- Đối với cọc đóng có tác dụng làm chặt đất khi đóng cọc
c- Tính toán đài chịu uốn
Tính toán đài chịu uốn tiến hành theo trị số mô men tại các tiết diện thẳng đứng của đài ở mép cột và tại các vị trí đài có chiều cao thay đổi.
Qua tính toán ta xác định được diện tích cốt thép theo phương cạnh a và cạnh b.
Diện tích cốt thép đặt theo phương cạnh a, cắt qua tiết diện I-I trên hình vẽ được xác định theo công thức: 0 0,9. . I aI a M F h R =
Lượng thép này bố trí trên cạnh b (thép đặt song song với cạnh a).
Diện tích cốt thép theo phương cạnh b, cắt qua tiết diện II-II trên hình vẽ được xác định theo công thức: 0 0,9. . II aII a M F h R =
trong đó Fa - diện tích tiết diện cốt thép; M MI, II- trị số mô men uốn tại tiết diện I-I và II-II; h0 - chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đang xét; Ra - cường độ chịu kéo
tính toán của cốt thép.
Cốt thép đài thường chọn loại AII, đường kính cốt thép Φ12 ÷ Φ18 và có thể lớn hơn.
5.5.4.2. Tính toán đài cọc dạng băng (móng hợp khối)
Đài cọc dạng băng được bố trí dưới tường nhà, có chiều dài lớn hoặc các móng băng đặt trên 1 đến 3 hàng cọc.
Khi cọc bố trí thành nhiều hàng, nếu có một, vài hàng nằm ngoài phạm vi của tường thì đài cọc được tính toán chọc thủng và phá hoại trên mặt phẳng nghiêng tương tự
b
a
o
h
như tính toán với đài cọc dưới cột. Ở đây ta xét việc tính toán chịu uốn của đài cọc dưới tường trong quá trình sử dụng.
Ta xét phương án của tính toán đài cọc cho trường hợp các cọc được phân bố theo một hàng. Đài cọc xem như dầm kê trên các cọc và chịu tải trọng do tường truyền xuống.
Khi tính toán đài dưới tường, cần xét đến các lỗ cửa, của sổ trong tường và vị trí của chúng ta so với các cọc và so với đài.
Biểu đồ áp lực xuống đài có dạng đường cong. Thực tế ta có thể tính gần đúng bằng các biểu đồ tam giác có đỉnh nằm trên mép của cọc.
Kích thước d0 của tất cả các sơ đồ tải trọng trên hình 3.31 được xác định gần đúng
như sau: ( )0,5
0 3,3. . t t.
d = E J E b với .E J là độ cứng chống uốn của đài; Et là mô đun
đàn hồi của vật liệu tường; bt là bề rộng tường.
- Tung độ lớn nhất của biểu đồ tải trọng tại mép cọc của sơ đồ (a) và (b) trên hình 3.31 xác định như sau:
Hình 3.30: Sơ đồ đài cọc dạng băng
Hình 3.31: Các sơ đồ tính toán đài cọc dạng băng
( )0,5
0,3. . . . .
o tt t t
P = q L E b E J
hay Po =q(1+Ltt 2.d)
trong đó: q - tải trọng phân bố đều do nhà truyền xuống ở độ sâu đáy đài (trọng lượng tường, sàn, tải trọng hữu ích ...); Ltt - chiều dài tính toán của nhịp, lấy Ltt =1,05.L; L -
khoảng cách giữa hai mép gần nhất của cọc.
- Tung độ Po ở sơ đồ (c) trên hình 3.31 lấy bằng: Po =q;
- Sau khi xác định tải trọng Po, tiến hành tính toán mo men và lực cắt lớn nhất tại
mép cọc:
+ Đối với các sơ đồ (a), (b), (d), (e):
20. 0 0 0. 0 0. 0 0 0. 0 2 ; 12 tt 2 P d d P d M Q L − = − ÷ =
+ Đối với sơ đồ (c), tính như dầm liên tục chịu tải trọng phân bố đều:
2. . . . ; 12 2 tt tt q L q L M = − Q=
Theo các trị số momen và lực cắt vừa tìm được, tiến hành tính chọn tiết diện và tính toán cốt thép. Độ bền chống cắt của khối xây trên cọc kiểm tra theo công thức:
0 t 2. k
P b ≤ R với Rk là cường độ chống cắt tính toán của khối xây.
* Chú ý về hệ giằng móng cọc
Các đài cọc thường được nối với nhau bởi hệ giằng. Hệ giằng này có tác dụng truyền lực ngang từ đài này sang đài khác, góp phần điều chỉnh lún lệch giữa các đài cạnh nhau, chia một phần mô men từ cột truyền xuống, điều chỉnh những sai lệch do đóng cọc không thẳng gây ra. Người ta thường căn cứ vào sự lún lệch giữa hai đài cạnh nhau, vào độ lún của công trình và khoảng cách giữa hai đài, vào tải trọng thẳng đứng (nếu có) tác dụng lên giằng để quyết định kích thước tiết diện giằng và lượng cốt thép dọc đặt trong nó.
Giằng được cấu tạo như cấu kiện chịu uốn có cốt thép phía trên và phía dưới giống nhau. Hệ thống giằng phải được liên kết với nhau như hệ dầm giao nhau dưới cột mới phát huy tác dụng về các mặt nói trên đồng thời còn tham gia vào tăng cường khả năng chống chọc thủng của móng.
Cao trình mặt trên của giằng thường thường bằng cao trình mặt trên của đài. Khi quyết định cao trình này cũng nên chú ý đường đi của hệ thống thoát nước mưa cũng như nước thải hoặc các hệ thống khác (nếu có).
Khi tính toán hệ đài+cọc+giằng có thể coi cọc và giằng là những dầm trên nền đàn hồi được ghép nối với cột trong một nút là đài, sau đó dùng các phương pháp của cơ học kết cấu và sức bền vật liệu để phân phối mô men tại nút đó cho các cấu kiện qui tụ tại nút.
Khi tính toán, coi đài là cứng vô cùng đồng thời có thể bỏ qua chuyển vị theo phương ngang (phương dọc theo trục của giằng) nhưng phải kể đến theo phương thẳng đứng tức là phải xét đến độ lún của cọc. Giằng sẽ phải làm việc hết sức nặng nề khi độ chênh lún giữa hai đài lân cận là lớn. Khi đài bị xoay, độ lún của các cọc không giống nhau. Để xét đến độ lún của từng cọc có thể căn cứ vào biểu đồ quan hệ giữa lực nén và độ lún nhận được do nén thử tải tĩnh các cọc. Để đơn giản, có thể coi quan hệ đó là tuyến tính.
Giằng ở nút khe lún thường có tiết diện lớn hơn tiết diện của giằng ở những khu vực khác. Khi đài chỉ có một hoặc hai cọc, phải bố trí giằng để chịu lực ngang bất thường có thể xuất hiện theo các phương.
5.5.5. Kiểm tra độ bền của cọc khi vận chuyển, cẩu lắp và treo lên giá búa
Khi vận chuyển cọc từ bãi đúc cọc ra công trường và khi treo cọc từ đất lên giá búa thì cọc sẽ chịu lực theo các sơ đồ sau: