3.5.1. Tinh sire chiu tai coc theo d6 b%& vật liệu Công thức tính toán:
Py ~GQ AR A, + Re AD m Trong đó:
- Rụ, R¿: cường độ tính toán của bê tông và cốt thép theo TTGHI ( TCVN 5574:2018) - #j,=1 :hệ số đi âi kiện làm việc của bê tông ( mục 5.I.2.3 — TCVN 5574-2018) - Av, As: dién tích phần bê tông và cốt thép trong tiết diện ngang dọc
(Ái =Á =Â)
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA - 124- SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC
- Ap: dién tich tiét dién ngang của coc
(Thép dọc chịu lực trong cọc FT]I4mm và hàm lượng cốt thép FT10.8%
(mục 3.3.3 TCVN 205: 1998) m Số liệu cụ thể:
- A =1.96FI03 m2: diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc.
-A,¿= A- A=0.4E0.4 -1.96[10 * =0.158mẺ : Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc.
- Rp =14500 kN/m?.
- Rs = 350000 kN/m?.
-ỉ: Hệ số uốn dọc của cọc được tớnh như sau:
+ £7=1.028 —0.0000288 (7 —0.0016 £ + # độ mảnh của cọc tính bằng công thức
+ vy voir = {i ( bán kính quán tính), l¡: chí âi dài ngàm tương đương của cọc
r
trong dat
+l=l+ 5 { do đài cọc nằm trong đất nên lọ= 0 m) 2
+T”~;§ ah : hệ số biến dạng của cọc k
+d=0.4m<0.8m — b, =1.5đd +0.5 =1.5PĐ.4 40.5 =1.1(m)
+k= _m) or.
coc di qua nhiu lép dat )
: hệ số tỷ lệ ( tra bảng A1, TCVN 10304:2014 — trưởng hợp này do
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA -125- SVTH: NGUYEN THÁNH TRI
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Bảng A.1 Hệ số tỷ lệ k theo công thức (A.1)
a . Hệ số tỷ lệ k
Dat bao quanh cọc và các đặc trưng của đât 4 kN/m
Cát to (0,55 < e < 0,7 ); „
Từ 18000 den 30000 Sét và sét pha cứng (l, <0).
Cát hạt nhỏ (0,6 < e < 0,75); cát hạt vừa (0,55 < e < 0,7);
Cát pha cứng (l, <0); sét, sét pha dẻo cứng
và nửa cứng (0 < l, < 0,5) Từ 12 000 đến 18 000
Cát bụi (0,6 < e < 0,8); cát pha dẻo (0 < l, < 1) và Từ 7 000 đến 12 000 Sét và sét pha dẻo mềm (0,5 < l, < 0,75)
Sét và sét pha dẻo chảy (0,75 < l. < 1) Từ 4 000 đến 7 000 Cát sạn (0,55 < e < 0,7) ; đất hạt lớn lẫn cát Từ 50 000 đến 100 000
Lớp eye ane Chi Don ._ | Hệ số tỉ
đất Trạng thái lớp đất số vị Ki lệ
Bùn sét (chủ yếu là sét, bụi, màu LI 7 m
1 xám xanh), độ sệt nhão . A AL LE ILI 142 Kl 4000
Á sét (chủ yếu là cát, màu vàng, L2 2.9 m
2 xám xanh), độ sệt dẻo m `ền . A Ay JR A IL2 0.58 K2 12000
Á cát (chủ yếu là cát, màu xám L3 75 m
4 trắng, xám vàng), độ sệt dẻo é es ~ Ay AD IL3 0.45 K3 10000 Cát thô vừa đến thô (chủ yếu là L4 2 m
5 cát, màu xám vàng nhạt, h Ẳng K4 18000
nhạt), trạng thái chặt vừa IL4
L5 9.5 m
6 A cát (chủ yếu là cát, màu xám K5 10000
vàng, xám h Ông), độ sệt dẻo IL5 |057
GVHD: TS. LE TRỌNG NGHĨA - 126 - SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC Ok O1)
L]:
_ 4000LT/.I +12000L?.9 10000 [15 48000 2 tO000 ®B
~ 7.1+2.9+7.5+2+9.5
e E=3LI107 ( kN/m?) - mođun đàn h ð của vật liệu cọc
k=
=9283 kN/ ni!
