BÁO CÁO 7. TÍNH TOÁN MÓNG MỐ

7.1 Số liệu về địa chất: Qua công tác khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng cấu trúc địa tầng của khu vực xây dựng cầu gồm các lớp sau: Lớp đất đắp: Nằm ngay trên tầng mặt ở vị trí 2 bên bờ sông. Đây là lớp đất sét, cát có bề dày thay đổi từ 1 – 2.5m. Lớp này không lấy mẫu thí nghiệm. Lớp đất 1:Lớp đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái rất mềm. Bề dày trung bình: htb = 2 – 2.5m Độ sệt: B = 1.32 Lực dính đơn vị: C = 0.3KGcm2. Góc ma sát trong:  = 23 Dung trọng tự nhiên:  = 1.475gcm3. Giá trị SPT = 0 Lớp đất 2: Lớp 2a: Lớp đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám

BÁO CÁO 7 TÍNH TOÁN MÓNG MỐ

1 – 2.5m Lớp này không lấy mẫu thí nghiệm

Lớp đất 1:Lớp đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái rất mềm

Cọc khoan nhồi đường kính D = 1m

Độ xiên của cọc trong đất: 0 độ

Cao độ đáy bệ cọc: E1 = +1.34m

Cao độ mũi cọc: E2 = -33.66m

Chiều dài của cọc trong đất: L = E1 – E2 = 1.34+33.66 = 35m

Chiều dài tự do của cọc: L0 = 0m

Chiều dài cọc ngàm trong bệ: Lng = 0.15m

Cường độ bê tông thân cọc: '

Cường độ của thép: f y = 280MPa

Mô dun đàn hồi của thép: Es = 200000MPa

7.3 Tính toán sức chịu tải của cọc:

vl dn

[P] min[P , P ] =7.3.1 Tính toán sức chịu tải theo vật liệu:

fy = 280MPa – Cường độ của thép chủ

Ac = 785398mm2 - Diện tích mặt cắt ngang của cọc

' c

vl

7.3.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền(Theo TCVN205 –1998):

P = × m (m × A × + × ∑ q u m × × f l )

Trong đó:

m = 1 –Hệ số điều kiện làm việc

mR = 1 – Hệ số diều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc

qp – Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc,(T/m2) lấy theo bảng A7Với h = 35m, IL < 0 Ta có qp = 394.8T/m2

u = P = 3.14m – Chu vi mặt cắt ngang của cọc

mf – Hệ số điều kiện làm việc của đất mặt bên cọc Lấy theo bảng A5

mf = 0.7 Đối với trường hợp đóng ống thép

fs – Ma sát bên của lớp đất i,Tra theo bảng A2 dựa vào hi và độ sệt IL

li – Chiều dày của lớp đất thứ i,(m)

hi – Khoảng cách từ vị trí đáy bệ cọc tới trọng tâm lớp đất thứ i

Ta tính sức chịu tải của mặt bên như bảng sau:

Lớp đất hi(m) li(m) IL fi(T/m2) fili(T/m)

BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC MẶT CẮT (5-5) KHI XẾP 2 LÀN XE

Hx (KN) My (KNm) Hy (KN) Mx (KNm)TTGH CĐ I 13435.509 1323.644 7213.484 0.000 8720.950TTGH CĐ II 9633.523 910.911 6186.271 407.352 11039.942TTGH CĐ III 8703.947 1039.269 2056.706 116.386 662.569

2

4 2

× × × − + × −

=

× × × − + × −

7.4.3 Xác định hệ số biến dạng của đất quanh cọc:

c 55

I = 0.04909m4 : Mô men quán tính mặt cắt ngang cọc

7.4.4 Xác định chuyển vị đơn vị của cọc tại cao trình mặt đất:0

δ - Chuyển vị xoay do M0 = 1 gây ra.

Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất:

h− = α× = L 0.29 35 10.15m × =

Trong đó: L = 35m Chiều sâu thực tế cọc hạ trong đất

Tra bảng G2 với h 10.15m_ = ta được giá trị của các hệ số:

7.4.5 Xác định chuyển vị của cọc tại đỉnh cọc:

L0 = 0 – Chiều dài của cọc trên mặt đất

h = 35m – Chiều dài cọc chôn sâu trong đất

C = × = K h 600 35 21000T / m × = - Hệ số nền của đất tại mũi cọc

K = 600T/m4 - Hệ số ảnh hưởng của phản lực đất tại mũi cọc

5 PP

5 MM

α - Góc xiên giữa trục dọc của cọc với trục thẳng đứng

Các phản lực đơn vị được xác định theo các công thức sau:

α - Góc xiên giữa trục dọc của cọc với trục thẳng đứng.

