Tính toán về móng cọc ép bê tông cốt thép

Chương 7 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP BÊTÔNG CỐT THÉP 7.1. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng + Ưu điểm: Giá thành rẻ so với các loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi công nhanh chóng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc do sản xuất cọc từ nhà máy (cọc được đúc sẵn), phương pháp thi công tương đối dễ dàng, không gây ảnh hưởng chấn động xung quanh khi tiến hành xây chen ở các đô thị lớn; công tác thí nghiệm nén tĩnh cọc ngoài hiện trường đơn giản . Tận dụng ma sát xung quanh cọc và sức kháng của đất dưới mũi cọc. + Khuyết điểm: Sức chịu tải không lớn lắm ( 50 ¸350 T ) do tiết diện và chiều dài cọc bị hạn chế ( hạ đến độ sâu tối đa 50m ). Lượng cốt thép bố trí trong cọc tương đối lớn. Thi công gặp khó khăn khi đi qua các tầng laterite, lớp cát lớn, thời gian ép lâu. 7.2. Thiết kế móng cọc khoan ép đài đơn (móng 1-B) Theo TCXD 205: 1998 cọc và móng cọc được thiết kế theo trạng thái giới hạn. Trạng thái giới hạn được phân thành hai nhóm: - Nhóm thứ nhất gồm các tính toán: + Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điều kiện đất nền + Độ bền của vật liệu cọc và đài cọc + Độ ổn định của cọc và móng - Nhóm thứ hai gồm các tính toán + Độ lún của nền cọc và móng + Chuyển vị ngang của cọc và móng + Hình thành và mở rộng vết nứt trong cọc và đài cộc bằng bê tông cốt thép 7.3. Xác định sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc và chiều sâu đặt đài cọc. Chiều cao đài cọc chọn sơ bộ 2 m, đài móng được chôn sâu 3.8m so với mặt đất tự nhiên. Chọn kích thước cọc có tiết diện:30cm x 30cm. Cọc dài 46.7 m, chia làm 5 đọan nối với nhau, 4 đoạn dài 9.5 m và 1 đoạn dài 9 m. Mũi cọc nằm trong lớp đất thứ 6, cách bề mặt lớp đất 6.3m, tại cao độ -50.00 m so với mặt đất tự nhiên. Cọc ngàm vào đài một đoạn 0.15m và đoạn đập đầu cọc 0.35m. --> Chiều dài thực tế của cọc là: 46.7 – (0.15 + 0.35) = 46.2 m Dùng bê tông có cấp độ bền B30, Rb = 17.0 MPa, cốt thép CII có Rs = 280 MPa cho toàn bộ đài cọc và cọc. GHI CHÚ: Cao trình mặt đất tính toán ( MĐTT ) được xác định theo chú thích của bảng A1, và A2 phụ lục A TCXD 205: 1998. Hình 7.1 Trụ địa chất tính toán và các kích thước sơ bộ của móng cọc khoan nhồi. 7.4. Xác định sức chịu tải của cọc theo các đặc trưng đất nền 7.4.1. Xác sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo các chỉ tiêu cơ lý của đất nền (theo phụ lục A TCXD 205: 1998) Sức chịu tải của cọc đơn, theo đất nền được tính theo công thức Trong đó: Ktc – Hệ số an toàn Ktc = 1.4 – Sức chịu tải cho phép tính toán của cọc theo đất nền theo phụ lục A TCXD 205: 1998 Qtc – Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc theo đất nền Với : m – Hệ số điều kiện làm việc. Mũi cọc tựa trên đất sét có độ bão hòa G = 0.93 > 0.85 do đó lấy m = 0.8 mR – Hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc mR = 1.2 Ap – Diện tích mũi cọc (m2). Ap = 0.3 x 0.3 = 0.09 m2 fi – Hệ số ma sát của lớp đất i ở mặt bên của thân cọc được tra theo bảng A.2 phụ lục A TCXD 205: 1998 mf – Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ, lấy theo bảng A.5 phụ lục A TCXD 205: 1998 qp – Cường độ chịu tải của đất ở đầu mũi cọc, mũi cọc cắm vào lớp đất sét do đó giá trị qp được tra trong bảng A.7 phụ lục A TCXD 205: 1998. Lớp đất thứ 6 có độ sệt B = 0.01 => qp = 4450 kN/m2 u – Chu vi thân cọc (m) u = 4 x 0.3 = 1.2 m. Hình 7.2 Sơ đồ xác định Li và Zi cho móng cọc ép đài đơn Kết quả tính sức chịu tải của cọc ép theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền được trình bày trong bảng sau (lớp 1 là bùn sét nên lấy fi = 0) Bảng 7.2 Xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý đất nền Lớp đất Số thứ tựlớp i mfi li(m) zi(m) fi(kN/m2) mfi.fi.li 1. Bùn sét, xám xanhđen, trạng tháichảyB = 1.12 1 0.6 2.00 4.00 0.00 0.00 2 0.6 2.00 6.00 0.00 0.00 3 0.6 2.00 8.00 0.00 0.00 4 0.6 2.00 10.00 0.00 0.00 5 0.6 2.00 12.00 0.00 0.00 6 0.6 2.10 14.05 0.00 0.00 2. Sét, xám trắngnâu vàng, trạng thái dẻo cứngB = 0.28 7 0.6 1.80 16.00 56.3 60.8 8 0.6 1.80 17.80 58.2 62.9 9 0.6 1.80 19.60 60.2 65.0 10 0.6 1.80 21.40 62.1 67.1 11 0.6 1.80 23.20 64.1 69.2 12 0.6 1.60 24.90 65.9 63.3 3. Sét xám xanh đentrạng thái dẻocứngB = 0.44 13 0.6 1.80 26.60 40.0 43.2 14 0.6 1.80 28.40 40.9 44.2 15 0.6 1.80 30.20 41.9 45.3 16 0.6 1.80 32.00 42.8 46.2 17 0.6 1.90 33.85 43.8 49.9 4. Sét pha lẫn sạnsỏi TA, nâu đỏ nhạt, trạng thái dẻo cứng B = 0.26 18 0.6 1.70 35.65 82.0 83.6 19 0.6 1.70 37.35 82.0 83.6 5. Cát lẫn dăm sạnTA, xám tro, kết cấu chặt 20 0.6 1.50 38.95 100 90.0 21 0.6 1.50 40.45 100 90.0 22 0.6 1.70 42.05 100 102.0 6. Sét, nâu đốm xám trắng, trạng thái dẻo cứngB = 0.01 23 0.6 1.50 43.65 100 90.0 24 0.6 1.50 45.15 100 90.0 25 0.6 1.50 46.65 100 90.0 26 0.6 1.80 48.30 100 108.0 ∑mfi.fi.li 1444.3 qp (kN/m2) 4450 Ap (m2) 0.09 u (m) 1.2 Qtc ( kN ) 1771 QAa ( kN ) 1265 7.4.2. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ của đất nền ( theo TCXD 195: 1997 và theo phụ lục B TCXD 205: 1998 ) Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức Trong đó: QS – Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên QP – Sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc FSS – Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1.52.0 FSP – Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 2.03.0 Đối với cọc khoan nhồi lấy FSS = 2 và FSP = 3 - Tính toán sức chịu tải cực hạn do ma sát bên Trong đó: u – Chu vi tiết diện cọc (m) fsi – Ma sát bên đơn vị của lớp đất thứ i, tính theo công thức Với: Cai – Lực dính giữa thân cọc và đất svi - Ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m2) Khi không có nước ngầm: Khi có nước ngầm: KSi – Hệ số áp lực ngang trong đất, với cọc khoan nhồi thì: KSi = 1 – sinj ja – Góc ma sát giữa cọc và đất nền (cọc bê tông cốt thép lấy Ca = C, ja = j với C, j lực dính và góc ma sát trong của đất nền). Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên được xác định theo trong bảng sau: Bảng 7.3 Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát bên Qs Lớp đất li(m) Ci(kN/m2) ji(độ) gi(kN/m3) svi(kN/m2) Ksi fsi(kN/m2) Qsi(kN) 1. Bùn sét, xám xanhnâu vàng, trạng thái chảy, B = 1.12 12.1 5.4 3.43 14.84 58.6 0.94 8.70 126.3 2. Sét, xám trắng nâu vàng, trạng thái dẻocứng, B = 0.28 10.6 60.2 7.24 19.39 99.5 0.87 71.25 906.3 3. Sét, xám xanh đentrạng thái dẻo cứngB = 0.44 9.1 41.6 2.63 17.43 67.6 0.95 44.56 486.6 4. Sét pha lẫn sạn sỏi TA, nâu đỏ nhạt, trạng thái dẻo cứngB = 0.26 3.4 20.8 16.28 20.80 36.7 0.72 28.52 116.4 5. Cát lẫn dăm sạn TA, xám tro, kết cấu chặt 4.7 29.0 17.69 21.20 52.6 0.70 40.69 229.5 6. Sét, nâu đốm xámtrắng, trạng thái dẻocứng, B = 0.01 6.3 56.1 17.6 20.50 66.2 0.70 70.74 534.8 ∑Qsi 2399.9 - Tính toán sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc Trong đó: - Ap – Diện tích tiết diện mũi cọc, Ap = 0.09 m2 - g – Dung trọng đất nền dưới mũi cọc, g = gđn = 20.5 – 10 = 10.5 kN/m3 - d – Đường kính cọc, d = 0.3 m - C – Lực dính đất nền dưới mũi cọc, C = 56.1 kN/m2 - svp - Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất svp = 58.6 + 99.5 + 67.6 + 36.7 + 52.6 + 66.2 = 381.2 kN/m2 - Nc, Nq, Ng – Hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc, phương pháp thi công cọc, lấy theo bảng 3.5 sách Nền Móng của Châu Ngọc Ẩn NXB ĐHQG TP.HCM j = 17.6o => Nc = 15.134, Nq = 5.81, Ng = 3.8 Suy ra: Qp = 0.09(56.1x15.134 + 381.2x5.81 + 10.5x0.3x3.8) = 276.82 kN Sức chịu tải cho phép của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ của đất nền ( kN ) Vậy sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền được chọn Qa = min(, ) = min(1265, 1292.2) = 1265 ( kN ) A. TÍNH MÓNG M1-B 7.5. Tải trọng tác dụng lên móng - Tải trọng truyền lên móng thông qua hệ khung tại vị trí các chân cộc - Tổ hợp nội lợc cột 1B được xác định trong chương 7, chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng 1B như sau ( Nmax, Mxtư, Mytư, Qxmax, Qymax ). Bảng 7.1 Bảng tải trong tại chân cột 1B để tính móng Nội lực Nmax(kN) Mxtư(kNm) Mytư(kNm) Qxmax(kN) Qymax(kN) Trị tính toán 7862.6 75.41 3.774 34.13 60.88 Trị tiêu chuẩn 6837.04 65.57 3.28 29.68 52.94 Trong đó: 7.6. Xác định số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài 7.6.1. Xác định sơ bộ số lượng cọc Số lượng cọc được xác định theo công thức Trong đó: Ntt - Lực dọc tác dụng lên mặt móng, Ntt = 7862.6 kN f0 - Sức chịu tải của cọc f0 = Qa = 1265 kN k - Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen, lấy k = 1.5 Chọn nc = 9 cọc 7.6.2. Sơ đồ bố trí cọc trong đài Hình 7.3 Sơ đồ bố trí cọc trong đài mong 1-B Diện tích thực tế của đài móng Ađ = 2.4 x 2.4= 5.76 m2 7.7. Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm Theo mục 6.1.6 TCXD 205: 1998. Tải trọng tính toán trên cọc P nên xác định khi xem móng như là kết cấu khung chịu tải đứng, ngang và mômen uốn. Tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm gồm các cọc thẳng đứng xác định theo công thức Trong đó: P0tt - Tải trọng đứng tính toán tại đáy đài P0tt = Ptt + Pđài+đất = 7862.6 + 1.1x20.25x2x9.92 = 8304.54 kN Mox - Mômen xoay quanh trục ox tại đáy đài Mox = Mx + Qxh = 75.41 + 34.13x2 = 142.67 kNm Moy - Mômen xoay quanh trục oy tại đáy đài Moy = My + Qyh = 3.774 + 60.88x2 = 125.53 kNm xmax - Khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục oy, xmax = 0.9 m ymax - Khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục ox, ymax = 0.9 m Kiểm tra: + Pc = 972.39 + 115.09 = 1087.48 kN < 1264.94 kN => Cọc đủ khả năng chịu lực = 873.06 kN > 0 => cọc chỉ chịu nén Vậy cọc thiết kế đảm bảo được khả năng chịu tải trọng dọc trục, và cọc chỉ chịu nén nên không cần kiểm tra cọc chịu lực nhổ 7.8. Xác định độ lún cho móng cọc ép đài đơn (theo trạng thái giới hạn II) 7.8.1. Xác định móng khối quy ước Nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất mà tải trọng của móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a được tính như sau Độ lún của móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước Khi đó: Kích thước khối móng quy ước A = B = L’ + 2Ltga = 2.1+2x46.2xtg2.5o = 6.12 m Với: B’, L’ - Khoảng cách giữa 2 mép cọc biên theo cả 2 phương L - Chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc Diện tích đáy móng khối quy ước Aqư = A.B = 6.12 x 6.12 = 37.45 m2 Hình 7.4 Kích thước móng khối quy ước 7.8.2. Chuyển tải trọng về trọng tâm đáy móng khối quy ước - Tải trọng đứng N0 = Ntc + Gđài + Gđất + Gcọc Trong đó: Ntc - Tải trọng tiêu chuẩn tại cao trình mặt đài, Ntc = 6837.04 kN Gđài - Trọng lượng đài và đất ở trên mặt đài Gđài = A.B.h.gtb = 6.12x6.12x3.8x9.92 = 1411.88 kN Gđất - Trọng lượng các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc ( có xét đến đẩy nổi ) Gđất = (A.B - ∑Acọc) hi.giII = (6.12x6.12– 4x0.636)x(12.1x4.87+10.6x9.5+9.1x7.53+3.4x10.88+4.7x11.2+6.3x10.55) = 14080.5 kN Gcọc - Trọng lượng cọc Gcọc = nc.Acọc.Lgđn = 9x0.09x46.2x15 = 561.33 kN Vậy: N0 = 6837.04 + 1411.88 + 14080.5 + 561.33 = 22890.75 kN - Mômen Mômen tiêu chuẩn tại tâm đáy móng khối quy ước M0 = Mtc + Qtc(L + hđài) Mox = 65.57 + 29.68(46.2 + 2) = 1496.15 kNm Moy = 3.28 + 52.94(46.2 + 2) = 2555 kNm 7.8.3. Tính áp lực của đáy móng khối quy ước truyền cho nền Độ lệch tâm Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước 7.8.4. Xác định cường độ tính toán của đất nền tại đáy móng khối quy ước Trong đó: ktc - Hệ số độ tin cậy, ktc = 1 lấy theo mục 3.39 TCXD 45: 1978 m1, m2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất nền, m1 = 1.2, m2 = 1.1 theo bảng 15 TCXD 45: 1978 BM - Cạnh ngắn của móng khối quy ước, BM = 6.12 m HM - Chiều cao móng khối quy ước, HM = 50 m g’II - Dung trọng của lớp đất dưới đáy móng khối quy ước (có kể đến đẩy nổi) g’II = = 20.5 – 10 = 10.5 kN/m3 - Dung trọng trung bình của lớp đất từ đáy móng khối quy ước trở lên (có kể đến đẩy nổi) = kN/m3 A, B, D - Hệ số lấy theo bảng 14 TCXD 45: 1978, phụ thuộc góc ma sát trong của đất dưới đáy móng khối quy ước jII = 18o => A = 0.43, B = 2.72, D = 5.31 CII - Lực dính đơn vị của đất dưới đáy móng khối quy ước CII = 58.1 kN/m2 h0 - Chiều sâu nền tầng hầm, h0 = 1.8m = 1859.09 kN/m2 Kiểm tra điều kiện: kN/m2 < 1.2RM = 1.2x1859.09 = 2230.9 kN/m2 kN/m2 < RM = 1859.09 kN/m2 Do đó có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng khối quy ước theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tính tính. 7.8.5. Xác định độ lún của móng cọc khoan nhồi đài đơn Ứng suất gây lún tại đáy móng khối quy ước Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền Chia đất nền dưới đáy móng khối quy ước thành những lớp bằng nhau có chiều dày hi BM/5 = 6.12/5 = 1.224 m, chọn hi = 1.5m Từ điều kiện: => Xác định Hcn Công thức tính toán độ lún (theo phụ lục 3 TCXD 45: 1978) Trong đó: bi = 0.8, lấy theo quy phạm hi - Chiều dày phân tố thứ i, hi = 1.5m - Ứng suất gây lún ở giữa lớp phân tố thứ i, với hệ số Ko tra bảng 3–7 sách hướng dẫn đồ án Nền Và Móng của GS, TS Nguyễn Văn Quảng – KS Nguyễn Hữu Kháng, Nhà Xuất Bản Xây Dựng, phụ thuộc m = 2z/BM Ei - Môđun biến dạng trung bình của lớp đất chịu nén dưới mũi cọc Bảng7.4 Tính toán độ lún cho móng cọc đài đơn Điểm Độ sâuz (m) 2z/BM K0 sigl(kN/m2) sibt(kN/m2) 0.2sibt(kN/m2) stbgl(daN/cm2) Ei(daN/cm2) Si(cm) 0 0 1 211.67 399.50 79.90 2.036 203 1.204 1 1.5 0.49 0.924 195.58 415.25 83.05 1.733 203 1.024 2 3 0.98 0.713 150.92 431.00 86.20 1.284 203 0.759 3 4.5 1.47 0.500 105.84 446.75 89.35 0.896 203 0.530 4 6 1.96 0.347 73.45 462.5 92.5 3.517 Hình 7.5 Sơ đồ xác định sbt và sgl cho móng cọc đài đơn 7.9. Tính toán cọc chịu tải trọng ngang theo phụ lục G TCXD 205: 1998 và cốt thép trong cọc