Hướng dẫn đồ án nền móng chuyên ngành cầu đường

Hớng dẫn đồ án nền móng
Ngành cầu đờng
Phần I- nội dung yêu cầu và qui trình thiết kế
1)- Nội dung: Thiết kế móng cọc cho trụ cầu.
2)- Yêu cầu: Biết lựa chọn kích thớc cọc, bệ cọc, tính toán
nội lực đỉnh cọc, tính toán chuyển vị ngang, mô men, ứng
suất ngang theo chiều sâu, tính toán vật liệu cọc, cấu tạo cọc,
bệ, tính toán móng cọc theo các trạng thái giới hạn.
3)- Qui trình thiết kế:
Số liệu
ban đầu

Lụa chọn PA nền
móng

Tính toán kiểm
tra theo các
TTGH
Không thoả
mãn
Thoả mãn

Kết luận kích th
ớc móng

Bản vẽ thiết kế

Phần iI- số liệu đầu bài và nội dung chi tiết

1

I)- Các số liệu ban đầu:
- Cho biết kích thớc đỉnh trụ cầu: B x L
B- cạnh vuông góc với trục cầu; L- cạnh song song với trục
dọc cầu;
- Tải trọng tác dụng cho trờng hợp tổ hợp lực chủ tại cao
trình đỉnh trụ; (CTĐT).

x

Hình 1: Sơ đồ mố và trụ cầu
- Điều kiện địa chất thuỷ văn:
Nền gồm 3 lớp đất, theo thứ tự A; B; C;
II)- Nội dung và yêu cầu:
1)- Đánh giá tình hình địa chất: xác định tên đất và
trạng thái của đất; trên cơ sở cao trình đã cho, chọn loại móng
sâu, móng nông.

2


2)- Thiết kế móng cọc:
- Lực chọn loại móng cọc: bệ thấp; bệ cao; móng giếng
chìm; móng cọc ống
- Lựa chọn loại cọc và chiều dài của cọc;
- Xác định sức chịu tải của cọc;
- Xác định số lợng cọc và bố trí cọc trong bệ;
- Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc;
- Kiểm tra độ lún của móng. Cho nhịp cầu L=64 m, [S] =
8cm.

- Vẽ biểu đồ y(z); M(z); (z) cho cọc có nội lực lớn nhất (nếu có)
- Kiểm tra điều kiện chịu lực của đất nền dới mũi cọc và
xung quanh.
- Kiểm tra cọc khi vận chuyển và treo lên giá búa; khi làm
việc trong móng.
- Một số vấn đề thi công móng cọc: búa hạ cọc,
3)- Thể hiện:
Thuyết minh trên giấy A4.
Bản vẽ: 01 bản A1 trong đó trình bày sơ đồ móng; cấu tạo
cọc; bệ cọc, các biểu đồ y(z); M(z); (z) (nêu có), thống kê vật liệu,
ghi chú.
Phần III- ví dụ tính toán móng cọc bệ cao
A)- Đầu bài:

Cho sơ đồ móng cọc bệ cao (hình 2).
Tải trọng tác dụng tại cao trình đáy bệ:
Ntt =2650T; Hxtt = 360T; Mytt = 420Tm;
Hệ số vợt tải =1,15.
Tiết diện cọc 35x35cm, Bê tông cọc mác 300#, cốt thép
CT3;

3


Nhịp cầu L=64m;
L0=4m; h1=3m; h2=6m; h3=6m.
Các chỉ tiêu cơ lý nền đất: (bảng 1)

4

tt

MNTN

MNTN

N

tt

tt

My

Hx

x

1:8

1:8

O

z

5

MNTN

MNTN

N

tt

y

1:8

1:8

Ox

z

Hình 2: Sơ đồ móng cọc đài cao
Bảng 1

Số Độ ẩm tự
Tỷ trọng Giới hạn Giới hạn Góc ma Lực
Mô đun
w
lớp
nhiên
hạt đất nhão
dẻo sát trong dinh biến dạng
đất W(%) (g/cm3

Wnh(% Wd(%) (độ) kG/cm kG/cm2

)
2
)
1
24.0
1.67
2.71
32
22
8
0.55
80
2

26.4

1.77

2.69

32

25

12

0.10

70

3

15.0

1.78

2.69

Cát hạt vừa

24

0.05

195

B)- đánh giá nền đất và xác định sức chịu tải của cọc:

1)- Xác định tên đất và trạng thái của đất.
6


(Theo bảng 1; bảng 5 phần phụ lục (PL)), ta có:
Lớp 1: =Wnh-Wd
đất á sét;

= 32 - 22

B=(W - Wd)/ = (24 - 22)/10 = 0,20
cứng.
Lớp 2: =Wnh-Wd
B=(W - Wd)/
cứng.



