Kỹ thuật Nền móng

Xác định độ tăng sức kháng cắt của nền đất yếu trong quá trình đắp nền

Với trường hợp đắp nền đường theo một giai đoạn thì việc áp dụng công thức (1) là hoàn toàn sáng tỏ. Tuy nhiên, với trường hợp đắp nền đường theo nhiều giai đoạn, vừa đắp nền vừa chờ cố kết, thì vấn đề không còn đơn giản nữa, đặc biệt từ giai đoạn đắp nền thứ II trở đi. Cụ thể là: khi kết thúc giai đoạn đắp nền đường thứ I, nền đất yếu đã đạt được độ cố kết U₁, và sức kháng cắt c₁; trong giai đoạn đắp nền đường thứ II, đất nền vẫn còn phải chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp nền giai đoạn I, đồng thời còn chịu thêm ảnh hưởng của tải trọng đắp trong giai đoạn II (hình 1)...

Giới thiệu

   Trang web giới thiệu và cập nhật công nghệ mới trong lĩnh vực xây dựng thủy lợi, giao thông, dân dụng, đặc biệt là công nghệ ngăn sông rất được quan tâm trong giai đoạn này trước tình hình biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

       Mọi nội dung trong trang web này không gây ảnh hưởng đến tổ chức hay một cá nhân nào cũng như không vi phạm pháp luật. Hy vọng các bạn chia sẻ và trao đổi những kinh nghiệm hoặc tài liệu của mình để xây dựng trang web ngày càng phong phú về nội dung cũng như chất lượng

• Thiết kế, thẩm tra công trình dân dụng, giao thông, thủy lợi: nhà, cầu, đường, đập, cống, đê, kè...
• Chuyển giao/ hướng dẫn phần mềm địa kỹ thuật: PLAXIS, GEO-STUDIO..phần mềm kết cấu SAP2000, ANSYS...
• Luận văn/Luận án chuyên ngành dân dụng, giao thông, thủy lợi, địa kỹ thuật.
• Lập trình các ứng dụng tính toán ổn định, nền móng, tính kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn, tính toán thép theo TCVN, ASTM
• Kiểm toán, thiết kế nền móng theo tiêu chuẩn Việt Nam cũng như nước ngoài
• Lập trình ứng dụng cho Office (VBA, C#, VB.Net)
• Các bảng tính dạng Mathcad, Mathmatica,  ...

    Rất mong được đồng hành cùng bạn!

    Chi tiết xin liên hệ : hhc2tech@gmail.com

Sơ đồ thuật toán thường dùng trong lập trình cấu trúc

Trong lập trình, việc lập sơ đồ thuật toán càng tường minh và chặt chẽ thì khả năng thành công càng cao. Bài viết giới thiệu một số sơ đồ giải thuật trong lập trình cấu trúc hay dùng.

Giới thiệu phần mềm ABAQUS

ABAQUS cũng như các phần mềm phân tích phần tử hữu hạn khác đều thực hiện theo ba giai đoạn: xử lý số liệu, tính toán phân tích và xử lý kết quả. Khi làm việc với ABAQUS/CAE, lựa chọn các Module trên thanh môi trường như ở hình 1, có thể thấy rằng ABAQUS/CAE là do 10 module hợp thành, đó là Part (cấu kiện), Property (đặc tính), Assembly (lắp ghép), Step (bước phân tích), Interaction (tác dụng tương hỗ), Load (tải trọng), Mesh (mạng lưới), Job (công tác phân tích), Visualization (xử lý đồ họa) và Sketch (vẽ hình), trong đó module Sketch có thể xem là module bổ sung của module Part.

Về công năng của các module trong ABAQUS/CAE có thể tham khảo trong file trợ giúp ABAQUS “ABAQUS/CAE User’s Manual”. Dưới đây chỉ tóm tắt một số công năng cơ bản.

1. Part

Mô hình ABAQUS/CAE do một hoặc nhiều cấu kiện tạo thành, người sử dụng có thể thiết lập mới hoặc chỉnh sửa các cấu kiện trong module Part, sau đó lắp ghép chúng lại với nhau trong module Assembly. Cấu kiện trong ABAQUS/CAE có hai loại: cấu kiện hình học ( native part) và cấu kiện mạng lưới (orphan mesh part).

 (1) Cấu kiện hình học (native part)

Có hai loại phương pháp chủ yếu để xây dựng cấu kiện hình học:

- Sử dụng các feature có sẵn trong module Part như extrude, revolve, sweep, round/fillet, loft…để trực tiếp xây dựng cấu kiện hình học.

 - Từ file mô hình CAD đã có đưa vào ABAQUS/CAE từ đường dẫn trên thanh menu chính File > Import > Part.

Hình 1. Các module phân tích ABAQUS/CAE

(2) Cấu kiện mạng lưới (orphan mesh part)

 Cấu kiện mạng lưới không bao hàm feature, chỉ bao gồm thông tin điểm nút, phần tử, mặt, tập hợp (set). Có thể sử dụng các phương pháp dưới đây để xây dựng cấu kiện mạng lưới:

 - Lấy cấu kiện hình học chuyển thành cấu kiện mạng lưới.

- Từ mạng lưới của file ODB.

- Từ mạng lưới của file INP.

2. Property

Trong ABAQUS/CAE không có khả năng trực tiếp chỉ định đặc tính vật liệu cho phần tử hoặc cấu kiện hình học, mà là đầu tiên định nghĩa “thuộc tính mặt cắt”, sau đó chỉ định vật liệu của “thuộc tính mặt cắt”, lại lấy “thuộc tính mặt cắt” này gán cho cấu kiện tương ứng.

 ABAQUS định nghĩa nhiều loại mô hình quan hệ ứng suất-biến dạng của vật liệu và tiêu chuẩn phá hoại:

 (1) Mô hình vật liệu đàn hồi

Đàn hồi tuyến tính; Dị hướng; Đàn hồi kết cấu nhiều lỗ rỗng; Nửa đàn hồi; Siêu đàn hồi; Đàn hồi dính.

 (2) Mô hình vật liệu dẻo

 Kim loại tính dẻo; Gang tính dẻo; Từ biến; Mô hình Drucker-Prager mở rộng; Mô hình Drucker-Prager Capped; Mô hình Cam-Clay; Mô hình Mohr-Coulomb; Mô hình vật liệu xốp; Mô hình vật liệu bê tông; Mô hình vật liệu tính thẩm thấu; Mô hình vật liệu khác do người sử dụng tự định nghĩa.

3. Assembly

Mỗi một cấu kiện đều được xây dựng trong hệ tọa độ cục bộ của nó, độc lập trong mô hình. Sử dụng module Assembly có thể lấy các cấu kiện xây dựng thực thể (instance), đồng thời những thực thể này được định vị trong hệ tọa độ tổng thể, hình thành một cấu kiện lắp ghép hoàn chỉnh.

Mô hình tổng thể chỉ bao hàm một cấu kiện lắp ghép, một cấu kiện lắp ghép có thể do một hoặc nhiều thực thể tạo thành. Nếu trong mô hình chỉ có một cấu kiện (ví dụ như bản phẳng có lỗ đã giới thiệu ở phần trên), có thể chỉ là một cấu kiện này xây dựng một thực thể, còn bản thân thực thể này lại tạo thành cấu kiện lặp ghép hoàn chỉnh.

 4. Step

 Trong module Step chủ yếu hoàn thành các thao tác: định nghĩa bước phân tích, định nghĩa số liệu đầu ra, định nghĩa mạng lưới tự thích ứng, khống chế quá trình giải.

(1) Định nghĩa bước phân tích

Sử dụng menu Step trong menu chính có thể thiết lập và quản lý các bước phân tích. Quá trình phân tích ABAQUS/CAE là do nhiều bước phân tích tạo thành, trong đó bao gồm hai loại bước phân tích:

- Bước phân tích ban đầu (initial step): ABAQUS/CAE tự động thiết lập một bước phân tích ban đầu. Bước phân tích ban đầu chỉ có một, tên gọi là “initial”, ta không thể đổi tên, copy hay xóa bỏ.

- Bước phân tích tiếp theo (analysis step): ở sau bước phân tích ban đầu, cần phải thiết lập một hoặc nhiều bước phân tích tiếp theo, mỗi một bước phân tích tiếp theo miêu tả một quá trình phân tích riêng, ví dụ như sự thay đổi điều kiện biên hoặc tải trọng, thay đổi tác dụng tương hỗ giữa các cấu kiện, thêm hoặc xóa bớt cấu kiện…

(2) Định nghĩa số liệu đầu ra

Sử dụng menu Output trong module Step, có thể khống chế và quản lý số liệu đầu ra của phân tích phần tử hữu hạn. Trong một phân tích ABAQUS có thể xuất file số liệu dưới đây:

- File ODB (output database file)

- File DAT (data file)

- File RES (restart file)

- File FIL (result file)

 (3) Định nghĩa mạng lưới tự thích ứng

 Công năng mạng lưới tự thích ứng của ABAQUS cho phép mạng lưới phần tử độc lập với vật liệu, từ đó mà trong quá trình phân tích biến hình lớn có khả năng bảo đảm chất lượng mạng lưới từ đầu đến cuối.

(4) Khống chế quá trình phân tích

 Thông thường sử dụng các tham số mặc định của ABAQUS là có thể thu được kết quả phân tích như mong muốn. Đối với yêu cầu cao hơn của người sử dụng, có thể dùng module Step để tiến hành khống chế giải thông thường (general solution controls) và khống chế máy giải (solver controls) từ đó nâng cao hiệu suất phân tích.

5. Interaction

Module Interaction chủ yếu định nghĩa Interaction (tiếp xúc), Constraint (ràng buộc), Connector (liên kết), Inertia (quán tính), Crack (nứt), Springs/Dashpots (lò xo và cản)…

6. Load

 Module Load chủ yếu định nghĩa tải trọng, điều kiện biên, trường biến và trường hợp tải trọng.

 (1) Tải trọng

- Gán tải trọng tập trung (Concentrated Force)

- Gán mô men (Moment)

- Gán áp lực (Pressure)

- Gán lực và mô men trên cạnh của bản vỏ ( Shell Edge Load)

- Gán tải trọng diện tích đơn vị trên mặt (Surface Traction)

- Gán áp lực bên trong và bên ngoài ống (Pipe Pressure)

- Gán lực khối trên đơn vị thể tích (Body Load)

- Gán tải trọng đường trên đơn vị độ dài dầm (Line Load)

- Gán gia tốc bình quân theo phương cố định trên mô hình tổng thể (Gravity)

- Tải trọng bu lông (Bolt Load)

- Tải trọng biến dạng phẳng mở rộng (Generalized Plane Strain)

- Lực khối tạo thành do xoay chuyển mô hình (Rotational Body Force)

- Gán lực trên phần tử liên kết (Connector Force)

- Gán mô men trên phần tử liên kết (Connector Moment)

- Nhiệt độ và điện trường

(2) Điều kiện biên

Sử dụng menu chính BC định nghĩa các loại hình điều kiện biên: đối xứng/phản đối xứng, chuyển vị/góc xoay, vận tốc/vận tốc góc, gia tốc/gia tốc góc, chuyển vị/vận tốc/gia tốc phần tử liên kết, nhiệt độ, áp lực âm thanh, áp lực lỗ rỗng, điện thế, khối lượng tập trung. Tải trọng và điều kiện biên có liên quan đến bước phân tích, người sử dụng bắt buộc chỉ định tải trọng và điều kiện biên tác dụng ở trong bước phân tích nào.

 (3) Trường biến và trường hợp tải trọng

Sử dụng menu Field định nghĩa trường biến (bao gồm trường gia tốc ban đầu và trường biến nhiệt độ).

Sử dụng menu Load Case định nghĩa trường hợp tải trọng. Trường hợp tải trọng do nhiều tải trọng và điều kiện biên hợp thành.

7. Mesh

Module Mesh chủ yếu thực hiện các công năng sau: bố trí mạng lưới hạt giống; định nghĩa hình dạng phần tử, loại hình phần tử, kỹ thuật và phương pháp phân chia mạng lưới; phân chia mạng lưới; kiểm tra chất lượng mạng lưới. Trong quá trình xây dựng mô hình ABAQUS/CAE, phân chia mạng lưới là một bước khá quan trọng và phức tạp, cần phải dựa vào kinh nghiệm để sử dụng tổng hợp nhiều loại kỹ năng.

8. Job

Trong module Job chủ yếu thực hiện công năng: xây dựng và biên tập công việc phân tích; giao công việc phân tích, tạo file INP; kiểm tra khống chế trạng thái vận hành công việc phân tích; vận hành công việc phân tích.

9. Sketch

Sử dụng module Sketch có thể vẽ hình mặt phẳng hai chiều của cấu kiện. Khi tiến hành các thao tác như dưới đây, ABAQUS/CAE có thể tự động tiến vào môi trường đồ họa.

(1) Lựa chọn module Sketch trên thanh môi trường.

(2) Xây dựng hoặc chỉnh sửa đặc trưng của cấu kiện trong module Part.

 (3) Phân tách mặt nào đó trong module Part, Assembly và Mesh.

Trong menu chính lựa chọn File > Import > Sketch có thể nhập file CAD hai chiều từ: AutoCAD (.dxf), IGES (.igs), ACIS (.sat) và STEP (.stp).

10. Visualization

Trong module Visualization có thể hiển thị kết quả phân tích trong file ODB, có thể nhấn các nút biểu tượng trong vùng công cụ để xem kết quả. Ngoài ra module Visualization vẫn cung cấp mấy công năng sau:

(1) Result > Field Output

(2) Result > History Output

(3) Report > XY

(4) Report > Field Output

(5) Options

(6) Tools > Query

(7) Tools > Color Code

(8) Tools > Display Group

(9) Tools > Path

(10) Tools > View Cut

(11) Tools > Job Diagnostics

(Nguồn: http://hungkcct.wordpress.com)

Xem thêm Tài liệu

Ứng dụng công nghệ mới trong thiết kế xây dựng công trình ngăn sông trong tình hình biến đổi khí hậu ngày nay

1.  GIỚI THIỆU CHUNG:

          Biến đổi khí hậu toàn cầu ảnh hưởng xấu đi nhanh hơn so với dự báo của các nhà khoa học, hạn hán khốc liệt và nước biển dâng nhanh trong khi hệ thống đê biển còn yếu và đập ngăn cửa sông đang còn để ngỏ nhiều là những vấn đề lớn không chỉ riêng đối với ngành Nông nghiệp và phát triển Nông thôn. Việc nghiên cứu đề xuất phương án kết cấu và giải pháp xây dựng các công trình ngăn sông mới vừa đảm bảo ngăn mặn, ngăn nước biển dâng, vừa đảm bảo tạo nguồn nước ngọt nhưng không được làm xấu đi vấn đề thoát lũ qua công trình có một ý nghĩa chiến lược rất quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội.

Đặc điểm của công trình thuỷ lợi nói chung khác với các công trình giao thông, xây dựng là ngoài chịu tải trọng đứng còn phải chịu tải trọng ngang, thành phần tải trọng ngang trong công trình thủy lợi thường rất lớn, phụ thuộc nhiều vào cột nước trước và sau công trình. Trong khi đó thông thường các kết cấu nền móng chịu tải trọng đứng lớn hơn rất nhiều lần tải trọng ngang. Đây là điều bất lợi nhất đối với các công trình thuỷ lợi vùng ĐBSCL phần lớn có địa chất nền mềm yếu, sông rộng và sâu.

Vì vậy, để xây dựng công trình ngăn sông vùng ĐBSCL, nhất là đối với các công trình ngăn sông lớn cần có tư duy bố trí kết cấu công trình mới, các phương pháp tính toán khác với các phương pháp thông thường, phải có một sự đột phá mạnh mẽ về công nghệ xây dựng, vật liệu và thiết bị.

Trong khuôn khổ bài báo này chúng tôi giới thiệu 4 công nghệ mới đã, đang và có thể áp dụng cho xây dựng công trình ngăn sông hiệu quả cho vùng ĐBSCL bao gồm: Công nghệ Đập Xà Lan di động, đập Trụ Đỡ, đập Trụ Phao, đập Xà lan liên hợp. Tuỳ thuộc và điều kiện tự nhiên, kỹ thuật cụ thể để lựa chọn 1 trong 4 công nghệ này một cách hợp lý.

2. CÔNG NGHỆ ĐẬP XÀ LAN DI ĐỘNG

2.1. Nguyên lý,  kết cấu:

a. Nguyên lý:

Ổn định lún: ứng dụng kết cấu tối ưu dầm bản nhẹ để ứng suất lên nền nhỏ hơn ứng suất cho phép của đất nền mềm yếu, không phải xử lý nền.

Ổn định trượt, lật: dùng ma sát đất nền với đáy công trình và đất đắp mang cống với tường bên.

Ổn định thấm: Theo nguyên lý đường viền ngang dưới đáy công trình.

Ổn định xói: mở rộng khẩu độ cống để lưu tốc sau cống nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất tự nhiên mềm yếu nên chỉ cần gia cố đơn giản.

b. kết cấu công trình:

 Dạng 1( Hộp phao kín):

Đáy và trụ pin dạng hộp với kết cấu bản sườn và khung chịu lực tối ưu. Vật liệu chế tạo Xà lan là vật liệu xây dựng thông dụng như bê tông cốt thép, thép, composite. Hộp đáy xà lan được chia làm nhiều khoang hầm. Mỗi công trình có thể bao gồm 1 Xà lan với khẩu độ của van từ 4 ¸ 30m hay nhiều Xà lan liên kết với nhau bằng kết cấu kín nước tuỳ theo chiều rộng của sông.

Dạng 2 (hộp bản sườn):

Bản đáy và trụ pin có kết cấu bản sườn đổ liền khối, hai đầu thượng hạ lưu cống là vị trí lắp đặt của van hoặc khe phai, thân cống và phai hai đầu tạo thành một hộp kín nước xung quanh nhưng hở mặt trên, vì vậy cống có thể nổi trên mặt nước và di chuyển đến vị trí xây dựng công trình.

 Cửa van sử dụng trong công trình có thể là cửa Clape, cửa van cung, cửa van cao su, cửa tự động, cửa phẳng…

2.2. Giải pháp thi công:

Chế tạo Xà lan:

- Đập Xà lan được chế tạo trong nhà máy, hố đúc sẵn, hay trên ụ nổi tại một vị trí thuận lợi để không cần giải phóng mặt bằng.

- Lắp đặt của van và thiết bị vận hành cho công trình.

- Cho nước vào hố đúc và làm nổi đập để di chuyển đến vị trí lắp đặt công trình.

Lắp dựng công trình:

- Hố móng công trình được đào bằng tàu hút bùn và làm phẳng bằng máy chuyên dụng.

- Dùng tàu kéo lai dắt đập Xà lan từ nơi chế tạo đến vị trí công trình.

- Di chuyển đập Xà lan vào vị trí đã xác định, bơm nước vào các khoang hầm để đánh chìm đập.

- Đắp đất mang cống, lát bảo vệ mái thượng hạ lưu công trình.

2.3. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật xã hội:

- Giá thành rẻ, chi phí cho đập Xà lan ch­ưa đến 40% so với cống truyền thống có cùng điều kiện.

- Khả năng di chuyển của công trình trong trường hợp thay đổi vị trí tuyến do yêu cầu chuyển đổi sản xuất không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn làm lợi kinh tế rất nhiều do sử dụng lại kết cấu công trình và không mất chi phí phá dỡ.

- Thi công nhanh, giảm được diện tích chiếm đất xây dựng công trình

- Công trình mang tính kiên cố bền vững, quản lý vận hành dễ dàng.

- Đập Xà lan di động có thể chế tạo lắp đặt theo tính chất công nghiệp.

- Đập xà lan được thi công lắp đặt ngay trên lòng sông vì thế không phải đền bù giải phóng mặt bằng, di dời nhà cửa để xây dựng công trình như công nghệ truyền thống.

- Đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế của khu vực chịu ảnh hưởng triều để nâng cao đời sống nhân dân, góp phần ổn định tình hình xã hội ở vùng ven biển.

- Do mở rộng khẩu độ nên tăng khả năng tiêu thoát lũ và bảo vệ môi trường cho khu vực tốt hơn so với đập tạm và cống truyền thống.

3. CÔNG NGHỆ ĐẬP TRỤ ĐỠ

 Công trình Thảo Long khi hoàn thành

3.1. Nguyên lý , kết cấu:

 a. Nguyên lý:

Ổn định công trình: bằng hệ thống cọc cắm sâu vào nền

Ổn định thấm: Chống thấm theo nguyên lý đường viền đứng bằng bản cừ, không cần làm bản đáy.

Ổn định xói: Mở rộng khẩu độ cống để tăng khả năng thoát lũ, đồng thời giảm nhỏ và phân bố đều lưu tốc sau hạ lưu nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất nền.

b. Kết cấu:

Đập trụ đỡ là công trình ngăn sông bao gồm các trụ bằng bê tông cốt thép, các trụ này chịu lực cho toàn bộ công trình, móng trụ là các cọc cắm sâu vào nền, giữa các trụ có dầm đỡ van liên kết với trụ, dưới dầm đỡ van và trụ là cừ chống thấm đóng sâu vào nền, các thanh cừ liên kết với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm đỡ van và trụ, trên dầm đỡ van là cửa van kết hợp với các trụ để ngăn và điều tiết nước.

Trụ pin của công trình liên kết trực tiếp với hệ thống cọc hoặc thông qua bệ đỡ. Hệ thống cọc có thể là cọc bê tông cốt thép thường đúc sẵn hoặc cọc bê tông cốt thép dự ứng lực hoặc cọc ống bê tông cốt thép đúc ly tâm hoặc cọc khoan nhồi hoặc cọc ống thép nhồi bê tông cốt thép.

Dầm đỡ van nhận một phần lực do cửa van tác dụng và truyền về các trụ. Dầm đỡ van có kết cấu dầm hoặc hộp phao được đúc sẵn rồi lắp ghép vào vị trí, hoặc đúc tại chỗ.

Cừ chống thấm được đóng liên tục giữa hai bờ tạo thành vách đứng ngăn nước thấm dưới đáy công trình, cừ liên kết vào đáy dầm đỡ van và trụ, cừ có thể được làm bằng thép, nhựa, compozite, bê tông cốt thép hoặc bê tông cốt thép dự ứng lực.

Cửa van sử dụng trong đập trụ đỡ có thể là cửa van sập trục trên, của van sập trục dưới, cửa van phẳng, cửa van cánh cửa tự động thuỷ lực, cửa van cung, cửa van cao su hay cửa van phao các loại, cửa van được vận hành đóng mở bằng thiết bị đóng mở.

Đập trụ đỡ có thể kết hợp làm cầu giao thông với tất cả các kết cấu cầu thông dụng, nhịp cầu phụ thuộc vào khả năng chế tạo cửa van.

Đập trụ đỡ đựơc thiết kế mở rộng khẩu độ thoát nước vì vậy lưu tốc qua công trình nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất nền nên gia cố chống xói cho thượng hạ lưu chỉ cần bằng thảm đá hoặc tấm BTCT.

3.2. Giải pháp thi công:

Ngoài các giải pháp truyền thống thi công cho công trình thuỷ lợi, đập trụ đỡ còn được thi công theo công nghệ tiên tiến trong khung vây cọc ván thép, trong thùng chụp hoặc hoàn toàn dưới nước đây chính là tính ưu việt của sáng chế.

+ Thi công trong khung vây cọc ván thép:

Các kết cấu cọc, cừ chống thấm có thể được thi công bằng hệ nổi trong nước, lắp dựng hệ khung chống cừ ván thép bao quanh vị trí trụ, dầm đỡ van, hút khô nước bên trong và thi công các kết cầu còn lại, tháo dỡ khung vây cọc ván thép, gia cố thượng hạ lưu công trình và cuối cùng lắp đắt cửa van.

