Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT:

Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT:

Tải bản đầy đủ - 0trang

( là chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời thứ i).

Đối với đất dính:

+ Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i: .

 Cọc đóng: .

 Cọc khoan nhồi:

Với: là hệ số điều chỉnh cho cọc đóng.

fL là hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng tra theo phụ lục G.2b TCVN

10304:2014

+ Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i: li

lc.i



: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i



ls.i



: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i



• Lớp 1 (bùn sét) - đất dính:



cu.1 = 6.25 × N1 = 6.25 ì 0 = 0 (kN/m2).





Lp 2 ( sột)- đất dính:



cu.2 = 6.25 × N2 = 6.25 × 1 = 6.25 (kN/m2).

+ 166.46 (kN/m2).

 . tra biểu đồ G.2a trong TCVN 10304:2012 ta có: 1



81



Ta có: . tra biểu đồ hình G.2b trong TCVN 10304:2012 ta có: .

 (kN/m2)

• Lớp 3 ( cát pha) - đất rời:



là chỉ số SPT trung bình:

 (kN/m2).

• Lớp 4 ( sét pha) - đất dính:



cu.4 = 6.25 × N4 = 6.25 × 21 = 135.25 (kN/m2).

= 331.01 (kN/m2)

 . tra biểu đồ G.2a trong TCVN 10304:2012 ta có: 0.944

Ta có: . tra biểu đồ hình G.2b trong TCVN 10304:2012 ta có: .

 (kN/m2)

• Lớp 5 ( cát pha) - đất rời:



là chỉ số SPT trung bình:

 (kN/m2).

+ Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i: .

 Bảng số liệu giá trị fci × lci (fsi × lsi):



19.4



()

(kN/m2)

0



fci × lci (fsi × lsi)

(kN/m)

0



Sét



16.1



4.375



70.44



3



cát pha



5.7



30



171



4



sét pha



10.8



89.37



965.196



5



Cát pha



0.1



136.67

Tổng:



13.667

1219.863



STT



Lớp



(m)



1



Bùn sét



2



Ta có:

Vì cọc cắm vào lớp đất thứ 5 (đất rời) nên ta có :



82



 (kN)

Ta có: Qc.TK = min(. . ).

Với là hệ số tin cậy theo đất (tra theo mục 7.1.11 trang 19 TVCN 10304:2014). Chọn theo

phương pháp thử

Ta có: .



(kN).

(kN).



 Qc.TK =



(kN).



3.3.5 Tính tốn sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc:

 Tính tốn số lượng cọc:



N = . chọn 2 cọc.

c) Bố trí cọc trong đài:

- Chọn khoảng cách giữa các tim cọc theo phương x và y là 3D = 3×1 = 3m.

- Chọn khoảng cách giữa tim cọc biên đến mép đài là 1D = 1m.

- Kiểm tra tiết diện cọc và hệ số nhóm cọc

kN/m2



- Tính hệ số nhóm:



Trong đó:

+ . với d là đường kính (cạnh) của cọc. s là khoảng cách giữa 2 cọc tính từ tâm.

+ n1: số hàng cọc trong đài móng.

+ n2: số cọc trong 1 hàng.





-



Sức chịu tải của nhóm cọc:

Qnhóm = × n × Qc.TK = 0.995 × 2 × = 10869 (kN/m2).



- Ta thấy: Qnhóm = 10869 kN> Nmaxtt = 9500 kN

83



 Thỏa mãn điều kiện sức chịu tải của nhóm cọc.

Ta có mặt bằng bố trí cọc như sau:



3.3.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lện cọc trong móng:

- Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc (Trường hợp này trùng với

trọng tâm đài):

+ Trọng lượng riêng trung bình của bê tơng đài và đất phía trên đài: kN/m3.

+ Tải trọng tác dụng lên cọc: .

Với: xi. yi là khoảng cách từ tim cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm các cọc tại mặt phẳng đáy

đài; n chính là số cọc trong đài.

là tổng moment tại đáy đài quay quanh trục x tại trọng tâm nhóm cọc.

là tổng moment tại đáy đài quay quanh trục y tại trọng tâm nhóm cọc.



-



Ntt = Ntt + ×Df ×Fd = 9500 + 22 × 2.5 × 3.2 × 3.2 = 10063.2 (kN).

