Đồ án Thiết kế móng cọc ma sát bằng BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa cọc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (874.48 KB, 31 trang )
Ι
!"#$%&'($)*
Ι !"#$%&'(
)*$+,"-
./01
23'456%6
23''$/5016
78091:
;<3=
)
>?0:
@A
69B
ΙΙ !"#$
)*$+.C3
./00D
23'4501
23''$/501?
70D>:
;<3=>D>:
@A
61E
ΙΙΙ !"#$%&'(
)*$+"-
./DF
23'4501?
23''$/5?B66
791D:
;<3=966:
@A
G6
ΙΙ+,)%- .!/))*
H3+5+AIJ3@$'"K")L%*++M"-N/
")L.OI+P#&/.O%"@Q#!I+P@
• #!
+I+A'"K")L)3*+IJ3@$L"5
I$-"*
"R0ES;./(T01U%5'KV)*$+.C3
5'KQ") W@-""J+"3
# SX;3BD
1
• +P
Y+"$"'4"'+Z'"KV'&/M@,.[+J+$;\
"]"@$;\2"3")L"^5K/5'K@Q5
^O"]"
M'Z"]"@&35'K@Q'Z.[IJ_"
@$"`"]"
ΙΙ
011234
5 67")*8)* 69)
# SX;3BD
2
25 25150 150
-0.50(CĐĐAB)
+4.50(MNCN)
8060
+2.00(MNTN)
Ngang cầu
Dọc cầu
-2.20(MĐSX)
21 cọc BTCT 450 X 450
L = 28.00 m
-28.500
450
0.00(CĐMĐ)
25
25120
-28.50
-2.50
-19.30
Sét pha
cứng
Sét nửa
cứng
-2.20
mặt bằng cọc
+5.20(CĐĐT)
1
P
P
8
P
15
P
2
P
9
P
16
P
3
P
10
P
17
P
4
P
11
P
18
P
5
P
12
P
19
P
6
P
13
P
20
P
7
P
14
P
21
+1.50(CĐĐB)
50 50
50 50
820
340
2@120
6@120
185 185
150 150
200
800
820
340
170
Sét pha
deo mềm
230
0+:$;)!7 <=8)* 69)#>?5 67; 6@)*A)*
B+B+:$;)!7 <=#>@C?DA)*.E;
B+B+B+@CF) 6G
Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi
mực nớc giữa MNCN và MNTN là tơng đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông,
ta chọn các giá trị cao độ nh sau:
# SX;3BD
3
Cao độ đỉnh trụ chọn nh sau:
?6
9
# m
HMNTT
mMNCN
tt
+
+
Trong đó:
+ MNCN: Mực nớc cao nhất, MNCN = 6.2m
+ MNTT: Mực nớc thông thyền, MNTT = 4.8m
+
tt
H
: Chiều cao thông thuyền,
tt
H
= 2.5m.
Ta có : max(6.2+1; 4.8+2.5) - 0.3 = max(7.2; 7.3) - 0.3 = 7m
=> Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = +7m.
1.1.2. Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB).
Cao độ đỉnh bệ
MNTN - 0.5m = 3.1 - 0.5 = 2.6m
=> Chọn cao độ đỉnh bệ là: + 2.5m
1.1.3Cao độ đáy bệ.
Cao độ đáy bệ = CĐĐB - H
b
Trong đó: H
b
: Chiều dày bệ móng (H
b
=
m2m5.1
ữ
). Chọn H
b
= 2m
Cao độ đáy bệ = 2.5 - 2 = 0.5 m
Vậy chọn các thông số thiết kế nh sau:
b=?
450
H
ttr
= ?
8060Hb = ?
800
MNTT
Cao độ đỉnh trụ
H
tt
H
ttr
= ?
150 25
a = ?
Hb = ?
a = ?
MNTN
b=?
170
60 80
120 2525
Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 7 m
Cao độ đỉnh bệ : CĐ-ĐB =+ 2.5m
# SX;3BD
4
Cao độ đáy bệ là : CĐĐAB = 0.5m
Bề dầy bệ móng : H
b
= 2 m
1.2. Chọn kích thớc cọc và cao độ mũi cọc
Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa
chất có lớp đất chịu lực nằm cách mặt đất 19.30m và không phải là tầng đá gốc, nên
chọn giải pháp móng là móng cọc ma sát BTCT.
Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thớc là 0.45x0.45m; đợc đóng
vào lớp số III lớp seat pha trabng thaai c-ng
Cao độ mũi cọc là -28.50m. Nh vậy cọc đợc đóng vào trong lớp đất số III chiều
dày là 8.7m
Chiều dài của cọc (L
c
) đợc xác định nh sau:
L
c
= CĐĐB - H
b
- CĐMC
L
c
= 2.5 - 2 - (- 28.50) = 29 m.
Trong đó:
CĐĐB = 2.5 m : Cao độ đỉnh bệ.
H
b
= 2 m : Chiều dày bệ móng
CĐMC = -28.50m : Cao độ mũi cọc.
Kiểm tra:
0>9
EBEE F6
6%B1
c
L
d
= =
=> Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh.
Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L = L
c
+ 1m = 29 + 1m = 30m. Cọc đợc tổ hợp từ
3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là:30m = 10m+10m+10m. Nh vậy hai đốt thân
cọc có chiều dài là 10m và đốt mũi có chiều dài 10m.Các đốt cọc sẽ đợc nối với nhau
bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.
II . Lp s liu cỏc t hp ti trng thit k
2.1. Trọng lợng bản thân trụ
2.1.1. Tính chiều cao thân trụ
Chiều cao thân trụ H
tr
:
H
tr
= CĐĐT - CĐĐB - CDMT
H
tr
= 6.9- 2.6 - 1.4 =2.9 m.
Trong đó:
# SX;3BD
5
Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 6.9m
Cao độ đỉnh bệ : CĐĐB = + 2.6m
Chiều dày mũ trụ : CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m
2.1.2. Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc)
MNTN
MNCN
Cao độ đỉnh trụ
H
tt
V
1
V
2
V
3
V
3
V
2
V
1
Cao độ đáy dầm
MNTT
30
Thể tích trụ toàn phần V
tr
:
V
tr
= V
1
+ V
2
+ V
3
=
0
TD B1 601 0U 90
D 9F 6D 9F 6E T ?? 90U 0>
0 B
x x
x x x x x x
+ +
+ + +
= 10.88 + 6.63 + 14.76 = 32.27m
3
.
2.1.2. Thể tích phần trụ ngập nớc (không kể bệ cọc)
Thể tích trụ ngập nớc V
tn
:
V
tn
= S
tr
x (MNTN - CĐĐB)
=
0
?
90
T ?? 90U T?9 0EU 01B
B
x
x x m
+ =
Trongđó:
MNTN = 3.1 m : Mực nớc thấp nhất
CĐĐB = 2.6 m : Cao độ đỉnh bệ
S
tr
: Diện tích mặt cắt ngang thân trụ (m
2
)
2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN
Các tổ hợp tải trọng đề bài ra nh sau:
Tải trọng Đơn vị TTGHSD
o
t
N
- Tĩnh tải thẳng đứng kN 7000
# SX;3BD
6
o
h
N
- Hoạt tải thẳng đứng kN 4300
o
h
H
- Hoạt tải nằm ngang kN 140
o
M
- Hoạt tải mômen KN.m 1600
Hệ số tải trọng: Hoạt tải : n = 1.75
Tĩnh tải : n = 1.25
bt
= 24,50 kN/m
3
: Trọng lợng riêng của bê tông
n
= 9,81 kN/m
3
: Trọng lợng riêng của nớc
2.2.1. Tổ hợp tải trọng theo phơng dọc cầu ở TTGHSD
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu:
tnntrbt
o
t
o
h
SD
1
xV)xVN(NN ++=
= 4300 + (7000 + 24.50x32.27) - 9.81x2.54 = 12065.70 kN
Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu:
SD
1
H
= H
o
= 140 kN
Mômen tiêu chuẩn dọc cầu:
)BĐĐCTĐĐC(xHMM
o
h
oSD
1
+=
9E66 9B6 TE> 0EUx= +
= 2202 kN.m
2.2.2. Tổ hợp tải trọng theo phơng dọc cầu ở TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu
tnntrbt
o
t
o
h
ĐC
1
xV)xVN(x25.1xN75.1N ++=
= 1.75x4300 + 1.25x(7000 + 24.50x32.27) - 9.81x2.54
= 17238.35 kN
Tải trọng ngang tính toán dọc cầu:
ĐC
1
H
= 1.75x
o
h
H
= 1.75x140 =245 kN.