Z7 =l - hệ số đi`âi kiện làm việc theo nhém coc ( dai cd nhi & coc)
d°_ 04
12 12
kb 9283LI.1 -
" (mm =[snứ Ba mẽ 069m '(m)
® Chí ôi dài ngàm tương ứng của cọc trong đất:
el= = 2.13010° ( m' : moment quán tính tiết diện ngang của cọc
2 2
1, =lh+—= =0+—— =2.89 ì=b T, 069 (m) ef " độ mảnh của cọc
r O=1
_ JI_ /2.13010% _
r= t= P-1SENO™ —0.1155 (m g- Vi _ 1289 — 45 09
r 0.1155 eHệ số ảnh hướng uốn dọc:
£7= 1.028—0.0000288/? —0.0016 #7
= 1.028- 0.0000288T125.00? -0.0016 FP5.00
=0.97
® Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Pạ =1/R,A„,+ R. A) =0.97T11 [14.5 T0? D158 350 TH I9 107°) 2889 (KN)
3.5.2. Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền
R„= 4 @úA+dL] £4Ð
Hệ số đi Gi kiện làm việc 7 =l.
Xác định 2q, A,
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA - 127- SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC
Độ sâu mũi cọc 32 m
Đất dưới mũi cọc là á cát (IL = 0.57), tra bảng 4 MLIC 7.2.2 TCVN 10304:2014, ta cú ZZ =1.0 . Tra bang 2 MOC 7.2.2 TCVN 10304:2014, ta cú qp=1586 kẹ/m?
Bảng 2 - Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc đóng hoặc ép q; (tiếp)
. Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc đặc và cọc ông có lõi dat cu hạ bằng phương pháp đóng hoặc ép q›
mũi kPa
eee Cát chặt vừa
chứa sỏi cuội | hạt to | - | hạt vừa | hạt nhỏ | cát bụi | Đắt dính ứng với chỉ số sệt l.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
25 13 400 9000 6 800 5 200 3 500 1950 1200 30 14 200 9500 7400 5 600 3 800 2100 1300
>35 15 000 10 000 8 000 6 000 4100 2 250 1400 oO LAA, =I1LTI 56 L0.16 253.76 kN
Xác định L]Z2 f;l,
Hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc7 bảng 4 MLEKC 7.2.2 TCVN 10304:2014 Lực ma sát đơn vị f¡ bảng 3 MLIC 7.2.2 TCVN 10304:2014
Đất nền phải chia thành các lớp nhỏ đ ông chất dày không quá 2m.
