TƯỜNG CHẮN ĐẤT CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN KHÁI NIỆM TƯỜNG CỌC BẢN -Tường cọc loại tường chắn sử dụng để chắn đất, nước vật liệu khác TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM GIẢNG VIÊN: THS NGUYỄN TRỌNG NGHĨA -Hình dạng tường cọc có kích thước mảnh so với tường trọng lực Tường cọc tạo thành từ cọc ghép lại với CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN KHÁI NIỆM TƯỜNG CỌC BẢN GIỚI THIỆU TƯỜNG CỌC BẢN TƯỜNG CỌC BẢN KHÔNG NEO TƯỜNG CỌC BẢN MỘT LỚP NEO TÍNH TOÁN KẾT CẤU NEO PHÂN PHỐI MÔMENT CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG -Tường cọc giữ ổn định nhờ vào áp lực bị động hình thành tường cắm sâu vào đất VẬT LIỆU GỖ CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN GIỚI THIỆU TƯỜNG CỌC BẢN -Người Ý sử dụng cọc gỗ để xây mố cầu từ lâu VẬT LIỆU THÉP CÁC CÁCH LIÊN KẾT CỪ THÉP 1-Liên kết thơng thường: kết hợp từ cừ riêng lẽ LIÊN KẾT LỊCH SỬ 1-Larssen -1904 2-Z type -1913 3-Larssen-1914 Rivetless 4-Lackwanna 1910 5-Carnegie Arch Snape 1929 CÁC CÁCH LIÊN KẾT CỪ THÉP VẬT LIỆU BÊ TƠNG CỐT THÉP 2-Liên kết kết hợp (combi wall) NGUN TẮC CHUNG PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRONG TƯỜNG CỌC BẢN SO SÁNH CÁC LOẠI VẬT LIỆU Gỗ Thép Nhẹ Vừa Nặng Dể vận chuyển Cần phương tiện vận chuyển thích hợp Cần phương tiện vận chuyển thích hợp u cầu cần cẩu búa rung, máy đào gầu nghịch u cầu cần cẩu, búa rung búa động xói nước Nhanh Nhanh Có thể lâu phải đúc cừ Giới hạn Sâu Sâu  (Khơng tốt)   Rẻ Rất cao Cao 1-Khối lượng cừ 2-Vận chuyển 3-Phương pháp thi cơng Đơn giản 4-Thời gian thi cơng qa  K AH Pa1 NGUN TẮC CHUNG PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRONG TƯỜNG CỌC BẢN K  KP  K A Pp1 qp1-qa2 qp2-qa1 O’ O’ D Pp2 (Kp-Ka)γD (Kp-Ka)γD KD KD NGUN TẮC CHUNG PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRONG TƯỜNG CỌC BẢN qa  K AH Pa1 H Pa qa yo O z Pp1 O’ Pp G Khi z phát triển đến đoạn yo áp lực =0 D O’ Pp2 P’p qp q’p q p [ z]  q p1  qa  K pz  K a ( z  H )  ( K p  K a )z  K aH q' p [ z ]  q p  qa1  K p ( H  z )  K az q p  ( K p  K a )D  K aH q' p  K pH  ( K p  K a )D q p  ( K P  K A )Do qp  K P  H  ( K P  K A )    yo qa yo qp  qp  ( K P  K A )    Do O Pp1 q’’p Pa2 Pp2 D Pp G Do O’ h P’p qp 7-Giá thành H Pa O’ 5-Chiều sâu cho phép hố đào 6-Tái sử dụng Bêtơng q’p CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN TƯỜNG CỌC BẢN KHƠNG NEO CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN 2.1 TƯỜNG CỌC BẢN KHƠNG NEO TRONG ĐẤT RỜI KHƠNG CĨ NƯỚC NGẦM 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN CỌC 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG Do4  C1Do3  C2 Do2  C3Do  C4  qa  K AH Pa1 H Pa qa yo qp  K P  H  ( K P  K A )    yo qa yo qp  qp  ( K P  K A )    Do O’ D h h P’p P’p qp Do qp q’p Để đạt hệ số an tồn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chơn cừ tối thiểu 20%~50% q’p 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 5- TÍNH MƠMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỌC Mơment max vị trí có lực cắt 1-Khoảng cách yo: H Pa qa yo yo  q’’p Do O’ h D D P’p qp HK A (KP  K A ) Pa  h Cân mơment đáy H qa yo y H O q’’p D Pp G P’p qp q p  KDo D q’p qp  K P  H  K    yo qp  qp  K    Do Do O’ h P’p qp yo  ( K P  K A )  yo2K 2 yo  2Pa K D q’p M max  Pa ( y  yo )  11 Kyo2 yo 32  Pa ( y  yo )  Kyo3 Mơment khán uốn tường Thép M Zs  max   CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN D 1 h Pa ( Do  y)  q p Do o  (q p  qp )h  3 6Pa ( Do  y)  q p Do2  (q p  qp )h  Thay giá trị qp , q’p h vào phương trình Do O’ h D C q p ( D  yo )  qa ( H  yo ) q p  qp 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHƠN CỌC TỐI THIỂU Pa H Pa  q’’p Pp G y O y’o 2-Khoảng cách h: 1 qa ( H  yo )  q p ( D  yo )  (qp  q p )h  2 q’p yo 1 KaH  Kyo2 2 Cân lực tác dụng H Pa qa H y Pp G Cân áp lực O   yo  K p   ( H  yo ) K A O Chiều sâu chơn móng D = Do + yo D Do O’ Pp2 Pa2 D Pp G Pp G H q’’p q’’p O’ y Tính thử dần để có giá trị Do O y O Pp1 H Pa q p  ( K P  K A )Do Do4  C1Do3  C2 Do2  C3Do  C4  C1  qp K 8P C2   a K C3   C4   6Pa (2 y. K  qp ) (K )2 2.2 TƯỜNG CỌC BẢN KHƠNG NEO TRONG ĐẤT RỜI CĨ NƯỚC NGẦM TĨNH 6Pa yqp  Pa2 (K )2 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN CỪ 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG h1 Mực nước ngầm qa  K A (h1   subh2 ) H Pa yo Mực nước ngầm q1 h2 qp  K P ( h1   sub h2 )  ( K P  K A )    yo y qa yo qp  qp  ( K P  K A )   sub  Do O H y q’’p D Pp Do O’ h Do O’ h P’p qp DD Pp G Tính thử dần để có giá trị Do O q’’p G H Pa q p  ( K P  K A ) sub Do h2 qa Do4  C1Do3  C2 Do2  C3 Do  C4  h1 q1 Chiều sâu chơn móng D = Do + yo P’p q’p qp q’p Để đạt hệ số an tồn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chơn cừ tối thiểu 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH 1-Khoảng cách yo: h1 Mực nước ngầm q1 H H Pa h2 qa yo y yo  DD Do O’ P’p qp D yo y H O y’o Cân lực tác dụng H h2 2-Khoảng cách h: h H Pa qa ( K P  K A ) sub 1 Pa  q p ( D  yo )  (qp  q p )h  2 q’p q1 qa H q’’p h Cân áp lực O h1 Mực nước ngầm  sub  yo  K p   sub  yo  K A  qa O Pp G 5- TÍNH MƠMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ DD Do O’ h P’p qp Pa  yo  sub ( K P  K A )  yo2 sub K 2 yo  2Pa  sub K q’’p Pp G Mơment max vị trí có lực cắt D M max  Pa ( y  yo )  11  sub Kyo2 yo 32  Pa ( y  yo )   sub Kyo3 q’p q p ( D  yo )  2Pa q p  qp 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHƠN CỪ TỐI THIỂU Cân mơment đáy CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN h1 Mực nước ngầm q1 H H Pa h2 qa yo y H O q’’p DD Pp G P’p qp 6Pa ( Do  y)  q p Do2  (q p  qp )h  Thay giá trị qp , q’p h vào phương trình Do O’ h D 1 h Pa ( Do  y)  q p Do o  (q p  qp )h  3 D q’p q p  ( K P  K A ) sub Do qp  qp  ( K P  K A )   sub  Do Do4  C1Do3  C2 Do2  C3Do  C4  C1  qp  sub K C2   8Pa  sub K C3   C4   2.3 TƯỜNG CỪ KHƠNG NEO TRONG ĐẤT SÉT 6Pa (2 y. sub.K  qp ) ( sub K )2 6Pa yqp  Pa2 ( sub K )2 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN CỪ 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG zo zo H H qa  H  2c  H  qu H q p  2qu  H Pa Pa y qp  2qu  H y Pp qa y’o qa yo Pp C C D D D O’ O’ h P’p h P’p qp qp C1D  C2 D  C3  Giải phương trình ta tìm D Chiều sâu chơn móng D = Do + yo q’p q’p Để đạt hệ số an tồn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chơn cừ tối thiểu 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH H zo  Pa qa C D O’ qp y D(2qu  H )  Pa 2qu yo  qa y’o Pp Cân lực tác dụng h q’p Mơment max vị trí có lực cắt Pa  y'o q p Pa Pa  (2qu  H ) D  (2qu  2qu )h  P’p h H 2c  Khoảng cách h: y Pp zo Khoảng cách zo: zo y’o 5- TÍNH MƠMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ C D O’ h Pa qp M max  Pa ( y  yo )  q p yo P’p qp q’p 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHƠN CỪ TỐI THIỂU Cân mơment đáy zo H Pa ( D  y)  Pa y qa y’o Pp C D O’ h qp qa  H  2c  H  qu q p  2qu  H (2q u H ) D h  (2qu )  Thay giá trị h vào phương trình ta được: C1D  C2 D  C3  P’p q’p C1  2qu  H C2  2Pa CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN C3   Pa (6qu y  Pa ) (qu  H ) 2.4 TƯỜNG CỪ KHƠNG NEO TRONG ĐẤT SÉT CĨ ĐẤT ĐẮP LÀ CÁT VÀ KHƠNG CĨ NƯỚC NGẦM qp  2qu  H 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN CỪ 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG qa  K AH CÁT ĐẮP H Pa Pa y qp  2qu  H qa y’o H q p  2qu  H y SÉT C Pp C D O’ h D O’ P’p qp Giải phương trình ta tìm D qa y’o SÉT Pp C1D  C2 D  C3  CÁT ĐẮP Pa  K AH 2 h q’p P’p qp Chiều sâu chơn móng D = Do + yo q’p Để đạt hệ số an tồn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chơn cừ tối thiểu 20%~50% 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH Khoảng cách h: CÁT ĐẮP H Pa qa SÉT Pp C D O’ h h H y yo  qa y’o SÉT Pp C D O’ h q’p Mơment max vị trí có lực cắt Pa  y'o q p Pa D(2qu  H )  Pa 2qu P’p qp CÁT ĐẮP Cân lực tác dụng Pa  (2qu  H ) D  (2qu  2qu )h  y y’o 5- TÍNH MƠMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ Pa qp M max  Pa ( y  yo )  q p yo P’p qp q’p 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHƠN CỪ TỐI THIỂU Cân mơment đáy CÁT ĐẮP H Pa y SÉT Pp C D O’ h qp qa  K AH Pa  K AH 2 (2q u H ) D h  (2qu )  Thay giá trị h vào phương trình ta được: qa y’o Pa ( D  y)  C1D  C2 D  C3  P’p q’p q p  2qu  H C1  2qu  H C2  2Pa CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN C3   Pa (6qu y  Pa ) (qu  H ) 2.5 TƯỜNG CỪ KHƠNG NEO TRONG ĐẤT SÉT CĨ ĐẤT ĐẮP LÀ CÁT VÀ CĨ NƯỚC NGẦM qp  2qu  H 4-CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN CỪ 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG CÁT ĐẮP qa  K A (h1   sub h2 ) h1 Mực nước ngầm H q p  2qu  (h1   subh2 ) Pa h2 y CÁT ĐẮP Pa h2 y SÉT C Pp D O’ h D O’ P’p qp Giải phương trình ta tìm D qa y’o SÉT C Pp H qp  2qu  (h1   subh2 ) qa y’o C1D  C2 D  C3  h1 Mực nước ngầm h q’p P’p qp Chiều sâu chơn móng D = Do + yo q’p Để đạt hệ số an tồn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chơn cừ tối thiểu 20%~50% 5- TÍNH MƠMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ 2-TÍNH CÁC KHOẢNG CÁCH CÁT ĐẮP Khoảng cách h: h1 Mực nước ngầm H Pa h2 y Cân lực tác dụng SÉT Pp C D O’ h h H yo  qa y’o Mơment max vị trí có lực cắt Pa  y'o q p h2 y SÉT D2qu  h1   sub h2   Pa 2qu C Pp D O’ P’p qp h1 Pa Pa  2qu  h1   subh2 D  (2qu  2qu )h  qa y’o CÁT ĐẮP Mực nước ngầm h q’p qp Pa qp M max  Pa ( y  yo )  q p yo P’p q’p 3-TÍNH CHIỀU SÂU CHƠN CỪ TỐI THIỂU CÁT ĐẮP Cân mơment đáy h1 Mực nước ngầm H Pa h2 y SÉT Pp C D O’ h qp qa  K A (h1   sub h2 ) 2qu  (h1   subh2 )D  h2 (2q )  u Thay giá trị h vào phương trình ta được: qa y’o Pa ( D  y)  C1D  C2 D  C3  P’p q’p q p  2qu  (h1   sub h2 ) C1  2qu  H C2  2Pa CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN C3   TƯỜNG CỪ CĨ MỘT LỚP NEO Pa (6qu y  Pa ) (qu  (h1   subh2 )) qp  2qu  (h1   sub h2 ) KHI CĨ NEO THÌ PHÂN PHỐI ÁP LỰC TRÊN TƯỜNG NHƯ SAU 2-TÍNH CHIỀU SÂU CHƠN CỪ TỐI THIỂU Cân mơment Neo T h1 Mực nước ngầm q1 ya H Pa h2 Đơn giản phương trình qa yo O C1Do2  C2 Do  C3  D Pp Có phương pháp giải tốn tường neo 1-Tính chiều sâu cắm cừ tối thiểu với FS =1 sau tăng độ sâu chơn cừ lên khoảng 20-40% 2-Sử dụng hệ số an tồn cho áp lực bị động Pa ya   sub KDo2 ( H   yo  Do ) Do Do/3 K sub K sub C2  (h2  yo ) C1  qp C3   Pa ya 3-CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN CỪ CHƯƠNG TƯỜNG CỌC BẢN T h1 Mực nước ngầm q1 ya H Pa 3.1 Giải phương trình tìm Do h2 qa TƯỜNG CỪ CĨ NEO TRONG ĐẤT RỜI (PHƯƠNG PHÁP 1) yo O D Pp C1Do2  C2 Do  C3  Do Do/3 Chiều sâu chơn móng D = Do + yo Lực căng neo T To  Pa  Pp qp Để đạt hệ số an tồn FS =1,5 ~2 ta phải tăng độ sâu chơn cừ tối thiểu 20%~50% 1-PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG q1  K Ah1 T q1 ya Pa H qa D Do Do/3 qp ya hm h1 H O Pp qa ( K P  K A ) sub qp yo D Do Mơment max vị trí có lực cắt (hm) 1 q1h1  Ta  q1 (hm  h1 )   sub (hm  h1 ) K A  2 h2 qa  sub  yo  K p   sub  yo  K A  qa yo  q1 Pa Cân áp lực O yo Pp q p  ( K P  K A ) sub Do Mực nước ngầm Khoảng cách yo: h2 O T qa  K A (h1   subh2 ) h1 Mực nước ngầm 4- TÍNH MƠMEN VÀ KIỂM TRA TIẾP DIỆN CỪ hm xác định từ phương trình sau tìm Mmax (h  h ) 2 M max  Ta (hm  )  q1h1 (hm  h1 )  q1 m (h  h )   sub m