= 10

trạng thái nửa
đất á sét;

= 32 - 25 = 7

trạng thái dẻo

= (26.4 - 25)/7 = 0,20

Lớp 3: Hệ số rỗng ban đầu o = (1+W)*n/

- 1=

= 2.61*(1+0.1*16.9)*1/1.82 1 = 0.68
(Theo bảng 4 phần phụ lục (PL), ta có: Đất ở trạng thái chặt
vừa.
2)- Xác định SCT của cọc:
Tải trọng tác dụng dọc trục; Tính cho cọc thẳng đứng.
a)- Theo đất nền:
Sử dụng công thức theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

Pgh = mn*(Umf*fi*li + mR*F*R);
Pd = Pgh /ktc với ktc=1,4.
Hệ số mn = mf = mR = 1.
U - chu vi cọc;
F - diện tích tiết diện ngang cọc.
li - chiều dài cọc trong lớp đất thứ i.
Theo hình vẽ sơ đồ cọc trong móng (hình 2) và theo các
bảng 13; bảng 14 PL, ta có: chú ý các trị số L i1 và L2 tính từ
MNTN.
- Thành phần ma sát xung quanh thân cọc: lập bảng tính

Lớp

Lớp

Chiều L1
dày
lớp
đất phân phân (m)
tố
tố
1
1
1.5
6.75
2
1.5
8.25
3
2.0

10

Độ sệt
B

Bảng 2

Hệ số Chu vi Chiều
ftci
cọc
dàI

(trạng thái đất) (T/m2
)
0.20
5.90
0.20
6.10
0.28
4.60

7

(m)
1.4
1.4
1.4

cọc li
(m)

1.5
1.5
2.0

u.li. ftci
(T/m2)
12.39
12.81
12.88


2

4
5
6

2.0
2.0
2.0

12
14
16

3

7

2.0

18

8

2.0

20

0.28
0.28
Cát hạt vừa chặt
vừa
Cát hạt vừa chặt
vừa
Cát hạt vừa chặt
vừa

4.80
5.00
7.30

1.4
1.4
1.4

2.0
2.0
2.0

13.44
14.00
20.44

7.56

1.4

2.0

21.17

7.90

1.4

2.0

22.12

15.0

129.25

MNTN

B=0.20
f=60 KN/ m2

B=0.28

f=48 KN/ m2

B=0.18
f=73 KN/ m2

R=6300 KN/ m2

Hình 3: Sơ đồ xác định SCT của cọc
- Sức chống ở mũi cọc:
L2 = 21 m; cát hạt vừa; R = 450 T/m2.
Pgh = 1*(129.25+ 0.35*0.35*450) = 184,28 T
Pd = 184,48/1,4 = 129,0 T .
b)- Theo vật liệu:
Cọc dùng bê tông mác 300#. Giả thiết dùng 825 nhóm AIII
(theo bảng 21-PL) có Fa=39,27 cm2; Ra=3400 KG/cm2; lớp bảo vệ
cốt thép ac=3cm.
PVL = .(Rn.Fb + Ra.Fa).

8


Theo bảng 7 PL với đất á sét trạng thái nửa cứng, dẻo cứng
chọn trị số trung bình k=650 t/m4.
F = 0.35*0.35=0.1225
2
m;
E = 2.9*106 T/m2; (bảng 17-PL).
J = bh3-/12 =0.354/12=0.00125 m4;
EJ = 2.9*106 0.00125 = 3625 Tm2;
bc = 1.5*dc+0.5 =1.5*0.35+0.5=1.025m. Tính mẫu số của

L e.
k b
650*1.025 5
5 tb c 5
0.184 0,713
EJ
3625

(Hoặc tính k=(100000*mtb*bc)/EJ = 18400 dùng bảng 21-PL
có = 0.713).
Le=2/0.713=2.8 m; Lqu = 4+2.8=6.8 m

PVL

Lqu/dc = 6.8/0.35 = 19.43; bảng 9a PL có = 0.84.
thay số ta có:
= 1*0.84*(130*35*35+3400*39.27) = 245925 KG = 245.9 T
So sánh 2 trị số:

lấy Pc = Pd = 129 T .

c)- Tính nội lực tại các đỉnh cọc:

