Giáo trình thiết kế hệ thống thoát nước nhỏ nghề xây dựng cầu đường trình độ trung cấp trường cđ gtvt trung ương i

Giáo trình thiết kế hệ thống thoát nước nhỏ nghề xây dựng cầu đường trình độ trung cấp. Tài liệu học tập cho sinh viên ngành xây dựng.

• Tác giả: Nhóm Tác Giả
• Trường học: Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải Trung Ương I
• Chuyên ngành: Thiết Kế Hệ Thống Thoát Nước Nhỏ
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Thoát Nước Nhỏ
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Hướng dẫn toàn diện giáo trình thiết kế thoát nước nhỏ

Giáo trình môn học Thiết kế hệ thống thoát nước nhỏ là một tài liệu cốt lõi trong chương trình đào tạo trung cấp cầu đường tại trường Cao đẳng GTVT Trung ương I. Tài liệu này được biên soạn nhằm cung cấp cho học viên những kiến thức nền tảng và kỹ năng chuyên sâu về việc thiết kế, tính toán và thi công các công trình thoát nước nhỏ, một hạng mục chiếm tới 80-90% số lượng công trình trên tuyến đường. Tầm quan trọng của hệ thống thoát nước là không thể phủ nhận, bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, sự ổn định của nền đường và an toàn giao thông. Giáo trình này không chỉ là một tài liệu học tập ngành xây dựng cầu đường thông thường, mà còn là một cẩm nang kỹ thuật quan trọng cho các kỹ sư, công nhân kỹ thuật và nhà quản lý trong lĩnh vực kỹ thuật hạ tầng giao thông. Nội dung giáo trình được cấu trúc một cách khoa học, đi từ các khái niệm cơ bản, phân loại cống, đến các phương pháp tính toán chi tiết và hướng dẫn thi công thực tế, đảm bảo người học có thể áp dụng kiến thức vào công việc ngay sau khi tốt nghiệp. Việc nắm vững kiến thức từ giáo trình giúp giải quyết các bài toán thực tế như lựa chọn loại cống phù hợp, xác định vị trí tối ưu và đảm bảo công trình vận hành hiệu quả, bền vững.

1.1. Vai trò của hệ thống thoát nước trong xây dựng cầu đường

Hệ thống thoát nước nhỏ, chủ yếu là cống, đóng vai trò sống còn trong việc bảo vệ kết cấu hạ tầng giao thông. Chức năng chính là thoát nước từ các dòng chảy thường xuyên hoặc định kỳ qua dưới nền đường đắp, ngăn ngừa hiện tượng xói mòn, sụt lún và phá hoại nền đường do tác động của nước. Theo tài liệu gốc, "giá thành xây dựng cống thường chiếm 10%-20% giá thành toàn bộ tuyến", cho thấy đây là một hạng mục đầu tư đáng kể. Một hệ thống thoát nước được thiết kế tốt sẽ đảm bảo tuổi thọ công trình, giảm chi phí quản lý và bảo trì công trình thoát nước, đồng thời không làm thay đổi điều kiện chuyển động của xe cộ. Cống có ưu điểm hơn cầu nhỏ ở chỗ ít bị ảnh hưởng bởi việc tăng tải trọng khai thác, đặc biệt khi chiều cao đất đắp lớn hơn 2m. Do đó, việc hiểu rõ vai trò và tầm quan trọng của các công trình thu và thoát nước nhỏ là bước đầu tiên và cơ bản nhất cho bất kỳ học viên nào theo học ngành xây dựng cầu đường.

