Xem mẫu
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
Chương 3
CÔNG TRÌNH BẾN BỆ CỌC CAO
3.1. Khái niệm và phân loại.
3.1.1.Khái niệm.
Công trình bến bệ cọc cao gồm bệ cọc và nền cọc. Bệ cọc thường cách mặt đất một
khoảng nào đó. Công trình bến bệ cọc cao có thể chịu được tải trọng và ổn định được là
nhờ sức chống của nền cọc, chủ yếu là lực ma sát xung quanh cọc và một phần sức chống
ở mũi cọc. Bệ cọc có nhiệm vụ chịu toàn bộ tải trọng phía trên và truyền tải trọng đó cho
nền cọc, nền cọc tiếp nhận tải trọng do bệ cọc truyền xuống gồm tải trọng khai thác phía
trên và trọng lượng bản thân bệ, ... rồi truyền tải trọng này cho nền đất.
BÖ cäc
NÒn cäc
Hình 3_ 1 Cấu tạo công trình bến bệ cọc cao.
Phạm vi áp dụng:
Công trình bến bệ cọc cao có thể xây dựng ở bất kỳ nơi nào có thể đóng được cọc,
thích nghi với mọi loại hình, được dùng cho các bến nhỏ cũng như bến có độ sâu lớn.
3.1.2.Phân loại
3.1.2.1. Phân loại theo độ cứng của bệ
Dựa vào tỷ số giữa chiều rộng bệ (B) và chiều cao tính đổi (htđ) người ta chia công
trình bến bệ cọc cao ra làm ba loại.
B
≤ 7 : Bệ cọc cao cứng;
h td
4,3 ≤
3-1
B
≤ 7 : Bệ cọc cao không cứng;
h td
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
B
> 7 : Bệ cọc cao mềm.
h td
ht®
B
S
Hình 3_ 2 Sơ đồ tính độ cứng của bệ cọc.
3.1.2.2. Phân loại theo vị trí của công trình so với bờ
- Công trình bến liền bờ: có thể nối trực tiếp với bờ, hoặc nối với bờ thông qua công
trình sau bến;
- Công trình bến bệ cọc cao song song với bờ, nôi với bờ bằng cầu dẫn;
- Công trình bến nhô;
- Công trình bến bệ cọc cao xa bờ.
3.1.2.3. Theo dạng kết cấu
- Công trình bến bệ cọc cao rỗng;
- Công trình bến bệ cọc cao có tường cọc trước, công trình bến bệ cọc cao có tường
cọc sau.
3.1.2.4. Phân loại theo vật liệu
Công trình bến bệ cọc bằng gỗ, bê tông cốt thép, hỗn hợp BTCT và thép.
3.2.Cấu tạo công trình bến bệ cọc cao.
3.2.1. Cấu tạo của bệ cọc.
3.2.1.1. Bệ cọc cứng
Trước đây thường sử dụng, hiện nay ít dùng vì bề rộng của bệ thường rất hẹp, phần
lớn bệ đặt sâu trong đất nên loại bệ này thường chỉ xây dựng đối với bến yêu cầu độ sâu
trước bến không lớn lắm.
Để có thể tăng độ sâu trước bến, ngươi ta sử dụng tường cừ phía trước, hoặc tường
cừ sau;
3-2
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
1 ÷ 3cm
1
0:1
9
7
3:1 ÷ 1
>1 m
MNTTK
4
< 3,0 m
8
5
3
3 ÷ 4m
1:1
,
1
5÷
75
:1,
(0,5 ÷ 1,0) m
> 1,0 m
2 ÷ 3m
6
2
Hình 3_ 3Cấu tạo công trình bến bệ cọc cao.
1-Bệ cọc; 2-Nền cọc; 3-Đá đổ gầm bến; 4-Công trình sau bến; 5-Tầng lọc ngược
6-Chân khay; 7-Kết cấu đỡ tàu; 8-Bích neo tàu; 9-Kết cấu đệm tàu
T−êng cõ
tr−íc
T−êng cõ
sau
Hình 3_ 4 Bệ cọc cứng với tường cừ trước và sau.
- Khi trên bến có cần trục cổng thì chân trước bao giờ cũng nằm trong phạm vi bệ.
Chân sau thường nằm ngoài bệ. Trong trường hợp đó cần đóng thêm một hàng cọc dưới
đường cần trục kết hợp với dầm dọc để đỡ đường ray.
Nếu không đóng hàng cọc này thì cần chú ý xử lý hiện tượng lún không đều giữa
chân trước và chân sau.
3-3
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
Hình 3_ 5 Bệ cọc cứng có cần trục.
