Nguyên lý làm việc của cọc vuông ứng suất trước chịu tải trọng

Trị số lực dính bám

Phân tích và xử lí các kết quả thí nghiệm đã lập được công thức thực nghiệm xác định lực dính bám phụ thuộc vào chất lượng bê tông, bề mặt cốt thép và trạng thái chịu lực. • Trường phái Nga biểu diễn τmax theo cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông Rbn. • Trường phái Pháp biểu diễn giá trị lực dính trung bình τ theo cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bê tông Rtn.

NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA CỌC VUÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC KHI CHỊU TẢI TRỌNG

Với phương pháp chế tạo chế tạo cọc vuông ứng lực trước tiết diện không có bản thép bịt đầu cọc (bản thép vuông góc với trục cọc), như vậy sự làm việc của cọc phụ thuộc vào lực dính bám của bê tông và cốt thép ứng suất trước. Tại hai đầu cọc vì khả năng bám dính của cốt thép và bê tông chưa phát triển hết nên khả năng chịu lực của cốt thép ứng lực trước trong cọc bị giảm yếu -> khả năng chịu lực của cọc bị giảm yếu -> tại vị trí này phải gia cường thêm cốt thép thường chịu lực cùng cốt thép ứng lực trước. Các trường hợp cọc chịu tải có thể gây gẫy đầu cọc do không gia cường hoặc gia cường thiếu cốt thép thường.

Trong các công trình cảng, các công trình trên nền địa chất yếu dễ sinh ra trượt cung tròn làm trượt mái đất. Nếu mặt trượt nguy hiểm đi qua vị trí đầu cọc tại các mối nối cọc, áp lực đất tác dụng lên cọc sẽ sinh ra mômen có nguy cơ làm gẫy cọc sụp đổ công trình. Hệ thống ray cần trục khi vận hành sẽ sinh ra lực ngang rất lớn tác dụng lên đầu cọc.

Gia cường thêm vào mỗi đầu cọc một đoạn thép thường nhằm bổ sung thêm khả năng chịu lực đã bị giảm yếu của cọc trong đoạn này. Khoảng cách c phụ thuộc vào chiều dài mỗi cọc, mác bê tông, loại thép ứng suất trước và trạng thái chịu lực của cọc trong các điều kiện sử dụng cụ thể. Nếu gia cường cốt thép thường trong khoảng cốt thép ứng suất trước bị giảm khả năng chịu lực do chưa phát huy được hết khả năng dính bám 1 1.

Trong các trạng thái chịu lực cụ thể của cọc ta sẽ có: lực dọc, lực cắt, mômen mà cọc phải chịu từ đó thiết kế bê tông, thép ứng suất trước và thép đai; mômen tại các tiết diện đầu cọc để gia cường thêm cốt thép thường.

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

GIẢI PHÁP KĨ THUẬT THIẾT KẾ MểNG ĐƯỜNG CỔNG TRỤC 1. Bố trí mặt bằng

- Ray cổng trục sử dụng ray QU80 (theo tiêu chuẩn Trung Quốc), đáy của ray được đặt bằng với mặt bãi để tránh liệu làm ảnh hưởng đến đường chạy của cổng trục. Theo tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXDVN 327:2004: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển, vết nứt cho phép được quy định trong bảng 1. Móng đường cổng trục là kết cấu bê tông cốt thép được xây dựng ngay sát vùng nước có nhiễm mặn, nằm ngoài trời, không được che chắn, chịu tác động trực tiếp của khí mặn và không chịu tác động của mực nước lên xuống.

Các hạng mục công trình thủy được xây dựng trong vùng nước mặn có xâm thực nên các cấu kiện bằng bê tông có cấp độ bền B22,5 (mác 300), độ chống thấm B-6, , phải được đầm chặt. - Đá trộn bê tông có kích thước 2x4 cm, các viên đá phải đều, không có viên dẹt - Cát trộn bê tông là cát vàng, hạt thô, không lẫn chất hữu cơ và không được nhiễm mặn. Trong quá trình ép cọc, phải có biện pháp bảo vệ các hố ga hiện hữu trên bãi và phải tránh gây các chấn động mạnh làm ảnh hưởng đến các công trình lân cận, nếu xảy ra hiện tượng bất thường phải báo ngay cho đơn vị thiết kế để cùng xử lý kịp thời.

