PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCT

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNG PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCT PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCTPHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP-BTCT

CHƯƠNG III : PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ III CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP - BTCT

I Giới thiệu chung về phương án:

I.1 Bố trí chung :

Kết cấu nhịp cầu dài 168 m được chia thành 3 nhịp liên tục theo sơ đồ 49+70+49m

I.2 Kết cấu bên trên :

Kết cấu phần trên bằng thép liên hợp BTCT

I.3 Kết cấu phần dưới :

Mố : loại mố U BTCT Grade 30

Trụ : trụ đặc thân hẹp BTCT Grade 30

II Tính toán thiết kế phương án :

II.1 Tiêu chẩn thiết kế :

- Tiêu chuẩn thiết kế : 22 TCN 272 – 05 bộ giao thông vận tải

- Tải trọng thiết kế :

+) Hoạt tải : HL93 + ) Người đi : 300Kg/m2

II.2 Sơ đồ kết cấu :

- Sơ đồ nhịp : 2×33+ 49 + 70 + 49+2×33( m)

- Chiều dài toàn cầu : Lc= 310.56m

- Khổ cầu : 7.5 + 2x1.5 m

II.1.2 Kết cấu phần trên:

- Kết cấu nhịp dầm liên hợp thép- BTCT liên tục 3 nhịp

49+70+49(m)

- Nhịp liên tục

+) Số dầm dọc trên mặt cắt ngang nd = 6+) Các kích thước :

Chiều rộng cánh trên : btf = 500 mmChiều dày cánh trên : ttf = 30 mm

Chiều rộng cánh dưới : bbf = 700 mmChiều dày cánh dưới : tbf = 40 mmChiều cao sườn : hw = 2430 mmChiều dày sườn : tw = 20 mmChiều dày BMC : ts = 200 mmChiều cao vút : hh = 120 mmKhoảng cách dầm : S = 2000 mm

- Nhịp dẫn

+) Số dầm dọc trên mặt cắt ngang nd = 6+) Các kích thước :

Chiều rộng cánh trên : btf = 500 mmChiều dày cánh trên : ttf = 30 mmChiều rộng cánh dưới : bbf = 700 mmChiều dày cánh dưới : tbf = 40 mmChiều cao sườn : hw = 133 mmChiều dày sườn : tw = 20 mmChiều dày BMC : ts = 200 mmChiều cao vút : hh = 120 mmKhoảng cách dầm : S = 2000 mm

Sơ đồ siêu tĩnh R = 1.00 =>  = 1.00 (1.3.4)

II.1.4.1 – Tĩnh tải giai đoạn I :

Tải trọng giai đoạn I bao gồm : trọng lượng bản thân , tải trọng bê tông ướt của BMC, tải trọng thi công

DC

 = 1.25 (Bảng 3.4.1-2)

- Trọng lượng bản thân dầm :

Fs = 30500 + 243020 + 70040 = 91600 mm2DCd = s Fs =78.50.0916 = 7.106kN/m

- Trọng lượng vút :

Fh = (500×120)+(120×120)×2/2= 74400 mm2DCh = c Fh =250.0744 = 1.86 kN/m

- Trọng lượng liên kết dọc, ngang,sườn tăng cường lấy bằng 20% trọng lượng dầm thép :

II.1.4.2- Tĩnh tải giai đoạn II :

Gồm tĩnh tải do trọng lượng bản thân lớp phủ mặt cầu, lan can, gờ chắn bánh, cột đèn

Hệ số tải trọng : DW  1 5

- Trọng lượng lớp phủ mặt cầu DW1p gồm :

+ Lớp BT atphan dày 7cm

DWa = 120.0723 = 19.32 kN/m+ Lớp phòng nước 0.4cm

DWpn = 120.00415 = 7.2 kN/m->DWlp = DWa + DWpn =26.52 kN/m

- Trọng lượng lan can:

+ Phần thép có trọng lượng : DCt = 2,65 kN/m + Phần bê tông có trọng lượng : DCbt = 2,21 kN/m

-> DClc = 2,65+2.21=4.86 kN/m

- Trọng lượng gờ chắn bánh:

DWg= 0.0666 x 25= 1.664 kN/m DC2 = DWlp +DWg +DClc =33.044 kN/m

- Tính cho 1 dầm : 33.044 /6= 5.507 kN/m

II.1.5 Hoạt tải :

