Đặc điểm địa chất công trình móng
Tài liệu Đặc điểm địa chất công trình móng: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH I.Cấu tạo địa chất. Khối lượng hố khoan khảo sát là hai hố, ta ký hiệu HK1 và HK2 cách nhau 30m. Mỗi hố khoan sâu 40m so với mặt đất tự nhiên. SƠ ĐỒ VỊ TRÍ HAI HỐ KHOAN THĂM DÒ ĐỊA CHẤT Quá trình khoan, cứ mỗi 2m ta tiến hành lấy mẫu nguyên dạng để đưa vào phòng thí nghiệm.Kết quả phân tích cho ta các chỉ tiêu cơ lý của đất khu xây dựng như sau: 1.Lớp đất số 1: Đây là lớp đất mặt dày khoảng 1m, nhiều tạp chất, rác thân cây và có lẫn xà bần. Lớp đất này sẽ được bóc bỏ, nên không cần khảo sát. 2. Lớp đất số 2: Là lớp bùn sét, có màu xám đen sức chịu tải rất kém. Lớp này có bề dày 0.8m và cũng sẽ được bóc bỏ khi xây dựng công trình.Tại thời điểm khảo sát ta thấy mực nước ngầm xuất hiện và ổn định ở độ sâu vào khoảng -1.2m ở HK1 và -1.25m ở HK2. 3. Lớp đất số 3: Là lớp sét dẻo mềm, có bề dày vào khoảng 2....
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đặc điểm địa chất công trình móng, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH
I.Caáu taïo ñòa chaát.
Khoái löôïng hoá khoan khaûo saùt laø hai hoá, ta kyù hieäu HK1 vaø HK2 caùch nhau 30m. Moãi hoá khoan saâu 40m so vôùi maët ñaát töï nhieân.
SÔ ÑOÀ VÒ TRÍ HAI HOÁ KHOAN THAÊM DOØ ÑÒA CHAÁT
Quaù trình khoan, cöù moãi 2m ta tieán haønh laáy maãu nguyeân daïng ñeå ñöa vaøo phoøng thí nghieäm.Keát quaû phaân tích cho ta caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát khu xaây döïng nhö sau:
1.Lôùp ñaát soá 1:
Ñaây laø lôùp ñaát maët daøy khoaûng 1m, nhieàu taïp chaát, raùc thaân caây vaø coù laãn xaø baàn. Lôùp ñaát naøy seõ ñöôïc boùc boû, neân khoâng caàn khaûo saùt.
2. Lôùp ñaát soá 2:
Laø lôùp buøn seùt, coù maøu xaùm ñen söùc chòu taûi raát keùm. Lôùp naøy coù beà daøy 0.8m vaø cuõng seõ ñöôïc boùc boû khi xaây döïng coâng trình.Taïi thôøi ñieåm khaûo saùt ta thaáy möïc nöôùc ngaàm xuaát hieän vaø oån ñònh ôû ñoä saâu vaøo khoaûng -1.2m ôû HK1 vaø -1.25m ôû HK2.
3. Lôùp ñaát soá 3:
Laø lôùp seùt deûo meàm, coù beà daøy vaøo khoaûng 2.5m ôû caû hai hoá khoan:
Ñoä aåm: W= 26.4%
Dung troïng töï nhieân: = 1.97(T/m)
Dung troïng khoâ: = 1.56(T/m)
Dung troïng ñaåy noåi: = 0.982(T/m)
Tyû troïng haït: = 2.70
Heä soá roãng: = 0.732
Goùc ma saùt trong: = 930’
Löïc dính ñôn vò: c = 0.175 (kG/cm)
Modul bieán daïng: E= 27.8 (kG/cm)
4. Lôùp ñaát soá 4:
Laø lôùp ñaát seùt pha deûo meàm, coù khi hôi aåm öôùt. Vôùi beà daøy khoaûng 6.5m, khaû naêng chòu löïc keùm:
Ñoä aåm: W= 27.61%
Dung troïng töï nhieân: = 1.93(T/m)
Dung troïng khoâ: = 1.51(T/m)
Dung troïng ñaåy noåi: = 0.948(T/m)
Tyû troïng haït: = 2.68
Heä soá roãng: = 0.772
Goùc ma saùt trong: = 1235’
Löïc dính ñôn vò: c = 0.139 (kG/cm)
Modul bieán daïng: E= 36.1 (kG/cm)
5. Lôùp ñaát soá 5:
Laø lôùp ñaát caùt pha, coù tính meàm deûo.Beà daøy lôùp ñaát naøy khoaûng 8m.
Ñoä aåm: W= 22.63%
Dung troïng töï nhieân: = 1.92(T/m)
Dung troïng khoâ: = 1.57(T/m)
Dung troïng ñaåy noåi: = 0.981(T/m)
Tyû troïng haït: = 2.68
Heä soá roãng: = 0.712
Goùc ma saùt trong: = 1850’
Löïc dính ñôn vò: c = 0.095 (kG/cm)
Modul bieán daïng: E= 54.3 (kG/cm)
6. Lôùp ñaát soá 6:
Laø lôùp ñaát caùt côû haït trung bình, ñoä chaët vöøa.Ñaây laø lôùp ñaát toát, thaønh phaàn ít thay ñoåi vaø beà daøy lôùn vöôït qua chieàu saâu cuûa hoá khoan:
Ñoä aåm: W= 16.38%
Dung troïng töï nhieân: = 1.96(T/m)
Dung troïng khoâ: = 1.68(T/m)
Dung troïng ñaåy noåi: = 1.052(T/m)
Tyû troïng haït: = 2.66
Heä soá roãng: = 0.578
Goùc ma saùt trong: = 2830’
Löïc dính ñôn vò: c = 0.024 (kG/cm)
Modul bieán daïng: E= 95.5 (kG/cm)
II. Tieâu chuaån ñaùnh giaù:
Nhöõng tính chaát cô lyù cuûa ñaát ñöôïc ñaùnh giaù treân Tieâu Chuaån Xaây Döïng cuûa Myõ ASTM vaø phaân loaïi theo moät heä thoáng phaân loaïi thoáng nhaát ñaõ ñöôïc tieâu chuaån hoùa moät caùch chaët cheõ.
III. Baûng thoáng keâ chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát:
Lôùp
Chieàu daøy
(m)
W
(%)
(T/m)
(T/m)
(T/m)
(%)
(ñoä)
c
(kG/cm)
E
(kG/cm)
1
1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2
0.8
-
-
-
-
-
-
-
-
-
3
2.5
26.40
1.97
1.56
0.98
2.70
0.73
9
0.175
27.8
4
6.5
27.61
1.93
1.51
0.95
2.68
0.77
12
0.139
36.1
5
8
22.63
1.92
1.57
0.98
2.68
0.71
18
0.095
54.3
6
daøy
16.38
1.96
1.68
1.05
2.66
0.58
28
0.024
95.5
Ñoä saâu
Lôùp ñaát soá 1
Lôùp ñaát soá 2
Lôùp ñaát soá 3
Lôùp ñaát soá 4
Lôùp ñaát soá 5
Lôùp ñaát soá 6
MAËT CAÉT ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH
IV. Khaùi quaùt veà phöông aùn moùng:
Moùng laø boä phaän keùo daøi cuûa coâng trình, noù coù nhieäm vuï tieáp nhaän vaø truyeàn taûi troïng töø beân treân coâng trình xuoáng ñaát neàn. Ñoái vôùi nhaø cao taàng, giaûi phaùp moùng phuø hôïp laø raát quan troïng vì moùng coøn coù nhieäm vuï giuùp cho coâng trình oån ñònh trong quaù trình xaây döïng vaø söû duïng sau naøy.
Maëc duø giaûi phaùp moùng coïc coù giaù thaønh ñaét hôn moùng noâng nhöng noù ñöôïc öùng duïng moät caùch khaù roäng raõi trong caùc coâng trình nhaø cao taàng hieän nay vôùi nhöõng lyù do sau:
1. Khi nhöõng lôùp ñaát beân treân, eùp co lôùn vaø quaù yeáu ñeå coù theå choáng ñôõ taûi troïng cuûa keát caáu coâng trình truyeàn cho. Trong tröôøng hôïp naøy coïc phaùt huy taùc duïng khaù roõ reät noù truyeàn ñöôïc taûi troïng xuoáng lôùp ñaù goác hay lôùp ñaát chaéc naèm ôû döôùi hoaëc tôùi caùc lôùp ñaát ôû xung quanh coïc nhôø söùc khaùng ma saùt thaønh beân giöõa coïc vaø ñaát.
2. Khi chòu taûi troïng naèm ngang, moùng coïc coù theå choáng uoán khi ñang choáng ñôõ taûi troïng thaúng ñöùng cuûa coâng trình. Tröôøng hôïp naøy thöôøng thaáy ôû caùc coâng trình chaén ñaát hay nhaø cao taàng chòu taûi ngang cuûa gioù hoaëc ñoäng ñaát.
3. Nhöõng coâng trình ñöôïc xaây döïng treân phaàn ñaát tröông nôû hay suït lôû coù khaû naêng thay ñoåi theå tích khi ñoä aåm thay ñoåi. AÙùp löïc tröông nôû coù theå raát cao neân duøng moùng noâng raát khoâng an toaøn, vì vaäy moùng coïc ñöôïc duøng ñeå vöôït qua lôùp ñaát tröông nôû.
4. Trong vuøng coù nöôùc ngaàm, moùng coù theå bò aùp löïc ñaåy ngöôïc cuûa nöôùc cho neân moùng coïc ñöôïc aùp duïng ñeå traùnh hieän töôïng naøy.
5. Moät soá tröôøng hôïp trong loøng ñaát coù maïch nöôùc ngaàm chaûy thaønh doøng gaây xoaùy moøn neàn ñaát, moùng coïc seõ giuùp coâng trình ñöôïc oå ñònh hôn, khoâng aûnh höôûng bôûi söï xoaùy moøn trong moät giai ñoaïn naøo ñoù.
6. Ñoä choân saâu cuûa moùng coïc xuoáng loøng ñaát, giuùp coâng trình caân baèng vaø oån ñònh hôn nhaát laø khi chòu aùp löïc ngang cuûa gioù.
Vôùi nhöõng öu ñieåm treân maø moùng coïc BTCT ñöôïc choïn cho coâng trình ta ñang thieát keá.Theá nhöng moùng coïc BTCT ñöôïc haï xuoáng loøng ñaát baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau, coù ba daïng thi coâng tieâu bieåu ñoù laø moùng coïc eùp , moùng coïc khoan nhoài vaø moùng coïc baret vôùi nhöõng öu- khuyeát ñieåm raát taùch bieät.Trong ñoù coïc baret giaù thaønh raát cao neân ta khoâng baøn ñeán maø chæ laàn löôït xeùt hai loaïi moùng coïc coøn laïi.
PHÖÔNG AÙN MOÙNG COÏC EÙP.
1.Öu khuyeát ñieåm cuûa moùng coïc eùp:
1.1. Öu ñieåm:
Coïc eùp ñöôïc cheá taïo saün ôû nhaø maùy neân coù theå töï ñoäng hoùa, giaù thaønh reû , ruùt ngaén thôøi gian thi coâng moùng.
Coïc ñöôïc ñuùc thaønh töøng nguyeân ñôn vôùi chieàu daøi thích hôïp theo yeâu caàu kyõ thuaät vaø ñieàu kieän vaän chuyeån,sau ñoù coïc ñöôïc noái laïi baèng phöông phaùp haøn trong quaù trình eùp vaøo loøng ñaát.So vôùi coïc khoan nhoài thì coïc eùp thi coâng nhanh vaø ñôn giaûn hôn do ñoù giaù thaønh haï hôn nhöng coïc eùp laøm troài ñaát gaây aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình laân caän neân quaù trình thi coâng coïc eùp phaûi tuaân theo moät qui trình raát nghieâm ngaët nhaèm haïn cheá thieät haïi ñeán möùc coù theå.
Coïc eùp khoâng gaây chaán ñoäng , khoâng aûnh höôûng xaáu ñeán moâi tröôøng.
Khaû naêng chòu löïc khaù lôùn do hieän töôïng laøm chaët ñaát khi eùp coïc.
1.2. Khuyeát ñieåm:
Ñoái vôùi nhöõng coâng trình lôùn, cao taàng ñoâi khi ngöôøi ta phaûi taêng tieát dieän coïc vaø nhö vaäy maùy eùp coïc phaûi coù coâng suaát lôùn daãn ñeán chi phí xaây döïng taêng cao.
Quaù trình eùp coïc khoâng phaûi luùc naøo cuõng thuaän lôïi laém khi ñuïng phaûi ñaù cuoäi hay lôùp ñaát quaù cöùng laøm gaõy coïc vaø quaù trình eùp coïc laø heát söùc khoù khaên.
2. Phaân loaïi moùng:
Coâng trình cuûa ta coù 5 loaïi moùng sau:
M1 laø loaïi moùng naèm giöõa coâng trình, noù nhaän taûi töø boán phía truyeàn vaøo ñoàng thôøi truïc tieáp choáng ñôõ coät hoà nöôùc maùi.
M2 laø moùng bieân nhòp 8m, nhaän taûi töø hai phía.
M3 cuõng laø moùng bieân , nhòp 6.5m vaø nhaän taûi troïng töø hai phía.
M4 laø moùng naèm ôû goùc vaø tieáp nhaän taûi töø moät phía.
M5 laø moùng giöõa gioáng nhö M1 nhöng noù khoâng coù nhaän taûi cuûa hoà nöôùc maùi.
Trong phaïm vi ñoà aùn ta chæ thieát keá moùng M1 vaø M2 cuûa khung truïc 4.
MAËT BAÈNG VAØ PHAÂN LOAÏI MOÙNG
3. TÍNH MOÙNG M1 :
3.1 Taûi troïng truyeàn leân moùng M1:
Keát quaû phaân tích baèng SAP 2000 cho ta noäi löïc taïi chaân coät truyeàn xuoáng moùng M1 nhö sau:
Choïn 3 caëp noäi löïc nguy hieåm.
Caëp soá 1: N, M,Q.
Caëp soá 2: M, N, Q.
Caëp soá 3:M, N, Q.
Laáy heä soá vöôït taûi n = 1.15è noäi löïc tính toaùn vaø tieâu chuaån ñöôïc thoáng keâ ôû baûng sau:
Baûng toång hôïp noäi löïc
Vò trí
Loaïi taûi
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
Coät C4
(M1)
Tieâu chuaån
76.47
950
15
-71.17
950
-13
950
76.47
15
Tính toaùn
87.94
1092.35
17.23
-81.84
1092.35
-14.71
1092.35
87.94
17.23
Coät D4
(M2)
Tieâu chuaån
24.08
431.17
9.27
-14.12
341.17
0.37
341.17
24.08
9.27
Tính toaùn
27.69
495.84
10.66
-16.24
495.84
0.42
495.84
27.69
10.66
3.2 Choïn chieàu saâu choân moùng h:
Ta choïn chieàu saâu choân moùng sao cho thoûa maõn ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp, coù nghóa laø P.
Trong ñoù: Plaø aùp löïc bò ñoäng cuûa ñaát( ñaõ boû qua löïc dính c)
H laø löïc xoâ ngang ñaàu coïc , noù chính laø löïc caét chaân coät Q
Ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp:
Giaû söû ñaøi coïc ñöôïc choân vaøo lôùp ñaát soá 3.
h> h= 0.7** tg(45-).
Vôùi:
Q= 15T;;
Vaø neáu choïn beà roäng ñaøi coïc B= 2m thì :
h= 0.7** tg(45-) = 2.23m.
Choïn h= 2.6m. Nhö vaäy cao trình maët moùng laø -3.8 m so vôùi maët neàn coâng trình.
3.3 Caùc thoâng soá cuûa coïc:
- Choïn chieàu daøi coïc sao cho coïc caám saâu vaøo trong lôùp daát soá 6 moät ñoaïn ñuû daøi, coù theå laáy l= 30m. Trong ñoù 0.7m ngaøm chaët vaøo ñaøi.
- Nhö vaäy coïc choân saâu vaøo lôùp ñaát soá 6 moät ñoaïn laø 15.5m vaø xem nhö ngaøm, è phaàn coïc töï do chính laø chieàu daøi cuûa coïc. Vaäy chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc:
l= 0.5H=0.5x13.1 = 6.55m
Ñoä maûnh cuûa coïc
== 31èb= 21.13cm
Choïn beà roäng coïc b= 40cm.
Dieän tích maët caét ngang thaân coïc :
A= 40*40= 1600 cm
Vaät lieäu laøm coïc :
Beâ toâng maùc 300 coù
R= 130 (kG/cm); R= 10(kG/cm).
Theùp chòu löïc:Caên cöù vaøo haøm löôïng coát theùp hôïp lyùcho coïc 1%
è Dieän tích coát theùp caàn boá trí laø A= 0.01*1600 16 cmtöùc 422.Vaäy
A= 15.2 cm.Choïn theùp CII : R= R= 2600 (kG/cm); E= 2100000(kG/cm).
Theùp ñai 6 coù R= 2100(kG/cm) vaø f= 0.57 cm.
3.4 Tính söùc chòu taûi cuûa coïc:
3.4.1 Söùc chòu taûi theo vaät lieäu cheá taïo coïc:
P= x(R* A+ R* A)
Trong ñoù:
laø heä soá uoán doïc cuûa coïc.
Tính :
Töø == =16.34 Tra baûng phuï luïc 8 saùch Keát Caáu Beâ toâng Coát Theùp cuûa TS. Trònh Kim Ñaïm vaø noäi suy ta coù = 0.883.
è P= x(RxA+RxA)= 0.883x(130*1600+2600*18.85) = 227(T).
3.4.2 söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn:
Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn Q:
Q= Q+ Q
Trong ñoù:
Q laø söùc khaùng do ma saùt thaønh beân cuûa coïc vôùi ñaát.
Q laø söùc khaùng muõi cuûa coïc xuoáng phaàn ñaát cöùng.
Tính thaønh phaàn khaùng muõi:
Q= Ax q.
Vôùi: q= 1.3 c*N+ * N+0.4*B*N.
Ñaàu coïc ñaët voøa lôùp ñaát soá 6 coù caùc thoâng soá kyõ thuaät sau:
Ñoä aåm: W= 16.38%
Dung troïng töï nhieân: = 1.96(T/m)
Dung troïng khoâ: = 1.68(T/m)
Dung troïng ñaåy noåi: = 1.052(T/m)
Tyû troïng haït: = 2.66
Heä soá roãng: = 0.578
Goùc ma saùt trong: = 2830’
Löïc dính ñôn vò: c = 0.024 (kG/cm)
Modul ñaøn hoài: E= 95.5 (kG/cm).
Chieàu saâu muõi coïc h= -35.3m
Tra baûng vaø noäi suy ta coù caùc heä soá:
N= 15.58; N= 26.83 vaø N= 18.03
Tính = *5.8+*8+* 15.5= 0.95*5.8 + 0.98*8 +1.05* 15.5
è= 29.625 (T/m)
Vaäy
q= 1.3 c*N+ * N+0.4*B*N
= 1.3*0.24*15.58 + 29.625*26.83 + 0.4*1.052*0.4*18.03
= 4.86 +795 + 2.66 = 802 (T/m).
è Q= Ax q= 0.16*802 = 128.32 (T).
b.Tính thaønh phaàn Q:
- Löïc choáng caét ñôn vò,theo Coulomb ta coù coâng thöùc sau:
f= c+ * tg= c + K* * tg
Trong ñoù: K= K= (1 - sin)
laø goùc ma saùt giöõa ñaát vaø coïc.
laø öùng suaát phaùp tuyeán höõu hieäu taïi maët beân cuûa coïc vaø ñöôïc tính baèng coâng thöùc:
= . Vôùi K= K= (1 - sin)
Coù theå laáy = vaø = .
Coïc xuyeân qua 3 lôùp ñaát soá 4,5 vaø 6.
Laäp baûng tính fvaø Q= ()* u
Vôùi u = 4 * 0.4= 1.6m laø chu vi cuûa coïc.
