Bài giảng môn ĐỊA CƠ NỀN MÓNG - Chương 3 doc

103
MMóóng Cọcng Cọc
3.5 Các bước thiết kế móng cọc3.5 Các bước thiết kế móng cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3.5.1 Dữ liệu tính tóan3.5.1 Dữ liệu tính tóan
- Dữ liệu bài toán và các đặc tính của móng cọc
- Số liệu tải trọng (tính toán)
- Chọn vật liệu làm móng: mác BT, cường độ thép, tiết diện
và chiều dài cọc (cắm vào đất tốt > 1,5 m), đoạn neo ngàm
trong đài cọc (đoạn ngàm + đập đầu cọc ≈ 0,5 – 0,6m); chọn
cốt thép dọc trong cọc:  và R
a
.
3
104
MMóóng Cọcng Cọc
3.5.2 Kiễm tra móng cọc làm việc đài thấp3.5.2 Kiễm tra móng cọc làm việc đài thấp
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
D
f
E
p
D
f
E
p
2
0
2
1
fđ

DbKH


ho
f
bK
H
D

2

H
3
105
MMóóng Cọcng Cọc
p
pp
s
ss
p
p
s
s
a
FS
qA
FS
fA
FS
Q

FS
Q
Q 
3.5.3 Xác định sức chịu tải của cọc3.5.3 Xác định sức chịu tải của cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
Theo vật liệu làm cọcTheo vật liệu làm cọc
Theo điều kiện đất nềnTheo điều kiện đất nền
 Theo chỉ tiêu cường độ
 Theo chỉ tiêu vật lý
Q
a
= km (R
p
A
p
+ u

f
si
l
i
) (21-86)
Q
tc
= m
R
q
p
A
p

+ u

m
f
f
si
l
i
(205-1998)
k
Q
Q
tc
a

3
106
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
 Theo thí nghiệm SPT
 Theo thí nghiệm CPT
3
107
MMóóng Cọcng Cọc
3.5.4 Xác định số lượng cọc và bố trí3.5.4 Xác định số lượng cọc và bố trí
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
a
đ
tt
a

tt
Q
WN
Q
N
n




 = 1,2  1,6
3.5.5 Kiễm tra khã năng chịu tải của cọc3.5.5 Kiễm tra khã năng chịu tải của cọc






22
),(
i
i
tt
x
i
i
tt
y
tt
yx

y
yM
x
xM
n
N
Q
Q
max
 Q
a
Q
min
 0
3






2
max
2
max
min
max
i
tt
x

i
tt
y
tt
y
yM
x
xM
n
N
Q
108
MMóóng Cọcng Cọc
Ảnh hưởng của nhóm cọcẢnh hưởng của nhóm cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
Q
G
=

n
c
Q
a
n
1
: số hàng cọc
n
2
: số cọc trong 1 hàng
d : đường kính hoặc cạnh cọc

s : khoảng cách giữa các cọc








21
1221
90
)1()1(
1
nn
nnnn









s
d
1
tan


[deg]
Converse-Labarre
3

N
tt
< Q
G
109
MMóóng Cọcng Cọc
Nền của móng cọc
Hệ cọc

Đài
c
ọ
c

3.5.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc3.5.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm

N
N + W
M

M = H d
H
H
H/n
M+


M




i
ii
tb
l
l


4
tb



3
110
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
111
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
112
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm

y
tc
y
x
tc
x
qu
tc
qu
minmax/
W
M
W
M
F
N


qu
tc
qu
tb
F
N


)'(
21
IIvqu
tc

IItb
DcBAb
k
mm
R 


max
 1,2 R
II

min
 0
3
113
MMóóng Cọcng Cọc
Xác định độ lún của móng cọcXác định độ lún của móng cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
S  Sgh = 8 cm
gl
p
i
i
ii
n
i
n
i
i
h

e
ee
SS
1
21
11
1




N + W
M+

M

3
114
MMóóng Cọcng Cọc
3.5.7 Kiểm tra chuyển vị ngang của cọc3.5.7 Kiểm tra chuyển vị ngang của cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
H  P
ng
(P
ng
: sức chịu tải ngang của cọc)
3
0
1000 l
EJ

P
ng
ng




ng
= 1 cm: chuyển vị ngang tại đầu cho phép
EJ : độ cứng của cọc
 = 0,65 : khi cọc đóng trong đất sét
 = 1,2 : khi cọc đóng trong đất cát
l
o
 0,7 d ; d [cm]: cạnh hay đường kính cọc.
3
115
MMóóng Cọcng Cọc
3.5.8 Kiểm tra xun thủng và chịu cắt của đài cọc3.5.8 Kiểm tra xun thủng và chịu cắt của đài cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
P
xt
 P
cx
P
xt
=  phản lực của những cọc nằm ngồi tháp xun ở
phía nguy hiểm nhất
P
cx

= 0,75 R
k
S
tháp xun
3
Khả năng chống cắt của bêtông:
0
3
3
0.6
0
(1 )
n
b b bt
b
n
Q R bh
 




 
b
QQ

116
MMóóng Cọcng Cọc
3.5.9 Xác định cốt thép cho đài cọc3.5.9 Xác định cốt thép cho đài cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm

Tính moment: dầm conxôn, ngàm
tại mép cột, lực tác dụng lên dầm
là phản lực đầu cọc.
00
9,0 hR
M
hR
M
F
a
g
a
g
a


x
y
P
max
P
max
P
max
d
x
y
P
max
P

max
P
max
d
3
117
MMóóng Cọcng Cọc
3.5.10 Tính tóan cọc chịu tải trọng ngang3.5.10 Tính tóan cọc chịu tải trọng ngang
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
(Theo TCXDVN 205-1998)
M
0

y

H
0


’
y
(kN/m
2
)

z

L

z

3
0
4
4

z
yb
dz
yd
IE

yC
z
y
z
y


zKC
z
y

118
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
Hệ số K (Tf/m
4
) Loại đất quanh cọc

Cọc đóng Cọc nhồi
Sét, á sét dẻo chảy, I
L
=[0,75 - 1] 65 - 250 50 - 200
Sét, á sét dẻo mềm, I
L
= ]0,5 – 0,75]
Á sét dẻo, I
L
= [0 – 1]
Cát bụi, e = [0,6 – 0,8]
200 - 500 200 - 400
Sét, á sét dẻo và nửa cứng, I
L
= [0 – 0,5]
Á sét cứng, I
L
< 0
Cát nhỏ, e = [0,6 – 0,75]
Cát hạt trung, e = [0,55 – 0,7]
500 - 800 400 - 600
Sét, á sét cứng, I
L
<0
Cát hạt thô, e = [0,55 – 0,7]
800 - 1300 600 - 1000

119
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm

3
- Áp lực tính toán 
z
[Tf/m
2
]:









1
3
0
1
2
0
1
0
10
D
IE
H
C
IE
M

BAyz
K
bbdbbdbd
e
bd
z
y




- Moment uốn M
z
[Tf.m]:
3
0
303030
2
D
H
CMBIEAIyEM
bd
bbdbbdz



- Lực cắt Q
z
[Tf]
404040

2
40
3
DHCMBIEAIyEQ
bdbbdbbdz


120
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
121
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
z
e
: chiều sâu tính đổi, z
e
= 
bd
z
l
e
: chiều dài cọc trong đất tính đổi, l
e
= 
bd
l


bd
: hệ số biến dạng (1/m)
b
c
: chiều rộng qui ước của cọc:
d  0,8 m => bc = d + 1 m;
d < 0,8 m => bc = 1,5d + 0,5 m (TCXD 205-1998)
5
IE
Kb
b
c
bd


122
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3


H

M N
n

0
y
0
z

l

H
0
=1

HH

H M
z
M
0
=1

MH

M M
z
N
H
l
l
0
l
123
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
HMHH
MHy



000


MMMH
MH



000


- Chuyển vị ngang 
HH
, 
HM
, 
MH
, 
MM
do các ứng lực đơn vị
0
3
1
A
IE
bbd
HH




0
2
1
B
IE
bbd
HMMH



0
1
C
IE
bbd
MM



M
o
, H
o
: Moment uốn và lực cắt của cọc tại z = 0 (mặt đất)
- Chuyển vị ngang y
0
và góc xoay 
0

tại z = 0 (mặt đất)
124
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
125
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
 Chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đặt lực hay đáy đài
IE
Ml
IE
Hl
ly
bb
n
23
2
0
3
0
000


 Góc xoay của cọc ở cao trình đặt lực hay đáy đài
IE
Ml
IE
Hl

bb
0
2
0
0
2


126
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
 Ổn định nền xung quanh cọc


IIv
I
z
y
ctg




,
21
cos
4
’
v

: ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu z
c
I
, 
I
: lực dính và góc ma sát trong tính toán của đất
 : hệ số = 0,6 cho cọc nhồi và cọc ống, = 0,3 cho các cọc còn lại

1
: hệ số = 1 cho mọi trường hợp; trừ ct chắn đất, chắn nước = 0,7

2
: hs xét đến tỉ lệ ảnh hưởng của phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải
vp
vp
MnM
MM



2

127
MMóóng Cọcng Cọc
BM ĐBM Địịa Cơ Na Cơ Nềền n MóMóngngTS NguyTS Nguyễễn Minh Tâmn Minh Tâm
3
M
p
: moment do tải thường xuyên
M

v
: moment do tải tạm thời
n = 2,5, trừ:
n = 4 cho móng 1 hàng cọc chịu tải trọng lệch tâm thẳng đứng
Đối với công trình quan trọng:
l
e
≤ 2,5 lấy n = 4;
l
e
≥ 2,5 lấy n = 2,5
l
e
: chiều dài cọc trong đất tính đổi, l
e
= 
bd
l