Với cọc BTCT tiết diện đặc hình lăng trụ, sức chịu tải trọng nén theo phương dọc trục xác định theo công thức:
Pv = .(mRRbFb + RaFa) (7.1) Trong đó:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2018 GVHD : THS. HUỲNH VĂN KHANH
SVTH :NGUYỄN MINH THÔNG Trang 138
– hệ số uốn dọc của cọc. Khi móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua buứn, than buứn ta laỏy: = 1.0;
mR – hệ số điều kiện làm việc của bê tông. Khi tiết diện cọc lớn hơn 30x30cm laáy: mR = 1;
Rb – cường độ chịu nén tính toán của bê tông, Rb =145 (kG/cm2);
Ra – cường độ chịu nén tính toán của cốt thép, Ra =3650 (kG/cm2);
Fb – dieọn tớch tieỏt dieọn cuỷa beõtoõng, Fb =1225 (cm2);
Fa – diện tích tiết diện của cốt thép dọc, Fa =10.18 (cm2).
Thay vào (7.1) ta được:
Pv = 1x(1x145x1225 + 3650x10.18) = 214782 (kG) = 214.78 (T).
b. Theo cường độ đất nền:
Theo kết quả thí nghiệm trong phòng:
Theo phụ lục A, TCXD 205:1998, sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền được xác định theo công thức sau:
Qtc = m(mR.qp.Ap + u.mffsili) (7.2) trong đó:
qp và fs – cường độ chịu tải ở mũi và mặt bên của cọc, lấy theo bảng A.1 và A.2 (TCXD 205:1998). Cao độ mũi cọc tính từ cốt quy ước là -25.9m.
Từ đó nội suy ta được: qp = 1364 (T/m2); còn giá trị của fs phụ thuộc vào độ sâu của từng lớp phân tố được trình bày ở bảng sau;
m – hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1.0;
mR, mf – các hệ số điều kiện làm việc của đất lần lượt ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất, xác định theo bảng A.3 (TCXD 205:1998), lấy mR = 1, mf = 1;
Ap – diện tích tiết diện ngang mũi cọc, Ap =1225 (cm2);
u – chu vi tiết diện ngang cọc, u = 1.4(m);
li – chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
Kết quả tính toán tích mffsili được trình bày ở bảng sau:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2018 GVHD : THS. HUỲNH VĂN KHANH
SVTH :NGUYỄN MINH THÔNG Trang 139
Lớp đất Phân tố lớp
Chiều dày (li,m)
Cao độ từ cốt quy ước
(zi,m)
Cường độ chịu tải (fsi,T/m2)
Tích
∑mffsili
(T/m)
Số 2 (IL = 1.36, dày 14m)
1 2.00 3.50 0 0
2 2.00 5.50 0 0
3 2.00 7.50 0 0
4 2.00 9.50 0 0
5 2.00 11.50 0 0
6 2.00 13.50 0 0
7 2.00 15.50 0 0
Số 3 (IL = 0.46, dày 3.7m)
8 2.00 17.50 3.32 6.64
9 1.70 19.35 3.41 5.79
Số 4 (IL = 0.15, dày
1.7m) 10 1.70 21.05 8.11 13.78
Số 5 (IL = 0., dày 5.8m)
11 2.00 22.9 8.31 16.62
12 2.00 24.9 8.58 17.16
13 1.80 26.8 8.85 15.93
Toồng 75.53
Bảng 7.2 – Bảng tính giá trị cường độ chịu tải ở mặt bên cọc (mffsili).
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2018 GVHD : THS. HUỲNH VĂN KHANH
SVTH :NGUYỄN MINH THÔNG Trang 140
Hình 7.6 – Chia phân lớp để xác định cường độ chịu tải ở mặt bên fs. Thay vào (7.2) ta được:
Qtc = 1x(1x1364x0.1225 + 1.4 x 75.53) = 272.83(T).
