Máng móng và trụ mố, gối

Máng móng và trụ mố, gối

chơng 5móng, trụ, mố và gối5.1. Giới thiệu chungCác quy định chung về thiết kế móng cho mố trụ cầu của AASHTO có nhiều điểm gần t-ơng tự với quy trình hiện hành ở Việt nam, nhng cũng quy định cụ thể thì có nhiều điểm khác biệt. Tài liệu AASHTO đề cập đến các loại móng nông, móng cọc đóng và móng cọc khoan.Một số điểm quy định chung cần chú ý là :- Chọn loại móng phải căn cứ và đánh giá độ lớn và phơng của tải trọng, chiều sâu tầng đất chịu lực phù hợp, dấu hiệu về lũ lụt trong quá khứ, khả năng hang castơ xuất hiện bên dới, khả năng xói mòn, trơng nở, khả năng thi công dễ dàng và giảm chi phí xây dựng.- Khả năng chịu tải của móng phải đủ thích hợp với yêu cầu. Độ lún cho phép và độ ổn định chung cho phép phải đợc lấy có xét đến đặc điểm của các mái dốc tiếp giáp với móng. Mức độ biến dạng kết cấu cho phép đợc khống chế tuỳ theo kiểu loại và chiều dài nhịp của kết cấu bên trên.- Phải xét kỹ các điều kiện địa chất và môi trờng có ảnh hởng đến móng. Xem bảng 4.2.3A Quy trình AASHTO và danh mục các nghiên cứu đặc biệt.5.2. Khảo sát địa kỹ thuậtNgời thiết kế đề ra các yêu cầu về thăm dò khảo sát và thí nghiệm địa kỹ thuật tuỳ theo nội dung đồ án và sao cho phù hợp điều kiện địa chất ở công trình.Tuy nhiên vẫn phải tuân theo các yêu cầu tối thiểu về những vấn đề cần khảo sát sau đây :1) Các tầng lớp (độ sâu, chiều dầy, sự biến đổi, nhận dạng đất, phân loại, cờng độ cắt, tính nén lún.Độ cứng, khả năng thấm nớc, khả năng dãn nở hoặc sụt nở .2) Các tầng đá (chiều sâu đá, nhận dạng và phân loại, chất lợng nh tình trạng bền chắc, độ cứng, thớ nứt, sức chống phong hóa, chống hoà tan, khả năng trơng nở.)3) Cao độ mực nớc ngầm4) Cao độ mặt đất5) Các vấn đề cần xem xét đặc biệtNhật ký khảo sát thăm dò phải ghi rõ :- Mô tả các tầng đất đá- Sức chống đâm xuyên đối với đất (ví dụ SPT hoặc qc) việc bao bọc mẫu thử và RQD đối với các tầng đá - Thiết bị và phơng pháp khoan, việc sử dụng vữa xét khoan, loại dầu SPT (nghĩa là loại an toàn, điện tử, thuỷ lực) hoặc chùng xuyên (cơ khí hay dùng điện)- Các điều kiện bất thờng dới đất nh áp lực nớc ngầm, tảng đá lăn hoặc các hang động Trong mục này còn quy định chiều sâu, quy mô của việc thăm dò, các thí nghiệm tiến hành trong phòng thí nghiệm thăm dò hay nghiên cứu về xoí mòn.5.3 Móng 5.3.1. Móng mở rộng (móng nông)Trong mục này có đề cập đến các vấn đề sau :1) Phạm vi áp dụng loại móng này (để thiết kế các đế móng đơn lẻ, móng đỡ nhiều cột trụ hoặc tờng, móng trong nền đắp, móng nằm trong các phần mái dốc của nền đắp .)2) Lựa chọn tính chất của đất và đá3) Xác định chiều sâu đặt móng4) Neo5) Thiết kế địa kỹ thuật trên đất bao gồm các vấn đề khả năng chịu lực nén, độ lún, độ ổn định động của đất.6) Thiết kế địa kỹ thuật trên đá7) Độ ổn định chung8) Thiết kế động lực/ động đất9) Thiết kế kết cấuở đây giới thiệu chi tiết một số vấn đề có liên quan đến thiết kế móng nh lựa chọn tính chất của đất và đá, khả năng chịu lực nén, độ lún .* Lựa chọn tính chất của đất đá: Phải dựa trên các kết quả thử nghiệm tại hiện trờng và/hoặc trong phòng thí nghiệm để tính ổn định và độ lún của móng.* Độ sùi đặt móng: Phải thoả mãn sức chịu nén thích hợp, độ chôn sâu và chiều rộng thềm tối thiểu, bảo vệ chống xói.