Embed Size (px)
Citation preview
1
VÍ DỤ 1:
Kiểm toán cường độ đất nền dưới đáy móng theo TTGH cường độ 1. Móng được đặt trên nền đất rời
có góc ma sát trong của đất (jf) = 32o, chiều sâu chôn móng là 2000 mm tính từ mặt đất đến đáy móng.
Trọng lượng thể tích của đất là 1900 kg/m3. Kích thước móng trên mặt bằng với chiều dài L = 5500
mm, và chiều rộng B=3000 mm.
Biết góc ma sát trong jf được đánh giá từ kết quả thí nghiệm SPT và tải trọng tại mặt phẳng kiểm toán
như trong bảng sau:
Lực đứng V (N) Lực ngang HB (N)
Mô men M (N.mm)
7 000 000 700 000 1 000 000 000
BÀI LÀM:
1. Kích thước có hiệu của móng
Kích thước móng có hiệu được tính toán theo 10.6.3.1.5 và hình vẽ 10.6.3.1.5-1 (bên dưới).
B’ = B – 2eB
(10.6.3.1.5-1)
ở đó: eB
= độ lệch tâm song song với canh B (ft.)
B’ = 3000 – 2x(1 000 000 000/7 000 000) = 2714 mm
L’ = L – 2eL (10.6.3.1.5-2)
ở đó: eL = độ lệch tâm song song với cạnh L (ft.)
L’ = 5500 mm
2. Xác định sức kháng danh định:
Theo 10.6.3.1.2c, đối với đất rời, sức chịu tải danh định của các lớp đất có thể được xác định theo
công thức:
qult = 0,5 g BCw1 mN x 10-9
+ g Cw2 Df Nqm x 10-9
trong đó:
D r = 2000 m, chiều sâu chôn móng tính từ cao độ mặt đất (ft).
= 1900 kg/m3
B = 2714 mm, chiều rộng móng (lấy giá trị nhỏ hơn của 5500 mm và 2714 mm).
C 1w , C 2w = các hệ số theo bảng 10.6.3.1.2c-1 là hàm số của D w (không có thứ nguyên)
= đối với đất khô với chiều sâu lớn C 1w = C 2w = 1.0
D w = 0, chiều sâu của mực nước được tính từ mặt đất (ft.)
N m ,N qm = các hệ số về sức chịu tải (không có thứ nguyên)
Thay vào biểu thức 10.6.3.1.2c-1:
q ult = 0.5(9.81)(1900)(2714)(1.0).(10-9
)N qmm N910).2000)(0.1).(1900).(81.9(
= 0.0253 N m + 0.0373 N qm (MPa)
TÍNH HỆ SỐ Nym VÀ N qm
2
Từ biểu thức 10.6.3.1.2c-2 và -3:
Nm
= N icS (10.6.3.1.2c-2)
Nqqqqqqm dicSN (10.6.3.1.2c-3)
trong đó:
N = hệ số sức chịu tải theo bảng 10.6.3.1.2c-2 dùng cho móng đặt trên cao độ mặt đất
qN = hệ số sức chịu tải theo bảng 10.6.3.1.2c-2 dùng cho móng đặt trên cao độ mặt đất
SSq , = hệ số hình dạng móng theo bảng 10.6.3.1.2c-3 và -4
ccq , = các hệ số nén của đất theo bảng 10.6.3.1.2c-5
iiq , = các hệ số độ nghiêng của tải trọng theo bảng 10.6.3.1.2c-7 và -8
qd = hệ số chiều sâu theo bảng 10.6.3.1.2c-9
* Xác định N và Nq
Từ bảng 10.6.3.1.2c-2: N = 30 với jf = 32o
Từ bảng 10.6.3.1.2c-2: qN = 23 với jf = 32o
* Xác định S và Sq
- Tính tỷ số L’/B’ = 5500/2714= 2.03 do vậy phải nội suy giữa L’/B’ = 2 và 5. Tuy nhiên, dùng giá
trị L’/B’ = 2 tương ứng sẽ không có sự thay đổi đáng kể vì L’/B’ 2.
Từ bảng 10.6.3.1.2c-3: qS = 1.31 với L’/B’ = 2 và jf = 32o
Từ bảng 10.6.3.1.2c-4: S = 0.8 với L’/B’ = 2 và jf = 32o
* Xác định c và cq
Ứng suất có hiệu của đất tại chiều sâu của móng trước khi đào,
q = (9.81).(2000).(1900)*10^-9 =0.0373(MPa)
Từ bảng 10.6.3.1.2c-5 và -6, nội suy đồng thời giữa q = 0.024(MPa) và q = 0.048(MPa).
Từ bảng 10.6.3.1.2c-5, ccq , = 1.0 với q = 0.048(MPa) và jf = 32o
* Xác định i và iq
Tính tỷ số lực ngang với lực dọc:
H/V = 0/7 000 000 = 0.0 theo hướng ngang
H/V = 700 000/7 000 000 = 0.1 theo hướng dọc
Từ bảng 10.6.3.1.2-7, các giá trị iiq , , tương ứng là tỉ số lực ngang với lực dọc là 0.0 và 0.1.
Theo bảng 10.6.3.1.2c-7: qi = 0.84 đối với móng có L/B=2, có tỉ số H/V = 0.1.
Theo bảng 10.6.3.1.2c-7: i = 0.76 đối với móng có L/B=2, có tỉ số H/V = 0.1.
* Xác định dq
3
Theo bảng 10.6.3.1.2c-9, giá trị qd tương ứng với góc ma sát trong jf = 32
o và D
f/B = 1.0. Trong ví dụ
này, jf = 32o và D
f/B = 2000/2714 = 0.74
Ngoại suy theo bảng 10.6.3.1.2c-9, dùng qd = 1.17
Thay vào biểu thức 10.6.3.1.2c-2 và -3:
icSNN m (10.6.3.1.2c-2)
= 30(0.8)(1.0)(0.76)
= 18.24
qqqqqqm dicSNN (10.6.3.1.2c-3)
= 23(1.31)(1.0)(0.84)(1.17)
= 29.70
Vậy Sức kháng danh định là:
q ult = 0.0253 N m + 0.0373 Nqm
= 0.0253.(18.24) + 0.0373.(29.70) = 1.59 (MPa)
3. Hệ số sức kháng
Từ bảng 10.5.5-1, có các hệ số sức kháng dùng cho đất rời (cát). Lựa chọn hệ số giá trị sức kháng cụ
thể phụ thuộc vào phương pháp khảo sát được dùng để xác định các chỉ tiêu của đất. Giả sử rằng
được đánh giá từ kết quả thí nghiệm SPT, hệ số sức kháng = 0.35.
Theo điều 10.6.3.1.1,
ultnR qqq = 0.35x(1.59) = 0.55 (MPa)
4. Sức kháng dọc trục của móng
Sức kháng dọc trục của móng = (qR
) (diện tích móng có hiệu)
= 0.55x(5500)x(2714)
= 8 209 850 (N) > 7 000 000 N ==> đạt
VÍ DỤ 2:
Cho một móng nông đặt trên nền sét bão hòa của có chiều sâu chôn móng bằng 2000mm, chiều rộng
móng là 3000mm chiều dài là 8000mm, mực nước ngầm thấp hơn mặt đất 1250mm. Tải trọng tác
dụng theo trạng thái giới hạn cường độ H=500 kN, V=10000 kN. Cho biết ở trên mực nước ngầm khối
lượng thể tích của sét g=1700 kg/m3 và ở dưới mực nước ngầm g =1900 kg/m
3 biết sức kháng cắt
không thoát nước của sét là Su=0,03 Mpa. Hãy kiểm toán sức kháng của nền đất và ổn định trượt của
móng?
2000 1250MNN
3000
H
V
1. Sức kháng nền đất dưới đáy móng nông được xác định theo công thức:
4
''... LBqQ ultR
Trong đó:
QR: Sức kháng tính toán dưới đáy móng.
A’ = B’xL’ : diện tích có hiệu của móng
B’ = B – 2eB=3000(mm)
L’ = D – 2eD=8000(mm)
B, L : chiều rộng và chiều dài của móng.
eB, eL : độ lệch tâm của tải trọng theo hai phương của móng.
: hệ số sức kháng tra bảng, ứng với trường hợp dùng phương pháp hợp lý khi sức kháng được đo
được trong phòng thí nghiệm =0.60
2. Xác định sức kháng danh định qult của nền đất đưới đáy móng (22TCN 272-05)
Sức kháng đỡ danh định của đất sét bão hoà (MPa) được xác định từ cường độ kháng cắt không thoát
nước có thể lấy như:
qult = c Ncm + g DfNqm 10-9
ở đây:
c = Su = cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa)=0.03(Mpa)
Ncm, Nqm = các hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo hình dạng đế móng, chiều sâu chôn móng,
độ nén của đất và độ nghiêng của tải trọng
= dung trọng của đất sét trên mực nước ngầm (kg/m3)=1700kg/m
3. và dưới mực nước
ngâm 1900 kg/m3.
Df = chiều sâu chôn tính đến đáy móng (mm)=2000(mm)
* Có thể tính các hệ số khả năng chịu tải Ncm và Nqm như sau:
Đối với Df/B=2/3=0.67 2,5; B/L=3/8=0.375 1 và H/V=500/10000=0.05 0,4
10000
5003.11.
8
32,01.
3
22,0153.11.2,01.2,01
V
H
L
B
B
DNN
f
ccm=5.7
Nc = 5,0 dùng cho phương trình 2 trên nền đất tương đối bằng
Nqm = 1,0 cho đất sét bão hoà và nền đất tương đối bằng
H = thành phần nằm ngang của các tải trọng xiên (N)
V = thành phần thẳng đứng của các tải trọng xiên (N)
Do vậy:
qult = c Ncm + g DfNqm 10-9
=0.03*5.7+(1700*1250+1900*750)*9.81*1*10-9
= 0.2 (Mpa)
3. Vậy kiểm toán sức kháng đỡ dưới đáy móng:
''... LBqQ ultR =0.2*0.6*3000*8000=2 880 000 (N)= 2 880 (kN)<10 000 (kN). Không đạt
4. Kiểm toán chống trượt
Công thức kiểm toán:
RRHH Riii
5
Sức kháng tính toán, tính theo N, chống lại sự trượt được tính như sau:
epepnR RRRR
Trong đó:
H = tổng tải trọng ngang gây trượt đã nhân hệ số (N)=500 (kN)
Rn = sức kháng trượt danh định (N).
= hệ số sức kháng giữa đất và đáy móng, tra bảng ứng với trường hợp dùng phương
pháp hợp lý khi sức kháng được đo được trong phòng thí nghiệm =0.85.
R = sức kháng trượt danh định giữa đất và móng (N).
ep = hệ số sức kháng đối với sức kháng bị động
Rep = sức kháng bị động danh định của đất tác dụng trong suốt tuổi thọ thiết kế của
công trình (N), do chiều sâu chôn móng nhỏ nên Rep=0 (kN)
Đối với móng đặt trên đất sét, sức kháng trượt có thể lấy giá trị nhỏ hơn trong:
Lực dính của đất sét, hay
Khi đế móng được đặt trên vật liệu đầm chặt ít nhất 150mm, một nửa ứng suất pháp tuyến
trên giao diện giữa móng và đất như Hình 1 cho các tường chắn.
qs = sức kháng cắt đơn vị, bằng Su hay 0.5 ’v, lấy giá trị nhỏ hơn.
R = sức kháng trượt danh dịnh giữa đất và móng (N) thể hiện là phần diện tích đánh dấu dưới
biểu đồ qs .
Su = cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa)=0.03 (Mpa)
’v = ứng suất hiệu quả thẳng đứng (MPa) do tải trọng ngoài gây ra.
’v =N/F=10000/(3*8)=416.7(kN/m2)=0.4167 (Mpa)
Do vậy qs =0.03 (Mpa)
Suy ra sức kháng danh định R =qs*B’*L’= 0.03*3000*8000=720 000(N)=720(kN)
Sức kháng tính toán RR=j* R =0.85*720=612 (kN)>500 (kN) Kết luận Đạt
VÍ DỤ 3:
Dự tính sức kháng dọc trục của cọc đơn theo điều kiện đất nền cho cọc bê tông cốt thép đường kính
400x400mm, chiều dài cọc L=28m được đóng qua các lớp đất có các đặc trưng cơ lý như sau:
Lớp đất Chiều dày(m) Loại đất N(SPT/300mm) Su (Mpa) (kg/m3)
1 5,0 Sét 10 0,15 1900
2 8,0 Sét 13 0,1 1850
3 9,5 Sét 11 0,1 1800
4 5,5 Cát 30 - 1600
Cho biết cao độ đáy bệ trùng với cao độ mặt đất tự nhiên là +0,0 và cao độ mũi cọc là
-28m. Mực nước ngầm trùng với mặt đất.
