Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ tính ứng suất tường kè tại thành phố Lào Cai

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu xây dựng công trình thủy nghiên cứu lựa chọn sơ đồ tính phù hợp để tính toán ứng suất tường kè vạn, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên

• Tác giả: Phạm Văn Thành
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Việt Ngọc
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Sơ Đồ Tính Ứng Suất Tường Kè Công Trình Thủy Tại Lào Cai
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• BẢN CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG KÈ
• 1.1. Khái niệm và phân loại tường kè
• 1.1.1. Khái niệm tường kè
• 1.1.2. Phân loại tường kè
• 1.1.2.1. Phân loại theo độ cứng
• 1.1.2.2. Phân loại theo nguyên tắc làm việc
• 1.1.2.3. Phân loại theo chiều cao
• 1.1.2.4. Phân loại theo góc nghiêng của lưng tường
• 1.1.2.5. Phân loại theo kết cấu
• 1.2. Tình hình tường kè có sườn chống ở Việt Nam và những sự cố
• 1.3. Các phương pháp và sơ đồ tính ứng suất tường kè
• 1.3.1. Các phương pháp tính ứng suất tường kè
• 1.3.2. Các sơ đồ tính ứng suất tường kè
• 1.4. Tồn tại, đề xuất, giới hạn nghiên cứu lựa chọn sơ đồ tính ứng suất tường kè
• 1.4.1. Tồn tại trong lựa chọn sơ đồ tính ứng suất tường kè
• 1.4.2. Giới hạn nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH ỨNG SUẤT TRONG TƯỜNG KÈ
• 2.1. Các phương pháp tính ứng suất biến dạng tường kè
• 2.1.1. Phương pháp giải tích
• 2.1.2. Phương pháp sức bền
• 2.1.3. Phương pháp lý thuyết đàn hồi
• 2.1.4. Ưu nhược điểm của phương pháp giải tích
• 2.1.5. Phương pháp số
• 2.1.5.1. Phương pháp sai phân hữu hạn (PPSPHH)
• 2.1.5.2. Phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH)
• 2.1.6. Ưu điểm, nhược điểm phương pháp số
• 2.1.7. Phương pháp thực nghiệm mô hình
• 2.1.7.1. Nội dung phương pháp
• 2.1.7.2. Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp
• 2.2. Lựa chọn phương pháp tính phù hợp
• 2.2.1. Tiêu chí lựa chọn phương pháp tính
• 2.2.2. So sánh lựa chọn phương pháp tính
• 2.3. Phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.3.1. Giới thiệu chung về phương pháp
• 2.3.2. Tính kết cấu theo mô hình tương thích
• 2.3.2.1. Giải hệ phương trình cơ bản
• 2.3.2.2. Xử lý điều kiện biên
• 2.3.3. Phần mềm tính toán
• 2.3.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG III: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH ỨNG SUẤT PHÙ HỢP CHO CÔNG TRÌNH TƯỜNG KÈ VẠN HÒA, THÀNH PHỐ LÀO CAI
• 3.1. Giới thiệu công trình tường kè Vạn Hòa, thành phố Lào Cai
• 3.1.1. Giới thiệu chung
• 3.1.2. Vị trí của công trình
• 3.1.3. Biện pháp công trình
• 3.1.4. Tài liệu nghiên cứu
• 3.1.4.1. Tài liệu quy mô công trình
• 3.1.4.2. Tài liệu địa chất
• 3.1.4.3. Tài liệu về vật liệu làm ke
• 3.1.4.4. Trường hợp tính toán
• 3.1.5. Kích thước công trình
• 3.1.6. Tải trọng tác dụng
• 3.1.6.1. Tổ hợp tải trọng
• 3.1.6.2. Hệ số nền
• 3.2. Các sơ đồ tính ứng suất trong tường kè và tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính hợp lý
• 3.2.1. Tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính phù hợp
• 3.2.2. Các sơ đồ tính ứng suất trong tường kè
• 3.3. Sơ đồ tính ứng suất tường kè dạng tấm
• 3.3.1. Giới thiệu về phương pháp phần tử tấm sơ đồ tính dạng tấm
• 3.3.2. Xây dựng sơ đồ tính ứng suất tường kè bằng phần tử tấm
• 3.3.3. Kết quả ứng suất tường kè bằng phần tử tấm
• 3.3.4. So sánh ứng suất tường kè dạng tấm
• 3.4. Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn sơ đồ tính dạng khối
• 3.4.1. Xây dựng sơ đồ tính ứng suất tường kè bằng phần tử khối
• 3.4.2. Kết quả ứng suất tường kè bằng phần tử khối
• 3.5. Các nội dung trong so sánh ứng suất trong tường kè
• 3.5.1. So sánh ứng suất tại các vị trí trên mặt ngoài tường kè
• 3.5.2. Các vị trí so sánh ứng suất bề mặt bản trong
• 3.5.3. Các vị trí so sánh ứng suất bề mặt bản sườn nằm trong
• 3.5.4. Các vị trí so sánh ứng suất bề mặt hai bản sườn nằm ngoài
• 3.6. So sánh theo các ứng suất cực trị trên bộ phận tường kè
• 3.6.1. Kết quả so sánh về tỉ số ứng suất tại các vị trí
• 3.6.2. Kết quả so sánh theo các trị số lớn nhất trên bộ phận tường kè
• 3.7. Giải thích kết quả ứng suất và lựa chọn sơ đồ
• 3.7.1. Giải thích kết quả ứng suất
• 3.7.2. Lựa chọn sơ đồ tính phù hợp
• 3.8. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Các kết quả đạt được của luận văn
• 4.2. Một số vấn đề tồn tại
• 4.3. Các kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tường kè

Tường kè là một trong những kết cấu quan trọng trong công trình thủy lợi, có chức năng giữ ổn định đất ở hai bên bờ sông. Tường kè được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí như độ cứng, nguyên tắc làm việc, chiều cao và góc nghiêng của lưng tường. Việc phân loại này giúp xác định các phương pháp tính toán và thiết kế phù hợp cho từng loại tường kè. Theo đó, tường kè có thể được chia thành tường cứng và tường mềm, mỗi loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt. Tường cứng thường không có biến dạng uốn khi chịu áp lực đất, trong khi tường mềm có thể chịu biến dạng khi chịu tải trọng. Việc lựa chọn loại tường kè phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả thi công mà còn đảm bảo an toàn cho công trình. "Tường kè không chỉ là một công trình kỹ thuật mà còn là một phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và ổn định đất đai."

1.1. Khái niệm và phân loại tường kè

Khái niệm về tường kè rất đa dạng, bao gồm các kết cấu như tường chắn đất trong các công trình thủy lợi. Tường kè được phân loại theo độ cứng, nguyên tắc làm việc, chiều cao và góc nghiêng. Mỗi loại tường kè có những đặc điểm riêng, ảnh hưởng đến cách tính toán ứng suất trong thiết kế. Việc phân loại này giúp cho việc nghiên cứu và ứng dụng các phương pháp tính toán trở nên dễ dàng hơn. "Việc phân loại tường kè không chỉ giúp cho công tác thiết kế mà còn giúp cho việc đánh giá hiệu quả thi công và bảo trì trong tương lai."

II. Các phương pháp tính toán ứng suất tường kè

Trong nghiên cứu này, việc lựa chọn phương pháp tính toán ứng suất cho tường kè là rất quan trọng. Các phương pháp phổ biến bao gồm phương pháp giải tích, phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), và phương pháp thực nghiệm. Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp giải tích thường đơn giản và dễ áp dụng nhưng có thể không chính xác trong các trường hợp phức tạp. Ngược lại, phương pháp phần tử hữu hạn cho phép mô phỏng chi tiết hơn về ứng suất và biến dạng trong tường kè, nhưng yêu cầu phần mềm và kỹ thuật cao hơn. "Lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo an toàn cho công trình."

2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) là một trong những kỹ thuật tiên tiến nhất trong việc tính toán ứng suất cho tường kè. Phương pháp này cho phép mô phỏng các điều kiện biên và tải trọng phức tạp, từ đó đưa ra kết quả chính xác hơn so với các phương pháp truyền thống. Với sự phát triển của công nghệ phần mềm, việc áp dụng FEM đã trở nên phổ biến trong ngành xây dựng. "Phương pháp này không chỉ giúp xác định ứng suất mà còn cho phép phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền và ổn định của tường kè."