* Khả năng chịu lực nénKhả năng chịu lực nén cho phép xác định nh sau : qultqall = -------- FSTrong đó qult là khả năng chịu lực nén cực hạnFS là hệ số an toàn (tối thiểu có giá trị bằng3)+ Đối với các bệ móng liên tục (chiều dài móng lớn hơn 5 lần chiều rộng móng) khả năng chịu lực nén cực hạn xác định bằng biểu thức (4.4.7-1-1)qult = C Nc + 0.5 .B.N + q.NqTrong đó : C : Lực dính kết của đất (Ksf)q : Ap lực gia tải trớc hữu hiệu tại đáy móng165 : Tổng trọng lợng đơn vị của đất hoặc đá (Kcf) : Bề rộng của móng (ft)Nc, N , Nq : Các hệ số khả năng chịu lực nén dựa trên giá trị lực nội ma sát của đất móng (tra bảng 4.4.7.1A Quy trình AASHTO)+ Khi xét đến ảnh hởng của hình dạng móng, độ dốc mặt đất, độ nghiêng của móng và tải trọng nghiêng ngời ta đa vào các hệ số độ nghiêng mặt đáy bc, b , bq, hệ số hình dạng móng sc , s , sq và các hệ số độ nghiêng của tải trọng ic,i ,iqqult = C.Nc sc bc ic + 0,5 .N .s b i + qNq.sq.iq (4.4.7.1.1-1)Các hệ số kể trên có hớng dẫn xác định cụ thể.* Độ lún:Tổng độ lún St đợc xác định bằng biểu thức:St = Se + Sc + SsTrong đó:Se - Độ lún đàn hồi đợc xác định bằng cách dùng tĩnh tải trong thân hệ số, cộng với thành phần của hạ tải và lực xung kích không nhân hệ số đợc giả định truyền tới cao độ đáy móng.Sc; Ss+ - Độ lún cố kết và độ lún thứ cấp xác định bằng cách chỉ sử dụng toàn bộ tĩnh tải không nhân hệ số.* Thiết kế kết cấu:Móng phải đợc xem xét chui tác động của các lực hớng xuống dới do các tải trọng cộng tác dụng lên nhau đợc chống lại bởi áp lực hớng lèn trên do các vật liệu nền tác động và áp lực này đợc phân phối trên diện tích của đế móng tuỳ theo độ lệch tâm của hợp lực các lực hớng xuống dới. Khi dới đế móng dùng các cọc, phản lực hớng lên trên của nền móng phải đợc xem nh là một loạt các tải trọng tập trung đặt tại các tim cọc, mỗi cọc đợc giả định là chịu một phần của tổng tải trọng đế móng.Khi một đế móng đơn độc đỡ một cột, trụ hoặc trờng đế móng phải giả định làm việc nh một dầm hẫng. Khi đế móng đỡ nhiều hơn một cột, trụ hoặc tờng, thì tấm bản đế móng phải đợc thiết kế theo các điều kiện thực tế về tính liên tục và cỡng bức.Tính toán mô men hoặc chụi lực cắt phải tiến hành ở tiết diện nguy hiểm quy định cho từng loại. Việc phân bố cốt thép hoặc triển khai chiều dài cốt thép phải theo quy định của các mục đó.Trong quy trình còn đề cập đến vấn đề truyền lực tại đế cột và tính toán đế móng bê tông không cốt thép.5.3.2. Móng cọc:Trong phần này giới thiệu 2 loại: Móng cọc đóng và móng cọc khoan.5.3.2.1. Cọc đóng5.3.2.1.1. Giới thiệu chung:+ Cọc có thể đợc dùng khi đế móng không thể xây trên đá, khi không thể dùng móng nông.166 + Vật liệu dùng làm cọc có thể là thép, gỗ, bê tông hoặc tổ hợp các vật liệu. Cọc có thể bằng tiết diện thép kết cấu, ống thép, bê tông đúc sẵn, bê tông đúc tại chỗ bê tông ứng suất trớc.+ Chiều sâu đóng cọc ( Phần cọc nằm trong đất) phải đợc xác định dựa trên khả năng chịu tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang của cả cọc và đất bên dới. Nói chung chiêu sâu đóng cọc bất kỳ trờng hợp nào cũng không đợc nhỏ hơn 10ft (3m) trong đất dính, rắn chắc hoặc vật liệu hạt chặt và không nhỏ hơn 20ft (6m) trong đất dính mềm hoặc vật liệu tơi xốp. ở nơi chiều sâu tới đất chặt chẽ hoặc đá nhỏ hơn 10ft (3m) nên xét dùng loại móng mở rộng (móng nông).Các cọc dùng cho trụ cầu hoặc các giàn cọc phải đáp ứng các yêu cầu trên, ngoài ra trừ khi đóng đã tới độ chối, chiều dài phần cọc nằm trong đất không ít hơn 1/3 chiều dài phần cọc tự do.