Móng cọc

CH NG 4: TÍNH TỐN THI T K MĨNG C C §1 Khái niệm chung I Khái niệm chung móng c c a Phạm vi áp dụng - Tải tr ng CT lớn; + Lực đ ng N lớn, đặc biệt ch u kéo; + Lực đẩy ngang lớn (cầu, cảng) hay Mlật lớn (CT tháp, cao tầng …); - Lớp đất tốt d ới sâu biện pháp xử lý đất y u bên khơng hiệu quả; - CT quan tr ng, địi hỏi độ tin cậy cao (đặc biệt CT có yêu cầu cao hạn ch bi n dạng); b Khái niệm móng c c (ti p) * Móng c c: gồm c c liên k t với đài c c - C c: cấu kiện dạng thanh, ch u nén tốt; ch u uốn, kéo Nhiệm vụ: + nhận tải tr ng từ CT thông qua đài; + truyền tải tr ng vào đất thông qua ma sát bên phản lực mũi - Đài c c: cấu kiện dạng (coi khối c ng): Nhiệm vụ: + đỡ CT bên liên k t c c; + ti p nhận tải tr ng CT phân phối lên c c II Cấu tạo chung c a móng c c Mặt đỉnh đài hđ Đài c c ΔL h Mặt đáy đài Hm L C c Mp mũi c c “đáy móng” II Cấu tạo chung c a móng c c (ti p) * Hm: độ sâu thực c a móng c c (độ sâu mũi c c) - Coi mp ngang qua mũi c c = “đáy móng nơng” - Hm = f(đ a chất, tải tr ng) L u ý: Mũi c c phải đ ợc hạ vào lớp đất tốt * Đặc tr ng c a c c: - L: chiều dài làm việc c a c c (từ đáy đài → mũi c c) + Lc: chiều dài thi công (chiều dài thực): Lc = L + ΔL - Dc: đ ng kính c c trịn hay cạnh c c vng * Đặc tr ng c a đài c c: - l*b/ b: kích th ớc mặt đài; - hđ: độ sâu chôn đài (từ mặt đất → đáy đài) - h: chiều cao đài (từ đỉnh đài → đáy đài): tính tốn §2 Phân loại c c I Phân loại c c theo vật liệu * C c gỗ * C c thép * C c BTCT: đ ợc dùng phổ bi n II Phân loại c c theo ph ng pháp thi công * Theo ph ng pháp thi công chia thành loại: - C c đúc sẵn; - C c đổ chỗ; - K t hợp loại II Phân loại c c theo ph ng pháp thi công II.1 C c đúc sẵn * C c đúc sẵn đ ợc cấu tạo từ vài đoạn c c đ ợc ch tạo sẵn (tại nhà máy công tr ng) đ ợc nối lại thi cơng hạ vào v trí thi t k Ph ng pháp hạ c c: đóng ép II.2 C c đổ chỗ (c c khoan nhồi) * C c đổ chỗ (c c khoan nhồi): đ ợc ch tạo v trí thi t k cách tạo hố rỗng thẳng đ ng đất, sau đặt cốt thép đổ BT vào hố II.3 C c k t hợp ch tạo sẵn - đổ chỗ * C c k t hợp ch tạo sẵn đổ chỗ: phần dạng ống đ ợc ch tạo sẵn BTCT thép Thi công theo ph ng pháp c c đúc sẵn lấy h t đất bên nhồi BTCT vào III Phân loại c c theo hình dáng ti t diện * C c BTCT cấu tạo nh ng phổ bi n c c ti t diện vng trịn (đặc rỗng) a C c vng: th ng có ti t diện đặc, đ ợc ch tạo sẵn từ hay nhiều đoạn - Ph ng pháp hạ c c vng: đóng ép - Dc = 20, 25, 30, 35, 40cm b C c chữ nhật (c c Barret) c C c tròn: ti t diện đặc rỗng C c tròn rỗng th ng ch tạo sẵn, c c tròn đặc ch y u đổ chỗ IV Phân loại c c theo ph ng th c truyền tải * Tải tr ng CT P truyền vào đất qua ma sát bên Pms phản lực mũi Pmũi: - N u đất mũi c c có tính nén lún thấp → chuyển v c a đất mũi c c