CHUONG 4 THIET KE MONG SAU

4 Móng sâu4.2 Phân loại cọc và móng cọc Cọc: Là cột được hạ vào đất hoặc thi công trong đất làm nhiệm vụ truyền tải trọng công trình xuống nền đất tốt hơn bên dưới.. 5 Xác định sức chịu

Trang 1

CHƯƠNG 4: MÓNG SÂU

4

4.1 Phân loại móng sâu4.2 Phân loại cọc và móng cọc4.3 Cấu tạo cọc và đài cọc

4.4 Xác định sức chịu tải thẳng đứng của cọc đơn4.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong mặt bằng4.6 Tính toán NỀN móng cọc treo theo TTGH

4.7 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc4.8 Móng cọc dạng băng và bè

Trang 2

CHƯƠNG 4: MÓNG SÂU

4

4.9 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang4.10 Nền móng chịu tải trọng động đất

Trang 3

 Móng sâu là móng đặt tới những lớp đất có khả năng chịu lực ở dưới sâu

 Móng sâu được sử dụng khi:

• Các lớp đất phù hợp nằm dưới các lớp đất “yếu”

• Mực nước ngầm cao

• Lực đẩy ngang lớn

• Lực đứng lớn, đặc biệt khi chịu kéo

• Mái dốc, lớp đất trên nghiêng lớn

• Công trình quan trọng, đòi hỏi độ tin cậy cao

 Phân loại móng sâu:

Gồm: móng cọc, tường trong đất, giếng chìm

Trang 4

4 Móng sâu

4.2 Phân loại cọc và móng cọc

Cọc:

Là cột được hạ vào đất hoặc thi công

trong đất làm nhiệm vụ truyền tải trọng

công trình xuống nền đất tốt hơn bên

dưới

Móng cọc:

Là móng gồm 1 hoặc nhiều cọc được

liên kết với nhau bằng 1 tấm phân bố

gọi là đài cọc

Trang 6

4 Móng sâu

Bê tông cốt thép

Chiều dài 5-70m Tải trọng thiết kế 200 kN – 20,000 kN

Trang 8

4 Móng sâu

Cọc thép

Chiều dài 5-40m Tải trọng thiết kế 400 kN – 2500 kN

Trang 10

4 Móng sâu

Tải trọng thiết kế 100 kN – 1800 kN

Trang 11

4.2.2 Theo cách truyền tải

Cọc truyền tải theo phương đứng (cọc chịu kéo, nén) và cọc truyền tải theophương ngang (cọc chịu uốn)

Trang 12

4 Móng sâu

4.3 Cấu tạo cọc và đài cọc

4.3.1 Cọc chế tạo sẵn tiết diện ngang hình lăng trụ

2 3

5 6

5

1

2 7

5 1 11

Trang 13

Cọc được chế tạo trên mặt đất do đó chất

lượng cọc dễ kiểm soát, hiệu quả sử dụng

vật liệu cao; cọc làm việc không phụ

thuộc mực nước ngầm

Nhược điểm :

Khả năng chịu uốn kém dễ bị nứt khi vận

chuyển, cẩu lắp do đó khó sử dụng cọc

chiều dài lớn; là cọc chiếm chỗ có thể gây

ra nâng mặt nền lân cận; sức chịu tải nhỏ

so với cọc đổ tại chỗ do khó hạ cọc chiều

dài, tiết diện lớn

Trang 14

≥B15 khi cọc tiết diện 20x20cm

 Thép

Thép dọc: ≥14Thép đai: 6-8, có thể xoắn hoặc ngang

Lưới thép đầu cọc: Là lưới thép hàn 3-5 lưới,6a50

Thép dẫn hướng: ≥22, l ≥500

Trang 15

15

Móng sâu

BM Địa Kỹ Thuật 4.3 Cấu tạo cọc và đài cọc

Trang 16

4 Mĩng sâu

4.3.2 Cọc khoan nhồi, cọc barét

 Cọc nhồi là cọc được thi cơng tạo lỗ trước trong đất, sau đĩ lỗ được lấp

đầy bằng bê tơng cĩ hoặc khơng cĩ cốt thép Việc tạo lỗ được thực hiệnbằng phương pháp khoan, đĩng ống hay các phương pháp đào khác

 Cọc nhồi cĩ đường kính bằng và nhỏ hơn 600mm được gọi là cọc nhồi cĩ

đường kính nhỏ, cọc nhồi cĩ đường kính lớn hơn 600mm được gọi là cọcnhồi đường kính lớn

Bt lót đá 4 x 6 B#150

-2.800

-4.500

Þ 36 @ 1803

-1.200 Dầm sàn tầng hầm

300 x 600 16

4

100

1800 650

Þ 8 @ 200 300

Þ 36 @ 804

16Þ 25 kéo dài từ đầu cọc đến 2/3 cắt thép chưà lại 4 Þ 25 đi tiếp đến cuối cọc

Trang 17

17

Móng sâu

BM Địa Kỹ Thuật

Trang 18

Không gây tiếng ồn và tác động đến công trình lân cận.

Rút bớt được công đoạn đúc cọc, do đó không cần các khâu xây dựng bãiđúc, lắp dựng ván khuôn

Cho phép kiểm tra trực tiếp các lớp đất lấy mẫu từ các lớp đất đào lên

 Nhược điểm :

Khó kiểm soát chất lượng bê tông cọc

Cọc đổ tại chỗ, nên dễ xảy ra các khuyết tật ảnh hưởng tới chất lượng cọc Phụ thuộc nhiều vào thời tiết như mưa bão , mặt bằng thi công lầy lội ảnh

Trang 19

Nối lồng thép: 30-45d, nối buộc.

Giảm d trước rồi giảm số thanh theo chiều sâu

 Ống siêu âm d=60, số lượng cọc thí nghiệm siêu âm > 25%

Trang 20

4 Móng sâu

Trang 21

21

Móng sâu

Dạng đài đơn, băng, bè, thường đổ bê tông đài toàn khối liên kết với cọc

Yêu cầu đối với đài: Bê tông >B15

Thép: dùng thép gai, cấu tạo theo nguyên tắc bản conson, dầm liên tục hoặc bản

Trang 22

4 Móng sâu

Thiết kế móng cọc đài thấp

Thứ tự thiết kế móng cọc

1) Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn

2) Xác định tải trọng tác dụng xuống móng, tìm các tổ hợp bất lợi

3) Chọn độ sâu đặt đế đài (theo điều kiện móng cọc đài thấp)

4) Chọn loại cọc, chiều dài và kích thước tiết diện cọc

5) Xác định sức chịu tải của cọc đơn theo vật liệu làm cọc và theo đk đất nền

6) Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài

7) Tính toán nền theo TTGH I (nếu cần)

8) Tính toán nền móng theo TTGH II

9)Tính toán đài cọc theo TTGH I

Trang 24

 Trong giai đoạn thi công:

Cọc đúc sẵn trong quả trình hạ cọc có thể bị gãy, đứt, vỡ do cẩu, lắp, đóng,rung, ép → người ta nói cọc bị phá hoại do vật liệu → sức chịu tải của cọctheo độ bền của vật liệu Pv

 Trong giai đoạn sử dụng:

Trong quá trình sử dụng, còn có khả năng đất bị phá hoại do sự phát triểnquá mức của biến dạng trượt trong nền gây cho hệ móng cọc có chuyển vịlớn vượt giới hạn → công trình mất ổn định → sức chịu tải của cọc theo độbền của đất nền Pđ

 Tóm lại:

Sức chịu tải của cọc được đánh giá là giá trị an toàn theo hai giá trị sức chịu

Trang 25

25

Móng sâu

4.4.2 Sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu làm cọc

4.4.2.1 Cọc bê tông cốt thép hình lăng trụ chế tạo sẵn tiết diện đặc

Ab - diện tích tiết diện ngang của bê tông

Rb - cường độ chịu nén tính toán của bê tông

As- diện tích tiết diện ngang của cốt thép

Rsc - cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

 - hệ số uốn dọc xác định theo TCVN 5574-2012 quan niệm cọc như thanh

ngàm cứng trong đất tại tiết diện cách đáy đài một khoảng l1

(µ = 0,7: cọc liên kết đầu ngàm- đầu khớp)

4.4 Xác định sức chịu tải thẳng đứng của cọc đơn (TCVN 10304:2014)

Trang 26

4 Móng sâu

1 0

p 5

c

2

kbE.I

diện ngang cọc thực đến sự khác nhau giữa điều kiện làm việc không gian với

điều kiện bài toán phẳng, lấy như sau:

