqmax nh­ ®· nªu trªn. a, a’ - c¸c chiÒu cao dù tr÷, phô thuéc vµo cÊp c«ng tr×nh, x¸c ®Þnh theo quy ph¹m. Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp ®­îc chän lµ trÞ sè max (Z®1, Z®2). Ngoµi ra, cßn cÇn ®¶m b¶o mùc n­íc lò kiÓm tra kh«ng v­ît qu¸ ®Ønh ®Ëp, tøc: Z® ³ MNLKT. (1-16) b. ChiÒu réng ®Ønh ®Ëp. ChiÒu réng mÆt ®Ønh ®Ëp b x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn thi c«ng, theo yªu cÇu sö dông ®Ønh ®Ëp lµm ®­êng cho ng­êi vµ xe cé qua l¹i trong thêi kú khai th¸c, vµ cho c¸c môc ®Ých kh¸c nÕu cã. Nãi chung mÆt ®Ëp kh«ng ®­îc nhá h¬n 2 mÐt. Ngoµi ra, hai bªn mÆt ®Ønh ®Ëp cÇn bè trÝ hÖ thèng lan can phßng hé, c¸c cét ®Ìn chiÕu s¸ng v.v c. Bè trÝ hÖ thèng hµnh lang trong th©n ®Ëp. HÖ thèng nµy bao gåm c¸c hµnh lang däc vµ ngang th©n ®Ëp ®Ó ®i l¹i kiÓm tra sù lµm viÖc cña c¸c giÕng tiªu n­íc vµ tr¹ng th¸i bªt«ng th©n ®Ëp, ®Æt c¸c ®­êng èng, c¸c thiÕt bÞ ®o kiÓm tra, ®Ó tiÕn hµnh phun xi m¨ng vµo c¸c khíp nèi, ®Ó thi c«ng mµn chèng thÊm d­íi nÒn, vµ ®Ó tiÕn hµnh c¸c c«ng t¸c phôc håi söa ch÷a sau nµy. 19
  13. www.Phanmemxaydung.com Theo chiÒu cao ®Ëp, c¸c tÇng hµnh lang cÇn bè trÝ c¸ch nhau 15 - 20m. C¸c tÇng ®­îc liªn th«ng víi nhau bëi hµng lang ch¹y vßng theo mÆt nÒn, tõ bê tr¸i sang bê ph¶i. VÒ nguyªn t¾c, ph¶i thiÕt kÕ hµnh lang däc thÊp nhÊt cao h¬n mùc n­íc kiÖt h¹ l­u ®Ó ®¶m b¶o viÖc th¸o n­íc tù ch¶y. Trong tr­êng hîp mùc n­íc kiÖt h¹ l­u kh¸ cao, ph¶i ®Æt hµnh lang thÊp h¬n th× cÇn dù kiÕn viÖc b¬m tho¸t n­íc ra. l l h b) a) 3 4 12 1 A c) H×nh 1-7. Bè trÝ hÖ thèng hµnh lang trong th©n ®Ëp a) C¾t ngang ®Ëp; b) C¾t däc ®Ëp; c) C¸c d¹ng mÆt c¾t hµnh lang Kho¶ng c¸ch bt tõ mÆt c¾t th­îng l­u ®Ëp ®Õn mÆt th­îng l­u cña hµnh lang däc cÇn lÊy kh«ng nhá h¬n 2m vµ tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: h bt ≥ , J cp trong ®ã: h - cét n­íc tÝnh ®Õn cao tr×nh ®¸y hµnh lang; J - gradien cét n­íc cho phÐp cña bªt«ng ®Ëp. §èi víi ®Ëp träng lùc th­êng lÊy Jcp = 20. §iÒu nµy kh«ng ¸p dông ®èi víi ®Ëp cã líp chèng thÊm ë mÆt chÞu ¸p. KÝch th­íc cña c¸c hµnh lang th­êng chän nh­ sau: * §èi víi hµnh lang tËp trung n­íc, kiÓm tra, bè trÝ thiÕt bÞ ®o vµ c¸c lo¹i ®­êng èng: - ChiÒu réng: bh ≥ 1,2 m; - ChiÒu cao: hh ≥ 2,0 m. * §èi víi hµnh lang phôt v÷a ë gÇn nÒn, kÝch th­íc cña nã cÇn chän sao cho tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®Æt, vËn hµnh vµ di chuyÓn m¸y khoan phôt, th­êng chän nh­ sau: - ChiÒu réng: bh ≥ 2 ÷ 2,5 m; 20
  14. www.Phanmemxaydung.com - ChiÒu cao: hh ≥ 3 ÷ 3,5 m. C¸c yªu cÇu kh¸c vÒ cÊu t¹o xem ë §1-7. 2. §Ëp trµn n­íc MÆt c¾t thùc tÕ cña ®Ëp trµn còng ®­îc chän xuÊt ph¸t tõ mÆt c¾t c¬ b¶n, cã thªm bít mét sè phÇn cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn th¸o n­íc vµ nèi tiÕp dßng ch¶y ë h¹ l­u. a. §Ønh ®Ëp: §Ønh ®Ëp trµn cã thÓ cÊu t¹o theo d¹ng kh«ng ch©n kh«ng hay cã ch©n kh«ng (®Çu trµn d¹ng trßn, elÝp). Lo¹i mÆt c¾t cã ch©n kh«ng tuy cã t¨ng ®­îc hÖ sè l­u l­îng cña trµn, nh­ng lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh vµ dÔ sinh chÊn ®éng còng nh­ ph¸t sinh khÝ thùc ë phÇn ®Çu trµn nªó trÞ sè ch©n kh«ng v­ît qu¸ møc cho phÐp. V× vËy chØ nªn lµm ®Ønh trµn cã ch©n kh«ng khi cã luËn chøng x¸c ®¸ng. §èi víi c¸c c«ng tr×nh quan träng, sù lµm viÖc cña ®Ëp vµ møc ®é ch©n kh«ng ë ®Ønh ®Ëp cÇn ph¶i ®­îc kiÓm tra qua thÝ nghiÖm m« h×nh. b) c) a) x x O O R R y y H×nh 1-8. C¸c d¹ng mÆt c¾t ®Ëp trµn a. §Ëp cã ®Çu h×nh elip (cã ch©n kh«ng); b) §Ëp trµn d¹ng kh«ng ch©n kh«ng; c) §Ëp kh«ng ch©n kh«ng cã phÇn nh« vÒ phÝa tr­íc. D¹ng ®Ønh trµn kh«ng ch©n kh«ng cã chÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh vµ th­êng ®­îc sö dông nhiÒu h¬n (h×nh 1-8b). Khi cÇn më réng ®o¹n n»m ngang ë trªn ®Ønh ®Ó bè trÝ cöa van vµ thiÕt bÞ, cã thÓ lµm ®Ønh trµn cã phÇn nh« vÒ phÝa tr­íc (h×nh 1-8c). To¹ ®é kh«ng thø nguyªn cña mÆt trµn kh«ng ch©n kh«ng cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc WES (Phßng thÝ nghiÖm c«ng tr×nh thuû, HiÖp héi kü s­ qu©n ®éi Hoa Kú) [22]: 1 Y = Xn , (1-17) oK o trong ®ã: Yo = y/Ht ; Xo = x/Ht ; Ht – cét n­íc thiÕt kÕ cña ®Ëp trµn; K vµ n – c¸c h»ng sè phô thuéc vµo ®é nghiªng m¸i th­îng l­u m1, lÊy nh­ sau: m1 (m¸i th­îng l­u) : 0 1/3 2/3 1,0 K : 2,000 1,936 1,939 1,873 n : 1,850 1,836 1,810 1,776 Víi ®Ëp trµn cã mÆt th­îng l­u th¼ng ®øng, cã thÓ x¸c ®Þnh to¹ ®é mÆt trµn C¬riger- ¤phixªrèp (b¶ng 1-1) 21
  15. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-1. To¹ ®é kh«ng thø nguyªn cña mÆt trµn C¬riger - ¤phixªrèp Thø tù Thø tù Thø tù X Y X Y X Y ®iÓm 0 0 ®iÓm 0 0 ®iÓm 0 0 1 0,0 0,126 14 1,3 0,475 27 2,6 2,122 2 0,1 0,036 15 1,4 0,564 28 2,7 2,289 3 0,2 0,007 16 1,5 0,661 29 2,8 2,462 4 0,3 0,000 17 1,6 0,764 30 2,9 2,640 5 0,4 0,006 18 1,7 0,873 31 3,0 2,824 6 0,5 0,027 19 1,8 0,987 32 3,1 3,013 7 0,6 0,060 20 1,9 1,108 33 3,2 3,207 8 0,7 0,100 21 2,0 1,235 34 3,3 3,405 9 0,8 0,146 22 2,1 1,369 35 3,4 3,609 10 0,9 0,198 23 2,2 1,508 36 3,5 3,818 11 1,0 0,256 24 2,3 1,653 37 3,6 4,031 12 1,1 0,321 25 2,4 1,894 38 3,7 4,249 13 1,2 0,394 26 2,5 1,960 39 3,8 4,471 b. M¸i ®Ëp: §Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vµ nèi tiÕp liªn tôc víi phÇn ®Ëp kh«ng trµn, m¸i th­îng vµ h¹ l­u cña mÆt ®Ëp c¾t ®Ëp trµn ®Òu lÊy theo trÞ sè m1 vµ m2 cña mÆt c¾t c¬ b¶n ®· tÝnh. T¹i vÞ trÝ chuyÓn tiÕp tõ ®­êng cong ®Ønh trµn (®· x¸c ®Þnh ë trªn) sang ®­êng th¼ng mÆt m¸i h¹ l­u, ®­êng th¼ng nµy ph¶i tiÕp tuyÕn víi ®­êng cong ®Ønh trµn ®Ó tr¸nh t¹o ra ®iÓm gÉy, tøc tr¸nh t¹o ra nguån sinh ch©n kh«ng, khÝ thùc côc bé trªn mÆt trµn. c. Ch©n m¸i h¹ l­u: Tuú theo h×nh thøc tiªu n¨ng ®­îc chän, ch©n m¸i h¹ l­u cã thÓ lµ bÓ tiªu n¨ng (tiªu n¨ng ®¸y), mòi phun (tiªu n¨ng phãng xa), hay bËc thôt (tiªu n¨ng mÆt). Nèi tiÕp gi÷a mÆt h¹ l­u trµn vµ bé phËn tiªu n¨ng ph¶i qua mét ®o¹n chuyÓn tiÕp, th­êng chän lµ cung trßn b¸n kÝnh R. Khi nèi tiÕp víi bÓ tiªu n¨ng, trÞ sè R chän nh­ sau: R = (0,2 ¸ 0,5)(P + Ht), trong ®ã: P - chiÒu cao ®Ëp tÝnh ®Õn cao tr×nh ®¸y bÓ tiªu n¨ng; Ht - cét n­íc trªn ®Ønh trµn. NÕu nèi tiÕp víi mòi phun, b¸n kÝnh R cã thÓ chän: R = (6 ¸ 10)hc, víi hc lµ ®é s©u co hÑp trªn mòi phun. 1.4 æn ®Þnh cña ®Ëp bªt«ng träng lùc trªn nÒn ®¸ I. C¸c lùc t¸c dông lªn ®Ëp bªt«ng träng lùc. 1. C¸c lùc t¸c dông bao gåm (h×nh 1-19): - Träng l­îng ®Ëp vµ c¸c thiÕt bÞ ®Æt trªn ®ã: G; 22
  16. www.Phanmemxaydung.com - ¸p lùc thuû tÜnh, thuû ®éng tõ phÝa th­îng l­u (T1, P1), h¹ l­u (T2, P2), trong ®ã T - thµnh phÇn n»m ngang; P - thµnh phÇn th¼ng ®øng. - ¸p lùc thÊm (Wth) vµ ®Èy næi (W®n) tõ d­íi ®¸y ®Ëp; - ¸p lùc sãng Ts - ¸p lùc bïn c¸t tõ phÝa th­îng l­u, thµnh phÇn ngang (Eb) vµ ®øng (Pb). - ¸p lùc giã Tg - Lùc sinh ra do ®éng ®Êt (lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt cña th©n c«ng tr×nh, cña khèi n­íc vµ bïn c¸t tõ hai phÝa cña ®Ëp). - T¸c dông cña nhiÖt ®é trong thêi kú thi c«ng (do táa nhiÖt khi bªt«ng ng­ng kÕt) vµ thêi kú khai th¸c (do dao ®éng cña nhiÖt ®é m«i tr­êng). - ¶nh h­ëng cña biÕn h×nh nÒn. TrÞ sè c¸c lùc vµ t¸c ®éng ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c tµi liÖu chuyªn m«n. Riªng ¸p lùc thÊm ®Èy ng­îc x¸c ®Þnh theo tµi liÖu sè [17] nh­ trªn h×nh 1-9. TrÞ sè cét n­íc ¸p lùc thÊm t¹i c¸c ®iÓm ®Æc biÖt nh­ sau: - T¹i mÐp biªn th­îng l­u ®¸y ®Ëp: Ht (cét n­íc thÊm tÝnh to¸n); - T¹i trôc mµn chèng thÊm: hm = am . Ht; - T¹i hµng lç tho¸t n­íc sau mµn chèng thÊm: ht = at.Ht. TrÞ sè cña am vµ at x¸c ®Þnh theo cÊp c«ng tr×nh vµ tæ hîp t¶i träng nh­ sau: CÊp c«ng tr×nh Tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n Tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt am at am at I 0,4 0,2 0,6 0,35 II 0,4 0,15 0,5 0,25 III – V 0,3 0 0,4 0,15 Ghi chó: tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt ë ®©y chØ øng víi tr­êng hîp th­îng l­u lµ MNDBT, thiÕt bÞ chèng thÊm vµ tho¸t n­íc kh«ng lµm viÖc b×nh th­êng. Tr­êng hîp kh«ng cã hµng lç tho¸t n­íc sau mµn chèng thÊm th× biÓu ®å ¸p lùc lµ ABD (h×nh 1-9). 2. C¸c tæ hîp lùc dïng trong tÝnh to¸n (viÖc tÝnh to¸n cô thÓ theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh). a. Tæ hîp lùc c¬ b¶n: bao gåm c¸c lùc th­êng xuyªn hoÆc ®Þnh kú t¸c dông lªn ®Ëp, nh­ träng l­îng b¶n th©n vµ c¸c thiÕt bÞ ®Æt trªn ®Ëp, ¸p lùc n­íc víi mùc n­íc d©ng b×nh th­êng, ¸p lùc sãng, giã víi vËn tèc giã b×nh th­êng (Vbqmax), lùc thÊm vµ ®Èy næi, ¸p lùc bïn c¸t. b. Tæ hîp lùc ®Æc biÖt: bao gåm c¸c lùc trong tæ hîp c¬ b¶n, céng thªm hay thay thÕ mét sè lùc xÈy ra trong tr­êng hîp ®Æc biÖt nh­: - Lùc sinh ra khi cã ®éng ®Êt; 23
  17. www.Phanmemxaydung.com - ¸p lùc thuû tÜnh, ¸p lùc thÊm vµ ¸p lùc ®Èy næi khi cã mùc n­íc d©ng gia c­êng (thay thÕ cho c¸c lùc nµy trong tr­êng hîp mùc n­íc d©ng b×nh th­êng); - ¸p lùc thÊm khi thiÕt bÞ chèng thÊm hoÆc thiÕt bÞ tho¸t n­íc kh«ng lµm viÖc b×nh th­êng (thay thÕ cho ¸p lùc thÊm khi c¸c thiÕt bÞ nµy lµm viÖc b×nh th­êng). H S b S b S S b h S S b b b H×nh1-9. S¬ ®å c¸c lùc t¸c dông lªn ®Ëp H×nh 1-10. bªt«ng träng lùc a- S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh khi mÆt tr­ît nghiªng vÒ th­îng l­u (c«ng thøc 1-19) b- Xö lý chèng tr­ît khi nÒn ®Ëp nghiªng vÒ h¹ l­u II. TÝnh to¸n æn ®Þnh cña ®Ëp bªt«ng trªn nÒn ®¸ 1. C¸c kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh. Víi ®Ëp bªt«ng träng lùc trªn nÒn ®¸, c¸c kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh cã thÓ x¶y ra lµ: a. Tr­ît theo mét mÆt nµo ®ã, cã thÓ lµ mÆt ®¸y ®Ëp tiÕp xóc víi nÒn, hay mÆt ph¼ng ®i qua ®¸y cña c¸c ch©n khay (khi ®Ëp cã lµm ch©n khay c¾m s©u vµo nÒn). Tr­êng hîp nÒn ®¸ ph©n líp th× cÇn xÐt thªm mÆt tr­ît ®i qua c¸c mÆt ph©n líp, lµ n¬i c¸c ®Æc tr­ng chèng tr­ît cña ®¸ gi¶m nhá so víi mÆt tr­ît qua ®¸ nguyªn khèi. Khi th©n ®Ëp cã c¸c vÞ trÝ gi¶m yÕu (khoÐt lç, mÆt ngang tiÕp gi¸p gi÷a c¸c khèi ®æ, ) th× cÇn xÐt mÆt tr­ît ®i qua c¸c vÞ trÝ nµy. Tuú theo ®Æc ®iÓm bè trÝ c«ng tr×nh vµ cÊu t¹o nÒn ®Ëp mµ mÆt tr­ît cã thÓ n»m ngang hay n»m nghiªng (nghiªng vÒ phÝa th­îng l­u hay h¹ l­u). b. LËt theo trôc n»m ngang däc theo mÐp h¹ l­u cña mét mÆt c¾t nµo ®ã, th­êng lµ mÆt ®¸y ®Ëp, hay mÆt c¾t mµ ®Ëp bÞ khoÐt lç, gi¶m yÕu. Kh¶ n¨ng lËt chØ cã thÓ x¶y ra khi biÓu ®å øng suÊt trªn mÆt n»m ngang tÝnh to¸n cã gi¸ trÞ ©m (trªn mét phÇn mÆt tÝnh to¸n cã øng suÊt kÐo). c. NÒn ®Ëp bÞ ph¸ ho¹i khi trÞ sè øng suÊt tõ ®Ëp truyÒn xuèng v­ît qu¸ søc chÞu t¶i cña nÒn. Trong tr­êng hîp nµy, cÇn ph¶i thay ®æi h×nh d¹ng mÆt c¾t ®Ëp, hoÆc t¨ng bÒ réng ®¸y ®Ëp ®Ó ®iÒu chØnh l¹i ph©n bè øng suÊt d­íi ®¸y ®Ëp. 2. TÝnh to¸n æn ®Þnh vÒ tr­ît ph¼ng §Ëp ®¶m b¶o æn ®Þnh khi tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (1-2). TrÞ sè hÖ sè an toµn æn ®Þnh tr­ît x¸c ®Þnh nh­ sau: 24
