Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
40 . Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng: II-II.

40 . Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng: II-II.

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.40.1.1 . Xác định sức chịu tải tính tốn của cọc:



- Sức chịu tải tính tốn của cọc khoan nhồi được lấy như sau:

Ptt= min{Qr, Pr}.

1.40.1.2 .1.Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:



Cọc khoan nhồi được chọn có đường kính D = 1000mm, chiều dài cọc tùy thuộc

vào vị trí mố, trụ cầu sao cho đảm bảo cọc được chôn vào lớp đất tốt lớn hơn 1,5m, sơ bộ

chọn 10m, cọc được bố trí 20 thanh thép Φ22. Cọc được làm bằng bê tơng có cường độ ở

tuổi 28 ngày bằng 30MPa, loại thép dùng cho cọc có fy = 420MPa. Sức chịu tải tính tốn

của cọc tính theo vật liệu được xác định theo công thức sau:

Pvl  Pn  0,8. �

0,85. f c'  Ag  Ast   f y . Ast �







Trong đó:



( 1.2.1.1 )



+ f’c = 30MPa.

+ Ag = 0,79.106 mm2 ( diện tích tiết diện ngang cọc ).

+ Ast = 7599 mm2 ( tổng diện tích cốt thép dọc trong cọc ).

+ fy = 420 MPa.







Pvl Pn 0,8. 0,85.30.(0,79.10 6  7599)  420.7599







Pvl = Pn = 18,51.106 ( N ) = 18510 KN.

1.40.1.3 .1. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:



Theo kết quả thăm dò địa chất tại các lổ khoan của cơng trình, địa chất khu vực gồm

các lớp như sau:

Lớp 1: Cát pha trạng thái rời rạc dày 1,5m

Lớp 2: Sét pha dày 5,5m

Lớp 3: Sét nữa cứng dày vô cùng

Nhận xét: Cọc khoan nhồi đi qua 1 lớp đất rời và hai lớp đất dính nên sức kháng của

cọc được tính cho từng lớp đất theo mục 10.8 của 22TCN 272-05 bao gồm sức kháng bên

và sức kháng mủi:

Qa  Qas  Qap



Trong đó:



+ Qas là sức kháng thân cọc do ma sát bên.

+ Qap là sức kháng ở chân cọc do phản lực tựa ở chân.



* Sức kháng bên của cọc khoan nhồi:

Qs = qs �As



(A.10.7.3.2-4)



+ Đất rời:

180



Sức kháng bên của cọc khoan nhồi trong đất rời được tính tốn theo cơng thức của

Meyerhof dựa trên kết quả thí nghiệm SPT với N là số nhát búa SPT chưa hiệu chỉnh::

qs = 0,00096 �N (MPa)



(Bảng 10.8.2.4.2-1)



+ Đất dính:

Sức kháng thành bên đơn vị danh định (Mpa) cho cọc khoan nhồi trong đất dính

dưới điều kiện tải trọng khơng thốt nước được tính như sau:

qs = α �Su



(A.10.8.3.3.1-1)



Trong đó: Su - Cường độ kháng cắt khơng thốt nước trung bình (Mpa).

α - Hệ số dính bám.

Các phần sau đây của cọc khoan sẽ khơng được tính để đóng góp vào sự phát triển của

sức kháng thơng qua ma sát bề mặt:

+ Ít nhất 1500mm trên cùng của bất kỳ cọc nào.

+ Chiều dài ở đáy của cọc khoan lấy bằng đường kính cọc.

Giả thiết lớp đất sét ở trạng thái nửa cứng có độ sệt B=0,1; cường độ kháng cắt khơng

thốt nước Su=0,7 MPa, tra bảng (A.10.8.3.3.1-1) ta được α=0,32

* Sức kháng mủi của cọc khoan nhồi:

Qp = qp �Ap

Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục trong đất dính, sức kháng đơn vị mũi dọc danh

định của cọc khoan (MPa) có thể tính như sau:

qp = NcSu ≤ 4



(A.10.8.3.3.2-1)



Nc = 6.[1+ 0,2 (Z/D)] ≤ 9

Trong đó:

Z - Độ xuyên của cọc khoan (mm)

D - Đường kính cọc (mm)

Su - Cường độ kháng cắt khơng thốt nước (MPa)

* Vậy, sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Qr =  �Qn = qpQp+qsQs

Trong đó:  qs - Hệ số sức kháng thành bên của cọc khoan đơn





qp



- Hệ số sức kháng mũi cọc của cọc khoan đơn



Chi tiết tính tốn được thể hiện ở Mục 2.6.1.3:



 Vậy, sức chịu tải của cọc theo đất nền:

181



Qr =  �Qn = 0,65. 3874,0+ 0,55.3141,59= 4245,9 (KN)

Suy ra: Ptt = min(18400; 4245,9) = 4245,9 (KN)

Kết luận: Sức chịu tải tính toán của cọc:

Ptt= min{Qr, Pr}=min{18510 ; 4245,9}= 4245,9 (KN)

1.40.1.4 . Xác định chiều dài chịu nén và chiều dài chịu uốn của cọc:

1.40.1.5 .1. Chiều dài chịu uốn của cọc.



LM = l0 + (5  7) d  chọn LM = l0 + 6.d.

Trong đó :

lo: Chiều dài tự do của cọc tính từ đáy bệ đến mặt đất sau khi xói. lo = 0

d : đường kính của tiết diện cọc d = 1,0m.



 LM = 0 + 6 x 1,0 = 6,0 (m).



182



1.40.1.6 .2. Chiều dài chịu nén của cọc:



LN = L.cos.



L : chiều dài cọc L = 10,3 (m);  : góc ngiêng của cọc

Với cọc thẳng  LN = L.



 LN = L = 10,3 (m)

 .d 2  .12



= 0,785 (m2):.

4

4



Diện tích mũi cọc A=



Mơmen quán tính của cọc theo tiết diện ngang.

I



d 4 3,14.14



0,049( m 4 )

64

64



1.40.1.7 . Xác định các đặc trưng đàn hồi của cọc:



m1 



A

0,785



 1,55(m 3 )

J.L N 0,049.10,3



m2 



m3 



6

6

 2 0,166(m  2 )

2

LM

6



m4 



12 12

 3 0,055( m  3 )

3

LM

6



4

4

 0,666(m  1 ).

LM

6



1.40.1.8 . Tính các phản lực đơn vị:



Vì giả thiết cọc tuyệt đối cứng nên ta dụng phương pháp chuyển vị để tính tốn nội

lực trong móng cọc. Như vậy ta sẽ có 3 ẩn số của chuyển vị là chuyển vị thẳng, ngang

và chuyển vị xoay

300



900



400



100



150



.

Hình 6.15: Sơ đồ bố trí cọc cho trụ.

Do móng đối xứng, các cọc thẳng đứng kích thước giống nhau nên các phản lực đơn

vị do các chuyển vị đơn vị gây nên là:

rvv 



A.E

.n  m1.EI .n

LN



ruu 



12.E.I

.n  m2 .EI .n

L3M

183



n

AE n 2

EI

.�xn  4. .n  m1.EI .�xn2  m4 .EI .n

LN 1

Lm

1



r 



ru  r u  



6.EI

.n  m3 .EI .n

L2N



Với :

xi : khoảng cách từ tim bệ đến cọc thứ i

n : số cọc trong bệ, n = 6

Giản ước EI ở các phản lực đơn vị rij ta được.

r'vv = m1 n;

r’ uu = m2  n;

n



2



r’ ww = m1  x n + m4  n;

1



r’ uw = rwu = -m3 n

Các giá trị phản lực trên không phục thuộc vào vị trí cọc trong bệ tháp, chỉ phục

thuộc vào phương tính tốn phản lực theo phương dọc cầu hay ngang cầu:

Khi tính tốn theo phương dọc cầu ta có:

n



x



2

m



=12.6=6



1



r'vv = m1 n = 1.55x6=9,3

r’ uu = m2  n = 0,055x6=0,33

n



2



r’ ww = m1  x n + m4  n = 1,55x6+0,666x6=13.3

1



r’ uw = rwu = -m3 n = 0,166x6=0,996

Khi tính tốn theo phương ngang cầu ta có:

n



x



2

m



=32.4=36



1



r'vv = m1 n = 7,39

r’ uu = m2  n = 0,33

n



2



r’ ww = m1  x n + m4  n = 48,35

1



r’ uw = rwu = -m3 n = - 0,996

184



1.40.1.9 . Tìm tâm đàn hồi C và điểm chuyển vị bằng 0:

ruw

C=

: Cự ly từ đáy bệ đến tâm đàn hồi.

ruu



=



rww

ruw



: Cự ly từ đáy bệ đến điểm chuyển vị bằng 0.



S =  - C : Cự ly từ tâm đàn hồi đến điểm chuyển vị bằng 0.

Khi tính tốn theo phương dọc cầu ta có:

C=

=



ruw



'



ruu



'



= -3,02



rww '

= -11.435

ruw '



S = -C = -14.455

Khi tính tốn theo phương ngang cầu ta có:

C=

=



ruw



'



ruu



'



= -3,02



rww '

= -48,54

ruw '



1.40.1.10 S = -C = -45,52

1.40.1.11 . Tính móng theo trạng thái giới hạn cường độ

1.40.1.12 . 1.Tổ hợp tải trọng



Bảng tổ hợp tải trọng đến mặt cắt đáy móng:

Bảng 6.30: Tổ hợp tải trọng bất lợi

Phương cầu

Phương dọc

Phương ngang



N (KN)

16381

16381



H (KN)

292.02

0



M (KNm)

4481.8

0



1.40.1.13 .1. Chuyển vị đáy bệ dưới tác dụng của tải trọng:



- Các chuyển vị nhỏ giảm EJ lần xác định theo công thức:

+ Chuyển vị đứng v' =

+ Chuyển vị xoay w' =



N

r ' vv

bc H

x

S r ' uw



+ Chuyển vị ngang u' = -



b H

.

S r ' uu



Bảng 6.31: Tính chuyển vị bệ móng

185



Phương cầu

Phương dọc

Phương cầu

Phương dọc



H (KN)

292.02

N (KN)

16381



M (KNm)

4481.8

H(KN)

292.02



q

15.34

v'

2216.6



bc=q-c

18.36

w'

338.8



b=q-

26.78

u'

892,671



1.40.1.14 . Nội lực tính tốn các cọc.



- Lực dọc:



Ni=m1(v'-xi.w')



- Mơmen:



Mi=m3.u'-m4.w'

Bảng 6.31: Tính chuyển vị bệ móng

Phản lực đơn vị (Dọc cầu N=6)



Tên



x



N



cọc



(m)



(KN)



3

2

1

1'

2'

3'

2'

3'



-1

-1

-1

1

1

1

2

2



16381

16381

16381

16381

16381

16381

16381

16381



v'

2216.6

2216.6

2216.6

2216.6

2216.6

2216.6

2216.6

2216.6



w'

338.8

338.8

338.8

338.8

338.8

338.8

338.8

338.8



u'

892,67

892,67

892,67

892,67

892,67

892,67

178,49

178,49

=



Ni



xixNi



(KN)



(KN)



3961

3961

3961

2910.59

2910.59

2910.59

3078

3078

26770.77



-3961

-3961

-3961

2910.59

2910.59

2910.59

6156

6156

9160.77



Mi

(KNm

)

-77,5

-77,5

-77,5

-77,5

-77,5

-77,5

-196

-196

-392



Kiểm tra tải trọng theo các phương:

Theo phương dọc cầu:

Kiểm tra tính tốn theo lực dọc N:

Kiểm tra theo M:



N = N = 26770.77 (KN).



-Nixi- Mi= M =9552 (KNm).



Kiểm tra sức chịu tải của cọc:

Điều kiện kiểm tra: Pcoc = DCcoc + Pmax ≤ Ptt

Trong đó:



Pmax = 2657,72 KN

DCcoc = 1,25Ap Lcoc  = 1,25 x 0,785 x10 x 25 = 245,31 (KN)

Pcoc = DCcoc + Pmax = 2903,03 KN.



