Cọc Ly Tâm ứng lực trước

SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 39

B. CHUYÊN ĐỀ 2
CỌC ỐNG BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC




SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 40
 Lý do thực hiện chuyên đề 2: Sinh viên đã từng thực hiện, tính toán thiết kế
cọc bê tông ly tâm ứng suất trước trong Đồ án Nền Móng và thu được những kiến
thức nhất đònh. Tuy nhiên, với mong muốn hiểu biết sâu hơn về cọc ống ứng suất
trước để phục vụ việc thiết kế, thi công sau này; sinh viên tiếp tục tìm hiểu về đề
tài này.
Trong giới hạn bài báo cáo này, sinh viên chỉ thực hiện nghiên cứu về cọc
bê tông ly tâm ứng suất trước.
I. GIỚI THIỆU VỀ CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC
Cọc bêtông ly tâm ứng suất trước đã xuất hiện ở Việt Nam một số năm gần
đây và đã được các kỹ sư mạnh dạn đưa vào thiết kế nền móng cho công trình. Cọc
được chế tạo dựa trên công nghệ cáp ứng lực trước căng trước và công nghệ quay
ly tâm kết hợp với phụ gia để bêtông có thể đạt cường độ 800 kG/cm
2
. bảo dưỡng
bằng hơi nước nên có thể rút ngắn thời gian bảo dưỡng và đảm bảo cường độ của
bêtông. cọc dạng ống có đường kính phổ biến từ 300 – 800. chiều dài cọc có thể
lên đến 20m. có thể thi công bằng phương pháp ép hoặc đóng. Dùng chung máy
ép, hoặc đóng cọc vuông, khi ép chỉ cần thay thế má ép cọc vuông bằng má ép cọc
tròn.
Tùy theo cường độ kéo của thép mà cọc được phân ra làm 3 loại (theo tiêu
chuẩn Nhật Bản):
Loại A: cọc có sức chòu nén tốt nhất và chòu uốn kém nhất vì thép được kéo ít

nhất, Bêtông không mất nhiều sức chòu nén.
Loại C: cọc có sức chòu nén kém nhất và chòu uốn tốt nhất vì thép được kéo
nhiều nhất.
Loại B: có đặc tính trung gian của 2 loại trên.
II. ƯU ĐIỂM CỦA CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC
 Cọc tiết kiệm vật liệu hơn những cọc có cùng tiết diện vì áp dụng công nghệ
căng cáp ứng suất trước và quay ly tâm.
 Sức chòu tải của cọc lớn hơn cọc bêtông bình thường mặc dù bêtông đã bò
nén trước. Cùng xuất phát từ mác bêtông 400 được chế tạo bằng ximăng
PCB40, nếu cọc bình thường ta sẽ được cường độ phá hoại là 400 kG/cm
2
.
Nhưng với cọc bêtông ly tâm, công nghệ quay ly tâm kết hợp với phụ gia
làm mác bêtông tăng lên 800, sau khi kéo cáp làm nén bêtông lại thì cường
độ phá hoại của bêtông vẫn còn 500 – 600 kG/cm
2
. Hơn hẳn so với cọc
thường trong khi lại tốn ít vật liệu hơn, đặc biệt lượng thép dùng rất ít ( thép
dọc 18Þ7, thép đai Þ4 với cọc D600).
 Cọc có trọng lượng bản thân nhẹ hơn cọc thường, có khả năng chòu uốn tốt
hơn. Vì vậy người ta có thể chế tạo những cọc dài đến 20m mà vẫn đảm
bảo điều kiện chuyên chở. Hạn chế tối đa được các mối nối giữa thân cọc do
đó hạn chế được sự giảm sức chòu tải của cọc do việc nối cọc.
 Cọc có khả năng chống nứt cao vì bêtông có cường độ cao và được nén
trước. Đặc biệt khi thi công bằng phương pháp đóng và cọc đã đạt đến độ
chối, nếu bêtông không được nén trước thì rất dễ bò nứt vì khả năng chòu kéo
của bêtông rất yếu.
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 41
 Giá thành của cọc rẻ hơn so với cọc vuông bình thường khoảng150.000/m.
Cọc được thi công bằng máy ép ôm nên có giá thành thi công rẻ và đạt hiệu

suất cao.
 Trong những trường hợp tiến độ thi công được đặt lên hàng đầu thì cọc
bêtông ly tâm càng chừng tỏ được ưu điểm vì cọc được chế tạo theo dây
chuyền tại nhà máy, với công nghệ hấp cao áp thì sau khi đổ bêtông và quay
ly tâm thì chỉ cần hấp cao áp khoảng 2 – 3 giờ là có thể chuyên chở ra công
trường thay vì phải đợi hàng tuần như cọc bêtông thường. Mặt khác với mỗi
máy ép ôm, mỗi ngày có thể thi công được 10 – 15 tim cọc trong khi máy ép
tónh thông thường chỉ thi công được 4 – 6 tim cọc.
 So với cọc khoan nhồi, cọc ép có ưu điểm vượt trội vì những lý do sau:
Ma sát thành bên của cọc tốt hơn so với cọc khoan nhồi có cùng chu vi vì công
nghệ khoan tạo lỗ của cọc khoan nhồi làm giảm ma sát thành bên của cọc,
Cọc ép không cần công nghệ thi công phức tạp và đội ngũ thi công giàu kinh
nghiệm như cọc khoan nhồi. Chính vì thế những rủi ro khi thi công cũng ít gặp hơn
và hệ số an toàn cao hơn.
Những khuyết tật của cọc được phát hiện và loại bỏ ngay trong nhà máy nên
cọc được đảm bảo chất lượng khi đến công trường. Việc kiểm tra cọc cũng rất đơn
giản chứ không phức tạp như cọc khoan nhồi. Tỷ lệ hư hỏng thấp, chất lượng ổn
đònh.
Khi phát hiện sự cố, việc sử lý có thể thực hiện dễ dàng chứ không phức tạp
như đối với cọc khoan nhồi.
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT



SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 42


SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 43

SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 44


SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 45


SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 46


SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 47


SVTH: Leâ Hieáu Hoàng Phuùc – MSSV: x071422 Trang 48


SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 49


IV. VÍ DỤ TÍNH TOÁN
1. Nội lực truyền xuống móng
Gỉa sử từ bảng nội lực ta chọn ra 3 tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất nhất để
tính móng:
 Tổ hợp 1: Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu.
 Tổ hợp 2: |Mx|max, Ntu, Mytu, Qxtu, Qytu.
 Tổ hợp 3: |My|max, Ntu, Mxtu, Qxtu, Qytu.

 Chọn tổ hợp 1 để tính móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất ( có tổ hợp cơ
bản và tổ hợp đặc biệt )
 Chọn tổ hợp 3 để tính móng theo trạng thái giới hạn thứ hai ( có tổ hợp cơ
bản và tổ hợp của tải trọng tiêu chuẩn)

 Tải trọng do tầng hầm truyền xuống móng
Vì trong mô hình có nhập cả tầng hầm và truyền tải lên tầng hầm với các giá
trò tải trọng:
Sàn dày 20 cm
Tường xây : 200 kG/cm
2

Hoàn thiện : 50 kG/m
2

Hoạt tải : 600 kG/m
2

Vì vậy, tải trọng tác dụng lên móng đã bao gồm tải trọng của sàn tầng hầm.
Tổ hợp N (T)
|M
x
| (Tm) |M
y
| (Tm) Q
x
(T) Q
y
(T)
2PHOCX MAX 915 11.09 3.383 2.85 2.83
2PHOCX MIN 848.44 23.18 0.001 8.01 0.08
1HT 898 3.45 3.95 1.49 0.5
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 50
 Giá trò nội lực để tính toán móng:
Tải trọng dùng để tính toán móng theo nhóm trạng thái giới hạn thứ 2 là tổ

hợp của tải trọng cơ bản và tải trọng tiêu chuẩn. Để có được giá trò nội lực tiêu
chuẩn, ta phải lập một bảng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn và nhập tải trọng tiêu
chuẩn vào mô hình. Tuy nhiên, để đơn giản, tiêu chuẩn cho phép ta lấy trực tiếp
nội lực tính toán chia cho hệ số vượt tải n để có nội lực tiêu chuẩn.
 Chọn tổ hợp 3 để tính móng theo trạng thái giới hạn thứ hai ( có tổ hợp cơ
bản và tổ hợp của tải trọng tiêu chuẩn)
Lấy n = 1.15


