BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

ĐỀ TÀI
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT
1
Giáo viên hướng dẫn : Ts Dương Hồng Thẩm
Sinh viên thực hiện :

SVTH: - Trang 1 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm

MỤC LỤC
Phần I: Phần thuyết minh tính toán:
1/ Chọn sơ bộ kích thước tường chắn……………………………………trang 3
2/ Tính toán các hệ số và áp lực lên tường……………………………….trang 4
3/ Tinh toán các giá trị áp lực…………………………………………… trang 6
4/ Bảng tính các giá trị Moment chống lật và Moment gây lật…………. trang 7
5/ Kiểm tra ổn định của tường chắn…………………………………… trang 8
6/ Tính toán kết cấu cho tường…………………………………………….trang 13
Phần II: Bản vẽ
Tài liệu tham khảo
1/ Bài tập cơ học đất : Vũ Công Ngữ - Nguyễn Văn Thông ( NXB Giáo Dục Việt
Nam )
2/ Tập bài giảng Cơ học đất : GV.TS Lê Trọng Nghĩa
3/ Kết cấu bê tông cốt thép – Phần cấu kiện đặc biệt : Võ Bá Tầm (NXB Đại Học
Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh )
4/ Nền móng công trình: Châu Ngọc ẩn ( NXB Xây Dựng Hà Nội – 2010 )
4/ Sổ tay tực hành Kết Cấu Công Trình: PGS- PTS Vũ Mạnh Hùng (NXB Xây Dựng
Hà Nội – 1999 )
5/ TCXDVN 356-2005 :Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế.


? = 21 kN/m3
? = 17 kN/m3
1
1
1
0
? = 30
C = 0
? = 21 kN/m3
2
2
0
Df
H=5.5m
C
D
B
hm
t1
?=10°
Z=1.5m
SVTH: - Trang 3 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
1/ CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN
• Chọn chiều sâu chôn móng: D
f
= 1.5m
• Chiều cao của tường chắn: H = H1 + Df = 5 + 1.5 = 7m
H
1

12
1
10
1
( ÷=×÷
Chọn t = 0.5m.
• Chọn kích thước bản mũi trước tường a:
a =
mB )15.153.1()
4
1
3
1
( ÷=×÷
Chọn a = 1.1 m.
• Kích thước bản gót sau tường b:
b =
mB )45.306.3()
4
3
3
2
( ÷=×÷
Chọn b = 3.0 m
SVTH: - Trang 4 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
• Hình vẽ tường chắn sau khi chọn sơ bộ kích thước.
? = 30
C = 0
? = 21 kN/m3


Góc nghiêng của mặt đất so mặt phẳng ngang: β = 10
ο
Theo đề bài lớp đất đắp sau lưng tường chắn gồm 2 lớp đất khác nhau . Muốn xác
định được áp lực đất chủ động lớn nhất của đất lên lưng tường , người ta thường coi áp
lực của mỗi lớp đất cần xác định không phụ thuộc vào áp lực của các lớp đất khác ;
nghĩa là khi xác định áp lực đất ta có thể xác định cho từng đoạn tường tương ứng với
mỗi lớp đất có tính chất cơ lý khác nhau.
Mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng
→
Áp dụng lý thuyết Rankin.
Hệ số áp lực ngang chủ động của đất sau lưng tường chắn :
3.0
30sin1
30sin1
sin1
sin1
0
0
=
+
−
=
+
−
=
ϕ
ϕ
a
k

tới
• cường độ áp lực của đất tại Z = 1.5 m
2
/65.75.1173.0 mKNZkP
aa
=××=××=
γ
• Cường độ áp lực của đất tại Z = 7m (tại chân tường).

