ĐỒ ÁN MÓNG CỌC ÉP THEO TCVN 10304

Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc ép với đường kính lớn và chiều sâulớn có thể chịu tải hàng trăm tấn.Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích

Trang 1

CHƯƠNG 5

TÍNH TỐN MĨNG TRỤC 3 5.1 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT & CHỌN PHƯƠNG ÁN MĨNG

Hình 5 1 Mặt cắt địa chất cơng trình

5.1.1 Các chỉ tiêu

cơ lý của các lớp đất

Căn cứ vào bảngbáo cáo kết quả khảo sátđịa chất cơng trình củakhu đất nơi xây dựngcơng trình ta cĩ được cấutạo địa chất cơng trìnhgồm các lớp sau đây:

Bảng 5 1 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

5.1.2 Nhận xét đất nền & chọn phương án mĩng

a Nhận xét đất nền

Khu vực dự kiến xây dựng cơng trình cĩ bề mặt địa hình được san lấp, khá bằng phẳng

và khơng bị chia cắt Cấu trúc địa tầng đơn giản, đồng nhất Dưới lớp san lấp là lớp đất yếu cĩ

bề dày lớn, trung bình khoảng 20m Bên dưới lớp đất yếu là các lớp đất cĩ cường độ tươngđối lớn hơn Mực nước ổn định trong khu vực khảo sát nằm rất nơng, vào khoảng -0.3m cĩtính ăn mịn yếu đối với bê tơng và kim loại

b Các phương án mĩng

► Mĩng cọc ép

 Ưu điểm SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 1

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Á SÉ T MÀ U XÁ M XANH NHẠT, NỬ A CỨ NG

Độ ẩm W (%)

Dung trọng

tự nhiên

γw

(kN/m3)

Dung trọng đẩy nổi γđn

(kN/m3)

Lực dính c (kN/m2)

Độ sệt B

Gĩc ma sát trong φ

0

Mơ đun biến dạng

E0

(kN/m2)

Kết quả xuyên tĩnh

nửa cứng

Trang 2

Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc ép với đường kính lớn và chiều sâulớn có thể chịu tải hàng trăm tấn.

Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợpvới việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của cọc đóng khithi công trong điều kiện này

Giá thành rẻ so với phương án móng cọc khác

Công nghệ thi công cọc không đòi hỏi kỹ thuật cao

Số lượng cọc cho mỗi móng ít

Khi thi công không gây chấn động đáng kể nên không ảnh hưởng về phương diệnchấn động đối với công trình lân cận

Không gây tiếng ồn đáng kể như khi đóng cọc

Thích hợp với tất cả các loại nền đất, đá

Thích hợp cho móng có tải trọng lớn như: nhà cao tầng có tầng hầm, các côngtrình cầu, v.v

 Nhược điểm

Giá thành còn cao so với các loại cọc khác

Khi thi công, việc giữ thành hố khoan có thể rất khó khăn

Khi khoan để tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng các ngôi nhà đang sử dụngnếu không dùng ống chống vách đầy đủ hay không dùng cọc ván để kè neo cẩnthận thì móng công trình lân cận có thể bị hư hỏng

Chất lượng bêtông cọc thường thấp vì không được đầm Trong thực tế gặp không

ít trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật trầm trọng

Khi cọc đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tật trầm trọng thì việc xử lý gặprất nhiều khó khăn và rất tốn kém

Khi cọc nhồi đường kính lớn có chiều dài lớn thì trọng lượng bản thân của cọctính đến chân cọc sẽ lớn làm tăng tải trọng truyền xuống nền

Trang 3

Theo đúng nguyên tắc tính toán và thiết kế móng cọc, phải chọn tất cả các cặp tổ hợp nộilực để tính toán và kiểm tra Tuy nhiên để đơn giản trong tính toán, theo kinh nghiệm, tathường dùng các cặp nội lực sau để thiết kế móng cọc:

o Cặp tổ hợp 1: Lực dọc lớn nhất, moment, lực ngang tương ứng

o Cặp tổ hợp 2: Moment lớn nhất, lực dọc và lực ngang tương ứng

o Cặp tổ hợp 3: Lực ngang lớn nhất, moment và lực dọc tương ứng

Trong tính toán móng cọc ta thường chọn cặp tổ hợp 1 (lực dọc lớn nhất) để tính toán và thiết kế móng cọc, sau đó lấy các cặp nội lực còn lại kiểm tra

