CHƯƠNG III TÍNH TOÁN MÓNG KHUNG TRỤC 2
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Để công trình tồn tại và sử dụng được một cách bình thường thì không những các kết cấu bên trên phải đủ độ bền, ổn định mà bản thân nền và móng cũng phải ổn định, có độ bền cần thiết và biến dạng nằm trong phạm vi giới hạn cho phép.
- Nền là chiều dày các lớp đất đá trực tiếp chịu tải trọng của công trình do móng truyền xuống.
- Móng là phần dưới đất của công trình làm nhiệm vụ truyền tải trọng của công trình xuống nền.
- Thiết kế nền móng là một việc rất phức tạp vì nó liên quan đến đặc điểm của công trình thiết kế, nền móng công trình lân s thể chọn được phương án nền móng đảm bảo điều kiện kỹ thuật và kinh tế trên cơ sở hiểu biết sâu sắc về cơ học đất, nền và móng, kỹ thuật thi công nền móng cùng các khoa học khác về ngành xây dựng và chỉ sau khi nghiên cứu kỹ điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn của khu đất xây dựng và các đặc điểm của công trình.
- Nếu thiếu các yếu tố vừa nêu thì có thể dẫn đến các sai phạm nghiêm trọng trong công tác nền móng mà hậu quả của nó có thể là quá thiên về an toàn gây lãng phí hoặc công trình bị sự cố phải có biện pháp sữa chữa hay nguy hại hơn nữa là công trình bị sụp đổ.
- Trong thực tiễn, phần nhiều các công trình bị sự cố là do sai sót trong công tác nền móng gây ra.
- Trục F được lựa chọn để tính toán móng của công trình. Phương án tính toán móng trục F dựa vào địa chất công trình đƣợc lựa chọn là móng cọc : Cọc ép hoặc cọc khoan nhồi là phù hợp cho công trình .
- Cọc và móng cọc đƣợc thiết kế theo các trạng thái giới hạn (THGH) : - Trạng thái giới hạn 1 (THGH1) (cường độ) :
+ Độ bền của vật liệu làm cọc và đài cọc + Sức chịu tải giới hạn của cọc theo đất nền
+ Độ ổn định của cọc và móng
- Trạng thái giới hạn 2 (THGH2) (biến dạng) : + Độ lún móng cọc
+ Chuyển vị ngang của cọc và móng cọc - Các bộ phận chính của móng cọc :
Móng cọc gồm 2 bộ phận chính là cọc và đài cọc.
- Cọc : Là kết cấu có chiều dài lớn so với bề rộng tiết diện ngang, đƣợc đóng hay thi công tại chỗ vào lòng đất, đá, để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất, đá sâu hơn nhằm cho công trình bên trên đạt yêu cầu của trạng thái giới hạn quy định.
- Đài cọc : Là kết cấu dùng để liên kết các cọc lại với nhau và phân bố tải trọng của công trình lên các cọc.
Nhiệm vụ chủ yếu của móng cọc là truyền tải trọng từ công trình xuống các lớp đất dưới và xung quanh nó.
- Cách chọn tải trọng và tổ hợp tải trọng để thiết kế móng cọc : - Tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên móng :
+ Xác định tải trọng tính toán : Thông thường khi giải khung, ta thường nhập tải trọng tác dụng lên khung là tải trọng tính toán. Do vậy, nội lực xác định đƣợc là giá trị tính toán gồm : Lực dọc Ntt, mômen Mtt, và lực ngang Htt. Để tính toán, thiết kế móng ta chọn các giá trị nội lực này (cũng là ngoại lực để tính toán móng).
+ Xác định tải trọng tiêu chuẩn : Để xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên móng thì phải giải lại khung với tải trọng nhập vào là tải tiêu chuẩn, tuy nhiên làm nhƣ vậy sẽ mất nhiều thời gian. Để đơn giản trong tính toán ta thường lấy giá trị tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình ntb 1,15
1,15
1,15
1,15
tt tc
tt tc
tt tc
N N
M M
H H
+ Quy ƣớc về lực tác dụng lên móng : + N : Lực dọc theo phương trục Oz + Hx : Lực ngang theo phương trục Ox + Hy : Lực ngang theo phương trục Oy + Mx : Mômen quay quanh trục Ox + My : Mômen quay quanh trục Oy
Tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn đƣợc ứng dụng trong tính toán móng cọc nhƣ sau :
+ Khi tính toán theo chỉ tiêu cường độ như kiểm tra sức chịu tải của cọc, kiểm tra xuyên thủng, lực cắt theo đài móng, tính toán cốt thép cho đài cọc, cọc… thì dùng tải trọng tính toán.
+ Khi tính toán theo biến dạng nhƣ kiểm tra lún trong móng cọc, kiểm tra ổn định nền dưới móng khối quy ước… thì dùng tải trọng tiêu chuẩn.
- Chọn tổ hợp để tính toán và thiết kế móng cọc :
+ Theo đúng nguyên tắc tính toán và thiết kế móng cọc, phải chọn tất cả các cặp nội lực để tính toán và kiểm tra. Tuy nhiên để đơn giản trong tính toán, theo kinh nghiệm, ta thường dùng các cặp tổ hợp nội lực sau đây để thiết kế móng cọc :
+ Cặp nội lực 1 : Lực dọc lớn nhất
ax tt m tt x tt y tt x tt y
N M M H H
+ Cặp nội lực 2 và 3 : Mômen lớn nhất
ax tt tt x m
tt y tt x tt y
N M
M H H
và ax
tt tt x tt y m
tt x tt y
N M M
H H
+ Cặp nội lực 4 và 5 : Lực ngang lớn nhất
ax tt
tt x tt y tt x m
tt y
N M M H
H
và
ax tt
tt x tt y tt x tt y m
N M M H H
+ Trong tính toán móng cọc, ta thường chọn cặp tổ hợp 1 (lực dọc lớn nhất) để tính toán và thiết kế móng cọc, sau đó lấy các cặp nội lực còn lại để kiểm tra.
+ Khi kiểm tra cọc chuyển vị ngang hoặc kiểm tra xoay của móng thì dùng cặp nội lực 2 và 3 để tính toán và dùng tổ hợp 1 để kiểm tra.