CHƯƠNG 15 MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

CHƯƠNG 15
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

336

1. GIỚI THIỆU VỀ MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC
1.1. Ứng dụng của cọc dự ứng lực
Là loại cọc có khá nhiều ưu điểm nên rất thông dụng trong các lĩnh vực như:
 Công trình cầu đường, cảng biển đối với cọc có đường kính lớn như D1000,
D1200.
 Công xây dựng dân dụng và công nghiệp đối với các cọc có đường kính nhỏ.
 Ngoài ra, do cọc chịu tải trọng ngang tốt nên thường dùng cho các công trình tường
chắn sóng, đất … …

1.2. Ưu điểm của cọc dự ứng lực
- Được thị trường chấp nhận rộng rãi trong dự án xây dựng và nền móng của cơ sở
thiết bị rộng lớn của dự án xây dựng công nghiệp và dân dụng, đường sắt, đường
bộ, cầu cảng.
- Các thông số kỹ thuật hoàn hảo, có thể lựa chọn thiết kế rộng rãi.
- Sản xuất theo công nghệ ly tâm, ép, bảo dưỡng hơi nước, cùng với tiến bộ công
nghệ bảo đảm độ đặc chắc của bê tông > C60(cọc PC). Cọc ống bê tông độ chắc
cao có thể có đồ chắc > C80 (cọc PHC). Khả năng chịu lực cao hơn cọc bê tông
đúc sẵn thông thường từ 2 đến 4 lần.
- Cọc có khả năng chống nứt, chống uốn cao. Công nghệ cốt thép ứng lực trước tốt
hơn nhiều so với cọc bê tông đúc sẵn.
- Chất lượng cọc ổn định, các thông số kỹ thuật đáng tin cậy.
- Cọc có chất lượng đúc có độ tin cậy cao vì thân cọc bê tông đặc chắc. Cọc chịu va

chạm tốt và thích nghi với điều kiện địa chất tốt hơn cọc BTCT thường. Hơn nữa
việc thử nghiệm tiện lơi, việc giám sát ít hơn.
- Việc vận chuyển cọc tiện lợi, không gây ô nhiễm môi trường và đáp ứng các yêu
cầu bảo vệ môi trường.
- Dễ dàng kiểm soát chất lượng tại nhà máy nhờ điều kiện sản xuất công nghiệp.
- Tuổi thọ công trình cao do dùng bê tông mác cao và mô men uốn nứt lớn.
- Chống ăn mòn trong môi trường xâm thực.
- Tiết kiệm vật liệu, kết cấu nhẹ, giảm giá thành nhờ công nghệ ứng suất trước.
- Giảm thiểu công tác bê tông tại hiện trường, lợi điểm đặc biệt tại các dự án nằm
trong khu trung tâm thành phố.
- Nối cọc: mối nối được thiết kế có mô men kháng uốn tương đương với mô men
kháng uốn thân cọc.
- Dưỡng hộ bằng hơi nước nóng cho sản phẩm chất lượng cao, tăng tiến độ cung
cấp.
- Tiến độ thi công nhanh.

1.3. Nhược điểm của cọc dự ứng lực
- Do sử dụng bê tông và cốt thép cường độcao nên chi phí về vật liệu sẽ tốn hơn cọc
thường cùng tiết diện.
- Kỹ thuật chế tạo phức tạp hơn, đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật lành nghề.
- Phải sửdụng thiết bịchuyên dùng để thi công đóng hoặc ép cọc.
- Chi phí đầu tưdây chuyền sản xuất, lắp đặt thiết bị lớn.

MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

337

2. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
Sức chịu tải nén dọc trục cho phép của cọc được chọn là nhỏ nhất trong các giá
trị sức chịu tải sau đây:

2.1. Theo điều kiện vật liệu
Theo TCXD 7888-2008 tính toán sức chịu tải theo vật liệu như sau :

2.1.1. Xác định ứng suất hữu hiệu
Ứng suất nén ban đầu trong bê tông được tính toán thông qua lực kéo căng ban
đầu của cốt thép hoặc lực căng cốt thép được đo kiểm tra thực tế và tổng diện tích mặt
cắt ngang cọc

i
cgp ci
g
F
ff
A


Với : f
cgp
: Ứng suất nén ban đầu trong bê tông , Mpa
F
i
: tổng lực kéo căng ban đầu của cốt thép,
i pj ps
F f A
, N.
A
ps
: tổng diện tích cốt thép dự ứng lực, mm
2

.
f
pj
: ứng suất kéo căng ban đầu của cốt thép dự ứng lực trước, MPa
A
g
:Tổng diện tích mặt cắt ngang cọc, mm
2

f
ci
: ứng suất cho phép tại thời điểm truyền ứng suất, MPa
Ứng suất kéo căng của cốt thép dự ứng lực trước (f
pj
) không được lớn hơn 75%
cường độ chịu kéo của cốt thép (f
pu
). Ứng suất nén trong bê tông do lực kéo căng của
cốt thép (f
cgp
) phải nhỏ hơn ứng suất nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng
suất (f
ci
). Ứng suất nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất bằng 60%
cường độ chịu nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất (f’
ci
). Cường độ
chịu nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất bằng 75 % cường độ chịu
nén thiết kế của bê tông (f’
c

).

2.1.2. Xác định tổn hao ứng suất hữu hiệu
 Tổn hao ứng suất do biến dạng đàn hồi :
s
cir
ci
E
ES f
E


cir cgp g
f f f

Với : ES: ứng suất mất mát do biến dạng đàn hồi
E
s
: Môđun đàn hồi của cốt thép dự ứng lực trước
E
ci
: Môđun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất
f
cir
: ứng suất nén trong bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực ngay tại thời điểm
truyền lực vào bê tông
f
g
: ứng suất nén trong bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do trọng lượng của
cấu kiện tại thời điểm truyền lực vào bê tông.

 Tổn hao ứng suất do từ biến :
 
,
s
i cgp
c
E
CR t t f
E



MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

338

 
 
 
0,6
0.118
0,6
, 3,5 1,58
120
10
i
i c f i
i
tt

H
t t k k t
tt









Với : k
c
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng/bề mặt của kết cấu được xác
định theo 22TCN-272-05
k
f
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích/bề mặt của kết cấu
t
i
: Tuổi bê tông lúc bắt đầu chịu lực, ngày
t:Tuổi bê tông tại thời điểm đóng cọc, ngày
f’
c
: Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông, MPa
H : Độ ẩm, %

 Tổn hao ứng suất do co ngót :
SH S

SH E



 
3
0,56 10
55
sh s h
t
kk
t





Với : t : Thời gian khô, ngày
k
h
: Hệ số độ ẩm
k
s
: Hệ số kích thước được xác định theo 22TCN-272-05

 Tổn hao ứng suất do chùng ứng suất :
r pj
RE f



Với : f
pj
: ứng suất căng của cốt thép dự ứng lực trước, MPa
ε
r
:Tỷ lệ chùng ứng suất của loại cốt thép sử dụng, %

 Tổng tổn hao ứng suất :
TL ES CR SH RE   

Ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực trước :
se pj
f f TL

Tỷ lệ ứng suất hữu hiệu trong cốt thép và giới hạn chảy của cốt thép không được lớn
hơn 0,8.
Ứng suất hữu hiệu trong bê tông :
se ps
e
g
fA
f
A



Với : f
e
: ứng suất hữu hiệu trong bê tông, MPa

A
ps
:Tổng diện tích cốt thép dự ứng lực trước, mm
2

A
g
:Diện tích mặt cắt ngang của cọc, mm
2

2.1.3. Tính toán sức kháng nén dọc trục của cọc
Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc (P
r
) được đưa ra nhằm cung cấp thông
tin cho việc tính toán lựa chọn sức chịu tải của cọc trong quá trình thiết kế và lựa chọn
thiết bị thi công phù hợp. Sức chịu tải làm việc thực tế của cọc được lấy không lớn hơn
70 % sức kháng nén dọc trục tính toán theo vật liệu sử dụng của cọc. Sức kháng nén
dọc trục tính toán của cọc đ-ợc tính theo công thức sau:
.
rn
PP



MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

339

Đối với cấu kiện có cốt thép đai xoắn:
 

 
'
0,85 0,85
n c g ps se g
P f A A f A      

Với : P
r
: Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc, KN
φ : Hệ số sức kháng, đối với cấu kiện chịu nén có đai xoắn φ = 0,75
A
ps
: Tổng diện tích cốt thép dự ứng lực trước, mm
2

A
g
: Diện tích mặt cắt ngang của cọc, mm
2

f
se
: Ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực trước
f’
c
: Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông

2.2. Theo điều kiện đất nền
2.2.1. Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý
Sức chịu tải của cọc khoan nhồi có và không có mở rộng đáy cũng như của cọc

chịu tải trọng nén đúng tâm xác định theo công thức :
 
tc R p p f si i
Q m m q A u m f l


Trong đó : m : hệ số điều kiện làm việc, trong điều kiện tựa lên đất sét có độ no
nước G < 0,85 lấy m = 0,8, còn các trường hợp còn lại lấy m = 1
m
R
: hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy m
R
= 1, khi mở
rộng đáy bằng nổ mìn lấy m
R
= 1,3, khi mở rộng đáy bằng phương pháp
đổ bê tông dưới nước lấy m
R
= 0,9.
q
p
cường độ của đất dưới mũi cọc( kN/m
2
),lấy theo các điều A8,A9 phụ
lục A TCXD 205-1998
A
p
: diện tích mũi m
2

m
f
: hệ số điều kiện làm việc của đất ở bên hông cọc, lấy theo bảng A5
phụ lục A TCXD 205-1998
f
si
: ma sát bên của lớp đất thứ i bên thân cọc (kN/m
2
),lấy theo bảng A2
phụ lục A TCXD 205-1998
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý được tính như sau :
tc
a
tc
Q
Q
k


Trong đó :
Q
a
: sức chịu tải cho phép của cọc (kN)
Q
tc
: sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc (kN)
K
tc
: hệ số an toàn lấy theo mục A1 TCXD 205-1998

2.2.2. Sức chịu tải của cọc theo cường độ
Sức chịu tải cực hạn của cọc :
u s p
Q Q Q

Sức chịu tỉa cho phép của cọc tính theo công thức :
p
s
a
sp
Q
Q
Q
FS FS


Q
s
: sức chịu tải cực hạn do ma sát (kN)
Q
p
: sức chịu tải cực hạn do mũi cọc (kN)
FS
s
: hệ số an toàn cho thành phần ma sát, lấy bằng 1,5 – 2,0.
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

340

FS

p
: hệ số an toàn cho thành phần mũi cọc, lấy bằng 2,0 – 3,0.
Sức chịu tải do ma sát Q
s
:
s si i
Q u f l


u : chu vi tiết diện cọc (m)
f
si
: lực ma sát đơn vị giữa lớp đất thứ i tác dụng lên cọc (kN/m
2
)
l
i
: chiều dài lớp đất thứ i mà cọc đi qua (m).
Lực ma sát đơn vị tính như sau :
'
tan
II
si h ai ai
fc



Trong đó :
I
ai

c
là lực dính lớp đất thứ i (lấy theo TTGH I)

I
ai

là góc ma sát giữa cọc và đất nền (lấy theo TTGH I)
'
h

là ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương ngang (kN/m
2
).
''
hi vi si
k



'
vi

là ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương thẳng đứng
(kN/m
2
)
si
k
là hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i,
1 sin

I
si i
k



Sức chịu tải do mũi Q
p
:
p p p
Q A q

A
p
: diện tích tiết diện ngang của mũi cọc (m
2
)
q
p
: cường độ đất nền ở mũi cọc (kN/m
2
).
Theo tezaghi :
'
1,3 0,3
p c q v
q cN N dN
  
  

Các hệ số N
c
, N
q
, N
γ
là hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào ma sát trong của đất,
hình dạng mũi và phương pháp thi công.

2.2.3. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn
Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức Nhật Bản :
 
1
0,2
3
a a p s s c c
Q N A N L N L u


  


N
a
chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc
N
s
chỉ số SPT của lớp đất rời bên thân cọc
N
c

chỉ số SPT của lớp đất dính bên thân cọc
L
s
chiều dài đoạn cọc nằm trong đất rời
L
c
chiều dài đoạn cọc nằm trong đất dính
u chu vi của tiết diện cọc
α hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công, α = 15

2.3. Sức chịu tải thiết kế
 
min
aTK ai
QQ


3. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN
3.1. Mặt bằng bố trí móng đà kiềng
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

341

Nguyên tắc phân loại móng dựa trên cơ sở lực tác dụng vào móng. Lực tác
dụng khác nhau thì cấu tạo và kích thước các cấu kiện của móng cũng khác nhau. Tuy
nhiên để đơn giản cho công thiết kế, móng có tải tác dụng chênh lệch nhau không quá
15% có thể phân vào một loại móng.


MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

342


MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

343

3.2. Tính móng M1
3.2.1. Tải trọng tác dụng
Bảng tổ hợp nội lực móng M1 tại vị trí cột 3F:

Story
Column
Load
P
V2
V3
M2
M3
Pmax
TRET
C2
TH8
-8066
112
0.13
0.193
133.09
M2max

TRET
C2
TH17
-7465
144.27
-1.67
-1.144
135.45
M3max
TRET
C2
TH1
-7827
137.89
-0.15
-0.414
141.56
V2max
TRET
C2
TH9
-7358
149.93
-0.39
-0.961
135.85
V3max
TRET
C2
TH2

-6671
68.62
2.24
0.452
70.643

Ta thực hiện tính toán với tổ hợp P
max
, V, M tương ứng, sau đó thực hiện kiểm
tra với các tổ hợp còn lại

3.2.3. Thông số cọc dự ứng lực
 Đường kính cọc : sử dụng cọc có đường kính D = 600mm
 Diện tích cọc :
   
2 2 2 2
60 40
1570
44
g
Dd
A


  
(cm
2
)
 Cáp dự ứng lực sử dụng loại cáp của nhà sản xuất ARCELOR (Anh quốc) có f
pu

=
2060000 kN/m
2
, f
py
= 0,85f
pu
= 1751000 kN/m
2
.
Bố trí 18ϕ7 trong cọc, A
ps
= 6,9 cm
2
, tỷ lệ chùng ứng suất : 3,5%
 Bê tông B45(M600) có : f’
c
= 60000 kN/m
2
, R
b
= 25000 kN/m
2
,
R
bt
= 1450 kN/m
2
,
E

b
= 37500000 kN/m
2
.

3.2.4. Sức chịu tải của cọc
 Xác định ứng suất hữu hiệu
'
0,6 0,75 0,6 0,75 60000 27000
ci c
ff      
(kN/m
2
)
0,75 0,75 2060000 1545000
pj pu
ff   
(kN/m
2
)
Tổng lực kéo căng
4
1545000 6,9 10 1069,7
i pj ps
F f A

     
(kN)
Ứng suất nén ban đầu trong bê tông :
4

1069,7
6813,45
1570 10
i
cgp
g
F
f
A

  

(kN/m
2
) < f
ci
= 27000 (kN/m
2
) → OK.

 Tổn hao ứng suất do biến dạng đàn hồi :
0,75 0,75 37500000 28125000
ci c
EE   
(kN/m
2
)
f
cir
= f

cgp
= 6813,45 (kN/m
2
)
200000000
6813,45 48451,2
28125000
s
cir
ci
E
ES f
E
    
(kN/m
2
) = 48,45 Mpa.

 Tổn hao ứng suất do từ biến :
k
c
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng/bề mặt của kết cấu được xác định
theo 22TCN-272-05,
1,1
c
k 

k
f
: Hệ số xét đến ảnh h-ởng của tỷ lệ thể tích/bề mặt của kết cấu ,

MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

344

'
62 62
0,61
42 42 60
f
c
k
f
  


t
i
: Tuổi bê tông lúc bắt đầu chịu lực lấy = 3 ngày
t : Tuổi bê tông tại thời điểm đóng cọc lấy = 28 ngày
H : Độ ẩm = 80%
 
 
 
0,6
0.118
0,6
, 3,5 1,58
120
10
i

i c f i
i
tt
H
t t k k t
tt









 
 
0,6
0.118
0,6
28 3
80
3,5 0,61 1,1 1,58 3 0,76
120
10 28 3



   





 
200000000
, 0,76 6813,45 27852,17
37500000
s
i cgp
c
E
CR t t f
E

    
(kN/m
2
)
CR = 27,8 Mpa

 Tổn hao ứng suất do co ngót :
t : Thời gian khô lấy = 3 ngày
k
h
: Hệ số độ ẩm lấy = 1
k
s
: Hệ số kích thước được xác định theo 22TCN-272-05 lấy = 1,1
 
3 3 5

3
0,56 10 0,56 10 1,1 1 3,18 10
55 55 3
sh s h
t
kk
t

  
        


5
3,18 10 200000000 6372,4
SH S
SH E


    
(kN/m
2
) = 6,37 Mpa

 Tổn hao ứng suất do chùng ứng suất :
f
pj
: ứng suất căng của cốt thép dự ứng lực trước = 1545000 kN/m
2

ε

r
:Tỷ lệ chùng ứng suất của loại cốt thép sử dụng = 3,5%
0,035 1545000 54075
r pj
RE f

   
(kN/m
2
) = 54,1 MPa

 Tổng tổn hao ứng suất :
136750,78TL ES CR SH RE    
(kN/m
2
) = 136,75 Mpa.
Ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực trước :
1545000 136750,78 1408249,21
se pj
f f TL    
(kN/m
2
) = 1408,25 Mpa
Tỷ lệ ứng suất hữu hiệu trong cốt thép và giới hạn chảy của cốt thép = 0,8. → OK
Ứng suất hữu hiệu trong bê tông :
1408249,21 6,9
6210,37
1570
se ps
e

g
fA
f
A


  
(kN/m
2
) = 6,2 Mpa

 Tính toán sức kháng nén dọc trục của cọc
Đối với cấu kiện có cốt thép đai xoắn:
 
 
'
0,85 0,85
n c g ps se g
P f A A f A      

 
 
0,85 0,85 60000 1570 6,9 1408249,21 6,9 5947,16
n
P        
(kN)
0,75 0,75 5947,16 4460,37
rn
PP    
(kN)

Sức chịu tải dọc trục cho phép của cọc theo vật liệu làm cọc:
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

345

0,7 0,7 4460,37 3122,25
vl r
Q P   
(kN)

 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý :
Hệ số điều kiện làm việc m = 1.
Xác định thành phần sức kháng do mũi cọc :
Độ sâu mũi cọc : -40m
Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc : m
R
= 1
Tra bảng A.1 phụ lục A TCXD 205:1998 ta có :
8000
p
q 
(kN/m
2
)
1 8000 0,2826 2260,8
R p p
m q A    
(kN)
Xác định thành phần sức ma sát bê thân cọc :
Chia đất nền thành các lớp đồng nhất dày không quá 2m.