1.2. Giới thiệu module thiết kế công trình thoát nước

Module học phần Thiết kế hệ thống thoát nước nhỏ được xây dựng dựa trên bộ tiêu chuẩn kỹ năng nghề, là một phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo trung cấp cầu đường. Module này cung cấp kiến thức toàn diện, bao gồm bốn chương chính: Mở đầu, Đặc điểm và cấu tạo các loại cống, Thiết kế cống, và Xây dựng và sửa chữa cống. Nội dung được trình bày logic, từ lý thuyết đến thực hành. Người học sẽ được tìm hiểu về cách phân loại cống theo vật liệu (gạch, đá, bê tông cốt thép), hình dạng (tròn, bản, vòm, hộp) và đặc tính thủy lực (chảy không áp, bán áp, có áp). Đây là nền tảng để thực hiện các đồ án môn học thoát nước và áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế thoát nước đường bộ TCVN vào thực tế. Mục tiêu của module là trang bị cho học viên khả năng lựa chọn loại cống, xác định khẩu độ, vị trí và đưa ra giải pháp thi công hợp lý nhất.

II. Thách thức trong thiết kế hệ thống thoát nước cầu đường

Thiết kế hệ thống thoát nước không chỉ đơn thuần là xây một đường ống dẫn nước. Công việc này đối mặt với nhiều thách thức phức tạp, đòi hỏi sự tính toán chính xác và am hiểu sâu sắc về nhiều yếu-tố. Một trong những thách thức lớn nhất là việc xác định đúng lưu lượng tính toán, vốn phụ thuộc vào điều kiện địa hình, khí hậu và tần suất lũ. Một sai sót nhỏ trong tính toán thủy lực công trình thoát nước có thể dẫn đến việc cống quá nhỏ, gây ngập úng, hoặc quá lớn, gây lãng phí chi phí. Thêm vào đó, điều kiện địa chất yếu, nền đất không ổn định cũng là một trở ngại lớn, ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại móng và kết cấu cống. Việc áp dụng đúng tiêu chuẩn thiết kế thoát nước đường bộ TCVN là bắt buộc nhưng không phải lúc nào cũng dễ dàng, đặc biệt ở những vùng địa hình hiểm trở như sườn núi. Ngoài ra, việc lựa chọn vật liệu làm cống thoát nước phải cân bằng giữa yếu tố kinh tế, độ bền và khả năng cung ứng tại địa phương. Cuối cùng, công tác quản lý và bảo trì công trình thoát nước sau khi xây dựng cũng là một bài toán khó, đòi hỏi thiết kế phải tính đến khả năng dễ dàng tiếp cận, nạo vét và sửa chữa khi cần thiết.

2.1. Yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế thoát nước đường bộ TCVN

Việc tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn thiết kế thoát nước đường bộ TCVN là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo chất lượng và an toàn cho công trình. Các tiêu chuẩn này đưa ra những quy định cụ thể về tần suất lưu lượng tính toán, chiều cao đất đắp tối thiểu trên đỉnh cống, và khoảng cách an toàn giữa mực nước dâng và nền đường. Ví dụ, tài liệu chỉ rõ: "chiều cao đất đắp trên đỉnh cống (kể cả chiều dày kết cấu áo đường) tối thiểu là 0,5m (đối với đường ôtô)". Thách thức nằm ở việc áp dụng linh hoạt các tiêu chuẩn này vào điều kiện thực tế đa dạng của Việt Nam. Kỹ sư thiết kế phải cân nhắc giữa việc tuân thủ quy định và tối ưu hóa chi phí, đặc biệt khi đối mặt với các điều kiện địa hình phức tạp hoặc khi phải thiết kế các công trình thu và thoát nước nhỏ trong khu vực đã có quy hoạch thủy lợi.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán thủy lực công trình

Kết quả của tính toán thủy lực công trình thoát nước quyết định trực tiếp đến khẩu độ và khả năng làm việc của cống. Các yếu tố chính ảnh hưởng bao gồm: lưu lượng đỉnh lũ thiết kế, độ dốc lòng suối và lòng cống, hệ số nhám của vật liệu, và hình dạng cửa vào/ra của cống. Mỗi yếu tố đều có thể làm thay đổi đáng kể chế độ chảy (không áp, bán áp, có áp), từ đó ảnh hưởng đến khả năng thoát nước. Ví dụ, một đầu cống được thiết kế kiểu hình loa sẽ giảm tổn thất thủy lực và tăng khả năng thoát nước so với kiểu tường đầu thẳng. Thách thức là thu thập đủ dữ liệu thủy văn chính xác và mô hình hóa dòng chảy một cách hợp lý để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu, tránh các hiện tượng xói lở hạ lưu hay bồi lắng trong cống, vốn là những vấn đề nan giải trong quản lý và bảo trì công trình thoát nước.