Khi bố trí cốt thép các cấu kiện, không được cắt, nối cốt thép trong vùng bê tông chịu kéo; tại mỗi tiết diện không được cắt, nối quá 50% diện tích cốt thép đối với thép có gờ và 25% diện tích cốt thép đối với thép tròn trơn. Trước khi đổ bê tông, bắt buộc phải kiểm tra lớp bê tông lót móng hoặc ván khuôn đáy, hệ ván khuôn thành dầm đảm bảo vững chắc, kín khít. Bê tông dầm các loại được chỉ định sử dụng bê tông trạm trộn, vận chuyển và đổ bằng xe chuyển trộn và bơm bê tông.

- Luôn kiểm tra lăng thể đá dăm hai bên móng cổng trục, nếu phát hiện thấy hiện tượng sụt, lún bất thường phải nhanh chóng bù đá kịp thời.

TÍNH TOÁN MểNG ĐƯỜNG CỔNG TRỤC 1. Các bài toán tính toán kiểm tra

Áp lực bánh xe cần cẩu được mô hình hoá trong sơ đồ tính bằng các lực tập trung, có khoảng cách đúng với khoảng cách bánh xe và các tải trọng này di động. Trong chương trình phân tích kết cấu SAP2000 v7.42, tải trọng này được mô tải dưới dạng Moving load, di động trên Lane là các phần tử của dầm. Lực này được mô hình hoá trong sơ đồ tính bằng tải trọng tập trung có phương trùng với trục của dầm, chiều của lực được tổ hợp với các lực khác.

Lực này được mô hình hoá trong sơ đồ tính bằng tải trọng tập trung có phương vuông góc với trục của dầm, chiều của lực được tổ hợp với các lực khác. Thực tế tại nhà máy đang sử dụng bãi liệu này và đã chất tải đến 3 T/m2 và không có hiện tượng lún bất thường xảy ra; phía mép bờ sông đang có đường giao thông cho các xe chở liệu với tải trọng lớn thường xuyên đi lại và không có hiện tượng lún, trượt bất thường. Vì vậy, thực tế cho thấy hiện tượng trượt đất đã không xảy ra và tương lai sẽ có các biện pháp bảo vệ cho bãi liệu không bị lún, trượt.

Tuy nhiên, trong thiết kế móng đường cổng trục, để đảm bảo an toàn trong các trường hợp xấu nhất có thể xảy ra, đơn vị thiết kế giả thiết nền đất có khả năng bị trượt ra phía bờ sông khi chịu tải trọng trên bãi với các số liệu khảo sát địa chất ban đầu. Tuy nhiên, cọc của móng cổng trục có khoảng cách 3,6m là tương đối lớn so với tiết diện cọc (gấp hơn 10 lần) nên không thể tạo thành "màng cọc" chắn lớp bùn, lớp bùn sẽ trượt xuyên qua cọc và chỉ có tác dụng một phần áp lực lên cọc. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng, đơn vị quản lý cần thường xuyên kiểm tra và đảm bảo hai bên móng cổng trục phải được lấp đầy đá hộc.

Chiều sâu ngàm tính toán được xác định theo đất nền (xem phụ lục) + Tải trọng cổng trục được mô tả là tải trọng di động gồm tải trọng đứng và tải lực xô ngang. - Sau khi chạy chương trình tính toán có nội lực kiểm tra nội lực lớn nhất tác dụng lên các cấu kiện, tính toán thép và kiểm tra nứt các cấu kiện. Với phương pháp chế tạo chế tạo cọc ứng lực trước tiết diện vuông không có bản thép bịt đầu cọc (bản thép vuông góc với trục cọc), tại đầu đoạn cọc khả năng phát huy hết khả năng chịu lực của thép ứng lực trước thông qua lực bám dính giữa bê tông và thép nên khả năng chịu lực của cọc bị giảm yếu.

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Kết luận: Trong chiều dài đoạn thép thường đầu cọc, lực bám dính giữa cốt thép và bê tông đã phát huy tác dụng đủ lớn để chịu lực. Kết luận: Móng cổng trục đảm bảo độ bền, đảm bảo điều kiện mở rộng vết nứt.