Lôùp ñaát
Z(m)
h(m)
(T/m)
(T/m)
c
(T/m)
(ñoä)
K
f
(T/m)
hf
(t/m)
Q
(T)
4
-11.6
5.8
0.95
5.51
1.39
922’
0.782
2.1
12.18
246
5
-19.6
8
0.98
13.35
0.95
146’
0.677
5.49
43.92
6
-35.1
15.5
1.05
29.625
0.24
2122’
0.523
6.3
97.67
Keát luaän söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn laø :
Q= Q+ Q= 128.32+246 = 374 (T).
Taïi ñaây neáu choïn maùy eùp coïc thì coâng suaát cuûa maùy eùp seõ laø Q
Q 1.5Q= 1.5*374 = 560T> Ta choïn maùy loaïi 600T.
Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa ñaát neàn:
Q= + .
Vôùi:
FS= 1.52 laø heä soá an toaøn cho thaønh phaàn ma saùt beân.
FS= 23 laø heä soá an toaøn cho söùc khaùng muõi
è Q= + 136 (T)
So saùnh thaáy raèng Q= 136 (T) < P= 227 (T). Vaäy choïn cöôøng ñoä ñaát neàn ñeå tính toaùn moùng.
3.5 Xaùc ñònh soá löôïng vaø boá trí coïc cho moùng M1:
Soá löôïng coïc ñöôïc tính sô boä baèng coâng thöùc:
n= .
Trong ñoù:
= 1092.35+( 0.4*7.25*8*2.5+0.3*0.4*15.25*2.5)*1.1= 1161 (T) laø toång löïc doïc tính toaùn do coät treân ñaøi truyeàn xuoáng moùng.keå theâm saøn taàng haàm vaø daàm kieàng maø ta chöa tính vaøo khi giaûi khung ngang(saøn taàng haàm daøy 400; daàm kieàng 300x800).
-= 1.21.5 laø heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâment . Choïn = 1.5
è n= =1.5*13 caây. Choïn n= 15 caây coïc .
Boá trí coïc trong ñaøi:
Khoaûng caùch töø meùp ngoaøi cuûa ñaøi ñeán meùp ngoaøi coät bieân laø 200
Khoaûng caùch tim coïc laø 3d= 1.2m.
Boá trí 12 caây coïc laøm thaønh 5 haøng theo phöông chòu löïc .
Vaäy dieän tích ñaøi coïc :F= Bx L= 3.2 m x 5.6 m= 17.92 m= 18m
BOÁ TRÍ COÏC CHO MOÙNG M1
4. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc:
- Choïn chieàu cao ñaøi coïc H:
Nhaèm baûo ñaûm ñaøi coïc chæ coù öùng suaát neùn, vôùi nhoùm coïc ít hôn 16 caây, ta coù theå choïn beà daøy laøm vieäc cuûa ñaøi coïc h thoûa ñieàu kieän sau:
B – 2 b B - 2 b-b
Trong ñoù:
B = 3.2 m laø beà roäng cuûa ñaøi coïc.
b= 0.8m laø beà roäng cuûa coät treân ñaøi.
b= 0.2m laø khoaûng caùch töø meùp coïc ngoaøi ñeán bieân cuûa ñaøi coïc.
Vaäy h > 3.2-2*0.2-0.8 =2m .Choïn H= 2.2m.
- Troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi:
P= n* F* h* = 1.1*17.92* 3*2.2= 130 (T).
-Heä soá nhoùm: = 1-
Vôùi = arctg= arctg= 18.43
è= 1- = 1-18.43= 0.7
Khaû naêng chòu taûi cuûa nhoùm coïc :
P= * n* n* Q= 0.7*5*3*136= 1428 (T).
(n= 5 laø soá haøng coïc theo phöông chòu löïc, n= 3 laø soá haøng coïc theo phöông vuoâng goùc ).
- Ñieàu kieän kieåm tra : P= 1428 > N+ P= 1161+130 =1291 (T) thoûa.
5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa coïc:
Toång löïc doïc:= N+ P= 1291(T).
Toång moâment:= M+H*H= 87.94 +17.23*2.2 = 125.79 (Tm)
Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau:
P= .
Ñieàu kieän kieåm tra:
PQ vaø P0 .
Theo hình veõ
x= 1.2m;x= x= 2.4m
= 6*1.2+6*2.4= 43.2 m
(xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc thöù nhaát, xvaø xlaø khoaûng caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc thöù hai cuõng laø haøng coïc xa nhaát).
Vaäy:
P= + = 92 (T) < Q= 136 (T) Thoûa.
P= - = 80 (T) > 0 Thoûa.
p= = 86 (T).
Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân.
6. kieåm tra öùng suaát döôùi moùng khoái qui öôùc:
6.1 Kích thöôùc moùng khoái qui öôùc: (Xem hình ôû treân).
- Xaùc ñònh goùc ma saùt trong trung bình:
= = = 2241’
èGoùc môû = 540’
-Chieàu daøi moùng khoái qui öôùc L:
L= 2*ltg +13d = 2*29.3tg540’+13*0.4 = 11 m
-Chieàu roäng moùng khoá qui öôùc B:
B=2*ltg +7d= 2*29.3tg540’+ 7*0.4 = 8.62 m
- Chieàu cao moùng kh1i qui öôùc:
H= L+ H+ h= 29.3 +2.2 +0.8 = 32.3m
- Dieän tích moùng khoái qui öôùc: F= 8.62*11 = 94.8 m
6.2 Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
-Theå tích chieám choå cuûa ñaøi vaø coïc:
V= 2.2*17.92 +29.3*0.4*0.4* 15= 39.42+70.32 = 110 m
- Theå tích ñaát trong moùng khoái qui öôùc:
V= V- V= 32.3*94.8 -110 = 2952 m
Saøn taàng haàm
GIAÈNG MOÙNG GIAÈNG MOÙNG
MOÙNG KHOÁI QUI ÖÔÙC THEO PHÖÔNG X: A’B’C D.
MAËT SAØN TAÀNG HAÀM
GIAÈNG MOÙNG GIAÈNG MOÙNG
MOÙNG KHOÁI QUI ÖÔÙC THEO PHÖÔNG Y:B’F’D E
-Dung troïng ñaát trung bình trong moùng khoái qui öôùc :
= = 1.01(T/m)
- Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
P= 110*2.5+2952*1.01= 3256 (T).
-Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc(tính vôùi caëp noäi löïc soá 2):
= N+ P= 950 +3256= 4206 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 76.47 +15(2.2+29.3) = 549 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W== = 174 m
è=
= + = 47.5 (T/m)
= - 41.2 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= 44.36 (T/m).
6.3 Aùp löïc tieâu chuaån cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
Söùc chòu taûi tính toaùn giôùi haïn theo traïng thaùi giôùi haïn II, qui phaïmXD 45-78 cuûa Vieät Nam.Xeùt ñieàu kieän laøm vieäc ñoàng thôøi giöõa neàn vaø coâng trình, ta coù coâng thöùc sau:
R= (A*B+ B*H+ Dc)
Trong ñoù:
-Khi = 2830’ tra baûng vaø noäi suy ñöôïc:
A= 0.912 ; B= 5.097 ; D=7.535
-k= 1 (vì caùc thoâng soá tính toaùn laáy tröïc tieáp töø thí nghieäm) laø heä soá ñoä tin caäy
-m=1.1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn
-m= 1.2 laø heä soá ñieàu khieän laøm vieäc cuûa coâng trình
-= 1.05 (T/m) laø dung troïng ñaát ngay muõi coïc
-= 1.01(T/m) dung troïng trung bình cuûa ñaát trong moùng khoái qui öôùc.
- c= 0.24(T/m) laø löïc dính ñôn vò cuûa ñaát ngay muõi coïc
-H=31.5m Chieàu cao moùng khoái qui öôùc.
Vaäy:
R= 1.2*1.1(0.912*9.8*1.05+5.097*31.5*1.01+7.535*0.24) = 229 (T/m)
Vaø 1.2 R= 275(T/m)
6.4 Ñieàu kieän kieåm tra:
a. Vôùi caëp noäi löïc soá 2:
1.2 R= 275(T/m) >= 47.5 (T/m). Thoûa
R= 229(T/m) >= 44.36 (T/m).Thoûa
= 41.2 (T/m) > 0 .Thoûa
Vôùi caëp noäi löïc soá 1:
N= 950 (T); M= 76.47 (Tm) vaø Q= H= 15 (T).Gioáng nhö caëp noäi löïc soá 2 neân khoâng caàn kieåm tra laïi.
Vôùi caëp noäi löïc soá 3:
M= - 71.17 (Tm); N= 950(T) vaø Q= H= -13 (T).
-Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= N+ P= 950 +3256= 4206 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 71.17 +13(2.2+29.3) = 481 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W== = 174 m
è=
= + = 47.13 (T/m)
= - = 41.61 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= = 44.37 (T/m).
So saùnh :
1.2 R= 275(T/m) >= 47.13 (T/m). Thoûa
R= 229(T/m) >= 44.37 (T/m).Thoûa
= 41.61 (T/m) > 0 .Thoûa
Keát luaän ñaát döôùi moùng khoái qui öôùc ñuû khaû naêng chòu löïc.
7. Kieåm tra luùn cho moùng:
Ñeå kieåm tra luùn cho moùng ta duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn: chia phaàn ñaát döôùi ñaàu coïc thaønh nhieàu lôùp vôùi beà daøy =2.45m.Choïn =2 m ñeå tính toaùn.
7.1 Tính öùng suaát gaây luùn:
do troïng löôïng do taûi troïng ngoaøi
baûn thaân gaây luùn
Ta coù aùp löïc tieâu chuaån trung bình döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc laø = 44.37 (T/m).
è Aùp suaát gaây luùn ngay taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
P= - *H= 44.37-1.01*31.5= 12.56 (T/m)
- Tính öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân :Chia lôùp ñaát döôùi muõi coïc thaønh nhieàu lôùp phaân toá daøy 2m vaø ñaùnh soá thöù töï töø 0,1,2…8.Sau ñoù tính = z* ngay ñieåm döôùi cuûa lôùp ñaát phaân toá theo baûng sau:
Ngay ñieåm 0 ta coù = = 34.35 (T/m).
