CHƯƠNG 15 MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

CHƯƠNG 15, MÓNG CỌC LY TÂM, DỰ ỨNG LỰC

CHƯƠNG 15

MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

1 GIỚI THIỆU VỀ MÓNG CỌC LY TÂM DỰ ỨNG LỰC

1.1 Ứng dụng của cọc dự ứng lực

Là loại cọc có khá nhiều ưu điểm nên rất thông dụng trong các lĩnh vực như:

 Công trình cầu đường, cảng biển đối với cọc có đường kính lớn như D1000, D1200

 Công xây dựng dân dụng và công nghiệp đối với các cọc có đường kính nhỏ

 Ngoài ra, do cọc chịu tải trọng ngang tốt nên thường dùng cho các công trình tường chắn sóng, đất … …

1.2 Ưu điểm của cọc dự ứng lực

- Được thị trường chấp nhận rộng rãi trong dự án xây dựng và nền móng của cơ sở thiết bị rộng lớn của dự án xây dựng công nghiệp và dân dụng, đường sắt, đường

bộ, cầu cảng

- Các thông số kỹ thuật hoàn hảo, có thể lựa chọn thiết kế rộng rãi

- Sản xuất theo công nghệ ly tâm, ép, bảo dưỡng hơi nước, cùng với tiến bộ công nghệ bảo đảm độ đặc chắc của bê tông > C60(cọc PC) Cọc ống bê tông độ chắc cao có thể có đồ chắc > C80 (cọc PHC) Khả năng chịu lực cao hơn cọc bê tông đúc sẵn thông thường từ 2 đến 4 lần

- Cọc có khả năng chống nứt, chống uốn cao Công nghệ cốt thép ứng lực trước tốt hơn nhiều so với cọc bê tông đúc sẵn

- Chất lượng cọc ổn định, các thông số kỹ thuật đáng tin cậy

- Cọc có chất lượng đúc có độ tin cậy cao vì thân cọc bê tông đặc chắc Cọc chịu va chạm tốt và thích nghi với điều kiện địa chất tốt hơn cọc BTCT thường Hơn nữa việc thử nghiệm tiện lơi, việc giám sát ít hơn

- Việc vận chuyển cọc tiện lợi, không gây ô nhiễm môi trường và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường

- Dễ dàng kiểm soát chất lượng tại nhà máy nhờ điều kiện sản xuất công nghiệp

- Tuổi thọ công trình cao do dùng bê tông mác cao và mô men uốn nứt lớn

- Chống ăn mòn trong môi trường xâm thực

- Tiết kiệm vật liệu, kết cấu nhẹ, giảm giá thành nhờ công nghệ ứng suất trước

- Giảm thiểu công tác bê tông tại hiện trường, lợi điểm đặc biệt tại các dự án nằm trong khu trung tâm thành phố

- Nối cọc: mối nối được thiết kế có mô men kháng uốn tương đương với mô men kháng uốn thân cọc

- Dưỡng hộ bằng hơi nước nóng cho sản phẩm chất lượng cao, tăng tiến độ cung cấp

- Tiến độ thi công nhanh

1.3 Nhược điểm của cọc dự ứng lực

- Do sử dụng bê tông và cốt thép cường độcao nên chi phí về vật liệu sẽ tốn hơn cọc thường cùng tiết diện

- Kỹ thuật chế tạo phức tạp hơn, đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật lành nghề

- Phải sửdụng thiết bịchuyên dùng để thi công đóng hoặc ép cọc

- Chi phí đầu tưdây chuyền sản xuất, lắp đặt thiết bị lớn

2 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

Sức chịu tải nén dọc trục cho phép của cọc được chọn là nhỏ nhất trong các giá trị sức chịu tải sau đây:

2.1 Theo điều kiện vật liệu

Theo TCXD 7888-2008 tính toán sức chịu tải theo vật liệu như sau :