- Theo chiều dọc bến của công trình bến bệ cọc cao nói chung được chia thành các
phân đoạn đều nhau, giữa các phân đoạn có khe phòng lún, co dãn nhiệt độ bề rộng từ (13)cm. Chiều dài các phân đoạn phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình, điều kiện thi
công... quyết định. Tuy nhiên thường được chọn trong phạm vi từ 25 ÷ 50m.
- Kết cấu của bệ thường là bản không dầm.
3.2.1.2. Bệ cọc mềm
Là hình thức kết cấu được sử dụng rộng rãi từ trước cho đến nay. Kết cấu bệ bao
gồm các loại sau:
a)
b)
hb
h dn
hb
c)
B¶n kh«ng dÇm
d)
B¶n - dÇm ngang
hb
h dn h dd
hb
h dd
B¶n - dÇm däc
B¶n - dÇm ngang - dÇm däc
Hình 3_ 6 Kết cấu bệ cọc mềm.
1) Bản không dầm:
Chiều dày bản (45÷60)cm nếu bên trên có đường sắt và đường cần trục thì trên bản
phải đổ một lớp bê tông cốt thép hoặc không cốt thép có chiều cao (10÷15)cm để tạo mặt
bằng phẳng sau khi lắp đường sắt và đường cần trục.
2) Bản có dầm ngang (hoặc dầm dọc):
3-4
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
Chiều cao bản hb = (25÷50)cm chiều cao dầm do tính toán để định ra, sơ bộ chọn
(0,5÷1,0)m, bề rộng của dầm ngang (hoặc dầm dọc) chú ý phải đủ rộng để bố trí liên kết
với các cọc, nhất là cọc xiên chụm đôi
3) Bản có dầm ngang và dầm dọc
Chiều cao của bản hb =(18÷25)cm, chiều cao dầm theo tính toán sơ bộ có thể chọn
(40÷75)cm. Bề rộng của dầm ngang (hoặc dọc) chú ý phải đủ rộng để thỏa mãn liên kết
giữa cọc với dầm
4) Ghi chú:
Bản không dầm có mặt dưới thoáng, bằng phẳng khi nước mặn bốc hơi, ít bị đọng
lại cho nên kết cấu bị phá hoại ít;
Trường hợp bản có dầm ngang, dầm dọc thì nước mặn bốc hơi vị đọng nhiều nên
mức độ phá hoại lớn vì vậy trong tính toán thiết kế phải chọn mác bê tông và chiều dày
lớp bảo vệ cốt thép hợp lý;
Các cấu kiện: bản, dầm ngang, dầm dọc có thể là bê tông cốt thép thường hoặc bê
tông cốt thép ứng suất trước. Đối với một số bến nhỏ mang tính chất tạm thời bệ cọc có
thể sử dụng kết cấu kiểu hỗn hợp: dầm thép 0 bản gỗ; dầm thép bản bê tông cốt thép,
dầm bê tông cốt thép bản gỗ;
Mác bê tông làm bệ ≥ 200#, độ chôn sâu của cọc trong bệ (đài) không nhỏ hơn 1,5D
với D là đường kính hay là cạnh của cọc (chọn 1,5 ÷ 3D là vừa) ⇒ cốt thép chủ của cọc
phải được chôn sâu vào bệ ≥ 20d (với cốt thép gai) và ≥ 40d (đối với cốt thép tròn), để
thỏa mãn điều kiện liên kết ngàm. Độ chôn sâu của cọc lúc này có thể chỉ cần lấy bằng
05cm, đài cọc 10 ÷ 15cm.
3.2.2.Cấu tạo của nền cọc
3.2.2.1. Các loại cọc dùng trong bến bệ cọc cao
1) Cọc gỗ:
Có nhược điểm dễ bị môi trường xâm thực, khả năng chịu lực kém (P >30 ÷ 40T).
Hiện nay chỉ sử dụng cho công trình bến tạm, bến nhỏ và ở địa phương có nhiều gỗ.
2) Cọc bê tông cốt thép:
Có thể là bê tông cốt thép thường hoặc bê tông cốt thép ứng suất trước có mác bê
tông ≥ 300# có khả năng chịu lực lớn.
- Đối với cọc bê tông cốt thép dạng lăng trụ đặc
P = (60 ÷ 80)T và có thể > 100T;
- Đối với cọc bê tông cốt thép dạng trụ ống đường kính ≥ 1,40m thì P = 700 ÷ 800T;
- Kích thước cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông có thể chọn: 25 × 25cm; 30 ×
30cm; 35 × 35cm; 40 × 40cm; 45 × 45cm;
- Cọc bê tông cốt thép dạng trụ ống có đường kính (1,0÷ 2,0)m; bề dày thành ống
(8 ÷ 20)cm.
3-5
nguon tai.lieu . vn
Chương 3
CÔNG TRÌNH BẾN BỆ CỌC CAO
3.1. Khái niệm và phân loại.
3.1.1.Khái niệm.
Công trình bến bệ cọc cao gồm bệ cọc và nền cọc. Bệ cọc thường cách mặt đất một
khoảng nào đó. Công trình bến bệ cọc cao có thể chịu được tải trọng và ổn định được là
nhờ sức chống của nền cọc, chủ yếu là lực ma sát xung quanh cọc và một phần sức chống
ở mũi cọc. Bệ cọc có nhiệm vụ chịu toàn bộ tải trọng phía trên và truyền tải trọng đó cho
nền cọc, nền cọc tiếp nhận tải trọng do bệ cọc truyền xuống gồm tải trọng khai thác phía
trên và trọng lượng bản thân bệ, ... rồi truyền tải trọng này cho nền đất.
BÖ cäc
NÒn cäc
Hình 3_ 1 Cấu tạo công trình bến bệ cọc cao.
Phạm vi áp dụng:
Công trình bến bệ cọc cao có thể xây dựng ở bất kỳ nơi nào có thể đóng được cọc,
thích nghi với mọi loại hình, được dùng cho các bến nhỏ cũng như bến có độ sâu lớn.
3.1.2.Phân loại
3.1.2.1. Phân loại theo độ cứng của bệ
Dựa vào tỷ số giữa chiều rộng bệ (B) và chiều cao tính đổi (htđ) người ta chia công
trình bến bệ cọc cao ra làm ba loại.
B
≤ 7 : Bệ cọc cao cứng;
h td
4,3 ≤
3-1
B
≤ 7 : Bệ cọc cao không cứng;
h td
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
B
> 7 : Bệ cọc cao mềm.
h td
ht®
B
S
Hình 3_ 2 Sơ đồ tính độ cứng của bệ cọc.
3.1.2.2. Phân loại theo vị trí của công trình so với bờ
- Công trình bến liền bờ: có thể nối trực tiếp với bờ, hoặc nối với bờ thông qua công
trình sau bến;
- Công trình bến bệ cọc cao song song với bờ, nôi với bờ bằng cầu dẫn;
- Công trình bến nhô;
- Công trình bến bệ cọc cao xa bờ.
3.1.2.3. Theo dạng kết cấu
- Công trình bến bệ cọc cao rỗng;
- Công trình bến bệ cọc cao có tường cọc trước, công trình bến bệ cọc cao có tường
cọc sau.
3.1.2.4. Phân loại theo vật liệu
Công trình bến bệ cọc bằng gỗ, bê tông cốt thép, hỗn hợp BTCT và thép.
3.2.Cấu tạo công trình bến bệ cọc cao.
3.2.1. Cấu tạo của bệ cọc.
3.2.1.1. Bệ cọc cứng
Trước đây thường sử dụng, hiện nay ít dùng vì bề rộng của bệ thường rất hẹp, phần
lớn bệ đặt sâu trong đất nên loại bệ này thường chỉ xây dựng đối với bến yêu cầu độ sâu
trước bến không lớn lắm.
Để có thể tăng độ sâu trước bến, ngươi ta sử dụng tường cừ phía trước, hoặc tường
cừ sau;
3-2
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
1 ÷ 3cm
1
0:1
9
7
3:1 ÷ 1
>1 m
MNTTK
4
< 3,0 m
8
5
3
3 ÷ 4m
1:1
,
1
5÷
75
:1,
(0,5 ÷ 1,0) m
> 1,0 m
2 ÷ 3m
6
2
Hình 3_ 3Cấu tạo công trình bến bệ cọc cao.
1-Bệ cọc; 2-Nền cọc; 3-Đá đổ gầm bến; 4-Công trình sau bến; 5-Tầng lọc ngược
6-Chân khay; 7-Kết cấu đỡ tàu; 8-Bích neo tàu; 9-Kết cấu đệm tàu
T−êng cõ
tr−íc
T−êng cõ
sau
Hình 3_ 4 Bệ cọc cứng với tường cừ trước và sau.
- Khi trên bến có cần trục cổng thì chân trước bao giờ cũng nằm trong phạm vi bệ.
Chân sau thường nằm ngoài bệ. Trong trường hợp đó cần đóng thêm một hàng cọc dưới
đường cần trục kết hợp với dầm dọc để đỡ đường ray.
Nếu không đóng hàng cọc này thì cần chú ý xử lý hiện tượng lún không đều giữa
chân trước và chân sau.
3-3
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
Hình 3_ 5 Bệ cọc cứng có cần trục.
