Lớp Li (m) Ztbi (m) φ ki s v,zi fiLi
(kN/m) Trang 76
1 2 2 0.7 2 2 4a 2 2 2
- Sức chịu cực hạn theo cường độ đất nền là :
3.4. Sức chịu tải của đất nền theo thớ nghiệm SPT
- Sức chịu tải của cọc theo cụng thức Nhật Bản(1988):
Trong đú:
Ap = 0,09 m2 : là diện tớch ngang của mũi cọc.
qb : cường độ sức khỏng của đất dưới mũi cọc , đối với cọc đúng ộp .Vỡ mũi cọc nằm trong lớp đất dớnh nờn. qb = 300Np .
Với Nsi : chỉ số SPT trung bỡnh của lớp đất rời thứ i. lsi: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i.
Thõn cọc trong lớp đất dớnh: fci = αpfLcui. ( hoặc fci = αcui )
cui: lực dớnh khụng thoỏt nước của lớp đất dớnh thứ i , cu,i = 6.25Nci (kPa ) Nci: chỉ số SPT trong lớp đất dớnh thứ i .
lci: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dớnh thứ i. α : hệ số khụng thứ nguyờn xỏc định bằng đồ thị . Cỏc hệ số αp và fL được xỏc định bằgn cỏch tra đồ thị - Kết quả tớnh toỏn ghi vào bảng sau :
Chiều sõu mũi cọc ( m ) 4.5 6.5 8.5 10.5 12.5 14.5 16.5
-
Vậy sức chịu tải theo tiờu chuẩn SPT là :
3.5. Xỏc định sức chịu tải thiết kế
- Sức chịu tải thiết kế :
- Vỡ
4. Chọn số lượng và bố trớ cọc
- Giả sử đài vuụng cạnh Bđ = 1.5 m , cao hđ = 0.8 m
- Trọng lượng tớnh toỏn đài cọc:
- Tổng lực nộn tỏc dụng lờn cọc:
- Xỏc định số lượng cọc cọc
Trong đú : k = ( 1.3 : 1.4 ) là hệ số xột đến ảnh hưởng của momen . chọn k = 1.3
- Chọn 4 cọc, bố trớ như hỡnh vẽ, khoảng cỏch giữa 2 tim cọc là 3d = 0.9 m , tõm cọc cỏch mộp đài là 1d = 0.3 (m)
- Như vậy đài múng cú kớch thước
4.1. Kiểm tra khả năng chịu lực
- Khi múng cọc chịu lực lệch tõm, tải tỏc dụng lờn mỗi cọc trong nhúm khụng
đều nhau và được xỏc định theo cụng thức :
Trong đú :
n : số lượng cọc trong múng, n = 4
W : Trọng lượng trung bỡnh của đài và đất ở độ sõu Df
My : momen xoay quanh trục y
do lực ngang Qtt cõn bằng với ỏp lực bị động của đất.
xi : tọa độ tim cọc theo phương x (x1 = x2 = -0.45m ; x3 = x4 = 0.45m)
Vậy điều kiện sức chịu tải cọc đơn thỏa
- Xột ảnh hưởng của nhúm cọc :
Trong đú :
n1,n2 : số hàng cọc trong nhúm và số cọc trong 1 hàng; n1 = 2, n2 = 2 d : đường kớnh cọc, d = 0.3(m)
s: khoảng cỏch giữa hai tim cọc, s = 0.9(m)
- Sức chịu tải cho phộp của nhúm cọc
Điều kiện sức chịu tải nhúm cọc thỏa.
5. Kiểm tra ổn định của nền và độ lỳn của múng cọc
5.1. Kiểm tra ổn định của nền
5.1.1. Xỏc định khối múng quy ước
1+2
3
Hỡnh 4.4: Khối múng quy ước
- φtb là gúc ma sỏt trung bỡnh của lớp đất mà cọc xuyờn qua kớch thước múng khối qui
ước :
- Kớch thước tiết diện của múng khối qui ước Bqu x Lqu.
- Diện tớch tiết diện khối múng qui ước: Bqu ì Lqu = 4.39ì4.39 =19.25(m2 )
5.1.2. Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới đỏy khối múng quy
ước
- Sức chịu tải tiờu chuẩn của nền đất tại đỏy múng khối qui ước (Theo TCVN 9362 –
2012) :
Trong đú:
m1 = m2 = ktc = 1
*II : trọng lượng thể tớch đất trung bỡnh trờn mặt đất xuống đỏy múng
khối múng qui ước
II = 20.33 kN/m3: trọng lượng thể tớch đất dưới đỏy khối múng qui ước (lớp 4a)
φII = 24°43’ tra bảng ta được : A = 0.762 ; B = 4.049 ; D =6.62
cII = 16.56 kN/m2
- Áp lực tiờu chuẩn tại đỏy khối mong qui ước:
Trong đú :
Mtcx = 0
Mtcy = Mtc + hd Qtc = 78.15 + 0.8 66.05 = 130.99(kNm)
là tổng lực tỏc dụng theo phương thẳng đứng tỏc dụng lờn đỏy múng khối qui ước bao gồm lực nộn từ cụng trỡnh; trọng lượng đài; trọng lượng cọc và trọng lượng phần đất nằm trong khối múng qui ước. Lực nộn từ cụng trỡnh: Ntc = 1077.61 (kN)
+Trọng lượng đài: + Trọng lượng cọc:
+Trọng lượng đất lớp 1 trờn đỏy đài:
+Trọng lượng đất lớp 1 và 2 dưới mực nước ngầm:
+Trọng lượng đất lớp 3 dưới mực nước ngầm:
+Trọng lượng đất lớp 4a dưới mực nước ngầm:
- Tổng lực tỏc dụng:
Thỏa điều kiện ổn định nền đất. nền cũn làm việc trong trạng thỏi đàn hồi.