2.1.1 Xác định ứng suất hữu hiệu

Ứng suất nén ban đầu trong bê tông được tính toán thông qua lực kéo căng ban đầu của cốt thép hoặc lực căng cốt thép được đo kiểm tra thực tế và tổng diện tích mặt cắt ngang cọc

i cgp ci g

F

A

Với : f cgp : Ứng suất nén ban đầu trong bê tông , Mpa

F i : tổng lực kéo căng ban đầu của cốt thép, F i  f pjA ps , N

A ps : tổng diện tích cốt thép dự ứng lực, mm2

f pj: ứng suất kéo căng ban đầu của cốt thép dự ứng lực trước, MPa

A g:Tổng diện tích mặt cắt ngang cọc, mm2

f ci: ứng suất cho phép tại thời điểm truyền ứng suất, MPa

Ứng suất kéo căng của cốt thép dự ứng lực trước (f pj) không được lớn hơn 75%

cường độ chịu kéo của cốt thép (f pu) Ứng suất nén trong bê tông do lực kéo căng của

cốt thép (f cgp) phải nhỏ hơn ứng suất nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng

suất (f ci) Ứng suất nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất bằng 60%

cường độ chịu nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất (f’ ci) Cường độ chịu nén cho phép của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất bằng 75 % cường độ chịu

nén thiết kế của bê tông (f’ c)

2.1.2 Xác định tổn hao ứng suất hữu hiệu

 Tổn hao ứng suất do biến dạng đàn hồi :

s cir ci

E s: Môđun đàn hồi của cốt thép dự ứng lực trước

E ci: Môđun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất

f cir: ứng suất nén trong bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực ngay tại thời điểm truyền lực vào bê tông

f g: ứng suất nén trong bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do trọng lượng của cấu kiện tại thời điểm truyền lực vào bê tông

 Tổn hao ứng suất do từ biến :

   

0,6 0.118

k f : Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích/bề mặt của kết cấu

t i : Tuổi bê tông lúc bắt đầu chịu lực, ngày

t:Tuổi bê tông tại thời điểm đóng cọc, ngày

f’ c: Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông, MPa

k s : Hệ số kích thước được xác định theo 22TCN-272-05

 Tổn hao ứng suất do chùng ứng suất :

r pj

RE f Với : f pj: ứng suất căng của cốt thép dự ứng lực trước, MPa

ε r :Tỷ lệ chùng ứng suất của loại cốt thép sử dụng, %

g

f A f

70 % sức kháng nén dọc trục tính toán theo vật liệu sử dụng của cọc Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc đ-ợc tính theo công thức sau:

P P

Đối với cấu kiện có cốt thép đai xoắn:

Với : Pr : Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc, KN

φ : Hệ số sức kháng, đối với cấu kiện chịu nén có đai xoắn φ = 0,75

Aps : Tổng diện tích cốt thép dự ứng lực trước, mm2

Ag : Diện tích mặt cắt ngang của cọc, mm2

fse : Ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực trước

f’c : Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông

2.2 Theo điều kiện đất nền

2.2.1 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý

Sức chịu tải của cọc khoan nhồi có và không có mở rộng đáy cũng như của cọc chịu tải trọng nén đúng tâm xác định theo công thức :

Q m m q A um f l

Trong đó : m : hệ số điều kiện làm việc, trong điều kiện tựa lên đất sét có độ no

nước G < 0,85 lấy m = 0,8, còn các trường hợp còn lại lấy m = 1

mR : hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy mR = 1, khi mở rộng đáy bằng nổ mìn lấy mR = 1,3, khi mở rộng đáy bằng phương pháp

đổ bê tông dưới nước lấy mR = 0,9

qp cường độ của đất dưới mũi cọc( kN/m2),lấy theo các điều A8,A9 phụ lục A TCXD 205-1998

Q Q k



Trong đó :

Qa : sức chịu tải cho phép của cọc (kN)

Qtc : sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc (kN)

Ktc : hệ số an toàn lấy theo mục A1 TCXD 205-1998

2.2.2 Sức chịu tải của cọc theo cường độ

Sức chịu tải cực hạn của cọc :

Q Q Q

Sức chịu tỉa cho phép của cọc tính theo công thức :

p s

a

Q Q

Q

FS FS

Qs : sức chịu tải cực hạn do ma sát (kN)

Qp : sức chịu tải cực hạn do mũi cọc (kN)

FSs : hệ số an toàn cho thành phần ma sát, lấy bằng 1,5 – 2,0

FSp : hệ số an toàn cho thành phần mũi cọc, lấy bằng 2,0 – 3,0

Sức chịu tải do ma sát Qs :

Q uf l

u : chu vi tiết diện cọc (m)

fsi : lực ma sát đơn vị giữa lớp đất thứ i tác dụng lên cọc (kN/m2)

li : chiều dài lớp đất thứ i mà cọc đi qua (m)

