Xác định sức chịu tải của cọc

Một phần của tài liệu Thiết kế chung cư việt á bình dương (Trang 150 - 154)

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH

5.4. Phương án móng cọc khoan nhồi

5.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc

a. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu

* Do cọc nhồi được thi công đổ bêtông tại chỗ vào các hố khoan, hố đào sẵn sau khi đã đặt lượng cốt thép cần thiết vào hố khoan. Việc kiểm soát điều kiện chất lượng bêtông khó khăn, nên sức chịu tải của cọc nhồi không thể tính như cọc chế tạo sẵn mà có khuynh hướng giảm đi.

Pvl =Ru.Fb + Ran.Fa (5.85) trong đó:

+ Ru - cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi; Ru = 4

R  60daN/cm2: khi đổ bêtông dưới mặt nước và trong dung dịch vữa sét.

với R- mác thiết kế của bêtông: R =300 daN/cm2

 Ru = 300 75

4  daN/cm2 Chọn Ru= 60 daN/cm2 + Ra - cường độ tính toán của thép.

Dùng thép AII, Rc = 2800 (daN/cm2), Rc là giới hạn chảy của cốt thép.

Khi thép  28 thì Ran= Rc/1.5 và không lớn hơn 2200 daN/cm2 Ran= Rc/1.5= 2800/1.5=1866 daN/cm2,chọn Ran= 1866 daN/cm2 Fb - diện tích tiết diện ngang của cọc: Fb = Fc =5026 cm2

Fa - diện tích cốt thép dọc trong cọc.

Với 1418  Fa = 35.63cm2 35.63

100% 0.7%

5026

a c

F x

 F  

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006- CHUNG CƯ VIỆT Á- BÌNH DƯƠNG

GVHD: Th.S TRẦN THẠCH LINH TRANG 153 SVTH: CAO ĐÀO BẮC

Pvl = 60 x 5026 + 35.63 x 1866 = 3680 kN

b. Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền( TCXD 205-1998)

Công thức xác định sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc theo đất nền như sau:

QU = Qtc = m( mR.AP.qP +u mf .si .li) (5.86) trong đó:

+ m - hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, m = 1 (d= 0.8m);

+ mR - hệ số xét đến lớp đất bên dưới mũi cọc với lớp đất cát hạt mịn đối cọc nhồi mR = 1;

+ mf - hệ số phụ thuộc phương pháp tạo lỗ khoan, loại cọc và đặc tính của đất, cọc khoan nhồi đổ bêtông dưới huyền phù sét mf = 0.6;

+ Ap - diện tích ngang của cọc, Ap = 0.5026(m2);

+ u - chu vi thân cọc; u = d = 3.14×0.8 = 2.512 m;

+ li - chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc;

+ fsi - cường độ tiêu chuẩn của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc, được tính toán bằng cách tra Bảng A.2, TCXD 205:1998. Chia đất nền thành các lớp đất đồng nhất như hình vẽ (chiều dày mỗi lớp lấy li= 2m). Ở đây Zi và H lấy từ mặt đất tự nhiên;

+ qp - cường độ chịu tải của đất tại mũi cọc (T/m2), Đối với mũi cọc nhồi nằm trong đất cát

qp=0,75('1d.Ako  1 .L.Bko) (5.87) ,,Aok, Bok: Hệ số không thứ nguyên, tra bảng A.6 trang 60 sách

Nền TCXD 205:1998, móng cọc tiêu chuẩn thiết kế.

1- trị tính toán của đất tự nhiên phía dưới mũi cọc γ = 19.7kN / m'1 3 1 - trị trung bình của đất nền trên mũi cọc

3 1

19.22 2.3 19.4 4 19.6 8 19.7 8

19.56( / ) 2.3 4 8 8

      

 

   kN m

Tra bảng j= 31.39o ; 20 25 0.8 L

d   ; d= 0.8m Ako= 35 ;Bko= 64.8; = 0.63; =0.26

qp = 0.75× 0.26 (1.97×0.8×35 +1.956×0.63×20×64.8) = 322.1(kN/ m2).

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006- CHUNG CƯ VIỆT Á- BÌNH DƯƠNG

GVHD: Th.S TRẦN THẠCH LINH TRANG 154 SVTH: CAO ĐÀO BẮC

Bảng 5.15: Bảng tính cường độ tiêu chuẩn của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc

Lớp đất Lớp đất li(m) Zi(m) IL fsi(kN/m2) lsi.fi(kN/m) 3 Cát pha sét,

dẻo

2 4.3 0.38 27.7 55.4

2 6.3 0.38 31.8 63.6

4 Sét, Sét dẻo cứng

2 8.3 0.31 44.2 88.4

2 10.3 0.31 46.1 92.2

2 12.3 0.31 48.3 96.6

2 14.3 0.31 49.1 98.2

5 Cát mịn lẫn bột, chặt vừa

2 16.3 - 51.7 103.4

2 18.3 - 53.5 107.0

2 20.3 - 56.3 112.6

2 22.3 - 58.5 116.8

Sfsili(T/m) = 943.3 Hình 5.13: Chia đất nền thành các lớp đồng nhất( chiều dày mỗi lớp 2m)

 QU=Qtc = m(mR.AP.qP + u mf .si .li)

= 1x(1×0.5026× 322.1 + 2.512 x 0.6×934.3) = 3027kN + Sức chịu tải cho phép của cọc:

3027

tc  1.4 

a tc

Q Q

k 1962 kN < Pvl= 3680 kN (5.88)

c. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền( TCXD 205-1998)

* Lý thuyết tính toán

+ Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo công thức:

Qu = Asfs + Apqp (5.89) trong đó:

As – là diện tích xung quanh cọc, (m2);

fs – ma sát bên tác dụng lên cọc, (kN/m2);

Ap – là diện tích tiết diện ngang ở mũi cọc, (m2);

qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, (kN/m2).

+ Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức:

Qa =

p p s s

FS Q FS

Q  (5.90)

trong đó:

Qs = Asfs – là tổng sức chống cắt giữa đất và mặt bên của cọc, (T), FSs – hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 2.0;

Qp = Apqp – là sức gánh đỡ của đất ở mũi cọc

FSp – hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 3.0.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006- CHUNG CƯ VIỆT Á- BÌNH DƯƠNG

GVHD: Th.S TRẦN THẠCH LINH TRANG 155 SVTH: CAO ĐÀO BẮC

+ Công thức chung tính toán lực ma sát bên tác dụng lên cọc là:

fs = ca + ’htga (5.91) trong đó:

ca – là lực dính giữa đất và thân cọc (T/m2),

với cọc bê tông cốt thép ca = c (với c là lực dính của đất nền);

a – góc ma sát giữa cọc và đất nền,

với cọc bê tông cốt thép a =  ( là góc ma sát trong của đất nền);

’h – ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc(T/m2) ’h = Ks’v

với: ’v – là ứng suất hữu hiệu theo phương đứng trong đất do trọng lượng bản thân của đất (T/m2);

Ks – là hệ số áp lực ngang phụ thuộc vào loại đất và phương pháp hạ cọc, được xác định như sau: Ks = (1-sin). (5.92) + Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc tính theo công thức:

qp = cNc + ’vpNq + dpN (5.93) trong đó:

c – là lực dính của đất (T/m2);

’vp – ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu mũi cọc do trong lượng bản thân đất (T/m2);

 – trọng lượng thể tích có hiệu của đất ở độ sâu mũi cọc (T/m3);

Nc, Nq,N - hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc và phương pháp thi công cọc.

* Tính sức chịu tải của cọc

+ Sức chịu tải cực hạn của cọc:

Qu= As.fs + Ap .qp (5.94)

2 2

2 p

π.d π.0.8

A = = = 0.5026(m )

4 4

2 2 3 3 4 4 5 5 'VP .h .h .h .h

    

= 19.22x2.3+19.4x4+19.6x8+19.7x8= 436 kN/m2 + Sức kháng của đất ở mũi cọc:

. ' . . . 

  

p c VP q

q c N N d N

= 25.2 x34.5+ 436x22.29 + 19.7 x 0.8 x 28.73 = 11040 kN/m2

31 39 ' 22.29; 34.5;  28.73

 oNqNcN  QP = Ap . qp= 0.5026 x 11040 = 5548 kN + Lực ma sát bên tác dụng lên cọc

As= 3.14 x 0.8 = 2.512m

2 2 2tan 2 2 (1 sin 2) . .tan 2

s a a

fc     c     z

= 21.3 + (1 – sin12o38’)x 19.22 x 2.3/2 x tan12o38’ =25 kN/m2

3 3 3tan 3 3 (1 sin 3) . .tan 3

s a a

fc   c     z

= 8.5 + (1 – sin19o47’)x(19.22x2.3+19.4 x 4/2) x tan19o47’ =28 kN/m2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006- CHUNG CƯ VIỆT Á- BÌNH DƯƠNG

GVHD: Th.S TRẦN THẠCH LINH TRANG 156 SVTH: CAO ĐÀO BẮC 4 4 4tan 4 4 (1 sin 4) . .tan 4

s a a

fc   c     z

= 8.5+(1–sin12o35’)x(19.22x2.3+19.4 x 4+19.6x8/2 )x tan12o35’=43 kN/m2

5  55tan5  5(1 sin  5) . .tan5

s a a

f c c z

= 25.2 + (1 – sin31o39’)x (19.22x2.3 +19.4 x 4 +19.6x8+19.7x8/2)xtan31o39’

= 129 kN/m2

+ Qs = AS . fS= 2.512x(2.3 x 25 + 4x28 + 8x43 + 8x129) = 3882 kN + QU = QP + QS = 5548 + 3882 = 9430 kN

+ Sức chịu tải cho phép của cọc:

aSP

s p

Q Q

Q FS FS

3882 5548

2  3 =3790kN < Pvl= 3680kN (thỏa) + So sánh sức chịu tải của cọc trong 3 trường hợp ta chọn sức chịu tải nhỏ nhất của cọc chính là sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền để tính toán cọc

P= min(Pvl= 3680 kN; Qđna= 216.2 kN; Qa= 3790 kN) Ptk= 2162 kN

+ Cọc dài 20m.

Một phần của tài liệu Thiết kế chung cư việt á bình dương (Trang 150 - 154)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(250 trang)