Chuong 4 thiet ke thoat nuoc

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th.S TRẦN THIỆN LƯU

CHÖÔNG .4. TÍNH TOÁN THUỶ VĂN VÀ THUỶ LỰC CẦU

CỐNG

Trên đường ngoài các công trình phụ khác, công trình thoát nước đóng vai trò rất

quan trọng, thoát nước tốt bảo đảm cường độ cho mặt đường và nền đường, tránh gây

sụt lở, xói nền đường.

Công trình thoát nước đóng một vai trò rất quan trọng, công trình này chịu tác dụng

của các nguồn nước như : nước mưa, nước ngầm, nước từ nơi khác đổ về…, vị trí của

công trình thoát nước là chỗ tuyến đường cắt qua đường tụ thuỷ, đường sông, suối, tất

cả các chổ lõm trên đường đen đều phải đặt các công trình thoát nước như : cầu, cống,

rảnh tháo.

Quy trình tính toán : Tính toán thuỷ văn và thuỷ lực công trình theo 22TCN 220-95

của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam.

1 Hệ thống các công trình thoát nước .

1.1 Rãnh đỉnh.

Khi diện tích lưu vực đỗ về sườn núi lớn hoặc khi chiều cao taluy đào ≥ 1,2m thì

phải bố trí rảnh đỉnh để nước chảy về phía đường và dẫn nước về công trình thoát

nước, về sông suối hay chổ trũng cạnh đường, không cho phép nước đổ trực tiếp

xuống rãnh biên.

Rãnh đỉnh thiết kế với tiết diện hình thang, chiều rộng đáy rãnh tối thiểu là 0,5m; bờ

rảnh có taluy 1:1,5; chiều sâu rãnh xác định theo tính toán thủy lực và đảm bảo mực

nước tính toán trong rãnh cách mép rãnh ít nhất 20cm nhưng không nên sâu quá 1,5m.

Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa hình để tốc độ chảy không

gây xói lòng rãnh.

Ở những nơi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ sụt lở thì có

thể làm hai hoặc nhiều rãnh đỉnh.

1.2 Rãnh biên.

Rãnh biên được xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy nền

đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào,

nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m.

Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo địa

hình mà không yêu cầu tính toán thủy lực.

Tiết diện của rãnh có thể là hình thang, hình tam giác, hình chữ nhật, nửa hình tròn.

Phổ biến dùng rãnh tiết diện hình thang có chiều rộng đáy rãnh 0,4m, chiều sâu tính từ

mặt đất tự nhiên tối thiểu là 0,3m, taluy rãnh nền đường đào lấy bằng độ dốc taluy

đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:(1,5-3). Có thể dùng

SVTH:TỪ THANH CƯỜNG Trang 44


rãnh tam giác có chiều sâu 0,3m, mái dốc phía phần xe chạy 1:3 và phía đối xứng 1:1,5

đối với nền đường đắp và 1:m theo mái dốc m của nền đường đào, ở những nơi địa

chất là đá có thể dùng tiết diện hình chữ nhật hay tam giác.

Để tránh lòng rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lòng rãnh không được nhỏ hơn

0,5%. Trong trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 0,3%.

Khi quy hoạch hệ thống thoát nước mặt chú ý không để thoát nước từ rảnh nền

đường đắp chảy về nền đường đào, trừ trường hợp chiều dài nền đường đào ngắn hơn

100m, không cho nước chảy từ các rãnh đỉnh, rãnh dẫn nước ...chảy về rãnh dọc và

luôn luôn tìm cách thoát nước rãnh dọc về chỗ trũng, ra sông suối gần đường hoặc cho

thoát qua đường nhờ các công trình thoát nước ngang đường. Đối với rãnh tiết diện

hình thang cứ cách tối đa 500m và diện tích tam giác cách 250m phải bố trí cống cấu

tạo có đường kính cống 0,75m để thoát nước từ rãnh biên về sườn núi bên đường.Đối

với cống cấu tạo không yêu cầu tính toán thủy lực

1.3 Cầu.

Cầu nhỏ, cầu trung, cầu lớn tùy theo lưu lượng tính toán.