III. Phương pháp tính toán thiết kế cống thoát nước chuẩn

Để có một thiết kế cống thoát nước hiệu quả, cần tuân thủ một quy trình tính toán bài bản và khoa học. Nội dung cốt lõi của giáo án hệ thống thoát nước tập trung vào việc xác định hai thông số quan trọng nhất: khẩu độ cống và vị trí cống. Việc tính toán khẩu độ dựa trên lưu lượng thiết kế và các chế độ chảy thủy lực. Công thức tính toán sẽ khác nhau tùy thuộc vào cống làm việc ở chế độ chảy tự do (không áp), bán áp hay có áp. Chế độ chảy có áp cho khả năng thoát nước lớn nhất nhưng đòi hỏi nền đắp phải đủ cao và ổn định để chịu được mực nước dâng lớn. Sau khi xác định được khẩu độ, bước tiếp theo là bố trí vị trí cống trên cả bình đồ và trắc dọc. Nguyên tắc vàng là "vị trí cống phải đặt ở nơi thoát nước tốt nhất, nhanh nhất và an toàn nhất", đồng thời tối ưu hóa chi phí xây dựng. Việc này có thể bao gồm các giải pháp như nắn dòng, dồn suối hoặc đặt cống xiên góc với tim đường. Tất cả các bước tính toán này đều phải được thể hiện rõ ràng trên bản vẽ kỹ thuật hệ thống thoát nước để phục vụ cho quá trình thi công sau này.

3.1. Nguyên tắc xác định khẩu độ và vị trí cống thoát nước

Xác định khẩu độ cống là bước tính toán then chốt. Giáo trình giới thiệu các công thức tính toán khả năng thoát nước cho từng chế độ chảy. Ví dụ, với chế độ chảy tự do, Q = φv * ωc * Vc, trong đó các thông số liên quan đến hệ số lưu tốc, diện tích mặt cắt ướt và vận tốc dòng chảy. Người thiết kế phải lựa chọn phương án khẩu độ (ví dụ: cống đơn khẩu độ lớn hay cống đôi/ba khẩu độ nhỏ) dựa trên chiều cao nền đắp cho phép. Về vị trí, nguyên tắc chung là đặt cống trùng với hướng dòng chảy tự nhiên để giảm thiểu xói lở. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, việc dịch suối để đặt cống vuông góc với tim đường lại giúp giảm chiều dài cống và chi phí. Quyết định cuối cùng cần dựa trên việc so sánh kinh tế-kỹ thuật giữa các phương án.

3.2. Hướng dẫn đọc và lập bản vẽ kỹ thuật hệ thống thoát nước

Một bản vẽ kỹ thuật hệ thống thoát nước hoàn chỉnh là kết quả của toàn bộ quá trình thiết kế. Nó là ngôn ngữ giao tiếp giữa kỹ sư thiết kế và đội ngũ thi công. Bản vẽ phải thể hiện đầy đủ các thông tin: mặt bằng vị trí cống, mặt cắt dọc theo tim cống, mặt cắt ngang, chi tiết cấu tạo các bộ phận (thân cống, đầu cống, móng cống), và chi tiết bố trí cốt thép (đối với cống BTCT). Việc đọc hiểu chính xác bản vẽ là kỹ năng cơ bản. Người học cần nắm vững các ký hiệu, tỷ lệ và cách thể hiện các chi tiết. Lập bản vẽ đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính xác trong từng đường nét, kích thước, đảm bảo công trình khi thi công sẽ đúng với ý đồ thiết kế, từ việc thiết kế cống rãnh thoát nước đến các chi tiết gia cố thượng và hạ lưu.

