Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 - VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP

2 - VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN THI CƠNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



Hình 5: Kích thước vòng vây cọc ván

Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nước thi công tối thiểu là 0.7m.

Chọn là 1m. Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất là 5,5m.

b. Chọn loại cọc ván:

Tổng chiều dài cọc ván cần thiết là (15,5+20)x2 = 71 m. Chọn loại cọc ván do Hàn

Quốc sản xuất. Còn cụ thể loại nào thì sau khi xác định được nội lực ta sẽ chọn sau.

c. Xác định bề dày lớp BT bịt đáy

Bê tơng bịt đáy có vai trò quan trọng:

- Giữ ổn định nền phía dưới đáy móng chống áp lực đẩy nổi.

- Ngăn kín nước từ phía đáy hố móng.

- Tạo mặt bằng thi cơng bệ móng.

Lớp bê tơng bịt đáy được xác định từ điều kiện : áp lực đẩy nổi của nước lên lớp bê

tông phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tông với hệ cọc và trọng lượng lớp bê tông bịt đáy.

Chiều dày lớp bê tông bịt đáy được xác định căn cứ vào khả năng chống áp lực đẩy

nổi của nước.

Khi xét đến dính bám của bê tơng với đầu cọc và các cọc ván thép xung quanh hố

móng, chiều dày lớp bê tơng bịt đáy được tính theo cơng thức.

SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 16



ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM

h≥



K.H.F.γ n

(F.γ b + n.U.f1 )



Trong đó:

K : hệ số an toàn, K = 1.3

H= 4,5 m.

F : diện tích hố móng, F = 15,5×20 = 310 m2



γn

γb



γ n = 1T / m3

: dung trọng của nước,



γ b = 2.5T / m3

: dung trọng của bê tông,



f1



f1 = 10T / m 2



: ma sát giữa cọc với bêtông bịt đáy,

n: số lượng cọc khoan nhồi; n = 12 cọc.

U: chu vi một cọc, U =π.D = 3.14×1.5=4.71 m.

h≥



1.3 × 4.5 × 310 ×1

= 1.35 ( m )

(310 × 2.5 + 12 × 4.71×10)



Chọn lớp bêtông bịt đáy dày m=1.5 m

Tiến hành đổ bêtông bịt đáy theo phương pháp vữa dâng :

Bán kính hoạt động của ống :



R=2



m.



Fo = π× R 2 = π× 22 = 12.56 m 2



Diện tích hoạt động của một ống :

F

310

n=

=

= 24.68

Fo 12.56

Số ống cần thiết :

(ống)

Vậy ta chọn 25 ống.

Sau khi xác định bề dầy lớp BT bịt đáy đủ điều kiện ổn định, ta kiểm tra điều kiện

cường độ cho lớp BTBD:

Tách 1 dải BTBĐ rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có

chiều dài nhịp bằng khoảng cách giữa 2 cọc ván thép.



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 17



ĐỒ ÁN THI CƠNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



Hình 6:Sơ đồ tính đối với lớp bê tơng bịt đáy

Trọng lượng bản thân của lớp BTBĐ :

q1 = γb×Hb×1=2.5×1.5×1=3.75T/m

Trong đó :



γb



=2.5T/m3 : Dung trọng của lớp BTBĐ.

Hb=1.5m

: Bề dày của lớp BTBĐ

1m

: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.

Áp lực đẩy của nước:

q2 = γ×H×1=1×4.5×1=4.5 T/m

Trong đó :

γ

=1T/m3

: Dung trọng của nước.

1m



: Bề rộng của dải BTBD đang xét.



Nội lực phát sinh trong dầm :

M max =



q1 − q2 2 3.75 − 4.5

l =

× 4.52 = −1.898(Tm)

8

8



=> căng thớ trên.



Momen kháng uốn của dầm :

W =



bhb2 1×1.52

=

= 0.375( m3 )

6

6



Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBĐ phải nhỏ hơn ứng suất kéo cho phép



[σ ]btk = 65 kG / cm2

của bê tông, sử dụng bê tông M200 =>



.



M

1.898

σ k = max =

= 5.06T / m3 = 0.506kG / cm2 < [σ ]btk = 65kG / cm2

W

0.375



Vậy lớp BTBĐ thỏa mãn điều kiện cường độ .



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 18



ĐỒ ÁN THI CƠNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



d. Tính độ ổn định của kết cấu vòng vây cọc ván trong các giai đoạn thi cơng:

Giai đoạn 1:

Vòng vây đã được đóng đến đáy sơng, nhưng chưa đổ bê tơng bịt đáy.



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 19



ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



Hình 7: Mặt bằng hệ vòng vây cọc ván

Với cách bố trí cọc định vị như trên thì cọc định vị khơng có tác dụng chịu lực, mà

áp lực sẽ truyền hết vào cọc ván thép.

Ở giai đọan này ta đào đất trong vòng vây cọc ván bằng gầu ngoạm, nên mực nước 2

bên thành cọc ván là như nhau. Cọc ván chịu tác dụng của áp lực đất chủ động và áp lực

đất bị động. Chiều sâu đóng cọc ván thép, ta sẽ tính vào giai đoạn sau.



Giai đoạn 2:

Đã đổ bê tông bịt đáy và hút cạn nước hố móng. Sơ đồ chịu lực của cọc ván thép

như sau:

SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 20



ĐỒ ÁN THI CƠNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



Hình 8: Sơ đồ chịu lực của cọc ván thép

Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất. Khi có lớp bêtơng bịt đáy, t được xác định từ

điều kiện đảm bảo ổn định chống quay của tường cọc ván

Điều kiện để đảm bảo ổn định chống lật:

M l = m.M g

Trong đó:

Ml : mômen gây lật. Do áp lực nước và áp lực chủ động.

Mg: mômen giữ. Do áp lực đất bị động.

m : hệ số an toàn.

Áp lực thủy tĩnh (P):

Giả sử cọc ván chỉ đóng đến lớp thứ thứ nhất, thì tồn bộ chiều cao cọc ván ngập

trong nước đều bị ảnh hưởng của lực thủy tĩnh.



Hình 9: Biểu đồ áp lực thủy tĩnh

P1 =



1

1

γ n H 2 = × 1× 4.52 = 10.125(T / m)

2

2



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 21



ĐỒ ÁN THI CƠNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM

x1 =



1

× 4.5 = 1.5(m)

3



Điểm đặt của áp lực này cách tâm O một đoạn :



M 1 = P1 × x1 = 10.125 ×1.5 = 15.19(Tm)

P2 = γ n × H × t = 1× 4.5 × t = 4.5t



Điểm đặt của áp lực này cách tâm O một đoạn :



1

x2 = t

2



1

M 2 = P2 x2 = 4.5t × .t = 2.25t 2

2



Áp lực đất chủ động (Edc=P6) :

Giả sử chiều sâu đóng cọc vẫn còn nằm trong lớp thứ nhất.

Hệ số áp lực đất chủ động:



λa = tg 2 (450 − φ / 2) = tg 2 (450 − 23 / 2) = 0.438

Dung trọng đẩy nổi của đất :



γ đn = γ w − γ n = 1.475 − 1 = 0.475(T / m3 )

p6 = 0.5 × nc × λa × γ dnt 2 = 0.5 ×1.2 × 0.438 × 0.475 × t 2 = 0.125t 2

Trong đó :

nc = 1.2

:hệ số áp lực chủ động của đất.

t

:Chiều sâu của cọc trong đất.

Điểm đặt của áp lực này cách tâm O một đoạn :



2

2

x6 = t = × t

3

3

M 6 = P6 × x 6 = 0.125t 2 ×



2

t = 0.083t 3

3



Áp lực bêtông (do TLBT của lớp BT bịt đáy):



P5 = γ 'b .(1).t.λ a .n c

Trong đó :



n c = 1.2



: hệ số áp lực chủ động của đất.



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 22



ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU



γ 'b



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



: dung trọng đẩy nổi của bêtông trong nước.



γ 'b = γ b − γ n = 2.5 − 1 = 1.5 ( T / m 3 )



P5 = γ 'b .1.t.λa nc = 1.5 ×1× t × λa × nc = 1.5 × 1.5 × t × 0.438 ×1.2 = 1.18t

Điểm đặt của áp lực này cách tâm O một đoạn :



x 5 = 0.5t

M 5 = P5 × x5 = 0.59t 2

Áp lực đất bị động (Edb=P4):

Hệ số áp lực đất bị động:



λb = tg 2 (450 + φ / 2) = tg 2 (45 + 23 / 2) = 2.28

P4 = 0.5nb λbγ dnt 2 = 0.5 × 0.8 × 2.28 × 0.475 × t 2 = 0.433t 2

Với nb=0.8 : hệ số áp lực bị động của đất.

Điểm đặt của áp lực này cách tâm O một đoạn :



2

x4 = t

3

M 4 = P4 .x4 = 0, 289t 3

Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật:



M g .m ≥ M l

Điều kiện :

m = 0.88 : hệ số điều kiện làm việc (tra bảng 4.20 “Tính tốn và thiết kế thi cơng

cầu”_Phạm Huy Chính), lấy cho trường hợp hút tồn bộ nước ra khỏi hố móng tại nơi

ngập nước .

