Nen-mong CTXD BG3 - Mong Sau

DEEP FOUNDATIONSMÓNG SÂU

Instructor: Nguyễn Tương LaiCourse:

VIỆN KỸ THUẬT

CÔNG TRÌNH ĐẶC BIỆT

3.1. Khái niệm

Định nghĩa: Móng sâu là loại móng khi thi công không cần đào hốmóng hoặc chỉ đào một phần rồi dùng phương pháp nào đó hạ, đưamóng xuống độ sâu thiết kế.

Phạm vi sử dụng: các công trình có tải trọng lớnmà lớpđất tốt nằmở tầngsâu; các công trình có điều kiện địa chất và địa hình phức tạp khi áp dụngmóngnônghoặcnềngia cốvẫnkhôngđápứngyêu cầuxâydựng.

Đặc điểm: Tính toán, thiết kế và thi công phức tạp; giá thành cao nhưng sức chịu tải lớn. Thi công: yêu cầu cao về nhân lực, thiết bị công nghệ; Làm việc: móng chống, móng ma sát, móng hỗn hợp.

Phân loại móng sâu: Theo cấu tạo: móng cọc, móng kiểu tường trong đất, móng giếng chìm Theo biện pháp thi công: móng chế tạo sẵn và móng chế tạo tại chỗ; Theo đặc điểm làm việc: móng chống, móng ma sát, móng hỗn hợp.

3.1. Khái niệm

Phân loại móng cọc: Theo vật liệu: cọc thép, cọc bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc xi măng đất, cọc BT; Theo cấu tạo: móng cọc đài đơn, móng băng cọc, móng bè cọc; Theo biện pháp thi công: cọc chế tạo sẵn và cọc chế tạo tại chỗ; Theo vị trí của đài cọc: móng cọc đài thấp, móng cọc đài cao; Theo đặc điểm làm việc: móngcọcchống,móngcọcmasát,móngcọcchống‐masát.

Cấu tạo móng cọc: Cọc: là các thanh riêng rẽ có nhiệm vụ

truyền tải trọng của công trình lên tầngđất xung quanh cọc và dưới mũi cọc. Vật liệu cọc: thép, bê tông, BTCT.

Đài cọc: là bộ phận kết cấu dạng tấm, khối,băng bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép có tác dụng liên kiết các cọc thành một khối và phân phối tải trọng công trình lênnền đất dưới đáy đài và các đầu cọc.

3.2. Cấu tạo cọc bê tông cốt thép

Cấu tạo cọc ống BTCT ly tâm dự ứng lực (PC và PHC) Bê tông: cấp độ bền B40 cọc PC và B60 cọc PHC , đá

dăm1x2;ximăngcườngđộcaotối thiểuPC40 Thép dọc căng trước: 7.1 mm, 14500 / 2.

Thépđai:3mm, 6000 / 2.Hàm lượngcốtthépdọctối thiểu: 0.4%.

ĐKngoài:30÷120cm; thànhcọcdày6÷15cm. Chiềudài cọc:5÷24m.


Cấu tạo cọc ống BTCT ly tâm dự ứng lực


Cấu tạo cọc bê tông cốt thép thường tiết diện vuông

Bêtông:cấpđộbềnB15÷B25,đádăm1x2đến2x4; Thépdọc:12÷28mm.Thépđai:6÷10mm; Tiếtdiện:20x20cmđến45x45cm.Dài:5m÷ 20m.


Cấu tạo cọc bê tông cốt thép thường tiết diện vuông (tiếp theo)

MòI CäC BÞT THÐP TÊM

V¸t 20x20

L¦íI THÐP §ÇU CäC CHI TIÕT BÞT §ÇU CäC


Cấu tạo cọc bê tông cốt thép thường tiết diện vuông (tiếp theo)


Cấu tạo cọc khoan nhồi bê tông cốt thép Bêtông:cấpđộbềnB15÷B25,đádăm1x2đến2x4;

Thép dọc: 14 ÷ 32 mm, bố trí hàm lượnggiảmdầnxuốngphíamũicọc

Thépđai: vòng hoặc xoắn, 10 ÷ 14mmcáchđều 200 ÷ 300mm thưa dần xuống phía mũicọc;

Thép đai tăng cứng: 20 ÷ 22 mm cách đều2m;

Tiếtdiện:D=80cm÷250cm.Dài:10m÷100m; Ốngchờkiểmtrachất lượngcọc: Ống khoan lấy lõi: 01 ống thép 114 đặt

dọctừđỉnhcọcđếncáchmũicọc1m; Ốngsiêuâm:02÷04ốngthép60 đặtdọc

từđỉnhcọcđếnmũicọc.


