Thiết kế móng cọc đài cao

 Từ số liệu đề bài ta thấy lớp đất 3 là lớp đất tốt, nằm tương đối sâu  Dùng móng sâu.. Cụ thể ở đây ta dùng móng cọc đài cao , dùng cọc bê tông côt thép sẽ khắc phục được ảnh hưởng củ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Nội dung :Thiết kế móng cọc đài cao

Bi(líp2) (m)h2

Ci(líp3)

Hình 1 : Sơ đồ trụ cầu

Ntt/3 Ntt/3

Ntt Ntt/3

Hình 2 : Sơ đồ móng cọc đài cao

B-Đánh giá nền đất và sức chịu tải của cọc :

1- Các chỉ tiêu cơ lý của đất đá :

MNCN = 4.0mMNTC = 2.5m

MNTN =

2.0m

CTMÐ = 0.0m

0.2m

8.9 m10.50 m





=0.6878Tra bảng ta có : Lớp đất cát hạt vừa, chặt vừa

 Từ số liệu đề bài ta thấy lớp đất 3 là lớp đất tốt, nằm tương đối sâu  Dùng móng sâu

Cụ thể ở đây ta dùng móng cọc đài cao , dùng cọc bê tông côt thép sẽ khắc phục được ảnh hưởng củamực nước ngầm cao, khả năng chịu lực của cọc lớn Phương pháp này phổ biến với công nghệ thi công

hạ cọc bằng máy ép thuỷ lực như hiện nay không những cho thời gian thi công nhanh mà còn đem lạinhiều lợi ích khác nữa

Cấu tạo đất sét nằm không qua sâu, có độ dày lớn  dùng cọc ma sát Đóng cọc xuyên qua lớp á sétnửa cứng và lớp sét dẻo xuống lớp cát hạt vừa

2-Xác định tải trọng tác dụng lên đáy đài :

Chiêudày lớpphân tố(m)

1

L

(m)

Độ sệt B(Trạng thái đất)

Hệ số Chu vi

cọcUΣm(m)

Chiềudài cọc

i

i

i f l

Pd = 178.564 /1,4 =127.55(T)b- Theo vật liệu :

Cọc dùng bê tông mác 300# Giả thiết dùng 8 Φ25 nhóm AIII (theo bảng 21-PL) có Fa=39.27

cm2 ; Ra = 3650 (kG/cm2) ; lớp bảo vệ cốt thép ac = 3 cm

PVL = φ (Rn ×Fb + Ra ×Fa)

Theo bảng 7 PL với đất á sét trạng thái nửa cứng , dẻo cứng , cát vừa chọn có :

2

EJ

b k

L

c tb



Le= 20.713 = 2.81 m  Lqu = 3 + 2.81 = 5.81 (m)

Lqu/dc = 5.81/0.35 = 16.6, tra bảng 9a PL ta có φ = 0.878Thay số ta có :

PVL = 0.878×(130×35×35 + 3625×39.27) = 264809 (KG) = 264.809 (T)

N = 4367.26 (T)



127.55

4367.26

3 , 1



n =46.51 ; Ở đây ta bố trí 48 cọc ;2.Bố trí cọc trong đài :

a.Kích thước đài

Chiều cao đài

H = 2.5 mCạnh của đài :

a = 10.5 m

b = 7.5mb.Tính nội lực tại các đỉnh cọc :

400.5(53.5]

6)5

=0.6324.Tính h =  h = 0.632 X 14.5 =9.164 m

A C -A C +K (A C +A C )1

δ = αEJ A B -A B +K A B -A B

EJ = 0,632 3625 = 2291 T m2

2EJ = 0,6322 3625 = 1447.9 T m2

3EJ = 0,6323 3625 = 915.1 Tm2

Tra bảng 23- PL với giá trị h = 5.0 m (là giá trị lớn nhất của bảng) được hiệu các tích số của tử số

và mẫu số , thay vào công thức ta có :

