Giáo trình Thiết kế nền đường và các công trình trên đường - Võ Hồng Lâm

ốc độ và chiều sâu nước chảy trong suối lúc tự nhiên. Giả thiết 
các chiều sâu nước chảy trong suối 1, 2, 3, 4, mét; ứng với mỗi chiều sâu đó tính 
lưu lượng theo công thức Sêdi-Maning; vẽ quan hệ hd - Q (Hình 4.3). Dựa vào 
đường quan hệ này, ứng với lưu lượng nước thiết kế xác định chiều sâu nước chảy 
hd và tốc độ nước chảy vd. 
h
Q
Q - hd
0 
Hình 4.3 Đường biểu diễn quan hệ hd - Q 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-87- 
2) Chọn phương án xử lý lòng suối: đào lòng suối để có dạng hình chữ nhật và 
gia cố hay để lòng suối có dạng tự nhiên; dùng mố có mô đất ¼ nón hay không có 
¼ nón, 
3) Xác định chiều sâu phân giới hk từ điều kiện: 
g
Q
B
2
k
3
k
2 a
=
we 
 Bk và wk – chiều rộng và tiết diện lòng suối ứng với chiều sâu hk; 
 e – hệ số thu hẹp: 
 e = 0,9 – mố cầu có mô đất ¼ nón; 
 e = 0,8 – mố cầu không có mô đất ¼ nón; 
 Đối với tiết diện lòng suối dưới cầu là hình chữ nhật: 
g
vh
2
k
k
a
= 
 a – hệ số kôriôlit, lấy bằng 1,0 – 1,1. 
 Đối với tiết diện lòng suối dưới cầu là hình thang: 
m2
m4BB
h k
2
kk
k
w--
= 
 m – mái dốc mô đất ¼ nón. 
4) Xác định khẩu độ cầu và chiều sâu nước dâng trước cầu: 
 - Nếu hd £ 1,3hk thì khẩu độ cầu sẽ là: 
3
k
kc v
gQBL
ea
== 
 Chiều sâu nước dâng trước cầu: 
H = 1,6hk 
 - Nếu hd >1,3hk thì khẩu độ cầu sẽ là: 
c
tb vh
Qb
de
= 
 vc – tốc độ nước chảy dưới cầu, lấy bằng tốc độ cho phép xói của vật liệu gia 
cố; 
5) Căn cứ vào khẩu độ cầu vừa xác định, chọn chiều dài cầu định hình gần 
nhất và tính lại chiều sâu H, tốc độ nước chảy dưới cầu vc. 
4.2.3 Thiết kế và tính toán đường thấm 
4.2.3.1 Một số quy định 
- Đường thấm chỉ dùng những nơi có lưu lượng nước cần thoát nhỏ (không 
quá 10m3/s). Ở những nơi có sẵn đá, dòng chảy ít bùn rác (Hình 4.4). 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-88- 
h1
h2
l 
Hình 4.4 Sơ đồ tính toán đường thấm 
- Đảm bảo độ dốc của công trình không được nhỏ hơn 1%. 
- Vật liệu làm đường thấm là đá có kích cỡ 0,2 – 0,5m, ổn định trong nước. Đá 
phải được xếp cẩn thận tạo thành nhiều hang rỗng theo hướng nước chảy. Trước 
khi lấp đất lên trên đường thấm phải có lớp đá dăm để đất phía trên không lọt 
xuống làm tắc đường thấm. 
4.2.3.2 Tính toán đường thấm không áp: 
1) Công thức tính toán: 
2
t
2
3
2
3
1 k.b
l.Qhh =- 
 h1 và h2 là chiều sâu nước chảy ở thượng và hạ lưu công trình, trong tính 
toán thường lấy h2 = 0; 
 kt – hệ số chảy rối, tra bảng; 
 l, b – chiều dài và chiều rộng đường thấm 
2) Trình tự tính toán: 
 - Tính chiều sâu nước dâng trước đường thấm: 
3
3
22
t
2
2
1 hk.b
S.QhH +== 
 với h2 = 0 
 - Xác định dạng đường thấm. Muốn vậy phải vẽ đường cong nước hạ trong 
đường thấm, đường cong này biểu thị bằng phương trình: 
( )Sf
k.b
SQhh 3
2
t
2
2
3
1S =-= 
 hS – mực nước tại điểm tính toán; 
 S – cự ly từ cửa vào đến điểm tính toán. 