III. Lựa chọn sơ đồ tính ứng suất cho công trình tường kè Vạn Hòa

Công trình tường kè Vạn Hòa tại thành phố Lào Cai là một ví dụ điển hình để áp dụng các phương pháp tính toán đã được nghiên cứu. Trong quá trình lựa chọn sơ đồ tính toán, cần xem xét các yếu tố như điều kiện địa chất, tải trọng tác dụng và các yếu tố môi trường. Các sơ đồ tính toán ứng suất được đề xuất bao gồm sơ đồ tính dạng tấm và sơ đồ tính dạng khối. Việc lựa chọn sơ đồ phù hợp không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế mà còn đảm bảo tính an toàn cho công trình. "Mỗi sơ đồ tính toán đều có những ưu nhược điểm riêng, và việc lựa chọn đúng sẽ góp phần nâng cao hiệu quả và độ bền của tường kè."

3.1. Giới thiệu về công trình tường kè Vạn Hòa

Công trình tường kè Vạn Hòa được xây dựng nhằm mục đích giữ ổn định đất ở khu vực bờ sông. Tường kè này không chỉ chịu áp lực đất mà còn phải đối mặt với các yếu tố môi trường như nước và gió. Việc thiết kế và thi công tường kè này đã được thực hiện với sự chú ý đến các tiêu chí về kỹ thuật và an toàn. "Công trình này không chỉ mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật mà còn góp phần bảo vệ môi trường và ổn định khu vực xung quanh."

IV. Kết luận và kiến nghị

Luận văn đã đưa ra những kết quả đáng chú ý về việc lựa chọn sơ đồ tính toán ứng suất cho tường kè Vạn Hòa. Các kết quả cho thấy tầm quan trọng của việc áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại trong thiết kế tường kè. Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cần phải có những kiến nghị cụ thể về việc nâng cao chất lượng thiết kế và thi công các công trình tường kè trong tương lai. "Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có tính ứng dụng cao trong thực tiễn xây dựng."

4.1. Các kết quả đạt được của luận văn

Luận văn đã đạt được mục tiêu nghiên cứu đề ra, cung cấp cái nhìn sâu sắc về các phương pháp tính toán ứng suất cho tường kè. Các kết quả nghiên cứu cho thấy sự cần thiết phải cải thiện các phương pháp thiết kế hiện tại để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các công trình tường kè. "Những kết quả này sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực xây dựng và thiết kế công trình thủy."

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tường kè là công trình xây dựng quan trọng nhằm giữ ổn định đất bờ sông, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi dòng chảy và tác động của thiên nhiên ngày càng phức tạp. Tại Việt Nam, nhiều công trình tường kè đã được xây dựng nhưng vẫn tồn tại các sự cố nghiêm trọng do lựa chọn sơ đồ tính ứng suất chưa phù hợp. Công trình tường kè Vạn Hòa, thành phố Lào Cai, với chiều dài gần 5,8 km, được xây dựng nhằm chống xói lở bờ sông Hồng, bảo vệ các tuyến đường giao thông và phát triển đô thị. Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ tính ứng suất phù hợp cho công trình này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn, giúp nâng cao độ an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí thiết kế, thi công.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát các phương pháp tính ứng suất trong tường kè, lựa chọn sơ đồ tính toán phù hợp cho tường kè Vạn Hòa và đề xuất áp dụng cho các công trình tương tự. Phạm vi nghiên cứu bao gồm phân tích ứng suất trong tường kè Vạn Hòa với điều kiện địa hình, địa chất đặc thù, sử dụng phần mềm SAP2000 để mô phỏng và tính toán. Nghiên cứu này góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế tường kè, giảm thiểu rủi ro công trình và nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên đất đai ven sông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết đàn hồi và phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Lý thuyết đàn hồi mô tả quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong vật liệu, dựa trên định luật Hooke và các phương trình cân bằng, hình học, vật lý. Phương pháp PTHH chia mô hình kết cấu thành các phần tử nhỏ, giải hệ phương trình đại số tuyến tính để xác định ứng suất, biến dạng trong từng phần tử, từ đó tổng hợp kết quả toàn bộ công trình.