Mômen tính toán dọc cầu:
# SX;3BD
7
)BĐĐCTĐĐC(xxH75.1xM75.1M
o
h
oĐC
1
+=
9F1 9E66 9F1 9B6 TE> 0EUx x x= +
= 3853.5kN.m
Tổ hợp tải trọng thiết kế tạI 'ỉnh bệ
Tải trọng Đơn vị TTGHSD TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng kN 12065.70 17238.35
Tải trọng ngang kN 140 245
Mômen kN.m 2202 3853.5
III. Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc
3.1. Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu P
R
Chọn vật liệu:
+ Cọc bê tông cốt thép, tiết diện của cọc hình vuông: 0.45m x0.45m
+ Bê tông có
'
c
f
= 28MPa
+ Thép ASTM A615, có
y
f
= 420 MPa
Bố trí cốt thép trong cọc :
+ Cốt chủ : Chọn 8#22, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc.
+ Cốt đai : Chọn thép 8
# SX;3BD
8
2@175=350
450
50
450
2@175=350
50
50
50
Mặt cắt ngang cọc BTCT
Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu: P
R
Dùng cốt đai thờng, ta có: P
R
=xP
n
=x0.8x{0.85x
'
c
f
x(A
g
- A
st
) + f
y
xA
st
}
Trong đó:
: Hệ số sức kháng của bê tông, = 0.75
'
c
f
:
Cờng độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (
MPa)
y
f
:
Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (
MPa).
A
g
: Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, A
g
= 450x450 = 2025000mm
2
A
st
: Diện tích cốt thép, A
st
= 8x387=3096mm
2
Vậy: P
R
= 0.75x0.8x{0.85x28x(2025000- 3096) + 420x3096}
= 3925422.78 N
3925.23KN.
3.2. Sức kháng nén dọc trục theo đất nền Q
R
Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: Q
R
=
sqspqp
QQ +
# SX;3BD
9
Với:
sss
A.qQ =
;
ppp
A.qQ =
Trong đó: Q
p
: Sức kháng mũi cọc (MPa)
q
p
: Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
Q
s
: Sức kháng thân cọc (MPa)
q
s
: Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
A
p
: Diện tích mũi cọc (mm
2
)
A
s
: Diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
qp
: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc
qs
: Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc
vqs
7.0 =
trong đất sét với
9
v
=
ta có:
6F
qs
=
6F
qp v
=
trong đất seat với
9
v
=
ta có:
6F
qp
=
Sau khi đóng cọc xong thì đo sóng ứng suất cho 2% đến 5% số cọc và dùng tải trọng
tĩnh để kiểm tra khả năng chịu tải
3.2.1. Sức kháng thân cọc Q
s
Do thân cọc ngàm trong 3 lớp đất, 'u l lp sột nờn ta tinh Q
s
theo phScng
phaap d
Theo phơng pháp , sức kháng đơn vị thân cọc q
s
nh sau:
us
Sq =
Trong đó:
S
u
: Cờng độ kháng cắt không thoát nớc trung bình (Mpa), S
u
= C
uu
: Hệ số kết dính phụ thuộc vào S
u
và tỷ số
D
D
b
và hệ số dính đợc tra bảng theo
tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05.
Lớp 1:
Ta có :S
u
=48.9KN/m
0
=48.9KPa=0.0489Mpa.
Theo API ta cú Su
25 thỡ
9
=
# SX;3BD
10
Su
75 thỡ
61
=
Ni suy vi Su=48.9 thỡ
6FE9
=
Lớp 2:
Ta có: S
u
= 21.3KN/m
0
= 21.3Kpa = 0.0213Mpa.
9F9
b
D m=
Su
25 suy ra
9
=
Lớp 3:
Ta có: S
u
= 49.7KN/m
0
= 49.7Kpa = 0.0497Mpa.