Xác định tải trọng ngang tác dụng lên đầu mỗi cọc Tải trọng ngang tác dụng lên đầu cọc gồm các lực ngang Qx và Qy đã được xác định ở trên Qxtt = kN Qxtc = kN Qytt = kN Qytc = kN Liên kết giữa cọc và đài là liên kết ngàm. Chiều dài đoạn cọc ngàm vào cọc vào đài 0.6m 7.9.1. Kiểm tra chuyển vị ngang và góc xoay đầu cọc Chịu toán cọc chịu tải trọng ngang (theo biến dạng) nhằm kiểm tra các điều kiện sau Trong đó: - Chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc xác định theo tính toán - Giá trị cho phép của chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) đầu cọc được quy định trong nhiệm vụ thiết kế nhà và công trình. Tính toán chuyển vị ngang của cọc (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc theo công thức sau Trong đó: y0 - Chuyển vị ngang của tiết diện cọc tại mức đáy đài y0 = H0dHH + M0dHM y0 - Góc xoay của tiết diện cọc tại mức đáy đài y0 = H0dMH + M0dMM H, M - Giá trị tính toán của lực cắt và mômen uốn đầu cọc l0 - Chiều dài đoạn cọc từ đáy đài đến mặt đất, trong nhà dân dụng lấy l0 = 0 H0 - Giá trị lực cắt tại mỗi đầu cọc M0 - Giá trị mômen tại mỗi đầu cọc, M0 = Mng (vì l0 = 0) Mng - Giá trị mômen ngàm tại vị trí đài và cọc dHH - Chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) do lực H0 = 1 dHM - Chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) do mômen M0 = 1 dMH - Góc xoay của tiết diện (1/T) do lực H0 = 1 dMM - Góc xoay của tiết diện (1/Tm) do mômen M0 = 1 Được xác định theo công thức sau: A0, B0, C0 - Hệ số không thứ nguyên, lấy theo bảng G2 phụ lục G TCXD 205: 1998, phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất Le xác định theo công thức sau Le = abd .L L - Chiều sâu cọc tính từ đáy đài abd - Hệ số biến dạng, xác định theo công thức sau K - Hệ số tỉ lệ, xác định theo bảng G1 phụ lục G TCXD 205: 1998, khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, cọc chỉ làm việc với đoạn cọc lah tính từ đáy đài Chiều sâu ảnh hưởng của nền đất khi cọc chịu lực ngang được lấy như sau lah = 2(1.5d + 0.5) = 2(1.5 x 0.3 + 0.5) = 1.9 => K = 50 T/m4 (vì thuộc lớp đất bùn sét, trạng thái chảy B > 1) bc - Chiều rộng qui ước cọc, được xác định như sau - Khi d 0.8 thì bc = d + 1m - Khi d < 0.8 thì bc = 1.5d + 0.5m Suy ra: d = 0.3m => bc = 1.5 x 0.3 + 0.5 = 0.95 m Eb - Môđun đàn hồi ban đầu của bê tông cọc Eb = 32.5x103 MPa I - Mômen quán tính tiết diện ngang cọc Áp dụng tính toán Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất Le = abd .L = 0.516x46.2 = 23.84 m Suy ra: A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751 Suy ra: kNm kNm Chuyển vị ngang đầu cọc xác định như sau Dnx = y0x = = 0.379x5.6x10-3 – 0.735x2.89x10-3 = -1.75x10-6m = -0.000175cm < 1cm Dny = y0y = = 0.676x5.6x10-3 – 1.311x2.89x10-3 = -3.19x10-6m = -0.000319cm < 1cm Vậy thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc Do cọc ngàm vào đài cho nên góc xoay đầu cọc y = 0 7.9.2. Xác định áp lực tính toán, mômen uốn, lực cắt và lực dọc trong tiết diện cọc Áp lực tính toán sz, mômen uốn Mz, lực cắt Qz và lực dọc Nz trong tiết diện cọc được tính theo các công thức sau Nz = N Trong đó: Các hệ số A1, B1, C1, D1; A3, B3, C3, D3; A4, B4, C4, D4 tra theo bảng G4 phụ lục G TCXD 205: 1998 ze - Chiều sâu tính đổi: ze = abd.z z - Chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất tính từ đáy đài đến mũi cọc (m). Bảng 7.5 Mômen Mx, lực cắt Qy tại các tiết diện theo chiều dài cọc z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 Mx (kNm) A4 B4 C4 D4 Qy (kN) 0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 -7.35 0.000 0.000 0.000 1.000 6.76 0.4 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 -6.66 -0.005 0.000 0.000 1.000 6.76 0.8 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 -5.96 -0.020 -0.003 0.000 1.000 6.76 1.2 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 -5.27 -0.045 -0.009 -0.001 1.000 6.76 1.6 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -4.57 -0.080 -0.021 -0.003 1.000 6.77 2.0 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 -3.87 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 6.79 2.4 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -3.17 -0.180 -0.072 -0.016 0.997 6.80 2.8 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 -2.47 -0.245 -0.114 -0.030 0.994 6.84 3.2 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -1.74 -0.320 -0.171 -0.051 0.989 6.89 3.6 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -1.01 -0.404 -0.243 -0.082 0.980 6.95 4.0 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.27 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 7.04 4.5 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 0.51 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 7.13 4.9 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 1.48 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 7.24 5.3 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 3.03 -0.838 -0.730 -0.356 0.876 7.35 5.7 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 4.35 -0.967 -0.910 -0.479 0.821 7.47 6.1 1.5 -0.559 -0.420 0.811 1.437 5.44 -1.105 -1.116 -0.630 0.747 7.58 6.5 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 6.35 -1.248 -1.350 -0.815 0.652 7.68 6.9 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 7.06 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 7.73 7.3 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 7.53 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 7.74 7.7 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 7.86 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 7.68 8.1 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 7.99 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 7.51 8.5 2.1 -1.487 -1.950 -0.010 1.627 8.01 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 7.22 8.9 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 7.85 -2.125 -3.360 -2.849 -0.692 6.76 9.3 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 7.59 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 6.10 9.7 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 7.23 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 5.18 10.1 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 6.77 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 3.98 10.5 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 6.25 -2.437 -5.140 -5.355 -2.821 2.42 10.9 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 5.68 -2.420 -5.581 -6.143 -3.580 0.45 11.3 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 5.06 -2.346 -6.023 -6.990 -4.445 -2.00 11.7 2.9 -3.331 -5.340 -3.852 -0.295 4.44 -2.200 -6.420 -7.892 -5.423 -2.53 12.1 3.0 -3.540 -6.000 -4.688 -0.891 3.80 -1.969 -6.765 -8.840 -6.520 -1.98 12.6 3.1 -3.722 -6.690 -5.621 -1.603 3.13 -1.638 -7.034 -9.822 -7.739 -1.63 