Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy PHẦN 1: TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO KHU VỰC 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.1.1 Vị trí dự án Nam Mang Thít Dự án Nam Mang Thít nằm phần hạ lưu Đồng Bằng sông Cửu Long cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 200k hướng Tây Nam 100k Đông Nam thành phố Cần Thơ Vùng dự án bao gồm huyện tỉnh Vĩnh Long toàn tỉnh Trà Vinh Khu dự án giới hạn : + + + Phía đông bắc giới hạn sông Cổ Chiên Phía tây nam giới hạn sông Hậu Giang Phía đông ban giới hạn khu hưởng lợi công trình Bắc Trang, Trẹm Vàm Buôn + Phía tây bắc giới hạn sông Mang Thít 1.1.1.2 Vị trí cống Cần Chông Cống Cần Chông nằm lòng rạch Cần Chông thuộc địa phận huyện Tiểu Cần tỉnh Trà Vinh Hình 1.1: Bản đồ phạm vi dự án Nam Mang Thít 1.1.2 Địa hình, địa mạo SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư 1.1.2.1 Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy Đối với Dự án Nam Mang Thít Vùng hưởng lợi dự án Nam Mang Thít đồng ven biển, phần phía Nam dự án bị chia cắt giống cát Cao độ mặt đất thay đổi từ 0,2 ÷ 6m Cao độ mặt đất thay đổi từ 0,2 ÷ 6m Cao độ bình quân + 0,7m, phân bố sau: >0,2÷0,4 :14 067ha chiếm 5,3% 0,4÷0,6 :44 029ha chiếm 18,4% 0,6÷0,8 :70 505ha chiếm 26,4% 0,8÷1,0 :61 562ha chiếm 23,0% >1,0 :11 840ha chiếm 26,9% 1.1.2.2 Đối với cống Cần Chông Do nằm vùng dự án Nam Mang Thít nên đặc điểm địa hình, địa mạo cống Cần Chông mang tính chất khu vực 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN 1.2.1 Đặc điểm khí tượng Khí hậu vùng dự án mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa 1.2.1.1 Nhiệt độ Trong phạm vi dự án nhiệt độ bình quân tháng bình quân năm thay đổi từ nơi sang nơi khác, nhiệt độ ổn định theo không gian Sự chênh lệch vị trí không 0,5 ÷ 1,0oC Nhiệt độ bình quân năm 26,6oC Tháng IV tháng nóng với Tháng lạnh tháng I nhiệt độ T T = 28,0oC = 24,9oC biên độ nhiệt 3oC Nhiệt độ ổn định tháng, ngày đêm lại giao động lớn bình quân đạt tới 8oC 1.2.1.2 Độ ẩm tương đối Tuy phụ thuộc vào yếu tố lượng ẩm tuyệt đối không khí nhiệt độ không khí, song năm hình thành hai mùa rõ rệt Các tháng mùa mưa độ ẩm bình quân đạt 83,4% tháng mùa khô ẩm độ bình quân 78,1% Độ ẩm bình quân năm 81,2% 1.2.1.3 Gió SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy Cũng giống toàn vùng đồng sông Cửu Long khu vực dự án năm có hai mùa gió Gió mùa Đông từ tháng 12 đến tháng 4, hướng chủ yếu Đông Đông Bắc vận tốc gió bình quân từ 3,8m ÷ 4,5m/s Từ tháng đến tháng thường xuất gió chướng thổi từ biển Đông vào hướng Đông Bắc đến Đông Nam với vận tốc từ ÷ 3m/s có lúc mạnh lên tới 4÷8m/s Gió mùa Hạ thổi từ tháng V đến tháng XI theo hướng Tây Tây Nam Vận tốc gió trung bình đạt khoảng ÷ 4m/s Tốc độ gió: Tốc độ gió ứng với tần suất 1.2.1.1 Vbq 1% 2% 5% 10% 13,5 20 19 16 15 Bốc Chế độ bốc khu vực dự án Nam Mang Thít nằm quy luật chung đồng Bằng Sông Cửu Long Từ tháng XII - IV ẩm độ nhỏ bốc lớn Bốc bình quân ngày đêm 3,3mm Từ tháng V - XI độ ẩm lớn bốc nhỏ Bốc đạt bình quân 2,3 mm/ngày đêm Cả năm bốc đạt bình quân 2,7 mm/ngày đêm 1.2.1.2 Độ chiếu sáng lượng mây Khu vực dự án Nam Mang Thít gần xích đạo nên số nắng bình quân hàng năm dồi đạt tới 2700 giờ/năm Số nắng bình quân ngày đạt 7giờ/ngày Mùa khô từ tháng XII đến tháng IV đạt ÷ giờ/ngày Về mùa mưa đạt ÷ giờ/ngày Về độ che phủ mây vùng dự án đạt bình quân xấp xỉ 6/10 Mùa mưa độ che phủ đạt bình quân ÷ 7/10 mùa khô trời quang mây hơn, độ che phủ có 4,5 ÷ 5,5/10 1.2.1.3 Mưa SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy a) Mưa năm Từ chuỗi tài liệu 15 năm tính thống kê lượng mưa năm bình quân cho toàn vùng dự án Nam Mang Thít = 1403mm b) Số ngày mưa Số ngày mưa năm bình