Đang tải... (xem toàn văn)
4.1.Cấu tạo chung của Công trình bến trọng lực. 4.1.1. Khái niệm chung (1) Công trình bến trọng lực là loại Công trình thỏa mãn điều kiện ổn (chống lại được ngoại lực)
Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-1 Chương 4. CÔNG TRÌNH BẾN TRỌNG LỰC. 4.1.Cấu tạo chung của công trình bến trọng lực. 4.1.1. Khái niệm chung (1) Công trình bến trọng lực là loại công trình thỏa mãn điều kiện ổn (chống lại được ngoại lực) nhờ vào trọng lượng bản thân công trình và phần lắp trên nó. (2) Công trình bến trọng lực bao gồm có nhiều loại - Khối xếp thông thường và khối xếp có khối giảm tải; - Công trình bến trọng lực kiểu tường góc neo ngoài và neo trong; - Công trình bến trọng lực kiểu thùng chìm, trục ống đường kính lớn. (3) Công trình bến trọng lực được xây dựng ở những nơi địa chất tốt: nền đất chặt cứng ít lún, nền đá, đất cát chặt . 4.1.2. Cấu tạo chung Công trình bến trọng lực gồm 4 bộ phận chính: 4.1.2.1. Kết cấu bên trên Dùng để liên kết các khối của công trình chính lại với nhau. Tạo thành mặt phẳng phía trước bến cho tầu neo đậu dễ dàng đồng thời là nơi lắp đặt các thiết bị đệm tàu và khắc phục những thiếu sót khi thi công các khối xếp. Kết cấu của kết cấu bên trên có thể là dầm mũ (đối với công trình bến trọng lực tường góc), tường góc nhỏ, hoặc các khối bê tông nhỏ được xây bằng vữa xi măng cát. 1234 Hình 4_ 1 Các bộ phân công trình bến trọng lực. 4.1.2.2. Kết cấu chính của công trình: Là phần chịu lực chính của công trình, được cấu tạo bởi các khối bê tông, các tường góc, trụ ống đường kính lớn hoặc kết cấu thùng chìm bằng bê tông cốt thép, thép trong công trình đây là bộ phận có trọng lượng lớn nhất quyết định sự ổn định của công trình dưới tác dụng của tải trọng ngoài. 4.1.2.3. Lớp đệm đá Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-2 Kết cấu được tạo bởi các viên đá hộc thả tự do tạo thành lớp đệm. Nhiệm vụ: - Tạo ra một mặt phẳng để đặt kết cấu chính công trình; - Làm giảm áp lực do công trình truyền xuống đất nền; - Bảo vệ nền đất dưới đáy công trình dưới tác dụng của sóng, dòng chảy, ảnh hưởng của chân vịt tầu; Gϕϕσmax minσmaxσσmin Hình 4_ 2 Sơ đồ truyền lực qua lớp đệm đá. - Tạo điều kiện cho nước phía sau công trình thoát ra phía trước dễ dàng; - Tạo điều kiện cho công trình liên kết chặt chẽ với đất nền. 4.1.2.4. Đất lấp sau tường Sử dụng đất cát hoặc đá hộc, cần chú ý xây dựng tầng lọc ngược để ngăn đất sau công trình trôi ra phía khu nước. 4.2. Cấu tạo công trình bến kiểu khối xếp. Công trình bến kiểu khối xếp gồm hai loại: 1234btn2134≥1m≥2m≥1m4a34a12≥0,3ma) b) Hình 4_ 3 Cấu tạo công trình bến kiểu khối xếp a – Kiểu khối xếp thông thường; b – Kiểu khối xếp có giảm tải. 4.2.1. Cấu tạo công trình bến trọng lực kiểu khối xếp thông thường. 