I. TÍNH TỐN MĨNG M
8. Tính tốn đài cọc:
II.TÍNH TỐN MĨNG M
1. Tải trọng tác dụng lên mĩng : a). Tải trọng tính tốn :
Tải trọng tính tốn được sử dụng để tính tốn nền mĩng theo trạng thái giới hạn thứ nhất.
Dựa vào bảng tổ hợp nội lực chân cột :
CỘT TRỤC B,C
Mmin(Tm) Ntư (T) Q(T)
-41.724 -614.019 -17.32
-Chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính tốn cho mĩng M2 :
-Vì trong quá trình giải khung để tăng khả năng nguy hiểm cho khung ta khơng tính đà kiềng .sàn tầng hầm và tường xây trên đà kiềng vào khung nên khi tính mĩng ta cộng thêm các tải trọng này vào phần lực dọc N.
-Tiết diện đà kiềng chọn là (35 x 70) cm. -Theo phương trong mặt phẳng khung:
G1 = bđ x hđ x x n x Lđ = 0.35 x 0.7 x 2.5 x 1.1 x 9 = 6.064 T -Theo phương vuơng gĩc mặt phẳng khung:
G2 = bđ x hđ x x n x Lđ= 0.35 x 0.7 x 2.5 x 1.1 x 9 = 6.064 T -Tải do tường tầng hầm bằng bêtơng (dày 15cm):
G3 = bt x ht x x n x L= 0.15 x 3 x 2.5x 1.1 x 9 = 1.114 T
-Tải trọng do sàn tầng hầm dày 20cm. với diện tích truyền tải lên cột C2 : G4 = 0.2 x 9x8.5 x 2.5 x 1.1=42.075T
-Vậy tổng lực dọc tác dụng xuống mĩng M2 :
N= 614.019 + 6.064 + 6.064 +1.114 +42.075 = 669.336T=6693.36KN
b). Tải trọng tiêu chuẩn :
-Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính tốn nền mĩng theo trạng thái giới hạn thứ hai.
-Tải trọng lên mĩng đã tính được từ SAP là tải trọng tính tốn, muốn cĩ tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lên mĩng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cơng trình. Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình n =1,15. Nhưtải trọng tiêu chuẩn nhận được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng tính tốn chia cho hệ số vượt tải trung bình. M2: Mtc=-362.817KNm ; Ntc=582.03KN ;Qtc=-150.609KN
2. Cấu tạo cọc :
a). Vật liệu làm cọc :
- Bê tơng B25, Rb = 145 (daN/cm2) ; Rbt = 10.5 (daN/cm2).
- Cốt thép chịu lực nhĩm AII cĩ Rs = 2800 (daN/cm2)
- Cốt đai nhĩm AI cĩ Rs = 2300 (daN/cm2)
b). Tiết diện cọc :
- Cọc chịu tải trọng ngang, hàm lượng cốt thép (0,4 - 0,65)%. Để chọn được
đường kính cọc và chiều sâu hạ cọc thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng của cơng trình, cần phải đưa ra phương án kích thước khác nhau để so sánh lựa chọn. Tuy nhiên trong khuơn khổ thời gian của đồ án này ta chọn tính cọc cĩ đường kính D=0.8 m, phù hợp với khả năng thi cơng cọc khoan nhồi ở nước ta hiện nay.
- Cốt thép dọc chịu lực giả thiết gồm : 1418 cĩ As = 35.63 cm2, = 0,728%.
3. Sơ bộ chiều sâu đáy đài và các kích thước :
- Chọn chiều cao đài mĩng là hđ =1.5 m. Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên là -3.5m, tính từ cốt 0.00 qui ước là -4.5 m.
- Chân cọc cắm sâu vào lớp cát hạt nhỏ và trung (lớp đất 6) đoạn 20 m. Chất lượng bê tơng cọc nhồi phần đầu cọc thường kém do đĩ đập vỡ bêtơng đầu cọc cho chừa cốt thép ra một đoạn 90cm và ngàm vào đài. Phần cọc ngàm vào đài 20 (cm). Tổng chiều dài cọc là (0.90.231.9) = 33 m
- Chiều sâu đặt đáy đài nhỏ nhất được thiết kế với yêu cầu cân bằng áp lực ngang
theo giả thiết tải ngang hồn tồn do lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận.
- Dùng Qmax = 13.9T để kiểm tra điều kiện cân bằng áp lực ngang đáy đài theo cơng thức thực nghiệm sau:
hm d tt o B Q tg h max min 2 ) 2 45 ( 7 . 0 Trong đĩ:
Q: lực ngang tác dụng lên đài, Qmax =173.2 KN
φ : gĩc ma sát trong của lớp đất đặt đáy đài, φ = 15.410 B: bề rộng của đài, giả thiết b=4m;
γ: dung trọng của lớp đất đặt đáy đài; γ = 19.64 KN/m2 Do đĩ hm ≥ 4 64 . 19 2 . 173 2 ) 2 41 . 15 45 ( 7 . 0 x x tg o o = 1.12 ( m )
Vậy hm = 1.5 m thỏa điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta cĩ thể tính tốn mĩng với giả thiết tải ngang hồn tồn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận.
4. Tính tốn sức chịu tải của cọc khoan nhồi :
a). Theo vật liệu làm cọc :
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo cơng thức: (Tham khảo mục 4 TCXD 195-1997 – thiết kế cọc khoan nhồi)
Pvl =Ru.Ab + Ran.Aa. Trong đĩ:
Ru : Cường độ tính tốn của bê tơng cọc nhồi Ru =
5 . 4
R
nhưng khơng lớn hơn 60 daN/cm2 trong trường hợp cọc đổ bê tơng dưới nước hoặc trong dung dịch sét.
Với R =350 daN/cm2 mác thiết kế của bêtơng => Ru = 77.78 daN/cm2 > 60 daN/cm2 => Ru = 60 daN/cm2 Ab = 2 4 d
= 0.5024 m2, diện tích tiết diện ngang của bê tơng trong cọc Ran : Cường độ tính tốn cho phép của cốt thép, khi thép nhỏ hơn ∅ 28 mm Ran = 5 . 1 c R
Với Rc = 2800 daN/cm2: giới hạn chảy của cốt thép ( cốt thép nhĩm AII ) => Ran = 2800
1.5 = 1866.67 daN/cm2 < 2200 daN/cm2 Aa = 44cm2 , diện tích tiết diện cốt thép
Từ đĩ ta cĩ :
Pvl = 605024 + 1866.67 35.63 = 367949.45 (daN) = 367.94945 (KN)
b). Theo đất nền :
Theo chỉ tiêu cơ lý đất nền :
Cơng thức xác định sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền ( phụ lục A
TCXD - 205 :1998 ) tc tc tc a k Q Q Trong đĩ:
ktc : Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,4 dựa trên quy phạm Qa : Sức chịu tải của đất nền
Qtc = m .( mR . qp. Ap+ U . mf . fsi . li)
Với - qp : Cường độ tính tốn chịu tải của đất ở mũi cọc. - m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1.0 - mR : Hệ số làm việc của đất ở mũi cọc ,lấy mR = 1
- mf : Hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc ( bảng A.5 TCXD – 205 :