1.4 Cống.

Cống tròn, cống vuông, cống vòm. Cống có khẩu độ từ 0,5m - 6m tuỳ theo địa hình

và lưu lượng.

Cống được đặt ở đường tụ thuỷ được gọi là cống địa hình.

Khẩu độ tối thiểu quy định là 0,75m với chiều dài không quá 15m. Để thuận tiện

cho việc duy tu sữa chửa nên dùng cống khẩu độ 1m với chiều dài cống dưới 30m.

Cống có khẩu độ 1,25m và 1,5m thì chiều dài cống cho phép phải trên 30m. Cao độ

mặt đường chỗ có cống tròn phải cao hơn đỉnh cống tròn ít nhất là 0,5m. Khi chiều dày

áo đường dày hơn 0,5m, độ chênh cao này phải đủ để thi công được chiều dày áo

đường.

Nói chung khẩu độ cống được chọn theo chế độ không áp. Chế độ có áp và bán áp

chỉ dùng ở những đoạn đường đắp cao, và đất đắp nền đường là loại khó thấm nước từ

thượng lưu cống vào nền đường. Dốc dọc của cống không lớn hơn độ dốc dòng chảy ở

hạ lưu cống. Nên lấy dốc cống từ 2% đến 3% để tránh lắng đọng bùn đất trong lòng

cống.

Dựa theo vật liệu làm cống có thể chia cống thành các loại sau :

- Cống gạch : chủ yếu là cống vòm gạch, cũng có trường hợp xây cuốn các cống tròn

bằng gạch.

- Cống đá : có thể làm thành cống bản hoặc cống vòm đá. Cống đá thường rẻ, chi phí

bảo dưỡng thấp, tiết kiệm được xi măng, cốt thép… nên dùng ở những vùng sẵn đá.

- Cống bê tông : thường là cống tròn 4 khớp, cống vòm. Ưu điểm là tiết kiệm cốt thép,

dễ đúc. Nhược điểm là dễ bị hư hỏng nếu thi công không tốt, khó sửa chữa.



- Cống bê tông cốt thép : 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 đắt, thi công khó nên ít dùng.

- Cống làm bằng các vật liệu khác, ví dụ cống gỗ (loại tạm thời) cống sành, cống

gang, cống tôn lượn sóng….

Dựa theo tình hình đắp đất trên cống chia thành :

- Cống nổi : đỉnh cống không đắp đất, thích hợp với những chổ nền đường đắp thấp,

các mương rãnh nông.

- Cống chìm : chiều cao đắp đất trên cống lớn hơn 50 cm thích hợp với nền đường đắp

cao, những chổ suối sâu.

Dựa theo tính chất thủy lực chia thành :

- Cống chảy không áp : chiều sâu mực nước ở cửa vào nhỏ hơn chiều cao miệng cống,

mực nước trên toàn chiều dài cống thường không tiếp xúc với đỉnh cống.

- Cống chảy bán áp : chiều sâu mực nước ở cửa vào tuy lớn hơn chiều cao cửa cống

nhưng nước chỉ ngập miệng mà không chảy trên toàn chiều cao của cống.

- Cống chảy có áp : chiều cao mực nước ở cửa vào lớn hơn chiều cao cửa cống, dòng

chảy trong phạm vi toàn chiều dài cống đều chảy nay, không có mặt tự do. Thường

sử dụng ở 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 đều

cao hơn mực nước cửa cống, và nhất là khi tuyến đường cắt qua các mương tưới

thủy lợi. Cửa vào cửa cống xi phông phải bố trí theo kiểu giếng thẳng đứng bao gồm

cả bộ phận chống lắng đọng. Cống xi phông cần phải bảo đảm không bị thẩm lậu

nước ra ngoài.

Theo qui định thì với đường vùng núi cách 1 Km cần đặt từ 2-3 cống, ở đây không

tính toán thuỷ lực cống cấu tạo mà cứ 300 - 500 m để đảm bảo cho việc thoát nước cho

rãnh biên, cống cấu tạo được đặt sau khi thiết kế đường đỏ.