4.2.1.1. Kết cấu bên trên: Thường là khối bê tông cốt thép đổ tại chỗ hoặc là các khối bê tông nhỏ được xây theo kiểu hình bậc thang vữa xi măng cát. (mác bê tông các khối 200 ÷ 250). 4.2.1.2. Kết cấu chịu lực chính: Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-3 Là các khối bê tông mác 200 ÷ 250 xếp thành lớp theo dạng bậc để đảm bảo điều kiện ổn định trọng lượng 1 khối 25 ÷ 60T tùy theo cần trục. - Để toàn bộ công trình làm việc có tính chất toàn khối thỏa mãn điều kiện ổn định khoảng cách các khe giữa lớp trên và dưới theo phương ngang tn ≥ (0,8 ÷ 0,9m), theo phương dọc td ≥ ( 0,6÷ 0,8)m. - Kích thước của khối phải tuân theo quy định sau: 3≥caodµi; 1≥caoréng dtcaoréngdµi Hình 4_ 4 Sơ đồ xếp so le khối theo phương thẳng đứng. - Việc chọn kích thước của từng khối là vấn đề rất khó khăn vì vừa phải thỏa mãn kích thước các khối theo tỷ lệ trên, vừa bảo đảm số lượng loại khối không quá nhiều đồng thời vừa bảo đảm khoảng cách so le giữa khối trên và dưới tn, td, trọng lượng các khối phải phù hợp với sức nâng của cầu trục. Đặc biệt là ở những chỗ tiếp giáp các đoạn bến thường là khó xác định kích thước nhất. Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, thi công không yêu cầu cầu trục có sức nâng lớn. Nhược điểm: Tốn vật liệu, nền chịu lực lệch tâm lớn, hiện nay ít được dùng. 4.2.1.3. Lớp đệm: Thường là đá hộc, trọng lượng một viên ≥ 15kg/1viên. Chiều dầy lớp đệm thường ≥ 1,0 mét trong trường hợp đất nền là nền đá cứng có thể làm lớp đệm bằng các bao xi măng bề dầy tổng cộng của các bao ≥ 0,50m. 4.2.1.4. Vật liệu lấp sau tường: ϕ/245°-1 : 12-3m Hình 4_ 5 Một số dạng khối đá giảm tải sau bến. Vật liệu lấp sau tường có thể bằng đá hoặc bằng cát. Để giảm áp lực đất tác dụng lên tường trong nhiều trường hợp người ta sử dụng khối lăng thể đá giảm tải (4a) kết hợp Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-4 với cát lấp phía sau (4b). Giữa cát và khối đá giảm tải phải có tầng lọc ngược để ngăn không cho cát chui vào khối đá giảm tải. Áp lực gây trượt do lăng thể trượt gây ra nên người ta thường dùng vật liệu có ϕ càng lớn càng tốt. Khoảng cách ụ được tính toán theo điều kiện kinh tế, nhưng thường lấy a = 2 ÷ 3m. Ghi chú: Khi có lăng thể đá giảm tải trọng tính toán áp lực đất cần xét điều kiện xuất hiện áp lực phụ thêm do việc khối đá giảm tải không thay thế hết lăng thể trượt. (điều 66-BCH 3-67). 