Đồ án nền móng 6

III.3. Xác định sức chịu tải của cọc
III.3.1. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Ta có:Q
a
= ϕ(R
n
.A
p
+ R
n
.A
a
)
Trong đó :
R
n
= 130 kg/cm
2
: Cường độ chịu nén của bê tông .
A
p
= 1225 cm
2
: Tiết diện mặt cắt ngang của cọc .
R
a
= 2800 kg/cm
2
: Cường độ chịu nén của cốt thép .
A
a

= 20,35 cm
2
: Tiết diện mặt cắt ngang của cốt thép.
ϕ : Hệ số ảnh hưởng
ϕ = 1,028 - 0,0000288λ
2
- 0,0016λ
Mà λ =
8,44
35,0
07.4,22
.
00
===
rr
ν


⇒ ϕ = 0,899
Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là :
Q
a
= 0,899 .(130.1225 + 2800.20,35) = 194,4 (T)
III.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền
a. Theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền ( TCVN 205-1998) .
Q
tc
= m.( m
r
.q

p
.A
p
+ u.
∑
=
n
i
isif
fm
1
.. 
)
Trong đó :
m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất .
m
r
= 0,7 : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc .
q
p
= 910,67 T/m
2
: Cường độ chịu tải ở mũi cọc .
u = 1,2 m : Chu vi của cọc
m
f
, f
si
, l
i

: Lần lược là hệ số điều kiện làm việc bên hông của cọc, cường độ chịu
tải ở mặt bên của cọc và chiều dày lớp phân tố đất thứ i (l
i
≤ 2m).Được lấy theo
bảng sao.
Lớp
Đất
chiều
dày lớp
đất(m)
chỉ số
dẽo
Lớp
Phân
Tố
Z
tb
f
si
l
i
m
f
f
i
.m
f
.l
i
∑fi.mf.li

Lớp 1 7.1 1.637 1 2.5 0.45 2 0.9 0.81
2 4.5 0.55 2 0.9 0.99
3 6.5 0.6 2 0.9 1.08
4 8.05 0.6 1.1 0.9 0.59
5 9.6 3.135 2 0.9 5.64
6 11.6 3.249 2 0.9 5.85
7 13.6 3.367 2 0.9 6.06
8 15.6 3.482 2 0.9 6.27
9 17.2 3.567 1.2 0.9 3.85
10 18.4 3.630 1.2 0.9 3.92
Lớp 3 4,9 0.095
11 20 7.9 2 0.9 14.22
12 22 8.2 2 0.9 14.72
13 23.45 8.38 0.9 0.9 6.79 70.80

⇒ Q
tc
= 1.( 0,7.0,09.910,67 + 1,2.70,77) = 142,3(T)
Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền là:
Áp dụng công thức :
Q
a
=
tc
tc
K
Q
Trong đó :
k
tc

= 1,4-hệ số an toàn.
Q
a
-Sức chịu tải cho phép tính toán (Kn)
Q
tc
-Sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền của cọc đơn (Kn)
 Q
a1
=
4,1
3,142
=102(T)
III.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền:
Sức chịu tải cọc được tính theo công thức sau:
a
Q
p
s
s p
Q
Q
FS FS
= +

* Trong đó:
-
s
FS
: hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (

s
FS
= 1.5 - 2.0) chọn
s
FS
= 2.0
-
p
FS
: hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc (
p
FS
= 2 – 3) chọn
p
FS
= 3.0
LÔÙP
ÑAÁT
γ
(T/m3
)
γ'
(Τ/m3)
C
(T/m2)
ϕ
(rad)
l
i

(m)
Ks
σ'v
i
(T/m2)
σ'vp
(T/m2)
σ'
hi
(T/m2)
f
si
(T/m2)
As
i
(m2)
Qsi (T)
1 1,747
0,773
1

0,5

2 1,535 0,561 1,490 0,145
7,1 0,856 4,125 3,530 2,005 9,94
19,93
3 1,860 0,919 3,890 0,350 10,4 0,657 10,895 7,156 6,505 14,56
94,71
4 1,859 0,908 5,680 0,305 4,9 0,700 17,899 20,123 12,525 9,622 6,86
66,01