4.2.4 Thiết kế và tính toán đường tràn 
Khi thiết kế đường tràn cần chú ý các điểm sau: 
- Mực nước tràn trên mặt đường không được vượt quá các trị số quy định 
theo bảng: 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-89- 
Chiều sâu nước tràn qua đường, m 
Vận tốc nước chảy, m/s 
Ô tô Xe thô sơ 
<1,5 
1,5 – 2,0 
>2,0 
0,5 
0,4 
0,3 
0,4 
0,3 
0,2 
- Trên đường tràn phải bố trí hệ thống cọc tiêu để báo phạm vi phần xe chạy và 
cọc thủy chí để báo mức nước ngập. 
- Độ dốc ta luy của đường tràn quy định là 1:1 – 1:1,5 ở phía thượng lưu và 
1:3 – 1:5 ở phía hạ lưu (Hình 4.5). 
1:1
,5
1:3-1:5Hn
H0 hng
Hình 4.5 Sơ đồ tính đường tràn 
- Mái ta luy và mặt đường tràn phải đảm bảo không bị xói lở, có thể làm bằng 
bê tông hoặc lát đá. Chiều rộng gia cố đối với thượng lưu là 2m; hạ lưu là 2,5 – 3 
lần vận tốc nước chảy. 
- Đường tràn có thể làm kết hợp với cầu tràn hay đường thấm. 
- Khả năng thoát nước qua đường tràn xác định theo công thức: 
2/3
0ng gH2b.m.Q s= 
 sng – hệ số chiết giảm do hạ lưu bị ngập, phụ thuộc tỷ số 
0
n
n H
hk = (tra 
bảng). 
 hn – chiều sâu ngập ở hạ lưu tính từ mép đường tràn; 
 H0 – chiều cao cột nước có xét tốc độ nước chảy; 
 m – hệ số lưu lượng khi nước chảy theo chế độ tự do (tra bảng); 
 b – chiều dài đường tràn, xác định trên trắc dọc đường; 
 g – gia tốc trọng trường. 
4.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MẶT VÀ THOÁT NƯỚC 
NGẦM 
4.3.1 Hệ thống thoát nước mặt và thoát nước ngầm 
4.3.1.1 Hệ thống thoát nước mặt 
1) Độ dốc ngang của mặt đường và lề đường 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-90- 
- Độ dốc ngang của mặt đường dốc từ tim phần xe chạy về phía lề đường. Độ 
dốc ngang phụ thuộc vào loại mặt đường. Mặt đường càng ít bằng phẳng thì độ dốc 
ngang phải thiết kế càng lớn để đảm bảo nước không bị đọng thường xuyên trên 
mặt đường, ngấm vào mặt đường, lớp móng và nền đất. 
Mặt khác, độ dốc ngang mặt đường càng lớn thì càng bất lợi cho xe chạy: xe 
có thể bị trượt khi trời mưa đường trơn, tải trọng xe phân bố không đều xuống các 
bánh xe, bánh xe mòn không đều. Do vậy khi thiết kế cần chọn độ dốc ngang tối 
thiểu để đảm bảo điều kiện thoát nước. 
- Độ dốc ngang của lề đường thường làm dốc hơn độ dốc ngang của mặt 
đường khoảng từ 1 – 2%. Cấu tạo lề đường thường làm bằng đất tự nhiên hoặc gia 
cố, vật liệu gia cố phải cùng loại vật liệu làm mặt đường. 
2) Rãnh dọc (rãnh biên), rãnh đỉnh, thùng đấu, 
3) Dốc nước và bậc nước. 
4) Các công trình thoát nước qua đường: cầu, cống, đường thấm, đường tràn. 
4.3.1.2 Hệ thống thoát nước ngầm 
Tác dụng là ngăn chặn, tập hợp và hạ thấp mức nước ngầm, đảm bảo nền 
đường luôn được khô ráo, do đó cải thiện được chế độ thủy nhiệt của nền và mặt 
đường. 