2 Xác định lưu lượng tính toán Qp% :

Theo qui trình tính toán dòng chảy lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ

(F 100 km2), ta có công thức :

Qp% = Ap Hp F Trong đó:

- Qp% : Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế p%, m3/s;

- p% : Tần số lũ tính toán ,được qui định tùy thuộc vào cấp thiết kế của

đường, theo bảng 30 TCVN 4054-2005: đường cấp IV p = 4%;



- : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 9-7 TKĐ ÔTÔ3, tùy thuộc vào loại đất

cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (Hp) và diện tích lưu vực (F)

- Ap: Mô đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện

chưa xét ảnh hưởng của hồ ao, phụ thuộc vào hệ số đặc trưng địa mạo lòng sông ,

thời gian tập trung nước trên sườn dốc và vùng mưa (phụ lục 13 TKĐÔTÔ3)

- Hp = 144 mm: lưu lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế p = 4% tại Lộc

Ninh-Tây Ninh, đây là khu vực thuộc vùng mưa XVIII (phụ lục 15 TKĐÔTÔ3) ;

- : Hệ số triết giảm lưu lượng của hồ ao, đầm lầy. Với diện tích ao hồ, đầm

lầy chiếm 0%, ta có = 1(bảng 9-5 TKĐÔTÔ3)

- F : diện tích của lưu vực. Dựa vào bình đồ ta tìm được diện tích lưu vực

thực tế theo công thức:

Trong đó:

Fbđ : Diện tích lưu vực trên bình đồ (cm2)

M: Hệ số tỉ lệ bình đồ

1010 : Hệ số qui đổi từ cm2 sang km2

Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc s:

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc , phụ thuộc vào hệ số đặc trưng địa mạo

sườn dốc và vùng mưa (phụ lục 14 TKĐÔTÔ3)

Vùng mưa: XVIII

Hệ số xác định theo công thức :

Trong đó

bsd :Chiều dài trung bình của sườn dốc lưu vực, km xác định theo công thức:

L = chiều dài suối chính (km) đo từ nơi suối bắt đầu hình thành rõ ràng

tới vị trí công trình.



l = tổng chiều dài các suối nhánh (km) có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều

rộng trung bình của sườn dốc lưu vực, B xác định theo 1 trong 2 công thức sau:

Đối với lưu vực có 2 mái dốc:

Đối với lưu vực có 1 mái dốc:

và thay hệ số 1.8 bằng 0.9 trong công thức xác định bsd.

msd = 0.15: hệ số đặc trưng nhám sườn dốc với mặt đất thu dọn sạch, không

có gốc cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20%, mặt đá xếp và

cỏ trung bình.

Isd: độ dốc trung bình của sườn dốc lưu vực (0/00), được xác định bằng trị số

trung bình của 4 – 6 hướng nước chảy đại diện cho sườn dốc lưu vực.

Tính hệ số địa mạo thủy văn của lòng sông ls:

L: chiều dài sông chính, km.

mls =7: hệ số đặc trưng nhám của lòng sông, với sông đồng bằng ổn định,

lòng sông khá sạch, suối không có nước thường xuyên, chảy trong điều kiện tương

đối thuận lợi.

Ils : độ dốc lòng sông chính tính theo 0/00

Trong đó :

h1,h2,…,hn : cao độ những điểm gãy khúc trên trắc dọc lòng sông chính.

l1, l2,…,ln : cự ly giữa các điểm gãy khúc .

Kết quả tính toán thủy văn được thể hiện trong các bảng sau:

BẢNG XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶT TRƯNG THỦY VĂN

Phương Lý trình F L bsd Ils Isd



án (km2) (km) (km)(km)

(‰)(‰)

PAI

Km:0+200 0.283 0.45 0 0.699 11.66 67.12

Km:1+004.32 0.231 0.90 0 0.285 11.66 44.21

Km:1+715.14 0.635 0.70 0 1.008 26.22 57.12

Km:2+600 0.19 0.90 0 0.234 20.76 81.82

Km:3+300 0.076 0.58 0 0.146 6.95 85.45

Km:3+800 0.474 0.40 0 1.317 10.3 81.81

Km:4+300 0.134 0.80 0 0.186 39.84 95.86

PAII

Km:0+200 0.283 0.45 0 0.699 11.66 67.12

Km:0+900 0.352 0.90 0 0.721 27.94 61.19

Km:2+200 0.281 0.70 0 0.446 13.43 65.47

Km:2+900 0.059 0.30 0 0.219 30.67 84.42

Km:3+322.89 0.203 0.50 0 0.451 45.37 97.56

Km:3+822.30 0.052 0.30 0 0.193 16.75 84.95

Km:4+065.52 0.144 0.60 0 0.267 17.01 91.32

BẢNG XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC sd

Phương

ánLý trình

bsd

(km)msd

Isd

(‰)