Khả năng chịu tải tính theo vật liệu của cọc tại vị trí tháp 1 là:

Ptt = 18400KN

Vậy Pcoc < Ptt (Đạt).

1.40.1.15 . Chuyển vị đỉnh trụ.



U = u + ω.htr ≤ [U]

Trong đó :

186



u :chuyển vị ngang của bệ trụ ; u = 892,671/EI

ω : chuyểnn vị xoay của bệ trụ; ω = 149,143/EI

[U] chuyển vị ngang giới hạn , theo điều 10.7.2.2. thì [U] = 38mm

U



10 3

103

.(4547,85  28,82.51) U 

.(892,671  149,143.11,2)

0,249.35750000

0,049.28561000



U = 1,83mm < [U] = 38mm (Thỏa ).

1.40.1.16 . Tính móng theo trạng thái giới hạn sữ dụng

1.40.1.17 .1. Sức kháng đỡ.



Để kiểm tra ổn định nền đất dưới móng tương đương ta giả định tải trọng tác dụng

lên móng tương đương đặt tại hai phần ba độ sâu chôn cọc vào lớp chịu lực như hình vẻ



1



L/3=3,43m



L=10.3m



sau:



2



7,33m



10.33m



Hình 6.16:Kích thước móng khối tương đương.

Diện tích móng khối tương đương:

Atđ = 10,43x7,33 =76,45 (m2).

Trong trường hợp tải trọng nén lệch tâm, kiểm tra sức kháng đỡ của đất tại đáy móng

khối tương đương được kiểm tra theo công thức sau:

 max 



Nd M



�1, 2.Rtc

Atd Wtd



 min 



Nd M



0

Atd Wtd



Trong đó:

Nd là tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy móng khối tương đương, bao gồm cả trọng

lượng cọc, đài cọc và trọng lượng đất giữa các cọc.

W là mômen chống uốn của tiết diện đáy móng khối tương đương.

187



+ Theo phương ngang cầu:



1

Wx  �7,43�

10,332 =132,1 (m2)

6

+ Theo phương dọc cầu:



1

Wx  �

10,43�7,332 =93,4 (m2)

6

M là tổng mơmen của tải trọng ngồi ở trạng thái giới hạn sử dụng:

Theo phương ngang cầu:



Mx = 1488,11 ( KNm )



Theo phương dọc cầu:



My = 1579,69 ( KNm )



Tải trọng dọc trục do ngoại lực và trọng lượng bản thân kết cấu bên trên ở trạng thái giới

hạn sử dụng:

N1 = 10805,20 ( KN ).

Tổng trọng lượng cọc khoan nhồi ( 6 cọc khoan nhồi D = 1; L =10m ):

N2 = Ap Lcoc   = 0,785 x10 x 25x6 = 1177,50 (KN)

Tính tốn trọng lượng đất giữa các cọc theo bảng sau:

Bảng 6.32: Trọng lượng đất giữa các cọc.

Lớp

1

2

3



H

(m)

0,00

0,00

3,33



Ftrên

Fdưới

V

2

2

(m )

(m )

(m3)

40,00

40,00

0,00

40,00

40,00

0,00

40,00

75,72

192,67

Tổng trọng lượng đất N3



γ

(kN/m3)

20,00

21,10

19,60



Gi

(kN)

0,00

0,00

3776,41

3776,41



Vậy tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy móng khối tương đương bằng:

Nđ = 10805,20 + 1177,50+3776,41 = 15759,11 (KN).

Ứng suất lớn nhất tại đáy móng khối tương đương:

+ Tính cho phương ngang:

15759,11 1488,11

 max 



=222,52 (KN/m2)

75,72

103,36

15759,11 1488,11

 min 



=193,73 (KN/m2)

75,72

103,36



+ Tính cho phương dọc:

15759,11 1579,69

 max 



=224,66 (KN/m2)

75,72

95,50

188



15759,11 1579,69

 min 



=191,60 (KN/m2)

75,72

95,50



Vậy ứng suất lớn nhất tại đáy móng khối tương đương là 224,66 KN/m2.