4.2.2.Cấu tạo công trình bến khối xếp có khối giảm tải Công trình bến trọng lực có khối xếp giảm tải có cấu tạo cơ bản như công trình bến có khối xếp thông thường tuy nhiên có những điểm khác như sau: - Để áp lực công trình truyền xuống đất nền đều hơn, để giảm áp lực đất tác dụng lên tường người ta cấu tạo khối xếp giảm tải có kích thước lớn trọng lượng từ 100 ÷ 120T; - Kết cấu bên trên có cấu tạo kiểu tường góc BTCT hoặc là khối bê tông cốt thép được đổ tại chỗ; - Theo mặt cắt ngang mỗi một hàng chỉ xếp một khối và các khối được xếp lệch nhau, vì vậy khi xếp phải kiểm tra khoảng cách của khối xếp dưới cùng (nhô ra khu nước nhiều nhất) đến đáy tàu phải lớn hơn 0,30m để đảm bảo an toàn cho tầu. Ưu điểm: Tốn ít vật liệu hơn so với khối xếp thông thường, áp lực công trình truyền xuống đất nền tương đối đồng đều hơn. Nhược điểm: thi công khó khăn, đòi hỏi cầu trục có sức nâng lớn. 4.3.Cấu tạo công trình bến trọng lực dạng tường góc. Công trình bến trọng lực dạng tường góc neo trong và tường góc neo ngoài. Cấu tạo mỗi loại đều bao gồm dầm mũ, tường mặt, bản đáy và hệ thống neo. 4.3.1.Sơ bộ định kích thước 4.3.1.1. Công trình bến tường góc neo ngoài. - ha = (0,25 ÷ 0,35)Ht; 2tnHt ≤ ; 2nnth ≥ - B = (0,65 ÷ 0,8)Ht; hđ = (0,3 ÷ 0,4)m; a = 0,50m - b = 1,20m. 4.3.1.2. Công trình bến tường góc neo trong - ha = (0,25 ÷ 0,35)Ht; B = (0,7 ÷ 1,0)Ht - hd = (0,35 ÷ 0,50)m; a = 1,00m; b = 1,20m - α = 45o ÷ 55o; Bk = 0,1B. Chng 4. Cụng trỡnh bn trng lc. 4-5 1675a43hđhatH2abBnhnt5b64Htba2Bđh5bha35a1xB Hỡnh 4_ 6 Cu to cụng trỡnh bn trng lc. a Tng gúc neo ngoi; b- Tng gúc neo trong. 4.3.2. Mụ t cu to 4.3.2.1. Dm m 1). Cu to: Bng bờ tụng ct thộp ti ch, mỏc 200 ữ 300#. Cú mt ct ngang hỡnh ch nht hoc l hỡnh thang vuụng. Chiu rng nh: b = 0,4 ữ 1,0; Chiu rng ỏy: B = 0,6 ữ 1,20; Chiu cao: h = 0,8 ữ 1,5m; Cỏc kớch thc khỏc: e1; e2 = 0,2 ữ 0,3 m; a = 0,5 ữ 1,0 m; Khi tng mt bng cc vỏn thộp dm m cn c kộo sõn xung di mc nc thp thit k 0,2m. Cọc ván thépbae2e1BhMNT0,2m Hỡnh 4_ 7 Cu to dm m. Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-6 Nhiệm vụ. + Liên kết tất cả các cọc tường mặt lại với nhau tạo thành bức tường liền bằng phẳng treo thiết bị đệm tàu cho tàu neo đậu bốc xếp hàng hóa. + Khắc phục sai sót trong thi công. Bảo vệ đầu cọc tường mặt, đặc biệt là cọc ván thép. 4.3.2.2. Tường mặt. 1)Cấu tạo: Tường mặt thường được cấu tạo bằng các cọc bê tông cốt thép hay bằng thép (cọc ván thép), có điều là các cọc này không được đóng sâu vào trong đất mà được ghép lại với nhau thành từng mảng rồi đặt trực tiếp lên các bản đáy. 2)Hình dáng, kích thước + Cọc bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật: b = 0,45 ÷ 0,50 kích thước cọc theo chiều dọc bến; h = 0,25; 0,30; 0,35; 0,4; 0,45 kích thước cọc theo chiều ngang bến. hb Hình 4_ 8 Cọc BTCT tiết diện chữ nhật. + Cọc bê tông cốt thép tiết diện chữ T, Π: bchcbh Hình 4_ 9 Cọc BTCT tiết diện chữ T. bc: Chiều rộng cánh 1,2 ÷ 1,6m