thiết kế cầu Bà Lớn, chương 26 doc

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu Chương 26: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Tính toán cọc khoan nhồi : (Trụ T2) Số liệu tải trọng tính toán : N tt = 657.474 Tấn. H tt = 23.072 Tấn. M tt = 246.512 Tm. N tc = 560.408 Tấn. M tc =206.103 Tm. Tính theo móng cọc bệ thấp 4.1./ Kiểm tra chiều dày bệ móng theo công thức b H tghh . min            2 457070 0 * Trong đó : + b : Chiều dài mố theo phương ngang cầu = 9 m +  : Góc ma sát trong của đất = 4 0 57’ +  : Dung trọng của đất = 1.546 T/m 3 mtgh o 8270 95461 07223 2 574 4570 0 . . .' . min              h = 2.44m > h min = 0.827m. Do đó thoả mãn việc tính toán theo sơ đồ móng cọc bệ thấp. - Cọc khoan nhồi có đường kính d =1.2 m. L = 40m. - Số lượng cọc cho 1 trụ là 3, được bố trí thành 1 hàng. 4.2./ Tính toán sức chòu tải của cọc khoan nhồi : 4.2.1./ Chọn kích thước cọc : Chọn sơ bộ kích thước cọc : - Đường kính cọc : d = 1.2 m - Chiều dài cọc : L = 40 m - Bêtông dùng làm cọc có Mac300, R u = 140 kG/cm 2 - Thép của cọc : 2025, F a = 98.2cm 2 , thép AII có R a =2400 kG/cm 2 ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu 4.2.2./ Sức chòu tải của cọc theo vật liệu làm cọc : Đối với cọc Bêtông cốt thép. Ta có P VL = m(R b F b + R a F a ) với : m : hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào số cọc trong móng, móng bố trí 3 cọc, lấy m = 0.85. 22 2 2 113101311 4 21 4 cmm d F b      . .   R a =2400 kG/cm 2 : cường độ tính toán thép AII F a =98.2 cm 2 : diện tích cốt thép cọc  P vl = 0.85(14011310 + 240098.2) = 1546218 kG = 1546.218 T. 4.2.3./ Sức chòu tải của cọc theo đất nền : - Sức chòu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền :  gh = m  (m R FR + um f .f i .h i ) Trong đó: + m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy m = 1. + m R : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy m R = 1. + F : Diện tích tiết diện cọc. F = ( d 2 )/4 = 1.131 m 2 . + u : Chu vi của cọc. u = d = 3.769 m. + R : Sức kháng mũi cọc. + f i : Sức kháng bên của lớp đất thứ i có chiều sâu tương ứng l i . + h I : Chiều dày của một lớp đất thứ i có chiều sâu tương ứng l i . ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu 2m2m2m2mh =2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m1m 1m 8m 12m 10m3m Lớp 1 : Sét, I = 0.6, H = 8m. L Lớp 2 : Sét pha(á cát), I = 0.2, H = 12m. L Lớp 3 : Cát mòn, chặt vừa H = 10m. Lớp 4 : Cát bột, chặt vừa H = 3m. Lớp 5 : Cát mòn, chặt vừa, H = . Z = 40m R L = 40m d=1.2m MĐSX SƠ ĐỒ TÍNH SCT CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN + m f : Hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công, lớp đất mà cọc đi qua. Tìm m f : Cọc khoan nhồi đổ bê tông trong dung dòch sét (Tra theo Bảng 2–1. Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng). Ta có : - Lớp 1 : Sét. m f = 0.6 - Lớp 2 : Á cát. m f = 0.6 - Lớp 3 : Cát mòn. m f = 0.6 - Lớp 4 : Cát bụi. m f = 0.6 - Lớp 5 : Cát mòn. m f = 0.6 Tính f i : Tra theo Bảng 2–2. Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng. - Lớp 1 : Sét. I L = 0.6 h 1 = 2m, Z 1 =1m.  f 1 = 0.5 T/m 2 . h 2 = 2m, Z 2 =3m.  f 2 = 1.2 T/m 2 . h 3 = 2m, Z 3 =5m.  f 3 = 1.7 T/m 2 . h 4 = 2m, Z 4 =7m.  f 4 = 1.75 T/m 2 . - Lớp 2 : Á cát, I L = 0.2 h 5 = 2m, Z 5 =9m.  f 5 = 6.35 T/m 2 . h 6 = 2m, Z 6 =11m.  f 6 = 6.7 T/m 2 . h 7 = 2m, Z 7 =13m.  f 7 = 7.1 T/m 2 . h 8 = 2m, Z 8 =15m.  f 8 = 7.2 T/m 2 . ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu h 9 = 2m, Z 9 =17m.  f 9 = 7.48 T/m 2 . h 10 = 2m, Z 10 =19m.  f 4 = 7.76 T/m 2 . - Lớp 3 : Cát mòn, chặt vừa. h 11 = 2m, Z 11 =21m.  f 11 = 5.7 T/m 2 . h 12 = 2m, Z 12 =23m.  f 12 = 5.9 T/m 2 . h 13 = 2m, Z 13 =25m.  f 13 = 6.1 T/m 2 . h 14 = 2m, Z 14 =27m.  f 14 = 6.3 T/m 2 . h 15 = 2m, Z 15 =29m.  f 15 = 6.5 T/m 2 . - Lớp 4 : Cát bụi, chặt vừa. h 16 = 2m, Z 16 =31m.  f 16 = 4.76 T/m 2 . h 17 = 1m, Z 17 =32.5m.  f 17 = 4.85 T/m 2 . - Lớp 5 : Cát mòn, chặt vừa. h 18 = 2m, Z 18 =34m.  f 18 = 6.96 T/m 2 . h 19 = 2m, Z 19 =25m.  f 19 = 7.0 T/m 2 . h 20 = 2m, Z 20 =27m.  f 20 = 7.0 T/m 2 . h 21 = 1m, Z 21 =29m.  f 21 = 7.0 T/m 2 .  f i h i = 219.77 T/m. Xác đònh R : Mũi cọc nằm trong lớp cát. Do đó R được tính bới công thức :   o KI o KI BhAdR   ' .750 Trong đó : d : Đường kính cọc = 1.2m. h : Chiều dài cọc = 40m. ' I  : Trọng lượng riêng đơn vò của đất dưới mũi cọc(có kể đến đẩy nổi) = 0.981 T/m 3 . I  : Trọng lượng riêng trung bình của đất tính từ mũi cọc đến mặt đất 3 880 mT H H i iIi I /.       ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu Từ  = 28 o 43’ Tra theo Bảng 6–7. Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng.  7043 3923 . .   o K o K B A Với : d = 1.2,  = 28 o 43’. Nội suy 2 lần   = 0.266. h/d = 40/1.2 = 33.33,  = 28 o 43’.   = 0.583. Từ đây tính được R = 204.372 T/m 2 . Thay thế các thông số vừa tìm được. Ta tính được sức chòu tải của cọc theo đất nền là :  gh = 728.133 Tấn Từ hai trò số sức chòu tải của cọc vừa tìm được, ta chọn trò số nhỏ  gh = 728.133 Tấn để tính toán. Số lượng cọc trong móng được bố trí thành 1 hàng, có 3 cọc. Việc tính toán móng này được quy về : P = N/3 = 657.474/3 = 219.158 Tấn. Đối với cọc chòu nén. Ta có điều kiện : P <  gh  P = 219.158 Tấn <  gh = 728.133 Tấn Như vậy điều kiện được thoả mãn  cọc đủ khả năng chòu lực. 4.3./ Kiểm tra cường độ của đất tại móng khối quy ước. Điều kiện kiểm tra : R   21 . max  W M F N qđ  max  Góc ma sát trung bình của đất tính từ mũi cọc trở lên : ''' ''''' 412419 40 74328350251020291245138574 o ooooo ii tb h h          Góc mở của móng khối quy ước : '''10514 4 o tb    Diện tích của móng khối quy ước : ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu F qđ = (1.2+240tg4 o 51’10’’)  (7.2+240 tg4 o 51’10’’) = 111.824 m 2 . Moment chống uốn của diện tích tính đổi : 3 2 774260 6 10514402211051440227 m tgtg W oo . )'''.()'''.(    Tải trọng thẳng đứng của móng khối quy ước : 657.474 + 2 111.82440 = 9603.394 Tấn.  Ứng suất lớn nhất tác dụng lên đáy móng khối quy ước : 2 82586 774 260 512246 824 111 3949603 mT /. . . . . max   Cường độ tính toán của đất tại móng khối quy ước : R = 1.2 {R’(1+k 1 (b-2) + k 2 ’ (h-3)}+0.1H 1 Với : H 1 : Chiều sâu kể từ mực nước thấp nhất tới đáy sông = 0.44m Theo phụ lục 3 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng. Ta có R’ = 2.0kG/cm 2 = 25T/m 2 . k 1 = 0.18. k 2 = 0.25. Vậy : R = 1.2 {25(1+0.18(2-2) + 0.250.981 (40-3)}+0.10.44 =272.272 T/m 2 . Thay vào phương trình điều kiện ta thấy: 22 7263262182586 mTRmT / /. max   Thoả mãn điều kiện về cường độ. 4.4./ Tính toán độ lún của móng. Độ lún được tính với tónh tải tiêu chuẩn. 560.408 + 2 (111.82440 ) = 9506.328 Tấn. - Cường độ áp lực tại đáy móng khối quy ước : ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu R = 219.158 T q = 7.5 T/m 0.6m 1.5m 2 01285 824 111 3289506 mTP /. . .  - Cường độ áp lực gây lún : 2 852640954101258 mThP /   Độ lún được tính theo công thức sau :   ii h E S  80 . E : môđun biến dạng = 3000 T/m 2 . Nhận xét : Điều kiện để tính được độ lún sau cùng là :    P 20 . mà tại đáy khối móng quy ước    P 20 . . Khi đó càng xuống sâu thì VT càng tăng và VP càng giảm Độ lún cho phép :   cmLS 6178335151  Trong đó L = 33m, là chiều dài nhòp giản đơn. Kết luận : Với kích thước và số lượng cọc đã chọn cũng như cách bố trí cọc như trên thì móng hoàn toàn đảm bảo về điều kiện sức chòu tải và ổn đònh. Tính toán cốt thép bệ cọc. Sơ đồ tính xem bệ cọc là 1 bản consol có đầu ngàm tại tim của thân trụ(theo phương ngang cầu), đầu tự do là mép bệ móng. Tải trong tác dụng gồm tải trọng bản thân và phản lực đầu cọc. Từ sơ đồ trên ta có : M = 123.057 Tm. Q = 207.908 Tấn. 2 5 2939 145 2400 9 0 10057123 90 cm hR M F oa a . . .       ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu Chọn 1122 a190, có F a = 41.8 cm 2 . . ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu Chương 26: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Tính toán. mT H H i iIi I /.       ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu Từ  = 28 o 43’ Tra theo Bảng 6–7. Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính. đất thứ i có chiều sâu tương ứng l i . ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN. LỚP 99XC1. Tính toán trụ cầu 2m2m2m2mh =2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m1m