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA - 128 - SVTH: NGUYEN THANH TRI
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Chiều sâu trung bình của
lớp đắt m
2
ha bang phuong
cat bui
-_ Tính toán cho lớp đầi tiên:
It = 1.42 > 1 —> l (tra bảng) = 1.00
đóng hoặc ép f¡
Độ sâu trung bình: D, = 3m —> Z„ = 3+2/2 = 4 (m)
Cường độ sức kháng trên thân cọc đặc và cọc ống có lõi đất
—> Tra bảng với 2 dữ kiện trờn, ta được fi = 5 (kPa) — f,, = 5x2 = 10 (KNẹ/m) -_ Kết quả tính toán các lớp tiếp theo được trình bày ở bảng dưới đây:
Lớp đất li _ IL= Zi fi ủ*li 1.00 2.00 4.00 | 100 5.00 500 | 1000 1.00 2.00 6.00 | 100 7.00 600 | 12.00 1.00 2.00 8.00 | 100 9.00 600 | 12.00 1.00 1.10 955 | 100 10.10 6.00 6.60 2.00 2.00 11.10 | 058 12.10 20.82 | 41.64 2.00 0.90 1255 | 058 13.00 21.11 | 19.00 4.00 2.00 1400 | 0.45 15.00 32.50 | 65.00 4.00 2.00 16.00 | 0.45 17.00 33.50 | 67.00 4.00 2.00 18.00 | 0.45 19.00 34.50 | 69.00 4.00 1.50 19.75 | 045 20.50 3538 | 5306 5.00 (cát hạt to, vừa) 2.00 2150 | 0⁄20 22.50 81.10 | 16220
6.00 2.00 23.50 | 0.57 24.50 23.42 | 46.84 6.00 2.00 25.50 | 0.57 26.50 23.73 | 47.46 6.00 2.00 27.50 | 0.57 28.50 24.25 | 48.50 6.00 2.00 29.50 | 0.57 30.50 2477 | 49.51 6.00 1.50 31.25 | 057 32.00 2523 | 37.84 O OG f= 747.68(kN/ nt)
GVHD: TS. LETRONG NGHIA - 129 - SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC
Q, = 4 Go,4,+ uO] 21) = 1000586 ®.16 4.6 0 47.68) E450.1(KN)
3.5.3. Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất n`ền (theo TN cắt trực tiếp):
Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát Q:
Qs =uL]f,I1 f, =G, tan 4 +cạ = Ck, tan A7+ch Trong đó:
+ &: Ung suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ ¡ theo phương thẳng đứng.
+ k,=1-sinZ}: hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i - _ Tính toán cho trưởng hợp lớp l:
ỉ„=20x1+1.2x(20-10)+(0.8+7.1+2)x(14.8-10)=52.88 (KN/m”) k¿ =I—sinf =1 -sin(4°26) =0.98
f, = 0y tang, +d, = g; k; tang; +é, = 52.88x0.98xtan(f 15)+5.3 = 6.43 (kN/m)
Kết quả tính toán của các lớp khác được trình bày ở bảng sau:
Độ sâu Độ
< sâu . .| OCKN/ ' - ;
Lop | Tạ | đến |giữa| H | | Ge | OCR) ra | HỊ K H | fs | ủs*i
lớp
1.00 | 0.09 | 7.99 |3.95|7.10| 5430 | 125 | I.00 | 1480 | 480 | 0.98 52.88 | 6.43 | 45.64 2.00 | 7.99 | 10.89 | 1.45 | 2.90 | 11.70 | 16.93 | 1.00 | 1930 | 9.30 | 0.71 85.33 | 30.11 | 87.32 4.00 | 10.89 | 18.39 | 3.75 | 7.50 | 5.10 | 24.08] 1.00 | 19.20 | 9.20 | 0.59 | 133.31 | 40.37 | 302.78 5.00 | 18.39 | 20.39 | 1.00 | 2.00 | 0.00 | 27.87] 1.00 | 1930 | 9.30 | 0.53 | 177.11 | 49.87 | 99.75 6.00 | 20.39 | 29.89 | 4.75 | 9.50 | 5.80 | 25.17] 1.00 | 19.30 | 9.30 | 0.57 | 230.59 | 68.07 | 646.65
Of), =1182.15kN/m
Sức chịu do ma sát :
Qu 3ù, IĂ= 1.&1182.15= 1891.44 (kN) Xác định sức chịu tải cực hạn do kháng mũi Q;
9, =Ád,
qv: Cưởng độ sức kháng của đất dưới mũi cọc được xác định theo công thức:
dp =(cN’, + dụN, ) Trong đó:
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA - 130- SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC
- N'e, Na là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc;
- đa, là áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc (có trị số bằng ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc).
