thiết kế cầu Bà Lớn, chương 26 doc

Do đó thoả mãn việc tính toán theo sơ đồ móng cọc bệ thấp... Tìm mf : Cọc khoan nhồi đổ bê tông trong dung dịch sét Tra theo Bảng 2–1.. Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG

Chương 26: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Tính toán cọc khoan nhồi :(Trụ T2)

Số liệu tải trọng tính toán :

N tt = 657.474 Tấn.

H tt = 23.072 Tấn.

M tt = 246.512 Tm.

N tc = 560.408 Tấn.

M tc =206.103 Tm.

Tính theo móng cọc bệ thấp

4.1./ Kiểm tra chiều dày bệ móng theo công thức

b

H tg

h h

.

. min



  



















2 45 7

0 7

* Trong đó :

+ b : Chiều dài mố theo phương ngang cầu = 9 m +  : Góc ma sát trong của đất = 4057’

+  : Dung trọng của đất = 1.546 T/m3

m tg

9 546 1

072 23 2

57 4 45 7

.

'

.























 h = 2.44m > hmin = 0.827m Do đó thoả mãn việc tính toán theo sơ đồ móng cọc bệ thấp

- Cọc khoan nhồi có đường kính d =1.2 m L = 40m

- Số lượng cọc cho 1 trụ là 3, được bố trí thành 1 hàng

4.2./ Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi :

4.2.1./ Chọn kích thước cọc :

Chọn sơ bộ kích thước cọc :

- Đường kính cọc : d = 1.2 m

- Chiều dài cọc : L = 40 m

- Bêtông dùng làm cọc có Mac300, Ru = 140 kG/cm2

- Thép của cọc : 2025, Fa = 98.2cm2, thép AII có

4.2.2./ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc :

Đối với cọc Bêtông cốt thép Ta có

PVL = m(RbFb + RaFa) với :

m : hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào số cọc trong móng, móng bố trí 3 cọc, lấy m = 0.85

2 2

2 2

11310 131

1 4

2 1

Ra =2400 kG/cm2 : cường độ tính toán thép AII

Fa =98.2 cm2 : diện tích cốt thép cọc

 Pvl = 0.85(14011310 + 240098.2) = 1546218 kG = 1546.218 T

4.2.3./ Sức chịu tải của cọc theo đất nền :

- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền :

gh = m  (mRFR + umf.fi.hi) Trong đó:

+ m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy m = 1

+ mR: Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy

mR = 1

+ F : Diện tích tiết diện cọc

F = (d2)/4 = 1.131 m2 + u : Chu vi của cọc u = d = 3.769 m

+ R : Sức kháng mũi cọc

+ fi : Sức kháng bên của lớp đất thứ i có chiều sâu tương ứng li

+ hI : Chiều dày của một lớp đất thứ i có chiều sâu tương ứng li

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG

Lớp 1 : Sét,

I = 0.6,

H = 8m.L

Lớp 2 : Sét pha(á cát),

I = 0.2,

H = 12m.L

Lớp 3 : Cát mịn, chặt vừa

H = 10m.

Lớp 4 : Cát bột, chặt vừa H = 3m.

Lớp 5 : Cát

R L

d=1.2m MĐSX

SƠ ĐỒ TÍNH SCT CỦA CỌC

THEO ĐẤT NỀN

+ mf : Hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công, lớp đất mà cọc đi qua

Tìm mf : Cọc khoan nhồi đổ bê tông trong dung dịch sét

(Tra theo Bảng 2–1 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng) Ta có :

- Lớp 1 : Sét mf = 0.6

- Lớp 2 : Á cát mf = 0.6

- Lớp 3 : Cát mịn mf = 0.6

- Lớp 4 : Cát bụi mf = 0.6

- Lớp 5 : Cát mịn mf = 0.6

Tính fi : Tra theo Bảng 2–2 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng.

- Lớp 1 : Sét I L = 0.6

h1 = 2m, Z1 =1m  f1 = 0.5

T/m2

h2 = 2m, Z2 =3m  f2 = 1.2

T/m2

h3 = 2m, Z3 =5m  f3 = 1.7

T/m2

h4 = 2m, Z4 =7m  f4 = 1.75

T/m2

- Lớp 2 : Á cát, I L = 0.2

h5 = 2m, Z5 =9m  f5 = 6.35

T/m2

h6 = 2m, Z6 =11m  f6 = 6.7

T/m2

h7 = 2m, Z7 =13m  f7 = 7.1

T/m2

h8 = 2m, Z8 =15m  f8 = 7.2

T/m2

h9 = 2m, Z9 =17m  f9 = 7.48 T/m2.

h10 = 2m, Z10 =19m  f4 = 7.76 T/m2

- Lớp 3 : Cát mịn, chặt vừa.

h11 = 2m, Z11 =21m  f11 = 5.7 T/m2

h12 = 2m, Z12 =23m  f12 = 5.9 T/m2

h13 = 2m, Z13 =25m  f13 = 6.1 T/m2

h14 = 2m, Z14 =27m  f14 = 6.3 T/m2

h15 = 2m, Z15 =29m  f15 = 6.5 T/m2

- Lớp 4 : Cát bụi, chặt vừa

h16 = 2m, Z16 =31m  f16 = 4.76 T/m2

h17 = 1m, Z17 =32.5m  f17 = 4.85 T/m2

- Lớp 5 : Cát mịn, chặt vừa.