Các khái niệm chính bao gồm: tường kè cứng và mềm, sơ đồ tính ứng suất dạng tấm và dạng khối, điều kiện biên trong mô hình hóa, và các loại tải trọng tác dụng lên tường kè (áp lực đất, áp lực nước, tải trọng động đất). Ngoài ra, các tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính dựa trên độ tin cậy, khả năng mô phỏng thực tế và chi phí tính toán cũng được phân tích kỹ lưỡng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm số liệu khảo sát thực địa công trình tường kè Vạn Hòa, tài liệu địa chất, vật liệu xây dựng, và các kết quả nghiên cứu trước đây về tường kè. Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm SAP2000, áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng ứng suất và biến dạng tường kè dưới các tổ hợp tải trọng khác nhau.

Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ đoạn tường kè dài 5.789,4 m, được chia thành các đơn nguyên dài 11,8 m để phân tích chi tiết. Phương pháp chọn mẫu là khảo sát toàn bộ công trình nhằm đảm bảo tính đại diện và chính xác. Timeline nghiên cứu kéo dài trong vòng 12 tháng, bao gồm thu thập dữ liệu, mô hình hóa, tính toán, so sánh và đề xuất sơ đồ tính phù hợp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ứng suất phân bố không đồng đều trên tường kè: Kết quả mô phỏng cho thấy ứng suất cực đại tại các vị trí chân tường và các bản sườn ngoài, với giá trị ứng suất S11 lên đến khoảng 2,5 lần so với phần thân tường. Ứng suất S22 cũng có xu hướng tập trung tại các bản sườn phía ngoài, phản ánh sự tập trung lực tại các điểm chịu tải trọng lớn.

2. So sánh sơ đồ tính dạng tấm và dạng khối: Sơ đồ tính dạng khối cho kết quả ứng suất chính xác hơn, đặc biệt trong việc mô phỏng ứng suất tập trung và biến dạng phức tạp. Sơ đồ dạng tấm có ưu điểm tính toán nhanh nhưng không phản ánh đầy đủ sự tương tác giữa các bộ phận kết cấu.

3. Ảnh hưởng của điều kiện biên và tải trọng: Tổ hợp tải trọng bao gồm áp lực đất, áp lực nước và tải trọng động đất được mô phỏng chi tiết. Kết quả cho thấy áp lực đất tác dụng lên lưng tường có dạng phân bố cong, tăng dần từ chân lên đỉnh tường, phù hợp với các kết quả thí nghiệm thực tế.

4. Lựa chọn sơ đồ tính phù hợp: Sơ đồ tính ứng suất dạng khối với mô hình tương thích được đề xuất là phù hợp nhất cho công trình tường kè Vạn Hòa, đảm bảo độ chính xác cao và phản ánh đúng cơ chế làm việc của kết cấu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự phân bố ứng suất không đồng đều là do cấu trúc tường kè bản góc có sườn chống, chiều cao trung bình và tường dốc ngược, tạo ra các điểm tập trung lực đặc thù. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả này tương đồng với các mô hình thí nghiệm tại Đại học Bristol và các nghiên cứu thực nghiệm mô hình khác, khẳng định tính chính xác của phương pháp phần tử hữu hạn.

Việc lựa chọn sơ đồ tính dạng khối giúp mô phỏng chính xác hơn các ứng suất tập trung và biến dạng phức tạp, từ đó nâng cao độ tin cậy trong thiết kế và thi công. Kết quả có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố ứng suất S11 và S22 trên mặt cắt ngang tường kè, bảng so sánh giá trị ứng suất cực đại giữa các sơ đồ tính, giúp minh họa rõ ràng sự khác biệt và ưu điểm của phương pháp đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng sơ đồ tính ứng suất dạng khối cho các công trình tường kè tương tự: Động từ hành động là "triển khai", mục tiêu là nâng cao độ chính xác tính toán ứng suất, thời gian thực hiện trong vòng 1-2 năm, chủ thể thực hiện là các đơn vị thiết kế và tư vấn xây dựng.

