Tính toán cọc ép

CHÖÔNG 9 TÍNH TOÁN CỌC ÉP THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC EÙP: Coïc eùp ñöôïc thieát keá theo caùc traïng thaùi giôùi haïn: traïng thaùi giôùi haïn thöù nhaát vaø traïng thaùi giôùi haïn thöù hai. Traïng thaùi giôùi haïn thöù nhaát (cöôøng ñoä) duøng taûi troïng tính toaùn ñeå thieát keá coïc, tính toaùn ñaøi coïc, kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa coïc. Traïng thaùi giôùi haïn thöù hai (bieán daïng) duøng taûi troïng tieâu chuaån ñeå tính luùn moùng, kieåm tra söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn. CHỌN TIẾT DIỆN VÀ CHIỀU SÂU CHÔN CỌC CHO CA HAI MÓNG Choïn tieát dieän coïc : 0.3 0.3m, chiều dài của cọc là 10 m. Þ AP = d d = 0.3 0.3 = 0.09m2 u = 4d = 0.3x4=1.2 m. Choïn sô boä soá löôïng theùp trong coïc : 4f16 coù Fa = 8.044 cm2 Duøng beâ toâng Maùc 400, Rn = 170 daN/cm2, coát theùp CII coù Ra = 2600 daN/cm2 cho toaøn boä phaàn ñaøi coïc vaø coïc. Choïn chọn chiều sâu chôn cọc naèm trong lôùp ñaát 6 caùùt pha naëng (caùch beà maët lôùp ñaát 6 moät khoaûng 1.5 m) taïi cao trình -30.8 m (so vôùi maët ñaát töï nhieân). Chieàu cao ñaøi choïn sô boä laø: hñ = 1 m. Giaû thieát cao trình maët ñaát töï nhieân laø -1.000 m. Ñaøi coïc choân saâu 4.4 m (tính töø maët ñaát töï nhieân). Caùc kích thöôùc ñöôïc theå hieän trong hình 9.1. KIEÅM TRA COÁT THEÙP TRONG COÏC KHI VAÄN CHUYEÅN VAØ LAÉP DÖÏNG: Khi vaän chuyeån: Hình 9.1 Moâment coïc khi vaän chuyeån Ñeå ñaûm baûo ñieàu kieän chòu löïc toát cho coïc khi caåu ñeå vaän chuyeån thì noäi löïc trong coïc phaûi : M1 = M2 = Mmax = n q (0.207L)2 /2 Trong ñoù : n = 1.5: heä soá ñoäng q = gb . Ap = 2.5 0.0.09 = 0.225 T/m (9.1) ® Mmax = 1.5 0.225 102 0.043/2 = 0.726 Tm Choïn ao = 3.5 cm Þ ho = 30 – 3.5 = 26.5 cm Dieän tích theùp : cm2 (9.2) choïn theo caáu taïo 4f16 Khi laép döïng : Hình 9.2 Moment coïc khi caåu laép Ñieàu kieän : M2 = Mmax = 0.043qL2= 0.043 x 0.225 x 102 = 0.968 Tm. choïn ao = 3.5 cm Þ ho = 30 – 3.5 = 26.5cm cm2 (9.3) Þ choïn theo caáu taïo 4f16 Vaäy coát theùp caáu taïo trong coïc thoûa ñieàu kieän vaän chuyeån vaø laép döïng. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC: Theo vaät lieäu laøm coïc: Söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc theo ñieàu kieän vaät kieäu ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Qu = QVL = j ( RnAp + RaFa ) (9.4) Trong ñoù: Rn : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâ toâng : Rn =170kG/cm2 Ap : dieän tích tieát dieän coïc , Ap = 0.09 m² =900cm2 Fa : dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp doïc truïc, Ra = 2600kG/cm2 Fa=8.044cm2 Ra : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp. j : heä soá aûnh höôûng uoán doïc, xaùc ñònh nhö sau : Ñoä maûnh ld = Lo/d = mL/d Trong ñoù m : heä soá phuï thuoäc lieân keát cuûa 2 ñaàu coïc. Khi ñoùng (eùp) coïc :1 ñaàu ngaøm, 1 ñaàu töï do ® m = 2 Khi coïc laøm vieäc trong ñaát, neáu ñaát yeáu, coïc seõ bò uoán, tuy nhieân, ôû ñaây laø lôùp ñòa chaát toát neân coïc bò uoán khoâng ñaùng keå. Þ choïn m = 2 Þ ld = Lo/d = mL/d = 2 x 10 / 0.3 = 66.7 Þ j = 0.809 (9.5) Þ QVL = 0.809 x (170 x 900 + 2600 x 8.044) /1000 = 140.7 T Theo ñieàu kieän cuûa ñaát neàn: Theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn: Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn theo ñaát neàn: (9.6) Trong ñoù: ktc – heä soá an toaøn, laáy baèng 1.4. Qtc – söùc chòu taûi tieâu chuaån, tính toaùn theo ñaát neàn cuûa coïc ép, xaùc ñònh theo coâng thöùc: (9.7) Trong ñoù m – Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, muõi coïc töïa leân lôùp caùt pha naëng coù ñoä baõo hoøa G = 0.872 > 0.85 neân laáy m = 1. mR – Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muõi coïc, mR = 1. Ap – Dieän tích muõi coïc, Ap = 0.3x0.3=0.09 m2. mf – Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát ôû maët beân cuûa coïc, laáy theo (Bảng 6.4 sách Nền Móng của thầy Nguyễn Văn Quảng). u – Chu vi tieát dieän ngang coïc, u = 0.3x4=1.2 m. – Nhieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i (ñöôïc chia) tieáp xuùc vôùi maët beân coïc. – Ma saùt beân cuûa lôùp ñaát thöù i cuûa coïc, laáy theo (Bảng 6.3 sách Nền Móng của thầy Nguyễn Văn Quảng). qp – Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû döôùi muõi coïc. ( mũi cọc cắm vào lớp đất 6, có cao trình so với mặt đất thiên nhiên là -30.80m. vậy tra bẳng ta có qp=516 (T/m2) Hình 9.3: Sô ñoà xaùc ñònh li vaø zi cho moùng coïc. Keát quaû xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa cọc ép theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn ñöôïc trình baøy trong baûng 9.3. (Lôùp 1 laø buøn seùt neân laáy fi = 0). Baûng 9.3: Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc ép theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä cuûa ñaát neàn Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc tính theo coâng thöùc: (9.6) Trong ñoù: Qs – söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt bên. QP – söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc. FSs – heä soá an toaøn cho thaønh phaàn ma saùt beân, laáy baèng 1.5 ÷2.0. FSP– heä soá an toaøn cho söùc choáng döôùi muõi coïc, laáy baèng 2.0 ÷3.0. Tính toaùn söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân (9.7) Trong ñoù: u – Chu vi ngoaøi cuûa tieát dieän ngang, u = 1.2 m. li – Chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi maët beân coïc. fsi – Ma saùt ñôn vò dieän tích maët beân coïc, tính theo coâng thöùc: (9.8) Vôùi: Ca – löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát. φa – goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn. (Coïc BTCT laáy Ca = C, φa = φ vôùi C, φ laø löïc dính vaø goùc ma saùt trong cuûa ñaát neàn). sVi – öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng do troïng löôïng baûn thaân coät ñaát. Khi khoâng coù möïc nöôùc ngaàm: (9.9) Khi coù möïc nöôùc ngaàm: (9.10) KS – heä soá aùp löïc ngang trong ñaát, có thể lấy (9.11) Söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân ñöôïc xaùc ñònh nhö trong baûng 9.4. Baûng 9.4: Xaùc ñònh söùc chòu taûi cöïc hạn do ma saùt beân QS Tính toaùn söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc. (9.12) Trong ñoù: Ap – dieän tích tieát dieän muõi coïc, Ap = 0.09 m2. γ – dung troïng ñaát neàn döôùi muõi coïc, γ = γñn = 2.0 -1 = 1.0 T/m3 d – ñöôøng kính coïc, d = 0.3 m. C – löïc dính ñaát neàn döôùi muõi coïc, C = 0.075 T/m2. sVp – öùng suaát theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc. sVp = 2.1x0.509+8.4x0.931+6.3x0.903+7.1x0.457+1.5x1 = 19.32 T/m2 Nc, Nq, Nγ – Heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc chuû yeáu vaøo goùc ma saùt trong vaø hình daïng muõi coïc, laáy theo Baûng 4.5/[27]. φ = 32.250 => Nc = 30.01, Nq = 36.72, Nγ= 25.88 Suy ra: Qp = 0.09x(0.075x30.01 +19.32x36.72 + 1x0.3x25.88) = 64.75 T Söùc chòu taûi cho pheùp: Qa(b) = T (9.13) Vaäy söùc chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài c ñaëc tröng ñaát neàn ñöôïc choïn: Qa = min (Qa(a), Qa(b)) = 131.53 T. (9.14) Kiểm tra điều kiện ép cọc đến độ sâu thiết kế: Pvl > Qamax Pvl = 140.7 T > Qamax = 133.31 T. Vậy cọc đạt đến độ sâu thiết kế. TÍNH TOÁN MÓNG C1(2-A). Taûi troïng taùc duïng leân moùng. Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí caùc chaân coät. Toå hôïp noäi löïc cuûa coät C1(2-A) ñaõ ñöôïc xaùc ñònh ôû chöông 6, choïn toå hôïp noäi löïc nguy hieåm nhaát cho moùng C1 (2-A) nhö sau:(Nmax, Mxtö, Mytö, Qxmax, Qymax) Baûng 9.5: Löïc taùc duïng taïi maët moùng C1(2-A). Noäi löïc Mx (T.m) My (T.m) N (T) Qx (T) Qy (T) Trò tính toaùn 0.948 28.471 668.08 15.46 0.8 Trò tieâu chuaån 0.824 24.757 584.922 13.44 0.7 Trong ñoù: (9.15) Xaùc ñònh soá löôïng coïc vaø sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi. Xaùc ñònh sô boä soá löôïng coïc. Coâng thöùc xaùc ñònh sô boä soá löôïng coïc nhö sau: (9.16) Trong ñoù: Ntt – löïc doïc taùc duïng leân maët moùng, Ntt = 668.08 T; – söùc chòu taûi cuûa coïc: T K – heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa momen. Choïn nc = 9 coïc. Sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi. Theo [22], sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi coù 9 coïc nhö sau: - Khoaûng caùch töø meùp coïc ñeán meùp ñaøi ≥ 200 mm. - Khoaûng caùch giöõa caùc tim coïc là 3d (d: ñöôøng kính coïc). Hình 9.4: Sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi moùng C1(2-A) Dieän tích thöïc teá cuûa ñaøi coïc: F ñaøi = 2.5x2.5 = 6.25 m2. (9.17) Kieåm tra taûi troïng doïc truïc taùc duïng leân töøng coïc trong nhoùm Taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm (theo ñieàu 6.1.6/[8]) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: (9.18) Trong ñoù: Pott – taûi troïng thaúng ñöùng tính toaùn taïi ñaùy ñaøi. P0tt = Ptt + Pñaøi+ñaát (9.19) = 668.08 + 1.1x6.25x4.4x2 = 728.58 T Moytt – momen xoay quanh truïc Oy taïi ñaùy ñaøi. M0ytt = My + Qx.h (9.20) = 28.471 + 15.45x1 = 43.92 Tm Moxtt – momen xoay quanh truïc Ox taïi ñaùy ñaøi. M0xtt = Mx + Qy.h (9.21) = 0.941 + 0.8x1 = 1.74 Tm xmax – khoaûng caùch lôùn nhaát töø tim coïc ñeán truïc Oy. ymax – khoaûng caùch lôùn nhaát töø tim coïc ñeán truïc Ox. => = 89.4T = 72.5 T Kieåm tra: T. Pmaxtt + Pc = 