Hp

(mm)sd

Vùng

mưa

sd

(phút)

PAI

Km:0+200 0.699 0.15 67.12 144 0.760 14.68 XVIII 98.21

Km:1+004.32 0.285 0.15 44.21 144 0.763 9.71 XVIII 77.06

Km:1+715.14 1.008 0.15 57.12 144 0.740 19.40 XVIII 158.02

Km:2+600 0.234 0.15 81.82 144 0.765 7.17 XVIII 43.36

Km:3+300 0.146 0.15 85.45 144 0.848 5.10 XVIII 23.70

Km:3+800 1.317 0.15 81.81 144 0.749 20.35 XVIII 169.55

Km:4+300 0.186 0.15 95.86 144 0.768 5.94 XVIII 29.58

PAII Km:0+200 0.699 0.15 67.12 144 0.760 14.68 XVIII 98.21



Km:0+900 0.721 0.15 61.19 144 0.743 15.52 XVIII 107.81

Km:2+200 0.446 0.15 65.47 144 0.760 11.30 XVIII 81.95

Km:2+900 0.219 0.15 84.42 144 0.882 6.43 XVIII 34.29

Km:3+322.89 0.451 0.15 97.56 144 0.764 10.07 XVIII 80.11

Km:3+822.30 0.193 0.15 84.95 144 0.896 5.91 XVIII 29.38

Km:4+065.52 0.267 0.15 91.32 144 0.768 7.48 XVIII 49.61

BẢNG XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG ĐỊA MẠO LÒNG SÔNG ls

Phương

ánLý trình

F

(km2)

L

(km)

Hp

(mm)mls

Ils

(‰)ls

PAI

Km:0+200 0.283 0.45 144 7 11.66 0.760 12.02

Km:1+004.32 0.231 0.90 144 7 11.66 0.763 25.26

Km:1+715.14 0.635 0.70 144 7 26.22 0.740 11.74

Km:2+600 0.19 0.90 144 7 20.76 0.765 21.87

Km:3+300 0.076 0.58 144 7 6.95 0.848 24.87

Km:3+800 0.474 0.40 144 7 10.3 0.749 9.82

Km:4+300 0.134 0.80 144 7 39.84 0.768 17.05

PAII

Km:0+200 0.283 0.45 144 7 11.66 0.760 12.02

Km:0+900 0.584 0.90 144 7 27.94 0.743 15.07

Km:2+200 0.281 0.70 144 7 13.43 0.760 17.87

Km:2+900 0.059 0.30 144 7 30.67 0.882 8.28

Km:3+322.89 0.203 0.50 144 7 45.37 0.764 9.21

Km:3+822.30 0.052 0.30 144 7 16.75 0.896 10.41

Km:4+065.52 0.144 0.60 144 7 17.01 0.768 16.69

BẢNG XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN DÒNG CHẢY Ap

Phương

ánLý trình

Vùng

mưasd ls Ap

PAI Km:0+200 XVIII 98.21 12.02 0.1117



Km:1+004.32 XVIII 77.06 25.26 0.1042

Km:1+715.14 XVIII 158.02 11.74 0.0881

Km:2+600 XVIII 43.36 21.87 0.1454

Km:3+300 XVIII 23.70 24.87 0.1634

Km:3+800 XVIII 169.55 9.82 0.0856

Km:4+300 XVIII 29.58 17.05 0.1769

PAII

Km:0+200 XVIII 98.21 12.02 0.1117

Km:0+900 XVIII 107.81 15.07 0.1023

Km:2+200 XVIII 81.95 17.87 0.1119

Km:2+900 XVIII 34.29 8.28 0.1989

Km:3+322.89 XVIII 80.11 9.21 0.1330

Km:3+822.30 XVIII 29.38 10.41 0.2004

Km:4+065.52 XVIII 49.61 16.69 0.1518

BẢNG XÁC ĐỊNH Qp

Phương

ánLý trình Ap

Hp

(mm)