đặc biệt Bc = 2,0 là kích thước cánh chữ T theo chiều dọc bến nằm về phía khu nước. hc = (0,15 ÷ 0,2)m là chiều dày cánh T b = 0,3 ÷ 0,4m là chiều rộng của sườn chữ T (nằm về phía khu đất). h = 0,3 ÷ 1,2m là chiều cao của tiết diện chữ T. + Cọc bê tông cốt thép tiết diện tròn (cọc ống): Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-7 Dδ Hình 4_ 10 Cọc BTCT tiết diện tròn. D = 0,8 ÷ 2,0 mét đường kính cọc δ = 0,1 ÷0,20 mét chiều dày cọc nói chung các cọc tường mặt thường được chế tạo bằng bê tông cốt thép ứng suất trước. - Liên kết giữa các cọc + Cọc ván thép: bao gồm nhiều dạng: phẳng; chữ Z; lòng máng; chữ I: Ph¼ng Ch÷ ZLßng m¸ng Ch÷ I Hình 4_ 11 Hình dạng cọc ván thép. Liên kết giữa các cọc là liên kết khóa: Hình 4_ 12 Tiết diện ngang. + Cọc chữ nhật: R·nh - R·nhGê - R·nh Hình 4_ 13 Liên kết cọc chữ nhật. + Cọc chữ T, Π: - Ván khuôn - Bê tông liên kết Chng 4. Cụng trỡnh bn trng lc. 4-8 1 2 Tầng lọc ngợc12Khoá thép Hỡnh 4_ 14 Liờn kt cc T + Cc ng Bu lụng liờn kt Vỏn khuụn Bờ tụng bt khe h 123 Hỡnh 4_ 15 Liờn kt cc ng. Ghi chỳ: Cỏc cc tng mt bng BTCT mỏc 300. 3) Bn ỏy: Bng BTCT, phớa trc cú g gi chõn tng mt. i vi tng gúc neo ngoi bn ỏy cú cu to tit din ngang hỡnh ch nht cũn i vi tng gúc neo trong bn ỏy thng cú dng ch T vỡ thng dựng sn ch T lm im gn neo. Bn ỏy thng c chia thnh tng phõn on ỳc sn sau ú cu lp t trờn tng m vỡ vy tng m cn phi c san bng phng. Kớch thc bn ỏy theo chiu dc bn cn c tớnh toỏn sao cho khi lp gia tng mt v bn ỏy c n khp, c bit s cc trong mt mng tng mt phi c nm trn trờn mt bn ỏy. Mt khỏc khi phõn chia tng mt v bn ỏy cn chỳ ý n sc nõng ca cn trc. 4) Tng m: Ging nh cụng trỡnh bn trng lc kiu khi xp. 5) t lp sau tng: Chương 4. Công trình bến trọng lực. 4-9 Thường sử dụng cát vì vậy giữa đất lấp sau tường và tầng đệm phải bố trí tầng lọc ngược, mặt khác nếu các khe giữa tường mặt và bản đáy ở chân tường đủ lớn thì tại đây cũng phải bố trí tầng lọc ngược. 6) Hệ thống neo a) Tường góc neo ngoài: Gồm có thanh neo và gối neo (gối neo thường cấu tạo dạng bản neo bê tông cốt thép, hoặc bằng bê tông cốt thép khi tường mặt bằng cọc ván thép). Thanh neo có tiết diện tròn, cấu tạo bằng thép có đường kính và chiều dài xác định qua tính toán. Khoảng cách giữa các thanh neo bằng: la = n(b+∆) Trong đó: - la: Khoảng cách giữa các thanh neo; - b: Kích thước cọc theo chiều dọc bến; - ∆: Khoảng cách giữa các cọc; - n: Số cọc nằm giữa hai thanh neo. Nếu là cọc bê tông cốt thép hình chữ nhật thì la = (1,5 ÷ 2,5)m để cho đường kính thanh neo không quá lớn; quá nhỏ - Vị trí điểm gắn neo trên mặt bằng: + Cọc tiết diện chữ nhật thanh neo bố trí giữa hai cọc; + Cọc tiết diện chữ T thanh neo được gắn vào sườn chữ T; + Cọc ống thanh neo được bố trí vào giữa cọc; + Cọc ván thép thanh neo bố trí giữa cọc phía trong. 