+ Cọc thử: Phải xét đến cọc thử cho mỗi đơn nguyên kết cấu hạ tầng (xem điều 4.1.1Quy trình AASHTO) định nghĩa về đơn nguyên kết cấu hạ tầng) để xác định các đặc trng đóng cọc, đánh giá khả năng cọc thep chiều sâu và xác định chiều dài cọc đặt hàng của nhà thầu.Cọc có thể thử bằng cách chất tải tĩnh, hoặctiến hành các nghiên cứu về khả năng đóng cọc, hoặc kết hợp các cách đó dựa trên sự hiểu biết các điều kiện dới đất. CCó thể tăng số lợng cọc thử cần thiết trong điều kiện dới đất không đồng đều.Không cần thử cọc khi đã có kinh nghiệm trớc đây với cùng một loại cọc và cùng khả năng cực hạn của cọc trong các điều kiện đất tơng tự.5.3.2.1.2. Các loại cọc: Các loại cọc gồm có:- Cọc ma sát- Cọc chống- Tổ hợp cọc ma sát và cọc chống- Cọc xiên5.3.2.1.3.Tính toán thiết kế cọc:a/ Chọn các đặc tính của đất, đá: Các đặc tính của đất, đá cần phải xác định để biết các đặc trng về cờng độ và tính nén lún của đất nền trong thiết kế cọc đóng. Xem điều 4.3 về các hớng dẫn đối với việc khảo sát, thăm dò dới mặt đất đẻ có đợc các đặc tính của đất và đá.b/ Chọn khả năng chụi tải thiết kế của cọc:Khả năng chụi tải thiết kế của cọc là tải trọng tối đa mà cọc phải chịu với chuyển vị chấp nhận đợc. Khi xác định khả năng chụi tải thiết kế của cọc vần phải xét:+ Khả năng chụi tải cực hạn của đất.+ Khả năng chụi tải kết cấu của tiết diện cọc.Khả năng chụi tải , dọc trục thiết kế cho phép Qall đợc xác định nh sau:QallQall= --------FSTrong đó:Qall = Qs + QT - Khả năng cực hạn của cọc (K)Qs - Lực kháng cực hạn thêm cọc (K)167 QT - lực kháng cực hạn mũi cọc (K)FS - Hệ số an toàn (không thứ nguyên) xem mục 4.5.6.2 Quy trình AASHTO.Trong mục này có giới thiệu các yếu tố ảnh hởng đến khả năng chụi tải dọc trục, khả năng chụi tải trong dọc trục trong đất dính, đất không dính và trên đá.c/ Độ lún:Phải ớc tính độ lún của các cọc và nhóm cọc chụi tải trọng dọc trục với các tải trọng cho phép. Có thể sử dụng các phân tích đàn hồi, các kỹ thuật truyền tải trọng và hoặc phần tử hữu hạn (ví dụ Vesie, 1977 hoặc Poulos và Davis , 1980). Độ lún của cọc hoặc nhóm cọc không đợc vợt quá các giới hạn chuyển vị cho phép của kết cấu.d/ Các vấn đề khác: Xem các hạng mục dới đây:- Tải trọng cọc trong nhóm Mục 4.5.6.4 Quy trình AASHTO- Tải trọng bên truyền vào cọc trong mục 4.5.6.5 Quy trình AASHTO- Tải trọng nâng tác dụng lên cọc (nhóm cọc) mục 4.5.6.6 Quy trình AASHTO- Chuyển vị thẳng đứng của đất mục 4.5.6.7 Quy trình AASHTO- Thiết kế động/động đất mục 4.5.6.8 Quy trình AASHTOe/ Thiết kế khả năng chụi tải của kết cấu cọc:Cọc phải đợc thiết kế nh các cấu kiện kết cấu có khả năng chịu một các an toàn tất cat các tải trọng đặt lên chúng do kết cấu hoặc do đất xung quanh. Đối với phần cọc không khí hoặc nớc hoặc trong đất không có khả năng tạo ra lực chống đỡ bên thích hợp trên suốt chiều dài cọc để chống oằn, phải áp dụng các quy trình thiết kế kết cấu đối với các kết cấu chịu nén của các chơng 8,9,10 và 13 trừ: Các cọc gỗ phải thiết kế theo điều 13.3 Quy trình AASHTO dùng các ứng suất đơn vị cho phép cho trong điều 13.2 đối với gỗ xẻ và trong bảng 4.4.7.3A Quy trình AASHTO+ ứng suất cho phép trong cọc (xem điều 4.5.7.3 Quy trình AASHTO)Có quy định đối với cọc thép định hình, cọc ống thép không nhồi, ống thép nhồi bê tông, cọc bê tông đúc sẵn, bê tông ứng suất trớc, cọc gỗ tròn (ví dụ : Đối với cọc bê tông đúc sẵn, ứng suất cho phép lớn nhất không đợc vợt quá 0,33 f'c trên tổng diện tích mặt cắt ngang của bê tông).