TOÅNG
180,64
*Sức chịu mũi của đất dưới mũi cọc Q
p
:
γ
γσ
NdNNcq
pqvpcp
++=
.'.
Trong đó:
C= 5,68- lực dính của đất, T/m
2
.
vp
'
σ
=20,123-Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc
do trọng lượng bản thân đất , T/m
2
d
p
=0,35m-cạnh cọc hoặc đường kính cọc.
N
c
,N
q
,N
y

-hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất.
y-trọng lượng thể tích của đất ở độ sâu mũi cọc.
0
48,17
=
ϕ
-
góc ma sát trong của đất ở mũi cọc.
⇒
8,3
5
7,12
48,17
0
=
=
=
⇒=
γ
ϕ
N
N
N
q
c
(Theo Vesic)
⇒
q
p
= 5,68.12,7+20,123.5+0,908.0,35.3,8=174,1 T/m

Q
p
=q
p
.A
p
=174,1.0,1225=21,33 T
⇒
4,97
3
21,33
2
64,180
2
=+=
a
Q
T
Sức chịu tải của cọc chọn để tính toán móng:
Q
TK
=min(Q
a1,
Q
a2
)=97,4T
III.4. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng
III.4.1 Chọn sơ bộ số lượng cọc:
-Lực dọc tính toán tại chân cột:
tt

N
0
=310 T
-Sức chịu tải của cọc được chọn để thiết kế móng: Q
TK
=97,4 T
-Dung trọng trung bình đất và bê tông :
2
=
tb
γ
T/m
3
.
-Độ sâu chôn móng : D
f
=1,5 m
-Cạnh cọc d = 0,35m.
-Khoảng cách các cọc bố trí trong đài là 3d = 1,05m.
-Diện tích sơ bộ đài cọc :
F
d
= l.b = 2,2.2,2=4,84 m
2
-Trọng lượng của đài và đất trên đài
N
d
=n.F
d
.D

f
.
tb
γ
=1,1.4,84.1,5.2=15,972 T
-Lực dọc tính toán tại cao trình đáy đài:
N
tt
=
tt
N
0
+N
d
=310+15,972 = 325,972 T
-Xác định số lượng cọc trong đài và bố trí coc trong đài:
- Chọn số lượng cọc :
5
4,97
972,325.5,1.
===
a
tt
Q
N
n
β

Vậy chọn số lượng cọc là 5 cọc.
*Bố trí như hình vẽ :

-L= 2,2 m –cạnh dài của đài móng.
-B=2,2 m –cạnh ngắn của đài móng.
Diện tích thực của đài sau khi bố trí cọc
F
d
= L . B =2,2 . 2,2 =4,84 m
2
III.4.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:
2 2
1 1
.
.
tt
c c
tt
tt
y i
tt
x i
i
n n
c
i i
i i
M x
M y
N
P
n
y x

= =
= + +
∑ ∑

Trong đó:
∑N: tổng tải trọng tác động tại đáy công trình
M
x
moment của tải ngoài quanh truc x.
M
y
moment của tải ngoài quanh truc y.
n: số cọc trong móng
x, y: khoảng cách cọc đang xét đến trục y và x.
x
i
, y
i
: khoảng cách từ trục y và x đến cọc i.
Cọc x
i
y
i
x
i2
y
i2
P(x,y)T
1 -0,75 0,75 0,56 0,56 49,4
2 0,75 0,75 0,56 0,56 59,4

3 0,75 -0,75 0,56 0,56 59,4
4 -0,75 -0,75 0,56 0,56 49,4
5 0 0 0 0 54,4
Tổng 2,25 2,25
⇒
P
max
=59,4 T
P
min
= 49,4 T
⇒
P
max
< Q
TK
nên thỏa điều kiện làm việc của cọc.
P
min
> 0 nên thỏa điều kiện cọc không bị nhổ.