ảnh hưởng cua ma sát âm lên công trình xây dựng, ma sát âm là gì ảnh hưởng cua nó cách khắc phục ảnh hưởng cua ma sát âm lên công trình xây dựng, ma sát âm là gì ảnh hưởng cua nó cách khắc phục ảnh hưởng cua ma sát âm lên công trình xây dựng, ma sát âm là gì ảnh hưởng cua nó cách khắc phục
NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG BÀI TẬP LỚN PHÂN TÍCH HIỆN TƯỢNG MA SÁT ÂM VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA MĨNG CỌC KHOAN NHỒI - GVHD: TS NGUYỄN VĂN CHÚNG SVTH: NHÓM LỚP: 17649BTH2 STT DANH SÁCH NGUYỄN ĐÌNH TRUNG_17649260 (Nhóm Trưởng) NGUYỄN VĂN HỒN_17649206 (Nhóm Phó) NHIỆM VỤ Tính (Ru(vl) ,Rcoly,u, Rcd,u, SPT), PowerPoint, Thuyết Minh,thuyết trình PHAN VĂN HOẠCH_17649205 Tính Ru(vl) ,Rcoly,u , SPT,Đánh word, NGUYỄN LONG HỒ_17649202 (Nhóm Phó) Tính Rcoly,u,Nội lực, vẽ Cad TRƯƠNG THANH BÌNH_17649182 Cách khắc phục MSA, Đánh word THÂN TRỌNG DUY_17649194 Cách khắc phục MSA, Đánh word CAO MẠNH HÙNG_7649210 Cách khắc phục MSA, Đánh word NGUYỄN ĐỨC THỊNH_17649247 Nội lực ,vẽ Cad ĐẶNG HỒNG QUÂN_17649232 Ảnh Hưởng MSA,Thuyết minh SVTH: NHÓM Nguyên nhân MSA,Đánh word Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG I- GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC MA SÁT ÂM 1.1 Định nghĩa tượng ma sát âm Đối với công trình có sử dụng móng cọc, cọc đóng vào tầng đất có tính nén lún đất vừa đắp mà mũi cọc đặt tầng đất chặt Sẽ xảy đồng thời trình lún đất cọc sau đóng cọc đặt tải Ngay sau đóng q trình đóng cọc, phần tải đất kháng lại lực dính đất cọc Tuy nhiên trình cố kết xảy truyền tồn tải lên mũi cọc Trong số trường hợp (Taylor, 1948) độ lún đất lớn cọc, chuyển vị tương đối phát sinh lực kéo xuống tầng đất cọc gọi tượng ma sát âm, lực kéo xuống gọi lực ma sát âm Lực ma sát âm xảy phần thân cọc phụ thuộc vào tốc độ lún đất xung quanh cọc tốc độ lún cọc Lực ma sát âm có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới, có SVTH: NHĨM Trang NỀN MĨNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG khuynh hướng kéo cọc xuống, làm tăng lực tác dụng lên cọc Ta so sánh phát sinh ma sát âm ma sát dương thơng qua hình sau: Hình 2a Sự phát sinh ma sát dương Hình 2b Ma sát âm có lớp đất đắp xảy cố kết trọng lượng thân SVTH: NHÓM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG Hình 2c Ma sát âm lớp sét xốp cố kết nước Hoặc có thêm lớp đất đắp Qua ba hình minh hoạ ta thấy ma sát âm xuất phần đoạn thân cọc hay toàn thân cọc, phụ thuộc vào chiều dày lớp đất yếu chưa cố kết Trong trường hợp ma sát âm tác dụng tồn thân cọc nguy hiểm, sức chịu tải cọc không kể đến sức chịu tải ma sát hông đất cọc mà bị ma sát âm kéo xuống Sức chịu tải lúc chủ yểu sức chịu tải mũi, chống lên đất cứng hay đá Thông thường tác động tải lên cơng trình gây độ lún cọc giảm độ dịch chuyển tương đối đất cọc (đồng nghĩa với giảm ma sát âm), phần nhiều đoạn tác động ma sát âm có nhiều khu vực gần đầu cọc SVTH: NHÓM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG Hình Mơ hình ma sát âm nhóm cọc Với lập luận tương tự trên, cọc chịu nhổ vùng đất trương nở lớn lực trương nở đất truyền lên thân cọc kéo cọc lên chiều với lực nhổ trường hợp gọi ma sát âm (?) Tuy nhiên trường hợp phổ biến, hầu hết nghiên cứu chủ yếu tập trung vào tương ma sát âm kéo cọc xuống 1.2 Các thuật ngữ liên quan nghiên cứu ma sát âm Theo Fellenius (Pile dragload and downdrag considering liquefaction), Thuật ngữ nghiên cứu ma sát âm sau: • Hiện tượng ma sát âm (Negative skin friction): Là lực ma sát bên huy động đất dịch chuyển xuống tương đối so với cọc Các quan sát lâu dài từ thiết bị quan trắc trường cho thấy tượng ma sát âm xảy hầu hết tất cọc • Lực kéo xuống (Dragload): Là lực nén dọc trục gây phần tử cọc tích lũy ma sát âm đất có khuynh hướng dịch chuyển tương đối xuống so với cọc • Mặt phẳng trung hòa (Neutral plane): Là vị trí dọc theo cọc mà Lực tác dụng dài hạn (lực kéo xuống cộng với tải công trình) cân với tổ hợp lực (chiều dương) kháng bên (bên mặt trung hòa) sức kháng mũi Độ sâu nơi có dịch chuyển tương đối đất cọc SVTH: NHÓM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG • Biến dạng kéo xuống (Downdrag): Là dịch chuyển xuống cọc đất xung quanh cọc bị lún xuống Độ lớn biến dạng kéo xuống với độ lún đất mặt trung hòa • Cường độ chịu tải trục địa kỹ thuật (Geotechnical axial capacity): Là tổ hợp sức kháng mũi ma sát bên c_c khơng đạt trạng thái cân tĩnh tiếp tục dịch chuyển xuống Ma sát dương xảy toàn thân cọc lực kéo xuống nhỏ • Hệ số an tồn cho cường độ chịu tải địa kỹ thuật (Factor of safety on geotechnical capacity): Là hệ số cường độ chịu tải trục địa kỹ thuật chia cho tổng tải tĩnh hoạt tải, khơng tính đến lực kéo xuống • Cường độ kết cấu trục (Structural axial strength): Là cường độ kháng nén trục phần cọc chịu tải tĩnh lực kéo xuống • Hệ số an tồn kết cấu mặt trung hòa (Factor of safety on structural strength at neutral plane): Là hệ số cường độ kháng nén trục kết cấu mặt trung hoà chia cho tổng tĩnh tải lực kéo xuống, khơng tính đến hoạt tải Theo Fellenius, vị trí mặt trung hòa hàm số cân lực cắt dọc thân cọc chúng huy động hoàn toàn Sức kháng mũi huy động phần hoàn toàn Các lực sức kháng kết trình lún đất khác biệt độ cứng đất cọc Yêu cầu tuyệt đối để thõa mãn phương trình cân lực cắt phát triển dọc phần phía thân cọc có dấu âm phần cọc có dấu dương Vùng chuyển tiếp từ âm sang dương gọi mặt trung hòa Một số trường hợp vị trí mặt trung hòa nằm lớp đất lún, hay lớp đất tốt lớp đất lún Khi thay đổi lực tác dụng lên đầu cọc vị trí mặt trung hòa thay đổi kết cân lực Mặt trung hòa nơi cọc đất dịch chuyển hay nói cách khác nơi khơng có dịch chuyển tương đối cọc đất Điều có nghĩa giải tốn lún nhóm cọc cơng việc tìm độ lún đất mặt trung hòa Ma sát âm gây lực kéo xuống (dragload), không xét đến độ lớn lực này, độ lún mặt trung hòa nhỏ, khơng có lực kéo xuống (Với điều kiện cường độ vật liệu cọc phải đủ để chịu tải tác dụng đầu cọc cộng với lực kéo