Vui lòng download xuống để xem tài liệu đầy đủ.

BÀI GIẢNG: THIẾT KẾ XÂY DỰNG CỐNG

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: pdf | 0 trang

0
119
lượt xem
49
download

Cống là một công trình nhân tạo khá phổ biến trên một tuyến đường. Tác dụng chủ yếu của cống là dùng để thoát nước của các dòng chảy thường xuyên hay định kỳ chảy qua phía dưới nền đắp, ngoài ra cống còn làm đường chui dân sinh. - Khẩu độ cống là chiều rộng lớn nhất của tiết diện thoát nước. Trường hợp cống có nhiều lỗ thì khẩu độ được tính bẳng tổng số khẩu độ của mỗi lỗ. ...

BÀI GIẢNG: THIẾT KẾ XÂY DỰNG CỐNG
Nội dung Text

  1. BÀI GIẢNG THIẾT KẾ XÂY DỰNG CỐNG Thành phó Hồ Chí Minh
  2. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CỐNG Trang PHỤ LỤC 3 Chương I Mở đầu 3 Đ 1.1. Giới thiệu chung về cống 4 Đ 1.2. Phân loại và cấu tạo chung cống 4 1.2.1 Phân loại cống 5 1.2.2 Các bộ phận cơ bản của cống 8 Đ 1.3. Đặc điểm cống vùng sườn núi 10 Chương II Đặc điểm và cấu tạo các loại cống 10 Đ 2.1. Cống tròn bê tông cốt thép 10 2.1.1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 10 2.1.2 Cấu tạo 13 Đ 2.2. Cống vòm gạch, đá, bê tông 13 2.2.1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 14 2.2.2 Cấu tạo 16 Đ 2.3. Cống bản chìm 16 2.3.1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 16 2.3.2 Cấu tạo cống bản chìm 17 Đ 2.4. Cống gỗ và cống kim loại 17 2.4.1 Cống gỗ 18 2.4.2 Cống kim loại 19 Chương III Thiết kế cống 19 Đ 3.1. Khái niệm 19 Đ 3.2. Các tài liệu cần thiết cho thiết 20 Đ 3.3. Chọn loại cống 20 3.3.1 Nguyên tắc 20 3.3.2 So sánh giữa cống và cầu nhỏ 21 Đ 3.4. Tính toán khẩu độ cống 21 3.4.1 Các chế độ chảy của nước trong cống 22 3.4.2 Tính toán khẩu độ cống 23 3.4.3 Lưu ý 25 3.4.4 Ví dụ tính toán 25 Đ 3.5. Xác định vị trí cống 25 3.5.1 Sự tương quan giữa tuyến đường và các dòng nước 26 3.5.2 Nguyên tắc bố trí cống 26 3.5.3 Bố trí cống trên bình đồ 28 3.5.4 Bố trí cống trên cắt hình cắt dọc 29 3.5.5 Xác định chiều dài cống 31 Đ 3.6. Tính toán xói lở hạ lưu và gia cố lòng dẫn sau công trình Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 2
  3. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 31 3.6.1 Nguyên nhân xói lở lòng dẫn sau công trình 32 3.6.2 Tính toán xói lở và gia cố hạ lưu công trình 34 Đ 3.7. Nguyên lý tính toán kết cấu 34 3.7.1 Tải trọng tính toán 37 3.7.2 Sơ đồ tính toán 37 Đ 3.8. Trình tự thiết kế và đồ án thiết kế 37 3.8.1 Trình tự thiết kế 38 3.8.2 Đồ án thiết kế 39 Chương IV Xây dựng và sửa chữa cống 39 Đ 4.1. Khái niệm 39 Đ 4.2. Công tác chuẩn bị 39 4.2.1 Chế tạo các cấu kiện lắp ghép 41 4.2.2 Tổ chức và bố trí kho bãi chứa vật liệu, cấu kiện và nơi chế tạo các cấu kiện đúc sẵn 41 4.2.3 Xếp dỡ và vận chuyển cấu kiện 42 4.2.4 Đo đạc và định vị cống trên thực địa 43 Đ 4.3. Đào hố móng 43 Đ 4.4. Xây dựng móng cống 43 4.4.1 Móng lắp ghép 44 4.4.2 Móng đúc liền khối 45 Đ 4.5. Xây dựng đầu cống và thân cống 45 4.5.1 Lắp ghép bằng cơ giới 46 4.5.2 Lắp đặt bằng thủ công 47 Đ 4.6. Đắp đất xung quanh cống và gia cố thượng hạ lưu 48 Đ 4.7. Xây dựng cống vòm, cống bản 50 Đ 4.8. Xây dựng cống dốc vùng núi dốc 50 Đ 4.9. Tổ chức xây dựng cống 51 Đ 4.10. Xây dựng lại và sửa chữa cống 51 4.10.1 Xây dựng lại cống 52 4.10.2 Sửa chữa cống 53 Phụ lục 54 Tài liệu tham khảo Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 3