Cấu tạo cọc khoan nhồi bê tông cốt thép (tiếp theo)


Cấu tạo cọc khoan nhồi bê tông cốt thép (tiếp theo)A

A AA

BB B

B


Cấu tạo cọc khoan nhồi bê tông cốt thép (tiếp theo)


Cấu tạo cọc Barrette: Bê tông: cấp độ bền B15 ÷ B25, đá dăm 1x2 đến 2x4; Thép dọc: 16 ÷ 32 mm, bố trí đều theo chu vi cách đều 150 ÷ 250mm, hàm lượng0.4÷0.6%giảm dần xuống phía mũi cọc;

Thép đai: 12 ÷ 16 mm dạng đai kín cách đều 200 ÷ 300mm , đai bổ sung chocạnh ngắn cách đều 300 ÷600mm dạng đai hở;

Thép đai tăng cứng: 20 ÷ 25 mm thành khung cứng ở đầu; Tiết diện: Dày 60cm ÷ 120cm. Rộng: 2.2m ÷ 4.0m; Hình dạng: chữ nhật,chữ L, H, T, Y,


Cấu tạo cọc Barrette (tiếp theo):

3.3. Cấu tạo đài cọc

Vật liệu: bê tông, bê tông cốt thép cấp độbền B15 ÷ B25, đá dăm 1x2 đến 2x4;

Hình dạng: khối, tấm, băng,… tùy thuộcvào kích thước kết cấu bên trên và sựphân bố cọc bên dưới để đảm bảo chứcnăng của đài.

Liên kết với đầu cọc: khớp hoặc ngàm Liên kết khớp: chỉ khi móng chịu tải tĩnh nén

đúng tâm, nền không quá yếu và móng cọcchống, không có cọc xiên. a 10 15 .

Liên kết ngàm: đa phần các trường hợp. Đậpđầu cọc neo thép dọc vào đài theo yêu cầuhoặc a 2 .

Bốtrícọc:L 2 (cọcchống);L 3 (cọcmasát)c 10 (CTDD&CN),c 25 (CTGT,TL) Chiềucaođài: theotínhtoánđộbềncủađài.


Cốt thép đài cọc: thép chịu lực và thép cấu tạo Thép chịu lực: ∅ 10 40 bố trí theo tính toán tại mặt dưới vàmặt trênđài. Thép cấu tạo: ∅ 10 ; bố tạimặt trên, xungquanhvà trongđàiđể tạothànhkhung lồngcốtthép

Cốt thép đài cọccho móng đơn dưới cột chịu tải lớn


Cốt thép đài cọc: thép chịu lực và thép cấu tạo

Cốt thép đài cọccho móng hợp khối dưới cột và vách

Thép chịu lực: ∅ 10 40 bố trí theo tính toán tại mặt dưới vàmặt trênđài. Thép cấu tạo: ∅ 10 ; bốtạimặttrên,xungquanhvàtrongđàiđểtạothànhkhunglồngcốtthép


Cốt thép đài cọc: thép chịu lực và thép cấu tạo

Cốt thép đài cọc cho móng cọc ống BTCT DƯL

Thép chịu lực: ∅ 10 40 bố trí theo tính toán tại mặt dưới vàmặt trênđài. Thép cấu tạo: ∅ 10 ; bốtạimặttrên,xungquanhvàtrongđàiđểtạothànhkhunglồngcốtthép

6 6


3.4. Đặc điểm làm việc của móng cọc

Cơ chế làmviệc củamóngcọc: ‐ Sự tương tác giữa cọc và đất; ‐ Sự tương tác giữa cọc và cọc (hiệu ứng nhóm); ‐ Sự tương tác giữa đất và đài móng; ‐ Sự tương tác giữa cọc và đài móng;

Trong một số trường hợp có thể bỏ qua yếu tố và

Các dạng phá hoại của móng cọc: Nền đất tốt, vật liệu cọc bị phá hoại (vỡ, gẫy, kéođứt);

Vật liệu cọc tốt, nền khôngđủ sức chịu tải và bịpháhoại (lún,chuyểnvị lớncủamóng)

Đài cọc không đủ bền và bị phá hoại do uốn nứt,cọc chọc thủng đài, cột chọc thủng đài, đài bị cắttrên tiếtdiệnnghiêng.