Khi kiểm tra cọc chuyển vị ngang hoặc kiểm tra xoay của móng dùng cặp nội lực 2 và 3 đểtính toán và dùng tổ hợp 1 để kiểm tra

b Tổ hợp nội lực

Bảng 5 3 Bảng tổng hợp nội lực tính toán tại chân cột khung trục 3

Bảng 5 4 Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn tại chân cột khung trục 3

Ghi chú:

SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 3

Trường hợp

Tổ hợp tải

N0tt(kN)

M0xtt(kN.m)

M0ytt(kN.m)

Q0xtt(kN)

Q0ytt(kN)Nmax

Tổ hợp N0tc

(kN)

M0xtc(kN.m)

M0ytc(kN.m)

Q0xtc(kN)

Q0ytc(kN)Nmax COMB6 3415.58 37.76 6.733 3.38 19.44

Mx max

Trang 4

- N0tt là lực dọc tính toán

- M0xtt là moment tính toán quay quanh trục X (làm uốn theo phương trục Y)

- M0ytt là moment tính toán quay quanh trục Y (làm uốn theo phương trục X)

- Q0xtt là lực cắt tính toán theo phương X

- Q0ytt là lực cắt tính toán theo phương Y

số sệt (ngoại trừ đá)

Ta chọn cọc gồm 03 đoạn, mỗi đoạn 11,7m

- Cốt thép dọc chịu lực dùng thép C-II, A-II 8Ø20 (As =25,13 cm2, hàm lượng thép thỏa điềukiện > 1%), cốt đai thép Ø8

- Chọn chiều dài đoạn đậpđầu cọc là , đoạn ngàm đầucọc vào đài nằm trong khoảng (lấy theo mục 8.8 TCVN 10304-2014), thiên về an toàn tachọn

- Mũi cọc nằm trong lớp đất á sét, màu xanh nhạt, nửa cứng, có chỉ số sệt (lớp 3)tại cao độ -36.6m (so với mặt đất tự nhiên), cắm vào lớp đất tốt 1 đoạn bằng1.7m

- Khi cọc dài, có thể nối cọc từ các đoạn cọc chế tạo sẵn Để nối cọc có thể dùng thép tấm đểhàn nối cọc hay dùng thép góc L Việc nối cọc được thực hiện khi ép xong đoạn cọc trước đó

- Trong phạm vi 1m tính từ đầu cọc và

0.5m tính từ mũi cọc, bước cốt đai

a=50mm để tăng cường độ cứng tại đầu mũi cọc Lưới thép đầu cọc được bố trí Ø6a50 đểchống ứng suất cục bộ tại đầu cọc khi đóng cọc, tránh vỡ đầu cọc khi đóng hay ép Thường bốtrí 3-5 lưới cách nhau 50mm Thanh thép gia cường ở mũi cọc để chịu động lực kháng xuyênkhi qua các lớp đất cứng, thường dùng

- Thiết kế mặt đài tại cốt -1m

- Móng cọc được thiết kế là móng cọc đài thấp vì vậy độ chôn sâu của đài phải thỏa điều kiệnlực ngang tác động ở đáy công trình phải cân bằng với áp lực đất tác động lên đài cọc

1.0



L

I

cm mm

 5cm 1010cm cm

2.0

Trang 5

Hình 5 2 Các lực tác dụng lên đài cọc.

