Nền móng, nền móng xây dựng, đại học xây dựng, tài liệu đại học xây dựng, tài liệu cơ đất nền móng, tài liệu xây dựng hay nhất, kiến thức nền móng, giáo trình đại học xây dựng, bài giảng đại học xây dựng
PHẦN : THIẾT KẾ MÓNG CỌC Chương 8: Thiết kế sơ 8.1 Chọn kích thước cọc biện pháp thi công - Chiều dài cọc lựa chọn trước hết dựa vào phân tích điều kiện địa chất cơng trình theo ngun tắc mũi cọc phải vào lớp đất tốt Tuỳ theo điều kiện cụ thể lớp đất mũi c ọc, chiều sâu ngàm cọc lớp đất khơng nên lần kích thước tiết diện cọc để phát huy hết khả làm việc đất Trường hợp đất mũi cọc cuội sỏi chặt đá, chiều sâu ngàm Trong trường hợp này, khả chịu lực đất mũi cọc cần phải tính tốn hiệu chỉnh cho phù hợp Chiều dài cọc, lớp đất mũi c ọc, cịn xem xét theo sức chịu tải mong muốn (theo chủ quan người thiết kế) cọc để định - Kích thước tiết diện cọc chọn phù hợp với chiều dài dự kiến cho độ mảnh cọc phạm vi thích hợp Độ mảnh cọc, L/Dc khơng nên vượt q 60 ÷ 100, L chiều dài làm việc cọc Ngoài ra, kích thước tiết diện cọc đúc sẵn cần chọn phù hợp với chiều dài đoạn cọc dự kiến Thông thường, với cọc bê tông cốt thép thường, Dc = 25 (cm) thích hợp với đoạn cọc Lc ≤ ÷ 7(m); Dc = 30 (cm) thích hợp với Ld ≤ ÷ 8(m); Dc = 35 (cm) thích hợp với Ld ≤ ÷12(m) Cọc có cốt thép ứng suất (kéo) trước cấu tạo đoạn cọc dài Chiều dài đoạn cọc lớn thường có lợi thi cơng gây lãng phí cốt thép chịu lực thi cơng địi h ỏi nhiều - Biện pháp thi công cọc lựa chọn tuỳ theo điều kiện thực tế thiết bị trình đ ộ cơng nghệ s ức chịu tải cọc: + Cọc đổ chỗ chọn cọc có kích thước lớn, sức chịu tải mong muốn cao ([P] vài nghìn kN) biện pháp đóng/ép cọc bị hạn chế bị cấm; + Cọc đúc sẵn nên ưu tiên lựa chọn có khả kiểm sốt chất lượng Thi cơng cọc đúc sẵn chủ yếu cơng nghệ đóng ép có khơng có khoan mồi Ảnh hưởng hai biện pháp thi công làm việc cọc nói chung khơng khác Ví dụ 3.1 Điều kiện địa chất cơng trình cho ví dụ 1.9 Hãy đề xuất phương án cọc thích hợp với sức chịu tải cọc lựa chọn nhỏ Giải: Phương án cho cọc với sức chịu tải nhỏ: Nhận xét: lớp đất sét chảy, khơng thích hợp cho việc đặt mũi cọc Các lớp đặt mũi cọc Do đó, cọc có sức chịu tải khơng lớn, chọn đặt mũi cọc vào lớp lớp Sét chảy, B = 1,28; = 17,5kN/m ; qc = 250 kPa; N = ; N60 = cu = 12 kPa; Eo = 1,2 MPa Sét cứng, B = 0,03; = 18,8kN/m ; qc = 1300 kPa; N = 18 ; N60 = 11 ’ = 14 30’; c’ = 25kPa o cu = 100 kPa; Eo = 6,5 MPa Cát vừa, chặt vừa, D = 0,60; = 19,0kN/m ; qc = 5600 kPa; N = 36 ; N60 = 15 ’ = 31 ; Eo = 15 MPa o a) Phương án đặt mũi cọc vào lớp 2: lớp sét cứng Chiều dài ngàm tối