CHUONG 4 THIET KE MONG SAU

CHƯƠNG 4: MĨNG SÂU 4.1 Phân loại móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc 4.3 Cấu tạo cọc đài cọc 4.4 Xác định sức chịu tải thẳng đứng cọc đơn 4.5 Xác định số lượng cọc bố trí cọc mặt 4.6 Tính tốn NỀN móng cọc treo theo TTGH 4.7 Tính tốn độ bền cấu tạo đài cọc 4.8 Móng cọc dạng băng bè CHƯƠNG 4: MÓNG SÂU 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang 4.10 Nền móng chịu tải trọng động đất Móng sâu 4.1 Phân loại móng sâu  Móng sâu móng đặt tới lớp đất có khả chịu lực sâu  • • • • • •  Móng sâu sử dụng khi: Các lớp đất phù hợp nằm lớp đất “yếu” Mực nước ngầm cao Lực đẩy ngang lớn Lực đứng lớn, đặc biệt chịu kéo Mái dốc, lớp đất nghiêng lớn Công trình quan trọng, địi hỏi độ tin cậy cao Phân loại móng sâu: Gồm: móng cọc, tường đất, giếng chìm BM Địa Kỹ Thuật Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc Cọc: Là cột hạ vào đất thi công đất làm nhiệm vụ truyền tải trọng cơng trình xuống đất tốt bên Móng cọc: Là móng gồm nhiều cọc liên kết với phân bố gọi đài cọc BM Địa Kỹ Thuật 4 Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc 4.2.1 Theo vật liệu BM Địa Kỹ Thuật Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc Bê tông cốt thép Chiều dài 5-70m Tải trọng thiết kế 200 kN – 20,000 kN BM Địa Kỹ Thuật Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc Bê tông cốt thép Bê tông cốt thép Chiều dài 5-70m Tải trọng thiết kế 200 kN – 20,000 kN BM Địa Kỹ Thuật Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc Cọc thép Chiều dài 5-40m Tải trọng thiết kế 400 kN – 2500 kN BM Địa Kỹ Thuật Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc Cọc gỗ Chiều dài 4-20m Tải trọng thiết kế 100 kN – 500 kN BM Địa Kỹ Thuật Móng sâu 4.2 Phân loại cọc móng cọc Cọc composite Chiều dài 4-20m Tải trọng thiết kế 100 kN – 1800 kN BM Địa Kỹ Thuật 10 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998  bd  Kbc  c E p Ip K : Hệ số tỉ lệ tra bảng G.1 TCXD 205 : 1998 Phụ thuộc vào loại, đất trạng thái đất, loại cọc K xác định phạm vi LK tính từ đế đài: LK= 3,5d + 1,5 - Nếu phạm vi LK có lớp đất K tra theo bảng G.1 TCXD 205 : 1998 - Nếu phạm vi LK có lớp đất K tính đổi theo cơng thức sau: K1l1 (2lK  l1 )  K (lK  l1 ) K l2K - Nếu phạm vi LK có lớp đất K tính đổi theo công thức sau: K1l1[2(l3  l2 )  l1 )  K 2l2 (2l3  l1 )  K 3l32 K l2K BM Địa Kỹ Thuật 103 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 Chuyển vị ngang, m, góc xoay, rad, cọc mức đáy đài Trong đó: Hl30 Ml02  n  y   l0   3E p I p 2E p I p (2.5) Hl02 Ml0      l0   2E p I p E p I p y0  H 0HH  M 0HM (2.7)   H 0MH  M 0MM (2.8) HH  A0  bd E p I p