Lực ma sát đơn vị tính như sau :

'tan I I

 là góc ma sát giữa cọc và đất nền (lấy theo TTGH I)

vi

 là ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương thẳng đứng (kN/m2)

si

k là hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i, k si  1 sini I

Sức chịu tải do mũi Qp :

2.2.3 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn

Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức Nhật Bản :

1

0, 23

Q  N A  N L N L u

Na chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc

Ns chỉ số SPT của lớp đất rời bên thân cọc

Nc chỉ số SPT của lớp đất dính bên thân cọc

Ls chiều dài đoạn cọc nằm trong đất rời

Lc chiều dài đoạn cọc nằm trong đất dính

u chu vi của tiết diện cọc

α hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công, α = 15

2.3 Sức chịu tải thiết kế

 min

3 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN

3.1 Mặt bằng bố trí móng đà kiềng

Nguyên tắc phân loại móng dựa trên cơ sở lực tác dụng vào móng Lực tác dụng khác nhau thì cấu tạo và kích thước các cấu kiện của móng cũng khác nhau Tuy nhiên để đơn giản cho công thiết kế, móng có tải tác dụng chênh lệch nhau không quá 15% có thể phân vào một loại móng

3.2.4 Sức chịu tải của cọc

 Xác định ứng suất hữu hiệu

 Tổn hao ứng suất do từ biến :

k c: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng/bề mặt của kết cấu được xác định theo 22TCN-272-05,k c 1,1

k f : Hệ số xét đến ảnh h-ởng của tỷ lệ thể tích/bề mặt của kết cấu ,

t i : Tuổi bê tông lúc bắt đầu chịu lực lấy = 3 ngày

t : Tuổi bê tông tại thời điểm đóng cọc lấy = 28 ngày

H : Độ ẩm = 80%

0,6 0.118

0,6

28 380

 Tổn hao ứng suất do chùng ứng suất :

f pj: ứng suất căng của cốt thép dự ứng lực trước = 1545000 kN/m2

ε r :Tỷ lệ chùng ứng suất của loại cốt thép sử dụng = 3,5%

0,7 0,7 4460,37 3122, 25

 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý :

Hệ số điều kiện làm việc m = 1

3

10.5 12.5 11.5 2 0.2 0.7 6.71 17.70 12.5 14.5 13.5 2 0.2 0.7 6.99 18.44 14.5 16.5 15.5 2 0.2 0.7 7.27 19.18 16.5 18.5 17.5 2 0.2 0.6 7.55 17.07 18.5 20.5 19.5 2 0.2 0.6 7.83 17.70 20.5 22.5 21.5 2 0.2 0.6 8.11 18.34 22.5 24.5 23.5 2 0.2 0.6 8.39 18.97 24.5 26.5 25.5 2 0.2 0.6 8.67 19.60 26.5 28.5 27.5 2 0.2 0.6 8.95 20.23 28.5 30.5 29.5 2 0.2 0.6 9.23 20.87 30.5 32.5 31.5 2 0.2 0.6 9.51 21.50 32.5 34.5 33.5 2 0.2 0.6 9.79 22.13 34.5 36.5 35.5 2 0.2 0.6 10 22.61 36.5 38.5 37.5 2 0.2 0.6 10 22.61

Lập bảng tính toán như sau :

3

10.5 12.5 11.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 101.339 12.5 14.5 13.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 112.366 14.5 16.5 15.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 123.392 16.5 18.5 17.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 134.419 18.5 20.5 19.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 145.445 20.5 22.5 21.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 156.472 22.5 24.5 23.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 167.498 24.5 26.5 25.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 178.525 26.5 28.5 27.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 189.551 28.5 30.5 29.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 200.578 30.5 32.5 31.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 211.604 32.5 34.5 33.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 222.631 34.5 36.5 35.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 233.657 36.5 38.5 37.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 244.683

a

Q Q

Vậy

1

0, 23

3.2.4 Tính toán sơ bộ số lượng cọc

 Ước lượng số lượng cọc :

Số lượng cọc ước lượng:

Qa: sức chịu tải tính toán của một cọc

: hệ số xét tới ảnh hưởng của mômen, lấy từ 1.2→1.5 tùy theo giá trị mômen Ở đây lấy =1.4

 Bố trí cọc:

Bố trí cọc cách nhau một khoảng 3D = 3x600=1800 mm

Khoảng cách tứ mép cọc ngoài cùng đến mép đài lấy 300 mm

Cao trình đáy đài là -4,5m, chiều cao đài chọn 1,2m

Kích thước đài và bố trí cọc sơ bộ như hình vẽ :

3.2.5 Kiểm tra phản lực đầu cọc và sự làm việc nhóm

 Kiểm tra phản lực đầu cọc :

Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc

Diện tích đáy đài : A = 9 m2

Góc ma sát trung bình :

23,3235,5

Nqutc = 43376.21 (kN)

Mxtc = 232.60 (kNm)

Vậy điều kiện ổn định đất nền được thỏa mãn

Tính lún theo phương pháp tổng phân tố :

3.2.7 Kiểm tra xuyên thủng

Tháp xuyên bao phủ tất cả các cọc, thỏa xuyên thủng

3.2.8 Tính toán cốt thép cho đài

Vì cọc không chịu nhổ nên không cần tính thép cho lớp trên của đài cọc Thép ở lớp trên đặt theo cấu tạo ϕ14 a200 cả hai phương

2 2 0

2084,12

0,0480,9 14500 3 1,05

Thép đặt theo phương Y : Phản lực cọc 1 và 3 tạo M uốn xấp xỉ phương X

Vậy chọn thép tương tự phương X

Kết luận : bố trí thép ϕ25 a200 cho cả 2 phương đài cọc

3.2.9 Kiểm tra cọc chịu tải ngang

Module đàn hồi của bê tông B25 : Eb = 37,5.106 (kN/m2)

Chiều rộng quy ước cọc : bc = 1,5d + 0,5 = 1,5.0,6 +0,5 =1,4 (m)

Hệ số nền : dựa vào địa chất và tra bảng B1 phụ lục B TCXD 205:1998

7500 3 8000 7,5 6500 28,5 7500 1,5

697542,5

5 5

6

6975 1, 4

0,5537,5 10 0, 005

Xác định chuyển vị ngang y0 và góc xoay Ψ0 ở đầu cọc :

Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị H0 = 1 gây ra :

5 0

2, 441 7,58 10 0,55 37,5 10 0, 005

1, 621 2, 78 10 0,55 37,5 10 0, 005

Bảng giá trị mômen theo thân cọc :

-0.362 0.2 -0.001 0 1 0.2 10.022

-0.544 0.3 -0.005 -0.001 1 0.3 14.682 -0.725 0.4 -0.001 -0.002 1 0.4 20.333 -0.906 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 23.176 -1.087 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 26.885 -1.268 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 30.047 -1.449 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 32.804 -1.631 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.879 34.132 -1.812 1 -0.167 -0.083 0.975 0.994 36.572 -1.993 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 37.838 -2.174 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 38.701 -2.355 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 38.953 -2.537 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 38.781 -2.718 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 38.216 -2.899 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 37.393 -3.080 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 36.211 -3.261 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 34.691 -3.442 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 33.073 -3.624 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 31.195 -3.805 2.1 -1.487 -1.590 -0.010 1.627 29.151 -3.986 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 26.990 -4.167 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 24.713 -4.348 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 22.451 -4.530 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 20.168 -4.711 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 17.996 -4.892 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 15.758 -5.073 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 13.721 -5.254 2.9 -3.331 -5.340 -3.852 -0.295 11.677 -5.435 3 -3.540 -6.000 -4.688 -0.891 9.835 -5.617 3.1 -3.722 -6.690 -5.621 -1.603 7.919 -5.798 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 6.354 -5.979 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 4.856 -6.160 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 3.615 -6.341 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 2.564 -6.523 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 1.617 -6.704 3.7 -3.471 -10.776 -13.235 -8.979 0.821 -6.885 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.386 -7.066 3.9 -2.427 -11.585 -16.346 -12.854 0.050 -7.247 4 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 0.060 -7.429 4.1 -0.567 -11.638 -19.454 -17.478 0.160 -7.610 4.2 0.747 -11.249 -20.902 -20.048 0.510

Biểu đồ mômen dọc theo thân cọc :

Bảng giá trị lực cắt dọc theo thân cọc :