>0
b
D m=
Ni suy
= 0.753
Tên lớp
Độ
sâu
lớp đất
(m)
Chiều
dày
lớp đất
(m)
Chu
vi
cọc
(m)
Cờng độ
kháng cắt
S
u
(MPa)
Hệ số
kết
dính
q
S
(MPa)
Q
s
(KN)
Lớp 1
2.50 0.5 1.80
0,0489
0.761
0.0372 33.48
Lớp 2
25.3 22.8 1.80
0,0213
1
0,0213 874.152
Lớp 3
34.0 3.20 1.80
0,0497
0.753 0.0378 217.728
Sức kháng thân cọc nh sau: Q
s
= 33.48 + 874.152 + 217.728
= 1125.36 KN
3.2.2. Sức kháng mũi cọc Q
p
Sức khángđơn vị mũi cọc trong đất sét bão hòa q
p
xác định nh sau: q
p
= 9.S
u
Trong đó:S
u
:Cờng độ kháng cắt không thoát nớc trung bình (Mpa),S
u
=C
uu
Mũi cọc đặt tại lớp 3 có: S
u
= 49.7KN/m
0
= 0.0497 Mpa
=> Q
p
= A
p
q
p
= 0.45
2
x9x0.0497x10
3
= 90.58 KN
Vậy Sức kháng nén dọc trục theo đất nền:
Q
R
=
sqspqp
QQ +
= 0.7(1125.36 + 90.58) = 851.158 KN
3.3. Sức kháng dọc trục của cọc đơn :
)QPmin(P
R,Rtt
=
=min(3925.23; 851.158) = 851.158 KN.
# SX;3BD
11
IV. Xác định số lợng cọc và bố trí cọc
4.1. Số lợng cọc đợc xác định nh sau:
tt
P
N
n =
Trong đó: N: Tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ (KN).
P
tt
: Sức kháng dọc trục của cọc đơn (KN).
Thay số:
9F0?D?1
91BD
999?99
n = =
. Chọn n = 35 cobc.
4.2. Bố trí cọc trong móng
4.2.1. Bố trí cọc trên mặt bằng
Tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05 quy định:
Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớn
hơn 225mm.
Khoảng cách tim đến tim các cọc không đợc nhỏ hơn 750mm hoặc 2.5 lần đờng
kính hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn.
Với n = 35 cọc đợc bố trí theo dạng lới ô vuông trên mặt bằng và đợc bố trí thẳng
đứng trên mặt đứng, với các thông số :
+ Số hàng cọc theo phơng dọc cầu là 5. Khoảng cách tim các hàng cọc theo phơng dọc
cầu là 1200 mm.
+ Số hàng cọc theo phơng ngang cầu là 7 . Khoảng cách tim các hàng cọc theo
phơng ngang cầu là 1200 mm.
+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phơng dọc cầu và
ngang cầu là 500 mm.
# SX;3BD
12
1
P
P
8
P
15
P
2
P
9
P
16
P
3
P
10
P
17
P
4
P
11
P
18
P
5
P
12
P
19
P
6
P
13
P
20
P
7
P
14
P
21
50 50
50 50
820
340
2@120
6@120
4.2.2. Tính thể tích bệ.
Với 21 cọc bố trí nh hình vẽ, ta có các kích bệ là: 5800mmx8200mm.
Trong đó : a = 2300mm.
b = 1850mm.
Thể tích bệ là: V
b
= 8200x5800x2000 = 95.12x10
9
mm
3
= 95.12m
3
.
4.3. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ
4.3.1. Trạng thái giới hạn sử dụng
Tải trọng thẳng đứng:
bnbt
SD
1
SD
2
xV)(NN +=
= 12065.70 + (24.5 - 9.81)x95.12 = 13463.01 KN.
Tải trọng ngang:
==
SD
1
SD
2
HH
140.00 KN.
Mômen
b
SD
1
SD
1
SD
2
xHHMM +=
= 2202 + 140x2 = 2482 KN.m
# SX;3BD
13
4.3.2. Trạng thái giới hạn cờng độ
Tải trọng thẳng đứng:
bnbt
ĐC
1
ĐC
2
xV)x25.1(NN +=
= 17238.35 + (1.25x24.5 - 9.81)x95.12= 19218.27 KN
Tải trọng ngang:
==
ĐC
1
ĐC
2
HH
245 KN.
Mômen
b
ĐC
1
ĐC
1
ĐC
2
xHHMM +=
= 3853.5 + 245 x 2 = 4343.5 KN.m
Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ
Tải trọng Đơn vị TTGHSD TTGHCĐ
Tải trọng thẳng đứng kN 13463.01 19218.27
Tải trọng ngang kN 140 245
Mômen kN.m 2482 4343.5
V. kiểm toán theo trạng thái giới hạn cờng độ i
5.1. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
5.1.1. Tính nội lực tác dụng đầu cọc
Khai bỏo cỏc thụng s, chy chScng trỡnh, 'Sc kt qu nhS sau:
Sử dụng chơng trình FB - PIER V3 ta tính đợc nội lực của cọc nh sau:
# SX;3BD
14
**********************************************
***** Final Maximums for all load cases *****
**********************************************
Result Type Value Load Comb. Pile
*** Maximum pile forces ***
Max shear in 2 direction 0.7229E+01 KN 1 0 20
Max shear in 3 direction 0.2377E+00 KN 1 0 33
Max moment about 2 axis 0.2496E+00 KN-M 1 0 33
Max moment about 3 axis -0.5415E+01 KN-M 1 0 18
Max axial force -0.6032E+03 KN 1 0 16
Max torsional force 0.0000E+00 KN-M 0 0 0
Max demand/capacity ratio 0.2614E+00 1 0 18
Do đó: N
max
= 603.2 KN, vy ly giỏ tr ln hcn l N
max
= 603.2 KN ' kim toỏn.
5.1.2. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
Công thức kiểm toán:
ttmax
PNN +
Trong đó: N
max
: Nội lực lớn nhất tác dụng lên đầu cọc (lực dọc trục).
N
: Trọng lợng bản thân cọc (kN)
P
tt
: Sức kháng dọc trục của cọc đơn (kN).
Ta có: P
tt
= 968.37 KN.
0 0
0D 6B1 0B1 9?D>0
c bt
N L xd x x x KN
= = =
Vậy:
NN
max
+
=770.2 + 138.92 = 909.12 KN
P
tt
= 968.37 KN => Đạt
5.2. Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc
Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc :
ggRc
QQV =
Trong đó :
V
C
: Tổng lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ số. V
C
= 12554.53 (kN)
# SX;3BD
15
Q
R
: Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc
:
g
Các hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc. Ta có:
65.0
g
=
Q
g
: Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc, đợc xác định nh sau
Với đất dính
Q
g
=min{
xTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn; sức kháng trụ tơng đơng}
= min{Q
g1
; Q
g2
}
Ta có: Cao độ mặt đất sau xói là : -2.20 m
Cao độ đáy bệ là : -0.5 m
Do vậy sau khi xói lở, đáy bệ không tiếp xúc chặt chẽ với đất, đất trên bề mặt là
mềm yếu, khi đó khả năng chịu tải riêng rẽ của từng cọc phải đợc nhân với hệ số hữu
hiệu, lấy nh sau :
=0.65 với khoảng cách tim đến tim bằng 2.5 lần đờng kính
=1.00 với khoảng cách tim đến tim bằng 6 lần đờng kính
Mà khoảng cách tim đến tim bằng
9066 D
B16 ?
=
lần đờng kính cọc do đó ta nội suy
:
( )
D
01
?
6E1 9 6E1 6EF
E 01
d d
d d
= + =
Xác định Q
g1
Nh đã xác định ở trên, sức kháng thân cọc danh địnhQ
s
=1292.812KN
Sức kháng mũi cọc danh định Q
p
= 90.578KN
Vậy, tổng sức kháng tính toán dọc trục của nhóm cọc trong đất sét:
Q
g1
= nx(Q
s
+ Q
p
) x
=21x(1292.814+ 90.578)x0.67 = 19464.325KN
Xác định Q
g2
Sức kháng đỡ của phá hoại khối đợc xác
theo công thức:
Q
g2
=
( )
uC
u
SXYNSZY2X2 ++
Trong đó :
# SX;3BD
16
X : Chiều rộng của nhóm cọc X = 2.85m
Y : Chiều dài của nhóm cọc Y = 7.65m
N
C
: Hệ số phụ thuộc tỷ số Z/X
Z : Chiều sâu của khối đất dới bệ cọc, Z = (-2.2) - (-28.50) = 26.30m
Ta có:
0E?
