Nghiên cứu kết cấu cọc trong móng cồng trình thủy công như cầu tàu, triền, đà, ụ tàu, đê biển

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Công trình thủy công thường có hai phận bệ cọc cọc Bệ cọc chịu tác động trực tiếp từ tải trọng khai thác bao gồm: tải trọng thẳng đứng, tải trọng ngang, mômen uốn mômen xoắn Các tải trọng truyền xuống đất thông qua hệ cọc Do coc công trình thủy công thường nằm cao mặt đất, cọc thường chịu lực phức tạp: kéo, nén, uốn, xoắn v.v ệ Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng hợp lý kết cấu cọc công trình thủy công nhàm nâng cao chất lượng kinh tế kỹ thuật đầu tư xây dựng cần thiết Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng hợp lý kết cấu cọc công trình thủy công tác dụng yếu tố chịu lực, địa chất, biện pháp thi công v.v ệ nhàm nâng cao chất lượng kinh tế kỹ thuật Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu kết cấu cọc móng cồng trình thủy công như: cầu tàu, triền, đà, ụ tàu, đê biển Phương pháp nghiên cứu Trên sở nghiên cứu đặc điểm chịu lực, đặc điểm địa chất, biện pháp thi công để từ tính toán đưa kiến nghị sử dụng hợp lý kết cấu cọc móng công trình thủy công 5.Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Khác với công trình dân dụng - công nghiệp, công trình thủy công thường có đáy móng cao so với mặt đất tự nhiên; tính chất chịu lực phức tạp: chịu tải trọng thẳng đửng, tải trọng ngang, mômen uốn, cà mômen xoắn việc lựa chọn kết cấu cọc chịu tải trọng nói cách có lợi vấn đề khoa học cần nghiên cứu - Ý nghĩa thực tiễn: Trong thực tế thiết kế, cọc công trình thủy công chọn trước kích thước vật liệu; sau tính toán nội lực cọc khai thác cẩu lắp, kết cấu cọc tính toán kiểm tra thỏa mãn, việc thiết kế cọc coi xong Do cọc không điều chỉnh kích thước, kết cấu cho phù hợp với thực tế chịu lực đẫn tới lãng phí xây dựng CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO MÓNG CỌC CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG 1.1 Các phận công trình thủy công Công trình thủy công có hai phận chính, cọc đài cọc Đài cọc nhiệm vụ liên kết cọc lại với tham gia chịu lực, có nhiệm vụ trực tiếp chịu tải trọng phương tiện khai thác bên trên: - Công trình cảng: đài cọc chịu tác động phương tiện xếp dỡ vận tải hoạt động bến, chịu tác động va, neo tàu bè v.v - Công trình triền tàu: đài cọc chịu tác động tàu thông qua hệ thống xe triền chở tàu - Ụ tàu: đài cọc chịu tác động tải trọng tàu (thông qua đệm tàu) xuống đáy ụ Nền cọc tiếp nhận tải trọng từ đài cọc truyền xuống bao gồm tải trọng thẳng đứng, tải trọng ngang, có trường hợp chịu mômen xoắn v.v Ệ Vì tính chất chịu lực cọc ừong đài cọc công trình thủy công nói chung phức tạp Nền cọc chịu tải ữọng nói chủ yếu nhờ vào lực ma sát xung quanh cọc phản lực đất mũi cọc Hình 1.1: Tải trọng khai thác tác dụng lên đài cọc công trình thủy công 1.2 Bố trí cọc cọc công trình thủy công Trong công trình thủy công cầu tàu, triền tàu, ụ tàu v.v công trình cầu tàu, cọc chịu lực phức tạp nhất, mặt khác đài cọc thường nằm cao mặt đất tự nhiên khả chịu tải trọng ngang, mômen xoắn cọc Vì đề tài chi trình bày cách bố trí cọc cọc công trình cầu tàu kiểu bệ cọc cao, đặc điểm bố trí sau: - Cọc bổ trí theo hàng ngang, hàng dọc Thường đầu cọc dầm ngang, dầm dọc -Tải trọng thẳng đửng định chiều dài cọc, bổ trí cọc thường phải ý cho cọc không chịu tải trọng chênh lớn, dẫn đến chiều dài cọc chênh nhiều Dưới đường cần trục, đường sắt thường phải bố trí tăng số lưofaị* cọc cách sử dụng cọc chụm đôi vừa có tác dụng tăng khả chịu lực thăng đứng vừa tăng khả chịu tải trọng ngang - Tài trọng ngang định khả chịu lực chuyển vị công trình, cần bố trí tăng cường cọc chống lực ngang bàng biện pháp sau: + Đối với cọc BTCT có tiết diện vuông, cọc ống đường kính D < l,6m khả chống lực ngang cần phải bố trí cọc xiên để chống lực ngang, sử dụng cọc xiên chum đôi tốt Tùy thuộc vào điều kiện, khả thi công đóng cọc mà chọn độ xiên cọc 1 ÷ Nên chọn độ xiên ÷ vừa dễ thi công, vừa chịu lực 10 1 ngang hợp lý Trên hĩnh 1.2 trình bày số hình thức bố trí cọc xiên Hình 1.2: Một số hình thức bố trí cọc xiên bệ cọc cao + Khi sử dụng cọc ống BTCT đường kính D > l,6m; cọc BTCT-ƯST tiết diện vuông cọc ống đường kính D < l,6m; cọc loại có khả chịu lực tốt xem xét không sử dụng cọc xiênề + Đối với cọc ống thép, khả chịu uốn tốt song với cọc ống thép đường kính D < 500 cần phải bố trí cọc xiên để chống chuyển vị ngang bến lớn + Khi bổ trí cọc xiên cọc cần ý tránh khả cọc xiên chọc vào cọc khác, thường bố trí cọc xiên không gian Hình 1.3: Một số hình thức bố trí cọc xiên a,b) Bổ trí xiên phẳng; b) Bố trí xiên không gian - Một vấn đề quan trọng phải chọn khoảng cách cọc theo phương ngang, phương dọc cho hợp lý loại cọc để có phương án kết cấu hợp lý kinh tế kỹ thuật luôn vấn đề cần quan tâm nhà thiết kế 1.3 Cấu tạo cọc công trình thủy công 1.3.1 Cấu tạo cọc gỗ Cọc gỗ loại cọc sử dụng sớm lịch sử loài người cho kết cấu công trình thủy Gỗ chủ yếu dạng nguyên khai thác rừng: bạch dương, bạch đàn, thông, tứ thiết v.v Chúng nhẹ, dễ vận chuyển, phải gia công, dễ đóng Hạn chế cọc gỗ chiều dài cọc không lớn, sức chịu tải cọc nhỏ, dễ bị môi trường ăn mòn nên sử dụng cho công trình nhỏ Để khác phục chiều dài ngắn gỗ nguyên, cần phải có biện pháp nối cọc, có hai biện pháp nối cọc sau: - Nối bêtông cốt thép, hình 1.4; - Nối bàng phụ kiện thép, hình 1.5 với cách cụ thể sau: + Cách nối đơn giản với thép mỏng hẹp với bulông đinh (hình 1.5a); + Cách nối bàng thép phẳng với ba bulông (hình 1.5b); + Cách nối thép bọc (hình 1.5c); + Cách lối thép có với hai vòng thép hai đầu (hình 1.5d) Hình 1.4 Nối cọc gỗ BTCT Hình 1.5: Nối cọc gỗ phụ kiện thép a) Nối đom giản; b) Nối bulông; c) Nối ống thép; d) Nối thép lõi Ngoài cách nối cọc, cọc gỗ cần lưu ý tới cấu tạo mũi cọc cho thích hợp với đất đóng vào: Các mũi cọc trình bày hình l.6 ứng với ba loại đất: - Nền đất mềm dễ đóng cọc, cần vát nhọn (hình 1.6a) với chiều dài s = (l,5 ÷ 2,0)d; d đường kính cọc; - Nền đất cứng khó đóng phải gia cường thêm thép vuông phía vót nhọn (hình 1.6 b,c); - Nếu cọc gỗ chống lên đá, mũi cọc phải tạo hình cưa (hình 1.6d); Hình 1.6: cấu tạo mũi cọc gỗ a) Cho đất mềm; b,c) Cho đất cứng; d) Cho đá 1.3.2 Cấu tạo cọc thép Tính dẻo đặc tính trội kết cấu thép Dầu môi trường nước bị ăn mòn, giá thành cao, song cọc thép đươc sử dụng nhiều công trình thủy nước tiên tiến, đặc biệt nơi: - Nơi xây dựng cọc gỗ, cọc BTCT khó hạ; - Nơi có công nghiệp thép phát triển; - Công trình biển nước sâu, ụ tàu lớn; Hình dạng cọc thép phong phú; thông dụng cọc ống thép có đường kính D = 303,8 ÷ 1070mm bảng l.lẺ Sau cọc ống cọc cừ ghép rỗng với số lượng cừ ÷ n (n số nguyên) Bảng 1.1 Các thông số cọc ống thép Đường Chiều kính dày thép Chu vi Khối Tiết diện Mômen Mômen Bán kính chịu tải Phần Phần thép rỗng kg/m cm4 cm3 cm mm mm m cm m 323,8 10 1,02 98,6 0,082 77,4 12147 750 11,1 97,4 15041 929 11,0 85,2 16224 912 12,2 10,7,4 20135 1132 12,1 97,8 24476 1205 14,0 123,3 30466 1499 43,9 35138 35138 1537 15,8 59836 43836 1918 13,7 122,8 48520 1910 17,6 155,1 60639 2387 17,5 12,7 355,6 10 124 1,12 12,7 406,4 10 10 1,28 10 12,7 125 0,130 157 1,44 12,7 508,0 0,099 137 12,7 457,2 109 140 0,164 177 1,60 156 198 0,203 558,8 10 1,76 12,7 609,6 10 10 1,92 10 2,07 10 2,23 10 2,39 10 2,55 10 2,71 10 2,87 10 3,03 10 3,19 10 3,35 10 3,51 10 3,67 10 18 0,586 284 0,657 300 0,732 316 0,811 332 0,894 348 0,981 364 1,072 650 3,83 18 1270,0 268 588 18 1219,2 0,519 561 17 1168,4 252 503 17 1117,6 0,456 477 16 1066,8 236 424 16 1016,0 0,397 400 15 965,2 220 376 15 914,4 0,343 306 15 863,6 204 279 13 812,8 0,292 258 12,7 762,0 188 238 12,7 711,2 0,245 218 12,7 660,4 172 380 1,167 679 3,99 396 708 1,267 135,3 64930 2324 19,4 171 81267 2907 19,3 147,9 84677 2778 21,2 187 106112 3481 21,1 160,4 108070 3273 23,0 202,9 135566 4106 22,9 172,9 135417 3808 24,8 218,8 170022 4781 24,7 185,4 167028 4384 26,6 240,1 214575 5632 26,5 198 203212 5000 28,4 295,1 299217 7363 28,2 210,5 244277 5657 30,2 313,9 360077 8339 30,0 223 290532 6355 32,0 332,7 428677 9376 31,8 235,6 342287 7093 33,8 374,5 537497 11138 34 248,1 399850 7871 35,6 394,6 628479 12372 35,4 260,6 463529 8690 37,4 440,1 772578 14484 37,1 273,2 533635 9550 39,2 461,4 890227 15931 38,9 285,7 610475 10450 41 510,7 1076429 18426 40,7 298,2 694359 11390 42,8 533,2 1225394 20102 42,5 310,7 785595 12372 44,6 555,8 1387507 21851 44,3 Hình 1.7 loại cọc thép ghép cừ ván thép hình lòng máng với n = 2; 3; 4; 5; 6; Hạ cừ vào đất chủ yếu cách đóng Ngoài cọc ghép cừ hình lòng máng, người ta chế tạo cọc thép tò nhiều loại cừ khác: cừ phẳng; cừ góc từ loại thép hình: Thép I, thép U, thép L, thép v.v Hình 1.7: Cọc thép cừ thép hình lòng máng ghép rẫng với n = 2;3;4;5;6;8 Riêng đất yếu, cần phải tăng ma sát theo kiểu cọc có cánh cọc xoắn ốc chiều dài cánh xác định: = (0,10 ÷ 0,15)lc với lc chiều dài toàn cọc Có thể lấy = 2,5 ÷ 3,Om Các cọc thép rỗng dễ đóng mang đặc trưng cọc ma sát Trường hợp cọc chông cân tăng ứng suât pháp, mũi cọc phải hàn bịt lại 1.3.3 Cấu tạo cọc bêtông cốt thép (BTCT) Với việc đời kết cấu BTCT kéo theo bùng nồ nhiều mặt kết cấu công trình thủy; tạo đa dạng, sử đụng rộng rãi kết cấu cọc BTCT Trong môi trường ăn mòn, cọc BTCT luôn giải pháp tiên việc lựa chọn kết cấu cọc 1.3.3.1 Cọc BTCT lăng trụ Thường chế tạo bêtông mác 300 ÷ 400 sử dụng thép tròn có gai chịu lực, φ = 124 ÷ 30mm thép tròn trơn làm đai φ = ÷ 10mm.Căn mômen cẩu cọc, cọc tiệt diện vuông mối quan hệ kích thước tiết diện vuông với chiều dài cọc chọn sau: Chiêu dài 12 15 18 22 24-Ỉ-28 28-32 cọc (m) Tiêt diện 20x20 25x25 30x30 34x34 38x38 40x40 45x45 50x50 (cm ) Cốt thép chịu lực cọc tiết diện vuông sử dụng thanh, 12 bố trí hình 1.8 Để đóng cọc, mũi cọc bắt buộc phải vát nhọn phía Hình 1.8: Sơ đồ bố trí thép cọc tiết diện vuông a) Bố trí thanh; b) Bố trí thanh; c) Bố trí 12 Hình 1.8a,b cấu tạo đơn giản mẫu cọc tiết diện vuông BTCT có 4,8 thép thường sử dụng cho công trình dân dụng, công nghiệp Với công trình thủy công cốt thép cọc thường bố trí có 12 thép chịu lực, cốt đai kép, bước cốt đai lOcm đoạn xung yếu, 20cm đoạn lại Để tránh tượng nứt vỡ đầu cọc đóng, phải đặt bước thép 6: 5x5, vùng đất chặt phải có hộp tôn bảo vệ đầu cọc, tất chi tiết thể hình 1.9 1.9: Kết cấu cọc BTCT tiết diện vuông Thực tế thiết kế thường phải nối cọc BTCT đóng, thi công đất yếu, giải pháp thực sau: - Giải pháp vỏ thép bọc (hình 1.10a) gồm có: vỏ thép (1) hình vuông dầy 6mm bao quanh, thép lót (hình 1.10a) có gắn vữa ximăng (3) rìa thép lõi thép (4) φ 25 đặt cọc Đẻ tăng thêm độ cứng đễ thao tác có hàn thêm thép góc (5) L50x50x5 đường hàn - Giải pháp ghép hàn theo lót (hình 1.10b) gồm có: hai lót (1) dày ÷ 7mm gắn sẵn vào cốt thép gia cường đầu hai đoạn cọc nối Xuyên qua hai lót cổ lõi thép (2) đường kính φ 25mm gán trước vào đoạn cọc nằm đặt vào lỗ cỏ chứa đầy vữa ximăng (3) đoạn cao Hai giải pháp Thụy Điển đề xuất, tuỵ nhiên thực có nhiều vấn đề bất cập Vì việc nối cọc vuông giải pháp đe xuất thực thể hình 1.9 Giải pháp thực tế kiểm nghiệm đạt hiệu kinh tế - kỹ thuật tốt Khi nối cọc BTCT cọc khác công trình thủy công cần ý: - Chiều sâu nối cọc phải nằm sâu điểm ngàm tính toán lm; - Phân chia đoạn cọc phải kiểm tra điều kiện thi công; - Số mối nối không 50% nằm mặt phẳng; Hình 1.10: Hai phương pháp nối cọc vuông BTCT Thụy Điển 1.3.4.Cấu tạo cọc ống bát giác BTCT Sau cọc BTCT tiết diện vuông, phải kể đến cọc ống cọc bát giác sử đụng rộng rãi cho công trình thủy Đa phần cọc bêtông cốt thép ứng suất trước (bảng 1.3) Chúng chế tạo tới độ dài tối đa 30 ÷ 60m, điều đặc biệt quan trọng công trình bến xây dựng vùng nước sâu Bảng 1.1.3 Các đặc tính cọc ống BTCT - ƯST a M, Eh, I - nêu trên; zt - chiều sâu tính đổi xác định theo công thức (2.79) tuỳ theo độ sâu thực tế z mà xác định ơ,, Mz, Qz; Ha, A/0, , \ự0 có ý nghĩa dẫn trên; BỊ, CỊ DỊ ^ A3} B3, C3 D3 ► - Các hệ số lấy theo bảng 2.20 A4, B4 C4 D4 J N - Tải trọng tính toán dọc trục đầu cọc z Các hệ số A, 1,000 0,11,000 0,21,000 0,31,000 0,4 1,000 DI 0 0,005 0,020 0,001 0,045 0,005 0,080 0,011 A3 0,100 0,200 0,300 0,400 0 -0,001 -0,005 -0,011 -0,001 -0,002 C3 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,51,000 0,60,999 0,70,999 0,80,997 0,90,995 0,500 0,600 0,700 0,799 0,899 0,125 0,180 0,245 0,320 0,405 0,021 0,036 0,057 0,085 0,121 -0,021 -0,036 -0,057 -0,085 -0,121 -0,005 -0,011 -0,020 -0,034 -0,055 1,00,992 1,10,987 1,20,979 1,30,969 1,40,955 0,997 1,095 1,192 1,287 1,379 0,499 0,604 0,718 0,841 0,974 0,167 0,222 0,288 0,365 0,456 -0,167 -0,222 -0,287 -0,365 -0,455 1,50,937 1,60,913 1,70,882 1,80,848 1,90,795 1,468 1,553 1,633 1,706 1,770 1,115 1,264 1,421 1,584 1,752 0,560 0,678 0,812 0,961 1,126 2,00,735 2,20,575 2,40,347 2,60,033 1,823 1,887 1,874 1,755 1,924 2,272 2,609 2,907 2,8-0,385 3,0-0,928 3,5-2,928 4,0-5,853 1,490 1,037 -1,272 -5,941 3,128 3,225 2,463 -0,927 € BI C1 B3 0,100 0,200 0,300 0,400 0 -0,005 -0,020-0,003 -0,045 -0,009 -0,080 -0,021 -0,001 -0,003 D4 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,999 0,998 0,996 0,992 0,985 0,500 0,600 0,699 0,799 0,897 -0,125 -0,180 -0,245 -0,320 -0,404 -0,042 -0,072 -0,114 -0,171 -0,243 -0,008 -0,016 -0,030 -0,051 -0,082 0,999 0,997 0,994 0,989 0,980 -0,083 -0,122 -0,173 -0,238 -0,319 0,975 0,960 0,938 0,907 0,866 0,994 1,090 1,183 1,273 1,358 -0,499 -0,603 -0,716 -0,838 -0,967 “0,333 -0,433 -0,575 -0,730 -0,910 -0,125 -0,183 -0,259 -0,356 -0,479 0,967 0,946 0,917 0,876 0,821 -0,559 -0,676 -0,808 -0,956 -1,118 -0,420 -0,543 -0,691 -0,867 -1,074 0,881 0,739 0,646 0,530 0,385 1,437 1,507 1,566 1,612 1,640 -1,105 -1,248 -1,396 -1,547 -1,699 -1,116 -1,350 -1,643 -1,906 -2,227 -0,630 -0,815 -1,036 -1,299 -1,608 0,747 0,652 0,529 0,374 0,181 1,308 1,720 2,105 2,724 -1,295 -1,693 -2,141 -2,621 -1,314 -1,906 -2,663 -3,600 0,207 -0,271 -0,941 -1,877 1,646 1,575 1,352 0,917 -1,848 -2,125 -2,339 -2,437 -2,578 -3,360 -4,228 -5,140 -1,966 -2,849 -3,973 -5,355 3,288 3,858 4,980 4,548 -3,103 -3,541 -3,919 -1,614 -4,718 -6,000 -9,544 -11,731 -3,408 -4,688 -10,34 -17,919 0,197 -2,346 -0,891 -1,969 -5,854 1,074 -15,076 9,244 -6,023 -6,765 -6,789 -0,358 -6,990 -8,840 -13,692 -15,611 0 D3 A4 Q B4 0 Mômen ngàm tính toán, Mng, T.m, tính cọc ngàm cứng đài đầu cọc không bị xoay, tính theo công thức sau: (2.95) L JV„ V -0,057 -0,692 -1,592 -2,821 -4,445 -6,520 -13,826 -23,140 Tính ỉoán sức chịu tải trọng ngang theo phương pháp Broms (1964) Tuỳ theo độ cứng cọc phân bố phản lực theo phương ngang, cọc đạt tới sức chịu tải giới hạn theo chế khác Đối với cọc “cứng”, sức chịu tải phụ thuộc vào đất sức chịu tải cọc “mềm” hoàn toàn phụ thuộc vào 160 khả chịu uốn vật liệu cọc Các công thức tính toán biểu đồ thiết lập cho trường hợp cọc nằm đất đính đẩt rời Cọc đất dính Cọc “cứng”: Sức chịu tải giới hạn, HÌĂ, tính toán sở biểu đồ quan hệ độ sâu ngàm cọc tương đối L/d sức chịu tải giới hạn tương đối, Hu /cud2, (hĩnh 2.19a) Trong trường hợp liên kết ngàm cọc đài cọc kể đến phương pháp tính Cọc “mềm”: Sức chịu tải giới hạn, Hu, tính toán sở biểu đồ quan hệ khả chịu uốn giới hạn tương đối củavật liệu cọc, Mu /cud\ sức chịu tải giới hạn tương đối, Hu / cud2, (hình 2.19b) ía\ V*/ , _ _ ^, Diu cọc ngàm Hình 2.19: Sức chịu tải ngang cọc đất dính Cọc đất rời Cọc “cứng”: Sức chịu tải giới hạn, HtẶ, tính toán sở biểu đồ quan hệ độ sâu ngàm cọc tương đối, L/d, sức chịu tải giới hạn tương đối, H u / K p r d 2(hình 2.20a) Cọc “mềm”: Sức chịu tải giới hạn, H lẶ, tính toán sở biểu đồ quan hệ khả chịu uốn giới hạn tương đối vật liêụ cọc, M t ã f K p r d A , sức chịu tải giới hạn tương đối, H u / K p ỵ d \hình 2.20b) Mu/Cud3 i Diucycli/do — I Đíucoc AỌám ì Trong ký hiệu trong9 công thức (2.95) giống công thức dẫn 40 04 20 • tt »« (•) Hu t ĩ ũ DỉucKiựdo MM«DCngầm Kp- 1: Đối vớỉ cọc đơn không mở rộng mũi: s= Trong đó: p N G,LP (2.96) N - Tải trọng đứng truyền lên cọc, MN (tấn); p - Hệ số xác định theo công thức: p l-(/?7Q Ảị ae (2.97) Trong đó: p' = 0,17 X ln ( k v G \ L p Ỉ G d ) - hệ số ứng với cọc có độ cứng tuyệt đối (EA =00); a' = 0,17 X ln (k v ị L p ỉd) - hệ số đồng có đặc trưng ơị V,; 8e = EA/Gị/ Lị - độ cứng tương đối cọc; Ầị - thông số, xác định việc tăng độ lún thân cọc chịu nén tính theo công thức: 12®3/4 A, = —ễ1 (2.98) + 2.12ae k v i k v ] - hệ số tính theo công thức: k v = 2,82 - 3,78v + 2,18v2 lượt v = (vj+v2)/2và v = v,; ổ,c - Sức chịu tải cọc xác định theo công thức (2.47); Đối với cọc đơn có mở rộng đáy: S= 0Ỉ22ỊV + Mi (299) G2db EA Trong đó: dh - đường kính phần mở rộng cọc Các đặc trưng Gi Vi lấy trung bình tất lớp đất phạm vi chiều sâu hạ cọc, G2 v2 - phạm vi 10 đường kính cọc đường kính phân mở rộng (đối với cọc có mở rộng mũi) kể từ mũi cọc ứở xuống với điều kiện mũi cọc than bùn, đất bùn có độ sệt chảy 2ệ4.2 Tính toán độ íún nhóm cọc Dự tính độ lún nhóm cọc dựa mô hình móng quy ước Có hai cách xác định móng quy ước sau: Cách 1: Ranh giới móng quy ước (hình 2ẵ21) - Phía mặt phẳng AC qua mũi cọc, xem đáy móng; - Phía mặt đất san BD, với AB = L độ sâu đặt móng; - Phía cạnh mặt phẳng đứng AB CD qua mép hàng cọc biên khoảng cách Llbtg( 20 MPa xác định theo công thức: = °' ị 2P B (2.102) E Trong đó: p - áp lực trung bình lên đáy đài; B - Chiều rộng đường kính móng; E - môđun biến dạng trung bình lớp chịu nén mặt mũi cọc V f ' i oViều dày bằngB: E =+ .+S Ể { B - ỵ h, -1>,] Trong đó: (2.103) £,,£2,£, - môđun biến dạng lớp 1,2 lớp i; h^h2,h' - chiều dày lớp 1, 2, lớp i; k ^ k ì k ' - hệ số kể đến độ sâu lớp lấy theo bảng 2.21 tuỳ theo độ sâu đáy lớpề Bảng 2.21: Trị số k Độ sâu đáy lớp (0 - 0,2)B (0,2 - 0,4)B (0,4 - 0,6)B (0,6 - 0,8)B (0,8 - 1)B 0,85 0,6 0,5 0,4 (Phần lẻ B) Hệ số k Các đặc trưng biến dạng thể thông qua độ lún tuyệt đối, lún lệch, chuyển vị ngang, nghiêng xoắn công trình cọc móng cọc đại lượng sau đằy (hình 2Ĩ26, 2Ĩ27, 28 2.29) - Độ lún s chuyển vị xuống điểm xét, ví dụ độ lún điểm B > - Độ lún lệch As chuyển vị điểm điểm khác, chuyển vị điểm B điểm A ầSBA; - Biến dạng góc a điểm thay đồi độ dốc điểm này, như: 0CA — àSBA / LBA + ASBC / LBC ; - Góc xoay Cở góc mở vật thể rắn đơn vị công trình so với phương thẳng đứng; - Góc xoắn tương đối tỉ số Aứ ) / L ; - Độ nhgiêng i tỉ số A S / L hai điểm mép công trình (đối với móng cứng tuyệt đối); - Độ võng (hay vồng), f, chuyển vị lớn diễn hai điểm so với đường thẳng vẽ chúng (đối với móng mềm); - Độ xoắn tương đối p độ xoay đường thẳng hai điểm mốc có liên quan tới nghiêng; - Độ méo góc (hay độ võng độ vồng tương đối) f/L tỉ số độ vồng hai điểm với khoảng cách chúng Trong bảng 2.22và2.23 nêu biến dạng giới hạn kết cấu lún gây Bảng 2.22: Biến dạng giới hạn (theo SNỈP2.02.01.83) Công trình Độ lún lệch tương Độ nghiêng Độ lún trung bình đối(AStL) 'ẻM S u lớn 5„„ (trong Nhà sản xuất tầng nhà dân dụng nhiêu tâng có khung hoàn toàn: - Băng bê tồng côt thép - Băng thép 0,002 0,004 - ẽ (8) (12) Nhà công trình mà kêt cấu 0,006 - (15) Nhà nhiêu tâng không khung với tầng 0,0016 0,005 10 chịu lực: 0,0020 0,0005 10 Bằng lớn 0,0024 0,0005 15 - 0,003 0,003 40 30 - 0,004 0,004 0,004 40 30 25 - 0,005 1/(2H) 1/(2H) 1/(2H) 40 30 20 10 - 0,004 20 - 0,002 20 0,002 0,0025 0,001 0,001 - 10 - - - - - 0,003 0,003 - 0,0025 0,002 0,0025 0,002 - không xuất nội lực lún không Bằng khối lớn thể xây gạch thép Như có thép, có giằng bêtrình tông thép cốt thép Công chứa vận thăng bàng kết cấu bê lông cốt thép: - Nhà công tác xi lô kết cấu đổ chỗ liền khối móng bè - Như kết cấu lắp ghép - Xi lô độc lập kết cấu toàn khối đổ chỗ - Như kết cấu lắp ghép - Nhà công tác đứng độc lập Ong khói có chiêu cao H, m: - H < lOOm - 100 < H < 200 - 200 < H < 300 - H > 300 Công trình cứng cao đên lOOm, điều nói điểm Công trình liên lạc, ăng-ten: - Thân tháp tiếp đất - Thân tháp phát cách điện với đất - Tháp phát - Tháp phát sóng ngắn - Tháp (block riêng rẽ) Trụ đường dây tải điện không: - Trụ trung gian - Trụ neo, neo góc, trụ góc trung gian, trụ vòng cung, cửa thiết bi phân phối kiểu hở - Trụ trung chuyển đặc biệt Chú thích cho bảng 2.22: - Trị giới hạn độ võng (vồng lên) tương đổi nhà nói điểm lấy 0,5 (AS!L\ Khi xác định dộ lún lệch tương đối ầ S / L n ó i điểm 8, L khoảng cách hai trục block móng theo hướng tải trọng ngang, trụ kẻo dây - khoảng cách trục móng chịu nén neo Nếu gằm lớp đất nằm ngang (với độ dốc không 0,1) trị giới hạn độ lún trung bình cho phép tâng lên 20% Đối với công trình điểm có móng dạng bè trị giới hạn độ lún trung bình cho phép tăng lên ỉ,5 lânắ Trên sở tổng kết kinh nạhiệm thiết kế, xây dựng khai thác loại công trình khác nhau, cho phép lấy trị biến dạng giới hạn khác với trị cho bảng Bảng 2.23: Giới hạn biến dạng góc (Theo Skempton McDonald, 1956; Bjerrum, 1963 Wroth, 1975) f/L Trạng thái công trình giới hạn 1/5000 vết rạn li ti quan sát thấy công trình gạch không cốt thép; 1/3000 tường chịu lực bị cong 1/1000 Các vết nứt nhìn thấy tương chịu lực 1/750Các vết nứt nhìn thấy tường, gạch chèn khung 1/600Giới hạn thực tế để ngăn chặn cân máy móc có độ xác 1/500cao 1/300Mức ứng suất cho phép cấu kiện nghiêng trở nên đáng kể 1/250Giới hạn thực tế để ngăn chặn vết nửt trầm trọng nhà khung công 1/150trình đại Chủ thích cho bảng 2.23ể' Đoi với công trình bình thường, biến dạng góc giới hạn lấy nhỏ 1/500 Cang tránh hư hại khe nứt nhìn thấy biến dạng góc nhò 1/1000 Hư hại công trình xẩy với giá trị f/L < Kiểm tra ổn định chung công trình thủy công Khi tính toán ổn định chung công trình theo sơ đồ trượt sâu với giả thiết mặt trượt cung tròn (phương pháp Terxhagi) cần thỏa mãn điều kiện: ncnmđM,r *n (2.104) Trong đó: nc - hệ sổ tổ hợp tải trọng, ỉấy bằng: 1,0 tổ hợp bàn; 0,9 tồ hợp đặc biệt; 0,95 tổ hợp tải trọng giai đoạn thi công; n - hệ số vượt tải, lấy bàng 1,25 công trình bến cảng biển; mđ - hệ số phụ điều kiện làm việc, lấy theo bảng 2.24; m - hệ số điều kiện làm việc, 1,15 công trình càng; kn - hệ số đảm bảo, xét tới tầm quan trọng cấp công trình, lấy bàng: công trình cấp I; 1,20 công trình cấp II; 1,15 công trình cấp III; 1,10 công trình cấp IV; Mtr Mg - tương ứng tổng mômen lực gây trượt lực giữ ứng với tâm cung trượt nguy hiểm nhất; Bảiigí 2.24: Hệ số phụ điều kiện làm việc Nguyên nhân ổn định công trình Mât ôn định công trình trượt phăng mât ôn định nên công trình Hệ sô phụ điêu kiện làm việc, mđ 0,95 bến trượt sâu theo mặt trượt gãy khúc điều kiện toán trượt phẳng Mất ổn định công trình bến mái dốc gẩm bến (đoạn mái dốc 0,75 hạn chế trụ) trượt sâu theo mặt trượt cung tròn điều kiện bàiổn toán phẳng Mất định công trình bến mái dốc gầm bến (đoạn mái dốc 0,80 hạn chế trụ) trượt sâu theo mặt trượt cung tròn điêu kiện toán không gian, có xét đên lực dính đất Mất ồn định công trình lật quanh mép quay lực cắt cọc điều kiện toán phẳng Mất ổn định tường mặt ngàm không hoàn toàn bến tường cừ 1,20 1,05 quay quanh điểm gắn neo Mất ổn định khối đất đảm bảo việc neo giữ cho kết cấu kiểu 1,20 tườnẹ cừ (trượt sâu) Mất ổn định tường neo bến tường cừ có neo Mât ôn định neo Mất ổn định công trình bến trọng lực theo phương pháp ép trồi sâu 1,50 1,55 0,80 (phương pháp Gerxevanov) [...]... toán móng cọc công trình thủy công Khi tính toán công ừình dân dụng và công nghiệp thông thường kết cấu móng không được tính đồng thời với kết cấu bên trên, mà được tính toán sau khi đã xác định được nội lực ở chân cột Với công trình thủy công thì ngược lại, kết cấu móng và công trình được tính đồng thời dưới dạng khung phăng hoặc không không gian Trên hình 2.11 và 2.10 là sơ đồ tính toán ụ tàu, cầu. .. TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG 2.1.Đặc điểm chịu lực công trình thủy công 2.1.2 Công trình bến cảng 1) Trọng lượng bản thân Trọng lượng bàn thân của các cấu kiện công trình bến được xác định trên cơ sở kích hước hình học của cấu kiện và dung trọng vật liệu dùng để chế tạo ra câu kiện đó: G = V γ Trong đó: G - trọng lượng bản thân công trình; V- thể tích công trình; γ - dung trọng vật liệu trong không... động lên công trình thi công cho thấy các cọc trong triền tàu chủ yếu chịu tải thẳng đứng gây nén, của ụ tàu chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng gây nén, kéo (nhổ) cọc Chịu lực phức tạp nhất là cầu tàu bệ cọc cao vừa chịu kéo, nén, uốn và xoắn, vì vậy đề tài nghiên cứu tính toán khả năng chịu lực của cọc, chọn móng cọc trong công trình bệ cọc cao 2.2.1 Tính toán sức chịu tài của cọc theo vật Ịiệu Trong. .. mố cầu đài thấp, cọc ma sát, cọc chống, còn khi ở cọc đài cao - khi cọc chống chỉ chịu tải trọng thẳng đứng, không phụ thuộc số lượng cọc trong móng; Đối với đài cao hoặc đài thấp mà đáy của nó nằm trên đất có tính nén lớn và đối với cọc ma sát chịu tải trọng nén, cũng như đối với bất kỳ đài nào mà cọc treo, cọc chống chịu tải trọng nhổ, tùy thuộc số lượng cọc trong móng, trị số Ktc lấy như sau: - Móng. .. tàu, cầu tàu (hình 2.1 Oa) và triền tàu (hình 2.10b), trong đó công trình cầu tàu bệ cọc cao chịu tải trọng ngang rất lớn: tải trọng neo tàu (S); tải trọng va tàu (F q); áp lực đất chủ động phía sau công trình (E c) Công trình triền tàu hầu như chi chịu tải trọng thẳng đứng, tải trọng ngang trong những trường hợp cụ thể hầu như không đáng kể Công trình ụ tàu ngoài chịu lực ngang, chịu nén còn chịu kéo... nay công nghệ chế tạo cọc ống được chế tạo theo phương pháp phân đoạn với chiều dài 1 = 6; 8; 10; 12m, ừong khi chiều dài sử dụng cọc ít nhất là 20*3Om, vì vậy khi đóng phải nối cọc Một kiểu nối cọc phổ biến nhất đối với cọc ống BTCT thường là sử dụng phương pháp nối cọc bằng bulông (hình 1.11) Đối với cọc ống BTCT-ƯST để nối cọc sử dụng phương pháp hàn để nối cọc (hình 1.12) Bảng 1.4: Các đặc tính cọc. .. đáy bệ cọc; Đặc điểm của nền cọc Sơ đề liên kểt Cọc vuông, vị dịch ngang 1,25 Cọc ông, vị dịch ngang 1,0 Cọc và cọc ông có trục cọc chụm đâu theo 2 0,7 hướng, không có vị dịch ngang 2.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 1,5 1,25 1,0 1) Sức chịu tải trọng nén của cọc Sức chịu tải trọng cho phép của cọc đom, theo đất nền, được tính theo công thức: Qa = Qtc (2.46) K tc Trong đó:... bánh xe TT Kết cấu đường trượt Hệ sốK” Xe giá nghiêng 2 trục có Xe giá băng 2 máy hãm bánh xe trục 1 Nền tà vet đá dăm 1,3 2,0 1,0 2 Nền cọc gỗ hay lồng gỗ 1,3 2,0 1,0 3 Kết cấu bêtông và bêtông cốt 1,3 2,7 1,0 thép Hình 2.10 thể hiện sơ đồ tính toán đường triền kết cấu dầm trên nền cọc dưới tác dụng đoàn tải trọng (bánh xe) pki xác định mômen lớn nhất ở nhịp và tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc Hình... dụng lên cọc 2.1.3 .Ụ tàu Trường hợp tải trọng tính toán I (khai thác I): buồng ụ chứa đầy nước đến mực nước cao tính toán của khu nước (hình 2.1 la), tàu đứng trong ụ Hình 2.11: Các trường hợp tính toán buồng ụ khô a) Trường hợp khai thác I; b) Trường hợp khai thác II c) Trường hợp sửa chữa; d) Trường hợp xây dựng a) Tải trọng tác dụng lên tường buồng ụ bao gồm: - Áp lực thủy tĩnh bên trong buồng ụ: ... của các đại lượng biến dạng công trình bến Àb và thiết bị đệm Àđ: Hv = f,( ∆ b) + f2( ∆ đ) (2.22) Phần động năng Eq (hoặc Ef) truyền vào công trình bến và thiết bị đệm có giá trị bằng công do tải trọng va Hv thực hiện trên đoạn đường di chuyển củạ đệm va trong quá trình biến dạng của công trình bến các thiết bị đệm Qui phạm tính toán tải trọng va tác động lên công trình thủy qui định tính toán tải