  4. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 Ch­¬ng I MỞ ĐẦU Nội dung:  Giới thiệu chung về cống  Phân loại và cấu tạo chung cống  Đặc điểm cống vùng sườn núi § 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỐNG - Cống là một công trình nhân tạo khá phổ biến trên một tuyến đường. Tác dụng chủ yếu của cống là dùng để thoát nước của các dòng chảy thường xuyên hay định kỳ chảy qua phía dưới nền đắp, ngoài ra cống còn làm đường chui dân sinh. - Khẩu độ cống là chiều rộng lớn nhất của tiết diện thoát nước. Trường hợp cống có nhiều lỗ thì khẩu độ được tính bẳng tổng số khẩu độ của mỗi lỗ. - Số lượng các công trình thoát nước trên tuyến phụ thuộc vào điều kiện địa hình, khí hậu trong đó cống chiếm 80%-:-90% số lượng các công trình thoát nước. Ở Việt Nam đối với đường cấp IV miền núi trung bình 1km đường có 4-:-9 cái cống. Giá thành xây dựng cống thường chiếm 10%-:-20% giá thành toàn bộ tuyến. - Cống khác cầu nhỏ ở chỗ là nước chảy trong cống không những chỉ có chế độ chảy không áp mà còn có loại chảy có áp hoặc bán áp và chiều cao đất đắp trên đỉnh cống (kể cả chiều dày kết cấu áo đường) tối thiều là 0,5m (đối với đường ôtô) còn đối với đường sắt tối thiểu là 1,0m. - Khi giá thành xây dựng cống và cầu như nhau thì việc lựa chọn dùng cống có những ưu điểm sau: +) Cống không làm thay đổi các điều kiện chuyển động của xe ôtô chạy trên đường khi qua vị trí cống; không hạn chế mặt đường và lề đường; không yêu cầu thay đổi loại kết cấu mặt đường trên cống. +) Việc bố trí cầu trên đường cong (cong bằng hoặc cong đứng) hay trên đường dốc thường gây nên sự phức tạp về kết cấu; song đối với cống có thể bố trí một cách dễ dàng với bất kỳ một tổ hợp nào của biểu đồ và trắc dọc mà vẫn không gây nên sự phức tạp của kết cấu. +) Do nằm sâu dưới nền đường nên sự tăng tải trọng của đoàn xe ít ảnh hưởng đến cống. Vì vậy khi nâng cấp đường (tăng cấp tải trọng) ít khi phải tăng cường cống (nhất là khi chiều cao đất đắp trên đỉnh cống  2m). +) Người ta chỉ dùng cầu khi mà cống không thể đảm bảo thoát hết nước chảy qua đường. Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 4
  5. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 § 1.2. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO CHUNG CỐNG 1.2.1 Phân loại cống (a). Theo vật liệu xây dựng: +) Cống gạch: chủ yếu là cống vòm gạch; +) Cống đá: có thể làm thành cống bản hoặc cống vòm đá. Cống đá thường rẻ, chi phí bảo dưỡng thấp; +) Cống bê tông: thường là cống tròn 4 khớp, cống vòm. Ưu điểm là tiết kiệm được cốt thép, dễ đúc; nhược điểm dễ bị hư hỏng nếu thi công không tốt, khó sửa chữa; +) Cống bê tông cốt thép (BTCT): thường là cống tròn, cống bản, cống hình hộp hoặc cống vòm. Ưu điểm là bền chắc dễ vận chuyển và lắp ghép. Nhược điểm là tốn cốt thép. Cống hộp thường có giá thành cao; +) Cống gỗ; +) Cống kim loại,... (b). Theo hình thức cấu tạo chia thành: +) Cống tròn: đường kính cống thường là 0,75-:-2,0m. Đặc điểm chịu lực tốt, thích hợp với các loại nền móng, giá thành tương đối thấp. Tuy nhiên không sử dụng được ở những nơi nền đắp thấp; +) Cống bản nắp: do đặc điểm chịu lực của tấm bản nên có thể bố trí ở những nơi đắp thấp và cũng có thể làm thành cống bản nổi; +) Cống vòm; +) Cống hộp: thích hợp với những chỗ nền móng tương đối yếu, lưu lượng thoát nước tương đối lớn hoặc dùng làm cống chui dân sinh. Giá thành cao, thi công phức tạp; (c). Dựa theo tình hình đất đắp trên cống chia thành: +) Cống chìm: chiều cao đất đắp trên cống  50cm, thích hợp với những đoạn nền đường đắp cao hay suối sâu; +) Cống nổi: đỉnh cống nằm ngay dưới lớp kết cấu áo đường hoặc nằm tực tiếp trên bề mặt xe chạy. Loại cống này thích hợp với những đoạn nền đường đắp thấp hay các đoạn mương rãnh nông. (d). Dựa theo tính chất thuỷ lực: +) Cống chảy không áp: khi chiều sâu mực nước ở cửa vào nhỏ hơn chiều cao miệng cống, mực nước trên toàn bộ chiều dài cống thường không tiếp xúc với đỉnh cống. Loại này thường dùng cho phần lớn các loại cống; +) Cống chảy bán áp: khi chiều sâu mực nước ở cửa vào tuy lớn hơn chiều cao cửa cống, nhưng nước chỉ ngập miệng mà không ngập trên toàn bộ chiều dài cống; Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 5