0

HH

 = 2382/(979.678*915.1 ) = 0.002657 m/T

0 0

2 0

0 0

MM MM

MM HH

HM MH

HH MM



 =1/0.00016 =6250 (T/m) ;

8 Xác định các phản lực đơn vị rik tại các liên kết của hệ cơ bản :

Các chỉ tiêu hình học của các nhóm được ghi trong bảng sau Trong đó số thứ tự các nhóm cọc được đánh số từ trái qua phải , trục toạ độ đi qua trọng tâm đáy bệ (trọng tâm các cọc) Do đó móng cọc là đố xứng qua trục toạ độ

Ký hiệu Số cọc X i(m) i(độ) sini cosi Sin2

i

 Cos2

i



Ta đặt : 0  PP  HH thì các hệ số xác định theo công thức sau :

v = 0.01465 m ;

u = 0.01303 m ; ω= 0.00055 rad ;

10.Xác định nội lực đỉnh cọc :

iPP i i

i

N  ( * sin   (   * ) * cos  ) * 

iHM iHH

i i

i i

iMM

M   *   ( * cos   (   * ) sin  ) * 

11.Bảng kiểm tra kết quả tính toán :

Kết quả được ghi ở bảng 5Chú ý : Khi tính toán kiểm tra cột Ni ; Hi ; Mi phải nhân với số lượng cọc trong nhómBảng 5

11) Bảng kiểm tra kết quả tính toán.

Chú ý: Khi tính toán kiểm tra, cột Pn; Hn; Mn phải nhân với số lượng cọc trong nhóm.

Nhó

m

cọc

Ni(T) Nicosδi Ni sinδii Nixicosδ

i Mi Hi Hi cosδi Hi sinδi Hixisinδi

Điều kiện trên được thoả mãn

Theo vật liệu : NMax  PVL

Vế trái = 119.13 (T)

Vế phải : PVL = 264.809 T

Điểu kiện trên được thoả mãn

13.Tính ứng suất tại đáy móng khối quy ước :

Góc mở móng khối quy ước   tb/4

bqu= 7.5 + 2*(14.5 + 3)*tg = 7.5 + 2*17.5*0.166 = 13.31 m

Trọng lượng các đoạn cọc L0 :1

N

 = 48*3*0.35*0.35*2.5*1.1 = 48.51 TTrọng lượng của móng khối quy ước

N2 = 16.31×13.31×14.5×2.0 = 6295.497 T

Tổng tải trọng tại cao trình mũi cọc :

2

1 N N N

* 31 16

6

* 5113

2 = 58 T/m2

Cường độ tính toán theo đất nền được xác định theo công thức

R = 1.2×{R’×[1+k1×(bqu-2)] + k2× 3×(hqu-3)} + 0.1×Hn

Theo PL ta có :R’ = 2.5 KG/cm2 = 25 T/m2; k1 = 0.1 ; k2= 3.0 ; Hn = 2 m ;

bqu = 6 m (vì bqu =13.31>6 nên ta lấy bqu =6m)

Thay số vào ta có :

R = 1.2×{2.5×[1 + 0.1×(6 - 2)] + 3×1.78×(14.5 - 3)} + 0.1×2 = 78.1 T/m2

Như vậy tb< R ;  max< 1.2*R

Kết luận : nền đủ khả năng chịu tải

14.Kiểm tra độ lún :

Hình 4: Sơ đồ móng khối quy ước Hình 5: Sơ đồ tính lún

Tính lún tại tâm móng theo phương pháp tổng các lớp phân tố, sau đó so sánh với [S] =

1:8

01234567

8 7.879

9.3211.0113.1315.2817.6821.26

25.2523.6926.417

1:8

m = aqu/bqu = 16.31/13.31 = 1.225

Chia nền đất dưới đế móng khối quy ước thành các lớp mỏng có chiều dài (0.1 – 0.4)bqu ; ở đây lấy

hi = 1.5 m , tính ứng suất gây lún và ứng suất bản thân của các lớp phân tố Coi lớp đất 1 và lớp đất

2 không thấm nước , khi xác định ứng suất do trọng lượng bản thân phải tính trọng lượng của nước Lớp đất thứ 3 phải tính với dung trọng đẩy nổi Ví dụ ứng suất do trọng lượng đất tại đáy móng

khối quy ước sẽ là :

n dn

Lần lượt tính ứng suất ở đáy các lớp phân tố :

Ứng suất gây lún do tải trọng ngoài(phụ thêm) được tính theo công thức :

si

(m)

b Xác định M(z) và vẽ biểu đồ :Trị số M(z) xác định theo công thức :

M( z) = 2

 EJ*(A3*y0 + B3*0/  + C3*M0/ 2

 EJ + D3*H0/ 3

 EJ)Với : 2

y( z) m

0 0 1 0 0 0 0.00982 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00982 1.58 1 0.992 0.997 0.499 0.167 0.00974 -0.00686 0.00025 0.00062 2.9621 0.00375

3.16 2 0.735 1.823 1.924 1.308 0.00722 -0.01254 0.00096 0.00484 0.7538 0.00048 4.74 3 -0.928 1.037 3.255 3.858 -0.0091 -0.00713 0.00163 0.01427 -0.8186 -0.00035 6.32 4 -5.853 -5.941 -0.897 4.548 -0.0575 0.04087 -0.00045 0.01683 -0.7056 -0.00022 7.9 5 -10.39 -22.50 -22.43 -11.16 -0.1021 0.15482 -0.01122 -0.04130 0.9348 0.00024

Biểu đồ M(z), Ϭ(z) và y(z) trình bày ở hình:

Hình 6: Các biểu đồ chuyển vị ngang, moomen và ứng suất theo phương ngang của cọc

Kiểm tra áp suất mặt bên của cọc :

Theo biểu đồ ứng suất mặt bên của cọc ta thấy ứng suất lớn nhất xuất hiện

ở độ sâu z=1.58<h/3 = 14.5/3 = 4.83 do đó cần kiểm tra theo điều kiện sau :

)

*

* ( cos

4 2 1

Lấy 1 2=1 ; tt = 170; costt = 0.9563 ; tgtt = 0.3057 ;  = 1.64 T/m3

ctt = 0.15 KG/cm2 = 1.5 T/m2

Vế trái ( z)= 2.962 T/m2

Vế phải = 1*1*4*(1.64*1.58*0.3057 + 1.5)/0.9563 = 9.58 T/m2

Kết luận : áp lực ngang thoả mãn điều kiện trên , cọc ổn định theo phương ngang

16.Tính toán kiểm tra cọc :

a.Khi vận chuyển và treo lên giá búa

Có 2 loại cọc : cọc thẳng đứng dài 17.9m ; loại cọc nghiêng dài 18.1m

Cấu tạo cọc lam 2 đoạn :

Đoạn 1 : có mũi cọc dài 7.90 m và 8.10 m

Đoạn 2 : phía đầu cọc dài 10m dùng chung cho cả 2 loại cọc đứng và cọc nghiêng

Kiểm tra cho đoạn cọc 10m :

Sơ đồ làm việc của cọc như dầm đơn giản có đầu mút thừa là L1=0.207*10=2.07m chịu tác dụng của trọng lượng bản thân :

M = q*L /2 = 0.336912 2.072/2 = 0.7218 Tm ;trong đó q = 0.35*0,35*2.5*1.1 = 0.3369 T/m ;

Ta bố trí mỗi cạnh cọc 5Φ16 có Fa = 10.05 cm2 Như vậy đoạn cọc trên bố trí 16 thanh Φ16 Xét đoạn cọc 1 : MMax = 3.32Tm ;

Fa = MMax/(0.9*h0*Ra) = 3.32/(0.9*0.32*36500) = 0.000316 m2 = 3.16 cm2;

Ta bố trí mỗi cạnh cọc 3 Φ12 có Fa = 3.39 cm2 Như vậy đoạn cọc trên bố trí 8 thanh Φ12