CHGIONG 3: CHGIONG 3: THIET KE MONG COC
I. SUC CHIU TICUA COC
1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Trơjởng hợp 1: Khi thi công ép cọc
ô> )
Trong đó:
+ Ay — diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc + — cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông. Bê tông B25 + A; - diện tích cốt thép trong cọc
+ R; - cường độ chịu nén của thép trong cọc + - hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:
- Chi u dài tính toán của cọc:
lực ép cọc
+
oc s s oO <i |
S > =
© |
ơ \
mặt đất
82lPage
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: ThS. Nguyễn Nhựt Nhứt Trong đó:
+ (thiên van toàn xem tại vị trí nối cọc là liên kết khớp, tại vị trí lực tác dụng khi ép cọc như tựa đơn)
+ L- chiêu dài đoạn cọc lớn nhất khi ép vào đất
- Độ mảnh cọc:
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:
- Sức chịu tải của cọc theo vật liệu khi thi công ép cọc:
CC) ( )
Trơjởng hợp 2: Khi cọc chịu tải trọng công trình
coy )
- Chiu dai tinh todn ctia coc:
Trong đó:
+ (d 1 ngam — đi ngàm trượt)
+ — chiêu dài tính đổi (xem cọc như ngàm tại vị trí cách mép dưới đài cọc một khoảng l¿ cọc khi làm việc)
ay
44444 AS)
>—h _)
h `
==}
(SIMS AEE (
Ngàm tương đương trong đất nền
83lPage SVTH: Nguyễn Minh Huy_ 1810942
- Chiu dai tinh doi l¡ của cọc:
Trong đó:
+1, — chi dài đoạn cọc kể từ đáy đài đến độ cao san nền. Đáy đài nằm trong đất nên l„ = 0
+ - hệ số biến dạng - Xác định hệ số biến dạng
Trong đó:
+ b„ — Chi âi rộng quy ước của cọc, đối với cọc d < 0.8m + Eụ - môđun đàn h *ð của bê tông
+ l— momen quán tính tiết diện cọc
+ — hệ số đi`âi kiện làm việc, đối với trường hợp nhi âi cọc
+ k— hệ số tỉ lệ (tra bảng A1 TCVN 10304:2012) khi cọc qua nhi âu lớp đất thì tính trơng đương
x >
“a Trạng thái I Kị I kil;
1 A sét, trạng thái dẻo 0.33 15960 1 15960 1A | A sét, trang thái dẻo cứng | 0⁄28 | 15360 2 30720 1 Á sét, trạng thái dẻo 0.33 15960 23 36708 2 Á cát, trạng thái dẻo 0.41 9050 11.7 105885
2B Cát thô, chặt vừa - 12000 33 39600
Tổng 20.3 228873
- Độ mảnh của cọc:
84lPage
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: ThS. Nguyễn Nhựt Nhứt - Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:
- Sức chịu tải của cọc theo vật liệu khi khi chịu tải trọng công trình:
cô) ) kN
2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền
- Theo mục 7.2.2.1 TCVN 10304:2014, sức chịu tải trọng nén R„„ được xác định bằng tổng sức kháng của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc:
( x)
Trong đó:
+ — hệ số đi kiện làm việc của cọc trong đất, + - hệ số điâi kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, + — hệ số đi kiện làm việc của đất trên thân cọc,
+ du — cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc. Chỉ `âi sâu hạ cọc 22.3m vào lớp đất 2B (cát thô, chặt vừa) tra bảng 2 TCVN 10304:2014 ta được:
+u- chu vi tiết diện ngang thân cọc, + ]¡ — chỉ âi đài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ ¡
+ Í¡ - cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ ¡ trên thân cọc tra bảng 3