  6. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 +) Cống chảy có áp: chiều sâu mực nước ở cửa vào lớn hơn chiều cao cửa cống, dòng chảy trong phạm vi toàn chiều dài cống đều chảy đầy, không có mặt tự do. Loại này thường sử dụng ở những vị trí có suối sâu, nền đường đắp cao và không gây ngập lụt cho ruộng đồng; +) Cống xi-phông: thường dùng khi nền đường đắp thấp, mực nước hai bên đường thường cao hơn của cống và nhất là với các tuyến đường cắt qua mương tưới tiêu thuỷ lợi. Cửa vào của cống xi-phông phải bố trí theo kiểu giếng thẳng đứng bao gồm cả bộ phận chống lắng đọng. Cống xi-phông cần phải đảm bảo không bị thấm nước ra ngoài. (e). Theo số lỗ của cống: +) Cống đơn +) Cống đôi +) Cống ba, thậm chí bốn. Cống đơn Cống đôi Cống ba H×nh 1- 1. Phân loại cống theo số lỗ 1.2.2 Các bộ phận cơ bản của cống Cấu tạo một cống bao gồm 3 bộ phận cơ bản như sau:  Đầu cống  Thân cống  Móng cống Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 6
  7. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 H×nh 1- 2. Các thành phần cấu tạo cơ bản của cống 1- đốt cống ; 2- tường đầu cống ; 3- tường cánh cống ; 4- gia cố sân cống 5- móng thân cống ; 6- móng đầu cống ; 7- khe nối đốt cống ; 8- đất đắp trên cống (a). Đầu cống - Tác dụng: +) Điều tiết dòng nước chảy vào và chảy ra khỏi cống; +) Giữ ổn định cho mái dốc nền đắp hai đầu cống; +) Giữ ổn định cho cống không bị dịch chuyển dọc. Các bộ phận cơ bản của đầu cống gồm có: - +) Tường đầu, tường cánh được xây bằng đá hộc, gạch nung hoặc bê tông M150. Mặt ngoài cống và phần tiếp giáp giữa tường đầu với nền đất trát lớp vữa xi măng M100 dày 1cm. +) Sân cống và gia cố thượng, hạ lưu cống. Các dạng đầu cống: Có nhiều kiểu khác nhau nhưng phổ biến gồm có các kiểu sau - đây: +) Kiểu hành lang:  Đặc điểm: có hai tường kéo dài song song với tim cống, được uốn cong ở hai đầu ngoài và có chiều cao không đổi.  Ưu điểm: cải thiện tốt điều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lực nhỏ mặt khác do có hai tường kéo dài song song nên bậc nước dầu tiên trước cống bị đẩy lùi và nằm hoàn toàn ngoài đầu cống mà không rơi vào trong thân cống.  Nhược điểm: tốn vật liệu và thi công tương đối phức tạp. +) Kiểu tường cánh chéo:  Đặc điểm: Là dạng cải tiến của kiểu hành lang, có hai tường cánh được đặt mở rộng đầu ra phía ngoài và chiều cao thay đổi dần, phù hợp với độ dốc của mái dốc nền đường. Góc mở tốt nhất của tường cánh so với tim cống khoảng 300 đối với tường cánh thượng lưu và từ 120-:-150 đối với tường cánh hạ lưu. Trường hợp lưu tốc hạ lưu không lớn lắm thì dùng chung góc mở 300 cho cả 2 phía.  Ưu điểm: cải thiện tốt diều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lục nhỏ và cấu tạo đơn giản dễ thi công. Vì vậy đây là loại được sử dụng rất phổ biến.  Nhược điểm: bậc nước đầu tiên trước cống không nằm hoàn toàn ở ngoài đầu cống mà rơi một phần vào trong thân cống. Để khắc phục và tăng khả năng thoát nước cho cống có thể tôn cao đoạn thân cống kề với đầu cống thượng lưu. +) Kiểu 1/4 nón: Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 7