- Theo chiều dọc bến của công trình bến bệ cọc cao nói chung được chia thành các
phân đoạn đều nhau, giữa các phân đoạn có khe phòng lún, co dãn nhiệt độ bề rộng từ (13)cm. Chiều dài các phân đoạn phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình, điều kiện thi
công... quyết định. Tuy nhiên thường được chọn trong phạm vi từ 25 ÷ 50m.
- Kết cấu của bệ thường là bản không dầm.
3.2.1.2. Bệ cọc mềm
Là hình thức kết cấu được sử dụng rộng rãi từ trước cho đến nay. Kết cấu bệ bao
gồm các loại sau:
a)
b)
hb
h dn
hb
c)
B¶n kh«ng dÇm
d)
B¶n - dÇm ngang
hb
h dn h dd
hb
h dd
B¶n - dÇm däc
B¶n - dÇm ngang - dÇm däc
Hình 3_ 6 Kết cấu bệ cọc mềm.
1) Bản không dầm:
Chiều dày bản (45÷60)cm nếu bên trên có đường sắt và đường cần trục thì trên bản
phải đổ một lớp bê tông cốt thép hoặc không cốt thép có chiều cao (10÷15)cm để tạo mặt
bằng phẳng sau khi lắp đường sắt và đường cần trục.
2) Bản có dầm ngang (hoặc dầm dọc):
3-4
Chương 3. Công trình bến bệ cọc cao.
Chiều cao bản hb = (25÷50)cm chiều cao dầm do tính toán để định ra, sơ bộ chọn
(0,5÷1,0)m, bề rộng của dầm ngang (hoặc dầm dọc) chú ý phải đủ rộng để bố trí liên kết
với các cọc, nhất là cọc xiên chụm đôi
3) Bản có dầm ngang và dầm dọc
Chiều cao của bản hb =(18÷25)cm, chiều cao dầm theo tính toán sơ bộ có thể chọn
(40÷75)cm. Bề rộng của dầm ngang (hoặc dọc) chú ý phải đủ rộng để thỏa mãn liên kết
giữa cọc với dầm
4) Ghi chú:
Bản không dầm có mặt dưới thoáng, bằng phẳng khi nước mặn bốc hơi, ít bị đọng
lại cho nên kết cấu bị phá hoại ít;
Trường hợp bản có dầm ngang, dầm dọc thì nước mặn bốc hơi vị đọng nhiều nên
mức độ phá hoại lớn vì vậy trong tính toán thiết kế phải chọn mác bê tông và chiều dày
lớp bảo vệ cốt thép hợp lý;
Các cấu kiện: bản, dầm ngang, dầm dọc có thể là bê tông cốt thép thường hoặc bê
tông cốt thép ứng suất trước. Đối với một số bến nhỏ mang tính chất tạm thời bệ cọc có
thể sử dụng kết cấu kiểu hỗn hợp: dầm thép 0 bản gỗ; dầm thép bản bê tông cốt thép,
dầm bê tông cốt thép bản gỗ;
Mác bê tông làm bệ ≥ 200#, độ chôn sâu của cọc trong bệ (đài) không nhỏ hơn 1,5D
với D là đường kính hay là cạnh của cọc (chọn 1,5 ÷ 3D là vừa) ⇒ cốt thép chủ của cọc
phải được chôn sâu vào bệ ≥ 20d (với cốt thép gai) và ≥ 40d (đối với cốt thép tròn), để
thỏa mãn điều kiện liên kết ngàm. Độ chôn sâu của cọc lúc này có thể chỉ cần lấy bằng
05cm, đài cọc 10 ÷ 15cm.
3.2.2.Cấu tạo của nền cọc
3.2.2.1. Các loại cọc dùng trong bến bệ cọc cao
1) Cọc gỗ:
Có nhược điểm dễ bị môi trường xâm thực, khả năng chịu lực kém (P >30 ÷ 40T).
Hiện nay chỉ sử dụng cho công trình bến tạm, bến nhỏ và ở địa phương có nhiều gỗ.
2) Cọc bê tông cốt thép:
Có thể là bê tông cốt thép thường hoặc bê tông cốt thép ứng suất trước có mác bê
tông ≥ 300# có khả năng chịu lực lớn.
- Đối với cọc bê tông cốt thép dạng lăng trụ đặc
P = (60 ÷ 80)T và có thể > 100T;
- Đối với cọc bê tông cốt thép dạng trụ ống đường kính ≥ 1,40m thì P = 700 ÷ 800T;
- Kích thước cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông có thể chọn: 25 × 25cm; 30 ×
30cm; 35 × 35cm; 40 × 40cm; 45 × 45cm;
- Cọc bê tông cốt thép dạng trụ ống có đường kính (1,0÷ 2,0)m; bề dày thành ống
(8 ÷ 20)cm.
3-5