nhỏ (có thể bỏ qua), Pmũi lớn so với với Pms → P ≈ Pmũi → C c chống; - Chuyển v mũi c c đáng kể, bỏ qua Pms → P = Pms + Pmũi → C c ma sát; * Tùy vào điều kiện đ a chất mà thi t k c c chống hay c c ma sát V Phân loại c c theo v trí đài c c * N u hđ đ sâu hđ > hmin → Móng c c đài thấp: đất từ đáy đài tr lên ti p nhận Qo → c c ch u tải tr ng đ ng không ch u tải tr ng ngang (phù hợp k t cấu dạng thanh); * N u hđ ≤ hmin → Móng c c đài cao: c c phải ch u tải tr ng ngang → đòi hỏi độ c ng chống uốn lớn §3 Cấu tạo c c BTCT * C c BTCT thi công theo ph ng pháp: c c đúc sẵn c c đổ chỗ → cấu tạo c a chúng khác I Cấu tạo c c đúc sẵn - Do vận chuyển khó khăn, điều kiện hạn ch giá búa → c c ch tạo thành đoạn, nối lại với (tổ hợp c c) * Có kiểu đoạn c c: đoạn nối đoạn mũi Mối nối Đoạn nối Đoạn nối Đoạn mũi Lđ1 Lđ2 Lc Lđ3 III.2 Tính tốn kiểm tra đài c c * Chiều cao đài xác đ nh theo TTGH c ng độ c a vật liệu đài Điều kiện kiểm tra: σmax ≤ R σmax: ng suất đài tải tr ng nén cục gây ra, σmax = {τmax, σk, σkc} R: c ng độ vật liệu c c t ng ng với ng suất σmax, R = {Rc, Rk} III.2 Tính tốn kiểm tra đài c c * Chiều cao đài phải thỏa mãn điều kiện: Pđt ≤ Pcđđ = ϕb (1 + ϕ n ) Rbt b.h o c Pđt: tổng phản lực c a c c nằm tháp đâm th ng; c: bề rộng hình chi u c a mặt phá hoại; ϕn: hệ số xét đ n ảnh h ng lực d c, ϕn = 0; ϕb4: hệ số phụ thuộc loại bêtông, ϕb4 = 1,5 với BT nặng; - Mặt khác, Pcđt phải thỏa mãn: ϕb3(1 = ϕn) ≤ Pcđt ≤ 0,25.Rb.b.ho ϕb3: hệ số phụ thuộc loại bêtông, ϕb3 = 0,6 với BT nặng III.3 Tính tốn cốt thép đài c c ho h lc bc II I III.3 Tính tốn cốt thép đài c c * Cốt thép đài c c ch y u ch u mômen uốn phản lực đầu c c gây * S đồ tính dầm conson ngàm mép cột Mômen lớn ti t diện sát mép cột: M max = ∑ Pj z j k j =1 → M max Fa = 0,9.Ra.ho Mmax: mômen ti t diện nguy hiểm phản lực từ k c c bên ti t diện gây ra; k: số c c nằm ti t diện; Pj: phản lực đầu c c th j phía ngồi ti t diện; zj: khoảng cách từ tim c c th j đ n ti t diện tính tốn; Ra: c ng độ ch u kéo c a cốt thép III.4 Tính tốn kiểm tra tổng thể móng c c a Xác đ nh móng khối quy ớc Móng khối quy ớc đ ợc xác đ nh theo cách: * Cách 1: α= ϕtb Mo N ∑ ϕ l ∑ ϕ l i =1 n ∑l i =1 i = α L’ Nq n i i M α n ϕtb = No i =1 L Mq i i L Lq Bq Lq = L’ + 2L.tgα = B’ + 2L.tgα Hm a Xác đ nh móng khối quy ớc (ti p) * Cách 2: TH: đồng Lq = L’ + 2(L/3).tg30° Bq = B’ + 2(L/3).tg30° L’ 2L/3 L 30o L/3 Lq a Xác đ nh móng khối quy ớc (ti p) * Cách 2: TH: đất y u nằm lớp đất tốt Lq = L’ + 2(L1/3).tg30° Bq = B’ + 2(L1/3).tg30° Đất y u L’ L 2L1/3 30o L1/3 Lq L1 a Xác đ nh móng khối quy ớc (ti p) * Cách b Kiểm tra c ng độ ổn đ nh * Điều kiện kiểm tra (t ng tự nh móng nông): ptb ≤ Rđ pmax ≤ 1,2Rđ ptb, pmax: áp lực ti p xúc trung bình, áp lực ti p xúc lớn đáy móng khối quy ớc Rđ: s c ch u tải tính tốn c a đất d ới đáy móng khối quy ớc ptb (= ptx ) = N qu Fqu pmax,min = ptb ± = N qu Lqu Bqu M x − qu Wx − qu ± M y − qu W y − qu ng độ ổn đ nh b Kiểm tra c - Nqu, Mx-qu, My-qu: Tải tr ng đáy móng khối quy ớc My-qu = My Mx-qu = Mx Nqu = N + Σ(Lqu.Bqu – Fc).li.