  8. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012  Đặc điểm: gồm tường đầu và hai phần 1/4 hình nón. Kiểu này có đặc điểm tương tự kiểu tường cánh chéo.  Ưu điểm: so với kiểu tường cánh chéo thì tiết kiệm được bê tông hai tường cánh mà thay bằng hai khối đất 1/4 nón có mặt ngoài lát đá.  Nhược điểm: việc xây dựng hai khối 1/4 nón tương đối phức tạp. +) Kiểu tường đầu và kiểu cổ áo:  Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ thi công và tốn ít vật liệu.  Nhược điểm: không cải thiện điều kiện dòng chảy của dòng nước qua cống dẫn đến tổn thất thuỷ lực lớn. +) Kiểu hình loa:  Ưu điểm: có hình dạng phù hợp với dòng chảy, đảm bảo điều kiện của dòng nước qua cống là tốt nhất, giảm sức cản thuỷ lực.  Nhược điểm: thi công tương đối phức tạp. (b). Thân cống - Là bộ phận chủ yếu của cống cho nước thoát qua dưới nền đường và chịu toàn bộ tải trọng của đất xung quanh và của đoàn xe tác dụng lên nó. Tải trọng tác dụng không phân bố đều theo chiều dọc cống: phần giữa cống có trị số - lớn nhất sau đó giảm dần về hai phía đầu cống, do đó nền đất dưới cống thường bị lún không đều dẫn đến cống dễ bị uốn dọc hoặc bị nứt vỡ. Do đó người ta thường chia thân cống thành các đoạn, ở giữa các đoạn bố trí một khe phòng lún bằng các vật liệu đàn hồi như đay tẩm bitum, matit bitum,... được nhét đầy và kín các khe tránh cho nước không bị thấm xuống nền đất. Đối với các loại cống tròn thi công lắp ghép người ta thường đúc cống thành các - đoạn nhỏ có chiều dài 1 đốt là 1m, còn đối với các loại cống thi công đổ liền tại công trường (cống hộp) người ta thường chia ra làm nhiều đoạn, mỗi đoạn có chiều dài thường 3-:-5m. 1 2 H×nh 1- 3. Sơ đồ tải tọng tác dụng dọc theo thân cống 1- áp lực tác dụng do hoạt tải ; 2- áp lực tác dụng do tĩnh tải (c). Móng cống Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 8
  9. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 Có tác dụng truyền và phân chia áp lực của tải trọng xuống nền đất và giữ ổn định - cho cống theo phương thẳng đứng. Trong một số trường hợp móng hai đầu cống còn có tác dụng giữ ổn định dọc cống, không cho cống bị trôi và chống thấm nước vào nền đất dưới móng cống. Móng cống có cấu tạo tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của công - trình. Thông thường nền móng của cống được chia làm 3 loại bao gồm: +) Loại I: móng cống đặt trên nền đất thiên nhiên. Loại móng này áp dụng đối với loại đất nền là sỏi cuội, cát chặt, sét cứng có cường độ > 2,5kg/m2. Cao độ đặt cống trên mực nước ngầm tối thiểu là 0,3m. +) Loại II: móng cống là một lớp đệm đá dăm trộn cát. Loại móng này áp dụng đối với nền là đá phong hoá hoặc lớp đất sét, cát hạt nhỏ, nền đất không thoát nước. +) Loại III: móng được xây bằng đá có cường độ 40kg/m2 trở lên hoặc gạch mác M100 xây bằng vữa xi măng mác M100, làm bằng bê tông hoặc BTCT lắp ghép. Loại móng này được áp dụng đối với tất cả các loại đất sét, đất cát có cường độ tính toán lớn hơn ứng suất tính toán dưới đất móng. - Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo của các loại móng cống mà người ta lại chia ra làm loại là móng mềm và móng cứng. Móng cứng là loại móng cống được đặt trên nền đá tự nhiên hay móng đá xây, bê tông, bê tông độn đá hộc, hoặc BTCT. - Khi xây dựng các cống có mặt cắt ngang lớn trong nền đất yếu hoặc nền đất đắp cao hoặc cống có độ dốc lớn nên dùng kiểu móng cống dạng khối để tránh cho cống không bị biến dạng cục bộ do móng bị lún không đều. (d). Đất đắp trên cống - Để bảo vệ thân cống và lớp sơn phòng nước thì sau khi xây xong cống phải đắp ngay đất trên các đoạn cống, đất đắp trên cống dùng như loại đất đắp nền. Khi đắp phải chia thành từng lớp dày 15-:-20cm. § 1.3. ĐẶC ĐIỂM CỐNG VÙNG SƯỜN NÚI Khi tuyến đường đi qua vùi đồi núi hiểm trở, sườn dốc lớn thì độ dốc mặt đất tự nhiên thường rất lớn vì vậy khi đặt cống thì độ dốc đáy cống cũng thường rất lớn. Để đảm bảo an toàn cho cống và thoát nước thì cần phải xây dựng các công trình phụ trợ ở thượng lưu và hạ lưu cống. Các công trình phụ trợ cho cống trên dốc lớn gồm có: dốc nước (loại có tiết diện không đổi và loại có tiết diện thay đổi); bậc nước (loại đơn, nhiều bậc, và loại bậc nước có giếng tiêu năng hoặc không có giếng tiêu năng); giếng tiêu năng,... (a) Dốc nước Là hình thức đem độ chênh cao của đáy suối phân bố trên một đoạn dài nào đó, được xác định bởi thế năng của dốc nước. (b) Bậc nước Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 9
  10. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 Là hình thức giảm đột ngột lưu lượng tập trung ở một (bậc đơn) hoặc nhiều mặt cắt (đa bậc) nhằm khắc phục độ chênh cao của đáy suối. (c) Giếng tiêu năng Là hình thức giảm thế năng và lưu tốc trong một cự ly ngắn. Khi lưu lượng dòng nước nhỏ, nền đường nửa đào nửa đắp hoặc nền đắp thấp hoặc dòng nước phân tán thì thường phải xây hố thu ở đầu cống thượng lưu. Ngoài ra khi dòng chảy quanh co thì cần có biện pháp nắn dòng bên cạnh đó còn có các công trình phụ trợ khác như tường hay kè hướng dòng, mương dẫn, và mương thoát nước,.. 1 mÆt c¾t ngang tim cèng b¶n mÆt c¾t däc cèng b¶n 2 1: 0.7 5 3 1: 1. 0 4 H×nh 1- 4. Ví dụ về công trình thoát nước vùng núi 1- rãnh đỉnh ; 2- hố tụ nước ; 3- bậc nước ; 4 - giếng tiêu năng Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 10
  11. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 Ch­¬ng II ĐẶC ĐIỂM VÀ CẤU TẠO CÁC LOẠI CỐNG Nội dung:  Cống tròn bê tông cốt thép  Cống vòm gạch, đá, bê tông  Cống bản  Cống gỗ và cống kim loại § 2.1. CỐNG TRÒN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2.1.1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng - Ngoài những đặc điểm chung đã nêu ở chương I, cống tròn BTCT còn có những ưu điểm nổi bật hơn so với các loại cống khác như sau: +) Cấu tạo đơn giản, dễ thi công đúc sẵn trong công xưởng; +) Dễ cơ giới hoá trong thi công; +) Rút ngắn thời gian xây dựng, có hiệu qủa kinh tế cao. - Cống tròn BTCT thường được sử dụng với khẩu độ từ 0,75-:-2m với lưu lượng lên tới 23m3/s. - Những trường hợp sau đây thì không nên dùng: +) Chiều cao đất đắp không đủ hoặc chiều cao nước dâng trước cống lớn hơn quy định; +) Ở nơi đất đắp quá cao dẫn đến cống sẽ rất dài gây khó khăn cho việc bảo dưỡng; +) Lưu lượng nước quá lớn; +) Không dùng ở những nơi dòng chảy chứa bùn, cát, cây cối,... nếu dùng phải có biện pháp đặc biệt tránh làm tắc cống như làm bể lắng phù sa; +) Cống có chức năng cho người, xe qua lại (cống chui dân sinh); +) Nơi có địa chất yếu như than, bùn, đầm lầy,... 2.1.2 Cấu tạo (a) Đầu cống: Có thể dùng tất cả các kiểu đầu cống như đã nêu ở chương 1. Đầu cống 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 tấm 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/cm2. +) Nếu đầu cống làm bằng bê tông đổ tại chỗ thì mác bê tông không thấp hơn M150. +) Nếu đầu cống được đúc sẵn thì mác bê tông không thấp hơn M200. Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 11
