Móng cọc

Lớp Trạng thái tự đất nhiên TKI Bùn sét, xám xanh đen, trạng thái chảy Sét pha, nâu vàng - xám trắng, trạng thái dẻo mềm Cát pha, xám trắng, nâu vàng, trạng thái dẻo Sét, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Độ ẩm (%) Tỷ trọng riêng Gs Giới hạn chảy WL (%) Giới wtc hạn dẻo WP kN/m3 (%) ctc kN/m2  ° tc wtt tt ctt TTGH1 TTGH2 TTGH1 TTGH2 TTGH1 TTGH2 75.41 2.626 68.81 36.44 15.3 5.85 3°42'27'' ÷ 7.7 4.8 ÷ 6.9 2°8'21'' ÷ 5°15'36'' 2°47'3'' ÷ 4°36'38'' 22.37 2.701 14.73 19.4 20.6 10°3'21'' 15.6 ÷ 25.6 17.7 ÷ 23.5 7°57'50'' ÷ 12°7'17'' 8°49'32'' ÷ 11°16'37'' 18.86 2.675 23.03 16.51 20.15 10.04 21°37'38'' 19.79 ÷ 19.85 ÷ 20.081 20.025 5.2 ÷ 14.9 ÷ 13.1 20°44'4'' ÷ 22°30'33'' 21°4'8'' ÷ 22°10'53'' 20 34 13°13'28'' 20 24.89 2.73 28.1 37.9 17.5 34 13°13'28'' Sét, nâu xám trắng vàng hồng, trạng thái nửa cứng Cát pha, xám xanh TKII xám vàng, trạng thái dẻo Sét pha, xám xanh - xám nâu, trạng thái cứng Cát pha, nâu xám, trạng thái dẻo 20.42 2.736 44.41 20.99 20.4 56.42 15°47'5'' 19.876 20.105 ÷ 20.96 ÷ 20.73 31.26 2.68 35.3 28.5 19 11.95 20°1'18'' 19 24.61 2.71 36.7 22.44 19.2 31.23 45°1'43'' 19.2 18.01 2.672 22.26 15.73 20.3 9.8 25°36'47'' 20.3 45.6 ÷ 67.3 49.7 ÷ 63.1 11.95 18.2 ÷ 44.3 BẢNG TỔNG HỢP THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT GIA PHÚ 23.6 ÷ 38.8 9.8 13°39'47'' ÷ 14°28'41'' ÷ 17°51'47'' 17°4'29'' 20°1'18'' 39°1'24'' ÷ 49°59'42'' 41°40'10'' ÷ 48°2'7'' 25°36'47'' THIẾT KẾ MÓNG CỌC I - - XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC VÀ ĐÀI I.1 Sơ đồ móng cọc số liệu tính tốn Giá trị tính tốn: Ntt(kN) MttX(kNm) HttY(kN) MttY(kNm) HttX(kN) 3179 155 121 164 112 Giá trị tiêu chuẩn: Với hệ số hoạt tải n = 1.15 Ntc(kN) MtcX(kNm) HtcY(kN) MtcY(kNm) HtcX(kN) 2764 135 105 143 97 Ntt Ntt HYtt - - - - MXtt HXtt Bê tơng có cấp độ bền B25 + Rb = 14.5 MPa + Rbt = 1.05 Mpa + gb = 0.9 + Eb = 30000 Mpa Thép CB-300T: + Rs = 260 MPa + Rsw = 210 MPa Thép CB-400V: + Rs = 350 MPa + Rsw = 280 MPa I.2 Chọn sơ kích thước đài + Chọn sơ chiều sâu đặt đài móng Df = 1.3 (m) + Chọn sơ bề rộng đài 2.5 (m) + Chọn sơ chiều cao đài móng (m) I.3 Kích thước sơ cọc Chọn sơ kích thước cọc MYtt + Chọn cọc vng có cạnh D = 0.4 m - Chọn độ sâu mũi cọc: + Cọc cắm vào lớp đất : + Chiều dài mũi cọc đến đáy đài cọc 29.2m + Cọc ngàm vào đài a1 = 0.1 (m) + Phần cốt thép neo vào đài cọc : a2 = (30 ÷ 40)ф = (0.6 ÷ 0.8)  Chọn a2 = 0.7 m + Chiều dài thực cọc: 30 (m)  Chọn đoạn cọc dài 10 (m) I.4 Chọn sơ cốt thép cọc (cốt đai cốt dọc cọc) - Thép dọc chịu lực: 4ф25 - Cốt đai : ф6 - Vỉ thép ф6 lưới ô vuông 50 x 50 đầu cọc - Đai xoắn đàu mũi cọc ф6a50 - Thép móc cẩu cọc 2ф6 II SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC II.1 Sức chịu tải cọc theo tiêu vật liệu làm cọc theo TCVN 5574:2018 - Sức chịu tải dài hạn cọc (khi chịu tải trọng cơng trình): + K – hệ số tỉ lệ lấy từ bảng A.1 – TCXD 10304 – 2014 (Lớp bùn sét với IL > 1, nên an tồn ta xem hệ số K lớp 1=0) Lớp Bề dày K Loại đất Độ sệt K×li đất li (kN/m4) Bùn sét, trạng thái chảy IL = 1.21 0 Sét pha, trạng thái dẻo mềm IL=0.57 5.1 8400 42840 17688 Cát pha, trạng thái dẻo IL=0.36 20.1 8800 21972 Tổng 29.2 K = = = 7524.67 (kN/m ) + bc – Chiều rộng quy ước cọc ( d=0.4 < 0.8m ) bc = 1.5d + 0.5 = 1.5×0.4 + 0.5 = 1.1 (m) + Eb – module đàn hồi bê tông theo TCVN 5574 – 2018 Eb = 3×107 (kN/m2) + I – momen qn tính tiết diện cọc theo phương lực tác dụng I = = 0.00213 (m4) + Bán kính quán tính : r = = = 0.115 (m) + bd: hệ số biến dạng xác định theo công thức bd = = = 0.66 + l1 chiều dài tính đổi (xem cọc ngàm vị trí cách mép đài cọc đoạn l1 làm việc) l1 = lo + = + = 3.01 (m) + Chiều dài tính toán cọc trường hợp làm việc dài hạn: lo,1 = v2l1 = 0.5×3.01 = 1.505 (m) + Độ mảnh :  = lo,1/r = 1.505/0.115 = 13.04 Trong đó: v2 = 0.5 (thanh hai đầu ngàm) + Hệ số uốn dọc: Do 13.04 =>  = 0.857 (Tra bảng 16 TCVN 5574:2018) + Sức chịu tải dài hạn vật liệu : Qa(vl)(dài hạn) = ×(b2×Rb×Ab + Rsc×As) = ×(0.9×14500×(0.42-4××0.01252) + 350000×4××0.01252) = 2356.4 (kN) 2.2 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất nền: (mục 7.2.2 TCVN 10304:2014) - Sức chịu tải cọc BTCT tính theo tiêu lý đất tính sau: Rc,u = c ( cqqpAb + u ) = ×(×4400×0.16 + 1.6×1068.5) = 2172.3 (kN) Trong đó: c: hệ số điều kiện làm việc cọc đất, c = 1; + qb: cường độ sức kháng đất mũi cọc, lấy theo Bảng (TCVN 10304-2014) qb = 4400 (kN/m2) (do IL = 0.36, độ sâu mũi cọc 30.5m) + u : chu vi tiết diện ngang thân cọc; u = 4d = 4×0.4 = 1.6 (m) + Ab : tiết diện ngang thân cọc; Ab = 0.42 = 0.16 (m2) + fi: cường độ sức kháng trung bình lớp đất thứ i thân cọc, lấy theo bảng (TCVN 10304:2014) + cq cf : tương ứng hệ số điều kiện làm việc đất mũi thân cọc có xét đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc đến sức kháng đất (Bảng TCVN 10304 – 2014) (Lớp bùn sét với IL > 1, nên an tồn ta bỏ lớp 1, để SCT nhỏ hơn) Tê Độ Độ n Loại đất Độ sâu sâu Li sệt cf fi cffiLi lớp TB IL 20 Sét pha, trạng thái dẻo mềm 5.3 6.15 0.57 34.3 21 Sét pha, trạng thái dẻo mềm 8.7 7.85 0.57 35.7 10 21 Sét pha, trạng thái dẻo mềm 8.7 9.55 0.57 36.3 3 Cát pha, trạng thái dẻo 10 12 11.4 0.36 40 80.1 4 Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo Cát pha, trạng thái dẻo 12 14 16 18 20 22 24 26 28 14 16 18 20 22 24 26 28 30 13.4 0.36 15.4 0.36 17.4 0.36 19.4 0.36 21.4 0.36 23.4 0.36 25.4 0.36 27.4 