89.4+6.36 = 95.76 T < T (coïc ñuû khaû naêng chòu taûi). Pmintt = 72.5 T > 0 (coïc chæ chòu neùn). Vaäy, coïc thieát keá ñaûm baûo ñöôïc khaû naêng chòu taûi troïng doïc truïc. Vaø coïc chæ chòu neùn neân khoâng caàn kieåm tra coïc chòu löïc nhoå. Xaùc ñònh ñoä luùn cho moùng coïc (theo TTGH II) Theo [24], ta cuõng hieäu chænh chæ tieâu CII vaø φII cho caùc lôùp ñaát nhö ñaõ hieäu chænh chæ tieâu CI vaø φI cho caùc lôùp ñaát ôû phaàn 7.2.3.a. Baûng 9.5: Hieäu chænh chæ tieâu CII vaø φII cho caùc lôùp ñaát Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng qui öôùc Ngöôøi ta quan nieäm raèng nhôø ma saùt giöõa maët xung quanh coïc vaø ñaát, taûi troïng cuûa moùng ñöôïc truyeàn treân dieän tích roäng hôn, xuaát phaùt töø meùp ngoaøi coïc taïi ñaùy ñaøi vaø nghieâng moät goùc a ñöôïc tính nhö sau: (9.22) (9.23) Ñoä luùn cuûa neàn moùng coïc ñöôïc tính theo ñoä luùn cuûa neàn khoái moùng qui öôùc. Khi ñoù: Kích thöôùc khoái moùng qui öôùc: A = B = L’+2Ltga= 2.1 + 2x25.4x tg(4.134o) = 5.77 m (9.24) Vôùi: L’, B’: khoaûng caùch giöõa 2 meùp coïc bieân theo caû 2 phöông. L: chieàu daøi coïc tính töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc. Dieän tích ñaùy khoái moùng qui öôùc: m2 (9.25) Hình 9.5: Kích thöôùc khoái moùng qui öôùc Chuyeån taûi troïng veà troïng taâm ñaùy khoái moùng qui öôùc Taûi troïng ñöùng N0 = Ntc+ Gñaøi + Gñaát + Gcoïc (9.26) Trong ñoù: Ntc – Taûi troïng tieâu chuaån taïi cao trình maët ñaøi, NTC = 584.922 T. Gñaøi – Troïng löôïng ñaøi vaø ñaát phía treân ñaøi Gñaøi = ABhγtb = 5.77x5.77x4.4x2 = 292.978 T. Gñaát – Troïng löôïng caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc (coù xeùt ñeán ñaåy noåi) Gñaát = (AB-ΣFcoïc)xΣhiγiII =(5.77 2-9x0.09)x(0.51x2.1+0.94x8.4+0.92x6.3+0.46x7.1+1.01x1.5) = 634.846 T. Gcoïc – Troïng löôïng coïc Gcoïc = ncAcoïcLγñn = 9x0.09x25.4x2.5 = 52.04 T. Vaäy: N0 = 584.922 + 292.978 + 634.846+ 52.04 = 1564.786 T. Momen Momen tieâu chuaån taïi taâm ñaùy khoái moùng qui öôùc: M0 = Mtc + Qtc(L + hñaøi) (9.27) Suy ra: M0xtc = 0.824 + 0.7x(25.4+1) = 19.304 Tm M0ytc = 24.757 + 13.44x(25.4+1) = 379.573 Tm. Tính aùp löïc cuûa ñaùy khoái moùng qui öôùc truyeàn cho neàn Ñoä leäïch taâm: (9.28) (9.29) AÙp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái moùng qui öôùc: (9.30) T/m2 (9.31) T/m2 T/m2 Xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát neàn taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc (9.32) Trong ñoù: ktc – heä soá ñoä tin caäy, ktc = 1 (theo ñieàu 3.39/[6]). m1, m2 – Heä soá ñieàu kieän kaøm vieäc cuûa ñaát neàn, m1 = 1.2, m2 = 1.3 (laáy theo Baûng 15 /[6]). BM – Caïnh ngaén cuûa khoái moùng qui öôùc, BM = 5.77 m. HM – Chieàu cao khoái moùng qui öôùc, HM = 29.8 m. γ'II – Dung troïng cuûa lôùp ñaát döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc (coù keå ñeán ñaåy noåi); γ’II = g6ñn = 2.008 – 1 = 1.008 T/m3 γtbII – Dung troïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy khoái moùng qui öôùc trôû leân (coù keå ñeán ñaåy noåi). =0.76 T/m3 A, B, D – Heä soá laáy theo Baûng 14/[6], tuøy