HL93 gồm : LL

1 Xe tải thiết kế + Tải trọng làn thiết kế

2 Xe 2 trục thiết kế + Tải trọng làn thiết kế

Hệ số xung kích = (1+IM)/100

TTGH mỏi và giòn : IM = 15%

TTGH khác : IM = 25%

Tải trọng làn : q = 9.30 N/mm = 9.30 kN/m Người đi bộ : 3.0010-3 = 3.00 kN/m2

Các bộ phận Ai yi Ai.yi yi-ysb Ai(yi-ysb)2 I0=

312

15000 2485 3.73E+07 1405.74 1.5E+9 1.125e+6

7(9.88 10 )

1079.2691600

i i sb

A y y

S

yst = 2500 – 1079.26 = 1420.74 mmIdam =  Io +  Ai(yi – ysb)2

= (2.391010) +(3.291010) = 5.681010 mm4Ssb =

sb

dam y

I

= 5.68 1010 7

5.26 101079.26



Sst = I yt dam

= 5.68 1010 7

3.98 101420.74

57142.86 2600 1.48E+08 936.727 5,014E+10 1.9E+082000/7 x 200

ysb-n =

82.474 10

1663.273148742.86

i

Ai y Ai

= 2.411010 + 8.1341010 = 1.05441011 mm4Ssb-n =

n sb

n com y

I



 = 1.0544 1011 7

6.339 101663.273



Sst-n =

n st

n com y

I



 = 1.0544 1011 8

1.26 10836.727



Đặc trưng mặt cắt liên hợp phạm vi dài (3n=21)

Các bộ phận Ai yi Ai.yi yi-ysb-3n Ai(yi-ysb-3n)2 I0

(mm2) (mm) (mm3) (mm) (mm4) (mm4)Mặt cắt thép 91600 1079.26 9.88E+07 -321.59 9.47E+9 2.39E+10Bản mặt cầu

19047 2600 5.66E+07 1199.15 2.739E+10 6.35E+072000/21 x 200

ysb-3n =

81.55 10

1400.85110647

i

Ai y Ai

= 2.3961010 + 3.6861010 = 6.081010 mm4Ssb-3n =

n sb

n com y

4.34 101400.85



Sst-3n =

n st

n com y

5.53 101099.156



II.1.8 Tính nội lực do tĩnh tải :

- Giai đoạn 1 : Chỉ có dầm chủ chịu lực

+Sơ đồ tính: Dầm liên tục 3 nhịp 49+70+49m

+Tải trọng tác dụng :

Tĩnh tải giai đoạn 1 DC1 = 13.4312 KN/m

Tải trọng thi công CLL = 4KN/m

+Lần lượt xếp các tĩnh tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt giữa nhịp

2 ta tính được nội lực :

Mô men do CLL gây ra tại mặt cắt giữa nhịp 2

Mô men do DC1 gây ra tại mặt cắt giữa nhịp 2

- Giai đoạn 2 : Bản bêtong tham gia chịu lực cùng với dầm thép(mặt cắt liên hợp chịu lực)

Mô men do DW gây ra tại mặt cắt giữa nhịp 2

Mô men do DC2 gây ra tại mặt cắt giữa nhịp 2Mômen không hệ số

II.1.9 Tính nội lực do hoạt tải :

d Hệ số phân ngang của HL-93

Loại tiết diện ngang (a)

mgMSI = 0.075 + (2000

g SI

1 2 3 4 5 6

1

1.5

0.075 Ðah R1

Nguyên tắc đòn bẩy, chỉ tính một làn xe nên hệ số làn m =1.2

g=1

2( y1y2)=0.50.075= 0.0375

gm=1.20.0375=0.045

Tải trọng thiết kế trên 2 làn xe:

de = 1000 mm(k/c dầm biên tới mép cầu)

e = 0.77 +

2800

e d

= 0.77+ 1000

2800 = 1.127mgMSE = e.mgMSI = 1.1270.468= 0.5275

e Hệ số phân bố ngang của người đi (gn)

- Dầm biên: tính theo phương pháp đòn bẩy

ME NG mg

n

  

n : số dầm chủ n = 6

f Mômen do hoạt tải :

-Ta lần lượt xếp tải lên phần dương của ĐAH để gây ra hiệu ứng tải trọng lớn nhất

Xếp xe 2 trục + tải trọng làn lên ĐAH (+) mặt cắt giữa nhịp 2

Xếp xe 3 trục + tải trọng làn lên ĐAH (+) mặt cắt giữa nhịp 2

Ta được các biểu đồ bao mô men :