= + × hd = 95 + 85 × 0.5 = 137.5 (kNm).

= + × hd = 92 + 18 × 0.5 = 101 (kNm).

Ta có bản tính tốn:

xi (m)



yi (m)



xi2



yi2



1



-1.5



1.5



2.25



2.25



2



1.5



1.5



2.25



2.25



3



-1.5



-1.5



2.25



2.25



2476.05



4



1.5



-1.5



2.25



2.25



2509.72



Cọc



Pi (kN)

2521.88

9



Ta thấy: Pmin = 2476.05 kN > 0. Pmax = 2555.56 kN < Qc.TK =

 Tải trọng tác dụng vào cọc đều thỏa mãn.



9



2555.56



kN.



3.3.7 Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định:

- Tính góc ma sát trung bình của các lớp đất theo chiều dài cọc:

- Bề dài và bề rộng của khối móng qui ước:



(m).

(m).

- Diện tích khối móng quy ước:

84



(m2).

- Chiều cao khối móng quy ước:

(m).

(do đã âm vào đài 0.7m)

- Moment chống uốn của khối móng quy ước:

(m3).

(m3).

- Khối lượng đất trong móng quy ước:

(kN).

- Khối lượng bị đất và cọc chiếm chỗ:

(kN).

- Khối cọc và đài bê tông:

(kN).

- Khối lượng tổng trên khối móng quy ước:

(kN).

- Tính các giá trị tiêu chuẩn:

Ntc = (kN).

Mxtc = (kNm).

Mytc = (kNm).

- Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:

(kN).

(kNm).

(kNm).

- Ứng suất dưới đáy khối móng quy ước:

(kN/m2).

 kN/m2. kN/m2.

Xác định sức chịu tải của nền đất theo trạng thái giới hạn thứ II:

Với: m = 1 là hệ số điều kiện làm việc.

(kN/m2).

Mũi cọc nằm tại lớp đất thứ 5 có:

. c = 14.45 kPa. kN/m3.

Với ϕ = 25.17°. tra bảng ta được: A = 0.7902. B = 4.1608. D = 6.7138



=1 x [ 0.7902 x x (19.95 -10) + 4.1608 x + 6.7138 x 14.45]

= 1690.97 kN

85



Điều kiện ổn định của đất nền:

Pmaxtc = 558 kN/m2 ≤ 1.2Rtc = 1.2 × 1690.97 = 2029.16 kN/m2.

Ptbtc = 557 ≤ Rtc = 1690.97 kN/m2.

Pmintc = 556 kN/m2 ≥ 0

 Vậy điều kiện ổn định đất nền được thỏa mãn.



3.3.8 Tính độ lún khối móng quy ước:

Sử dụng cơng thức tính lún theo phương pháp tổng phân tố:

- Áp lực gây lún:

Pgl = Ptbtc – = 557 – = 186

763 (kN/m2)

- Chia lớp đất nền dưới khối móng thành từng đoạn nhỏ:

 Chọn hi = 0.5m.

- Độ lún:

S = = 10cm.

Bảng 1: Quan hệ e-P ( Lấy theo hồ sơ địa chất HK1-UD27)

600

P(kN/m2)

0

50

100

200

400

Hệ số rỗng e



0.562



0.547



0.538



86



0.527



0.517



0.508



Z(m)

0

0.5



Độ

sâu

(m)

43.7

44.2



L/B



Z/B



Ko



Pgl



σgli



σ1i



2.5



0.00



1



186



186



381.262



2.5



0.2



0.943



186



175.4



P1i

(kN/m2)



P2i (kN/m2)



e1i



e2i



Si (m)



383.527



447.092



0.5178



0.5149



0.000955



385.792

Tổng:



Ta có: 5xσgli = 5x61.7=308.5 kN/m2 ≤ σi = 438.24 kN/m2 nên ta dừng tính lún.

Độ lún: S = = 0.000955m = 0.095 cm ≤ = 10cm.

 Thỏa mãn điều kiện độ lún.



87



0.000955



3.3.9 Kiểm tra xuyên thủng:

- Điều kiện chống xuyên thủng của đài cọc: Pcx ≥ Pxt.

- Vẽ hình tháp xuyên thủng xiên 45o để xác định cọc nằm ngồi phạm vi xun thủng.