thuoäc goùc ma saùt trong cuûa ñaát döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc; jII = 32.58 0, tra Baûng 14/[6] ñöôïc A = 1.69, B = 6.59, D = 8.74. CII – Löïc dính ñôn vò cuûa ñaát döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc, CII = 0.083 daN/cm2 = 0.83 T/m2 h0 – Chieàu saâu neàn taàng haàm, h0 = 3.4 m. Suy ra: = 224.036 T/m2 Kieåm tra ñieàu kieän: T/m2 < 1.2RM = 168.843 T/m2 T/m2 < RM = 224.036 T/m2 Do ñoù coù theå tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi khoái moùng qui öôùc theo quan nieäm neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính. Xaùc ñònh ñoä luùn cuûa moùng coïc. ÖÙng suaát gaây luùn taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc: T/m2 (9.33) ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân ñaát neàn: (9.34) Chia ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau coù chieàu daøy hi = 1.2 m. Töø ñieàu kieän: Þ Xaùc ñònh HCN. Coâng thöùc tính toaùn ñoä luùn . (9.35) Vôùi: βi = 0.8, laáy theo qui phaïm. hi – chieàu daøy phaân toá thöù i, hi = 1.2 m. – öùng suaát gaây luùn ôû giöõa lôùp phaân toá thöù i. heä soá Ko tra Baûng 3-7/[19] phuï thuoäc m = 2z/BM. Ei – moñun bieán daïng trung bình cuûa lôùp ñaát chòu neùn döôùi muõi coïc. Hình 9.6: Sô ñoà xaùc ñònh бbt vaø бgl cho moùng coïc ép Hieäu chænh trò soá E cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc theo [23](trang 59 – 63) Töø keát quaû neùn ñaát trong phoøng, ta ñaõ tính ñöôïc caùc trò soá E ñoái vôùi töøng caáp taûi. Ta seõ so saùnh vôùi nhöõng trò soá E tieâu chuaån trong Baûng 1-22 vaø 1-23/[23], sau ñoù choïn moät heä soá hieäu chænh thích hôïp ñeå taêng giaù trò E töø keát quaû thí nghieäm leân ñeå coù trò soá E duøng tính luùn. Keát quaû hieäu chænh giaù trò E cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc ( ñaát caùt pha, ε0 = 0.57) ñöôïc trình baøy trong baûng 9.6. Baûng 9.6: Hieäu chænh giaù trò Ei cho lôùp ñaát döôùi muõi coïc Keát quaû tính toaùn ñoä luùn cho moùng coïc ñaøi ñôn ñöôïc trình baøy trong baûng 9.7. Baûng 9.7: Tính toaùn ñoä luùn cho moùng coïc ép. Ñoä luùn cuoái cuøng: S = 4.18 cm < Sgh = 8 cm Nhö vaäy, moùng C1(2-A) ñöôïc thieát keá thoaû maõn yeâu caàu veà ñoä luùn. Tính toaùn ñaøi coïc Kieåm tra choïc thuûng cho ñaøi coïc Chieàu cao ñaøi coïc ñaõ xaùc ñònh sô boä ôû phaàn treân: hñaøi = 1 m. Chieàu cao ñaøi coïc phaûi thoaû maõn ñieàu kieän khoâng bò coät choïc thuûng, thoâng thöôøng, goùc nghieâng cuûa thaùp choïc thuûng laø 450 Do ñaøi cao 1m, khoảng cách từ mép cột ra tới mép ngoài cọc ngào cùng là 0.75m. Vậy tháp chọc thủng đã bao trùm lên các đầu cọc, nên ta không cần kiểm tra điầu kiện chọc thủng cho móng C1(2-A). Hình 9.7: Sô ñoà xaùc ñònh thaùp choïc thuûng cho ñaøi coïc ép Do ñoù chieàu cao ñaøi hñaøi = 1 m laø thoûa maõn ñieàu kieän ñeå ñaøi khoâng bò coät choïc thuûng. Tính toaùn coát theùp cho ñaøi coïc Do kích thöôùc vaø soá coïc ôû moãi phöông laø nhö nhau, ta tính toaùn coát theùp cho moät phöông vaø boá trí töông töï cho phöông coøn laïi. Choïn sô ñoà tính laø daàm console coù