Biểu đồ bao mô men của xe 2 trục + tải trọng làn

Biểu đồ bao mô men của xe 3 trục + tải trọng làn Mômen không hệ số MLL+IM

Biểu đồ bao mô men của ngườiMômen không hệ số MPL

hệ số phân bố ngang) + MU – mô men tính toán theo TTGH Cường độ 1 của dầm giữa

+  =0.95 hệ số liên quan đến tính dẻo , tính dư và sự quan

trọng

trong khai thác xác định theo TCN

  i d R  0 95

Hệ số liên quan đến tính dẻo d =0.95

Hệ số liên quan đến tính dư R=0.95

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i

=1.05 + IM – hệ số xung kích

+ MLL+IM = gMLL{(1+IM)Mxe tải+Mlàn}

gMLL : hệ số phân bố ngang do hoạt tải + p - hệ số tĩnh tải

Loại tải trọng TTGH cường độ I TTGH sử dụng

* Xét mặt cắt chịu uốn dương

Tính toán mômen chảy M y :

My = MD1 + MD2 + MAD

f t3,f b3: ứng suất cánh trên và cánh dưới dầm thép

Khi ứng suất cánh dầm thép đạt đến giới hạn chảy, ta có :

I NC

I NC

II LT

II LT

thép.

I NC : momen quán tính của mặt cắt dầm thép

I ST,I LT: momen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn và dài hạn

Tính toán mômen dẻo

Xác định vị trí trục trung hoà dẻo PNA

Pt = Aft.Fyt = 70040345 = 9660 kN

 Pc< Pw + Pt  TTH đi qua sườn dầm

Vị trí trục PNA đi qua sườn dầm, chiều cao phần sườn dầm chịu nén :

2 2 ,

Z khoảng cách từ trọng tâm bản betong đến mép trên của dầm thép

Tính toán mômen danh định M n :

a - Kiểm tra độ cứng của mặt cắt dầm

Yêu cầu độ mảnh của sườn dầm

Vậy yêu cầu về độ mảnh sườn dầm là thoả mãn.

b- Kiểm tra yêu cầu về tính dẻo :

5' 

D

D p

Mục đích của yêu cầu này là ngăn chặn việc nứt vỡ của bản bê tông mặt

cầu khi mà mặt cắt liên hợp tiến gần đến khả năng momen dẻo

Dp - chiều cao từ đỉnh của bản bê tông mặt cầu đến trục PNA

=> '

D

D p

= 0.6910.2165 = 3.19 < 5 Đạt

c- Kiểm tra về giới hạn tỷ số mômen quán tính :

Các cấu kiện uốn phải đạt yêu cầu sau

0.1 ≤

y

yc I

I

≤ 0.9 Iyc và Iy - các mômen quán tính của bản cánh chịu nén và dầm thép với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của sườn Giới hạn này đảm bảo rằng công thức tính toán sự mất ổn định do xoắn ngang là có hiệu quả

Iyc = 30 5003

12

 = 3.125108 mm4

Iy = 3.125108 + 2430 203

12

 + 40 700312

I

= 0.2144< 0.9 Đạt

d- Sức kháng uốn danh định M n :

Mn = 1.3RhMy ≤ Mpvới hệ số giảm nhỏ ứng suất bản cánh Rh =1.0 đối với mặt cắt đồng nhất

Mn = 1.31.037949.83

= 49333.7 kN.m < Mp = 72117.52kN.m ĐạtMômen tính toán :

Mu = 66903.36 kN.m < Mp = 72117.52 kN.m Đạt

* Xét mặt cắt chịu momen uốn âm :

Tính toán mômen chảy M y :

My = MD1 + MD2 + MAD

Trong đó:

MD1 - mômen gây ra bởi tải trọng cố định có hệ số trên mặt cắt thép

MD1 = 1.25(-4157.7) = -5197.13 kN.m MD2 - mômen gây ra bởi tải trọng cố định chất thêm có hệ số lên mặt cắt

liên hợp dài hạn

MD2 = 1.25(-4902.1) + 1.5(-635.5) = -7080.88 kN.m

MAD - mômen gây ra bởi hoạt tải cộng thêm có hệ số gây ra trạng thái giới hạn chảy trong các bản thép