h18 = 2m, Z18 =34m  f18 = 6.96 T/m2

h19 = 2m, Z19 =25m  f19 = 7.0 T/m2

h20 = 2m, Z20 =27m  f20 = 7.0 T/m2

h21 = 1m, Z21 =29m  f21 = 7.0 T/m2

 fihi = 219.77 T/m

Xác định R : Mũi cọc nằm trong lớp cát Do đó R được tính bới công thức :

K I

o K

R 0 75     '         Trong đó :

d : Đường kính cọc = 1.2m

h : Chiều dài cọc = 40m

'

I

 : Trọng lượng riêng đơn vị của đất dưới mũi cọc(có kể đến đẩy nổi) = 0.981 T/m3

I

 : Trọng lượng riêng trung bình của đất tính từ mũi cọc đến mặt đất

3 88

H

H

i

i Ii







ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG

Từ  = 28o43’ Tra theo Bảng 6–7 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng.



70 43

39 23

.

.





o

K

o

K

B

A

Với :

d = 1.2,  = 28o43’ Nội suy 2 lần   = 0.266

h/d = 40/1.2 = 33.33,  = 28o43’   = 0.583

Từ đây tính được R = 204.372 T/m2

Thay thế các thông số vừa tìm được Ta tính được sức chịu tải của cọc theo đất nền là :

gh = 728.133 Tấn

Từ hai trị số sức chịu tải của cọc vừa tìm được, ta chọn trị số nhỏ

gh = 728.133 Tấn để tính toán.

Số lượng cọc trong móng được bố trí thành 1 hàng, có 3 cọc Việc tính toán móng này được quy về :

P = N/3 = 657.474/3 = 219.158 Tấn

Đối với cọc chịu nén Ta có điều kiện :

P < gh

 P = 219.158 Tấn <  gh = 728.133 Tấn

Như vậy điều kiện được thoả mãn  cọc đủ khả năng chịu lực

4.3./ Kiểm tra cường độ của đất tại móng khối quy ước.

Điều kiện kiểm tra : max  2 1 R

W

M F

N

qđ



 max



Góc ma sát trung bình của đất tính từ mũi cọc trở lên :

'' ' '

' '

'

40

7 43 28 3 50 25 10 20 29 12 45 13 8 57

i i

h

































Góc mở của móng khối quy ước :

'' '10 51 4 4

o

tb 

 



Fqđ = (1.2+240tg4o51’10’’)  (7.2+240 tg4o51’10’’) =

111.824 m2 Moment chống uốn của diện tích tính đổi :

3

2

774 260 6

10 51 4 40 2 2 1 10 51 4 40 2 2

Tải trọng thẳng đứng của móng khối quy ước :

657.474 + 2111.82440 = 9603.394 Tấn

 Ứng suất lớn nhất tác dụng lên đáy móng khối quy ước :

2 825 86 774 260

512 246 824 111

394

.

.

.



Cường độ tính toán của đất tại móng khối quy ước :

R = 1.2{R’(1+k1(b-2) + k2’ (h-3)}+0.1H1

Với :

H1 : Chiều sâu kể từ mực nước thấp nhất tới đáy sông

= 0.44m

Theo phụ lục 3 Giáo trình Một số vấn đề thiết kế & tính toán móng cọc – PGS.PTS Lê Đức Thắng.

Ta có

R’ = 2.0kG/cm2 = 25T/m2

k1 = 0.18

k2 = 0.25

Vậy :

R = 1.2{25(1+0.18(2-2) + 0.250.981 (40-3)}+0.10.44

=272.272 T/m2 Thay vào phương trình điều kiện ta thấy:

2

2 1 2 326 726 825



Thoả mãn điều kiện về cường độ

4.4./ Tính toán độ lún của móng.

Độ lún được tính với tĩnh tải tiêu chuẩn

560.408 + 2(111.82440 ) = 9506.328 Tấn

- Cường độ áp lực tại đáy móng khối quy ước :

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN GVHD : ThS.NGÔ CHÂU PHƯƠNG

R = 219.158 T

q = 7.5 T/m

0.6m 1.5m

2 012 85 824 111

328

.



- Cường độ áp lực gây lún :

2 852 6 40 954 1 012

h



Độ lún được tính theo công thức sau :

E

E : môđun biến dạng = 3000 T/m2

Nhận xét :

Điều kiện để tính được độ lún sau cùng là :





 P

2 0.

mà tại đáy khối móng quy ước 0 2 P  Khi đó càng xuống sâu thì VT càng tăng và VP càng giảm

Độ lún cho phép :  S  1 5  L  1 5  33  8 617cm

Trong đó L = 33m, là chiều dài nhịp giản đơn

Kết luận : Với kích thước và số lượng cọc đã chọn cũng như

cách bố trí cọc như trên thì móng hoàn toàn đảm bảo về điều kiện sức chịu tải và ổn định

Tính toán cốt thép bệ cọc.

Sơ đồ tính xem bệ cọc là 1 bản consol có đầu ngàm tại tim của thân trụ(theo phương ngang cầu), đầu tự do là mép bệ móng Tải trong tác dụng

gồm tải trọng bản thân và

phản lực đầu cọc

Từ sơ đồ trên ta có :

M = 123.057 Tm

Q = 207.908 Tấn

5 10 057

123

9

M F

o a a

.

 



Chọn 1122 a190, có Fa = 41.8 cm2.