Tóm lại, nước là kẻ thù số một của công trình đường. Nước gây xói lở cầu 
cống, sạt lở ta luy nền đường. Nước ngấm vào nền mặt đường làm cho cường độ 
chịu lực của nền đất và vật liệu mặt đường giảm đáng kể và do đó kết cấu nền mặt 
đường dễ bị phá hỏng khi xe tải trọng nặng chạy qua. Do đó việc thiết kế hệ thống 
thoát nước trên đường hợp lý có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế và nâng cao chất 
lượng khai thác của đường ô tô. 
4.3.2 Thiết kế và tính toán rãnh thoát nước 
4.3.2.1 Những yêu cầu khi thiết kế rãnh 
- Tiết diện và độ dốc của rãnh phải đảm bảo thoát được lưu lượng tính toán với 
kích thước thích hợp. Lòng rãnh không phải gia cố bằng những vật liệu đắt tiền mà 
có thể tận dụng được vật liệu địa phương. 
- Tiết diện và độ dốc của rãnh phải thiết kế như thế nào để tốc độ nước chảy 
trong rãnh không nhỏ hơn tốc độ bắt đầu làm các hạt phù sa bị lắng đọng. Vì sự 
lắng đọng của phù sa sẽ làm giảm khả năng thoát nước của rãnh, vì vậy phải 
thường xuyên nạo vét rãnh. 
Theo quy trình thiết kế đường, để lòng rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc 
lòng rãnh không được thiết kế nhỏ hơn 0,5%, trong trường hợp cá biệt là 0,3%. 
- Khi thiết kế rãnh cố gắng giảm số chỗ ngoặt để tránh hiện tượng ứ đọng bùn 
cát và gây xói lở tại những nơi này. 
- Để đảm bảo nền đường khô ráo và rãnh không bị đầy tràn, cố gắng tìm cách 
bố trí nhiều chỗ thoát nước từ rãnh ra khe suối hay những chỗ trũng gần đấy. 
4.3.2.2 Các công thức tính toán cơ bản 
- Tốc độ nước chảy trong rãnh: 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-91- 
r
y5,0
r
y iR
n
1RiR
n
1V +== 
- Khả năng thoát nước của rãnh: 
Q = w.V 
- Bán kính thủy lực rãnh: 
c
w
=R 
 Trong đó: n – hệ số nhám phụ thuộc vào loại vật liệu gia cố. 
 w - tiết diện nước chảy của rãnh, m2. 
 y – hệ số trong công thức sêzi, tra bảng. 
 ir – độ dốc của rãnh. 
 R – bán kính thủy lực, m. 
 c - chu vi ướt, m. 
Tiết diện nước chảy, bán kính thủy lực và chu vi ướt của các loại rãnh được 
xác định: 
+ Với rãnh hình thang (Hình 4.6a): 
a) b) c)
1:m
1 1:m
2
b
h0
Hình 4.6 Các tiết diện rãnh thường gặp 
a) Tiết diện hình thang; b) Tiết diện hình chữ nhật; c) Tiết diện hình tam giác. 
 Ta có: ( )[ ] ( ) 0000201 hmhbhbhmhmb2
1
+=wÞ+++=w 
 ( ) ( ) 0,
2
02
2
0
2
01
2
0 hmbhmhhmhb +=++++=c 
( )
0
,
00
hmb
hmhb
χ
ωR
+
+
== 
 Trong đó: b – chiều rộng đáy rãnh, m; 
 h0 – chiều sâu nước chảy, m; 
 m1 và m2 – hệ số mái dốc của hai ta luy bờ rãnh; 
( )21 mm2
1m += 
2
2
2
1
, m1m1m +++= 
+ Với rãnh hình chữ nhật và rãnh hình tam giác (Hình 3.1b và Hình 3.1c): vẫn 
dùng các công thức trên và xem chúng là những trường hợp đặc biệt của hình 
thang: với hình chữ nhật cho m1 = m2 = 0; với hình tam giác cho b = 0. 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-92- 
Phân tích công thức tính khả năng thoát nước của rãnh ta thấy lưu lượng nước 
chảy tỷ lệ thuận với bán kính thủy lực R. Với các tiết diện rãnh có w không đổi thì 
dạng rãnh có chu vi ướt c nhỏ nhất sẽ cho khả năng thoát nước là lớn nhất. 