+ Đối với bản cánh trên

f t3,f b3: ứng suất cánh trên và cánh dưới dầm thép

Khi ứng suất cánh dầm thép đạt đến giới hạn chảy, ta có :

I NC

I NC

II LT

II LT

3 1 2

y

f  f  f  f = -345000 – 98141.578 -193676 = -636817.5 KN/m2

I NC : momen quán tính của mặt cắt dầm thép

I ST,I LT: momen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn và dài hạn

Tính toán mômen dẻo

Xác định vị trí trục trung hoà dẻo PNA

Pt = Aft.fyt = 70040345 = 9660kN

 Pc< Pw + Pt  TTH đi qua sườn dầm

Vị trí trục PNA đi qua sườn dầm, chiều cao phần sườn dầm chịu nén :

1 2.43 5175 9660 1 0.89

c yc t yt w

cp

w yw

A f A f D

a - Kiểm tra độ cứng của mặt cắt dầm

Yêu cầu độ mảnh của sườn dầm

Vậy yêu cầu về độ mảnh sườn dầm là thoả mãn.

b- Kiểm tra yêu cầu về tính dẻo :

5' 

D

D p

Mục đích của yêu cầu này là ngăn chặn việc nứt vỡ của bản bê tong mặt

cầu khi mà mặt cắt liên hợp tiến gần đến khả năng momen dẻo

Dp - chiều cao từ đỉnh của bản bê tông mặt cầu đến trục PNA

c- Kiểm tra về giới hạn tỷ số mômen quán tính :

Các cấu kiện uốn phải đạt yêu cầu sau

0.1 ≤

y

yc I

I

≤ 0.9

Iyc và Iy - các mômen quán tính của bản cánh chịu nén và dầm thép với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của sườn Giới hạn này đảm bảo rằng công thức tính toán sự mất ổn định do xoắn ngang là có hiệu quả

III.1 Kích thước thiết kế mố.

III.1.1 Cấu tạo mố M 1

a10 a11

I II .1.2 Các kích thước cơ bản của mố.

- Kích thước theo phương dọc cầu :

ST

Kýhiệu

Giátrị

Đơnvị

4 Khoảng cách từ tường thân tới mép ngoài bệ a4 1.4 m

7 Khoảng cách từ tường đầu đến mép ngoài bệ a7 1.3 m

10 Khoảng cách từ tim gối đến mép ngoài tường thân a10 0.85 m

11 Kích thước đá kê gối theo phương dọc cầu a11 0.9 m

17 Chiều cao mố từ đáy bệ đến đỉnh tường đầu b5 6.6 m

20 Tổng chiều cao tường thân và tường đàu b8 5.3 m

22 Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ bản quá độ tới đỉnh gờlan can b10 1 m

- Kích thước theo phương ngang cầu :

IV.2 Xác định tải trọng tác dụng lên mố.

Tổ hợp tải trọng chính tác dụng lên mặt cắt I-I.

 Trọng lượng bản thân của mố

 Trọng lượng bản thân của kết cấu nhịp

 Trọng lượng bản thân của lớp phủ, lan can gờ chắn

 Hoạt tải HL93 và tải trọng làn

 Tải trọng người đi bộ

IV.2.1 Trọng lượng bản thân của mố

Thểtích

Trọnglượng(m3) (KN)

5 Tường cánh(Phần đuôi) Vtcd=(2b4+b3).a5.c1 5.4 135

6 Tường cánh(phần thân) Vtct=2.(b2+ b3 + b4).a2.c1 8.74 218.5

IV.2.2 Trọng lượng bản thân của kết cấu nhịp.

a) Tính tĩnh tải giai đoạn I :

Tĩnh tải giai đoạn I bao gồm :

+) Trọng lượng bản thân của dầm chủ : DCdc

+) Trọng lượng của dầm ngang : DCdn

Trọng lượng của bản mặt cầu 990

III.3 Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ I:

Tải trọng Phản lực gối(KN) hệ số tải trọng Pu (KN)Trọng lượng bản thân mố

IV.4.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

- Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

- Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

)

85 , 0

s y c c

Diện tích phần cốt thép As 0.0079 m2

Cường độ chịu nén của bê tông fc' 24000 KN/m2

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qvl 17398.8 KN

IV.4.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền.