1)- Tính các độ cứng: EJ; EF
F = 0.35*0.35=0.1225 m2;
E = 2.9*106 T/m2;
J = bh3-/12 =0.354/12=0.00125 m4;
EJ = 2.9*106 *0.00125 = 3625Tm2;
EF = 2.9*106 *0.1225 = 355250 T;
2)- Chiều rộng tính toán của cọc:

btt = 0.9*(dc+1) = 0.9*(0.35+1) = 1.215 m;
3)- Tính hệ số mtb:
Tính hm = 2*(a+1) = 2*(6 + 1)= 14 m;
Trong đó a là cạnh móng;

9


m1h1 2 h3 h2 h1 m2 h2 2 h3 h2 m3h32
mtb
2
hm
trong đó: m1 = m3 = 500 T/m4; m2 = 400 T/m4; (bảng 7aPL) thay số có:
mtb = 502 T/m4; với chú ý hm = 14 m; tính
5

mtbbtt
EJ

5

502*1.215
5 0.162 0.7
3625

(Hoặc tính k=(100000*mtb*att)/EJ = 16200 dùng bảng 22-PL
có = 0.7).
4)- Tính

h = *h = 0.7*15 = 10,5 ;

Kh = Ch*Jh/(*E*J) ; do Jh = J; Ch = m3*h;
do đó Kh =500*20/(0,7*3000000) = 0,004762 0;
5)- Tính chuyển vị đơn vị tại cao trình mặt đất: (trờng hợp
cọc đi qua các
lớp đất thông thờng) theo công thức:

1 ( B D B4 D3 ) K h ( B2 D4 B4 D2 )
0
HH
3 . 3 4
EJ ( A3 B4 A4 B3 ) K h ( A2 B4 A4 B2 )
1 ( A3 D4 A4 D3 ) K h ( A2 D4 A4 D2 )
0
0
MH
HM
.
2 EJ ( A3 B4 A4 B3 ) K h ( A2 B4 A4 B2 )
1 ( A3C4 A4C3 ) K h ( A2C4 A4C2 )
0
MM

.
EJ ( A3 B4 A4 B3 ) K h ( A2 B4 A4 B2 )
EJ = 0,7*3625 = 2537.5
2EJ = 0,7*0,7*3625 = 1776,3
3EJ = 0,7*0,.7*0,7*3625 = 1243,4
Tra bảng 23-PL với giá trị h 5.0 (là giá trị max của bảng)
đợc hiệu các tích số của tử số và mẫu số, thay vào công thức, ta

có:
0HH =2382/(979.678*1243.4)

=0.00189 m/T;

0MH = 1588.4/(979.678*1776.3)

=0.000881 m-1;

0MM = (1713.28)/((979.68*2537.5)

=0.000673 Tm-1;

10


6)- Tính chuyển vị đơn vị tại cao trình đỉnh cọc theo
công thức:

PP

HH

L0 h
k
n
EF
Ch Fh

L30

0
0
0

MM
L20 2 HM
L0 HH
3EJ

HM MH

MM

L20
0
0

MM
L0 HM
2 EJ

L0
0
MM
EJ

thay số vào ta có:
kd=d/5=0,35/5=0,07; Ch=mh*h=502*15=7530
PP =((4+15)/ 355250)+0.07/(0.1225*7530)
=0.000128 m

HH= (4*4*4/(3*3625))+0.0006733*4*4+2*4*0.000884+0.00189
=0.0254 m/T;
MH =HM = (4*4/(2*3625))+0.000673*4+0.000884 =0.0057 m-1;
MM = (4/3625)+0.000673

=0.0017396 Tm-1;

7)- Xác định các phản lực đơn vị tại đầu cọc theo các
công thức:

HH

2
HH MM HM

MM
PP

MM

HH
2
HH MM HM
1

PP

;

MH

;

.

Thay số vào ta có:

11

HM

2
HH MM HM

;


HH = 0,0017396/(0,0254 *0,0017396 -0,00572 )
T/m;

=148,7

HM = MH = 0,0057 /(0.0254 *0,0017396 -0,00572 )
T/m;

=487,2

MM = 0,0254/(0,0254 *0,0017396 -0,00572 )

=2170,9 Tm;

PP = 1/0,000128

=7812 T.