HM  MH MM   B0  bd E p I p C0  bd E p I p (2.6) (2.9) (2.10) (2.11) A0,B0,C0 - Những hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng 2.2 BM Địa Kỹ Thuật 104 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 BM Địa Kỹ Thuật 105 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 BM Địa Kỹ Thuật 106 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 Áp lực tính tốn lên đất theo phương ngang, σzy, mơ-men uốn, Mz, lực cắt ngang, Qz, tiết diện cọc  K  0 M0 H0 zy  z e  y0 A1  B1  C1  D1    bd   bd  bd E p I p  bd E p I p  M z   2bd E p I p y0 A3   bd E p I p B3  M 0C3  H0 D3  bd Qz  3bd E p I p y0 A   bd E p I p B4   bd M 0C4  H D4 (2.12) (2.13) (2.14) A1 ,B1 ,C1 ,D1   A3 ,B3 ,C3 ,D3  Các hệ số tra bảng 2.3 A ,B4 ,C4 ,D4  BM Địa Kỹ Thuật 107 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 Tính tốn độ ổn định đất xung quanh cọc zy  12 'v tg1  c1   cos 1 (2.15) BM Địa Kỹ Thuật 108 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 Ví dụ tính toán: Cọc BTCT đúc sẵn B30, dài 53m, tiết diện 0.5x0.5m Mực nước ngầm bắt đầu độ sâu -1.5m Tính chuyển vị ngang đỉnh cọc nội lực cọc Lực ngang tác dụng đỉnh là: H=8.25kN, 24.75kN, 49.5kN M=0 kN.m BM Địa Kỹ Thuật 109 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 Ví dụ tính tốn: Cọc BTCT đúc sẵn B30, dài 53m, tiết diện 0.5x0.5m Mực nước ngầm bắt đầu độ sâu -1.5m Tính chuyển vị ngang đỉnh cọc nội lực cọc Lực ngang tác dụng đỉnh là: H=8.25kN, 24.75kN, 49.5kN M=0 kN.m BM Địa Kỹ Thuật 110 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 z (m) ze (m) A1 B1 C1 D1 A3 B3 C3 D3 A4 B4 C4 D4 σzy (T/m2) Mz (T.m) Qz (T) 0,00 0,00 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 0,00 0,00 4,95 0,35 0,20 1,000 0,200 0,020 0,001 -0,001 0,000 1,000 0,200 -0,020 -0,003 0,000 1,000 0,95 1,72 4,73 0,70 0,40 1,000 0,400 0,080 0,011 -0,011 -0,002 1,000 0,400 -0,080 -0,021 -0,003 1,000 1,62 3,28 4,15 1,06 0,60 0,999 0,600 0,180 0,036 -0,036 -0,011 0,998 0,600 -0,180 -0,072 -0,016 0,997 2,03 4,62 3,34 1,41 0,80 0,997 0,799 0,320 0,085 -0,085 -0,034 0,992 0,799 -0,320 -0,171 -0,051 0,989 2,20 5,64 2,40 1,76 1,00 0,992 0,997 0,499 0,167 -0,167 -0,083 0,975 0,994 -0,499 -0,333 -0,125 0,967 2,19 6,28 1,43 2,11 1,20 0,979 1,192 0,718 0,288 -0,287 -0,173 0,938 1,183 -0,716 -0,575 -0,259 0,917 2,01 6,65 0,50 2,47 1,40 0,955 1,379 0,974 0,456 -0,455 -0,319 0,866 1,358 -0,967 -0,910 -0,479 0,821 1,74 6,66 -0,32 2,82 1,60 0,913 1,553 1,264 0,678 -0,676 -0,543 0,739 1,507 -1,248 -1,350 -0,815 0,652 1,40 6,42 -1,02 3,17 1,80 0,848 1,706 1,584 0,961 -0,956 -0,867 0,530 1,612 -1,547 -1,906 -1,299 0,374 1,07 5,96 -1,55 