xuống) Cần nhấn mạnh điều này: Lực kéo xuống lớn, móng cứng tốt hơn, biến dạng kéo xuống (Dowdrang) lớn móng yếu Cọc khơng chịu ma sát âm có mặt SVTH: NHĨM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG trung hòa Cọc khơng chịu ma sát âm có mặt trung hòa mặt đất có lực kéo xuống lớn – Móng lún với mặt đất – tình ngồi ý muốn Độ lớn ma sát âm phụ thuộc vào yếu tố sau (Brejum,1973): • Vật liệu cọc • Phương pháp thi cơng cọc • Điều kiện tự nhiên đất • Vận tốc dịch chuyển tương đối đất cọc 1.3 Các nguyên nhân gây lực ma sát âm Các nguyên nhân gây ma sát âm chủ yếu: o Sự lún cố kết đất xung quanh cọc o Đắp cao đất có tính nén lún cao o Phụ tải gần khu vực móng o Hạ thấp mực nước ngầm o Nền đất chưa cố kết xong o Sự nén chặt đóng cọc 1.3.1 Ma sát âm lún tải trọng thân đắp Nền: Khi cơng trình tơn cao, gây tải trọng phụ tác dụng xuống lớp đất phía làm xảy tượng cố kết cho lớp bên dưới; thân lớp đắp tác dụng trọng lượng thân xảy trình cố kết Ta xem xét cụ thể trường hợp sau Hình Các trường hợp xuất ma sát âm tơn SVTH: NHĨM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG + Trường hợp (a): Khi có lớp đất sét đắp phía tầng đất rời mà cọc xuyên qua nó, tầng đất sét cố kết Quá trình cố kết sinh lực ma sát âm tác dụng vào cọc suốt trình cố kết + Trường hợp (b): Khi có tầng đất rời, đắp phía tầng sét yếu, gây q trình cố kết tầng đất sét bên tạo lực ma sát âm tác dụng vào cọc + Trường hợp (c): Khi có tầng đất dính đắp phía tầng sét yếu, gây trình cố kết tầng đất đắp tầng đất sét tạo lực ma sát âm tác dụng vào cọc Trong trường hợp cọc tựa đất cứng có tồn tải trọng bề mặt, xảy trường hợp sau: + Trường hợp (d): Với tầng cát xốp có biến dạng lún tức thời, đặc biệt đất chịu rung động dao động mực nước ngầm; tác động tải trọng bề mặt tạo biến dạng lún + Trường hợp (e): Đối với sét yếu, khuynh hướng xảy biến dạng lún nhỏ không chịu tác động tải trọng bề mặt Nhưng dù khoan tạo lỗ gây cấu trúc lại sét biến dạng lún (nhỏ) sét xảy tác dụng trọng lượng thân sét + Trường hợp (f): Điều hiển nhiên gần đắp tạo biến dạng lún theo thời gian tác dụng trọng lực Việc xác định mối quan hệ độ lún đất phía cọc cần thiết để đề giải pháp xử lý phù hợp vấn đề Trong trường hợp nơi mà đất SVTH: NHÓM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG phần lún xuống phía lớn độ lún cọc, giải pháp thiên an tồn có giả thiết tải trọng truyền hoàn toàn tới đỉnh lớp đất phía 1.3.2 Cọc đóng chưa kết thúc cố kết: Trong thực tế tình thường xuyên gặp phải thiết kế cầu đường nơi mà lực ma sát âm xảy Các cọc thi công xong đất chưa kết thúc cố kết, mố cầu xây dựng đất đắp Độ lún đất dọc theo thân cọc khó khăn để loại bỏ, lực ma sát âm thường xảy với dạng kết cấu hình 5, chí có khuynh hướng tạo chuyển dịch ngang mố cầu, chuyển dịch giảm thiểu việc lựa chọn giải pháp thiết kế móng cách hợp lý (Ví dụ sàn giảm tải) Hình Hiện tượng ma sát âm việc đóng cọc mố cầu vào đất yếu chưa kết thúc cố kết trạng thái tự nhiên Ma sát âm xảy bên