2
/8.255.5113.05.1173.0 mKNZkZkP
đnaaa
=××+××=××+××=
γγ
• Ngoài ra còn phải xét áp lực của nước lên tường.
P
n
= γ
n
x H
2
= 10 x 5.5 =55 KN/m
SVTH: - Trang 6 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
• Biểu đồ moment gây lật, lực ngang Ea:
4600
700
800
5500
1000 3000500

Ea
3/ TÍNH TOÁN CÁC GIÁ TRỊ ÁP LỰC:
-
1
1
.1,5.7,65 5,74
2
E KN= =

-
2
7,65.5,5 42.08E KN= =

-
3
1
.5,5.(28,5 7,65) 49,9
2
E KN= − =

-
4
1
.5,5.55 151,3
2
E aKN= =

SVTH: - Trang 7 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
4/ BẢNG TÍNH CÁC GIÁ TRỊ MOMENT GÂY LẬT VÀ MOMENT CHỐNG LẬT.

7
8
500
Z=1,5m
1
3
4
6
2
5
O
Biểu đồ tính moment lực gây trượt và lực đứng
SVTH: - Trang 8 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
• Bảng tính moment gây lực trượt và lực đứng:
Tổng các lực trượt
H
R
( theo phương ngang )
( ) ( ) ( ) ( )
1 2 3 4 41,405
H
R = + + + =
Tổng các lực theo phương đứng:
v
R∑
( ) ( ) ( ) ( )
5 6 7 8 519,92
v v
R∑ = ∑ = + + + =

=
2 2
. . .
v
H
tg C B
R
δ α
∑ +
=
519,92 0,364
4,6 1,5
41,405
×
= 〉
(thỏa)
Lực bám dính dưới đáy móng C
2
= 0
SVTH: - Trang 9 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
 α.C
2
.B = 0
v
R∑
là tổng các lực theo phương đứng:
v
R∑
= 519,92 KN

Độ lệch tâm e:
/ 2 2,3 1,96 0,34e B X m= − = − =
Nhận xét:
e = 0,34 <
6
B
= 0.77
→
Phản lực đất nền dưới móng có dạng hình thang
• Tính áp lực đáy móng qmax; qmin:
2
max
6. 519.92 6.0,4
(1 ) (1 ) 171,99 /
1. 1.4,6 4,6
v
e
q KN m
B B
∑
= + = + =
2
min
6. 535,55 6.0,4
(1 ) (1 ) 54,06 /
1. 1.4,6 4,6
v
e
q KN m
B B

' 3,92
qd
D
F
B
ϕ ϕ
= + − = + − =

1
d
F
γ
=
0
2 2
0 0
3,79
(1 ) (1 ) 0,9
90 90
ci qi
F F
ψ
= = − = − =

0
2 2
0 0
2
3,79
(1 ) (1 ) 0,76

18,40
30,14
22,40
q
c
N
N
N
γ
=
=
=
1274,5
7,4 3
171,99
SP⇒ = = 〉
( thỏa )
Nhận xét:
Vậy nền đủ khả năng chịu lực
Độ lệch tâm e nhỏ, ứng suất đáy móng tường phân bố tương đối đều
SVTH: - Trang 11 -
2
. 21.1,5 31,5q D
γ
= = =
31,5.18,40.1,1.0,9 0,5.21.3,92.22,40.1.0,76 1274,5
u
q KN⇒ = + =
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
Cường độ đất nền dưới đáy móng:

BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
700 800 5500
1100 3000500
MNN
? = 30
C =0 kPa
? = 21 kN/m3
? = 17 kN/m3
1
1
1
0
7000
7
8
500
1,5m
6
5
qmax=171,99KN/m2
qmin=54,06KN/m2
B/2
B/2
E
y
R
BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ ÁP LỰC ĐÁY MÓNG
Kiểm tra dộ nghiên của tường
Sơ đồ tính của tường đứng:
SVTH: - Trang 13 -

