Tham khao tinh toan tai trong SCT coc

Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH BẾN II.1- TẢI TRỌNG KHAI THÁC TRÊN BẾN II.1.1- Tải trọng cần trục ray Sử dụng cần trục ray dạng Gottwald HSK300 (hoặc loại tương đương) với thông số kỹ thuật sau : - Tổng trọng lượng mang tải : 520T - Sức nâng max : 63T - Tầm với lớn : 11-50 m - Số lượng bánh xe : 32 bánh (8 bánh xe cụm chân cần trục) - Tải trọng lên bánh xe di chuyển : 16,25T - Chiều cao nâng : 28m - Chiều cao hạ : -23m - Kích thước : (15,3×15)m - Khoảng cách ray : 15m - Khoảng cách bánh xe chân : xe a =1,0m Giữa xe b =,2m Chi tiết áp lực lên chân sau : E1 = 256,00T E2 = 107,50T E3 = 35,83T E4 = 112,62T II.1.2- Tải trọng hàng hoá ô tô - Tải trọng hàng hoá xếp mặt bến : q = 4T/m mép bến tính từ ray cần trục 2T/m2 - Tải trọng ô tô H-30 Các đặc trưng kỹ thuật đoàn xe H30 + Tải trọng trục bánh sau : 12T + Tải trọng trục bánh trước : 6T + Trọng lượng xe : 30T + Bề rộng bánh sau : 0.6m + Bề rộng bánh trước : 0.3m + Chiều dài tiếp xúc : 0.2m + Khoảng cách tim trục xe : 6.0m + 1.6m + Khoảng cách tim bánh xe : 1.9m Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc II.2- TẢI TRỌNG DO TÀU TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH BẾN Tính toán lực ngang tàu tác dụng lên công trình bến sử dụng tiêu chuẩn “Tải trọng tác động” 22 TCN 222 – 1995 II.2.1- Lực neo tàu Lực neo tàu gồm lực dòng chảy gió tác dụng lên tàu Sơ đồ neo tàu bến sơ chọn hình vẽ a/ Lực gió tác dụng lên tàu Xác đònh theo công thức : Wq = 73.6 × 10-5 × Aq × vq2 × ξ Wn = 49.0 × 10-5 × An × vn2 × ξ Trong Wq Wn lực gió theo phương ngang phương dọc tàu, KN Aq An diện tích đón gió theo phương ngang phương dọc tàu, m vq tốc độ gió tính toán theo phương ngang phương dọc tàu, m/s ξ hệ số xác đònh theo bảng 26 phụ thuộc chiều dài tàu Lực gió tính toán theo trường hợp • Khi ∇ MNCTK tàu đầy hàng • Khi ∇ MNCTK tàu không hàng Xét theo hướng gió thònh hành bất lợi hướng vuông góc với tuyến bến (tức = m/s) Các hệ số xác đònh sau : Diện tích đón gió: Lúc đầy tải : Aq1 = α q Lt max Trong : α q : Hệ số xác đònh theo bảng Phụ lục 3; α q = 0,06 ⇒ Aq1 = 0,06x1532 = 1404,54 m² Lúc không tải : Aq2 = α q Lt max Trong : α q : Hệ số xác đònh theo bảng Phụ lục 3; α q = 0,10 ⇒ Aq1 = 0,10x1532 = 2340,9 m² Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc Tốc độ gió tính toán : vq = W = 22 m/s Hệ số ξ tra bảng 26 có nội suy với Lt =153 m ξ = 0,58 Thay tất hệ số vào ta có lực gió tác dụng lên công trình sau Wq1= 290,2 KN Wn1 = Wq2 = 483,7 KN Wn2 = b/ Lực dòng chảy tác dụng lên tàu Tính lực dòng chảy tác dụng lên tàu Qω = 0.59× Ad × vd2 Nω = 0.59× An × vn2 Trong : Qω Nω – Lực dòng chảy tác dụng lên phương ngang dọc tàu, KN Ad An - diện tích chắn nước theo phương ngang dọc tàu , m vd – tốc độ dòng chảy theo phương ngang dọc tàu , m/s Xác đònh lực dòng chảy tác dụng lên phương ngang dọc tàu theo trường hợp : lúc đầy hàng lúc không hàng Diện tích chắn nước theo phương ngang tàu : Ad = 0.85× Lt × T Diện tích chắn nước theo phương dọc tàu : An = Bt × T Với Lt = 153 m – chiều dài tàu tính toán Bt = 22,3 m – chiều rộng tàu tính toán T1 = Tmax = 9,3 m mớn nước tàu lúc đầy tải T2 = Tmin = 3,2 m mớn nước lúc không tải Vậy diện tích chắn nước : Lúc đầy tải Ad1 = 1209,5 m2 An1 = 207,4 m2 Lúc không tải Ad2 = 416,2 m2 An2 = 71,36 m2 Vận tốc thành phần ngang dòng chảy nhỏ không đáng kể (coi vd = 0) Vận tốc dòng chảy dọc thực tế đo đạc = 1,2m/s Vậy lực dòng chảy tác dụng lên tàu : Qω1 = Qω2 = Nω1 = 176,21 KN Nω2 = 60,63 KN c/ Tổng lực dòng chảy gió tác dụng lên tàu Lúc đầy tải Q1tot = Qω1 + Wq1 = + 290,2 = 290,2 KN = 29,02 T Lúc không tải Q2tot = Qω2 + Wq2 = + 483,7 = 483,7 KN = 48,37 T d/ Lực căng dây neo S= Qtot n sin α cos β Trong : Qtot : Tổng lực tác dụng lên tàu tính toán bao gồm lực gió lực dòng chảy, T n : Số lượng bích neo chòu lực, lấy theo bảng 31 trang 72 “22 TCN 222-95”, có xét đến thực tế neo đậu tàu bến Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc β α, β : Góc nghiêng dây neo, lấy theo Bảng 32 trang 73 “22 TCN 222-95” vào điều kiện Sv neo đậu thực tế tàu công trình S bến thiết kế Hình chiếu lực S lên phương vuông góc, song song với mép bến Sn thẳng đứng : α Qtot n S n = S cos α cos β Sq = Sq S v = S sin β Lực tác dụng lên bích neo khả chòu lực công trình tính toán cho tàu 15.000DWT với tổng lực tác dụng lên tàu lớn chọn hai trường hợp : Đầy tải không tải tính toán theo bảng sau Tàu (DWT) 15.000 15.000 Trường hợp Đầy tải Không tải Qtot (T) 29,02 48,37 n 4 α (độ) 30 30 β (độ) 20 40 S (T) 15,44 31,41 Sq Sn (T) (T) 7,255 12,57 12,093 20,84 Sv (T) 5,28 20,19 Chọn bích neo cho tàu 15.000 DWT đảm bảo chòu lực neo lớn 31,41 T Vậy ta chọn bích neo có khả chòu tải 100T II.2.2- Lực va tàu a/ Năng lượng va tàu tính theo công thức sau : E f =ψ Dv 2g Trong : D : Lượng dãn nước tàu tính toán, D = 21.110 T v : Thành phần vuông góc (với mặt trước công trình) tốc độ cập tàu, m/s, lấy theo Bảng 29 trang 69 “22 TCN 222-95” Tra Bảng 29 có nội suy ứng với tàu biển ta v = 0,11 m/s ψ : Hệ số, lấy theo Bảng 30 trang 70 “22 TCN 222-95”, tàu cập bến tàu rỗng tàu có nước đối trọng giá trò ψ phải giảm 15% Tra Bảng 30 ứng với tàu biển ψ = 0,55 g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 Kết tính toán cho Bảng sau : Trọng tải tàu DWT Lượng dãn nước D (T) Vận tốc cập tàu V (m/s) Hệ số ψ 15.000 21.110 0,11 0,55 Gia tốc trọng Năng lượng va trường tàu g (m/s ) Ef (T.m) 9,81 7,16 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc b/ Chọn đệm va tàu tính lực va tàu Từ lượng va tàu tính toán được, để thích hợp cho tàu 15.000DWT cập bến an toàn ta chọn loại đệm LAMBDA 500H – 3000L sản xuất loại chất liệu cao su CL2, có khả tiếp nhận lượng va tàu có giá trò 7,16Tm, với mức biến dạng 52,5% Căn vào loại đệm chọn, dựa vào đồ thò để xác đònh lực va tàu tác dụng lên công trình sau: Theo phương vuông góc với tuyến bến Hx = 31,5T Theo phương song song với tuyến bến Hy = 0,5 × 31,5 = 15,75 T Trong 0,5 hệ số ma sát đệm cao su tựa tàu bê tông c/ Chọn khoảng cách đệm tàu Đệm tàu bố trí đầu dầm ngang, khoảng cách đệm a=4,6m II.2.3- Tải trọng ép tàu lên công trình Xác đònh tải trọng ép tàu neo tác dụng dòng chảy gió q h (T/m), công trình bến có tuyến bến liên tục phạm vi phần thẳng boong tàu theo công thức : qh = 1.1 Qtot Ld Trong : Qtot – lực ngang tác dụng tổng cộng gió dòng chảy, tính toán phần lực neo tàu Qtot = 48,37T Ld Đoạn thẳng boong tàu tính toán, tra 22 TCN 222 – 1995 với tàu 15.000DWT; Ld = aδ.Lmax = 0,37x153 = 56,61m 48,37 Lực ép tàu : q h = 1,1 56,61 = 0,94 T/m II.3- TẢI TRỌNG ÁP LỰC ĐẤT SAU BẾN Chọn giải pháp tiếp đất cầu tàu dạng tường chắn nên áp lực đất sau bến không tác dụng lên cầu tàu Tường chắn sau bến tiếp nhận áp lực Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc SƠ BỘ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN ĐẦU CỌC III.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC III.1.1 Phương án III.1.1.1 Cọc ray cần trục a) Trọng lượng thân - Trọng lượng thân dầm ngang : QDN = bxhxγBTx3,5 = 0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x3,5 = 8,27 (T) - Trọng lượng thân dầm cần trục : QDCT = bxhxγBTx4,1 = 0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x4,1 = 9,69 (T) - Trọng lượng thân mặt cầu : + Lớp bê tông nhựa : QNH= 2,05x0,07 = 0,144 (T/m2) + Bản mặt cầu : QBM = hxγBT = 0,25x2,5 = 0,625 (T) ⇒ QSàn= (QNH + QBM)x3,5x4,1 = (0,144+0,625)x3,5x4,1 = 11,04 (T) b) Tải trọng hàng hóa q=4T/m² Qhh = 3,5x4,1xq = 3,5x4,1x4,0 = 57,4 (T) c) Tải trọng cần trục chạy ray Đường ảnh hưởng phản lực gối II QCT = ∑ Pi Si Trong : Pi : p lực max lên bánh xe, Pi = 32,0 (T) Si : Tung độ đường ảnh hưởng ⇒ QCT = 32 x(2 x0,05 + x0,3 + x 0,6 + x0,85) = 115,2 (T) ⇒ Tải trọng tác dụng lên đầu cọc ray cần trục : PImax = QDN + QDCT + QSàn + Qhh + QCT =8,27 + 9,69 + 11,04 + 57,4 + 115,2 = 201,6 (T) III.1.1.2 Cọc không ray cần trục Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc a) Trọng lượng thân - Trọng lượng thân dầm ngang : QDN = bxhxγBTx4,0 = 0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x4,0 = 9,45 (T) - Trọng lượng thân dầm dọc : QDD = bxhxγBTx4,1 = 0,7x(1,0 - 0,25)x2,5x4,1 = 5,38 (T) - Trọng lượng thân mặt cầu : + Lớp bê tông nhựa : QNH= 2,05x0,07 = 0,144 (T/m2) + Bản mặt cầu : QBM = hxγBT = 0,25x2,5 = 0,625 (T) ⇒ QSàn= (QNH + QBM)x4,0x4,1 = (0,144+0,625)x4,0x4,1 = 12,612 (T) b) Tải trọng hàng hóa q=4T/m² Qhh = 4,0x4,1xq = 4,0x4,1x4,0 = 65,6 (T) ⇒ Tải trọng tác dụng lên đầu cọc không ray cần trục : PIImax = QDN + QDD + QSàn + Qhh =9,45 + 5,38 + 12,612 + 65,6 = 93,042 (T) III.1.1.3 Cọc mép bến a) Trọng lượng thân - Trọng lượng thân dầm ngang : QDN = (bxhxγBTx1,775)+[(3,5-h)xγBTx1,0] = [0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x1,775]+[(3,5-1,3)x2,5x1,0] = 9,7 (T) - Trọng lượng thân dầm dọc : QDD = bxhxγBTx4,1 = 0,7x(1,0 - 0,25)x2,5x4,1 = 5,38 (T) - Trọng lượng thân mặt cầu : + Lớp bê tông nhựa : QNH= 2,05x0,07 = 0,144 (T/m2) + Bản mặt cầu : QBM = hxγBT = 0,25x2,5 = 0,625 (T) ⇒ QSàn= (QNH + QBM)x1,775x4,1 = (0,144+0,625)x1,775x4,1 = 5,6 (T) - Trọng lượng tựa tàu : QBT= 0,3x(4,0 -1,0)x2,5x4,1 = 9,225 (T) - Trọng lượng thân đệm tàu thiết bò phụ trợ Q = (T) a) Tải trọng hàng hóa q=2T/m² Qhh = 1,775x4,1xq = 1,775x4,1x2,0 = 14,555 (T) ⇒ Tải trọng tác dụng lên đầu cọc không ray cần trục : PIImax = QDN + QDD + QSàn + Qhh + QBT + Q = 9,7 + 5,38 + 5,6 + 14,555 + 9,225 + = 46,46 (T) Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc III.121 Phương án III.1.2.1 Cọc ray cần trục b) Trọng lượng thân - Trọng lượng thân dầm ngang : QDN = bxhxγBTx4,0 = 0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x4,25 = 10,04 (T) - Trọng lượng thân dầm cần trục : QDCT = bxhxγBTx4 = 0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x4,6 = 10,87 (T) - Trọng lượng thân mặt cầu : + Lớp bê tông nhựa : QNH= 2,05x0,07 = 0,144 (T/m2) + Bản mặt cầu : QBM = hxγBT = 0,25x2,5 = 0,625 (T) ⇒ QSàn= (QNH + QBM)x4,25x4,6 = (0,144+0,625)x4,25x4,6 = 15,03 (T) c) Tải trọng hàng hóa q=4T/m² Qhh = 4,25x4,6xq = 4,25x4,6x4,0 = 78,2 (T) d) Tải trọng cần trục chạy ray Đường ảnh hưởng phản lực gối II QCT = ∑ Pi Si Trong : Pi : p lực max lên bánh xe, Pi = 32,0 (T) Si : Tung độ đường ảnh hưởng ⇒ QCT = Pi x 2(0,22 + 0,435 + 0,698 + 0,87) = 142,272 (T) ⇒ Tải trọng tác dụng lên đầu cọc ray cần trục : PImax = QDN + QDCT + QBM + Qhh + QCT =10,04 + 10,87 + 15,03 + 78,2 + 142,272 = 256,412 (T) III.1.2.2 Cọc không ray cần trục a) Trọng lượng thân - Trọng lượng thân dầm ngang : QDN = bxhxγBTx4,5 = 0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x4,5 = 10,631 (T) - Trọng lượng thân dầm dọc : QDD = bxhxγBTx4,6 = 0,8x(1,1 - 0,25)x2,5x4,6 = 7,82 (T) Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc Trọng lượng thân mặt cầu : + Lớp bê tông nhựa : QNH= 2,05x0,07 = 0,144 (T/m2) + Bản mặt cầu : QBM = hxγBT = 0,25x2,5 = 0,625 (T) ⇒ QSàn= (QNH + QBM)x4,5x4,6 = (0,144+0,625)x4,5x4,6 = 15,92 (T) e) Tải trọng hàng hóa q=4T/m² Qhh = 4,5x4,6xq = 4,5x4,6x4,0 = 82,8 (T) ⇒ Tải trọng tác dụng lên đầu cọc không ray cần trục : PIImax = QDN + QDD + QBM + Qhh = 10,631 + 7,82 + 15,92 + 82,8 = 117,171 (T) III.1.2.3 Cọc mép bến a) Trọng lượng thân - Trọng lượng thân dầm ngang : QDN = (bxhxγBTx1,775)+[(3,5-h)xγBTx1,0] = [0,9x(1,3 - 0,25)x2,5x1,775]+[(3,5-1,3)x2,5x1,0] = 9,7 (T) - Trọng lượng thân dầm dọc : QDD = bxhxγBTx4,6 = 0,8x(1,1 - 0,25)x2,5x4,6 = 7,82 (T) - Trọng lượng thân mặt cầu : + Lớp bê tông nhựa : QNH= 2,05x0,07 = 0,144 (T/m2) + Bản mặt cầu : QBM = hxγBT = 0,25x2,5 = 0,625 (T) ⇒ QSàn= (QNH + QBM)x1,775x4,6 = (0,144+0,625)x1,775x4,6 = 6,28 (T) - Trọng lượng tựa tàu : QBT= 0,3(4,0 -1,1)x2,5x4,6 = 10,01 (T) - Trọng lượng thân đệm tàu thiết bò phụ trợ Q = (T) f) Tải trọng hàng hóa q=2T/m² Qhh = 1,775x4,6xq = 1,775x4,6x2,0 = 16,33 (T) ⇒ Tải trọng tác dụng lên đầu cọc không ray cần trục : PIImax = QDN + QDD + QSàn + Qhh + QBT + Q = 9,7 + 7,82 + 6,28 + 16,33 + 10,01 + = 52,14 (T) - Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC IV.1- SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN Tính sức chiu tải cọc theo đất dựa tiêu chuẩn móng cọc “ 22 TCN 21 – 86” IV.1.1- PHƯƠNG ÁN 1/ Sức chòu tải nén Sức chòu tải nén cọc theo đất xác đònh theo công thức sau : Φo = Φ ngh K tc Với Φghn = m (mR R F + u ∑mf fi li) Trong : m : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất m =1  mR, mf : Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc mặt hông cọc, kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán đất, xác đònh theo Bảng trang 33 “20 TCN 21-86” mR = mf =1  R : Sức chống tính toán đất mũi cọc, T/m2  F : Diện tích chống cọc lên đất, π D 3,14 × 0,5 2 F= = = 0,196m  u : Chu vi tiết diện ngang cọc u = π D = 3,14 × 0,5 = 1,57m  fi : Sức chống tính toán lớp đất thứ i lên mặt hông cọc, T/m2, xác đònh theo Bảng trang 32 “20 TCN 21-86”  li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông cọc, m  Ktc : Hệ số tin cậy lấy tuỳ thuộc vào kết cấu móng cọc, số lượng cọc móng Với số cọc lớn 21 cọc Ktc =1,4 Tính sức kháng hông cọc : Chia đất xung quanh cọc thành lớp phân tố có bề dày li = 2m lớp đất số dày 1,1m lớp bùn sét nhão loãng B = 2,01 > 1, bỏ qua làm việc lớp Xét khả chòu lực bề dày lớp đất ta chọn lớp đất số để hạ mũi cọc Lập bảng để tính sức kháng hông Lớp đất Lớp Độ sâu Loại đất Trạng thái fi li 10 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc B (T/m2) (m) Cát trung Chặt vừa 4,26 4,1 Cát trung Chặt vừa 5,33 6,1 Cát trung Chặt vừa 5,82 8,1 Sét mềm 0,6 1,9 10,1 Sét mềm 0,6 1,902 12,1 Sét mềm 0,6 1,942 14,1 Sét mềm 0,6 1,982 16,1 Sét mềm 0,6 2,0 18,1 Sét mềm 0,6 2,0 10 20,1 Sét mềm 0,6 2,0 11 22,1 Sét mềm 0,6 2,0 12 24,1 Sét mềm 0,6 2,0 13 26,1 Sét dẻo 0,4 4,466 14 28,1 Sét dẻo 0,4 4,586 15 30,05 Cát nhỏ Chặt 6,6 1,9 