γi + Qc N, Mx, My: tải tr ng đáy đài Qc: tổng tr ng l ợng c c đài, Qc = nc.Fc.γbt γi: tr ng l ợng riêng c a lớp th i; li: chiều dài c a đoạn c c nằm lớp th i Wx = M x − qu qu Lqu B Wy = M y − qu qu Bqu L Xác đ nh s c ch u tải giới hạn pgh p gh = α1 N γ Bqu γ + α N q q + α N c c q: phụ tải: q = γtb.Hm; γ: tr ng l ợng riêng c a đất d ới mũi c c; Nγ, Nq, Nc: hệ số s c ch u tải = f(ϕ); ϕ, c: góc ma sát lực dính đ n v c a đất d ới mũi c c; Lq , Bq : chiều dài, bề rộng móng khối quy ớc α1, α2, α3: hệ số hiệu chỉnh hình dạng móng = f(α) α1 = − α 0,2 = 1− 0,2.Bqu Lqu α2 = α3 = 1+ α 0,2 = 1+ 0,2.Bqu Lqu c Kiểm tra theo bi n dạng * Điều kiện kiểm tra (t ng tự nh móng nơng): S ≤ Sgh S: độ lún ổn đ nh c a móng khối quy ớc Ssg: độ lún giới hạn - Tr ng hợp đất d ới đáy móng khối đồng (1 − μ ) S = p gl Bqu ω Eo o - Tr ng hợp đất d ới đáy móng khối nhiều lớp S = ∑ Si n i =1 a Xác đ nh móng khối quy ớc (ti p) * Cách L 2/3L 1/3L 2/3L1 L1 1/3L1 b Theo s đồ phá hoại ng suất kéo kéo (đâm th ng / ép th ng) Việc xác đ nh ng suất kéo kéo mặt nghiêng cần c vào s độ c c cụ thể * Tr ng hợp kiểm tra theo phía, chiều cao đài phải thỏa mãn điều kiện: PΣ (≡ Pđt) ≤ Pcđt = [α1(bc + c2) + α2(lc + c1)].Rk.ho PΣ (≡ Pđt): tổng phản lực c a c c nằm tháp đâm th ng; c1, c2: khoảng cách mặt từ mép cột đ n đáy tháp đâm th ng; α1, α2: hệ số xác đ nh theo: Giá tr αi khoảng: 2,12 ≤ αi ≤ 3,35 ⎛ ho ⎞ α i = 1,5 + ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ ci ⎠ b Theo s đồ phá hoại ng suất kéo kéo * Tr ng hợp tải tr ng lệch tâm, nguy hiểm xuất phía có Pmax → cần kiểm tra phía có Pmax - N u b > bc + 2ho: PΣ (≡ Pđt) ≤ Pcđt = k.Rk.(bc + ho).ho - N u b ≤ bc + 2ho: ⎛ bc + b ⎞ P∑ (≡ Pđt ) ≤ Pcđđ = k Rk ⎜ ⎟.ho ⎝ ⎠ PΣ (≡ Pđt): tổng phản lực c a c c nằm mặt phẳng phá hoại; k: hệ số độ nghiêng c a mặt phá hoại, k = f(c/ho); c: bề rộng c a hình chi u mặt phẳng phá hoại ... c c II Cấu tạo chung c a móng c c Mặt đỉnh đài hđ Đài c c ΔL h Mặt đáy đài Hm L C c Mp mũi c c “đáy móng? ?? II Cấu tạo chung c a móng c c (ti p) * Hm: độ sâu thực c a móng c c (độ sâu mũi c c)...b Khái niệm móng c c (ti p) * Móng c c: gồm c c liên k t với đài c c - C c: cấu kiện dạng thanh, ch u nén tốt; ch u uốn,... đ sâu hđ > hmin → Móng c c đài thấp: đất từ đáy đài tr lên ti p nhận Qo → c c ch u tải tr ng đ ng không ch u tải tr ng ngang (phù hợp k t cấu dạng thanh); * N u hđ ≤ hmin → Móng c c đài cao: