CHƯƠNG 4 b

5 Thí nghiệm xác dịnh sức chịu tải cọc n Pđn l1 qc1 l2 qc2 l3 qc3 qcn Cọc {L,Dc} Pđn  Pms  Pm   (uc Dli ) i  Rn Fc i 1 Pđn theo dự báo phải xác định/khẳng định lại thí nghiệm theo nguyên lý sau: • Gia tải lên đầu cọc, ghi nhận dịch chuyển đầu cọc – độ lún đầu cọc; • Sức chịu tải giới hạn xác định ứng với giá trị gây độ lún mức huy động hết lực kháng đất: Dsz.max DmL.max • Cọc thí nghiệm (gọi cọc thử) phải thực (thi công) dự kiến kích thước, phương pháp thi cơng yếu tố cơng trình khác (san lấp mặt bằng/ đào tầng hầm …) e.o.p Thí nghiệm xác dịnh sức chịu tải cọc Các giai đoạn cần thí nghiệm mục đích - Thí nghiệm tiến hành giai đoạn khảo sát mục đích khẳng định từ đầu phương án thiết kế cọc bao gồm kích thước cọc biện pháp thi công nhằm xác định sức chịu tải giới hạn/cho phép cọc - Thí nghiệm sau thiết kế sơ nhằm hiệu chỉnh dự báo sức chịu tải cọc điều chỉnh thiết kế có chứng sai khác đáng kể sức hiệu chỉnh công nghệ thi công phù hợp cần -Thí nghiệm q trình thi cơng : + Kiểm tra chất lượng thi công, phù hợp cọc với sơ đồ thiết kế + Điều chỉnh cơng nghệ/ chất lượng thi cơng có thể; Điều chỉnh thiết kế cần e.o.p Thí nghiệm xác dịnh sức chịu tải cọc Các phương pháp thí nghiệm xác định sức chịu tải cọc Các phương pháp thí nghiệm khác chủ yếu hình thức gia tải, bao gồm: - Gia tải tĩnh: tác dụng tải trọng tĩnh lên cọc, thông thường sử dụng kích thủy lực Dưới cấp tải trọng cọc phải đạt tới trạng thái “ổn định” lún: Phương pháp nén tĩnh - Gia tải động cách sử dụng búa đóng cọc tạo phản ứng dịch chuyển cọc ghi nhận mức độ dịch chuyển “ổn định” sau nhát búa – độ chối: Phương pháp đóng cọc thử - Gia tải trọng động lên cọc cách sử dụng búa chất nổ tạo lực tác động khoảng thời gian cực ngắn Phản ứng cọc đất tải trọng động ghi nhận xử lý tức thời :Phương pháp phân tích động e.o.p Thí nghiệm xác dịnh sức chịu tải cọc Các phương pháp gia tải trọng tĩnh khác gọi chung thí nghiệm nén tĩnh, bao gồm: - Gia tải tĩnh trì (ML): tải trọng gia tăng theo cấp, cấp tải trì khoảng thời gian định cọc coi ổn định lún (hoặc “bị phá hoại” tải trọng đủ lớn) - Gia tải nhanh (QL): tải trọng gia tăng theo cấp nhỏ trì khoảng thời gian định trước tương đối ngắn - Gia tải với tốc độ lún không đổi: tải trọng gia tăng liên tục với điều kiện tốc độ lún không thay đổi cọc bị phá hoại - Gia tải cân bằng: tải trọng gia tăng theo kiểu trì có sử dụng thủ thuật nhỏ với cấp tăng cao dự kiến chút, trì thời gian ngắn sau tự giảm xuống trì đến ổn định e.o.p -… Thiết bị bố trí thí nghiệm nén tĩnh cọc Dầm chuẩn Dầm đỡ Kích C.vị kế Neo dầm chuẩn Neo Cọc thử Thí nghiệm xác định sức chịu tải cọc Một số phương pháp tạo đối trọng - Neo neo xoắn/ cọc kết hợp dầm: thí