3,35 1,90 0,795 1,770 1,752 1,126 -1,118 -1,074 0,385 1,640 -1,699 -2,227 -1,608 0,181 0,84 5,68 -1,76 3,52 2,00 0,735 1,823 1,924 1,308 -1,295 -1,314 0,207 1,646 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 0,66 5,36 -1,93 3,87 2,20 0,575 1,887 2,272 1,720 -1,693 -1,906 -0,271 1,575 -2,125 -3,360 -2,849 -0,692 0,32 4,64 -2,14 4,23 4,58 2,40 2,60 0,347 0,033 1,874 1,755 2,609 2,907 2,105 2,724 -2,141 -2,621 -2,663 -3,600 -0,941 -1,877 1,352 0,917 -2,339 -2,437 -4,228 -5,140 -3,973 -5,355 -1,592 -2,821 -0,46 -0,24 3,86 3,09 -2,22 -2,17 4,93 2,80 -0,385 1,490 3,128 3,288 -3,103 -4,718 -3,408 0,197 -2,346 -6,023 -6,990 -4,445 -0,42 2,36 -2,02 5,28 6,16 7,04 3,00 3,50 4,00 -0,928 -2,928 -5,853 1,037 -1,272 -5,941 3,225 2,463 -0,927 3,858 4,980 4,548 -3,541 -3,919 -1,614 -6,000 -9,544 -11,73 -4,688 -10,34 -17,92 -0,891 -5,854 -15,07 -1,969 1,074 9,244 -6,765 -6,789 -0,358 -8,840 -13,69 -15,61 -6,520 -13,83 -23,14 -0,60 -0,83 -0,98 1,67 0,44 0,00 -1,78 -0,99 0,02 BM Địa Kỹ Thuật 111 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 H (kN) z (m) 8,25 σzy Mz (kN/m2) (kNm) 24,75 Qz (kN) σzy Mz (kN/m2) (kNm) 49,5 Qz (kN) σzy Mz (kN/m2) (kNm) Qz (kN) 0,00 0,00 0,00 8,25 0,00 0,00 24,75 0,00 0,00 49,50 -0,35 1,59 2,87 7,89 4,76 8,61 23,66 9,53 17,22 47,32 -0,70 2,70 5,47 6,92 8,11 16,40 20,76 16,22 32,81 41,52 -1,06 3,38 7,70 5,56 10,13 23,10 16,69 20,27 46,19 33,38 -1,41 3,67 9,39 4,00 11,01 28,18 12,01 22,01 56,36 24,01 -1,76 3,64 10,47 2,38 10,93 31,42 7,15 21,87 62,83 14,29 -2,11 3,35 11,08 0,84 10,06 33,25 2,51 20,12 66,49 5,02 -2,47 2,90 11,10 -0,53 8,69 33,31 -1,59 17,37 66,63 -3,18 -2,82 2,33 10,71 -1,70 7,00 32,12 -5,10 14,01 64,25 -10,20 BM Địa Kỹ Thuật 112 Móng sâu 4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang Tiêu chuẩn Việt Nam _ TCXD 205-1998 Biểu đồ mômen Biểu đồ lực cắt 0,00 -1,00 0,00 20,00 40,00 60,00 Q (kN) 0,00 M (kN.m) 80,00 -40,00 -20,00 0,00 -1,00 -2,00 20,00 40,00 60,00 -2,00 -3,00 H1=8,25kN -3,00 H1=8,25kN -4,00 H3=24,75kN -4,00 H3=24,75kN -5,00 H6=49,5kN -5,00 H6=49,5kN -6,00 -6,00 -7,00 -7,00 z (m) -8,00 -8,00 z (m) Biểu đồ áp lực lên đất theo phương ngang 0.00 -20.00 -10.00 -1.000.00 10.00 20.00 30.00 -2.00 -3.00 H1=8,25kN -4.00 H3=24,75kN -5.00 H6=49,5kN -6.00 -7.00 -8.00 z (m) BM Địa Kỹ Thuật 113 Móng sâu 4.10 Nền móng chịu tải trọng động đất – Mục 12 TCVN 10304:2014 1- Khi tính sức chịu tải cực hạn cọc chịu động đất Rc,u theo tiêu lý (thí nghiệm phịng) –Mục 4.4.3.1- giá trị qb, fi cần nhân với hệ số giảm yếu điều kiện làm việc đất γeq1 γeq2 ghi bảng 18 BM Địa Kỹ Thuật 114 Móng sâu 4.10 Nền móng chịu tải