phân tố Z (m) 2,1 Sức kháng mũi : ZR =31m đặt lớp cát nhỏ ⇒ R = 386 T/m2 Sức chòu tải giới hạn Φghn = 1{(1 × 386 × 0,196 )+ 1×1,57[2(4,26+5,33+5,82+1,9+1,902+1,942+ +1,982+2+2+2+2+2+4,466+4,586)+1,9×6,6]} = 227,81T Sức chiụ tải nén Φo = 227,81 = 162,72T 1,4 2/ Sức chòu tải nhổ Sức chòu tải nhổ cọc theo đất xác đònh theo công thức sau : Φnh = m u ∑mf fi li Trong : m : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất, cọc hạ vào đất độ sâu nhỏ 4m lấy m = 0, độ sâu 4m lớn 4m lấy m = 0,8 tất công trình trừ móng đường dây tải điện lộ thiên  mf : Hệ số điều kiện làm việc đất mặt hông cọc, kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán đất, xác đònh theo Bảng trang 33 “20 TCN 21-86” 11 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc  u : Chu vi tiết diện ngang cọc, m  fi : Sức chống tính toán lớp đất thứ i lên mặt hông cọc, T/m2, xác đònh theo Bảng trang 32 “20 TCN 21-86”  li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông cọc, m Vậy sức chòu tải nhổ cọc : ⇒ Φnh = m u ∑mf fi li = 0,8x1,57x96,916 = 121,73 T IV.1.2- PHƯƠNG ÁN 1/ Sức chòu tải nén Sức chòu tải nén cọc theo đất xác đònh theo công thức sau : Φo = Φ ngh K tc Với Φghn = m (mR R F + u ∑mf fi li) Trong : m : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất m =1  mR, mf : Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc mặt hông cọc, kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán đất, xác đònh theo Bảng trang 33 “20 TCN 21-86” 12 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc mR = mf =1  R : Sức chống tính toán đất mũi cọc, T/m2  F : Diện tích chống cọc lên đất, π D 3,14 × 0,6096 2 F= = = 0,29186m  u : Chu vi tiết diện ngang cọc u = π D = 3,14 × 0,6096 = 1,915m  fi : Sức chống tính toán lớp đất thứ i lên mặt hông cọc, T/m2, xác đònh theo Bảng trang 32 “20 TCN 21-86”  li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông cọc, m  Ktc : Hệ số tin cậy lấy tuỳ thuộc vào kết cấu móng cọc, số lượng cọc móng Với số cọc lớn 21 cọc Ktc =1,4 Tính sức kháng hông cọc : chia đất xung quanh cọc thành lớp phân tố có bề dày li = 2m Lớp đất số dày 1,1m lớp bùn sét nhão loãng B = 2,01 > 1,do bỏ qua làm việc lớp Xét khả chòu lực bề dày lớp đất ta chọn lớp đất số để hạ mũi cọc Lập bảng để tính Lớp đất Lớp phân tố Độ sâu Z (m) Loại đất Trạng thái B fi (T/m2) li (m) 2,1 Cát trung Chặt vừa 4,26 2 4,1 Cát trung Chặt vừa 5,33 6,1 Cát trung Chặt vừa 5,82 8,1 Sét mềm 0,6 1,9 10,1 Sét mềm 0,6 1,902 12,1 Sét mềm 0,6 1,942 14,1 Sét mềm 0,6 1,982 16,1 Sét mềm 0,6 2,0 18,1 Sét mềm 0,6 2,0 10 20,1 Sét mềm 0,6 2,0 11 22,1 Sét mềm 0,6 2,0 12 24,1 Sét mềm 0,6 2,0 13 26,1 Sét dẻo 0,4 4,466 14 28,1 Sét dẻo 0,4 4,586 15 30,05 Cát nhỏ Chặt 6,6 1,9 13 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc Sức kháng mũi : ZR = 31m đặt lớp cát nhỏ chặt ⇒ R = 386 T/m2 Sức chòu tải giới hạn Φghn = 1{(1 × 386 × 0,29186 )+ 1×1,915[2(4,26+5,33+5,82+1,9+1,902+1,942 +1,982+2+2+2+2+2+4,466+4,586)+1,9×6,6]} = 298,26T Sức chiụ tải nén : Φo = 298,26 = 213,043T 1,4 2/ Sức chòu tải nhổ Sức chòu tải nhổ cọc theo đất xác đònh theo công thức sau : Φnh = m u ∑mf fi li Trong : m : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất, cọc hạ vào đất độ sâu nhỏ 4m lấy m = 0, độ sâu 4m lớn 4m lấy m = 0,8 tất công trình trừ móng đường dây tải điện lộ thiên  mf : Hệ số điều kiện làm việc đất mặt hông cọc, kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán đất, xác đònh theo Bảng trang 33 “20 TCN 21-86”  u : Chu vi tiết diện ngang cọc, m  fi : Sức chống tính toán lớp đất thứ i lên mặt hông cọc, T/m2, xác đònh theo Bảng trang 32 “20 TCN 21-86”  li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông cọc, m Vậy sức chòu tải nhổ cọc : ⇒ Φnh = m u ∑mf fi li = 0,8x1,915x96,916 = 148,48 T 14 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc IV.2- SỨC KHÁNG CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU IV.2.1- PHƯƠNG ÁN Với cọc BTCT ƯST sức kháng theo vật liệu cọc, tính với riêng bê tông trừ thêm phần kéo trước thép Sức kháng theo vật liệu tính theo công thức : Φvl = ϕ RnAb – FaNk Trong đó: Φvl – sức kháng theo vật liệu Rn – cường độ chòu nén bê tông, với bê tông mác 500 có Rn =215 kg/cm2 ϕ - hệ số uốn dọc, tra bảng sách bê tông cốt thép toàn khối có ϕ = 0,59 Ab – diện tích mặt cắt ngang phần bê tông Fa – diện tích cốt thép ƯST Nk – lực ƯST đơn vò diện tích thép Cọc BTCTDƯL Φ500mm dày 90mm có Ab = 1159,25cm2 3,14 × 10,7 Fa = 10 × = 898,75mm Nk = 7,1N/mm2 = 0,71kg/mm2 ⇒ Φvlcc = 0,59 × 215 × 1159,25 – 898,75 × 0,71 = 146,413 T IV.2.2- PHƯƠNG ÁN 15 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc Tính toán sức chòu tải cọc theo vật liệu làm cọc dựa vào tài liệu “ Giáo trình tính toán kết cấu thép” nhà xuất ĐHBK – T/P HCM Sức chòu tải nén giới hạn cọc tính theo cường độ vật liệu làm cọc sau: Φvl = ϕ Ra F Trong : Φvl – lực nén dọc trục cọc , T Ra – cường độ nén vật liệu làm cọc , T/m2 F – diện tích mặt cắt ngang cọc , m2 ϕ - hệ số uốn dọc , tra theo bảng phụ thuộc vào độ mảnh cọc Xác đònh độ mảnh cọc λ= lo ≤ [ λ ] = 120 r : λ - độ mảnh cọc lo – chiều dài tính toán , m r – bán kính quán tính mặt cắt ngang cọc , m [λ] – độ mảnh giới hạn kết cấu chòu nén Xác đònh chiều dài tính toán lo = µ l Trong : µ - hệ số phụ thuộc liên kết đầu cọc, với mô hình cọc ngàm đầu µ = 0,5 l – chiều dài thực cọc , m Cọc ống thép Φ609,6mm dày 12,7mm có đặc trưng sau * Đặc trưng vật liệu cọc - Mun đàn hồi : E = 2,1 ×107 T/m2 - Trọng lượng riêng : G = 7,8 T/m3 - Cường độ chòu nén : Ra = 34000 T/m2 - Cường độ chòu kéo : R’a = 34000 T/m2 - Giới hạn chảy : σo = 40000 T/m2 - Cường độ cực hạn : Ru = 60000 T/m2 * Đặc trưng mặt cắt ngang - Đường kính : D = 609,6 mm = 0,6096m - Bề dày thành cọc : δ = 12,7mm = 0,0127m - Đường kính : d = 584,2mm = 0,5842m - Diện tích mặt cắt : F = 0,0238 m2 - Momen quán tính :I = 0,00106112 m4 - Momen kháng uốn : W = 0,00355 m3 - bán kính quán tính : r = 0,21115m - chiều dài thực cọc : l = 45m * Sức chòu tải cọc 16 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc tính lo : tính λ : lo = µ lu = 0,5 x 45 = 22,5m λ= lo 22,5 = = 106,56 ≤ [ λ ] = 120 thoả mãn r 0,21115 tra bảng ( có nội suy) tìm : ϕ = 0,59 ⇒ Sức chòu tải nén : Φvlcc = 0,59 × 34000 × 0.0238 = 477,428T IV.3- SO SÁNH VÀ CHỌN SỨC KHÁNG CỦA CỌC IV.3.1- So sánh sức kháng cọc SỨC KHÁNG (T) Phương án Phương án Kháng nén theo đất 162,72 213,043 Kháng nén theo vật liệu 146,413 477,428 Kháng nhổ theo đất 121,73 148,48 IV.3.2- Chọn sức kháng cọc Theo bảng ta chọn sức kháng cọc cho phương án sau + Phương án 1: Sức kháng nén cọc chọn theo vật liệu : Φn = 146,413T Sức kháng nhổ theo đất : Φnh = 121,73T + Phương án 2: Sức kháng nén cọc chọn theo đất : Φn = 213,043T Sức kháng nhổ theo đất : Φnh = 148,48T IV.4- SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU So sánh lựa chọn phương án cọc phải dựa đặc điểm sau: • Phương án 1: Cọc ống BTCT ứng suất trước Þ500 dày 90mm  Ưu điểm : - Gía thành rẻ so với cọc ống thép loại - Có thể chế tạo nước, nhà máy  Nhược điểm : - Khả chòu lực so với cọc ống thép - Thi công phức tạp - Thời gian thi công kéo dài so với cọc ống thép ⇒ Tính kinh tế không cao • Phương án 1: Cọc ống thép Þ609.6 dày 12.7mm  Ưu điểm: - Khả chòu lực cao so với cọc ống BTCT ƯST - Thi công dễ dàng - Thời gian thi công nhanh - Bước cọc thưa nên kết cấu nhẹ nhàng, gầm cầu thông thoáng - Chòu lực ngang lớn, thích hợp cho tàu có trọng tải lớn 17 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc  Nhược điểm : - Gía thành cao so với cọc ống BTCT ƯST loại - Trong nước chế tạo được, phải nhập từ nước ⇒ Tính kinh tế cao Từ phân tích ta thấy cọc ống thép có nhiều ưu điểm hơn, đồng thời có nhược điểm so với cọc ống BTCT ƯST Vậy ta chọn cọc cho công trình cọc ống thép phương án 18 ... gió: Lúc đầy tải : Aq1 = α q Lt max Trong : α q : Hệ số xác đònh theo bảng Phụ lục 3; α q = 0,06 ⇒ Aq1 = 0,06x1532 = 1404,54 m² Lúc không tải : Aq2 = α q Lt max Trong : α q : Hệ số xác đònh theo... thích hợp cho tàu có trọng tải lớn 17 Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc  Nhược điểm : - Gía thành cao so với cọc ống BTCT ƯST loại - Trong nước chế tạo được, phải nhập từ.. .Tham khảo tính toán tải trọng, tác động, sức chòu tải cọc II.2- TẢI TRỌNG DO TÀU TÁC DỤNG LÊN CÔNG