8)- Xác định các phản lực đơn vị rik tại các liên kết của
hệ cơ bản:
Các chỉ tiêu hình học của các nhóm cọc đợc ghi trong
bảng 3, Trong đó số thứ tự các nhóm cọc đợc đánh số từ trái qua
phải, trục tọa độ đi qua trọng tâm đáy bệ (trọng tâm các
cọc). Do đó móng cọc là đối xứng qua trục toạ độ.
Bảng 3

Ký hiệu
nhóm
cọc

Số cọc
trong
nhóm

xn
(m)

i
(độ)

1

5

-4.3

-708

-0.124

0.99

0.0154

0.98

2

5

-3.6

0

0

1

0

1

3

3

-2.4

0

0

1

0

1

4

5

-1.2

0

0

1

0

1

5

3

0

0

0

1

0

1

6

5

1.2

0

0

1

0

1

7

3

2.4

0

0

1

0

1

8

5

3.6

0

0

1

0

1

9

5

4.3

708

0.124

0.99

0.0154

0.98

sinn

cos n

Sin2 n

Cos2 n

Ta đặt

0 = PP - HH thì các hệ số xác định theo
công thức sau:
rvv = 0 cos2 n + HH ;
ruu = 0 sin2 n + HH ;
r



= 0 x n 2cos2 n + HHx n 2 + 2*HM xnsin n + MM ;

rvu = ruv = 0 sin n cos n;
ru = ru = 0 x n sin i cos n - MH cos n ;
rv = rv = 0 x n cos2 n + HH cos n + MH sin n ;

12


Thay các trị số vào các công thức, ta có:
0
= PP - HH = 7812 - 148.7 = 7663,3 T/m
rvv = 7663,3*(10*0,98+20*1+9*1)+39*148,7 = 303135
ruu = 7663,3*(10*0,0154+0)+39*148,7
= 6979
r
=
7663,3*(10*1,2*1,2+6*2,4*2,4+10*3,6*3,6+10*4,3*4,3*0,98)+
+148,7*(10*1,2*1,2+6*2,4*2,4+10*3,6*3,6+10*4,3*4,3)+
+2*487,2*(0+10*4,3*0,124)+39*2170,9 = 2900871 ;
rvu = ruv = rv = rv = 0 ; (do móng đối xứng);
ru =7663,3*10*4,3*0,124*0,99- 487,2*(29*1+10*0,99) =

21500
Ta có hệ phơng trình chính tắc:
303135* v
= Ntt
6979 * u +21500*

= Hxtt

21500* u + 2900871 * = Mytt.
Trong đó: Ntt =2650 T; Hxtt = 360 T; Mytt = 420 Tm;
9)- Giải hệ phơng trình, ta đợc:
v=0,00875 m ; u=0,052332 m; = -0,00024 rad
10)- Xác định nội lực đỉnh cọc:
Pn=(u*sin n +(v+*xn)*cos n )*PP
Hn= (u*cos n - (v+*xn)*sin n )*HH - *HM
Mn = *MM - (u*cos n - (v+*xn)*sin n )*HM

Lập bảng để tính nội lực (bảng 4)
Bảng 4

Nhó
xn
m
cọc
(m)
<1> <2>
1
-4.3
2

-3.6

sin n

cos n

<3>
-0.124

<4>
0.99

0

1

v

u



u*sin n

x n

v+x n

(m)
(m)

(rad)
(m)
<5>
<6>
<7>
<8>
<9>
0.0087 0.05233
0.00103
5
0.00024 0.00649

<10>
0.0098

0.0087 0.05233

0.0096

13

-

0

0.00086


5

0.00024

3

-2.4

0

1

0.0087 0.05233
5
0.00024

0

0.00058

0.0093

4

-1.2

0

1

0.0087 0.05233
5

0.00024

0

0.00029

0.0090

5

0

0

1

0.0087 0.05233
5
0.00024

0

0.00000

0.0088

6

1.2

0

1

0.0087 0.05233
5
0.00024

0

0.00029

0.0085

7

2.4

0

1

0.0087 0.05233
5
0.00024

0

0.00058

0.0082

8

3.6

0

1

0.0087 0.05233
5
0.00024

0

0.00086

0.0079

9

4.3

0.0087 0.05233
- 0.00648
5
0.00024
9
0.00103

0.0077

0.124 0.99

(v+x ncos
n

(v+x
cos
n
n

PP

Pn

(v+x
sin
n
n

u*cos n

u*cos n -

(T)

+ u*sin n

(v+x nsin
n

<11>

<12>

<14>

<15>

<16>

<17>

0.00320

<13
>
7812

0.00968

25.0

0.0518

0.001212968

0.0530

0.00961

0.00961

7812

75.1

0.0523

0

0.0523

0.00933

0.00933

7812

72.9

0.0523

0

0.0523

0.00904

0.00904

7812

70.6

0.0523

0

0.0523

0.00875

0.00875

7812

68.4

0.0523

0

0.0523

0.00846

0.00846

7812

66.1

0.0523

0

0.0523

0.00817

0.00817

7812

63.9

0.0523

0

0.0523

0.00789

0.00789

7812

61.6

0.0523

0

0.0523

0.00764

0.01413

7812

110.4

HH

0.0518 0.000957032

0.0509

HM
HH*(u*cos n - HM
Hn
(T)
(T)
(v+x nsin
n)