Hiệuứngnhóm trongmóng cọc: Khi khoảng cách các cọc không đủ xa, vùngtruyềnứngsuất củacáccọc trongnềnbịgiaothoa với nhau, do sự cộng tác dụng của cáccọc trongnhóm làmchoứng suất xuốngnềncủanhómcọc tănghơnsovới từngcọc riêngrẽ, dẫn đến sức chịu tải chung của nhómgiảmvà độ lún chung của nhóm cọc tăng sovới tácdụngcủatừngcọcđơnriêng lẻ.


Hiệuứngnhóm trongmóng cọc (tiếp theo): Hệ sốảnhhưởngcủahiệuứngnhóm:

với: ‐ hệ số ảnh hưởng của hiệu ứng nhóm; ‐sức chịu tải cực hạn của cả nhóm cọc; ‐ sức chịutải cực hạn của cọc đơn.

Cácyếutốảnhhưởngđếnhiệuứngnhóm: Đặc điểm của nền đất ở xung quanh và dưới mũi cáccọc (đất rời, đất dính);

Khoảng cách giữa các cọc; Đặc điểm làm việc của móng (cọc chống hay ma sát); Phương pháp thi công cọc: chế sẵn, chế tạo tại chỗ; Khoảng cách giữa các cọc; Bố trí cọc trên mặt bằng; Vị trí của đài cọc (đài thấp, đài cao); Đặc điểm tải trọng (đứng, ngang)

gr gr cP P


Hiệuứngnhóm trongmóng cọc (tiếp theo): Khoảngcáchtối thiểugiữacáccọc trongnhóm: Theo quy định của quy phạm thiết kế; Cọc thẳng có đường kính đều nhau: 2 6 Móng cọc ma sát: 3 Móng cọc chống xuyên qua lớp đất có tính nén lúntrung bình: 2.5

Móng cọc chống xuyên qua lớp đất có tính nén lúnmạnh và ngậm vào lớp đất sét cứng: 3.5

Cácphươngpháptínhhiệuứngnhóm: Theo UFC 3‐220‐01A: 0.7 khi ⁄ 3; 1.0khi ⁄ 6

Theo La Barre: 1 ;

Theo Seiler‐Keeney: 1 , , , ;

với m và n là số hàng và cột của cọc trong nhóm; S làkhoảng cách các trục cọc; d là kích thước cạnh cọc


SựcốmóngcọcởTrungQuốc (2ảnhbên):Sáng 27/6/2009 một tòa nhà chung cư cao 13 tầng đang trong quá trình hoàn thiện tại Thượng Hải đã bị “bật móng” và đổ sập cả khối xuống.Cáccọcmóngbịgẫy.

Cọc trong móng công trình ở Băng‐kok bịpháhoại domasát âm(ảnhdưới)

Với móng cọc đài thấp tính như thanh chịunén đúng tâm. Với móng cọc đài cao tính như thanh chịunén uốn. Sơ đồ tính sức chịu tải cọc đơn theo vật liệu(theo TCXDVN 205‐1998), thanh ngàm tươngđương có chiều dài tính toán:

3.5. Xác định sức chịu tải của cọc

3.5.1.Sứcchịutải củacọcđơn Sức chịu tải của cọc đơn gồm hai thành phần: , là sức chịu tải của cọc tính theo độ bền của vật liệu làm cọc là sức chịu tải của cọc tính theo sức kháng của nền đất

5

1 1

.; 2 ; ; 1,5. 0,5.

n nc

tt o e e i i i ci i

k bl l l l k k h h b b mE J

3.5.2.Sứcchịutải củacọcđơntheovật liệu

Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, tiết diện lăng trụ:

với: ‐ hệ số uốn dọc (phụ thuộc tỉ số ⁄ hoặc ⁄ ); , ‐ cường độ chịu néntính toán và diện tích cốt thép dọc trong cọc; , ‐ cường độ chịu nén tính toán vàdiện tích phần bê tông của mặt cắt ngang cọc.