thiểu cọc vào lớp sét để huy động tối đa sức kháng mũi c ọc 2Dc, chọn cọc 25 x 25 (cm) ta có chiều dài tối thiểu cọc nên 4,5 m; chọn cọc 30 x 30 (cm), chiều dài tối thiểu nên 4,6m Để huy động tối đa ma sát bên, chiều sâu ngàm tối thiểu 4Dc Tương tự toàn chiều dài cọc tối thiểu 4,9m 5,2m a.1 Phương án cọc 25 x 25, dài 7m Với phương án cọc 25 x 25 dài m nên thiết kế với đoạn cọc, thi công theo phương pháp đóng loại ép chấp nhận Ưu tiên chọn phương pháp đóng khơng có quy tắc địa phương ngăn cản a.2 Phương án cọc 30 x 30 (cm), chiều dài cọc 8,5m nên thiết kế đoạn Đối với chiều dài lớn phải bố trí làm đoạn b) Phương án mũi cọc vào lớp 3: đất cát vừa, chặt vừa – Chiều dài ngàm tối thiểu theo sức kháng mũi: Ln1 = 9Dc – Chiều dài ngàm tối thiểu theo sức kháng bên: Ln2 = 18Dc Nên chọn cọc có kích thước tiết diện tối thiểu 30 x 30 (cm) để tận dụng sức kháng mũi cọc Khi đó: Ln1 = 2,7 m; Ln2 = 5,4 m Chiều dài tối thiểu cọc không nên 13,5m Chọn cọc 30 x 30 cm; dài 14m, bố trí làm đoạn Ví dụ 3.2 Hãy đ ề xuất phương án cọc thích hợp với điều kiện địa chất cho ví dụ 1.10 Giải: Trụ địa chất ví dụ 1.10 Cát pha dẻo, B = 0,34; = 18,5kN/m ; qc = 1,9 MPa; N = 12 ; N60 = 12 Bùn sét , B = 1,15; = 16,8kN/m ; qc = 0,2 MPa; N = ; N60 = Cát vừa, chặt vừa, D = 0,65; = 20,6kN/m ; Nhận xét: Bên lớp dày 3,5 m lớp bùn sét dày 7,6 m khơng thích hợp cho đặt mũi cọc Phương án cọc đề xuất phải có chiều dài tối thiểu (11,1m + Ln) Ln1 9Dc Ln2 18Dc Có thể sử dụng cọc tiết diện 25 x 25 (cm) 30 x 30 (cm) Ưu tiên chọn tiết diện 30 x 30 cm để tăng cường khả ổn định cọc lớp đất yều dày lớp mũi cọc Chiều dài tối thiểu cọc Lmin = 11,1 + 2,7 =13,8m Chọn chiều dài cọc 14,0 m, cấu tạo từ đoạn đúc sẵn, đoạn 7m Ví dụ 3.3 Đề xuất phương án cọc với sức chịu tải lớn phù hợp với điều kiện địa chất ví dụ 1.12 Giải: Trụ địa chất (từ ví dụ 1.12) Sét dẻo cứng, B = 0,13; = 19,2kN/m ; qc = 5,18 MPa; N = 27 ; N60 = 34 Bùn sét , = 16,9kN/m ; qc = 0,4 MPa; N = ; N60 = Cát bụi chặt vừa, D = 0,50; qc = 4.64 MPa; N = 18 ; N60 = 10 Cát sạn chặt vừa, D = 0,67; qc = 10.84 MPa; N = 47 ; N60 = 22 Các lớp đất thứ ba thứ tư lựa chọn thích hợp làm lớp chịu lực mũi cọc Với yêu cầu phương án cọc có sức chịu tải lớp, lớp thứ tư thích hợp để tựa mũi cọc Chiều dài cọc, không nên ngắn (17,2 + 12Dc) a) Phương án cọc đúc sẵn: đề xuất phương án cọc trịn rỗng (cọc ly tâm) đường kính Dc = 800mm, chiều dài cọc L 25m Chiều dài cọc định tùy thuộc sức chịu tải mong muốn Chiều dài tối đa không nên 60Dc = 48m b) Phương án cọc đổ chỗ: chọn đường kính cọc Dc = 1000mm, chiều dài tối thiểu