0.36 29.45 0.36 41 43 45 46 48 49 51 52 54 83.6 87.0 90.0 93.1 96.1 99.2 102.2 105.2 108.3 1051 Bảng tổng hợp fi ,  cq  cf 2.3 Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất (phụ lục G.2 TCVN 10304:2014) Rc,u = qpAb + u = Qp + Qs = 883.2 + 376.8 = 1260 (kN) - Thành phần chịu tải ma sát xung quanh cọc: Qs = u × Trong đó: u chu vi cọc, u = 4d = 4×0.4 = 1.6 (m) fsi : thành phần ma sát đơn vị cọc lớp đất thứ I (kN/m2) li : chiều dày lớp đất thứ i (m) a Đối với đất rời, lực ma sát đơn vị fsi tính theo cơng thức sau: (Đối với địa chất có lớp đất rời lớp đất 3) Trong đó: i : góc ma sát cọc đất, cọc bê tơng, lấy với góc ma sát đất tương ứng với trạng thái giới hạn I; : ứng suất hữu hiệu đất theo phương vng góc với mặt bên cọc lớp đất thứ i (kN/m2) (Càng xuống sâu, sức chịu tải ngày tang, áp lực hữu hiệu ngày tăng Tuy nghiên, thực tế, sức chịu tải tăng tới mức (thường độ sâu 15-20 lần đường kính cọc) khơng tang nửa Do lớp đất cát ta thấp đoạn ZL nên ứng suất không tăng theo độ sâu nửa nên ta không chia lớp đất mà xem lớp đồng nhất) ZL = 15d = 15×0.4 = (m) < 10.4 (m) (Độ sâu bắt đầu lớp cát) ki: hệ số áp lực ngang đất lên cọc, tra bảng G.1 TCVN 10304:2014 (do lớp đất cát nằm hoàn toàn độ sâu ZL nên k =1.5) + Lớp : Cát pha, dày 20.1m : = × ksi = 1l1 + 2 (ZL – l1) = (×4 + (× (6 – 4) = 40 (kN/m2) fs3 = k×tan3 = 1.5× 40× tan(  (kN/m2) Qs3 = u × fs3 × l3 = 1.6×22.71×20.1 = 730.3 (kN) b Đối với đất dính, cường độ sức kháng trung bình thân cọc lớp đất thứ I xác định theo cơng thức: fci =  × cu,i Trong đó: cu,i : lực dính khơng nước lớp đất thứ i : hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm lớp dính, loại cọc phương pháp hạ cọc, cố kết đất trình thi công phương pháp xác định cu Khi không đầy đủ thơng tin tra α biểu đồ + Lớp 1: Bùn sét  = Lớp đất Bề dày (m) cI min(kN/m2) 4 φI min(độ) 2.14 fs1 =  × = (kN/m2) Qs1 = u × fs1 × l1 = 1.6×4×20.1 = 25.6 (kN) + Lớp 2: Sét pha Lớp đất Bề dày (m) cI min(kN/m2) φI min(độ) 5.1 15.6 7.96  =1 fs2 =  × 15.6 = 15.6 (kN/m2) Qs2 = u × fs2 × l2 = 1.6×15.6×5.1 = 127.3 (kN) Qs = Qs1 + Qs2 + Qs3 = 25.6 + 127.3 + 730.29 = 883.2 (kN) - Thành phần sức chịu mũi đất mũi cọc: (theo Tezaghi) + Lớp 3: có φI = 20.73 => Nq = ; N = 5.8 ; Nc = 18.4 Qp = Ab × (1.3×cI min×Nc + ’z×Nq + 0.3××Df×N 0.42 × (1.3×5.2×18.4 + ×8 + 0.3××1.3×5.8 kN) 2.4 Sức chịu tải cọc tính theo kết xuyên tiêu chuẩn (SPT) (phụ lục G.3 TCVN 10304:2014) - Theo công thức viện kiến trúc Nhật Bản (1998) Rc,u = qbAb + u(fc,ilc,I + fs,ils,i ) Trong đó: : cường độ sức kháng đất mũi cọc (= 300Np cho cọc đóng (ép) – mũi cọc nằm đất rời.) (Np = 14, số SPT trung bình 1d phía 4d phía mũi cọc) qb = 300 × 14 = 4200 (kN/m2) fs,i: Cường độ sức kháng trung bình đoạn cọc nằm lớp đất rời thứ i f s ,i  10 N s ,i + Ns,i số SPT trung bình lớp đất rời “i”; fc,i: Cường độ sức kháng trung bình đoạn cọc nằm lớp đất dính thứ i fc,i = p fL cu,i p hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc tỉ lệ sức kháng cắt khơng nước đất dính cu trị số trung bình ứng suất pháp hiệu thẳng đứng Xác định theo biểu đồ hình G.2a TCVN 10304:2014 fL: Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d cọc đóng Xác định theo biểu đồ hình G.2b TCVN 10304:2014 cu,i = 6.25  Nc,i: Cường độ sức kháng cắt khơng nước đất dính, Nc,i số SPT đất dính (khi khơng có số liệu chống cắt khơng nước) Hình G2.a Hình G.2b + Lớp 1: Bùn sét, dày 4m L/d = (5.3-1.3)/0.4 = 10 => fL = ’  v1 = ’1  l1 + Df  tb = (15.3-10)  + 1.322 = 49.8 (kN/m2) cu1/’v1 = 4/49.8 = 0.08 => p = fc,1 = p fL cu,1 =   = ( kN/m) fc,1  l1 =  = 16 (kN) + Lớp 2: Sét pha, dày 5.1 m L/d = (10.4-1.3)/0.4 = 22.75 => fL = ’v2 =’v1 + ’2  l2 = 49.8 + (19.4-10)5.1 = 97.76 (kN/m2) cu2/’v2 = 15.6/97.76 = 0.16 => p = fc,2 = p fL cu,2 =   15.6 = 15.6 ( kN/m) fc,2  l2 = 15.6  5.1 = 79.56 (kN) + Lớp 3: Cát pha, dày 20.1m, SPTtb = 12.3 fs,3 = = 41 fs,3  l3 = 41  20.1 = 824.1 (kN) (fc,ilc,I + fs,ils,i ) = fc,1  l1 + fc,2  l2 + fs,3  l3 = 16 + 79.56 + 824.1 = 919.66(kN)  Rc,u(SPT) = 42000.42 + 40.4 2143.5 (kN) 2.5 Sức chịu tải tiêu chuẩn (SCT đặc trưng của) cọc Rck STT Sức chịu tải (kN) Theo vật liệu Theo tiêu lý Theo tiêu cường độ Theo SPT Do n < => 2356.41 2147.23 1260.02 2143.5 Rck = Rc,u(min) = 1213.2 (kN) 2.6 Sức chịu tải thiết kế cọc - Trị tính tốn tải trọng nén tác dụng lên cọc: Trong đó: 0 = 1.15 móng nhiều cọc n = 1.15: Hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình tương ứng với cấp II - Trị tính tốn sức chịu tải trọng nén cọc:  k: Hệ số tin cậy Móng 1-5 cọc Móng 6-10 cọc Móng 11-20 cọc - Móng >21 cọc Chọn sơ bố trí 6-10 cọc -  k  1.75  k  1.65  k  1.55  k  1.4 Kiểm tra cọc chịu tải trọng tạm thời (khi ép cọc) - Kiểm tra cọc chịu tải trọng lâu dài (khi chịu tải trọng cơng trình) ... cọc Móng 6-10 cọc Móng 11-20 cọc - Móng >21 cọc Chọn sơ bố trí 6-10 cọc -  k  1.75  k  1.65  k  1.55  k  1.4 Kiểm tra cọc chịu tải trọng tạm thời (khi ép cọc) - Kiểm tra cọc chịu tải trọng... lên cọc: Trong đó: 0 = 1.15 móng nhiều cọc n = 1.15: Hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình tương ứng với cấp II - Trị tính tốn sức chịu tải trọng nén cọc:  k: Hệ số tin cậy Móng 1-5 cọc Móng. .. đài móng Df = 1.3 (m) + Chọn sơ bề rộng đài 2.5 (m) + Chọn sơ chiều cao đài móng (m) I.3 Kích thước sơ cọc Chọn sơ kích thước cọc MYtt + Chọn cọc vng có cạnh D = 0.4 m - Chọn độ sâu mũi cọc: + Cọc