Tiêu chuẩn TCVN 12250:2018 Yêu cầu thiết kế công trình bến cảng thủy nội địa

  • Thuộc tính
  • Nội dung
  • Tiêu chuẩn liên quan
  • Lược đồ
  • Tải về
Mục lục Đặt mua toàn văn TCVN
Lưu
Theo dõi văn bản

Đây là tiện ích dành cho thành viên đăng ký phần mềm.

Quý khách vui lòng Đăng nhập tài khoản LuatVietnam và đăng ký sử dụng Phần mềm tra cứu văn bản.

Báo lỗi
  • Báo lỗi
  • Gửi liên kết tới Email
  • Chia sẻ:
  • Chế độ xem: Sáng | Tối
  • Thay đổi cỡ chữ:
    17
Ghi chú

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 12250:2018

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12250:2018 Cảng thủy nội địa-Công trình bến-Yêu cầu thiết kế
Số hiệu:TCVN 12250:2018Loại văn bản:Tiêu chuẩn Việt Nam
Cơ quan ban hành: Bộ Khoa học và Công nghệLĩnh vực: Xây dựng, Giao thông
Năm ban hành:2018Hiệu lực:
Người ký:Tình trạng hiệu lực:
Đã biết

Vui lòng đăng nhập tài khoản gói Tiêu chuẩn hoặc Nâng cao để xem Tình trạng hiệu lực. Nếu chưa có tài khoản Quý khách đăng ký tại đây!

Tình trạng hiệu lực: Đã biết
Ghi chú
Ghi chú: Thêm ghi chú cá nhân cho văn bản bạn đang xem.
Hiệu lực: Đã biết
Tình trạng: Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12250:2018

CẢNG THỦY NỘI ĐỊA - CÔNG TRÌNH BẾN - YÊU CẦU THIẾT KẾ

Inland port - Berth contruction - Design standard

Lời nói đầu

TCVN 12250:2018 do Cục Đường thủy Nội địa Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất Lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

CẢNG THỦY NỘI ĐỊA - CÔNG TRÌNH BẾN - YÊU CẦU THIẾT KẾ

Inland port - Berth contruction - Design standard

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định tiêu chuẩn thiết kế xây dựng mới, sửa chữa và cải tạo nâng cấp công trình bến cảng thủy nội địa.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4253:2012, Công trình thủy lợi - Nền các công trình thủy công - Yêu cầu thiết kế;

TCVN 4116:1985, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế;

TCVN 8419:2010, Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ;

TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế;

TCVN 8421:2010, Công trình thủy lợi - Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu;

TCVN 9386:2012, Thiết kế công trình chịu động đất;

TCVN 5575:2012, Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế;

TCVN 10304:2014, Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc;

TCVN 1651-2:2008, Thép cốt bê tông - Phần 2: Thép thanh vằn;

BS 6349-6-1989, Maritime structures - Design of inshore moorings and floating structures.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong Tiêu chuẩn này, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau:

3.1  Công trình bến là công trình để phương tiện thủy neo đậu, xếp, dỡ hàng hóa, đón trả hành khách và thực hiện các dịch vụ hỗ trợ khác. Công trình bến cảng thủy nội địa gồm công trình bến hàng hóa, công trình bến hành khách, công trình bến tổng hợp và công trình bến chuyên dùng.

3.2  Công trình tạm (TA) là công trình để dùng trong thời gian thi công hoặc sửa chữa các công trình chính.

3.3  Mực nước tính toán là mực nước ứng với tần suất thiết kế P% (m) theo mục đích tính toán và phụ thuộc vào cấp công trình.

3.4  Trạng thái giới hạn là các trạng thái mà ngay sau đó công trình không tiếp tục đạt được các tiêu chí thiết kế.

4  Phân cấp công trình bến cảng thủy nội địa

Cấp công trình bến cảng thủy nội địa dựa vào cỡ phương tiện lớn nhất được xác định theo Bảng 1.

Bảng 1 - Cấp công trình bến cảng thủy nội địa

Loại bến

Tiêu chí phân cấp

Cấp công trình

Đặc biệt

I

II

III

IV

Bến hàng hóa

Tải trọng của tàu (DWT)

>5.000

3.000÷5.000

1.500<÷3.000

750 ÷ <1.500

<750

Bến hành khách

Cỡ phương tiện lớn nhất (ghế)

>500

300÷500

100÷<300

50÷<100

<50

CHÚ THÍCH Các công trình tạm thời phục vụ thi công lấy theo công trình cấp IV, trong một số trường hợp như công trình an ninh quốc phòng .... được phép nâng lên cấp cao hơn nhưng không cao hơn cấp của công trình chính.

5  Chọn kết cấu công trình bến

5.1  Việc chọn dùng kết cấu công trình bến phải thực hiện trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án.

Khi so sánh hiệu quả đầu tư giữa các phương án kết cấu công trình bến cần xét đến yếu tố thời gian nếu có sự khác nhau về thời hạn đưa công trình vào khai thác.

5.2  Khi lựa chọn kết cấu công trình bến cảng thủy nội địa cần chú ý đầy đủ đến các đặc điểm về tác động bất lợi của điều kiện tự nhiên sau đây:

- Dao động mực nước giữa mùa cạn và mùa lũ thường có biên độ rất lớn;

- Dòng chảy trước bến thường có lưu tốc cao, đặc biệt là vào mùa lũ;

- Bờ và đáy sông ven công trình bến chịu tác động bồi xói theo chu trình, phụ thuộc vào quá trình diễn biến của lòng dẫn trên cả đoạn sông.

5.3  Kết cấu công trình bến được chọn phải thỏa mãn tốt nhất các yêu cầu sau:

- Chi phí cho các vật liệu xây dựng chủ yếu (sắt thép, xi măng, gỗ) ở mức thấp nhất;

- Có tuổi thọ công trình phù hợp với thời hạn sử dụng bến quy định trong yêu cầu thiết kế;

- Khai thác thuận tiện, dễ duy tu sửa chữa.

5.4  Để chọn kết cấu công trình bến cảng thủy nội địa có thể tham khảo các điều kiện sử dụng chủ yếu và các kích thước đặc trưng ghi ở Bảng 2 với các công trình bến dùng cọc hoặc cọc cừ, và ở Bảng 3 đối với các công trình bến kiểu trọng lực. Ngoài ra cũng xét đến các giải pháp kết cấu khác có khả năng áp dụng trong từng điều kiện cụ thể.

5.5  Trong trường hợp cần thiết phải xem xét các giải pháp kết cấu sau đây khi thiết kế công trình bến:

- Dùng các kết cấu giảm tải hoặc che chắn (bán giảm tải, lăng thể đá giảm tải, màn chắn bằng cọc v.v...);

- Gia tải để làm chặt trước cho đất;

- Gia cường hoặc thay đất;

- Đối với công trình bến xây dựng tại khu vực địa chất yếu và có mực nước thay đổi cần xem xét giải pháp kết cấu bến nổi khi thiết kế công trình.1)

Bảng 2 - Các loại bến tường cừ và bệ cọc

Loại bến tường cừ hoặc bệ cọc

Các điều kiện sử dụng chủ yếu khi đất có thể đóng được cọc và cọc cừ

Các kích thước chủ yếu

Chiều cao bến, Hb(m)

Điều kiện xây dựng và khai thác

Không neo

 

≤ 6

Không hạn chế

tcừ = (0,8÷1,2)Hb

Một tầng neo

4 ÷11

Mực nước thi công thấp hơn điểm gắn thanh neo

hk = (0,15 ÷ 0,35)Hb

tcừ = (0,4 ÷ 0,8)Hb

tbn = (0,4 ÷ 0,5)Hb

Ln = (1÷ 2)Hb

 

 

Bảng 3 - Các loại bến tường cừ và bệ cọc (kết thúc)

Loại bến tường cừ hoặc bệ cọc

Các điều kiện sử dụng chủ yếu khi đất có thể đóng được cọc và cọc cừ

Các kích thước chủ yếu

Chiều cao bến, Hb(m)

Điều kiện xây dựng và khai thác

Một tầng neo với kết cấu bên trên

11 ÷ 15

Mực nước thi công thấp hơn điểm gắn thanh neo

HH = 3 ÷ 6 m

hk ≤ 0,15 Htc

tcừ = (0,4 ÷ 0,6) Hb

tbn = (0,5 ÷ 0,7) Hb

Ln = (1 ÷ 2) Hb

Neo bằng cọc xiên

≤ 10

Dùng chủ yếu khi dải bờ hẹp, khó đặt các trụ neo loại khác

hk ≤ 0,3 Hb

tcừ = (0,6 ÷ 0,9) Hb

e = 0,6 ÷ 0,8 m

i = (1:0,3) ÷ (1:0,4)

 

Bệ cọc không chịu áp lực đất

Bất kỳ

Mực nước dao động ít

d = 2 ÷ 4 m

Bệ cọc không chịu lực đất

Bất kỳ

Mực nước dao động lớn

d = 2 ÷ 4 m

 

Bảng 4 - Các loại bến trọng lực

Loại bến tường cừ hoặc bệ cọc

Các điều kiện sử dụng chủ yếu khi đất có thể đóng được cọc và cọc cừ

Các kích thước chủ yếu

Chiều cao bến, Hb(m)

Điều kiện xây dựng và khai thác

Khối xếp

≤ 14

Dùng trong những trường hợp hạn hữu

B = (0,5 ÷ 0,8) Hb

Khối khổng lồ

6 ÷ 14

Thi công ngầm dưới nước, có cơ sở chế tạo và khả năng chở nổi bằng đường thuỷ các khối khổng lồ

B = (0,7 ÷ 0,9) Hb

Cọc ống đường kính lớn

≤ 10

Chủ yếu khi thi công ngầm dưới nước

B = (0,7 ÷ 1,3) Hb

Tường góc có neo trong

≤ 14

Chủ yếu khi thi công trên khô

B = (0,75 ÷ 1) Hb

 

Bảng 5 - Các loại bến trọng lực (kết thúc)

Loại bến tường cừ hoặc bệ cọc

Các điều kiện sử dụng chủ yếu khi đất có thể đóng được cọc và cọc cừ

Các kích thước chủ yếu

Chiều cao bến, Hb(m)

Điều kiện xây dựng và khai thác

Cọc cừ có kết cấu neo cứng

≤ 9

Chủ yếu khi thi công ngầm dưới nước

B = (0,8 ÷ 1,5) Hb

CHÚ THÍCH Thi công ngầm dưới nước có nghĩa là thi công khi mực nước cao hơn đáy bến thiết kế, thi công trên khô khi mực nước thấp hơn đáy bến thiết kế.

- Sử dụng các kết cấu phụ trợ (neo, chân khay, gối tựa v.v...)

5.6  Khi thiết kế bến trên đoạn bờ sông có khả năng bị xói lở thì trong hồ sơ thiết kế phải trù định biện pháp gia cố đáy bến hoặc phải tính toán thiết kế bến với cao trình đáy đến độ sâu có thể bị xói lở sau này. Việc chọn một trong hai giải pháp đó phải dựa trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật.

6  Các kích thước cơ bản của bến cảng nội địa

6.1  Cao trình mặt bến

Đối với các cảng nằm ven sông, mặt bến cần làm đến cao trình ngang với mực nước đỉnh lũ có tần suất tính toán vượt đỉnh lũ cao nhất hàng năm theo quy định ở Bảng 4.

Bảng 6 - Mực nước tính toán theo tần suất vượt đỉnh lũ hàng năm

Cấp công trình bến

Tần suất tính toán vượt đỉnh lũ cao nhất hàng năm, %

Đặc biệt, I, II

III

IV

1 (1 lần trong 100 năm)

5 (1 lần trong 20 năm)

10 (1 lần trong 10 năm)

- Được phép lấy cao trình mặt bến thấp hơn so với quy định ở các Điều 6.1, xuất phát từ yêu cầu công nghệ của bến hoặc khi có đủ luận cứ kinh tế - kỹ thuật về tính hợp lý của việc để cho bến bị ngập một thời gian trong năm.

- Khi thiết kế cải tạo cảng, nếu có đủ luận cứ thì được phép giữ nguyên cao trình mặt bến và mực nước tính toán đã dùng trước đây khi thiết kế càng đó.

6.2  Mực nước tính toán

Mực nước tính toán lấy theo quy định đối với các cảng nằm ven sông như sau:

- Mực nước tính toán đối với các cảng nằm ven sông được xác định theo đường biểu diễn mực nước ngày quan trắc nhiều năm. Tần suất mực nước dùng để xác định mực nước tính thuộc vào cấp công trình, lấy theo quy định ở Bảng 5.

Bảng 7 - Tần suất dùng để xác định MNTT

Cấp công trình bến

Tần suất mực nước theo đường biểu diễn nhiều năm của mực nước ngày, %

Đặc biệt, I, II

III

IV

99

97

95

CHÚ THÍCH 1 Trong trường hợp không đủ số liệu quan trắc nhiều năm tại địa điểm xây dựng thì cho phép tính chuyển từ các trạm mực nước trên cùng đoạn sông.

CHÚ THÍCH 2 Đối với cảng nằm trên sông chịu ảnh hưởng thủy triều, mực nước tính toán còn kiểm tra theo các quy định của tiêu chuẩn cảng biển hiện hành

- Khi xác định mực nước tính toán đối với các cảng ven hồ thì mực nước thấp nhất là mực nước khi hồ được tháo nước đến mức tối đa.

6.3  Độ sâu khu nước trước bến

Độ sâu nước trước bến được xác định tùy thuộc vào mớn nước của tàu tính toán và các giá trị dự phòng cần thiết về độ sâu, theo công thức (1):

H = T + z1 + z2

(1)

Trong đó

T mớn nước của tàu tính toán (m), có thể tham khảo Phụ lục M;

z1 dự phòng chạy tàu tối thiểu, xác định theo Bảng 6.

Bảng 8 - Độ sâu dự phòng

Mớn nước của tàu tính toán, (m)

Dự phòng chạy tàu tối thiểu, z1 (m)

Tàu sông, sà lan tự hành và không tự hành

Bè mảng

(không phụ thuộc loại đất ở đáy)

Đất sét, cát, sỏi

Đá khối, đá vụn thô

< 1,5

1,5 - 3,0

> 3,0

0,1

0,2

0,2

0,2

0,2

0,3

0,2

0,3

0,3

z2 = 0,3 m - dự phòng cho sa bồi và hàng rơi vãi, cho độ nghiêng lệch tàu khi bốc xếp hàng không cân đối, cho sóng và nước rút do gió.

6.4  Chiều dài bến

Khi xác định chiều dài bến phải căn cứ vào chiều dài tàu tính toán, kiểu cấu tạo của bến, cách bố trí tuyến bến trong cảng, đồng thời cũng phải lưu ý đến khả năng thông qua và công nghệ bốc xếp.

Chiều dài cầu bến không nhỏ hơn 0,4 lần chiều dài tàu tính toán

Đối với các bến nằm trên cùng một tuyến bến chung thì khoảng trống giữa các tàu neo đậu ở hai bến cạnh nhau phải lấy theo Bảng 7.

Bảng 9 - Khoảng trống giữa các tàu neo đậu ở hai bến cạnh nhau

Kiểu cấu tạo bến

Khoảng trống giữa các tàu neo đậu ở hai bến cạnh nhau, (m)

Tàu tự hành có chiều dài (m)

Tàu không tự hành có chiều dài (m)

> 100

65 - 100

< 65

> 100

65 - 100

< 65

- Thẳng đứng hoặc nửa dốc nghiêng

15

10

8

20

15

10

- Dốc nghiêng và dốc nghiêng có các trụ riêng rẽ

20

15

10

25

20

15

- Bến phao

25

20

15

25

20

15

CHÚ THÍCH 1 Đối với các bến cấu tạo từ các trụ, các bệ cọc cao hoặc các phao riêng rẽ, hoặc bến của các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu sông thì chiều dài bến được xác định căn cứ vào cách bố trí tàu neo đậu ở bến và các yêu cầu khai thác.