ÑIEÅM
0
1
2
3
4
5
6
7
8
(T/m)
34.35
36.45
38.55
40.65
42.75
44.85
46.95
49.05
51.15
-Tính öùng suaát do taûi troïng ngoaøi gaây ra : = 4k* P
Trong ñoù kphuï thuoäc vaøo kích thöôùc moùng khoái qui öôùc vaø ñoä saâu z .
Baøi Taäp Cô Hoïc Ñaát cuûa Vuõ Coâng Ngöõ vaø noäi suy ñöôïc k
-Tính cho lôùp ñaát soá 1: = 1.3; = 0.47 èk= 0.2376
= 4*0.2376* 12.56 = 11.94(T/m).
-Tính cho lôùp phaân toá soá2: = 1.3; = 0.93èk= 0.1957
= 4*0.1957* 12.56 = 9.83 (T/m).
-Tính cho lôùp ñaát soá 3: Ta coù := 1.3; =1.4 èk= 0.1465
= 4* 0.1465*12.56 = 7.36 (T/m).
-Tính cho ñieåm soá 4: Ta coù :=1.3; =1.86èk= 0.1086
= 4k*P= 4*0.1086* 12.56 = 5.46 (T/m)
So saùnh thaáy ôû lôùp phaân toá soá 3:= 7.36(T/m) <= 8.13(T/m).
Vaäy ta döøng tính luùn ôû ñoä saâu 6m döôùi ñaàu coïc.
7.2 Tính luùn cho moùmg M1:
Ta coù coâng thöùc tính luùn nhö sau:
S = .
Vôùi:a= maø
Vì ñaát döôùi ñaùy moùng laø ñoàng nhaát (chæ coù moät lôùp soá 6) neân E vaø alaø haèng soá.
Tra baûng giaù trò cuûa = 0.27 è a= = 0.00028 (m/T)
Vaäy :
S = = a= 0.00028*2*(11.94+9.83+7.36) = 0.016m
S = 1.6 cm < = 8 cm .Thoûa ñieàu kieän neùn luùn, coâng trình oån ñònh.
8. Tính toaùn coïc ñöùng chòu taûi troïng ngang:
Ta deã daøng nhaän thaáy raèng coïc ñöùng chòu taûi ngang yeáu hôn coïc xieân , nhöng trong thöïc teá daây döïng, ñaëc bieät laø nhöõng coâng trình xaây chen vaø coù maët baèng nhoû thì vieäc thi coâng coïc nghieâng laø ñieàu khoâng theå. Maët khaùc tyû soá giöõa taûi ñöùng vaø taûi ngang cuûa coâng trìng daân duïng thöôøng khoâng lôùn .Chính vì vaäy maø coïc ñöùng ñöôïc choïn ñeå vöøa chòu taûi troïng ñöùng laãn chòu taûi troïng ngang.
Khi coïc chòu taûi troïng ngang, ñaát xung quanh coïc ñöôïc xem nhö moâi tröôøng ñaøn hoài bieán daïng tuyeán tính , ñaëc tröng bôûi heä soá neàn C:
C= K* z laø heä soá neàn theo phöông ngang ôû ñoä saâu z.
Trong ñoù :
K = 400(T/m) laø heä soá tyû leä, phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát xung quanh coïc vaø ñöôïc laáy theo baûng G1 cuûa phuï luïc G tieâu chuaån xaây döïng TCXD205-1998.
z laø ñoä saâu cuûa vò trí tieát dieän maø ta ñang xeùt (m).keå töø maët ñaát ñoái vôùi ñaøi cao hoaëc keå töø ñaùy ñaøi ñoái vôùi moùng ñaøi thaáp.
Phöông trình truïc uoán cuûa coïc coù daïng:
EI+ = 0
Giaûi phöông trình vi phaân naøy ta coù:Aùp löïc tính toaùn (T/m); Moâment uoán M(Tm): löïc caét Q(T) trong caùc tieát dieän coïc nhö sau:
= .
M= .
Q= .
Trong ñoù :
z= = 0.7*z laø chieàu saâu tính ñoåi.
l= l*= 29.3*0.7= 20.51 m laø chieàu daøi coïc trong ñaát tính ñoåi.
I= (0.4)/12= 0.00213 m.
Vôùi: = = 0.7 laø heä soá bieán daïng.
blaø beà roäng qui öôùc cuûa coïc. Theo TCVN 205 :1998, khi d< 0.8m thì b= 1.5d +0.5 m
è b= 2.6m.
8.1 Tính caùc chuyeån vò :
Caùc chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình maët ñaát, do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët cao trình naøy gaây ra :
= = 0.00113 (m/T).
= = 0.00052 (1/T).
= *1.732= 0.0004(1/(Tm)).
Vôùi : tra trong baûng G2 cuûa TCVN 205:1998 .
Moâment uoán vaø löïc caét cuûa coïc taïi cao trình maët ñaát:
H= = 1.15 (T)
M= + H*l= 8.39 (Tm).
CHUYEÅ N VÒ CUÛA COÏC KHI CHÒU TAÙC DUÏNG CUÛA MOÂMENT VAØ TAÛI NGANG
Chuyeån vò ngang y vaø goùc xoay taïi cao trình maët ñaát:
y= H*+ M*= 1.15*0.00113+ 8.39*0.00052= 0.0043m
y= 0.56cm.
= H*= 1.15* 0.00052 + 8.39* 0.0004
= 0.0029(rad)
Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc:
= 0.0056+0.0029*2.2++= 0.0185m.
Goùc xoay cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc:
= 0.0039+
= 0.0074 (rad).
8.2 Ñieàu kieän kieåm tra:
= 0.56cm = 1cm .Thoûa
= 0.0029 (rad) <= 0.005 (rad). Thoûa
Vaäy coïc chòu ñöôïc taùc duïng ngang cuûa taûi troïng.
8.3 Oån ñònh cuûa neàn quanh coïc:
Ñieàu kieän oån ñònh neàn ñaát xung quanh coïc khi coù aùp löïc ngang do coïc taùc ñoäng coù daïng:
.
Trong ñoù :
= : laø öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu z.
cvaø laø löïc dính vaø goùc ma saùt trong tính toaùn cuûa ñaát.
= 0.3 laø heä soá khi duøng coïc eùp.
= 1 laø heä soá duøng cho moïi coâng trình.
laø heä soá xeùt ñeán tyû leä aûnh höôûng cuûa phaàn taûi troïng thöôøng xuyeân trong toång taûi: = = = 0.951
Vôùi :
M=3(Tm) laø moâent do taûi thöôøng xuyeân.
M= M- M= 87.94 – 3 = 84.94 (Tm) laø moâment do taûi taïm thôøi.
n = 2.5 tröø tröôøng hôïp moùng baêng vaø coâng trình quan troïng khaùc.
l= 20.51 m > 5 coïc daøi chòu uoán , oån ñònh neàn theo phöông ngang ñöôïc kieåm tra taïi ñoä saâu z = = =1.21 m keå töø ñaùy ñaøi moùng.Vaäy tieát dieän ñoaïn coïc ñang xeùt naèm troïn trong lôùp ñaát soá 4 coù ø ; c= 1.39(T/m) vaø = = 0.948 (T/m).
Vaäy khaû naêng chòu aùp löïc ngang cuûa lôùp ñaát soá 4:
= 1*0.951* (0.948*1.21*tg1235’+0.3*1.39)
= 2.62(T/m)
Tra baûng G3 TCXD205:1998 .Ta coù caùc heä soá: .
Vì coïc chæ caàn kieåm tra ôû ñoä saâu 1.21m neân ta laáy doaïn coïc daøi 5m vaø chia ra laøm töøng maët caét caùch nhau moät ñoaïn 0.2m ñeå khaûo saùt.
Nhaän thaáy ôû ñoä saâu z=1.21m:
0.92 (T/m) < = 2.62(T/m).Thoûa .
BAÛNG TÍNH AÙP LÖÏC NGANG, DOÏC THEO THAÂN COÏC
z(m)
z(m)
A
B
C
D
0.00
0
1
0
0
0
0.00
0.29
0.2
1
0.2
0.02
0.001
0.52
0.57
0.4
1
0.4
0.08
0.011
0.82
0.86
0.6
0.999
0.6
0.18
0.036
0.95
1.14
0.8
0.997
0.799
0.32
0.085
0.94
1.43
1
0.992
0.997
0.499
0.167
0.84
1.71
1.2
0.979
1.192
0.718
0.288
0.68
2.00
1.4
0.955
1.379
0.974
0.456
0.49
2.29
1.6
0.913
1.553
1.264
0.678
0.30
2.57
1.8
0.848
1.706
1.584
0.961
0.16
2.86
2
0.735
1.823
1.924
1.308
0.00
3.14
2.2
0.575
1.887
2.272
1.72
-0.08
3.43
2.4
0.347
1.874
2.609
2.105
-0.17
3.71
2.6
0.033
1.755
2.907
2.724
-0.08
4.00
2.8
-0.385
1.49
3.128
3.288
0.00
4.29
3
-0.928
1.037
3.225
3.858
0.10
5.00
3.5
-2.928
-1.272
2.463
4.98
0.44
5.71
4
-5.853
-5.941
-0.927
4.548
0.51
BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC CUÛA COÏC CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG
8.4 Tính moâment uoán thaân coïc khi chòu taûi troïng ngang :
Chia thaân coïc ra laøm nhieàu ñoaïn caùch nhau 0.2m ñeå khaûo saùt.
BAÛNG TÍNH MOÂMENT UOÁN, DOÏC THEO THAÂN COÏC M
z(m)
z(m)
A
B
C3
D
M(Tm)
0
0
0
0
1
0
8.39
0.29
0.2
-0.001
0
1
0.2
8.70
0.57
0.4
-0.011
-0.002
1
0.4
8.89
0.86
0.6
-0.036
-0.011
0.998
0.6
8.93
1.14
0.8
-0.085
-0.034
0.992
0.799
8.77
1.43
1
-0.167
-0.083
0.975
0.994
8.38
1.71
1.2
-0.287
-0.173
0.938
1.183
7.87
2.00
1.4
-0.455
-0.319
0.866
1.358
7.16
2.29
1.6
-0.676
-0.543
0.739
1.507
6.37
2.57
1.8
-0.956
-0.867
0.53
1.612
5.51
2.86
2
-1.295
-1.314
0.207
1.646
4.65
3.14
2.2
-1.693
-1.906
-0.271
1.575
3.76
3.43
2.4
-2.141
-2.663
-0.941
1.352
2.94
3.71
2.6
-2.621
-3.6
-1.877
0.917
2.04
4.00
2.8
-3.103
-4.718
-3.408
0.197
-1.30
4.29
3
-3.541
-6
-4.688
-0.891
0.36
BIEÅU ÑOÀ MOÂMENT UOÁN COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG
M
8.5 Tính löïc caét thaân coïc khi chòu taûi troïng ngang:
BAÛNG TÍNH LÖÏC CAÉT THAÂN COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG
z(m)
zm)
A
B
C
D
0.00
0
0
0
0
1
1.15
0.29
0.2
-0.02
-0.003
0
1
0.95
0.57
0.4
-0.08
-0.021
-0.003
1
0.43
0.86
0.6
-0.18
-0.072
-0.016
0.997
-0.23
1.14
0.8
-0.32
-0.171
-0.051
0.989
-0.94
1.43
1
-0.499
-0.333
-0.125
0.967
-1.61
1.71
1.2
-0.716
-0.575
-0.259
0.917
-2.17
2.00
1.4
-0.967
-0.91
-0.479
0.821
-2.60
2.29
1.6
-1.248
-1.35
-0.815
0.652
-2.91
2.57
1.8
-1.547
-1.906
-1.299
0.374
-3.05
2.86
2
-1.848
-2.578
-1.966
-0.057
-3.11
3.14
2.2
-2.125
-3.36
-2.849
-0.692
-3.08
3.43
2.4
-2.339
-4.228
-3.973
-1.592
-3.01
3.71
2.6
-2.437
-5.14
-5.355
-2.821
-2.93
4.00
2.8
-2.346
-6.023
-6.99
-4.445
-2.90
4.29
3
-1.969
-6.765
-8.84
-6.52
-2.92
BIEÅU DOÀ LÖÏC CAÉT THAÂN COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG
Q
9.Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng cuûa ñaøi coïc:
Nhö caùc phaàn tính toaùn ôû treân ta coù :
-Beà roäng cuûa ñaøi: B= 3.2m
-Chieàu daøi cuûa ñaøi:L= 5.6m
- Chieàu cao ñaøi H= 2.2m
- Beà roäng tieát dieän coät:b= 0.8m
-Chieàu cao tieát dieän coät:h= 1.1m
Coät ñaët ngay giöõa taâm moùng. Töø meùp coät ta döïng caùc maët phaúng hôïp thaønh goùc 45so vôùi truïc coät, hình giao nhau cuûa caùc maët phaúng naøy vôùi ñaùy ñaøi chính laø dieän tích ñaùy cuûa thaùp choáng xuyeân.
Kích thöôùc cuûa ñaùy thaùp choáng xuyeân:
L= 2h+h= 2100*2 +1100 = 5300
B= 2h+b= 2100*2 +800 = 5000
DIEÄN TÍCH THAÙP XUYEÂN
Dieän tích ñaùy cuûa thaùp choáng xuyeân (phaàn gaïch cheùo) bao phuû leân taát caû caùc coïc , chính vì vaäy maø ñaøi coïc khoâng coù löïc gaây thuûng ,cho neân ta khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng.
10.Tính coát theùp cho ñaøi coïc:
10.1 Tính aùp löïc ôû caùc ñaàu coïc :
Ta coù : P= 92 T vaø P= 80 T vaø P= 86T. Vaäy coù theå tính ñöôïc löïc treân caùc coïc coøn laïi baèng caùc heä thöùc löôïng trong tam giaùc vôùi giaù trò nhö sau:
== = 86 T
= = 81.3 T
= = 88.4 T
= 80 T
= 92 T
SÔ ÑOÀ TAÛI TROÏNG LEÂN ÑAÀU CAÙC COÏC.
SÔ ÑOÀ TÍNH THEÙP CHO ÑAØI MOÙNG COÏC EÙP M1
10.2 Tính theùp cho ñaøi coïc M1:
Theo phöông X ñaøi coïc xem nhö laø moät coângson ñöôïc ngaøm ôû meùp coät A-A.Chòu löïc laø caùc phaûn löïc cuûa ñaàu coïc soá 4,5,9,10,14,vaø 15 höôùng töø döôùi leân treân (hình veõ).
- Toång moâment uoán ñaøi theo phöông X laø M:
M= 0.65*() + 1.85*()= 683 (Tm).
- Theo phöông Y toång moâment laø M:
M= 0.8*() = 342.16 (Tm).
Tính theùp theo phöông X:
= 139 cm
Choïn theùp:
cm Töùc 2925 a110.
Haøm löôïng coát theùp:
= = 0.21%
Ñieàu kieän:
.Thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp.
Tính theùp theo p-höông Y:
= 69.63 cm
Choïn theùp:
= 71.26 cm .Töùc 2818 a200.
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp:
= 0.11% Thoûa .
10.3 Boá trí theùp cho ñaøi: (Xem baûn veõ keát caáu).
- Theùp chòu löïc ñöôïc ñaët theo tính toaùn vaø hai ñaàu beû co ñuùng qui ñònh. Chieàu cao ñaøi lôùn neân ta coù theå boá trí loàng theùp ôû phía treân nhaèm choáng nöùt do co ngoùt trong quaù trình ñoùng raén cuûa beâ toâng.Loàng theùp naøy coù theå duøng theùp 12 a500 hoaëc lôùn hôn vaø beû uoán theo hình daùnh cuûa cuûa ñaøi.
-Coát theùp chòu löïc theo phöông X (Mlôùn) phaûi ñaët ôû döôùi vaø löôùi theùp naøy thöôøng ñöôïc coá ñònh baèng haøn.
-Theùp chòu löïc cuûa coät ñöôïc beû co 90vaø xoøe ñeàu ra xung quanh ñeø leân treân theùp moùng. Vì moùng naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm neân laáy lôùp beâ toâng baûo veä a=100 ñoàng thôøi phaûi coù bieän phaùp xöû lyù choáng hieän töôïng xaâm thöïc cho moùng.
11. Tính toaùn vaø kieåm tra coïc trong khi vaän chuyeån vaø caåu laép:
Chieàu daøi toång coäng cuûa coïc keå caû phaàn ngaøm vaøo ñaøi laø L=30m, goàm 3 ñoaïn coïc 10m noái laïi vôùi nhau baèng hai moái noái.
11.1 Khi vaän chuyeån:
-Vò trí ñaët hai moùc caåu phuïc vuï cho vaän chuyeån:Troïng löôïng baûn thaân coïc:
q = 0.4*0.4*2.5*1.5= 0.6 T/m(laáy heä soá ñoäng n=1.5)
Ñöôøng kính theùp moùc caåu:
Phaûn löïc ôû hai goái töïa R= R== 3T
Fcuûa moùc caåu khi choïn theùp CII coù R=2600 (kG/cm)
F== = 1.15 cmChoïn 16 coù F= 2.01 cmcho an toaøn.
11.2 Khi caåu laép:
Phaûn löïc ôû goái töïa soá 2: R.
= 0 èR= = 4.24 T.
Tính theùp moùc caåu laép döïng :
= 1.63 cm. Vaäy choïn theùp 16 laø hôïp lyù cho caû caåu vaän chuyeån vaø caåu laép döïng.
12. Tính theùp cho coïc:
12.1 Tính theùp chòu löïc:
Ôû phaàn tính caùc thoâng soá cuûa coïc , döïa vaøo haøm löôïng coát theùp hôïp lyù ta choïn sô boä theùp trong coïc laø 422. Baây giôø ta kieåm tra laïi xem nhö vaäy coù ñuùng hay khoâng?
Trong phaàn tính moâment uoán coïc khi caåu laép vaän chuyeån ta coù moâment vaø löïc caét laø : M= 2.575 (Tm) ; Q= 4.2 T.
Ta duøng hai giaù trò naøy ñeå tính theùp cho coïc:
Tính = = 0.04 < A= 0.42
è= 0.5*(1+) = 0.979
T1inh theùp:
F= = 2.81 cm
Choïn theùp:F= 7.6 cm baèng 222 vaø ta boá trí theùp doái xöùng töùc laø 422 vôùi dieän tích coát theùp thöïc teá F= 15.2 cm
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp:
= 1.05% Thaûo ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp.
Kieåm tra laïi vôùi giaù trò cuûa moâment uoán coïc khi chòu taûi troïng ngang: M= 8.93(Tm)
Tính A:
= = 0.133 < A= 0.42
è= 0.5*(1+) = 0.928
= 10.28cm> Vaäy choïn laïi coát theùp:
F= 11.4 cm töùc 3 cho moãi caïnh è= 2.1% Thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp.
12.2 Tính theùp ñai cho coïc:
Nhö tính toaùn ta nhaän thaáy löïc caét thaân coïc loán nhaát laø khi caåu laép coïc , vôùi löïc caét
Q = 4.24T .Ta laáy giaù trò naøy ñeå tính theùp ñai cho coïc.
COÏC
Q(kG)
q(kG)
u(cm)
u(cm)
u(mm)
u(mm)
Ñaàu coïc
Giöõa coïc
Ñaàu coïc
Giöõa coïc
2860
1.97
816.10
271.89
150
300
100
200
12.3 Boá trí theùp cho coïc: (Xem baûn veõ keát caáu).Boá trí theùp cho coïc tuaân thuû theo : CAÁU TAÏO BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP cuûa Coâng Ty Tö Vaán Xaây Döïng Daân Duïng Vieät Nam, thuoäc Boä Xaây Döïng.
13. TÍNH MOÙNG M2:
13.1 Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng M2: (Moùng M2 duøng coïc gioáng nhö moùng M1)
Keát quaû phaân tích baèng SAP 2000 cho ta noäi löïc taïi chaân coät truyeàn xuoáng moùng M1 nhö sau:
- Choïn 3 caëp noäi löïc nguy hieåm.
Caëp soá 1: N, M,Q.
Caëp soá 2: M, N, Q.
Caëp soá 3:M, N, Q.
