Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền

2.1.1. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền − Sức chịu tải cực hạn của cọc theo công thức: Trong đó: Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc. Ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất. Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc. Chu vi của cọc tại vị trí ta xét. Diện tích mũi cọc. − Sức chịu tải cho phép của cọc được tính theo công thức: Trong đó: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên ( ) Chọn = 2 Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc ( ) Chọn = 3 2.1.1.1. Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát Qs Thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc: Ma sát trên đơn vị diện tích mặt bên của cọc được xác định xác định theo công thức: Trong đó: : Lực dính giữa thân cọc và đất, lấy (vì cọc BTCT). u : Là chu vi tiết diện ngang của cọc u = d = 0.7 = 2.2 (m) : Ứng suất pháp tuyến hữu hiệu tại mặt bên cọc (kNm2). Với : là ứng suất hữu hiệu tại độ sâu tính toán ma sát bên. : là hệ số áp lực ngang của lớp thứ i. : Góc ma sát giữa cọc và đất nền, lấy (vì cọc BTCT).

2.1.1 Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất − Sức chịu tải cực hạn cọc theo cơng thức: Trong đó: Qs - Sức chịu tải cực hạn ma sát bên Qp - Sức chịu tải cực hạn mũi cọc fs - Ma sát bên đơn vị cọc đất qp - Cường độ chịu tải đất mũi cọc Asi - Chu vi cọc vị trí ta xét Ap - Diện tích mũi cọc Qu  Qs  Qp  Asi f si li  Ap q p Qa  Q Qs  p FS s FS p − Sức chịu tải cho phép cọc tính theo cơng thức: Trong đó: FS s - Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên ( FS s  1.5 �2.0 ) � Chọn FS s = FS p FS  2.0 �3.0 ) - Hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc ( s � Chọn FS p = 2.1.1.1 Xác định sức chịu tải cực hạn ma sát Qs Q  u.�f si li - Thành phần chịu tải ma sát xung quanh cọc: s Ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc xác định xác định theo công ' thức: f si  ca   h tg ( a ) Trong đó: ca : Lực dính thân cọc đất, lấy ca  ci (vì cọc BTCT) u : Là chu vi tiết diện ngang cọc u =  �d =  �0.7 = 2.2 (m)  hi'  k s  vi' : Ứng suất pháp tuyến hữu hiệu mặt bên cọc (kN/m2) ' ' Với  vi   i z : ứng suất hữu hiệu độ sâu tính tốn ma sát bên k si  ko   sin(i ) : hệ số áp lực ngang lớp thứ i a : Góc ma sát cọc đất nền, lấy a   (vì cọc BTCT) Bảng 1: Kết tính tốn thành phần ma sát xung quanh cọc Lớp đất Độ sâu z (m) 3.1 14.1 14.1 19.5 19.5 39.8 39.8 41.4 Độ sâu tb   dni (kN  vi' /m3) (kN/m2) 15.070 5.258 50.12 0.939 47.08 12.99 142.85 10034’ 20.559 10.439 107.23 0.816 87.54 38.13 205.92 4.40 29037’ 20.504 10.362 240.59 0.506 121.66 73.58 1493.76 61.93 25022’ 22.473 11.814 355.21 0.571 202.98 158.21 253.14 li (m) ci (kN/m2) (độ) 5.5 11 10.12 3029’ 2.7 5.4 21.78 7.95 15.9 0.8 1.6 i - Thành phần chịu tải ma sát xung quanh cọc: (kN/m ) Qs  u.�f si li ksi  hi' (kN/m2) Tổng: = 2.2 �2095.66 = 4610.45 (kN/m) f si (kN/ m2) �f si l i f si l i (kN/m) 2095.66 2.1.1.2 Xác định sức chịu tải cực hạn kháng mũi Qp Q p  Ap q p Trong đó: Ap - Diện tích tiết diện ngang mũi cọc (m2) qp - Cường độ đất mũi cọc (kN/m2) Theo Terzaghi: Trong đó: q p  1.3 �c �N c  N q � v'   � �rp �N  N c , N q , N hệ số chịu tải trọng phụ thuộc vào góc ma sát đất mũi cọc, o với   25 22' tra bảng (sách móng – Châu Ngọc Ẩn): N c  25.85; N q  13.27; N  9.35 c lực dính đất mũi cọc, c = 61.93 (kN/m2)  trọng lượng riêng độ sâu mũi cọc,  dn  11.814 (kN/m3) 0.7 rp   0.35 rp cạnh cọc vuông (m)  v' ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng đất gây cao trình mũi cọc  'v   i hi  0.5 �15.07  (14.1  0.5) �5.258  5.4 �10.439  20.3 �10.362  11.814 �1.6  364.67 (kN/m2)  hệ số phụ thuộc vào hình dạng cọc lấy   0.6 cọc tròn � q p  1.3 �61.93 �25.85  13.27 �364.47  0.6 �11.814 �0.35 �9.35  6943.46 (kN/m2) 0.7 Q p  Ap q p   � �6943.46  2672.16 Vậy: (kN) 2.1.1.3 Xác định sức chịu tải cực hạn cọc Qu: − Sức chịu tải cho phép cọc là: Qa  Q Qs 4610.45 2672.16  p    3195.95 FS s FS p (kN) − Sức chịu tải cực hạn cọc theo đất là: Qu  Qs  Q p  4610.45  2672.16  7282.61 (kN) 2.1.2 Chọn sức chịu tải tính tốn cọc đơn − So sánh sức chịu tải cọc theo tiêu ta chọn sức chịu tải nhỏ : Qtk = min(Pvl , Qa) = (3808.2 ; 3195.95) = 3195.95 (kN) ... Qs  Q p  4610.45  2672.16  7282.61 (kN) 2.1.2 Chọn sức chịu tải tính tốn cọc đơn − So sánh sức chịu tải cọc theo tiêu ta chọn sức chịu tải nhỏ : Qtk = min(Pvl , Qa) = (3808.2 ; 3195.95) = 3195.95... Xác định sức chịu tải cực hạn cọc Qu: − Sức chịu tải cho phép cọc là: Qa  Q Qs 4610.45 2672.16  p    3195.95 FS s FS p (kN) − Sức chịu tải cực hạn cọc theo đất là: Qu  Qs  Q p  4610.45... (kN/m) 2095.66 2.1.1.2 Xác định sức chịu tải cực hạn kháng mũi Qp Q p  Ap q p Trong đó: Ap - Diện tích tiết diện ngang mũi cọc (m2) qp - Cường độ đất mũi cọc (kN/m2) Theo Terzaghi: Trong đó: q p