' =10.66 Ta có L]=2510' 3 4
', =20.72
=<.
| 2s 10.66
we TRE
27 [| +3.20 2a | va72 |
'—zs - ves |
30 18.40
r at 20.63 32 23.18 33 26.09
= | 20.44
3s 33.30 36 37.75
37 | ô202 sses | e639
Bảng tra Vesic (1973)
đu =EHH,H 3 D0 +2 ệ0 19) 08 (8 19) 244 (48 10) +2.9L119.3 -10) 37.5 [19.2 40) +9 [193-10) +9.5 [9.3-10)
=272.84 kN/m?
Hq,= (cN' + dạ, N,)=5.8EĐ0.72+ 272.84P110.66 = 3028.65 (kN/m2)
Q, =A,q, =0.1603028.65 184.58 kNẹ Vậy sức chịu tải giới hạn:
R,,, =Q, +Q, =1891.44 +484.58 =2376.02(KN)
3.5.4. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT:
Theo công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản(1998) :
Rey =a, HO (fh; +654)
q, = 96, = 9x125 = 1125 (kN/m?)
C, = 6.25N,, = 6.25x20 = 125(kN/m?
Với N,, là giá trị SPT trung bình trong phạm vi Id đưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc L] N,;= 20
m Cưởng độ sức kháng trung bình nằm trong lớp đất rời + Lớp 5 (đất rời): | =2m
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA -131- SVTH: NGUYEN THÁNH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC
33.3
_10Ns; _ 10010 _ 3
i 3
N,; =10 : chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời m Cưởng độ sức kháng trung bình nằm trong lớp đất dính:
+ Lớp 1 (đất dính): | =7.Im 1.4 = BiG
7, = 1020 +1.20920 40) 43.55 20.8) [14.8 40) 52.88 kN/m?
c, = 13.49(KN / nt)
¢, _ 13.49__ _ -=_——— -0.26H0.35 -⁄7, -I A, 52.88 P
L_2_ 74.25— f, =0.9
d 04
=1 ủq = IL0.9L13.49 =12.09(kN/ nf) + Lớp 2: l, =2.9m
f.,-Bis,
C7, = 52.88+ 3.9514.759 —10) 19.34 40) =85.33kN/m?
c„ =25.46(KN/ m) _ 25.46
~ 85,33
2 =74.25— † =0.0
=# ùc =IIĐ.9LP5.46 22.81(kN/ nf)
° ke = 0.300, -1
< ele Hy
+ Lop 4& 1, =7.5m
{¡ =tÍ
Œ, =85.33+ 1.45T119.3 -10) +3.75019.2 40) 433.31kN/m?
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA - 132 - SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC
Nopy =8
c, = 6.25N,,,, = 6.25018 =50(kN/ nt) G =——— =038 50 -Z, =0.91
Z7, 13331 "
L_29_ _
doa 4257 f= 0.9
£, = 7 f,c, = 0.910.950 =40.68(kN/ nf)
+ Lớp 6: 1, =9.5m fi = FAG
27, = 133.314 3.7509.2 -10) +2019.3 10) 44.75 W19.3 40)
= 230.59(kN / n?)
20+15+15+12+13
Ss
Cụ =6.25N, =6.25TIS =93.75
q _ 93/75 Z7, 230.59
L_ 29
d
f,
15
=0.41—, =0.88
= =74.25 = f, =0.9
BR 0.
= P 1c = 0.88100.9 [93.75 =74.27( kN/ nt) u =1.6m
Rey =q,A +1 ft¡ilịt Ê l,)
=1125TĐ.I6 +I.6[I33.3 [1 12.09 [I 232.81 FÐ 40.68 TS 74.27 9) 2146.91kN
3.5.5. Sức chịu tải thiết kế của cọc
Rex = min(Reu) = 1450.1 (KN) < Pa = 2889 kN
R,, _ 1450.1
=e = =878.82(kN
Ra ST “Tag (KN)
2 Shin 422 hag Lat Q 1.15
Sức chịu tải thiết kế: N,„ = n- Ra = 15 B82 =878.2( kN)
GVHD: TS. LE TRONG NGHIA - 133 - SVTH: NGUYEN THANH TRI
BO AN NEN MONG THIET KE MONG COC