Danh Phan Trang Nhi ĐH GTVT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD ThS PHAM NGỌC BẢY PHỤ LỤC 5 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC MỤC LỤ SVTH NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV 5951010203 Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD ThS PHAM NGỌC BẢY I[.]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY PHỤ LỤC TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỌC MỤC LỤ SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY I.TÍNH TỐN CỌC TRONG MỐ I.1 Số liệu thiết kế .4 I.2 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang cọc I.3 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn .5 I.3.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu I.4 Sức chịu tải coc theo đất I.4.1 Hệ số sức kháng I.4.2 Sức kháng mũi cọc I.4.3 Sức kháng thân cọc I.4.4 Sức kháng dọc trục cọc I.5 Xác định số lượng cọc bệ mố .8 II.TÍNH TỐN CỌC TRONG TRỤ II.1 Số liệu thiết kế II.2 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang cọc .10 II.3 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn 10 II.3.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu 10 II.4 Sức chịu tải cọc theo đất .10 II.4.1 Hệ số sức kháng 11 II.4.2 Sức kháng mũi cọc 11 II.4.3 Sức kháng thân cọc 12 II.4.4 Sức kháng dọc trục cọc 14 II.5 Xác định số lượng cọc bệ mố 14 SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình I.1 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang cọc 40x40cm Hình I.2 Bố trí cọc mặt bệ mố Hình II.1 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang cọc 40x40cm .10 Hình II.2 Bố trí cọc mặt bệ trụ 14 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng I.1 Kết tính tốn đại lượng Bảng II.1 Kết tính tốn đại lượng 13 SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY I TÍNH TỐN CỌC TRONG MỐ I.1 Số liệu thiết kế Loại cọc: Chiều dài cọc: Diện tích mặt cắt ngang cọc: Diện tích cốt thép dọc chịu lực: Giới hạn chảy quy định cốt thép thường: Số lượng cọc: Khoảng cách cọc phương dọc: Khoảng cách cọc phương ngang: Cường độ bê tông thân cọc: Trọng lượng riêng bê tông: Modun đàn hồi bê tông cọc: Cao độ đáy bệ: Cao độ mũi cọc: Mực nước cao nhất: Mực nước thấp nhất: Mực nước thông thuyền: Trọng lượng riêng nước: I.2 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang cọc D = 40x40cm 35.8m 160000 mm2 1520 mm2 420 MPa 20 cọc 1500mm 1300 mm 30 MPa 24.5 kN/m3 29440 Mpa -4.15m -39.8m -1.5m -12.8m -6.5m 10 kN/m3 Hình I.2.1.1.a.1.1.1 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang cọc 40x40cm SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I.3 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY Công thức xác định: [P] = min{Pr ; Rr} Trong đó: [P]:b sức chịu tải cọc Pr: sức chịu tải theo điều kiện vật liệu cọc Rr: sức chịu tải theo đất I.3.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu Sức kháng tính tốn cọc theo vật liệu xác định sau: PR .Pn 0.85 0.85 f c (A c A s ) f y A s Trong đó: = 0.9; fc’=30Mpa; Ac = 400x400=160000 mm2; fy = 420Mpa; As = 8π×222/4= 3041 mm2 Do đó: PR .Pn 0.85 0.85 f c (A c A s ) f y A s ¿ 0.9 ×0.8 × [ 0.85× 30 ( 160000−3041 ) +420 ×3041 ] ¿ 3307 ×1 03 (N )=3307 (kN ) I.4 Sức chịu tải coc theo đất Theo điều kiện đất nền, sức chịu tải tính tốn cọc Rr bao gồm thành phần: Rr = Rmuicoc + Rthancoc Công thức xác định: R R = ϕ R +ϕ R qp p qs s Trong đó: Rp: sức kháng mũi cọc Rs: sức kháng than cọc ϕ qp : hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc ϕ qs : hệ số sức kháng sức kháng thân cọc As = P×Li: diện tích bề mặt thân cọc Ap = 1600000 mm2: diện tích mũi cọc lấy diện tích thân cọc I.4.1 Hệ số sức kháng Tra bảng – mục 5.5.2.3 – phần 10 Hệ số sức kháng TTGH cường độ SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG TTGH đặc biệt MSSV:5951010203 Trang: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY Sét Cát Sét Cát Sức kháng mũi cọc (ϕ qp ) 0.35 0.30 1.00 1.00 Sức kháng thân cọc(ϕ qs ) 0.35 0.30 1.00 1.00 I.4.2 Sức kháng mũi cọc Công thức xác định: ϕ qp R p=ϕ qp q p Ap Trong đó: ϕ qp=0.3 : hệ số sức kháng mũi cọc Ap = 160000 mm2 : diện tích mũi cọc q p : Sức kháng mũi cọc đơn vị Mũi cọc đặt vào lớp đất rời nên ta có: Sức kháng mũi cọc đơn vị danh định theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT: q p= 0.038 ×(N 160 )× D b ≤ qλ D Trong đó: D = 400 mm : đường kính cọc Db = 3000 mm chiều dài cọc ngập tầng đất chịu lực N160 : Số búa thí nghiệm SPT tiêu biểu gần vị trí mũi cọc ( búa/300mm) q λ : Sức kháng chân cọc giới hạn ( MPa) Với địa chất mũi cọc cát q λ =8 × × N 160 = 70.4 MPa Tham chiếu công thức (2), (3) – mục 4.6.2.4 – phần 10 ta có: N 160=C N ×( ER %) × N 60 Với: ER = 60%: Hiệu búa thủ SPT N: số SPT chưa hiệu chỉnh (búa/300mm) [ C N = 0.77 × log 10( 1.92 ) Đảm bảo N 160=17(búa /300 mm) qp = 3.74 MPa = 3740 kPa ϕ qp R p=ϕ qp × q p × A p =179.52kN II.4.3 Sức kháng thân cọc ϕ qs Rs=ϕ qs × q s × A s Trong đó: ϕ qs : hệ số sức kháng thân cọc As = P× hi q s: Sức kháng ma sát đơn vị thành bên cọc (MPa) a Đối với đất dính ( phương pháp α ) Sức kháng ma sát đơn vị thành bên: q s=α × Su Với Su=6× N 160: cường độ chống cắt khơng nước (MPa) α : hệ số kết dính áp dụng cho Su b Đối với đất rời: Sức kháng thân cọc đơn vị ước tính theo số SPT (N) sau: qs= 0.0019×N160 (10.7.3.4.2b-1) Trong đó: N160 : số SPT trung bình dọc theo thành bên cọc ( số búa/30mm) ( tính N160 tương tự theo cơng thức mục 1.4.2 – sức kháng mũi cọc), Ta có kết bảng đây: Bảng II.4.3.1.b.1.1.1.1 Kết tính tốn đại lượng Lớp đất Chiều dày NSPT Áp lực có CN N160 Su qs ϕ qs ×q s × A s hiệu thẳng SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY (hi) Bùn sét, màu xám xanh Cát hạt nhỏ, màu xám Sét xen cát, màu xám đen Cát hạt nhỏ, màu xám vàng, kết cấu chặt Tổng đứng 26.1 62.1 98.1 134.1 170.1 12 206.1 15 224.1 17 236.1 19 248.1 21 257.1 23 266.1 25 278.1 1.10 30 284.7 1.43 1.44 8.62 3.44 20.65 4.97 29.84 0.89 6.23 37.38 0.81 7.29 43.77 8.96 53.73 10.77 64.65 11.91 - 13.0 - 14.12 - 15.2 91.2 16.15 - 19.15 - 1.14 0.99 0.74 0.71 0.70 0.68 0.67 0.66 0.64 0.63 7.501 17.90 27.05 35.40 43.14 52.61 60.18 22.63 24.70 26.82 77.89 30.69 36.38 33.6 8.40 40.11 60.59 79.30 96.64 97.43 67.40 21.73 23.71 19.32 43.62 29.46 19.21 606.93 N => Sức chịu tải cọc theo đất là: RR = ϕ qp R p +ϕ qs R s=179.5+ 606.93=827.01 kN II.4.4 Sức kháng dọc trục cọc Sức kháng dọc trục cọc đơn xác đinh sau: Sức kháng cọc theo điều kiện vật liệu: PR = 3307 kN SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY Sức kháng cọc theo điều kiện đất nền: RR = 827.01 kN Ptt =min(¿ PR , R R )=(3307, 827.01)¿ = 827.01 kN II.5 Xác định số lượng cọc bệ mố Công thức xác định: n=β × Pu 27266.53 =1.5 × =32.97 (cọc) [Ptt ] 827.01 Chọn n = 36 cọc Kích thước 40x40cm, chiều dài L= 35.8m Hình II.5.1.1.a.1.1.1 Bố trí cọc mặt bệ trụ II.6 Quy trình chạy FB – Pier II.6.1 Khai báo đại lượng Số lượng cọc Khoảng tim cọc đến tin cọc Khoảng từ tim cọc đến mép bệ Chiều dài cọc Cao độ đáy bệ Cao độ mũi cọc SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY Hình II.6.1.1.a.1.1.1 Khai báo thông tin số lượng cọc tiêu lý địa chất Hình II.6.1.1.a.1.1.2 Sơ đồ bố trí cọc SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY II.6.2 Khai báo kích thước cọc Hình II.6.2.1.a.1.1.1 Khai báo kích thước cốt đai Hình II.6.2.1.a.1.1.2 Khai báo kích thước cốt đai SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY Hình II.6.2.1.a.1.1.3 Khai báo kích thước cốt đai loại Hình II.6.2.1.a.1.1.4 Khai báo kích thước thép đai loại SVTH: NGUYỄN CƠNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY II.6.3 Khai báo tiêu cường độ (fc; fy; Es; Ec ) Hình II.6.3.1.a.1.1.1 Khai báo đại lượng cường độ Hình II.6.3.1.a.1.1.2 Sơ đồ địa chất II.6.4 Khai báo địa chất Lớp đất 1: SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lớp đất 2: Lớp đất 3: SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY MSSV:5951010203 Trang: 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.6.5 Khai báo tải trọng GVHD: ThS PHAM NGỌC BẢY Hình II.6.5.1.a.1.1.1 Khai báo đại lượng tải trọng Hình II.6.5.1.a.1.1.2 Kết thể tải trọng tác dụng sau khai báo SVTH: NGUYỄN CÔNG TRỌNG MSSV:5951010203 Trang: 20