ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG CẦU ĐƯỜNG ĐH GTVT

SỐ LIỆU THIẾT KẾ:1/ Số liệu tải trọng cho tại vị trí tim đỉnh trụ theo phương dọc Sơ đồ tính là tải trọng theo phương dọc cầu gồn: + P + Ny + Hx Yêu cầu về nội dung: 1/ Phương án móng cọ

SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

1/ Số liệu tải trọng (cho tại vị trí tim đỉnh trụ theo phương dọc)

Sơ đồ tính là tải trọng theo phương dọc cầu gồn:

+ P + Ny

+ Hx

Yêu cầu về nội dung:

1/ Phương án móng cọc BTCT đài cao và móng cọc khoan nhồi 2/ Tính duyệt theo các trạng thái giới hạn

3/ Nêu biện pháp thi công sơ bộ

A/ Các hình chiếu trụ cầu:

A/ CẤU TRỤC ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LỚP ĐẤT

Các kí hiệu sử dụng trong tính toán địa chất công trình

+  (KN/m3) : Trọng lượng thể tích tự nhiên của đất

+ s (KN/m3) : Trọng lượng riêng của hoạt động

+ n (KN/m3) : Trọng lượng riêng của nước

+ WL (%) : Giới hạn chảy

2

Theo quan điểm trọng cơ học đất thì các loại đất dính ở trạng thái cứng và nửacứng, đất rời ở trạng thái chặt là có thể làm nền cho các công trình xây dựng Đất dính ởtrạng thái dẻo mềm và đất rời ở trạng thái chặt vừa cũng có thể đặt được móng nhưng vớiđiều kiện là công trình nhỏ tải trọng không lớn Thế nên lớp đất số 2 có thể sử dụng làmmóng cọc cho công trình, đối với công trình có tải trọng lớn có thể sử dụng móng cọc đàicao, cọc bê tông cốt thép và móng cọc đài cao, cọc khoan nhồi bêtông cốt thép

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Tính toán sơ bộ và lựa chọn phương án móng trong phần này ta đưa ra phương

án móng cọc đài cao và móng cọc khoan nhồi Sự lựa chọn phương án hợp lý giữa 2phương án phụ thuộc vào việc so sánh năng lực thiết bị của đơn vị thi công, công nghệthi công, điều kiện thi công và giá thành của mỗi loại móng

+ Dự báo sức chịu tải của cọc

+ Xác định sơ bộ số lượng cọc, ước lượng ban đầu cho số lượng cọc, nc

+ Bố trí cọc trên mặt bằng

+ Bố trí cọc trên mặt đứng

+ Kích thước đài cọc

2/ Tính toán kiểm tra cọc

+ Xác định tải trọng làm việc của cọc

+ Kiểm tra cọoc trong thi công

3/ Tính toán kiểm tra đài cọc

+ Xác định chiều cao đài

+ Xác định và bố trí cốt thép đài

4/ Tính toán độ lún chung của móng cọc

5/ Thiết kế tổ chức thi công sơ bộ

I Lựa chọn kích thước công trình:

4

-1/ Kích thước và cao độ của bệ cọc:

Việc xây dựng cầu phải đảm bảo thông thuyền, đáy bệ thường phải được bố tríthấp hơn MNTN là 0,5M  1m (sách nền và móng công trình cầu đường của Bùi AnhDũng - Nguyễn Sĩ Ngọc, NXB GTVT, trang 96) sự thay đổi giữa MNCN và MNTN làtương đối lớn (3,5m)

4/ Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN:

Các kí hiệu và giá trị trong công thức từ số liệu đầu bài

+ Pt(tc) = 9060 (KN): Lực thẳng đứng do tỉnh tải tác dụng tại đỉnh trụ + Ph(tc) = 5030 (KN): Lực thẳng đứng do hoạt tải tác dụng tại đỉnh trụ + Hh(tc) = 100 (KN): Lực nhanh tiểu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc

6

-+ Mh(tc) = 206 (KN.m): Mômen tiêu chuần do hoạt tải theo phương dọc + bt = 25 (KN/m3): Trọng lượng riêng của bêtông