CHÚ THÍCH 2 Nếu theo yêu cầu công nghệ mà tàu phải di chuyển dọc bến trong quá trình bốc xếp thì phải tăng chiều dài bến để đủ cho đoạn di chuyển này.

7  Các đặc trưng của vật liệu và đất

7.1  Các đặc trưng tính toán của vật liệu được xác định bằng cách lấy giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đó chia cho hệ số an toàn của vật liệu. Các đặc trưng tính toán và đặc trưng tiêu chuẩn của vật liệu được lấy theo các Tiêu chuẩn thiết kế tương ứng cho từng loại kết cấu.

Khi tính toán theo nhóm II các trạng thái giới hạn thì hệ số an toàn của vật liệu được lấy bằng 1.

7.2  Các đặc trưng tính toán của đất được xác định bằng cách lấy giá trị tiêu chuẩn chia cho hệ số an toàn của đất. Giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng của đất và các hệ số an toàn của đất được quy định trên cơ sở các số liệu khảo sát địa chất phù hợp với các quy định của các tiêu chuẩn hiện hành.

Trong các tính toán theo nhóm II các trạng thái giới hạn thì hệ số an toàn của đất được lấy bằng 1.

7.3  Các đặc trưng của đất phải xác định khi cấu trúc và độ ẩm của đất phù hợp với thế nằm tự nhiên và điều kiện khai thác sau này (ví dụ, xét đến sự bão hòa nước của đất sau khi tích nước vào hồ v.v...). Cho phép xác định các đặc trưng của đất cát bằng những phương pháp thí nghiệm hiện trường (xuyên, cắt cánh, các phương pháp địa vật lý v.v...).

7.4  Để tính toán công trình bến cần phải có các đặc trưng sau đây của đất:

- Thành phần hạt (phân tích cỡ hạt);

- Trọng lượng riêng của đất γ;

- Trọng lượng riêng của đất khô γk (ở trạng thái tự nhiên và trạng thái độ chặt tối đa);

- Trọng lượng riêng của các hạt đất γs;

- Tỷ trọng của đất Δ;

- Hệ số rỗng e;

- Chỉ số dẻo Jp đối với đất có chứa sét;

- Chỉ số độ sệt JL đối với đất có chứa sét;

- Độ ẩm G;

- Góc ma sát trong φ;

- Lực dính đơn vị c;

- Môđun biến dạng E;

- Hệ số độ chặt a;

- Hệ số poát xông µ;

- Hệ số thấm kt;

- Hệ số dính η (đối với đất có chứa sét);

- Hệ số nhà nước v.

Khi bề mặt hố móng (hoặc bề mặt tự nhiên của đáy) cắt qua tầng đất có chứa sét thì phải xác định trị số góc ma sát trong φn và độ dính đơn vị cn ở bề mặt này theo như quy định ở Điều 7.8.

Các giá trị tính toán của E, µ, kt, η, v cho phép lấy bằng giá trị tiêu chuẩn.

CHÚ THÍCH Các đặc trưng tính toán φ, c, γ của đất được ký hiệu là φl, cl, γl trong các tính toán theo nhóm I các trạng thái giới hạn, và ký hiệu là φll, cll, γll trong các tính toán theo nhóm II.

7.5  Đối với cát thạch anh gồm những hạt có độ mái tròn cạnh khác nhau chứa dưới 20 % fenspat và dưới 5 % các tạp chất khác tính gộp thì cho phép xác định các giá trị tính toán của φ và c theo Bảng G.1 của Phụ lục G, không phân biệt nguồn gốc, tuổi địa chất và độ ẩm của cát.

7.6  Ở các giai đoạn tiền thiết kế cho phép lấy các giá trị tính toán φ và c của đất có chất sét thuộc trầm tích đệ tứ theo Bảng G.2 của Phụ lục G.

7.7  Các giá trị của mô đun biến dạng E, hệ số poát xông µ, hệ số thấm kt, hệ số nhà nước v được xác định tương ứng theo các Bảng G.3 ÷ G.7 của Phụ lục G.

7.8  Khi bề mặt hố móng (hoặc bề mặt tự nhiên của đáy) cắt qua tầng đất có chứa sét loại cứng, nửa cứng hoặc dẻo cứng thì các giá trị của φnl,ll và cnl,ll được xác định theo kết quả thí nghiệm đất loại sét hoàn toàn bão hòa nước.

Trong mọi trường hợp khác, kể cả khi không có số liệu thí nghiệm, cho phép lấy tgφnl,ll = tgφl,ll nhưng không lớn hơn 0,55; cnl,ll = cl,ll nhưng không lớn hơn 0,005 MPa (0,5 T/m2).

Trong đó:

φnl,ll và cnl,ll tương ứng là góc ma sát trong và lực dính đơn vị của đất mà mặt trượt cắt qua (khi tính trượt theo mặt tiếp xúc giữa lớp đệm với đất cát ở nền thì giá trị φnl,ll của đất cát cho phép lấy tăng lên 1,1 lần).

8  Các yêu cầu chính về cấu tạo

8.1  Kết cấu công trình bến phải đảm bảo việc khai thác bình thường và độ tin cậy của công trình. Độ tin cậy của công trình được thể hiện ở các mặt: không làm đình trệ hoạt động, thuận tiện cho sửa chữa, đảm bảo tính nguyên vẹn và tuổi thọ.

8.2  Khi thiết kế các công trình bến bằng bê tông cốt thép lắp ghép phải xét đến các quy định về cấu tạo của các cấu kiện bê tông cốt thép ở mặt trước bến, nên làm loại cấu kiện bê tông cốt thép có ứng suất trước.

8.3  Đối với các công trình bến có dùng các kết cấu, chi tiết và nút liên kết bằng thép, khi thiết kế phải xét đến các quy định về cấu tạo theo TCVN 5575:2012.

8.4  Hình dạng và kích thước tiết diện các cấu kiện bê tông cốt thép của công trình bến được quy định trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật của các phương án thiết kế. Khi thực hiện điều này cần dựa vào các nguyên tắc sau:

a) để tạo ra tường mặt kín liên tục cho công trình bến thì tiết kiệm nhất là dùng tiết diện chữ T hoặc tiết diện có sườn cho các cấu kiện bê tông cốt thép ở mặt trước bến, với khoảng cách giữa các sườn bằng 1,5 - 2 m;

b) cọc cừ tiết diện chữ nhật nên dùng để xây dựng các bến có chiều cao dưới 7,5 m khi có đủ luận cứ về mặt kinh tế - kỹ thuật.

c) phải cố gắng dùng các tiết diện có kích thước lớn nhất trong phạm vi cho phép quy định bởi gabari của các phương tiện vận tải, điều kiện chế tạo và lắp dựng, sức nâng của các thiết bị nâng cẩu;

d) giảm đến mức tối thiểu bề mặt của các cấu kiện chịu tác động xâm thực;

e) bề rộng sườn trong các cấu kiện tiết diện chữ T của mặt trước bến nên giảm đến mức tối thiểu có thể được theo điều kiện bố trí cốt thép trong sườn, còn độ bền và độ chống nứt của tiết diện được đảm bảo bằng cách thay đổi độ cao của sườn;

f) ở những chỗ đặt các chi tiết chờ để gắn thanh neo trong các sườn nên làm các đoạn mở rộng cục bộ để đảm bảo độ bền cho phần ngàm của chi tiết chờ;

g) bề dày các cấu kiện bê tông cốt thép của mặt trước bến phải lấy không nhỏ hơn:

- 10 cm - khi không chịu tải trọng va và mài mòn;

- 15 cm - khi chịu tải trọng va của tàu.

h) trong các cấu kiện phải đặt các vòng móc và các chi tiết chờ để dùng vào việc nâng cẩu và buộc chặt các cấu kiện trong quá trình chế tạo, vận chuyển và lắp dựng.

8.5  Trong các cấu kiện công trình bên phải đặt sẵn các chi tiết chờ và các chi tiết khác cần thiết cho việc liên kết một số cấu kiện của bến hoặc để dùng khi thực hiện các công tác xây lắp (chi tiết chờ để gắn các thiết bị đệm tàu, bulông để gắn búa rung, văng móc để nâng cẩu v.v...).

8.6  Lỗ khoét trong các cừ thép phải có dạng hình tròn hoặc elíp. Các lỗ hình elíp phải bố trí sao cho trục dài của lỗ nằm dọc theo chiều dài cừ.

8.7  Lỗ khoét trong các cừ thép dùng để gắn thanh neo và gắn dầm phân bố chỉ được làm trên các cọc cừ quay lưng về phía khu nước.

8.8  Nối để kéo dài cừ thép phải thực hiện bằng cách hàn thêm hai tấm ốp ở hai bên, tấm ốp phải làm có dạng hình thoi với các góc không hàn. Bề rộng tấm ốp phải gần bằng bề rộng các cấu kiện nổi. Các mối hàn phải dừng lại cách chỗ nối giữa hai đoạn cừ 25 mm về mỗi phía.

8.9  Các cấu kiện ở mặt công trình bến liền bờ phải neo trong phạm vi 1/3 chiều sâu bến tùy thuộc vào cao trình mực nước thi công, còn các cọc cừ bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật phải neo ở đỉnh cừ.

8.10  Khi thiết kế các công trình bến phải trù định:

- các khe biến dạng (khe nhiệt và khe lún - nhiệt);

- các kết cấu thoát nước ngầm (khi cần hạ thấp mực nước ngầm sau công trình);

- lắp đặt dầm mũ để liên kết đầu các cấu kiện mặt trước bến vào với nhau;

- các thiết bị neo tàu;

- bảo vệ đất lấp lòng bến không bị trôi qua các khe nối;

- bảo vệ các bề mặt không bị va và mài mòn do tác động của tàu và các vật trôi;

- bảo vệ đáy trước công trình không bị xói vì dòng chảy và chân vịt tàu;

- bảo vệ các cấu kiện công trình không bị ăn mòn;

- các biện pháp đảm bảo thực hiện các quy tắc an toàn kỹ thuật khi làm công tác bốc xếp.

8.11  Kết cấu của khe biến dạng phải đảm bảo sự dịch chuyển tương đối giữa các phân đoạn bến cạnh nhau, tránh được hiện tượng các phân đoạn bên xô tựa vào nhau khi đất lún.

Khoảng cách giữa các khe biến dạng (chiều dài phân đoạn) được quy định trên cơ sở các điều kiện khí hậu và địa chất, các đặc điểm kết cấu của bến, trình tự thi công, nhưng trong mọi trường hợp không nên lấy quá 30 m.

Đối với các kết cấu kiểu trọng lực thì khoảng cách giữa các khe biến dạng phải được quy định sao cho cấu tạo địa chất nền trên chiều dài một phân đoạn không thay đổi đáng kể.

8.12  Kết cấu của hệ thống thoát nước ngầm phải đảm bảo việc thoát nước bình thường quanh năm.

Khi làm hệ thống thoát nước ngầm kiểu kín trong các công trình cấp III phải bố trí các đường hào đi lại cùng với các giếng kiểm tra cách nhau trên 50 m, đối với các công trình cấp IV cho phép làm hệ thống thoát nước ngầm loại kín với các ống cống có thể thông dọn được qua các giếng kiểm tra.

8.13  Dầm mũ phải liên kết chắc chắn với các cấu kiện mặt trước của bến, phân bố tải trọng tập trung cho các cấu kiện đó. Tùy theo kết cấu bến, dầm mũ phải làm bằng bê tông cốt thép lắp ghép hoặc đổ tại chỗ, và cũng có thể làm bằng thép.

8.14  Thiết bị neo trên bến có thể là bích neo và móc neo. Theo chiều dài và chiều cao bến các bích neo và móc neo phải được bố trí theo yêu cầu công nghệ. Kích thước bích neo được lấy theo thiết kế điển hình tùy thuộc vào trị số lực neo và xét cả các yêu cầu về an toàn kỹ thuật. Trong các kết cấu bến tường cừ các khối gắn bích neo thường phải được neo giữ.

8.15  Việc chống trôi lọt của đất đắp ra phía khu nước bao gồm: đảm bảo độ kín (không trôi lọt đất) của khe nối giữa các cấu kiện ở mặt trước bến, ngăn ngừa sự xói mòn của đất lấp qua lớp đệm bằng đá hoặc đá dăm.

Độ kín (không trôi lọt đất) của khe nối giữa các cấu kiện ở mặt trước bến phải được đảm bảo trên suốt chiều cao bến và xuống đến một độ sâu ≥ 1,5 m kể từ đáy thiết kế.

Khi bến đặt ở nơi mà đáy có khả năng bị xói sâu trên 1m thì giới hạn dưới của kết cấu lèn kín khe nối phải được xác định bằng tính toán.

Khe nối giữa các cấu kiện mặt trước bến được cấu tạo theo một số kiểu như sau:

- dùng các khóa liên kết bằng bê tông cốt thép hoặc thép;

- dùng màn chắn bằng các vật liệu đàn hồi;

- làm tầng lọc ngược;

- chèn kín bằng các loại nhựa đàn hồi và các biện pháp khác.

Trên Hình 1 là một kiểu kết cấu hợp lý nhất cho khe nối giữa các cọc cừ bê tông cốt thép tiết diện chữ T; kết cấu này đảm bảo độ kín (không trôi lọt đất) của khe nối mà không phải làm lớp lọc ngược ở phía đất đắp.

CHÚ DẪN

1 Phần cánh của cọc cừ

2 Chi tiết đặt sẵn bằng thép góc

Hình 1 - Kết cấu khe nối kín (không trôi lọt đất)

8.16  Việc bảo vệ bề mặt trước bến khỏi tàu va vào thường được thực hiện bằng cách dùng các thiết bị đệm tàu. Kết cấu của thiết bị đệm tàu phải bảo vệ được công trình và có thể thay thế dễ dàng trong khi công trình vẫn đang khai thác.

Nên chọn dùng các kiểu kết cấu thiết bị đệm tàu trong các thiết kế điển hình.

8.17  Khi đáy nền trước công trình là đất thì thường phải có biện pháp bảo vệ đáy bến khỏi bị bào xói do dòng chảy hoặc do chân vịt tàu, dải đáy được bảo vệ phải có bề rộng lớn hơn 1/2 bề rộng của tàu tính toán. Lớp bảo vệ đáy có thể làm bằng đá đổ hoặc làm bè chìm bằng các tấm bê tông cốt thép. Lớp đá đổ phải có bề dày ≥ 40 cm và đặt trên một lớp lót bằng đá dăm hoặc sỏi. Bề dày lớp lót phải lấy ≥ 30 cm nếu thi công ngầm dưới nước và ≥ 20 cm nếu thi công trên khô.

Đối với các bến nằm trên vũng đào và có kết cấu kiểu tường cừ có neo thì cho phép không làm lớp chống xói cho đáy trước bến nếu như:

- khi xác định độ sâu trước bến đã lấy độ dự phòng cho sa bồi ≥ 0,5 m;

- cọc cừ được đóng sâu > 5 m;

- không có cát rời ở lớp mặt đáy bến.