Cọc ống bê tông cốt thép đúc sẵn và chịu nén: Khi tỉ số ⁄ 12, cần kể đến ảnh hưởng của cốt đai xoắn Khi tỉ số ⁄ 12, không kể đến ảnh hưởng của cốt đai xoắn

với: ‐ diện tích tiết diện ngang của lõi bê tông (phần nằm trong cốt đai); ‐cường độ tính toán của cốt thép xoắn trong cọc; ‐ diện tích quy đổi của cốt thépxoắn; ‐ đường kính vòng xoắn; f , ‐ tiết diện của cốt xoắn và khoảng cách giữacác vòng xoắn.


. .vl a a b bP R F R F

3.5.2.Sứcchịutải củacọcđơntheovật liệu (tiếptheo)

. . 2,5. . ; . .fvl a a b b ax ax ax n x xP R F R F R F F D t

Cọc khoan nhồi, cọc barrette chịu nén:

‐ hệ số uốn dọc (phụ thuộc tỉ số ⁄ hoặc ⁄ );, ‐ cường độ chịu nén tính toán và diện tích cốt thép dọc trong cọc;, ‐ cường độ chịu nén tính toán và diện tích phần bê tông củamặt cắt ngang cọc;, ‐ các hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp đổ bêtông và phương pháp khoan tạo lỗ cho cọc.


1 2. . . .vl a a b bP R F m m R F

3.5.2.Sứcchịutải củacọcđơntheovật liệu (tiếptheo)

Các phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc đơn theo đất nền: Phương pháp thống kê; Phương pháp dựa trên kết quả thí nghiệm xuyên; Phương pháp dựa trên kết quả thí nghiệm cọc thực ở hiện trường; Phương pháp lý thuyết.

3.5.3.Sứcchịutải dọc trụccủacọcđơntheođấtnền

Phương pháp thống kê: dựa trên kết quả TN mẫu đất trong PTN

Cọc chịu nén:

Cọc chịu nhổ:

, ‐ tương ứng là sức chịu tải cực hạn của cọc khi chịu nén và chịu nhổ;

, ‐ tương ứng là sức chịu tải tính toán của cọc khi chịu nén và chịu nhổ;, ‐ tương ứng là hệ số an toàn khi tính cọc chịu nén và chịu nhổ;‐ hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất;, ‐ các hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của biện pháp thi công;, ‐ diện tích tiết diệnmũi cọc và chu vi thân cọc;, f ‐ cường độ sức kháng của nềnởmũi cọc và sức khángma sátở hông cọc tại lớp ;‐ chiều dày lớp phân tố thứ i trong nền mà cọc đi qua ( 2 )


f1

. . .f . ;1,4i

n nnn n dn dndn R i i dn n

i

m m R F U m l PK

3.5.3.Sứcchịutải dọc trụccủacọcđơntheođấtnền

f1

. . .f . ;2,5i

k knk k dn dndn i i dn k

i

mU m l PK

Phương pháp dựa trên kết quả TN xuyên CPT ở hiện trường:

Cọc chịu nén:

Cọc chịu nhổ:

, ‐ tương ứng là sức chịu tải cực hạn của đất nền ởmũi và hông cọc;

, ‐ tương ứng là sức chịu tải tính toán của cọc khi chịu nén và chịu nhổ;‐ sứckhángmũi xuyên trungbìnhcủađất trongphạmvi3dphía trênvàdướimũi cọc;‐ hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất;, ‐ làhệsốphụthuộcloạiđất,trạngtháicủađất,phươngphápTCcọcvàđặctínhbềmặt cọc;, ‐ diện tích tiết diệnmũi cọc và chu vi thân cọc;‐ sức khángmũi xuyên của nềnở lớp ;‐ chiều dày lớp phân tố thứ i trong nền mà cọc đi qua ( 2 )


1

; . . ; .2 3 2

nn T S

dn T c c S i ci ii

P K q F U h q

3.5.3.Sứcchịutải dọc trụccủacọcđơntheođấtnền(tiếptheo)

2k S

dnP

Phương pháp dựa trên kết quả TN xuyên SPT ở hiện trường:

