Rb – Cường độ chịu nén của bê tông Rb = 11,5 (MPa)
3.9. Tính toán chiều cao đài cọc
Đài cọc chịu tác dụng tải trọng cơng trình từ trên truyền xuống và phản lực của các cọc từ dưới tác dụng lên. Khi đó đài cọc có thể bị phá hoại theo 2 trường hợp :
+ chọc thủng do các hàn cọc gây ra
+ phá hoại trên mặt phẳng nghiêng do truyền ứng suất kéo chính
Vì vậy khi tính tốn chiều cao làm việc của đài phải dựa vào sơ đồ tính tốn chọc thủng và tính tốn phá hoại trên mặt phẳng nghiêng
800 0 450 1800 450 2700 45 0 18 00 45 0 27 00 N0tc M0tc Q0tc 350 75 0 60 0 20 0 500 35 0
Hình 3.5. Sơ đồ tính chọc thủng do hàn cọc gây ra theo hai phương cạnh a và b
Giả thiết : c= 0,2 (m) ( c là lớp bê tông bảo vệ ) hđ = 0,8 (m) (chiều cao của đài)
=> h0 = 0,6 (m) ( chiều cao làm việc của đài ) Theo phương cạnh a :
Khi a ≤ ac + 2h0 thì Pnp ≤ (ac+a).h0.k.Rk Khi a > ac + 2h0 thì Pnp ≤ (ac+h0).h0.k.Rk
Trong đó :
+ Pnp - Tổng phản lực đầu cọc nằm ngoài phạm vi tháp chọc thủng, xét cho từng hàng cọc nằm ngoài phạm vi chọc thủng. Pnp = 0
+ ak - Cạnh cột song song với mép lăng thể chọc thủng, ak = 0,5m + a - Cạnh đáy đài song song với ak, a = 2,7m
+ c - khoảng cách từ mép cột đến hàng cọc đang xét Theo hình 3.5 thì c = ca = 350mm = 0,35m
+ Rk - Cường độ chịu nén của bê tông, Rk = 90 T/m2
+ k - hệ số độ nghiêng của mặt phẳng phá hoại, được tra ở bảng (3.27) - Trang 163 - Giáo trình Nền & Móng. Có: c/h0 = 0,35/0,6 = 0,583 do đó k = 1,05
Ta thấy : a = 2,7 (m) > ac + 2h0 = 0,5 + 2.0,6 = 1,7 (m) nên do đó áp dụng cơng thức sau để kiểm tra : Pnp ≤ (ac+h0).h0.k.Rk (đúng vì Pnp=0)
Vậy đài cọc khơng bị chọc thủng theo phương cạnh a Theo phương cạnh b :
Điều kiện tính tốn :
Khi b ≤ bc + 2h0 thì Pnp ≤ (bc+b).h0.k.Rk Khi b > bc + 2h0 thì Pnp ≤ (bc+h0).h0.k.Rk
Trong đó :
+ Pnp - Tổng phản lực đầu cọc nằm ngoài phạm vi tháp chọc thủng, xét cho từng hàng cọc nằm ngoài phạm vi chọc thủng. Pnp = 0
Do đó đài cọc khơng bị chọc thủng theo phương cạnh b
Hình 3.6. Sơ đồ tính phá hoại trên mặt phẳng nghiêng do truyền ứng suất kéo chính
Trường hợp xuất hiện tháp chọc thủng do toàn bộ cọc tại đáy đài, mặt phẳng nghiêng phá hoại tạo thành tháp từ mép ngoài cọc đến mép trụ
Chiều cao đài được chọn: h = h0 + 0,2 = 0,6+0,2 = 0,8(m)
Hình 3.7. Sơ đồ tính bố trí cốt thép trong đài cọc
Tính tốn cốt thép cho mặt cắt tiết diện I - I Momen tính tốn với mặt cắt I - I: ( 2 3 ). I I I I M − = P +P r− Với:
+rI-I - khoảng cách từ tim cọc 2 và 3 đến mặt cắt I – I có rI-I = 650mm = 0,65m +P2, P3 - tải trọng cơng trình tác dụng lên cọc 2 và 3.
Có P2 = P3 = Pomax = 137,155 (T)
Suy ra: MI - I= (137,155+137,155) × 0,65 = 178,3 (T.m)
Diện tích cốt thép ứng với mặt cắt tiết diện I - I:
Chọn 17φ30 có Fa = 120,166 (cm2)
Khoảng cách giữa các thanh thép từ khoảng 100-250 (mm). Chọn a = 185mm Vậy, cốt thép cho mặt cắt I - I: 17φ30a160
Tính tốn cốt thép cho mặt cắt tiết diện II - II Momen tính tốn với mặt cắt II - II:
( 3 4 ). II II II II M − P P r − = + Với:
+ rII-II - khoảng cách từ tim cọc 3 và 4 đến mặt cắt II – II có rII-II = 725mm = 0,725m + P3, P4 - tải trọng cơng trình tác dụng lên cọc 4 và 3.
Có P3 = Pomax = 137,155 (T) ; P4 = Pomin = 117,7 (T)
Suy ra: MII – II = (137,155+117,7) × 0,725 = 184,77 (T.m)
Diện tích cốt thép ứng với mặt cắt tiết diện II - II:
Chọn 18φ30 có Fa = 127,235 (cm2)
Khoảng cách đặt thép:
Hình 3.8. Bố trí cốt thép cho móng cọc cột giữa