- Xác định vị trí cọc (nằm ngoài phần chống xuyên hay xuyên thủng):

y = 5 – 2 × (m).

x = 5 – 2 × (m).

- Sơ bộ chọn chiều cao đài là 0.5m.

- Chọn ao = 0.1m  ho = hđ – ao = 0.5 – 0.1 = 0.4 (m).

bc + 2ho = 0.35 + 2 × 0.4 = 1.15 (m).

hc + 2ho = 0.5 + 2 × 0.4 = 1.3 (m).

Ta có:

x = 4 (m) > bc + 2ho = 1.15 (m).

y = 4 (m) > hc + 2ho = 1.3 (m).

 Tháp xuyên thủng không bao trùm hết đầu cọc.

(m2).

(kN).

(kN).

Ta thấy: (kN) < (kN).

 Vậy ta chọn lại chiều cao đài là 1m.

- Chọn ao = 0.1m  ho = hđ – ao = 1 – 0.1 = 0.9 (m).

bc + 2ho = 0.35 + 2 × 0.9 = 2.15 (m).

hc + 2ho = 0.5 + 2 × 0.9 = 2.3 (m).

Ta có:

x = 4 (m) > bc + 2ho = 2.15 (m).

y = 4 (m) > hc + 2ho = 2.3 (m).

 Tháp xuyên thủng không bao trùm hết đầu cọc.

(m2).

(kN).

(kN).

Ta thấy: (kN) < (kN).

 Vậy ta chọn lại chiều cao đài là 1.5m.

- Chọn ao = 0.1m  ho = hđ – ao = 1.5 – 0.1 = 1.4 (m).

bc + 2ho = 0.35 + 2 × 1.4 = 3.15 (m).

hc + 2ho = 0.5 + 2 × 1.4 = 3.3 (m).

Ta có:

x = 4 (m) > bc + 2ho = 3.15 (m).

y = 4 (m) > hc + 2ho = 3.3 (m).

 Tháp xuyên thủng không bao trùm hết đầu cọc.

(m2).

(kN).

(kN).

Ta thấy: (kN) >(kN).

 Vậy ta chọn lại chiều cao đài là 2m.

- Chọn ao = 0.1m  ho = hđ – ao = 2 – 0.1 = 1.9 (m).

88



bc + 2ho = 0.35 + 2 × 1.9 = 4.15 (m).

hc + 2ho = 0.5 + 2 × 1.9 = 4.3 (m).

Ta có:

x = 4 (m) < bc + 2ho = 4.15 (m).

y = 4 (m) < hc + 2ho = 4.3 (m).

 Tháp xuyên thủng bao trùm hết đầu cọc.

(m2).

(kN).

(kN).

Ta thấy: (kN) >(kN).

 Vậy thỏa mãn điều kiện chống xuyên thủng đài cọc. chiều cao đài hợp lí chọn 2m.

3.3.10 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler:

- Số liệu tải trọng:

Lực dọc



Moment



STT



tt

Nmax

(kN)



tt

Mx

(kNm)



9



9500



95



Moment



Lực ngang



Lực ngang



Kích thƣớc cột



Mytt (kNm)



Hxtt (kN)



Hytt (kN)



(mm × mm)



92



18



85



350 x 500



- Khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang. đất xung quanh cọc xem như mơi trường đàn hồi biến dạng

tuyến tính đặc trưng bằng hệ số nền Cz (theo mơ hình Winkler).

Ta tính hệ số nền tính tốn trên thân cọc Cz. theo TCVN 10304:2012:

Với: k: hệ số tỉ lệ. tính bằng kN/m4. được lấy phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc theo bảng A.1

trong TCVN 10304:2012.

Z: độ sâu của tiết diện cọc trong đất. nơi xác định hệ số nền. kể từ mặt đất trong trường hợp móng cọc

đài cao. hoặc kể từ đáy đài trong trường hợp móng cọc đài thấp (tính từ đáy đài xuống mũi cọc với cao

độ từ -2m đến 37.5m).

: hệ số điều kiện làm việc (đối với cọc độc lập lấy bằng 3).

- Do Cz thay đổi tuyến tính theo độ sâu z. để thuận tiện trong q trình mơ hình. ta lấy giá trị trung

bình Cz trong mỗi lớp đất để tính cho độ cứng lò xo. chọn khoảng cách giữa các lò xo là 0.1m.

