Thiết kế móng cọc ép

Tải trọng tiêu chuẩn  Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai..  Tải trọng lên móng đã tính được từ Etabs v9.7.4 là tải trọng tính toá

Trang 1

CHƯƠNG 9

THIẾT KẾ MÓNG CỌC

ÉP

Trang 3

Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 183

CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP

9.1 Tải trọng

9.1.1 Tải trọng tính toán

 Dựa vào bảng tổ hợp nội lực tính toán chân cột

 Moxtt: mô men uốn quanh trục x

 Moytt: mô men uốn quanh trục y

 Qoxtt: lực cắt theo trục x

 Qoytt: lực cắt theo trục y

 Nội lực tính toán đáy đài: lực dọc Nz từ etabs chưa kể thêm tải trọng sàn tầng hầm và vách hầm Tải trọng sàn tầng hầm và vách tầng hầm được tính toán riêng

 Tải trọng tính toán tại chân cột C9:

(Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -3915.63 -33.619 -59.681 22.86 -29.52

(Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -4002.97 -44.433 -42.988 28.72 -33.43

 Tải trọng tính toán tại chân cột C11:

N F.(g p )65, 2(25.1,1.0, 25 1, 2.6) 839, 45kN

(kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) (Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu) COMB1 -11389 -19.612 12.934 -15.32 -20.19 (Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -10720.7 -58.284 -137.336 -56.39 -31.93 (Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -10675.13 -117.392 -40.644 -30 -47.04

 Chọn tổ hợp Nmax tính toán sau đó kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại

Trang 4

9.1.2 Tải trọng tiêu chuẩn

 Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới

hạn thứ hai

 Tải trọng lên móng đã tính được từ Etabs v9.7.4 là tải trọng tính toán, muốn có

tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lên móng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên công trình Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình n = 1,2 Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng

tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình

 Tải trọng tiêu chuẩn tại đáy đài chưa kể trọng lượng đài

 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột C9:

(Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -3404.89 -29.23 -51.896 19.87 -25.669

(Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -3480.843 -38.637 -37.380 24.973 -29.069

 Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột C11:

9.2 Sơ bộ chiều sâu chôn móng và các kích thước

 Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm (trùng cốt -3,10m)

Trang 5

Hình 9.1 Chiều cao đài móng

 Chọn chiều cao đài móng là hđ = 1,5 m

9.3 Cấu tạo cọc

9.3.1 Vật liệu

9.3.1.1 Bê tông (TCVN 5574 – 2012)

Bê tông cho đài cọc dùng Mác 350 (B25) với các chỉ tiêu như sau:

 Khối lượng riêng:  = 25 (kN/m3)

 Cường độ chịu nén: Rb = 14,5 (MPa)

 Cường độ chịu kéo: Rbt = 1,05 (MPa)

 Môđun đàn hồi: Eb = 30.10-3 (MPa)

9.3.1.2 Cốt thép (TCVN 5574 – 2012)

 Cốt thép gân Ø ≥ 10 dùng loại AII với các chỉ tiêu:

 Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw = 225 (MPa)

 Cốt thép trơn Ø < 10 dùng loại AI với các chỉ tiêu:

 Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw = 175 (MPa)

Trang 6

Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 186

 Sơ bộ chọn chiều dài cọc đảm bảo điều kiện mũi cọc nằm trong lớp đất tốt

 Chiều dài cọc: lc = 36 (m) gồm 3 cọc: chia làm 3 đoạn cọc, 1 cọc dài 12 (m)

 Đoạn cọc nằm trong đài: 0,75 (m)

 Đoạn cọc nằm trong đất: 35,25 (m)

 Mũi cọc nằm ở độ sâu 38,45(m) ngàm 7,09 (m) trong lớp đất 3 (Sét pha cát)

Hình 9.2 Sơ đồ vị trí cọc trong mặt cắt địa chất

1

ĐÁT ĐẮP

1b 2

3a

MNN -3.000

-23.600 -25.000 -26.600

CÁT PHA SÉT, HẠT THÔ, CHẶT

SÉT PHA CÁT, XÁM NHẠT, HẠT THÔ KÉM CHẶT - CHẶT

-1.400 MÐTN

±0.000

Trang 7

 Rb: là cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc

 R :là cường độ chịu nén tính toán của cốt thép s

 A : là diện tích mặt cắt ngang của cọc c

 As:là diện tích ngang của cốt thép (chọn 8 ϕ 22)

 : là hệ số uốn dọc của cọc

  1,028 0,0000288 2 0,0016

 Khi thi công ép cọc: l01 = ν1.l1 = 1 x 12 = 12 (m)