+ Thi công bằng thùng chụp:

Các kết cấu cọc, cừ chống thấm, dầm van được thi công bằng hệ nổi trong nước, dùng thùng chụp bao quanh vị trí trụ để thi công trụ và các kết cầu còn lại, tháo dỡ thùng chụp, gia cố thượng hạ lưu công trình và cuối cùng lắp đặt cửa van.

+ Thi công hoàn toàn dưới nước:

Các kết cấu cọc, cừ chống thấm, dầm đỡ van, khe van được thi công bằng hệ nổi trong nước, riêng dầm đỡ van dạng hộp phao thì có thể kết hợp lắp đặt cửa van lên trên truớc rồi lắp đặt vào vị trí. Phần cọc nhô lên trên mặt nước được liên kết với nhau tạo thành trụ chịu lực, phần cọc dưới nước có thể đổ bê tông trong nước, thi công các kết cầu còn lại, gia cố thượng hạ lưu công trình và cuối cùng lắp đặt cửa van.

 3.3. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật xã hội:

          - Đảm bảo khả năng thoát lũ gần nh­ư khi ch­ưa có công trình, nghĩa là ít làm thay đổi môi tr­ường do không gây ngập lụt thư­ợng l­ưu. Nhờ tiết diện tháo lũ lớn nên ít gây diễn biến lòng sông phía hạ l­ưu nh­ư các công trình cũ.

          - Công trình đ­ược xây dựng ngay trên lòng sông, không phải dẫn dòng, không phải làm đê quai nên không phải đền bù đất xây dựng công trình tạm thời và công trình vĩnh viễn nh­ư công nghệ truyền thống.

          - Công trình kết hợp đư­ợc cả công trình thủy lợi và cầu giao thông đường bộ với qui mô lớn nên ý nghĩa kinh tế - xã hội lại càng lớn, tránh tình trạng tách rời gây lãng phí trong xây dựng hạ tầng cơ sở.

          - Giảm đ­ược khối lư­ợng xây lắp, ở những công trình ngăn sông rộng trên 100m thì giá thành thấp hơn khoảng 15-50% so với công trình truyền thống cùng điều kiện.

4. CÔNG NGHỆ NGĂN SÔNG LỚN

          Qua thực tế thi công áp dụng hai công nghệ đập trụ đỡ và xà lan, chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện, nâng cao các công nghệ này và đề xuất một số dạng kết cấu công trình phù hợp, có tính khả thi cao để ngăn các cửa sông lớn, cột nước sâu  như sông Hàm Luông, sông Cái Lớn.

           Hoàn toàn khác với các sông vừa và nhỏ, các cửa sông lớn đều rất sâu từ 10 đến 25m, lòng sông rộng do vậy việc bố trí công trình phải xem xét đến vấn đề giao thông thủy bộ. Những công trình này phải mở rộng khẩu độ tối đa từ 30 đến 40m. Đập phao liên hợp, trụ phao là những giải pháp kỹ thuật xây dựng công trình ngăn sông trong điều kiện cột nước sâu, công trình chịu sự chênh lệch mực nước lớn. Đây là dạng kết cấu lắp ghép nhẹ để có thể dễ dàng di chuyển trong nước nhưng vẫn đảm bảo bảo khả năng chịu lực.

          Các trụ chịu lực có thể được thi công liền khối với hộp đáy hoặc tách rời ra phụ thuộc vào điều kiện địa chất nền. Móng công trình là cọc khoan nhồi, cọc ống ly tâm đường kính lớn hoặc cọc BTCT dự ứng lực.

          Cũng như các loại công trình truyền thống, các giải pháp công trình mới hoàn toàn có thể lắp đặt các loại cửa van cung, của van phẳng hay Clape, tuy nhiên các loại của van này đều có kết cấu khung dầm dàn và hàn mặt tạo thành các hộp phao rông giáp cửa van vận hành an toàn và linh hoạt.

4.1 Công nghệ đập Trụ Phao

a. Kết cấu:

-         Trụ pin:

Trụ pin có kết cấu dạng phao rỗng bao gồm phần trụ và hộp đáy với lớp vỏ bê tông bản mỏng chất lượng cao. Bên trong trụ pin là tổ hợp các khoang nhỏ có kết cấu không gian dạng dầm cột hoặc tường vách vừa đảm bảo khả năng ổn định về kết cấu, vừa đảm bảo trọng lượng bản thân để trụ pin có thể dễ dàng di chuyển trong nước. Phía dưới trụ phao là hệ thống cọc đã được đóng sẵn.

Trụ pin là kết cấu nhận lực từ cửa van và cầu giao thông sau đó truyền xuống nền công trình thông qua hệ đài cọc. Ngoài ra trụ pin còn kết hợp với cửa van để ngăn nước và có bộ phận liên kết với dầm van. Trên trụ pin có bố trí các thiết bị đóng mở cửa van, trụ cầu giao thông,.v.v.. Trong các công trình ngăn sông lớn, do yêu cầu mở rộng khẩu độ cống, cột nước sâu và chênh lệch mực nước thượng hạ lưu cao nên kết cấu trụ pin là rất lớn.

- Dầm đỡ van

Dầm đỡ van là bộ phận nằm giữa 2 trụ pin, liên kết với trụ dạng khớp. Dầm nhận một phần lực do cửa van truyền lên (khi công trình ngăn nước) và truyền về 2 trụ. Trong trường hợp ngăn sông lớn do yêu cầu mở rộng khẩu độ nên dưới dầm van cần phải bố trí thêm hệ cọc chịu lực, lúc này dầm van đóng vai trò trung gian truyền lực xuống nền công trình thông qua hệ cọc. Dầm đỡ van cũng là kết cấu có dạng phao rỗng và được thi công hạ chìm tương tự như trụ phao.

Ngoài các yêu cầu về khả năng chịu lực, dầm van còn kết hợp với trụ pin, cửa van tạo thành một hệ kín có tác dụng ngăn và điều tiết nước cho công trình.