Mayerhof (1956) cho đất rời:

Công thức Nhật Bản:

‐ sức chịu tải cực hạn của đất nền ởmũi và hông cọc [T];‐ hệ số lấybằng400chocọcđóngvà120chocọckhoannhồi;‐ hệ số lấybằng2chocọcđóngvà1chocọckhoannhồi;, ‐ tương ứng là chiềudàiđoạn cọcnằmtrongđất cátvà trongđấtdính [m];, ‐ diện tích tiết diệnmũi cọc và diện tích xung quanh thân cọc [m2];‐ Số SPTcủađất dướimũi cọc; ‐ SốSPTcủađất dọc thân cọc;‐ Số SPT của lớp đất cát dọc thân cọc; ‐ hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc, với

cọcBTCTđúcsẵnhạbằngbúađóng ( 30), với cọc khoan nhồi ( 15)


; . . . .2.5 3

ndn tb sP m N F n N F


1; . . . . 0, 2. . .2.5 3 3

ndn s s cP N F d N L c L

Phương pháp dựa trên kết quả TN nén tĩnh cọc ở hiện trường:

Sơ đồ TN nén tĩnh (hình vẽ); Tiêu chuẩn: TCXD 205‐1998và TCXD 88‐1982, TCXDVN 269‐2002 Tải trọng thí nghiệm thăm dò

PTN=(250÷300)%PTT

Sức chịu tải của cọc:

, ‐ tương ứng là sức chịu tải cựchạn của cọc nhận được từ kết quả thí nghiệm nén và nhổ tĩnh cọc (tải trọng ứng với giới hạn về độ lún hoặc cọc bị phá)



1.25 1.6

1.2

k kdn gh

n ndn gh

P P

P P

Phương pháp dựa trên kết quả TN nén tĩnh cọc ở hiện trường (tiếp):



Chuẩn bịTN

Gia tải chu trình 1P0Ptt; Pt=(10÷20)%Ptt

Dỡ tải chu trình 1PttP0 ; Pg=2Pt

Gia tải chu trình 2P0Ptn ; P=(10÷20)%Ptt

Dỡ tải chu trình 2PtnP0 ; Pg=2Pt

Tháo dỡTB TN

Gia tải cấp ‘0’P0=5%Ptt

Lập BCTNtính Pu

Xác định Pgh từ đồ thị quan hệ P‐S: Xác định từ điểm

uốn của đồ thị; Xác định từ tải

trọng ứng với Sgh

Phương pháp dựa trên kếtquả TN động cọc ở hiện trường: Thí nghiệm động và đánh giá qua độ

chối đầu cọc: Gexevanov, Crandall,….Các phương pháp này cho độ chínhxác thấp nên hiện nay ít dùng.

Thí nghiệm động biến dạng lớn PDA(tiêu chuẩn ASTM D4945): đóng cọcbằng tải trọng động, đo gia tốc vàbiến dạng đầu cọc; xử lý số liệubằng phân tích truyền sóng theoCAPWAP hoặc WEAP.



dz

t)


3.5.3.Sứcchịutải dọc trụccủacọcđơntheođấtnền(tiếptheo) Phương pháp dựa trên kết quả TN động cọc ở hiện trường: Thí nghiệm động biến dạng lớn PDA (tiêu chuẩn ASTM D4945): đóng cọc

bằng tải trọng động, đo gia tốc và biến dạng đầu cọc; xử lý số liệu bằngphân tích truyền sóng theo CAPWAP hoặc WEAP.

Thí nghiệm Osterberg: Thí nghiệm nén tĩnh

cọc bằng kích thủylực đặt trong thâncọc. Tận dụng sứckháng của nền đất tạimũi cọc và sức khángma sát bên của nềnvới thân cọc để giatải.

Thí nghiệm gia tảitừng cấp và đo đồngthời chuyển vị của haiphần.