Trong các loại mặt cắt ngang rãnh có cùng w thì hình tròn có c là nhỏ nhất, 
nghĩa là tiết diện rãnh nửa hình tròn sẽ cho khả năng thoát nước là lớn nhất. Tuy 
nhiên để thuận tiện cho thi công, rãnh nền đường thường có dạng hình thang hay 
hình tam giác. 
4.3.2.3 Trình tự tính toán thủy lực rãnh 
1) Xác định lưu lượng nước thiết kế của rãnh; 
2) Giả thiết tiết diện của rãnh, chiều sâu nước chảy trong rãnh, sau đó xác định 
các đặc trưng thủy lực: tiết diện dòng chảy w, chu vi ướt c, bán kính thủy lực R; 
3) Xác định khả năng thoát nước của rãnh và so sánh với lưu lượng nước thiết 
kế, nếu chúng không sai nhau quá 10% thì chọn tiết diện vừa giả thiết để thiết kế. 
Nếu sai số lớn thì giả thiết lại tiết diện và tính lại từ đầu. 
4) Xác định tốc độ nước chảy trong rãnh, kiểm tra điều kiện xói lở và chọn 
biện pháp gia cố. 
5) Tính chiều sâu của rãnh: hr = h0 + 0,25m; với h0 – chiều sâu nước chảy 
trong rãnh. 
4.3.3 Gia cố chống xói rãnh 
4.3.3.1 Những quy định chung 
Nói chung việc gia cố chống xói rãnh được chọn trên cơ sở của kết quả tính 
toán thủy lực. Tuy nhiên cũng có thể dựa vào độ dốc lòng rãnh để chọn vật liệu gia 
cố. 
4.3.3.2 Các hình thức gia cố 
1) Lát cỏ: dùng khi đáy rãnh rộng trên 1m. Khi đáy rãnh nhỏ hơn 1m thì lòng 
rãnh gia cố bằng đá dăm sỏi, gạch vụn với chiều dày lớp gia cố 8 – 10cm; còn cỏ 
chỉ lát 2 bên bờ ta luy. 
2) Lát đá: 
Tùy theo cỡ đá, chiều dày lớp đá gia cố có thể lấy như sau: 
 12 – 14cm với đá loại nhỏ; 
 14 – 16cm với đá loại vừa; 
 16 – 18cm với đá loại lớn; 
Khi lát đá phải đảm bảo chúng thật khít nhau, các khe hở phải chèn kín bằng 
đá con và phải được đầm lèn chặt. 
3) Bê tông đất sét: làm bằng đất sét dẻo trộn với đá dăm, đá sỏi hay gạch vụn. 
Chiều dày lớp gia cố khoảng 25cm. 
4) Đất gia cố nhựa: nên dùng với đất cát hoặc cát pha sét. Chiều dày lớp gia 
cố từ 5 – 10m. 
5) Gia cố bằng bê tông: khi tốc độ nước chảy trong rãnh lớn, có thể dùng tấm 
bê tông kích thước 50 x 50 x 8cm để gia cố. 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-93- 
Việc chọn biện pháp gia cố chống xói rãnh còn dựa vào tốc độ nước chảy, ý 
nghĩa của kênh rãnh và điều kiện vật liệu tại chỗ. 
4.3.4 Rãnh dọc và rãnh đỉnh 
4.3.4.1 Rãnh dọc (rãnh biên) 
Rãnh dọc cần làm ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp và nền đường 
đắp thấp hơn quy định. Rãnh dọc dùng để thoát nước khi mưa từ mặt đường và 
diện tích hai bên đường, đảm bảo cho nền đường luôn được khô ráo, cường độ của 
nền mặt đường luôn được ổn định. 