- Độ cứng lò xo: Ki = Czi × Ai.

Với Ai là diện tích giữa hai lò xo: Ai = 0.1 × 0.4 = 0.04( m2).



- Ta có bảng tính như sau:

Lớp

đất

1

2



Trạng thái

Bùn sét màu xám xanh xám đen trạng thái chảy IL =

1.18

Sét hữu cơ màu xám xanh, trạng thái từ chảy đến

dẻo mềm. IL = 0.71

89



ki



Bề dày

(m)



Cz



K

(kN/m)



7000



19.4



45267



1810.68



11000



16.1



60133



2405.32



3

4

5



Cát- cát pha lẫn vỏ sò, màu xám đen, trạng thái từ

xốp đến chặt vừa IL = 0.19

Sét – sét pha màu xám xanh, nâu đỏ, xám vàng,

trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng IL = 0.4

Cát-cát pha hạt mịn màu xám vàng, trạng thái chặt

IL = 0.15



14000



5.7



26600



1064



16000



10.8



57600



2304



12000



0.1



400



16



Mơ hình bằng SAP2000. ta có chuyển vị. biểu đồ moment và lực cắt như sau:



LỰC CẮT

Qmax = 18.89 kN



-



MONMENT

Mmax = 30.31 kNm



Chuyển vị đầu cọc: y = 0.0003m = 0.03cm



- Kiểm tra cọc chịu uốn:

Ta có giá trị moment Mmax của cọc khi chịu tải trọng ngang là Mmax = 30.31 kNm.

- Tiết diện cọc tròn. để đơn giản trong quá trình tính tốn. ta quy đổi tiết diện về hình vuông:

(m2).

(m).

Chọn a = 0.07m  ho = h – a = 0.886 – 0.07 = 0.816 (m).



(cm2).

Diện tích cốt thép trong cọc ban đầu đã chọn trong thiết kế thép cọc: As = 20 (50.8cm2)

 Cốt thép dọc trong cọc đủ chịu moment uốn do tải ngang gây ra.

- Kiểm tra khả năng chịu cắt: ta có Qmax = 18.89 kN. kiểm tra điều kiện tính cốt đai:

(kN) > Qmax = 18.89kN.

 Cốt đai bố trí cấu tạo @200.

- Chuyển vị lớn nhất y = 0.03cm < = 2cm ( TCVN 10304-2012)

Cọc đảm bảo khả năng chuyển vị ngang.

90



3.3.11 Tính tốn thép trong đài:

- Sơ đồ tính: xem đài móng là bản consol một đầu ngàm vào mép cột. đầu kia tự do. giả thiết đài tuyệt

đối cứng:

- Tải trọng tác dụng lên cọc: .

Với: xi. yi là khoảng cách từ tim cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm các cọc tại mặt phẳng đáy đài; n

chính là số cọc trong đài.

là tổng moment tại đáy đài quay quanh trục x tại trọng tâm nhóm cọc.

là tổng moment tại đáy đài quay quanh trục y tại trọng tâm nhóm cọc.

Ntt = Ntt + ×Df×Fd = 9500 + 22 × 2 × 5×5 = 10600 (kN).

= + × hd = 95 + 85 × 2 = 262 (kNm).

= + × hd = 92 + 18 × 2 = 131 (kNm).



-



Ta có bản tính tốn:

Cọc

1



xi (m)



yi (m)



xi2



yi2



-1.5



1.5



2.25



2.25



Pi (kN)

2521.88

9



9



2



1.5



1.5



2.25



2.25



3



-1.5



-1.5



2.25



2.25



2476.05



4



1.5



-1.5



2.25



2.25



2509.72



 Tính thép đặt theo trục x:



(kNm).



(cm2) = 12150 (mm2).

Chọn . = 491 mm2 -> = 24.7 chọn n = 25

- Aschọn = 25 × 491 = 12275 (mm2).

Khoảng cách giữa các thanh thép: s = (mm). chọn s = 200mm

Vậy chọn 25a200 bố trí thép theo trục X của đài cọc.

Tính thép đặt theo trục y:

(kNm).



(cm2) = 12150 (mm2).

Chọn . = 491 mm2 -> = 24.7 chọn n = 25

91



2555.56



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×