  12. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 (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 nối 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-:-26cm để 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 dẻo dày 15-:-20cm. +) Để tăng khả năng thoát nước của cống 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 dày đốt cống phụ thuộc vào cấp tải trọng (loại xe), chiều cao đất đắp, khẩu độ cống và thường có giá trị 8-:-15cm hoặc 20cm. * Bố trí cốt thép cống: +) 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.  Kiểu 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:  Việc bố trí cốt thép thành từng vòng riêng biệt có nhược điểm lớn là số mối nối cốt thép nhiều (ở mỗi vòng 1 mối nối) nên tổn thất ứng suất trong cốt thép Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 12
  13. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 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 bố trí thành từng vòng riêng biệt. Vì vậy kiểu bố 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 []  6kG/cm2). MÆT C¾T I-I MÆT C¾T II-II 1000 900 HµN 100 25 75 4x200=800 100 1-D10-01-SPRING 4x200=800 28 44 28 100 CèT THÐP NGOµI 300 1-D10-02-SPRING 1-D10-02-SPRING OUTER DIA = 1148 INNER DIA = 1054 100 32-D6-03 1-D10-01-SPRING 1-D10-02-SPRING Ø1000 1000 100 Ø1 20 0 300 32-D6-04 CèT THÐP TRONG 48-D6-04 28 44 28 4x200=800 1-D10-02-SPRING 100 CHI TIÕT A 900 100 75 100 4x200=800 25 Lmin = 1000 CHI TIÕT A VËt liÖu tr¸t mèi nèi 40 15 45 100 50 H×nh 2.1- Ví dụ bố trí cốt thép trong đốt cống tròn 1,0m (cốt thép kiểu xoắn ốc) (c) Móng cống: 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,... Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 13
  14. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 mãng cèng kiÓu I mãng cèng kiÓu IV-A §¾p ®Êt xung quanh cèng §¾p ®Êt xung quanh cèng 2d 2d 2d 2d     d d 120° 120°  20    S ChÌn b»ng ®Êt t¹i chç H×nh 2.2 - a: NÒn lµ sái cuéi chÆt, c¸t th« hoÆc v÷a §Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th«   S H×nh 2.2 - d: NÒn lµ ®¸ phong ho¸ mãng cèng kiÓu II §¾p ®Êt xung quanh cèng mãng cèng kiÓu IV-B §¾p ®Êt xung quanh cèng 2d 2d 2d 2d   d 120°   d 30  120° c . §Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th«   S S Líp chÌn b»ng bª t«ng thõ¬ng H×nh 2.2 - b: NÒn lµ ®©t sÐt, sÐt pha c¸t, c¸t mÞn ë n¬i kh« r¸o H×nh 2.2 - e: NÒn lµ ®¸ kh«ng phong ho¸ mãng cèng kiÓu III §¾p ®Êt xung quanh cèng KhÈu ®é KÝch thø¬c (cm) S: cho c¸c kiÓu mãng cèng d 2d 2d m l c I II III IV-A IV-B  0.75 17 23 8 114 54 91 74 78   d 120° 1.00 24 31 9/12 149 89 124 109 107 . 1.25 30 38 10/13 190 130 151 150 130 l 30 §¸ héc x©y v÷a xi m¨ng M150 1.50 35 45 12/15 230 170 180 190 156 30 §Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th« H×nh 2.2 - c : NÒn lµ ®©t sÐt, sÐt pha c¸t, c¸t mÞn ë n¬i Èm ø¬t hoÆc hoÆc c¸t pha sÐt ë n¬i kh« r¸o hoÆc ©m ø¬t § 2.2. CỐNG VÒM GẠCH, ĐÁ, BÊ TÔNG 2.2.1. 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 tốt còn khả năng chịu kéo nén là rất 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 tiết kiệm bê tông, cốt thép; +) Thời gian sử dụng lâu dài có thể tới 50-:-60 năm; +) Bố trí ở những nơi có độ dốc tự nhiên lớn; Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 14
  15. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 +) Sử dụng rộng rãi nhân công trong công tác xây dựng. - 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. - Điều 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. 2.2.2. Cấu tạo Hình 2.3- Mặt cắt ngang cống vòm gạch (a) Đầu cống: phổ biến dùng kiểu tường cánh chéo với góc mở 300 đối với đầu cống thượng lưu và 14-:-150 đối với đầu cống hạ lưu. Đoạn vào giáp đầu cống thượng lưu Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 15