Lập bảng tính như sau :
Lớp đất
Độ sâu (m)
I
L

m
f

f
si
(T/m
2
)
u.m
f
.f
si
.l
i
(T)
Từ
Đến
Giữa lớp
Chiều dày (li)
2
4.5
5.5
5
1

0.2
0.7
5.6
7.39
5.5
7.5
6.5
2
0.2
0.7
5.9
15.56
7.5
9.5
8.5
2
0.2
0.7
6.275
16.55
9.5
10.5
10
1
0.2
0.7
6.5
8.57
3
10.5

12.5
11.5
2
0.2
0.7
6.71
17.70
12.5
14.5
13.5
2
0.2
0.7
6.99
18.44
14.5
16.5
15.5
2
0.2
0.7
7.27
19.18
16.5
18.5
17.5
2
0.2
0.6
7.55

17.07
18.5
20.5
19.5
2
0.2
0.6
7.83
17.70
20.5
22.5
21.5
2
0.2
0.6
8.11
18.34
22.5
24.5
23.5
2
0.2
0.6
8.39
18.97
24.5
26.5
25.5
2
0.2

0.6
8.67
19.60
26.5
28.5
27.5
2
0.2
0.6
8.95
20.23
28.5
30.5
29.5
2
0.2
0.6
9.23
20.87
30.5
32.5
31.5
2
0.2
0.6
9.51
21.50
32.5
34.5
33.5

2
0.2
0.6
9.79
22.13
34.5
36.5
35.5
2
0.2
0.6
10
22.61
36.5
38.5
37.5
2
0.2
0.6
10
22.61
4
38.5
40
39.25
1.5
0.2
0.6
10
16.96

TỔNG u.mf.fsi.li (kN)
3419.63

 
tc R p p f si i
Q m m q A u m f l

= 3419,63 + 2260,8 = 5680,42 (kN)
5680,42
3245,95
1,75
tc
a
tc
Q
Q
k
  
(kN)

 Sức chịu tải của cọc theo cường độ :
Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát Q
s

s si i
Q u f l


'
tan

II
si h ai ai
fc



MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

346

Lập bảng tính toán như sau :
Lớp đất
Độ sâu (m)
l
i

(m)
c
I

tan(φ
I
)
σ’
vi

(kN/m
2
)
k

si

f
si
*l
i

từ
đến
giữa lớp
2
4.5
5.5
5
1
18.3
0.242
19.9
0.76479
31.2809
5.5
7.5
6.5
2
18.3
0.242
19.8
0.76479
69.9094
7.5

9.5
8.5
2
18.3
0.242
19.8
0.76479
77.2385
9.5
10.5
10
1
18.3
0.242
9.9
0.76479
41.3677
3
10.5
12.5
11.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
101.339
12.5
14.5
13.5

2
6.6
0.478
20.28
0.56874
112.366
14.5
16.5
15.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
123.392
16.5
18.5
17.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
134.419
18.5
20.5
19.5
2
6.6
0.478

20.28
0.56874
145.445
20.5
22.5
21.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
156.472
22.5
24.5
23.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
167.498
24.5
26.5
25.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
178.525

26.5
28.5
27.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
189.551
28.5
30.5
29.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
200.578
30.5
32.5
31.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
211.604
32.5
34.5
33.5

2
6.6
0.478
20.28
0.56874
222.631
34.5
36.5
35.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
233.657
36.5
38.5
37.5
2
6.6
0.478
20.28
0.56874
244.683
4
38.5
40
39.25
1.5
35.7

0.294
14.4
0.71794
180.077
TỔNG f
si
l
i
(kN)
2822.03

2
188,4 2822 10 5316,7
s si i
Q u f l

    

(kN)
Xác định sức chịu tải cực hạn do mũi Q
p
:
p p p
Q A q

Với
'
1,3 0,3
p c q v
q cN N dN



  

Mũi cọc cắm sâu vào lớp đất 4 có φ = 16,4
0

Tra bảng ta có :
N
q

N
c

N
γ

4.99
13.67
2.5
Vậy
'
1,3 0,3
p c q v
q cN N dN


  

1,3 35,7 13,67 4,99 457,57 0,3 9,6 0,6 2,5 2922         

(kN/m
2
)
4
2826 2922 10 825,76
p p p
Q A q

    
(kN)
5316,7 825,76
2933,6
23
p
s
a
sp
Q
Q
Q
FS FS
    
(kN)

 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT :
 
1
0,2
3
a a p s s c c

Q N A N L N L u


  


Các thông số được tóm tắt trong bảng sau :
Na
42
Ns
30
Ls
28
Nc
15
Lc
6
42
1,5
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

347

Vậy
 
1
0,2
3
a a p s s c c
Q N A N L N L u



  


 
2
1
15 42 5024 0,2 30 28 15 6 42 1,5 188,4 10 10 3202,8
3


            


(kN)

 Sức chịu tải thiết kế của cọc:
 
min 2933,6
aTK ai
QQ
(kN)

3.2.4. Tính toán sơ bộ số lượng cọc
 Ước lượng số lượng cọc :
Số lượng cọc ước lượng:
8066,1
1,4 3,57
2933,6

tt
aTK
N
n
Q

   

Vậy ta chọn số cọc bố trí là n = 4 cọc.
Trong đó:
N
tt
: tải trọng thẳng đứng
Q
a
: sức chịu tải tính toán của một cọc.
: hệ số xét tới ảnh hưởng của mômen, lấy từ 1.2→1.5 tùy theo giá trị mômen. Ở đây
lấy =1.4

 Bố trí cọc:
Bố trí cọc cách nhau một khoảng 3D = 3x600=1800 mm
Khoảng cách tứ mép cọc ngoài cùng đến mép đài lấy 300 mm
Cao trình đáy đài là -4,5m, chiều cao đài chọn 1,2m
Kích thước đài và bố trí cọc sơ bộ như hình vẽ :

MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

348

3.2.5. Kiểm tra phản lực đầu cọc và sự làm việc nhóm

 Kiểm tra phản lực đầu cọc :
Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc.
Diện tích đáy đài : A = 9 m
2