F

(km2)

Qp

(m3/s)

PAI

Km:0+200 0.1117 0.760 144 0.283 1 3.458

Km:1+004.32 0.1042 0.763 144 0.231 1 2.645

Km:1+715.14 0.0881 0.740 144 0.635 1 5.965

Km:2+600 0.1454 0.765 144 0.190 1 3.043

Km:3+300 0.1634 0.848 144 0.076 1 1.517

Km:3+800 0.0856 0.749 144 0.474 1 4.378

Km:4+300 0.1769 0.768 144 0.134 1 2.622

PAII Km:0+200 0.1117 0.760 144 0.283 1 3.458

Km:0+900 0.1023 0.743 144 0.584 1 5.196

Km:2+200 0.1119 0.760 144 0.281 1 3.440

Km:2+900 0.1989 0.882 144 0.059 1 1.490



Km:3+322.89 0.1330 0.764 144 0.203 1 2.971

Km:3+822.30 0.2004 0.896 144 0.052 1 1.344

Km:4+065.52 0.1518 0.768 144 0.144 1 2.416

Từ lưu lượng tính được, ta xác định các công trình vượt dòng nước theo bảng

sau:

Phương

ánLý trình

F

(km2)

Qp

(m3/s)

Công

trình

PAI

Km:0+200 0.283 3.458 Cống

Km:1+004.32 0.231 2.645 Cống

Km:1+715.14 0.635 5.965 Cống

Km:2+600 0.19 3.043 Cống

Km:3+300 0.076 1.517 Cống

Km:3+800 0.474 4.378 Cống

Km:4+300 0.134 2.622 Cống

PAII

Km:0+200 0.283 3.458 Cống

Km:0+900 0.584 5.196 Cống

Km:2+200 0.281 3.440 Cống

Km:2+900 0.059 1.490 Cống

Km:3+322.89 0.203 2.971 Cống

Km:3+822.30 0.052 1.344 Cống

Km:4+065.52 0.144 2.416 Cống

3 Tính toán cống:

3.1 tính khẩu độ cống :

Cống là công trình thoát nước chính trên đường .

Cống có thể là cống cấu tạo hoặc là cống địa hình. Cống cấu tạo dùng để thoát nước

qua đường, tránh ứ đọng nước làm phá hoại nền đường. Theo qui định trong " tiêu

chuẩn đường " đối với vùng đồng bằng và đồi áp dụng cho nền đường đào thì cứ 1 km



cần đặt 2 đến 3 cống. Ở đây không tính toán thủy lực cống cấu tạo mà cứ 300 m đến

500m thì bố trí 1 cống có khẩu độ = 0.75m

Cống địa hình là cống bố trí tại các vị trí có suối. Cống địa hình là cống bắt buộc

phải đặt tại những vị trí thường xuyên có nước chảy cắt ngang qua đường mà lưu

lượng thường nhỏ 16m3/s

3.2 Phạm vi sử dụng chế độ dòng chảy trong cống theo điều kiện của đường.

Chế độ chảy không áp : được dùng ở các đoạn đường đắp thấp.

Chế độ chảy bán áp : được dùng ở đoạn đường đắp cao.

Chế độ chảy có áp : chỉ có ở cống có cửa vào làm theo dạng dòng chảy.Được dùng

ở chổ suối sâu, nền đất cần thiết phải đắp cao.

3.3 Chế độ làm việc của cống.

Tùy theo chiều sâu ngập nước trước cống và tùy theo loại miệng cống mà cống có

thể làm việc theo các chế độ sau đây :

- Không áp : nếu H ≤ 1,2hcv đối với miệng cống loại thường và 1,4hcv đối với

miệng cống theo dạng dòng chảy.

- Bán áp : nếu H > 1,2hcv và miệng cống thông thường, trường hợp này ở cửa

cống nước ngập toàn bộ nhưng tiếp theo đó thì nước chảy ở mặt thoáng tự do.

