bài giảng nền móng ( móng cọc )

CHƯƠNG 5: MÓNG CỌC CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ NỀN MÓNG CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ THIẾT KẾ NỀN MÓNG CHƯƠNG 3: MĨNG NƠNG CHƯƠNG 4: GIA CỐ NỀN CHƯƠNG 5: MÓNG CỌC CHƯƠNG 6: CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 5.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN  Sức chịu tải khả chịu tải cọc q trình:  Thi cơng  Sử dụng  Trong giai đoạn thi công:  Cọc bị gãy, đứt, vỡ cẩu lắp, đóng, ép, rung ⇒ phá hoại mặt vật liệu  nh hưởng đến cơng trình lân cận, xâm hại đến sức khoẻ dân cư, ô nhiễm môi trường 5.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN 5.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN  Trong giai đoạn sử dụng:  Phá hoại mặt vật liệu chịu tải thí nghiệm, tải trọng cơng trình  Nền đất bị phá hoại ⇒ cơng trình ổn định  Nền đất có chuyển vị lớn ⇒ cơng trình sử dung khơng bình thường Tóm lại: Sức chịu tải cọc xác định theo hai giá trị sức chịu tải phương diện vật liệu đất [Q] = {Qvl, Qdn} 5.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN  Các phương pháp tính tốn sức chịu tải cọc:  Theo ƯS cho phép vật liệu làm cọc  Theo sức chịu tải đất (rất nhiều phương pháp)  Theo độ lún cọc 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.1 Khái niệm  Sức chịu tải cọc theo vật liệu tính theo:  Ứng suất cho phép vật liệu hạ cọc  Ứng suất cho phép vật liệu suốt tuổi thọ cơng trình  Trạng thái làm việc cọc: chịu nén tâm, nén lệch tâm, chịu kéo 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.1 Khái niệm Qvl = ϕ Ap Rvl Qvl – Sức chịu tải cọc theo vật liệu Ap – Diện tích tiết diện ngang cọc Rvl – Cường độ chịu nén (kéo) vật liệu làm cọc ϕ – hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh cọc 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.2 Cọc BTCT đúc sẵn  Vật liệu: Bê tông: Mác ≥ 250, thường dùng Mác 300 Cốt thép dọc: thanh, φ ≥ 14, thép gân Cốt đai: bố trí dày hai đầu cọc, phần thân cọc bố trí thưa Mũi cọc; lưới thép, thép bảo vệ đầu cọc; móc cẩu;… 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.2 Cọc BTCT đúc sẵn  Chịu nén: Qvl = ϕ (Ap Rn+ Aa Ra) Rn – Cường độ chịu nén bê tông Ra – Cường độ chịu nén thép Ap – Diện tích tiết diện ngang cọc Aa – Diện tích tiết diện ngang cốt thép cọc ϕ – hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh cọc 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN Bài tập 5-8:  Qp = D2 9cU2 = 0.32*9*100 = 81 kN  Qs PP α: Q s = u∑ αi cUi Li cU1 = 30 kN/m2 ⇒ α1= 0.85 ; L1 =10 m cU2 = 100 kN/m2 ⇒ α2= 0.5 ; L2 =20 m ⇒ Qs = 4*0.3*(0.85*30*10+0.5*100*20)= 1506 kN 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN Bài tập 5-8:  Qs PP β: , , Q s = u∑ fsiLi = ∑ βi σvi Li = ∑ Koitgϕ'i σvi Li β2= (1-sin30)tg30 σv, 1−1 = 45kN / m2; σv, = 226kN / m2 = 0.289* MNN D β1=Kotgϕ’= (1- sin30)tg30= 0.289 OCR 90 130 = 0.408 σv, 1−2 = 110kN / m2 322 ⇒ Qs = 1.2*[0.289*(45*5+110*5)+0.408*226*20)= 2481.8 kN 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN Bài tập 5-8:  Qs PP λ: ( ) Q s = u fs L = u λ σv, + 2cU L cU = cU1L1 + cU2L2 30* 10 + 100* 20 = = 76.7 kN / m2 L 30 45* + 110* + 226* 20 σ'v = = 176.5 kN / m2 30 L = 30m ⇒ λ = 0.14 ⇒ Qs = 1.2*0.14*(176.5+2*76.7)*30= 1662.7 kN 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN Bài tập 5-8:  Qu : Qs = Qu = Qp + Qs Q s( α ) + Q s( λ ) = 1506+ 1662.7 = 1584.35 kN ⇒ Qu = 81 + 1584.35 = 1665.35 kN 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.5 Aûnh hưởng thi công cọc tới SCT a Đất cát  Cọc đóng (ép): Làm chặt đất xung quanh cọc Ko tăng ⇒ qs tăng Đất quanh cọc tốt lên  Cọc nhồi: Khoan lỗ ⇒ đất rời ⇒ Ko giảm ⇒ qs giảm Đáy hố khoan phải vệ sinh 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.5 Aûnh hưởng thi công cọc tới SCT b Đất dính  Cọc đóng (ép): Đất xung quanh cọc xáo trộn Đất đầu cọc bị đẩy trồi ∆u tăng ⇒ SCC  ⇒ SCT tức thời t  ⇒ SCC  ⇒ SCT lâu dài Với sét OC nặng SCC giảm theo thời gian, “mềm” hoá 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.5 Aûnh hưởng thi công cọc tới SCT b Đất dính Khi thi cơng cọc sau đẩy trồi cọc hạ ⇒ đứt cọc ⇒ có trình tự đóng ép cọc hợp lý  Cọc nhồi: Aûnh hưởng phức tạp, phụ thuộc vào chất lượng thành đáy hố đào 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.6 Hệ số an toàn cho SCT  Hệ số an toàn chọn dựa theo yếu tố: Dạng mức độ quan trọng cơng trình Sự không đồng (phức tạp) đất Độ tin cậy (tỉ mỉ) khảo sát địa chất Loại số lượng thí nghiệm đất Có hay khơng có thí nghiệm nén tĩnh Trình độ (đẳng cấp) nhà thầu (thiết kế, thi công) Xác suất vượt tải suốt tuổi thọ cơng trình 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.6 Hệ số an toàn cho SCT  Cơng trình:  Sự kiểm sốt: 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.6 Hệ số an toàn cho SCT  Hệ số an toàn FS: 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.6 Hệ số an toàn cho SCT  Hệ số an toàn FS: Q s Qp Qa = + = Q dn FSs FSp  Do Qs Qp không đạt cực hạn ứng lúc ⇒ sử dụng hai hệ số an tồn FSs FSp khác nhau, thơng thường chọn FSs < FSp 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.7 Ma sát âm  Do phụ tải, đắp đất, hạ MNN, … ⇒ chuyển vị đất xung quanh lớn chuyển vị cọc ⇒ ma sát âm ⇒ giảm SCT cọc  Ma sát âm tỷ lệ với áp lực ngang tốc độ cố kết ⇒ ma sát âm kết thúc ngừng lún ⇒ ma sát dương Qu Đất đắp Đất yếu Đất tốt  Ma sát âm tác động lên đài cọc Qp 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.7 Ma sát âm  Đất đắp sét:  Ma sát âm xuất lớp đất đắp  fn = Koσ,v tgϕa Hf Đất đắp (sét) Ko= 1- sinϕ’f σ’v = γ ’f z ϕ’a = (0.5 – 0.7)ϕ’f Hf  Q n = u∫ Koσ,v 1− sinϕ'f tgϕadz = u γ'f H2f tgϕa Đất cát 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.7 Ma sát âm  Đất đắp sét:  Ma sát âm xuất lớp đất sét  Mặt trung hoà độ sâu chuyển vị sét chuyển vị cọc ,  fn = Koσv tgϕa σ’v = γ ’f Hf + γ ’ z L1 , Q = u K σ  n ∫ o v tgϕadz Hf L1 Đất đắp (cát) Mặt trung hoà Đất sét 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN 5.4.7 Ma sát âm  Hạn chế ma sát âm:  Quét nhựa đường lên bề mặt cọc  Sử dụng cọc bảo vệ ... chịu tải cọc theo đất :  Theo kết thí nghiệm đất ( Thí nghiệm phòng trường)  Theo thí nghiệm nén tĩnh cọc ( Full – Scale Load Test)  Theo thí nghiệm động (cho loại cọc hạ búa đóng) 5.4 SỨC... TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.2 Cọc BTCT đúc sẵn 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.2 Cọc BTCT đúc sẵn  Chịu uốn: Trọng lượng cọc q (w) cần xét... cọc theo vật liệu Ap – Diện tích tiết diện ngang cọc Rvl – Cường độ chịu nén (kéo) vật liệu làm cọc ϕ – hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh cọc 5.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 5.3.2 Cọc