2. Đào tạo và nâng cao năng lực sử dụng phần mềm SAP2000: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu cho kỹ sư thiết kế nhằm tối ưu hóa việc mô hình hóa và phân tích kết cấu, mục tiêu tăng tỷ lệ áp dụng phần mềm hiện đại lên 80% trong ngành xây dựng công trình thủy lợi, thời gian 6-12 tháng.

3. Xây dựng bộ tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính ứng suất chuẩn: Phát triển hướng dẫn kỹ thuật dựa trên kết quả nghiên cứu để áp dụng đồng bộ trong thiết kế tường kè, giúp giảm thiểu sai sót và rủi ro công trình, thời gian 1 năm, chủ thể là các cơ quan quản lý nhà nước và viện nghiên cứu.

4. Thực hiện thí nghiệm mô hình và kiểm định thực tế: Đề xuất xây dựng mô hình thí nghiệm quy mô nhỏ cho các công trình tường kè quan trọng nhằm kiểm chứng kết quả tính toán, nâng cao độ tin cậy thiết kế, thời gian 2 năm, chủ thể là các trường đại học và viện nghiên cứu chuyên ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình thủy lợi: Nghiên cứu cung cấp phương pháp tính toán ứng suất chính xác, giúp tối ưu hóa thiết kế, giảm chi phí và tăng độ bền công trình.

2. Chuyên gia quản lý dự án xây dựng: Hiểu rõ các tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính phù hợp để giám sát, đánh giá chất lượng thiết kế và thi công công trình tường kè.

3. Nhà nghiên cứu và giảng viên ngành xây dựng: Tài liệu tham khảo bổ ích cho việc giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu về cơ học kết cấu và ứng dụng phần mềm mô phỏng.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng và thủy lợi: Hỗ trợ xây dựng các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật trong thiết kế và thi công tường kè, góp phần nâng cao an toàn công trình.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần lựa chọn sơ đồ tính ứng suất phù hợp cho tường kè?
   Lựa chọn sơ đồ tính phù hợp giúp mô phỏng chính xác ứng suất và biến dạng, đảm bảo an toàn kết cấu, tránh lãng phí vật liệu và chi phí thi công. Ví dụ, sơ đồ dạng khối phản ánh tốt hơn các ứng suất tập trung so với sơ đồ dạng tấm.

2. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì trong tính toán tường kè?
   Phương pháp này cho phép mô hình hóa chi tiết kết cấu phức tạp, xử lý các điều kiện biên đa dạng và tải trọng phức tạp, cho kết quả tính toán nhanh và chính xác hơn so với phương pháp giải tích truyền thống.

3. Phần mềm SAP2000 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   SAP2000 hỗ trợ mô hình hóa kết cấu tường kè với đa dạng phần tử, phân tích tĩnh và động lực học, giúp tính toán ứng suất, biến dạng dưới các tổ hợp tải trọng thực tế, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế tối ưu.

4. Các yếu tố nào ảnh hưởng đến ứng suất trong tường kè?
   Bao gồm chiều cao tường, loại đất nền, áp lực nước, tải trọng động đất, cấu trúc tường (bản góc, sườn chống), và điều kiện biên. Sự kết hợp các yếu tố này tạo nên phân bố ứng suất phức tạp cần được mô phỏng chính xác.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn?
   Các đơn vị thiết kế có thể sử dụng sơ đồ tính dạng khối và phần mềm SAP2000 để mô phỏng công trình tương tự, đồng thời tham khảo bộ tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả kinh tế trong thiết kế.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được sơ đồ tính ứng suất dạng khối với mô hình tương thích là phù hợp nhất cho công trình tường kè Vạn Hòa, thành phố Lào Cai.
• Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp phần mềm SAP2000 cho kết quả tính toán chính xác, phản ánh đúng cơ chế làm việc của tường kè.
• Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao độ an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong thiết kế và thi công tường kè.
• Đề xuất triển khai áp dụng rộng rãi sơ đồ tính này cho các công trình tường kè tương tự trên toàn quốc.
• Các bước tiếp theo bao gồm đào tạo chuyên sâu, xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và thực hiện thí nghiệm mô hình để kiểm chứng kết quả.