IV. Bí quyết thiết kế các loại cống thoát nước nhỏ phổ biến

Giáo trình cung cấp kiến thức chi tiết về đặc điểm và cấu tạo của nhiều loại cống khác nhau, giúp người học có cơ sở để lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho từng điều kiện cụ thể. Mỗi loại cống có ưu và nhược điểm riêng về khả năng chịu lực, điều kiện thi công, và giá thành. Cống tròn bê tông cốt thép (BTCT) là loại phổ biến nhất nhờ ưu điểm dễ thi công lắp ghép, cơ giới hóa cao và giá thành hợp lý. Cống vòm (gạch, đá) lại phù hợp với những nơi có khẩu độ lớn, nền đắp cao và tận dụng được vật liệu địa phương. Cống bản thường được sử dụng ở những nơi có chiều cao nền đắp thấp. Cống hộp BTCT tuy có giá thành cao nhưng chịu lực rất tốt, phù hợp với nền đất yếu hoặc có thể dùng làm cống chui dân sinh. Việc nắm vững kỹ thuật thiết kế cống ngang đường cho từng loại, từ việc bố trí cốt thép cho cống tròn, kỹ thuật xây vành vòm cho cống gạch đá, đến việc lựa chọn vật liệu làm cống thoát nước phù hợp, là chìa khóa để tạo ra những công trình bền vững và kinh tế.

4.1. Đặc điểm thiết kế cống tròn và cống hộp bê tông cốt thép

Cống tròn BTCT nổi bật với cấu tạo đơn giản, thường được đúc sẵn thành các đốt dài 1m và lắp ghép tại hiện trường, giúp rút ngắn thời gian thi công. Khi thiết kế, cần chú ý đến việc bố trí cốt thép, có thể theo kiểu một vòng elip để tiết kiệm vật liệu hoặc hai vòng tròn đồng tâm để dễ chế tạo. Trong khi đó, cống hộp thích hợp cho các khu vực có lưu lượng lớn hoặc nền móng yếu. Thiết kế cống hộp phức tạp hơn, đòi hỏi tính toán kết cấu như một khung kín chịu tải trọng đất và hoạt tải xe cộ. Đây là những kiến thức nền tảng quan trọng được đề cập trong các sách chuyên ngành kỹ thuật hạ tầng giao thông.

4.2. Kỹ thuật thiết kế cống vòm gạch đá và thiết kế rãnh biên

Cống vòm tận dụng khả năng chịu nén tuyệt vời của vật liệu gạch, đá. Thiết kế cống vòm đòi hỏi sự chính xác cao trong việc xây dựng vành vòm và tường bên để đảm bảo áp lực được truyền xuống móng một cách an toàn. Vành vòm thường có dạng bán nguyệt hoặc parabol. Bên cạnh cống, thiết kế rãnh biên, rãnh đỉnh cũng là một phần quan trọng của hệ thống thoát nước bề mặt. Rãnh biên thu nước từ mặt đường và mái ta-luy, trong khi rãnh đỉnh ngăn nước từ sườn dốc chảy xuống nền đường. Việc thiết kế các loại rãnh này cần tính toán kích thước mặt cắt và độ dốc hợp lý để đảm bảo khả năng thoát nước và chống xói mòn.