cọc phần đường vào cầu có lớp đất đắp cao làm cho lớp đất bên bị lún phải chịu tải trọng lớp đất đắp này, phần bên mố (phía sơng) khơng có tải trọng đắp nên lớp đất khơng bị lún tải trọng ngồi, cọc khơng bị ảnh hưởng ma sát âm Vì vậy, bên cọc chịu ma sát âm bên chịu ma sát dương 1.3.3 Khi xây dựng cơng trình cạnh cơng trình cũ Tải trọng phụ lớn đặt kho bến bãi làm cho lớp đất bên bị lún xuống Phụ tải gần móng (hiện tượng xây chen cơng trình cạnh cơng trình cũ) Nguyên tắc xác định ảnh hưởng tải trọng đặt gần SVTH: NHÓM Trang NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG dựa đường đẳng ứng suất (ứng suất hướng thẳng đứng xét biến dạng lún ứng suất hướng ngang xét biến dạng trượt) Hình Biến dạng cơng trình cũ cọc ma sát xây dựng gần cơng trình 1.3.4 Mực nước ngầm bị hạ thấp Việc hạ thấp mực nước ngầm làm tăng ứng suất thẳng đứng có hiệu điểm đất Vì vậy, lm đẩy nhanh tốc độ lún cố kết đất Lúc đó, tốc độ lún đất xung quanh cọc vượt tốc độ lún cọc xảy tượng kéo cọc xuống lớp đất xung quanh cọc -Hiện tượng giải thích sau: Khi hạ thấp mực nước ngầm th +Phần áp lực nước lỗ rổng u giảm + Phần áp lực có hiệu thẳng đứng ĩh lên hạt rắn đất tăng SVTH: NHÓM Trang 10 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG ảnh hưởng lớp sơn phủ việc giảm ma sát âm phụ thuộc vào đặc tính cọc, đất vật liệu sơn phủ Như qua thí nghiệm giống theo ý kiến tác giả, vật liệu bao phủ có độ nhớt, tính mềm lớn khả giảm ma sát âm cao (điển hình so sánh vật liệu Shalikote (T-25)TM bitum) bitum sử dụng bitum có độ kim lún cao khả giảm ma sát lớn Với thí nghiệm ổ thực tế trường thí nghiệm phòng (Johannesen et al 1965; 1969; Walker Darwall 1973, Clemente 1979 1981, Fellenius 1975 1979) đưa kết luân với chiều dày không lớn 1/16 in (bằng 1-2mm) với loại bitum có độ kim lún lớn cấp 80/100 giảm đáng kể lực cắt bề mặt cọc đất tốc độ chuyển dịch tương đối thực tế đất cọc Ngoài nguyên nhân giảm ma sát đất cọc, tính nhớt cao khả bám dính vật liệu bao phủ lên bề mặt cọc lớn, khả bị co ngót, nứt nẻ anh hưởng thời thiết nhỏ Do đó, theo ý kiến nhiều tác giả khuyên nên sử dụng loại bitum có độ kim lum từ 80/100 Đây loại vật liệu có đặc tính phù hợp, đáp ứng yêu cầu có sẵn thị trường b.2 Chiều dày lớp bao phủ theo kết nghiên cứu trên, ta thấy chiều dày lớp bao phủ lớn khả giảm ma sát âm cao Tuy nhiên lý kinh tế điều kiện thi cơng, q trình lớp phủ làm việc, nên cần phải xác định chiều dày đủ để giảm ma sát âm đến giá trị mong muốn Khơng phải lớp bitum có chiều dày lớn tốt Theo ý kiến M.G.Khare S.R.Gandhi chiều dày lớp phủ yêu cầu khoảng 3mm Các kết đo đạc Brons et al (1969) Bjerrum et al (1969) cho thấy cần lớp bitum sơn phủ mỏng đủ làm giảm ma sát âm Các kết thí nghiệm Bjerrum et al (1969) cho thấy lớp bitum sơn phủ dày 1mm làm giảm 90% độ lớn lực kéo (ma sát âm) so với cọc khơng sơn phủ Một vấn đề có liên quan đến chiều dày lớp sơn phủ để đảm bảo chất lượng lớp phủ trình lưu trữ tránh bị bóc tróc q trình hạ cọc, đặc biệt hạ cọc xuyên qua lớp đất hạt thô Theo kinh nghiệm Fellenius chiều dày lớp đất hạt thơ cần vài mét đủ gây nguy cào rách lớp bitum lớn Đã có ý kiến cho rẳng lớp phủ mỏng dễ bị trầy rách q trình hạ cọc Trong tốn cụ thể đưa tác giả Alphonus, I.M.Claessen Rndre Horvat (1974), chiều dày lớp phủ đề nghị lên tới 10mm (1cm) Tuy nhiên theo quan điểm Fellenius (1975) chiều dày 10mm không thực tế q dày, khơng q mắc mà khơng thể để thực khơng SVTH: NHÓM Trang 22 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG sử dụng biện pháp đặc biệt q trình thi cơng sơn phủ, trình bảo dưỡng, lưu trữ để tránh bị biến dạng tượng hóa mềm Hơn nữa, Fellenius không đồng ý với ý kiến tác giả theo ơng khả bị cào rách lớp phủ lớn lớp dày Các báo Bjerrum et al, đưa ý kiến cọc hạ xuyên qua lớp đất hạt thơ bị cào rách lớp bitum lớp dày Nhiều kinh nghiệm đúc kết từ phòng thí nghiệm phòng trường cho thấy rằng, ngoại trừ đảm bảo khối lượng bitum cần tối thiểu lớp sơn phủ mỏng khoảng 1mm đến 2mm với loại bitum mềm mác từ 60/70 trở lên phù hợp hạn chế chạy mềm q tình lưu trữ bóc tách q trình hạ cọc Hơn theo nhìn nhận thực tế Fellenius, khơng cần phải đòi hỏi ma sát âm phải bị loại trừ khoảng 90% hay nghĩa cần đạt khoảng 80% Do đó, cần loại bitum thơng thường có bán thị trường đủ thích hợp.Fellenius đề nghị nên sử dụng bitum có độ kim lún 85/100, theo hệ thống phân loại American Society for Testing anh Material (ASTM) D-946, với chiều dày sơn phủ từ 1mm đến 2mm Đồng thời, theo ý kiến Fellenius, tốc độ lún hay biến dạng cắt thực tế trường nhỏ so với tốc độ thí nghiệm phòng Theo kết thí nghiệm cắt àm Fellenius thực với mẫu sét bề mặt bê tơng có phủ lớp bitum mac 120, ứng suất cắt lại gia tăng tốc độ biến dạng tăng Do đó, nhìn nhận ứng suất cắt bề mặt tiếp xúc cọc đất thực tế nhỏ nhiều so với kết thí nghiệm phòng Như vậy, chiều dày đòi hỏi thực tế lớp phủ bitum nhỏ so với kết thí nghiệm b.3 Thi công lớp phủ bitum: Theo khuyến nghị Fellnius nhiều tác giả khác, loại bitum thích hợp để sử dụng có mác từ 85/100 theo ASTM D-946 Loại bitum sơn trét lên bề mặt cọc (có thể thi cơng công trường nhà máy) sau đun nóng đến trạng thái hóa lỏng, khoảng 1750C Trong trường hôp cọc đúc sẵn, cần thiết phải đảm bảo độ dính lớp bitum với bề mặt cọc Phương pháp rẻ hòa tan bitum với loại dung môi thông thường (như dầu hỏa, xăng) đến hóa lỏng sau sơn phủ lên bề mặt cọc Đặc biết điều kiện khí hậu lạnh, việc thi cơng sử dụng bitum nóng khó khăn đắt đỏ Do đó, torng trường hợp cần phải pha bitum với loại dung môi nhằm làm mềm bitum cho nhiệt độ đun sôi đạt 750C đủ Tuy nhiên, bitum SVTH: NHÓM Trang 23 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG lỏng phải có khả đơng cứng nhanh chống đặc gốc nó, nhằm đảm bảo lớp phủ ổn định trẹn bề mặt cọc trình lưu trữ cọc vào đất Loại bitum thị trường gọi “RC, cut – back bitu,” (hay gọi nhũ tương phân tách nhanh) Nhược điểm lớp sơn phủ bitum: Nhược điểm lớn phương pháp ma sát dương khơng thể