nghiệm đến vài trăm - Vật nặng (bt/thép) kết hợp dầm: đến vài nghìn - Trọng lượng cọc kết hợp sức kháng đất: đến vài chục nghìn e.o.p Thí nghiệm xác định sức chịu tải cọc Nội dung thí nghiệm gia tải trì (được coi thủ tục chuẩn – Standard Procedure) -Tải trọng tĩnh tác lên đầu cọc gia tăng theo cấp: pi = i DP với DP = 25%[P] 50%[P] -Duy trì mức tải trọng thời gian đủ lâu: DT = 2h 12h - Ghi nhận độ lún theo thời gian cấp tải: độ lún theo thời gian, Si(t), độ lún “cuối cùng” cấp tải đó, Si - Xây dựng quan hệ độ lún – tải trọng xác định tải trọng giới hạn e.o.p Thí nghiệm xác định sức chịu tải cọc Kết thí nghiệm [P] S(mm) Pmax P(kN) P(kN) S(mm) [P]: Sức chịu tải cho phép theo dự báo; Pmax: Xác định theo mục đích thí nghiêm e.o.p Thí nghiệm xác dịnh sức chịu tải cọc Xử lý kết thí nghiệm: xác định Pgh Phương pháp tổng quát: Pgh = P(S = S*) Pgh P(kN) S* - Đề nghị phổ biến (Terzaghi, 1942): S* = 0.1Dc - CHИП(Snip 2.02.03.85): S* = (0.1 ÷ 0.2)[S] S(mm) e.o.p Thí nghiệm xác dịnh sức chịu tải cọc Xử lý kết thí nghiệm: xác định Pgh Đề nghị De Beer: biểu diễn S = f(P) dạng logS = f(logP) Pgh logP Kết kéo dài Kết từ thí nghiệm logS e.o.p Thiết kế móng cọc đài thấp Chiều cao đài, h ≤ hđ [(0.7 ÷ 1.0)hđ] Dc h Dc (3 ÷ )Dc hđ (3 ÷ )Dc Dc Dc e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp: Tính toán kiểm tra Tinh toán kiểm tra - Kiểm tra cọc * Kiểm tra cọc đúc sẵn thi công * Kiểm tra cọc sử dụng/khai thác - Kiểm tra đài cọc * Kiểm tra chiều cao đài (tính đài chịu ứng suất lớn nhất) * Kiểm tra cốt thép đài (tính đài chịu uốn) - Kiểm tra chung móng cọc * Kiểm tra lún móng cọc * Kiểm tra cường độ/ ổn định móng cọc e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Kiểm tra cọc đúc sẵn thi công b h0 a a Fa q b M max Fa  0.9 Rs h0 Lđ - b Mmax M max qL2đ  Lđ  2b      Lđ  b   e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Kiểm tra cọc sử dụng: Pi ≤ k.[P], k ≤ 1.2 N M y xi M x yi Pi   nc  nc nc  xi2  yi2 i 1 i 1 Trong đó: {N, Mx, My} – tải trọng mức đáy theo hệ tọa độ (x, y); nc – số lượng cọc; (xi, yi) – tọa độ cọc thứ i hệ tọa độ quán tính trung tâm tiết diện cọc e.o.p N0 M0 Q0 N N = N0 + W; M = M0 M x Cọc i: (xi, yi) N M y xi M x yi Pi   nc  nc nc 2 x y  i  i i 1 i 1 y e.o.p N0 M0 Q0 N N = N0 + W; M = M0 – N0.e M x Cọc i: (xi, yi) y N M y xi M x yi Pi   nc  nc nc 2 x y  i  i i 1 i 1 e e.o.p Ví dụ xác định tải trọng lên cọc: N0 = 1200 kN Q0 = 180 kN hđ = 1m W = (1.5 x 2.4 x 1) x 20 = 72 kN M0 = 250 kNm N M h = 0.7m N = N0 + W = 1272 kN M = M0 = 250 kNm x b = 1.5m 0.9m Cọc 3: x = 0.45; y = 0.90 y 0.9m l = 2.4m e.o.p Ví dụ xác định tải trọng lên cọc: Cọc i =3: x3 = 0.45; y3 = 0.90 N = N0 + W = 1272 kN M = M0 = 250 kNm P3  N