13.0 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 2.51 -1.187 7.204 -10.822 -9.082 -1.25 13.4 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 1.89 -0.599 -7.243 -11.819 -10.549 -0.97 13.8 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 1.37 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -0.62 14.2 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 0.91 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -0.46 14.6 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.54 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -0.21 15.0 3.7 -3.471 -10.776 -13.235 -8.979 0.24 3.563 -5.338 -15.151 -17.472 -0.19 15.4 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.06 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -0.15 15.8 3.9 -2.427 -11.585 -16.346 -12.854 0.01 7.059 -2.473 -15.779 -21.279 -0.14 16.2 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 0.16 9.244 -0.358 -15.610 -23.140 -0.11 Biểu đồ mômen cọc Mx Biểu đồ lực cắt Qy Bảng 7.6 Mômen My, lực cắt Qx tại các tiết diện theo chiều dài cọc z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 My (kNm) A4 B4 C4 D4 Qx (kN) 0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 -13.11 0.000 0.000 0.000 1.000 3.79 0.4 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 -11.87 -0.005 0.000 0.000 1.000 3.79 0.8 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 -10.63 -0.020 -0.003 0.000 1.000 3.79 1.2 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 -9.40 -0.045 -0.009 -0.001 1.000 3.80 1.6 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -8.16 -0.080 -0.021 -0.003 1.000 3.81 2.0 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 -6.91 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 3.84 2.4 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -5.66 -0.180 -0.072 -0.016 0.997 3.89 2.8 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 -4.40 -0.245 -0.114 -0.030 0.994 3.70 3.2 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -3.11 -0.320 -0.171 -0.051 0.989 3.68 3.6 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -1.81 -0.404 -0.243 -0.082 0.980 3.61 4.0 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.48 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 2.82 4.5 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 0.91 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 1.96 4.9 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 2.35 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 1.15 5.3 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 3.87 -0.838 -0.730 -0.356 0.876 0.41 5.7 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 7.69 -0.967 -0.910 -0.479 0.821 -0.19 6.1 1.5 -0.559 -0.420 0.811 1.437 9.62 -1.105 -1.116 -0.630 0.747 -0.68 6.5 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 11.22 -1.248 -1.350 -0.815 0.652 -0.94 6.9 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 12.46 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -1.53 7.3 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 13.27 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -2.34 7.7 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 13.82 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -3.21 8.1 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 14.02 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -3.92 8.5 2.1 -1.487 -1.950 -0.010 1.627 14.02 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 -4.21 8.9 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 13.69 -2.125 -3.360 -2.849 -0.692 -4.52 9.3 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 13.18 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 -4.63 9.7 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 12.50 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -4.64 10.1 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 11.63 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 -4.58 10.5 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 10.65 -2.437 -5.140 -5.355 -2.821 -4.21 10.9 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 9.57 -2.420 -5.581 -6.143 -3.580 -3.64 11.3 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 8.41 -2.346 -6.023 -6.990 -4.445 -3.11 11.7 2.9 -3.331 -5.340 -3.852 -0.295 7.25 -2.200 -6.420 -7.892 -5.423 -2.53 12.1 3.0 -3.540 -6.000 -4.688 -0.891 6.05 -1.969 -6.765 -8.840 -6.520 -1.98 12.6 3.1 -3.722 -6.690 -5.621 -1.603 4.80 -1.638 -7.034 -9.822 -7.739 -1.63 13.0 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 3.66 -1.187 7.204 -10.822 -9.082 -1.25 13.4 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 2.52 -0.599 -7.243 -11.819 -10.549 -0.97 13.8 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 1.57 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -0.62 14.2 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 0.72 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -0.46 14.6 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.08 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -0.21 15.0 3.7 -3.471 -10.776 -13.235 -8.979 -0.44 3.563 -5.338 -15.151 -17.472 -0.19 15.4 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 -0.71 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -0.15 15.8 3.9 -2.427 -11.585 -16.346 -12.854 -0.70 7.059 -2.473 -15.779 -21.279 -0.14 16.2 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 -0.31 9.244 -0.358 -15.610 -23.140 -0.11 Biểu đồ mômen cọc My Biểu đồ lực cắt Qx 7.9.3. Kiểm tra độ ổn định đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang Điều kiện không phá hỏng đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang sz - Áp lực tính toán tại độ sâu z Vì Le = 11.41m > 2.5 ta kiểm tra điều kiện tại vị trí z = 0.85/abd = 0.85/0.516 = 1.65 m ze = z.abd = 1.65x0.516 = 0.85 m Các giá trị A1, B1, C1, D1 được tra theo bảng G3 phụ lục G TCXD 205: 1998 với ze = 0.85 => A1 = 0.996, B1 = 0.849, C1 = 0.3625, D1 = 0.103 Ta có K = 50 T/m4, abd = 0.516, y0 = 0.92x10-3m, Eb = 32.5x103 MPa M0 = -7.35 kNm, H0 = 15.22 kN, I = 0.004 m4 Suy ra: sz = 0.65 kN/m2 sgh - Áp lực tới hạn tại độ sâu z = 3.44 m Trong đó: h1 = 1, h1 - Hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo công thức Với M0tc = 2555 kNm => h2 = 0.57 x = 0.6 đối với cọc khoan nhồi Đầu cọc nằm trong lớp thứ 6 nên có các tính chất cơ lý sau gI = 2.05 T/m3 CI = 0.561 daN/cm2 jI = 17.6o Suy ra = 87.6 kN/m2 sz = 0.65 kN/m2< sgh = 87.6 kN/m2 7.10. Tính toán cho cọc ép Do cọc chủ yếu chịu nén cho nên cốt thép trong cọc được tính theo cấu tạo. Theo TCXD 205: 1998 và sách Nền Móng Nhà Cao Tầng của GS, TSKH. Nguyễn Văn Quảng NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Tiết diện cọc Acọc = 0.09 m2 <0.5 m2 cho nên hàm lượng cốt thép chọn 0.6% , đường kính cốt thép 12mm Vậy diện tích cốt thép trong cọc là: As = 0.6%x900 = 5.4 cm2 Chọn 4f20 (As = 10.18 cm2, m = 0.46% ) Cốt đai f6 bước đai 100 7.11. Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu (theo mục 4 TCXD 195: 1997) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính theo công thức PVL = RbA + RanAs Trong đó Rb - Cường độ tính toán bê tông cọc ép Rb =14.5MPa =145 daN/cm2 A - Diện tích tiết diện cọc As - Diện tích cốt thép dọc Ran - Cường độ tính toán của cốt thép, đường kính < 28mm, nên lấy Ran = Rc/1.5 và không lớn hơn 2200 daN/cm2 Rc - Giới hạn chảy của cốt thép, thép AII giới hạn chảy Rc = 3000 daN/cm2 => Ran = daN/cm2 < 2200 daN/cm2 PVL = 145x900 + 2000x10.18= 150860 daN = 1508.6 kN Kiểm tra điều kiện Pttmax + Pc = 1087.48 < PVL = 1508.6 kN Vậy vật liệu làm cọc đủ khả năng chịu tải 7.12. Tính toán đài cọc 7.12.1. Kiểm tra chọc thủng đài cọc Kích thước đài cọc đã được xác định ở phần trên hđài = 2m Chiều cao đài cọc phải thỏa mãn điều kiện không bị chọc thủng, thông thường góc nghiêng của tháp chọc thủng là 45o . Tuy nhiên theo sách Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (phần cấu kiện nhà cửa) của Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Lê Ninh NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội 2004 góc nghiêng của tháp chọc thủng trong đài cọc có thể khác 45o. Đài cọc có thể bị chọc thủng như trường hợp sau Kiểm tra chọc thủng theo công thức sau = VP Trong đó: P - Lực chọn thủng bằng tổng phản lực của các cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp chọc thủng P = ∑Pttmax = 9x972.39 = 8751.5 kN bc, hc - Kích thước tiết cột bc = hc = 0.8m h0 - Chiều cao có ích của đài móng, h0 = 1.85m C1, C2 - Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng C1 = C2 =500mm Rk - Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông, Rk = 1.2 MPa a1, a2 - Hệ số tính theo công thức Hình 7.6 Mô hình tháp chọc thủng VP = = 38563.2 kN Suy ra P = 8751.5 kN < VP = 38563.2 kN Vậy thỏa mãn điều kiện đài không bị chọc thủng bởi cột 7.12.2. Tính toán cốt thép cho đài cọc đơn Do kích thước và số cọc của mỗi phương là như nhau, ta tính toán cốt thép cho một phương và bố trí thép cho cả phương còn lại. Chọn sơ đồ tính là dầm console có mặt ngàm tại tiết diện mép cột và tải trọng tác dụng là tổng phản lực của các cọc nằm ngoài mép cột . Chiều cao đài cọc hđài = 2m => h0 = 2 – 0.15 = 1.85m Sử dụng cốt thép AII có Rs = 280 MPa Mômen ở tiết diện ngàm Mmax = 2P.0.95 = 2x972.39x0.95 = 1847.54 kNm Diện tích cốt thép trong đài cọc theo mỗi phương được tính theo công thức cm2 Chọn 15f 20( As = 47.13 cm2), để bố trí thép cho mỗi phương Chiều dài mỗi thanh thép 4.5 – 2x 0.05 = 4.4m Khoảng cách bố trí các thanh thép a = = 150cm Thép đỉnh đài bố trí f12a200 theo mỗi phương Hình 7.7 Sơ đồ tính thép cho đài móng B. TÍNH MÓNG M3-B 7.13. Tải trọng tác dụng lên móng - Tải trọng truyền lên móng thông qua hệ khung tại vị trí các chân cộc - Tổ hợp nội lợc cột 1B được xác định trong chương 7, chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng 1B như sau ( Nmax, Mxtư, Mytư, Qxmax, Qymax ). Bảng 8.1 Bảng tải trong tại chân cột 1B để tính móng Nội lực Nmax(kN) Mxtư(kNm) Mytư(kNm) Qxmax(kN) Qymax(kN) Trị tính toán 13278.75 -4.384 44.987 -37.96 33.7 Trị tiêu chuẩn 11546.74 -3.81 39.12 -33.01 29.30 Trong đó: 7.14. Xác định số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài 7.14.1. Xác định sơ bộ số lượng cọc Số lượng cọc được xác định theo công thức Trong đó: Ntt - Lực dọc tác dụng lên mặt móng, Ntt = 13278.75 kN f0 - Sức chịu tải của cọc f0 = Qa = 1265 kN k - Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen, lấy k = 1.5 Chọn nc = 16 cọc 7.14.2. Sơ đồ bố trí cọc trong đài Hình 8.3 Sơ đồ bố trí cọc trong đài mong 3-B Diện tích thực tế của đài móng Ađ = 3.3x3.3 = 10.89 m2 7.15. Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm Theo mục 6.1.6 TCXD 205: 1998. Tải trọng tính toán trên cọc P nên xác định khi xem móng như là kết cấu khung chịu tải đứng, ngang và mômen uốn. Tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm gồm các cọc thẳng đứng xác định theo công thức Trong đó: P0tt - Tải trọng đứng tính toán tại đáy đài P0tt = Ptt + Pđài+đất = 13278.75 + 1.1x20.25x2x9.92 = 13720.686 kN Mox - Mômen xoay quanh trục ox tại đáy đài Mox = Mx + Qxh = 4.384 + 37.96x2 = 80.304 kNm Moy - Mômen xoay quanh trục oy tại đáy đài Moy = My + Qyh = 44.987 + 33.7x2 = 112.387 kNm xmax - Khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục oy ymax - Khoảng cách lớn nhất từ tim cọc đến trục ox => kN kN Kiểm tra: kN + Pc = 873.6+114.35 = 987.95 kN < 1265 kN => Cọc đủ khả năng chịu lực = 841.5 kN > 0 => cọc chỉ chịu nén Vậy cọc thiết kế đảm bảo được khả năng chịu tải trọng dọc trục, và cọc chỉ chịu nén nên không cần kiểm tra cọc chịu lực nhổ 7.16. Xác định độ lún cho móng cọc khoan nhồi đài đơn (theo trạng thái giới hạn II) 7.16.1. Xác định móng khối quy ước Nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất mà tải trọng của móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a được tính như sau Độ lún của móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước Khi đó: Kích thước khối móng quy ước A = B = L’ + 2Ltga = 3 + 2x46.2xtg2.5o = 7.03 m Với: B’, L’ - Khoảng cách giữa 2 mép cọc biên theo cả 2 phương L - Chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc Diện tích đáy móng khối quy ước Aqư = A.B = 7.03x7.03 = 49.42 m2 Hình 8.4 Kích thước móng khối quy ước 7.16.2. Chuyển tải trọng về trọng tâm đáy móng khối quy ước - Tải trọng đứng N0 = Ntc + Gđài + Gđất + Gcọc Trong đó: Ntc - Tải trọng tiêu chuẩn tại cao trình mặt đài, Ntc = 11546.74 kN Gđài - Trọng lượng đài và đất ở trên mặt đài Gđài = A.B.h.gtb = 7.03x7.03x3.8x9.92 = 1862.97 kN Gđất - Trọng lượng các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc ( có xét đến đẩy nổi ) Gđất = (A.B - ∑Acọc) hi.giII = (7.03x7.03 – 16x0.09)x(12.1x4.87+10.6x9.5+9.1x7.53+3.4x10.88+4.7x11.2+6.3x10.55) = 18421.4 kN Gcọc - Trọng lượng cọc, Gcọc = nc.Acọc.Lgđn = 16x0.09x46.2x15 = 997.92 kN Vậy: N0 = 11546.74 + 1862.97 + 18421.4 + 997.92 = 32829.03 kN - Mômen Mômen tiêu chuẩn tại tâm đáy móng khối quy ước M0 = Mtc + Qtc(L + hđài) Mox = 3.812 + 33.01(46.2 + 2) = 1594.89 kNm Moy = 39.12 + 29.3(46.2 + 2) = 1451.38 kNm 7.16.3. Tính áp lực của đáy móng khối quy ước truyền cho nền Độ lệch tâm m m Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước kN/m2 kN/m2 kN/m2 7.16.4. Xác định cường độ tính toán của đất nền tại đáy móng khối quy ước Trong đó: ktc - Hệ số độ tin cậy, ktc = 1 lấy theo mục 3.39 TCXD 45: 1978 m1, m2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất nền, m1 = 1.2, m2 = 1.1 theo bảng 15 TCXD 45: 1978 BM - Cạnh ngắn của móng khối quy ước, BM = 7.03 m HM - Chiều cao móng khối quy ước, HM = 50 m g’II - Dung trọng của lớp đất dưới đáy móng