>00 01
0D1
Z
X
= = >
Do đó:
60 60 0D1
F1 9 F1 9 D6E
FE1
c
X x
N
Y
= + = + =
ữ ữ
u
S
: Cờng độ chịu cắt không thoát nớc trung bình dọc theo chiều sâu của cọc
66BD> T01 00U 6609? 9ED 66B>F >0
66?0
01 00 9ED >0
u
x x x
S MPa
+ +
= =
+ +
S
u
=Cờng độ chịu cắt không thoát nớc tại đáy móng(Mpa).S
u
=0.0497Mpa
=>Q
g2
=(2x2850+2x7650)x26300x0.032x10
-3
+2850x7650x8.06x0.0497x10
-3
= 26407.289 KN
Vậy, Q
g
= min{Q
g1
; Q
g2
} = min {19464.325; 26407.289} = 19464.325 KN
Sức kháng dọc trục của nhóm cọc:
Q
R
=
6E1 9>BEB?01 90E19D99 9011B1?
g g c
Q x KN V KN
= = > =
=> Đạt
# SX;3BD
17
VI.KIM TON THEO TRNG THI GII HN S DNG
6.1. Xác định độ lún ổn định
6.1.1. Xác định ứng suất có hiệu do trọng lợng bản thân các lớp đất theo chiều sâu
Với mục đích tính toán độ lún của nhóm cọc, tải trọng đợc giả định tác động lên
móng tơng đơng đặt tại 2/3 độ sâu chôn cọc vào lớp đất chịu lực (2D
b
/3) .Tải trọng
phân bố theo đờng 2:1 theo móng tơng đơng nh hình vẽ.
Ta có: D
b
= ( -2.20 ) - ( -28.50 ) = 26.30 m
2D
b
/3 = 17.53 m.
# SX;3BD
18
Nh vậy móng tơng đơng nằm trong lớp III, cách 'nh lớp III là 0.43m.Lp 't tớnh lỳn
ch cú lp th III
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ng suất có hiệu do trọng lợng bản thân các lớp đất theo chiều sâu đợc xác định nh
sau:
'
o
=
uz
Trong đó :
H
: ng suất tổng
z
u
: ỏp lực nớc lỗ rỗng ứng với MNTN = 2.0m
# SX;3BD
19
Điểm
Trọng l-
ợng thể
tích
Độ
sâu
(m)
I
(m)
ng suất (KN/m
2
)
Sng suất tổng
ỏp lực n-
ớc lỗ
rỗng
ng suất có
hiệu
H
H
u
H
'
o
=
uz
1 19.3 2.2 0 0 41.202 41.202 0
2 19.3 2.5 0.3 5.79 46.992 44.145 2.847
3 17.8 19.3 16.8 299.04 346.032 208.953 137.079
4 21.4 19.73 0.43 9.202 355.234 213.171 142.063
5 21.4 21.73 2 42.8 398.034 232.791 165.243
6 21.4 23.73 2 42.8 440.834 252.411 188.423
7 21.4 25.73 2 42.8 483.634 272.031 211.603
8 21.4 27.73 2 42.8 526.434 291.651 234.783
9 21.4 29.73 2 42.8 569.234 311.271 257.963
10 21.4 31.73 2 42.8 612.034 330.891 281.143
11 21.4 34 2.27 48.578 660.612 353.16 307.452
6.1.2. Xác định ứng suất gia tăng do tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng gây ra
Độ tăng ứng suất có hiệu do tải trọng ở trạng thái sử dụng gây ra đợc xác định
theo công thức sau :
)zL)(zB(
V
igig
'
++
=
Trong đó :
'
: Độ tăng ứng suất có hiệu do tải trọng ngoài gây ra
V:Tải trọng thẳng đứng theo TTGHSD,V=8809.254 KN
# SX;3BD
20
B
g
: Chiều rộng trên mặt bằng của nhóm cọc.
L
g
: Chiều dài trên mặt bằng của nhóm cọc.
Z
i
: m rng 'ỏy múng
Ta có bảng tính
'
nh sau :
im
B
g
(m) L
g
(m) Z
i
(m)
'
(kN/m
2
)
5 2.85 7.65 2 188.222
6 2.85 7.65 4 110.389
7 2.85 7.65 6 72.923
8 2.85 7.65 8 51.879
9 2.85 7.65 10 38.841
10 2.85 7.65 12 30.189
11 2.85 7.65 14.27 23.474
Da vo 2 bng
'
o
v
'
thỡ ti 'im 11 :
'
=23.474<0.1
'
o
=30.7452. Do
vy ta ly H
c
=14.27m
Ta tớnh
'
o
v
'
ti 'im gia lp 't cn tớnh lỳn cỏch múng tScng 'Scng
7.135m:
'
o
=214.732 KPa;
'
=59.672KPa
6.1.2. Tính độ lún
p
e
=424KPa>
o
e
=214.732Kpa
'
f
=
'
0
'
+
=214.732 + 59.672 =274.404 KPa<
p
e
=424KPa
Công thức tính lún:
S
c
=
e
e
6
53
9
f
c
cr
o
H
C
e
+
# SX;3BD
21
Trong đó:
H
c
: Chiều cao của lớp đất chịu nén.