Trang 27

27

Móng sâu

K : Hệ số tỉ lệ tra bảng A.1 TCVN 10304:2014 Phụ thuộc vào loại, đất trạng

2

1 1 K 1 2 K 1

2 K

K l (2l l ) K (l l )K

K l [2(l l ) l ] K l (2l l ) K lK

Trang 28

4 Móng sâu

4.4.2.2 Cọc khoan nhồi (mục 7.1.9 TCVN 10304:2014)

γcb - hệ số điều kiện làm việc

cọc nhồi bê tông qua ống dịch chuyển thẳng đứng γcb = 0,85γ'cb - hệ số điều kiện làm việc kể tới ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc :

γ'cb = 1 thi công không cần ống chống vách, mực nước ngầm thấp hơn mũi cọc;

γ'cb = 0,9 khi thi công cần dùng ống chống vách và nước ngầm không xuất hiện;

γ'cb = 0,7 không dùng ống chống vách và đổ bê tông trong dung dịch sét

Trang 29

29

Móng sâu

4.4.3 Sức chịu tải của cọc theo độ bền của đất nền

Cọc đơn chịu tải thẳng đứng (dọc trục) gồm có các trường hợp sau:

 Cọc chịu kéo: SCT kéo (nhổ) của cọc

 Cọc chịu nén gồm có Cọc treo (cọc ma sát) và Cọc chống: SCT nén của cọc

Trang 30

R

Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải trọng dọc trục đều phải tính theo

sức chịu tải của đất nền với điều kiện (Mục 7.1.11 TCVN10304:2014):

Trong đó:

RTT: Sức chịu tải trọng nén (kéo) tính toán của cọc đơn

Rc,u: Sức chịu tải trọng nén (kéo) cực hạn của cọc đơn

Trang 32

4 Móng sâu

4.4.3.1 Theo kết quả thí nghiệm trong phòng (chỉ tiêu cơ lý đất, đá)

a) Cọc chống (TCVN 10304-2014 mục 7.2.1)

Khi mũi cọc tựa lên nền đá (E>100MPa) hoặc nền ít bị nén (E>50MPa)

 γc - hệ số điều kiện làm việc của cọc, lấy γc = 1

 Ab - diện tích tiết diện ngang của chân cọc

 qb - Cường độ sức kháng của đất nền dưới chân cọc chống

 Đối với cọc đóng và ép: qb= 20000 kPa

 Đối với cọc nhồi, cọc ống có đổ bê tông lòng ống thì tùy vào mũi cọc ngàm

vào đất > 0,5m hay <0,5m mà xác định qb theo chỉ dẫn TCVN 10304-2014mục 7.2.1

 c,u c b b

Trang 33

33

Móng sâu

4.4.3.1 Theo kết quả thí nghiệm trong phòng

Trang 34

4 Móng sâu

b.1 Sức chịu tải trọng nén cực hạn của

cọc hạ bằng phương pháp đóng hoặc ép

Trang 35

35

Móng sâu

Trang 38

4 Móng sâu

Trang 39

39

Móng sâu

Trang 40

4 Móng sâu

Trang 41

41

Móng sâu

Trang 42

4 Móng sâu

Trang 43

43

Móng sâu

Trang 44

4 Móng sâu

Trang 45

45

Móng sâu

b) Cọc ma sát

b.3 Sức chịu tải trọng kéo cực hạn của cọc (TCVN 10304-2014 mục 7.2.2.3):

u , γcf – lấy theo mục b.1W: trọng lượng của cọc

Khi cọc hạ vào đất nền < 4m lấy γc= 0,6 , trường hợp còn lại lấy γc= 0,8 -

Trang 46

4 Móng sâu

4.4.3.2 Theo các thí nghiệm hiện trường (CPT, SPT… )

a) Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (TCVN 9351_2012)Thí nghiệm SPT được thực hiện trong lỗ khoan bằng cách đóng ống đườngkính 5,1cm, dài 45cm, bằng búa nặng 64kG với chiều cao rơi tự do 76cm

Khi thí nghiệm, đếm số búa để đóng cho từng đoạn 15cm ống lún trong đất,15cm đầu không tính, chỉ đếm số búa cho 30cm sau cùng kí hiệu là N30được xem là số búa tiêu chuẩn N