Phương pháp của Broms (1964): Sức chịu tải cực hạn theo phương ngangxácđịnhtheođồ thị tùy theođiềukiệncọc “ngắn”hay“dài” –đất dính

Cọc ngắn , đầu cọc liên kết với đài Cọc dài , đầu cọc liên kết với đài


3.5.4.Sứcchịutải củacọcđơntheophươngngang

0

0

2 1.5 0.5 ;9 . ;

u u

u u

Q M B xx Q B c

2 2ax 4.5 2.25 ;

9 . 1.5 ;m u

u u

M Bc L B

Q B c L B

Phương pháp của Broms (1964): Sức chịu tải cực hạn theo phương ngangxácđịnhtheođồ thị tùy theođiềukiệncọc “ngắn”hay“dài” –đất rời

Cọc ngắn, đầu cọc liên kết với đài Cọc dài , đầu cọc liên kết với đài



' 2 ' 3ax1.5 . . . ; . . .u p m pQ L B K M L B K

'0 0.82 . . ;u px Q B K

0 ax 02 0.67 ; 0.67u u m uQ M e x M Q e x

1 sin ' 1 sin ' ;pK

Phương pháp của Evans và Duncan (1982): đường tải trọng đặc trưng xácđịnhtừphân tích trạng thái tới hạntheomôhìnhđườngcongp‐y

Cọc tiết diện đều; Đặc trưng của nền không thay

đổi theo suốt chiều dài cọc; Cọc đủ dài để coi như ngàm dưới mũi cọc (không có chuyểnvị ở mũi cọc)

Phương trình lực cắt và mô men đặc trưng của cọc

1cho cọc tiết diện tròn; 1.7cho cọc tiết diện vuông; là hệ số phụ thuộc quan hệ ƯS‐BD của nền, 1cho đất sét hoặc cát BD dẻo bình thường và 1.4 cho đất sét biến dạng dẻo giảm bền.



2 350 50. . . . ; . . . .

. .

m m

p pn nC I C I

I I

V B E R M B E RE R E R

PhươngphápcủaEvansvàDuncan (1982):làđườngkínhcọchaycạnhcọc; làmôđunđànhồi vật liệucọc tiếtdiệnvuông;, là sứckhángcắt vàsứckhángmômenđặc trưngcủacọc; là áp lực bị động của đất lên hông cọc, đất cát: 2 tan 45 ′ 2⁄ , đất sét:4.2 ;là biến dạng pháp tuyến ứng với trạng thái đất huy động được 50% độ bền (sét dẻo0.02; sétnửacứng 0.01; sét cứng 0.005; cát chặt vừa 0.002);là sứcbềncắt không thoátnước củađất ; ∅′ là gócmasát tronghữuhiệucủađất, cả và∅′

đều lấyđếnđộsâu8 lầnđườngkínhcọcsovớimặtđất;∅′ 10⁄ làhệ sốáp lực bị động;là trọng lượngriêng trungbìnhcủađất tính từmặtđấtđếnđộsâu8 lầnđườngkínhcọc;, là các số lũythừa.

Khi tính vớiđất sét lấy 0.683, 0.22 vàvớiđất cát lấy 0.57 , 0.22Khi tính vớiđất sét lấy 0.46, 0.15 vàvớiđất cát lấy 0.40 , 0.15



Evans và Duncan (1982):Đồ thị tương quan giữa lực cắt và chuyển vị đầu cọc cho trường hợp cọc trong đất sét, đầu cọc tự

do


Evans và Duncan (1982):Đồ thị tương quan giữa lực cắt và chuyển vị đầu cọc cho trường hợp cọc trong đất sét, đầu cọc liên kết với đài


Evans và Duncan (1982):Đồ thị tương

quan giữa Mô men và chuyển vị đầu cọc

cho trường hợp cọc trong đất sét, đầu cọc tự do


Evans và Duncan (1982): ShearLoadvs.LateralDeflectionCurves:

Clay, Free Head ConditionClay, Restrained Head ConditionSand, Free Head ConditionSand, Restrained Head Condition

Moment Load vs. Lateral DeflectionCurvesforFreeHeadCondition:Clay, Free Head ConditionSand, Free Head Condition

Shear Load vs. Maximum MomentCondition:Clay, Free Head ConditionClay, Restrained Head ConditionSand, Free Head ConditionSand, Restrained Head Condition

Đầu cọc tự do


Đầu cọc liên kết với đài

Evans và Duncan (1982): Đồ thị tương quan giữa Mô men lớn nhất và lực cắt đầu cọccho trường hợp cọc trong đất sét

Đầu cọc tự do


Evans và Duncan (1982): Đồ thị tương quan giữa lực cắt và chuyển vị đầu cọc cho trường hợp cọc trong đất cát

Đầu cọc liên kết với đài


Biện pháp tăng sức chịu tải ngang cho móng cọc

Đối với móng cọc đài thấp, tải trọng ngang hoàn toàn do đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận; độ sâu đặt đài móng thỏa mãn điều kiện:

, – trọng lượng riêng và góc ma sát trong của đất từ đáy đài trở lên;– bề rộngđáyđài theophươngvuônggócvớiphươngtácdụngcủa∑ ;

Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn riêngrẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc;

Tải trọng công trình truyền qua đài cọc, chỉ truyền lên các cọc chứ khôngtrực tiếp truyền lên phần đất giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc;

Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thìngười ta xem móng cọc như là một móng khối qui ước bao gồm cọc, đàicọc và phần đất giữa các cọc

Với móng cọc đài đơn, đài cọc xem như tuyệt đối cứng, cọc và đài cọc xemnhư liên kết ngàm cứng với nhau

3.6. Tính toán móng cọc đài thấp

0min min

20,7 ; 452 .d

Hh h h tgb

3.6.1. Các giả thiết cơ bản

Thiết kế địa kỹ thuật: Chọn chiều sâu đáy đài cọc: 1,5 Chọn chiều sâu mũi cọc và đường kính cọc: độ sệt đất mũi cọc 0,7; độ

mảnh của cọc ⁄ 100 Tính sức chịu tải dọc trục của cọc đơn: Tính số cọc trong móng và bố trí cọc trên mặt bằng: ⁄ ; 1 1,5 Xác định kích thước đài cọc trên mặt bằng, tính lại tải trọng xuống đáy đài và

kiểm tra điều kiện móng cọc đài thấp 0,7 ; Tính tải trọng đầu cọc, kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn: đối

với cọc chịu nén và đối với cọc chịu kéo; Kiểm tra nền đất dưới mũi cọc về sức chịu tải và độ lún.

Thiết kế kết cấu: Tính toán đài cọc về độ bền: , cốt thép Kiểm tra độ bền của cọc khi thi công


3.6.2. Trình tự tính toán

Nguyên tắc: dễ thi công và tận dụng tối đa sức chịu tải của cọc Về phát huy sức chịu tải của cọc: Hạn chế ảnh hưởng của hiệu ứng nhóm Giảm chênh lệch của nội lực đầu cọc và

Về thi công: Đảm bảo triển khai thiết bị hạ cọc và hạ được cọc đến độ sâu thiết kế Hạn chế hiện tượng trồi đất và nâng cọc, xô lệch cọc đã thi công


3.6.3. Bố trí cọc trong móng


3.6.3. Bố trí cọc trong móng (tiếp theo)

Tính nội lực đầu các cọc:

, , tương ứng là tải trọng tính toántheo phương đứng, mô men tính toán đối vớihệ trục quán tính chính X0Y đi qua trọng tâm diện tích các đầu cọc ở cao độ đáy đài;

là số cọc trong móng; , là tọa độ trọng tâm diện tích đầu cọc thứ i trong hệtọa độ X0Y (xem hình vẽ)

Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:Cọc chịu nén: Cọc chịu kéo:

, ‐ tương ứng là lực nén lớn nhất và lực nhổ lớn nhất lên đầu cọc theo phươngtrục cọc; , tươngứng là sức chịu tải nén và kéo của cọc; là trọng lượng cọc.


2 2

1 1

..c c

tttttty ix i

i n nc

i ii i

M xM yNPn

y x

3.6.4. Xác định nội lực đầu cọc và kiểm tra sức chịu tải của cọc

Coi hệ móng cọc là móng khối quy ước để tính toán Các trường hợp xác định móng khối quy ước của móng cọc


3.6.5. Kiểm tra nền đất dưới mũi cọc

Xác định móng khối quy ước cho nền nhiều lớp đất không yếu

Các trường hợp xác định móng khối quy ước của móng cọc


3.6.5. Kiểm tra nền đất dưới mũi cọc (tiếp theo)

Cọc trong nền đồng nhất Cọc xuyên qua lớp đất yếu và tựa lên đất cứng

KT sức chịu tải của nền dưới mũi cọc:

là tổng tải trọng thẳng đứng tính đến cao độ đáy móng khối quy ước;

, tương ứng là mô men tính toán của tải trọng theo các phương , đối với hệ trục quán tính chính X0Y đi qua trọng tâm diện tích đáy đài;

, , tương ứng là diện tích và mô men kháng uốn theo phương ,của tiết diện đáy móng khối quy ước.