Bài làm: Sức kháng đỡ tính toán của các cọc QR tính như sau:
QR = Qn = q p Qp + qs Qs
6
với:
Qp = qp Ap
Qs = qs As
qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
Ap = diện tích mũi cọc (mm2)= 400*400=160 000 (mm
2)
qp = hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi 0,70 v=0.7*0.8=0.56
qs = hệ số sức kháng đối với sức kháng thân , đối với đất sét theo phương pháp a thì
0,70 v=0.7*0.8=0.56 và đối với đất cát theo phương pháp SPT thì 0,45 v=0.45*0.8=0.36
1. Xác định sức kháng thân cọc
Đối với đất dính: Dùng phương pháp a:
qs = Su
ở đây : a được tính theo cách tra biểu đồ hoặc công thức của API
Khi Su>0.075 Mpa thì a =0.5.
Đối với đất rời: Dùng công thức đối với cọc đóng chuyển dịch:
qs = 0,0019 N
Tên lớp Loại đất Su SPT Hệ số qs Chiều dày Hệ số Qs
(Mpa) N a (Mpa) L (mm) j (kN)
1 Sét 0.15 0.5 0.075 5000 0.56 336.00
2 Sét 0.1 0.5 0.05 8000 0.56 358.40
3 Sét 0.1 0.5 0.05 9500 0.56 425.60
4 Cát 30 0.057 5500 0.36 180.58
Tổng 1300.58
2. Xác định sức kháng mũi cọc
Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa), cho các cọc đóng tới độ sâu Db trong đất rời có thể tính
như sau:
qD
Nq corr
pbD038,0
với:
NNv
corr
92,1log77,0 10 = 30
22.0
92,1log77,0 10 =21.84
ở đây:
Ncorr = số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, v (Búa/300mm)
N = số đếm SPT đo được (Búa/300mm)=30
D = chiều rộng hay đường kính cọc (mm)=400(mm)
7
Db = chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm)=28(m)
q = sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0,4 Ncorr=8.74(Mpa) cho cát và 0,3 Ncorr cho bùn không
dẻo (MPa).
’v =ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân gây ra
’v =9.81*(5000*1900+8000*1850+9500*1800+5500*1600)*10-9
- 9.81*28000*1000*10-9
=0.22 (Mpa)
Suy ra: 400
5500*84.21*038,0D038,0 b1
D
Nqp
=11.41(Mpa)> 0,4 Ncorr=8.74(Mpa)
Nên lấy qp=8.74(Mpa)
Do vậy: Qp = jqp.qp Ap =0.56*8.74*160 000*10-3
= 783.104(kN)
3. Sức kháng tính toán của cọc
QR = Qn = q p Qp +
qsQs =1300.58+783.104=2083.684 (kN)
VÍ DỤ 4:
Dự tính sức kháng dọc trục của cọc đơn theo điều kiện đất nền cho cọc bê tông cốt thép đường kính
450x450mm, chiều dài cọc L=16m được thi công qua các lớp đất dính có các đặc trưng cơ lý như sau:
Lớp đất Chiều dày(m) Loại đất Su (Mpa)
1 8,0 Sét yếu 0,03
2 6,0 Sét nửa cứng 0,05
3 2,0 Sét cứng 0,15
Cho biết cao độ đáy bệ trùng với cao độ mặt đất tự nhiên là +0,0 và cao độ mũi cọc
là -16m. Mực nước ngầm tại cao độ +0,0 .
Bài Làm: Sức kháng đỡ tính toán của các cọc QR có thể tính như sau:
Hay QR = Qn = q p Qp + qs Qs
với:
Qp = qp Ap
Qs = qs As
qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2)
Ap = diện tích mũi cọc (mm2)= 450*450=202 500 (mm
2)
qp = hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi 0,70 v=0.7*0.8=0.56
qs = hệ số sức kháng đối với sức kháng thân , đối với đất sét theo phương pháp a thì
0,70 v=0.7*0.8=0.56
Xác định sức kháng thân cọc
Phương pháp a:
qs = Su
ở đây : a được tính theo cách tra biểu đồ hoặc công thức của API
8
Khi Su ≥ 0.075 Mpa thì a =0.5
Khi Su ≤ 0.025 Mpa thì a =1
Khi 0.025<Su<75 Mpa thì nội suy.
Tên lớp Loại đất Su Hệ số qs Chiều dày L Hệ số Qs
(Mpa) a (Mpa) (mm) j (kN)
1 Sét mềm 0.03 0.95 0.0285 8000 0.56 229.82
2 Sét 0.05 0.75 0.0375 6000 0.56 226.80
3 Sét 0.15 0.5 0.075 2000 0.56 151.20
Tổng 607.82
Xác định sức kháng mũi cọc
Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa
up Sq .9 =9*0.15=1.35 (Mpa) (95)
Do vậy: Qp = jqp.qp Ap =0.56*1.35*202 500*10-3
= 153.09(kN)
Sức kháng tính toán của cọc
QR = Qn = q p Qp + qs Qs =607.82+153.09=760.91 (kN)
VÍ DỤ 5:
Dự tính sức kháng của nhóm cọc cho như hỡnh vẽ dưới, biết cọc có đường kính 400x400 mm, chiều
dài cọc 20m, được đóng vào lớp đất dính đồng nhất có sức kháng cắt không thoát nước 0.03 MPa.
Cho biết khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép bệ là 250mm.
450
2x1000
450
450 4x1000 450
4900
2900
BÀI LÀM:
1. Sức kháng đỡ tính toán danh định của cọc đơn RN có thể tính như sau:
RN = Rp + Rs
với:
Rp = qp Ap
Rs = qs As
qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
9
As = diện tớch bề mặt thõn cọc (mm2)
Ap = diện tớch mũi cọc (mm2)= 400*400=160 000 (mm
2)
Xác định sức khỏng thõn cọc
Phương pháp a:
qs = Su
Tờn lớp Loại đất Su Hệ số qs Chiều dày L Rs
(MPa) a (MPa) (mm) (kN)
1 Sét 0.03 0.95 0.0285 20 000 912
Tổng 912
Hệ số a xác định theo phương pháp của API:
Khi Su=0.03Mpa=30 kPa ta cú 95.050
25305.01 x
Xác định sức kháng mũi cọc
Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa)
up Sq .9 =9*0.03=0.27 (MPa)
Do vậy: Rp =qp Ap =0.27*160 000*10-3
= 43.2(kN)
Sức kháng danh định của cọc đơn
Rn = Rp + Rs =912+43.2 =955.2 (kN)
2. Xác định sức kháng trụ danh định của nhóm cọc Rg:
Theo AASHTO 2007, móng (trụ) khối tương đương để kiểm tra phá hoại khối thường áp dụng đối với
nhóm cọc trong đất dính.
Nhúm cọc cú chiều rộng X=2x1000+400=2400(mm), chiều dài Y= 4x1000 +400 =4400(mm), và
chiều sâu Z=20 000(mm), sức kháng đỡ của phá hoại khối, tính theo (N), sẽ là:
uCug SXYNSZYXR 22
Trong đó :
Khi 5.233.8X
Z nờn 3.8
4.4
4.2*2.015.7
2.015.7
Y
XNC
uS = cường độ chịu cắt không thoát nước trung bỡnh dọc theo chiều sõu của cọc (MPa)=0.03(Mpa)
Su = cường độ chịu cắt không thoát nước tại đáy móng (MPa)=0.03(Mpa)
uCug SXYNSZYXR 22 =
= (2x2400+2x4400)x20000x0.03x10-3
+2400x4400x8.3x0.03x10-3
=8160+2629=10 789 (kN)
3. Xác định sức tính toán của nhóm cọc RR:
10
RR = Rn = g Rg
Trong đó :
Hệ số sức khỏng của nhúm cọc jg=0.65 (đối với đất sét)
Khi bố trớ khoảng cỏch cỏc cọc =2.5d ta cú hệ số hữu hiệu h=0.65
Tính sức kháng danh định của nhóm cọc :
Rg = min{h.S sức khỏng của cỏc cọc ; Sức khỏng trụ}
= min{ 0.65x15x955.2 ; 10789} = 9313.2 (kN)
Do vậy RR = 0.65x9313.2=6053.58 (kN)
VÍ DỤ 6:
Tính lún hệ móng cọc có 20 cọc gồm 5 cột với khoảng cách tim các cọc 90cm. Đường kính và chiều
dài cọc là 30cm và 9m. Đỉnh bệ nằm ở độ sâu 2m so với mặt đất. Chi tiết các lớp đất được mô tả dưới
đây, với độ sâu tỡnh từ mặt đất. Biết mực nước ngầm nằm ở độ sâu 4m so với mặt đất, móng cọc chịu
tải trọng tại trọng tâm đáy móng là 2500 kN
Độ sâu (m) Tính chất đất
Từ Đến
0 2 Bựn sột , cú g=16 kN/m3
2 4 Sột pha, cú g=19.2 kN/m3
4 12 Sột pha, cú g=19.2 kN/m3, e0=0.80, Cc=0.23
12 14 Sột, cú g=18.24 kN/m3, e0=1.08, Cc=0.34
14 17 Sột, cú g=20.0 kN/m3, e0=0.70, Cc=0.2
17 -- Đá không lún
BÀI LÀM
1. Phân bố ứng suất trong các lớp đất bị lún
Líp 1N
Líp 2
Líp 3
Líp 4
Líp 5
64
23
Mãng t¬ng ®¬ng
p1
p2
p3
Líp ®Êt tÝnh lón thø 1
Líp ®Êt tÝnh lón thø 2
Líp ®Êt tÝnh lón thø 3
1
2
2. Công thức tính lún
11
)lg(.1
.'
0
'
0
0
p
e
CHS c
ii
Trong đó:
s’0: là ứng suất có hiệu của giữa lớp đất trước thời điểm gia tải.
Dp: Tải trọng tăng thêm tại giữa lớp đất do tải trọng gia tải gây ra.
Ta có móng tương đương với tải trọng tại trọng tâm đáy móng là 2500 kN được đặt tại đô sâu
2L/3=6m.
3. Tớnh ứng suất có hiệu tại giữa các lớp đất tính lún:
+ Đến giữa lớp 1: s’01=2x16+2x19.2+(10-2)x(19.2-9.81)= 126.74 kN/m2
+ Đến giữa lớp 2: s’02=126.74 + 2x (19.2-9.81) + 1x (18.24-9.81) = 153.95 kN/m2
+ Đến giữa lớp 3: s’03=153.95 + 1 x (18.24-9.81)+ 1.5x (20.0-9.81) = 177.67 kN/m2
4. Tớnh ứng suất do tải trọng gia tải gõy ra tại giữa cỏc lớp tớnh lỳn:
+ Đến giữa lớp 1: Tại độ sâu 2m so với móng tương đương,
ta cú diện tớch phõn bố ứng suất =(3.9+2)x(3+2)=29.5m2
suy ra: Dp1=2500/29.5=84.75 kN/m2.
+ Đến giữa lớp 2: Tại độ sâu 5m so với móng tương đương,
ta cú diện tớch phõn bố ứng suất =(3.9+5)x(3+5)=71.2m2
suy ra: Dp1=2500/71.2=35.1 kN/m2.
+ Đến giữa lớp 3: Tại độ sâu 7.5m so với móng tương đương,
ta cú diện tớch phõn bố ứng suất =(3.9+7.5)x(3+7.5)=119.7m2
suy ra: Dp1=2500/119.7=20.9 kN/m2.
5. Tính độ lún
+ Lớp 1: mx
S 113.0)74.126
75.8474.126lg(.
80.01
23.041
+ Lớp 2: mx
S 029.0)95.153
1.3595.153lg(.
08.11
34.022
+ Lớp 2: mx
S 017.0)67.177
9.2067.177lg(.
70.01
2.033
Tổng độ lún: S = S1 + S2 + S3 = 0.113+0.029+0.017 = 0.159m = 16 cm
I. TÍNH TOÁN VÁN LÁT
12
1. Tính ván lát ngang (thanh số 1)
Tải trọng: áp lực ngang của đất (hình 7.8).
Sơ đồ tính: Trong các sơ đồ tính (dầm giản đơn, dầm giản đơn hai đầu mút thừa, dầm liên tục), ta
chọn tính ván lát ngang theo sơ đồ dầm giản đơn vì thiên về an toàn và đơn giản trong tính toán.
Công thức tính toán:
g
uRmax
W
M maxmax
1210
2
11max
LqM
( 7-1)
( 7-2)
( 7-3)
Trong đó:
q1 = pa. b ;
6
2bW
g
uR Cường độ chịu uốn tính toán của gỗ.
L1
§¸y mãng
L2
L3
MÆt ®Êt
A
A
MÆt c¾t A-A
Pa Pa
2
L2
L3
q
q3
RA
RB
CR
A
B
C
Hinh 7.8 -Tải trọng tác dụng lên ván lát
Công thức (1-14) còn có thể viết dưới dạng:
g
ua RLp2
2
1
5
3
( 7-4)
Các dạng bài toán với ván lát ngang:
(1). Cho trước L1 tính ọ:
g
u
a
R
Lp
.5
.3 2
1
(2). Cho trước ọ, tính L1:
a
g
u
p
RL
3
5 2
1
2. Tính thanh chống đứng
13
Tải trọng là áp lực đất từ ván lát ngang truyền sang. Sơ đồ tính như hình 7.9.
Công thức tính toán:
g
uRW
MM ),max( 21max
Trong đó:
8
2
22max
2
LqM
8
2
33max
3
LqM
12
11
222
LL
Lp
q aa
13
23 ).2
( LL
Lq a
Pa
2
L2
L3
q
q3
RA
RB
CR
A
B
C
Hinh 7.9 - Sơ đồ tính thanh chống
đứng
3. Thanh chống ngang
Tải trọng: áp lực đất từ thanh chống đứng truyền sang.
Sơ đồ tính: Nội lực trong thanh chống đứng bằng phản lực tại gối trong sơ đồ tính.
Phản lực tại các tầng chống dược tính theo công thức sau:
Tầng A: 2
22LqRA
Tầng B: 2
3322 LqLqRB
Tầng C : 2
33LqRC
Công thức kiểm toán:
g
em
i
i
em
ii
emF
R
(7-5)
VÍ DỤ 1
14
Tính chiều dày ( ) cần thiết của ván lát trong hố móng như hình vẽ. Biết chiều rộng ván lát b=0.25m,
khoảng cách giữa các thanh chống L1 = 1.2m và gỗ làm ván lát có cường độ chống uốn Rg = 1.5x104
kN/m2.
1. Vẽ biểu đồ áp lực đất:
* Lớp 1: công thức 1111 ~0... hZvoiKqZKP aaa
Trong đó 3
1
2
3045
245
002102
1 tgtgKa
Tại Z= 0 2
10 /0.53
1*15. mkNKqP aa
Tại Z= h1 2
11101 /33.162*3
1*170.5.. mkNhKPP aaa
* Lớp 2: Coi tải trọng rải đều (q) và trọng lượng bản thân lớp 1 là tải trọng rải đều mới trên mặt của
lớp 2, với cường độ 2
11
* /492*1715. mkNhqq
Công thức 2222 ~0.*.. hZvoiKqZKP aaa
Trong đó 39.02
2645
245
002202
2 tgtgKa
Tại Z= 0 2
22 /11.1939.0*49.* mkNKqP aa
Tại Z= h2 2
22223 /64.375.2*39.0*1911.19.. mkNhKPP aaa
Pa3
L3
§¸y mãng
L2
C
RC
B
A
kN/m3
h1
= 2
mh2
= 2
.5m
kN/m3
P a2
P a1
a0P
q = 15 kN/m2
Hình VD2: Mặt cắt hố móng và biểu đồ áp lực đất
2. Tính chiều dày ván lát ngang
Sơ đồ tính là dầm giản đơn có khẩu độ L1. Mô men lớn nhất giữa nhịp là:
10
2
11max
LqM với q1 = pa3. b và
6
2bW
Ứng suất lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp:
15
g
u
a RLp
b
Lq
W
M2
2
13
2
2
11
max
max5
3
6
.
10
.
Vậy cmmR
Lpg
u
a 6.4)(0466.010*5.1*5
2.1*64.37*3
.5
.34
22
13
II. TÍNH TOÁN CỌC VÁN
1. Tính toán cọc ván không tầng chống
Các bước tính toán:
Bước 1: Vẽ biều đồ phân bố áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động của đất và áp lực nước tính
tác dụng lên cọc ván.
Bước 2: Tính toán trị số áp lực đất chủ động, bị động, áp lực tĩnh của nước và xác định điểm
đặt của chúng.
Bước 3: Lấy mô men các lực chủ
động và bị động với điểm 0, áp
dụng công thức điều kiện ổn
định để tìm chiều sâu đóng cọc
d.
Công thức điều kiện ổn định của cọc
ván:
mM
M
p
a
0
0
(7-6)
Trong đó:
332211
0 tEtEtEM aaaa
PPp tEM 0
PaPn1
Pp Pn2
Ea+En1
Ep+En2
o
ta
tp
Hình 7.10 - Cọc ván không tầng chống
Từ công thức (7-6), ta suy ra phương trình bậc 3 tìm dmin như sau :
000
pa mMM (7-7)
Thực tế, khi đóng ván phải đóng với d' = (1.2~1.5)xd. Nguyên nhân vì điểm lấy mômen thực tế không
ở chân cọc ván mà thường nằm phía trên chân cọc ván.
VÍ DỤ 3
16
Tính chiều sâu cần thiết ngàm cọc ván vào trong đất dưới đáy móng trong hố móng sau để đảm bảo
cọc ván ổn định, biết m = 0.7. (hình VD3)
o
MN
' kN/m3
PaPn1
ta
Ea+En1
Pp Pn2
o
Ep+En2
tp
MN
MN
h=
3m
d =
?
Hình VD3: Hố móng và biểu đồ áp lực đất
1. Vẽ biểu đồ phân bố áp lực đất và nước:
* áp lực đất chủ động:
dhZvoidhdhZKP aa *33.3*3
1*10.'.
Trong đó 3
1
2
3045
245
00202 tgtgK a
dhdhP nn *81.91
dhdhdhPP na *14.13*81.9*33.31
* áp lực bị động:
dZvoiddZKP pp *30*3*10.'.
Trong đó 32
3045
245
00202 tgtgK p
ddP nn *81.92
dddPP np *81.39*81.9*302
2. Tính trị số áp lực chủ động và bị động (cả áp lực nước)
2
2
2
1
*905.19**81.39.2
1..
2
1
*57.6**14.13.2
1..
2
1
ddddPPE
dhdhdhdhPPE
npp
naa
3. Tính mô men chủ động và bị động với điểm O và thiết lập phương trình:
320
320
*635.6.3
1**905.19.
*19.2.3
1**57.6.
dddtEM
dhdhdhtEM
ppp
aaa
Phương trình cân bằng:
3333
00
*1208.2*635.6*7.0*19.2
0.
ddhddh
MmM pa
17
Từ phương trình trên rút ra phương trình bậc 3 của d. Giải phương trình ta tìm được chiều sâu đóng
cần thiết. Chiều dài đóng thực của cọc ván là d’ = 1.2*d = 1.2*10.53 = 12.64m 13m
2. Tính toán cọc ván một tầng chống
Các bước tính toán:
Bước 1 : Vẽ biều đồ phân bố áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động của đất và áp lực nước
tính tác dụng lên cọc ván.
Bước 2: Tính toán trị số áp lực đất chủ động, bị động, áp lực tĩnh của nước và xác định điểm
đặt của chúng.
Bước 3: Lấy mô men các lực chủ động và bị động với điểm A, áp dụng công thức điều kiện ổn
định để tìm chiều sâu đóng cọc d.
Công thức tính toán :
mM
MA
p
A
a
(7-8)
Chiều sâu d tính được từ phương trình (7-
8) chính là chiều sâu đóng cọc ván thực
tế.
Ep+En2
Pn2Pp
AT
Ea+En1
Pn1 Pa
A
ta
tpa
Hình 7.11 - Cọc ván một tầng
chống
VÍ DỤ 4
Tính chiều sâu cần thiết ngàm cọc ván vào trong đất dưới đáy móng để đảm bảo cọc ván ổn định, biết
m = 0.7 và hố móng có 01 tầng chống ngang (hình VD4).
1. Vẽ biểu đồ phân bố áp lực đất và nước:
Hình VD4: Hố móng và biểu đồ áp lực đất
* áp lực đất chủ động:
Pp
h=
6m
Pn1 Pa
Ea+En1
d =
?
ta
MN
' kN/m3
MN MN
Pn2
tp
Ep+En2
A1m
A
18
dhZvoidhdhZKP aa *33.3*3
1*10.'.
Trong đó 3
1
2
3045
245
00202 tgtgK a
dhdhP nn *81.91
dhdhdhPP na *14.13*81.9*33.31
* áp lực bị động:
dZvoiddZKP pp *30*3*10.'.
Trong đó 32
3045
245
00202 tgtgK p
ddP nn *81.92
dddPP np *81.39*81.9*302
2. Tính trị số áp lực chủ động và bị động (cả áp lực nước)
2
2
2
1
*905.19**81.39.2
1..
2
1
*57.6**14.13.2
1..
2
1
ddddPPE
dhdhdhdhPPE
npp
naa
3. Tính mô men chủ động và bị động với điểm A và thiết lập phương trình: (h=4m)
232
232
**905.19*27.133
2.**905.19.
38.4*38.41.3
2**57.6.
dhddhdtEM
dhdhdhdhtEM
pp
A
p
aa
A
a
Phương trình cân bằng:
0**905.19*27.13*7.0*38.4*38.4
0.
2323
00
dhddhdh
MmM pa
Từ phương trình trên rút ra phương trình bậc 3 của d, (d là kết quả thực cần đóng của cọc ván)