V. Quy trình thi công và bảo trì hệ thống thoát nước hiệu quả

Chất lượng của một công trình thoát nước không chỉ phụ thuộc vào bản thiết kế mà còn chịu ảnh hưởng rất lớn từ quá trình thi công. Kỹ thuật thi công hệ thống thoát nước là một chương quan trọng trong giáo trình, bao gồm đầy đủ các bước từ công tác chuẩn bị, đào hố móng, xây dựng móng, lắp đặt thân cống, xây dựng đầu cống, đến việc đắp đất và gia cố thượng, hạ lưu. Mỗi công đoạn đều có những yêu cầu kỹ thuật riêng cần tuân thủ nghiêm ngặt. Ví dụ, khi đắp đất xung quanh cống, phải đắp đồng thời hai bên và đầm nén theo từng lớp 15-20cm để tránh làm dịch chuyển cống. Sau khi đưa vào sử dụng, công tác quản lý và bảo trì công trình thoát nước đóng vai trò quyết định đến tuổi thọ của công trình. Việc kiểm tra định kỳ, nạo vét bùn đất, cỏ rác và sửa chữa kịp thời các hư hỏng nhỏ sẽ giúp hệ thống luôn hoạt động ổn định, ngăn ngừa những sự cố lớn có thể xảy ra, đảm bảo an toàn cho toàn bộ tuyến đường.

5.1. Kỹ thuật thi công hệ thống thoát nước từ đào móng đến hoàn thiện

Quy trình thi công bắt đầu bằng việc định vị tim cống và hố móng trên thực địa. Công tác đào hố móng có thể thực hiện bằng máy hoặc thủ công, tùy thuộc vào quy mô và điều kiện địa chất. Xây dựng móng là bước cực kỳ quan trọng, quyết định sự ổn định của toàn bộ kết cấu. Sau đó, các đốt cống hoặc các bộ phận của thân cống được lắp đặt theo đúng cao độ và độ dốc thiết kế. Cuối cùng là hoàn thiện đầu cống, lớp phòng nước, và đắp đất xung quanh. Toàn bộ quá trình đòi hỏi sự giám sát chặt chẽ để đảm bảo mọi thông số đều khớp với bản vẽ kỹ thuật hệ thống thoát nước.

5.2. Phương pháp quản lý và sửa chữa các công trình thoát nước

Công tác quản lý bao gồm việc lập hồ sơ theo dõi, kiểm tra định kỳ tình trạng của cống, đặc biệt là trước và sau mùa mưa lũ. Các hư hỏng thường gặp bao gồm nứt vỡ kết cấu, xói lở đầu cống, bồi lắng lòng cống. Khi phát hiện hư hỏng, cần phải có biện pháp sửa chữa kịp thời. Đối với việc kéo dài cống khi mở rộng nền đường, cần phá dỡ đầu cống cũ, nối thêm thân cống mới và xây lại đầu cống, đồng thời phải bố trí khe phòng lún giữa phần cống cũ và mới. Nắm vững các phương pháp này là yêu cầu cần thiết đối với người kỹ sư, thể hiện rõ trong các tài liệu học tập ngành xây dựng cầu đường chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1. Đâu công được dùng phổ biến nhất là kiểu tường cánh chéo hoặc kiểu 1/4 nón. +) Đầu cống có thể xây tại chỗ hoặc lắp ghép bằng các tắm BTCT đúc sẵn. +) Nếu đầu cống xây bằng khối đá xây thì mác vữa xây không thấp hơn M30, cường độ đá R > 2000 kG/cm?.

+) Nếu đầu cống làm bằng bê tông đồ tại chỗ thì mác bê tông không thấp hơn MI50. 13 +)_ Nếu đầu cống được đúc sẵn thì mác bê tông không thấp hơn M200. (b) Thân cống: Được phân thành các đốt với chiều dài 1m, trường hợp đặc biệt có thể là 0,75m hoặc 2m. +) Giữa các đốt cống là các khe nối có tác dụng phòng lún và phòng sự co dãn của bê tông khi nhiệt độ thay đổi.

Thường thì có hai loại khe nối: phẳng và không phẳng. Khe nối phẳng được áp dụng cho trường hợp khẩu độ dưới 2m và áp lực nước không lớn. Khe nối không phẳng được áp dụng trong trường hợp khẩu độ cống lớn hơn 2m, và cống chảy có áp. +) Khe nối được lấp đầy bằng vật liệu cách nước đàn hồi từ hai phía ngoài vào trong.

