Chương 10: Buồng âu
Chương 10
BUỒNG ÂU
1. Các phân tử buồng âu và kích thước của chúng
10.1. Kích thước và hình dạng của đáy và tường buông âu cần được quy định theo
kích cỡ của âu, theo hệ thống cấp nước, đặc tính của nền và theo sơ đồ làm việc tĩnh
của các kết cấu buồng âu hoặc các bộ phận của nó.
10.2. Kích thước các tiết diện đáy theo kiểu kết cấu đã chọn được xác định bằng cách
tính toán về độ bền vững. Khi trong đáy âu có các hành lang dẫn nước d
ọc, cần dự
kiến bố trí các lỗ trong tường hành lang dẫn nước dọc theo khớp nối giữa các đoạn
buồng âu để chui vào quan sát và sửa chữa nêm chống thấm phía ngoài.
10.3. Kích thước các tiết diện tường buông âu được xác định trên cơ sở tính toán về
độ bền vững.
Khi xác định kích thước các tiết diện tường buồng âu cần chú ý là trong các tường đó
có thể phải bố trí cáp tràn ngang, các rãnh để đặt các vòng (móc) buộc tàu,
đặt các
thang lên xuống, đồng thời phải tính đến bố trí các thiết bị khác nhau trên đỉnh tường(
các trụ để buộc tàu, các rãnh…).
Khi chiều cao tường buồng âu lớn hơn 10m nên bố trí theo mặt gãy ở lưng tường.
10.4. Nhất thiết phải dự kiến các khả năng phải bơm cạn hoàn toàn nước trong buồn
âu và trong các hành lang dẫn nước trong thời kỳ sửa chữa.
2. Các kiểu buồng âu trên nền không phải là đá
10.5. Buồng âu được phân chia các kiểu sau đây:
a) Theo hệ thống cấp nước:
- Buồng không có hành lang dẫn nước.
- Buồng có hành lang dẫn nước ở đáy.
- Buồng có hành lang dẫn nước ở trong tường.
b) Theo giải pháp kết cấu:
- Buồng âu có thành đứng riêng biệt và đáy cắt dời
- Buồng âu có tường thẳng đứng riêng biệt và có đáy ở dạng bản chống giữa hai

a) Theo hệ thống cấp nước:
- Buồng âu không có hành lang dẫn nước.
- Buồng âu có hành lang dẫn nước nằm trong nền đá.
b) Theo giải pháp kết cấu:
- Buồng có tường đứng riêng biệt, không liên kết với đáy. Khi đá tốt cho phép
không dùng lớp áo bảo vệ đáy, nhưng các mấu gồ ghề của nền đá không được lớn
và nhọn.
- Buồng với tường có dạng lớp áo bảo vệ bằ
ng bê tông cốt thép néo vào đá chắc.
- Buồng với tường bằng lớp áo bê tông cốt thép phủ trên mặt đá nhưng không néo
vào đá (vì đá không đủ độ chắc). Để giảm nhẹ điều kiện làm việc của lớp áo bằng
bê tông cốt thép mặt tường âu, nên bố trí hệ thống tiêu nước bên hông, sau lớp áo
với đường thoát nước ra hạ lưu.
- Buồng có thành kiểu hỗn hợp khi đá nằm ở
cao trình thấp hơn cao trình đỉnh
tường, với việc bố trí lớp áo bảo vệ, trong phạm vi nền đá và tường trọng lực lắp
ghép hoặc liền khối trong phạm vi cao hơn mặt đá.
4. Các sơ đồ tính toán và các phương pháp tính toán tĩnh học
10.11. Trong buồng âu tất cả các tải trọng đặt lên nó, theo nguyên tắc đều tác dụng
trong mặt phẳng tiết diện ngang của buồng, vuông góc với trục âu. Vì vậy cho phép
tính độ bền vững của buông âu theo sơ đồ bài toán phẳng.
10.12. Đối với những buồng mà trong đó tiết diện ngang của đáy và tường không thay
đổi theo chiều dài, việc tính toán độ bền vững có thể tiến hành cho 1m chiều dài buồng
âu. Khi tiết diện đáy và thành thay
đổi theo chiều dài (tiết diện hình chữ T, có sườn
cứng các đoạn nghiêng của đáy ở các đoạn kề liền với đầu âu…), việc tính độ bền
vững được tiến hành cho từng phần riêng biệt của đoạn buồng âu đặc trưng bằng các
kích thước hình học trung bình của tiết diện.
10.13. Khi tính buồng có đáy cắt rời trên nền không phải là đá phải giới hạ
n góc quay

không bị giới hạn với điều kiện
ứng suất nén trên toàn bộ nền được đảm bảo
( )
0≥
σ
.
10.15. Ngoài việc tính toán về độ bền vững cần tiến hành tính chuyển vị của đỉnh
tường.
10.16. Khi tính buồng có đáy cắt dời phải xét đến ứng suất tiếp ở đáy móng, ứng với
trạng thái cân bằng giới hạn, đồng thời phải xét đến lực đẩy ngang của một nửa đoạn
này của buồng đối với nửa đoạn kia.
Trị
số lực đẩy của hai nửa đoạn đựoc xác định bằng hiệu số giữa tổng tất cả các lực
nằm ngang và tổng ứng suất tiếp:
∑
−=
τ
aY
EE
(10-1)
Trong đó:
E
Y
: Lực đẩy ngang.
E
a
: Tổng tất cả các lực đẩy ngang.
∑
τ
: Diện tích biểu đồ ứng suất tiếp.

đẩy nổi để xác định lực cần thiết néo chúng vào nền.
Tường buồng âu trong trường hợp này không cần kiểm tra chống đẩy nổi.
10.20. Kiểm tra chống
đẩy nổi được tiến hành tương tự như điều 9.18.
10.20. Phản lực nền được xác định theo công thức nén lệch tâm ( xem điều 8.38).
W
M
F
P
±=
0
min
max
σ

Trong đó:
P: tổng tất cả các lực thẳng đứng tác dụng lên đoạn buồng âu.
F
0
: diện tích nền của đoạn buồng âu.
M: Mômen tổng của tất cả các ngoại lực, tác dụng lên đoạn buông âu, đối với trục
song song với trục của âu đi qua trọng tâm bản đế của đoạn buồng âu đối với trục
nói trên.
10.24. Cần tính toán kết cấu của các đoạn buồng âu về độ bền vững chung, cũng như
về độ bền vững cục bộ của các phần tử riêng biệt. Khi tính độ bền vững cục bộ của các
phần tử chỉ xét đến các tải trọng tác động trực tiếp đặt lên chúng.
10.25. Khi tính buồng âu, áp lực đất đắp được lấy:
+ Khi buồng âu đầy nước, bằng tổng áp lực đất chủ động và bị động, phát sinh
dưới tác dụng của áp lực nước tĩnh lên tường buồng âu.
+ Khi buồng âu đã tháo nước hoặc đã tiêu khô trong thời gian sữa chữa, bằng tổng