  18. www.Phanmemxaydung.com a. Víi mÆt tr­ît n»m ngang: (å P - W)tgj + cF K = , (1-18) t å T trong ®ã: tgj vµ c lµ c¸c ®Æc tr­ng chèng c¾t trªn mÆt ph¸ ho¹i ; F - diÖn tÝch mÆt ph¸ ho¹i ; SP – tæng c¸c lùc theo ph­¬ng ®øng, tÝnh tõ mÆt tr­ît trë lªn ; W - tæng ¸p lùc ®Èy ng­îc t¸c dông vµo mÆt tr­ît, bao gåm lùc thÊm vµ lùc ®Èy næi thuû tÜnh (nÕu cã) ; ST - tæng ®¹i sè c¸c lùc n»m ngang t¸c dông vµo phÇn ®Ëp tÝnh tõ mÆt tr­ît trë lªn. TrÞ sè cña tgj vµ c phô thuéc vµo ®Æc tr­ng nÒn ®¸ (khi mÆt tr­ît n»m trong nÒn), hay ®Æc tr­ng cña vËt liÖu bª t«ng (khi mÆt tr­ît c¾t qua khèi bª t«ng). Trong thiÕt kÕ s¬ bé, víi mÆt tr­ît trong bª t«ng cã thÓ lÊy tgj = 1 (t­¬ng ®­¬ng víi gãc ma s¸t b»ng 45o ), cßn trÞ sè c lÊy b»ng 5% cña c­êng ®é kh¸ng nÐn cña vËt liÖu. §èi víi nÒn c«ng tr×nh cÊp I vµ II cã c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh ®¬n gi¶n, trong thiÕt kÕ s¬ bé, gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña c¸c ®Æc tr­ng cña ®¸ tgjI, II vµ cI, II cã thÓ lÊy theo b¶ng 1- 2, trong ®ã lÊy c¸c hÖ sè K®j = 1,15 vµ K®c = 1,8 (K®j vµ K®c lµ c¸c hÖ sè an toµn vÒ vËt liÖu ¸p dông cho ®¹i l­îng gãc ma s¸t trong j vµ lùc dÝnh ®¬n vÞ c). Trong thiÕt kÕ kü thuËt, còng nh­ khi xÐt mÆt tr­ît ®i qua c¸c mÆt ph©n líp cña ®¸ nÒn, trÞ sè cña tgj vµ c cÇn ph¶i x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm. TrÞ sè tÝnh to¸n cña tgj vµ c cÇn ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së xö lý thèng kª c¸c sè liÖu thÝ nghiÖm (xem [15], phô lôc 8). L­u ý r»ng, c¸c gi¸ trÞ thÝ nghiÖm cña 1 mÉu chØ ph¶n ¸nh ®Æc tr­ng côc bé cña vËt liÖu hay nÒn t¹i vÞ trÝ lÊy mÉu, nªn sè l­îng mÉu thÝ nghiÖm ph¶i ®ñ lín vµ ph¶i tu©n thñ c¸c quy ®Þnh theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh [15]. b. Víi mÆt tr­ît nghiªng vÒ th­îng l­u: hÖ sè an toµn æn ®Þnh tr­ît ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: (ååP cosb + Tsin b - W).tgj + c.F K = , (1-19) t ååT cosb-Psin b trong ®ã: b lµ gãc gi÷a mÆt tr­ît vµ mÆt n»m ngang; c¸c ký hiÖu kh¸c nh­ ®· nªu trªn. c. Víi mÆt tr­ît nghiªng vÒ h¹ l­u: mét gãc b, t­¬ng tù ta cã: ( P cosb - T sin b - W).tgj + c.F K = å å , (1-20) t å T cosb + å P sin b Râ rµng víi mÆt tr­ît nghiªng vÒ phÝa th­îng l­u sÏ cho hÖ sè æn ®Þnh vÒ tr­ît cao h¬n so víi mÆt tr­ît n»m ngang; cßn tr­êng hîp mÆt tr­ît nghiªng vÒ phÝa h¹ l­u lµ bÊt lîi nhÊt vÒ mÆt æn ®Þnh tr­ît. V× vËy, t¹i c¸c vÞ trÝ mµ nÒn ®Ëp cã thÕ nghiªng vÒ h¹ l­u th× cÇn xö lý ®Ó t¨ng æn ®Þnh chèng tr­ît b»ng c¸ch lµm cho mÆt tiÕp gi¸p gi÷a ®Ëp vµ nÒn thµnh d¹ng r¨ng c­a cã c¹nh dµi nghiªng vÒ th­îng l­u (h×nh 1-10b). 25
  19. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-2: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña c¸c ®Æc tr­ng ®¸ nÒn tgjI, II vµ cI, II Khi tÝnh ®é bÒn §é æn ®Þnh vµ ®é §é æn ®Þnh vµ ®é bÒn côc bé ®èi víi c¸c mÆt vµ mÆt ph¼ng côc bé cña nÒn khi bÒn côc bé ®èi víi tr­ît trong ®Þa khèi theo c¸c khe nøt cã nhÐt c¸t vµ ®Êt cã mÆt tr­ît kh«ng c¸c mÆt vµ mÆt sÐt, víi chiÒu réng miÖng khe nøt (mm) trïng víi c¸c khe ph¼ng tiÕp xóc bª nøt vµ víi mÆt tiÕp t«ng - ®¸ ; c¸c mÆt xóc bªt«ng - ®¸. tr­ît trong ®Þa Lo¹i ®¸ nÒn khèi mét phÇn theo vÕt nøt, mét phÇn trong khèi Nhá h¬n 2 2 ®Õn 20 Lín h¬n 20 nguyªn. tg jI , cI , tg jI , cI , tg jI , cI , tg jI , cI , CII tg jII 2 tg jII CII /K®c tg j CII /K®c tg j CII /K®c tg j CII /K®c II II II (daN/cm ) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) K®j K®j K®j K®j §¸ cã s­c chèng nÐn tøc thêi mét trôc Rn >500 2 daN/cm (d¹ng liÒn khèi, ph©n khèi lín, c¸c khèi 3,0 40 0,95 4,0 0,8 1,5 0,7 1,0 0,55 0,5 d¹ng ph©n líp, d¹ng phiÕn Ýt nøt nÎ, kh«ng bÞ phong ho¸) §¸ cã Rn > 500 daN/cm2 (d¹ng liÒn khèi, ph©n khèi lín, c¸c khèi d¹ng ph©n líp, d¹ng phiÕn nøt nÎ võa, 2,4 25 0,85 3,0 0,8 1,5 0,7 1,0 0,55 0,5 phong ho¸ yÕu) §¸ cã Rn =150¸ 500 daN/cm2 (d¹ng liÒn khèi, ph©n khèi lín, c¸c khèi d¹ng ph©n líp, phiÕn nøt nÎ nhiÒu) 2,0 15 0,75 2,0 0,7 1,0 0,65 0,5 0,45 0,2 §¸ cã Rn = 50¸ 500 daN/cm2 (phong ho¸ yÕu, ®é bÒn nhá, Ýt ®øt g·y) §¸ nöa cøng Rn < 50 daN/cm2 (d¹ng phiÕn, phiÕn 1,5 3 0,7 1,0 0,65 0,5 0,5 0,3 0,15 0,2 máng, nøt nÎ trung b×nh vµ m¹nh) 2 6 Ghi chó: chØ sè I vµ II t­¬ng øng víi khi tÝnh to¸n theo tr¹ng th¸i giíi h¹n 1 vµ 2
  20. www.Phanmemxaydung.com 3. TÝnh to¸n æn ®Þnh vÒ lËt T¹i mçi mÆt c¾t tÝnh to¸n, phÇn ®Ëp phÝa trªn mÆt c¾t nµy cã thÓ bÞ lËt ®æ quanh trôc ®i qua mÐp biªn h¹ l­u cña mÆt c¾t nÕu ë mÐp trªn th­îng mÆt c¾t nµy cã xuÊt hiÖn øng suÊt kÐo. §iÒu kiÖn ®Ó ®Ëp kh«ng bÞ lËt lµ: å M cl ³ K cp , (1-21) å M l trong ®ã: SMcl - tæng m«men cña c¸c lùc chèng lËt lÊy ®èi víi trôc n»m ngang ®i qua mÐp h¹ l­u mÆt c¾t tÝnh to¸n; SMl - tæng m« men cña c¸c lùc g©y tr­ît ®èi víi trôc nãi trªn; Kcp - HÖ sè an toµn cho phÐp, x¸c ®Þnh theo (1-3). Theo tiªu chuÈn cña Hoa Kú [23], khi xÐt mét mÆt c¾t tÝnh to¸n bÊt kú, ®Ó kh«ng g©y lËt th× hîp cña tÊt c¶ c¸c lùc t¸c dông lªn phÇn ®Ëp phÝa trªn mÆt c¾t nµy ph¶i n»m trong kho¶ng 1/3 gi÷a bÒ réng mÆt c¾t khi xÐt tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n, n»m trong kho¶ng 1/2 gi÷a bÒ réng mÆt c¾t khi xÐt tæ hîp t¶i träng bÊt th­êng vµ n»m trong ph¹m vi mÆt c¾t khi xÐt tæ hîp t¶i träng cùc h¹n. III. TÝnh to¸n ®é bÒn cña nÒn ®Ëp Víi mçi tæ hîp lùc tÝnh to¸n, øng suÊt ®¸y mãng ®Ëp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc nÐn lÖch t©m: ΣP ΣM s = ± 0 , (1-22) ymax, min F W trong ®ã: åP - tæng h×nh chiÕu c¸c lùc th¼ng ®øng t¸c dông lªn ®Ëp tÝnh tõ mÆt ®¸y ®Ëp trë lªn (cã xÐt c¶ ¸p lùc thÊm vµ ®Èy næi); åM0 - tæng m«men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®Ëp tÝnh tõ mÆt ®¸y ®Ëp trë lªn, lÊy ®èi víi t©m mÆt ®¸y; F - diÖn tÝch mÆt c¾t ®¸y ®Ëp; W - m«®un chèng uèn cña mÆt ®¸y ®Ëp, theo ph­¬ng uèn tõ th­îng vÒ h¹ l­u. §èi t­îng tÝnh to¸n cã thÓ lµ cho mét ®o¹n ®Ëp gi÷a 2 khíp nèi, hoÆc mét mÐt dµi ®Ëp (bµi to¸n ph¼ng). §é bÒn cña nÒn ®­îc ®¶m b¶o khi tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn: symax < Rn ; (1-23) symin ³ 0 ; (1-24) trong ®ã: Rn - c­êng ®é kh¸ng nÐn tÝnh to¸n cña ®¸ nÒn. 27
  21. www.Phanmemxaydung.com 1.5. TÝnh to¸n ®é bÒn cña ®Ëp bªt«ng träng lùc I. Nh÷ng vÊn ®Ò chung 1. Néi dung tÝnh to¸n: tÝnh to¸n ®é bÒn cña ®Ëp bao gåm ph©n tÝch tr¹ng th¸i øng suÊt trong th©n ®Ëp ®Ó kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn trong c¸c tr­êng hîp lµm viÖc kh¸c nhau cña ®Ëp, cô thÓ nh­ sau: a. TÝnh to¸n c¸c øng suÊt chÝnh lín nhÊt vµ nhá nhÊt ë biªn ®Ëp ®Ó kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn bÒn trªn biªn (th­êng øng dông trong giai ®o¹n thiÕt kÕ s¬ bé). b. X¸c ®Þnh tr¹ng th¸i øng suÊt trong th©n ®Ëp: - X¸c ®Þnh gi¸ trÞ øng suÊt t¹i c¸c ®iÓm kh¸c nhau trong th©n ®Ëp; - VÏ ®­êng ®¼ng øng suÊt chÝnh ®Ó tiÕn hµnh ph©n vïng sö dông vËt liÖu cho thÝch hîp. - VÏ c¸c ®­êng quü ®¹o øng suÊt chÝnh, tõ ®ã cã thÓ bè trÝ c¸c mÆt khe thi c«ng, c¸c ®­êng èng ®Æt trong th©n ®Ëp. c. TÝnh to¸n c¸c lo¹i øng suÊt tËp trung côc bé xuÊt hiÖn quanh c¸c ®­êng hÇm, lç khoÐt trong th©n ®Ëp vµ tÝnh to¸n bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc cho riªng khu vùc nµy. 2. C¸c tr­êng hîp tÝnh to¸n CÇn ph¶i tÝnh to¸n víi c¸c tr­êng hîp lµm viÖc kh¸c nhau cña ®Ëp, tøc xÐt c¸c tæ hîp lùc c¬ b¶n vµ tæ hîp lùc ®Æc biÖt kh¸c nhau t¸c dông lªn ®Ëp. Trong thiÕt kÕ, cÇn dùa vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt vµ ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh mµ chñ ®éng ®Æt ra c¸c tr­êng hîp lµm viÖc bÊt lîi cña ®Ëp nh­ khi cã ®éng ®Êt, khi cã lò ®Æc biÖt lín, khi cã nhiÖt ®é thay ®æi, cã biÕn h×nh nÒn 3. C¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n Tïy theo møc ®é phøc t¹p cña bµi to¸n vµ yªu cÇu ®é chÝnh x¸c, cã thÓ ¸p dông c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau ®Ó ph©n tÝch øng suÊt th©n ®Ëp nh­: a. Ph­¬ng ph¸p tÝnh øng suÊt mÆt biªn; b. Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch träng lùc tÝnh øng suÊt trong th©n ®Ëp (ph­¬ng ph¸p chia l­íi). c. Ph­¬ng ph¸p lý thuyÕt ®µn håi. d. C¸c ph­¬ng ph¸p sè: cã thÓ lµ ph­¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n, hay phÇn tö h÷u h¹n. C¬ së ®Ó thiÕt lËp c¸c ph­¬ng tr×nh tÝnh to¸n cã thÓ lµ lý thuyÕt ®µn håi hoÆc lµ mét gi¶ thuyÕt nµo ®ã vÒ c¬ chÕ ph¸ huû vËt liÖu. Sau ®©y sÏ tr×nh bµy c¸c ph­¬ng ph¸p dùa trªn lý thuyÕt ®µn håi, ¸p dông cho bµi to¸n ph¼ng. II. X¸c ®Þnh øng suÊt t¹i c¸c mÐp biªn ®Ëp ViÖc tÝnh to¸n tiÕn hµnh cho mét mÆt c¾t ngang bÊt kú theo chiÒu cao (cã thÓ lµ mÆt c¾t s¸t nÒn, hay mÆt c¾t ë l­ng chõng ®Ëp). 1. øng suÊt ph¸p trªn mÆt ph¼ng n»m ngang: - Sö dông c«ng thøc nÐn lÖch t©m cña lý thuyÕt søc bÒn vËt liÖu: 28
  22. www.Phanmemxaydung.com ΣP ΣM s’, s ” = ± 0 ; (1-25) yy F W trong ®ã: sy - øng suÊt ph¸p trªn mÆt ph¼ng n»m ngang. ë ®©y vµ c¸c phÇn tiÕp theo, ký hiÖu 1 dÊu phÈy lµ dµnh cho biªn th­îng l­u; 2 dÊu phÈy lµ dµnh cho biªn h¹ l­u; åP - tæng hîp c¸c lùc th¼ng ®øng kÓ tõ mÆt tÝnh to¸n trë lªn (tr­êng hîp mÆt tÝnh to¸n ë s¸t nÒn th× åP ph¶i kÓ ®Õn c¶ lùc ®Èy næi do thÊm vµ ¸p lùc thuû tÜnh); F - diÖn tÝch mÆt tÝnh to¸n, ë ®©y F = B x 1, B lµ chiÒu dµi mÆt tÝnh to¸n tõ biªn th­îng l­u ®Õn biªn h¹ l­u ®Ëp; 1x B2 W - m«®un chèng uèn cña mÆt c¾t: W = ; 6 åM0 - tæng m«men cña c¸c lùc t¸c dông kÓ tõ mÆt c¾t tÝnh to¸n trë lªn ®èi víi ®iÓm gi÷a cña mÆt c¾t ®ã. Khi quy ®Þnh chiÒu d­¬ng cña M quay thuËn chiÒu kim ®ång hå vµ trong mÆt c¾t, biªn th­îng l­u ë bªn tr¸i, biªn h¹ l­u ë bªn ph¶i th× trong c«ng thøc (1-25), dÊu - ¸p dông cho sy’ vµ dÊu + cho sy”. a) b) y y sx' a1 s''x " N 1 N ' a2 go y 2 a 1 t" dy t" s' a2 t' t' t" y t' s'' g y y o dx d sy' s''y x dx dx ¬ H×nh 1-11. S¬ ®å x¸c ®Þnh c¸c lo¹i øng suÊt ë biªn ®Ëp a) C¸c øng suÊt trªn mÆt ph¼ng ®øng vµ ngang; b) C¸c øng suÊt chÝnh. 2. øng suÊt c¾t txy t¹i biªn (sau ®©y viÕt t¾t lµ t) - T¹i biªn th­îng l­u: t’ = (g.y’ - s.y’).m1 ; (1-26) - T¹i biªn h¹ l­u: t” = (g.y” - s.y”).m2 ; (1-27) trong ®ã: g - träng l­îng riªng cña n­íc; y’ - chiÒu s©u n­íc ë th­îng l­u tÝnh ®Õn mÆt c¾t tÝnh to¸n; y” - chiÒu s©u n­íc ë h¹ l­u tÝnh ®Õn mÆt c¾t tÝnh to¸n; sy’, sy” - theo kÕt qu¶ x¸c ®Þnh ë môc trªn; 29
  23. www.Phanmemxaydung.com m1, m2 - t­¬ng øng lµ hÖ sè m¸i ®Ëp th­îng, h¹ l­u. Víi ký hiÖu a1, a2 nh­ trªn h×nh 1-11 th×: m1 = tga1; m2 = tga2 3. øng suÊt ph¸p sx trªn biªn - Biªn th­îng l­u: sx’ = g.y’ - t’.m1 ; (1-28) - Biªn h¹ l­u: sx” = g.y” + t”.m2 ; (1-29) c¸c ký hiÖu nh­ ®· nªu trªn. Khi h¹ l­u kh«ng cã n­íc th×: 2 sx” = t”.m2 = sy”.m2 (1-30) 4. øng suÊt chÝnh ë biªn: b) a) x O dl d s N"dl l d d s N N"2 l ' dl d a1 a2 t'dx t"dx s' dx s" dx dx dx H×nh 1-12. S¬ ®å x¸c ®Þnh øng suÊt chÝnh ë biªn a) Biªn th­îng l­u; b) Biªn h¹ l­u. Dùa vµo s¬ ®å lùc lªn ph©n tè biªn ë h×nh 1-12, x¸c ®Þnh ®­îc: - T¹i biªn th­îng l­u: N2’ = g.y’ ; (1-31) 2 2 N1’ = sy’(1 + m1 ) - g.y’m1 (1-32) - T¹i biªn h¹ l­u: N2” = gy”; (1-33) 2 2 N1” = sy”(1 + m2 ) - g.y”m2 (1-34) Khi h¹ l­u kh«ng cã n­íc ( y”=0): ” ” 2 N2 = 0; N1 = sy”(1 + m2 ) (1-35) 5. øng suÊt c¾t chÝnh: øng suÊt c¾t chÝnh t¹i 1 ®iÓm lµ trÞ sè øng suÊt c¾t lín nhÊt t¹i ®iÓm ®ã. Theo lý thuyÕt søc bÒn vËt liÖu: 30
  24. www.Phanmemxaydung.com N - N T = 1 2 (1-36) 2 t Cã thÓ biÓu diÔn quan hÖ gi÷a c¸c thµnh phÇn øng suÊt t¹i mét ®iÓm b»ng s¬ ®å vßng Mo øng suÊt nh­ trªn T D h×nh 1-13. txy O N2 F C E N1s H×nh 1-13. S¬ ®å vßng Mo øng suÊt t¹i 1 ®iÓm: OE = sx; OF = sy ;ED = txy. III. X¸c ®Þnh øng suÊt trong th©n ®Ëp theo ph­¬ng ph¸p chia l­íi. Theo ph­¬ng ph¸p nµy, mÆt c¾t ®Ëp tÝnh to¸n ®­îc chia b»ng mét l­íi trùc giao cã c¸c m¾t l­íi theo ph­¬ng x lµ Dx, theo ph­¬ng y lµ Dy. Møc ®é chÝnh x¸c ®¹t ®­îc phô thuéc vµo ®é nhá cña Dx, Dy. Gi¸ trÞ cña c¸c thµnh phÇn øng suÊt ®­îc x¸c ®Þnh t¹i c¸c ®iÓm nót trªn l­íi. C¸c c«ng thøc trong phÇn nµy ®­îc lËp víi hÖ trôc quy ­íc nh­ sau: trôc ox h­íng tõ h¹ l­u lªn th­îng l­u; trôc oy h­íng tõ trªn xuèng d­íi. C¸c trÞ sè øng suÊt trªn biªn ®· ®­îc x¸c ®Þnh ë môc trªn. 1. øng suÊt ph¸p sy: σy =a +bx; ïü ý (1-37) a =σy"; b =(σy '-σy")/Bþï 2. øng suÊt c¾t t: 2 τ =a1+b1x +c1x ; ü ï a1=τ"; ï ' "ý (1-38) b1=-(6åQ/B +2t+4t)/Bï ' "2ï c1=(6åQ / B +3t+3t)/B þ 3. øng suÊt ph¸p sx: 2 3 σ x = a 2 + b 2 x + c 2 x + d 2 x ; a 2 = σ x "; b1 da 1 b 2 = + ; (1-39) m 2 dy c1 1 db1 c 2 = + ; m 2 2 dy 1 dc d = . 1 , 2 3 dy 31
  25. www.Phanmemxaydung.com trong ®ã: a1, b1, c1 lµ c¸c tham sè cña biÓu thøc tÝnh t t¹i c¸c mÆt c¾t ®· x¸c ®Þnh ë môc trªn. Cã thÓ tÝnh gÇn ®óng c¸c ®¹o hµm trong c«ng thøc (1-39) nh­ sau: da a - a * db b - b* dc c - c* 1 = 1 1 ; 1 = 1 1 ; 1 = 1 1 , (1-40) dy Δy dy Δy dy Δy * * * trong ®ã: a1 , b1 , c1 lµ c¸c tham sè cña biÓu thøc t t¹i mÆt c¾t l©n cËn phÝa trªn mÆt c¾t ®ang xÐt (2 mÆt c¾t c¸ch nhau mét kho¶ng Dy). §èi víi c¸c ®Ëp thÊp, ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n, cã thÓ coi sx ph©n bè tuyÕn tÝnh trªn mÆt c¾t ngang: σ x =a 2 +b 2 x; ü ï a 2 =σ x " ý (1-41) ï b 2 =(σ x '-σ x ")/Bþ 4. øng suÊt chÝnh. Theo c¸c c«ng thøc cña søc bÒn vËt liÖu: a. TrÞ sè: σ + σ 1 N = x y + (σ - σ ) 2 + 4τ 2 (1-42) 1 2 2 x y σ - σ 1 N = x y - (σ - σ ) 2 + 4τ 2 (1-43) 2 2 2 x y b. Ph­¬ng: ph­¬ng cña N1 vµ N2 vu«ng gãc víi nhau (xem h×nh 1-13). Ph­¬ng cña N1 (øng suÊt ph¸p lín nhÊt) hîp víi trôc x (khi sx > sy) hoÆc víi trôc y (khi sx < sy) mét gãc a; gãc a x¸c ®Þnh theo: 2τ tg2a = - (1-44) σ x - σ y Gãc a lÊy theo chiÒu ng­îc kim ®ång hå khi trÞ sè a tÝnh ®­îc lµ d­¬ng. 5. øng suÊt tiÕp chÝnh: 1 T = (σ - σ ) 2 + 4τ 2 (1-45) 2 x y 6. C¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt vµ quü ®¹o øng suÊt a. §­êng ®¼ng øng suÊt: VÏ riªng ®­êng ®¼ng øng suÊt ph¸p lín nhÊt N1 vµ øng suÊt nhá nhÊt N2 theo nguyªn t¾c vÏ ®­êng ®ång møc sau khi ®· ®iÒn tÊt c¶ trÞ sè øng suÊt t­¬ng øng lªn c¸c nót cña l­íi. §­êng ®¼ng N1 dïng ®Ó kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu nÐn vµ ph©n vïng vËt liÖu ®Ëp. §­êng ®¼ng N2 cho phÐp khoanh c¸c vïng xö lý ®Æc biÖt khi cã øng suÊt kÐo. 32
  26. www.Phanmemxaydung.com a) b)c) 0 MPa 0,5 0,2 1,0 0,4 1,5 0,6 2,0 2,5 MPa H×nh 1-14. C¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt, quü ®¹o øng suÊt a) §­êng ®¼ng N1; b) §­êng ®¼ng N2; c) Quü ®¹o øng suÊt chÝnh b. Quü ®¹o øng suÊt BiÓu ®å quü ®¹o øng suÊt cho biÕt ph­¬ng cña c¸c øng suÊt chÝnh t¹i mét ®iÓm bÊt kú cña mÆt c¾t. §ã lµ mét hÖ gåm 2 hä ®­êng trùc giao: hä thø nhÊt biÓu thÞ ph­¬ng cña N1; hä thø hai - ph­¬ng cña N2. C¸ch vÏ: - VÏ mòi tªn chØ ph­¬ng cña N1, N2 t¹i tÊt c¶ c¸c ®iÓm nót cña l­íi. - Dïng néi suy ®Ó vÏ dÇn c¸c quü ®¹o øng suÊt: NÕu quü ®¹o ®i qua ®iÓm nót th× nã ph¶i tiÕp tuyÕn víi ph­¬ng cña N1(hoÆc N2) t¹i nót ®ã; NÕu quü ®¹o ®i qua kho¶ng gi÷a 2 nót kÒ nhau th× dïng néi suy ®Ó x¸c ®Þnh ph­¬ng cña N1 (hay N2) t¹i ®iÓm ®ang xÐt. IV. TÝnh to¸n øng suÊt trong ®Ëp theo ph­¬ng ph¸p lý thuyÕt ®µn håi (LT§H) Khi tÝnh to¸n ®Ëp bªt«ng träng lùc, ta xÐt bµi to¸n ph¼ng cña LT§H. Nãi chung mÆt c¾t ®Ëp th­êng cã d¹ng tam gi¸c, d­íi th©n ®Ëp lµ mÆt nÒn b¸n v« h¹n, do ®ã ®Ó ph©n tÝch øng suÊt th©n ®Ëp cã thÓ ®­a vÒ d¹ng bµi to¸n h×nh nªm b¸n v« h¹n. Mét c¸ch gÇn ®óng, khi vËt liÖu th©n ®Ëp vµ nÒn lµ gÇn ®ång chÊt, cã thÓ xem ®Ëp nh­ mét h×nh nªm v« h¹n ®Ó tÝnh to¸n. ViÖc tÝnh to¸n ®­îc tiÕn hµnh riªng cho tõng lo¹i ngo¹i lùc, vµ cuèi cïng dïng phÐp céng t¸c dông ®Ó x¸c ®Þnh néi lùc tæng céng. Sau ®©y lµ mét sè s¬ ®å cô thÓ. O x 1. §Ëp cã d¹ng h×nh nªm v« h¹n d­íi t¸c dông cña ¸p lùc n­íc vµ träng l­îng b¶n th©n. Theo lý thuyÕt ®µn håi øng suÊt t¹i mét ®iÓm bÊt kú trong x a1 a2 = m th©n ®Ëp cã chiÒu cao v« h¹n (h×nh 1-15) ®­îc biÓu diÔn d­íi t 2 y y 1 d¹ng c¸c hµm sè tuyÕn tÝnh: m = x s x sx=a1x+b1yü sy ï y sy=a2x+b2yý (1-46) ï τ=a3x+b3yþ H×nh 1-15.S¬ ®å tÝnh øng C¸c hÖ sè cña c¸c ph­¬ng tr×nh nµy ®­îc x¸c ®Þnh tõ viÖc suÊt theo lý thuyÕt ®µn håi ph©n tÝch øng suÊt t¹i c¸c biªn ®Ëp. 33
  27. www.Phanmemxaydung.com γ γ ü a = 1 m m (m -m ) + m m (m m -m2-2) 1 (m +m )2 1 2 2 1 (m +m )2 1 2 1 2 2 ï 1 2 1 2 ï γ γ ï b = 1 2m2m2- m2(2m2m -3m -m ); 1 (m +m )2 1 2 (m +m )2 2 1 2 1 2 ï 1 2 1 2 ï γ1 γ 2 ï (1-47) a2= 2(m2-m1) - 2(m1+3m1m2-2); ý (m +m ) (m +m ) 1 2 1 2 ï γ1 2 2 γ 2 ï b2= 2(m1+m2) - 2(m2-m1-2m2m1); ï (m1+m2) (m1+m2) ï a=1-b ï 3 2 ï b3=-a1 þï ë ®©y: m1 = tga1; m2 = tga2 . øng suÊt chÝnh vµ ph­¬ng cña chóng còng ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc (1-42); (1-43); (1- 44). øng suÊt t¹i c¸c biªn ®Ëp ®­îc x¸c ®Þnh tõ c¸c biÓu thøc (1-46), (1-47) víi x = - m1y vµ x = m2y. σ y ' =a 2 x +b 2 y =( -a 2 m1 +b 2 )yü ï σ y" =a 2 x +b 2 y =(a 2 m 2 +b 2 )y ï σ ' =a x +b y =( -a m +b )y ï x 1 1 1 1 1 ý (1-48) σ x" =a 1 x +b1 y =(a1m 2 +b1)y ï τ' =a x +b y =( -a m +b )y ï 3 3 3 1 3 ï τ"=a3 x+b3 y=(a3 m2 +b3 )yþï øng suÊt chÝnh t¹i c¸c mÐp ®Ëp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (1-42) vµ (1-43) nh­ng c¸c trÞ sè sx, sy, t trong ®ã ®­îc thay thÕ bëi c¸c trÞ sè ë biªn ®Ëp ®· ®­îc tÝnh ë c¸c c«ng thøc (1-48). 2. §Ëp cã d¹ng h×nh nªm v« h¹n chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu Trong mét sè tr­êng hîp ®Ëp cã thÓ chÞu t¸c dông cña t¶i träng ph©n bè ®Òu cã ph­¬ng lµm víi mÆt ®Ëp mét gãc nµo ®ã (h×nh 1-16). Bµi to¸n nµy ®· ®­îc M. Levy gi¶i vµ cho c¸c kÕt qu¶ riªng theo thµnh phÇn lùc th¼ng gãc p1 vµ lùc tiÕp tuyÕn p2 t¸c dông lªn mÆt ®Ëp. øng suÊt do thµnh phÇn lùc th¼ng gãc p1 t¸c dông lªn mét ®iÓm n(x,y) b»ng: 34
  28. www.Phanmemxaydung.com O X æ tgα ö ü çα2 - α + ÷A - m2 ï ç 1+ tg2α ÷ s = -p è ø ;ï x 1 B ï ï æ tgα ö y çα - α - ÷A - m ï P1 ç 2 2 ÷ 1 1+ tg α ï a σ = -p è ø ; (1-49) P y 1 ý P2 B ï a2 a1 A ï 2 -1 n ï x 1+ tg α τ = -p1 ï B ï ï y þï H×nh 1-16. S¬ ®å tÝnh to¸n øng suÊt ë ®©y A = 1 - m1m2; khi mÆt ®Ëp chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu B = m1 + m2 - (a1+ a2)(1 - m1m2). øng suÊt do thµnh phÇn tiÕp tuyÕn p2 g©y ra b»ng: ü Cm2 -D +m m ï s=-p 2 1 2 ; ï x 2 B ï C -D -1 ï σy =-p2 ; ý (1-50) B ï 2 2 m1tg a-m2 ï Cm2 + ï 1+tg2a τ =-p ï 2 B þï 2 1+m2 ë ®©y: C=(α1+α2) ; M O Q X m1+m2 æ tgα ö D = çα - α - ÷ m+ m R ç 2 2÷()12 è 1+ tg αø P 3. §Ëp cã d¹ng h×nh nªm v« h¹n chÞu t¸c dông cña a lùc tËp trung ë ®Ønh q Bµi to¸n nµy ®· ®­îc Mitchen gi¶i trªn hÖ to¹ ®é ®éc a2 a1 a 2 cùc víi gèc O ®Æt t¹i ®Ønh tam gi¸c (h×nh1-17). a1 + 2 a21 -a Trôc to¹ ®é cùc Oc lµ ®­êng ph©n gi¸c cña gãc ®Ønh 2 D tam gi¸c. Gãc gi÷a trôc to¹ ®é vu«ng gãc Oy vµ trôc Oc c sr 1 y b»ng (a - a ). Ta ký hiÖu s , s , lµ øng suÊt theo ph­¬ng 2 2 1 r Q h­íng t©m vµ ph­¬ng tiÕp tuyÕn do lùc R g©y ra t¹i ®iÓm H×nh 1-17. S¬ ®å tÝnh to¸n øng D (x,y) trong th©n ®Ëp. Ta ph©n lùc R thµnh hai thµnh suÊt khi ®Ëp chÞu lùc tËp trung phÇn: lùc th¼ng ®øng P vµ lùc n»m ngang Q. vµ m«men ®Æt t¹i ®Ønh. 35
  29. www.Phanmemxaydung.com øng suÊt do P g©y ra b»ng: 2P tgα(m2 - m2) - A + B s = x 2 1 1 1 (1-51) rP y(1+ tg2α) c øng suÊt do lùc Q g©y ra b»ng: 2 2 2Q m2 - m1 - tgα(A1 + B1) srQ = 2 x (1-52) y(1+ tg α) C1 ë ®©y: 2 2 A1 =(α1 +α 2 )(1+m1 )(1+m 2 ); ü ï B1 =(1+m1m 2 )(m1 +m 2 ); ý (1-53) 2 2 2 2 ï C1 =(α1 +α 2 ) -(1+m1 )(1+m 2 ) -(m1 +m2 ),þ trong ®ã a lµ gãc gi÷a tia OD vµ trôc y. Trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc c¸c øng suÊt t¹i D ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: tg 2 α ü σ σ sin 2 α ; sx = 2 r =r ï 1+tg α ï σ ï σ r σ cos 2 α ; y = 2 =r ý (1-54) 1+tg α ï tgα ï τ σ. = 2 r ï 1+tg α þï 4. øng suÊt do m«men tËp trung M ë ®Ønh g©y ra 2 2 3 2M[(3 -tg α)(m2 -m1 )tg α -2(2 +m1m2 )tg α +2m1m2tgα] ü sx,M =-2 2 3 ;ï y .(1+tg α) .B ï 3 2 ï 2M[]2tg α +()1-3tg α (m2 -m1 )-2()1+2m1m2 tgα ï (1-55) σy,M =-2 2 3 ; ý y .(1+tg α) .B ï 4 2 2 ï 2M[]tg α +2()1-tg α (m2 -m1 )tgα -3()1+m1m2 tg α +m1m2 τM =-2 2 3 ï y .(1+tg α) .B þï ë ®©y B = m1 + m2 - (a1 + a2)(1 - m1m2). 5. øng suÊt trong ®Ëp bªt«ng do c¸c t¶i träng kh¸c g©y ra Ta cã thÓ tÝnh ®­îc øng suÊt trong ®Ëp h×nh nªm d­íi t¸c dông cña c¸c t¶i träng kh¸c nh­ bïn c¸t, sãng, lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt v.v VÝ dô khi xÐt t¶i träng bïn c¸t ta cã thÓ chuyÓn ¸p lùc bïn c¸t Wbc tíi ®Ønh cña tam gi¸c. Sau khi chuyÓn ta cã mét lùc Wbc vµ mét m«men M = Wbc.h (h lµ kho¶ng c¸ch tõ lùc Wbc ®Õn ®Ønh tam gi¸c). Sau ®ã øng dông c¸c c«ng thøc (1-51) ¸ (1-55) ®Ó tÝnh øng suÊt trong th©n ®Ëp. 36
  30. www.Phanmemxaydung.com 6. M« t¶ ph©n bè øng suÊt trong th©n ®Ëp a. VÏ c¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt Tõ ®Ønh mÆt c¾t ®Ëp tam gi¸c kÎ hµng lo¹t c¸c tia vµ ®¸nh sè thø tù c¸c tia nh­ sau: trôc Oy ®­îc kÝ hiÖu lµ O, c¸c tia phÝa ph¶i cña Oy ®­îc kÝ hiÖu lµ 1, 2, 3 c¸c tia phÝa tr¸i Oy ®­îc kÝ hiÖu lµ - 1, - 2, - 3, (h×nh 1-18). Tõ c¸c c«ng thøc (1-46) ta cã thÓ viÕt: æx ö ü ç ÷ * σx = (a1x + b1y) = ça1 +b1 ÷y =σx.y; ï èy ø ï æx ö ï ç ÷ * (1-56) σy = (a2x + b2 y) = ça2 +b2 ÷y =σy.yý èy ø ï æx ö ï ç ÷ * ï τ = (a3x + b3y) = ça3 +b3 ÷y =σ .y èy ø þï x * * * T¹i 1 ®iÓm A (x,y) trªn mét tia bÊt kú th× = tga do ®ã s , s y , t lµ c¸c h»ng sè cho y n x mçi tia. Thay c¸c biÓu thøc (1-56) vµo c«ng thøc (1-42) vµ (1-43) ta cã thÓ tÝnh ®­îc c¸c øng suÊt chÝnh trªn tia ®ang xÐt: O X 1 y 2 y 4 y 3 y * * * * 2 * 2 y a 1 2 (σ + σ ) ± (σ + σ ) + (2τ ) - x y x y y * a N1,2 = .y = N1,2.y (1-57) 1 2 - 2 y F F1 4 * * 2 * 2 * * an (σ x + σ y ) + (2τ ) N - N T = .y = 1 2 .y = T *.y (1-58) 2 2 F A x 3 x n O 2 -2 -1 1 T¹i mét tia bÊt kú ta cã thÓ tÝnh ®­îc = tgαm vµ c¸c trÞ sè F y 1 Y xn * * * * * * H×nh 1-18. S¬ ®å vÏ s x ,s y , t , N1 ,N 2 ,T , sau ®ã sö dông c¸c c«ng thøc (1- 57), (1-58) ®Ó vÏ ®­êng ®¼ng øng suÊt. ®­êng ®¼ng øng suÊt. 2 ThÝ dô vÏ ®­êng ®¼ng øng suÊt ph¸p chÝnh N1 cã trÞ sè b»ng F kg/cm (h×nh 1-18). * Ta cã: N = N1.y = F F y = * (1-59) N1 * TrÞ sè N1 cho c¸c tia thay vµo c«ng thøc (1-59) ta cã thÓ tÝnh ®­îc c¸c tung ®é yn cña c¸c ®iÓm cña ®­êng ®¼ng øng suÊt F, nèi c¸c ®iÓm ®ã ta ®­îc ®­êng ®¼ng øng suÊt N1 = F. Cho c¸c trÞ sè kh¸c cña N1 vµ t­¬ng tù ta ®­îc c¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt víi c¸c trÞ sè kh¸c nhau. 37