 Khi cọc chịu tải trọng công trình: l02 = ν2.l2

Trong đó : ν2 =0.7 ( thanh 2 đầu ngàm), l2= le

 le – chiều dài tính đổi ( trường hợp này xem cọc như ngàm tại vị trí cách mép dưới đài cọc 1 khoảng le khi cọc làm việc ( trong phần cọc chịu tải trọng ngang)

 K – hệ số tỉ lệ, được xác định theo Bảng A1/(TCVN 10304 -2014 [4])

Khi tính toán cọc chịu lực ngang, cọc chỉ làm việc với đoạn cọc có chiều dài lah tính từ đáy đài

b K b

Trang 8

 I – momen quán tính của tiết diện ngang cọc

9.4.2 Tính khả năng chịu tải của 1 cọc theo đất nền (Theo TCVN 205 – 1998)

- Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải dọc trục đều phải tính toán theo sức chịu tải của đất nền với điều kiện :

+ Đối với cọc chịu nén :

0

c d c d n



+ Đối với cọc chịu kéo :

0

t,d t,d n

R R





- Trong đó :

Trang 9

Nc,d và Nt,d tương ứng là trị tính toán tải trọng nén và tải trọng kéo tác dụng lên cọc ( lực dọc phát sinh do tải trọng tính toán tác dụng vào móng tính với

γ0 là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và bằn 1,15 trong

móng nhiều cọc

γn là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1,2; 1,15 và 1,1

tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II, III ( xem phụ lục F

TCVN 10304 – 2014)

γk là hệ số tin cậy theo đất ( lấy theo mục 7.1.11b TCVN 10304 -2014)

9.4.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc treo các loại (mục 7.2.2 , TCVN

γc – hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất lấy γc = 1;

γcq – hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, γcq = 1.1;

γcf – hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc, γcf = 1.0

(lấy theo Bảng 4 /( TCVN 10304 -2014 [4])

Ap – diện tích mũi cọc, Ap = 0.42 = 0.16 m2;

u – chu vi tiết diện ngang cọc, u = 1.6 m;

qp – cường độ chịu tải của đất ở dưới mũi cọc, lấy theo Bảng 2

( TCVN 10304 -2014 [4]) sét pha => qp = 4100 kN/m2

Trang 10

i

l – chiều dày của lớp đất thứ i (được chia) tiếp xúc với mặt bên cọc;

i

f – ma sát bên của lớp đất thứ i được chia (l i  2m) ở mặt bên

của cọc, lấy theo Bảng 3( TCVN 10304 -2014 [4])

Bảng 9.1 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý

SỨC CHIU TẢI THEO CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐÂT NỀN LỚP ĐẤT STT LỚP i γ cfi l i z i f i γ cfi x l i x f i

Rs – sức chịu tải cực hạn do ma sát bên;

RP – sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc;

Tính toán sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

n

S Si i i

trong đó:

u – chu vi ngoài của tiết diện ngang, u = 1.6 m;

li – chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc;

Trang 11

fsi – ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc, tính theo công thức:

ai si vi ai

Cu quy đổi theo chỉ số SPT

Bảng 9.2 Sức chịu tải theo cường độ đất nền

Sức chịu tải theo cường độ

Trang 12

Vp – ứng suất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc;

Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn ZL thì Vp lấy theo giá trị bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu mũi cọc

Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn ZL thì Vp lấy theo giá trị bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu ZL

Nc, Nq – hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc:

Nc = 9 cho cọc đóng, Nc = 6 cho cọc nhồi

Nq = 100, lấy theo bảng G.1 ( TCVN 10304 – 2014) với đất cát trạng thái chặt vừa

( R ép max là lực ép tối đa để cọc không bị phá hoại theo điều kiện vật liệu làm cọc)

Vì vậy ta có mối quan hệ giữa P ép , P vl và R c,d của cọc như sau :

Trang 13

Trang 14

 Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:

 Do bố trí cọc khoảng cách ≥3D nên không kiểm tra hệ số nhóm

Trang 15

 Kiểm tra với tổ hợp: X

max

tu

Bảng 9.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc

tu

max

Bảng 9.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc

→ Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện

Trang 16

9.5.3 Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc

Hình 9.4 Khối móng quy ước

 Để kiểm tra áp lực nền dưới đấy móng ta dùng tái tiêu chuẩn để tính toán:

tt tc

Trang 17

 Áp lực tại đấy móng:

tc d

 Tính áp lực của đáy khối móng quy ước truyền cho nền

Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng qui ước:



2

qu qu qu

x

B L 4, 46.5, 66W

x

B L 4, 46 5, 66W

→ Vậy đất nên thỏa điều ổn định nền dưới mũi cọc.