5.2. Kiểm tra điều kiện lỳn của múng
- Ứng suất bản thõn tại đỏy múng:
- Ứng suất gõy lỳn tại đỏy múng:
- Chiều dày lớp phõn tố: .Chọn hi = 2m
- Chia lớp đất dưới mũi cọc (lớp 4) thành cỏc lớp phõn tố dày 2m.
- Ta tớnh lỳn theo cụng thức:
- Ta cú Lớp phõn tố 0 1 2 3 - Ở độ sõu 23m ta cú: dừng tớnh lỳn tại đõy - Độ lỳn của múng: S = 4.09 cm < [S] = 8cm
- Vậy thoả điều kiện lỳn của múng.
6. Thiết kế đài cọc
- Kớch thước cột của múng phải thỏa điều kiện:
- Chiều cao làm việc của đài cọc:
7. Kiểm tra tớnh xuyờn thủng đài cọc
- Lực gõy xuyờn thủng:
- C là chiều dài hỡnh chiếu của mặt bờn thỏp nộn thủng lờn phương ngang
Trong đú: S: Khoảng cỏch giữa 2 tim cọc
Hỡnh 4-5: Hỡnh xuyờn thủng đài cọc
Um là giỏ trị trung bỡnh của chu vi đỏy trờn và đỏy dưới thỏp nộn thủng hỡnh thành khi bị nộn thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện.
Thoả điều kiện xuyờn thủng
8. Tớnh toỏn cốt thộp đài cọc8.1. Tớnh cốt thộp theo phương cạnh ngắn 8.1. Tớnh cốt thộp theo phương cạnh ngắn - - Momen: Chọn abv = 150 (mm) (m) - Chọn thộp AII cú Rs = 280 (MPa) - Tổng diện tớch cốt thộp: - Hàm lượng cốt thộp: - Chọn thanh thộp ∅12 cú as =113 mm2 - - Số thanh thộp cần bố trớ: => Chọn 14∅12 Trang 87
- Bố trớ thộp dọc theo phương cạnh x, đặt 2 thanh thộp ngoài cựng cỏch mộp đài là 50 mm.
- Bước cốt thộp: .
- Chọn @ = 100 (mm) ∅
Vậy chọn thộp 12a100 (mm).
8.2. Tớnh thộp theo phương cạnh dài
Sơ đồ tớnh cốt thộp theo phương cạnh dài
- Momen : - Chọn thộp AII cú Rs = 280 (MPa) - Tổng diện tớch cốt thộp: - Hàm lượng cốt thộp: - Chọn thanh thộp ∅12 cú as = 113 mm2 - - Số thanh thộp cần bố trớ: => Chọn 11∅12
- Bố trớ thộp dọc theo phương cạnh y, đặt 2 thanh thộp ngoài cựng cỏch mộp đài là 50 mm.
- Bước cốt thộp: .
- Chọn @ = 120 ∅(mm)
Vậy chọn thộp 12a120 (mm).-
9. Kiểm tra khả năng của cọc khi vận chuyển và lắp dựng cọc
- Ta chọn vị trớ múc cẩu sao cho momen gõy ra về hai thớ chịu kộo và chịu nộn bằng nhau.
- Nếu là cọc đỳc tại nhà mỏy sẽ cú 2 múc cẩu để tiện khi chất cũng như dở cọc lờn xuống.
- Trọng lượng cọc: - Kd - hệ số động, Kd =1.5
Khi vận chuyển cọc:
- Chọn a sao cho Mg = Mn → a = 0.207 x L ≈ 1.656 m
Hỡnh 4.6: Sơ đồ tớnh khi vận chuyển cọc
- Cẩu cọc:
- Chọn b sao cho: Mg = Mn , b = 0.294L = 2.352m
- Ta thấy M1 < M2 nờn ta dựng M2 để tớnh toỏn
- Cọc cú tiết diện b x h = 300mm x 300mm, bố trớ thộp 4∅16 - Lớp bờ tụng bảo vệ a0 = 25(mm)
- Diện tớch cốt thộp chịu uốn: ∅
- Cốt thộp chịu moment uốn của cọc là 2 16 cú As = 4.02(cm2)
Hỡnh 4.7: Sơ đồ tớnh khi lắp dựng cọc
Tớnh cốt thộp múc neo:
- Lực kộo của một nhỏnh cốt tren khi cẩu lắp cọc:
- Diện tớch cốt thộp múc cẩu:
- Chọn cốt thộp dựng cho múc treo cột là - Đoạn neo cốt thộp của múc treo cọc: - Chọn Ln = 450 (mm)
TÀI LIỆU THAM KHẢO