Laáy heä soá vöôït taûi n = 1.15è noäi löïc tính toaùn vaø tieâu chuaån ñöôïc thoáng keâ ôû baûng sau:
Baûng toång hôïp noäi löïc
Vò trí
Loaïi taûi
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
Coät C4
(M1)
Tieâu chuaån
76.47
950
15
-71.17
950
-13
950
76.47
15
Tính toaùn
87.94
1092.35
17.23
-81.84
1092.35
-14.71
1092.35
87.94
17.23
Coät D4
(M2)
Tieâu chuaån
24.08
431.17
9.27
-14.12
341.17
0.37
341.17
24.08
9.27
Tính toaùn
27.69
495.84
10.66
-16.24
495.84
0.42
495.84
27.69
10.66
Thöøa höôûng keát quaû tính toaùn cuûa moùng M1, ta coù caùc keát quaû sau:
Chieàu saâu choân moùng h= 2.6mè cao trình maët moùng -3.8m.
Tieát dieän coïc vuoâng 0.4x0.4 = 0.16m.Vaät lieäu laøm coïc BT M300, theùp CII. Khaû naêng chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä cuûa vaät lieäu :P= 227 (T).
Khaû naêng chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä cuûa ñaát neàn :Q = 136 (T).
13.2 Xaùc ñònh soá löôïng vaø boá trí coïc cho moùng M2:
Duøng caëp noäi löïc soá 2:
M= 27.69 (tm)èM= 24.08 (Tm)
N= 495.84 (T)èN= 431.17 (T)
Q= 10.66 (T)èN= 9.27 (T).
Soá löôïng coïc ñöôïc tính sô boä baèng coâng thöùc:
n= .
Trong ñoù:
= 495.84+( 0.4*7.25*8*2.5+0.3*0.4*15.25*2.5)*1.1= 564.49 (T) laø toång löïc doïc tính toaùn do coät truyeàn xuoáng moùng,keå theâm saøn taàng haàm vaø daàm kieàng maø ta chöa tính vaøo khi giaûi khung ngang(saøn daøy 400; daàm kieàng 300x800).
èN= 564.49/1.15= 490 (T) laø taûi troïng tieâu chuaån ngay treân moùng M2.
= 1.21.5 laø heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâment . Choïn = 1.3
è n= =1.3*= 5.39 caây. Choïn n= 6 coïc .
Boá trí coïc trong ñaøi:
Khoaûng caùch töø meùp ngoaøi cuûa ñaøi ñeán meùp ngoaøi coät bieân laø 200
Khoaûng caùch tim coïc laø 3d= 1.2m.
Boá trí 6 caây coïc laøm thaønh 3 haøng theo phöông chòu löïc .
Vaäy dieän tích ñaøi coïc :F= Bx L= 2 m x 3.2 m= 6.4 m.
Ta coù sô ñoà boá trí coïc nhö hình veõ döôùi ñaây:
Choïn chieàu cao ñaøi coïc H:Nhaèm ñaûm baûo ñaøi coïc chæ coù öùng suaát neùn , vôùi nhoùm coïc ít hôn 16 caây thì chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi h phaûi thoûa dieàu kieän sau:
B – 2 b B - 2 b-b
Trong ñoù:
B = 2 m laø beà roäng cuûa ñaøi coïc.
b= 0.6m laø beà roäng cuûa coät treân ñaøi.
b= 0.2m laø khoaûng caùch töø meùp coïc ngoaøi ñeán bieân cuûa ñaøi coïc.
Vaäy h > 2-2*0.2-0.6 =1 m .Choïn H= 2.2m, gioáng nhö moùng M1.
Troïng löôïng baûn theân cuûa ñaøi vaø phaàn ñaát treân ñaøi:
P= = 1.1 * 6.4 * 3 * 2.2 46.5 (T)
13.3 Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc:
-Heä soá nhoùm:
= 1-
Vôùi = artctg= arctg= 18.43
è= 1- = 1-18.43= 0.76
Khaû naêng chòu taûi cuûa nhoùm coïc :
P= * n* n* Q= 0.76* 3* 2*136= 620.16 (T).
(n=3 laø soá haøng coïc theo phöông chòu löïc, n=23 laø soá haøng coïc theo phöông vuoâng goùc ).
- Ñieàu kieän kieåm tra : P= 620.16 > N+ P= 495.84+46.5 =542.34 (T) thoûa.
13.4 kieåm tra söùc chòu taûi cuûa coïc:
Toång löïc doïc:= N+ P= 542.34(T).
Toång moâment:= M+H* H= 27.69 +10.66*2.2 = 51.14 (Tm)
Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau:
P= .
Ñieàu kieän kieåm tra:
PQ vaø P0 .
Theo hình veõ
x= 1.2m
= 4*1.2= 5.76 m
(xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc theo phöông chòu löïc .
Vaäy:
P= + = 104.73 (T) < Q= 136 (T) Thoûa.
P= - = 83.43 (T) > 0 Thoûa.
èP= 94 (T).
Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân.
13.5 Kieåm tra öùng suaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc :
- Xaùc ñònh goùc ma saùt trong trung bình:
= = = 2241’
èGoùc môû = 540’
-Chieàu daøi moùng khoái qui öôùc L:
L=2*ltg +7d= 2*29.3tg540’+ 7* 0.4 = 8.61 m
- Chieàu roäng moùng khoái qui öôùc B:
B= 2*ltg +3d= 2*29.3tg540’+ 3* 0.4 = 7 m
- Dieän tích moùng khoái qui öôùc:
F= 8.61*7 = 60.27 m
Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc vaø öùng suaát tieâu chuaån döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
-Theå tích chieám choå cuûa ñaøi vaø coïc:
V= 2.2* 6.4 +29.3*0.4*0.4* 6= 14.08+28.13= 42.2 m
- Theå tích ñaát trong moùng khoái qui öôùc:
V= V- V= 31.5* 60.27 – 42.2 = 1856.3 m
-Dung troïng ñaát trung bình trong moùng khoái qui öôùc :
= = 1.01(T/m)
- Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
P= 42.2*2.5+1856.3*1.01= 1980 (T).
-Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc(tính vôùi caëp noäi löïc soá 2):
= N+ P= 490+1980 = 2470 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 24.08 +9.27(2.2+29.3) = 316 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W== = 86.5 m
è=
= + 45 (T/m)
= - 38 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= 41.5 (T/m).
-Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc(tính vôùi caëp noäi löïc soá 3):
Giaù trò cuûa caëp löïc soá 3:
= N+ P= 490 +1980 = 2470 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 14.12 +0.37(2.2+29.3) 26 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W= 86.5 m
è=
= + = 41.28(T/m)
= - 40.86(T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= 41 (T/m).
13.6 Cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
Theo phaàn tính toaùn tröôùc ñoù ta coù:
Söùc chòu taûi tính toaùn giôùi haïn theo traïng thaùi giôùi haïn II, qui phaïmXD 45-78 cuûa Vieät Nam.Xeùt ñieàu kieän laøm vieäc ñoàng thôøi giöõa neàn vaø coâng trình, ta coù coâng thöùc sau:
R= (A*B+ B*H+ Dc)
Trong ñoù:
-Khi = 2830’ tra baûng vaø noäi suy ñöôïc:
A= 0.912 ; B= 5.097 ; D=7.535
-k= 1 (vì caùc thoâng soá tính toaùn laáy tröïc tieáp töø thí nghieäm) laø heä soá ñoä tin caäy
-m=1.1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn
-m= 1.2 laø heä soá ñieàu khieän laøm vieäc cuûa coâng trình
-= 1.05 (T/m) laø dung troïng ñaát ngay muõi coïc
-= 1.01(T/m) dung troïng trung bình cuûa ñaát trong moùng khoái qui öôùc.
- c= 0.24(T/m) laø löïc dính ñôn vò cuûa ñaát ngay muõi coïc
-H=31.5m Chieàu cao moùng khoái qui öôùc.
Vaäy:
R= 1.2*1.1(0.912*7*1.05+5.097*31.5*1.01+7.535*0.24) = 225 (T/m)
Vaø 1.2 R= 270(T/m)
Ñieàu kieän kieåm tra :
1.2 R> vaø R>. So saùnh vôùi keát quaû tính toaùn ta thaáy ñieàu naøy luoân thoûa maõn vôùi moïi caëp noäi löïc ñaõ choïn.
Keát luaän ñaát döôùi moùng M2 ñuû khaû naêng chòu löïc.
13.7 tính luùn cho moùng M2:
Ta cuõng duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn: chia lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc ra thaønh nhieàu lôùp phaân toá nhoû coù beà daøy , choïn .
Caùch laøm gioáng nhö moùng M1:
Ta coù aùp löïc tieâu chuaån trung bình lôùn nhaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc laø = 41.5 (T/m).
è Aùp suaát gaây luùn ngay taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
P= - *H= 41.5 -133.86.01*31.5= 9.69 (T/m)
- Tính öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân :Chia lôùp ñaát döôùi muõi coïc thaønh nhieàu lôùp phaân toá daøy 1m vaø ñaùnh soá thöù töï töø 0,1,2…8.Sau ñoù tính = z* ngay caùc ñieåm döôùi cuûa lôùp ñaát phaân toá theo baûng sau:
Ngay ñieåm 0 ta coù = = = 32.85 (T/m) vaø
ÑIEÅM
0
1
2
3
4
5
6
7
8
(T/m)
32.85
33.86
34.87
35.88
36.89
37.9
38.91
39.92
40.93
-Tính öùng suaát do taûi troïng ngoaøi gaây ra : = k* P
Trong ñoù k phuï thuoäc vaøo kích thöôùc moùng khoái qui öôùc vaø ñoä saâu z .Tra baûng III-2 saùch Baøi Taäp Cô Hoïc Ñaát cuûa Vuõ Coâng Ngöõ vaø noäi suy caùc giaù trò k.
- Lôùp phaân toá thöù 1:.23 vaø = 0.232 èk= 0.9912
è= 0.9912 * 9.69 = 9.78(T/m).
-Lôùp ñaát phaân toá thöù 2: .23 vaø = 0.29 èk= 0.9832.
è= 0.9832 * 9.69 = 9.53 (T/m).
-Lôùp ñaát phaân toá thöù 3: .23 vaø = 0.43 èk= 0.9593
è= 0.9593*9.69 = 9.30(T/m).
- Lôùp ñaát phaân toá thöù 4: .23 vaø = 0.57 èk= 0.9187
è= 0.9187*9.69 = 8.9(T/m).
- Lôùp ñaát phaân toá thöù 5: .23 vaø = 0.71 èk= 0.866
è= 0.866*9.69 = 8.39(T/m).
- Lôùp ñaát phaân toá thöù 6: .23 vaø = 0.86 èk= 0.803
è= 0.803*9.69 = 7.78(T/m).
- Lôùp ñaát phaân toá thöù 7: .23 vaø = 1 èk= 0.7404
è= 0.7404*9.69 = 7.17(T/m).
So saùnh thaáy:= 7.17(T/m) < = 39.92(T/m).
Vaäy chieàu saâu chòu neùn laø H= 7m vaø ta tính luùn ñeán cao trình naøy.
Ta coù coâng thöùc tính luùn nhö sau:
S = .
Vôùi:
a= maø
Vì ñaát döôùi ñaùy moùng laø ñoàng nhaát (chæ coù moät lôùp soá 6) neân E vaø alaø haèng soá.
Tra baûng giaù trò cuûa = 0.27 è a= = 0.00028 (m/T)
Vaäy :
S = a= 0.00028*2*(9.78+9.53+9.3+8.9+8.39+7.78+7.17) = 0.028m
S= 2.8 cm< = 8cm. Ñaït.
13.8 Ñoä luùn leäch cuûa caùc moùng:
Ta coù ñoä luùn cuûa moùng M1 laø S= 1.6 cm vaø cuûa moùng M2 laø S= 2.8 cm
Ñoä luùn leäch giöõa hai moùng laø:
= 1.2 cm.
Ñoä luùn leäch töông ñoái:
= = 0.0015 (L laø khoaûng caùch giöõa hai moùng).
Ñoä luùn leäch töông ñoái cho pheùp:
= 0.002.
Ñieàu kieän kieåm tra:
. Ñaït yeâu caàu.
13.9 Tính theùp cho ñaøi moùng M2:
Ta coù :
; vaø
Theo phöông X ñaøi coïc xem nhö laø moät coângson ñöôïc ngaøm ôû meùp coät A-A.Chòu löïc laø caùc phaûn löïc cuûa ñaàu coïc soá 3 vaø 6 höôùng töø döôùi leân treân .
- Toång moâment uoán ñaøi theo phöông X laø M:
M= 0.85*() = 0.85*2*104.73 = 178 (Tm).
- Theo phöông Y toång moâment laø M:
M= 0.3*() = 0.3*( 83.43+94+104.73)=84.65(Tm).
Tính theùp theo phöông X:
= 36.22 cm
Choïn theùp:
cm Töùc 1320 a150
Haøm löôïng coát theùp:
= = 0.1%
Ñieàu kieän:
.Thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp.
Tính theùp theo p-höông Y:
= 17.22 cm
Choïn theùp:
= 40.72 cm .Töùc 1618 a200.
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp:
= 0.07% Thoûa neáu choïn .
Boá trí theùp cho ñaøi moùng M2:
Caùch boá trí gioáng nhö M1( Xem hình veõ keát caáu moùng).
13.10 Ñieàu kieän xuyeân thuûng:
Vì ta choïn chieàu cao ñaøi theo ñieàu kieän ñeå trong ñaøi chæ coù öùng neùn chöù khoâng coù löïc xuyeân thuûng, nghóa laø hình thaùp choáng xuyeân ñaõ truøm leân taát caû caùc coïc do ñoù ta khoâng phaûi kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng cho moùng.
14. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa coïc theo keát quaû neùn tónh:
Neùn coïc tónh doïc truïc hoaëc thaúng goùc vôùi truïc laø moät phöông phaùp ñaùng tin caäy nhaát ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh söùc chòu taûi doïc truïc hoaëc aùc ñònh söùc chòu taûi ngang cuûa coïc.
Vieäc laøm naøy cho pheùp ta kieåm nghieäm laïi caùc phöông phaùp tính toaùn söùc chòu taûi khaùc cho coïc vaø ñeå bieát chính xaùc söùc chòu taûi thöïc teá cuûa coïc ñaõ thi coâng.
Phöông phaùp thí nghieäm naøy laø taêng taûi töøng caáp leân coïc vaø ño ñoä luùn oå ñònh töông öùng, cho tôùi luùc ñaït giaù trò cöïc haïn cuûa taûi taùc ñoäng. Töø ñöôøng quan heä giöõa taûi vaø ñoä luùn ta coù theå suy ra söùc chòu taûi cöïc haïn Q;söùc chòu taûi töø bieán Q vaø söùc chòu taûi cho pheùp Qcuûa coïc.
Q= Q; Q= vaø hoaëc
PHÖÔNG AÙN MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI
I.Phaïm vi aùp duïng vaø öu khuyeát ñieåm cuûa coïc khoan nhoài:
Coïc khoan nhoài ñöôïc söû duïng trong caùc tröôøng hôïp taûi troïng cuûa coâng trình lôùn ( nhaø cao taàng, caàu, caûng ,...) vaø coâng trình xaây döïng trong khu daân cö. ÔÛ nöôùc ta caùc coâng trình nhaø cao taàng ñaõ ñöôïc xaây döïng trong caùc thaønh phoá lôùn nhö Haø Noäi, Thaønh Phoá Hoà Chí Minh haàu heát ñeàu duøng moùng coïc khoan nhoài.Vaø thöïc teá xaây döïng cho thaáy vieäc söû duïng coïc khoan nhoài cho caùc nhaø cao taàng laø hôïp lyù vôùi nhöõng öu, nhöôïc ñieåm sau ñaây:
a.Öu ñieåm:
- Coïc khoan nhoài coù khaû naêng chòu taûi lôùn, ñeán vaøi nghìn taán do vieäc duøng coïc ñöôøng kính lôùn vaø chieàu daøi coïc cuõng daøi hôn: Ñöôøng kính coïc coù theå leân ñeán 2.4m ; chieàu daøi tôùi 100m . coù khaû naêng môû roäng muõi coïc,thaân coïc vaø coù theå khoan nghieâng moät goùc 1:5 ñeå taêng söùc chòu taûi cho coïc. Ñaây laø moät öu ñieåm vöôït troäi cuûa coïc khoan nhoài.
- Quaù trình thi coâng coïc khoan nhoài giaûm thieåu ñeán möùc toái ña caùc chaán ñoäng vaø tieáng oàn cuõng nhö caùc taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng .
- Coïc khoan nhoài haàu nhö khoâng gaây hieän töôïng troài ñaát do ñoù khoâng aûnh höôûng vaø hö haïi caùc coâng trình laân caän, traùnh ñöôïc nhöõng phieàn phöùc vaø raéc roái trong quaù trình xaây döïng.
- Hoá khoan coïc nhoài coù theå xuyeân qua lôùp ñaù traàm tích hay lôùp ñaát raát cöùng. Khaû naêng naøy coïc eùp ñaønh phaûi boù tay.
b. Nhöôïc ñieåm:
-Coâng ngheä thi coâng moùng coïc khoan nhoài coøn nhieàu phöùc taïp, ñoøi hoûi trình ñoä khoa hoïc kyõ thuaät cao vaø quaù trình ñaùnh giaù kieåm tra chaát löôïng coïc gaëp raát nhieàu khoù khaên do ñoù giaù thaønh ngaát ngöôõng laøm xoùt daï caùc nhaø ñaàu tö .Chính vì vaäy maø coïc khoan nhoài chæ ñöôïc duøng haïn cheá cho caùc coâng trình nhaø cao taàng coù taûi troïng lôùn treân neàn ñaát yeáu maø coïc eùp khoâng theå ñaûm nhaän ñöôïc.
- Khaéc phuïc vaø söûa chöõa nhöõng khuyeát taät cuûa coïc trong quaù trình thi coâng laø vieäc laøm heát söùc khoù khaên vaø ñoâi khi laø khoâng theå, maø neáu coù theå thì chi phí raát cao.
- Do duøng dung dòch Bentonite hoaëc oáng loùt(seõ ruùt leân trong khi ñoå beâ toâng) laøm cho ma saùt giöõa ñaát vaø thaønh beân cuûa coïc giaûm ñi. Hôn nöõa khi haï loàng theùp ñaát thaønh hoá deã saït lôõ xuoáng ñaùy hoá khoan laøm taêng ñoä luùn cuûa moùng.
II. Thieát keá moùng coïc khoan nhoài cho moùng:
Sô ñoà moùng :
Sô ñoà boá trí moùng cho maët baèng coâng trình nhö phaàn tính moùng coïc eùp . Moùng M1 laø moùng chòu taûi lôùn nhaát .
Phaân loaïi moùng vaø maët baèng moùng nhö hình veõ:
2.TÍNH MOÙNG M1:
Keát quaû phaân tích baèng SAP 2000 cho ta noäi löïc taïi chaân coät truyeàn xuoáng moùng M1 nhö sau:
Choïn 3 caëp noäi löïc nguy hieåm.
Caëp soá 1: N, M,Q.
Caëp soá 2: M, N, Q.
Caëp soá 3:M, N, Q.
Laáy heä soá vöôït taûi n = 1.15è noäi löïc tính toaùn vaø tieâu chuaån ñöôïc thoáng keâ ôû baûng sau:
Baûng toång hôïp noäi löïc
Vò trí
Loaïi taûi
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
Coät C4
(M1)
Tieâu chuaån
76.47
950
15
-71.17
950
-13
950
76.47
15
Tính toaùn
87.94
1092.35
17.23
-81.84
1092.35
-14.71
1092.35
87.94
17.23
Coät D4
(M2)
Tieâu chuaån
24.08
431.17
9.27
-14.12
341.17
0.37
341.17
24.08
9.27
Tính toaùn
27.69
495.84
10.66
-16.24
495.84
0.42
495.84
27.69
10.66
2.1 Choïn chieàu saâu choân moùng h:
Ta choïn chieàu saâu choân moùng sao cho thoûa maõn ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp, coù nghóa laø P.
Trong ñoù: Plaø aùp löïc bò ñoäng cuûa ñaát( ñaõ boû qua löïc dính c)
H laø löïc xoâ ngang ñaàu coïc , noù chính laø löïc caét chaân coät Q
Ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp:
Giaû söû ñaøi coïc ñöôïc choân vaøo lôùp ñaát soá 3, ta coù:
Q= 15T;;
h> h= 0.7** tg(45-).