Momen gây lật :



M 1 = M 1 + M 5 + M 6 = 0.083t 3 + 0.59t 2 + 15.19

Momen giữ :

M g = M 2 + M 4 = 2.25t 2 + 0.289t 3

Chọn t = 3m, thay số vào ta có :

SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 23



ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



0.88M g = 22.85 > M l = 22.77

(thoả)

Vậy chiều sâu đóng cọc ván cần thiết là 3m

5.2.2 - Kiểm tra độ bền của các bộ phận vòng vây

a. Kiểm tra cọc ván thép:

Kiểm tra về mặt cường độ của tường cọc ván, hay đi thiết kế tường cọc ván có cường

độ để chịu lực do các áp lực gây ra.

Cọc ván sử dụng là cọc cừ ván thép Larsen. Sơ đồ tính là dầm đơn giản hai gối tựa,

một gối tại vị trí tầng chống ngang, gối kia cách đáy lớp bêtơng bịt đáy 1m.

Phản lực tại gối A :



∑ M ( B) = 0 ⇔ R



A



1

× 5 = 10.125 × × 5 ⇒ RA = 3.375(T / m)

3



VA + VB = E



⇒ VB = E − VA = 10.125 − 3.375 = 6.75(T )

Sơ đồ làm việc của cọc ván thép là một dầm đơn giản, một đầu kê lên điểm O, đầu còn lại

kê lên gối cách mặt trên của bêtơng bịt đáy 1 đoạn - 0,5m. Từ đó ta vẽ biểu đồ nội lực và

có:

Momen uốn lớn nhất tại điểm đặt lưc P1

2



M max



2 1 2 

1 2 

= RA ì 5 ì ì ì 5 ữ × 1.5 × ×  × 5 ÷ = 1.99(Tm)

3 2 3 

3 3 



Chọn loại cọc Larsen



Hình 10: Mặt cắt hình học của cọc ván thép Larsen.

Chọn loại mặt cắt số LS-IV, có bề rộng B = 400mm.

Mơmen tác dụng vào mặt cắt này là:

M = Mmax×B = 1,99×0.4 = 0.796(T.m)

Mômen kháng uốn của tiết diện là: W = 88cm3.

Ứng suất lớn nhất trong cọc cừ thép là:

σ max =



M

0.796 ×105

=

= 904.5( Kg / cm 2 )

W

88



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



(6.4)

MSSV: 1251090504



Page 24



ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



(



σ  = 1900 KG / cm2



)



Ứng suất cho phép của thép là:

. Vậy sử dụng loại cọc trên để làm

hố móng.

Tổng chiều dài của cọc là: L= 8,5(m)

Chu vi vòng vây là: (15,5+20)×2=71m. Vậy ta đóng như sau :

Phương ngang ta đóng (20000/400)×2 = 100 cây.

Phương dọc đóng (15500/400)×2 = 78 cây .

Tổng cộng đóng 178 cây.

b. Tính tốn khung vành đai

Dưới tác dụng của áp lực thủy tĩnh thì cọc ván thép sẽ truyền lên hệ khung vành đai 1

lực bằng với phản lực tại gối A : RA = 3.375 T/m.

Biểu đồ nội lực được giải bằng SAP 2000 V.14 như sau :

Thanh vành đai dài:



Hình 11: Mơ men của thanh vành đai dài(T.m)



Hình 12: Lực cắt của thanh vành đai dài(T.m)



Hình 13: Mơ men của thanh vành đai ngắn(T.m)



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 25



ĐỒ ÁN THI CƠNG CẦU



GVHD: Th.s VÕ VĂN NAM



Hình 14: Lực dọc thanh dài (T)



Hình 15: Lực dọc thanh ngắn (T)



Hình 16: Lực cắt của thanh vành đai ngắn(T.m)

Để đơn giản cho quá trình thi cơng ta chọn cùng loại vật liệu cho thanh vành đai dài

và ngắn. Vì vậy ta thiết kế cho thanh nào có nội lực lớn hơn. Từ biểu đồ nội lực ta lấy

thanh vành đai dài để thiết kế.



Hình 17: Phương có mơ men lớn nhất của thanh vành đai dài(T.m)

Mômen lớn nhất (tại gối tựa):

M = 9.96 (T.m)

Lực dọc (do thanh dài truyền qua):

N = 20.09 (T)

Chọn thép làm vành đai :



SVTH: VŨ TRUNG KIÊN



MSSV: 1251090504



Page 26



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 - VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×