-0.181 0.1 -0.005 0 0 1 27.658 -0.362 0.2 -0.02 -0.003 0 1 26.769 -0.544 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 1 25.333 -0.725 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 23.485 -0.906 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 21.335 -1.087 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 18.881 -1.268 0.7 -0.245 -0.114 -0.003 0.994 16.261 -1.449 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 13.582 -1.631 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 10.857 -1.812 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 8.085 -1.993 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 5.381 -2.174 1.2 -0.714 -0.575 -0.258 0.917 2.974 -2.355 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 0.386 -2.537 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -1.801 -2.718 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -3.956 -2.899 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -5.769 -3.080 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -6.029 -3.261 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -8.753 -3.442 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -9.976 -3.624 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -10.893

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1

0

0 10 20 30 40 50

Mz

-3.805 2.1 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 -11.642 -3.986 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -12.112 -4.167 2.3 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 -12.423 -4.348 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -12.542 -4.530 2.5 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 -12.470 -4.711 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -12.258 -4.892 2.7 -2.42 -5.591 -6.143 -3.58 -11.878 -5.073 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -11.432 -5.254 2.9 -2.2 -6.42 -7.892 -5.423 -10.819 -5.435 3 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -10.087 -5.617 3.1 -1.638 -7.034 -9.822 -7.739 -9.387 -5.798 3.2 -1.187 -7.204 -10.822 -9.082 -8.450 -5.979 3.3 -0.599 -7.243 -11.819 -10.549 -7.567 -6.160 3.4 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -6.605 -6.341 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -5.583 -6.523 3.6 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -4.506 -6.704 3.7 3.563 -5.338 -15.151 -17.472 -3.411 -6.885 3.8 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -2.318 -7.066 3.9 7.059 -2.473 -15.779 -21.279 -1.099 -7.247 4 9.244 -0.358 -15.61 -23.14 0.138 -7.429 4.1 11.749 2.304 -15.007 -24.895 1.387 -7.610 4.2 14.591 5.584 -13.87 -26.468 2.715

Biểu đồ lực cắt dọc theo thân cọc :

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1

0 -20.000 -10.000 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000

Qz

Bảng giá trị áp lực ngang theo thân cọc :

-0.181 0.1 1 0.1 0.005 0 2.516 -0.362 0.2 1 0.2 0.02 0.001 4.675 -0.544 0.3 1 0.3 0.045 0.005 6.490 -0.725 0.4 1 0.4 0.08 0.011 7.964 -0.906 0.5 1 0.5 0.125 0.021 9.115 -1.087 0.6 0.999 0.6 0.018 0.036 9.948 -1.268 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 10.515 -1.449 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 10.805 -1.631 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 10.854 -1.812 1 0.992 0.997 0.499 0.167 10.733 -1.993 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 10.397 -2.174 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 9.875 -2.355 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 9.243 -2.537 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 8.527 -2.718 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 7.742 -2.899 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 6.874 -3.080 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 5.965 -3.261 1.8 0.848 1.706 1.584 0.961 5.276 -3.442 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 4.141 -3.624 2 0.735 1.823 1.924 1.308 3.246 -3.805 2.1 0.662 1.863 2.098 1.506 2.365 -3.986 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 1.572 -4.167 2.3 0.47 1.892 2.443 1.95 0.770 -4.348 2.4 0.347 1.874 2.609 2.195 0.113 -4.530 2.5 0.202 1.83 2.765 2.454 -0.534 -4.711 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -1.157 -4.892 2.7 -0.162 1.643 3.03 3.003 -1.661 -5.073 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -2.073 -5.254 2.9 -0.64 1.29 3.196 3.574 -2.539 -5.435 3 -0.928 1.037 3.225 3.858 -2.922 -5.617 3.1 -1.251 0.723 3.207 4.133 -3.171 -5.798 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -3.493 -5.979 3.3 -2.011 -0.112 2.991 4.626 -3.690 -6.160 3.4 -2.45 -0.648 2.772 4.826 -3.905 -6.341 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 -4.070 -6.523 3.6 -3.445 -1.991 2.05 5.075 -4.245 -6.704 3.7 -4 -2.813 1.52 5.097 -4.375 -6.885 3.8 -4.59 -3.742 0.857 5.029 -4.589 -7.066 3.9 -5.21 -4.784 0.047 4.853 -4.725

-7.247 4 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -4.912 -7.429 4.1 -6.514 -7.216 -2.08 4.092 -5.048 -7.610 4.2 -7.179 -8.607 -3.428 3.461 -5.146