L = 30m, chiều dài tối đa L = 60m c) Trên sở kinh nghiệm thi công Việt Nam, việc đóng/ép cọc sâu vào lớp cát mịn chặt vừa (lớp thứ 4) thường gặp nhiều khó khăn Phương án cọc đổ chỗ thích hợp cho lựa chọn cọc có sức chịu tải lớn với chiều dài không hạn chế Tùy theo sức chịu tải mong muốn, đường kính cọc lựa chọn Dc 1000m sử dụng cọc Barrektte 8.2 Dự báo sức chịu tải cọc Trước có thí nghiệm trực tiếp tiến hành, sức chịu tải cọc dự báo dựa vào kích thước cọc, biện pháp thi công điều kiện địa chất cụ thể nơi có cọc Có nhiều phương pháp khảo sát địa chất khác có nhiều cách khác để dự báo sức chịu tải cọc kết khác Việc lựa chọn giá trị từ kết người thiết kế định dựa kinh nghiệm thân/khu vực Kết dự báo đánh giá lại sau thí nghiệm cọc thử tiến hành 8.2.1 Dự báo dựa vào kết khoan phân tích mẫu đất Sức chịu tải tính tốn cọc theo đất nền: = Sức chịu tải cho phép cọc theo đất nền: + [ ]đ = đ Trong đó: mR, m – hệ số điều kiện làm việc cọc, lấy theo bảng 27 Phụ lục I Trường hợp cọc BTCT đóng/ép, mR = m = 1.0; Rn – cường độ kháng mũi c đất lên (mũi) c ọc, lấy theo Error! Reference source not found Phụ lục I; Fc – diện tích tiết diện ngang cọc; i – cường độ kháng bên đất lớp thứ i lên cọc, lấy theo 23 Phụ lục I; li – chiều dài cọc qua lớp đất thứ i; uc – chu vi tiết diện cọc; kđ – hệ số tin cậy phương pháp khảo sát, kđ = 1.4 Ví dụ 3.4 Dự báo sức chịu tải cho phép cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông 30 x 30 (cm) dài 14m thi công theo phương pháp đóng vào đất có đặc trưng lý cho ví dụ 1.10 Giải: Trụ địa chất sơ đồ phân tích cọc Theo sơ đồ phân tích ta có: L1 = 1,75m; L2 = 3,5 + L3 = 11,1m + 7,6 = 7,3m 2,9 = 12,55m L = 14m Cát pha nhỏ B = 0.34 Bùn sét B = 1.15 Cát vừa, chặt vừa b = 0.65 Sức chịu tải tính tốn cọc: n p tt m R (R n Fc ) m (u c i l i ) i 1 m R (R3 Fc ) m (u c i l i ) i 1 Trong đó: mR; m: Hệ số điều kiện làm việc cọc Theo bảng 25 phụ lục I, với cọc bê tông cốt thép thi công theo phương pháp đóng, m R = m = 1; Fc – diện tích tiết diện cọc, Fc = 0,3 x 0,3 = 0,09 m2; Uc – chu vi tiết diện cọc, uc = 0,3 = 12m; Rn – sức kháng giới hạn đất lên mũi cọc, lấy theo bảng 23 phụ lục I R3 = f(đất lớp 3; L) = f(cát vừa, chặt vừa, L = 14) = 4320 kPa i = sức kháng giới hạn đất lên thành bên cọc lớp i, lấy theo bảng 22 phụ lục I: i = f(đất lớp i; Li) 1 = f(cát pha; B = 0,34; L1 = 1,75) = 25kPa 2 = f(bùn sét; B = 1,15; L2 = 7,30) = kPa 3 = f(cát vừa; L3 = 12,55) = 69kPa ptt = 1,0.4320.0,09 + 1,0.1,2[25.35+0.7,6 + 69.2,9] =733,9kN Sức chịu tải cho phép cọc theo đất nền: P P dn ktt d 733, 524, kN 