phụ hồi vùng có sơn phủ lớp bitum xét lau dài (sau chấm dứt trình phát sinh ma át âm) Theo kinh nghiệm tác giả Fellenius, Briaud nhiều tác giả khác thí giá thành cọc có sơn phủ bitum lớn cọc không sơn phủ dao động khoảng 10%20%: khoảng chênh lệch giá thành khơng phải nhỏ Do đó, trường hợp thiết kết, cần phải tiến hành nghiên cứu biện pháp giảm ma sát âm đến mức độ cho phép, bao gồm so sánh giá thành phương án khác SVTH: NHÓM Trang 24 GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG PHẦN II: SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI II.1 TẢI TRỌNG 2.1.1 Tải trọng tính tốn: Ntt (kN) 9110.88 STT Mttx (kN.m) 232.811 2.1.2 Tải trọng tiêu chuẩn: GT TC Ntc (kN) 7922.5 STT Httx (kN) 32.66 Mtty (kN.m) 96.274 Htty (kN) 71.62 Địa chất Quận Htcx (kN) 62.278 Địa chất Quận GT tt ; với ntb = 1.15 tb n Mtcx (kN.m) Htcy (kN) 202.44 28.4 Mtcy (kN.m) 83.72 II.2 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT - Độ sâu mực nước ngầm: -1000mm - Các đặt trưng cho lớp đất: Lớp A (bề dày 1,70m): Bê tông ,đá san lấp Lớp (bề dày 3800mm): Bùn sét, xám xanh đen, trạng thái chảy o Dung trọng tự nhiên: w = 15,19 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 5,36 kN/m3 o Lực dính :c = 6,09 kPa o Góc ma sát trong: =30 47’ o IL =1,21 o N=0 Lớp (bề dày 4200mm): Sét pha, xám trắng-vàng, trạng thái dẻo mền o Dung trọng tự nhiên: w = 19,31 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 9,94 kN/m3 o Lực dính :c = 19,96 kPa o Góc ma sát trong: =100 11’ o IL =0,57 o N=6-7 Lớp (bề dày 30300mm): Cát pha, vàng-nâu, trạng thái dẻo SVTH: NHÓM Trang 25 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG o Dung trọng tự nhiên: w = 20,15 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 10,62 kN/m3 o Lực dính :c = 9,18 kPa o Góc ma sát trong: =230 14’ o IL =0,36 o N=7-15 Lớp (bề dày 30300mm): Sét, xám trắng-vàng nâu, trạng thái nửa cứng o Dung trọng tự nhiên: w = 20.73kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 10,94 kN/m3 o Lực dính :c = 58.98 kPa o Góc ma sát trong: =160 27’ o N=22-39 Lớp (bề dày 6700mm): Sét pha, xám xanh-xám vàng-xám nâu, Trạng thái cứng o Dung trọng tự nhiên: w = 19.54 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 31.71 kN/m3 o Lực dính :c = 9,18 kPa o Góc ma sát trong: =150 32’ o IL =0,15 o N=16-19 Lớp (bề dày 22800mm): Cát pha, xám tro, trạng thái dẻo o Dung trọng tự nhiên: w = 20,26 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 10,75 kN/m3 o Lực dính :c = 9,18 kPa o Góc ma sát trong: =240 08’ o IL =0,35 o N=24-64 SVTH: NHÓM Trang 26 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG SVTH: NHÓM GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG Trang 27 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG SVTH: NHÓM GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG Trang 28 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG SVTH: NHÓM GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG Trang 29 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG - Betong có cấp độ bền B20 - Cốt thép: 14 d16 loại CII - Cọc dài 42m - Đoạn đập đầu cọc âm vào đài 800mm - Chiều sâu đặt móng -2.5m - Mặt cắt cọc khoan nhồi: SVTH: NHÓM Trang 30 GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG II.