Khi xây dựng bến trên bờ sông bị xói thì phải lập riêng hồ sơ thiết kế công trình bảo vệ bờ và đáy trước bến.

8.18  Mọi cấu kiện công trình bến, kể cả các chi tiết chôn sẵn, đều phải có lớp phủ chống ăn mòn, không phụ thuộc vào mức độ xâm thực của môi trường.

Chỉ không làm lớp phủ chống ăn mòn ở các đoạn cấu kiện sẽ đổ bê tông liên kết liền khối. Khi môi trường nước không xâm thực thì cũng cho phép không làm lớp phủ chống ăn mòn cho bề mặt trước bến của các cấu kiện bê tông cốt thép.

Việc lựa chọn lớp bảo vệ chống ăn mòn được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu môi trường xâm thực, đặc điểm khí hậu và các điều kiện làm việc của cấu kiện, có xét đến các quy định của các tiêu chuẩn về chống ăn mòn các kết cấu xây dựng. Khi môi trường thuộc loại xâm thực trung bình và xâm thực mạnh thì thiết kế chống ăn mòn cho kết cấu phải do các cơ quan chuyên môn thực hiện.

Các chi tiết lắp sẵn và các chi tiết dùng khi xây lắp phải được bảo vệ bằng lớp mạ kim loại (kẽm và nhôm) nếu môi trường nước thuộc loại không xâm thực.

8.19  Nếu trên các bến chuyên dụng bốc xếp và bảo quản các hàng hóa là hóa chất không bao bì, dễ hòa tan và có tính xâm thực đối với bê tông và kim loại thì mặt bãi phải có kết cấu không thấm nước và phải làm hệ thống dẫn nước từ mặt bến cho chảy ra ngoài phạm vi công trình bến.

8.20  Để đảm bảo an toàn khi tiến hành các công tác bốc xếp phải xét đến các quy định về an toàn kỹ thuật.

8.21  Đất để lấp lòng bến phải lựa chọn trên cơ sở kinh tế - kỹ thuật.

Nên dùng đất cát và đất vụn thô chứa không quá 7 % các hạt < 0,1 mm và không quá 5 % (theo trọng lượng) các hợp chất hữu cơ và hòa tan.

Độ chặt của đất được quy định bằng hệ số đầm lèn tiêu chuẩn k = γk / γgh, trong đó γkγgh tương ứng là trọng lượng riêng của đất khô trong khối đắp và trọng lượng riêng của đất được đầm lèn tới mức tối đa trong máy đầm lèn tiêu chuẩn.

Đất lắp là cát hoặc hỗn hợp cát - sỏi phải có hệ số đầm lèn tiêu chuẩn không nhỏ hơn 0,9.

CHÚ THÍCH:

Độ chặt của đất cho phép được quy định bằng hệ số lỗ rỗng e, xác định theo công thức:

(2)

Trong đó:

γs trọng lượng riêng của các hạt đất.

8.22  Để hạ các cọc cừ bê tông cốt thép vào trong đất cát nên dùng phương pháp xói, còn khi nền là đất sét, á sét và cuội - sỏi thì nên dùng búa rung. Trong một số trường hợp cũng cho phép hạ cọc cừ vào đất sét bằng búa rung kết hợp xói, khi đó nên dùng máy bơm có lưu lượng bé và áp lực cao.

Đối với các cọc cừ bê tông cốt thép được hạ bằng búa rung thì mũi cọc phải bọc bằng đế kim loại.

8.23  Nếu bề mặt hố móng cắt qua lớp đất loại sét thì trên taluy hố móng phải làm các bậc thềm rộng 1 - 1,5 m.

9  Tải trọng và tác động

9.1  Các loại tải trọng và các tổ hợp tải trọng

9.1.1  Các tải trọng tác động lên công trình bến được phân thành hai loại: thường xuyên và tạm thời (gồm tạm thời tác động kéo dài, tạm thời tác động nhanh và tạm thời đặc biệt).

- Tải trọng thường xuyên gồm:

a) trọng lượng các cấu kiện công trình;

b) tải trọng do các kết cấu, thiết bị và máy móc đặt cố định trên công trình theo yêu cầu công nghệ;

c) trọng lượng đất;

d) áp lực hông của đất (chủ động, bị động) có xét ảnh hưởng của tải trọng thường xuyên đặt trên mặt đất;

e) tải trọng do ứng suất trước.

- Tải trọng tạm thời tác động kéo dài gồm:

a) tải trọng trên mặt bến do các phương tiện bốc xếp và vận tải;

b) tải trọng do hàng hóa xếp trên mặt bến;

c) áp lực hông của đất do ảnh hưởng của tải trọng tạm thời trên mặt bến;

d) áp lực thấm của nước (kể cả áp lực thủy tĩnh) trong điều kiện hệ thống thoát nước ngầm hoạt động bình thường.

- Tải trọng tạm thời tác động nhanh gồm:

a) tải trọng sóng;

b) tải trọng dòng chảy;

c) tải trọng gió;

d) tải trọng do tàu;

e) tải trọng trong giai đoạn thi công;

f) tải trọng ngang do cần cẩu;

- Tải trọng tạm thời đặc biệt gồm:

a) phần gia tăng áp lực thấm do hoạt động không bình thường của hệ thống thoát nước và chống thấm;

b) tải trọng động đất.

c) tác động do hỏa hoạn.

9.1.2  Các tính toán được thực hiện cho hai loại tổ hợp tải trọng: tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt.

Đối với các bến tạm thì được phép không thực hiện các tính toán theo tổ hợp đặc biệt.

Tổ hợp cơ bản bao gồm: các tải trọng thường xuyên, các tải trọng tạm thời tác động kéo dài và một tải trọng tạm thời tác động nhanh.

Tổ hợp đặc biệt bao gồm: các tải trọng thường xuyên, các tải trọng tạm thời tác động kéo dài, một tải trọng tạm thời tác động nhanh và một trong số các tải trọng đặc biệt.

Bất cứ tải trọng tạm thời nào tác động có lợi cho trạng thái giới hạn đang xét đều không được đưa vào tổ hợp. Tải trọng phải được đặt tại vị trí bất lợi nhất trong số các phương án đặt tải trọng có thể xảy ra trong thực tế.

Các tổ hợp tải trọng ở giai đoạn thi công và tu sửa công trình phải được quy định phù hợp với trình tự thi công chọn dùng.

Thành phần và tổ hợp tải trọng cho từng loại tính toán được lấy theo quy định tương ứng về tính toán của từng loại công trình bến.

9.2  Tải trọng tiêu chuẩn

9.2.1  Trọng lượng các cấu kiện công trình được xác định căn cứ vào các kích thước hình học và trọng lượng riêng của vật liệu.

Đối với vật liệu đặc thì giá trị tiêu chuẩn của trọng lượng riêng có xét đến lực đẩy nổi của nước có thể lấy bằng:

(3)

Trong đó:

γtc trọng lượng riêng tiêu chuẩn của vật liệu trong không khí;

 trọng lượng riêng tiêu chuẩn của nước.

9.2.2  Tải trọng do các kết cấu, máy móc hoặc thiết bị đặt trên bến theo yêu cầu công nghệ được lấy theo sơ đồ tải trọng, có xét đến sự phát triển trong tương lai của bến.

9.2.3  Trọng lượng đất xác định theo số liệu khảo sát địa chất công trình.

Trọng lượng của đất lấp lòng bến, của lớp đệm đá, đá dăm hoặc sỏi được xác định theo độ chặt và độ ẩm quy định trong hồ sơ thiết kế.

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn của đất có xét đến lực đẩy nổi trong nước  được xác định theo công thức:

(4)

Trong đó:

  trọng lượng riêng tiêu chuẩn của các hạt đất;

  trọng lượng riêng tiêu chuẩn của nước;

e  hệ số rỗng.