12lalabbbbbbbb Hình 4_ 16 Bố trí hệ thống neo trên mặt bằng 1 – Thanh neo; 2 – Bản neo Chng 4. Cụng trỡnh bn trng lc. 4-10 Hỡnh 4_ 17 V trớ gn neo trong mt bng. - Khi chiu di thanh neo ln thỡ phi hn ni cỏc thanh thộp trũn li vi nhau hoc l dựng tng : AALiên kết tăng đơ renhai đầu ngợc chiều Liên kết hàn A - A A - A Hỡnh 4_ 18 Cỏc hỡnh thc liờn kt thnh neo. - Liờn kt gia thanh neo v tng mt v bn neo thng l liờn kt chớt hoc l ờ cu. Bn neo bng bờ tụng ct thộp. Nu tng mt l cc vỏn thộp thỡ bn neo thng bng thộp. Mt bn neo thng chu 2 thanh neo. b) Tng gúc neo trong: Cu to n gin ch gn thanh neo v cỏc chi tit k thanh neo tng mt v bn ỏy. ng kớnh thanh neo c xỏc nh qua tớnh toỏn. Tuy nhiờn trng hp thanh neo c bng bn chng (bn ta bờ tụng ct thộp). Lỳc ny bn ỏy v bn ta thng c ỳc lin khi. Tng ng thng dy 0,25m trờn sut c chiu cao, t on mc nc thay i tng lờn 0,40m. Chiu dy bn ng tng dn t 0,20m ti mộp n 0,50 ti chõn bn ta, bn ta dy 0,20m. Ngoi ra cũn loi tng gúc ch cú tng ỏy v bn ỏy ỳc thnh mt khi. V kt cu nú ging nh mt tng chn t thụng thng, dựng cho bn cú sõu bộ (6 ữ 7)m, cũn sõu ln hn ch thớch hp khi thi cụng khụ. [...]... trước. - Liên kết giữa các cọc + Cọc ván thép: bao gồm nhiều dạng: phẳng; chữ Z; lũng mỏng; ch I: Phẳng Chữ Z Lòng máng Chữ I Hình 4_ 11 Hình dạng cọc ván thép. Liên kết giữa các cọc là liên kết khóa: Hình 4_ 12 Tiết diện ngang. + Cọc chữ nhật: R·nh - R·nhGê - R·nh Hình 4_ 13 Liên kết cọc chữ nhật. + Cọc chữ T, Π : - Ván khuôn - Bê tông liên kết Chương 4. Cơng trình bến trọng... định trượt phẳng công trình có thể bị trượt theo mặt phẳng tiếp giáp giữa đế cơng trình và tầng đệm, hoặc trượt theo mặt phẳng nằm trong tầng đệm (MP – hình 4.14). f.GE.K c ≤ ( 4. 10) K c = 1,1; 1; 1,5; 1,2 (BCH 3/67) Trong đó: K c – hệ số an toàn ổn định khi trượt phẳng; E – tổng các lực ngang tác động lên cơng trình; G – như trên; Chương 4. Cơng trình bến trọng lực. 4- 12 σ max max σ G ' B/3... tốn. Khoảng cách giữa các thanh neo bằng: l a = n(b+∆) Trong đó: - la: Khoảng cách giữa các thanh neo; - b: Kích thước cọc theo chiều dọc bến; - ∆: Khoảng cách giữa các cọc; - n: Số cọc nằm giữa hai thanh neo. Nếu là cọc bê tơng cốt thép hình chữ nhật thì l a = (1,5 ÷ 2,5)m để cho đường kính thanh neo khơng q lớn; q nhỏ - Vị trí điểm gắn neo trên mặt bằng: + Cọc tiết diện chữ nhật thanh... phía trong. 1 2 l a l a bbbbbbbb Hình 4_ 16 Bố trí hệ thống neo trên mặt bằng 1 – Thanh neo; 2 – Bản neo Chương 4. Cơng trình bến trọng lực. 4- 13 Trong đó: max min σ - là ứng suất lớn nhất và nhỏ nhất ở mép đế cơng trình (tiếp giáp với lớp đệm đá); [] x σ - áp lực cho phép trên đệm đá lấy tuỳ thuộc vào mác cường độ đá, có kể đến điều kiện ngập nước của nó. 4.4.4. Ứng suất pháp... theo chiều dọc bến cần được tính tốn để sao cho khi lắp giữa tường mặt và bản đáy được ăn khớp, đặc biệt số cọc trong một mảng tường mặt phải được nằm trọn trên một bản đáy. M ặt khác khi phân chia tường mặt và bản đáy cần chú ý đến sức nâng của cần trục. 4) Tầng đệm: Giống như cơng trình bến trọng lực kiểu khối xếp. 5) Đất lấp sau tường: Chương 4. Cơng trình bến trọng lực. 4- 7 D δ Hình... Hình 4_ 21 Độ lệch tâm của cơng trình. Độ lệch 6 b e ≤ (4. 1) hoặc 3 b a ≥ (4. 2) Đối với cơng trình trên nền đá cho phép hợp lực các lực thẳng đứng vượt ra ngoài lõi tiết diện với 5 b e = Trong các công thức (4.1), (4.2) các ký hiệu: a – khoảng cách từ mép trước cơng trình tới điểm đặt hợp lực, xác định theo công thức: G MM a lg − = (4. 3) e - độ lệch tâm của điểm đặt hợp lực:... điểm đặt hợp lực: e = 0,5b – a (4. 4) b – Chiều rộng đế cơng trình; M g – mơ men giữ (mô men của các lực giữ đối với mép trước); M l – mô men lật (mô men của các lực lật đối với mép trước); G – tổng các lực thẳng đứng tác động lên đế cơng trình. 4.4.3.Kiểm tra ứng suất pháp ở hai đầu mép đế cơng trình (tiếp giáp giữa cơng trình và tầng đệm) [] x max min b e b G σ≤ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ±=σ 6 1 ... truyền tải trọng qua lớp đệm đá theo góc nghiêng 45 o bằng công thức sau: [] rxn n max min max min h h'b 'b σ≤δ+ + σ=σ 2 (4. 7) max min σ - là ứng suất pháp lớn nhất và nhỏ nhất trên đất nền và ở mép ngoài mặt tiếp giáp giữa đất nền và lớp đệm đá; b’ – chiều rộng tính tốn, trên chiều rộng này áp lực được truyền từ cơng trình xuống lớp đệm. Khi thoả mãn điều kiện (4.1), (4.2) thì...Chương 4. Cơng trình bến trọng lực. 4- 8 1 2 Tầng lọc ngợc 12 Khoá thép Hỡnh 4_ 14 Liờn kt cc T + Cọc ống Bu lông liên kết Ván khuôn Bê tơng bịt khe hở 1 23 Hình 4_ 15 Liên kết cọc ống. Ghi chú: Các cọc tường mặt... truyền từ cơng trình xuống lớp đệm. Khi thoả mãn điều kiện (4.1), (4.2) thì b = b’; khi khơng thoả mãn điều kiện đó thì b = 3a; δ x – dung trọng lớp đệm đá; [] r σ - áp lực cho phép trên đất nền, lấy theo báo cáo địa chất cơng trình; h n – chiều dày lớp đệm đá được xác định từ điều kiện áp lực cho phép trên đất nền: [] [] [] () k rmax k kk k kr n 'b'b'b h γ σ−σ − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ γ γ−σ − γ γ−σ ≥ 24 2 4 2 2 . 4. Công trình bến trọng lực. 4-1 Chương 4. CÔNG TRÌNH BẾN TRỌNG LỰC. 4.1.Cấu tạo chung của công trình bến trọng lực. 4.1.1. Khái niệm chung (1) Công trình. 66-BCH 3-6 7). 4.2.2.Cấu tạo công trình bến khối xếp có khối giảm tải Công trình bến trọng lực có khối xếp giảm tải có cấu tạo cơ bản như công trình bến