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC II.3.1 Sức chịu tải cọc theo độ bền vật liệu làm cọc (TCVN-10304-2014) Ru ( vl ) ( cb cb ' Ab Rb Asn Rsn ) cb 0.85 có tính đến đổ bê tơng khoảng khơng gian chật hẹp hố khoan, ống vách cb ' 0.8 : Việc khoan đỗ bê tông vào lòng dung dịch khoan nước có dùng ống vách giữ thành 1, 62 28cm2 0.0028m2 ; Rs 28kN / cm 280000kN / m Ab 0.5026 0.0028 0.4999m2 ; Rb 1,15kN / cm 11500kN / m As 14 3,14 0,85 hệ số uốn dọc Ru (vl ) 0,85 (0.85 0.8 0.4999 11500 0.0028 280000) 3989.24(kN ) II.3.2 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất (TCVN-10304-2014) - SCT cọc theo tiêu lý đất xác định theo công thức: Rc,u c u cf fi li Ab qb cq + c =1 +Xác định Ab qb cq : o Độ sâu mũi cọc -43.7m qb=4500 (kN/m2) o Đất mũi cọc đất sét cq =1 SVTH: NHÓM Trang 31 GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG Vậy: Ab qb cq 0.4999 4500 1 2249.55(kN ) +Xác định u cf fi li : o Chia đất thánh lớp nhỏ đồng chất dày không 2m o Lập bảng tính tốn sau: Lớp Đất lớp lớp Lớp Lớp Độ sâu (m) Độ sâu trung bình(m) 2.5-4.5 4.5-5.5 5.5-7.5 7.5-8.6 8.6-9.7 9.7-11.7 11.7-13.7 13.7-15.7 15.7-17.7 17.7-19.7 19.7-21.7 21.7-23.7 23.7-25.7 25.7-27.7 27.7-29.7 29.7-31.7 31.7-33.7 33.7-35.7 35.7-37.7 37.7-39.7 39.7-41 41-42 42-43.7 3.5 6.5 8.05 9.15 10.7 12.7 14.7 16.7 18.7 20.7 22.7 24.7 26.7 28.7 30.7 32.7 34.7 36.7 38.7 40.35 41.5 42.85 Tổng li IL mf fsi(kN/m2) 2 1.1 1.1 2 2 2 2 2 2 2 1.3 1.7 41.2 1.21 1.21 0.57 0.57 0.57 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 20.35 21.1 21.27 21.54 21.94 22.34 22.6 22.84 23.08 23.32 23.56 23.96 24.48 25.08 25.6 26.12 36 36 36 100 100 4.2 28.49 16.247 16.3779 30.156 30.716 31.276 31.64 31.976 32.312 32.648 32.984 33.544 34.272 35.112 35.84 36.568 50.4 50.4 32.76 70 119 823.9189 Vậy : Rc ,u c u cf fi li Ab qb cq 1 (2.513 2249.55 823.9189) 6477.04kN SVTH: NHÓM Trang 32 GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG II.3.3 Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất nền: (TCVN-10304-2014) -SCT cọc theo tiêu cường độ đất xác định theo công thức: Rc,u u fi li Ab qb - Tính : u f l i i -Trong đó: +Sức chịu tải cực hạn cho ma sát : o fi vi' tan aiI ksi caiI o ksi sin aiI đất cát đất dính o Lập bảng tính tốn sau: o ksi Lớp Đất Độ sâu (m) Độ sâu trung bình(m) li c 'vi ksi fs lớp -2.5-5.5 6.09 3.783 42.728 0.934 6.902 20.706 lớp 5.5-9.7 7.6 4.2 19.96 10.18 71.642 0.823 24.56 103.152 Lớp 9.7-41 25.35 31.3 9.18 23.233 258.719 0.606 73.731 2307.78 Lớp 41-50.5 42.35 2.7 58.98 16.45 439.691 0.717 134.371 362.8017 Tổng 2794.44 QS u fi li 2.514 2794.44 7025.22(kN ) t + Sức chịu tải cực hạn kháng mũi: QP Ab qb o Mũi cọc cắm vào lớp đất