- Chọnchiều cao đàimóng là hđ

=1,2 m

- Chiều sâuđặt đáy đàitính từ cốt đất

tự nhiên là-2,2m

- Chiều sâuđặt đáy đàinhỏ nhất được thiết kế với yêu cầu cân bằng áp lực ngang theo giả thiết tải ngang hoàn toàn

do lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận

Dùng để kiểm trađiều kiện cânbằng áp lực ngang đáy đài theo công thức thực nghiệm:(Sơ bộ chọn bề rộng đài là 4,4m)

Hm chiều sâu chôn móng từ cốt thiên nhiên Hm = Df =2,2m

Trong đó: : góc ma sát trong của đất từ đáy đài trở lên

: dung trọng của đất kể từ đáy đài trở lên mặt đất

Bđ : cạnh của đáy đài theo phương thẳng góc với tải ngang Q

Vậy Hmthỏa điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết tải ngang hoàntoàn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận

20,7 tan(45 )

2

tt o

m

�

Trang 6

Hình 5 3 Trụ địa chất tính toán và các kích thước sơ bộ cọc ép đài đơn

5.2.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Sức chịu tải tính toán theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau:

Trong đó:

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cọc

Theo điều 7.1.8 TCVN 10304-2014, đối với mọi loại cọc, khi tính toán theo cường độ

vật liệu, cho phép cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy đài một

đoạn l 0 được xác định như sau:

+ Khi thi công ép cọc:

+ Khi cọc chịu tải trọng công trình:

Trong đó: l 2 là bề dày lớp đất yếu mà cọc cắm xuyên qua

 m l

v

l01 1111111

 m l

v

l02  2 2 0.732.722.89

Trang 7

Trang 8

Hình 5 4 hệ số v phụ thuộc liên kết

Trang 9

 Thiên về antoàn chọn

- Rs: Cường độ tính toán

của thép AII,

- As: Diện tích tiếtdiện ngang cốt dọc

- Rb: Cường độ chịu nén của bêtông B30,

- Ab: Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc (đã trừ diện tích cốt thép)

5.2.5 Xác định sức chịu tải của cọc ép theo chỉ tiêu đất nền

- Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải dọc trục đều phải tính toán theo sức chịu tải của

đất nền với điều kiện:

 Đối với cọc chịu nén:

;

 Đối với cọc chịu kéo:

; Trong đó:

- Nc,d và Nt,d tương ứng là trị tính toán tải trọng nén và tải trọng kéo tác dụng lên cọc (lực dọc

phát sinh do tải trọng tính toán tác dụng vào móng tính với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất),

- Rc,d và Rt,d tương ứng là trị tính toán sức chịu tải trọng nén và sức chịu tải trọng kéo của cọc;

- Rc,k và Rt,k tương ứng là trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén và sức chịu tải trọng kéo của

cọc, được xác định từ các trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u và sức chịu tải trọng kéo

cực hạn Rt,u

- γ0 là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng

móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và bằng 1.15 trong móng nhiều cọc

- γn là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1.2, 1.15 và 1.1 tương ứng với

tầm quan trọng của công trình cấp I, II, III (xem phụ lục F TCVN 10304 – 2014)

- γk là hệ số tin cậy theo đất (lấy theo mục 7.1.11/b TCVN 10304 -2014)

a Xác định sức chịu tải của cọc theo mục 7.2.2, TCVN 10304 -2014

Theo mục 7.2.2, TCVN

10304 -2014 ta có công

thức tính sức chịu tải trọng nén Rc,u của cọc treo theo đất nền:

Trong đó:

γc – hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất lấy γc = 1

γcq – hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, γcq = 1

l d



842.0225.570016.0225.570000288

0028.10016

.00000288

25.134

.04

A A

c k

c d k

R R





0

t,d t,d n



� t, t,

k d k

R R

Trang 10

γcf – hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc,γcf = 1

Ab: Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc (đã trừ diện tích cốt thép)

u – chu vi tiết diệnngang cọc,

qb – cường độ chịu tải của đất ở dưới mũi cọc, lấy theo Bảng 2/(TCVN 10304 -2014) với đất

á sét, độ sệt 0.2 và H=36.6m (>35m) tra bảng ta được giá trị qb = 8000kN/m2

– chiều dày của lớp đất thứ i (được chia) tiếp xúc với mặt bên cọc;

– ma sát bên của lớp đất thứ i được chia (m) ở mặt bên của cọc, lấy theo Bảng 3/(TCVN 10304 -2014)