Phía ngoài khe nói được phủ đầy bằng hai lớp giấy dầu rộng 25cm dán xen kẽ giữa 3 lớp bitum nóng. Phía trong ở chiều sâu 3cm trát vữa xi măng để giữ không cho vật liệu cách nước đàn hồi bị chảy rớt khi nhiệu độ cao. +) Bề mặt ngoài của các đốt cống được quét 2 lớp bitum nóng. Chỉ trường hợp đặc biệt mới làm lớp cách nước này sau khi đã hạ chỉnh các đốt cống.

+) Khi cần thoát lưu lượng nước lớn có thể sử dụng cống hai, ba hoặc thậm chí bốn lỗ cống. Trường hợp này khoảng giữa các cống được lấp đầy bởi vật liệu cùng loại với móng đệm. Cự ly tối thiểu giữa các ống cống là 20-:-26em dé đảm bảo chèn chặt được lớp vật liệu đã nêu. Mặt trên phải tạo được độ dốc về hai phía 3-:-4% và phủ bằng lớp đất sét đẻo dày 15-:-20cm.

+) Để tăng khả năng thoát nước của công có thể tôn cao đoạn đốt cống giáp với đầu cống thượng lưu kiểu hình nón cụt. +) Các đốt cống thường được chế tạo sẵn ở xưởng. Bê tông chế tạo đốt cống thường dùng mác M200, cốt thép thường dùng loại CT3, CT5,. Chiều day đốt cống phụ thuộc vào cấp tai trong (loại xe), chiều cao đất đắp, khẩu độ cống và thường có giá trị 8-:-15cm hoặc 20cm.

* Bồ trí cốt thép công: +) Cốt thép chịu lực của cống được bố trí theo hai kiểu: Kiểu một vòng elíp hoặc kiểu hai vòng tròn đồng tâm: © Kiểu một vòng elíp có ưu điểm là phù hợp với sơ đồ nội lực của kết cấu, cốt thép được đặt ở vùng chịu kéo vì vậy tiết kiệm được cốt thép. Nhược điểm là khó chế tạo, khi chế tạo phải đánh dấu vị trí cốt thép để khi xây dựng đặt đốt cống cho phù hợp. ¢ Kiéu vòng tròn tốn cốt thép hơn kiểu elíp song việc chế tạo dễ dàng hơn. +) Theo chiều dọc đốt cống các cốt thép chịu lực này có thể bố trí thành từng vòng riêng biệt hay bố trí theo kiểu hình lò xo dây xoắn: 14 e Việc bố trí cốt thép thành từng vòng riêng biệt có nhược điểm lớn là số mối nối cốt thép nhiều (ở mỗi vòng | mối nối) nên tổn that ứng suất trong cốt thép nhiều, mặt khác không tận dụng được chiều dài của các thanh thép, dễ gây lãng phí cốt thép.

©_ Kiểu bố trí cốt thép theo kiểu hình lò xo dây xoắn khắc phục được những nhược điểm trên của kiểu bó trí thành từng vòng riêng biệt. Vì vậy kiểu bó trí này được áp dụng phổ biến. +) Cốt thép chịu lực được liên kết với nhau và giữ đúng vị trí bởi các cốt thép dọc và cốt thép đai. Cốt thép dọc còn có tác dụng chống lại lực cắt và uốn trong thi công.