+ Điều chỉnh tiết diện ngang đối với ăn mòn (điều 4.5.7.4 Quy trình AASHTO)+ Xói (xem điều 4.5.7.5 (Quy trình AASHTO)f/ Vấn đề chống ăn mòn và mài mòn cọc (xem điều 4.5.8 Quy trình AASHTO)g/ Phân tích phơng trình sóng (điều 4.5.9 Quy trình AASHTO)h/ Kiểm chứng động lực học :áp dụng đối với cọc đóng trong các điều kiện dới mặt đất khó khăn nh đất có các vật ch-ớng ngại và các tảng đá lăn (đá mồ côi) hoặc một mặt đá gốc rất dốc để đánh giá sự phù hợp với khả năng kết cấu của cọc. Cũng có thể xét đến việc kiểm chứng động lực học để kiểm tra khả năng địa kỹ thuật khi quy mô đồ án hoặc các hạn chế khác cản trở việc thử tải trọng tĩnh.i/ ứng suất đóng cọc lớn nhất cho phép:ứng suất đóng cọc lớn nhất cho phép trong vật liệu cọc đối với các cọc ở đầu không đợc vợt quá các giới hạn sau đây:+ Cọc thép: 0,9Fy (nén) 0,9Fy (kéo)168 Trong đó: Fy - Cờng độ chảy của thép (Ksi)+ Cọc bê tông : 0,85 f'c (nén) 0,7 Fy của cốt thép (kéo)F'c - Cờng độ nén của bê tông (Ksi)+ Cọc bê tông ứng suất trớc: 0,85 f'c - fpe (nén)Môi trờng bình thờng: f'c + fpe (kéo)Môi trờng ăn mòn nghiên trọng: fpe (kéo)fpe - ứng suất nén của bê tông do tạo ứng suất trớc sau mọi tổn thất (Ksi)+ Cọc gỗ: 3r (nén) Trong đó : r - ứng suất cho phép (Ksi)3a (kéo)Các ứng suất đóng cọc có thể đợc đánh giá bằng cách tiến hành phân tích phơng trình sóng hoặc bằng kiểm chứng động lực học của lực và gia tốc ở đầu cọc trong lúc đóng cọc.k/ Khoảng cách , khoảng trống và độ chôn sâu: ( điều4.5.15 Quy trình AASHTO)- Khoảng cách tim tới tim cọc phải lớn hơn các trị số 2ft 6in và 2,5 đờng kính/bề rộng.- Khoảng cách của mặt cạnh cọc tới mép gần nhất của đế móng cọc không đợc nhỏ hơn 9 in (23cm)- Các đầu cọc phải ngập sâu vào trong bê tông , mỗi cọc không ít hơn 12 in (30,5cm) sau khi đã phá bỏ mọi vật liệu bị h hại, nhng trong trờng hợp đặc biệt có thể giảm tới 6 in (15cm)- Khi đúc tại chỗ một dầm bê tông cốt thép và dúng nh một dầm mũ đổ bởi các cọc, lớp phủ bê tông tại các cạnh của cọc tối thiểu phải là 6 in ( 15cm). Cọc phải đâm vào trong mũ ít nhất 6invà tối thiểu là 9 in (23cm), tuy nhiên các cọc bê tông có thể đâm sâu vào trong mũ cọc một đoạn nhỏ hơn nếu cốt thép cọc đâm vào đủ để tạo ra một lực dính bám thích đáng.l/ Các yêu cầu đối với cọc bê tông đúc sẵn (điều 4.5.16 Quy trình AASHTO)m/ Các yêu cầu đối với cọc bê tông đúc tại chỗ (điều 4.5.17 Quy trình AASHTO)n/ Các yêu cầu đối với cọc thép chữ H (điều 4.5.18 Quy trình AASHTO)o/ Các yêu cầu đối với cọc ống thép không nhồi (điều 4.5.19 Quy trình AASHTO)p/ Các yêu cầu đối với cọc bê tông cốt thép ứng suất trớc (điều 4.5.20 Quy trình AASHTO)q/ Các yêu cầu đối với cọc gỗ (điều 4.5.21 Quy trình AASHTO)5.3.2.2. Cọc khoan: (xem điều 4.6 Quy trình AASHTO)5.3.2.2.1. Giới thiệu chung:- Các quy định ở phần này phải áp dụng cho việc thiết kế các cọc khoan trong đất hoặc kéo dài xuyên qua đất tới đá hoặc vào trong đá chụi tải trọng dọc trục và tải trọng bên.- Phạm vi áp dụng: Cọc khoan có thể sử dụng khi không thể xây dựng món mở rộng (móng nông) hoặc cọc đóng (lý do kinh tế hay trở ngại trong việc đóng cọc). Cọc khoan có thể đợc dùng thay cho móng mở rộng để bảo vệ chống xói hoặc dùng để chống lại các tải trọng bên lớn hoặc lực nâng lớn khi biến dạng cho phép có trị số nhỏ.- Vật liệu: Cọc khoan phải bằng bê tông đúc tại chỗ và có thể gồm có cốt thép thanh chó gờ, tiết diện thép kết cấu và/hoặc vách thép vĩnh cửu theo yêu cầu của thiết kế. Vật liệu phải tuân theo các quy định của bản tiêu chuẩn này.169 - Thi công: Cọc khoan có thể đợc thi công bằng phơng pháp khô, có ống vách hay phơng pháp ớt, cũng nh phơng pháp hỗn hợp. Trong mọi trờng hợp, công tác tạo lỗ đổ bê tông và mọi mặt khác trong khi thi công cọc phải tuân thủ theo các điều khoản trong tiêu chuẩn này.- Chiều sâu cọc khoan trong đất đợc xác định dựa trên các khả năng chịu tải thẳng đứng và ngang của cả kết cấu cọc và đất.