quân toàn khu vực 113 ngày/năm Trong Càng Long có số ngày mưa nhiều 166 ngày/năm Tại Cầu Ngang có số ngày mưa 90 ngày năm Trong mùa mưa tháng IX có số ngày mưa nhiều 18,3 ngày/tháng, tháng XI có 8,7 ngày Trong năm tháng I, II, III không mưa c) Hạn Bà chằn Một đặc điểm cần lưu ý chế độ mưa đồng sông Cửu Long mùa mưa (tháng V ÷ XI) có thời đoạn từ 10 đến 15 ngày không mưa gây nên hạn hán mà dân địa phương gọi “Hạn Bà Chằn” Hiện tượng hoàn lưu chế gió mùa gây nên Ở khu vực Nam Mang Thít thống kê tài liệu 11 trạm (19771996) thấy hạn Bà Chằn thường xuất tháng VII VIII, nhiều cuối tháng VII Thời đoạn hạn thường từ tuần đến 10 ngày 1.2.2 Đặc điểm thủy văn 1.2.2.1 Thủy văn nước mặt Chế độ thủy văn vùng dự án phức tạp chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều không từ Biển Đông, thay đổi lớn dong chảy sông Mekong theo mùa lượng mưa chỗ Nguồn cấp nước cho vùng dự án sông Mang Thít, sông Hậu sông Cổ Chiên Một nguồn khác cung cấp từ mưa Khu dự án Nam Mang Thít có hệ thống kênh rạch dày đặc Dựa vào nguồn cung cấp nước cho kênh rạch chia kênh rạch dự án làm loại: • • • • • Kênh rạch bắt nguồn từ sông Cổ Chiên Kênh rạch bắt nguồn từ sông Hậu – rạch Cần Chông Kênh rạch bắt từ sông Mang Thít Kênh rạch bắt từ Biển Đông Kênh rạch bắt từ nội đồng Mức độ mặn 4g/l xảy vào tháng Cái Hóp (sông Cổ Chiên), Cần Chông (sông Hậu) hai sông dọc theo Tây Bắc - Đông Nam dự án dùng nước sinh hoạt nước tưới cho giai đoạn trọng yếu năm Trong mùa khô nửa SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy diện tích vùng đất phía Nam dự án bị nhiễm mặn Kết đo mặn trạm từ cuối tháng bảng sau: Bảng 1.1: Kết đo mặn số trạm tiêu biểu: 22/2 Cao Thấp 15.4 5.5 Cao 13.5 Thấp 6.3 Tiểu Cần n.a n.a 0.2 Thâu Râu 17.2 15.8 Láng Sắc 16.4 Ngãi Hùng Chà Và Trạm đo Quan Chánh Bố 20/3 Cao Thấp 16.5 4.8 17.3 (27/2) 0.2 0.2 0.2 0.3 (29/3) 15.7 12.8 20.0 17.5 20.5 (7/3) 9.4 18.9 12.6 20.0 17.5 24.5 (7/3) n.a n.a 0.3 0.3 0.9 0.3 1.1 (22/3) 4.0 2.1 4.7 2.7 4.5 2.9 5.7 (8/3) 1.2.2.2 1/3 ρ-max Thủy văn nước ngầm Phần đất thuộc vùng dự án có tầng chứa nước, tầng chất lượng nước bị nhiễm mặn, tầng thấp nước ngầm phong phú chất lượng tầng Miocene sâu Chiều sâu tầng chứa nước thay đổi từ 60m đến 400m phổ biến từ 90 – 120m 1.2.2.3 Chất lượng nước Phân tích hóa, lý mẫu nước cho kết mặn ảnh hưởng không thường xuyên đến hầu hết nguồn nước mặt vùng dự án, vùng nằm cạnh sông Mang Thít vùng mặn, toàn vùng ven biển chịu ảnh hưởng nước mặn từ tháng 11 đến tháng Phần trung tâm Nam Mang Thít hàm lượn mặn 4g/lít tháng Trong điều kiện ngập nước thường xuyên tầng đất mặn chứa loại vật biển phân hóa dạng Pyrite, tạo nên loại đất phèn tiềm tàng tầng lộ không khí Oxyt sắt SO4 phát triển làm phèn hóa đất nước 1.3 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT 1.3.1 Địa chất công trình Lớp 1a: Sét màu xám nâu đen, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa, lớp mặt Lớp 1: Sét bùn hữu cơ, màu xám đen, xen kẹp thớ, ổ cát mịn mỏng, có chỗ xen lẫn sét nặng, trạng thái dẻo mềm – dẻo mềm, dẻo chảy, kết cấu chặt SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy Lớp 1d: Sét màu xám vàng, cát mịn – vừa Trạng thái mềm – rời, kết cấu chặt Lớp 2: Á sét nặng – trung, màu xanh lâu – vàng rơm nhạt – sẫm Trạng thái dẻo vừa – dẻo cứng, kết cấu chặt Bảng 1.2: Tính chất lý lớp đất Chỉ tiêu Thành phần hạt ( % ) - Sét - Bụi - Cát - Sạn sỏi - Dăm cuội Giới hạn Atterberg ( % ) - Giới hạn chảy Wch - Giới hạn dẻo Wd - Chỉ số dẻo Ip Độ sệt B Độ ẩm tự nhiên W ( % ) Dung trọng ướt γw ( T/ m3 ) Dung trọng khô γc ( T/m3 ) Tỷ trọng Δ Độ lỗ rỗng n ( % ) Hệ số rỗng e Độ bão hòa G ( % ) Lực dính kết C (KG/cm2 ) Góc ma sát φ ( độ ) Hệ số thấm K Lớp Lớp 1a Lớp 1d Lớp Đất đắp 37 26 37 44 23 33 12 83 86 41 22 37 52 28 24 1,6 52,8 1,65 51 27 24 0,8 34,8 1,67 0,5 24,1 1,86 0,3 20,8 1,7 47 26 21 0,35 33,3 1,75 1,08 2,7 60,1 1,506 94,8 0,05 3o 1x10-5 1,24 2.69 53.9 1,171 79,9 0,1 7o 1x10-5 1,5 2.71 44.7 1,126 80,8 0,07 11o 1x10-5 1,53 2.69 38.3 0,621 89,7 0,15 20o 1x10-5 1,62 2,73 48,3 0,933 97,4 0,15 20o 1x10-5 Mặt cắt địa chất phần thân cống: ∇ Mặt đất tự nhiên +0,5 ÷ +0,8 Lớp 1a ∇ -0,5m Lớp SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy ∇ -4m Lớp 1d ∇ -13m Lớp Bảng 1.3: Biểu đồ nén lún Lớp P (kg/cm2) 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 Lớp 1d ε 1,219 1,080 1,004 0,908 0,834 P (kg/cm2) 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 Lớp ε 1,108 0,982 0,913 0,825 0,758 P (kg/cm2) 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 ε 0,617 0,591 0,580 0,573 0,567 1.3.2 Địa chất thủy văn Kết phân tích nước: Kết phân tích mẫu nước lấy từ trường (nước kênh hố khoan) sau: • Khả ăn mòn nước ngầm bê tông thường : pH : Không ăn mòn, SO4 2- : Không ăn mòn, Mg2+ : Không ăn mòn, HCO3 – : Ăn mòn • Khả ăn mòn nước mặt bê tông thường : pH : Không ăn mòn, SO4 2- : Không ăn mòn, Mg2+ : Không ăn mòn, HCO3 – : Ăn mòn 1.3.3 Vật liệu xây dựng Vật liệu xây dựng chủ yếu đất (cát) dùng đắp đập, mang cống đê bao… SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang 10 Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 2.1 TÌNH HÌNH DÂN SỐ VÀ LAO ĐỘNG Bảng 2.1: Dân cư vùng Nam Mang Thít: TRÀ VINH Tiểu Cần TP Trà Vinh Trà Cú Càng Long Châu Thành Diện tích (ha) 176,662 22,1 4,84 26,656 28,905 37,762 Cầu Ngang Cầu Kè VĨNH LONG Trà On Vũng Liêm 32,268 24,118 49,02 26,53 22,489 TỔNG 225,682 Tỉnh/Huyện Dân số Kinh Kmer Hoa Nông hộ 818,385 110,651 70,264 111,991 162,737 131,559 580,879 77,832 56,658 47,159 153,022 85,263 224,97 31,104 7,097 63,331 9,113 45,475 12 535 1,715 6,509 1,501 602 820 118,358 17,189 3,989 16,857 25,288 17,154 106,172 125,01 312,863 59,799 153,064 1,131,24 72,321 88,623 291,74 47,814 43,926 33,118 35,732 19,758 11,186 8,572 733 655 1,365 799 566 17,506 20,376 47,17 24,15 23,02 872,619 244,728 13,9 165,528 2.2 HIỆN TRẠNG NÔNG NGHIỆP VÀ CHĂN NUÔI 2.2.1 Hiện trạng sử dụng đất Tình hình sử dụng đất: phần lớn đất đai để sản xuất nông nghiệp với diện tích 171.837ha, tương ứng 76% tổng diện tích, dùng để sản xuất nông nghiệp Cây trồng lúa trồng nước tưới nhờ nước mưa (lúa mùa) có kết hợp với hoa màu Ngày gia tăng sử dụng loại lúa Cao sản lúa vụ thay lúa hai vụ có tưới Thường lúa trồng vùng đất phù sa thấp Các lâu năm chủ yếu ăn trái trồng đất phù sa bờ sông hay đất cát giồng Các trái gồm cam quít, chuối, ổi nhãn Ở vài nơi ăn trái trồng líp để tránh ngập 2.2.2 Chăn nuôi nuôi trồng thủy sản Vùng dự án có điều kiện thuận lợi để chăn nuôi có sẵn nguồn thức ăn tự nhiên, sản phẩm nông nghiệp phụ lại nằm gần thị trường chế biến sản phẩm chăn nuôi Vùng dự án đặc biệt thích hợp với chăn nuôi vịt thả Khoảng 25% đàn vịt SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Hình 2.10 : Sơ đồ tính toán vẽ biểu đồ momen tĩnh Vẽ biểu đồ mô men tĩnh Sc băng tính toán : Sc = Fc.yc Trong đó: - Fc:là phần diện tích bị cắt - yc: khoảng cách từ trọng tâm phần diện tích bị cắt đến trục trung hòa mặt cắt Chia phần có chiều cao h thay đổi, tính mômen tĩnh S c phần bị cắt theo công thức lập thành bảng sau: Bảng 2.9a: Tính biểu đồ momen tĩnh Sc cho băng h (m) Fc1 (m2) Fc2 (m2) yc1 (m) yc2 (m) Sc (m3) A1 (m2) A2 (m2) 11,77 1,84 2,4 5,55 5,55 23,53 33,38 3,76 4,8 5,05 5,05 43,23 50,96 Băng 5,7 7,2 4,55 4,55 58,70 64,58 7,8 9,6 4,05 4,05 70,47 73,93 9,8 12 3,55 3,55 77,39 79,87 6,05 12,6 14,4 3,05 3,05 82,35 80,30 7,3 15,2 17,4 2,40 2,40 78,24 46,94 8,5 Tổng 394,7 46,94 Bảng 2.9b: Tính biểu