<18>
<19>
<20> <21> <22=1921>
148.7
7.88
487.2
8.0
0.1169

HM

MM

MM

Mn
(Tm)

<23>

<24>

<25>

<26>

25.83

2170.9

-0.52

-26.4

148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

14


148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

148.7

7.78

487.2

0.1169

7.9

25.50

2170.9

-0.52

-26.0

148.7

7.56

487.2

0.1169

7.7

24.77

2170.9

-0.52

-25.3

11)- Bảng kiểm tra kết quả tính toán: (bảng 5)
Chú ý: Khi tính toán kiểm tra, cột Pn; Hn; Mn phải nhân với
số lợng cọc trong nhóm.
Bảng 5

Nhó
m

Pn

Pncos Pnsin n Pnxncos
n

Mn

Hn

Hncos n Hnsin n Hnxnsin


n

cọc
(T)
<1> <2> <3>
<4>
1
124.8 123.5 -15.47
5

(m)
(Tm)
<5>
<6>
-531.3 -131.8

(T)
<7>
40.0

<8>
39.61

<9>
<10>
21.3313
4.96077

2

375.5 375.5
2

0

-1351.9 -130.1

39.5

39.49

0

0

3

218.6 218.5
6

0

-524.6 -78.1

23.7

23.70

0

0

4

353.0 353.0
2

0

-423.6 -130.1

39.5

39.49

0

0

5

205.1 205.0
7

0

23.7

23.70

0

0

6

330.5 330.5
3

0

396.6 -130.1

39.5

39.49

0

0

7

191.6 191.5
7

0

459.8 -78.1

23.7

23.70

0

0

8

308.0 308.0
3

0

1108.9 -130.1

39.5

39.49

0

0

9

551.9 546.4

68.44

2349.5 -126.5

38.4

38.01

307.5

306.7

Tổn 2659. 2652.
g
0
2

0.0 -78.1

53.0

1483.5

1012.7

Tổng các lực theo phơng thẳng đứng:
3+(-9)
sai số

2654.2

2650
-0.0016 -0.16%

15

4.76071 20.4711
-0.2

41.8

Tổng các lực theo phơng ngang:
4+8
sai số

359.64

360
-0.001 -0.10%

Tổng các của mô men:

5-10+6
sai số

428.9

420
0.02125
3

2.13%

12)- Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:
+ Cọc chịu nén lớn nhất:
Theo bảng 4, tải trọng chịu nén lớn nhất là các cọc thuộc nhóm
8 với Nmax = 110,4 Tấn, ta lấy trị số này để kiểm tra:
Theo đất nền:
Pmax + Gc Pc

Vế trái:

= 110,4+0,35*0,35*19*2,5*1,1 = 116.8 T;

Vế phải

Pc = 129 T;

Điều kiện trên đợc thoả mãn.
Theo vật liệu:
Pmax

PVL ;

Vế trái:

= 110,4 T;

Vế phải

PVL = 245,9 T.

Điều kiện trên đợc thoả mãn.
13)- Tính US tại đáy móng khối qui ớc:
Góc mở móng khối qui ớc = tb/4
tb= (1h1 + 2h2 +3h3)/(h1+h2+h3) = (8*3+12*6+24*6)/
(3+6+6)=160
tb/4 = 40 < 708 ; do đó lấy = 708 bằng góc nghiêng cọc
xiên.
hqu = 15 m; (xem hình 3).

aqu = 8.95 + 2*(15+4)*tg = 8.95+2*19*0.124 = 13.66 m;

16


bqu = 5.15 + 2*(15+4)*tg = 5.15+2*19*0.124 = 9.86 m;
- Trọng lợng các đoạn cọc L0:
Gc1 = 39*4*0.35*0.35*2.5*1.1 = 52.6 T;
- Trọng lợng móng khối qui ớc:
Gc2 = 13.66*9.86*15*2.0= 4040.7 T;
Tổng tải trọng tác dụng tại cao trình mũi cọc:
Ntt = Ntt + Gc1 + Gc2= 6743.3 T;
Mtt = Mxtt + Hxtt *19 = 420 + 360*19 = 7260 Tm;
tb = Ntt / Fqu = 6743.3/(13.66*9.86) = 50.0 T/m2 .
max = tb + Mtt/Wqu =
= 50.0+(7260*6)/( 13.66*13.66*9.86) = 73.7 T/m2 .
Cờng độ tính toán của nền đất (theo công thức 7a-PL):
R = 1.2*{R*[1+k1*(bqu-2)]+k2*3*(hqu-3)}+0.1*Hn
Theo bảng 9; bảng 11-PL có:
R = 2.5 KG/cm2 = 25 T/m2; k1 = 0.1; k2=3.0; Hn = 6 m; bqu=
6m
Thay số vào ta có:
R = 1.2*{25*[1+0.1*(6-2)]+3*1.78*(15-3)}+0.1*6 =119.5
2
T/m ;
Nh vậy tb < R ; max <1.2*R.
Kết luận: nền đủ khả năng chịu tải.
13)- Kiểm tra độ lún:

17

27.63

1:8

1:8

1:8

MNTN

1:8

MNTN

12,90

0

15,55

1
14,47

2

11,52

3

10,82

4

9,05

5

7,51

6
38,13

bt

7

z

6,52

z

Hì
nh 5: Sơ đồ tính lún

Hì
nh 4: Sơ đồ móng khối qui ớ c

Tính lún tại tâm móng theo phơng pháp tổng các lớp phân
tố, sau đó so sánh với [S] =

64 = 8 cm.

US gây lún: (chú ý tính với tải trọng tiêu chuẩn)
gl = tb/1.15 - tb = 50.0/1.15 - 27.63 = 15.9 T/m2.
Tỷ số 2 cạnh móng khối qui ớc:
m=aqu/bqu = 13.66/9.86 = 1.385;
Chia nền đất dới đế móng khối qui ớc thành các lớp mỏng
có chiều dày hi = 1.5 m, tính ứng suất gây lún và ứng suất bản
thân của các lớp phân tố, kết quả trình bày ở hình 3 và bảng

18


6. Coi 2 lớp đất 1 và 2 không thấm nớc, khi xác định ứng suất do
trọng lợng đất phải tính trọng lợng của nớc. Lớp đất thứ 3 phảI
tính với dung trọng đẩy nổi. Ví dụ ứng suất do trọng lợng đất
tại đáy móng khối qui ớc sẽ là:
tb = i*hi + n*hn = 1.67*3+1.77*6+1.0*6 + 1*6 = 27.63
T/m2
Lớp thứ 3 có:

dn = (-1)* n/(1+o) = (2.69-1)*1/(1+0.68) = 1.0

T/m3
Lần lợt tính US ở đáy các lớp phân tố và kết quả ghi ở
bảng 6;
ứng suất do tải trọng ngoài (phụ thêm) đợc tính theo công

thức:
z = k0 * gl
trong đó: k0 - hệ số giảm ứng suất theo chiều sâu, bảng
12-PL. Kết quả ứng suất z ghi ở bảng 6 và xem hình 4.
Xác định phạm vi tính lún H: tại đáy lớp phân tố thoả mãn
điều kiện:
z <= 0.2 tb
Tại đáy lớp đất thứ 7 có z = 6.52 T/m2;
0.2 * tb = 0.2*38.13 =7.63 T/m2. Nh vậy phạm vi tính lún H
= 10.5 m.
Độ lún tính theo công thức: S


* ztb * hi trong đó: =
E

0.8; E = 195 KG/cm2 .
Bảng 6
Lớp Điể
m

z

bt

a qu

bqu

a qu/

z/bqu

19

k0

z

hi

ztb



Si


đấ tín (m) (T/m (m)
t
h
2)

3

(m)

bqu

(T/m2)

(m)

(T/m2 (T/m2
)
)

(m)

0

0.00 27.63 13.6 9.86 1.385 0.000 1.000
6

15.90

1

1.50 29.13 13.6 9.86 1.385 0.152 0.978
6

15.55

1.50

15.73 1950 0.010

2

3.00 30.63 13.6 9.86 1.385 0.304 0.910

6

14.47

1.50

15.01 1950 0.009

3

4.50 32.13 13.6 9.86 1.385 0.456 0.724
6

11.52

1.50

13.00 1950 0.008

4

6.00 33.63 13.6 9.86 1.385 0.608 0.680
6

10.82

1.50

11.17 1950 0.007

5

7.50 35.13 13.6 9.86 1.385 0.760 0.569
6

9.05

1.50

9.94 1950 0.006

6

9.00 36.63 13.6 9.86 1.385 0.912 0.472
6

7.51

1.50

8.28 1950 0.005

7

10.5 38.13 13.6 9.86 1.385 1.064 0.410
6
S

6.52

1.50

7.02 1950 0.004
0.049

Độ lún của nền S = 0.049 m = 4.9 cm < [S] = 8 cm.
14)- Vẽ biểu đồ M(z) và (z) ; y(z) của cọc nguy hiểm nhất.
Tính và vẽ cho cọc nhóm 8:
Hi =7.9 T; Mi = 26 Tm,
Chuyển cặp nội lực này về cao trình mặt đất, ta có:
H0=7.9 T;
M0 = Mn + Hn *L0 = -26 + 7.9*4 = 5.6 Tm,
a)- Xác định y0; 0 theo công thức:
y 0 = 0H H H0 + 0H M M