khối quy ước (có kể đến đẩy nổi) g’II = = 20.5 – 10 = 10.5 kN/m3 - Dung trọng trung bình của lớp đất từ đáy móng khối quy ước trở lên (có kể đến đẩy nổi) = kN/m3 A, B, D - Hệ số lấy theo bảng 14 TCXD 45: 1978, phụ thuộc góc ma sát trong của đất dưới đáy móng khối quy ước jII = 18o => A = 0.43, B = 2.72, D = 5.31 CII - Lực dính đơn vị của đất dưới đáy móng khối quy ước CII = 56.1 kN/m2 h0 - Chiều sâu nền tầng hầm, h0 = 1.8m => = 1864.51 kN/m2 Kiểm tra điều kiện: kN/m2 < 1.2RM = 1.2x1864.51= 2237.41 kN/m2 kN/m2 < RM = 1864.51 kN/m2 Do đó có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng khối quy ước theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tính tính. 7.16.5. Xác định độ lún của móng cọc khoan nhồi đài đơn Ứng suất gây lún tại đáy móng khối quy ước kN/m2 Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền Chia đất nền dưới đáy móng khối quy ước thành những lớp bằng nhau có chiều dày hi BM/5 = 7.03/5 = 1.41 m, chọn hi = 1.5 m Từ điều kiện: => Xác định Hcn Công thức tính toán độ lún (theo phụ lục 3 TCXD 45: 1978) Trong đó: bi = 0.8, lấy theo quy phạm hi - Chiều dày phân tố thứ i, hi = 1.5 m - Ứng suất gây lún ở giữa lớp phân tố thứ i, với hệ số Ko tra bảng 3–7 sách hướng dẫn đồ án Nền Và Móng của GS, TS Nguyễn Văn Quảng – KS Nguyễn Hữu Kháng, Nhà Xuất Bản Xây Dựng, phụ thuộc m = 2z/BM Ei - Môđun biến dạng trung bình của lớp đất chịu nén dưới mũi cọc Bảng7.4 Tính toán độ lún cho móng cọc đài đơn Điểm Độ sâuz (m) 2z/BM K0 sigl(kN/m2) sibt(kN/m2) 0.2sibt(kN/m2) stbgl(daN/cm2) Ei(daN/cm2) Si(cm) 0 0 0 1 264.78 399.50 79.90 2.58 203 1.525 1 1.5 0.43 0.948 251.01 415.25 83.05 2.24 203 1.326 2 3 0.85 0.746 197.53 431.00 86.20 1.75 203 1.035 3 4.5 1.28 0.577 152.78 446.75 89.35 1.36 203 0.805 4 6 1.71 0.452 119.68 462.50 92.5 1.08 203 0.639 5 7.5 2.13 0.365 96.64 478.75 95.65 0.88 203 0.518 6 9 2.56 0.297 78.64 494.00 98.8 5.848 Hình 7.5 Sơ đồ xác định sbt và sgl cho móng cọc đài đơn 7.17. Tính toán cọc chịu tải trọng ngang theo phụ lục G TCXD 205: 1998 và cốt thép trong cọc Xác định tải trọng ngang tác dụng lên đầu mỗi cọc Tải trọng ngang tác dụng lên đầu cọc gồm các lực ngang Qx và Qy đã được xác định ở trên. Qxtt = kN Qxtc = kN Qytt = kN Qytc = kN Liên kết giữa cọc và đài là liên kết ngàm. Chiều dài đoạn cọc ngàm vào cọc vào đài 0.6m 7.17.1. Kiểm tra chuyển vị ngang và góc xoay đầu cọc Chịu toán cọc chịu tải trọng ngang (theo biến dạng) nhằm kiểm tra các điều kiện sau Trong đó: - Chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc xác định theo tính toán - Giá trị cho phép của chuyển vị ngang (m) và góc xoay (rad) đầu cọc được quy định trong nhiệm vụ thiết kế nhà và công trình. Tính toán chuyển vị ngang của cọc (m) và góc xoay (rad) của đầu cọc theo công thức sau Trong đó: y0 - Chuyển vị ngang của tiết diện cọc tại mức đáy đài y0 = H0dHH + M0dHM y0 - Góc xoay của tiết diện cọc tại mức đáy đài y0 = H0dMH + M0dMM H, M - Giá trị tính toán của lực cắt và mômen uốn đầu cọc l0 - Chiều dài đoạn cọc từ đáy đài đến mặt đất, trong nhà dân dụng lấy l0 = 0 H0 - Giá trị lực cắt tại mỗi đầu cọc M0 - Giá trị mômen tại mỗi đầu cọc, M0 = Mng (vì l0 = 0) Mng - Giá trị mômen ngàm tại vị trí đài và cọc dHH - Chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) do lực H0 = 1 dHM - Chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) do mômen M0 = 1 dMH - Góc xoay của tiết diện (1/T) do lực H0 = 1 dMM - Góc xoay của tiết diện (1/Tm) do mômen M0 = 1 Được xác định theo công thức sau: A0, B0, C0 - Hệ số không thứ nguyên, lấy theo bảng G2 phụ lục G TCXD 205: 1998, phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất Le xác định theo công thức sau Le = abd .L L - Chiều sâu cọc tính từ đáy đài abd - Hệ số biến dạng, xác định theo công thức sau K - Hệ số tỉ lệ, xác định theo bảng G1 phụ lục G TCXD 205: 1998, khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, cọc chỉ làm việc với đoạn cọc lah tính từ đáy đài Chiều sâu ảnh hưởng của nền đất khi cọc chịu lực ngang được lấy như sau lah = 2(1.5d + 0.5) = 2(1.5x0.3 + 0.5) = 1.9 => K = 50 T/m4 (vì thuộc lớp đất bùn sét, trạng thái chảy B > 1) bc - Chiều rộng qui ước cọc, được xác định như sau - Khi d 0.8 thì bc = d + 1m - Khi d < 0.8 thì bc = 1.5d + 0.5m Suy ra: d = 0.9m => bc = 1.5x0.3 + 0.5 = 0.95m Eb - Môđun đàn hồi ban đầu của bê tông cọc Eb = 32.5x103 MPa I - Mômen quán tính tiết diện ngang cọc Áp dụng tính toán Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất Le = abd .L = 0.546x46.2 = 25.23m Suy ra: A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751 Suy ra: kNm kNm Chuyển vị ngang đầu cọc xác định như sau Dnx = y0x = = 0.633x14.54x10-3 – 1.071x4.18x10-3 = 4.727x10-3m = 0.473cm < 1cm Dny = y0y = = 0.562x14.54x10-3 – 0.951x4.18x10-3 = 3.673x10-3m = 0.367cm < 1cm Vậy thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc Do cọc ngàm vào đài cho nên góc xoay đầu cọc y = 0 7.17.2. Xác định áp lực tính toán, mômen uốn, lực cắt và lực dọc trong tiết diện cọc Áp lực tính toán sz, mômen uốn Mz, lực cắt Qz và lực dọc Nz trong tiết diện cọc được tính theo các công thức sau Nz = N Trong đó: Các hệ số A1, B1, C1, D1; A3, B3, C3, D3; A4, B4, C4, D4 tra theo bảng G4 phụ lục G TCXD 205: 1998 ze - Chiều sâu tính đổi: ze = abd.z z - Chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất tính từ đáy đài đến mũi cọc (m) Bảng 8.5 Mômen Mx, lực cắt Qy tại các tiết diện theo chiều dài cọc z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 Mx (kNm) A4 B4 C4 D4 Qy (kN) 0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 -10.71 0.000 0.000 0.000 1.000 5.62 0.4 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 -9.55 -0.005 0.000 0.000 1.000 5.61 0.8 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 -8.39 -0.020 -0.003 0.000 1.000 5.60 1.2 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 -7.24 -0.045 -0.009 -0.001 1.000 5.58 1.6 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -6.09 -0.080 -0.021 -0.003 1.000 5.56 2.0 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 -4.94 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 5.54 2.4 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -3.80 -0.180 -0.072 -0.016 0.997 5.52 2.8 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 -2.67 -0.245 -0.114 -0.030 0.994 5.52 3.2 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -1.52 -0.320 -0.171 -0.051 0.989 5.54 3.6 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -0.37 -0.404 -0.243 -0.082 0.980 5.58 4.0 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 0.78 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 5.67 4.5 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 1.95 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 5.78 4.9 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 1.48 