Móng nhà cần kiên cố, vững chắc thì ngôi nhà mới có thể bền vững vì vậy khi đổ móng cần tránh đất nhão, đất xốp dễ bị nấm mốc vì thổ chất của móng nhà thích hợp dùng đất cát vì đất cát rất chặt và kiên cố, nhà ở không có nguy cơ bị nghiêng lún ngoài ra đất cát khô ráo, khả năng thấm cao có lợi cho sự phát triển sinh sôi của vi sinh vật cần ô xy, bảo đảm tác dụng tự làm sạch đất. Không nên sử dụng đất sét, kết cấu quá chặt, khả năng hút nước lại thấp, sẽ không tốt cho sự phát triển mạnh của vi sinh vật cần ô xy, từ đó dẫn đến hạn chế tác dụng tự làm sạch của đất. Vì thế, nhà ở dễ bị ẩm thấp, sàn nhà dễ đọng nước, làm nơi sinh sôi cho ruồi muỗi, nấm mốc. Đất xốp cũng không thích hợp làm móng nhà, thứ nhất là khó chịu nổi sức nặng của ngôi nhà, dẫn đến việc nhà lún hay nghiêng đổ, thứ hai là nước thải sinh hoạt dễ làm ô nhiễm nguồn nước phía dưới, gây ra các bệnh lây nhiễm qua đường nước. Tránh mức nước quá cao gây ẩm thấp vị trí mạch nước ngầm dưới đất càng thấp càng tốt, ít nhất là thấp hơn móng của nhà 0,5 mét nhằm tránh cho trong nhà không bị ẩm thấp, lạnh lẽo và nghiêng lún, cũng là nhằm tránh ô nhiễm nguồn nước. Nếu đường nước ngầm quá gần nền nhà, không chỉ làm nhà ẩm thấp lạnh lẽo, có nguy cơ nghiêng lún, mà còn thường gây ô nhiễm nguồn nước ngầm dưới đất.
I.Chọn loại, hình dáng, kích th-ớc đài cọc cọc Đài đáy CT số cọc bố trí cọc Cọc đất tải ph-ơng tiện thi công Chọn chiều sâu hạ cọc: Nếu lớp tốt nằm không sâu cọc nên có tiết diện ngang lớn hạ vào líp tèt NÕu líp tèt n»m s©u dïng cäc ma sát chọn chiều dài tiết diện phức tạp Cọc ngàm vào lớp đất tốt chịu lực đoạn lần đ/k cọc 0,5m đá, đất to hạt 1,0m đất chặt 1,5m chặt vừa II.Xác định SCT: Pvl; Pđn chọn Pmin( Pvl; Pđn) để đ-a vào th/kế Cố gắng lựa chọn để chênh lệch không lớn Tuy nhiªn: víi cäc nhåi ta cã thĨ thiÕt kÕ P u vl P u ®n Víi cäc ®ãng, Ðp để tránh bị phá hoại cọc (nhất đầu mũi cọc) trình hạ cọc, cần thiÕt kÕ nh- sau: P u = P u ®n P u vl >>P u đn(Pu vl phải lớn nhiỊu so víi Pu®n) theo 190: 1996 lùc Ðp cäc b»ng 1,5 (®Êt dÝnh) ®Õn (®Êt rêi) søc chịu tải cho phép cọc thiết kế P u vl (2ữ 3)P u đn Bố trí: thoả mãn đ/k: chịu lực tốt, cọc nhóm cọc bố trí để điểm đặt tải trọng truyền xuống móng gần trọng tâm nhóm cọc thi công thuận lợi III Xác định số l-ợng cọc mãng: n N P = hÖ sè k/nghiÖm kể đến ảnh h-ởng mô men trọng l-ợng đài = (1 2) Để đảm bảo đóng cọc đến độ sâu thiết kế khoảng cách cọc nh- sau: mặt phẳng đáy đài không nhỏ 1,5 d mặt phẳng mũi cọc không nhỏ 3,0 d Bố trí mặt bằng: hình hoa mai vuông Bố trí mặt đứng: thẳng, nghiêng, nạng 109 bố trí không tải lệch tâm nhiều IV Tính toán kiểm tra: TTGH I: Tải lên cọc SCT đất mũi cọc Tính toán đài cọc, tính cọc vận chuyển treo lên giá búa TTGH II: Độ lún MC Các giả thiết: - Do tính toán MCĐT th-ờng giả thiết tải trọng ngang toàn