- Đờng kính cọc: Với các cọc có đáy ngàm vào đá yêu cầu có ống vách xuyên qua các lớp đất bê trên, đờng kính hốc đá khoan ít nhất phải nhỏ hơn đờng kính trong của ống vách là 6 in (15cm) để có thể đa vào và rút dụng cụ khoan ra khỏi ống vách đợc dễ dàng.Với các cọc có đáy ngàm vào đá không cần có ống vách qua các lớp đất bê trên, đờng kính hốc khoan có thể bằng đờng kính thân cọc qua lớp đất.- Cọc xiên: Không nên dùng cọc xiên để tăng khả năng chịu lực ngang của móng do khó thi công và giá cao. Thay voà đó, vấn đề cần xem xét đầu tiên là tăng đờng kính thân cọc để đạt đợc khả năng chịu lực ngang cần thiết.- Cọc khoan qua nền đất đắp phải kéo dài ít nhất 10ft(3m) vào trong đất nguyên thổ, trừ khi gặp đá gốc hoặc lớp có thể chịu lực tốt ở một độ sâu nhỏ hơn.5.3.2.2.2. Chọn các tính chất của đất và đá: (điều 4.6.4 Quy trình AASHTO)Cần phải có các tính chất của đất cà đá quyết định các đặc trứng cờng độ và tính nén lún của các đất nền để thiết kế cọc khoan.- Các giá trị quy ớc đối với các áp lực chịu lực cho phép trên đất và đá chỉ có tính hớng dẫn để thiết kế sơ bộ hoặc thiết kế các kết cấu tạm thời.- Các phân tích độ ổn định và độ lún của móng đối với thiết kế cuối cùng phải tiến hành với các tính chất của đất và đá dựa trên các kết quả thí nghiệm hiện trờng và/hoặc trong phòng thí nghiệm.5.3.2.2.3. Thiết kế địa kỹ thuật:Cọc khoan đợc thiết ké để đỡ các tải trọng thiết kế với khả năng chịu lực nén và khả năng chịu lực kết cấu thích hợp và với các độ lún cho phép phù hợp với các điều 4.6.5 và 4.6.6 Quy trình AASHTO. Ngoài ra phải đánh giá sự phản ứng của cọc khoan chịu các tải trọng động đất và động lực, các vật liệu và cọc theo các điều tơng ứng ở 4.4.7.3 (độ ổn định động của đất) và 4.6.5.7 Quy trình AASHTOViệc thiết kế cọc khoan phải dựa trên các nguyên tắc ứng suất khai thác bằng cách dùng các tải trọng cực đại không nhân hệ số rút ra từ các tính toán tĩnh tải và hoạt tải từ các kết cấu bên trên, kết cấu hạ tầng, đất (nghĩa là đất dốc) gió và xe cộ. Có thể xác định các tải trọng dọc trục và tải trọng ngang cho phép bằng các phơng pháp giải tích riêng.Các phơng pháp trình bày ở đây để xác định khả năng tải trọng dọc trục giả định của các cọc khoan có tiết diện ngang đồng đều, có tuyến thẳng đứng, tải trọng dọc trục đồng tâm và một mặt đất tơng đối nằm ngang. ảnh hởng của một đáy mở rộng, tác dụng nhóm và mặt đất nghiêng đợc giải quyết riêng.a/ Tải trọng dọc trục làm việc hoặc cho phép Qall xác định theo biểu thức dới:Qall = Qult/FSTrong đó:170 Qult - Khả năng chịu tải dọc trục cực hạn của cọc khoan đối với tải trọng nén và nâng đợc xác định tơng ứng theo:Qult = Qs +Qt -WQult 0,7 Qs + WQs - Lực kháng cực hạn mặt bê trong đất (K) xem điều 4.6.5.1.1. và 4.6.5.1.2 Quy trình AASHTO.QT - Lực kháng cực hạn ở mũi cọc trong đất (K) xem điều 4.6.5.1.3. và 4.6.5.1.4 Quy trình AASHTO.W - Trọng lợng cọcFS - Hệ số an toànĐối với cọc khoan trong đất hoặc ngàm trong hốc đoá FS=2 khi việc thiết kế dựa trên các kết quả thử nghiệm tải trọng tại hiện trờng, nếu không thì FS=2,5. Các hệ số an toàn tối thiểu là dựa trên mức độ bình thờng của công tác kiểm tra chất lợng hiện trờng khi thi công cọc, nếu không đảm bảo đợc mức độ kiểm tra chất lợng bình thờng thì phải dùng các hệ số an toàn cao hơn.* Các yếu tố ảnh hởng đến khả năng chịu tải trọng dọc trục trong đất (điều 4.6.5.2 Quy trình AASHTO)- Phân lớp đất và cờng độ đất thay đổi theo chiều sâu.- Nớc ngầm- Đáy mở rộng- Tác dụng nhóm- Chuyển vị thẳng đứng của đất.- Phơng pháp thi công.,b/ Khả năng chịu tải dọc trục trong đá:Cọc khoan đợc chôn trong hốc đá khoan để hạn chế các chuyển vị dọc trục, tăng khả năng chịu tải và/hoặc tạo ra sự cố định để chống lại tải trọng ngang.- Lực kháng cực hạn mặt bên QSR xem điều 4.6.5.3.1 Quy trình AASHTO.- Lực kháng cực hạn mũi cọc QTR xem điều 4.6.5.3.2 Quy trình AASHTO.+ Các yếu tố ảnh hởng đến khả năng chịu tải dọc trục trong đá xem điều 4.6.5.3.3 Quy trình AASHTO.c/ Biến dạng của cọc chịu tải dọc trục: (điều 4.6.5.5 Quy trình AASHTO)Độ lún của các cọc chịu tải trọng dọc trục khi khai thác hoặc các tải trọng cho phép phải ớc tính bằng các phơng pháp đàn hồi hoặc phân tích truyền tải trọng. Trong phần lớn trờng hợp, có thể dùng phân tích đàn hồi cho việc thiết kế với điều kiện các mức độ ứng suất trong cọc khoan là vừa phải so với Qult. Khi mức độ ứng suất cao, cần xem xét đến các phơng pháp truyền tải trọng.- Cọc khoan trong đất (điều 4.6.5.5.1 Quy trình AASHTO)- Cọc ngàm trong hốc đá khoan (điều 4.6.5.5.2 Quy trình AASHTO)- Chuyển vị cho phép ( điều 4.6.5.5.3 Quy trình AASHTO)d/ Tải trọng ngang (điều 4.6.5.6 Quy trình AASHTO)5.3.2.2.4. Thiết kế kết cấu và các kích thớc chung của cọc:171 a/ Tổng quát: Cọc khoan phải thiết kế đảm bảo đợc cọc khong bị gẫy hoặc bị mất khả năng khai thác do có ứng suất và/hoặc biến dạng quá lớn. Cọc phải đợc thiết kế để chống lại sự phá huỷ theo các phơng pháp có thể áp dụng đợc trình bày trong chơng 8.Tất cả các cọc phải đợc định cỡ với số gia tăng 6in(15cm) só với một đờng kính cọc tối thiểu là 18 in (45,72cm). Đờng kính các cọc có hốc đá phải đợc định cỡ lớn hơn đờng kính hốc đá ít nhất 6 in (15cm). Đờng kính của cột trụ đợc cọc đỡ phải nhỏ hơn đờng kính thân cọc B (ft)b/ Bố trí cốt thép (xem điều 4.6.6.2 Quy trình AASHTO)-Khoảng cách cốt thép dọc (điều 4.6.6.2.1 Quy trình AASHTO)- Mối nối (điều 4.6.6.2.2 Quy trình AASHTO)- Cốt thép ngang (điều 4.6.6.2.3 Quy trình AASHTO)- ứng suất cẩu lắp (điều 4.6.6.2.4 Quy trình AASHTO)- Lớp phủ bảo vệ cốt thép (điều 4.6.6.2.5 Quy trình AASHTO)- Cốt thép chôn vào kết cấu bê trên (điều 4.6.6.2.6 Quy trình AASHTO)c/ Đáy mở rộng: (điều 4.6.6.3 Quy trình AASHTO)d/ Khoảng cách cọc từ tim tới tim cọc (điều 4.6.6.4 Quy trình AASHTO) phải bằng hoặc lớn hơn 3 lần đờng kính thân cọc.5.3.2.2.5. Thử nghiệm tải trọng (điều 4.6.7 Quy trình AASHTO)Mục này quy định các phơng pháp thử tải cọc tiêu chuẩn chọn phơng pháp thả tải và các văn bản báo cáo5.4. Trụ 5.4.1. Các loại trụ : (điều 7.3.1Quy trình AASHTO)5.4.1.1. Các trụ t ờng đặc : Thờng đợc thiết kế nh các cột với các lực và mô men tác động đối với trục yếu và nh trụ đối với các lực và mô men tác động đối với trục khoẻ. Chúng có thể có khớp, ngăm hoặc tự do ở đỉnh và thông thờng ngăm ở chân. Các loại ngắn, mập thờng làm khớp ở chân để loại trừ các mô men cao có thể phát triển khi ngăm. Trớc đây các loại thiết kế khối lớn đợc xem nh loại trọng lực.5.4.1.2. Các trụ t ờng đôi : Các thiết kế mới đây gồm có các tờng đôi, cách nhau theo phơng xe chạy để làm chỗ gối ở mặt dới liên tục của các tiết diện kết cấu bên trên là hình hộp bê tông. Các tờng này hợp thành một thể thống nhất với kết cấu bên trên và cũng phải thiết kế với các mô men của kết cấu bên trên do hoạt tải và các điều kiện xây lắp gây ra.5.4.1.3. Các trụ kiểu giá đỡ :Gồm có hai hoặc nhiều cột cách nhau theo chiều ngang có các tiết diện ngang đặc khác nhau và loại này đợc thiết kế làm việc nh khung đối với các lực tác động vào trục khoẻ của trụ. Chúng thờng ngăm tại chân trụ và hoặc liên kết với kết cấu bên trên hoặc có mũ trụ trên đỉnh trụ. Cột có thể đợc đỡ trên một đế móng mở rộng hoặc trên cọc, hoặc trên một thân tờng đặc, hoặc chúng có thể là các đoạn kéo dài của các cọc đóng hoặc khoan nhô lên trên mặt đất thiên nhiên.5.4.1.4. Các trụ cột đơn :172 Thờng gọi là trụ "T" hoặc trụ có đầu mở rộng, thờng đợc đỡ ở chân bởi một đế móng mở rộng hoặc đế móng cọc, và có thể hoặc là liền với kết cấu bên trên, hoặc là gối đỡ độc lập. Tiết diện ngang của chúng có thể có hình dạng khác nhau và cột có thể hình lăng trụ hoặc loe để tạo hình mũ trụ hoặc để hoà hợp với hình dạng tiết diện của tiết diện ngang kết cấu bên trên. Loại trụ này có thể tránh các vấn đề phức tạp của các gối đỡ xiên nếu tạo thành khung liền với kết cấu bên trên và vẻ ngoài của chúng ăn ý với kết cấu trên làm giảm tính nặng nề.5.4.2. Bảo vệ trụNơi nào có khả năng xảy ra va chạm với xe cộ hoặc thuyền bè phải phân tích thoả đáng rủi ro để xác định mức độ chống xung kích cần thiết và/hoặc hệ thống bảo vệ thích hợp nh làm t-ờng chống va, thiết kế mũi chống va bảo vệ mặt trụ, chống xói.5.4.3. Trụ ống (điều 7.4 Quy trình AASHTO)5.4.3.1. Vật liệu :Các trụ ống tiết diện lõi rỗng có thể bằng thép, bê tông cốt thép hoặc bê tông ứng suất tr-ớc, có tiết diện ngang đủ để chịu các lực và mô men tác động lên các cấu kiện.5.4.3.2. Hình dạng :Hình dạng có thể nh mô tả trong điều 7.3.1Quy trình AASHTO và vì chúng có nhợc điểm đối với các tải trọng bên, các trụ này phải có bề dầy vách đủ để chịu đợc các lực và mô men đối với mọi điều kiện chịu tải. Các hình dạng lăng trụ có thể đúc sẵn từng đoạn hoặc làm ứng suất tr-ớc khi xây lắp.5.5. Mố (điều 7.5 Quy trình AASHTO)5.5.1. Các loại mố5.5.1.1. Mố vùi :Các mố vùi nằm tại hoặc gần đỉnh nền đờng đắp vào cầu, với một chiều cao tờng lng đủ để thích nghi với chiều cao kết cấu và các gối cầu đặt trên bệ kê gối.5.5.1.2. Mố vùi một phần :Các mố sâu một phần nằm ở khoảng nửa chiều cao mái dốc phía trớc của nền đờng đắp vào cầu. Tờng lng và các tờng cánh cao hơn có thể giữ vật liệu đắp hoặc mái dốc nền đờng đắp có thể tiếp tục sau tờng lng. Trong trờng hợp sau, phải thiết kế một tấm bản kết cấu hoặc một nhịp đầu cầu để vợt qua khoảng không trên mái dốc đắp và phải bố trí các tờng che để che kín khu vực hở. Phải bố trí lối vào kiểm tra cho tình huống này.5.5.1.3. Mố cao :Các mố cao nằm ở khoảng không trớc của nền đờng đắp vào cầu, hạn chế khoảng trống dới kết cấu.5.5.1.4. Mố liền :Các mố liền đợc liên kết cứng với kết cấu bên trên và đợc đỡ trên một móng mở rộng hoặc móng sâu có thể cho phép chuyển động nằm ngang cần thiết.173 [...]... nghiệm thăm dò hay nghiên cứu về xoí mòn. 5.3 Móng 5.3.1. Móng mở rộng (móng nông) Trong mục này có đề cập đến các vấn đề sau : 1) Phạm vi áp dụng loại móng này (để thiết kế các đế móng đơn lẻ, móng đỡ nhiều cột trụ hoặc tờng, móng trong nền đắp, móng nằm trong các phần mái dốc của nền đắp ) 2) Lựa chọn tính chất của đất và đá 3) Xác định chiều sâu đặt móng 4) Neo 5) Thiết kế địa kỹ thuật trên đất... pháp thử tải cọc tiêu chuẩn chọn phơng pháp thả tải và các văn bản báo cáo 5.4. Trụ 5.4.1. Các loại trụ : (điều 7.3.1Quy trình AASHTO) 5.4.1.1. Các trụ t ờng đặc : Thờng đợc thiết kế nh các cột với các lực và mô men tác động đối với trục yếu và nh trụ đối với các lực và mô men tác động đối với trục khoẻ. Chúng có thể có khớp, ngăm hoặc tự do ở đỉnh và thông thờng ngăm ở chân. Các loại ngắn, mập thờng...Thờng gọi là trụ "T" hoặc trụ có đầu mở rộng, thờng