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 5.95 5.3 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 3.03 -0.838 -0.730 -0.356 0.876 6.17 5.7 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 4.35 -0.967 -0.910 -0.479 0.821 6.45 6.1 1.5 -0.559 -0.420 0.811 1.437 5.44 -1.105 -1.116 -0.630 0.747 6.78 6.5 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 6.35 -1.248 -1.350 -0.815 0.652 7.18 6.9 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 7.06 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 7.63 7.3 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 7.53 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 8.15 7.7 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 7.86 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 8.72 8.1 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 7.99 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 9.33 8.5 2.1 -1.487 -1.950 -0.010 1.627 8.01 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 9.98 8.9 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 7.85 -2.125 -3.360 -2.849 -0.692 10.64 9.3 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 7.59 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 11.31 9.7 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 7.23 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 11.94 10.1 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 6.77 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 12.53 10.5 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 6.25 -2.437 -5.140 -5.355 -2.821 13.02 10.9 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 5.68 -2.420 -5.581 -6.143 -3.580 13.38 11.3 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 5.06 -2.346 -6.023 -6.990 -4.445 13.55 11.7 2.9 -3.331 -5.340 -3.852 -0.295 4.44 -2.200 -6.420 -7.892 -5.423 13.47 12.1 3.0 -3.540 -6.000 -4.688 -0.891 3.80 -1.969 -6.765 -8.840 -6.520 13.08 12.6 3.1 -3.722 -6.690 -5.621 -1.603 3.13 -1.638 -7.034 -9.822 -7.739 12.30 13.0 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 2.51 -1.187 7.204 -10.822 -9.082 11.05 13.4 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 1.89 -0.599 -7.243 -11.819 -10.549 9.23 13.8 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 1.37 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 6.73 14.2 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 0.91 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 3.44 14.6 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.54 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -0.77 15.0 3.7 -3.471 -10.776 -13.235 -8.979 0.24 3.563 -5.338 -15.151 -17.472 -6.03 15.4 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.06 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -12.47 15.8 3.9 -2.427 -11.585 -16.346 -12.854 0.01 7.059 -2.473 -15.779 -21.279 -20.25 16.2 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 0.16 9.244 -0.358 -15.610 -23.140 -29.51 Biểu đồ mômen cọc Mx Biểu đồ lực cắt Qy Bảng 8.6 Mômen My, lực cắt Qx tại các tiết diện theo chiều dài cọc z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 My (kNm) A4 B4 C4 D4 Qx (kN) 0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 -9.51 0.000 0.000 0.000 1.000 6.33 0.4 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 -8.48 -0.005 0.000 0.000 1.000 6.29 0.8 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 -7.45 -0.020 -0.003 0.000 1.000 6.17 1.2 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 -6.43 -0.045 -0.009 -0.001 1.000 5.99 1.6 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -5.42 -0.080 -0.021 -0.003 1.000 5.72 2.0 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 -4.40 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 5.39 2.4 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -3.39 -0.180 -0.072 -0.016 0.997 5.00 2.8 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 -2.40 -0.245 -0.114 -0.030 0.994 4.55 3.2 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -1.39 -0.320 -0.171 -0.051 0.989 4.04 3.6 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -0.39 -0.404 -0.243 -0.082 0.980 3.49 4.0 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 0.61 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 2.90 4.5 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 1.62 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 2.26 4.9 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 2.65 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 1.59 5.3 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 3.71 -0.838 -0.730 -0.356 0.876 0.89 5.7 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 4.35 -0.967 -0.910 -0.479 0.821 0.17 6.1 1.5 -0.559 -0.420 0.811 1.437 5.44 -1.105 -1.116 -0.630 0.747 -0.58 6.5 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 6.35 -1.248 -1.350 -0.815 0.652 -1.33 6.9 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 7.06 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -2.11 7.3 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 7.53 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -2.90 7.7 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 7.86 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -3.70 8.1 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 7.99 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -4.50 8.5 2.1 -1.487 -1.950 -0.010 1.627 8.01 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 -5.30 8.9 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 7.85 -2.125 -3.360 -2.849 -0.692 -6.09 9.3 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 7.59 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 -6.86 9.7 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 7.23 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -7.61 10.1 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 6.77 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 -8.32 10.5 2.6 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 6.25 -2.437 -5.140 -5.355 -2.821 -8.98 10.9 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 5.68 -2.420 -5.581 -6.143 -3.580 -9.56 11.3 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 5.06 -2.346 -6.023 -6.990 -4.445 -10.06 11.7 2.9 -3.331 -5.340 -3.852 -0.295 4.44 -2.200 -6.420 -7.892 -5.423 -10.43 12.1 3.0 -3.540 -6.000 -4.688 -0.891 3.80 -1.969 -6.765 -8.840 -6.520 -10.66 12.6 3.1 -3.722 -6.690 -5.621 -1.603 3.13 -1.638 -7.034 -9.822 -7.739 -10.71 13.0 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 2.51 -1.187 7.204 -10.822 -9.082 -10.51 13.4 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 1.89 -0.599 -7.243 -11.819 -10.549 -10.06 13.8 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 1.37 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -9.26 