  31. www.Phanmemxaydung.com C¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt th­êng ®­îc vÏ víi c¸c trÞ sè øng suÊt 5, 10, 15, 20 v.v kG/cm2. H×nh 1-19 biÓu diÔn c¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt ph¸p chÝnh, trong ®ã h×nh 1-19a cho tr­êng hîp hå ®Çy n­íc; h×nh (1-19b) cho tr­êng hîp hå kh«ng cã n­íc; h×nh 1-19c lµ tæng hîp cña hai tr­êng hîp trªn, nã biÓu thÞ sù thay ®æi trÞ sè øng suÊt trong tõng vïng cña th©n ®Ëp. VÝ dô vïng ®­îc g¹ch chÐo lµ vïng chÞu øng suÊt ph¸p chÝnh víi trÞ sè 15 kG/cm2. a) b)c) 0 0,5MPa 0,5 1,0 1,5 1,0 2,0 1,5 2,5 MPa H×nh 1-19. C¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt ph¸p chÝnh a) Tr­êng hîp hå ®Çy n­íc; b) Hå kh«ng cã n­íc; c) Tæng hîp cña 2 tr­êng hîp trªn. b. §­êng quü ®¹o øng suÊt chÝnh Ph­¬ng t¸c dông cña c¸c øng suÊt ph¸p chÝnh ®­îc x¸c ®Þnh b»ng gãc nghiªng q gi÷a chóng víi trôc Ox (h×nh 1-20). §Ó x¸c ®Þnh gãc q ta thay c¸c biÓu thøc (1-56) vµo c«ng thøc (1-44) vµ ®­îc: * * * * 2 * 2 - (σ x - σ y )± (σ x - σ y ) + (τ ) tgq = (1-60) 2τ Trong c«ng thøc dÊu d­¬ng øng víi øng suÊt chÝnh thø nhÊt; dÊu ©m cho øng suÊt chÝnh thø hai. Ta tiÕn hµnh vÏ ®­êng quü ®¹o øng suÊt ph¸p chÝnh nh­ sau: Tõ ®Ønh tam gi¸c ta vÏ c¸c tia 1, 2, 3, dùa vµo 0 O c«ng thøc (1-60) ta cã thÓ tÝnh ®­îc trÞ sè tgq cho 1 tõng tia. Sau ®ã dïng ph­¬ng ph¸p ®å gi¶i ®Ó vÏ 3 ®­êng quü ®¹o øng suÊt ph¸p chÝnh (h×nh 1-20). Theo ph­¬ng x lÊy mét ®o¹n OO’ cã chiÒu dµi ®¬n vÞ, ta vÏ c¸c ®o¹n O1, O2, O3, theo ®iÒu kiÖn 3 O'1/ O'O= tgq1; O'2 / O'O = tgq2; O'3/ O'O = 4 tgq3, trong ®ã c¸c trÞ sè tgq cña tõng tia ®· tÝnh 5 6 ®­îc theo c«ng thøc (1-60). Ph­¬ng cña c¸c ®o¹n 7 8 O1, O2, O3, biÓu thÞ ph­¬ng cña øng suÊt 9 ph¸p chÝnh trªn c¸c tia 1, 2, 3, tg q 123456789 ThÝ dô vÏ ®­êng quü ®¹o øng suÊt ph¸p chÝnh H×nh 1-20. S¬ ®å vÏ ®­êng quü ®¹o øng suÊt N2. Tõ mét ®iÓm A nµo ®ã trªn tia 1 ta kÎ ph¸p chÝnh ®o¹n, AB// O1, ®iÓm B n»m trªn ®­êng ph©n 38
  32. www.Phanmemxaydung.com gi¸c cña gãc hîp gi÷a tia 1 vµ tia 2; tõ B kÎ ®o¹n BC // O2 , ®iÓm C n»m trªn ®­êng ph©n gi¸c cña gãc hîp gi÷a tia 2 vµ tia 3. TiÕp tôc lµm t­¬ng tù ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c ®iÓm D, E, F, G vÏ ®­êng cong qua c¸c ®iÓm A B C D E F G ta ®­îc ®­êng quü ®¹o øng suÊt N2. §Ó vÏ ®­êng quü ®¹o øng suÊt ph¸p chÝnh N1 ta tiÕn hµnh nh­ sau: tõ ®iÓm A’ trªn tia 9 vÏ ®o¹n A'B' ^ O9 ®iÓm B’ n»m trªn ®­êng ph©n gi¸c cña gãc ®­îc t¹o thµnh gi÷a tia 9 vµ tia 8; tõ B’ vÏ ®o¹n B'C' ^ O8 , ®iÓm C’ n»m trªn ®­êng ph©n gi¸c cña gãc ®­îc hîp thµnh gi÷a tia 8 vµ tia 7, t­¬ng tù ta vÏ ®­îc ®­êng quü ®¹o øng suÊt chÝnh N1 lµ A’B’C’D’E’F’D’vµ hä ®­êng quü ®¹o øng suÊt chÝnh N1. C¸c ®­êng quü ®¹o øng suÊt tiÕp chÝnh h­íng theo gãc 450 so víi c¸c ®­êng quü ®¹o øng suÊt ph¸p chÝnh. a) b) c) 90° ° 9 90 0° ° 90 H×nh 1 - 21. C¸c hä ®­êng quü ®¹o øng suÊt a. Hä ®­êng quü ®¹o øng suÊt ph¸p chÝnh khi hå ®Çy n­íc; b. Hä ®­êng quü ®¹o øng suÊt chÝnh khi hå kh«ng cã n­íc; c. Hä ®­êng quü ®¹o øng suÊt tiÕp chÝnh khi hå ®Çy n­íc. Dùa vµo c¸c ®­êng quü ®¹o øng suÊt chÝnh ta biÕt ®­îc t×nh h×nh ph©n bè vµ ph­¬ng t¸c dông cña c¸c øng suÊt chÝnh trong th©n ®Ëp, trªn c¬ së ®ã ta cã thÓ bè trÝ cèt thÐp, chän vÞ trÝ c¸c hµnh lang, khe lón vµ c¸c khe thi c«ng mét c¸ch hîp lý. V. TÝnh to¸n øng suÊt trong ®Ëp vµ nÒn cïng lµm viÖc nh­ mét hÖ thèng nhÊt. 1. LuËn ®iÓm chung: Khi chiÒu cao cña nªm lµ h÷u h¹n, ®Ëp cã mÆt c¾t tam gi¸c ®Æt lªn nÒn ë d¹ng nöa mÆt ph¼ng v« h¹n, ë mÆt tiÕp gi¸p gi÷a ®Ëp vµ nÒn xuÊt hiÖn sù ph©n bè l¹i øng suÊt trªn ®Õ ®Ëp vµ trªn toµn th©n ®Ëp do sù cïng biÕn d¹ng cña ®Ëp vµ nÒn g©y ra. øng suÊt ë ®©y phô thuéc nhiÒu vµo tÝnh ®µn håi cña ®Ëp vµ nÒn, tøc vµo tû sè c¸c m«®un ®µn håi (biÕn d¹ng) E® vµ En, còng nh­ vµo hÖ sè Poatx«ng m® vµ mn. ViÖc gi¶i bµi to¸n tiÕp xóc nµy rÊt phøc t¹p vµ khã kh¨n. TÝnh to¸n gÇn ®óng øng suÊt tiÕp xóc xuÊt ph¸t tõ lêi gi¶i cho dÇm hay b¶n trªn nÒn ®µn håi. Theo ph­¬ng ph¸p cña I.A.Constantin«p, ng­êi ta cho r»ng ¶nh h­ëng cña vïng tiÕp xóc lªn øng suÊt trong th©n ®Ëp ®­îc lan truyÒn lªn phÝa trªn vµo kho¶ng 0,2h tÝnh tõ nÒn, trong ®ã h lµ chiÒu cao ®Ëp. ë phÇn ®Ëp n»m bªn trªn vïng nµy, øng suÊt cã thÓ x¸c ®Þnh hoµn toµn theo lý thuyÕt nªm v« h¹n. PhÇn ®Ëp cã chiÒu cao 0,2h ë s¸t nÒn cã thÓ tÝnh nh­ 39
  33. www.Phanmemxaydung.com dÇm g¾n trùc tiÕp víi nÒn ®µn håi, chÞu t¸c dông cña träng l­îng b¶n th©n vµ t¶i träng ngoµi ë d¹ng øng suÊt truyÒn tõ phÇn trªn tíi (øng suÊt nµy ®­îc tÝnh theo bµi to¸n nªm v« h¹n). Theo ph­¬ng ph¸p cña c¬ häc kÕt cÊu ph¶i tÝnh lÆp nhiÒu, khèi l­îng tÝnh to¸n lín vµ tèc ®é chËm. Ngoµi ra trong tr­êng hîp nÒn kh«ng ®ång nhÊt hay th©n ®Ëp cã c¸c vïng vËt liÖu kh¸c nhau th× viÖc xö lý cµng thªm phøc t¹p, ph¶i sö dông c¸c gi¶ thiÕt ®¬n gi¶n ho¸, khã ®¹t ®­îc ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt. V× vËy, hiÖn nay c¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh nªu trªn Ýt ®­îc dïng; thay vµo ®ã lµ xu h­íng ¸p dông réng r·i ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ c¸c ch­¬ng tr×nh m¸y tÝnh. 2. TÝnh to¸n øng suÊt ®Ëp vµ nÒn b»ng ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n (PTHH) Ngµy nay ph­¬ng ph¸p PTHH ®­îc øng dông réng r·i trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh vµ nÒn. Theo ph­¬ng ph¸p nµy ®Ëp ®­îc chia thµnh c¸c phÇn tö nhá, ch¼ng h¹n chóng cã d¹ng tam gi¸c ®èi víi bµi to¸n ph¼ng hay khèi tø diÖn ë bµi to¸n kh«ng gian. C¸c t¶i träng khèi l­îng (träng l­îng b¶n th©n, lùc thÊm ) còng nh­ t¶i träng bÒ mÆt (¸p lùc n­íc, bïn c¸t ) trªn m¸i ®Ëp, nÒn, s­ên vµ bê ®Òu ®­îc biÕn ®æi vÒ mét hÖ lùc tËp trung ®Æt ë c¸c ®iÓm nót (®Ønh) cña c¸c ph©n tè. Theo ph­¬ng ph¸p PTHH, bµi to¸n quy vÒ viÖc gi¶i mét hÖ ph­¬ng tr×nh ®¹i sè x¸c ®Þnh quan hÖ gi÷a c¸c lùc t¸c dông vµo nót cña phÇn tö vµ chuyÓn vÞ cña c¸c ®iÓm gãc cña phÇn tö. Quan hÖ nµy ®­îc biÓu diÔn d­íi d¹ng ma trËn: {F} = {K}{ U}, (1-61) trong ®ã: {F} - vÐct¬ cét cña c¸c lùc ë nót; {K} - ma trËn ®é cøng cña hÖ; {U} - vÐct¬ cét chuyÓn vÞ c¸c ®iÓm nót cña hÖ. Khi gi¶i bµi to¸n ph¼ng, ë mçi nót xÐt c¸c lùc (vµ chuyÓn vÞ) theo 2 trôc (x, y ), tæng sè ph­¬ng tr×nh lµ 2n (n - sè nót trong hÖ). §èi víi bµi to¸n kh«ng gian (3 biÕn x, y, z), sè ph­¬ng tr×nh lµ 3n. Khi gi¶i bµi to¸n thùc tÕ, ph¶i chia miÒn tÝnh to¸n (bao gåm ®Ëp vµ phÇn nÒn d­íi ®ã) thµnh mét sè lín c¸c phÇn tö, sè ®ã cã thÓ ®¹t tíi hµng ngh×n. Lêi gi¶i chØ cã thÓ t×m ®­îc víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh. Ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n lµ mét ph­¬ng ph¸p tæng hîp ®­îc sö dông ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n kh¸c nhau, cã thÓ xÐt ®­îc c¸c vïng cã m«®un ®µn håi cña vËt liÖu kh¸c nhau, vËt liÖu cã tÝnh dÞ h­íng, sù cã mÆt c¸c vïng gi¶m yÕu, c¸c khíp nèi, khe nøt Trªn h×nh 1-22 lµ mét vÝ dô vÒ l­íi phÇn tö cña bµi to¸n kh«ng gian (a) vµ bµi to¸n ph¼ng (b) khi gi¶i theo ph­¬ng ph¸p PTHH. C¸c phÇn mÒm ph©n tÝch øng suÊt ®Ëp vµ nÒn ®­îc sö dông phæ biÕn hiÖn nay lµ: SAP 2000 (C«ng ty m¸y tÝnh vµ kÕt cÊu SCI - Mü), SIGMA/W (h·ng GEO-SLOPE- Canada) vµ phÇn mÒm KC2 cña GS NguyÔn V¨n LÖ tr­êng §¹i häc Thuû lîi, 40
  34. www.Phanmemxaydung.com a) b) 1 :0 ,7 0 5 0 1 1 3 0 0 2 2 100 75 100 H×nh 1-22. S¬ ®å l­íi chia phÇn tö cña ®Ëp vµ nÒn a) Bµi to¸n kh«ng gian; b) Bµi to¸n ph¼ng; 1 - §Ëp; 2 - NÒn; 3 - PhÇn nÒn, bê gÇn ®Ëp. VI. TÝnh to¸n øng suÊt tËp trung quanh ®­êng hÇm trong th©n ®Ëp §­êng hÇm trong th©n ®Ëp bªt«ng th­êng dïng 2 d¹ng mÆt c¾t lµ d¹ng mÆt c¾t tiªu chuÈn (phÇn d­íi lµ h×nh ch÷ nhËt, trªn ®Ønh lµ mét nöa vßng trßn nh­ h×nh 1-23a) vµ d¹ng mÆt c¾t h×nh elÝp, phÝa d­íi ®Ó tiÖn ®i l¹i, kiÓm tra söa ch÷a, th­êng tiÕn hµnh ®æ bªt«ng ®ît II lµm cho ®¸y ®­êng hÇm b»ng ph¼ng. Sau ®©y lµ ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n øng suÊt tËp trung quanh ®­êng hÇm tiªu chuÈn. S¬ ®å tÝnh to¸n nh­ h×nh 1-24, trong ®ã tr­êng ngo¹i lùc t¸c dông quanh ®­êng hÇm lÊy b»ng c¸c trÞ sè sy, sx vµ t ë trung t©m a)b) ®­êng hÇm tÝnh to¸n theo c¸c néi dung ë H×nh 1-23. C¸c d¹ng mÆt c¾t cña ®­êng hÇm phÇn trªn khi ®Ëp ch­a cã ®­êng hÇm. a) MÆt c¾t tiªu chuÈn; b) MÆt c¾t elÝp Dïng c¸c b¶ng biÓu lËp s½n theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm quang ®µn håi cho d¹ng ®­êng hÇm tiªu chuÈn d­íi t¸c dông cña tr­êng ngo¹i lùc ®¬n vÞ lµ sy = 1; sx = 1 vµ txy = 1 ®Ó tiÕn hµnh tÝnh to¸n øng suÊt tËp trung côc bé quanh d¹ng ®­êng hÇm nµy (theo kÕt qu¶ nghiªn cøu thÝ nghiÖm quang ®µn håi cña Côc khai hoang Hoa Kú). 41
  35. www.Phanmemxaydung.com a)b)c) sy A B C D E F sx r G sx H r 7 , 1,8 r 0 I r 7 , 0 J r r txy sy K M L H×nh 1-24. S¬ ®å tÝnh to¸n øng suÊt quanh ®­êng hÇm tiªu chuÈn a) S¬ ®å ®­êng hÇm trong ®Ëp; b) S¬ ®å ngo¹i lùc t¸c dông lªn vïng l©n cËn ®­êng hÇm; c) MÆt c¾t tiªu chuÈn cña ®­êng hÇm. C¸c b­íc tÝnh to¸n nh­ sau: a. X¸c ®Þnh øng suÊt sx, sy, txy t¹i trung t©m ®­êng hÇm trong th©n ®Ëp ®Ó dïng lµm tr­êng ngo¹i lùc t¸c dông quanh ®­êng hÇm. b. X¸c ®Þnh c¸c mÆt c¾t cÇn tÝnh to¸n quanh ®­êng hÇm (xem h×nh 1-24c). CÇn chó träng c¸c mÆt c¾t A, B, C, D, E, F ë trªn ®Ønh ®­êng hÇm vµ c¸c mÆt c¾t ë c¸c c¹nh gãc ®­êng hÇm G, K. c. TÝnh to¸n øng suÊt tËp trung côc bé sq, sr vµ trq t¹i c¸c ®iÓm trªn mÆt c¾t A, B, C nµy theo c«ng thøc sau ®©y: _ sq = A1sy + A 2sx + A3txy ü + + ï sr = B1sy + B 2 sx + B 3txy ý; (1-62) C C C ï _ trq = 1sy + 2 sx + 3txy þ trong ®ã: A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3 lµ c¸c hÖ sè øng suÊt cña c¸c lo¹i øng suÊt sq, sr vµ trq sinh ra d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc ®¬n vÞ sy = 1, sx = 1, txy = 1 tra H×nh 1-25. øng suÊt tËp trung quanh ®­îc theo c¸c b¶ng 1-3 ®Õn 1-11. ®­êng hÇm d. ChØnh biªn kÕt qu¶, vÏ biÓu ®å øng suÊt tËp trung quanh ®­êng hÇm, nh­ thÝ dô ghi trong h×nh 1-25 vµ tÝnh to¸n bè trÝ cèt thÐp. 42
  36. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-3. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng A1 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc sy = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A - 1,00 - 0,34 - 0,10 0,00 0,02 0,05 B - 0,94 - 0,11 0,01 0,08 0,11 0,12 C - 0,55 0,34 0,33 0,41 0,39 0,36 D - 0,84 0,79 0,73 0,67 0,66 0,63 E 2,10 1,6 2 1,38 1,10 0,97 0,89 F 2,75 1,96 1,58 1,27 1,10 1,04 G 2,50 2,01 1,70 1,42 1,28 1,20 H 2,18 1,89 1,68 1,43 1,29 1,17 I 2,26 1,92 1,72 1,46 1,31 1,26 J 3,20 1,82 1,44 1,32 1,22 1,22 K 3,20 0,80 0,59 0,53 0,52 0,52 L 3,20 - 0,12 - 0,10 - 0,04 0,04 0,13 M - 1,00 - 0,53 - 0,22 0 0,15 0,21 B¶ng 1-4. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng B1 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc sy = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 0,02 0,13 0,13 0,59 0,71 B 0 0,14 0,27 0,27 0,59 0,67 C 0 0,10 0,20 0,20 0,50 0,59 D 0 0,14 0,23 0,23 0,38 0,41 E 0 0,11 0,17 0,17 0,24 0,25 F 0 0,00 0,01 0,01 0,04 0,06 G 0 0,14 0,19 0,19 0,18 0,14 H 0 0,09 0,11 0,11 0,17 0,19 I 0 0,09 0,14 0,14 0,18 0,18 J 0 0,26 0,24 0,24 0,12 0,10 K 0 0,92 0,73 0,73 0,64 0,61 L 0 0,72 0,78 0,78 0,92 1,00 M 0 - 0,03 0 0 0,37 0,47 43
  37. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-5. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng C1 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc sy = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 0 0 0 0 0 B 0 0,38 0,40 0,36 0,32 0,29 C 0 0, 51 0,55 0,56 0,57 0,58 D 0 0,36 0,60 0,66 0,62 0,58 E 0 0,28 0,42 0,56 0,59 0,54 F 0 0,24 0,32 0,37 0,38 0,39 G 0 0,22 0,18 0,07 0,02 0 H 0 0 0 0 0 0 I 0 0 0 0 0 0 J 0 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 K 0 - 0,72 - 0,70 - 0,68 - 0,66 - 0,64 L 0 - 0,15 - 0,27 - 0,35 - 0,27 0 M 0 0 0 0 0 0 B¶ng 1-6. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng A2 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc sx = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r ®iÓm tÝnh to¸n MÆt c¾t A 4,00 2,83 2,20 1,52 1,32 1,23 B 3,42 2,68 2,13 1,52 1,33 1,21 C 2,33 1,85 1,53 1,22 1,08 0,99 D 1,21 1,09 0,99 0,85 0,77 0,72 E - 0,24 0,41 0,40 0,39 0,38 0,37 F - 0,91 0,06 0,07 0,09 0,11 0,12 G - 1,10 - 0,60 - 0,40 - 0,17 - 0,04 0,03 H - 1,08 - 0,43 - 0,20 0,09 0,26 0,34 I - 0,98 - 0,64 - 0,39 - 0,11 0 0,04 J 3,40 - 0,05 - 0,22 - 0,18 - 0,10 0,02 K 3,40 0,20 0,09 0,05 0,05 0,05 L 3,40 2,20 1,57 1,33 1,29 1,23 M 2,72 2,09 1,86 1,57 1,50 1,40 44
  38. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-7. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng B2 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc sx = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 0,38 0,51 0,48 0,32 0,23 B 0 0,43 0,52 0,42 0,34 0,29 C 0 0,43 0,55 0,50 0,40 0,31 D 0 0,23 0,31 0,37 0,41 0,43 E 0 0,23 0,32 0,45 0,53 0,59 F 0 0,19 0,28 0,46 0,61 0,68 G 0 - 0,06 0,12 0,27 0,41 0,54 H 0 - 0,08 0,00 0,16 0,33 0,4 I 0 - 0,11 - 0,01 0,23 0,44 0,61 J 0 1,35 1,13 0,95 0,89 0,87 K 0 1,10 0,92 0,79 0,70 0,66 L 0 - 0,40 0,05 0,16 0,10 0,07 M 0 0,20 0,27 0,25 0,14 0,10 B¶ng 1-8. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng C2 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc sx = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 0 0 0 0 0 B 0 - 0,30 - 0,32 - 0,35 - 0,35 - 0,36 C 0 - 0,47 - 0,55 - 0,66 - 0,66 - 0,65 D 0 - 0,60 - 0,70 - 0,76 - 0,76 - 0,76 E 0 - 0,50 - 0,57 - 0,69 - 0,69 - 0,70 F 0 - 0,42 - 0,47 - 0,44 - 0,44 - 0,43 G 0 - 0,20 - 0,20 - 0,20 - 0,20 - 0,20 H 0 - 0,05 - 0,06 - 0,06 - 0,06 - 0,06 I 0 0,09 0,19 0,19 0,19 0,17 J 0 0,42 0,42 0,42 0,28 0,22 K 0 0,70 0,80 0,80 0,76 0,70 L 0 0,18 0,01 0,01 0,03 0,05 M 0 0 0 0 0 0 45
  39. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-9. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng A3 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc txy = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 0 0 0 0 0 B - 3,27 - 1,51 - 1,10 - 0,78 - 0,68 - 0,65 C - 5,18 - 2,20 - 1,74 - 1,27 - 1,07 - 0,91 D - 6,12 - 2,65 - 2,17 - 1,62 - 1,29 - 1,03 E - 5,72 - 3,18 - 2,49 - 1,61 - 1,13 - 0,95 F - 3,77 - 2,17 - 1,67 - 1,11 - 0,75 - 0,47 G - 2,43 - 1,40 - 1,08 - 0,44 - 0,14 - 0,02 H - 0,45 0,10 0,26 0,33 0,28 0,23 I 1,04 0,45 0,50 0,52 0,45 0,34 J 7,0 1,95 1,29 0,71 0,42 0,29 K 7,0 2,68 2,20 1,67 1,36 1,16 L 7,0 1,50 1,04 1,56 1,26 0,07 M 0 0 0 0 0 0 B¶ng 1-10. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng B3 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc txy = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 0 0 0 0 0 B 0 - 0,33 - 0,24 - 0,03 0,15 0,28 C 0 - 0,34 - 0,26 - 0,06 0,17 0,35 D 0 - 0,37 - 0,31 - 0,03 0,15 0,30 E 0 - 0,1 - 0,34 - 0,20 - 0,02 0,20 F 0 - 0,39 - 0,49 - 0,39 - 0,26 - 0,10 G 0 - 32 - 0,49 - 0,57 - 0,50 - 0,35 H 0 - 0,63 - 0,65 - 0,64 - 0,57 - 0,43 I 0 0,18 0,26 0,25 0,15 0,07 J 0 1,55 1,46 1,12 0,77 0,47 K 0 0,21 0,19 - 0,01 - 0,19 - 0,30 L 0 1,21 1,42 1,35 0,91 0,56 M 0 0 0 0 0 0 46
  40. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-11. HÖ sè øng suÊt h­íng vßng C3 d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc txy = 1 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp lç ®Õn ®iÓm tÝnh 0 0,2r 0,4r 0,8r 1,2r 1,6r to¸n MÆt c¾t A 0 - 0,20 - 0,38 - 0,74 - 1,06 - 1,38 B 0 - 1,15 - 1,20 - 1,24 - 1,21 - 1,14 C 0 - 0,74 - 0,77 - 0,77 - 0,70 - 0,59 D 0 0,06 - 0,06 - 0,14 - 0,11 - 0,08 E 0 0,25 0,37 0,49 0,51 0,51 F 0 0,79 0,90 1,00 1,02 1,00 G 0 0,53 0,79 1,06 1,26 1,34 H 0 0,30 0,54 0,92 1,21 1,37 I 0 0,45 0,64 0,88 1,05 1,17 J 0 0,84 0,91 0,92 0,92 0,91 K 0 0,14 0,15 0,11 0,06 0,06 L 0 - 0,91 - 1,08 - 1,15 - 1,15 - 1,12 M 0 - 0,72 - 0,82 - 0,88 - 0,92 1.6. Xö lý nÒn ®¸ cña ®Ëp bªt«ng träng lùc §Ëp träng lùc cÇn ph¶i ®­îc x©y trªn nÒn tèt. NÒn cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau ®©y: - §ñ søc chÞu ®ùng ¸p lùc tõ th©n ®Ëp truyÒn xuèng vµ cã kh¶ n¨ng chèng tr­ît. - RÊt Ýt lón hoÆc kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng nÒn bÞ lón kh«ng ®Òu. - Ýt thÊm n­íc vµ kh«ng bÞ x©m thùc. Khi thiÕt kÕ cÇn ph¶i xem xÐt kü cÊu t¹o cña nÒn vµ ph¶i cã biÖn ph¸p xö lý thÝch ®¸ng ®Ó nÒn ®¹t ®­îc c¸c yªu cÇu trªn. I. C«ng t¸c dän nÒn CÇn bãc bá líp ®¸ phong ho¸ trªn mÆt ®Ó ®Ëp ®­îc ®Æt trùc tiÕp trªn líp ®¸ r¾n ch¾n Ýt nøt nÎ. §Ó t¨ng kh¶ n¨ng chèng tr­ît cña ®Ëp, trªn mÆt nÒn cÇn ®µo thµnh c¸c cÊp n»m nghiªng, c¸c cÊp nµy cao dÇn vÒ phÝa h¹ l­u víi gãc nghiªng a so víi mÆt ph¼ng n»m ngang. Gãc a th­êng lÊy tõ 50 ~ 100. Däc theo trôc ®Ëp, t¹i nh÷ng n¬i cao tr×nh mÆt ®¸ tèt ®ét ngét tråi lªn cao hay lâm s©u xuèng th× nÒn ®Ëp còng cÇn ®µo thµnh tõng bËc. VÞ trÝ bËc ph¶i ¨n khíp víi vÞ trÝ c¸c khe lón biÕn d¹ng. 47
  41. www.Phanmemxaydung.com ë hai biªn th­îng l­u vµ h¹ l­u mÆt tiÕp xóc gi÷a ®Õ ®Ëp víi nÒn cÇn ®µo thµnh 2 ch©n khay ®Ó t¨ng thªm kh¶ n¨ng æn ®Þnh chèng tr­ît. Tr­íc khi ®æ bªt«ng, mÆt ®¸ nÒn sau khi ®· bãc hÕt líp ®¸ nøt nÎ, phong ho¸ ph¶i ®­îc ®¸nh s¹ch b»ng bµn ch¶i thÐp, röa n­íc vµ cuèi cïng ®­îc thæi s¹ch b»ng khÝ nÐn. Cã thÓ cho phÐp dïng m×n næ ph¸ ®¸ ë nÒn, nh­ng cÇn chó ý dïng liÒu l­îng thÝch hîp vµ chó ý ph¹m vi næ m×n. Khi nÒn ®· bãc gÇn ®Õn cao tr×nh thiÕt kÕ, ph¶i chÊm døt næ ph¸ m×n vµ thay b»ng c¸c biÖn ph¸p thñ c«ng hoÆc nöa thñ c«ng ®Ó kh«ng ¶nh h­ëng xÊu ®Õn cÊu t¹o cña ®¸ nÒn. NÕu nÒn lµ ®¸ diÖp th¹ch sÐt vµ diÖp th¹ch macn¬ pha c¸t, ®¸ macn¬ vµ c¸c lo¹i ®Êt ®¸ dÔ bÞ phong ho¸ nÆng khi lé ra ngoµi kh«ng khÝ th× c«ng t¸c bãc dän nÒn cÇn ph¶i ®­îc tiÕn hµnh theo c¸c quy ®Þnh ®Æc biÖt dùa trªn c¬ së c¸c thÝ nghiÖm t¹i hiÖn tr­êng vµ trong phßng thÝ nghiÖm ®ång thêi cÇn ph¶i chó ý che ®Ëy c¸c ®o¹n mÆt nÒn ®· ®­îc xö lý tr­íc, khi tiÕn hµnh ®æ bªt«ng. T¹i nh÷ng vïng ®¸ v«i, khi x©y dùng ®Ëp cÇn ph¶i kiÓm tra ph¸t hiÖn kÞp thêi c¸c hang ®éng ®Ó xö lý tr¸nh cho c«ng tr×nh bÞ mÊt n­íc vµ ®Ó b¶o ®¶m an toµn cho ®Ëp. NÕu t¹i nÒn khu vùc x©y dùng ®Ëp gÆp ph¶i hiÖn t­îng cact¬ th× th­êng xö lý b»ng biÖn ph¸p: - BÞt kÝn c¸c hang ®éng ch¹y vÒ phÝa h¹ l­u hoÆc dÉn sang c¸c khu vùc kh¸c. - §èi víi lo¹i nÒn cã hiÖn t­îng cact¬ míi ph¸t triÓn nhanh, cã thÓ lµm mµng ch¾n ®Õn tËn vïng ®¸ kh«ng bÞ hoµ tan, ®ång thêi kÐo dµi líp phñ phßng thÊm vÒ phÝa th­îng l­u, gi¶m tèc ®é hoµ tan cña n­íc thÊm. Khi d­íi mÆt nÒn cã xen líp ®¸ xÊu hoÆc vßng ®ai xÊu, n»m s©u (h×nh 1-26) nÕu ®µo bá th× võa tèn c«ng, tèn vËt liÖu, mÊt nhiÒu thêi gian, lóc ®ã cã thÓ dïng mét trong hai biÖn ph¸p: - Trªn líp ®¸ xÊu, lµm thªm mét líp ®Öm b»ng bªt«ng cèt thÐp d¹ng ph¼ng hoÆc d¹ng vßm (h×nh 1-26a) ®Ó truyÒn lùc tõ th©n ®Ëp xuèng hai bªn thµnh ®¸ tèt ë nÒn. - §µo thµnh ch©n khay, bá ®i mét phÇn ®¸ xÊu, sau ®ã ®æ bªt«ng bÞt kÝn vßng ®ai xÊu t¹o thµnh mét nót bªt«ng ë trªn vµnh ®ai ®ã (h×nh 1-26b) råi tiÕp tôc ®æ bªt«ng th©n ®Ëp ë trªn nót bªt«ng nµy. a) b) h B H×nh 1-26. Gia cè vßng ®ai ®¸ xÊu ë nÒn a) Líp ®Öm kiÓu vßm; b) Nót bÞt ph¼ng 48
  42. www.Phanmemxaydung.com II. Phôt v÷a gia cè nÒn ®Ëp träng lùc Sau khi bãc bá líp ®¸ phong ho¸ trªn mÆt nÒn, nÕu thÊy ®¸ nÒn bÞ nøt nÎ nhiÒu cÇn tiÕn hµnh khoan vµ phun v÷a xi m¨ng gia cè ®Ó t¨ng sù liªn kÕt gi÷a ®¸ vµ nÒn vµ t¨ng m«®un ®µn håi cña nÒn, nh­ vËy sÏ lµm cho nÒn ®Ëp bÞ biÕn d¹ng Ýt, vµ c­êng ®é chÞu nÐn, chèng c¾t cña nÒn còng ®­îc n©ng lªn. C¸c lç khoan phun v÷a gia cè trªn mÆt b»ng cã thÓ bè trÝ theo tõng « ch÷ nhËt hoÆc so le xen kÏ nh­ d¹ng hoa mai. ChiÒu s©u phôt v÷a gia cè cÇn ph¶i dùa vµo tÝnh chÊt nøt nÎ vµ ®é s©u nøt nÎ cña ®¸ ®Ó quyÕt ®Þnh, th­êng tõ 5 - 15m, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan phun th­êng tõ 1,5 - 3m. ¸p lùc khi phôt v÷a gia cè th­êng lÊy b»ng 2 ~ 4 kG/cm2. Muèn dïng ¸p lùc lín h¬n cÇn ph¶i lµm mét líp ®Öm b»ng bªt«ng tr­íc, sau ®ã míi tiÕn hµnh khoan phôt v÷a ®Ó kh«ng lµm cho kÏ nøt cña ®¸ ph¸t triÓn. Ph¹m vi phôt v÷a gia cè chØ cÇn tiÕn hµnh ë gÇn th­îng l­u vµ h¹ l­u ®Ëp. Ph¹m vi phôt v÷a gia cè ë th­îng l­u vµ h¹ l­u ®Ëp kh«ng ®­îc lÊy nhá h¬n 1/3 chiÒu réng ®Õ ®Ëp vµ cÇn lÊy v­ît ra ngoµi mÐp th­îng l­u (phÇn phÝa tr­íc cña khoan phôt s©u t¹o mµn chèng thÊm) vµ h¹ l­u ®Ëp. Ngoµi ra ë vïng nÒn cã nÕp g·y vôn n¸t còng cÇn ®­îc t¨ng c­êng phôt v÷a gia cè. ViÖc tÝnh to¸n, thiÕt kÕ, thi c«ng khoan phôt theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh. III. Phôt v÷a t¹o mµng chèng thÊm ë nÒn ®Ëp vµ hai bê 1. NhËn xÐt chung: Tuú theo t¸c dông, mµng chèng thÊm cã thÓ chia ra lµm 2 lo¹i: - Mµng dïng ®Ó chèng thÊm - Mµng võa dïng ®Ó chèng thÊm, võa cã t¸c dông cñng cè mét phÇn ®¸ nÒn. Lo¹i thø nhÊt ®­îc thi c«ng b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p phun nhùa ®­êng (bitum), phun dung dÞch xi m¨ng hoÆc phun hçn hîp nhùa ®­êng vµ xi m¨ng. Lo¹i thø hai ®­îc thi c«ng theo c¸c ph­¬ng ph¸p phun xi m¨ng vµ silic¸t ho¸. 2. Mµng xi m¨ng chèng thÊm d­íi nÒn ®Ëp vµ hai bªn bê C¸c mµng xi m¨ng chèng thÊm d­íi nÒn ®Ëp ®­îc tiÕn hµnh khoan phun ë d­íi ch©n r¨ng th­îng l­u (hoÆc cµng s¸t mÐp th­îng l­u cµng tèt) ®Ó gi¶m l­u l­îng thÊm vµ gi¶m ¸p lùc ®Èy ng­îc d­íi ®¸y c«ng tr×nh. T¹i 2 bªn bê ®Ëp vµ däc theo bê hå chøa khi cÇn thiÕt còng ph¶i khoan phun xi m¨ng ®Ó chèng thÊm, kh«ng cho n­íc thÊm vÒ h¹ l­u vµ sang khu vùc chøa n­íc kh¸c. V÷a xi m¨ng dïng ®Ó phun t¹o mµng chèng thÊm chØ ®­îc øng dông d­íi c¸c ®iÒu kiÖn sau ®©y: - ChiÒu réng kÏ nøt cña ®¸ nÒn tõ 0,1mm trë lªn th× xi m¨ng míi cã thÓ chui vµo c¸c khe nøt. - L­u tèc cña dßng n­íc ngÇm kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 600m/ngµy ®ªm. Víi nh÷ng vËn tèc lín h¬n cÇn ph¶i tiÕn hµnh thÝ nghiÖm tr­íc míi ¸p dông phun xi m¨ng. - N­íc ngÇm kh«ng cã t¸c dông x©m thùc ®èi víi xi m¨ng. Tr­êng hîp n­íc ngÇm cã t¸c dông x©m thùc, cÇn ph¶i dïng lo¹i xi m¨ng ®Æc biÖt, kh«ng bÞ x©m thùc. C«ng t¸c phun v÷a xi m¨ng t¹o mµng chèng thÊm cÇn ®­îc tiÕn hµnh vµ kÕt thóc tr­íc khi hå chøa n­íc, nÕu kh«ng d­íi t¸c dông cña cét n­íc ¸p lùc cao ë phÝa th­îng l­u, viÖc 49