TCVN 10304:2018
Lớp đất Độ sâu Zz I l¡ f; fil
1 2.0 - 3.0 2.5 0.33 1 29.65 15.42
1A 3.0 - 5.0 4.00 0.28 2 41 79.0
1 5.0-7.0 6.00 033 2 38.70 77.40
7.0-73 7.15 03 39.85 11.96
73-943 8.30 2 32.5 81.92
9.3 - 11.3 10.30 2 33.5 85.36
2 11.3 - 13.3 12.30 041 2 35 89.12
133-153 | 14.30 2 36.5 92.88
153-1743 | 16.30 2 37.8 96.48
17.3-19.0 | 18.15 1.7 38.8 99.64
2B 19.0- 21.0 | 20.00 - 2 79.00 158.00
210-2243 | 21.65 13 81.3 155.15
Tong 881.26
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:
( ) k
85lPage SVTH: Nguyễn Minh Huy_ 1810942
3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơjlởng độ đất nên
Theo phụ lục G TCVN 10304:2014, sức chịu tải cực hạn của cọc chịu nén:
x Trong đó:
+ du - cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc + Ấy - diện tích tiết diện ngang mũi cọc +u - chu vi tiết diện ngang thân cọc + l¡ — chỉ âi đài đoạn cọc nằm trong lớp đất thir i
+f; — cong d6 sức kháng trung bình của lớp đất thứ ¡ trên thân cọc Sức kháng mũi đơn vị:
- N' hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc, đối với cọc đóng/ép thường lấyN' FÐ Tra bảng G.I phụ lục G, ta được N', [100
- c lực dính, ở lớp 2B HK4c EP.4(KN/ m)
- Theo công thức G.6 thì càng xuống sâu, cường độ sức kháng trên thân cọc càng tăng.
Tuy nhiên nó chỉ tăng đến độ sâu giới hạn Z¡ nào đó khoảng 15 1% đến 20 Lần đường kính cọc d, r l thôi không tăng nữa. Vì vậy, c3n tính 2,
“8 OY, HM EI35 PlS(n)
- Nên chỉ tính sức chịu tai tại độ sâu của Z„
- q „;ấp lực hữu hiệu theo phương thang đứng tại mũi cọc:
=3 = 1.1019.5+(2.8-1.1)019.9=38.28 Cuong độ sức kháng của đất dưới mũi cọc:
= 2.4019 + 38.28L1100 = 3850
Xác định cường độ sức kháng trung bình f; của lớp đất thứ ¡ trên thân cọc:
k Trong đó:
+ — lực dính giữa đất và cọc. Đối với cọc BTCT + — góc ma sát giữa đất và cọc. Đối với cọc BTCT +k - hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ ¡
+ _ - ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ ¡ theo phương thang đứng
86lPage
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: ThS. Nguyễn Nhựt Nhứt
Loy pa (kN/m2 |_ (độ) c ki fi i; fil;
1 188 | 10°36' | 0.187 | 2937 | 0816 | 23.28 1 23.28 1A 19.0 | 12526 | 0221 | 5036 | 02785 | 2724 | 20 | 55.48 1 iss | 1036 | 0187 | 7185 | 0816 | 2976 | 23 | 6845 2 63 | 21937 | 0396 | 1400 | 0632 | 4134 | 117 | 483.63 2B 24 |29%35% | 0568 | 2145 | 0.506 | 6405 | 33 | 21136
Tổng 840.57
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất n`ân:
4. Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm SPT
- Theo công thức Viện kiến tr c Nhật Bản, phụ lục G.3 TCVN 10304:2014
x( )
Trong đó:
+ du - cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc + Á¿ - diện tích tiết diện ngang mũi cọc +u - chu vi tiết diện ngang thân cọc
+. - cường độ sức kháng trên thân cọc nằm trong lớp đất dính tht i + - cường độ sức kháng trên thân cọc nằm trong lớp đất rời thir i - Xác định cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qụ