Kích thước của rãnh dọc thường được thiết kế theo cấu tạo mà không yêu cầu 
tính toán thủy lực. Tiết diện của rãnh dọc có thể là hình thang, hình tam giác hoặc 
hình chữ nhật. 
Rãnh tiết diện hình tam giác thường dùng ở những nơi có điều kiện thoát nước 
tốt và thi công bằng máy có thiết bị đào rãnh hình tam giác. Ở nhưng nơi địa chất 
là đá thường dùng rãnh tiết diện hình vuông hoặc hình tam giác. 
Phổ biến nhất là dùng rãnh có tiết diện hình thang có chiều rộng đáy rãnh là 
0,4m, chiều sâu tính từ mặt đất thiên nhiên tối thiểu là 0,3m. Độ dốc ta luy rãnh 
thường lấy 1:1. 
Ở những nơi cấu tạo địa chất là cát, sỏi, đá dăm nếu đảm bảo nước có thể thấm 
nhanh xuống phía dưới thì có thể không làm rãnh. 
Để đảm bảo an toàn xe chạy, rãnh dọc không nên làm quá sâu (sâu quá 1m). 
Nếu sâu quá thì phải làm rãnh đỉnh để không cho nước từ sườn lưu vực chảy về 
rãnh dọc. 
Khi quy hoạch hệ thống thoát nước mặt chú ý không để nước từ rãnh nền 
đường đắp chảy sang nền đường đào, không cho nước chảy từ các rãnh khác chảy 
về rãnh dọc mà phải tìm cách thoát nước từ rãnh dọc về những chỗ trũng gần đấy 
hoặc cho chảy qua đường nhờ các công trình thoát nước như cầu, cống. 
Đối với rãnh có tiết diện hình thang thì cứ 500m (tối đa) và hình tam giác là 
250m phải tìm cách thoát nước từ rãnh qua đường nhờ cống cấu tạo. Đối với cống 
cấu tạo không yêu cầu tính toán thủy lực. 
4.3.4.2 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 lưu vực chảy về phía đường và dẫn nước về 
những chỗ trũng. Khi thiết kế rãnh đỉnh cần tuân theo một số nguyên tắc sau: 
- Rãnh đỉnh thiết kế với tiết diện hình thang, chiều rộng đáy rãnh tối thiểu là 
0,5m, mái dốc ta luy bờ rãnh là 1:1,5. Chiều sâu rãnh xác định theo tính toán thủy 
lực, nhưng không nên sâu quá 1,5m. 
- Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa chất (tốc độ nước chảy 
trong rãnh không gây xói lở lòng rãnh). Để tránh ứ đọng bùn cát thì độ dốc của 
lòng rãnh không nên nhỏ hơn 0,3 – 0,5%. 
- Ở những nơi địa hình sườn dốc lớn, địa chất xấu dễ bị sạt lở thì phải thiết kế 
hai hoặc nhiều rãnh đỉnh. Vị trí của rãnh đỉnh phải cách mép ta luy nền đường đào 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-94- 
ít nhất là 5m, đất thừa do đào rãnh đỉnh được đắp sát bờ rãnh làm thành con trạch 
(Hình 4.7). 
>5m
2%Con traïch
Raõnh doïc
Raõnh ñænh
Hình 4.7 Cấu tạo rãnh đỉnh 
4.3.5 Thiết kế công trình thoát nước ngầm 
4.3.5.1 Tác dụng và phân loại rãnh ngầm 
- Nước ngầm là phần nước nằm dưới đất và dưới tác dụng của trọng lực chảy 
theo dốc của các lớp đất không thấm nước. 
- Tác dụng của rãnh ngầm là hạ thấp mức nước ngầm. 
- Tùy theo vị trí và tác dụng của rãnh ngầm có thể phân loại chúng như sau: 
1) Rãnh ngầm làm dưới đáy rãnh dọc hay dưới nền đường để hạ thấp mức 
nước ngầm dưới phần xe chạy 
2) Rãnh ngầm đặt sau ta luy nền đường đào để làm cho ta luy khô ráo và ngăn 
chặn không cho nước ngầm từ mái dốc đường đào đổ ra mặt đường. 
3) Rãnh ngầm đặt sau tường chắn đất, mố cầu. 
4) Rãnh ngầm thoát nước dưới các lớp áo đường (rãnh xương cá). 
4.3.5.2 Cấu tạo của rãnh thoát nước ngầm 
Rãnh thoát nước ngầm có thể cấu tạo theo kiểu hở hoặc kín. Rãnh loại hở chỉ 
dùng khi mực nước ngầm cao. Khi mực nước ngầm nằm sâu, nếu dùng loại rãnh 
hở thì rãnh phải làm rất sâu, vì vậy thường dùng dạng kín. Cấu tạo của rãnh ngầm 
kiểu kín như hình 4.8. 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-95- 
Ñaát ñaàm chaët
Lôùp coû laät ngöôïc
Ñöôøng cong nöôùc thaám
Lôùp caùt
Lôùp ñaù 
OÁng thoaùt nöôùc
MN ngaàm
Th
oa
ùt n
öô
ùc 
ng
aàm
Lôùp ñaát khoâng thaám nöôùc 
Hình 4.8 Cấu tạo rãnh thoát nước ngầm kiểu kín 
Đá dùng để lấp rãnh phải là loại không bị phong hóa và tan rã trong nước. 
4.3.5.3 Các trường hợp tính toán rãnh ngầm (Hình 4.9) 
MN ngaàm
Raõnh ngaàm
D
lr
H
hr
Hình 4.9 Sơ đồ tính toán rãnh ngầm 
1) Xác định khoảng cách cần thiết giữa hai rãnh ngầm lr nếu biết yêu cầu hạ 
mức nước ngầm S và chiều sâu rãnh tính từ mực nước ngầm H. 
2) Xác định chiều sâu hạ mức nước ngầm S nếu biết khoảng cách giữa hai 
rãnh ngầm lr và chiều sâu rãnh tính từ mực nước ngầm H. 
3) Xác định chiều sâu rãnh ngầm cần thiết nếu biết yêu cầu hạ mức nước ngầm 
S và cự ly giữa hai rãnh ngầm lr. 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-96- 
4.3.6 Thiết kế dốc nước và bậc nước 
Ở những sườn núi có độ dốc lớn, để đảm bảo cầu, cống và nền đường không bị 
xói lở do dòng nước, người ta thường làm dốc nước hoặc bậc nước có giếng tiêu 
năng. 
4.3.6.1 Dốc nước 
Dốc nước là rãnh, kênh có độ dốc lớn hơn độ dốc phân giới (i > ik). Mặt cắt 
ngang dốc nước thường dùng có dạng hình chữ nhật. Đáy và tường dốc nước 
thường làm bằng bê tông, đá, gạch xây, Để giảm tốc độ nước chảy ở cuối dốc 
nước thường làm tường tiêu năng hay giếng tiêu năng (Hình 4.10). 
H hk
d
h2=h0''
hd
i < ik
i > ik
i < ik
ho
lg 
Hình 4.10 Sơ đồ tính dốc nước có giếng tiêu năng 
Trình tự tính toán dốc nước như sau: 
1) Xác định chiều rộng của dốc nước: 
2/5
0
2/3
a
4/3
v.n
Qib = 
Trong đó: na – hệ số nhám của dốc nước có xét đến hiện tượng lẫn khí: 
na = n.a 
 n – hệ số nhám, lấy theo vật liệu làm dốc nước (tra bảng); 
 a – hệ số lẫn khí (tra bảng); 
 i – độ dốc của dốc nước; 
 v0 – tốc độ cho phép không xói của vật liệu làm dốc nước; 
2) Xác định chiều sâu nước chảy ở cuối dốc nước: 
0
0 b.v
Qh = 
3) Xác định chiều sâu nước chảy ở đầu dốc nước: được lấy bằng chiều sâu 
nước chảy phân giới hk: 
2/3
k b
Q0,47h ÷
ø
ö
ç
è
æ= 
4) Xác định điều kiện ngập ở hạ lưu dốc nước: 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-97- 
 Cần tính chiều sâu liên hợp sau bước nhảy thủy lực: 
1/2
00
0
0
''
02 .h0,45.vg
2hvhh === 
 h0 – chiều sâu nước chảy trong dốc nước 
 Xác định chiều sâu nước chảy của suối sau dốc nước hd dựa vào công thức 
của Sêdi-Maning. 