  43. www.Phanmemxaydung.com thi c«ng mµng ch¾n sÏ gÆp khã kh¨n, ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn chÊt l­îng vµ gi¸ thµnh mµng chèng thÊm. X¸c ®Þnh chiÒu s©u phun v÷a vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan NÕu tÇng ®¸ kh«ng thÊm n­íc n»m kh«ng s©u l¾m th× cÇn khoan, phun mµng chèng thÊm xuèng tËn tÇng kh«ng thÊm. NÕu tÇng ®¸ kh«ng thÊm n­íc ë rÊt s©u hoÆc khi kh«ng cã tµi liÖu vÒ vÞ trÝ tÇng kh«ng thÊm th× mµng chèng thÊm cÇn lµm s©u xuèng líp ®¸ cã ®é hÊp thô n­íc ®¬n vÞ w £ 0,01 l/phót.m2 (t­¬ng ®­¬ng víi hÖ sè thÊm K £ 2.10-5 cm/s), víi c¸c ®Ëp cã cét n­íc thÊp th× trÞ sè w cã thÓ lÊy lín h¬n. Ngoµi ra khi x¸c ®Þnh chiÒu s©u mµng ch¾n cßn cÇn ph¶i xÐt c¸c mÆt kh¸c nh­ hiÖu qu¶ cña mµng ch¾n lµm gi¶m ¸p lùc ®Èy ng­îc cña n­íc (th«ng qua hÖ sè a1 tøc hÖ sè biÓu thÞ cét n­íc thÊm cßn l¹i sau mµng ch¾n) do ®ã cã thÓ gi¶m bít khèi l­îng phÇn th©n ®Ëp, tøc lµ ph¶i so s¸nh gi÷a gi¸ thµnh th©n ®Ëp víi gi¸ thµnh mµng ch¾n øng víi mét sè chiÒu s©u khoan phun v÷a kh¸c nhau ®Ó sao cho cã lîi nhÊt vÒ kinh tÕ (®èi víi toµn bé c«ng tr×nh). Khi chän chiÒu s©u mµng ch¾n còng cÇn ph¶i dùa vµo ph­¬ng tiÖn thiÕt bÞ vµ kh¶ n¨ng thi c«ng cña ®Þa ph­¬ng. §é hÊp thô n­íc ®¬n vÞ w cña lç khoan lµ ®é hÊp thô n­íc t­¬ng øng víi cét n­íc 1m vµ 1 mÐt chiÒu s©u lç khoan, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q w = , (1-63) H.l trong ®ã: w - ®é hÊp thô n­íc ®¬n vÞ cña lç khoan (l/phót.m2) Q - ®é hÊp thô n­íc toµn phÇn thùc tÕ cña lç khoan khi thÝ nghiÖm Ðp n­íc (l/phót); H – cét n­íc ¸p lùc khi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm Ðp n­íc (m); l - chiÒu s©u lç khoan trong kho¶ng thÝ nghiÖm (m). §é hÊp thô n­íc ®¬n vÞ cho phÐp [w] ®Ó quyÕt ®Þnh ph¹m vi khoan, tøc chiÒu s©u mµng ch¾n chèng thÊm phô thuéc vµo cét n­íc tr­íc ®Ëp H. H 70m [w] = 0,01 l/ph.m2 Khi tÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ lÊy chiÒu s©u phun xi m¨ng b»ng kho¶ng (0,4 » 0,6)H, trong ®ã H lµ cét n­íc tr­íc ®Ëp. B¶ng 1-12 thèng kª mét sè t­ liÖu vÒ mµng chèng thÊm cña mét sè ®Ëp träng lùc trªn thÕ giíi ®Ó tham kh¶o khi thiÕt kÕ. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo ®é nøt nÎ cña ®¸ vµ cét n­íc thÊm mµ cßn phô thuéc vµo thiÕt bÞ, ph­¬ng ph¸p thi c«ng vµ chÊt l­îng lo¹i xi m¨ng ®­îc dïng ®Ó phun. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan nªn x¸c ®Þnh dùa trªn c¬ së thÝ nghiÖm phun xi m¨ng vµo ®¸ ë nÒn ®Ëp. Khi tÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ dùa vµo biÓu ®å trong h×nh 1-27 vµ h×nh 1-28 ®Ó x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch nµy. Trong ®ã biÓu ®å h×nh 1-27 dïng khi khe nøt cña ®¸ nÒn quan s¸t ë hiÖn tr­êng thÊy t­¬ng ®èi ®Òu vµ nhá. Cßn biÓu ®å ë h×nh 1- 28 dïng khi khe nøt lín vµ ®Òu. Ký hiÖu trong h×nh: 50
  44. www.Phanmemxaydung.com a(cm) 3.40 3.20 m 0 0 0 7 3.00 1 = 0 H H×nh 1-27. §å thÞ x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç 2.80 5 2.60 khoan trong tr­êng hîp ®¸ nÒn cã khe nøt nhá 0 3 2.40 0 a - kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan tÝnh 2 2.20 b»ng mÐt; 2.00 0 1 1.80 w - ®é hÊp thô n­íc ®¬n vÞ (l/phót.m2) 1.60 H - cét n­íc thÊm (m) 1.40 1.20 1.00 a(cm) 0.60. 2 2 3 5 7 2 3 57 2357 23 57 w(l/ph.m ) 0.001 0.01 0.1 1.0 10 C¸ch x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch a tèt nhÊt a(m) lµ dïng ph­¬ng ph¸p t¨ng dÇn lç khoan 0 7 m 5,0 0 0 0 trong khi thi c«ng, nghÜa lµ gi÷a c¸c lç ®· 1 5 = H 0 tiÕn hµnh khoan phun xi m¨ng xong, ng­êi 3 4,0 0 ta khoan thªm c¸c lç trung gian cho ®Õn khi 2 0 nµo thÊy thÝ nghiÖm Ðp n­íc cho kÕt qu¶ w 3,0 1 ®¹t ®óng yªu cÇu chèng thÊm. 2,0 H×nh 1-28. §å thÞ x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan trong tr­êng 1,0 hîp ®¸ nÒn cã khe nøt lín. 2 35 7 2 3 5732537 2 5 7 w (l /ph.m 2) 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 X¸c ®Þnh l­îng xi m¨ng: l­îng xi m¨ng cÇn phun ®Ó t¹o mµng chèng thÊm ë nÒn phô thuéc vµo møc ®é nøt nÎ cña ®¸ nÒn vµ cã quan 480 hÖ mËt thiÕt víi trÞ sè w, tøc ®é hÊp thô n­íc 400 ®¬n vÞ. Khi tÝnh to¸n s¬ bé, cã thÓ x¸c ®Þnh l­îng xi m¨ng dïng trung b×nh cho 1m lç 320 khoan víi møc ®é chÝnh x¸c ®ñ dïng cho thiÕt kÕ, thi c«ng theo ®å thÞ trong h×nh 1-29 lËp ra 240 theo tµi liÖu phun xi m¨ng ë nÒn cña mét sè 160 ®Ëp träng lùc trªn thÕ giíi. 20 V× ¸p lùc phun v÷a t¹o mµng chèng thÊm kh¸ lín nªn t¹i ®Çu mµng ch¾n tøc ®Ønh lç (l /ph.m2 ) 0 khoan cÇn lµm ch©n khay hoÆc mét líp ®Öm 233 5 7 25 7 2 3 5 7 253 5 7 237w 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 bªt«ng ®Ó kh«ng cho kÏ nøt cña ®¸ nÒn ph¸t triÓn. ChiÒu s©u ch©n khay hoÆc chiÒu dµy líp H×nh 1-29. §å thÞ ®Ó x¸c ®Þnh l­îng xi ®Öm nµy phô thuéc vµo ¸p lùc ®­îc dïng khi m¨ng (kg) trªn 1 mÐt lç khoan phun xi m¨ng. 51
  45. www.Phanmemxaydung.com B¶ng 1-12. T­ liÖu vÒ mµng chèng thÊm cña mét sè ®Ëp träng lùc trªn thÕ giíi Tû lÖ gi÷a chiÒu ChiÒu cao ChiÒu s©u lç ¸p lùc phun Sè TT Tªn ®Ëp §Þa chÊt nÒn ®Ëp s©u lç khoan víi ®Ëp (m) khoan (m) v÷a (kg/cm2) chiÒu cao ®Ëp % 1 Gren §ixen (Thuþ SÜ) 284 §¸ hoa c­¬ng 150 52,9 50 2 Bun®¬ (Mü) 228 Sa th¹ch 91,5 ~ 15 0 40,1 ~ 65,8 52,7 ~ 70,3 3 Branj¬ Canino (Mü) 225 §¸ hoa c­¬ng 100 44,4 4 Bhara (Ên §é) 207 Sa th¹ch cã kÑp diÖp th¹ch sÐt 45,7 ~ 76,2 22,1 ~ 36,8 5 S©t (Mü) 183,5 §¸ cÈm th¹ch, ®¸ v«i 38 ~ 60 20,6 ~ 32,6 38,7 6 Kara (Iran) 172 §¸ v«i, ®¸ nÒn nøt nÎ nhiÒu 90 52,3 7 Gren Culo (Mü) 167,6 §¸ hoa c­¬ng 91 ~ 152,4 54,3 ~ 91 35,2 8 Fontana (Mü) 143,3 §¸ th¹ch anh r¾n ch¾c 46 32,1 9 Sambuco (Thôy SÜ) 130 §¸ v«i 80 61,5 10 Pievedi Cador¬ (ý) 110 Sa th¹ch cã kÑp mét líp diÖp th¹ch 35 31,8 11 Saran (Ph¸p) 109,8 §¸ hoa c­¬ng 34,5 31,4 12 Geniciat (Ph¸p) 103,7 §¸ v«i 40 38,7 13 Fren (Mü) 97,6 PhiÕn th¹ch 30 31,1 14 Hioazo (Mü) 93 PhiÕn th¹ch kÕt tinh; phiÕn th¹ch anh 24 25,9 15 Buctaminxkaia (Liªn X«) 93,3 §¸ gabr« 30 32,2 51
  46. www.Phanmemxaydung.com 3. Chèng thÊm b»ng c¸ch phun nhùa ®­êng vµo nÒn ®Ëp Mµng chèng thÊm ®­îc t¹o b»ng c¸ch phun nhùa ®­êng, cã t¸c dông lµm gi¶m bít l­îng n­íc thÊm qua nÒn ®Ëp vµ qua chç nèi tiÕp víi 2 bê. §ång thêi còng lµm gi¶m bít ¸p lùc ®Èy ng­îc d­íi ®¸y c«ng tr×nh vµ gi¶m bít ®­îc t¸c dông xãi ngÇm ho¸ häc (x©m thùc) cña n­íc ngÇm ®èi víi ®¸ nÒn. B»ng c¸ch phun dung dÞch nhùa ®­êng nãng cã thÓ bÞt kÝn c¸c khe nøt cña ®¸ vµ t¹o ra mµng chèng thÊm h÷u hiÖu dïng trong tr­êng hîp n­íc ngÇm cã chøa nhiÒu chÊt kho¸ng hoÆc ch¶y víi l­u tèc lín hoÆc khi ®¸ nÒn cã c¸c hîp chÊt kiÒm (tr­êng hîp ®¸ bÞ th¹ch cao ho¸, hoÆc ®¸ v«i cã kh¶ n¨ng t¹o cact¬ v.v ) - B¸n kÝnh t¸c dông cña nhùa ®­êng: khi tÝnh to¸n s¬ bé cho nÒn ®¸, cã thÓ tÝnh b¸n kÝnh t¸c dông cña nhùa ®­êng theo b¶ng 1-13. B¶ng 1-13. B¸n kÝnh t¸c dông phun nhùa ®­êng BÒ réng cña ¸p lùc trung b×nh ¸p lùc lín nhÊt khi KÝch th­íc b¸n kÝnh t¸c khe nøt (mm) khi phun nhùa phun nhùa ®­êng (at) dông khi phun nhùa ®­êng (at) ®­êng (m) ≤ 40 ~ 60 8 ~ 10 25 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 15 - ≤ 6 ≤ 3 8 ~ 15 30 1,4 ~ 1,85 - ≤ 1,5 ≤ 20 ~ 24 0,35 ~ 0,45 - Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan: theo tµi liÖu cña B.P. S¬r©ybe cã thÓ s¬ bé x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan theo b¶ng 1-14 lËp ra trªn c¬ së ph©n tÝch tæng hîp c¸c sè liÖu thÝ nghiÖm vµ thi c«ng ë hiÖn tr­êng. B¶ng 1-14. Kho¶ng c¸ch (s¬ bé) gi÷a c¸c lç khoan phun nhùa ®­êng BÒ réng khe nøt cña ®¸ > 20 10 ~ 20 5 ~ 10 1,5 ~ 5 1 ~ 1,5 0,2 ~ 1 nÒn (mm) Kho¶ng c¸ch a gi÷a c¸c 3 ~ 4 2 ~ 3 1,5 ~ 2 1 ~ 1,5 0,8 ~ 1 0,5 ~ 0,8 lç khoan (m) Chó ý: khi phun nhùa ®­êng vµo ®¸ kh«ng ®ång chÊt, cã ®é nøt nÎ thay ®æi vµ cã ¸p lùc thuû tÜnh thay ®æi theo chiÒu s©u, th× kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan cÇn ph¶i x¸c ®Þnh theo trÞ sè khe nøt bÐ nhÊt. - L­îng nhùa ®­êng: tæng khèi l­îng nhùa ®­êng cÇn thiÕt ®Ó phun ®Çy c¸c khe nøt cã thÓ s¬ bé x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: K.p.V x = (m3), (1-64) 100 trong ®ã: x - l­îng nhùa ®­êng (m3); V - thÓ tÝch ®¸ (m3); p - tû lÖ thÓ tÝch c¸c khe nøt (%); K - hÖ sè tæn thÊt, b»ng kho¶ng 1,3 ~ 1,5 52
  47. www.Phanmemxaydung.com Theo tµi liÖu cña B.P. S¬r©ybe, l­îng nhùa ®­êng cho 1m dµi lç khoan b»ng 200kg ®èi víi ®¸ cã khe nøt réng ®Õn 10mm, cã ®é hÊp thô n­íc ®¬n vÞ w = 0,005 ~ 0,008 l/ph.m2. Phun nhùa ®­êng l¹nh tøc lµ phun dung dÞch n­íc vµ bét nhùa ®­êng ë tr¹ng th¸i nguéi, kh«ng cÇn ph¶i ®èt nãng lç khoan. §é nhít cña n­íc nhùa ®­êng Êy nÕu ®­îc chÕ t¹o tèt th× chØ lín h¬n ®é nhít cña n­íc tõ 1,4 ®Õn 4 lÇn, do ®ã cã thÓ ngÊm vµo tËn c¸c lç vµ khe rÊt nhá trong ®¸. N­íc nhùa ®­êng dïng ®Ó phun vµo c¸c lç vµ khe nøt rÊt nhá ph¶i cã kÝch th­íc nhá h¬n 2 ~ 3mm. Hµm l­îng nhùa ®­êng trong n­íc kh«ng ®­îc lín qu¸ 25 ~ 50%, v× nÕu hµm l­îng nhùa ®­êng lín h¬n 50% th× ®é nhít cña n­íc nhùa ®­êng t¨ng rÊt nhanh. 4. Mµng chèng thÊm b»ng v÷a xi m¨ng + bent«nite. Nh»m c¶i thiÖn tÝnh chÊt cña v÷a phôt t¹o mµng, trong thêi gian gÇn ®©y, lo¹i vËt liÖu v÷a xi m¨ng + bent«nite + phô gia chËm ®«ng cøng ®· ®­îc ¸p dông khi xö lý chèng thÊm cho c¸c lo¹i nÒn. §èi víi nÒn ®¸ cã kÝch th­íc kÏ nøt nhá, lo¹i v÷a xim¨ng + bent«nite cã ®é linh ®éng cao cã thÓ len lái ®­îc vµo c¸c kÏ nøt nµy, lµm t¨ng hiÖu qu¶ chèng thÊm cña mµn. ë n­íc ta, t­êng hµo chèng thÊm bent«nite ®· ®­îc ¸p dông thµnh c«ng khi xö lý chèng thÊm cho th©n vµ nÒn mét sè ®Ëp ®Êt (DÇu TiÕng, D­¬ng §«ng, ). §èi víi nÒn ®¸ cña ®Ëp bªt«ng, kinh nghiÖm sö dông lo¹i vËt liÖu nµy ch­a cã nhiÒu, nªn khi ¸p dông cÇn xem xÐt kü c¸c yÕu tè kinh tÕ – kü thuËt, cã tham kh¶o tµi liÖu n­íc ngoµi vµ thö dÇn tõng b­íc (khoan phôt vµ khoan kiÓm tra) ®Ó t×m ra c¸c chØ tiªu kü thuËt hîp lý (thµnh phÇn v÷a, cù ly hè khoan, ¸p lùc phôt, ) 1.7 Mét sè CÊu t¹o chi tiÕt cña ®Ëp bªt«ng träng lùc trªn nÒn ®¸ 1. Tho¸t n­íc cho nÒn vµ th©n ®Ëp HÖ thèng tho¸t n­íc th©n ®Ëp träng lùc gåm nhiÒu ®­êng èng ®Æt ë sau líp bªt«ng chèng thÊm ë mÆt th­îng l­u. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c èng tho¸t n­íc nµy th­êng tõ 1,5 ~ 113,0m; ®­êng kÝnh èng d = 15 ~ 30cm. C¸c èng tho¸t n­íc trong th©n ®Ëp th­êng 3 dïng èng bªt«ng cã ®ôc nhiÒu lç hoÆc b»ng èng 1 3 bªt«ng ®óc b»ng sái, s¹n, Ýt c¸t ®Ó n­íc dÔ ngÊm 3 qua, chiÒu dµi mçi ®o¹n èng tõ 1 ~ 1,5m; c¸c èng nµy nªn ®Æt theo ph­¬ng th¼ng ®øng hoÆc thµnh 1 2 15cm mét ®­êng th¼ng nghiªng vµ ®Òu tËp trung vµo c¸c ®­êng hÇm ®Æt trong th©n ®Ëp (h×nh 1-30). 15 3 Kho¶ng c¸ch tõ ®­êng èng ®Õn mÐp th­îng 1 l­u ®Ëp kh«ng ®­îc nhá h¬n trÞ sè (0,08 ~ 0,1)y, H×nh 1-30. Bè trÝ ®­êng èng tho¸t n­íc trong ®ã y lµ ®é s©u n­íc tÝnh tõ mÆt n­íc trong th©n ®Ëp. th­îng l­u ®Õn vÞ trÝ ®ang xÐt, nÕu kh«ng n­íc 1. èng bªt«ng cã ®ôc lç ®Ó tho¸t n­íc; thÊm cã thÓ ph¸ ho¹i phÇn bªt«ng ë mÆt th­îng 2. lç tho¸t n­íc ë nÒn; 3. ®­êng hÇm tËp l­u ®Ëp. trung n­íc 53
  48. www.Phanmemxaydung.com §Ó tho¸t n­íc vµ t¨ng hiÖu qu¶ gi¶m ¸p lùc thÊm d­íi nÒn tøc gi¶m ¸p lùc ®Èy ng­îc d­íi ®¸y ®Ëp, th­êng dïng biÖn ph¸p khoan c¸c lç xuèng nÒn ®Ó tËp trung n­íc thÊm d­íi nÒn l¹i vµ dÉn (hoÆc b¬m) vÒ phÝa h¹ l­u. C¸c lç khoan tho¸t n­íc ë nÒn ®Æt ë sau mµng chèng thÊm vµ c¸ch mµng chèng thÊm tõ 2 ~ 3m vÒ phÝa h¹ l­u, ®­êng kÝnh c¸c lç khoan nµy kh«ng nªn lÊy nhá h¬n 15 ~ 25cm, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç khoan tõ 1,5 ~ 3,0m vµ chiÒu s©u cña lç khoan th­êng lÊy b»ng 1/2 ~ 2/3 chiÒu s©u mµng chèng thÊm. C¸c lç tho¸t n­íc ë nÒn ®Òu tËp trung vµo c¸c ®­êng hÇm tËp trung n­íc ®Æt ngay trªn mÆt nÒn hoÆc vµo ®­êng hÇm võa dïng ®Ó khoan phun xi m¨ng chèng thÊm võa lµ ®­êng hÇm tËp trung n­íc ®Æt cao h¬n mÆt nÒn mét chót (h×nh 1-31). H×nh 1-31. HÖ thèng tho¸t n­íc d­íi nÒn ®Ëp 2. §­êng hÇm trong th©n ®Ëp träng lùc: Xem 1.3.III 3. CÊu t¹o c¸c khíp nèi cña ®Ëp träng lùc C¸c khíp nèi ngang cña c¸c khe lón vÜnh cöu trªn th©n ®Ëp cÇn ph¶i b¶o ®¶m an toµn khi c¸c ®o¹n ®Ëp bÞ biÕn d¹ng do lón kh«ng ®Òu hoÆc do nhiÖt ®é biÕn ®æi ®ång thêi ph¶i b¶o ®¶m kh«ng cho n­íc thÊm qua. Trõ c¸c khe lón kÕt hîp lµm khe nhiÖt ®é vÜnh cöu trong ®Ëp, tÊt c¶ c¸c khe däc, khe ngang ®Ó ph©n chia ®Ëp thµnh c¸c khèi nhá trong qu¸ tr×nh thi c«ng vµ ®Ó kh¾c phôc øng suÊt nhiÖt trong giai ®o¹n thi c«ng, tr­íc khi ®Ëp lµm viÖc ®Òu ph¶i xö lý phun v÷a liªn kÕt lÊp khe. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c khíp nèi ngang (khe lón) th­êng lÊy kho¶ng 15 ~ 20m, trÞ sè nµy cã thÓ thay ®æi tuú theo t×nh h×nh ®Þa chÊt thùc tÕ t¹i n¬i x©y dùng ®Ëp. Trong c¸c khíp nèi ngang cÇn ®Æt c¸c thiÕt bÞ chèng thÊm (xem h×nh 1-32 ¸ 1-34), sau bé phËn chèng thÊm cÇn bè trÝ c¸c giÕng quan s¸t ®Ó kiÓm tra sù lµm viÖc cña khíp nèi ngang. ThiÕt bÞ chèng thÊm ®­êng ®Æt c¸ch mÆt th­îng l­u tõ 2 ¸ 4m cßn giÕng quan s¸t kiÓm tra ®Æt c¸ch thiÕt bÞ chèng thÊm tõ 2 ¸ 3m vÒ phÝa h¹ l­u ®Ëp. CÊu t¹o cña c¸c khíp nèi ngang ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 1-33 vµ 1-34. Trong h×nh 1-33 lµ c¸c lo¹i khíp nèi bitum dïng trong c«ng tr×nh thuû lîi. Nh÷ng èng kim lo¹i ®Æt däc theo 54
  49. www.Phanmemxaydung.com suèt chiÒu dµi khíp nèi cã ®­êng kÝnh b»ng kho¶ng 50mm ®Ó dÉn h¬i nãng ®èt ch¶y nhùa ®­êng (bitum). 150 4 2 2 5 7 1 3 6 80 x 90 50 50 H×nh 1-32. S¬ ®å bè trÝ cÊu t¹o cña mét khíp nèi ngang, ®¬n vÞ: cm 1. nót bªt«ng ®Çu khe ngang ë mÆt th­îng l­u; 2. tÊm ®ång chèng thÊm dµy 1,8mm; 3. tÊm bªt«ng ®óc s½n; 4. giÕng nhùa ®­êng (bitum) chèng thÊm cã kÝch th­íc 20 x 20cm; 5. ®iÖn cùc ®Ó ®èt nãng nhùa ®­êng; 6. mÆt khe ngang; 7. giÕng quan s¸t, kiÓm tra kÝch th­íc 80 x 90 cm. C¸c kiÓu khíp nèi trong h×nh 1-34 ®­îc lµm b»ng c¸c tÊm kim lo¹i chèng rØ (®ång, thÐp kh«ng rØ, nh«m ). TÊm kim lo¹i chèng thÊm th­êng réng 300 ~ 350mm, kh«ng lÊy nhá h¬n 200 ~ 250 mm, dµy 0,8 ~ 2mm. C¸c kiÓu khíp nèi trong h×nh 1-34 chÕ t¹o ®¬n gi¶n lµm viÖc tèt nh­ng khã söa ch÷a, khèi phôc vµ tèn nhiÒu kim lo¹i chèng rØ. w 20 300 300 350 200 20 150 200 H×nh 1-33. C¸c kiÓu khíp nèi chèng H×nh 1-34. C¸c kiÓu khíp nèi chèng thÊm b»ng bi tum thÊm b»ng c¸c tÊm kim lo¹i Tèt nhÊt lµ kÕt hîp dïng c¶ hai lo¹i khíp nèi nµy ®Ó lîi dông tÊt c¶ c¸c ­u ®iÓm cña 2 lo¹i. Khíp nèi kim lo¹i thÝch hîp víi tr¹ng th¸i biÕn d¹ng lón, giÕng nhùa ®­êng (bi tum) dÔ söa ch÷a, dïng hçn hîp sÏ lµm cho hiÖu qu¶ chèng thÊm vµ tÝnh bÒn v÷ng cña khíp nèi ngang ®­îc c¶i thiÖn h¬n. C¸c giÕng kiÓm tra th­êng lµm theo h×nh vu«ng, kÝch th­íc 0,7 x 0,7 ~ 1 x 1m hoÆc cã thÓ lín h¬n. Còng cã thÓ dïng h×nh trßn cã ®­êng kÝnh nhá h¬n 1m. 55
  50. www.Phanmemxaydung.com C¸c tÊm kim lo¹i chèng thÊm vµ giÕng nhùa ®­êng cÇn ph¶i c¾m s©u vµo ®¸ nÒn 1 ®o¹n 30 ~ 50cm vµ ph¶i lµm cao h¬n mùc n­íc lín nhÊt ë th­îng l­u. T¹i ®Ønh ®Ëp trµn, cÇn cã c¸c tÊm n¾p ®Ëy ®Ó b¶o vÖ bé phËn nµy cña khíp nèi (h×nh 1-35). 1 2 3 H×nh 1-35. CÊu t¹o bé phËn b¶o vÖ cña giÕng nhùa ®­êng trªn mÆt ®Ëp trµn 4 1. mÆt trµn; 2. tÊm n¾p kim lo¹i; 3. ®iÖn 5 cùc; 4. tÊm s¾t ®Ëy; 5. giÕng nhùa ®­êng. 4. Líp phñ mÆt ngoµi cña ®Ëp MÆt ngoµi cña ®Ëp th­êng ®­îc phñ b¶o vÖ ®Ó chèng thÊm, ng¨n chÆn c¸c ¶nh h­ëng x©m thùc ho¸ häc cã h¹i cña n­íc ®èi víi bªt«ng th©n ®Ëp. Víi ®iÒu kiÖn khÝ hËu ViÖt Nam, c¸c ®Ëp b»ng bªt«ng chØ cÇn ®Æc biÖt chó ý phßng chèng thÊm ë m¸i th­îng l­u. BiÖn ph¸p thÝch hîp: - Lµm líp bªt«ng chÊt l­îng ®Æc biÖt tèt phñ ë mÆt th­îng l­u b»ng ph­¬ng ph¸p ®æ ch©n kh«ng. - Tr¸t 1 líp v÷a xi m¨ng chèng thÊm dµy tõ 2 ~ 3cm ë mÆt th­îng l­u; - QuÐt bi tum lªn mÆt th­îng l­u. §èi víi mãng ®Ëp, ®Ó tr¸nh mãng thÊm qu¸ nhiÒu vµ tr¸nh t¸c dông ¨n mßn cña n­íc cÇn ph¶i sö dông c¸c lo¹i bªt«ng kh«ng thÊm, kh«ng bÞ ¨n mßn hoÆc kÕt hîp víi c¸c biÖn ph¸p kh¸c. 5. CÊu t¹o ®Ønh ®Ëp ChiÒu réng ®Ønh ®Ëp cÇn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu ®i l¹i, kiÓm tra qu¸ tr×nh sö dông vµ trong khi thi c«ng. Khi kh«ng cã yªu cÇu vÒ giao th«ng, chiÒu réng ®Ønh ®Ëp nhá nhÊt kh«ng nªn lÊy nhá h¬n 2m. §Ønh ®Ëp ph¶i cã ®ñ ®é cao an toµn so víi mùc n­íc lín nhÊt tr­íc ®Ëp vµ kh«ng ®Ó sãng trµn qua. Khi cÇn thiÕt ®Ó gi¶m bít chiÒu cao ®Ëp, cã thÓ lµm t­êng ch¾n sãng ë phÝa th­îng l­u. Cao tr×nh ®Ønh t­êng ch¾n sãng còng cÇn ph¶i cã ®ñ ®é cao an toµn nh­ trªn. §Ønh ®Ëp cÇn lµm h¬i nghiªng vÒ 2 phÝa th­îng, h¹ l­u ®Ó dÔ th¸o n­íc m­a trªn ®Ønh ®Ëp vµ ph¶i lµm r·nh tËp trung vµ th¸o n­íc m­a vÒ th­îng l­u hoÆc h¹ l­u ®Ëp. Khi ®Ønh ®Ëp ®­îc dïng vµo môc ®Ých giao th«ng, c¸c kÝch th­íc vµ cÊu t¹o ®Ønh ®Ëp cÇn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ giao th«ng. Hai bªn ®Ønh ®Ëp cÇn bè trÝ hÖ thèng lan can b¶o vÖ, ®Ìn chiÕu s¸ng vµ ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ mü quan c«ng tr×nh. 56
  51. www.Phanmemxaydung.com 1.8 VËt liÖu x©y dùng ®Ëp bªt«ng träng lùc §Ëp träng lùc cã thÓ lµm b»ng bªt«ng hoÆc ®¸ x©y, nh­ng vËt liÖu bªt«ng ®­îc sö dông réng r·i nhÊt. I. C¸c yªu cÇu ®èi víi vËt liÖu lµm ®Ëp VËt liÖu lµm ®Ëp lµ bªt«ng thuû c«ng cÇn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: 1. §ñ c­êng ®é chÞu lùc C­êng ®é chÞu lùc ®­îc biÓu thÞ qua m¸c bªt«ng. M¸c ®­îc x¸c ®Þnh theo c­êng ®é nÐn ë tuæi 28 ngµy, tÝnh b»ng MPa (N/mm2). Khi tÝnh to¸n, víi tr­êng hîp ®Ëp b¾t ®Çu lµm viÖc ë tuæi dµi ngµy h¬n th× cã thÓ x¸c ®Þnh c­êng ®é bªt«ng ë tuæi t­¬ng øng theo c«ng thøc tÝnh ®æi: Rt = Kt.R28 , (1-65) trong ®ã: Rt , R28 – c­êng ®é bªt«ng ë tuæi t ngµy vµ 28 ngµy ; Kt – hÖ sè quy ®æi ®­îc x¸c ®Þnh s¬ bé theo b¶ng 1-15 B¶ng 1-15. HÖ sè quy ®æi c­êng ®é nÐn cña bªt«ng theo tuæi Tuæi bªt«ng, ngµy 3 7 14 21 28 60 90 180 Kt 0,50 0,70 0,83 0,92 1,00 1,10 1,15 1,20 C­êng ®é chÞu kÐo khi uèn (c­êng ®é uèn) ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm. Khi dïng c¸c vËt liÖu th«ng th­êng, t­¬ng quan gi÷a c­êng ®é nÐn vµ c­êng ®é uèn cã thÓ tham kh¶o ë b¶ng 1-16. B¶ng 1-16. T­¬ng quan gi÷a c­êng ®é nÐn vµ c­êng ®é uèn C­êng ®é nÐn (MPa) 15 20 25 30 35 40 50 C­êng ®é uèn (MPa) 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 Trong thiÕt kÕ, cÇn dùa vµo kÕt qu¶ ph©n tÝch øng suÊt th©n ®Ëp vµ ®Æc ®iÓm c«ng t¸c cña tõng vïng ®Ó lùa chän m¸c bªt«ng cho phï hîp. 2. §ñ ®é chÆt vµ Ýt thÊm n­íc C¸c biÖn ph¸p c¬ b¶n ®Ó n©ng cao kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bªt«ng tøc ®¶m b¶o tÝnh ®ång nhÊt vµ liÒn khèi cña bªt«ng lµ: - H¹n chÕ tû lÖ N/X trong thµnh phÇn bªt«ng b»ng c¸ch t¨ng l­îng dïng xi m¨ng; t¨ng hµm l­îng t­¬ng ®èi cña c¸t trong hçn hîp cèt liÖu. - Tr¸nh ®Ó xÈy ra ph©n tÇng trong vËn chuyÓn vµ ®æ bªt«ng, lµm tèt c«ng t¸c ®Çm chÆt khèi l­îng bªt«ng khi ®æ. - Sö dông c¸c chÊt phô gia ho¸ dÎo, cho phÐp gi¶m l­îng n­íc trén bªt«ng vµ n©ng cao ®é æn ®Þnh chèng thÊm ph©n tÇng. - B¶o d­ìng tèt khèi bªt«ng sau khi ®æ. Theo tÝnh chèng thÊm, ng­êi ta chia bªt«ng thµnh c¸c lo¹i m¸c nh­ sau: B-2, B-4, B-6, B-8, B-12. 57
  52. www.Phanmemxaydung.com §èi víi bªt«ng thuû c«ng ë vïng th­êng xuyªn ngËp n­íc vµ vïng mùc n­íc biÕn ®æi, m¸c chèng thÊm ®­îc x¸c ®Þnh theo tû sè gi÷a cét n­íc t¸c dông lín nhÊt vµ bÒ dµy kÕt cÊu, hoÆc bÒ dµy líp bªn ngoµi cña kÕt cÊu (tøc gradien cét n­íc Jh) nh­ trªn b¶ng 1-17. B¶ng 1-17: Chän m¸c chèng thÊm cña bªt«ng theo trÞ sè Jh. M¸c: B-4 B-6 B-8 B-12 Jh < 5 5 – 10 10 - 12 ≥ 12 3. TÝnh chÞu n­íc M«i tr­êng n­íc cã thÓ g©y t¸c ®éng ¨n mßn bªt«ng. D¹ng vµ møc ®é ¨n mßn cÇn ®­îc x¸c ®Þnh trong qu¸ tr×nh ®iÒu tra kh¶o s¸t b»ng c¸ch ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc cña n­íc vµ kh¶ n¨ng ¨n mßn bªt«ng, tõ ®ã ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p phßng chèng thÝch hîp. Gi¶i ph¸p c¬ b¶n nhÊt ®Ó gia t¨ng ®é bÒn cña bªt«ng chèng t¸c ®éng x©m thùc cña n­íc lµm t¨ng ®é chÆt cña khèi bªt«ng b»ng c¸c biÖn ph¸p nh­ ®· nªu ë môc trªn. 4. BiÕn d¹ng nhiÖt vµ Èm cña bªt«ng Sù to¶ nhiÖt cña bªt«ng khi ng­ng kÕt phô thuéc vµo lo¹i xi m¨ng vµ hµm l­îng cña nã trong bªt«ng. V× vËy ®Ó h¹n chÕ sù to¶ nhiÖt khi bªt«ng ng­ng kÕt khi cÇn thiÕt ph¶i sö dông c¸c lo¹i xi m¨ng Ýt to¶ nhiÖt, thiÕt kÕ thµnh phÇn bªt«ng víi l­îng dïng xi m¨ng Ýt nhÊt, hoÆc sö dông phô gia lµ c¸c chÊt cã ho¹t tÝnh bÒ mÆt. Khi kÝch th­íc cña khèi bªt«ng lín mµ viÖc ¸p dông c¸c biÖn ph¸p trªn vÉn ch­a ®ñ h¹ nhiÖt cho khèi bªt«ng khi ng­ng kÕt th× buéc ph¶i ¸p dông c¸c biÖn ph¸p ®Æc biÖt nh­ lu©n chuyÓn n­íc l¹nh qua th©n cña khèi bªt«ng, hoÆc lµ chia khèi lín ra thµnh c¸c khèi nhá h¬n. - BiÕn d¹ng co, në cña bªt«ng khi ng­ng kÕt. Theo tiªu chuÈn vÒ c¸c yªu cÇu kü thuËt ®èi víi bªt«ng thuû c«ng, ®é co ngãt cña mÉu bªt«ng ë tuæi 28 ngµy khi ng­ng kÕt trong kh«ng khÝ cã nhiÖt ®é 180C vµ ®é Èm t­¬ng ®èi 60% kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,3 mm/m vµ ë tuæi 180 ngµy th× kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,7 mm/m. §é në dµi khi bªt«ng ng­ng kÕt trong n­íc kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,1mm/m ë tuæi 28 ngµy vµ 0,3mm/m ë tuæi 180 ngµy. 5. §é bÒn chèng mµi mßn vµ chèng khÝ thùc cña bªt«ng MÆt trµn n­íc cña ®Ëp bªt«ng chÞu t¸c ®éng mµi mßn khi dßng ch¶y mang nhiÒu bïn c¸t. MÆt trµn cã dßng ch¶y l­u tèc cao còng cã thÓ bÞ ph¸ ho¹i do khÝ thùc khi trªn mÆt cã c¸c gå ghÒ côc bé v­ît qu¸ møc cho phÐp. §Ó n©ng cao ®é bÒn chèng khÝ thùc vµ chèng mµi mßn, cÇn ¸p dông bªt«ng cã ®é ®Æc vµ ®é bÒn cao (m¸c ≥ 350) víi cèt liÖu nhá vµ trung b×nh, vµ víi ®é gå ghÒ bÒ mÆt lµ bÐ nhÊt. 58
  53. www.Phanmemxaydung.com II. Ph©n vïng th©n ®Ëp a) b) II MNC MNC II I III IV III IV MNHL II H×nh 1-36. Ph©n vïng vËt liÖu th©n ®Ëp a. §Ëp kh«ng trµn; b. §Ëp trµn Th©n ®Ëp bªt«ng th­êng ®­îc ph©n ra c¸c vïng nh­ sau (h×nh 1-36): I. Vïng ngoµi cña ®Ëp vµ c¸c bé phËn cña nã chÞu t¸c ®éng cña khÝ quyÓn, nh­ng kh«ng ngËp n­íc; II. Vïng ngoµi cña ®Ëp n»m trong ph¹m vi dao ®éng cña mùc n­íc th­îng, h¹ l­u, còng nh­ c¸c phÇn cña ®Ëp bÞ ngËp n­íc tõng thêi kú nh­ phÇn trµn n­íc. III. Vïng ngoµi vµ vïng tiÕp gi¸p víi nÒn th­êng xuyªn ngËp d­íi mùc n­íc. IV. Vïng trong th©n ®Ëp, giíi h¹n bëi vïng I, II, III. Bªt«ng cña c¸c vïng trong ®Ëp ph¶i ®¹t ®­îc c¸c yªu cÇu sau: B¶ng 1-18. Yªu cÇu ®èi víi bªt«ng ë c¸c vïng Vïng ®Ëp STT Yªu cÇu ®èi víi bªt«ng I II III IV 1 §é bÒn chÞu nÐn x x x x 2 §é bÒn chÞu kÐo x x x 3 §é kh«ng ngÊm n­íc x x 4 §é gi·n dµi giíi h¹n x x x x 5 §é bÒn chèng x©m thùc cña n­íc x x §é bÒn chèng mµi mßn vµ khÝ thùc khi dßng 6 x ch¶y cã V ≥ 15 m/s 7 §é to¶ nhiÖt khi bªt«ng ninh kÕt x x x x ChiÒu dµy cña vïng ngoµi cña ®Ëp phô thuéc vµo lo¹i ®Ëp, cét n­íc t¸c dông, ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ kÝch th­íc c¸c bé phËn cña ®Ëp. Th­êng khèng chÕ d ³ 2m. Th«ng th­êng trong thiÕt kÕ ®Ëp kh«ng dïng qu¸ 4 lo¹i m¸c bªt«ng ®Ó tr¸nh g©y phøc t¹p trong viÖc bè trÝ thi c«ng. Tr­êng hîp ®Ëp sö dông qu¸ 4 lo¹i m¸c bªt«ng cÇn cã luËn chøng x¸c ®¸ng. 59