14.2 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 0.91 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -8.08 14.6 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.54 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -6.44 15.0 3.7 -3.471 -10.776 -13.235 -8.979 0.24 3.563 -5.338 -15.151 -17.472 -4.26 15.4 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.06 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -1.46 15.8 3.9 -2.427 -11.585 -16.346 -12.854 0.01 7.059 -2.473 -15.779 -21.279 2.05 16.2 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 0.16 9.244 -0.358 -15.610 -23.140 6.37 Biểu đồ mômen cọc My Biểu đồ lực cắt Qx 7.17.3. Kiểm tra độ ổn định đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang Điều kiện không phá hỏng đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang sz - Áp lực tính toán tại độ sâu z Vì Le = 11.41m > 2.5 ta kiểm tra điều kiện tại vị trí z = 0.85/abd = 0.85/0.546 = 1.56 m, ze = z.abd = 1.56x0.546 = 0.85 m Các giá trị A1, B1, C1, D1 được tra theo bảng G3 phụ lục G TCXD 205: 1998 với ze = 0.85 => A1 = 0.996, B1 = 0.849, C1 = 0.3625, D1 = 0.103 Ta có K = 50 T/m4, abd = 0.546, y0 = 0.367x10-3m, Eb = 32.5x103 MPa M0 = -23.74 kNm, H0 = 5.62 kN, I = 0.0004 m4 Suy ra: sz = 0.65 kN/m2 sgh - Áp lực tới hạn tại độ sâu z = 3.44 m Trong đó: h1 = 1, h1 - Hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo công thức Với M0tc = 1451.38 kNm => h2 = 0.57 x = 0.6 đối với cọc khoan nhồi Đầu cọc nằm trong lớp thứ 6 nên có các tính chất cơ lý sau gI = 2.05 T/m3, CI = 0.561 daN/cm2, jI = 17.6o Suy ra = 87.6 kN/m2 sz = 0.65 kN/m2< sgh = 87.6 kN/m2 7.18. Tính toán cho cọc ép Do cọc chủ yếu chịu nén cho nên cốt thép trong cọc được tính theo cấu tạo. Theo TCXD 205: 1998 và sách Nền Móng Nhà Cao Tầng của GS, TSKH. Nguyễn Văn Quảng NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Tiết diện cọc Acọc = 0.09 m2 < 0.5 m2 cho nên hàm lượng cốt thép chọn 0.6% , đường kính cốt thép 12mm Vậy diện tích cốt thép trong cọc là: As = 0.6%x900 = 5.4 cm2 Chọn 12f18 (As = 10.18 cm2, m = 0.46% ) Cốt đai f6 bước đai 100 7.19. Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu (theo mục 4 TCXD 195: 1997) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính theo công thức PVL = RbA + RanAs Trong đó Rb - Cường độ tính toán bê tông cọc ép Rb =14.5MPa =145 daN/cm2 A - Diện tích tiết diện cọc As - Diện tích cốt thép dọc Ran - Cường độ tính toán của cốt thép, đường kính < 28mm, nên lấy Ran = Rc/1.5 và không lớn hơn 2200 daN/cm2 Rc - Giới hạn chảy của cốt thép, thép AII giới hạn chảy Rc = 3000 daN/cm2 => Ran = daN/cm2 < 2200 daN/cm2 PVL = 145x900 + 2000x10.18= 150860 daN = 1508.6 kN Kiểm tra điều kiện Pttmax + Pc = 987.95 < PVL = 1508.6 kN Vậy vật liệu làm cọc đủ khả năng chịu tải 7.20. Tính toán đài cọc 7.20.1. Kiểm tra chọc thủng đài cọc Kích thước đài cọc đã được xác định ở phần trên hđài = 2m Chiều cao đài cọc phải thỏa mãn điều kiện không bị chọc thủng, thông thường góc nghiêng của tháp chọc thủng là 45o . Tuy nhiên theo sách Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (phần cấu kiện nhà cửa) của Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Lê Ninh NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội 2004 góc nghiêng của tháp chọc thủng trong đài cọc có thể khác 45o. Đài cọc có thể bị chọc thủng như trường hợp sau Kiểm tra chọc thủng theo công thức sau = VP Trong đó: P - Lực chọn thủng bằng tổng phản lực của các cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp chọc thủng P = ∑Pttmax = 16x873.6= 13977.6 kN bc, hc - Kích thước tiết cột bc = hc = 0.8m h0 - Chiều cao có ích của đài móng, h0 = 1.85m C1, C2 - Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng C1 = C2 =950mm Rk - Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông, Rk = 1.2 MPa a1, a2 - Hệ số tính theo công thức Hình 8.6 Mô hình tháp chọc thủng VP = = 29400 kN Suy ra P = 13977.6 kN < VP = 29400 kN Vậy thỏa mãn điều kiện đài không bị chọc thủng bởi cột 7.20.2. Tính toán cốt thép cho đài cọc đơn Do kích thước và số cọc của mỗi phương là như nhau, ta tính toán cốt thép cho một phương và bố trí thép cho cả phương còn lại. Chọn sơ đồ tính là dầm console có mặt ngàm tại tiết diện mép cột và tải trọng tác dụng là tổng phản lực của các cọc nằm ngoài mép cột . Chiều cao đài cọc hđài = 2m => h0 = 2 – 0.15 = 1.85m Sử dụng cốt thép AII có Rs = 280 MPa Mômen ở tiết diện ngàm Mmax = 2P.0.95 = 2x873.6x0.95 = 1659.84 kNm Diện tích cốt thép trong đài cọc theo mỗi phương được tính theo công thức cm2 Chọn 20f 20 ( As = 62.58 cm2), để bố trí thép cho mỗi phương Chiều dài mỗi thanh thép 4.5 – 2x 0.05 = 4.4m Khoảng cách bố trí các thanh thép a = = 150cm Thép đỉnh đài bố trí f12a200 theo mỗi phương Hình 8.7 Sơ đồ tính thép cho đài móng Kiểm tra cọc khi vân chuyển, cẩu lắp: Vận chuyển: Sơ đồ tính toán khi vận chuyển: Biểu đồ Moment : Trọng lượng bản thân cọc : q = 1.1 x 0.3 x 0.3 x 25 = 2.48 kN/m. Khi vận chuyển ta dùng 2 móc thép đặt cách mỗi đầu cọc là : a = 0.207 x Lc Đối với đọan cọc 9 m : a = 0.207 x 9 = 1.863 (m). Đối với đọan cọc 9.5 m : a = 0.207 x 9.5 = 1.9665 (m). Moment lớn nhất là: M1max = 0.043 x q x L2c Đối với đọan cọc 9 m : M1max1 = 0.043 x 2.48 x 92 = 8.64 kNm. Đối với đọan cọc 9.5m : M1max2 = 0.043 x 2.48 x 9.52 = 9.62 kNm. Cẩu lắp: Biểu đồ Moment: Khi cẩu lắp thì vị trí đặt (buộc) cáp cách đầu cọc một đọan : a = 0.3 x Lc Đối với đọan cọc 9 m : a = 0.3 x 9 = 2.7 m. Đối với đọan cọc 9.5m : a = 0.3 x 9.5 = 2.85 m. Moment lớn nhất là : M2max = 0.086 x q x L2c Đối với đọan cọc 9 m : M2max1 = 0.086 x 2.48 x 92 = 17.28 kNm. Đối với đọan cọc 9.5 m : M2max2 = 0.086 x 2.48 x 9.52 = 19.25 kNm. So sánh hai trường hợp Moment, ta thấy: M2max > M1max nên ta dùng M2max để kiểm tra vận chuyển, cẩu lắp. - Đối với cọc, ta có : Bêtông cọc sử dụng B25: Rb = 14.5 MPa Rbt = 1.05 MPa Cốt thép AII : Rs = Rsc = 280 MPa 4Þ18 có: As = 10.18 cm2 b x h = 30 x 30 cm ; ho = 30 – 3 = 27 cm. - Kiểm tra khả năng chịu lực cho phép: = 0.243. A = x ( 1 – 0.5 x ) = 0.243 x (1 – 0.5 x 0.243 ) = 0.213. [ M] = A x Rb x b x h20 = 0.213 x 145 x 30 x 272 = 675454.95 daNcm=67.55 kN.m [ M] = 67.55 kNm. Vậy: [M] > M2max . --> Cốt thép đã chọn thỏa mãn điều kiện cẩu lắp. Tính cốt thép móc cẩu Ta chỉ cần tính thép móc cẩu cho đoạn cọc Lc = 9.5m, đọan còn lại sẽ thỏa. Ta có : Q1 = Q2 = 0.5 x Q = 0.5 x n x q x Lc = 0.5 x 1.2 x 248 x 9.5 = 1414 daN. Diện tích cốt thép tối thiểu yêu cầu : = = 0.505 cm2 --> Chọn thép móc cẩu: 1Þ 18; Fa = 2.54 cm2. Điều kiện để móc neo không trượt là : = = 28.14 cm. Trong đó: u: chu vi cốt thép. u = 3.14 x D = 3.14 x 1.8 = 5.652cm. Rk: cường độ chịu kéo bêtông. Rbt = 1.05 MPa => Chọn lneo = 50 cm. Chi tiết bố trí thép cho cọc ép và đài cọc 1B và 3Bcọc được thể hiện trong bản vẽ NM :11,12/04