đồ momen tĩnh Sc cho băng 2,3,4,5,6 Băng Fc1 Fc2 yc1 yc2 Sc A1 A2 h (m) 2 2,3, (m ) (m ) (m) (m) (m ) (m ) (m2) 4,5,6 0 0 0 11,41 1,84 2,4 5,38 5,38 22,81 32,29 3,76 4,8 4,88 4,88 41,77 49,14 5,7 7,2 4,38 4,38 56,50 62,01 7,8 9,6 3,88 3,88 67,51 70,60 9,8 12 3,38 3,38 73,68 74,57 5,88 12,2 14 2,88 2,88 75,46 75,68 6,7 14 16 2,53 2,53 75,90 45,54 7,9 375,6 Tổng Băng Bảng 2.9c: Tính biểu đồ momen tĩnh Sc cho băng Fc1 Fc2 yc1 yc2 Sc A1 h (m) 2 (m ) (m ) (m) (m) (m ) (m2) 0 0 0 11,21 1,84 2,4 5,29 5,29 22,43 31,72 3,76 4,8 4,79 4,79 41,00 48,17 5,7 7,2 4,29 4,29 55,34 60,64 7,8 9,6 3,79 3,79 65,95 68,83 9,8 12 3,29 3,29 71,72 73,27 5,79 12 13,8 2,90 2,90 74,82 73,03 7,1 14,8 17 2,24 2,24 71,23 45,54 A2 (m2) 42,74 8,3 366,8 Tổng 42,74 Bảng 2.9d: Tính biểu đồ momen tĩnh Sc cho băng Băn g8 h (m) Fc1 (m2) Fc2 (m2) yc1 (m) yc2 (m) Sc (m3) A1 (m2) 10,85 1,84 2,4 5,12 5,12 21,7 30,63 3,76 4,8 4,62 4,62 39,5 46,35 A2 (m2) 5,7 7,2 4,12 4,12 53,1 58,07 7,8 9,6 3,62 3,62 62,9 65,50 9,8 12 3,12 3,12 68,0 69,13 5,62 11,6 13,4 2,81 2,81 70,2 66,54 7,5 15,6 18 1,87 1,87 62,8 37,70 8,7 347,0 Tổng 37,70 Bảng 2.9e: Tính biểu đồ momen tĩnh Sc cho băng h (m) Fc1 (m2) Fc2 (m2) yc1 (m) yc2 (m) Sc (m3) A1 (m2) A2 (m2) 11,38 1,84 2,4 5,37 5,37 22,77 32,23 3,76 4,8 4,87 4,87 41,69 49,03 Băng 5,7 7,2 4,37 4,37 56,37 61,86 7,8 9,6 3,87 3,87 67,34 70,40 9,8 12 3,37 3,37 73,47 75,25 5,87 12,2 14 2,94 2,94 77,03 74,13 7,5 15,6 18 2,12 2,12 71,23 42,74 8,7 Tổng 374,2 42,74 Bảng 2.10: Diện tích biểu dồ momen tĩnh mố đáy lấy với trục trung hòa Băng A1 394,79 375,69 375,69 375,69 375,69 375,69 366,88 347,07 374,28 A2 46,94 45,54 45,54 45,54 45,54 45,54 42,74 37,70 42,74 2.2.4.4 Phân phối lực cắt Sử dụng kết tính diện tích biểu đồ Sc , phần A1, phần A2 trường hợp Q m =Q A1 A1 +A P1" =Q m , Qđ = Q - Q m Fmb 2.Fmb +Fmg P2" =Q m Fmg 2.Fmb +Fmg q4=Qđ/2l Trong đó: - Qm : lực cắt không cân phân cho mố Qđ : lực cắt không cân phân phối cho đáy P1”:lực cắt không cân phân cho mố bên P2”: lực cắt không cân phân cho mố Fmb: diện tích mố bên Fmg: diện tích mố q3 : lựcphân bố lên băng tính toán Bảng 2.11: Phân phối lực cắt không cân cho mố đáy TH Băn g 2l 36,3 36,3 36,3 36,3 36,3 36,3 36,3 36,3 36,3 A1 394,79 375,69 375,69 375,69 375,69 375,69 366,88 347,07 374,28 A2 Q Qm 46,94 13,82 12,35 45,54 15,54 13,86 45,54 16,21 14,46 45,54 16,88 15,06 45,54 16,42 14,65 45,54 17,07 15,23 42,74 17,72 15,88 37,70 18,38 16,58 42,74 19,03 17,08 Qđ 1,47 1,68 1,75 1,83 1,78 1,85 1,85 1,80 1,95 P1" 2,88 3,23 3,37 3,51 3,42 3,55 3,70 3,87 3,98 P2" 3,29 3,70 3,86 4,02 3,91 4,06 4,23 4,42 4,55 q4 Q Qm 0,040 0,046 0,048 0,050 0,049 0,051 0,051 0,050 0,054 87,86 94,3664 98,223 102,08 103,051 106,85 110,648 114,446 118,24 78,52 84,16 87,60 91,04 91,91 95,30 99,10 103,23 106,13 Qđ 9,34 10,20 10,62 11,04 11,14 11,55 11,54 11,21 12,12 P1" 18,32 19,64 20,44 21,24 21,45 22,24 23,12 24,09 24,76 P2" 20,94 22,44 23,36 24,28 24,51 25,41 26,43 27,53 28,30 q4 0,257 0,281 0,293 0,304 0,307 0,318 0,318 0,309 0,334 Tải trọng bên Vì trường hợp chưa xây mố bên, trường hợp chưa đắp đất mang cống 2.2.5 nên tải trọng bên, trường hợp xây xong cống đắp đất hai bên mang cống nên xuất tải trọng bên đất gây Tải trọng bao gồm tải trọng đứng tải trọng ngang Tải trọng ngang áp lực đất đắp gây tác dụng lên trụ biên tạo momen đáy Áp lực ngang đất tác dụng lên trụ biên áp lực đất chủ động, áp lực đất tĩnh MD=0,5m h E0 y0 t Hình 2.11: Sơ đồ tính áp lực đất ngang Áp lực đất tĩnh xác định theo công thức: E o = γ.H K Trong đó: - γ: Trọng lượng riêng đất đắp γ = 1,75 (T/m3) H: Chiều cao đất đắp (m) H = Zđỉnh – Zđáy (Tính đến trục đáy) K0: Hệ số áp lực hông phụ thuộc vào tính chất đất Có thể xác định theo bảng (5-1) giáo trình học đất, với loại đất sét K0 = 0,5 Mômen áp lực đất gây đáy tường: M = n.E0.y0 Trong đó: yo = y0 cánh tay đòn : H n hệ số lệch tải: n =1,05 Bảng 2.12 : Bảng tính tổng áp lực ngang momen gây O Dải 2.2.6 • h 7,9 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,7 8,1 8,1 E (T/m) 27,30 23,31 23,31 23,31 23,31 23,31 25,94 28,70 28,70 yo (m) 2,63 2,43 2,43 2,43 2,43 2,43 2,57 2,70 2,70 M (T.m) 75,50 59,57 59,57 59,57 59,57 59,57 69,91 81,38 81,38 Sơ đồ ngoại lực cuối Trường hợp 1: Chỉ có lực phân bố: q = q1 (T/m) q q 2L Hình 2.12a: Sơ đồ ngoại lực cuối trường hợp • Trường hợp 2: Gồm lực phân bố lực tập trung mố q=q1 + - Lực phân bố: Lực tập trung mố: Qđ =q1 +q 2l Mố bên: P1 = P1’ + P1” Mố giữa: P2 = P2’ + P2” P1 P2 P2 q P1 q 2L Hình 2.12b : Sơ đồ ngoại lực cuối trường hợp Trường hợp 3: Gồm lực phân bố, Lực tập trung mố tải trọng bên • q=q1 + Lực phân bố: Lực tập trung mố: - Qđ =q1 +q 2l Mố bên: P1 = P1’ + P1” Mố giữa: P2 = P2’ + P2” Mômen áp lực đất ngang M P1 M P2 P2 q P1 M q 2L Hình 2.12c: Sơ đồ ngoại lực cuối trường hợp Bảng 2.13: Bảng tính tổng hợp ngoại lực tác dụng TH1 Dải q (T/m) 3,15 3,15 3,15 3,15 3,15 3,15 3,15 3,15 3,15 TH2 Pmb (T) Pmg(T) 23,28 23,95 24,40 24,86 25,07 25,52 25,99 26,47 26,90 23,85 24,48 24,87 25,25 25,37 25,75 26,14 26,56 26,91 q(T/m ) 3,190 3,196 3,198 3,200 3,199 3,201 3,201 3,200 3,204 TH3 q(T/m Pmb (T) Pmg(T) ) 21,05 31,43 3,407 21,73 32,12 3,431 21,99 32,35 3,443 22,25 32,58 3,200 22,11 32,34 3,457 22,37 32,56 3,468 22,58 32,73 3,468 22,75 32,85 3,459 23,07 33,14 3,484 M (T.m) 75,50 59,57 59,57 59,57 59,57 59,57 69,91 81,38 81,38 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NỘI LỰC 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Để xác định nội lực đáy, đồ án em xin trình bày phương pháp dựa vào lý thuyết biến dạng đàn hồi toàn giải toán nội lực phương pháp: tra bảng M.I.Gorbunop – Poxadop lập sẵn ứng với tải trọng Các trị số nội lực phụ thuộc vào số mềm t băng 3.2 PHƯƠNG PHÁP M.I.GORBUNOP-POXADOP Khi xác định phản lực phải xét đến mối quan hệ chặt chẽ biến dạng móng đất nền, tính toán dùng số mảnh dầm để phân loại dầm Chỉ số độ mảnh t xác định gần sau: t=10 E0    ÷ Eδ   Trong đó: - - E0 mô đun biến dạng đất theo địa chất Với đất sét: E0 = 55 (T/m2) E mô đun đàn hồi vật liệu làm đáy, với đáy BTCT M300 lấy E = 2,9.106 (T/m2) l chiều dài nửa nhịp băng tính toán δ chiều dày đáy Nếu: t < gọi dải cứng tuyệt đối ≤ t ≤ 10 gọi dải có chiều dài độ cứng hữu hạn t > 10 gọi dải mềm (dải dài)  55  18  t = 10 = 0,64 2,9.106  1,2 ÷ Vậy xem băng dải cứng tuyệt đối, tính toán với t = Bảng 3.1: Các biểu thức tính toán nội lực băng Trị số nội lực Q( ξ ) M( ξ ) (T) (T.m) q (T/m) Dạng tải trọng P (T) Q.L.q ± Q P M.L2 q M.P.L M (Tm) Q M L ± M.M Trong trị số không thứ nguyên M (moment uốn), Q (lực cắt) xác định theo bảng (3-3), (3-4), (3-5) phần phụ lục sách móng, chúng phụ thuộc vào thông số sau - Khi có lực phân bố tác dụng: M,Q=f(t,ξ) ) Tra bảng 3-3 M,Q=f(t,ξ,α) - Khi có lực tập trung moment tác dụng: Tra bảng 3-4 3-5 Trong đó: t: Chỉ số mảnh xác định Lấy t = x a ξ= α= L L x: Vị trí xét so với tâm băng a: Khoảng cách từ điểm đặt lực đến tâm băng Hình 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên băng Trị số Q(ξ) lấy dấu (+) lực tập trung P đặt nửa bên phải băng tính toán lấy dấu (-) P đặt bên trái Trị số moment M lấy dấu (+) M đặt nửa dầm bên phải lấy dấu (-) M đặt nửa dầm bên trái Do lực tác dụng lên dải trường hợp có dạng đối xứng nên biểu đồ Q phản đối xứng, biểu đồ M đối xứng nên ta cần lập cho nửa băng xét Kết tính toán nội lực biểu đồ M, Q băng trường hợp trình bày phụ lục CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHỌN THÉP VÀ KIỂM TRA NỨT 4.1 TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN Dựa vào kết tính toán phần ta tiến hành tính toán nội lực, ta tiến hành tính toán cốt thép cho vị trí dải có mô men lớn Tính toán theo cấu kiện chịu uốn hình chữ nhật Số liệu tính toán: - Cường độ chịu nén tính toán: Rn = 135 (kG/cm2) Cường độ chịu kéo tính toán: Rk = 10 (kG/cm2) Mô đun đàn hồi: Eb = 290.103 (kG/cm2) Hệ số điều kiện làm việc: mb = 1,15 Cường độ chịu nén tiêu chuẩn: R ntc = 170 (kG/cm2) R ktc Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: = 15 (kG/cm2) Hệ số giới hạn (thép CIII): α0 = 0,60 Cốt thép nhóm CIII có thông số sau: - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R atc = 3400 (kG/cm2) R a = R 'a Cường độ chịu kéo, nén tính toán: = 3400 (kG/cm2) Cường độ chịu kéo tính toán đặt cốt ngang: Ra.đ = 2700 (kG/cm2) Hệ số điều kiện làm việc cốt thép: ma = 1,1 Mô đun đàn hồi cốt thép: Ea = 2.106 (kG/cm2) Chỉ tiêu theo cấp công trình: Cống công trình thuộc cấp II, có tiêu thiết kế - sau: - Hệ số tin cậy: Kn = 1,15 Hệ số tổ hợp tải trọng (tổ hợp tải trọng bản): nc = Kích thước cấu kiện tính toán: Chiều rộng : b = 100cm Chiều cao bản: h = 120cm Chiều dài kbản: l = 3630cm Bề dày lớp bảo vệ cốt thép: a = a’ = 5cm => h0 = h – a = 120 – = 115 cm 4.2 SƠ ĐỒ TÍNH Lấy với trường hợp phá hoại dẻo giai đoạn III trạng thái ứng suất – biến dạng làm sở tính toán, ứng suất cốt thép miền kéo Fa đạt cường độ tính toán Ra, bê tông miền kéo bị nứt xem không làm việc Ứng suất bê tông miền nén đạt cường độ tính toán Rn Sơ đồ ứng suất tiết diện chữ nhật cốt đơn chịu uốn sau: Rn Rnbx x Mgh ho h ho-x/2 RaFa Fa a b Hình 3.2: Sơ đồ ứng suất tiết diện chữ nhật cốt đơn 4.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC 4.3.1 Công thức tính toán Công thức dùng tính toán: maRaFa = mbRnbh0α (1) knncM ≤ Mgh = mbRnbh02A (2) knncM ≤ Mgh = maRaFah0γ (3) Trong - h0: Chiều cao hữu ích tiết diện, h0 = h – a α = x/h0 ; A = α(1-0,5α); γ = (1 – 0,5α); α, A, γ có quan hệ với (tra theo PL10 Giáo trình kết cấu BTCT) Theo kết thí nghiệm để Fa không nhiều, ứng suất cốt thép Fa đạt Ra ứng suất bê tông miền chịu nén đạt Rnphải thỏa mãn điều kiện: Với nhóm cốt thép CIII M300 tra PL 11- giáo trình btct A ≤ A0 α =0,6 , từ tính Ao: Ao = αo (1 – 0,5.αo) = 0,42 Tính h0 = h – a với a chiều dày lớp áo bê tông bảo vệ phụ thuộc vào chiều dày đáy Chọn a = 5cm h0 = 115cm Α= Từ công thức (2) => k n nΜ c m b R n b.h Dựa vào kết tính toán nội lực theo phương pháp dầm đàn hồi, ta tiến hành tính toán cốt thép cho vị trí dải có moment lớn Momen thớ dưới:Md = 303,48 (T.m) = 303,48.105 (KG.cm) Momen thớ trên: Mt = 19,4 (T.m) = 19,4.105 (KG.cm) Lực cắt lớn nhất: Qmax = 23,07 (T) = 23070 (KG) k n n c M d 1.1,2.303,48.105 Ad = = = 0,17 => α d = 0,16 < α =0,6 m b R n b.h 02 1,15.135.100.1152 => At = k n n c M t 1,2.1.19,4.105 = = 0,011 =>αd = 0,011 < α0 = 0,6 m b R n b.h 02 1,15.135.100×1152 Do α < αo nên ta bố trí cốt kép, tính cốt đơn theo công thức sau: 4.3.2 Fad = m b R n b.h α d 1,15.135.100.115.0,16 = = 73,06 cm m a R a 1,15×3400 Fat = m b R n b.h α t 1,15.135.100.115×0,011 = = 5,02 cm m a R a 1,15×3400 Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ ≤ μ ≤ μ max Hàm lượng cốt thép µ thõa mãn điều kiện: Trong đó: - µmin =0,15% (tra bảng 3-1, giáo trình Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép) μ max = α0 - μd = Fat 73,06 = = 0,64% b.h 100.115 μt = Fat 5,02 = = 0,04% bh o 100.115 - - m b R n 1,15.135 = 0,6 = 2,38% m a R a 1,15.3400 Ta thấy: µt < µmin => diện tích cốt thép thớ không thỏa mãn Chọn F’a theo cấu tạo: F’a = 0,15%b.ho = 0,15%.100.115 = 17,25cm2 4.3.3 Bố trí thép Thớ dưới: Chọn 10Φ32 (Fa = 80,45 cm2) 1m dài Thớ trên: Chọn 5Φ22 (Fa’ = 19 cm2) 1m dài 120 5φ22 10φ32 Hình 3.3 : Mặt cắt bố trí thép 4.