  54. www.Phanmemxaydung.com III. VËt liÖu chÕ t¹o bªt«ng 1. Xi m¨ng. Xi m¨ng lµ mét trong nh÷ng vËt liÖu chñ yÕu nhÊt ®Ó chÕ t¹o bªt«ng th©n ®Ëp. ViÖc gi¶m l­îng dïng xi m¨ng trong x©y dùng ®Ëp võa cã ý nghÜa kinh tÕ võa gi¶m ®­îc l­îng nhiÖt to¶ ra khi bªt«ng ng­ng kÕt, do ®ã t¨ng ®­îc tèc ®é thi c«ng vµ h¹n chÕ h×nh thµnh khe nøt do nhiÖt trong thêi kú thi c«ng. C¸c biÖn ph¸p tiÕt kiÖm xi m¨ng lµ: - Ph©n vïng ®Ëp ®Ó ¸p dông c¸c lo¹i bªt«ng cã sè hiÖu thÝch hîp. ViÖc ph©n vïng vµ lùa chän sè hiÖu bªt«ng lµ dùa vµo kÕt qu¶ ph©n tÝch øng suÊt th©n ®Ëp (c¸c ®­êng ®¼ng øng suÊt) vµ nh÷ng chØ dÉn vµ ph©n vïng nªu ë môc trªn. - TriÖt ®Ó lîi dông c­êng ®é cña bªt«ng ë thêi kú cuèi. NÕu cã c¨n cø x¸c ®Þnh ®­îc lµ c«ng tr×nh chØ b¾t ®Çu lµm viÖc sau mét thêi gian dµi sau khi ®æ bªt«ng th× cã thÓ lÊy c­êng ®é bªt«ng ë tuæi 60 ngµy, 90 ngµy ®Ó tÝnh to¸n l­îng xi m¨ng cÇn dïng. Theo tµi liÖu thÝ nghiÖm th× c­êng ®é bªt«ng sau 180 ngµy t¨ng 1,13 ¸ 1,65 lÇn so víi c­êng ®é sau 28 ngµy. - Sö dông cèt liÖu cã ®­êng kÝnh lín cho vïng cã bªt«ng khèi lín - Trén thªm vËt liÖu thay thÕ mét phÇn xi m¨ng. C¸c lo¹i vËt liÖu cã thÓ dïng ®Ó pha trén lµ: tro ho¶ s¬n, ®Êt ®ial«mic, ®¸ v«i v.v Tû lÖ thÝch hîp nhÊt gi÷a sè hiÖu xi m¨ng vµ sè hiÖu bªt«ng lµ 2,0 ¸ 2,5 lÇn. NÕu v­ît qu¸ 2,5 lÇn th× nªn trén thªm vËt liÖu kh¸c, khi ®ã cã thÓ sÏ ¶nh h­ëng ®Õn c­êng ®é bªt«ng. V× vËy lo¹i vËt liÖu pha trén vµ hµm l­îng hîp lý cÇn ph¶i x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm. - Trén thuèc ho¸ dÎo vµo bªt«ng. Thuèc ho¸ dÎo cã t¸c dông lµm cho v÷a bªt«ng linh ®éng, dÔ ®æ, kÐo dµi ®­îc thêi gian ninh kÕt ban ®Çu. Nhê dïng thuèc ho¸ dÎo, cã thÓ gi¶m ®­îc mét phÇn l­îng n­íc, nhê ®ã t¨ng ®­îc ®é chÆt vµ tÝnh chèng thÊm cña bªt«ng. Lo¹i vµ liÒu l­îng dïng thuèc ho¸ dÎo còng cÇn ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm. 2. Cèt liÖu bªt«ng a. Cèt liÖu th« (d¨m, sái). ChØ tiªu quan träng cña cèt liÖu th« lµ thµnh phÇn, c­êng ®é vµ cÊp phèi h¹t. VÒ thµnh phÇn, cÇn tr¸nh dïng c¸c lo¹i ®¸ ph©n phiÕn, ®¸ cã chøa c¸c ho¹t chÊt, dÔ bÞ x©m thùc. §é bÒn cña ®¸ dïng ®Ó xay thµnh ®¸ d¨m ®æ bªt«ng cÇn ph¶i v­ît qu¸ 2,5 ¸3 lÇn c­êng ®é bªt«ng khi sö dông ®¸ v«i; con sè t­¬ng øng khi sö dông c¸c lo¹i ®¸ cacbon¸t lµ 2 - 2,5 lÇn. KÝch th­íc h¹t cña ®¸ ®æ bªt«ng kh«ng nªn v­ît qu¸ 120 mm. §Ó ®¶m b¶o tÝnh kh«ng ®æi vÒ thµnh phÇn h¹t cña bªt«ng, khi s¶n xuÊt ®¸ d¨m, ®Ò nghÞ ph©n thµnh c¸c nhãm h¹t cã c¸c kÝch cì nh­ sau: - Khi Dmax = 80mm, ph©n thµnh c¸c cì 2-10, 10-20, 20-40 vµ 40-80 mm; - Khi Dmax = 120 mm, ph©n thµnh c¸c cì 5-10, 10-20, 20-40, 40-80 vµ 80-120mm. b. Cèt liÖu mÞn (c¸t) §Ó chÕ t¹o bªt«ng thuû c«ng, ng­êi ta sö dông c¸t thiªn nhiªn. C¸t cÇn ph¶i s¹ch vµ bao gåm c¸c h¹t cøng kh«ng chøa c¸c t¹p chÊt h÷u c¬ vµ h¹t bôi. Thµnh phÇn h¹t cña c¸t cÇn ph¶i n»m trong giíi h¹n c¸c ®­êng cong cÊp phèi cho phÐp. Theo ®é lín cña h¹t, c¸t ®­îc ph©n thµnh 3 nhãm: h¹t th« víi m«®un ®é lín 3,5 ¸ 2,8; h¹t trung víi m«®un ®é lín 2,8 ¸ 2,2 vµ h¹t mÞn t­¬ng øng víi 2,2 ¸ 1,8. ViÖc sö dông c¸t h¹t nhá h¬n cÇn ph¶i ®­îc luËn chøng. 60
  55. www.Phanmemxaydung.com Khi sö dông cèt liÖu th«, còng nh­ cèt liÖu mÞn ®­îc xay tõ c¸c má ®¸, tuyÖt ®èi kh«ng ®­îc dïng lo¹i ®¸ cã chøa silic v« ®Þnh h×nh, bëi v× yÕu tè nµy khi t¸c dông víi xi m¨ng g©y ra ph¶n øng ho¸ häc lµm tr­¬ng në thÓ tÝch cña bªt«ng, lµm cho bªt«ng nøt nÎ kh«ng thÓ kh¾c phôc ®­îc. 1.9. C¸c lo¹i ®Ëp bªt«ng träng lùc c¶i tiÕn I. LuËn ®iÓm chung §Ëp bªt«ng träng lùc khèi lín cã nhiÒu ­u ®iÓm nh­: ®¬n gi¶n vÒ kÕt cÊu vµ ®iÒu kiÖn x©y dùng; cho phÐp th¸o l­u l­îng lò lín trong thêi gian thi c«ng còng nh­ khai th¸c; lµm viÖc an toµn víi mäi ®iÒu kiÖn khÝ hËu, mäi chiÒu cao Bªn c¹nh ®ã, ®Ëp bªt«ng khèi lín còng cã nh÷ng nh­îc ®iÓm, ®ã lµ: - Cã thÓ tÝch lín, sö dông nhiÒu vËt liÖu, trong ®ã cã vËt liÖu xi m¨ng, dÉn ®Õn gi¸ thµnh cao so víi c¸c kiÓu ®Ëp kh¸c; - Sö dông kh«ng hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc cña vËt liÖu bªt«ng, ®Æc biÖt lµ ë c¸c ®Ëp kh«ng cao l¾m (H < 100m); - C¸c biÕn d¹ng nhiÖt vµ lón cã thÓ lµm mÊt ®i tÝnh toµn khèi cña th©n ®Ëp. - Bªt«ng to¶ nhiÖt nhiÒu trong thêi gian ninh kÕt lµm h¹n chÕ tèc ®é thi c«ng. Nh÷ng nh­îc ®iÓm nµy ®Æt ra sù cÇn thiÕt ph¶i t×m kiÕm c¸c biÖn ph¸p c¶i tiÕn ®Ëp bªt«ng träng lùc khèi lín. Cho ®Õn nay, nh÷ng thµnh tùu ®¹t ®­îc tõ sù c¶i tiÕn theo c¸c h­íng sau ®©y: 1. Lµm nhÑ bít mÆt c¾t ®Ëp a. Lµm gi¶m ¸p lùc thÊm ®Èy ng­îc lªn ®¸y ®Ëp - §Ëp träng lùc khe rçng (h×nh 1-37) - §Ëp cã khoÐt lç lín ë gÇn nÒn (h×nh 1-38) a) 784,0 781,0 1 H : 1 0 H ,6 6 6 7 3 5 7 z 3,8 2 H 9 1 : b) 0 721,0 ,7 b1 b 0 b2 17,6 1 710,0 d 710,4 05 e 0 d 15,3 13,5 55,55 b H×nh 1-37. §Ëp träng lùc khe rçng H×nh 1-38. §Ëp cã lç lín ë nÒn (®Ëp a. C¾t ngang; b. MÆt b»ng Grosser Mul®orpherdee - ¸o) 61
  56. www.Phanmemxaydung.com C¸c gi¶i ph¸p nµy còng gãp phÇn lµm cho bªt«ng to¶ nhiÖt ®­îc dÔ h¬n. Ngoµi ra, c¸c lç lín ë nÒn cã thÓ kÕt hîp lµm hµnh lang ®i l¹i kiÓm tra, phôt v÷a xö lý nÒn, hay lµm gian m¸y cña tr¹m thuû ®iÖn (ë c¸c ®Ëp lín). b. §Æt c¸c thanh nÐo cã øng suÊt tr­íc ë mÆt th­îng l­u cña ®Ëp (h×nh 1-39). C¸c thanh nÐo nµy cã t¸c dông: - Lo¹i trõ øng suÊt kÐo x¶y ra ë mÆt th­îng l­u ®Ëp khi hå ®Çy n­íc; - T¨ng æn ®Þnh chèng tr­ît cho ®Ëp, nhê kÕt cÊu g¨m chÆt ®Ëp vµo nÒn. Kinh nghiÖm thÕ giíi vÒ x©y dùng ®Ëp cã neo thÐp øng suÊt tr­íc cho thÊy h×nh thøc nµy cã hiÖu qu¶ ®èi víi c¸c ®Ëp cao 50 - 60m. Khèi l­îng bªt«ng tiÕt kiÖm ®­îc cã thÓ ®Õn 30 - 40% so víi ®Ëp kh«ng neo; gi¸ thµnh toµn bé ®Ëp gi¶m ®­îc 10 - 20% so víi ®Ëp träng lùc th«ng th­êng t­¬ng øng. a) b) c. Thay thÕ bªt«ng trong th©n ®Ëp b»ng mét lo¹i vËt 304 303 liÖu kh¸c rÎ h¬n. VËt liÖu thay thÕ th­êng ®­îc khai th¸c t¹i chç: c¸t, sái, ®¸ cuéi Nh÷ng vËt liÖu nµy th­êng ®­îc chÊt ®Çy t¹i c¸c lç lín ë trong th©n ®Ëp. 2. H¹n chÕ l­îng dïng xi m¨ng vµ c¶i tiÕn ph­¬ng ph¸p ®æ bªt«ng: a. H¹n chÕ l­îng dïng xi m¨ng: c¸c biÖn ph¸p ®· nªu ë 282 §1.8. BiÖn ph¸p nµy cã t¸c dông tiÕt kiÖm mét phÇn tiÒn mua xi m¨ng vµ quan träng h¬n lµ gi¶m ®­îc møc ®é to¶ nhiÖt cña c) 2 khèi bªt«ng trong thêi gian thi c«ng, nhê ®ã cã thÓ t¨ng ®­îc , 8 2 , kÝch th­íc khèi ®æ, t¨ng tèc ®é thi c«ng vµ h¹n chÕ sù h×nh 2 thµnh c¸c khe nøt do nhiÖt. 2,2 H×nh 1-39. §Ëp cã neo øng suÊt tr­íc (®Ëp Olt na Leirige - Sc«tlen) b. C¶i tiÕn ph­¬ng ph¸p ®æ bªt«ng Ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng ®Ó ®æ bªt«ng th©n ®Ëp khèi lín lµ sö dông phÔu ®Ó ®æ vµ ®Çm rung bÒ mÆt ®Ó ®Çm bªt«ng trong tõng kho¶nh ®· quy ®Þnh. Ph­¬ng ph¸p nµy cã h¹n chÕ lµ ph¶i giíi h¹n diÖn tÝch kho¶nh ®æ ®Ó tr¸nh ph¸t sinh khe l¹nh trong qu¸ tr×nh ®æ bªt«ng, dÉn ®Õn lµm gi¶m tèc ®é thi c«ng, t¨ng khèi l­îng xö lý tiÕp gi¸p gi÷a c¸c khèi. Nh»m kh¾c phôc t×nh tr¹ng nµy, trong thêi gian gÇn ®©y trªn thÕ giíi ®· ¸p dông mét ph­¬ng ph¸p c¶i tiÕn ®Ó ®æ bªt«ng th©n ®Ëp, ®ã lµ c«ng nghÖ ®æ bªt«ng ®Çm l¨n (RCC). Víi ph­¬ng ph¸p nµy, viÖc ®æ vµ ®Çm bªt«ng ®­îc tiÕn hµnh nh­ khi ®¾p ®Ëp ®Êt ®Çm nÐn. V÷a bªt«ng ®­îc r¶i ®Òu trªn mÆt kho¶nh ®æ b»ng thïng r¶i chuyªn dông. Sau khi r¶i, v÷a bªt«ng ®­îc nÐn chÆt b»ng m¸y ®Çm l¨n (Roller). Theo ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ ®¹t ®­îc tèc ®é thi c«ng rÊt cao, tuy nhiªn nã còng ®ßi hái sù phèi hîp nhÞp nhµng c¸c kh©u c«ng t¸c vµ mét tr×nh ®é cao trong tæ chøc thi c«ng. Sau ®©y sÏ tr×nh bµy mét sè d¹ng ®Ëp c¶i tiÕn cã nhiÒu triÓn väng ¸p dông ë ViÖt Nam. 62
  57. www.Phanmemxaydung.com II. §Ëp träng lùc khe rçng 1. §Æc ®iÓm vµ cÊu t¹o Th©n ®Ëp gåm c¸c ®o¹n lµm viÖc ®éc lËp. MÆt tiÕp gi¸p gi÷a c¸c ®o¹n cã khoÐt khe rçng (phÇn bªn trong mÆt c¾t, kÐo xuèng ®Õn mÆt nÒn). Nhê cÊu t¹o nh­ vËy nªn ®Ëp cã nh÷ng ­u ®iÓm: - ¸p lùc ®Èy ng­îc lªn ®Õ ®Ëp nhá nªn tæng thÓ tÝch bªt«ng yªu cÇu gi¶m nhiÒu so víi ®Ëp träng lùc ®Æc. Th­êng thÓ tÝch cã thÓ gi¶m ®­îc 10 - 20% hoÆc lín h¬n; - DÔ dµng cho viÖc bè trÝ biÖn ph¸p to¶ nhiÖt trong thi c«ng. - TiÖn lîi trong c«ng t¸c kiÓm tra, söa ch÷a c¸c ®o¹n ®Ëp; - øng suÊt trong th©n ®Ëp khe rçng ph©n bè t­¬ng ®èi ®Òu h¬n ®Ëp träng lùc ®Æc nªn cã thÓ tËn dông kh¶ n¨ng chÞu lùc cña vËt liÖu bªt«ng nhiÒu h¬n. 2S C¸c kÝch th­íc mÆt c¾t ®Ëp khe rçng: tû lÖ gi÷a khe rçng víi chiÒu réng ®o¹n ®Ëp B th­êng lÊy kho¶ng tõ 0,2 ¸ 0,4, nÕu tû sè nµy v­ît qu¸ 0,4 th× ®Ëp khe rçng sÏ trë thµnh ®Ëp trô chèng. ChiÒu réng mçi ®o¹n ®Ëp B khi thiÕt kÕ quyÕt ®Þnh bëi t×nh h×nh ®Þa chÊt nÒn, c­êng ®é trén ®æ bªt«ng vµ cßn phô thuéc c¶ vµo viÖc bè trÝ c¸c khoang ®Ëp trµn n÷a (nÕu ®Ëp khe rçng cho trµn n­íc). ChiÒu dµy S1 ë ®Çu th­îng l­u ®Ëp ph¶i ®ñ lín ®Ó bè trÝ c¸c ®­êng hÇm trong th©n ®Ëp, ®Ó tho¶ m·n c¸c yªu cÇu ®Æc biÖt nh­ chèng thÊm cho ®o¹n ®Çu ®Ëp, tr¸nh hiÖn t­îng øng suÊt tËp trung, th­êng S1 ≥ (0,08 ÷ 0,12)H, H lµ cét n­íc ë th­îng l­u, trÞ sè S1 kh«ng ®­îc nhá h¬n 3m, ngay c¶ khi kh«ng bè trÝ c¸c lo¹i ®­êng hÇm trong th©n ®Ëp. ChiÒu dµy S’1 ë ®o¹n h¹ l­u ®Ëp cã thÓ lÊy nhá h¬n, th­êng tõ 3 ÷ 5m. C¸c gãc v¸t cña khe rçng nªn lÊy nhá h¬n 450 ®Ó tr¸nh øng suÊt tËp trung. ViÖc x¸c ®Þnh mÆt c¾t ®Ëp còng cÇn th«ng qua tÝnh to¸n so s¸nh theo 3 yªu cÇu vÒ æn ®Þnh, c­êng ®é vµ kinh tÕ ®Ó chän ®é dèc m¸i th­îng l­u vµ h¹ l­u ®Ëp nh­ ®èi víi ®Ëp träng lùc ®Æc. 2. TÝnh to¸n ®Ëp träng lùc khe rçng Do ®Æc ®iÓm trªn nªn khi tÝnh to¸n kiÓm tra æn ®Þnh vµ øng suÊt ®Ëp träng lùc khe rçng kh«ng thÓ tÝnh cho 1m dµi mµ ph¶i tÝnh cho c¶ ®o¹n ®Ëp cã chiÒu réng lµ B. ViÖc tÝnh to¸n kiÓm tra æn ®Þnh ®Ëp khe rçng gièng nh­ ®Ëp träng lùc ®Æc ®· nªu ë c¸c phÇn trªn. Trong phÇn nµy, chØ ®Ò cËp ®Õn tÝnh to¸n øng suÊt ®Ëp khe rçng. H×nh 1-40 biÓu thÞ s¬ ®å mÆt c¾t tÝnh to¸n øng suÊt ®Ëp träng lùc khe rçng. C¸c ký hiÖu: Tt - kho¶ng c¸ch tõ träng t©m mÆt c¾t ®Õn biªn th­îng l­u ®Ëp; Th - kho¶ng c¸ch tõ träng t©m mÆt c¾t ®Õn biªn h¹ l­u ®Ëp; tt - chiÒu dµi ®o¹n ®Ëp ë th­îng l­u; th - chiÒu dµi ®o¹n ®Ëp ë h¹ l­u; 63
  58. www.Phanmemxaydung.com tg - chiÒu dµi ®o¹n khe rçng; T = tt + th + tg; t = tg + th; m B - chiÒu réng cña ®o¹n ®Ëp khe rçng; 1 2 m m ' 1 2' m B1 - chiÒu réng ®o¹n ®Ëp ë chç cã khe rçng; F - diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña ®Ëp (c¾t theo O mÆt ph¼ng n»m ngang); x C D y I - m«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t ngang. tt tg th 1 B B Tt Th t T H×nh 1-40. MÆt c¾t tÝnh to¸n øng suÊt ®Ëp khe rçng C¸c trÞ sè Tt, Th, F, I cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Tt = T - Th 1 T = [B(t2 - t2 )+ B t2 + 2()B t t + Bt T ] h 2F h t 1 g 1 h g t F = B(t t + t h )+ B1 t g 2 1 333æ t tö I = ()Bth+ B.ttB1tg+ B.ttçTt- ÷ + 12 è 2 ø 22 æ thö æ tg ö + B.thçTh- ÷ + B1.tgçTh- th- ÷ è 2 ø è 2ø b. TÝnh to¸n øng suÊt sy sy trong th©n ®Ëp khe rçng vÉn gi¶ thiÕt ph©n bè theo quy luËt ®­êng th¼ng, tøc sy = a + b.x (x lÊy gèc xuÊt ph¸t tõ m¸i h¹ l­u nh­ ®Ëp träng lùc ®Æc), ΣP ΣM trong ®ã: a = - T F I h ΣM b = I SP - tæng c¸c lùc th¼ng ®øng t¸c dông kÓ tõ mÆt c¾t tÝnh to¸n trë lªn; SM - tæng m«men cña c¸c lùc t¸c dông ®èi víi träng t©m mÆt c¾t; øng suÊt sy t¹i mét sè ®iÓm ®Æc biÖt nh­ sau: ’ T¹i mÐp th­îng l­u ®Ëp: sy = a + b.T ” T¹i mÐp h¹ l­u ®Ëp: sy = a T¹i mÐp ®Çu cña ®o¹n khe rçng ë th­îng l­u, tøc t¹i ®iÓm C. 64