Câu 2 Tính sức chịu tải cực hạn của cọc kN theo chỉ tiêu cường độ của đất nền, bỏ qua trọng lượng của cọc.. Trọng lượng riêng trung bình của đất trên đài và đài cọc lấy 22kN/m3.. Câu 2
Trang 11
BÀI TẬP MĨNG CỌC
CBGD: TS Lê Trọng Nghĩa BÀI 1
Cho 1 cọc BTCT cĩ kích thước 30cm x 30cm, dài 18m (gồm 2 đoạn
cọc 9m nối lại, cốt thép trong cọc gồm 4φ16 (4×2.01cm2), bê tơng
cọc mác 300 cĩ Rn = 13MPa, cường độ Ra = 80 MPa), được ép vào
nền đất cĩ 2 lớp như hình vẽ:
-Lớp 1: Dày 11m cĩ các chỉ tiêu:
c = 17 kN/m2; ϕ = 70, trọng lượng riêng trên MNN γ = 17 kN/m3, và
dưới MNN γsat = 18 kN/m3
-Lớp 2: Chiều dày lớn và cĩ các chỉ tiêu như sau:
c = 10kN/m2; ϕ = 200 (Nc = 17,69; Nq = 7,44; Nγ =5), γsat = 20 kN/m3
Mực nước ngầm cách mặt đất 4m Cho trọng lượng riêng của nước
γw =10 kN/m3 và trọng lượng riêng của bê tơng là γbt = 25 kN/m3
Các lớp đất cố kết thường cĩ hệ số áp lực ngang K0 = (1-sinϕ) và qp
=1,3c.Nc + σ’vp.Nq + 0,4γ’.dp.Nγ
Câu 1) Tính sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu (kN), cho biết hệ số uốn dọc ϕ = 0,85
Câu 2) Tính sức chịu tải cực hạn của cọc (kN) theo chỉ tiêu cường độ của đất nền, bỏ qua trọng lượng
của cọc
BÀI 2
Cho một mĩng cọc BTCT gồm 6 cọc được bố trí như
hình vẽ Mĩng cọc chịu tác dụng của tải trọng Ntt = 3800
kN, Mytt = 160 kNm, Hxtt = 140 kN Đài dày 0,5 m, độ
sâu chơn đài 1,5 m Bỏ qua phần áp lực đất bị động Ep
- Bê tơng đài cọc dùng mác 300 cĩ Rn =13 MPa, Rk
=1MPa Thép trong đài cọc dùng Ra =280MPa, cọc ngàm
vào đài là 10cm Trọng lượng riêng trung bình của đất
trên đài và đài cọc lấy 22kN/m3 Kích thước cột bc×hc =
40cm×60cm
Cọc cĩ kích thước 30cm×30cm, khoảng cách giữa các
cọc là 3d, khoảng cách giữa hai hàng là 4d, khoảng cách
từ mép cọc biên đến mép đài là d/2 cho cả 2 phương (d:
cạnh cọc) Hệ số vượt tải n =1,15
Câu 1) Xác định tải trọng tác dụng lên cọc số 1 và số 2
Câu 2) Xác định lực gây xuyên thủng (kN) (cho tồn bộ
đài cọc)
Câu 3) Xác định lực chống xuyên (kN) của đài (cho tồn
bộ đài cọc)
Câu 4) Tính diện tích cốt thép theo phương cạnh dài của
đài (cm2), lấy γ = 0,9
Câu 5) Xác định kích thước của mĩng khối qui ước khi
đất nền cĩ các đặc trưng như Bài 1
Lớp 2
Lớp 1
9m
9m
MNN
Lớp 2 Lớp 1 8m
+
+ y
x
tt M
tt N
h c
3d 3d
Trang 22
BÀI 3
Một móng cọc đóng BTCT gồm 9 cọc vuông (d =0.3m)
được bố trí như hình Bài 2, khoảng cách giữa 2 tâm cọc
là 3d, khoảng cách giữa tâm cọc biên và mép đài là d
Cọc xuyên qua lớp sét dẽo mềm và cấm vào lớp sét dẽo
cứng Mực nước ngầm (MNN) nằm tại mặt phẳng đáy
móng
Lớp sét dẽo mềm (lớp 1) dày 17.5m có các đặc trưng:
γt =16.5kN/m3, γsat=17.5kN/m3, φ' =200, c' =0 và OCR=1
Lớp sét dẽo cứng (lớp 2) có các đặc trưng:
γsat =20kN/m3, φ' =280, c' =0 và OCR =3
Tải trọng tại chân cột:
Ntt =2700kN, Mtt =150kN.m và Htt =200kN
Hệ số giảm tải n =1.15
Bêtông đài cọc M300 có R n =13MPa, R k =1MPa
Thép trong đài AII có R a =280MPa
Trọng lượng riêng trung bình của khối bê tông và đất
nền trên đáy móng γtb =22kN/m3; trọng lượng riêng của
bê tông γbt =25kN/m3
Đoạn cọc ngàm vào đài là 10cm và chọn a =15cm
Cho các công thức sau:
Ma sát đơn vị xung quanh cọc:
×
σ′
Sức chịu mũi đơn vị:
γ γ
q p = v′ q+ ′ c+ ′
φ' =280 : N q =25.80, N c =14.72, N γ =16.72
Xác định:
Câu 1 Xác định lực ma sát đơn vị f s1 (kN/m2) do đất
gây ra tại giữa đoạn cọc trong lớp đất 1
Câu 2 Xác định lực ma sát đơn vị f s2 (kN/m2) do đất gây ra tại giữa đoạn cọc trong lớp đất 2
Câu 3 Cường độ chịu mũi của đất nền dưới mũi cọc q p (kN/m2)
Câu 4 Xác định sức chịu tải cho phép (kN) của một cọc đơn theo các đặc trưng cơ học của nền đất,
cho hệ số an toàn FS =3 Bỏ qua trọng lượng bản thân của cọc
Câu 5 Lực tác dụng lên các cọc số 1
Câu 6 Lực tác dụng lên các cọc số 6
Câu 7 Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn
1.5m
16m
5.5m 0.9m
8d
MNN
Lớp 1
Lớp 2
600
d
tt N
tt
M
tt
H
hình Bài 3
Trang 33
P max = 348.9 kN < Qa P min = 272.2 kN > 0 : cọc không chịu nhổ
P max = 382.2 kN < Qa P max = 321.1 kN < Qa
Câu 8 Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc
Q aG = 4190.8 kN > tt
d
N Q aG = 3083.7 kN > tt
d
N
Q aG = 5818.0 kN > tt
d
N Q aG = 2250.5 kN < tt
d
N
6.24m×6.24m 6.54m×6.24m 19.5m×19.5m 6.54m×6.54m
Câu 10 Kiểm tra xuyên thủng của đài móng
tháp xuyên bao trùm tất cả đầu cọc tháp xuyên không bao trùm tất cả đầu cọc
P xt > P cx: đài bị xuyên thủng cả 3 câu đều sai
Câu 11 Tính toán diện tích cốt thép chịu lực (cm2) theo phương cạnh dài của đài móng Diện tích cốt thép tính gần đúng theo công thức
0
9
0 R h
M F
a
BÀI 4
Một móng cọc khoan nhồi BTCT đường kính d
=0.8m gồm 6 cọc được bố trí như hình Bài 2,
khoảng cách giữa 2 tâm cọc là d +1m, khoảng
cách giữa tâm cọc biên và mép đài là d Cọc xuyên
qua lớp sét dẽo mềm và cấm vào lớp sét dẽo cứng
Mực nước ngầm (MNN) nằm tại mặt đất
Lớp sét dẽo mềm (lớp 1) dày 20m có các đặc
trưng sau: γsat =18kN/m3, φ' =250, c' =0 và OCR=1
Lớp sét dẽo cứng (lớp 2) có các đặc trưng như sau:
γsat =19.5kN/m3, φ' =280, c' =0 và OCR =3
Tải trọng tại chân cột:
Ntt =9500kN, Mtt =750kN.m và Htt =1000kN
Hệ số vượt tải n =1.15
Bêtông đài cọc M300 có R n =13MPa, R k =1Mpa,
trọng lượng riêng của bê tông γbt =25kN/m3
Thép trong đài cọc AII có R a =280MPa
Đoạn cọc ngàm vào đài là 10cm và chọn a =15cm
Cho các công thức sau:
Ma sát đơn vị xung quanh cọc:
×
σ′
Sức chịu mũi đơn vị:
γ γ
q p = v′ q+ ′ c+ ′
φ' =280 : N q =25.80, N c =14.72, N γ =16.72
Xác định:
hình Bài 4
19m
11m
d+1m
4d+2m
MNN
Lớp 1
Lớp 2
d
tt
N
tt
M
tt
H
1500
d+1m
1.5m
1m
Trang 44
Câu 12 Xác định lực ma sát đơn vị f s1 (kN/m2) do đất gây ra tại giữa đoạn cọc trong lớp đất 1
Câu 13 Xác định lực ma sát đơn vị f s2 (kN/m2) do đất gây ra tại giữa đoạn cọc trong lớp đất 2
Câu 14 Cường độ chịu mũi của đất nền dưới mũi cọc q p (kN/m2)
Câu 15 Xác định sức chịu tải cho phép của một cọc đơn theo các đặc trưng cơ học của nền đất, cho
hệ số an toàn FS =3 Bỏ qua trọng lượng bản thân của cọc
Câu 16 Lực tác dụng lên các cọc số 1
Câu 17 Lực tác dụng lên các cọc số 6
Câu 18 Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn
Pmax = 1895.8 kN < Qa Pmin = 1664.4 kN > 0 : cọc không chịu nhổ Pmax = 1976.9 kN < Qa Pmax = 1798.0 kN < Qa
Câu 19 Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc
Q aG = 10193 kN < tt
d
d
N
Q aG = 30795 kN > tt
d
d N
11.3m×9.5m 12.1m×10.3m 7.8m×6.0m 33.9m×32.0m
tháp xuyên bao trùm tất cả đầu cọc tháp xuyên không bao trùm tất cả đầu cọc
P xt > P cx: đài bị xuyên thủng cả 3 câu đều sai
Câu 22 Tính toán diện tích cốt thép chịu lực (cm2) theo phương cạnh dài của đài móng Diện tích cốt thép tính gần đúng theo công thức
0
9
0 R h
M F
a