6.7 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP
6.7.1 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
6.7.1.1 Chọn vật liệu làm cọc, loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc - Chọn cọc BTCT B25: Rb=1.45x104 KN/m2; Rbt =0.105x104 KN/m2. - Chọn cốt thép CII làm cốt thép chịu lực có: RS =28x104 KN/m2.
Với phương án móng đã chọn như trên ta đặt mũi cọc tại lớp đất 5 (cát vừa ở trạng thái chặt vừa).
- Chọn cọc vuông tiết diện (300x300) mm
- Chiều dài cọc l0=18(m) (gồm 2 đoạn, mỗi đoạn 9 m) - Chiều dài cọc ngàm vào đài : 0.1 m
- Đập đầu cọc 0.6m (30 ∅) để neo thép
- Diện tích tiết diện cọc là: Fc = 0.30x0.30 = 0.09 (m2) - Chu vi cọc: U = 4x0.30 =1.2 (m)
- Diện tớch cốt thộp cọc lấy 4 ị16 cú Fct = 8.044(cm2)= 0.0008044 (m2) 6.7.1.2 Chọn chiều sâu chôn móng
- Chiều cao tối thiểu của đài xác định theo công thức:
àm 20( )
d c ng
H ≥a +l + cm
Trong đó: ac : cạnh lớn của cột
lngàm : chiều dài cọc ngàm vào đài, chọn lngàm = 10cm 70 10 20 100( )
Hd ≥ + + = cm =1(m)
HUTECH
GVHD: Th.S. NGUYỄN VĂN GIANG TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP
SVTH: VÕ PHẠM TUYÊN – LỚP :06VXD2 Trang:145
=> Như vậy sơ bộ chọn chiều sâu chôn móng là 1.5m trong đó đài cọc cao 1.0m, cấp độ bền bêtông của đài B25. Độ sâu đặt đáy đài kể từ mặt đất tự nhiên:
1.5 m.
6.7.1.3 Sức chịu tải của cọc
6.7.1.3.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
+ Sức chịu tải theo vật liệu của cọc (TCXDVN 205-1998):
Pvl = ϕ.(Rb.Fb + Ra.Fa).
+ Chiều sâu chôn móng: -1.5m đặt trong lớp đất pha dẻo cứng có chiều dày 6m, vì cọc không xuyên qua lớp đất yếu nên hệ số uốn dọc theo tỉ số l0
ϕ= b mà l0= 0.7l, ta có:
(Theo sách Nền Móng Thầy Nguyễn Văn Quảng) Rb, Fb : cường độ chịu nén của BT và tiết diện cọc
Ra, Fa : cường độ tính toán cốt thép và diện tích tiết diện ngang cốt thép dọc
12.11
40.37 0.3
tt b
l
λ = b = = ; ltt = l0 x0.7=17.3x0.7=12.11 (m) ϕ
⇒ =1.028 – 0.0000288 x 40.37 – 0.0016 x 40.37 = 0.962 ⇒ Pvl = 0.962x(1.45x104x0.09+ 28x104x43.14 0.0162
4
× ) = 1471.93(KN) 6.7.1.3.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền
- Sơ bộ chọn chiều cao đài cọc là hđ = 1.0 ( m )
=> chiều sâu đặt móng là hm = 1.0 + 0.5 = 1.5 (m) - Cốt tự nhiên: ±0.000 => đáy đài ở cốt -1.5m
- Chiều dài cọc Lc = 18 - 0.1 - 0.6 = 17.3 (m).Vậy mũi cọc nằm ở cao trình – 18.8 m => mũi cọc nằm ở lớp đất thứ 5.
* Trình tự tính toán
+ Theo phương pháp thống kê Pdtc = m(mRRF + u ∑
= n i
i i f fl mi
1
) Trong đó:
m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất
mR, mf: hệ số điều kiện làm việc của đất. Chúng kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc đối với cường độ tính toán của đất dưới chân cọc và xung quanh cọc.
F: diện tích tiết diện ngang mũi cọc
R: cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc u: chu vi tiết diện ngang cọc
li: chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc
fi: cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc.
HUTECH
GVHD: Th.S. NGUYỄN VĂN GIANG TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP
SVTH: VÕ PHẠM TUYÊN – LỚP :06VXD2 Trang:146
Từ các giá trị tính toán trên, dùng giá trị nhỏ hơn làm sức chịu tải của cọc để tính toán các bước tiếp theo.
+ Sức chịu tải tính toán của cọc: Pd = dtc
tc
P
K (hệ số độ tin cậy) Với ktc- hệ số an toàn lấy theo TCVN 205-1998
- Móng có trên 21 cọc: ktc=1, 4 - Móng có từ 11 đến 20 cọc: ktc=1, 55 - Móng có từ 6 đến 10 cọc: ktc =1, 65 - Móng có từ 1 đến 5 cọc: ktc =1, 75
* Tính toán
- m =1: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất đối với tiết diện vuông - mR = 1; mf = 1.0 hạ cọc bằng ép rung.
- Diện tích tiết diện ngang của cọc: F = 0.30x0.30 = 0.09 (m2) - U = 1.2 (m): chu vi tiết diện ngang của cọc.
- R: cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc. Tra bảng 5.2 trang 269 sách nền và móng công trình dân dụng-công nghiệp Thầy Nguyễn Văn Quảng: R=4704 (KN/m2). (Ứng với độ sâu cọc 18.8m, lớp cát vừa lẫn lộn ở trạng thái chặt vừa)
- fi cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc, để chính xác ta chia các lớp đất thành các lớp đồng nhất có chiều dày li ≤ 2m để xác định fi..
+ Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc:
Pm = mRRF = 1x4704x0.09 = 423.36 (KN) + Sức chịu tải cực hạn do ma sát thành cọc:
Pms = u ∑
= n i
i i f fl m i
1
=1.2x1x872.64 = 1047.2 (KN)
=> Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc theo phương pháp thống kê:
Pdntc = m.(mRRF + u ∑
= n i
i i f fl m i
1
)= 1.(423.36 +1047.2) = 1470.5(KN)
=> Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền dùng để tính toán:
Pdn = 1470.5 1.65
tc dn tc
P
K = = 840.3 (KN)
Vậy sức chịu tải của cọc:
Ptk = min { Pủn, Pvl } = min { 840.3 ; 1471,93} = 840.3(KN) Ta lấy Ptk = 840.3 (KN) để tính toán
HUTECH
GVHD: Th.S. NGUYỄN VĂN GIANG TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP
SVTH: VÕ PHẠM TUYÊN – LỚP :06VXD2 Trang:147 Bảng 1. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền
Lớp
đất Lớp đất zi(m) Độ sệt IL fi(KN/m2) li(m) fili(KN/m) Lớp 1 Sét pha nhiều
cát
Z1 =2.5
0.37
23 2 46
Z2 =4.5 28 2 56
Z3 = 5.75 29.25 0.5 14.62
Lớp 2 Sét pha nhiều
cát-TT nửa cứng Z4 =7
0.18
60 2 120
Z5 =9 63.5 2 127
Lớp 3 Cát vừa-TT chặt
vừa Z6 = 10.75 66.05 1.5 99.27
Lớp 4 Sét pha nhiều cát-TT dẻo cứng
Z7=12
0.37
35.6 1 35.6
Z8=13 36.4 1 36.4
Z9=14.25 37.4 1.5 56.1
Lớp 5 Cát vừa-TT chặt vừa
Z10=16 73.4 2 146.8
Z11=17.09 74.92 2 134.85