Diện tích bản đế : A
bd
= 0,64 cm
2

Qui tải về đáy đài :
N
tt

= 8066,1+9x1,2x25 =
8336.1
kN
M
x
tt

= 133,092 + 112x1,2 =
267.492
kNm
M
y
tt

= 0,193 + 0,13x1,2 =
0.349

kNm
Tải trọng tác dụng lên các cọc lập thành bảng :
Vị trí
x
i
(m)
y
i
(m)
x
i
2

y
i
2
P
i
(kN)
1
-0.9
0.9
0.81
0.81
2158.231
2
0.9
0.9
0.81
0.81

2158.425
3
-0.9
-0.9
0.81
0.81
2009.625
4
0.9
-0.9
0.81
0.81
2009.819
TỔNG
3.24
3.24

Vậy P
max
= 2158,425 kN < Q
aTK
= 2933,60 kN → OK
P
min
= 2009,625 kN > 0 → OK

 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm :
Số hàng cọc : n
1
= 2

Số cọc trong 1 hàng : n
2
= 2
Hệ số nhóm :
       
1 2 2 1
12
1 1 2 1 2 2 1 2
1 1 18,43 0,795
90 90 2 2
n n n n
nn

         
    
   

   

Trong đó
1
arctan arctan 18,43
3
d
s

  
(
0
)

Sức chịu tải của nhóm cọc :
Q
nhóm
= η.n
c
.Q
aTK
= 0,795.4.2933,6 = 9330,83 kN > N
tt
= 8336,1 → OK.

3.2.6. Kiểm tra lún móng khối qui ước
Kết quả thí nghiệm nén cố kết :
Áp lực (kPa)
Hệ số rỗng e
0
0.658
50
0.618
100
0.605
200
0.589
400
0.57
800
0.548
1600
0.52
Chiều sâu cọc tính từ đáy đài : L

tb
= 35,5 m
Góc ma sát trung bình :
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

349

828,1
23,32
35,5
ii
tb
tb
l
L


  



Chiều dài móng qui ước theo hai phương bằng nhau :
1
23,32
2 tan 2,4 2 35,5 tan 9,65
44
tb
qu qu tb
L B L L


       
(m)
Mômen chống uốn của móng khối qui ước :
2
3
9,65
149,67
66
qu qu
xy
LB
WW   
(m
3
)
Diện tích móng khối qui ước :
93,08
qu qu qu
A L B
(m
2
)
Diện tích mặt cắt ngang cọc :
A
c
= 0,63 (m
2
)
Thực hiện dời lực về đáy móng khối qui ước
Lập bảng tính sau :

Trên đáy đài
Dưới đáy đài
Ngoại lực
TLBT đất + bê tông đài
TLBT
Trọng lượng cọc
7014
2457.38
33347.47
557.35
Vậy tải qui về đáy móng là :
N
qu
tc

= 43376.21
(kN)
M
x
tc

= 232.60
(kNm)
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

350

M
y
tc

= 0.30
(kNm)
Ứng suất dưới đáy móng khối qui ước là :
465,96
tc
qu
tc
tb
qu
N
p
A

(kN/m
2
)
max min
tc tc
tc
qu y
x
tc
qu x y
NM
M
p
A W W

  




max
467,55
tc
p 
(kN/m
2
)
min
464,44
tc
p 
(kN/m
2
)
Xác định sức chịu tải của đất nền theo TTGH II:
 
''tc
qu II vp II
R m AB B Dc

  

Với m = 1 là hệ số điều kiện làm việc
'
360
vp f II
D



kN/m
2

Mũi cọc tại lớp đất 4 có φ = 16,59
0
, c = 36,4 kN/m
2
, γ’ = 9,9 kN/m
3
.
→ A = 0,379 ; B = 2,51 ; D = 5,08.
→
 
1,1 0,379 9,65 9,9 2,51 360 5,08 36,4 1241,53
tc
R        
(kN/m
2
)
465,99
tc
tb
p 
(kN/m
2
) < R
tc
= 1241,53 (kN/m

2
) → OK
max
467,55
tc
p 
(kN/m
2
) < 1,2 R
tc
= 1,2.1241,53 = 1489,84 (kN/m
2
)
→ OK
min
464,44
tc
p 
(kN/m
2
) > 0 → OK
Vậy điều kiện ổn định đất nền được thỏa mãn

Tính lún theo phương pháp tổng phân tố :
Áp lực gây lún :
'
105,31
tc
gl tb i
i

p p h

  

(kN/m
2
)
Chia đất nền thành các lớp đồng nhất dày 0,5 m
Công thức xác định gái trị áp lực :
p
1
= (
1
bt

+
2
bt

)/2
p
2
= p
1
+ (
1
gl

+
2

gl

)/2
Công thức tính lún :
S=

i
s
=
12
1
1
i
ee
h
e





Lập bảng tính toán sau :
Lớp chia
Z (m)
Z/B
qu

A
qu
/B

qu

K
o

P
i
gl

σ
bt

P
1i

P
2i

e
1

e
2

S (cm)

0
0
1
1

105.36
360.69












363.17
466.38
0.57
0.57
0.23
1
0.5
0.05
1
0.96
101.11
365.64

368.12
467.13
0.57
0.57
0.21
2
1
0.1
1
0.92
96.92
370.59

373.07
467.89
0.57
0.57
0.20
3
1.5
0.16
1
0.88
92.73
375.54












378.02
468.65
0.57
0.57

0.19
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

351

4
2
0.21
1
0.84
88.5
380.49












382.97
469.56
0.57
0.57
0.17
5

2.5
0.26
1
0.80
84.6
385.44












387.92
471.35
0.57
0.57
0.16
6
3
0.31
1
0.78
82.2
390.39

392.87
473.85
0.57
0.57
0.15
7
3.5
0.36
1
0.76
79.7
395.34

397.82
476.36
0.57
0.57
0.14
8
4
0.41
1
0.73
77.3
400.29

402.77
478.87
0.57
0.57
0.13
9
4.5
0.47
1
0.71
74.8
405.24












407.72
481.20
0.57
0.57
0.13
10

5
0.52
1
0.68
72.1
410.19





TỔNG
1,58

s = 1,58 < [s] = 8 cm → OK

3.2.7. Kiểm tra xuyên thủng

Tháp xuyên bao phủ tất cả các cọc, thỏa xuyên thủng.