maët ngaøm taïi tieát dieän meùp coät vaø taûi troïng taùc duïng laø toång phaûn löïc cuûa caùc coïc naèm ngoaøi meùp coät, sô ñoà tính theùp cho ñaøi coïc nhö treân hình 9.7. Hình 9.8: Sô ñoà tính coát theùp cho ñaøi coïc ép Chieàu cao ñaøi coïc hñaøi = 1 m => h0 = 1 – 0.2 = 0.8 m. Söû duïng coát theùp CII coù Ra = Ra’ = 2600 daN/cm2. Momen taïi tieát dieän ngaøm: Mmax = 3Pmaxtt.L’ = 3 x 89.4 x0.45 = 120.69 Tm (9.36) Dieän tích coát theùp trong ñaøi coïc theo moãi phöông ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: cm2 (9.37) Choïn 17 ø22 ( Fa = 64.617 cm2) ñeå boá trí cho ñaøi coïc theo moãi phöông. Chieàu daøi moãi thanh theùp: L =2.5 – 2x0.1 = 2.3 m. Khoaûng caùch boá trí caùc thanh theùp: cm. THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC EÙP C2(2-C) Taûi troïng taùc duïng leân moùng Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí caùc chaân coät. Toå hôïp noäi löïc cuûa coät C2(2-C) ñaõ ñöôïc xaùc ñònh ôû chöông 6, choïn toå hôïp noäi löïc nguy hieåm nhaát cho moùng C2(2-C) nhö sau:(Nmax, Mxtö, Mytö, Qxmax, Qymax) Baûng 9.1: Löïc taùc duïng taïi maët moùng C2(2-C) Noäi löïc Mx (T.m) My (T.m) N (T) Qx (T) Qy (T) Trò tính toaùn 1.32 2.896 1202.35 2.93 1.52 Trò tieâu chuaån 1.15 2.518 1045.52 2.55 1.32 Trong ñoù: Xaùc ñònh soá löôïng coïc vaø sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi Xaùc ñònh sô boä soá löôïng coïc Coâng thöùc xaùc ñònh sô boä soá löôïng coïc nhö sau: Trong ñoù: Ntt – löïc doïc taùc duïng leân maët moùng, Ntt = 1202.35 T. – söùc chòu taûi cuûa coïc: T K – heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa momen. Choïn nc = 16 coïc. Sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi Theo [22], sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi coù 16 coïc nhö sau: - Khoaûng caùch töø meùp coïc ñeán meùp ñaøi ≥ 200 mm. - Khoaûng caùch giöõa caùc tim coïc ≥ 3d (d: ñöôøng kính coïc). Hình 9.9: Sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi moùng C2(2-C) Dieän tích thöïc teá cuûa ñaøi coïc: F ñaøi = 3.4x3.4 = 11.56 m2. Kieåm tra taûi troïng doïc truïc taùc duïng leân töøng coïc trong nhoùm Taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm (theo ñieàu 6.1.6/[8]) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Trong ñoù: Pott – taûi troïng thaúng ñöùng tính toaùn taïi ñaùy ñaøi. P0tt = Ptt + Pñaøi+ñaát = 1202.35 + 1.1x11.57x4.6x2 = 1308.7T Moytt – momen xoay quanh truïc Oy taïi ñaùy ñaøi. M0ytt = My + Qx.h = 2.896 + 2.93x1.2 = 6.412 Tm Moxtt – momen xoay quanh truïc Ox taïi ñaùy ñaøi. M0xtt = Mx + Qy.h = 1.32 + 1.52x1.2 = 3.144 Tm xmax – khoaûng caùch lôùn nhaát töø tim coïc ñeán truïc Oy; ymax – khoaûng caùch lôùn nhaát töø tim coïc ñeán truïc Ox. => = 82.32 T = 81.26 T Kieåm tra: T. Pmaxtt + Pc = 82.32+6.237 = 88.557 T < T (coïc ñuû khaû naêng chòu taûi). Pmintt = 81.26 T > 0 (coïc chæ chòu neùn). Vaäy, coïc thieát keá ñaûm baûo ñöôïc khaû naêng chòu taûi troïng doïc truïc. Vaø coïc chæ chòu neùn neân khoâng caàn kieåm tra coïc chòu löïc nhoå. Xaùc ñònh ñoä luùn cho moùng coïc (theo TTGH