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn được áp dụng khá phổ biến ở các nướcphương tây để xác định sức chịu tải của cọc Quy trình ASSHTO của Mỹ,

JC của Nhật và một số nước khác đều trình bày việc dự tính sức chịu tảicủa cọc theo kết quả của thí nghiệm SPT

 Từ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT cho phép ta xác định được sức

chịu tải của cọc, Độ chặt tương đối Dr, Góc ma sát trong, E 0 , độ sệt I L ,

Trang 47

47

Móng sâu

a) Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Trang 48

4 Móng sâu

Trang 49

49

Móng sâu

Trang 50

4 Móng sâu

Trang 51

51

Móng sâu

Trang 52

4 Móng sâu

Trang 53

53

Móng sâu

Trang 54

4 Móng sâu

b) Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (TCVN 9352_2012)

 Xuyên tĩnh là dùng kích ép một chiếc cọc tròn thu nhỏ bằng kim loại gồm

cần xuyên là ống kim loại thành dày và chùy xuyên với tốc độ không đổikhoảng 2cm/sec Chùy xuyên gồm mũi hình nón (côn) có góc ở đỉnhthường là 600 đường kính 35,7mm có cơ cấu để đo lực cản mũi xuyên qcvà

có thể có măng xông để đo ma sát cũng như có thể đo được áp lực nước lỗrỗng trong đất

 Từ thí nghiệm xác định được sức chịu tải của nền, độ chặt của đất cát, góc

ma sát trong của đất, Cu của đất dính, R, E0

Trang 55

55

Móng sâu

Trang 56

4 Móng sâu

b) Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT

Trang 57

 Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

RTT - Sức chịu tải của cọc đưa vào thiết kế - là giá trị SCT tính toán nhỏ nhấttrong số các kết quả tính SCT theo điều kiện VL làm cọc và đất nền

 Diện tích sơ bộ đế đài là

 Trọng lượng của đài và đất trên đài



2

R p

(3.d)



 

tt 0

N F

Trang 58

N n

R

4.5.1 Xác định sơ bộ số lượng cọc

Trang 59

i i tb

Trang 60

4 Múng sõu

4.5 Xỏc định số lượng cọc và bố trớ cọc trong mặt bằng

 Theo kết quả thử cọc cho thấy:

Đối với cọc ma sỏt khi khoảng cỏc giữa

trục cỏc cọc a<3d sẽ hiệu ứng nhúm cọcảnh hưởng rất lớn đến sức chịu tải (d làđường kớnh cọc hoặc cạnh của cọc) Khi3d<a<6d thỡ ảnh hưởng khụng nhiều cúthể bỏ qua Khi a≥6d cú thể coi như cọcđơn Đõy là cơ sở để bố trớ cọc trờn mặtbằng

a) Cọc đơn b) Nhóm cọc

4.5.2 Bố trớ mặt bằng cọc

Trang 61

- Để đảm bảo cho cọc làm việc độc lập

như cọc đơn thì khoảng các giữa các tim

cọc trong đài:

+ Móng cọc ma sát: a ≥3d

+ Tại vị trí khe lún: a ≥ 2,5d

+ Móng cọc chống: a ≥ 2d

- Cọc bố trí trong mặt bằng theo lưới ô

vuông, chữ nhật và tam giác cân

- Khoảng cách từ mép cọc biên đến mép

đài ≥ 250mm

4.5.2 Bố trí mặt bằng cọc

Trang 62

4 Móng sâu

4.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong mặt bằng

4.5.3 Kiểm tra điều kiện lực lớn nhất truyền xuống cọc dãy biên

 Từ số lượng cọc mà chọn được kích thước đài: bxl

 Chọn chiều cao đài hđ

Có thể chọn sơ bộ chiều cao đài sao cho tháp chọc thủng xuất phát từ mépchân cột nghiêng góc 45o đi qua mép ngoài các cọc biên

Trang 64

4 Móng sâu

4.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong mặt bằng

 Lực truyền xuống các cọc dãy biên là:

 Trọng lượng tính toán của 1 cọc kể từ đáy đài:

Lực truyền xuống từng cọc trong đài.

Trang 65

: Sức chịu tải cho phép chịu nén, nhổ của cọc

Pc : Trọng lượng tính toán của cọc

 Kiểm tra điều kiện kinh tế:

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	8,67 MB