Với kết cấu dạng hộp rỗng nhẹ và có thể di chuyển trên sông nên khi tính toán thiết kế ngoài việc ổn định về mặt kết cấu cần lưu ý đến ổn định, độ nổi, đảm bảo an toàn của hộp phao trong quá trình di chuyển trong nước. Trọng lượng bản thân cũng như kích thước bản đáy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng nổi và tính thuận lợi của hộp phao khi di chuyển và đánh đắm.

b. Biện pháp thi công: Trụ phao được chế tạâotị một địa điểm khác, di chuyển đến vị trí thi công hạ chìm vào vị trí.  Sau khi định vị, căn chỉnh, tiến hành đổ bê tông gắn kết hệ cọc với trụ phao. Một số phương án kết cấu trụ ứng với các loại cửa van khác nhau như sau:

4.2. Công nghệ đập Xà lan liên hợp

a. Nguyên lý, kết cấu:

Như đã phân tích ở trên việc thi công các công trình ngăn sông lớn theo phương án lắp ghép các cấu kiện trong nước sẽ có tính khả thi và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn các phương án thi công tại chỗ khác. Công nghệ đập Xà lan Liên hợp đã được phát triển tư duy và nguyên lý đó. Tuy nhiên, điểm khác biệt của kết cấu xà lan trong trường hợp này so với công nghệ xà lan đã được ứng dụng rộng rãi trước đó là phải bổ sung gia cố nền móng dưới đáy xà lan bởi hệ cọc chịu lực. Vì bản thân trọng lượng và chiều dài (dọc theo dòng chảy) của xà lan không thể đủ để đảm bảo ổn định lật, trượt và lún cho công trình. Về mặt tổng thể, xà lan ngăn sông lớn gồm có hộp đáy và các trụ pin bằng bê tông cốt thép có kết cấu tường bản sườn tạo thành hộp phao rỗng, bên trong hộp đáy và hộp trụ pin được chia thành các khoang nhỏ bời hệ thống tường, vách ngăn có chiều dày đảm bảo khả năng chịu lực. Xà lan nổi, di chuyển được trên mặt nước và được hạ chìm xuống nền đã được gia cố và đóng sãn hệ cọc chịu lực và định vị. Thông thường với các sông rộng, do chiều dài tuyến công trình thường khá lớn, vì vậy nên xà lan được chia thành nhiều đơn nguyên (Modul) xà lan nhỏ, chúng được lắp ghép và liên kết lại với nhau. Việc này giúp cho quá trình thi công, di chuyển và đánh chìm xà lan thuận lợi hơn, đồng thời tạo ra những khớp nối mềm giữa các đơn nguyên để triệt tiêu ứng suất sinh ra do chênh lệch lún.

Đập phao liên hợp có kết cấu chính bao gồm các trụ pin, bản đáy, cửa van điều tiết liên kết lắp ghép với nhau tạo thành công trình ngăn sông.

i. Trụ pin, bản đáy

Để thi công lắp ghép được ở trong nước thì kết cấu trụ, bản đáy được bố trí, thiết kế tối ưu vừa đảm bảo khả năng chịu lực trong từng giai đoạn thi công cũng như khi hoàn thiện công trình đưa vào khai thác sử dụng vừa có thể dễ dàng di chuyển và lắp đặt vào vị trí. 

Về cách thức liên kết giữa trụ pin và bản đáy, đập phao liên hợp được chia làm hai dạng:

Dạng 1: Hộp đáy, trụ pin liền khối với nhau tạo thành một đơn nguyên xà lan hoàn chỉnh, có thể kết hợp nhiều khoang cống trên một đơn nguyên để giảm số lượng đơn nguyên trong một công trình (Hình vẽ 1).

Dạng 2: Hộp dầm đáy, trụ pin tách rời nhau, sau đó được lắp ghép và liên kết khớp tại vị trí công trình (Hình vẽ 2).

ii. Nền móng.

Nền móng chịu toàn bộ tải trọng (bao gồm trọng lượng bản thân và các ngoại lực tác dụng) mà công trình truyền xuống. Tuỳ theo điều kiện làm việc cũng như dạng kết cấu của mỗi công trình mà các hình thức gia cố nền sẽ khác nhau. Nền được thi công hoàn toàn trong nước bằng các thiết bị trên hệ nổi bảo gồm các công việc như: nạo vét hố móng, rải lớp đệm, đầm và làm phẳng hố móng, thi công cọc (nếu nền được gia cố bằng cọc). Nền phải được hoàn thiện và kiểm tra kỹ trước khi lắp đặt các kết cấu bên trên.

b. Biện pháp thi công lắp đặt:

Các đơn nguyên được được chế tạo trong hố móng ở một vị trí thuận lợi. Sau khi chế tạo xong, hố móng sẽ được cho đầy nước để tầu kéo có thể vào đưa các đơn nguyên này di chuyển theo đường dẫn đến vị trí công trình. Tại đó, các đơn nguyên sẽ được căn chỉnh và định vị chính xác vào vị trí bởi hệ thống neo định vị, sau đó tiến hành bơm nước vào các khoang để chúng từ từ chìm xuống theo hệ thống dẫn hướng và đặt lên nền đã được chuẩn bị sẵn hoặc khớp vào các kết cấu khác đã được lắp đặt trước đó.

Sau khi kiểm tra và căn chỉnh lại cao độ cho đúng với thiết kế, tiến hành liên kết chúng với hệ thống cọc và với nền.   

Đập phao liên hợp còn có thể kết hợp làm âu thuyền, cầu giao thông để đảm bảo về giao thông thuỷ, bộ nếu có yêu cầu.

5. KẾT LUẬN

Giải pháp công trình thi công trong nước (không phải đắp đê quai, dẫn dòng thi công) là một hướng nghiên cứu mới, hiện đại phù hợp với thực tế, có tính khả thi cao mang lại hiệu quả kinh tế xã hội rất lớn. Đập Trụ đỡ, đập Xà lan di động, Đập Trụ Phao, đập Xà lan liên hợp là những công nghệ ngăn sông mới đã đang và có nhiều triển vọng ứng dụng cho thiết kế, xây dựng các công trình mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao.