2. Cấu tạo cọc
a. Cấu tạo 1 cọc ép
cọc được cung cấp bởi công ty Phan Vũ. Chiều dài cọc theo đơn đặt hàng, tối
đa có thể lên tới 20m. các chi tiết kó thuật của cọc: (xem chi tiết trong bản vẽ cấu
tạo coc)
 cọc loại A
 đường kính ngoài : 600 mm
 bề dày : 90 mm
 thép ứng lực trước : 18Þ7
 thép đai Þ4
 bêtông mác 800

Tải trọng
N (T) M
x.tu
(Tm) M
ytu
(Tm) Q
xtu
(T) Q
ytu

(T)
Tính toán
898 3.45 3.95 1.49 0.5
Tiêu chuẩn
780.87 3.00 3.43 1.30 0.43
A
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 51

b. Sơ bộ chọn chiều sâu đáy đài và các kích thước
Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm
Chọn chiều cao đài móng là hđ = 1.5 m
Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên là 3.7 m.
Chiều sâu đặt đáy đài nhỏ nhất được thiết kế với yêu cầu cân bằng áp lực
ngang theo giả thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận.
Điều kiện cân bằng xảy ra khi:
H
m

da
p
BK
Fs
K
Q

)(
2



hđ
d
tt
o
B
Q
tgh


2
)
2
45(7.0
min







597.1
85.22
)
2
55.12
45(75.0
0
0
tg

0.43m => Thỏa.

Chân cọc cắm sâu vào lớp cát mòn ít lẫn sỏi (lớp đất 3) đoạn 6 m. Phần cọc
ngàm vào đài 80 cm (kể cả phần thép chờ)
3. Tính toán sức chòu tải của cọc
Theo vật kiệu làm cọc (dựa theo TC JIS 5337-1982 của Nhật)
a. Chi tiết kỹ thuật đối với loại cọc tròn


MẶT CẮT I-I
III
A-A
III
18 LỖ
600 90 A 20
Đường kính ngoài
(mm)
Bề dày cọc
(mm)
Loại
Chiều dài
(m)
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 52


b. Chi tiết kỹ thuật của thép PC

c. Đặc tính cọc
 Đặc tính vật lý của bê tông


cu

= 800(daN/cm2): Cường độ chòu nén trước khi căng

cp

= 560(daN/cm2): Cường độ chòu nén sau khi căng

bt

= 70(daN/cm2): Cường đo chòu kéo khi uốn

c
E
=4.2x105(daN/cm2): Môdul đàn hồi trước căng

cp
E
=3.15x105(daN/cm2): Môdul đàn hồi sau căng

s

=15.10-7 : Độ co ngót


= 2 : Hệ số từ biến
 Đặc tính vật lý của thép PC Bar

pu


= 14500(daN/cm2): Giới hạn bền

py

= 13000(daN/cm2): Giới hạn chảy

p
E
=20x105(daN/cm2): Môdul đàn hồi của thép

r
=0.035 : Hệ số chúng ứng suất ( nhão )
 Đặc tính hình học của cọc
MẶT CẮT I-I
Đ.kính và
số lượng
Đ.K rp
(mm)
600 A
F7x18
500
Đường kính ngoài
(mm)
Loại
Thép PC Bar
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 53
Do
Ø4
MẶT CẮT NGANG CỌC
Ø-Nos

Dp
T
Di

 Do : Đường kính ngoài
 Di : Đường kính trong
 T : Bề dày
 Dp : Đường kính vòng thép
 ro : Bán kính ngoài
 ri : Bán kính trong
 rp : Bán kính vòng thép
 Ac : Diện tích mặt cắt ngang cọc
 Ap : Diện tích cốt thép

Nos


: Đường kính và số lượng thanh thép


d. Tính toán thiết kế cọc
 Tính toán momen uốn gây nứt
 ng suất kéo ban đầu của PC Bar:
pi


D
o
(mm) 600
Loại A

T(mm) 90
r
o
(cm) 30
r
i
(cm) 21
r
p
(cm) 25
A
c
(cm
2
)
1442
7.1x17
A
P
(cm
2
)
6.8

 Nos
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 54
0.8
pi py



hoặc
0.7
pi pu




 
2
0.8 0.8 13000 10400 /
pi py
daN cm

    


 
2
0.7 0.8 14500 10150 /
pi pu
daN cm

    

 chọn
 
2
10150 /
pi
daN cm




 Ứng suất kéo của thép khi kéo bằng phương pháp ứng lực
 
'
1/
pi
pt
po
n A A





n’: Là tỉ số giữa modul đàn hồi của thép và của bê tông sau khi căng
'.
p
cp
E
n
E
6 67

Ao : diện tích tiết diện của bêtông = Ac - Ap (cm2 )

 Ứng suầt trước trong bêtông
 
 

2
/
pt p
cpt
o
A
daN cm
A







 Độ tổn thất của căng trước do từ biến và co ngót của bêtông
 
 
 
/
/.
cpt s
p
cpt pt
n
daN cm
n

  


  
  

    
2
1 1 0 5

n: Là tỉ số giữa modul đàn hồi của thép và của bêtông ờ giai đoạn cuối =
.
p
c
E
E
 4 76


 Độ tổn thất của căng trước do sự giãn của thép PC Bar
 
 
/
r pt p
r daN cm

  
    
2
2

D
o

(mm) 600
Loại A
A
p
(cm
2
)
6.8
A
c
(cm
2
)
1442
A
o
(cm
2
)
1435.2
(daN/cm
2
)
9853.6
pt

D
o
(mm) 600
Loại A

(daN/cm
2
)
46.47
cpt

D
o
(mm) 600
Loại A
(daN/cm
2
)
710.6
p



SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 55

 ng suất kéo hữu hiệu của thép PC Bar
 
/
pe pt p r
daN cm

   
    
2

 ng suất hiệu quả của bêtông
 
/
pe p
ce
o
A
daN cm
A




2


 Momen quán tính của mặt cắt tiết diện
   
e i p p
n
I r r A r cm

     
4 4 2 4
0
42


 Momen kháng uốn của mặt cắt tiết diện

 
e
e
o
I
Z cm
r

3


 Momen uốn gây nứt
D
o
(mm) 600
Loại A
(daN/cm
2
)
344.69
r


D
o
(mm) 600
Loại A
(daN/cm
2
)

9853.6
(daN/cm
2
)
710.6
(daN/cm
2
)
295.1
(daN/cm
2
)
8847.8
pt




p
r


pe

D
o
(mm) 600
Loại A
(daN/cm
2

)
41.92
ce

D
o
(mm) 600
Loại A
r
o
(cm) 30
r
i
(cm) 21
r
p
(cm) 25
A
p
(cm
2
)
6.8
n 4.76
I
e
(cm
4
)
493547

D
o
(mm) 600
Loại A
(cm
3
)
16452
e
Z
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 56
 
 
'
.
cr e bt pe
M Z kN m

  


Với:
'
cr cr
MM
là momen kháng nứt (TC JIS A 5337-1982)

''
.
br cr

MM15
(TC JIS A 5337-1982)

'
br
M
: Là momen phá hoại do nứt
 Tính toán khả năng chòu lực của cọc
 Khả năng chòu lục cho phép của cọc: P
a
( theo TC JIS 5337 – 1982)
 Tải trọng làm việc dài hạn:
   
aL cu ce c
R A kN

   
1
4

 Tải trọng làm việc ngắn hạn:
   
aS cu ce c
R A kN

   
1
2

 Khả năng chòu lực cho phép của cọc: P
e
(TC ACI 543)
 
 
'
'

;
e c pe c
c cu pe ce
P f f A kN
ff

    

0 33 0 27


 Khả năng chòu lực theo tính toán Ptt = min (2733; 5466; 3644) = 2733 KN =
273.3 T
D
o
(mm) 600
Loại A
Z
e
(cm
3
)