0

0 = - ( 0M H H0 + 0M M M 0)
Thay số:
y 0 = 0.00189 *7.9+0.000881 *5.6 = 0.01986

m;

0 = - (0.000881 *7.9+0.000673 *5.6) = - 0.010729 rad.
b)- Xác định M(z) và vẽ biểu đồ
Trị số M(z) xác định theo công thức:

20

M(z) = 2EJ*(A3*yo+ B3*0/ + C3* M 0/2EJ + D3* H 0/3EJ)
(Sau khi nhân 2EJ=1837.5 lên các số hạng bên phải) ta có
hàm số:
M(z)

=(1837.5*0.01986)A3-

(0.010729

*1837.5/0.7)B3+5.6C3+(7.9/0.7) D3
Hay M(z) = 36.5 A3-28.2 B3+5.6 C3+11.3 D3
Chia cọc theo chiều sâu với bớc

z = 1.43 m; 2.86m;

4.29m; tơng ứng ta có z* là 1.0; 2.0; 3.0; và tra các hệ số
A3; B3; C3; D3 ở bảng 23-PL.

Kết quả M(z) trình bày ở bảng 7.
Bảng 7
z

z*

A3

B3

C3

D3

0

0

0

0

1

0

1.43

1

2.86

2.0

0.207 1.646 -47.28
1.295 1.314

4.29

3.0

-129.23 -169.20 -26.21

3.540 6.000 4.681 0.891

5.71

4.0

-58.92 -330.98 -97.49 -170.36
1.614 11.73 17.40 15.07
7
9
6

4.2

7.14

5.0 24.98 11.50
912.00 324.49 -109.82 -468.32
6
7
19.61 41.44
1
4

9.4

0.975 0.994
0.167 0.083

36.5 A3 28.2 B3

5.6 C3

11.3 D3 M(z) Tm

0.00

0.00

5.60

0.00

5.6

-6.08

-2.35

5.46

11.24

13.0

-37.04

1.16

18.60

9.5

-10.07

3.7

c)- Xác định (z) ; y(z) theo công thức:

21


(z) = m*z*(A1*yo+ B1*0/ + C1* M 0/2EJ + D1* H 0/3EJ)
y(z) = A1*yo+ B1*0/ + C1* M 0/2EJ + D1* H 0/3EJ
với = 0.7;
EJ = 0,7*3625 = 2537.5
2EJ = 0,7*0,7*3625 = 1776,3
3EJ = 0,7*0,.7*0,7*3625 = 1243,4
m=500 t/m4.
y(z)

=

m*z*(0.01986

*A1-0.010729

*B1/0.7+5.6*C1/1837.5+7.9*D1/1286.3)
y(z) =

Hay

m*z*(0.01986

*A1-

0.0153*B1+0.00305*C1+0.00614*D1).
Do y(z) = m*z* y(z) vì vậy
y(z) = (0.01986 *A1-0.0153*B1+0.00305*C1+0.00614*D1).
Cũng chia cọc theo chiều sâu với bớc z = 1.43 m; 2.86m;
4.29m; tơng ứng ta có z* là 1.0; 2.0; 3.0; và tra các hệ số
A1; B1; C1; D1 ở bảng 23-PL.

Kết quả (z); y(z) trình bày ở bảng 8
Bảng 8
A1

B1

C1

D1

0.0198 0.015 0.0030 0.0061 (z)
6A1
3B1
5C1
4D1
T/m2

z

z*

0

0

1.000 0.000 0.000 0.000 0.0198 0.000
6

0.000

0.000

0.00 0.020

1.43

1

0.992 0.997 0.499 0.167 0.0196 0.015
95

0.002

0.001

4.99 0.007

2.86 2.0 0.735 1.823 1.924 1.308 0.0145 0.028

0.006

0.008

0.87 0.001

22

y(z) m


98
4.29 3.0

- 1.037 3.225 3.858
- 0.016
0.928
0.0184
3

0.010

0.024

-1.65 -0.001

5.71 4.0

- 4.548
- -0.003
5.853 5.941 0.897
0.1162 0.091
5

0.028

-0.45 0.000

7.14 5.0

- -0.068 -0.069
10.39 22.50 22.43 11.16 0.2064 0.344
4
3
1
2
2

3.28 0.001

Biểu đồ M(z) và (z) ; y(z) trình bày ở hình 6.
26.0

0,020

5,6

0,00

1,43

0,007

13,0

4,99

2,86

0,001

9,5

2,86

0

4,29

-0,001

3,7

-.165

-.045

5,71

0,000

4,2

7,14

0,001

9,4

z

3.28

y(z)

M(z)

(m)

(Tm)

US ngang
(T/ m2)

Hì
nh 6: C á c biểu đồ chuyển vịngang, mô men
và ứng suất theo ph ơng ngang của cọc

15)- Kiểm tra áp suất mặt bên của cọc:
Theo biểu đồ US mặt bên của cọc (hình 5), ta thấy US lớn
nhất xuất hiện ở độ sâu z = 1.43 m < h/3 = 15/3 = 5 m, do đó
cần kiểm tra theo điều kiện sau:

23


( z ) 1 2

4
* z * tg tt ctt
cos tt

Lấy 1 = 2 = 1; tt = 80 ; costt = 0.9951; tgtt = 0.0699;
= 1.67 T/m3; ctt = 0.55 KG/cm2 = 5.5 T/m2.
Vế trái: (z) = 4.99 T/m2;
Vế phải: =1*1*4*(1.67*1.43*0.0699+5.5)/0.9961 = 22.76
T/m2.
Kết luận: áp lực ngang thoả mãn điều kiện trên, cọc ổn
định theo phơng ngang.
16)- Tính toán kiểm tra cọc:
a)- Khi vận chuyển và treo lên giá búa.
Có 2 loại cọc: loại cọc thẳng đứng dài 19.70m; loại nghiêng
dài 19.90m
Cấu tạo cọc làm 2 đoạn:
- Đoạn 1: Có mũi cọc dài 9.70m và 9.90 m;
- Đoạn 2: phía đầu cọc dài 10m dùng chung cho cả 2 loại
cọc đứng và nghiêng.
Kiểm tra cho đoạn cọc 10 m. Sơ đồ làm việc của cọc nh

dầm đơn giản có đầu mút thừa là

L 1 =0,207*10 = 2,07 m

chịu tác dụng của trọng lợng bản thân: (chú ý khoảng cách bố
trí móc cẩu sao cho mô men ở nhịp bằng mô men ở gối).
M = q*L12/2 = 0.3675 *2.07*2.07/2 = 0.735 Tm;
Trong đó: q = 0.35*0.35*2.5*1.2 = 0.3675 T/m;
Fa = M*/(0.9*ho*Ra) = 0.735/(0.9*0.32*34000) = 0.000075m2
= 0.75 cm2
Tơng tự có thể kiểm tra cho trờng hợp cọc treo lên giá búa.

24


b)- Kiểm tra cọc khi làm việc trong móng:
Từ biểu đồ mô men (hình 6), ta có nhận xét nh sau:
Đoạn cọc 2 có mô men rất lớn, do đó có thể cấu tạo thép
nhiều hơn để chịu mô men, đoạn cọc 1 có mô men nhỏ hơn
do đó có thể cấu tạo nh ở phần tính sức chịu tải của cọc.
Xét đoạn cọc 2:
Mmax = 26 Tm
Fa = Mmax*/(0.9*ho*Ra) = 26/(0.9*0.32*34000) = 0.002655 m2
= 26.55 cm2
Bố trí 325 (một mặt cạnh cọc) có F a=14.73 cm2 không
đủ điều kiện chịu lực. Do đó ta bố trí mỗi cạnh cọc 528, có
Fa=30.79 cm2. Nh vậy đoạn cọc phía trên bố trí 16 thanh 28.
Xét đoạn cọc 1:
Mmax = 9.4 Tm
Fa = Mmax*/(0.9*ho*Ra) = 9.4/(0.9*0.32*34000) = 0.00096 m2 =

9.6 cm2
Bố trí 325 (một mặt cạnh cọc) có F a=14.73 cm2 đủ điều
kiện chịu lực.
Cấu tạo cọc ở hình 6.

Kho a c ô n g tr ì
n h q uân sự

đồ á n mô n họ c

thiết kếmó n g tr ụ c ầu
họ c v iên
g ía o viên hdc

tr ần thếkỳ

g iá o v iên hd
c hủ nhiệm bm

Mẫu khung tê n

25