Biểu đồ áp lực ngang theo thân cọc :

Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc :

1 2

4

tan cos

 Kiểm tra khả năng chịu uốn

Ta có giá trị moment Mmax của cọc khi chịu tải trọng ngang là (căn cứ trên đồ thị quan

hệ moment theo độ sâu):

0 -10 -5 0 5 10 15

σz

Ta có giá trị Qmax của cọc khi chịu tải trọng ngang là: Qmax = 28 kN

Theo TCXD 7888:2008, khả năng bền cắt của cọc D600 loại A là 311 kN >> Qmax =

3.2.4 Sức chịu tải của cọc

 Xác định ứng suất hữu hiệu

 Tổn hao ứng suất do từ biến :

k c: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng/bề mặt của kết cấu được xác định theo 22TCN-272-05,k c 1,1

k f : Hệ số xét đến ảnh h-ởng của tỷ lệ thể tích/bề mặt của kết cấu ,

t i : Tuổi bê tông lúc bắt đầu chịu lực lấy = 3 ngày

t : Tuổi bê tông tại thời điểm đóng cọc lấy = 28 ngày

H : Độ ẩm = 80%

0,6 0.118

0,6

28 380

 Tổn hao ứng suất do chùng ứng suất :

f pj: ứng suất căng của cốt thép dự ứng lực trước = 1545000 kN/m2

ε r :Tỷ lệ chùng ứng suất của loại cốt thép sử dụng = 3,5%

 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý :

Hệ số điều kiện làm việc m = 1

3

10.5 12.5 11.5 2 0.2 0.7 6.71 17.70 12.5 14.5 13.5 2 0.2 0.7 6.99 18.44 14.5 16.5 15.5 2 0.2 0.7 7.27 19.18 16.5 18.5 17.5 2 0.2 0.6 7.55 17.07 18.5 20.5 19.5 2 0.2 0.6 7.83 17.70 20.5 22.5 21.5 2 0.2 0.6 8.11 18.34 22.5 24.5 23.5 2 0.2 0.6 8.39 18.97 24.5 26.5 25.5 2 0.2 0.6 8.67 19.60 26.5 28.5 27.5 2 0.2 0.6 8.95 20.23 28.5 30.5 29.5 2 0.2 0.6 9.23 20.87 30.5 32.5 31.5 2 0.2 0.6 9.51 21.50 32.5 34.5 33.5 2 0.2 0.6 9.79 22.13 34.5 36.5 35.5 2 0.2 0.6 10 22.61 36.5 38.5 37.5 2 0.2 0.6 10 22.61

 Sức chịu tải của cọc theo cường độ :

3

10.5 12.5 11.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 101.339 12.5 14.5 13.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 112.366 14.5 16.5 15.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 123.392 16.5 18.5 17.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 134.419 18.5 20.5 19.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 145.445 20.5 22.5 21.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 156.472 22.5 24.5 23.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 167.498 24.5 26.5 25.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 178.525 26.5 28.5 27.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 189.551 28.5 30.5 29.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 200.578 30.5 32.5 31.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 211.604 32.5 34.5 33.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 222.631 34.5 36.5 35.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 233.657 36.5 38.5 37.5 2 6.6 0.478 20.28 0.56874 244.683

a

Q Q

 

1

0, 23

1

0, 23

3.3.4 Tính toán sơ bộ số lượng cọc

 Ước lượng số lượng cọc :

Số lượng cọc ước lượng:

Qa: sức chịu tải tính toán của một cọc

: hệ số xét tới ảnh hưởng của mômen, lấy từ 1.2→1.5 tùy theo giá trị mômen Ở đây lấy =1.4

 Bố trí cọc:

Bố trí cọc cách nhau một khoảng 3D = 3x600=1800 mm

Khoảng cách tứ mép cọc ngoài cùng đến mép đài lấy 300 mm

Cao trình đáy đài là -4,5m, chiều cao đài chọn 1,2m

Kích thước đài và bố trí cọc sơ bộ như hình vẽ :

3.3.5 Kiểm tra phản lực đầu cọc và sự làm việc nhóm

 Kiểm tra phản lực đầu cọc :

Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc

Diện tích đáy đài : A = 3,6 m2

Góc ma sát trung bình :

828,1

23,3235,5

Chiều dài móng khối qui ước :