đất từ đáy đài trở nên tiếp nhận nên muốn tính toán theo MCĐT cần phải thoả mãn đ/k sau: h 0,7hmin; h: độ sâu chôn sâu đáy đài H hmin tg (45o ) b , = gãc néi ma sát trọng l-ợng thể tích đất từ đáy đài trở lên H = tổng tải trọng nằm ngang b = cạnh đáy đài vuông góc với H Công thức rút từ đ/k cân tổng lực ngang áp lực bị động đất từ đáy đài trở lên - SCT cọc móng đ-ợc xác định nh- cọc đơn (không kể ảnh h-ởng nhóm cọc) - Tải CT qua đài truyền lên cọc không lên đất d-ới đáy đài - Kiểm tra ®Êt d-íi mòi cäc coi nh- mãng khèi quy -íc 110 - Tính toán móng quy -ớc nh- móng nông ( tức bỏ qua ma sát mặt bên móng vô lý cọc dài nh- móng chôn sâu) để xem xét chuyện ng-ời ta giảm phần mô men tải trọng gây đáy móng khối quy -ớc cách lấy giá trị mô men đáy đài - Đài cọc xem nh- tuyệt đối cứng truyền tải N; M lên cọc cọc chịu nén chịu kéo Đ/k: Kiểm tra tải lên cäc: p omax· Pn ; p omin Pk pomax· pomin = cäc chÞu nÐn nhiỊu nhÊt cọc chịu nén (hoặc chịu kéo) Pn ; Pk = sức chịu tải cho phép cọc chịu nén chịu kéo o 10 %P Đ/k hợp lý tải trọng lên cọc là: P p max Cọc chịu nÐn nhiÒu nhÊt: pomax n n N M y xmax· M x ymax n n n x i yi2 i 1 i 1 T-ơng tự với cọc chịu nén chịu kÐo: pomax n n N M y xmax· M x ymax n n n x i yi2 i 1 i 1 Chøng minh kÕt tải lên cọc: ứ/s nén tiết diện cọc mức đáy đài tính nh- sau: max N Mxi ; J tỉng diƯn tÝch tiÕt diÖn cäc mãng n.F F = diÖn tích tiết diện cọc J = mô men quán tÝnh cđa tiÕt diƯn ω so víi trơc ®i qua trọng tâm tất cọc đó: n J J o F xi2 ; Jo = mô men quán tính tiết diện cọc so với trục qua trọng tâm cđa nã, Jo th-êng rÊt nhá so víi F xi2 nên J lấy gần nh- sau: n J F xi2 Thay vµo ta cã: max M x N n i nF F xi2 111 F max N M x i ; n n xi F tải lên cọc Bài Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc ép BTCT tiết diện (25 25) cm2 dài 12m Bê tông cọc M# 300; Cèt däc gåm 16 AII BiÕt Mãng gåm12 cäc bè trÝ nh- h×nh vÏ Søc chịu tải tính toán cọc theo đất Pn = 33T Đài cọc chôn sâu 1,0m có kích th-ớc BđLđHđ = (23,20,7)m3 Tải trọng tiêu chuẩn d-ới cột No=300T; Mo=35Tm; Qo=5T Bài làm Xác định sức chịu t¶i cđa cäc: Theo vËt liƯu: Pvl m.( Rbt Fbt Ra Fa ) m = hƯ sè ®/k làm việc phụ thuộc loại cọc số cọc đài m =1 Bê tông cọc M#300 Rb 1300 T / m2 ThÐp AII Ra 28000 T / m2 Pvl 1.(1300 T / m2 0,25.0,25 m2 28000 T / m2 8,04 10 4 m2 104T Vậy sức chịu tải tính toán cọc là: Pn 33T Vậy tải đáy đài : tt No N N o Fd H d 2T / m tt -1.000 1000 Qo 300 Mo tt ±0.000 700 300 2.3,2.1.2 300 12,8 312,8T M M o Qo H d 35Tm 5T 1m 40Tm T¶i trọng tác dụng lên cọc: 40.1,35 54 26,1 6(1,82 0,2) 12,12 (26,1 4,45)T VËy Pmax 31T ; pmin 22T 26,1 250 312,8 40.1,35 12 6.