Kiểm tra lún của nền đất dưới mũi cọc:và ∆ ∆

, ‐ tươngứng làđộ lúntínhtoáncủamóngkhối quyước (tínhtheophươngpháptổng lúncáclớpphântố)vàđộlúngiớihạncủacôngtrình.∆ , ∆ tươngứnglàđộlúnlệchtínhtoán vàgiớihạn


max max max minmin

; 1, 2 ; 2W W

ddyd x

tbqu xqu yqu

MN MR R

F

3.6.5. Kiểm tra nền đất dưới mũi cọc (tiếp theo)

Tính toán kiểm tra chọc thủng đài cọc:

là tổng nội lực đầu cọc nằm ngoài chu vi đáy tháp chọc thủng (lực gây chọc thủng);

, là kích thước tiết diện cột;là chiều cao làm việc của bê tông đài cọc;, là khoảng cách trên mặt bằng từ mép

cột đến mép đáy tháp xuyên thủng;là cường độ chịu kéo tính toán của bê tông

đài cọc;


1 2 2 1. . . .o o o kP b C a C h R

3.6.6. Tính toán đài cọc dưới cột hoặc trụ

2 2

0 01 2

1 2

1,5 1 ; 1,5 1h hC C

Tính toán kiểm tra cắt đài cọc trên tiết diện nghiêng:

là tổng nội lực đầu cọc nằm ngoài tiết diệnnghiêng (lực gây cắt);là bề rộng đài cọc;là chiều cao làm việc của bê tông đài cọc;là cường độ chịu kéo tính toán của bê tông

đài cọc;


0. . . kQ b h R

3.6.6. Tính toán đài cọc dưới cột hoặc trụ (tiếp theo)

200,7. 1

hC

Tính toán cốt thép cho đài chịu uốn:coi đài như bản conson ngàm vào cột Diện tích cốt thép theo phương cạnh a:

Diện tích cốt thép theo phương cạnh b:

, là mô men gây uốn đài cọc tại các tiếtdiện I‐I và II‐II đi qua sát mép cột (xem hình vẽ)donội lựcđầucáccọcnằmngoài tiếtdiệnuốngây ra;

là chiều cao làm việc của bê tông đài cọc;là cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép;


00,9. .I

aIa

MF

h R

3.6.6. Tính toán đài cọc dưới cột hoặc trụ (tiếp theo)

00,9. .II

aIIa

MF

h R

Kiểmtra khả năng chịuuốn của cọc khi vận chuyển (hình trái) Kiểmtra khả năng chịuuốn của cọc khi treo cọc lên giá búa (hình phải) Kiểmtratải trọngkhiépcọc: ;

Kiểmtratải trọngđóngcọc: 0.025


3.6.7. Tính toán kiểm tra cọc khi thi công

Số liệu tải trọng chân cột:N0tt =145 T;M0

tt =38,5 Tm;Q0tt =5 T. Tải trọng TC

với hệ số vượt tải n=1,2 là: N0tc = 120,8 T; M0

tc = 32,08 Tm; Q0tc = 4,17 T. Tiết

diệncột bxh=0,3x0,7m.NhàkhungBTCT7 tầng Số liệu địa chất: Nền gồm 3 lớp với chiều dày và đặc trưng cơ lý (xembảng)

Chọn: đài cọc sâu 1,2m; cọc dài 7,15 tiết diện 30x30cm


3.6.8. Ví dụ tính toán móng cọc đài thấp dưới cột

TT

Lớpđất

T/m3 W%

Wnh

%Wd

%cII

Kg/cm2

IIĐộ

EKg/cm2

1 Đất trồng 1,5 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐

2 Đất sét 1,83 2,71 0,90 38,4 46 27 1,8 8 60

3 Cát hạt trung 1,87 2,68 0,713 18,9 ‐ ‐ 0,18 30 250

Documents

Nen-mong CTXD BG3 - Mong Sau