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP NGANG Kiểm tra điều kiện làm việc cốt thép ngang: Kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.b.ho Kn.nc.Q = 1,2.1.23,07 = 27,68 (T) k1.mb4.Rk.b.ho = 0,8.0,9.10.100.115 = 82800 (kg) = 82,8 (T) => Kn.nc.Q = 27,68 (T) < k1.mb4.Rk.b.ho = 82,8 (T) Vậy ta không cần phải tính cốt ngang 4.5 KIỂM TRA NỨT 4.5.1 Tính toán kiểm tra nứt Hình 3.3 : Sơ đồ ứng suất để tính Mn cấu kiện chịu uốn Đối với cấu kiện chịu uốn, điều kiện để cấu kiện không bị nứt: n c M c ≤ M n = γ1.R ck Wqđ Trong đó: nc hệ số tổ hợp tải trọng nc = M c = 258,7.105 (T.m) Mc mômen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn: γ1 hệ số chảy dẻo bê tông (tra phụ lục 14 giáo trình bê tông cốt thép ứng với tiết diện hình chữ nhật), γ1 = 1,75 Wqđ: momen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo Wqd = tiết diện: J qđ h-x n Jqđ: mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi S x n = qđ Fqđ xn: chiều cao miền bê tông chịu nén: Sqđ mômen tĩnh tiết diện quy đổi lấy với mép biên chịu nén đến trọng tâm tiết diện quy đổi Ea 2.106 n= = = 6,89 E b 290.103 Ta có: Tiết diện chữ nhật ta có: 0,5.b.h +n.Fa' a+n.Fa h o xn = b.h+n.Fa' +n.Fa xn = 0,5.100.1202 + 6,89.18,85.5 + 6,89.80,45.115 = 61,84cm 100.120 + 6,89.18,85 + 6,89.80, 45 b.x 3n b.(h-x n )3 + +n.Fa' (x n -a ' ) +n.Fa (h o -x n ) 3 100.61,84 100.(120 − 61,84)3 J qđ = + + 6,89.18,85.(61,84 − 5) + 6,89.80, 45.(115 − 61,84)2 3 J qđ =16,43.106cm J qđ = Wqđ = J qđ h-x n = 16, 43.106 =2,82.105 (cm ) 120 − 61,84 n c Μ c =1.258,7.105 =258,7.105 (KG.cm) γ1.R ck Wqđ = 1,75.15.2,82.105 = 74,025.105 (KG.cm) Ta có: n c M c =258,7.105KG.cm > γ1.R ck Wqđ = 74,025.10 KG.cm ⇒ Cấu kiện bị nứt Tính toán bề rộng khe nứt Bề rộng khe nứt tính theo công thức thực nghiệm (TCVN 4116- 85) sau: σ -σ a n = k.c.η a o 7.(4 - 100μ) d Ea 4.5.2 Trong đó: an : bề rộng khe nứt (mm) k: hệ số lấy với cấu kiện chịu uốn c : hệ số xét đến tính chất tác dụng tải trọng, c = 1,3 tải trọng dài hạn η : hệ số xét đến tính chất bề mặt cốt thép, lấy cốt thép có gờ - σo : ứng suất kéo ban đầu cốt thép trường nở bê tông, kết - cấu nằm nước σo= 200 kG/cm2 F μ= a b.h o (không lớn 2%) d đường kính cốt thép σa = - Mc Fa Z1 σa ứng suất cốt thép, cấu kiện chịu uốn : Mc mômen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn : Mc = 258,7.105 kG.cm Fa diện tích cốt thép dọc chịu kéo Z1 khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dọc chịu kéo đến điểm đặt hợp lực miền nén tiết diện có khe nứt Đối với tiết diện chữ nhật: Z1 = η.ho với η ta tra bảng 5-1 - Hệ số η tính bề rộng khe nứt giáo trình kết cấu bê tông cốt thép ứng với : 80,45  Fa =  b.h 100.115 = 0,69% =>ηd = 0,835  o   Fa ' = 18,85 = 0,16% =>η = 0,884 t   b.h o 100.115 ⇒ Z1d = η.ho = 0,835.115 = 96,025(cm) Z1t = η.ho = 0,884.115= 101,66(cm) σa d = M cd 258,7105 = =3348,78(kG/cm ) Fa Z1d 80,45.96,025 σa t = M ct 13,26.105 = =691,96(kG/cm ) Fa Z1t 18,85.101,66 3348,78-200 7.(4-100.0,0069) 32 2.106 a nd = 0,165(mm) < [a n ] = 0,15.1,3 = 0,195(mm) a nd = 1.1,3.0.8 691,96-200 7.(4-100.0,0016) 20 2.106 a nt = 0,034(mm)< [a n ] = 0,15.1,3 = 0,195(mm) a nt =1.1,3.0.884 Kết luận: Bề rộng khe nứt nằm phạm vi cho phép [...]