9.5.4 Kiểm tra lún dưới đáy móng

 Chia lớp đất phía dưới mũi cọc thành từng lớp có chiều dày:

Trang 18

m i

Trang 19

 Vị trí 4: Z1,75(m); Z

B 0,392; L 5, 66 1, 26

B  4, 46  tra bảng k0 0,841

Trang 20

 Chiều cao h0 của đài cọc được chọn sơ bộ h0=1,5m

Trường hợp: khi mặt bên của tháp nén thủng nghiêng 1 góc khác 45 0 ( trường hợp nén thủng hạn chế)

0 1 2 300.59 kPa

303.04 310.39 322.64

205.69 205.15 201.07 190.08 3

4 5 6

339.79 361.84 388.79

173.05 153.02 132.83 7

8 9

420.64 457.39 499.09

kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa

114.35 89.59 58.37

kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa

Trang 21

Nén thủng hạn chế khi mặt bên kia của bản bị đỡ hoặc bị chặn bởi gối tựa hoặc vật thể nào đó, tháp nén thủng chỉ có thể xảy ra trong phạm vi bị chặn

Hình 9.6 Nén thủng hạn chế xảy ra đối với bản đế móng M1

 Xét trường hợp nguy hiểm nhất

Trang 22

xt 914,048 913, 485 1827,5 3 N

0 0

bc, hc – kích thước tiết diện cột, bc = 0,5m, hc = 0,5m;

h0 – chiều cao có ích của đài móng, h0 = 1,5 – 0,2 = 1,3 m;

Rbt – cường độ tính toán chịu kéo của bê tông, Rbt = 1050 kN/m2;

Trang 23

Trang 24

 Tính toán móng theo phương cạnh dài Lm:

P2 +

Trang 25

Ø18a150

Ø18a200

Ø12a200 Ø8a100

Trang 26

Kích thước đài sơ bộ: Lđ x Bđ = 4 x 4 (m2)

Trang 27

Bảng 9.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc móng M2

 Pmax  Qtk = 1200 (kN)

 Pmin (kN) > 0

Trang 28

9.6.3 Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc

Hình 9.13 Khối móng quy ước

 Để kiểm tra áp lực nền dưới đấy móng ta dùng tái tiêu chuẩn để tính toán:

Trang 29

 Kết quả tính toán được trình bày trong bản sau:

Bảng 9.9 Kiểm tra ổn định dưới mũi cọc

→ Vậy đất nên thỏa điều ổn định nền dưới mũi cọc.

9.6.4 Kiểm tra lún dưới đáy móng

 Chia lớp đất phía dưới mũi cọc thành từng lớp có chiều dày:

m i

Trang 30

Hình 9.14 Biểu đồ ứng suất lún 9.6.5 Tính kết cấu đài cọc

9.6.5.1 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Hình 9.15 Nén thủng xảy ra đối với bản đế móng M3

0 1 2 238.11 kPa

230.70 229.88 217.45 190.61 3

4 5 6 277.31 278.31 296.91

158.58 129.23 105.01 7

8 9 306.71 316.51

kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa

86.19 71.10 59.15

kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa 233.21 kPa

Trang 31

bc, hc – kích thước tiết diện cột, bc = 0,8m, hc = 0,8m;

h0 – chiều cao có ích của đài móng, h0 = 1,5 – 0,2 = 1,3 m;

Rbt – cường độ tính toán chịu kéo của bê tông, Rbt = 1050 kN/m2;

u– Đường trung bình,

2

 =2m

Trang 32

9.6.5.2 Tính cốt thép đài cọc

 Giả sử xem đài cọc được ngàm tại chân cột

Hình 9.16 Mặt ngàm đài cọc móng M3

 Tính toán móng theo phương cạnh ngắn Bm:

Hình 9.17 Sơ đồ tính sơ đồ tính đài móng M3

P 6

P

2 +

P 6 +

P 11

P 2 +

P 7 +

P 12

Trang 33

 Tính toán móng theo phương cạnh dài Lm:

Hình 9.18 Sơ đồ tính sơ đồ tính đài móng M3

Trang 34

9.6.6 Bố trí cốt thép đài móng M3

Hình 9.19 Mặt bằng đài móng M3

Hình 9.20 Mặt cắt đứng II-II đài móng M2

9.6.7 Kiểm tra vận chuyển cọc:

- Cọc được bố trí 2 móc cẩu trong sơ đồ cẩu cọc và dựng cọc

- Trong lượng bản thân cọc kể đến hệ số động khi cẩu lắp và dựng cọc:

Trang 35

=

2

6.3, 6

2 = 38,88 (kNm) + Momen dương: M2 =

8

.l12q

- 2

.a2q

=

2

6.3, 6

2 = 38,88 (kNm) + Momen dương: M4 =

2 2

c c c

M

b b

Trang 36

  1  1  2m = 1 1 2.0, 05 = 0,0531

Rs

h d R

s

0



Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	1,41 MB