CHÚ THÍCH  Khi lập hồ sơ thiết kế cơ sở có thể lấy:

- trọng lượng riêng tiêu chuẩn của đất lấp lòng bến của phần nằm trên mực nước: bằng 18 kN/m3 (1,8 T/m3; của phần nằm dưới mực nước: 10 kN/m3 ÷ 10,5 kN/m3 (1,0 T/m3 ÷ 1,05 T/m3);

- trọng lượng riêng tiêu chuẩn của lớp đệm bằng đá, đá dăm hoặc sỏi nằm dưới mực nước; bằng 11 kN/m3 (1,1 T/m3).

9.2.4  Giá trị tiêu chuẩn của áp lực hông của đất (chủ động, bị động) được xác định theo chỉ dẫn ở Phụ lục H, trong đó dùng giá trị tiêu chuẩn cho những đại lượng nằm trong các công thức tính toán.

9.2.5  Tải trọng do lực ứng suất trước của các cấu kiện bê tông cốt thép được xác định theo quy định của TCVN 5574:2012.

9.2.6  Tải trọng trên mặt bến do các phương tiện vận tải, bốc xếp và do hàng hóa xếp trên bến được xác định căn cứ vào hồ sơ thiết kế công nghệ bốc xếp, có thể tham khảo các quy định trong Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng biển. Các trị số tải trọng của các phương tiện vận tải, bốc xếp và hàng hóa do hồ sơ thiết kế công nghệ và Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ quy định được lấy làm trị số tiêu chuẩn.

Đối với các bến có trang bị cần cẩu cổng giá trị tiêu chuẩn của các tải trọng ở vùng mép bến do cần cẩu và hàng hóa phải lấy không nhỏ hơn các giá trị xác định theo sơ đồ chất tải vùng mép bến trên Hình 2. Chỉ được phép giảm bớt giá trị các tải trọng so với chỉ dẫn ở Hình 2 khi có đủ luận cứ.

CHÚ DẪN

a Đối với hàng rời đổ đống

b Đối với các loại hàng khác, trừ hàng rời đổ đống

1 Cần cẩu

2 Đống hàng rời

Hình 2 - Các sơ đồ tải trọng tiêu chuẩn trên vùng mép bến

Tải trọng do cần cẩu và đoàn tàu hỏa phải được xem là phân bố đều cho cả hai phía: dọc theo đường ray và theo chiều rộng dầm dưới ray cần cẩu hoặc theo chiều dài tà vẹt.

Tải trọng phân bố đều tiêu chuẩn theo chiều rộng đầm dưới ray cần cẩu hoặc theo chiều dài tà vẹt được xác định theo công thức:

 

(5)

Trong đó:

 tải trọng tiêu chuẩn trên một mét dài (dọc ray) do cần cẩu hoặc đoàn tàu hỏa;

b bề rộng dầm dưới ray hoặc chiều dài tà vẹt.

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng trên một mét dài (dọc ray) do cần cẩu được phép xác định theo công thức:

(6)

Trong đó:

 tải trọng lớn nhất trên một chân cần cẩu;

 tải trọng có thể đạt đến trên một chân cần cẩu đứng bên cạnh (Hình 3); nếu trên bến chỉ đặt một cần cẩu thì  = 0.

I chiều dài đoạn phân bố tải trọng dọc theo bến, xác định theo các sơ đồ Hình 3.

 

CHÚ DẪN

a Sơ đồ tải trọng dưới chân cần cẩu theo hướng chiều rộng bến

b Sơ đồ phân bố tải trọng dọc bến dưới một chân cần cẩu

c Sơ đồ phân bố tải trọng dọc bến dưới hai chân của hai cần cẩu đứng cạnh nhau

Hình 3 - Sơ đồ xác định tải trọng trên một mét dài dưới chân cầu cẩu

Bảng 8 ghi các giá trị tiêu chuẩn của tải trọng trên một mét dài đối với một số loại cần cẩu khi chất tải tối đa cho đường ray cạnh mép bến, cách đường mép bến một đoạn a = 2 ÷ 3 m.

Khi tính toán độ bền của tường cừ một tầng neo và bền tường góc thì cho phép thay tải trọng do cần cẩu và đoàn tàu hỏa ở dải mép bến bằng một tải trọng phân bố đều tương đương (qo). Giá trị hiệu chuẩn qo phải xác định theo Hình 4 tùy thuộc vào trị số . Bề rộng đặt tải trọng tương đương qo phải lấy từ đường mép bến vào đến chỗ bắt đầu của bãi chất hàng hóa.

CHÚ DẪN

a dùng để xác định mô men uốn

b dùng để xác định nội lực trong thanh neo

Hb chiều cao bến từ đỉnh công trình đến cao độ đáy thiết kế

Hình 4 - Trị số tiêu chuẩn của tải trọng phân bố đều tương đương

Bảng 10 - Trị số tải trọng tiêu chuẩn của một số cần cẩu

Loại cần cẩu

Trị số tải trọng tiêu chuẩn trên 1m dài , kN/m (1 kN/m ≈ 0,1 T/m)

Cho đường ray cần cẩu gần mép bến

Cho đường ray cần cẩu phía trong

- Cần cẩu cổng các loại, sức nâng ≤ 16 t (khi các cần cẩu làm việc cạnh nhau)

130 (50)

50 (130)

- Cần cẩu cổng KIM 32-30-10,5 (khi các cần cẩu làm việc cạnh nhau)

180 (50)

50 (180)

- Cần cẩu cổng KIM 80/50 - 19/30 (khi các cần cẩu làm việc cạnh nhau)

210 (100)

100 (210)

- Máy bốc xếp côngtenơ, sức nâng 30,5T (khi chỉ đặt một cần cẩu)

160 (100)

100 (160)

- Cần cẩu chân đế, sức nâng 320t

• Khi đặt đơn độc

• Khi đặt cạnh nhau

 

300 (250)

360 (300)

 

250 (300)

300 (360)

CHÚ THÍCH: Trong ngoặc là các trị số của  khi chất tải tối đa cho ray cần cẩu phía trong.

9.2.7  Nếu không có các số liệu cho trước thì giá trị tiêu chuẩn của tải trọng ngang do cần cẩu tác động theo hướng vuông góc với mép bến ra phía khu nước có thể lấy bằng 0,1  (trong đó  - trọng lượng tiêu chuẩn của cần cẩu).

Tải trọng ngang do cần cẩu cho phép đặt ở cao độ đỉnh công trình bến và phân bố đều trên chiều dài một phân đoạn bến.

9.2.8  Tải trọng trên các bến hành khách phụ thuộc vào điều kiện khai thác, nhưng trong mọi trường hợp giá trị tiêu chuẩn của tải trọng này không được lấy thấp hơn 20kPa (2T/m2).

9.2.9  Áp lực thấm của nước cho phép xác định theo các chỉ dẫn ở Phụ lục I, trong đó giá trị tiêu chuẩn của lực thấm được xác định khi trong các công thức tính toán cũng dùng các đại lượng theo giá trị tiêu chuẩn.

Đối với các công trình bến kiểu trọng lực có lớp đệm đá hoặc đá dăm dày từ 1m trở lên thì được phép không xét đến áp lực thấm của nước.

9.2.10  Giá trị tiêu chuẩn của áp lực sóng được xác định theo TCVN 8421:2010.1)

Áp lực sóng khi trước công trình là chân sóng có thể không xét đến trong các trường hợp sau:

- đối với tường cừ không neo khi chiều cao sóng < 0,5 m;

- đối với các loại công trình bến khác khi chiều cao sóng < 1,0 m

9.2.11  Giá trị tiêu chuẩn của các tải trọng do tàu được xác định theo TCVN 8421:2010.

Để tính toán các công trình bến cảng thủy nội địa phải xác định các tải trọng:

a) do tàu va khi cập bến;

b) do lực kéo của các dây neo;

Đối với công trình bến có mặt trước bến là mặt kín thì tải trọng va khi tàu cập bến được xác định theo các chỉ dẫn ở Phụ lục K. Khi tính toán các công trình bến bằng cọc ván thép thì được phép không xét đến tải trọng này.