Theo mục A.1 (TCXD 205:1998) thì sức chịu tải của cọc theo đất nền được tính theo công thức:
(7.3) Trong đó:
Qtc – sức chịu tải tiêu chuẩn tính toán theo đất nền của cọc đơn
1
2
3
5 4
ĐẦU CỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2018 GVHD : THS. HUỲNH VĂN KHANH
SVTH :NGUYỄN MINH THÔNG Trang 141
ktc – hệ số an toàn, lấy bằng 1.4 khi sức chịu tải xác định bằng tính toán.
Thay vào (7.3) ta được:
.
Theo chỉ tiêu cường độ của đất nền:
Theo phụ lục B (TCXD 205:1998), sức chịu tải cho phép của cọc xác định theo công thức:
(7.4) Trong đó:
FSs – hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy FSs = 2.0;
FSp – hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy FSp = 3.0;
Qs – sức chống cực hạn ở mặt bên cọc;
Qp – sức chống cực hạn ở mũi cọc;
Cách xác định Qs, Qp như sau:
Xác định sức chống cực hạn ở mũi cọc (Qp):
Qp = Ap.qp (7.5) Trong đó:
Ap – diện tích tiết diện ngang mũi cọc, Ap =1225 (cm2);
qp – được xác định theo công thức:
̅ (7.6) Với: Kc – hệ số mang tải, lấy theo bảng G.2 (TCXD 10304-2014). Với
lớp cát chặt đến rất chặt lấy: Kc = 0.4;
̅ – sức chống xuyên trung bình, lấy trong khoảng 3d phía trên và 3d phía dưới mũi cọc). Vì trong khoảng 3d phía trên và 3d phía dưới mũi cọc đều thuộc lớp đất thứ 4 (CH – lớp sét rất dẻo, nâu vàng , xám nâu , nửa cứng-cứng) nên lấy: ̅ = 13568 (KPa) = 135.68 (kG/cm2).
Thay vào (7.6) ta được:
qp = 0.4x135.68= 54.27 (kG/cm2);
Thay vào (7.5) ta được:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2018 GVHD : THS. HUỲNH VĂN KHANH
SVTH :NGUYỄN MINH THÔNG Trang 142
Qp = 54.27x1225 = 66480 (kG) = 66.48(T).
Xác định sức chống cực hạn ở mặt bên cọc (Qs):
Qs = uhsifsi (7.7) trong đó:
hsi – độ dài của cọc trong lớp đất thứ i;
u – chu vi tiết diện cọc, u = 1.4(m);
fsi – ma sát bên đơn vị của lớp đất thứ i và được xác định theo sức chống xuyên đầu mũi cọc qc ở cùng độ sâu theo công thức:
(7.8) Với i là hệ số lấy theo bảng G.2 (TCXD 10304-2014).
Để tiện theo dõi, ta lập bảng như sau:
Lớp
đất Loại đất
Heọ soá
αi
Sức cản mũi (qci,kG/cm2)
Ma sát bên (fsi,kG/cm2)
Độ dài (hsi, cm)
Tích hsi.fsi, (kG/cm) 2 Bùn sét , xám đen
,chảy 30 0 0 1400 0
3 Cát mịn lẫn sét, chặt
keùm 40 44.55 1.11 370 407
4 Sét dẻo, nâu đỏ,dẻo
cứng 40 74.27 1.85 170 314.5
5 Seùt raát deûo, naâu
vàng,nửa cứng –cứng. 60 135.6 2.26 530 1198
Toồng 1919.5
Bảng 7.3 – Bảng tính giá trị hsifsi. Thay vào (7.7) ta được:
Qs = 140x1919.5 = 268730 (kG) = 268.73(T).
Thay vào (7.4) ta được:
. Ta có: Pmin = min[Pvl; Qtt; Qa] = Qa = 156.525 (T)
Sức chịu tải tính toán của cọc khi xét đến hiệu ứng nhóm cọc:
+ Móng từ 6 đến 10 cọc: ktc 1 . 65
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2018 GVHD : THS. HUỲNH VĂN KHANH
SVTH :NGUYỄN MINH THÔNG Trang 143
156.525
94.8( ) 1.65
TC coc
tc
P P kN
k
+ Móng từ 1 đến 5 cọc: ktc 1 . 75
156.525
89.4( ) 1.75
TC coc
tc
P P kN
k
Kết luận: chọn sức chịu thiết kế 90(T).