Bài giảng đồ án nền móng thiết kế móng cọc

Xác định độ sâu đài cọc và kích thước đài cọc3.. Chọn loại cọc, kích thước và tính sức chịu tải cọc4.. Kiểm tra sức chịu tải của cọc Trang 3 Tiêu chuẩn thiết kế Trang 5 2.. Xác định ch

THIẾT KẾ MÓNG CỌC

Các bước thiết kế

1 Chọn loại móng

2 Xác định độ sâu đài cọc và kích thước đài cọc

3 Chọn loại cọc, kích thước và tính sức chịu tải cọc

4 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc

5 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

6 Tính toán cọc theo 2 trạng thái giới hạn

Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 10304:2014 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

1 Chọn loại móng

2 Xác định chiều sâu và kích thước đài cọc

Theo điều kiện chống thủng (TCVN 5574:2012, mục 6.2.5 – Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng cục bộ của tải trọng, phần B – Tính toán nén thủng)

Để đơn giản hóa, lấy h 0 bằng với độ vươn đài cọc

2 Xác định chiều sâu và kích thước đài cọc Chiều sâu đài cọc theo điều kiện áp lực đất bị động cân

bằng với Ttt

Trong đó α là hệ số tính đến ma sát đáy và mặt bên đài

với đất

0 min

2 tan 45

tt

d

T h

ϕ

γ α

≥

Ttt

Ebđ

Lấy theo kinh nghiệm h 0 = 1 m với cọc BTCT đúc sẵn, h 0 = 1,5 –

2m với cọc khoan nhồi.

3 Chọn loại cọc, kích thước cọc, tính sức chịu tải

Cọc BTCT đúc sẵn, 30x30cm, chiều dài cọc trong khoảng 16 – 24m

Chọn chiều dài cọc: Sức chịu tải cọc theo đất nền gần bằng sức chịu tải cọc theo điều kiện vật liệu

Các phương pháp tính sức chịu tải của cọc đơn: mục 7.2 và Phụ lục G, TCVN 10304-2014

Tính sức chịu tải của cọc đơn

Sức chịu tải của cọc đơn theo đất nền có thể được xác định theo 3 phương pháp:

-Phương pháp lý thuyết: dựa vào lý thuyết cân bang giới hạn và sự xuất hiện các mặt trượt liên tục dưới mũi cọc – Mục 7.2, TCVN 10304

-Phương pháp thí nghiệm bằng cọc xuyên tĩnh – Mục 7.3

-Phương pháp thống kê các tài liệu thực tế - Phụ lục G

Tính sức chịu tải của cọc đơn

Sức chịu tải trọng nén của cọc treo theo đất nền

Trong đó:

γc: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, γc =1;

γcq và γcf: các hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân cọc có xét đến ảnh hưởng của

phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất (xem Bảng 4 trong tiêu chuẩn hoặc bảng V-3 trong giáo trình bộ môn)

qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tra theo bảng 2 trong tiêu chuẩn hoặc bẳng V-1

giáo trình bộ môn

Ab: diện tích cọc tựa lên đất, lấy bằng diện tích tiết diện ngang mũi cọc đặc

u: chu vi tiết diện ngang thân cọc

fi: cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, lấy theo Bảng 3 hoặc

bảng V-2

li: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

Tính sức chịu tải của cọc đơn

Sức chịu tải của cọc đơn theo vật lieu làm cọc:

Trong đó:

γc: hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 0.6 với cọc chế tạo trong đất, bằng 1 với các loại cọc khác

γcb: hệ số làm việc của bê tông, bằng 0.85 với cọc chế tạo trong đất, bằng 1 với các loại cọc khác

R = γ γ R F + R F

Tính sức chịu tải của cọc đơn

Sức chịu tải của cọc Rc: Rc = min(Rc,u, Rcb)

Chiều dài cọc phải thỏa mãn: Rc,u ~< Rbc

Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, mác 200, 250, 300:

- Dc = 20 cm, L ≤ 3-7 m

- Dc = 25 cm, L ≤ 6-7 m

- Dc = 30 cm, L ≤ 7-8 m, thép dọc 4φ12

- Dc = 35 cm, L ≤ 9-12 m, thép dọc 4φ16

- Dc = 40 cm, L = 16m, thép dọc 8φ12 – φ30

Thép đai φ6 hoặc φ8

Nếu chiều dài cọc xác định được là 22 m thì sẽ chọn bao nhiêu đoạn cọc?