+ n = 10 (KN/m3): Trọng lượng riêng của nước

+ Vtr = 53,035 (m3): Thể tích phần trụ ngập nước (chưa tính bệ lọc) + nh = 1,4: Hệ số tải trọng do hoạt tải

+ nt = 1,1: Hệ số tải trọng do tĩnh tải

5/ Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN:

a/ Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu:

II Dự báo sức chịu tải dọc trục của cọc:

1 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu

Đối với cọc bê tông cốt thép chịu nén đúng tâm khi xác định sức chịu tính toán

LNT : Chiều dài chịu uốn, là đoạn từ đáy bệ đến độ sâu nhã cọc bị giữ chặt LM

được xác định theo qui ước sau:

Khi L1 < 2 nội dung thì lấy

LM = Lo + nd - 1/2 L1

Ngược lại khi L1 > 2 nd thì lấy

LM = Lo + n d Lo chiều dài tự do từ đáy bệ đến mặt đất (sau khi xói lỡ)

L1 Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất

d: Đường kính của cọc tròn hay cạnh cọc vuông

n: Hệ số, thường lấy bằng 5-7

chọn n = 5

Ta có: L1 = 27,45 M > 2 n.d = 2 x 5 x 0,4 = 4,0M

8

Trong đó: J: là mômen quán tính của cọc

F: Là diện tích tiết diện của cọc r: Là bán kính quán tính của cọc



2

4

2 4

4 , 0 12

4 , 0

12 



d

d r

+ Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông, bê tông mác 300 tra bảng phụ lục3.1 TCVN 3.1 TCVN 5574-1991 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của Nguyễn VănQuãng - Nguyễn Hữu Kháng, NXBXD - 1996, trang 167

Rb = 130 (kg/cm2) = 13.000 KN/m2

+ Ra: Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép, thép AII

Tra bảng 3.3 TCVN 5574 - 1991 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của NguyễnVăn Quãng - Nguyễn Hữu Khánh, NXBXD = 1996, trang 168.

Ra = 2800 kg/cm2 = 280.000KN/m2

+ Fa: Diện tích của cốt thép dọc chủ

4

018 , 0 14 , 3 8 4

8

2 2

2/ Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Dùng công thức thực nghiệm để xác định sức chịu tải tính toán của một cọc theoquy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 của bộ GTVT

Ta chia nhỏ lớp đất có chiều dầy là 2m

Bảng tính toán ma sát thành bên của cọc trong đất

BẢNG 5STT lớp

Độ sâu TB

i F

ở chỗ có nước, hoặc đến mặt đất đối với nơi không có nước mặt); tra bảng 3.4 trang 119

+ F: Diện tích tiết diện ngang chân cọc

Pđn = 0,7 x 1 (1,6 x 0,9 x 577,26 + 7020 x 0,16)

Pđn = 1368,118 KN

3/ Sức chịu tải thiết kế của cọc:

Sức chịu tải tính toán thiết kế (Ptt) của cọc lấy giá trị nhỏ nhấ trong mục 1 và mục

2 vừa tính ở trên

Ptt = min (PVL ; Pđn)

= min (1843,547; 1368,118)

Vậy Ptt = 1368,118 KN

III Xác định sơ bộ số lượng cọc, ước lượng ban đầu cho số lượng cọc n c

Số lượng cọc, nc được xác định dựa trên cơ sở sức chịu tải cho phép của cọc vàtải trọng công trình lên móng theo công thức:

+ : Hệ số xét đến ảnh hưởng của mômen và trọng lượng đài

: 12  2 (sách nền và móng của Phan Hồng Quân, NXBGD - trang 189)

61 , 18503

+ Số hành cọc theo phương dọc cầu: n = 3

Khoảng cách tính các hành cọc t heo phương dọc cầu a = 1250 (m)

(1250 > 3.d = 3.400 = 1200)

 Thỏa mãn quy định trong 22 TCN 18-79)

+ Số hành cọc theo phưong ngang cầu: m = 9

Khoảng cách tính các hàng cọc theo phưong ngang cầu b = 1250 (mm)

(1250 > 3d = 3.400 = 1200)

 Thỏa mãn quy định theo tiêu chuẩn thiết kế 22 TCM 18 - 1979

12

-+ Khoảng cách từ mép bệ đến mép của cọc ngoài cũng không được nhỏ hơn 25

cm, (cọc 400 x 400) Vậy ra lấy khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cảhai phương như sau:

a = 1250 mm: khoảng cách tính các hàng cọc theo phương dọc cầu

n = 3: Số hàng cọc theo phưong dọc cầu

c1 = 500mm: Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo phương dọccầu

Thế tất cả các số liệu trên vào công thức (5) ta được

b = 1250mm: Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu

m = 9: Số hàng cọc theo phương ngang cầu

c2 = 500mm: Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo phương ngangcầu

Thế tất cả các số liệu trên vào công thức (6) ta được

L = 1250 x (9 - 1) + 2 x 500

L = 11.000 mm

Vậy bệ cọc có kích thước như sau: 11.000 x 3500 x 2000 (L x B x HB)

HÌNH CHIẾU VÀ KÍCH THƯỚC BỆ CỌC

Hình 7

VII/ Chuyển tổ hợp tải trọng về đáy bệ

1 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

+ Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn

-+ Tải trọng ngang tính toán theo phương dọc cầu

IX/ Kiểm toán theo trạng thái giới hạn thứ I:

1 Kiểm tra sức chịu tải của cọc: (kiểm tra nội lực đầu cọc)

Trước tiên ta xác định loại móng bệ cao hay bệ thấp

Điều kiện móng bệ thấp

d

x o

a

H tg

h





2 2 45 65 , 0

+ 0,75 là hệ số xét đến các lực ma sát trên mặt bên và đáy của bệ với đất

+  = 3o26' : là góc ma sát trong của lớp đất tính từ đáy bệ trở lên (ở đây là từ lớp

1 trở lên)

+ Hx: 140 KN tổng tải trọng ngang tính toán tác dụng tại đáy bệ theo chiều trụcX.

+ a = L = 11,00m: Là cạnh của đáy bệ thẳng góc với mặt phẳng tác dụng của lực.+ đ = 15,4 KN/m3 : Là trọng lượng riêng của lớp đất từ đáy bệ trở lên (ở đây làlớp đất số 1)

+ h : Độ sâu chôn đáy bệ

140 2 2

' 26 3 45 75 , 0

tg h

h1  0,916 m

Do chiều sâu chôn đáy bệ thực tế là h = -0,75m < h1 = 0,916m

Vì vật kiểm toán nội lực đầu cọc sẽ được tính toán theo phương pháp tính móngcọc bệ cao

Trình tự tính toán gồm các bước sau:

Bước 1: Xác định các chiều dài chịu nén LN và chịu uốn LM (đã được trình bàychi tiết ở mục I trang 11, 12, 13 ở đây ta lấy số liệu) công thức tính toán:

LN = Lo + L1

Trong đó:

Lo = 0,75m: Chiều dài cọc tự do từ đáy bệ đến mặt đất (sau khi xói lỡ)

+ L1: 27,45m: Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất thế vào ta được

+ Hx(tt) = 140 KN; Tải trọng ngang tính toán theo phương dọc cầu

+ My(tt) = 1313,4 KN.m: Mômen tính toán theo phương dọc cầu

+ u, v, w: Là chuyển vị ngang, chuyển vị thẳng đứng, góc xoay của bệ quanh điểm 0 (góc tọa độ ở đáy bệ)

+ Rik: Phản lực trong liên kết (i) do chuyển vị đơn vị tại liên kết k gây ra

+Ta tính các hệ số rik từ các số liệu sau

+ E: Mômen đàn hồi của bê tông , tra bảng phục lục 2, trang 145 sách kết cấu bê tông cốt thép tập 1 của vô bá tầm, NXBĐHQGTPHCM

16 , 0

16 , 0

53 , 2

00213 ,

0



ruu = 1280862,72

= 29.000.000 x 9 ( 1 , 25 ) 0 ( 1 , 25 )   4

2 , 28

16 ,

00213 , 0 27 000 000

00213 ,

0



rww = - 1601078,4

Bước 3: Giải hệ phương trình chính tắc

Thay tất cả các số liệu trên vào hệ phương trình chính tắc (8) ta được

Bước 4: Tính nội lực trong từng cọc

Các cọc trong cùng một hàng theo phương dọc cầu đều có nội lực bằng nhau và được tính theo công thức như sau:

18

-(Tọa độ cọc xem mặt bằng bố trí cọc như đã trình bày ở trên)

+ Lực dọc trục ở hàng thứ (i) tính theo công thức

(v.cosi + u.sin i + x i w.cos i ) + Lực cắt của hàng thứ (i) tính theo công thức

Qi = 3

12

M

i

L

J E

(- v sini + u.cos i - x i w.cos i ) - 3

6

M

i

L

J E

.w

+ Mômen uốn lớn nhất ở đầu cọc thứ (i) tính theo công thức

Mi = 3

6

M

i

L

J E

(- v sini + u.cos i - x i w.cos i ) -

M

i

L

J E.

4

(Xem các bảng 7, 8, 9, 10)

Bước 5: Kiểm tra kết quả tính toán

Công thức kiểm tra dựa trên nguyên tắc cân bằng tĩnh học

+ Y = 0  Ni cos i - Q.sin  I = N

 19969,351 - 0 = 19969,351 kNVậy sai số là:

116 , 19964

116 , 19964 351

Qn Cos

i

Nn Sin

i

Qn cos i

2/ Kiểm toán nội lực dọc trục cọc:

Ta phải kiểm toán cọc dưới tác dụng của nội lực lớn nhất và đảm bảo yêu cầu sau:

3/ Kiếm toán tải trọng ngang trục của cọc

Điều kiện kiểm toán

tc c

x

p

n

tt H

.

) (

+ m : Hệ số điều kiện làm việc, tra bảng phụ lục 28, Điều 7.16 trang 438 Tiêuchuẩn kĩ thuật công trình giao thông đường bộ 22TCN 18-79-NXBGTVT, với số lượngcọc > 11 cọc

Thế tất cả các số liệu trên vào công thức (10) ta được:

259 , 0 20 27

140



 Đạt yêu cầu

4/ Kiểm toán cường độ nền đất tại vị trí mũi cọc

a Xác định kích thước móng khối Qui ước:

+ Tính góc mở cho móng khối Qui ước :

1

) (

i

e

i

i i

Trong đó: Góc ma sát trung bình của lớp đất có cọc đi qua

Li : Bề dầy đất có cọc đi qua của lớp đất thứ (i)

+ Xác định kích thước khối móng Qui ước

24

- Theo phương dọc cầu

A1 = a (n - 1) + d + 2 x Lc x tg 

Trong đó:

a = 1,25m: Khoảng cách tim giữa hai hàng cọc theo phương dọc cầu

n = s: Số hàng cọc theo phương dọc cầu

b = 1,25m: khoảng cách tim giữa haii hàng cọc theo phương ngang cầu

m = 9 số hàng cọc theo phương ngang cầu

2 2

b/ Chuyển hệ tải trọng về trọng tâm của móng khối Qui ước:

+ Tính toán trọng lượng thể tích của móng khối Qui ước qứ

qứ = tb +

qu

c c c V

t L F

(11)

Trong đó:

Vqứ: Là thể tích móng khối Qui ước

i dni

h

h

1



bt = i - i = i - 10: Dung trọng đẩy nổi của lớp đất thứ i

hi : chiều dầy lớp đất thứ I cọc xuyên qua

- Mômen tính toán theo phương dọc cầu

N(tt) : Tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy bệ

My(tt): Mômen tính toán tại đáy bệ

LM: Chiều dài cọc chịu uốn tính toán

c/ Tính ứng suất dưới đáy móng khối Qui ước

Ứng suất nén lớn nhất

max =

qu

tt o

qu

tt o

W

M F

qu

tt o

W

M F

 

=

2

241 586 828 ,

tb = 629,534 KN/m2

d/ Kiểm toán ứng suất đất móng

+ Sức chịu tải tính toán của nền đất tại mũi cọc

R': 259,7 kPa = 2,597 Kl/cm2

K1: Là hệ số được ta ở bảng 5.9 sách cơ học đất của Bùi Anh

K2: Là hệ số định NXBXD - 2004, trang 230, áp dụng đối với đất sét Pha, sét cứng và nửa cứng

Vậy đất nền ở mũi cọc đảm bảo cường độ chịu lực

X Kiểm toán theo trạng thái giới hạn thứ II:

Do khoảng cách giữa các cọc nhỏ hơn 4 lần đường kính cọc hai cạnh cọc (1,25m

< 4 x 0,4 = 1,6m) nên ta coi móng cọc như móng khối Qui ước để tính toán

28

-1/ Tải trọng tính toán: (tải trọng tiêu chuẩn)

2/ Biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng:

Phần lớp đất dưới đáy móng khối Qui ước (Đất sét lẫn hạt bụi, và sỏi sạn màuxám trắng, vàng nhạt, cứ kế cấu nữa chặt (lớp 2) và đất sét pha nhẹ màu vàng nhạt trạngthái dẻo cứng (lớp 2) ta chia thành mỗi phân lớp có chiều dầy là

+ bt(i):Thành phần ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất gây ra tại điểm

biên dưới lớp đất phân tố thứ i.

+ i : Trọng lượng thể tích của lớp đất phân tố thứ i

+ hi : Bề dầy lóp đất thứ i

+ n: Số lớp đất tính từ mặt đất sau xói đến điểm cầu tính ứng suất để vẽ được

biểu đồ ứng suất do tải trọng bản thân của đất dưới đáy móng, ta tíinh ứng suất tại một sốđiểm đặc biệt, đó là các điểm bên trên và bên dưới của mỗi lớp đất tự nhiên đến điểmmũi cọc (đáy móng khối Qui ước) Riêng đối với tầng đất dưới móng khối quy ước, tatính ứng suất tại các điểm biên trên và biên dưới của móng khối Qui ước Kết quả tínhứng suất đưa ra ở bảng 13

b/ Tính toán ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún

Công thức:

zi = Ki ( - h)

Hay zi = ki.P

Trong đó:

+ zi : ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún gây ra tại điểm thứ (i)

+ P: Áp lực gây lún tại đáy móng khối qui ước

+ ki: Hệ số phục thuộc vào loại móng, tỉ lệ cạnh đáy móng a/b và Zi/b, tra bảng 3.3sách cơ học đất của Bùi Anh Định, NXBXD - 2004, trang 95, có nội suy tính ứng suấtgia tăng do tải trọng bật lún gây ra tại các điểm tương ứng với có điểm trong lớp đất số 3,dưới móng khối qui ước như trong bảng tính ứng suất do trọng lượng bản thân xem bảng13

và số liệu tính toán được thể hiện ở bảng 12

c/ Chiều sâu tính lún (Hoặc)

Chiều sâu Hoặc của tầng đất chịu nén tính từ đáy móng đến cao độ mà ở đó ứngsuất phụ thêm zi bằng 0,1 trị số ứng suấ do trọng lượng bản thân của đất (vì đất xấu)

-S = i

n

i i

h e

C C

1

) 2 ) 1





Trong đó:

+ Hi : Chiều dầy lớp đất thứ (i) trong đoạn tầng chịu nén Hc

+ n : Số lớp đất chia trong tầng chịu nén Hc

+ e1(i), e2(i): Hệ số rỗng của đất ứng với 1(i) ,  2(i) được xác định bằng cách trađường cong nén lún

1(i) =

2

) )

1 (i bt i

1 (i Z i

+ : Tổng độ lún của nền đất dưới móng, đơn vị cm

+ L: Chiều dài nhịp ngắn nhất gác liên tục, đơn vị m

XI/ Tính toán cốt thép cho cọc và bê cọc, tính mối nối cọc khi thi công

1/ Tính toán và bố trí cốt thep cho cọc:

Tổng chiều dài cọc là 29m (kể cả phần cọc ngầm vào trong đài là 0,8m)

Do khuông nên chia cọc thành nhiều đốt và chiều dài mỗi đốt quá ngắn sẽ ảnhhưởng đến thời gian thi công và làm cọc bị giảm yếu khi chịu lực nên ta sẽ chịa cọc làm

3 đốt

+ 01 đốt mũi cọc có chiều dài L = 11,7m

+ 01 đốt thân cọc có chiều dài là L = 11,7m

+ 01 đốt đầu cọc có chiều dài là L = 5,6m

Việc tính toán cốt thép cọc cho khi thi công cầu và treo các đốt cọc Ta chọn đốt

có chiều dài L = 11,7m có chiều dài bất lợi để tính

a/ Tính toán mômen theo sơ đồ cẩu cọc:

(Trường hợp kê cọc trên 2 gối: Bố trí 02 móc cẩu)

(Hình vẽ)

HÌNH 10 TÍNH TOÁN CỐT THÉP THEO SƠ ĐỒ CẨU CỌC

Ta có : q = bt Fe

Trong đó:

+ bt = 25 KN/m3: Trọng lượng riêng của bêtông

+ Fc = d2 = 0,16m2: Diện tích tiết diện ngang cọc

+ Lđốt = 11,7m chiều dài đốt cọc, nt = 1,1 Hệ số tĩnh tải

 Mmax(1) = 0,021 4 11,72 x 1,1

Mmax(1) = 12,648 KN.m

b/ Tính toán mômen theo sơ đồ treo cọc:

(Trường hợp này bố trí 1 móc cẩu, điểm bố trí móc cẩu trình với vị trí điểm cốitựa)

-+ Lượng cốt thép cần thiết cho 1 đốt cọc dài L = 11,7m (đủ có khả năng chịuđược mômen uốn Mtt = 33,462 KN.m)

Ta có:

t

o u

h d R

Trong đó:

Ru = 130 Kl/cm2 = 13.000 KN/m3; Cường độ chịu nén khi uốn của bê tông, trabảng phụ lục 3.1 TCVN 5574-1991 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của Nguyễn VănQuãng - Nguyễn Hữu Khánh, NXBXD - 1996, trang 167

 = 0,0515 chiếu cao chịu nén tương đối của tiết diện cọc

Ntt = 33,462 KN.m: Mômen uốn tính toán lớn nhất

Thế tất cả các số liệu trên vào công thức (14) ta được

Nếu ta bố trí trên mặt cắt ngang là 8 thanh trì số thanh cốt thép chịu mômen uốntrên tiết diện cọc sẽ là 3 thanh

F1thanh thép =

3

42 , 3

+ Do cọc chịu lực cắt nhỏ nên ta không cần tính toán cốt đai cho cọc mà chỉ cần

bố trí theo cuấ tạo Theo công thức kinh nghiệm trong bê tông cốt thép, ta bố trí cốt đaitrong cọc là  8a 50 trong khoảng 1m từ 2 đầu cọc, sau đó là  8a 100 trong khoảng 2m,tiếp theo là  8a 200 cho đoạn ở giữa cọc

+ Đồng thời chú ý là để chống lại lực quán tính tại đầu cọc do búa đóng Nên tanên bố trí tăng cường lửa thép  8 (a x a = 50 x 50) ở đầu cọc để tránh vỡ đầu cọc, ở đỉnhcọc ta đặt lưới thép 12 (150 x 150) để chống lại sự phá hoại của Do đấu cọc tác dụnglên đài

+ Thép chịu lực trong cọoc bố trí đều theo mặt cắt dọc, để tiện thi công, móngcẩu dùng thép 18 cách đầu cọc và mũi cọc một khoảng là 2,4m và cao 7cm, đoạn neovào phần bê tông cọc là 25cm

2/ Tính toán đường hàn mối nối thi công cọc:

Cóc được nối tại đầu các đốt bằng phương pháp hàm của bản nối, dùng 4 thanhthép L100 x 100 x 10 dài 0,48m và 4 thanh thép bản 100 x 10 dài 0,48m với chiều dầyđường hàn  = 8 mm, các kích thước được ghi trong hình vẽ

Việc tính toán đường hàn là tiến hành kiểm tra lại cường độ của đường hàn khichịu lực dọc là nội lực trong cọc

Công thức kiểm toán:

dh dh

dh

R L

N F

Trong đó:

+ Nmax = 998,299 KN: Lực dọc lớn nhất trong cọc (xem bảng 10, trang 31)

36

- = 10 mm - 0,008m: Chiều dầy đường hàn

, 0

299 , 998

HÌNH 11 TÍNH CỐT THÉP BỆ CỌC THEO PHƯƠNG DỌC CẦU

Theo bảng 10 trang 31 ta chọn sơ đồ 2: Chịu tải trọng lớn hơn, do đó nguy hiểmhơn, để tính cốt thép theo phương dọc cầu

h b

bn = 11m: Bề rộng bệ trụ theo phương ngang cầu

ho = 1,90m: Chiều cao làm việc của tiết diện bệ cọc (tính từ tâm cốt thép chịukéo tới mép trên của bệ, chọn sơ bộ cốt thép đặt mép bêtông là 10cm)

Rt = 2800 Kl/cm2 = 280000KN/cm2 : Cường độ tính toán chịu nén của cốt thép,thép AII, tra bảng 3.3 TCVN 5574 - 1991 Sách hướng dẫn đồ án nền và móng củaNguyễn Văn Quãng - Nguyễn Hữu Kháng, NXBXD - 1996, trang 168

: Chiều cao chịu nén tương đối của tiết diện bệ cọc

h b R M

= 13 000 11 1 , 9 2

518 , 6738

- = 0,01313

Md(tt) = 6738,518 KN.m: Mômen uốn tính toán

Thế tất cả các số liệu trên vào công thức (16) ta được

Chọn lưới thép  20 bố trí theo lưới ô vuông có mắc lưới là 250 x 250m

Theo phương dọc cầu sẽ bố trí thang cốt thép là

25

10 2 100 1 1 2

L = 1.100 cm : Chiếu rộng bệ trụ thep phương ngang cầu

Co : 10cm: Chiều dầy lớp bê tông bảo vệ tính tới tim cốt thép ngoài cùng

ao: 25 cm: Bước lưới cốt thép (khoảng cách giữa tim 2 thanh thép lần nhau)

Diện tích cốt thép bố trí theo phương dọc cầu là:

b/ Tính toán lưới cốt thép bệ cọc theo phương ngang cầu

Coi toàn bộ bệ cọc như 1 dầm mút thừa kế lên 2 gối là tim của 2 cột trụ chịungoại lực là các lực tập trung bằng tổng lực dọc của các hàng cọc theo phương dọc cầu

R3 = P1 + P10 + P19

= 851, 718 + 925,008 + 998,299

R3 = 2.775,025 KN

Mn = (R3 x 1,5) + (R3 x 0,25)

= (2775,025 x 1,5) + (2775,025 x 0,25) xem hình 12 trang 57

Mn(tt) = 4856,293 KN.m

Trong đó:

+ R3: Lực tác dụng tương đương trên sơ đồ tính

+ Mn(tt): Mômen tính toán lớn nhất trên tiết diện theo phương ngang cầu (tiết diệntại vị trí mép cột)

+ Lượng cốt thép cần thiết

Ftn(yêu cầu) =

t

o d u

R

h a

ad = 3,5m: Chiều rộng bệ trụ theo phương ngang cầu

ho = 1,90m Chiều cao làm việc của tiết diện bệ cọc (tính từ tâm cốt thép chịukéo tới mép trên của bệ, chọn sơ bộ cốt thép mép trên bêtông là 10cm)

Rt = 2800 Kl/cm2 = 280.000 KN/cm2 Cường độ tính toán chịu nén của cốt thép,thép AII, tra bảng 3.3 TCVN 5574-1991 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của NguyễnVăn Quãng - Nguyễn Hữu Khánh, NXBXD-1996, T.168

 : Chiều cao chịu nén tương đối của tiết diện bệ cọc

 = 1 - 1  2A o

Ta tính Ao:

9 , 1 5 , 3 000 13

293 , 4856

u

tt n

h a R M

Ao = 0,02956: là hệ số mômen tĩnh của vùng bê tông chịu nén