(1,35 0,45 ) 250 750 Pmax, i 1 y 1350 750 i 1 x 250 900 900 3200 900 250 N M x y i M y xi n n n yi xi2 2000 Pi Pmax 31T Pn 33T 112 Bµi 7: Chän sè cäc vµ bè trÝ d-íi t-êng biÕt: Cäc tiÕt diƯn (25 25)cm2; chiỊu dµi L=8m; sức chịu tải cọc 220 P 22T Tải trọng tiêu chuẩn d-ới t-ờng: N=30 T/m M=5,5Tm/m Đáy đài cách chân t-ờng: Hđ = 1m Bài làm: P 250 N M x max n n xi2 1000 Lần 1: 250 Thử bố trí khoảng cách hµng lµ 1m kiĨm tra: 1250 G 1,25 2t / m 2,5T N G 30T / m 2,5T / m 5,5 0,375 P 16,25 7,3 2 0,3752 Pmax 23,55T ; Pmin 9,25T 220 P 22T kh«ng đạt yêu cầu Lần 2: Lấy: 22 0,93 23,55 250 250 Bố trí khoảng cách hàng cọc = 0,9m kiÓm tra: 900 G 0,9 1,25 2T / m 2,25T N 0,9 30T / m 27T / m M 0,9 5,5Tm / m 4,95Tm / m N G 27T 2,25T 4,95 0,375 P 14,6 6,6 2 0,375 Pmax 21,2T ; Pmin 8T 1250 Pmax 21,2T < P 22T đạt yêu cầu L 2.Kiểm tra c-ờng độ đất nỊn: Xem nh- mãng khèi quy -íc: Fqu A1 Ltg B1 Ltg ; tb 1l1 2l2 A1 l1 l2 li = chiều dày lớp đất mà cọc qua i = góc ma sát líp ®Êt thø i B1+2L.tag tb B1 113 A1+2L.tag Sau tính toán kiểm tra nh- móng nông thiên nhiên trị số: (Sơ đồ 1o) max Nd M ; Fqu Wqu Nd M Fqu Wqu Nd = tỉng t¶i träng thẳng đứng đáy móng khối quy -ớc M = mô men so với trục qua trọng tâm đáy đài lí xét đến có mặt ®Êt quanh mãng khèi quy -íc nªn M trun ®ªn đáy móng khối giảm nhiều nên cho phép lấy M đáy đài 30 30 L/3 L/3 L L 2L/3 2L/3 Một số dạng móng khối khác: 30° 30° B B B +2L/3.tag B +2L/3.tag 114 2L/3 tc L No tc L/3 600 500 Qo 30° 30° -1.500 400 B 1100 Mo tc ±0.000 B +2L/3.tag 3.KiÓm tra ®é lón cđa mãng cäc: Cho mãng cäc nh- hình sau: Kiểm tra điều kiện chôn sâu đài Vẽ móng khối quy -ớc, kiểm tra điều kiện áp lực độ lún móng khối Biết đất gồm lớp : Lớp dày 8m, sét pha B =1,2 w= 1,75T/m3 Líp d-íi c¸t nhá qc=750T/m2; w= 1,8T/m3; =30o; o= 0,3 12000 Bµi 8: -8.000 -11.400 H hmin tg (45 ) b o 30° 30° 975 3250 5200 970 Gi¶ thiÕt đất từ đáy đài trở lên sau san đầm đạt tiêu nh- lớp 1: Với B =1,2 coi gần 250 o 250 975 115 975 3250 5200 975 4200 -13 100 2250 KiÓm tra h®: h® = 1,5m hd 0,7 hmin ; 980 Bài làm: 1,1m 1,75.2,5 Vµ hd 0,7.1,1m 0,77 m vËy hd 1,5m lµ thừa giảm Vậy hmin tg (45o ) KiĨm tra c-êng ®é ®Êt nỊn d-íi mũi cọc: Chiều dài cọc: Lc= 12m ngàm vào đài 0,4m h®= 1,5m VËy h q- = 1,5+(12-0,4) = 1,5+11,6=13,1m Chiều dài cọc nằm lớp cát: L2=13,1-8 = 5,1m Lq-=3,25+2.1,7.tg30o = 3,25+2.1,7.0,5774 = 3,25+1,96 = 5,2m Bq- = 2,25+2.1,7.tg30o = 2,25+2.1,7.0,5774 = 2,25+1,96 = 4,2m ứng suất d-ới đáy mãng khèi quy -íc: p Nd Fdq Fdq Lqu Bqu 5,2 4,2 21,84m2 M« men chèng n cđa Fdq lµ: W Bqu Lqu 4,2 5,22 18,93m3 T¶i tiêu chuẩn thẳng đứng đáy móng khối quy -ớc: N otc ( tb Fqu hqu ) 250 (2.21,84 13,1) 822T ứng suất lên đáy mãng khèi quy -íc: p Nd 822 37,64T / m2 ; Fdq 21,84 pmax p M W Mô men đáy đài: M M otc Qotc hd 35 5.1,5 42,5Tm; p max p M 52,5 37,64 W 18,93 37,6 2,24 39,88T / m C-ờng độ đất đáy móng khối quy -ớc: Gần coi tải thẳng đứng, ¸p dơng c«ng thøc cđa Terzaghi: Pgh 0,5.sγ iγ γ.Bqu N γ sq iq q.N q sc ic c.N c 30 o tra b¶ng: N 21,8 ; N q 18,4 ; N c 30,1 s ; sq ; sc : hÖ số hình dạng 116 b 4,2 sc 0,2 0,2 1,16 l 5,2 b 4,2 s 0,2 0,2 0,84 ; sq ; l 5,2 HÖ số điều chỉnh độ nghiêng tải trọng: i 1 iq ic 1 gần coi tải thẳng đứng ( tức = 0) nªn i iq ic q hdq 1.h1 h2 1,75.8 1,8.5,1 14 9,18 1,77T / m3 h1 h2 5,1 13,1 Pgh 0,5.sγ iγ γ.Bqu N γ sq iq q.N q sc ic c.N c 0,5.0,84.1,8.4,2.21,8 1.13,1.18,4 69,22 426 ,64 495 ,93T / m2 R p Pgh Fs 495,86 247,93T / m2 Pgh 495,86 Nd 822 247,93T / m2 37,64T / m2 ho ho nh-ng không nhỏ 0,6 c b c1 L-u ý: Chiều cao đài hợp lý khả chống phá hỏng không lớn 10% lực phá hỏng c2 4.Tính toán đài chịu uốn: Tính toán theo trị số mômen tiết diện thẳng đứng đài mép cột vị trí đài cã chiỊu cao thay ®ỉi Fct M 0.9ho Rct tt No tt Mo tt Qo ho M I = M« men n ë tiÕt diƯn I – I a M II = M« men n ë tiÕt diƯn II-II * Nếu đài có chiều dày H 80 cm nên bố trí thêm l-ới thép mặt đài 10; a 200 chống nứt cho bê tông đài L-u ý: Tải đỉnh cọc tính toán đài bỏ qua phần trọng l-ợng thân đài; (giống nh- móng nông) 1 Bài Tính toán kiểm tra chiều cao đài cọc chọn cốt thép cần thiết bố trí đài Móng cọc sau, biết: Bê tông đài M# 200, lớp bảo vệ cốt thép đáy đài 10cm Tiết diện cột (40 60)cm2, trọng tâm cột trùng với trọng tâm đài 119 Tải trọng tính toán cos 0,0 là: N o 330T ; M o 40Tm Bµi lµm: Tải trọng tác dụng lên cọc không kể trọng l-ợng thân cọc lớp đất phủ từ đáy đài trë lªn: Pi N o M x yi M y xi ; n n n yi2 xi2 i 1 i 1 330 40.1,5 P1 27,5 31,5T 12 6.(1,5 0,5 ) 330 40.0,5 P2 27,5 1,3 28,8T ; 12 6.(1,5 0,5 ) 330 40.0,5 P3 27,5 1,3 26,2T 12 6.(1,5 0,5 ) 330 40.1,5 P4 27,5 23,5T 12 6.(1,5 0,5 ) a, Tính toán đâm thủng cột: Pct bc c hc c1 ho Rk Pct = lực đâm thủng tổng phản lực cọc nằm phạm vi tháp đâm thủng Rk = c-ờng độ tính toán chịu kéo bê tông tt tt 0.000 Qo 300 Mo tt 75 900 h ; 1,5 o c2 Làm cho dãy cäc -1.300 4 2500 1000 400 1000 2500 675 1000 250 250 75 1000 h 0,9 1,5 o 1,5 2,5 0,675 c2 Pct 31,5 28,8 26,2 23,5 330T 600 75 250 ThÐp mãng 250 100 *Tr-êng hỵp 1: c1 0,075 ; c 0,675 ; c1 0,075 < 0,5ho 0,45 nªn ta lÊy 1 3,35 1000 1 1,5 o c1 No 250 1000 1000 3500 1000 250 250 h 120 1 bc c2 hc c1 ho Rk 3,35.(0,4 0,675) 2,5.(0,6 0,075)0,9.75 356T Pct 330T Pcct 356T *Tr-êng hỵp 2: tt No tt Qo 900 -1.300 100 0,9 1,5 2,5 0,675 1000 75 4 675 400 675 2500 1000 250 Pct 275T Pcct 436T 250 1000 1000 1000 250 2500 375 75 1000 1 bc c2 hc c1 ho Rk 2,12.(0,4 0,675) 2,5.(0,6 1,075)0,9.75 436T 600 75 250 Pct 31,5 28,8 26,2 23,5 275T 375 ThÐp mãng 250 h 1,5 o c2 Mo tt ±0.000 300 c1 1,075 ; c 0,675 ; c1 1,075 > ho 0,9 Nªn ta lÊy 1 2,12 3500 b, Tính c-ờng độ tiết diện nghiêng theo lực cắt: Điều kiện c-ờng độ đ-ợc viết: Q b.ho Rk Q= tổng phản lực cọc nằm tiết diện nghiêng = hệ số không thứ nguyên tt No Qo Khi c < 0,5 ho; ®-ỵc tÝnh theo c = 0,5ho Tr-êng hỵp II ho nh-ng không nhỏ 0,6 c 900 75 -1.300 100 Khi c > ho Tr-êng hỵp I 300 