Hãy áp dụng những kết quả nghiên cứu này để nâng cao chất lượng thiết kế và thi công công trình tường kè, góp phần bảo vệ bờ sông và phát triển bền vững vùng ven sông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1, Tổng quan vẻ tường kè. Lựa chọn phương pháp tinh ứng suất trong tường kè “Chương 3. Lựa chon sơ đồ tinh phù hợp cho công tỉnh tưởng kè Vạn Hòa, thành phố Lào Cai “Chương 4. Kế luận và kiến nghị CHUONG I.

TONG QUAN VỀ TƯỜNG KE 1. Khái niệm và phân loại tường kè. LLL Khải niệm tường kẻ. Tường kè là một loại của công trình tường chắn đất (Retaining wall), công trình thủy lợi thường được xây dụng ti khu vực bở sông nhằm mục dich gi mái bờ sông không bị trược Trong các công tình thủy, có một số bộ phận của kết cấu công tinh không phải là tường kề nhưng có tắc dụng tương hỗ với đất và cũng chịu áp lực của đt giống như tường kè.

Do đồ, khải niệm về tường kề chắn đắt được mỡ rộng ra cho tắt cả những bội phận của công tình có tác dụng tương hỗ giữa đắt tiếp xúc với chúng và áp lực dt lên tường kẻ cũng được hiểu như áp lực tiếp xúc giữa những bộ phận ấy với đất “Tưởng ke trong các công trình thủy công làm việc trong những điều kiện rất khác so với diéu kiện làm việc của tường chắn đất trong giao thông và xây dựng do đặc điểm của công trình thủy lợi quyết định.2, Phân loại tường kè. Tưởng kè được phân loại theo các tiêu chí với nhiều mục đích khác nhau như sau: 1. Phân loại theo độ cứng Biển dang của bản thin tưởng kề (độ nắn) âm thay đổi kiện tếp xúc giữa lưng tườngkè với khối đắt dip sau trờng, do dé làm thay đổi tỉ số áp lực đắt tác dụng lên lưng tường và cũng làm thay đổi dạng biểu lồ phân bố áp lực đất theo chiễu cao tường. Thí ngh mm của G.

Đubrôva đã chứng tỏ khi tường bị biển dạng do chịu ấp lực đắt thì biểu đỗ phân bổ áp lực đất có dang đường cong (Hình 1.1), nếu phần giữa thân tường bị bién dang nhiễu thì biểu đồ phân bổ áp lực đắt càng cong và cường độ áp lực đất ở phần trên ting lên (đường 2), nếu chân tường có chuyển vị về phía trước thì ở phin trên trồng tăng lên Hình 1.1 rất nhiều, cổ khi dn 2.5 lin so với cường độ ấp lực ban đầu, còn cường độ áp lực ở phần dưới tường thì lại giảm (đường 3). Thi nghiện của GA. Đubrôva quan hệ biển dang, chuyển vị tròng (nét diet) và áp lực đất (nết liền) ‘Theo cách phân loại này, tường được phân làm hai loại: tường cứng và tường mềm. “Tường có biển dạng tốn khi chịu áp lực đất như nêu trên gọi li trởng mềm.

Tường mềm thường là những tắm sổ, thép, bê tông cốt thép ghép lai. Tường cử cũng xếp vio loại tường mềm. “Tường cứng không có biển dang uốn khi chịu áp lực đắt mà chỉ có chuyển vi tnh tiến và xoay, Nếu tường cứng xoay quanh mép dưới, nghĩa là đính tường có xu hướng tách. rồi khỏi khối đắt dip và chuyển vị vỀ phía tước thì nhi thí nghiệm đã chúng tỏ là biểu đồ phân bổ áp lực của đất rời có dạng đường thing và có trị số cường độ áp lực đất lớn nhất ở chân tường (Hình 1.23), Đối với đất dinh (đắt dip sau trờng).

theo kết ‘qua thí nghiệm của B. Taraxôp thì biểu đổ phân bổ áp lực đất có dang hơi cong và cũng cố tr số cường độ áp lực lớn nhất ở chân tường (Hình L2b). Nếu tưởng cứng xoay quanh mép trên, nghĩa là chân tường rời khỏi khối đắt đắp và chuyển vị về phía trước thì theo kết quả thí nghiệm của nhiều tác giả (K.) biểu đồ phân bổ áp lực đất (đt rồi cũng như đất dính) có dang cong, trị số lớn nhất phụ thuộc vào mức độ chuyền vị của tường và ở. ào khoảng phin giữa lưng tường (Hình 1.2c) ‘A TT = \ Ỷ \Ệ | mm == a) b) "Hình 1.2, Các kết quả thí nghiệm áp lực đất phụ thuộc vào biến dạng của tường ke.

Tường kè được gọi là tường cứng khi dưới tác dụng của các lực tính toán chuyển vị của tưởng bằng hoặc nhỏ hơn 1/5000 chiều cao tường Tường cứng thường là những khối bê tông, bê tông đá hdc, gạch đá xây nên còn gọi là tưởng khối. Tưởng chin bằng bê tông cốt thép có dạng tim hoặc bản nhưng tạo với các bộ phận khác của công trình thành những khung hoặc hộp cứng cũng được xếp vào loại tường cứng, Nhu trên đã phân tích, cách tính toán trị số áp lực đắt lên tường cứng và tưởng mềm, Khác nhau 1. Phân loại theo nguyên tắc làm việc = Tubing trong lực: dn định nhờ trong lượng bản thân của tường, Xem Hình 1 3a. ~ Twig bán trọng lực.36 ~ ‘Taig bản góc: On định của tưởng nhờ trọng lượng khối dắt đè lên bản đấy và nhờ một phần trong lượng của bản thân tường.

= Tưởng bản gốc có sườn chống: Sự ổn định của trồng như 2 tường tên, kết cấu như tường bản góc nhưng có thêm các suờn chống để tăng độ cứng cho tường, Xem Hình 4d = Logi tường bản góc có thể có dang đổ iễn hoặc lắp ghép để tăng nhanh tiến độ thi công.ắc ~ Tuong ngăn (tường 6 - tường kiểu edi): tưởng được tạo nên bởi các 6 lưới bằng BTCT bên trong các ô là vật liệu đt. đá, cuội sỏi dio hỗ móng. Xem Hình Lf. - “Tường chắn cứng trên móng cọc (xem Hình 1.

Được dùng dé chắn đất trên Hình 1. Các loại tường kè theo nguyên tắc làm việc 1123, Phân loại theo chiều cao “Chiều cao của tường thay đổi trong một phạm vi khá lớn tùy theo yêu cầu thiết kế. Hiện nay, chiều cao tưởng chin đã dat đến 40m (tường chin ở nhà máy Thủy điện Lênin trên sông Vonga). Tri số áp lực đất tác dụng lên lưng tường chắn tỉ lệ bậc hai với chiều cao của tưởng.

Theo chiều cao, tường kè thưởng được phân làm 3 loại = Ting hip: ¢6 chiều cao nhỏ hơn lÔm ~ —__ Tường rung bình chiều cao từ 10m đến 20m, = Tường cao: có chiễu cao lớn hơn 2m, 1124 Phan loại theo góc nghiêng của lung tưởng: “Theo cách phân loại này, tường được phân thành tường đốc và tường thoải = Tường đốc lại phân ra tường dốc thuận (Hình I.4a) và trờng đốc nghịch (Hình Lab). Trong trường hợp của tường dốc khối đắt trượt có một mặt giới hạn trùng với lưng tường. - ___ Nếu góc nghiêng a của lưng tường lớn quá một mức độ nào đó thì khối đất trượt sau lưng tường không lan đến lưng tường (Hình L4©) tưởng loại này được gọi là tưởng thoải "Hình L4. Phân loại tường chin theo góc nghiêng lưng tường 1125.