  16. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 thường tôn cao với chiều cao không đổi để tăng khả năng thoát nước và tận dụng diện tích thoát nước của các đoạn cống còn lại. (b) Thân cống được chia ra làm các đoạn dài 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 đay tẩm bitum hoặc matit bitum. Thân cống được cấu tạo gồm các bộ phận: vành vòm, tường bên, lòng cống. Hình 2.4- Phối cảnh cấu tạo vành vòm 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 dày 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. Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 16
  17. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 +) 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 khẩu độ trên 3m thì dùng loại vòm có tường bên thay đổi để tiết kiệm vật liệu. +) Lòng cống có cấu tạo bằng đá xây hay đá lát có trát xi măng và có dạng cung tròn có tác dụng cải thiện điều kiện chảy của dòng 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 đổ 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 dẻo dày 15-:-20cm. Trường hợp khẩu độ lớn phải có biện pháp thoát nước dọc 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 dưới 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. Khi khẩu độ cống không lớn và đất móng cống mềm có cường độ không lớn lắm thì dùng khối móng chung cho cả hai tường. (f) Vật liệu xây dựng: thường là gạch, đá, bê tông. +) Cường độ kháng ép của đá không thấp hơn 200kG/cm2, đối với gạch không thấp hơn 75kG/cm2; vữa xây vành vòm mác không thấp hơn M75 và không thấp hơn M50 dùng cho xây tường và móng. +) Bê tông dùng làm cống vòm mác không thấp hơn M200 với vành vòm và không thấp hơn M150 đối với các bộ phận khác. +) Cống vòm ngoài hình thức xây gạch đá còn có hình thức xếp đá. Loại này tiết kiệm được vật liệu nhưng tốn công xây dựng. § 2.3. CỐNG BẢN CHÌM 2.3.1. Đặc điểm và phạm vi sử dụng - Sử dụng được ở những nơi có nền đắp thấp. - Tấm bản đậy bằng BTCT. Nếu thi công đổ tại chỗ tấm bản thì cấu tạo ván khuôn đơn giản, nếu thi công lắp ghép thì thời gian xây dựng ngắn, có thể thi công cơ giới toàn bộ. 2.3.2. Cấu tạo cống bản chìm - Đầu cống thường dùng loại tường cánh chéo hoặc thẳng. Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 17
  18. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 - Thân cống được chia ra làm nhiều đoạn ở giữa mỗi đoạn là các khe phòng lún. Chiều dài mỗi đoạn từ 2-:-5m, khe phòng lún được nhét đầy matít nhựa từ phía ngoài vào trong. - Tấm bản đậy bằng BTCT có dạng hình chữ nhật hoặc chữ T; chiều dài mỗi tấm thường dùng 1m. Chiều dày tấm đậy thay đổi tuỳ theo khả năng chịu lực, thường là 14cm hoặc 16cm cho tới 22cm. Bê tông chế tạo có mác không thấp hơn M200. - Tường cánh có các loại như đối với cống tròn, vật liệu chế tạo có thể là bê tông hoặc xây đá. Tường cánh có chiều cao thay đổi hoặc không đổi. MÆt c¾t ngang A-A mÆt c¾t däc cèng b¶n bxh=0.75x0.75 THUONG LUU §Êt ®¾p K98 HA LUU A B B¶n BTCT M350 BT M200 §¸ héc x©y M100 .0 1: 1:1 1.0 §¸ d¨m ®Öm dµy 10cm Chèt thÐp D14, L=500 BT M250 A B 1/2 MÆt b»ng cèng ®· lÊp ®Êt MÆt c¾t ngang B-B 30° 30 ° 3 0° 30° Chèt thÐp D14, L=350 1/2 MÆt b»ng cèng ch­a lÊp ®Êt Hình 2.6- Cấu tạo cống bản § 2.4. CỐNG GỖ VÀ CỐNG KIM LOẠI 2.4.1. Cống gỗ (a). Đặc điểm và phạm vi sử dụng - Gỗ là vật liệu dùng khá phổ biến và có sẵn ở nước ta vì vậy mà trong một số trường hợp