9.2.12  Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng động đất được xác định theo TCVN 9386:2012

9.3  Tải trọng tính toán

9.3.1  Tải trọng tính toán được xác định bằng cách nhân các giá trị tiêu chuẩn với các hệ số vượt tải.

Trong các tính toán theo nhóm I các trạng thái giới hạn thì các hệ số vượt tải được lấy theo Bảng 9.

Nếu việc kiểm tra khả năng chịu lực của công trình được tiến hành trên cơ sở các trị số đo đạc thực tế về tải trọng, về kích thước các đống hàng hóa xếp trên bến và các giá trị tính toán về trọng lượng riêng của các hàng hóa đó v.v...thì các hệ số vượt tải phải lấy bằng 1.

Trong các tính toán theo nhóm II các trạng thái giới hạn, các hệ số vượt tải được lấy bằng 1.

9.3.2  Giá trị tính toán của áp lực hông của đất (chủ động, bị động) được xác định theo Phụ lục H khi dùng các đặc trưng tính toán của đất và trị số tính toán của các tải trọng.

Nếu ở khu vực bến sẽ tiến hành các công tác phá nổ hoặc các công việc có dùng đến các máy rung thì việc xét các tác động động học và tác động rung khi xác định trị số tính toán của áp lực hông của đất phải tiến hành theo phương pháp được nghiên cứu riêng cho từng trường hợp cụ thể.

Bảng 11 - Hệ số vượt tải

Loại tải trọng

Hệ số vượt tải

+ Trọng lượng riêng của các cấu kiện công trình

1,05 (0,95)

+ Trọng lượng đất

1,10 (0,90)

+ Tải trọng do các phương tiện vận tải và bốc xếp

1,20

+ Tải trọng do hàng hóa xếp trên bến

 

- hàng rời để đống

1,30 (1)

- các loại hàng khác

 

ngoài phạm vi đường cần cẩu của các bến hàng hóa

1,30

các trường hợp khác

1,20

+ Áp lực thấm (thủy tĩnh) của nước

1,00

+ Tải trọng do sóng

1,00

+ Tải trọng do tàu

1,20

+ Tải trọng do lực ứng suất trước

1,00

+ Tải trọng động đất

1,00

CHÚ THÍCH 1  Các số ghi trong ngoặc dùng cho trường hợp việc giảm tải trọng sẽ bất lợi hơn cho sự chịu lực của công trình.

CHÚ THÍCH 2  Nếu trọng lượng đất được tính theo trị số tính toán của trọng lượng riêng của đất thì hệ số vượt tải đối với trọng lượng đất không được đưa vào.

3) Để thuận tiện cho tính toán, hệ số vượt tải đối với đất và hàng rời đỗ đống được phép xét đến khi xác định trị số tính toán của trọng lượng riêng của chúng.

9.3.3  Khi xác định những nội lực tính toán xuất hiện trong quá trình nâng cầu, vận chuyển và lắp ráp các cấu kiện thì trọng lượng bản thân của các cấu kiện này phải nhân với hệ số động lực bằng 1,3; và trong trường hợp này hệ số vượt tải đối với trọng lượng riêng được lấy bằng 1. Khi có lý do thì hệ số động lực có thể tăng lên đến 1,5.

9.4  Các tác động

9.4.1  Khi tính toán và thiết kế cấu tạo cho công trình bến phải xét đến các tác động chính sau đây:

a) lún, co ngót và từ biến của đất và vật liệu;

b) tác động mài mòn của tàu, các vật trôi, v.v...;

c) bào xói đất trước tường bến do dòng chảy, chân vịt tàu v.v...;

d) sự ăn mòn các cấu kiện công trình bến.

9.4.2  Độ lún của đất phải được xét đến khi chọn sơ đồ tính toán phù hợp với các chỉ dẫn về tính toán của từng loại công trình bến.

9.20  Co ngót và từ biến của bê tông được xét đến theo TCVN 5574:2012.

9.4.3  Tác động mài mòn của tàu, các vật trôi v.v... có thể không cần xét đến khi tính toán công trình, nhưng trong những trường hợp cần thiết phải trù định các biện pháp bảo vệ các cấu kiện khỏi các tác động mài mòn.

9.4.4  Sự bào xói đất trước tường bến do dòng chảy, do hoạt động của chân vịt tàu có thể không cần xét đến khi tính toán công trình, nhưng phải trù định việc gia cố đáy trước tường bến.

9.4.5  Sự ăn mòn các cầu kiện công trình bến phải xem xét theo yêu cầu của các tiêu chuẩn chống ăn mòn cho kết cấu xây dựng nói ở trong trường hợp đã sử dụng các biện pháp bảo vệ thích hợp và tin cậy thỉ có thể không cần xét đến ăn mòn đến trong tính toán kết cấu.

10  Các quy định chủ yếu về tính toán

10.1  Các nguyên tắc tính toán

10.1.1  Các công trình bến cảng thủy nội địa phải tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn:

Nhóm một gồm các trạng thái giới hạn làm mất khả năng chịu lực và hoặc làm cho bến không còn sử dụng được nữa.

Nhóm hai gồm các trạng thái giới hạn gây trở ngại cho việc khai thác bình thường của bến.

Theo nhóm I phải thực hiện các tính toán sau đây:

- Độ bền và độ ổn định chung của công trình;

- Độ bền và độ ổn định của các cấu kiện và các nút liên kết của công trình;

- Biến dạng của các cấu kiện có ảnh hưởng đến độ bền của các kết cấu chịu lực của công trình (gối neo trong các bến tường cừ có neo v.v...)

Theo nhóm II phải thực hiện các tính toán sau đây:

- Biến dạng của công trình và các cấu kiện công trình;

- Hình thành và mở rộng vết nứt trong các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép;

- Tác động nhiệt v.v...

10.1.2  Tính toán phải tiến hành với các tải trọng tính toán và các đặc trưng tính toán của đất và của vật liệu, xuất phát từ các điều kiện:

- Theo trạng thái giới hạn giới hạn I

cNp

 

(7)

- Theo trạng thái giới hạn giới hạn II:

Np ≤ R

(8)

Trong đó:

nc hệ số tổ hợp tải trọng, lấy:

nc = 1 đối với tổ hợp chính.

nc = 0,90 đối với tổ hợp đặc biệt:

nc = 0,95 đối với tổ hợp tải trọng trong thời gian thi công;

Np trị số tính toán của lực tác động tổng quát (tổng các tải trọng, nội lực hoặc ứng suất), biến dạng, bề rộng vết nứt hoặc các thông số khác mà với nó cần đánh giá trạng thái giới hạn trong tính toán này;

m hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 1,15;

md hệ số phụ điều kiện làm việc, để xét đến tính giả định của sơ đồ tính toán, lấy theo quy định cho từng loại tính toán;

kn hệ số bảo đảm theo tầm quan trọng của kết cấu, lấy

kn = 1,3 đối với công trình cấp đặc biệt;

kn = 1,25 đối với công trình cấp I;

kn = 1,20 đối với công trình cấp II;

kn = 1,15 đối với công trình cấp III;

kn = 1,10 đối với công trình cấp IV

R trị số tính toán giới hạn của lực kháng (khả năng chịu lực của nền, của công trình, cấu kiện công trình) hoặc của ứng suất, mô men lực của độ biến dạng cho phép theo điều kiện khai thác, của bề rộng vết nứt hoặc của các thông số khác, được quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế tương ứng.

Tải trọng tính toán phải xác định theo các quy định ở Điều 9.3; đặc trưng tính toán của đất và vật liệu - ở các Điều 7.1, 7.2, 7.5 - 7.8; tổ hợp tải trọng phải lấy theo quy định ở Điều 9.1.2.