- Có áp : nếu H > 1,4hcv và miệng cống làm theo dạng dòng chảy và độ dốc nhỏ

hơn độ dốc ma sát, trường hợp này trên phần lớn chiều dài cống, nước ngập

hoàn toàn, chỉ có cửa ra mới có thể có mặt thoáng tự do.

Trong đó:

- H : chiều cao nước dâng trước cống.

- hcv : chiều cao cống ở cửa vào.

Khi mực nước ngập trước cống khá lớn chế độ chảy có áp có thể xảy ra cả cho

trường hợp miệng cống thông thường. Nhưng hiện tượng ấy không xảy ra liên tục và

cống vẫn thường làm việc theo chế độ bán áp. Để bảo đảm an toàn loại này cần tính

toán theo chế độ bán áp.

Nói chung khẩu độ cống được xác định theo chế độ không áp. Trường hợp cá biệt

trên đường ôtô và đôi khi trên đường thành phố cho phép thiết kế theo chế độ bán áp

và có áp nhưng phải có biện pháp về cấu tạo đảm bảo sự ổn định của cống và nước

không thấm qua nền đường. Để những vật trôi có thể chảy qua cống không áp, mực

nước chảy trong cống ở cửa vào phải có một khoảng trống bằng d/4 nhưng phải lớn

hơn 0,25m.

3.4 Các trường hợp tính toán thủy lực cống.

Tùy theo điều kiện cụ thể tính toán cống có thể phân ra hai trường hợp :



- Biết mực nước dâng cho phép (cao độ nền đường cho phép), tốc độ nước chảy

cho phép (biết được loại vật liệu gia cố ở thượng lưu và hạ lưu cống) cần xác

định khả năng thoát nước của cống (xác định khẩu độ cống).

- Biết được lưu lượng nước chảy mà cống cần phải thoát, xác định một số

phương án khẩu độ cống và các yếu tố thủy lực H và v. Dựa vào H và v định

cao độ nền đường tối thiểu, biện pháp gia cố thượng lưu, hạ lưu cống và tiến

hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để quyết định phương án có lợi nhất.

Từ Qp và chọn cấu tạo cống tròn làm việc theo chế độ không áp, miệng cống loại

thường (loại I) tra bảng ta xác định được d(m), H(m), V(m/s).

Chiều cao đắp nhỏ nhất đối với cống được chọn từ giá trị lớn trong hai giá trị tính

theo hai điều kiện sau:

- Điều kiện 1 :

= + 0,5m.

: mực nước dâng trước công trình ( kể cả chiều cao nước dềnh và

sóng vỗ vào mặt mái dốc của nền đường) ứng với tầng suất lũ p%.

- Điều kiện 2 : cao độ đường đỏ tại vị trí công trình phải đảm bảo điều kiện xe

vận chuyển vật liệu và thiết bị thi công đi trên cống không làm vỡ cống, muốn

vậy phải đảm bảo 0,5m đất đắp trên đỉnh cống (tức là khoảng cách từ đỉnh cống

đến đáy kết cấu áo đường ≥ 0,5m. Trong trường hợp điều kiện này không thỏa

mãn thì phải giảm khẩu độ cống (đường kính trong của cống) và tăng số cửa

cống, nếu biện pháp này cũng không thỏa mãn thì phải dùng cống bản (loại

cống cho phép xây dựng mặt đường xe chạy ngay trên cống mà không cần có

lớp đất trên đỉnh cống).

Do sử dụng phương pháp thi công mặt theo phương pháp đào lòng đường hoàn nên

kiến nghị sử dụng công thức sau:

: = + + max(0.5 ; hađ)

: đường kính trong của cống (m).

: chiều dày thành cống (m), có thể lấy = 1/10xhađ : tổng chiều dày kết cấu áo đường (m).

Chiều dài của cống phụ thuộc chiều rộng nền đường, chiều cao đất đắp, độ dốc mái

taluy tại vị trí đặt cống. Chiều dài cống được xác định bằng công thức:

Lc = Bn+ 2m(Hnđ - - 2)

Trong đó:

- Bn : bề rộng nền đường, Bn = 9(m).

- m : hệ số mái taluy m = 1,5.

- Hnđ : chiều cao đắp nền đường (m).



- : đường kính trong của cống.