Tài liệu tham khảo:

1. Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài “Nghiên cứu công nghệ để thiết kế, xây dựng công trình ngăn sông lớn vùng triều”, Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt nam, 12/2008. 

2. PhD.Truong Dinh Du, PhD.Tran Dinh Hoa, Msc.Tran Van Thai, Msc.Thai Quoc Hien “Application new technologies for barrier construction in Viet Nam” Second International Symposium on Water Resources and Renewable Energy Development in Asia 2008.

(Nguồn: Thuycong.ac.vn)

Xác định độ tăng sức kháng cắt của nền đất yếu trong quá trình đắp nền

Bài viết liên quan:     Sức chịu tải cọc đứng theo TCXDVN 205-1998 và lưu ý trong thiết kế     Ưu nhược điểm của một số phương pháp tính toán ổn định mái dốc hiện nay     Ổn định hố đào theo phân tích của BJERRUM AND EIDE (1956)     Hiệu ứng nhóm cọc     Một số vấn đề tồn tại trong các tiêu chuẩn về xử lý nền đất yếu     Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật     1. Như ta đã biết trong cơ học đất, độ tăng sức kháng cắt của nền đất yếu trong quá trình đắp nền đường được xác định theo biểu thức:              (1) Trong đó c0 là sức kháng cắt ban đầu (xác định từ thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước); sz là ứng suất thẳng đứng do tải trọng đắp gây ra; Ut là độ cố kết mà đất nền đạt được tính từ mốc "0" (khi bắt đầu xảy ra hiện tượng cố kết) tới thời điểm đang xét "t". Với trường hợp đắp nền đường theo một giai đoạn thì việc áp dụng công thức (1) là hoàn toàn sáng tỏ. Tuy nhiên, với trường hợp đắp nền đường theo nhiều giai đoạn, vừa đắp nền vừa chờ cố kết, thì vấn đề không còn đơn giản nữa, đặc biệt từ giai đoạn đắp nền thứ II trở đi. Cụ thể là: khi kết thúc giai đoạn đắp nền đường thứ I, nền đất yếu đã đạt được độ cố kết U1, và sức kháng cắt c1; trong giai đoạn đắp nền đường thứ II, đất nền vẫn còn phải chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp nền giai đoạn I, đồng thời còn chịu thêm ảnh hưởng của tải trọng đắp trong giai đoạn II (hình 1). Như vậy:  Việc tính độ cố kết U2 trong giai đoạn II sẽ phải tính từ mốc thời gian nào? Từ mốc "0" hay từ t1? Tương tự, việc xác định sức kháng cắt c2 trong nền đất yếu được tính theo c0 hay c1? Hiện tại, Quy trình 22TCN262-2000 chưa có các hướng dẫn cụ thể cho người thiết kế trong trường hợp này, do vậy đang còn tồn tại nhiều phương pháp tính toán khác nhau và chưa có sự thống nhất chung. Sau đây ta hãy tìm hiểu một trong số các phương pháp đó. 2. Xét trường hợp đắp nền theo hai giai đoạn (hình 1). Xuất phát từ công thức xác định độ cố kết ta có:         (2) Trong đó St là độ lún tại thời điểm đang xét "t"; Stổng là độ lún tổng cộng do tải trọng (P1+P2) tác dụng đột ngột vào nền đất gây ra (tức là tải trọng của toàn bộ nền đắp trong hai giai đoạn). Như vậy nếu coi toàn bộ nền đắp gồm hai thành phần tải trọng P1 và P2 cùng tác dụng vào nền đất (một cách đột ngột) thì có thể coi Stổng gồm hai thành phần độ lún là:      : Độ lún do tải trọng P1 (đột ngột tác dụng vào nền) gây ra;      Sau khi đã đặt tải trọng P1 trong thời gian t1, tiếp tục tác dụng thêm vào nền đất tải trọng P2. Độ lún do tải trọng P2 gây ra là: ; Với cách giả thiết nêu trên, ta có thể tính    và    theo các phương pháp tính lún thông thường. Còn phần độ lún do tải trọng P2 gây ra sẽ là:           (3) Xét tại thời điểm t2, tải trọng P1 đã tác dụng vào nền đất trong thời gian t2 (ngày) tính từ mốc "0". Vậy độ lún theo thời gian do tải trọng P1 gây ra là:             (4) Trong đó  là độ cố kết nền đất đạt được tính từ "0" đến t2. Tương tự trên, tới thời điểm t2 tải trọng P2 đã tác dụng vào nền đất trong thời gian (t2-t1) ngày, do đó độ lún theo thời gian do tải trọng P2 gây ra là:            (5) Trong đó  là độ cố kết nền đất đạt được tính từ t1 đến t2. Tổng hợp các công thức (2), (4) và (5) ta có:            (6) Thay công thức (6) vào (1) ta tính được sức kháng cắt của nền đất tại thời điểm t2. 3. Phương pháp tính nêu trên tỏ ra khá chính xác (về mặt lý thuyết). Nó đã xét được ảnh hưởng của các giai đoạn đắp nền tới độ cố kết và sức kháng cắt của nền đất. Chú ý rằng, việc sử dụng công thức (1) và (6) không những cho phép ta xác định độ tăng sức kháng cắt theo chiều sâu mà còn cho phép ta xác định được độ tăng sức kháng cắt theo chiều ngang (khi đó ta cần tính toán với độ lún tại các trục không phải tại tim đường). Điều này sẽ giúp cho việc xác định sức kháng cắt tại bề mặt cung trượt khi tiến hành kiểm tra ổn định chống trượt nền đường theo phương pháp phân mảnh cung trượt trụ tròn được chính xác hơn (Hình 2).   Hình 2: Độ tăng sức kháng cắt không đều nhau tại bề mặt phân mảnh trong phạm vi nền đường Tuy nhiên, các chương trình tin học tính toán kiểm tra ổn định nền đường theo phương pháp phân mảnh đang được sử dụng phổ biến hiện nay vẫn chưa tích hợp chức năng dự báo độ tăng sức kháng cắt của đất nền trong quá trình cố kết. Hy vọng, trong thời gian tới sẽ có được một phần mềm "trọn gói", bổ sung nhiều chức năng hữu ích cho người sử dụng theo hướng này./. (Ths. Lê Đức Hòa - Công ty tư vấn Đại học Xây dựng)