1, Chọn P dn 500 kN Ghi chú: Khi xác định I Rn theo bảng 22 23 phụ lục I, giá trị L và/hoặc B khơng trùng với giá trị bảng phép nội suy Ví dụ: a) R3 = f(cát vừa, chặt vừa, L = 14m) nội suy theo giá trị L1 = 10 L2 = 15 sau: R3 R3 (L1 10) 4000 R3 (L 15) R3 (L1 10) (L L1 ) L L1 4400 4000 (14 10) 4320 (kPa) 15 10 a) 1 = f(cát pha, B = 0,34; L1 = 1,75) nội suy theo giá trị L1 = L2 = ứng với B = 0,3 B = 0,4 để có L = 1,75 tương ứng sau nội suy lần theo thay đổi B + Với B = 0,3: 1 1 (L1 1) 1 (L 2) 1 (L1 1) (L L1 ) L L1 23 30 23 (1,75 1, 00) 28,2 kPa 1 + Với B = 0,4: 1 1 (L1 1) 15 1 (L 2) 1 (L1 1) (L L1 ) L L1 21 15 (1,75 1, 00) 19,5 kPa 1 + Với B = 0,34: 1 1 (L1 1) 19,5 1 (L 2) 1 (L1 1) (L L1 ) L L1 28, 19,5 (0, 40 0,34) 24, 25 kPa 0, 0,3 Ghi 2: Trong bảng 22, giá trị B = [0,2;1,0] Nếu B ngồi khoảng nên lấy dựa vào bảng theo nguyên tắc thiên an toàn Cụ thể: + Với B 1: lấy = (vì đất thuộc trạng thái chảy bùn) + Với B 0,2: lấy theo B = 0,2 (vì đất tốt đất có B = 0,2) Trong bảng 23, giá trị B = [0; 0,6]: Nếu B 0,6: nên lựa chọn lại chiều dài cọc cho mũi cọc đến lớp đất có B 0,6; Nếu B 0,0: lựa chọn theo giá trị B = 0,0 8.2.2 Dự báo dựa vào kết thí nghiệm CPT Sức chịu tải giới hạn cọc theo đất nền: đ =( ) Sức chịu tải cho phép cọc theo đất nền: Hoặc: + = [ ]đ = [ ]đ = đ + ũ ũ + Trong đó: kn i hệ số chuyển đổi, lấy theo Error! Reference source not found (Phụ lục hướng dẫn); Fs – hệ số an toàn chung, lấy Fs = 2.0 – 2.5; Fs1 – hệ số an tồn ma sát bên, Fs1 = 1.0 ÷ 1.5; Fs2 – hệ số an toàn phản lực mũi c ọc, Fs2 = 2.5 ÷ 3.0 qci – trị trung bình sức kháng mũi lớp đất thứ i; qcn – sức kháng mũi trung bình đất mũi cọc (lấy khoảng 3Dc cao trình mũi cọc đến 5Dc cao trình mũi cọc) Ví dụ 3.5 Dự báo sức chịu tải cho phép cọc theo đất ví dụ 1.12 Biết cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông 40 x 40 (cm) dài 18m thi công theo phương pháp ép Giải: Trụ địa chất sơ đồ phân tích cọc hình dư ới 10 Pw ≤ k.[P] Trong đó: k ≤ 1.2 hệ số kể đến ảnh hưởng mô men tác dụng chân cột Chỉ lấy giá trị k > mô men chủ yếu tải trọng tạm thời gây Pw – tải trọng làm việc cọc (tải trọng từ cơng trình tác dụng lên cọc) xác định theo cơng thức sau: = + + ∑ ∑ Trong đó: Pi – tải trọng lên cọc thứ i ; N – tổng tải trọng thẳng đứng đáy đài; Mx, My – tải trọng mô men quanh trục x, y tác dụng lên móng, lấy giá trị tương ứng chân cột có xét đến độ lệch trọng tâm tiết diện cọc so với trọng tâm đáy đài; (xi, yi) – toạ độ trọng tâm tiết diện cọc hệ toạ độ quán tính trung tâm tiết diện cọc cao trình đáy đài - Tổng tải trọng thẳng đứng đáy