 Nếu ''0δ 1,1hh > thì có hiện tượng chảy ngập và tốc độ sau dốc nước xác định 
theo hd 
 Nếu ''0δ 1,1hh < thì sau dốc nước phải làm giếng tiêu năng để giảm tốc độ 
nước chảy. Chiều sâu của giếng tiêu năng xác định theo công thức: 
δ
''
0 h1,1hd -= 
 Chiều dài của giếng tiêu năng tính từ cuối dốc nước tới thành biên cuối tính 
theo công thức: ( )0''0g hh3l -= 
 Dựa vào tốc độ nước chảy tính toán để chọn vật liệu làm dốc nước. 
4.3.6.2 Bậc nước 
Bậc nước có giếng tiêu năng thường dùng khi rãnh, kênh rất dốc. Bậc nước 
thường có tiết diện hình chữ nhật, làm bằng bê tông, đá xây, 
Trình tự tính toán bậc nước như sau (Hình 4.11): 
hk
lg
P
hk
H
d
lT
Hình 4.11 Sơ đồ tính toán bậc nước có giếng tiêu năng 
1) Chọn chiều rộng bậc nước b: thường lấy bằng khẩu độ công trình thoát 
nước, hoặc lấy theo tiêu chuẩn lưu lượng 0,5 – 1m3/s cho 1 mét chiều rộng bậc 
nước. 
2) Định số bậc nước và xác định chiều sâu nước đổ xuống bằng cách chia 
chiều cao nước đổ toàn bộ trong đoạn thiết kế bậc nước cho số bậc nước đã giả 
thiết. 
3) Xác định chiều sâu nước chảy tại cửa vào bậc nước: lấy bằng chiều sâu 
nước chảy phân giới hk: 
2/3
k b
Q0,47h ÷
ø
ö
ç
è
æ= 
Th.S Võ Hồng Lâm Thiết Kế Nền Đường và Các Công Trình Trên Đường 
-98- 
4) Xác định chiều sâu sau bước nhảy thủy lực: 
k
''
c
''
c hεh = 
 ''cε - xác định theo đồ thị. 
5) Xác định chiều sâu nước trước tường tiêu năng: 
h = H + d = 1,7hk + d 
6) Kiểm tra điều kiện nước chảy ngập: 
''
ch1,1h ³ 
Nếu điều kiện này không được thỏa mãn thì phải giả định lại d và lập lại tính 
toán cho đến khi thỏa mãn. 
7) Xác định chiều dài tối thiểu cho phép của giếng: 
lg = l1 + l2 
 l1 – độ xa của dòng nước đổ xuống đáy: 
g
y2.vl k1 = 
vk – tốc độ nước chảy tại cửa vào: 
k
k h.b
Qv = 
 g – gia tốc rơi tự do; 
 y – chiều cao nước đổ xuống của dòng chảy: 
2
hdPy k++= 
l2 – chiều dài bước nhảy thủy lực: 
( )c''c2 hh3l -= 
 hc – chiều sâu tại tiết diện thắt hẹp trong giếng được xác định theo đồ thị 
tương tự như khi xác định ''ch : hc = ec.hk 
8) Xác định chiều dày tường tiêu năng theo công thức: 
lT = 3hk 
9) Kiểm tra điều kiện bố trí bậc nước tại nơi thiết kế: bằng cách xác định độ 
dốc đặt bậc nước. 
gT
b ll
Pi
+
= 
Độ dốc ib không được nhỏ hơn độ dốc địa hình nơi làm bậc nước, nếu không 
thỏa mãn thì phải giả thiết lại số bậc, xác định lại kích thước của bậc nước. Còn 
nếu ib lớn hơn độ dốc địa hình thì tăng chiều dài bậc nước, như vậy cải thiện điều 
kiện ngập của dòng chảy và xem như các bước tính toán trên là thỏa mãn. Chiều 
dài của giếng xác định lại theo độ dốc i của địa hình: 
T
'
g li
Pl -=