... vào công thức (7- 1) được cao trình đỉnh mố là: Zđm = 1,25 + 9,66.10-4 + 0,25 + 1 = +2,5m Kết luận: Chọn cao trình đỉnh mố thiết kế là: Zđm = +2,5 m 1.6CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN Theo đầu bài: Bố trí cống theo số lượng khoang cống dự kiến là 2 phương án: cống 3 cửa 10m; cống 4 cửa 7, 5m So sánh giữa các phương án và đưa ra phương án lựa chọn 2.1 CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY Hình 2.1: Phương án cống 3 cửa Hình... toán tiêu: nước chảy từ đồng ra sông - Xét tổn thất thủy lực qua khoang cống Phần lớn các cống đã xây dựng ở nước ta là cống ngưỡng bằng, có tác dụng như ngưỡng đỉnh rộng Cống Cần Chông là cống tiêu kết hợp, nên cần hạ thấp đỉnh ngưỡng để đảm bảo khả năng dẫn nước qua cống Vì vậy, giả sử kiểu ngưỡng là ngưỡng đỉnh rộng chảy ngập Khi đó lưu lượng chảy qua cống áp dụng theo công thức: Lưu lượng qua cống. .. Tần suất gió bình quân: Pbqmax = 25% SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang 19 Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang 20 Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Trang 21 Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy CHƯƠNG 1: QUY MÔ VÀ KẾT CẤU... thông thủy Do cống 3 cửa có khẩu độ cửa cống là B c = 10m nên sẽ đảm bảo cho tàu thuyền, xà lan có tải trọng 200 tấn đi qua Trong khi đó, cống 4 cửa có khẩu độ 1 của cống là Bc = 7, 5m chỉ có thể cho tàu thuyền và xà lan có tải trọng 100 tấn đi qua Vì vậy, sử dụng phương án 3 cống sẽ có lợi về giao thông thủy hơn so với phương án cống 4 cửa 2.4 SO SÁNH VỀ KẾT CẤU Hình 2.3a: Phương án kết cấu cống 3 cửa... sánh tổn thất dòng chảy giữa 2 phương án, ta tính lưu lượng chảy qua cống trong 2 phương án với 2 trường hợp tưới và tiêu Nhưng theo công thức thì chỉ cần thay đổi hệ số co hẹp bên thì lưu lượng sẽ thay đổi tương tự Như vậy chỉ cần so sánh hệ số co hẹp như sau: Bảng 2.1: So sánh hệ số co hẹp εo = ∑b ∑ b+∑ d Số cửa b (m) ∑b (m) ∑d (m) 3 10 30 2,4 0,926 4 7, 5 30 3,6 0,893 Nhận xét: So sánh 2 phương án. .. nằm ở dưới lòng sông hiện tại ( cống nằm dưới lòng sông) Phương án 2: Bố trí phần công trình chính (công trình lấy nước, tiêu nước và giao thông thủy bộ) nằm ở trên bờ Trong phương án này chia một số phương án như sau: SVTH: Hoàng Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư - Trang 22 Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy Phương án 2a: Bố trí công trình bờ phải Phương án 2b: Bố trí công trình bờ trái... án cống nằm trên lòng sông đặt cách bờ sông Mang Thít 300m 1.3 HÌNH THỨC CỐNG Trong đồng bằng sông Cửu Long người ta áp dụng hai loại cống chủ yếu là: cống ngầm và cống lộ thiên Tùy theo điều kiện địa hình, địa chất, nhiệm vụ công trình để lựa chọn phù hợp 1.3.1 Cống ngầm Mô tả: Cống ngầm là loại công trình được đặt dưới đê, đập vật liệu địa phương dùng vào việc tháo nước hoặc lấy nước Ưu điểm: - Cống. .. dự án Nam Mang Thít tỉnh Vĩnh Long và Trà Vinh nói chung và cống Cần Chông nói riêng, căn cứ vào kết quả tính toán thủy lực mạng toàn vùng, để giải quyết nhiệm vụ đã nêu cần có những giải pháp công trình của dự án Nam Mang Thít như sau: - Kiểm soát ngăn mặn: làm hệ thống đê bao quanh dự án tại các vị trí cắt ngang sống, - rạch, cải tạo môi trường Lấy nước, cấp nước: để có thể lấy nước vào khu dự án cần. .. Phương án cống 4 cửa Đối với cống 4 cửa bố trí đối xứng nên dòng chảy sẽ thuận dòng hơn do có chiều hướng vào nhau làm tiêu hao bớt một phần năng lượng của dòng chảy, giảm bớt khả năng xói ở hạ lưu Đối với cống 3 cửa, số cửa lẻ sẽ làm cho dòng chảy trong cống bị lệch về một phía, dòng chảy không thuận gây xói lở cục bộ 2.2 LƯU LƯỢNG QUA CỐNG Tính toán cho 2 trường hợp là bài toán tiêu và bài toán tưới:... Thị Thu Thủy Lớp S14 – K53CTL1 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư 1.3.2 Trang 24 Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy Cống lộ thiên Mô tả: Cống lộ thiên là loại công trình thủy lợi hở được xây dựng để điều tiết lưu lượng và khống chế mực nước nhằm đáp ứng các yêu cầu cấp nước, phân lũ, tiêu úng, ngăn triều, giữ ngọt, ngăn mặn Cống lộ thiên được dùng rộng rãi nhất ở vùng đồng bằng Ưu điểm: - Cống lộ thiên có kết cấu đơn