- : chiều dày thành cống.

Sau đây là bảng thống kê cống của 2 phương án:

STT Lý trìnhQp

(m3/s)

Khẩu độ

(cm)

[QCống]

(m3/s)

Số

lượng

Hdâng

(m)

V

(m/s)

PAI

Km:0+200 3.458 150 3.300 1 1.55 3.01

Km:1+004.32 2.645 150 3.300 1 1.32 2.58

Km:1+715.14 5.965 200 6.700 1 1.85 3.07

Km:2+600 3.043 150 3.300 1 1.67 3.37

Km:3+300 1.517 125 2.000 1 1.03 2.26

Km:3+800 4.378 150 6.600 2 1.2 2.41

Km:4+300 2.622 150 3.300 1 1.31 2.57

PAII

Km:0+200 3.458 150 3.300 1 1.55 3.01

Km:0+900 5.196 200 6.700 1 1.71 2.9

Km:2+200 3.440 150 3.300 1 1.54 2.99

Km:2+900 1.490 125 2.000 1 1.02 2.25

Km:3+322.89 2.971 150 3.300 1 1.41 2.72

Km:3+822.30 1.344 125 2.000 1 0.97 2.17

Km:4+065.52 2.416 150 3.300 1 1.26 2.49

Số lượng cống trên tuyến

Khẩu độ (m) 0.75 1 1.25 1.5 2

PA1 1 0 1 6 1

PA2 1 1 2 4 1



4 Thiết kế rãnh.

4.1 Rãnh đỉnh.

Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn, rãnh dọc không thoát hết thì phải

bố trí rãnh đỉnh để đón nước từ sườn lưu vực chảy về phía đường và dẫn nước về công

trình thoát nước, về suối hay chổ trũng cạnh đường.

Cần phải có khi nền đào sâu ≥ 6m.

Khi lưu vực của sườn dốc lớn, cần phải có rãnh đỉnh để tập chung nước và dẫn nước

đến công trình cầu hoặc cống gần nhất

4.1.1 Xác định lưu lượng nước mưa đổ về rãnh đỉnh.

Diện tích lưu vực được xác định từ vị trí của tuyến đường, vị trí đường tụ thủy, vị

trí đường phân thủy.Lưu lượng tính toán của rãnh đỉnh được xác định theo quy trình

tính toán dòng chảy lũ của nước mưa rào. Tần suất tính lưu lượng của rãnh đỉnh là 4%.

4.1.2 Cấu tạo rãnh đỉnh.

Chiều rộng đáy rãnh ≥ 0,5m. Độ dốc mái rãnh : 1:1; chiều sâu rãnh H ≤ 1,5m; độ

dốc dọc của rãnh i ≥ 5‰.

Lòng rãnh đỉnh và mái dốc phía đường phải xây để chống nước thấm vào mái

đường.

Đất đào từ rãnh đỉnh phải đắp thành con đê hoàn chỉnh ở mái dốc phía thấp (còn gọi

là đê con trạch).

4.2 Rãnh biên.

Cần phải có ở đường đào và đường đắp thấp dưới 0,6m và trong phạm vi dải phân

cách giữa khi làm siêu cao riêng cho mỗi phần xe chạy.

Rãnh biên làm để thoát nước khi mưa từ mặt đường, lề đường và diện tích hai bên

dành cho đường. Rãnh biên có tác dụng làm cho nền đường khô ráo do đó đảm bảo

cường độ nền đường và mặt đường ổn định khi mưa.

4.2.1 Cấu tạo rãnh biên.

Hình dạng của rãnh biên tùy thuộc vào điều kiện thi công bằng máy hay bằng thủ

công và tùy thuộc vào chiều cao nền đắp mà có hình dạng hình thang hay hình tam

giác.

Thiết kế rãnh hình thang :

bmin = 0,4m; irãnh ≥ 5‰. hmin = 0,2-0,25 m ở đầu rãnh.

hmax = 80cm.

Mái dốc của rãnh hai bên lề đường 1:1.

4.2.2 Xác định kích thước rãnh.

Ta chọn kích thước của rãnh là b = 0,4m và h = 0,6m để thiết kế.


Documents

Chuong 4 thiet ke thoat nuoc