+) Các đốt cống trong các thiết kế định hình thường có hai loại: loại thông thường và loại gia cường, loại gia cường chỉ khác loại thông thường ở chỗ lượng cốt thép nhiều hơn. Ống cống gia cường thường được áp dụng khi cống đặt trên nền cứng (ứng suất cho phép [ø] > 6kG/cm”). MẶT CẮT I-I MẶT CẮT IHII HP LÀN 3 900 ä rrT 10025 4-D10-01-SPRING [ 4x200=800 100 ; = a COT THEP NGOÀI i si ALA 1-010-02-SPRING \1010028PRNG 8Ý i of Í| 2 2 INNER DIA = 1054 400 -seens||_| h ry|_| | =% wltr $1000 „8 s ge ee22 ++ \H {I & a % | ¡8 A/ 320818 32a8 HH l a TT] |1. T1 TẾ CỐT THÉP TRONG `” oy \4epew g tt fi 1010202 §PRING = ee sz 33 CHITIETA | —*#e_m Le 900 75100, 4x200=800 |2 Lmin = 1000 = Ww CHITIETA Vat liệu trát mối nối „40 15.1- Ví dụ bố trí cốt thép trong đốt cống tròn Ø1,0m (cốt thép kiểu xoắn ốc) (c) Mong công: Móng cống tròn BTCT có thể bằng các khối đá xây, bê tông, bê tông cốt thép lắp ghép hoặc trong trường hợp đất nền tương đối chặt có thể dùng lớp đệm bằng đá dăm, sỏi, cát,.

15 MÓNG CỐNG KIỂU | MONG CONG KIEU IV-A ‘Bap dt xung quanh eting ‘Bp dt xung quanh ofing N Ñ` (Dale me Soa } a al Hình 2.2 - a: Nền là sỏi cuộ ặt, cát thô hoặc vữa. Dos) | $ baad Dem bằng cấp phối đã dãm hoặo cát thô Hình 2.2 - d: Nền là đá phong hoá MONG CONG KIỂU I Bp dt rung quanh cống MONG CONG KIEU IV-8 ‘Dp dt xung quanh cống. yee % a z s| =ee [2048 | em bling fp poi dé dam hog ct tho Hình 2.2 - b: Nền là đât sét, sét pha cát, cát mịn ở nơi khô ráo ~\ _Lop chen béing bê tông thương Hình 2.2 - e: Nền là đá không phong hoá MONG CONG KIỂU IIL ‘Bp d&t xung quanh cống Khẩu độ | Kích thứợc (cm) S: cho các kiểu móng cống d m | | c 6 1 II We | WV-A | VB 0.50 | 35 45 (12/15) 230 | 170 | 180 | 190 | 156 Đệm bing op pid dam hoặc ct ht Hình 2.2 - c : Nền là đât sét, sét pha cát, cát mịn ở nơi ẩm ứơt hoặc hoặc cát pha sét ở nơi khô ráo hoặc âm ứơt § 2. CONG VOM GACH, DA, BE TONG 2.

Đặc điểm và phạm vi sử dụng -_ Đặc điểm chung của vật liệu khối xây gạch, đá hay bê tông là khả năng chịu lực nén tôt còn khả năng chịu kéo nén là rât kém. - _ Cống vòm có những ưu điểm nổi bật sau đây: +) Khẩu độ lớn (tới 6m), khả năng thoát nước lớn; +) Tận dụng được khả năng khai thác vật liệu địa phương (như gạch, đá,.) do đó tiêt kiệm bê tông, côt thép; +) Thời gian sử dụng lâu dài có thể tới 50-:-60 năm; +) Bố trí ở những nơi có độ dốc tự nhiên lớn; +) Sử dụng rộng rãi nhân công trong công tác xây dựng. 16 -_ Nhược điểm chính của cống vòm: +) Tốn nhiều công xây dựng, thi công chủ yếu là thủ công và diễn ra ngay tại công trường. +) Cống vòm bê tông thì thời gian thi công dài.

- Diéu kiện áp dụng: +) Lưu lượng nước lớn. +) Nơi có sẵn vật liệu gạch đá. +) Nơi có điều kiện địa chất tốt. +) Nền đắp cao, khe suối sâu.

+) Chế độ nước chảy không áp, chiều cao nước dâng trong cống không được vượt qua vách vòm. +) Số lỗ tối đa của cống không vượt quá 2. +) Cống vòm gạch thường chỉ áp dụng với đường dành cho xe thô sơ, và có xe có tải trọng trục lớn nhất là 2,5T. Cấu tạo 3 Ma dah dip hing cb Hình 2.3- Mặt cắt ngang cống vòm gạch (a)_ Đầu cống: phổ biến dùng kiểu tường cánh chéo với góc mở 30° đối với đầu cống thượng lưu và 14-:-15° đối với đầu cống hạ lưu.

Đoạn vào giáp đầu cống thượng lưu thường tôn cao với chiều cao không đổi để tăng khả năng thoát nước và tận dụng điện tích thoát nước của các đoạn cống còn lại. 17 (b)_ Thân cống được chia ra làm các đoạn đài từ 3-:-6m, giữa các đoạn bố trí các khe phòng lún với chiều rộng khoảng 3cm. Cấu tạo các khe phòng lún bằng vật liệu day tam bitum hoặc matit bitum. Thân cống được cấu tạo gồm các bộ phận: vành vòm, tường bên, lòng cống.

Khe héchen de dai Gechxepvia Gach xép ding Hình 2.4- Phối cảnh cấu tạo vành vòm Pea peg oeNe WS (SON SSS ee a 40 Hình 2.5- Cấu tạo móng cống vòm gạch +) Vành vòm: có hình bán nguyệt, hoặc 1/3 hình tròn hay parabol. Loại hình bán nguyệt dễ thi công và thường dùng cho loại cống có khẩu độ dưới 3m. Khi khẩu độ cống lớn hơn 3m thì cấu tạo vành vòm thoải có thiều cao f=1/3 khẩu độ. +) Chiều dày vành vòm thường từ 0,3-:-0,8m.

Chiều đày nhỏ nhất của vành vòm bằng 0,3m đối với vòm đá xây và nhỏ nhất bằng 0,2m đối với bê tông. Đối với khẩu độ dưới 3m nên dùng loại vòm có chiều dày không đổi để đơn giản cho công tác xây dựng, khẩu độ trên 3m dùng loại vòm có chiều dày thay đổi nhằm tiết kiệm vật liệu. 18 +) Tường cống có tác dụng như mố của cầu vòm. Chiều dày của tường có thể thay đổi hoặc không thay đổi theo chiều cao.

Khẩu độ dưới 3m thì dùng loại tường có chiều cao không thay đổi, khi khâu độ trên 3m thì dùng loại vòm có tường bên thay đổi đề tiết kiệm vật liệu. +) Lòng cống có cầu tạo bằng đá xây hay đá lát có trát xi măng và có dạng cung tròn có tác dung cải thiện điều kiện chảy của đòng nước qua cống bằng mặt cắt có lợi về mặt thuỷ lực. (c) Đối với cống vòm 2 lỗ, phần trên đỉnh giữa hai lỗ được đồ đầy bằng hỗn hợp đá dăm cát, cuội sỏi cát hoặc cấp phối đất, sỏi. Bề mặt trên phải tạo mái dốc 3-:-4% sang hai bên và bên trên phủ bằng lớp đất sét déo day 15-:-20cm.

Trường hợp khẩu độ lớn phải có biện pháp thoát nước đọc trên đỉnh cống phần tiếp giáp gữa hai vòm. (d) Bề mặt tiếp xúc với đất của vành vòm và tường bên phải được phủ lớp cách nước. Đối với cống vòm gạch đá thì sau khi trát một lớp vữa xi măng dày 2cm thì phải quét bitum nóng. Mặt trong của lòng cống phải trát vữa xi măng.

(e) Các tường bên của cống phải được đặt trên các khối móng riêng biệt đưới mỗi tường hoặc liền một khối chung cho cả hai tường. Khi khẩu độ cống lớn thì dùng các khối móng riêng cho mỗi tường.