nhất định gỗ được dùng làm các công trình thoát nước. - Đặc điểm của cống gỗ: +) Do cấu tạo có nhiều khung nên sức cản thuỷ lực lớn. +) Dễ mục nát, thời gian sử dụng ngắn khoảng 3-:-4 năm, thường xuyên sửa chữa do vậy làm gián đoạn giao thông trên đường. Để kéo dài thời gian sử dụng cần phải có biện pháp phòng mục gỗ. +) Giá thành xây dựng rẻ do tận dụng vật liệu địa phương. +) Dễ xây dựng và thời gian thi công nhanh. +) Thi công hoàn toàn bằng thủ công. - Điều kiện sử dụng: +) Đường cấp thấp, đường tạm và đường tránh. +) Nơi có sẵn gỗ. Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 18
  19. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 +) Lưu lượng nước nhỏ. (b). Cấu tạo - Gồm các khung ngang ván lát xung quanh. Các khung thường được tạo thành hình tam giác, hình thang hay hình chữ nhật. Khi cùng khẩu độ thì mặt cắt hình chữ nhật cho khả năng thoát nước lớn hơn cả. Nếu do điều kiện gỗ hạn chế mà cần thoát lưu lượng nước lớn thì tốt nhất nên dùng kiểu cống hình thang. Kiểu khung đơn giản nhất, dễ xây dựng và xây dựng nhanh nhất. Khẩu độ cống tối đa lên tới 2m. - Tuỳ theo khả năng trình độ kỹ thuật và thời gian xây dựng cho phép mà quyết định sử dụng kiểu khung kê, khung chôn hay khung đóng. - Các khung ngang được đặt cách nhau 1,5-:-2m theo tính toán có tác dụng tạo thành các sườn giữ ổn định cho các tấm lát của thành bên và mái. Các tấm lát có thể dùng gỗ ván, gỗ tròn hay nửa tròn. - Cống gỗ kiểu khung kê thường đặt trên lớp đệm cát sỏi hay đá dăm. - Lòng cống được lát một lớp ván hay đá để tránh xói mòn, phía đầu cống phải đóng bằng cọc ván. - Tầng cách nước quanh cống được làm bằng đất sét dẻo dày 15-:-20cm. 2.4.2. Cống kim loại - Có khẩu độ từ 0,3-:-3m, khi cần khẩu độ thoát nước lớn thì dùng cống bằng gang. Cống kim loại là cống có kết cấu tiên tiến, thời gian thi công lắp đặt nhanh. Loại cống thoát nước bằng thép gợn sóng đảm bảo độ tin cậy về khai thác của công trình với chi phí ít nhất cho xây dựng và bảo dưỡng chúng. - Một trong những ưu điểm của cống bằng kim loại là việc thi công được tiến hành theo phương pháp lắp ghép và áp dụng rộng rãi cơ giới hoá. Lượng thép dùng trong chế tạo cống kim loại so với dùng để chế tạo cống BTCT không nhiều hơn bao nhiêu, thậm chí còn gần như nhau. Việc vận chuyển cống kim loại dễ dàng hơn rất nhiều so với cống BTCT. - Nhược điểm của loại cống này là dễ bị ăn mòn nhất là ở vùng đất và nước có hoạt tính ăn mòn cao. Do đó phải dùng loại cống có ít thành phần cacbon hoặc dùng các biện pháp chống ăn mòn như sơn, mạ, tráng kẽm... ở những vùng có tính ăn mòn cao còn phải phủ thêm 1 lớp matit ở bên ngoài. - Cống kim loại gợn sóng được dùng với các khẩu độ từ 0,5-:-3m và được tạo nên từ những tấm định hình với kích thước nhất định. Các tấm định hình có kích thước nếp uốn 130 x 32,5mm, chiều dày 1,5-:-2,5mm. Các cống lớn dạng cung tròn hay elip có nếp uốn lớn hơn (chiều cao nếp uốn tới 50mm và chiều dày tấm 4-:-5mm). Các tấm định hình có chiều dài 1760mm, khoảng rộng 1000mm. - ống cống được chia làm nhiều đốt, mỗi đốt có chiều dài khoảng 1m; 1,5m và 2m. Giữa các đốt cống được liên kết bằng bu lông và vòng đệm. Các mối nối dọc không Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 19
  20. ThiÕt kÕ vµ x©y dùng cèng Print 10/9/2012 được trùng nhau mà phải so le nhau. Khi cống dài phải phân đoạn, giữa các đoạn là khe phòng lún. Cống có thể đặt trực tiếp lên lớp đệm cát, đá dăm với chiều dày 40cm. Tæ §­êng _ Khoa C«ng tr×nh Trang 20

Có Thể Bạn Muốn Download

Đồng bộ tài khoản