đợc đỡ ở chân bởi một đế móng mở rộng hoặc đế móng cọc, và có thể hoặc là liền với kết cấu bên trên, hoặc là gối ®ì ®éc lËp. TiÕt diƯn ngang cđa chóng cã thĨ có hình dạng khác nhau và cột có thể hình lăng trụ hoặc loe để tạo hình mũ trụ hoặc để hoà hợp với hình dạng tiết diện của tiết diện ngang kết cấu bên trên. Loại trụ này có thể... nhau và loại này đợc thiết kế làm việc nh khung đối với các lực tác động vào trục khoẻ của trụ. Chúng thờng ngăm tại chân trụ và hoặc liên kết với kết cấu bên trên hoặc có mũ trụ trên đỉnh trụ. Cột có thể đợc đỡ trên một đế móng mở rộng hoặc trên cọc, hoặc trên một thân tờng đặc, hoặc chúng có thể là các đoạn kéo dài của các cọc đóng hoặc khoan nhô lên trên mặt đất thiên nhiên. 5.4.1.4. Các trụ cột... các yếu tố ảnh hởng đến khả năng chụi tải dọc trục, khả năng chụi tải trong dọc trục trong đất dính, đất không dính và trên đá. c/ Độ lún: Phải ớc tính độ lún của các cọc và nhóm cọc chụi tải trọng dọc trục với các tải trọng cho phép. Có thể sử dụng các phân tích đàn hồi, các kỹ thuật truyền tải trọng và hoặc phần tử hữu hạn (ví dụ Vesie, 1977 hoặc Poulos và Davis , 1980). Độ lún của cọc hoặc nhóm... tổ hợp tải trọng quy định trong điều 3.22 * Các mố trên các móng mở rộng phải thiết kế để chống lại lật đổ (hệ số an toàn FS > 2) và trợt (FS > 1,5). Tĩnh tải và hoạt tải đợc giả định phân phối đồng đều trên chiều dài của mố giữa các khe dÃn nở. * Phải xác định các áp lực móng cho phép và khả năng chịu lực của cọc theo các điều 4.4 và 4.3 Quy trình AASHTO * áp lực đất do đất đắp tác động trớc... trọng thẳng đứng và tải trọng ngang của cả cọc và đất bên dới. Nói chung chiêu sâu đóng cọc bất kỳ trờng hợp nào cũng không đợc nhỏ hơn 10ft (3m) trong đất dính, rắn chắc hoặc vật liệu hạt chặt và không nhỏ hơn 20ft (6m) trong đất dính mềm hoặc vật liệu tơi xốp. ở nơi chiều sâu tới đất chặt chẽ hoặc đá nhỏ hơn 10ft (3m) nên xét dùng loại móng mở rộng (móng nông). Các cọc dùng cho trụ cầu hoặc các... các gối đỡ xiên nếu tạo thành khung liền với kết cấu bên trên và vẻ ngoài của chúng ăn ý với kết cấu trên làm giảm tính nặng nề. 5.4.2. Bảo vệ trụ Nơi nào có khả năng xảy ra va chạm với xe cộ hoặc thuyền bè phải phân tích thoả đáng rủi ro để xác định mức độ chống xung kích cần thiết và/ hoặc hệ thống bảo vệ thích hợp nh làm t- ờng chống va, thiết kế mũi chống va bảo vệ mặt trụ, chống xói. 5.4.3. Trụ. .. số vấn đề có liên quan ®Õn thiÕt kÕ mãng nh lùa chän tÝnh chÊt của đất và đá, khả năng chịu lực nén, độ lún * Lựa chọn tính chất của đất đá: Phải dựa trên các kết quả thử nghiệm tại hiện trờng và/ hoặc trong phòng thí nghiệm để tính ổn định và độ lún của móng. * Độ sùi đặt móng: Phải thoả mÃn sức chịu nén thích hợp, độ chôn sâu và chiỊu réng thỊm tèi thiĨu, b¶o vƯ chèng xãi. * Kh¶ năng chịu lực nén Khả... phải đợc thiết kế để chịu các áp lực đất nh quy định trong điều 7.5.5 và 7.5.6 Quy trình AASHTO, trọng lợng mố và kết cấu bên trên của cầu, hoạt tải trên kết cấu bên trên hoặc đất đắp vào cầu, các lực gió và các lực dọc khi các gối quy định và các lực dọc do ma sát hoặc lực chống cắt của các gối. Thiết kế phải nghiên cứu với mọi tổ hợp của các lực này có thể tạo ra các tình huống chất tải nguy hiểm . các loại móng nông, móng cọc đóng và móng cọc khoan.Một số điểm quy định chung cần chú ý là :- Chọn loại móng phải căn cứ và đánh giá độ lớn và phơng của. lực và mô men tác động đối với trục yếu và nh trụ đối với các lực và mô men tác động đối với trục khoẻ. Chúng có thể có khớp, ngăm hoặc tự do ở đỉnh và