I. Tính toán sơ bộ
4. Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu
a. Vật liệu và tính cốt thép trong cọc:
- Chọn cọc có tiết diện ngang 3030 cm, dài 27 (m) gồm 3 đoạn cọc (mỗi đoạn dài 9.0m) nối lại với nhau. Dựa vào sơ đồ cẩu cọc khi vận chuyển, sắp xếp cọc trong bãi, cẩu cọc khi đóng cọc để tính cốt thép trong cọc. Tải trọng tác dụng lên cọc chủ yếu là do trọng lượng bản thân cọc.
- Tải trọng tác dụng lên cọc:
tt
bt bt d
q F n k
MẶT ĐẤT TỰ NHIÊN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2011 GVHD: Thầy .NGUYỄN THẾ DANH
bt – là khối lượng riêng của bêtông, bt = 2.5 (T/m3) kđ – là hệ số động, lấy kđ = 1.5
q0,3 0,3 2,5 1,1 1,5 0,37(T/m).
* Trường hợp vận chuyển cọc:
- Các móc cẩu trên cọc được bố trí ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho moment dương lớn nhất bằng moment âm có trị số tuyệt đối lớn nhất.
Mm=0.043qL²
Mm
Mm q
Ta có Mm =0.043 x q x L2= 0.043 x 0,37 x 92 = 1,289 Tm
* Trường hợp dựng cọc:
Mn=0.086qL² Mn=0.086qL²
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2011 GVHD: Thầy .NGUYỄN THẾ DANH Vì Mn > Mm = 2,577 > 1,289. nên lấy Mnđể tính thép
* Tính cốt thép dọc trong cọc - Ta có Mmax = 2,577 Tm
- Dùng: Bê tông B22,5 có Rb = 130 daN/cm2 , Rbt = 9,75 daN/cm2 - Thép CII có Rs = 2800 daN/cm2.
- Chọn a = 3.5 cm nên ho = 30 - 3.5 = 27.5 cm
5
2 2
2,577 10
0, 0941 130 30 26,5
m
b o
M R b h
0,5 1 1 2 m 0, 5 1 1 2 0,0941) 0,9953
2,577 105
3, 49 0, 9953 2800 26,5
s
s o
A M
R h
cm2
Chọn 2ị16 cú As = 4,02 cm2 Tóm lại:
Chon ù416 (As = 8,04 cm2) làm cốt chịu lực là an toàn.
Chọn 212 (Fa = 2,26cm2) để làm móc cẩu cọc.
- Ứng với hai trường hợp vận chuyển cọc và dựng cọc, thép chọn 212 để làm móc cẩu cho cọc.
b .Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu:
- Sức chịu tải theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau:
Pvl =m. (mRRbAb + RsAa) Trong đó :
m: hệ số điều kiện làm việc được lấy bằng 1
: hệ số uốn dọc khi móng cọc đài thấp không xuyên qua đất sét yếu, phụ thuộc ltt/b ltt: hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cọc
Vì cọc không xuyên qua lớp đất bùn nên chọn 1 b: cạnh cọc
mR: hệ số làm việc của bê tông. Vì cọc 0.3x0.3 nên lấy mR = 1 Rb ,Rs: cường độ chịu nén của bê tông và cường độ chịu kéo cốt thép Ab ,Aa,: diện tích mặt cắt ngang cọc và diện tích cốt thép trong cọc Aa = 4 x 2,01 = 8,04 cm2, Rs = 2800 daN/cm2.
Ab = 30 x 30 = 900 cm2, Rb =130 daN/cm2.
Pvl = 1 x 1 x (1 x 130 x 900 + 2800 x 8,04) = 113241 daN = 139,5 (T) Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu Pvl = 139,5(T)
5. Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: (phụ lục A 205:1998) - Xác định sức chịu tải thẳng đứng của cọc ma sát theo phương pháp thống kê:
Qtc =m (mr qp Ap + u mf fsi li ) Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2011 GVHD: Thầy .NGUYỄN THẾ DANH + mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất nền xung quanh cọc. Tra bảng A.3 TCVN 205:1998 số liệu trình bày trong bảng.
+ fsi: Lực ma sát trung bình của lớp đất thứ i quanh mặt cọc. Chia đất thành các lớp đất đồng nhất, chiều dày mỗi lớp ≤ 2m. Tra bảng A.2 TCVN 205:1998 (Hoặc tra bảng 5.3 sách Nền và Móng các công trình dân dụng và công nghiệp). Số liệu trình bày trong bảng.
+ qp: Cường độ chịu tải ở mũi cọc. Xác định theo bảng bảng A1 TCVN 205:1998 .(Hoặc tra bảng 5.2 sách Nền và Móng các công trình dân dụng và công nghiệp) Tại độ sâu z = 30.4 m (mũi cọc đứng trên lớp IV là lớp đất cát mịn nội suy ta được qp= 382,4(T/m2).
+ Ap: Diện tích tiết diện ngang mũi cọc.
Ap=0.3 0.3 =0.09 m2
+ u: Chu vi tiết diện ngang mũi cọc.
u = 0.34 =1.2 m.
Bảng tính cường độ chịu tải xung quanh cọc
Lớp h (m) hi(m) Độ sệt fsi (T/m2) mf mffihi
1 4,75 1,5 0,26 4,580 0,90 6,18
2 6,25 1,5 0,26 4,875 0,90 6,58
3 7,60 1,2 0,26 5,064 0,90 5,47
4 9,20 2,0 4,52 1,00 9,04
5 11,20 2,0 4,72 1,00 9,44
6 12,95 1,5 4,89 1,00 7,33
7 14,70 2,0 0,47 3,089 0,90 5,56
8 16,70 2,0 0,47 3,178 0,90 5,72
9 18,70 2,0 0,47 3,270 0,90 5,89
10 20,70 2,0 0,47 3,362 0,90 6,05
11 21,35 1,3 0,47 3,438 0,90 4,02
12 24,00 2,0 4,34 1,00 8,68
13 25,75 2.0 4,46 1,00 8.92
14 27,20 2.0 4,58 1,00 9.16
15 29.70 1,4 4,682 1,00 6,55
104.59
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2011 GVHD: Thầy .NGUYỄN THẾ DANH
-0.700
-8.200
MẶT ĐẤT HOÀN THIỆN NỀN XI MĂNG, XÀ BẦN
SÉT PHA CÁT MÀU XÁM NHẠT NÂU VÀNG, TRẠNG THÁI MỀM
SÉT PHA CÁT LẪN SỎI SẠN LATERITE MÀU XÁM NHẠT NÂU VÀNG, NÂU ĐỎ TRẠNG THÁI RẮN ĐẾN RẤT RẮN
CÁT VỪA ĐẾN MỊN LẪN ÍT SÉT NÂU VÀNG NÂU ĐỎ, XÁM TRẮNG
SÉT PHA CÁT VÀNG NÂU ĐỎ NHẠT XÁM TRẮNG, TRẠNG THÁI RẮN VỪA ĐẾN RẮN
CÁT VỪA ĐẾN MỊN LẪN BỘT MÀU NÂU VÀNG, NÂU ĐỎ TRẠNG THÁI CHẶT VỪA -4.000
-13.700
-23.000
-30.400
-40.000
-4.000
±0.000
15001500120020002000150020002000200020001300
4200550093007400
264001000 4750 6250 7600 9200 11200 12950 14700 16700 18700 20700 21350 24000
LỚP 3
LỚP 4
LỚP 5
LỚP 6
LỚP 7
LỚP 8
LỚP 9
LỚP 10
LỚP 11
LỚP 12
LỚP 13 MẶT ĐÀI MÓNG
2000
LỚP 2
1400
LỚP 14
LỚP 15
26000 28000
LỚP 1
29700
20002000
+ Tính mffsi li
Sơ đồ như hình vẽ, kết quả trình bày trong bảng trên
mffsi li = 104.59 (T/m)
Qtc = m (mrqp Ap + u mffsi li )
Q = 1 (1 382.4 0,09 + 1,2 104.59) = 160.82 (T).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2011 GVHD: Thầy .NGUYỄN THẾ DANH (Trong đó ktc là hệ số an toàn khi sức chịu tải xác định bằng tính toán và phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng).
6. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền: (theo phụ lục B 205 :1998) QU = QS + QP = Asfs+Apqp
Trong đó :
+ Qs : sức chịu tải trọng cực hạn của cọc đơn do ma sát bên.
+ Qp : sức chịu tải trọng cực hạn của cọc đơn do lực chống.