- Bảng số liệu địa chất khảo sát tại khu vực thi công cọc khoan nhồi

Caođộđỉnhlớpđất(m)

e

SPTtb(số búa/

30cm)

kN/m3

(độ) C (Kn/m2)

Su(kpa)

Lớp 1Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn,trạng thái dẻo mềm 7 +9.1 0.916 6.7 18.9 15023 14.7 101Lớp 2Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo 8 +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 98.7Lớp 3Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh,

trạng thái cứng 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 131.2Lớp 4Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng -16.9 0.727 34 26.6 15023 35

- Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền theo điều 10.7.2.3-2

+) qS : Sức kháng đơn vị tại thân cọc

+) qP : Sức kháng đơn vị tại chân cọc

+) AS : Diện tích bề mặt thn cọc

+) AP : Diện tích bề mặt chn cọc

+) φqs : Hệ số sức khng tại thn cọc (22TCN:272-05 10.5.5 -2)+) φqp : Hệ số sức khng tại chn cọc (22TCN:272-05 10.5.5 -2)Sức kháng tại thân cọc : Qs = S (qs As d )

+ Đất ct : Theo Reese v Wright (1977 )

qs =0.0028N với N<=53(Mpa) qs=0.00021(N-53)+0.15 với N>53

+ Đất sét : Reese and O'Neill (1988)

+ Đất cát: Reese and Wright (1977)

qp=0.064N (MPa) với N≤60qp=3.8 (MPa) với N>60

+ Đất sét:

qp=NcSu≤4 (MPa)Nc=6[1+0.2(Z/D)] ≤ 9 -Nếu Su<0.024MPa,Nc=Nc/3 (trong phạm vi 2 lần đường kính cọc)Trong đó :

+ N : Số ba SPT tại mũi cọc

+ a : Hệ số dính bm + Su : Cường độ kháng cắt không thoát nướ trung bình Gi trị Su phảiđược xác định từ kết quả thí ngiệm hiện trường hoặc kết quả trong phịng thínghiệm của cc mẫu nguyn dạng lấy trong khoảng độ sâu 2D ở dưới chân cọc

Gi trị Su cịn được tính theo công thức : Su = s.tgư + C

BẢNG TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN+) Sức kháng tại thân cọc :

STT Loại đất (m)Li As m2 SPT (Mpa)Su α (kN/mqs 2) (KN)Qs φqs.Qs(KN)

1 Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn,trạng thái dẻo mềm 7.89 24.77 6.7 101 1 101 2501.77 1626.15

2 Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo 8 25.12 27 98.7 0.5 49.35 1239.67 805.79

3 Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, trạng thái cứng 10 31.4 50 131.2 0.5 65.6 2059.84 1338.896

4 Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng 9.11 28.6 34 - - 85 3229.15 2098.95

 Sức kháng mũi cọc:

Do mũi cọc đặt vào lớp đất cát theo 10.8.3.4.3-1, ta có:

Theo Reese và Wright, qp = 0.064 N đối với chỉ số SPT N <60

Vậy, mũi cọc dặt vào tầng đất có SPT = 34, nên:

qp = 0,064×34=2176 Mpa

Vậy : Sức chịu tải tính toán của cọc :

Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(18306; 6502.78) = 6502.78 (KN)

n 

Bảng tính toán trọng lượng trụ và bệ trụ

Tổng trọng lượng tính toán của trụ Ptrụ = 19871.691.25 = 24839.61kN

IV.1.2 Tính áp lực nước đẩy nổi ứng với mực nước thấp nhất

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

L ực đẩy nổi =N tru+be ngap nuoc

Pdn = 9.81×V tru+be ngap nuoc =9.81×(0.557×(3×6+3.14×1.52))= 136.959 kN

IV.1.3 Tính phản lực của kết cấu nhịp, trụ, bệ trụ và hoạt tải truyền lên đáy bệ.

Sử dụng chương trình Midas/Civil 7.01 sau khi tổ hợp tải trọng truyền đỉnh trụ là:

Pkcn+htai = 5200.1(KN)

- Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc :

P = Ptru+Pkcn+htai-Pdn= 24839.61+5200.1-136.959 = 29902.751 kN

IV.2 TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MÓNG

- Móng bệ thấp được thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 150cm

IV.2.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

- Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

- Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Cường độ chịu nén của bê tông fc' 24000 KN/m2

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qvl 35754.75 KN

IV.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền.

- Bảng số liệu địa chất khảo sát tại khu vực thi công cọc khoan nhồi

(m)

Caođộđỉnh

e SPTtb(số búa/

)

85 , 0 ( c' c y s