tt Mo tt ±0.000 1000 h 0,7 o c ThÐp mãng *Tr-êng hỵp 1: 4 675 400 675 2500 1000 250 đ-ợc tính theo c1 0,5ho 250 1000 1000 3500 1000 250 121 2500 375 375 250 75 1000 c1 0,075 ; c1 0,075 < 0,5ho 0,45 600 75 0,9 1,56 0,5.0,9 0,7 §k kiĨm tra: Q b.ho Rk Q 31,5 28,8 142T b.ho Rk 1,56.2,5.0,9.75 263T Q 181T 263T *Tr-êng hỵp 2: c 1,075 ; c 1,075 > ho 0,9 ho 0,9 0,84 c2 1,075 §k kiÓm tra: Q b.ho Rk Q 31,5 94,5T ; b.ho Rk 0,84 2,5.0,9.75 142T Q 94,5T 142T *Theo tr-êng hỵp 1(mơc a): Pct 330T Pcct 356T ; chiều cao nh- hợp lý c, TÝnh to¸n cèt thÐp: ±0.000 1300 900 300 M Fct 0.9ho Rct -1.300 100 M I = m« men uèn ë tiÕt diÖn I – I M II = m« men n ë tiÕt diƯn II-II 3500 1000 1000 1000 M I tính thép theo ph-ơng cạnh dµi: 75 75 1050 2500 600 800 75 400 M I 31,5 1,2 28,8 0,2 250 250 113,4 17,28 130Tm MI 130 FctI 0,0057m 57cm 0.9ho Rct 0,9.0,9.28000 250 250 250 1450 M II → tÝnh thÐp theo ph-¬ng cạnh ngắn: 600 1200 250 3500 122 M II 0,8 (31,5 28,8 26,2 23,5) 88Tm FctII M II 88 0,0039m 39cm 0.9ho Rct 0,9.0,9.28000 Mét sè chó ý: Ma sát âm: Làm giảm khả chịu tải cọc, cọc nhồi Cọc làm việc tr-ờng hợp sau: - Đất đắp dày 2m - Hạ mực n-ớc ngầm - Tải phụ thêm: CT lân cận, tải trọng kho bãi - Sự tăng độ chặt đất rời d-ới tác dụng cđa ®éng lùc - Sù lón -ít cđa ®Êt bị ngập n-ớc - Sự cố kết đất ch-a kết thúc - Sự giảm thể tích đất chất hữu phân huỷ P P i Ma sát âm Ma sát dƯ ơng R R Thì độ lún lớp đất lớn hơn, lâu so với độ lún cọc Tính toán: Đây vấn đề phức tạp tài liệu chuyên đề cã thĨ dïng mét sè c«ng thøc thùc nghiƯm nªu m Theo TCXD 189: 1996 lùc ma sát âm lên cọc: Pn u. f ni li i Trong đó: f ni - ma sát âm giới hạn tác dụng lên cọc lớp đất i phần thân cọc chịu ma sát âm, kN/m2 m - số lớp đất gây ma sát âm u- chu vi tiết diện cọc Chú thích: - Giá trị tối đa ma sát âm giới hạn: f n F v' F = hÖ sè lÊy b»ng 0,3 v' = øng st h÷u hiƯu theo ph-ơng thẳng đứng - Đối với cọc chống, phần chiều dài cọc chịu ma sát âm lấy chiều sâu cọc gặp lớp đất cứng tựa cọc - Đối với cọc ma sát đồng nhất, phần chiều dài cọc chịu ma sát âm lấy 0,7L Biện pháp hạn chế: Chọn cọc có bề mặt nhẵn tốt Giảm ma sát tiếp súc đất cọc: phủ cäc b»ng bitum 123 phđ cäc b»ng bentonit Tham kh¶o: 20TCN 21-86; TCXD 205, TCXD 189: 1996; 20TCN –112-84 Chọn lực ép đầu cọc búa đóng cọc Ph-ơng pháp ép: Để cọc đạt đ-ợc sức chịu tải cho phép P lực ép giới hạn tối thiểu ( Pep ) theo kinh nghiệm đ-ợc lấy nh- sau: ( Pep ) (1,5 2)P - c¸t - ¸ sÐt, sÐt: ( Pep ) (1,2 1.5)P Tuy nhiên xác định xác ( Pep ) cần thiết để xuyên qua lớp trung gian khó khăn Trong tr-ờng hợp có thể, nên làm thí nghiệm ép thử thí nghiệm nén tĩnh để xác định dần giá trị ( Pep ) yêu cầu phù hợp với thực tế đất công trình Giá trị lực ép thời điểm cuối không nhỏ lực ép tối thiểu không lớn lực ép lớn cho phép Cọc đ-ợc công nhận ép xong thoả mãn đồng thời