e
0
: h số rỗng tại lp III
cr
C
Chỉ số nén ép li đợc xác định từ thí nghiệm
'
f
: ng suất hữu hiệu thẳng đứng cuối cùng tại điểm giữa lớp đất đang xét
p
e
:p lc tin c kt
S
c
=
9B0F 0FBB6B
660B5
9 6B1> 09BF?0
+
=0.025 m=25 mm
lỳn ca múng l 25 mm
6.2. Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh cọc
Cỏch 1: Kt qu t cỏch tớnh theo múng cc b cao:
Theo phScng ngang cu:
ngang
= 0.00 mm
38mm
Theo phScng dc cu:
dc
= 0.010 m = 10 mm
38mm
Cách 2 : Sử dụng phần mền tính toán nền móng FB-PIER ta tính đợc chuyển vị
theo các phơng dọc cầu (X), phơng ngang cầu (Y), phơng thẳng đứng (Z) tại vị trí đầu
mỗi cọc nh sau :
*** Maximum pile head displacements ***
Max displacement in axial 0.1508E-01 M 1 0 16
Max displacement in x 0.1748E-01 M 1 0 18
Max displacement in y -0.1117E-05 M 1 0 1
Chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh cọc là:
Theo phơng ngang cầu:
y
= 0.1117x10
-5
m = 0.0011 < 38mm
Theo phơng dọc cầu:
x
= 0.1748x10
-1
m = 17.48mm < 38mm
Vậy đảm bảo yêu cầu về chuyển vị ngang
# SX;3BD
22
VII. cờng độ cốt thép cho cọc và bệ cọc
7.1. Tính và bố trí cốt thép dọc cho cọc
Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc : L =
29 (m). Đợc chia thành 3 đốt, 3 đốt có chiều dài L
d
= 10 (m). Ta đi tính toán và bố trí
cho từng đốt cọc.
7.1.1. Tính mô men theo sơ đồ cẩu cọc và treo cọc
Mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép
M
tt
= max(M
max(1)
; M
max(2)
)
Trong đó:
M
max(1)
: Mômen trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
M
max(2)
: Mômen trong cọc theo sơ đồ treo cọc
7.1.1.1. Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài L
d
= 9 m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
a =
)m(863.19x207.0L207.0
d
==
. Chọn a = 1.8m
Trọng lợng bản thân cọc đợc xem nh tải trọng phân bố đều trên cả chiều dài đoạn cọc:
q
1
=
bt
.A = 24,5*0,45
2
= 4,96 (KN/m)
# SX;3BD
23
Dới tác dụng của trọng lợng bản thân ta có biểu đồ mô men nh sau :
1.8
5.4
1.8
10.04
8.048.04
Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là : M
max(1)
= 10.04 KN.m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Móc đợc đặt cách đầu cọc một đoạn
b = 0.294L
d
= 0.294 x 9 = 2.646 (m)
Dới tác dụng của trọng lợng bản thân ta có biểu đồ mô men nh sau :
6
.
3
5
4
2
.
6
4
6
17.36
16.35
# SX;3BD
24
Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là :
M
max(2)
= 17.36 KN.m
Vậy mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép là :
M
tt
= max(M
max(1)
; M
max(2)
) = max(10.04; 17.36) = 17.36 KN.m
7.1.1.2. Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài L
d
= 10 m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc
Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :
)m(210x207.0L207.0
d
=
Trọng lợng bản thân cọc đợc xem nh tải trọng phân bố đều trên cả chiều dài đoạn cọc
q
1
=
bt
.A = 24,5*0,45
2
= 4,96 (KN/m)
Dới tác dụng của trọng lợng bản thân ta có biểu đồ mô men nh sau :
2
6
2
12.4
9.929.92
Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn nhất là : M
max(1)
= 12.4KN.m
Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc
Móc đợc đặt cách đầu cọc một đoạn
b = 0.294L
d
= 0.294 x 10 = 2.94(m)
Dới tác dụng của trọng lợng bản thân ta có biểu đồ mô men nh sau :
# SX;3BD
25