3.2.8. Tính toán cốt thép cho đài
Vì cọc không chịu nhổ nên không cần tính thép cho lớp trên của đài cọc. Thép ở
lớp trên đặt theo cấu tạo ϕ14 a200 cả hai phương
Thép lớp dưới :
Xem đài là bản console một đầu ngàm vào mép cột đầu kia tự do, giả thiết đài tuyệt
đối cứng.
Thép đặt theo phương X : Phản lực cọc 2 và 4 tạo M uốn lớn nhất
Giá trị mômen tác dụng
M = P
2

.L
2
+P
4
.L
4
= (2158,42 + 2009,81).0,5 =2084,12 (kNm)


MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

352


22
0
2084,12
0,048
0,9 14500 3 1,05
m
bb
M
R bh


  
  

1 1 2 0,049
m


   

0
0,049 0,9 14500 3 1,05 10000
55,76
365000
bb
s
s
R bh
A
R

    
  
(cm
2
)
Chọn 14ϕ25 a200 có A
s
= 68,6 cm
2
.
Thép đặt theo phương Y : Phản lực cọc 1 và 3 tạo M uốn xấp xỉ phương X.
Vậy chọn thép tương tự phương X.
Kết luận : bố trí thép ϕ25 a200 cho cả 2 phương đài cọc.

3.2.9. Kiểm tra cọc chịu tải ngang
Lực cắt tác dụng lên 1 cọc :

22
22
112 0,13
28
44
tt tt
xy
HH
H


  
(kN)
Mômen tại chân đài đã chuyển thành lực dọc trong cọc, nên cọc không có mômen tác
dụng. Chỉ có lực ngang tác dụng ở đầu cọc.
Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc :
 
4
4
0,6 0,4
0,005
64 64
d
I



  
(m
4

).
Module đàn hồi của bê tông B25 : E
b
= 37,5.10
6
(kN/m
2
).
Chiều rộng quy ước cọc : b
c
= 1,5d + 0,5 = 1,5.0,6 +0,5 =1,4 (m)
Hệ số nền : dựa vào địa chất và tra bảng B1 phụ lục B TCXD 205:1998
7500 3 8000 7,5 6500 28,5 7500 1,5
6975
42,5
ii
i
Kl
K
l
      
  


(kN/m
2
).
Hệ số biến dạng :
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

353

5
5
6
6975 1,4
0,55
37,5 10 0,005
c
bd
b
Kb
EI


  


Chiều dài cọc trong đất tính đổi :
0,55 35,5 19,59
e bd
ll

    
(m)
Tra bảng G2 TCXD 205:1998 ta có :
A
0
= 2,441 B
0

= 1,621 C
0
= 1,751
Xác định chuyển vị ngang y
0
và góc xoay Ψ
0
ở đầu cọc :
Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị H
0
= 1 gây ra :
5
0
3 3 6
11
2,441 7,58 10
0,55 37,5 10 0,005
HH
bd b
A
EI



    
  
(m/kN)
Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị M
0
= 1 gây ra :

5
0
2 2 6
11
1,621 2,78 10
0,55 37,5 10 0,005
HM
bd b
B
EI



    
  
(m/kN)
Góc xoay của tiết diện cọc bởi lực đơn vị H
0
= 1 gây ra :
5
2,78 10
MH HM


  
(m
-1
kN
-1
)

Mômen uốn và lực cắt tại đầu cọc :
H
0
= H = 28 (kN)
M
0
= M + Hl
0
= 0
Chuyển vị ngang và góc xoay của cọc tại cao trình mặt đất :
53
0 0 0
28 7,58 10 2,1 10
HH HM
y H M


      
(m)
54
0 0 0
28 2,78 10 7,78 10
MH MM
HM
  

      
(rad)
Chuyển vị ngang và góc xoay của cọc ở mức đáy đài :
32

3
00
0 0 0
2,1 10
32
bb
Hl Ml
yl
E I E I


      
(m)
2
4
00
0
7,78 10
2
bb
Hl Ml
E I E I


    
(rad)
Áp lực σ
z
(kN/m
2

), mômen uốn M
z
(kNm), lực cắt Q
z
(kN) trong các tiết diện cọc được
tính theo công thức sau :
0 0 0
0 1 1 1 1
23
ze
bd bd bd b bd b
MH
K
z y A B C D
E I E I


   

   



2
0
0 3 0 3 0 3 3z bd b bd b
bd
H
M E Iy A E I B M C D
  


   

32
0 4 0 4 4 0 4z bd b bd b bd
Q E Iy A E I B MC H D
   
   

Z
e
là chiều sâu tính đổi, z
e
= α
bd
.z với α
bd
= 0,55.
Các hệ số A
1
, A
3
, A
4
, B
1
, B
2
, B
3

, C
1
, C
3
, C
4
, D
1
, D
3
, D
4
tra bảng trong phụ lục G
TCXD 205:1998.

Bảng giá trị mômen theo thân cọc :
z
z
e

A3
B3
C3
D3
M
z

0
0
0

0
1
0
0
-0.181
0.1
0
0
1
0.1
5.073
-0.362
0.2
-0.001
0
1
0.2
10.022
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

354

-0.544
0.3
-0.005
-0.001
1
0.3
14.682
-0.725

0.4
-0.001
-0.002
1
0.4
20.333
-0.906
0.5
-0.021
-0.005
0.999
0.5
23.176
-1.087
0.6
-0.036
-0.011
0.998
0.6
26.885
-1.268
0.7
-0.057
-0.02
0.996
0.699
30.047
-1.449
0.8
-0.085

-0.034
0.992
0.799
32.804
-1.631
0.9
-0.121
-0.055
0.985
0.879
34.132
-1.812
1
-0.167
-0.083
0.975
0.994
36.572
-1.993
1.1
-0.222
-0.122
0.96
1.09
37.838
-2.174
1.2
-0.287
-0.173
0.938

1.183
38.701
-2.355
1.3
-0.365
-0.238
0.907
1.273
38.953
-2.537
1.4
-0.455
-0.319
0.866
1.358
38.781
-2.718
1.5
-0.559
-0.42
0.881
1.437
38.216
-2.899
1.6
-0.676
-0.543
0.739
1.507
37.393

-3.080
1.7
-0.808
-0.691
0.646
1.566
36.211
-3.261
1.8
-0.956
-0.867
0.53
1.612
34.691
-3.442
1.9
-1.118
-1.074
0.385
1.64
33.073
-3.624
2
-1.295
-1.314
0.207
1.646
31.195
-3.805
2.1

-1.487
-1.590
-0.010
1.627
29.151
-3.986
2.2
-1.693
-1.906
-0.271
1.575
26.990
-4.167
2.3
-1.912
-2.263
-0.582
1.486
24.713
-4.348
2.4
-2.141
-2.663
-0.949
1.352
22.451
-4.530
2.5
-2.379
-3.109