trọng động đất – Mục 12 TCVN 10304:2014 2- Khi tính sức chịu tải cực hạn cọc chịu động đất, phạm vi từ mặt đất đến chiều sâu tính tốn hd lấy cường độ sức kháng thân cọc fi=0 hd tính theo cơng thức sau khơng lớn 3/αε : h d  Trong đó: a1  H    a 3M  a  b p  1tg1  c1     a1,a2,a3 hệ số không thứ nguyên lấy tương ứng 1,5; 0,8;1,6 đài cao cọc đứng độc lập VÀ tương ứng 1,2; 1,2; ngàm cứng đầu cọc vào đài thấp H,M giá trị tính tốn lực ngang mơ men uốn tác dụng lên cọc cao trình mặt đất tính với tổ hợp tải trọng đặc biệt có động đất αε: hệ số biến dạng, 1/m; bp chiều rộng tính đổi cọc Hai giá trị xác định mục 4.4.2.1  I , I , c I :lần lượt trị tính tốn dung trọng đất (có kể đến đẩy nổi),góc m a sát đất, lực dính đơn vị đất BM Địa Kỹ Thuật 115 Móng sâu 4.10 Nền móng chịu tải trọng động đất – Mục 12 TCVN 10304:2014 3- Khi chịu tải trọng động đất góc ma sát đất giảm Vì việc xác định chiều sâu tính tốn hd hay tính tốn cọc chịu tải trọng ngang cần tiến hành với trị số φI giảm bớt sau: Cấp động đất Góc ma sát giảm 20 70 40 Từ phụ lục H I TCVN 9386:2012, tra cấp động đất khu vực tính BM Địa Kỹ Thuật 116 Móng sâu 4.10 Nền móng chịu tải trọng động đất – Mục 12 TCVN 10304:2014 Một số lưu ý thiết kế móng vùng đồng đất Đối với móng vùng động đất cho phép dùng tất loại cọc, trừ cọc khơng có cốt thép ngang Khơng cho phép dùng cọc khơng có cốt dọc theo suốt lcọc Khi thiết kế móng cọc vùng có động đất phải đưa mũi cọc tựa lên loại đất đá, đất hịn lớn, cát chặt chặt trung bình, đất sét có số sệt IL< 0,5 Khơng cho phép tựa mũi cọc lên cát rời bão hòa nước đất sét bụi có số sệt IL > 0,5 Độ cắm sâu cọc vào đất vùng động đất phải lớn 4m, mũi cọc nằm đất cát bão hồ nước chặt vừa khơng nhỏ 8m trừ trường hợp mũi cọc tựa đá Đài cọc tường chịu lực khối nhà cơng trình cần phải liền khối bố trí cao độ Trong trường hợp liên kết ngàm, chiều dài ngàm cọc vào đài xác định tính tốn có kể đến tải trọng động đất Khơng cho phép xây dựng móng cọc khơng có đài cho nhà cơng trình BM Địa Kỹ Thuật 117 ... Thuật 27 Móng sâu 4. 4 Xác định sức chịu tải thẳng đứng cọc đơn (TCVN 103 04: 20 14) 4. 4.2 Sức chịu tải cọc theo độ bền vật liệu làm cọc 4. 4.2.2 Cọc khoan nhồi (mục 7.1.9 TCVN 103 04: 20 14) Pv    ... đơn (TCVN 103 04: 20 14) 4. 4.3 Sức chịu tải cọc theo độ bền đất  R c,u R TT  n k BM Địa Kỹ Thuật 31 Móng sâu 4. 4 Xác định sức chịu tải thẳng đứng cọc đơn (TCVN 103 04: 20 14) 4. 4.3 Sức chịu tải... qb theo dẫn TCVN 103 04- 20 14 mục 7.2.1 BM Địa Kỹ Thuật 32 Móng sâu 4. 4 Xác định sức chịu tải thẳng đứng cọc đơn (TCVN 103 04: 20 14) 4. 4.3 Sức chịu tải cọc theo độ bền đất 4. 4.3.1 Theo kết thí nghiệm