Có cần phải chọn lại kích thước tiết diện cọc?

4 Xác định số lượng cọc

Trong đó: β là hệ số xét đến sự gia tang số cọc 1,1 – 1,3

γklà hệ số tin cậy theo đất, lấy bằng 1,4 với móng có ít nhất 21 cọc (Mục 7.1.11, TCVN 10304:2014)

Bố trí cọc: 3d < c < 6d

c

N n

P

c

k

P P

γ

=

5 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

Đối với cọc chịu nén:

Trong đó: Nc,d là tải trọng nén tính toán

γ0 là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và lấy bằng 1,15 trong móng nhiều cọc;

γ0 là hệ số tin cậy về tầm quan trọng công trình, = 1,1 với công trình cấp III

,

o

n

γ

c

k

P P

γ

=

5 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

Đối với cọc chịu nén:

max

min

y i

tt d

M x

N N

= +

∑

∑

∑

x

y

6 Kiểm tra nền theo biến dạng

Tải trọng không được vượt quá áp lực tiêu chuẩn (nền làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính:

Pmax < 1,2 R và Ptb < Rtc Tính lún và độ lún phải thỏa mãn: S < Sgh

6 Kiểm tra nền theo biến dạng 6.1 Kiểm tra điều kiện biến dạng tuyến tính

Tính toán độ lún của móng cọc theo mô hình móng khối quy ước

nhưng lấy không quá 2d trong trường hợp dưới mũi cọc là nền đất dính có chỉ số dẻo IL > 0,6

Tải trọng tại đáy của khối móng quy ước:

tc

qu tc qu

tc

qu tc tc m

tc qu tc qu

N N G

M M T H

M

e

N

= +

= +

=

max min

6 1

tc qu

p

=   ±  

6 Kiểm tra nền theo biến dạng

6.1 Kiểm tra điều kiện biến dạng tuyến tính

Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước (Mục 4.6.9 – TCVN 9362):

m1, m2: hệ số làm việc của nền đất và của công trình, tra bảng 15 TCVN 9362; nền sét độ sệt 0.3 thì m1 = 1.2, nhà có kết cấu mềm không yêu cầu chịu nội lực gây them bởi biến dạng nền m2 = 1

ktc: hệ số tin cậy, phụ thuộc phương pháp xác định các đặc trưng tính toán của đất, =1 nếu xác định từ TN trực tiếp, bằng 1.1 nếu xác định gián tiếp ví dụ từ kq thống kê

A,B,D: các hệ số tra trong bảng II-1 giáo trình hoặc bảng 14 TCVN 9362

ho: chiều sâu đến nền tầng hầm, không có tầng hầm thì h0 = 0

b: cạnh bé của đáy móng; h: chiều sâu khối móng quy ước

γII, cII: thông số của đất dưới đáy móng, có tính đến áp lực đẩy nổi

γ’’II: thông số của đất nằm phía trên độ sâu đáy móng(kN/m3)

6 Kiểm tra nền theo biến dạng

6.2 Tính lún

(1) Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân σzđ;

(2) Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm σz;

(3) Xác định chiều sâu vùng chịu nén;

(4) Chia lớp tính lún;

(5) Tính lún cho từng lớp;

(6) Cộng lún các lớp

Tính tại tâm O, kiểm tra điều kiện: S < Sgh

Sgh tra trong Bảng 16 – TCVN 9362-2012

σz = 0.2 σzđ

Vẽ từ mặt đất tự nhiên

ptl = ptb – y.hm; σz = 4.k1.ptl; Vẽ từ đáy khối móng quy ước

0,8 i i

i

i

h S

E

σ ×

=