Các phản lực đơn vị được xác định theo các công thức sau:

Tổ hợp nội lực V (KN) Hướng dọc Hướng ngang

Hx (KN) My (KNm) Hy (KN) Mx (KNm)

TTGH CĐ I 13435.509 1323.644 7213.484 0.000 8720.950TTGH CĐ II 9633.523 910.911 6186.271 407.352 11039.942TTGH CĐ III 8703.947 1039.269 2056.706 116.386 662.569

Xét trường hợp theo phương dọc cầu:(My, Hx, Nz)

Ta xét cho trạng thái giới hạn cường độ I:

(v + x.w) Pn(T) Hn(T) Mn(T.m)

127.958

Ta nhận thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 2 có nội lực lớn nhất

Kiểm tra lại các giá trị tính toán:

Mn(T.m)TTGH

0.0098

0.0016

319.892

22.061

130.466

-TTGH

CĐII 963.352 91.091 618.627

0.0040

0.0083

0.0013

236.909

19.919

111.246TTGH

-CĐIII 870.395

103.92

7 205.671

0.0036

0.0088

0.0007

189.993

29.645

121.861TTGH

-SD 990.389 85.783 494.371

0.0041

0.0081

0.0011

229.526

21.905

109.932TTGH

-ĐB 0.000 0.000 0.000

0.0000

0.0050

Kết quả nội lực tính toán như bảng sau:

7 0.00 -11.895

Ta nhận thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 3 có nội lực lớn nhất

Kiểm tra lại các giá trị tính toán:

Mn(T.m)TTGH

CĐI

1343.55

1 0.000 872.095

0.0056

0.001

0 0.0003

261.32

0 0.000 -11.895TTGH

CĐII 963.352

40.735

1103.994

0.0040

0.0025

0.00044213.39

3 4.925 -32.303

4 0.0000

149.47

7 5.922 -20.037TTGH

SD 990.389 8.729 548.033

0.0041

0.001

3 0.0002

189.74

2 2.990 -17.258

7.4.9.1.1 Kiểm tra chuyển vị ngang:

Ta có: u max = 1.87cm <[ ]u = 3.8cm⇒ thõa điều kiện

Kiểm tra khả năng chịu lực dọc:

Tĩnh tải bản thân cọc: p c = γ × c A c × = L 2.5 0.7854 36.15 70.98T × × =

Điều kiện kiểm tra:

n DC c

P + γ × = P 356.2 1.25 70.98 444.9T [P] 556.1T + × = < = ⇒ thõa điều kiện

7.5 Tính toán sức chịu tải ngang của cọc:

Xác định mô men và chuyển vị ngang của 1 cọc thẳng đứng chịu mô men và lực ngang tại cao trình mặt đất theo lý thuyết TERZAGHI

3 2

Q = α × × × × E I y A − α × × ×ψ × E I B + M ×α × C + H × D

Trong đó:

Ze – Chiều sâu tính đổi xác định theo công thức: z e = α × bd z

Ai, Bi, Ci, Di – Các hệ số lấy theo bảng G3 phụ thuộc vào ze

Mô men uốn và lực cắt tại cao trình mặt đất(Theo trạng thái giới hạn đặc biệt)

Kết quả tính toán ta lập thành các bảng sau:

5.8924 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 4.43176.2391

8 -0.0853 -0.034 0.9918 0.7985 19.3273.1 0.9 -0.1214 -0.055 0.9852 0.8971 30.69

8 -0.31975 -0.171 -0.051 0.9891 35.433.1 0.9 -0.40443 -0.243 -0.082 0.9803 31.387

12.1 3.5 1.07408 -6.789 -13.69 -13.83 -8.859

7.6 Kiểm tra bê tông cọc:

7.6.1 Kiểm tra nén uốn:

Ta qui đổi tiết diện hình tròn về hình vuông: a= A c = 0.7854 0.886 = m

12868 280

156.55

s y c

7.6.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cọc:

Khả năng chịu cắt của thép đai được xem là nhỏ nhất khi gốc nghiêng

Chọn đai xoắn φ 12 a100 bố trí tại vị trí cọc trên đầu, Các đoạn cọc tiếp theo biểu đồ lực cắt giảm dần ta bố trí a150 và a200.

Môđun đàn hồi của cốt thép thường : E s= 200000 MPA

Môđun đàn hồi của bêtông :

c

0.043 × γ × f vớiγ c = 2500 kg/m3

7.7 Kiểm tra ổn định đất nền quanh cọc:

Điều kiện kiểm tra:

Mp – Mô men do tải trọng ngoài thường xuyên,(T.m)

Mv – Mô men ngoài do tải trọng tạm thời,(T.m)

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

0.658

1.7331 0.5

0.7525

Nhận xét:σ < σ z [ ] z nên đất nền đủ khả năng chịu lực.