Phan log theo két edu ‘V8 mat kết cấu, trờng chin được chia thành tường lidn khối và tưởng lắp ghép = Tưởng liễn khối làm bằng bê tông, b tông đá hộc, gạch xây, đá xây hay bằng be tông cốt thép, Tường liền khối được xây (gạch để) hoặc đỗ (bê tông, bs tông đá hộc, bê tang cốt thép) trực tiếp trong hỗ móng. Hỗ móng phải rộng hon móng tường chắn một khoảng để tện thi công và đặt vin khuôn. Móng của tường bế tông và bE tông cốt thép liền khối với bản thân tường. còn móng của tường chắn bing gạch đá xây thể là những kết cố độc lập bằng đá xây hay bê tông.

Mặt cắt ngang của tường liên khối rất khác nhau. Một số dang tường loại này được trình bày trên inh 1.5 với những tên gọi như sau: a) Hình chữ nhật, b) Hình thang có ngực tường nghiêng, ¢) Hình thang có lưng tường nghiêng, d) Hình thang có ngực và lưng nghiêng, e) Hình thang nghiêng về phía đất đáp, g) Có móng nhỏ ra phía trước, h) Có lưng gay khúc, i) Có lưng bậc cấp, k) Có bệ giảm tải, 1) Có móng nhô ra hai phía nh 1. Các loại tường liên khỏi “Tường bản góc (hay tường chữ L) kiểu côngxon ( Hình 1.6) hoặc kiểu có bản sườn ( Hình 1,6b) cũng thường làm bằng bê tông cốt thép đồ liên khối. Các loại tưởng bản góc: Có và không có bản sườn.

“Tường lắp ghép gồm cúc cấu kiện bằng bê tông cốt thép đúc sẵn lắp ghép lại ối nhau theo những sơ đồ kết cu định sẵn. Clu kiện đúc sin thường là những thanh hoặc những tắm không lớn (thường dưới 3m) dé tiện vận chuyển. Tủy theo sơ ¬ sấu lắp ghép, tường lắp ghép thường có mắy kiểu sau đây: kiểu chữ L gồm những khối và tim bê tông cốt thế lắp ấp Ii (HÌnh 1. lêu hàng rào gồm nl a thanh bê tông sốt thép làm trụ đứng hay tụ chống và các bản ghép lại (Hinh 1.76, kiễu hộp một tổng hay hai ti ing.

trong hộp dé diy cát sỏi (Hình 1.7e), kiểu chuồng gdm nhiều thanh đặt dọc ngang xen kế nhau, trong chuồng đổ cát si (Hình 1.74) - Các loại tưởng lắp ghép đều được lấp ráp tại chỗ trong hố móng. Hỗ mong không cần đào rộng mà chỉ cin dim bảo via bằng bình đồ của kết cấu lắp ghép = Twig rọ dé gồm các rọ đá nỗi ghép lại với nhau( Hình 1. Những rọ đá bằng lưới sắt hoặc lưới pölime được xếp từng lớp, kế nỗi với nhau rồi xếp đã hộc vào tường rạ. Để đắt hạt min của đất nền và đất đắp không xăm nhập vio đá hộc trong ro, thường để một lớp vải địa kĩ thuật ngăn cách đấy tường và lưng tường ví ft đắt đắp.

Ưu điểm nỗi bật của tường rg là chịu lún của n rất ốt và kĩ thuật lam tường đơn giản. Hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu biện pháp cũng như vật liệu dé tăng tuổi thọ của ro. = Tường đất có cốc là dạng tường hiện đại của các bao tải dai chất đồng thô sơ của nhân dân ( Hình 1.71, Tưởng chính là mặt bì (da) làm bằng các tắm kim loại hoặc bê tông cốt thép. Mặt lược nỗi với các đi kim loại hoặc lime chôn từng lớp trong đất dip sau tường, Dat đắp có tác dụng đẩy mặt bì ra khỏi đất nhưng trọng lượng của đắt dip có tác dung tạo nên lực ma sit giữa đắt và cốt neo mặt b li.

Tường đất có cốt có nhiều ưu điểm: nhẹ, chịu lún rat tốt nên có thể thích ứng với các loại đất nền không.