16452

(daN/cm
2
)
70

(daN/cm
2
)
41.92
(kN.m ) 184.1
(kN.m ) 276.2
bt

ce

'
cr
M
'
br
M
600
A
800
41.92
1442
R
aL

2733
R
aS
5466
D
o
(mm)
Loại
(daN/cm
2
)
(daN/cm
2
)
A
c
(cm
2
)
P
a
(kN)
cu

ce

D
o
(mm) 600
Loại A

(daN/cm
2
)
800
(daN/cm
2
)
41.92
A
c
(cm
2
)
1442
P
e
(kN) 3644
'
c cu
f


pe ce
f


SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 57
 Khả năng chòu lực cho phép của cọc theo số liệu thiết kế của đơn vò sản suất (
Cty cổ phần đầu tư Phan Vũ. ĐC 200 Hoàng Văn Thụ Q. Phú Nhuận Tp HCM)
Cọc tròn Þ600mm, mác bêtông 800, ximăng PCB40, thép được sử dụng để

chế tạo cọc là cáp Þ7. thép chủ Rb = 14500 kG/cm
2
, thep đai Rb = 6000 kG/cm
2
.
Thiết kế theo các tiêu chuẩn: JIS G3112, JIS G3109, JIS G3536, kiểm tra theo tiêu
chuẩn: JIS Z2241. Cọc được đúc sẵn tại nơi sản xuất sau đó được vận chuyển đến
công trường.
 Tải trọng làm việc dài hạn: Ptk = 260 T
 Mô men kháng nứt cho phép Mcr = 17 Tm
 Sức chòu tải theo thiết kế của đơn vò sản xuất thấp hơn sức chòu tải tính toán
4,7%.
Vậy loại cọc cung cấp cho công trường do công ty Phan Vũ sản suất và
chọn tải trọng thiết kế là tải trọng thiết kế của đơn vò sản suất
 Ptk = 260 T
4. Kiểm tra cẩu cọc
Trọng lượng bản thân cọc
   
 
.
. . . . . . /
ci
p A D D kG m


           
2 2 2 2
0
3 14
1 1 1 1 0 6 0 42 2500 1 1 396 4

44


   
0 293
0 293 2894 8 18410
2
cr
L
M p L daNm M daNm     
.
. . '

 Vậy cọc đảm bảo điều kiện cẩu lắp
3820 9180
396.4 (daN/m)
3820 9180
2894.8 (daNm)

SƠ ĐỒ CẨU LẮP CỌC
Kiểm tra khả năng vận chuyển
   
.
.'
0 207
0 207 2171 18410
2
cr
L
M p L daNm M daNm     

 Vậy cọc đảm bảo khả năng chòu lực khi vận chuyển
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 58
2700
396.4 (daN/m)
2171 (daNm)
27007600
27002700 7600
sSƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHI VẬN CHUYỂN CỌC ĐẾN CÔNG TRƯỜNG
5. Sức chòu tải của cọc theo vật lý đất nền:
Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền
P
d
= m(m
R
q
p
A
p
+ u


n
i
iif
lfm
1
)
 m = 1;
 m

R
= 1;
 q
p
: cường độ tính toán của đất ở mũi cọc (T/m
2
)
Mũi cọc nằm ở lớp đất cát trung trạng thái chặt vừa. Độ sâu hạ mũi cọc =
22.4m. Tra bảng A.I trang 55 TCXD 205:1998 ta có:
q
p
= 850 T/m
2

 A
p
: diện tích tiết diện ngang mũi cọc = 0.283 m
2

 u : chu vi cọc = 1.89 m
 Tính sức chòu tải cực hạn do ma sát thành cọc:
Chia các lớp đất thành các lớp nhỏ có chiều dày  2m.

SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 59

 sức chòu tải tiêu chuẩn của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:

tc
d
P

= 1x(1x850 x 0.283 + 1.89 x 67.64) = 368.4 T
 Sức chòu tải của cọc theo cường độ đất nền dùng để tính toán:

.
.
.
368 4
210 5
1 75
tc
d
d
P
P
Fs
  
T

6. Sức chòu tải của cọc theo cường độ đất nền
Sức chòu tải của cọc theo cường độ đất nền xác đònh hteo công thức (TCVN
205-1998)

Trong đó:
 FS
S
: hệ số an toàn phần ma sát chọn bằng 2
 FS
p
: hệ số an toàn phần mũi cọc chọn bằng 3
 Tính Q

s


 u
s
: chu vi mặt cắt ngang cọc

 f
si
: ma sát bên tác dụng lên cọc

 C
a
: Lực dính giữa thân cọc với đất (C
a
=C)
 Giá trò có thể lấy như sau
 cho cọc đóng
 cho cọc khoan nhồi
 Chọn
Lớp đất
li(m) STT zi (m) mfi fi (T/m2) li (m) mfi.fi.li (T/m)
2 1 4.7 0.9 1.68 2 3.02
2 2 6.7 0.9 1.84 2 3.31
1.9 3 8.65 0.9 1.9 1.9 3.25
2 4 10.6 0.9 1.45 2 2.61
2 5 12.6 0.9 1.504 2 2.71
2 6 14.6 0.9 1.544 2 2.78
1.8 7 16.5 0.9 1.566 1.8 2.54
2 8 18.4 1 7.5 2 15

2 9 20.4 1 7.91 2 15.82
2 10 22.4 1 8.3 2 16.6

19.7
Tổng 67.64
BẢNG TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC DO MA SÁT
4
5
6
p
s
a
sp
Q
Q
Q
FS FS

s s si si i
Q A f u f .l  

 

    3 14 0 6 1 89
s
u d . . . m
'
si a h a
f C tg


  
0
15
a
khi


0
0 75 10
a
.


0
3
a


0
0 75 10
a
.


SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 60
 : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên


'
v i i

l


(l
i
: chiều dày lớp đất thứ i)

 Vậy sức chòu tải của cọc do ma sát bên
 
   

1 89 100 7 190 25
s si i
Q u f .l . . . T

 Tính Q
p


pp
Q q A

 A
p
: diện tích mặt cắt ngang mũi cọc
A
p
= 0.283 (m
2
)

 q
p
: cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc


  1 3 0 6
'
q . CN N . dN
c vp q
P

Vì độ sâu chôn móng rất lớn so với đướng kính cọc nên ta bỏ qua thành phần
thứ 3 nên công thức tính sức chòu tải của đất dưới mũi cọc được xác đònh như sau:

13
'
q . CN N
c vp q
P

 với C = 0.24 (T/m
2
) lực dính của đất ở mũi cọc
 N
c
, N
q
hệ số phụ thuộc vào góc ma sát của đất, hình dạng mũi cọc và phương
pháp thi công (tra trong sách đồ án nền móng của thầy Châu Ngọc n trang 174)
N

c
= 47.3 , N
q
= 29.5
 : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc
do trọng lượng bản thân đất (T/m
2
)


'
h

''
h v s
k


1
s
k sin


'
vp

Lớp đất
h
i
(m)

 (T/m
3
)

i
g
1 0.9
2 0.5
3 2.2 1.97 4.334
4 6.1 1.93 11.773
5 7.8 1.92 14.976
6
6
1.96 11.76
42.843
Tổng
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 61
 Cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc
q
p
= 1.3 x 0.24 x 47.3 + 42.843 x 29.5 = 1278 (kN/m
2
)
 Do đó sức chống mũi là
Q
p
= 0.283 x 1308.6 = 304.31 (kN/m
2
)
 Sức chòu tải của cọc xác đònh theo cường độ

 
    
190 25 311 45
196 56
23
p
s
a
sp
Q
Q

Q . T
FS FS

 Vậy sức chòu tải của cọc:
P
c
= min  P
d
, P
vl
, P
cd
 = min  260; 210.5; 196.56 = 196.56 T
7. Xác đònh số lượng cọc
Sơ bộ xác đònh số lượng cọc:
n
c

= k
tt
tk
N
P


.
915
1 2 5 58
196 56
  
cọc.
 Chọn 5 cọc.
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc như sau:
 Kích thước đài:
 B
d
= 3.5 m
 L
d
=3.5 m
 H
d
= 1.5 m


MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC VÀ ĐÀI MÓNG
C
15501550 400