Cabri 3D - Hình học nhúng vào powerpoint

(Nguồn: congnghedayhoc)

Nhấp vào các địa chỉ dưới đây để download phần mềm Cabri 3D v2.0 về:
Tập tin cài đặt:
http://download.cabri.com/data/cabri…ad_200_Win.exe
Tập tin dùng để crack cabri 3D v2.0:

http://www.box.net/shared/kg6pxertku

(sau khi cài đặt xong, chạy file này để crack phần mềm)
Tập tin hướng dẫn (tiếng Việt):
http://download.cabri.com/data/pdfs/…nual_vi_vn.pdf
Tập tin ví dụ:
http://download.cabri.com/data/examples/Vi_du_vi_VN.zip

Hình như file hướng dẫn và Cabri 3D Plus Plug-in đã được tích hợp vào Cabri 3D v2.0 này luôn rồi. Cabri 3D Plus Plug-in là phần mềm dùng để nhúng Cabri 3D vào PowerPoint. Đây là phần hướng dẫn cho cách nhúng đó:
http://www.vnschool.net/modules.php?…rticle&sid=850

Nhúng Cabri 3D trong Power Point
 

Ngay sau khi bài viết toàn bộ chương trình hình học 11 được giới thiệu, rất nhiều thầy cô giáo đã phản hồi cho chúng tôi và mong muốn có được các hình ảnh thể hiện trong bài học. Để có được những hình ảnh 3D thật đẹp, thể hiện chính xác nội dung bài học chúng tôi đã dùng phần mềm Cabri 3D- một phần mềm nổi tiếng của công ty Cabrilog “nhúng” vào trang web vnschool.net. Tuy nhiên, một trong các câu hỏi được nhiều giáo viên thắc mắc muốn chạy trực tiếp các tệp hình *.cg3 trên máy tính của cá nhân của mình thì liệu có thể làm được việc đó?

Chúng ta có thể làm được điều này nếu sử dụng phương án tích hợp (nhúng) các tệp *.cg3 tạo ra từ phần mềm Cabri 3D vào chương trình Power point. Ngoài tính năng plug-in cho trình duyệt, một chức năng rất quan trọng nữa là khả năng nhúng các tệp Cabri vào slide của PowerPoint. Điều đặc biệt là phần mềm Plug-in này hoàn toàn miễn phí.

Với phương án này, khi trình diễn các silde chúng ta có thể trực tiếp can thiệp, trực tiếp dùng chuột điều khiển các đối tượng hình học.

Bài viết này sẽ giới thiệu nhanh cách cài đặt và tạo ra các slide PowerPoint đã nhúng các tệp Cabri bên trong.

1. Trước hết chúng ta phải tải phần mềm Cabri 3D Plus Plug-in và cài đặt phần mềm này trong máy tính của mình. Có thể tải phần mềm này tại Website gốc tại địa chỉ www.cabri.com hoặc tải từ Website của công ty chúng tôi.

Tải phần mềm Cabri 3D Plus Plug-in tại đây

Công việc cài đặt phần mềm này rất đơn giản chỉ bằng vài lần click chuột.

2. Để có thể nhúng một tệp Cabri (tệp có định dạng *.cg3) vào các slide của PowerPoint chúng ta hãy thực hiện các bước sau:

(a) Chuyển đến Slide muốn chèn. Chú ý rằng tệp PPT và tệp CG3 nên để cùng một thư mục để dễ chọn và tìm.

Thực hiện lệnh Insert --> Object, xuất hiện cửa sổ chọn đối tượng dạng sau.

Chọn dòng có ghi: Cabri 3D và nhấn nút OK.

Ta sẽ thấy trên trang PowerPoint xuất hiện một đối tượng nhúng kiểu Cabri có dạng như hình dưới đây.

(b) Nháy chuột phải trên đối tượng này, ta thấy xuất hiện một bảng chọn trên đó có dòng lệnh: Cabri3ActiveDoc Object, trỏ chuột vào dòng này như hình dưới đây.

(c) chọn tiếp lệnh Import.... ta sẽ thấy xuất hiện hộp hội thoại mở file như hình dưới đây.

Bạn cần tìm tệp Cabri muốn chèn và nhúng vào slide hiện thời. Sau khi chọn được tệp nhấn nút Open để thực hiện công việc nhúng tệp đã chọn. Màn hình Slide của PowerPoint sẽ hiện rõ chính xác nội dung của tệp Cabri muốn chèn.

(d) bạn cần thực hiện lệnh Save để ghi lại các thay đổi.

3. Công việc đã kết thúc và bây giờ bạn đã sẵn sàng cho việc trình diễn Cabri ngay trong slide show của PowerPoint. Bạn hãy thực hiện lệnh Slide Show, màn hình trình diễn sẽ hiện chính các nội dung hình ảnh phần mềm Cabri chính xác như thật và chúng ta có thể thao tác trực tiếp trên slide show như chính trong phần mềm Cabri.

Chú ý rằng sau khi nhúng tệp Cabri (*.cg3) vào slide PowerPoint thì tệp Cabri này sẽ không cần nữa! Chúng ta chỉ cần các tệp ppt là đủ. Rất thuận tiện phải không các bạn. Không cần Cabri 3D cài trong máy, chỉ cần bản Plug-in (miễn phí) và PowerPoint là có thể trình diễn, giảng dạy hình học y hệt như đang có Cabri vậy.

Tải một số tệp hình 11 *cg3 dùng thử

Tải hình 1a trong SGK hình 11

Tải hình 1b trong SGK hình 11

Tải hình 1c trong SGK hình 11

Tải hình 2 trong SGK hình 11

Chúc các thầy cô thành công với phần mềm Plug in mới của cabrilog.

Phụ lục tính toán Cảng khu công nghiệp Mỹ Xuân A

Chi tiết xem Tại đây