đ/k sau: ChiỊu dµi: Lmin Lc L max Lùc Ðp: ( Pep ) ( Pep ) ( Pep ) max Ph-ơng pháp đóng: Loại búa ảnh h-ởng hiệu công tác đóng cọc Chọn búa dựa vào: gc; lc; P ; đ/k thi c«ng Theo kinh nghiƯm: E 25 P Trong ®ã: Q.v ; (g- gia tèc träng tr-êng) l-ợng búa ( lấy theo hộ chiếu), 2g P Nm; P o (kN) k m E= Po - sức chịu tải tính toán cọc theo đất nỊn.kN k = hƯ sè ®ång nhÊt cđa ®Êt ( th-êng lÊy b»ng 0,7 0,8) m = hƯ sè ®/k làm việc, số l-ợng cọc, cấu tạo bệ móng, m th-ờng lấy Sau kiểm tra lại hƯ sè hiƯu dơng cđa bóa theo c«ng thøc: K 9,81 Qq K max E Q = toµn bé träng l-ỵng bóa, kg; q = träng l-ỵng cäc, đệm cọc, đệm búa cọc đệm, kg 124 Bảng: HƯ sè hiƯu dơng lín nhÊt cđa bóa Lo¹i bóa Búa kép, búa điêzen loại ống Búa đơn, búa loại đũa Búa trọng lực Vật liệu cọc Gỗ 5,0 3,5 2,0 Thép 5,5 4,0 2,5 BTCT 6,0 5,0 3,0 Nên chọn K nhỏ trị số cho bảng , không búa ch-a đủ nặng so với toán trọng l-ợng cọc đệm hiệu tốc độ chậm có cọc không xuống tới độ sâu thiết kế vỡ đầu cọc Nhưng búa nặng cọc xuống nhanh muốn đạt độ chối thường phải đóng sâu thiết kế, lãng phí Hạ cọc có kết dùng búa chiều búa điêzen kiểu Tỷ số: Q q 1,5 đất chặt Q q 1,5 chặt vừa Q q =1 u, b·o hoµ Tû sè nµy cµng lín: đoạn cọc nhô lên số cọc đóng không lún hết nhỏ Búa điêzen kiểu ống lấy thấp hơn: 0,7 0,8 Để hạ vị trí: lúc đầu hạ khoảng 1,5 2m nâng búa 0,3 0,4m Nhận xét ph-ơng pháp tính Giả thiết 1: Chấp nhận đ-ợc Q0 không lớn khắc phục cách tính toán theo nguyên lý phần cọc đài cao Giả thiết 2: Không cho dù đóng cọc th-a Giả thiết 3: Không kể ®Õn sù lµm viƯc cđa ®Êt d-íi ®µi l·ng phí Đây đơn giản hoá việc tính toán móng cọc đài thấp tính đài cao Giả thiết 4;5: không rõ ràng nh-ng tính toán đơn giản, N kinh nghiệm cho thấy an toµn o M o $7 Mét sè chó ý tính toán: M Tr-ờng hợp móng lệch : M = M0 + N0 e0 N eo 125 M« men lệch tâm lớn đ-ợc phân phối cho giằng, cọc, cột Lúc giằng phải có độ cứng lớn để chịu phần lớn mô men lệch tâm tránh cho cột cọc phá hoại uốn Có thể coi giằng cọc dầm đàn hồi đ-ợc ghép nối với cột nút đài Sau dùng ph-ơng pháp CHKC để phân phối mô men nút cho cấu kiện quy tụ vào nút + Giằng có tiết diện lớn chỗ khác No1 No2 Mo1 Qo1 Qo2 Tr-ờng hợp cột đôi: Hợp lực Noi , Moi trọng tâm đầu cọc mức đáy đài tính toán nh- nói Bố trí cọc không đối xứng (không đều): No Qo Mo - Th-ờng dùng với lệch tâm cố định M t-ơng đối lớn (cầu, cảng, nhà công nghiệp ) - Bè trÝ cäc dµy vỊ phÝa lƯch (sao cho diện chịu tải hàng gần nhau) - Tìm trục trọng tâm tất cọc, chuyển lực gốc toạ độ trọng tâm Sau tính toán nh- Đài băng d-ới t-ờng Theo ph-ơng dài coi cứng, theo ph-ơng bề rộng tính toán nh- Cọc bố trí hình vuông hoa mai - Khi cọc cách th-a 6D, chiều cao đài không đủ lớn để coi đài cứng tính toán đài mềm Việc giải toán đài mềm phức tạp 126 Mo2 đòi hỏi có trợ giúp máy tính Khi coi đài phần tử shell Solid, cọc