đài: N = N0 + W Trong đó: N0 – tổng tải trọng thẳng đứng (từ cơng trình) cao trình mặt đất; W – trọng lượng đài cọc đất lấp đài - Mơ men đáy đài có xét đến độ lệch trọng tâm đài trọng tâm tiết diện cọc: M = M0 + N0.e Trong đó: M0 = {M0x; M0y} – mơ men cao trình mặt đất; e = {ex; ey} – độ lệch trọng tâm đáy đài với trọng tâm tiết diện cọc Ví dụ 3.11 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng cọc đài thấp lựa chọn ví dụ 3.8 Giải: Tổng tải trọng đáy đài: N = No + (l.b.hđ) = 3200 + 2,4.1,6.20 = 3276,8 kN Sơ đồ phân tích cho hình vẽ Tải trọng tác dụng lên cọc xác định theo công thức: PWi N M x y i M y x i N M x y i 3276,8 360.y i n n n c c c nc nc 3, 24 2 yi xi yi i 1 i 1 i 1 Trong đó: (xi, yi) – tọa độ cọc thứ i My = nc – số lượng cọc móng; nc = 25 nc i 1 i 1 y 2i y 2i 2.0, 92 2.02 2.(0, 9)2 = 3,24 (m2) Kết xác định tải trọng lên đầu cọc cho bảng sau: No xi yi Pwi(kN) 0,5 –0,9 446,1 –0,5 –0,9 446,1 0,5 0,0 546,1 –0,5 0,0 546,1 0,5 0,9 646,1 –0,5 0,9 646,1 Tất cọc chịu nén Cọc chịu nén lớn nhất: Pwmax = 646, kN Lớn tải trọng cho phép cọc [P] = 600 kN Bình luận: Mức tải cọc chịu tải lớn k Pw max 1, 08 [P] Nếu hệ số ảnh hưởng mơ men, k = 1,2 ta nói tất cọc đảm bảo yêu cầu làm việc; Nếu hệ số k = 1,0 ta nói cọc biên chịu tải trọng lớn (không đảm bảo yêu cầu, móng cần phải thiết kế lại mặt bố trí cọc tăng thêm số lượng cọc) 26 Ví dụ 3.12 Hãy bố trí lại mặt cọc ví dụ 3.11 cho tải trọng cơng trình lên tất cọc xấp xỉ Giải: Để tải trọng lên cọc xấp xỉ mơ men đáy đài phải thỏa mãn điều kiện Mx hay cần bố trí lệch trọng tâm tiết diện cột so với trọng tâm tiết diện cọc sau: Trong đó, độ lệch tâm e theo phương trục y xác định theo biểu thức: e M ox 360 0,11 m N o 3200 Chọn độ lệch e = 0,10m, tải trọng đáy đài xác định sau: N = No+ (l.b.hđ) =3276,8 kN (không thay đổi) M = Mo – No.e = 40 kNm Kết xác định tải trọng lên cọc cho bảng sau No xi yi Pwi(kN) 0,5 –0,9 535,0 –0,5 –0,9 535,0 0,5 0,0 546,1 –0,5 0,0 546,1 0,5 0,9 557,2 –0,5 0,9 557,2 Tất cọc chịu nén xấp xỉ nhỏ sức chịu tải cho phép cọc: Pwi [P] 27 9.2 Kiểm tra đài cọc Đài cọc tính tốn theo sơ đồ chịu ép cục Lực ép cục bao gồm tổng tải trọng từ cơng trình tác dụng diện tích tiết diện cột cao trình mặt đỉnh đài phản lực đầu cọc tiết diện cọc cao trình đáy đài phải đảm bảo điều kiện ứng suất lớn đài cọc không vượt khả làm việc vật liệu đài Có thể phân làm hai bước tính tốn (tương tự móng nơng): tính chiều cao đài tính cốt thép đài 9.2.1 Kiểm tra chiều cao đài cọc a Kiểm tra chiều cao đài theo ứng suất cắt: Tiết diện nguy hiểm: tiết diện nguy hiểm