Cường độ đất nền tại đáy móng khối tương đương lấy theo cơng thức:

Rtc 



m1.m2

.  A.b. ' B.h.  D.c 

k



Trong đó:

m1, m2 là hệ số điều kiện làm việc của đất và của cơng trình,

m1 = 1,2; m2 = 1,1.

k là hệ số độ tin cậy của các chỉ tiêu cơ lý của đất, vì các chỉ tiêu cơ lý được xác

định thơng qua thí nghiệm nên k = 1,0.

γ' là trọng lượng riêng của đất dưới đáy móng khối tương đương,

γ = 19,60KN/m3.

γ là trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trên đáy móng.



� .h 20.8,319,6.(3 ,713,4)19,9.4,420,5.3,3 19,72(kN /m3)19,60 KN/m3.

 i i

�hi 8,33 ,713,44,43,3

h là chiều cao khối móng khối tương đương: h = 3,33m.

b chiều rộng cánh bé của đáy móng khối tương đương, b = 7,33m.

c là lực dính tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng, c = 0,8 KN/m2.

A, B, D là các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất dưới đáy móng.

φ = 30018’, A = 1,18, B = 5,70, D = 8,04

Rtc 



1,2.1,0

.(1,18.7,33.19,60  5,70.3,33.19,60  8,04.0,8)

1,0



Rtc = 657,59 ( KN/m2 ).

Vì σmax = 224,66 < 1,2.Rtc = 789,10 ( KN/m2 ) và σmin > 0.

Vậy điều kiện kiểm tra đã được thỏa mãn.

1.40.1.18 .2. Kiểm tra độ nén lún của móng cọc

Điều kiện: S  S



Theo phụ bảng 19 - phụ lục VII sách Tính tốn móng cọc (Lê Đức Thắng)

Ta lấy :  S 1,5 l (cm)

l: Chiều dài nhịp(m)

S: Độ lún của móng cọc

189



 S 1,5.



36 9(cm)



Các thơng số về lớp địa chất:

Bảng 6.33: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất

Lớp đất

1

2

3



g



gk (KN/m3)



(KN/m3)

20

5,6

21,1

5,6

19,6

5,5

 1h1   2 h2   3h3



 tb 



h1  h2  h3







A



B







C



H



2

(độ) (KN/m ) (m)

8,01 0,240 25

1,8

3

15,93 0,287 28

2,0

5

19,09 0,263 37

2,1





25.0,5  28.5  37.4,5

=31,9(độ)

0,5  5  4,5



- Góc mở  của móng khối quy ước:

=



 tb 31,9



=7,96(độ)

4

4



- Chiều dài đáy móng khối quy ước: AM = 8 + 2 10 tg(7,96) = 10,8 (m)

- Chiều rộng đáy móng khối quy ước: BM = 5 + 2 10 tg(7,96) = 7,8(m)

Diện tích đáy móng khối quy ước. F = A  B = 10,8  7,8 = 84,24 (m2)

+ Tải trọng thẳng tiêu chuẩn lớn nhất trong các tổ hợp:

Ntc = 10805,20 (KN) ứng với tổ hợp chính số1 tại mặt cắt đáy bệ cọc.

 tải trọng thẳng đứng lớn nhất gây lún.

N = Ntc + h  Ftb  tb

h: chiều sâu từ mặt đất đến đáy móng khối quy ước.

Ftb: diện tích đáy móng khối quy ước

tb : Dung trọng trung bình của các lớp đất:



� .h 20.8,319,6.(3 ,713,4)19,9.4,420,5.3,3 19,72(kN /m3) 20,11(KN/m3)

 i i

�hi 8,33 ,713,44,43,3

Ntc = 10805,20+10.(40+84,24).0,5.20,11= 23297,53 (KN)

- Cường độ áp lực tại đáy móng khối quy ước.

P=



N 23297,53



=276,56 (KN/m2)

F

84,24



- Cường độ áp lực gây lún:

p = P - tb h = 19,150 - 0,56 13,5 = 11,590(T/m2)



190



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

40 . Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng: II-II.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×