II) Theo [24], ta cuõng hieäu chænh chæ tieâu CII vaø φII cho caùc lôùp ñaát nhö ñaõ hieäu chænh chæ tieâu CI vaø φI cho caùc lôùp ñaát ôû phaàn 9.2.3.a. Baûng 9.5: Hieäu chænh chæ tieâu CII vaø φII cho caùc lôùp ñaát Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng qui öôùc Ngöôøi ta quan nieäm raèng nhôø ma saùt giöõa maët xung quanh coïc vaø ñaát, taûi troïng cuûa moùng ñöôïc truyeàn treân dieän tích roäng hôn, xuaát phaùt töø meùp ngoaøi coïc taïi ñaùy ñaøi vaø nghieâng moät goùc a ñöôïc tính nhö sau: Ñoä luùn cuûa neàn moùng coïc ñöôïc tính theo ñoä luùn cuûa neàn khoái moùng qui öôùc. Khi ñoù: Kích thöôùc khoái moùng qui öôùc: A = B = L’+2Ltga= 3.0 + 2x25.2x tg(4.15o) = 6.66 m Vôùi: L’, B’: khoaûng caùch giöõa 2 meùp coïc bieân theo caû 2 phöông; L: chieàu daøi coïc tính töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc. Dieän tích ñaùy khoái moùng qui öôùc: m2 Hình 9.10: Kích thöôùc khoái moùng qui öôùc Chuyeån taûi troïng veà troïng taâm ñaùy khoái moùng qui öôùc Taûi troïng ñöùng N0 = Ntc+ Gñaøi + Gñaát + Gcoïc Trong ñoù: Ntc – Taûi troïng tieâu chuaån taïi cao trình maët ñaøi, NTC = 1045.52 T. Gñaøi – Troïng löôïng ñaøi vaø ñaát phía treân ñaøi Gñaøi = ABhγtb = 6.66x6.66x4.6x2 = 408.07 T. Gñaát – Troïng löôïng caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc (coù xeùt ñeán ñaåy noåi) Gñaát = (AB-ΣFcoïc)xΣhiγiII =(6.662-16x0.09)x(0.51x2+0.94x8.4+0.92x6.3+0.46x7.1+1.01x1.5) = 834.365 T. Gcoïc – Troïng löôïng coïc Gcoïc = ncAcoïcLγñn = 16x0.09x25.2x2.5 = 90.72 T. Vaäy: N0 = 1045.52 + 408.07 + 834.365 + 90.72 = 2378.675 T. Momen Momen tieâu chuaån taïi taâm ñaùy khoái moùng qui öôùc: M0 = Mtc + Qtc(L + hñaøi) Suy ra: M0xtc = 1.32 + 1.32x(25.2+1.2) = 36.168 Tm M0ytc = 2.518 + 2.55x (25.2+1.2) = 69.838 Tm. Tính aùp löïc cuûa ñaùy khoái moùng qui öôùc truyeàn cho neàn Ñoä leäïch taâm: AÙp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái moùng qui öôùc: T/m2 T/m2 T/m2 Xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát neàn taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc Trong ñoù: ktc – heä soá ñoä tin caäy, ktc = 1 (theo ñieàu 3.39/[6]). m1, m2 – Heä soá ñieàu kieän kaøm vieäc cuûa ñaát neàn, m1 = 1.2, m2 = 1.3 (laáy theo Baûng 15 /[6]). BM – Caïnh ngaén cuûa khoái moùng qui öôùc, BM = 6.66 m. HM – Chieàu cao khoái moùng qui öôùc, HM = 29.8 m. γ'II – Dung troïng cuûa lôùp ñaát döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc (coù keå ñeán ñaåy noåi); γ’II = g6ñn = 2.008 – 1 = 1.008 T/m3 γtbII – Dung troïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy khoái moùng qui öôùc trôû leân (coù keå ñeán ñaåy noåi). =0.76 T/m3 A, B, D – Heä soá laáy theo Baûng 14/[6], tuøy thuoäc goùc ma saùt trong cuûa ñaát döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc. jII = 32.58 0, tra Baûng 14/[6] ñöôïc A = 1.69, B = 6.59, D = 8.74. CII – Löïc dính ñôn vò cuûa ñaát döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc, CII = 0.083 daN/cm2 = 0.83 T/m2 h0 – Chieàu saâu neàn taàng haàm, h0 = 3.4 m. Suy ra: = 257.8 T/m2 Kieåm tra