3
Ø
600
900
900
Ø
600
Ø
600
Ø
600
Ø
600
500
3500
2500
3500
2500
500100
100 500
500 100
100
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 62
8. Tính toán cọc chòu đồng thời lực thẳng đứng, lực ngang và
moment
8.1 Theo phương thẳng đứng
Trọng lượng thực tế của đài (vì đài nằm sát tầng hầm nên trên đài không có
đất):
N
d

tt
= 1.1 x 2 x 1.5 x 3.5 x 3.5 = 35.2 T.
Lực dọc tính toán ở cốt đáy đài:
N
tt
= 915 + 35.2 = 950.2 T
Moment tính toán ở cốt đáy đài:
M
x
tt
= M
0x
tt
+ Q
y
tt
h
d
= 11.09 + 2.83 x 1.5 = 16.75Tm
M
y
tt
= M
0y
tt
+ Q
x
tt
h
d

= 3.383 + 2.85 x 1.5 = 9.083Tm.
Lực truyền xuống các cọc:

tt
i
P
=


22
.
.
i
i
tt
x
i
i
tt
y
tt
y
yM
x
xM
n
N


 P

max
= 187.53 T
 P
min
= 183.92 T
Trọng lượng tính toán của cọc:
   
 
.
. . . . . . /
ci
p A D D kG m


           
2 2 2 2
0
3 14
1 1 1 1 0 6 0 42 2500 1 1 396 4
44

Trọng lượng của một cọc sâu 19.7m
P
coc
= 19.7 x 396.4 = 7801.2 kG = 7.8 T
tt
P
max
+ P
coc

= 187.53 + 7.8 = 195.33 T < P
tk
= 198.56 T => đạt.
tt
P
min
> 0 nên cọc không chòu nhổ.
8.2 Theo phương ngang
Q
y
=Q
max
= 2.85T
Chia đều cho các cọc, mỗi cọc chòu 1 lực ngang H
o
=
max
.
.
Q
T
2 85
0 57
55

Moment tác dụng lên đầu cọc: M
o
=H
0
.h

d
= 0.57 x 2= 1.14Tm
Tìm chuyển vò ngang và góc xoay của cọc ở cao trình đáy đài:
chuyển vò ngang: 
n
= y
o

x (m) y (m)
1 1.25 1.25
1.5625 1.5625
187.534
2 1.25 -1.25
1.5625 1.5625
187.534
3 -1.25 -1.25
1.5625 1.5625
183.9274
4 -1.25 1.25
1.5625 1.5625
183.9274
5 0 0
0 0
185.7307
6.25 6.25

BẢNG GIÁ TRỊ PHẢN LỰC ĐẦU CỌC
Stt
Vò trí
P

i
(T)
2
x
2
y
SVTH: Lê Hiếu Hồng Phúc – MSSV: x071422 Trang 63
góc xoay:  = 
0
Các tính toán được thực hiện theo chiều sâu tính đổi:
z
e
= 
bd
x z;
l
e
= 
bd
x l.
Moment quán tính tiết diện ngang của cọc:

 
oi
DD
m






44
44
4
0 6 0 4
0 0051
64 64
.( )
( . . )
,

Độ cứng tiết diện ngang của cọc:
E
b
I = 2900000 x 0.0051 = 1479725 Tm
2

Hệ số biến dạng: 
bd
=
5
c
b
K.b
EI

Trong đó: b
c
: chiều rộng qui ước của cọc. Cọc có đường kính d =
0.6m theo TCVN 205:1998 b

c
= 1.5d + 0.5m = 0.9 + 0.5 = 1.4 m
K : hệ số nền qui ước (hệ số tỉ lệ). Tra bảng G1 TCXD 205:1998
=> K = 3500 kN/m
4

=>
 
.
.




1
5
350 1 4
0 484
1479725
bd
m

Các chuyển vò 
HH
, 
HM
, 
MH
, 
MM

do các ứng lực đơn vò đặt tại đáy
đài:
δ
HH
=

3
bd b
1
EI
A
o


MH
=
HM
=

2
1
bd b
EI
B
o


MM
=


1
bd b
EI
C
o






y

M
N
H H


SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG LÊN CỌC