0.07
100.100
30. .
30.2.4.10 .
12
a
p h
f cm
E I
= = =
:
a
P
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
6/ TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO TƯỜNG
- Tính toán kết cấu cho tường bao gồm tính tường chắn và móng tường.
- Khi tính toán đưa các giá trị tải về 1m dài.
- Giả thiết: Chiều dày lớp bê tong bảo vệ a = 50 mm;
Bê tông B20, nhóm cốt thép CII, A-II

0
700 50 650h h a mm→ = − = − =

11,5
1
280
0,9
b
s
b

. 0
581,04.10
0,13
. . 0,9.11,5.1000.650
m
b b
M
R b h
α
γ
= = =
1 1 2 1 1 2.0,13 0,13
m
ξ α
= − − = − − =
- Diện tích cốt thép :
SVTH: - Trang 16 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
2
0
0,13.0,9.11,5.1000.650
3123
280
b b
s
s
R bh
A mm
R
ξγ

50,06 (171,99 50,06). 134,6 /
4,6
3
50,06 (171,99 50,6). 129,6 /
4,6
11.0,8 25.0,7 26,3 /
. 17.1,5 11.4,8 25.0,7 95,98 /
BT
BT
P KN m
P KN m
P H h KN m
P H H h KN m
γ γ
γ γ γ
= + − =
= + − =
= + = + =
= + + = + + =
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
0.7m
P1=134.6 KN/m
26.3
1.0 0.5 3.0
Pmax=
171,99KN/m2
66.61
BIỂU ĐỒ MÔ MENT
Giá trị moment:
2

R bh
A mm
R
ξγ
= = =
Chọn
2
22 380mmφ =
; chọn
22a250φ
• Tính bản đáy phía lưng tường:
SVTH: - Trang 18 -
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm
SƠ ĐỒ TÍNH
0.7m
B=4.6m
54.06
P2=129.6 KN/m
95.98
1.0
0.5 3.0
BIỂU ĐÔ MOMENT VÀ LỰC CẮT

+
-
M
Q
41.62
33.62
Giá trị Moment:

s
R bh
A mm
R
ξγ
= = =
Chọn
2
20 314,2mmφ =
; chọn
20a100φ
• Nhận xét môn học:
Môn tường chắn đất là 1 chương trong cơ học đất nhưng do tầm quan trọng của nó
trong thực tế nên người biên soạn chương trình học đã đưa nó trở thành 1 môn học chính
thức.
Muốn giải quyết 1 bài toán về tường chắn đất thì yêu cầu đối với người thiết kế là
phải am hiểu kiến thức về cơ học đất ,nền móng ,bê tông một cách vững vàng .Kết cấu
tường chắn đất là 1 bộ phận kết cấu công trình rất phổ biến trong thời buổi hiện nay khi mà
các công trình cao tầng ngày càng phổ biến . Không những kết cấu tường chắn được sử
dụng phổ biến trong các công trình nhà cao tầng mà nó còn dược sử dụng khá phổ biến
trong các công trình giao thông mà điển hình là các tường chắn ở các tuyến đường đi qua
các đèo , vách núi ,hay các sườn núi.
Tuy thời lượng môn học có hạn, nhưng dưới sự giảng dạy tận tâm và nhiệt tình của
thầy TS. Dương Hồng Thẩm, thì tôi đã có thêm được những kiến thức quý báu về nghề của
mình. Sau khi đã kết thúc các buổi lý thuyết thì mỗi sinh viên được nhận 1 số liệu về bài tập
lớn tường chắn đất mà ở đó người sinh viên có thể thể hiện khả năng thiết kế của mình .
Tuy bài tập lớn này đã thực hiện xong nhưng do kiến thức của bản thân còn có những
hạn chế nên trong quá trình trình bày ,tính toán không tránh khỏi những sai sót mong thầy
bỏ qua cho,em sẽ cố gắn tiếp tục nghiên cứu nhiều hơn về môn học này,xem là một trong
những điều kiện tiên quyết để có thể làm việc,học tập sau này. Trong quá trình thực hiện bài