ñieàu kieän: T/m2 < 1.2RM = 309.36 T/m2 T/m2 < RM = 257.8 T/m2 Do ñoù coù theå tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi khoái moùng qui öôùc theo quan nieäm neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính. Xaùc ñònh ñoä luùn cuûa moùng coïc ép. ÖÙng suaát gaây luùn taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc: T/m2 ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân ñaát neàn: Chia ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau coù chieàu daøy hi = 1.5 m. Töø ñieàu kieän: Þ Xaùc ñònh HCN. Coâng thöùc tính toaùn ñoä luùn. Vôùi: βi = 0.8, laáy theo qui phaïm. hi – chieàu daøy phaân toá thöù i, hi = 1.5 m. – öùng suaát gaây luùn ôû giöõa lôùp phaân toá thöù i. heä soá Ko tra Baûng 3-7/[19] phuï thuoäc m = 2z/BM. Ei – moñun bieán daïng trung bình cuûa lôùp ñaát chòu neùn döôùi muõi coïc. Hình 9.11: Sô ñoà xaùc ñònh бbt vaø бgl cho moùng coïc ép Keát quaû tính toaùn ñoä luùn cho moùng coïc ñaøi ñôn ñöôïc trình baøy trong baûng 9.7. Baûng 9.7: Tính toaùn ñoä luùn cho moùng coïc ép C2(2-C) Ñoä luùn cuoái cuøng: S = 4.56 cm < Sgh = 8 cm Nhö vaäy, moùng C2(2-C) ñöôïc thieát keá thoaû maõn yeâu caàu veà ñoä luùn. Tính toaùn ñaøi coïc. Kieåm tra choïc thuûng cho ñaøi coïc. Chieàu cao ñaøi coïc ñaõ xaùc ñònh sô boä ôû phaàn treân: hñaøi = 1.3 m. Chieàu cao ñaøi coïc phaûi thoaû maõn ñieàu kieän khoâng bò coät choïc thuûng, thoâng thöôøng, goùc nghieâng cuûa thaùp choïc thuûng laø 450 Do ñaøi cao 1.3m, khoảng cách từ mép cột ra tới mép ngoài cọc ngào cùng là 1.1m. Vậy tháp chọc thủng đã bao trùm lên các đầu cọc, nên ta không cần kiểm tra điầu kiện chọc thủng cho móng C2(2-C). Hình 9.12: Sô ñoà xaùc ñònh thaùp choïc thuûng cho ñaøi coïc. Do ñoù chieàu cao ñaøi hñaøi = 1.3 m laø thoûa maõn ñieàu kieän ñeå ñaøi khoâng bò coät choïc thuûng. Tính toaùn coát theùp cho ñaøi coïc ép Do kích thöôùc vaø soá coïc ôû moãi phöông laø nhö nhau, ta tính toaùn coát theùp cho moät phöông vaø boá trí töông töï cho phöông coøn laïi. Choïn sô ñoà tính laø daàm console coù maët ngaøm taïi tieát dieän meùp coät vaø taûi troïng taùc duïng laø toång phaûn löïc cuûa caùc coïc naèm ngoaøi meùp coät, sô ñoà tính theùp cho ñaøi coïc nhö treân hình 9.7. Hình 9.13: Sô ñoà tính coát theùp cho ñaøi coïc. Chieàu cao ñaøi coïc hñaøi = 1.3 m => h0 = 1.3 – 0.2 = 1.1 m. Söû duïng coát theùp CII coù Ra = Ra’ = 2600 daN/cm2. Momen taïi tieát dieän ngaøm: Mmax = 4P1tt.L1+4P2.L2 =4x81.95x0.5+4x82.32x0.95=476.716 Tm Trong đó : L1, L2 khoảng cách từ tim cọc tới diểm ngàm đài cọc. P1, P2 tải trọng tính toán của cọc tác dụng lên dài. Bằng phương pháp nội suy tuyến tính ta tính được tải trọng P1 của các cọc giữa. P1 = =81.95 T Dieän tích coát theùp trong ñaøi coïc theo moãi phöông ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: cm2 Choïn 23ø32 ( Fa = 184.989 cm2) ñeå boá trí cho ñaøi coïc theo moãi phöông. Chieàu daøi moãi thanh theùp: L =3.4 – 2x0.1 = 3.2 m. Khoaûng caùch boá trí caùc thanh theùp: cm. BỐ TRÍ THÉP MÓNG CỌC ÉP. Coát theùp móng cọc ép được bố trí theo bản vẽ NM 02/02.