Đối với cọc đóng ép, khi mũi cọc nằm trong lớp đất rời q, = 300N,. Np là chỉ số ST trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc
4d trên 14
1d dưới 16
| Chỉ số ST
Cường độ sức kháng trên thân cọc nằm trong lớp đất dính:
Trong đó:
+ — hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỉ lệ giữa sức kháng cất không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng, xác định theo biểu đô Hình G.2a TCVN 10304:2014
+ — hệ số đi chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, xác định theo biểu đ`ôhình G.2b
87lPage SVTH: Nguyễn Minh Huy_ 1810942
b)
a Hé sé a, 5 Hệ số í, S a ©
(1,0, 0,33)
08 :
NY (0,5, 0,8)
04 | 08 ơ —
0,7 , 120)
0,2 04
20 40 80 160 320 0,2 0,4 0,8 0,6 32
Sức kháng cắt / áp lực hiệu quả thẳng đứng : cụ /ơ%
— cường độ sức kháng cất không thoát nước của đất dính, được xác định
Chiều sâu cọo/ đường kính cọc : L/d
+
bằng thí nghiệm nén ba trục hoặc từ chỉ số S T trong đất dính ; là chỉ số ST trung bình trong đất dính
H Lớp đất 1: A sét, trang thái dẻo cứng độ sâu
H Lớp đất 1A: Á sét, trạng thái dẻo cứng độ sâu
H Lớp đất 1: A sét, trạng thái dẻo cứng độ sâu
H Lớp đất 2: A cat, trang thái dẻo độ sâu
88lPàge
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: ThS. Nguyễn Nhựt Nhứt
- Cường độ sức kháng trên thân cọc nằm trong lớp đất rời:
Trong đó: N,; — chỉ số S T trung bình trong đất rời [1 Lớp đất 2B: Cát thô, kết cấu chặt vừa
- Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm S T
( )
5. Tổng hợp và tính toán sức chịu tải cho phép của cọc - Các loại sức chịu tải cực hạn đã tính toán:
+ Sức chịu tải cực hạn theo cường độ vật liệu (tức thời):
+ Sức chịu tải cực hạn theo cường độ vật liệu (lâu dài):
+ Sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý:
+ Sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cường độ:
+ Sức chịu tải cực hạn theo kết quả thí nghiệm SPT:
( ) k
- Coc phải thỏa sức chịu tải của đất nền theo đi êi kiện sau:
—_ —— k
— —— k
+ đối với móng có I đến Š cọc
+ — hệ số đi âi kiện làm việc trong móng nhi ôi cọc + — hệ số tin cậy vê tầm quan trọng của công trình
89lPage SVTH: Nguyễn Minh Huy_ 1810942
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 6. Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn
- Kiểm tra cọc chịu tải trọng tạm thời (khi ép cọc):
k { k - Cọc chịu tải trọng lâu dài (chịu tải công trình):
k k
Ill. TINH TOAN SO’ 6 SO LGJONG COC 1. Chon s& lojong coc
- Xác định sơ bộ số lượng cọc trong móng:
LI Chọn số lượng cọc bố trí là 4 Trong đó:
GVHD: Th§. Nguyễn Nhựt Nhứt
+" _ Tổng tải trọng thang đứng tác động tại đáy đài + — hệ số xét đến ảnh hưởng moment tác động lên móng cọc 2. ố trí cọc và chọn kích thojớc đài
- Chọn kích thước cột phía trên đài
- Chọn khoảng cách giữa các cọc (3d 6d) = 1100 mm - Khoảng cách từ tim cọc tới mép đài:450 mm
[1 Kích thước đài móng:
- Chọn sơ bộ chi âi cao đài móng: h = 800 mm
ca |
° 350 350
" J | S
P- & &
4 400 I
3 ep 4 TỊ —
S| = =
350 ° 350
Ll. |.
i | 1 _lI
= 8 |
+—>*—
450 1100 450
2000
90lPage
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: ThS. Nguyễn Nhựt Nhứt