phân tích ứng suất cắt tiết diện thẳng đứng theo chu vi cột Ứng suất tiếp lớn xác định theo công thức: = ℎ − N0 – tổng tải trọng thẳng đứng chân cột (xác định theo tải trọng thiết kế theo t.t.g.h.1); Pcr – tổng phản lực lên đầu cọc phạm vi chu vi cột (nếu có); uc – chu vi tiết diện cột Chiều cao đài tối thiểu xác định theo công thức: − ℎ ≥ Tương tự phân tích móng nơng, chiều cao đài theo công thức nêu nên sử dụng để lựa chọn ban đầu b Kiểm tra chiều cao đài theo ứng suất kéo chính: Tiết diện nguy hiểm Tuỳ thuộc vào phân bố tải trọng lên đầu cọc (Pi), tiết diện nguy hiểm phân tích đài cọc chịu ứng suất kéo xác định vị trí khác a) Tiết diện nguy hiểm hai phương xác lập hình tháp phá hoại có đáy bé mặt phẳng đỉnh đài theo chu vi cột đáy lớn đường nối điểm góc đối diện cọc; b) Tiết diện nguy hiểm phương mặt nghiêng có cạnh đáy nối điểm thuộc mép hàng cọc cạnh bé mép cột đối diện mặt nghiêng làm với mặt nằm ngang (mặt đáy đài) góc ≥ 450 Trường hợp góc nghiêng lớn 450 cần phân tích theo mặt nghiêng 450 xuất phát từ mép hàng cọc Ví trí tiết diện nguy hiểm minh hoạ hình sau Kiểm tra chiều cao đài theo tiết diện nguy hiểm Đối với tiết diện nguy hiểm hai phương: ≤ 2ℎ [ ( + 28 )+ ( + )] đó: (bc + c1) – chiều dài đường trung bình hình thang bên lăng thể phá hoại có cạnh nhỏ bc; (ac + c2) – chiều dài đường trung bình hình thang bên lăng thể phá hoại có cạnh nhỏ ac; P∑ – tổng phản lực đầu cọc từ tất cọc nằm lăng thể phá hoại; ac, bc kích thước tiết diện cột mặt đài cọc; k1 k2 hệ số xác định sau: 450 c1 c2 ac Tiết diện hai phương c2 Tiết diện phương c Đối với tiết diện phương nghiêng 450: = ℎ ≤ 2.5 P∑ ≤ bh0Rbt Đối với tiết diện nghiêng > 450, phân biệt hai trường hợp: + Khi bc + 2h0 ≥ b: + ≤ ℎ + Khi bc + 2h0 < b: : ( ≤ ℎ 29 +ℎ ) = ℎ ≤ 2.5 Ví dụ 3.13 Kiểm tra chiều cao đài cọc ví dụ 3.8 tải trọng lên cọc theo ví dụ 3.11 Bê tơng đài B25 Giải: a) Kiểm tra ứng suất cắt tiết diện đứng qua mép cột: Sơ đồ kiểm tra: Chiều cao làm việc đài: ho = h – a = 0,8 – 0,1 = 0,7m Chu vi cột: uc = 2(ac + bc) = 2(0,5 + 0,3) = 1,6m Cường độ kháng cắt bê tông B25: Rc = 4,5MPa (lấy Rc = (0,3 0,4)Rb Rb lấy theo cấp độ bền bê tông) Điều kiện kiểm tra: 30 ho N o Pcr u c R c Trong Pcr – tổng phản lực đầu cọc phạm vi mặt cột (nếu có) Pcr = N o Pcr 3200 0, 45 m u c R c 1, 6.4500 Chiều cao làm việc đài, ho = 0,7m lớn chiều cao chịu cắt trực tiếp chiều cao chọn đảm bảo điều kiện chịu cắt b) Kiểm tra ứng suất kéo tiết diện nghiêng Kiểm tra tiết diện hai phương k1 ho 2,5 ; c1 k1 0, 3,5 k1 = 2,5 0, k2 ho 2,5 ; c2 k2 0, 1, 0,5 Điều kiện kiểm tra: P [P] = {2hoRbt[k2(bc+c1)+k1(ac+c2)]} = [P] 31 Trong đó: P– tổng lực phá hoại theo phương đứng tổng phản lực lên đầu cọc mặt phá hoại, P = 3276,8 kN Tổng sức kháng đài tiết diện: [P] = 2.ho.Rbt[k2(bc+c1)+k1(ac+c2)] = 2.0,7.1050[1,4(0,3+0,2)+2,5(0,5+0,5)] = 4704 kN (P = 3276,8 kN) ([P] = 4704 kN) Đài không bị phá hoại theo mặt nghiêng hai phương Kiểm tra theo mặt nghiêng phương Mặt nghiêng phương xác định theo cọc có phản lực lớn nhất, sơ đồ phân tích hình vẽ sau: k h o 0, 1, c 0,5 (c = 0,5) (ho = 0,7) 45o, tiết diện nguy hiểm xác định hình bc + ho = 0,3 + 2.0,7 = 1,7 m (b = 1,6m) 32 Điều kiện kiểm tra: P [P] Trong đó: P – lực phá hoại, tổng phản lực đầu cọc mặt tiết diện nguy hiểm: P = 2Pmax = 2.641,1 = 1282,2 kN [P] – tổng sức kháng cho phép tiết diện b bc 1, 0,3 [P ] k.h o R bt 1, 4.0, 1050 = 977,5 kN (P = 1282,5 kN) ([P] = 977,5 kN) Chiều cao đài không đảm bảo điều kiện làm việc phương 9.2.2 Tính tốn bố trí cốt thép đài Cốt thép chịu lực đài tính tốn sở mơ men phản lực đầu cọc gây tiết diện tính tốn Thơng thường, tiết diện tính tốn tiết diện thẳng đứng qua sát mép cột Có thể cần phải tính tốn hai tiết diện vng góc hình sau Tổng diện tích cốt thép chịu uốn (một phía) tiết diện xác định theo cơng thức = 0.9 đó: M mơ men uốn tiết diện tính tốn ℎ = m – số cọc nằm tiết diện; Pj – phản lực đầu cọc thứ j tiết diện; zj – khoảng cách từ cọc j đến tiết diện (cánh tay đòn phản lực Pj); h0 – chiều cao làm việc đài cọc (từ mặt đài đến trọng tâm cốt thép) I II II I 33 Ví dụ 3.14 Tính tốn – Thiết kế cốt thép đài cọc cho ví dụ 3.12 với chiều cao đài h = 1,0m Sử dụng thép AII Giải: a) Cốt thép theo phương y (cạnh dài) Fa M max 0, 9.Rs h o Trong đó: Mmax – mô men uốn tiết diện I – I phản lực đầu cọc tiết diện gây Mmax = 2.Pmax.Zmax = 2.557,2.0,75 = 835,8 kNm ho – chiều cao làm việc đài, ho = 1,0 – 0,1 = 0,9 m Fa 835,8 0, 00369 m2 (=37cm2) 0, 9.280000.0, Sơ đồ phân tích hình vẽ đây: Chọn 1022 (AII) bố trí (Fa = 38cm2) b) Cốt thép theo phương trục x (cạnh ngắn) Mô men tiết diện II–II Mmax = (P1 + P3 + P5).Z 34 = (535,0+546,1+557,2).0,35 = 573,4 kNm Fa 573, 0, 00253 m2 = 25,3 cm2 0, 9.280000.0, Chọn 1516 (AII) bố trí Cốt thép đài bố trí hình vẽ sau: 9.3 Kiểm tra lún móng cọc 9.3.1 Móng khối tương đương Khi dự báo lún móng cọc, tồn móng bao gồm đài cọc, cọc đất cọc coi khối không biến dạng gọi móng khối tương đương (móng khối qui ước) Việc xác định kích thước khối tương đương có nhiều đề nghị khơng giống Đề nghị sau áp dụng: - Chiều cao khối tính từ mặt đất đến độ sâu mũi c ọc; - Bề rộng/chiều dài móng tính theo