có =16’45’ Tra bảng 2.8 ta có Nc =11.985 Nq =4.555; N 3.295 v' 454.46kN / m3 qb cNc N q v' dN 2812.988 QP Ab qb 0.5026 2812.988 1413.8kN SVTH: NHÓM Trang 33 GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG Vậy: Rc,u u f l A q i i b b 7025.22 1413.8 8439.02(kN ) II.3.4 Sức chịu tải cọc theo kết xun tiêu chuẩn (SPT): - Tính theo cơng thức viện kiến trúc nhật -SCT cọc theo SPT xác định theo công thức: Rc,u u ( f c,i lc,i f s,i ls,i ) Ab qb -Trong đó: +qb=150.N = 150.33.05=4957.5(kN/m2) (N số SPT trung bình khoảng 1d 4d mũi cọc) +Ab=0.5024(m2) (diện tích cọc) +u=pi*d=2.513(m) (chu vi cọc ) +Lớp đất 1(Bùn sét): fc,1 p f L cu ,1 N = +Lớp đất 2(Sét pha): fc,2 p f L cu ,2 43.75 0.95 41.56(kN / m2 ) o Cu,2 = 6,25xN = 6,25x7=43.75(kN/m2) o Tra bảng ta có: p =0,95 (hình G.1-trang 81-TCVN10304-2014) o fL=1 +Lớp đất 3(Cát ): f s ,3 10 N s ,i 10 13 43.33(kN / m2 ) + Lớp đất (Sét) fc,4 p f L cu ,4 0.32 216.25 69.2(kN / m2 ) SVTH: NHÓM Trang 34 GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG o Cu,4 = 6,25xN = 6,25x34.6=216.25(kN/m2) o Tra bảng ta có: p =0,32 (hình G.1-trang 81-TCVN10304-2014) o fL=1 Rc ,u u ( f c ,i lc ,i f s ,i ls ,i ) Ab qb 2.513 (41.56 4.2 43.33 31.3 69.2 9.5) 0.5024 4957.5 8000.1(kN ) - Sức chịu tải thiết kế cọc: Rc,k = min( Rc,u c/đ ; Rc,u c/l ; Rc,u spt )=min(6477.04; 8439.02; 8000.01)= 6477.04(kN) Rc ,d Rc ,k k QaTK PTK 6477.04 3925.478kN 1, 65 0 1,15 Rc ,d 3925.478 3925.478kN n 1,15 So sánh sức chiu tải cọc phương pháp khác Sức chịu tải Vật liệu -Dựa vào diện tích cọc -Dựa vào vật liệu làm cọc Cơ lý đất - Dựa vào lớp đất chôn cọc Cường độ đất -Dựa vào ma sát xung quanh cọc -Dựa vào sức kháng đầu mũi cọc SPT -Dựa vào số SPT lớp đất Kết Luận: dựa vào sức chịu tải lý đất nền, cường độ đất nền,SPT, ta chọn nhỏ để so sánh với vật liệu làm cọc từ lấy số liệu để tính tốn SVTH: NHÓM Trang 35 NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG Trả Lời câu hỏi Nhóm 1: Ma sát âm ảnh hưởng đến cơng trình? -Trả Lời: Ma Sát âm xảy làm cho cơng trình lún dẫn tới phá vỡ kết cấu Nhóm 2: Ma sát âm ảnh hưởng tới cọc lớn -Trả Lời: cọc không ảnh hưởng tới xảy tượng ma sát âm mà kết cấu đất ảnh hưởng công trình phụ tải lân cận Nhóm 5: ngồi thực tế muốn kiểm tra sức chịu tải cua cọc dùng phương pháp -Trả Lời: dùng phương pháp nén tĩnh Phương pháp PDA SVTH: NHÓM Trang 36 ... tơn cao đất yêu Nhóm thứ 3: giảm ma sát, dính bám bề mặt đất cọc phần có xuất ma sát âm Trong nhóm giải pháp bao gồm nhiều phương án nghiên cứu, chứng minh báo cáo báo nhiều tác giả 1.6 .3. Biện... Dung trọng tự nhiên: w = 19 ,31 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 9,94 kN/m3 o Lực dính :c = 19,96 kPa o Góc ma sát trong: =100 11’ o IL =0,57 o N=6-7 Lớp (bề dày 30 300mm): Cát pha, vàng-nâu,... MÓNG NHÀ CAO TẦNG GVGD:TS NGUYỄN VĂN CHÚNG o Dung trọng tự nhiên: w = 20,15 kN/m3 o Dung trọng đẩy nổi: ’ = 10,62 kN/m3 o Lực dính :c = 9,18 kPa o Góc ma sát trong: = 230 14’ o IL =0 ,36 o N=7-15