-1.379
1.165
20.168
-4.711
2.6
-2.621
-3.600
-1.877
0.917
17.996
-4.892
2.7
-2.865
-4.137
-2.452
0.598
15.758
-5.073
2.8
-3.103
-4.718
-3.108
0.197
13.721
-5.254
2.9
-3.331
-5.340
-3.852
-0.295

11.677
-5.435
3
-3.540
-6.000
-4.688
-0.891
9.835
-5.617
3.1
-3.722
-6.690
-5.621
-1.603
7.919
-5.798
3.2
-3.864
-7.403
-6.653
-2.443
6.354
-5.979
3.3
-3.955
-8.127
-7.785
-3.424
4.856
-6.160

3.4
-3.979
-8.847
-9.016
-4.557
3.615
-6.341
3.5
-3.919
-9.544
-10.340
-5.854
2.564
-6.523
3.6
-3.757
-10.196
-11.751
-7.325
1.617
-6.704
3.7
-3.471
-10.776
-13.235
-8.979
0.821
-6.885
3.8
-3.036

-11.252
-14.774
-10.821
0.386
-7.066
3.9
-2.427
-11.585
-16.346
-12.854
0.050
-7.247
4
-1.614
-11.731
-17.919
-15.075
0.060
-7.429
4.1
-0.567
-11.638
-19.454
-17.478
0.160
-7.610
4.2
0.747
-11.249
-20.902

-20.048
0.510
Biểu đồ mômen dọc theo thân cọc :
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

355


Bảng giá trị lực cắt dọc theo thân cọc :
z
z
e

A4
B4
C4
D4
Q
z

0
0
0
0
0
1
28.000
-0.181
0.1
-0.005

0
0
1
27.658
-0.362
0.2
-0.02
-0.003
0
1
26.769
-0.544
0.3
-0.045
-0.009
-0.001
1
25.333
-0.725
0.4
-0.08
-0.021
-0.003
1
23.485
-0.906
0.5
-0.125
-0.042
-0.008

0.999
21.335
-1.087
0.6
-0.18
-0.072
-0.016
0.997
18.881
-1.268
0.7
-0.245
-0.114
-0.003
0.994
16.261
-1.449
0.8
-0.32
-0.171
-0.051
0.989
13.582
-1.631
0.9
-0.404
-0.243
-0.082
0.98
10.857

-1.812
1
-0.499
-0.333
-0.125
0.967
8.085
-1.993
1.1
-0.603
-0.443
-0.183
0.946
5.381
-2.174
1.2
-0.714
-0.575
-0.258
0.917
2.974
-2.355
1.3
-0.838
-0.73
-0.356
0.876
0.386
-2.537
1.4

-0.967
-0.91
-0.479
0.821
-1.801
-2.718
1.5
-1.105
-1.116
-0.63
0.747
-3.956
-2.899
1.6
-1.248
-1.35
-0.815
0.652
-5.769
-3.080
1.7
-1.396
-1.643
-1.036
0.529
-6.029
-3.261
1.8
-1.547
-1.906

-1.299
0.374
-8.753
-3.442
1.9
-1.699
-2.227
-1.608
0.181
-9.976
-3.624
2
-1.848
-2.578
-1.966
-0.057
-10.893
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 10 20 30 40 50
Mz
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

356

-3.805
2.1
-1.992
-2.956
-2.379
-0.345
-11.642
-3.986
2.2
-2.125
-3.36
-2.849
-0.692
-12.112
-4.167
2.3
-2.243
-3.785
-3.379
-1.104
-12.423
-4.348
2.4
-2.339
-4.228
-3.973
-1.592
-12.542

-4.530
2.5
-2.407
-4.683
-4.632
-2.161
-12.470
-4.711
2.6
-2.437
-5.14
-5.355
-2.821
-12.258
-4.892
2.7
-2.42
-5.591
-6.143
-3.58
-11.878
-5.073
2.8
-2.346
-6.023
-6.99
-4.445
-11.432
-5.254
2.9

-2.2
-6.42
-7.892
-5.423
-10.819
-5.435
3
-1.969
-6.765
-8.84
-6.52
-10.087
-5.617
3.1
-1.638
-7.034
-9.822
-7.739
-9.387
-5.798
3.2
-1.187
-7.204
-10.822
-9.082
-8.450
-5.979
3.3
-0.599
-7.243

-11.819
-10.549
-7.567
-6.160
3.4
0.147
-7.118
-12.787
-12.133
-6.605
-6.341
3.5
1.074
-6.789
-13.692
-13.826
-5.583
-6.523
3.6
2.205
-6.212
-14.496
-15.613
-4.506
-6.704
3.7
3.563
-5.338
-15.151
-17.472

-3.411
-6.885
3.8
5.173
-4.111
-15.601
-19.374
-2.318
-7.066
3.9
7.059
-2.473
-15.779
-21.279
-1.099
-7.247
4
9.244
-0.358
-15.61
-23.14
0.138
-7.429
4.1
11.749
2.304
-15.007
-24.895
1.387
-7.610

4.2
14.591
5.584
-13.87
-26.468
2.715

Biểu đồ lực cắt dọc theo thân cọc :

-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
-20.000 -10.000 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000
Qz
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

357


Bảng giá trị áp lực ngang theo thân cọc :
z
z
e

A1
B1
C1
D1
σ
z

0
0
1
0
0
0
0
-0.181
0.1
1
0.1
0.005
0
2.516
-0.362
0.2
1
0.2
0.02
0.001
4.675
-0.544
0.3

1
0.3
0.045
0.005
6.490
-0.725
0.4
1
0.4
0.08
0.011
7.964
-0.906
0.5
1
0.5
0.125
0.021
9.115
-1.087
0.6
0.999
0.6
0.018
0.036
9.948
-1.268
0.7
0.999
0.7

0.245
0.057
10.515
-1.449
0.8
0.997
0.799
0.32
0.085
10.805
-1.631
0.9
0.995
0.899
0.405
0.121
10.854
-1.812
1
0.992
0.997
0.499
0.167
10.733
-1.993
1.1
0.987
1.095
0.604
0.222

10.397
-2.174
1.2
0.979
1.192
0.718
0.288
9.875
-2.355
1.3
0.969
1.287
0.841
0.365
9.243
-2.537
1.4
0.955
1.379
0.974
0.456
8.527
-2.718
1.5
0.937
1.468
1.115
0.56
7.742
-2.899

1.6
0.913
1.553
1.264
0.678
6.874
-3.080
1.7
0.882
1.633
1.421
0.812
5.965
-3.261
1.8
0.848
1.706
1.584
0.961
5.276
-3.442
1.9
0.795
1.77
1.752
1.126
4.141
-3.624
2
0.735

1.823
1.924
1.308
3.246
-3.805
2.1
0.662
1.863
2.098
1.506
2.365
-3.986
2.2
0.575
1.887
2.272
1.72
1.572
-4.167
2.3
0.47
1.892
2.443
1.95
0.770
-4.348
2.4
0.347
1.874
2.609

2.195
0.113
-4.530
2.5
0.202
1.83
2.765
2.454
-0.534
-4.711
2.6
0.033
1.755
2.907
2.724
-1.157
-4.892
2.7
-0.162
1.643
3.03
3.003
-1.661
-5.073
2.8
-0.385
1.49
3.128
3.288
-2.073

-5.254
2.9
-0.64
1.29
3.196
3.574
-2.539
-5.435
3
-0.928
1.037
3.225
3.858
-2.922
-5.617
3.1
-1.251
0.723
3.207
4.133
-3.171
-5.798
3.2
-1.612
0.343
3.132
4.392
-3.493
-5.979
3.3

-2.011
-0.112
2.991
4.626
-3.690
-6.160
3.4
-2.45
-0.648
2.772
4.826
-3.905
-6.341
3.5
-2.928
-1.272
2.463
4.98
-4.070
-6.523
3.6
-3.445
-1.991
2.05
5.075
-4.245
-6.704
3.7
-4
-2.813

1.52
5.097
-4.375
-6.885
3.8
-4.59
-3.742
0.857
5.029
-4.589
-7.066
3.9
-5.21
-4.784
0.047
4.853
-4.725
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

358

-7.247
4
-5.854
-5.941
-0.927
4.548
-4.912
-7.429
4.1

-6.514
-7.216
-2.08
4.092
-5.048
-7.610
4.2
-7.179
-8.607
-3.428
3.461
-5.146
Biểu đồ áp lực ngang theo thân cọc :


Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc :
 
 
'
12
4
tan
cos
z z v I I
I
c
     

  

Tại độ sâu z = 1,63m so với đáy đài hay -6,13m từ mặt đất có σ
zmax
= 10,85 (kN/m
2
) →
σ’
v
= 114,99 kN/m
2

Lớp 2 có c
I
= 18,3 kN/m
2
; φ
I
= 13,61
0
.
 
 
 
 
0
0
4
1 0,7 118,16 tan 13,61 0,6 18,3 111,87
cos 13,61
z


     
(kN/m
2
) > σ
z
= 10,85
(kN/m
2
) → OK.
Vậy thỏa điều kiện ổn định nền đất quanh cọc.

3.2.10. Tính cốt thép trong cọc
 Kiểm tra khả năng chịu uốn
Ta có giá trị moment M
max
của cọc khi chịu tải trọng ngang là (căn cứ trên đồ thị quan
hệ moment theo độ sâu):
M
max
= 38,95 (kNm)
Theo TCXD 7888:2008, mô men uốn nứt của cọc D600 loại A là 166,8 kNm >> M
max

=38,95 (kNm) → OK.
 Kiểm tra khả năng chịu cắt
-8
-7
-6
-5
-4

-3
-2
-1
0
-10 -5 0 5 10 15
σz
MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

359

Ta có giá trị Q
max
của cọc khi chịu tải trọng ngang là: Q
max
= 28 kN.
Theo TCXD 7888:2008, khả năng bền cắt của cọc D600 loại A là 311 kN >> Q
max
=
28 kN → OK.


3.3. Tính móng M3
3.3.1. Tải trọng tác dụng
Bảng tổ hợp nội lực móng M3 tại vị trí cột 1F:

Story
Column
Load
P
V2

V3
M2
M3
Pmax
TRET
C21
TH8
-3672
43.53
2.22
2.431
54.809
M2max
TRET
C21
TH14
-3607
46.84
2.69
2.51
55.543
M3max
TRET
C21
TH9
-3237
65.93
2.02
2.001
60.108

V2max
TRET
C21
TH9
-3237
65.93
2.02
2.001
60.108
V3max
TRET
C21
TH6
-3455
54.66
2.84
2.422
57.372

Ta thực hiện tính toán với tổ hợp P
max
, V, M tương ứng, sau đó thực hiện kiểm
tra với các tổ hợp còn lại

3.2.3. Thông số cọc dự ứng lực
 Đường kính cọc : sử dụng cọc có đường kính D = 600mm
 Diện tích cọc :
   
2 2 2 2
60 40

1570
44
g
Dd
A


  
(cm
2
)
 Cáp dự ứng lực sử dụng loại cáp của nhà sản xuất ARCELOR (Anh quốc) có f
pu
=
2060000 kN/m
2
, f
py
= 0,85f
pu
= 1751000 kN/m
2
.
Bố trí 18ϕ7 trong cọc, A
ps
= 6,9 cm
2
, tỷ lệ chùng ứng suất : 3,5%
 Bê tông B45(M600) có : f’
c

= 60000 kN/m
2
, R
b
= 25000 kN/m
2
,
R
bt
= 1450 kN/m
2
,
E
b
= 37500000 kN/m
2
.

3.2.4. Sức chịu tải của cọc
 Xác định ứng suất hữu hiệu
'
0,6 0,75 0,6 0,75 60000 27000
ci c
ff      
(kN/m
2
)
0,75 0,75 2060000 1545000
pj pu
ff   

(kN/m
2
)
Tổng lực kéo căng
4
1545000 6,9 10 1069,7
i pj ps
F f A

     
(kN)
Ứng suất nén ban đầu trong bê tông :
4
1069,7
6813,45
1570 10
i
cgp
g
F
f
A

  

(kN/m
2
) < f
ci
= 27000 (kN/m

2
) → OK.

 Tổn hao ứng suất do biến dạng đàn hồi :
0,75 0,75 37500000 28125000
ci c
EE   
(kN/m
2
)
f
cir
= f
cgp
= 6813,45 (kN/m
2
)
200000000
6813,45 48451,2
28125000
s
cir
ci
E
ES f
E
    
(kN/m
2
) = 48,45 Mpa.