mép ngồi hàng cọc ngồi mở rộng phía theo góc mở = tb/4 tb lấy giá trị trung bình từ lớp đất kể từ mặt đất đến mũi cọc có xét đến chiều dày lớp = ∑ ∑ i góc ma sát đất lớp i mà cọc qua; li chiều dài đoạn cọc qua lớp i 35 N0 MĐTN L A B Ltđ = l + 2Ltan; Btđ = b + 2Ltan 9.3.2 Dự báo lún móng cọc Lún móng cọc dự báo theo phương pháp áp dụng cho móng nơng khối móng tương đương tác dụng tải trọng tác dụng lên móng (Xem mục 2… ) Thơng thường, mũi cọc đặt vào lớp đất tốt bên lớp đất tốt “hơn” dự báo độ lún móng cọc áp dụng phương pháp biến dạng tuyến tính theo cơng thức sau: = 1− đ Trong đó: E0, 0 – đặc trưng biến dạng lớp đất mũi cọc; p – tải trọng gây lún mũi cọc, p = N0/(Ltđ.Btđ); Btđ – bề rộng móng khối tương đương; – hệ số biến dạng đất móng, = f(Ltđ/Btđ) tra theo bảng 15 Phụ lục I Ví dụ 3.15 Dự báo độ lún móng cọc đài thấp thiết kế theo sơ đồ cho Kích thước tiết diện cọc 30 x 30 (cm) Kích thước mặt dài 1,6 x 2,4m đặt sâu 1,2 m Tải trọng chân cột No = 2450kN Giải: a) Xác định kích thước móng quy ước: Hm = 16,0m Blđ = (1,0 + 0,3) + 2L.tg Llđ = (1,8 + 0,3) + L.tg 36 Trong đó: L – chiều dài làm việc cọc, L = 14,8m – góc huy động, tb 3o 46 tb – góc sát trung bình đất chiều dài làm việc cọc; n tb i l i i 1 n li i 1 i l i i 1 n li i 1 16o 40.33 o.5,5 30 o.6, tb 15o 6 3,3 5,5 6, Ltđ = (1,8 + 0,3) + 2.14,8.tg(3o46’) = 4,04m Btđ = (1,0 + 0,3) + 2.14,8.tg(3o46’) = 3,24m b) Tải trọng gây lún đáy móng quy ước 37 p No 2450 187, kPa L td B td 4, 04.3.24 c) Dự báo lún S = p.Btđ 203 0,32 = 187, 2.3, 24.0, 98 0, 067 m E 03 8000 S = 6,7 cm L Trong f td 1, 25 0, 98 xác định theo bảng 15, phụ lục I B td 9.4 Kiểm tra cường độ đất mũi cọc ổn định móng cọc 9.4.1 Các trường hợp phải kiểm tra Chỉ kiểm tra đất mũi cọc trường hợp cọc đóng vào đá 9.4.2 Kiểm tra ổn định móng cọc Kiểm tra ổn định móng cọc – cơng trình bên đư ợc thực có tình sau: - Cơng trình thường xun chịu tải trọng ngang lớn - Cơng trình trên/gần sườn dốc - Chênh lệch phụ tải hai phía cơng trình lớn 38 39 ... có: 1 80 kPa; 2 13, 3 kPa; ? ?3 46, kPa; 4 72 ,3 kPa R4 = k4.qc4 = 0,4.10840 = 433 6 kPa Pđn = 433 6.0,16 + 1,6(80.4,5 + 13, 3.5,5 + 46,4.7,2 + 72 ,3. 0,9) 11 = 694 + 133 1 = 2025 kN Sức chịu... thức Decourt (1982): 13 i N 10(kPa) 0 ,3 1 10 16, 7(kPa) 0 ,3 2 12 10 50, 0(kPa) 0 ,3 ? ?3 33 10 120(kPa) 0 ,3 Rn = .Nn R3 = 400 .33 = 132 00 kPa Pđn = 132 00.0,1225 + 1,4(16,7.7,5... 16o 40 .33 o.5,5 30 o.6, tb 15o 6 3, 3 5,5 6, Ltđ = (1,8 + 0 ,3) + 2.14,8.tg(3o46’) = 4,04m Btđ = (1,0 + 0 ,3) + 2.14,8.tg(3o46’) = 3, 24m b) Tải trọng gây lún đáy móng quy ước 37 p