+ As: Tổng diện tích mặt bên có kể đến trong tính toán.
+ fs : Lực ma sát giữa đất và mặt bên công.
+ Ap : Diện tích tiết diện ngang của cọc.
+qp : Cường độ chịu tải cực hạn của đất ở mũi cọc.
- Qp = AP . qP
- QS = AS . fS = u .fSi..li
* Xác định trị số QS : - QS = AS . fS = u .fSi..li
+ u = 1.2 m
Ma sát tác dụng lên cọc :
fSi = ca + v’. tg a.(1 – sin) Trong đó :
+ (1 – sin) là hệ số áp lực ngang của đất
+ v’=γihi: là ứng suất hữu hiệu theo phương vuông góc với mặt bên cọc + ca: lực dính giữa thân cọc và đất. Với cọc bê tông cốt thép ca = 0,7c.
+ a: góc ma sát giữa cọc và đất nền + Do cọc bêtông nên : a =
+ Độ sâu z (m) lấy từ mặt đất tự nhiên.
+ Mực nước ngầm ở vị trí -4.5m so với mặt đất tự nhiên.
Tại lớp đất thứ 2 : c = 0,215 T/m², a = 12o15’, ’ = 1,944 T/m³, h1 = 4,2m
v’ = i’.hi = 2,1 x1,944 = 4.08 (T/m²)
fS1= 0,7 x 0,215 + tg 12o15’(1 – sin 12o15’) x 4.08 = 0.79 (T/m² )
Tại lớp đất thứ 3 : c = 0,028 T/m², a = 19o’, ’ = 0,935 T/m³, h2 = 5,5 m
v’ = i’.hi = 4,2 x1,944 + 2,75 x 0,935 = 10.74 (T/m²)
fS1= 0,7 x 0,028 + tg 19o(1 – sin 19o) x 10.74 = 2.35 (T/m² )
Tại lớp đất thứ 4 : c = 0,142 T/m², ’ = 0,939 T/m³, h2= 9,3 m , a = 8o10’
v’ = i’.hi = 4,2 x1,944 + 5,5 x 0,935 + 4,65 x 0,939 = 17.87 (T/m²)
fS1= 0,7 x 0,142 + tg 8o10’(1 – sin 8o10’) x 17.87 = 2.11 (T/m² )
Tại lớp đất thứ 5 : c = 0,03 T/m², ’ = 0,989 T/m³, h2= 2,6 m , a = 28o
v’ = i’.hi
= 4,2 x1,944 + 5,5 x 0,935 + 9,3 x 0,939 + 3.7 x 0,989 =25.7 (T/m2)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2011 GVHD: Thầy .NGUYỄN THẾ DANH
-0.700
-8.200
NỀN XI MĂNG, XÀ BẦN
SÉT PHA CÁT MÀU XÁM NHẠT NÂU VÀNG, TRẠNG THÁI MỀM
SÉT PHA CÁT LẪN SỎI SẠN LATERITE MÀU XÁM NHẠT NÂU VÀNG, NÂU ĐỎ TRẠNG THÁI RẮN ĐẾN RẤT RẮN
CÁT VỪA ĐẾN MỊN LẪN ÍT SÉT NÂU VÀNG NÂU ĐỎ, XÁM TRẮNG
SÉT PHA CÁT VÀNG NÂU ĐỎ NHẠT XÁM TRẮNG, TRẠNG THÁI RẮN VỪA ĐẾN RẮN
CÁT VỪA ĐẾN MỊN LẪN BỘT MÀU NÂU VÀNG, NÂU ĐỎ TRẠNG THÁI CHẶT VỪA -4.000
-13.700
-23.000
-27.900
-40.000
-1.500
±0.000
LỚP 1
LỚP 2
LỚP 3
LỚP 4
LỚP 5
4200550093007400 264001000 MẶT ĐẤT HOÀN THIỆN
* Xác định trị số qp :
- Xác định sức chịu mũi của cọc : qP = c.Nc + v’. Nq + ’.D.N Ap = 0,09 m2
v’= i’.zi
= 4,2 x1,944 + 5,5 x 0,935 + 9,3 x 0,939 + 7.4 x 0,989 = 29.36 (T/m²)
c = 0,03 T/m² , D = 0,3 m 28o
, tra bảng hệ số sức chịu tải ta có : N = 14,7 , N = 25,8 , N = 16,1