phần tử Frame liên kết cứng với đài cọc, sử dụng ch-ơng trình phần mềm SAP2000 Đối với móng cọc tre Đây biện pháp áp dụng rộng rãi xây dựng nhà gia đình, nhà làm việc tầng, công trình thuỷ lợi, đ-ờng, cầu nhỏ đất có lớp đất bên thuộc loại dính yếu, bão hoà n-ớc th-ờng xuyên (trong điều kiện ngập n-ớc, cọc tre t-ơi lâu, ví dụ nhà thờ Phát diệm 100 năm cọc tre xanh) Cấu tạo: Cọc tre đực già dài 1-2,5m, đ-ợc đóng với mật độ th-ờng (cọc 20 20; 25 25cm) 16ữ20ữ25 cọc/m2 Đầu cọc đ-ợc liên kết gạch vỡ, hay bê tông mác thấp BT gạch vỡ mác 75# Cố gắng bố trí cọc tre tràn đế móng Tiêu chuẩn: Đóng cọc tre vồ hay tạ Khi tránh làm vỡ cọc cách chụp đệm đầu cọc hay chằng buộc đầu dây cao su Ng-ời ta chế máy đầm đất thành dụng cụ rung đóng cọc tre tốt Công dụng: - Làm chặt đất - Truyền tải xuống d-ới lớp d-ới mũi cọc (có rộng đáy mãng nhiỊu) ThiÕt kÕ cäc tre: - TÝnh to¸n cäc, có nhiều quan điểm: + Coi cọc tre làm chặt ®Êt nh- cäc c¸t (gia cè nỊn) + Coi cäc tre thuộc loại cọc cứng (theo nguyên lý nh- cọc btct trên) sơ đồ tính cọc tre f s=c qm 127 Cã thĨ tÝnh nh- sau: cäc lµm viƯc đ-ợc coi nh- bó, có diện tích đáy diƯn tÝch cđa mãng, vµ chiỊu dµi b»ng chiỊu dµi cđa cäc, mãng khèi quy -íc (bã cäc tre) lµm việc nhờ mũi lực bám dính xung quanh Từ xác định đ-ợc khả chịu tải độ lón cđa mãng Chó ý: Sau gia cè ph¶i cã thí nghiệm bàn nén tĩnh cụm cọc tre thí nghiệm tr-ờng khác để kiểm tra hiệu gia cố $.8 Tính toán móng cọc đài cao No Đoạn cọc tự No Mo Qo - Khi đài phía bề mặt đất Mo ch-a chôn đủ sâu đất có tải trọng ngang lớn cọc chịu uốn - Th-ờng dùng nơi ngập n-ớc (cầu, cảng), đoạn cầu v-ợt, m-ơng thuỷ lợi v-ợt, nhà thuỷ tọa - So với đài thấp ổn định cọc chịu uốn, chuyển vị ngang mãng h nhá Qo lín th-êng dïng tiÕt diƯn cọc lớn Nguyên lý tính toán: th-ờng thực theo h-ớng sau Phng phỏp gii tớch: Phải giải toán sau Bài toán 1: Phân phối tải lên cọc Đây kết cấu siêu tĩnh bậc cao Th-ờng dùng ph-ơng pháp chuyển vị với số giả thiết đơn giản toán No Qo Ví dụ hệ với giả thiết hệ phẳng đài tuyệt đối cứng.(xem hình bên), cọc ngàm với đài cọc ngàm đàn hồi với đất ngàm cứng Mo M Q N No Qo Mo v u O 128 KÝ hiÖu: + Tải trọng phân phối lên đầu cọc thứ i móng: Ni, Qi , Mi + Chuyển vị O hệ bản: v, u, (ẩn số) + Phản lực đơn vị kiên kết O: rik (các hệ số) Ta có hệ ph-ơng trình t¾c: rvv v rvu u rv N ruv v ruu u ruω Q r v r u r M ωu ωω v Gọi ik ik phản lực, chuyển vị đơn vị đầu cọc Gọi oik oik phản lực, chuyển vị đơn vị cao trình mặt đất cọc i(N, Q, M) chuyển vị cọc theo ph-ơng đứng, ngang xoay Trong đó: ik , ik liên quan tới oik oik - đựơc xác định từ điều kiện liên kết cọc với lớp đất mũi cọc (ngàm hay gối đàn hồi) Các hệ số rik đ-ợc xác định từ quan hệ rik =f1(ik) , ik lại đ-ợc xác ®Þnh theo quan hƯ víi ik , tiÕp tơc nh- vËy ta cã: rik =f1(ik) = f1(f2(ik)) = f1(f2(f3(ik))) = f1(f2(f3(f4(oik))) Bằng