4 0.15810

25.134

.04

A A

Trang 11

Hình 5 5 Sơ đồ xác định l i và z i

Trang 12

Bảng 5 5 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

b Xác định sức chịu tải của cọc ép theo phụ lục G, TCVN 10304 -2014

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

Trong đó: Qs là sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

QP là sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc

► Tính toán sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

Trong đó: u là chu vi ngoài của tiết diện ngang, u = 1.6 m

li là chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc

fsi là ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc, tính theo công thức:

Trang 13

– lực dính giữa thân cọc và đất;

– góc ma sát giữa cọc và đất nền Cọc BTCT lấy Ca = C, φa = φ với C, φ là lực dính và góc

ma sát trong của đất nền (theo TTGH 1);

là ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng do trọng lượng bản thân cột đất

 Khi không có mực nước ngầm:

 Khi có mực nước ngầm:

KS là hệ số áp lực ngang trong đất,

Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

được xác định như sau:

Bảng 5 6 Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

►Tính toán sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc

Trong đó:

Ap là diện tích tiết diện mũi cọc,

c là lực dính đất nền dưới mũi cọc, c = 18 kN/m2;

là ứng suất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc;

là góc ma sát trong tại lớp đất dưới mũi cọc (lớp 3);

Ta có chiều dài đoạn cọc ngàm vào lớp đất tốt là: Lngàm = 1.7m

/86

.2417.13.106.117.99.193.52.13

l l

l

l SL

SL vp

Trang 14

Trong đó:

là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

là hệ số, lấy đối với cọc đóng

và đối với cọc khoan nhồi

là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d dưới và 1d trên mũi cọc (d là cạnh cọc)

là diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc (đã trừ diện tích cốt thép)

là chu vi tiết diện

ngang cọc,

là hệ số, lấy đối với cọc đóng và đối với cọc khoan nhồi

là chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc

Hình 5 6 Biểu đồ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Bảng 5 7 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Tổng hợp lại, ta lấy giá trị Rc,k bằng giá trị Rc,u nhỏ nhất trong cả 3 trường hợp a, b,c:

25.134

.04

A A

a u

Trang 15

Vậy sức chịu tải thiết kế theo

cường độ đất nền là:

Vậy ta chọn Ptk=1148 (kN)

Trong đó: là hệ số tin cậy theo đất (lấy theo mục 7.1.11/b TCVN 10304-2014)

Đối với móng cọc ép BTCT “thông thường”:

(P ép min là lực

ép tối thiểu để cọc đạt được sức chịu tải theo điều kiện đất nền)

(P ép max là lực ép

tối đa để cọc không bị phá hoại theo điều kiện vật liệu làm cọc)

Bảng 5 8 Mối quan hệ giữa , , , của cọc

Pvl tính toán trên là hợp lý nên không cần tăng Pvl

Và cần phải khống chế lực ép tối đa P ép max không được vượt quá P vl

5.2.6 Xác định số lượng cọc

Để các cọc ít bị ảnh hưởng lẫn nhau (ảnh hưởng bởi hệ số nhóm) thì các cọc được bố trí trong

mặt bằng sao cho khoảng cách giữa các tim cọc thỏa điều kiện 3d ≤ a ≤6d (Trong đó d là cạnh

của cọc)

Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc gây ra:

Diện tích sơ bộ của đáy đài:

Bảng 5 9 Bảng tổng hợp nội lực tính toán dùng để tính toán điển hình

 

, ,

1894

11481.65

c k

c d k

tt tb f

N F



Trang 16

Bảng 5 10 Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn dùng để tính toán điển

hình1

6161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616ng lực

ông kèm kí tự “0” sau mỗi kí hiệu

Trang 17

7171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717ng lực tác dụnkèm kí tự “0” sau mỗi kí hiệu

Trang 18

818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818tác dụng tại đáy đài khôn kí hiệu

Trang 19

9191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919191919ng lực tác dụng tại đáy đài không kèm kí tự “0” sau mỗi kí hiệu

Trang 20

Trang 21

121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121ng lực tác dụng1ự “0” sau mỗi kí hiệu

Trang 22

222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222

22222222 lực không kèm kí tự “0” sau mỗi kí hiệu

Trang 23

Trang 24

424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424

2424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424 kèm kí tự “0”sau mỗi kí hiệu

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	24,13 MB