10.1.3  Công trình bến phải tính toán cho giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác. Các kết cấu và cấu kiện riêng rẽ cũng còn phải tính toán cho điều kiện chế tạo, bảo quản, bốc xếp và vận chuyển.

Thông thường thì phương pháp và trình tự thi công phải được chọn sao cho kết quả tính toán cho giai đoạn thi công không đòi hỏi tăng kích thước công trình và các cấu kiện công trình.

10.1.4  Nếu trong tính toán được phép lấy đặc trưng đất, tải trọng hoặc các thông số khác bằng giá trị bình quân gia quyền trong phạm vi một chiều dài định trước của công trình, thì giá trị bình quân gia quyền này phải tính theo công thức:

 

(9)

Trong đó

Atb giá trị bình quân gia quyền của thông số;

Ai giá trị của thông số trên đoạn i (lớp i v.v..);

Zi chiều cao của đoạn i;

n số đoạn có các giá trị khác nhau của thông số trong phạm vi chiều cao định trước.

10.2  Tính toán ổn định

Tính toán ổn định công trình bến phải tiến hành theo nhóm I các trạng thái giới hạn và bao gồm:

- tính toán ổn định chung của công trình;

- tính toán ổn định các cấu kiện riêng rẽ của công trình (cọc cừ, gối neo, kết cấu tầng trên v.v...).

Tính toán ổn định chung của bến phải thực hiện theo chỉ dẫn ở Phụ lục C. Ngoài ra có thể vận dụng các phương pháp tính toán ổn định khác để tính toán kiểm tra so sánh, có thể sử dụng các.

Tính toán ổn định các cấu kiện riêng rẽ của công trình phải tiến hành theo quy định riêng về tính toán cho từng kiểu loại công trình bến, trong đó phải xem xét mọi sơ đồ mất ổn định có thể xảy ra đối với cấu kiện, ổn định của bản neo thẳng đứng có thể tính toán theo chỉ dẫn ở Phụ lục D.

Nếu nền công trình là một mái dốc tự nhiên hoặc nhân tạo thì phải tiến hành tính toán ổn định mái dốc theo sơ đồ trượt sâu phù hợp với quy định của TCVN 4253:2012.

10.3  Tính toán độ bền

10.3.1  Tính toán độ bền phải thực hiện theo nhóm I các trạng thái giới hạn phù hợp với quy định của các tài liệu tiêu chuẩn thiết kế về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công, kết cấu thép, kết cấu bằng đá, kết cấu gỗ và các tiêu chuẩn khác (xem Phụ lục A).

- Nội lực được xét đến trong tính toán độ bền các cấu kiện công trình và các nút liên kết phải được xác định có xét đến sự kết hợp chịu lực giữa kết cấu và đất lấp hoặc đất theo quy định về tính toán từng loại công trình bến. Khi xét đến độ biến dạng chung của đất và kết cấu thì độ cứng B của các cấu kiện bê tông cốt thép phải được xác định có xét đến tính dẻo của bê tông và khả năng xuất hiện các vết nứt ở vùng chịu kéo của cấu kiện theo công thức sau đây:

B = θEbJn;

(10)

Trong đó:

θ hệ số, lấy theo bảng 10;

Eb mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông; lấy theo TCVN 4116-85 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công. Tiêu chuẩn thiết kế”.

Jn mô men quán tính của tiết diện tính đổi của cấu kiện đối với trọng tâm tiết diện.

Bảng 12 - Hệ số xét đến tính dẻo của bê tông

Đặc trưng của cấu kiện bê tông cốt thép

Hệ số θ khi chịu tác động của

Tải trọng ngắn hạn

Mọi tải trọng khác

1. Có khả năng chống nứt (ứng suất trước và không ứng suất trước)

0,85

0,60

2. Ứng suất trước một phần, không có khả năng chống nứt.

0,70

0,50

3. Không ứng suất trước, không có khả năng chống nứt

0,50

0,35

10.3.2  Độ bền của kết cấu neo (bản neo thẳng đứng, thanh neo và các nút liên kết) có thể tính toán theo chỉ dẫn ở Phụ lục D.

10.3.3  Khi tính toán dầm mũ và các cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép có tiết diện chữ nhật và chữ T của bến tường cừ, bến tường góc, kết cấu tầng trên thì nội lực trong các cấu kiện do lực va của tàu khi cập vào công trình có thể xác định theo các chỉ dẫn ở Phụ lục E.

10.4  Tính toán về biến dạng

10.4.1  Tính toán về biến dạng của công trình bến và các cấu kiện riêng rẽ (trừ bản neo trong bến tường cừ) phải thực hiện theo nhóm II các trạng thái giới hạn phù hợp với quy định tính toán của từng loại công trình bến.

- Tính toán về biến dạng của bản neo trong bến tường cừ có neo phải thực hiện theo nhóm I các trạng thái giới hạn, tham khảo các chỉ dẫn ở Phụ lục D.

10.4.2  Đối với các công trình bến xây dựng trên đất cát và đất vụn thô (trừ bến tường cừ không neo) thì tính toán về biến dạng phải thực hiện đối với tác động của hoạt tải, còn trong số các tải trọng thường xuyên chỉ xét tải trọng trên mặt bãi (hoặc mặt bến) do trọng lượng của các kết cấu cố định.

CHÚ THÍCH: Trong tính toán về biến dạng không xét đến độ lún của lớp đệm.

10.4.3  Trị số biến dạng giới hạn của từng loại công trình bến phải lấy theo Bảng 11.

Bảng 13 - Trị số biến dạng giới hạn

Kết cấu bến

Trị số giới hạn của

Độ lún bình quân Sgh (cm)

Chuyển vị ngang Ugh (cm)

Góc nghiêng bình quân của mặt tường ωgh (radian)

1. Cừ không neo

-

0,02 Hb

 

2. Cừ một tầng neo

 

 

 

a) cừ thép

 

 

 

- ở cao độ đỉnh tường

-

8

-

- ở cao độ điểm neo

-

(1,15 Hg-hk) 0,008

-

b) cừ BTCT

 

 

 

- ở cao độ đỉnh tường

-

5

-

- ở cao độ điểm neo

 

(1,15 Hb-hk) 0,005

 

3. Bến trọng lực

 

 

 

a) khi có đường sắt và đường cần cẩu

15

5 (đỉnh tường)

0,005

b) không có đường sắt và đường cần cẩu

20

8 (đỉnh tường)

0,008

CHÚ THÍCH: Chiều cao bến Hb và chiều cao đoạn hẫng hk tính bằng cm.

10.4.4  Đối với các công trình bến trọng lực kiểu tường góc, khối xếp, khối khổng lồ thì không cần tính toán về biến dạng nếu ở nền không có các lớp kẹp thuộc loại đất yếu (E < 5MPa, tức E < 50 kG/cm2), độ lệch tâm e của điểm đặt hợp lực tất cả các tải trọng không vượt quá B/5 đồng thời đảm bảo điều kiện sau:

Ptp = RA;

(11)

Trong đó:

Ptp áp lực trung bình trên lớp nền dưới đáy lớp đệm, xác định theo công thức:

(12)

RA áp lực giới hạn trên đất, xác định theo công thức:

RA = m1 [A1 (B + 2hd )γII + A2(d + hd)γ'II + DcII

(13)

P tổng các thành phần thẳng đứng của các tải trọng trong phạm vi bề rộng B trên một đơn vị chiều dài công trình (với các hệ số vượt tải cho nhóm II các trạng thái giới hạn);

hd bề dày của lớp đệm (hoặc của chân khay lớp đệm) dưới mép công trình về phía khu nước;

γII, γ'II tương ứng là trọng lượng riêng của đất dưới lớp đệm và trọng lượng riêng của vật liệu làm lớp đệm;

m1 hệ số điều kiện làm việc;

• khi thi công trên khô, lấy

m1 = 0,8 - đối với cát pha bụi bão hòa nước;

m1 = 1,0 - đối với các loại đất khác;