cách đ-a vào số giả thuyết việc xác định rik trở nên đơn giản - Giải hệ ph-ơng trình tắc xác định đ-ợc v, u, từ xác định đ-ợc N, M, Q sau lµ Ni, Qi, Mi vµ i = f(v, u, ) vµ: Pi Pi Ni = ik N Mi Mi Qi = QQ Q - QM M Qi Qi Mi = MM M - QM Q Gi¶i t¶i trọng tác dụng lên đầu cọc thứ i: Pi, Qi, Mi (Với đài thấp Qi = Mi = Pi = N M x yi M y x i ) n y i2 x i2 - Bài toán 2: Cọc chịu uốn (Pi, Qi, Mi ) XÐt cäc thø i: chÞu n víi tải trọng tác dụng đầu cọc (Pi, Qi, Mi) th-ờng giả thiết biến dạng cọc nhỏ, áp dụng nguyên lý cộng tác dụng toán trở toán: Cọc chịu lực dọc trơc Pi Cäc chÞu lùc ngang trơc Qi, Mi Qi Mi Mi Qi i y zy Ph¶n lùc đất lên cọc 129 Sơ đồ tính Bài toán cọc chịu tải ngang mô men (cần tìm zy ) Thông th-ờng ng-ời ta phân biệt toán cọc chịu tải trọng ngang mômen : Cọc cứng Cọc có độ cứng hữu hạn Các ph-ơng pháp giải toán t-ơng tự nh- toán t-ờng cừ Ph-ơng pháp giả thiết cọc cứng xoay O, tải trọng tác dụng lên mặt bên cọc áp lực chủ động bị động Ph-ơng pháp t-ơng tự nh- dầm đàn hồi (đối với cọc có độ cứng hữu hạn): - Ph-ơng trình độ võng theo ph-ơng y - Mô hình nền: quan hệ y zy Gi¶i cã zy néi lùc (M,Q), chun vị ngang từ đó: + Kiểm tra nền: theo ph-ơng đứng ph-ơng ngang ( SCT, chuyển vị) + Kiểm tra cọc chịu uốn mặt c-ờng độ Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn Mô hình hoá hệ kết cấu cọc đài cọc thành phần tử hữu hạn, cọc phần tử Frame, đài cọc phần tử Shell solid, ảnh h-ởng ví dụ đ-ợc thay gối đàn hồi, độ cứng gối đàn hồi theo ph-ơng ngang ph-ơng đứng K xác định theo số công thøc: Terzaghi, Vesic, Poulos… 0,65 Es d Es 12 d E p I p s2 Theo Terzaghi: K Trong ®ã: E p I p = ®é cøng kháng uốn cọc d = đ-ờng kính hay cạnh cäc s = hƯ sè në h«ng Es = moduyn đàn hồi việc giải toán áp dụng ch-ơng trình SAP 2000 n m h n m h 130 Sau tìm nội lực chuyển vị cọc đài cọc ( M,Q), y thực công việc nh- sau: Kiểm tra SCT cọc theo ph-ơng ngang đất Cã néi lùc (M,Q) kiÓm tra cèt thÐp cäc KiĨm tra SCT cđa cäc theo ph-¬ng ngang Tóm lại: Việc thiết kế móng cọc đài cao khác đài thấp phần - Bài toán - Bài toán tính toán kiểm tra cọc theo ph-ơng ngang toán (Kiểm tra zy max R ng , y y, vµ kiĨm tra c-ờng độ cọc chịu uốn ngang Còn lại giống ®µi thÊp) 131 132 ... lệch tâm nhiều IV Tính toán kiểm tra: TTGH I: Tải lên cọc SCT đất mũi cọc Tính toán đài cọc, tính cọc vận chuyển treo lên giá búa TTGH II: Độ lún MC Các giả thiết: - Do tính toán MCĐT th-ờng giả... chịu lực cọc vận chuyển treo lên giá búa 117 5 .Tính toán đài cọc: hc ho Tính toán đâm thủng cột Tính toán c-ờng độ tiết diện nghiêng theo lực cắt Tính toán đài chịu uốn chịu uốn a Tính toán đâm... đài L-u ý: Tải đỉnh cọc tính toán đài bỏ qua phần trọng l-ợng thân đài; (giống nh- móng nông) 1 Bài Tính toán kiểm tra chiều cao đài cọc chọn cốt thép cần thiết bố trí đài Móng cọc sau, biết: Bê