M x y3  nc nc y  i i 1 P3  1272 250 x0.9  nc  281.4kN x  i 1 e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Kiểm tra chiều cao đài cọc chịu kéo b > bc + 2h0: PS ≤ kRk[(bc + h0).h0] P1 bc Pi Pmax b Trong đó: PS – tổng tải trọng phá hoại (tổng phản lực đầu cọc mặt phẳng phá hoại); k – hệ số phụ thuộc góc nghiêng mặt phá hoại Rk – cường độ kháng kéo bê tông b ≤ bc + 2h0: PS ≤ kRk[(bc + b)/2.h0] e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Tính thép chịu uốn nc M max   Pi zi i 1 P1 bc Pi Pmax b Trong đó: Pi – phản lực đầu cọc thứ i zi – khoảng cách từ cọc thứ i đến tiết diện nguy hiểm Fa  M max 0.9 Rs h0 e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Kiểm tra lún móng cọc Lún móng cọc coi lún móng khối tương đương MĐTN N0 a MĐTN N a A N0 B A Ltđ B Ltđ Btđ Btđ e.o.p Xác định móng tương đương Thiêt kế móng cọc đài thấp Kiểm tra lún móng cọc MĐTN n N0 a l tb Với tb   l i 1 n l i 1 a A Ltđ = l + 2Ltga a L i i i Trong đó: n – số lớp đất mà cọc qua; li – chiều dài cọc qua lớp thứ i B Btđ = b + 2Ltga l , b – khoảng cách từ mép cọc biên đối diện; L – chiều dài làm việc cọc e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Xác định phạm vi móng tương đương theo Terzaghi 0.0 0.0 2L/3 Đất yếu L a  300 Ln a  300 Ln/3 B Btđ = b + 2L/3.tg300 B e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Dự báo lún Tải trọng gây lún: MĐTN a A N0 N pgl    tb H m  Ftđ Ftđ N0 a B Trong đó: N0 – tải trọng thiết kế theo trạng thái giới hạn biến dạng; Ftđ – diện tích đáy móng tương đương, Ftđ = Ltđ.Btđ; Độ lún móng cọc dự báo theo công thức:  02 S pBtđ  E0 Trong đó: E0, 0 – đặc trưng biến dạng đất mũi cọc e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Kiểm tra cường độ đất mũi cọc a) Phía mũi cọc tồn lớp đất yếu hơn: Kiểm tra cường độ lớp đất yếu tương tự móng nơng (là móng tương đương); b) Cọc đóng vào đá: kiểm tra cường độ đá mũi cọc điều kiện đá bão hòa nước Kiểm tra ổn định móng cọc Kiểm tra ổn định móng cọc thực móng chịu tải trọng ngang lớn móng cọc sườn dốc theo phương pháp mặt trượt giả định mặt trượt khơng cắt qua thân cọc e.o.p ... chạm đàn hồi - b o toàn động lượng va chạm: động lượng hệ b a – cọc trước sau va chạm không thay đổi Qb.Vbt + QC.Vct = Qb.Vbs + QC.Ccs Hệ số phục hồi vận tốc sau va chạm: k = 0 .45 (k2 = 0.2) +... định theo sơ đồ b trí cọc, thỏa mãn yêu cầu cấu tạo e.o.p Thiêt kế móng cọc đài thấp Chọn độ sâu đài, hđ:   Q 0b  hđ  0.7tg  45      b  Trong đó: b – b rộng đài cọc; Q 0b – tổng tải trọng... vật liệu b a vật liệu cọc, b a thép đóng cọc b tơng, n = 1500 kN/m2; Fc – diện tích tiết diện cọc, m2; q – trọng lượng cọc phụ kiện đóng cọc b n b a, kN; k – hệ số phục hồi tốc độ, k = 0 .45 (k2