Vaø neáu choïn beà roäng ñaøi coïc B= 2m thì :
h= 0.7** tg(45-) = 2.23m.
Choïn h= 2.6m. Nhö vaäy cao trình maët moùng laø -3.8 m so vôùi maët neàn coâng trình.
2.2 Caùc thoâng soá cuûa coïc:
Giaûi phaùp moùng coïc khoan nhoài laø nhaèm giaûm soá löôïng coïc, taêng khaû naêng chòu taûi cuûa coïc baèng caùch taêng ñöôøng kính vaø chieàu daøi cuûa coïc. Vì vaäy choïn chieàu daøi coïc sao cho coïc caám saâu vaøo trong lôùp daát soá 6 moät ñoaïn ñuû daøi, coù theå laáy l= 40m (trong ñoù 0.7m ngaøm chaët vaøo ñaøi).Vaø ñöôøng kính coïc laø D.
- Nhö vaäy coïc choân saâu vaøo lôùp ñaát soá 6 moät ñoaïn laø 25.5m vaø xem nhö ngaøm, è phaàn coïc töï do chính laø chieàu daøi cuûa coïc. Vaäy chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc:
l= 0.5H=0.5x13.1 = 6.55m
Ñoä maûnh cuûa coïc
== 31èr= 20 cm
Maø ; è = >20
Vaäy D >80 cm. choïn D = 1m
Dieän tích maët caét ngang thaân coïc :
A= = 0.785 m= 7850 cm
Vaät lieäu laøm coïc :
Beâ toâng maùc 300 coù
R= 130 (kG/cm); R= 10(kG/cm).
Theùp chòu löïc:Caên cöù vaøo haøm löôïng coát theùp hôïp lyùcho coïc 0.6%
è Dieän tích coát theùp caàn boá trí laø F= 0.006*7850 47.1 cmtöùc 1620.
Vaäy F= 50.24 cm.Choïn theùp CIII : R= R= 3400 (kG/cm);
E= 2100000(kG/cm).Giôùi haïn chaûy: R= 4000 (kG/cm)
Theùp ñai 10 coù R= 2700(kG/cm) vaø f= 1.234 cm.
3.Tính söùc chòu taûi cuûa coïc:
3.1 Söùc chòu taûi theo vaät lieäu laøm coïc: Q
Söùc chòu taûi cuûa vaät lieäu laøm coïc khoan nhoài khoâng gioáng vôùi coïc cheá taïo saün, maø noù ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:(Theo qui phaïm TCXD195:1997).
Q=
Trong ñoù:
- laø cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâ toâng coïc nhoài vaø ñöôïc laáy :
+ = (kG/cm) nhöng khoâng lôùn hôn 60 (kG/cm) khi ñoå beâ toâng döôùi nöôùc hoaëc trong buøn.
+ nhöng khoâng lôùn hôn 70(kG/cm) khi ñoå beâ toâng trong hoá khoan khoâ.
Vaäy laáy = min (60 vaø 66.6) = 60 (kG/cm ).
- laø cöôøng ñoä tính toaùn cho pheùp cuûa coát theùp vaø ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
+ Khi <28mm, thì = 2666 (kG/cm) nhöng khoâng lôùn hôn 2200(kG/cm).
+ Khi >28mm, thì = 2666(kG/cm) nhöng khoâng lôùn hôn 2000(kG/cm).
Vaäy laáy = Min (2666 vaø 2200)= 2200 (kG/cm).
Q= = 60*(7850 -50.24) + 2200*50.24 = 578 (T).
3.2 Söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn:
Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc:
.
a.tính thaønh phaàn söùc khaùng muõi Q:
Theo Tarzaghi:
Q= Ax q.
Vôùi: q= 1.3 c*N+ * N+0.4*B*N.
B = D = 0.8 m laø ñöôøng kính cuûa coïc
Ñaàu coïc ñaët voøa lôùp ñaát soá 6 coù caùc thoâng soá kyõ thuaät sau:
Ñoä aåm: W= 16.38%
Dung troïng töï nhieân: = 1.96(T/m)
Dung troïng khoâ: = 1.68(T/m)
Dung troïng ñaåy noåi: = 1.052(T/m)
Tyû troïng haït: = 2.66
Heä soá roãng: = 0.578
Goùc ma saùt trong: = 2830’
Löïc dính ñôn vò: c = 0.024 (kG/cm)
Modul ñaøn hoài: E= 95.5 (kG/cm).
Chieàu saâu muõi coïc h= -40.3m
Tra baûng ta coù caùc heä soá:
N= 18.895; N= 32.927 vaø N= 19.7
Tính öùng suaát höõu hieäu = *5.8+*8+* 20.5= 0.95*5.8 + 0.98*8 +1.05* 20.5
è= 35 (T/m)
Vaäy
q= 1.3 c*N+ * N+0.4*B*N
= 1.3*0.24*18.895 + 35*32.927 + 0.4*1.052*0.8*19.7
= 5.895 +1152.44 + 6.62 = 1165 (T/m).
è Q= Ax q= 0.785*1165 = 914 (T).
b.Tính thaønh phaàn Q:
- Löïc choáng caét ñôn vò,theo Coulomb ta coù coâng thöùc sau:
f= c+ * tg= c + K* * tg
Trong ñoù: K= K= (1 - sin)
laø goùc ma saùt giöõa ñaát vaø coïc.
laø öùng suaát phaùp tuyeán höõu hieäu taïi maët beân cuûa coïc vaø ñöôïc tính baèng coâng thöùc:
= . Vôùi K= K= (1 - sin)
Coù theå laáy = vaø = .
Coïc xuyeân qua 3 lôùp ñaát soá 4,5 vaø 6.
Laäp baûng tính fvaø Q= ()* u
Vôùi u = 3.14 * 1 = 3.14m laø chu vi cuûa coïc.
Lôùp ñaát
Z(m)
h(m)
(T/m)
(T/m)
c
(T/m)
(ñoä)
K
f
(T/m)
hf
(t/m)
Q
(T)
4
-11.6
5.5
0.95
5.51
1.39
922’
0.782
2.1
11.55
658
5
-19.6
8
0.98
13.35
0.95
146’
0.677
5.49
44
6
-40.3
20.8
1.05
35
0.24
2122’
0.523
7.4
154
Keát luaän söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn laø :
Q= Q+ Q= 658+914 = 1572 (T)
Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa ñaát neàn:
Q= + .
Vôùi:
FS= 2 laø heä soá an toaøn cho thaønh phaàn ma saùt beân.
FS= 3 laø heä soá an toaøn cho söùc khaùng muõi
è Q= + = + 433 (T)
So saùnh thaáy raèng Q= 433 (T) < P= 578 (T). Vaäy choïn cöôøng ñoä ñaát neàn ñeå tính toaùn moùng.
4. Xaùc ñònh soá löôïng vaø boá trí coïc cho moùng M1:
Soá löôïng coïc ñöôïc tính sô boä baèng coâng thöùc:
n= .
Trong ñoù:
= 1092.35+( 0.4*7.25*8*2.5+0.3*0.4*15.25*2.5)*1.1= 1161 (T) laø toång löïc doïc tính toaùn do coät treân ñaøi truyeàn xuoáng coïc.keå caû saøn taàng haàm vaø daàm kieàng(saøn taàng haàm daøy 400; daàm kieàng 300x600).
- = 1.21.5 laø heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâment . Choïn = 1.3
è n= =1.3*3.48 caây. Choïn n= 4 caây coïc .
Boá trí coïc trong ñaøi:
Khoaûng caùch töø meùp ngoaøi cuûa ñaøi ñeán meùp ngoaøi coïc bieân laø 300
Khoaûng caùch tim coïc laø 3d= 3 m.
Boá trí 4 caây coïc laøm thaønh 2 haøng theo phöông chòu löïc .
Vaäy dieän tích ñaøi coïc :F= Bx L= 4.6 m x 4.6 m= 21.16 m.
MAËT BAÈNG MOÙNG M1
5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc:
- Choïn chieàu cao ñaøi coïc H:
Nhaèm baûo ñaûm ñaøi coïc chæ coù öùng suaát neùn, vôùi nhoùm coïc ít hôn 16 caây, ta coù theå choïn beà daøy laøm vieäc cuûa ñaøi coïc h thoûa ñieàu kieän sau:
B – 2 b = 1.6m . Vaäy choïn = 2.1m
è H= 2.2 m gioáng nhö ñaøi coïc eùp
Trong ñoù:
B = 4.6 m laø beà roäng cuûa ñaøi coïc.
b= 0.8m laø chieàu roäng cuûa tieát dieän coät treân ñaøi.
b= 0.3m laø khoaûng caùch töø meùp coïc ngoaøi ñeán bieân cuûa ñaøi coïc.
- Troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi:
P= n* F* h* = 1.1*21.16* 3*2.4 = 168 (T).
( laø khoaûng caùch töø maët saøn taàng haàm ñeán ñaùy ñaøi)
-Heä soá nhoùm:
= 1-
Vôùi = arctg= arctg= 18.43
è= 1- = 1-18.43= 0.795
Khaû naêng chòu taûi cuûa nhoùm coïc :
P= * n* n* Q= 0.795*2*2*433= 1378 (T).
(n= 2 laø soá haøng coïc theo phöông chòu löïc, n= 2 laø soá haøng coïc theo phöông vuoâng goùc ).
- Ñieàu kieän kieåm tra : P= 1378 > N+ P= 1161+168 =1329 (T) thoûa.
6. Kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài:
a. Vôùi caëp noäi löïc soá 1:
Toång löïc doïc:= N+ P= 1161+168= 1329(T).
Toång moâment:= M+H*H= 87.94 +17.23*2.2 = 125.79 (Tm)
Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau:
P= .
Ñieàu kieän kieåm tra:
PQ vaø P0 .
Theo hình veõ
x= 1.5m;
= 4*1.5= 9 m
(xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc theo phöông X).
Vaäy:
P= + = 353 (T) < Q= 433 (T) Thoûa.
P= - = 331 (T) > 0 Thoûa.
Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân.
b. Vôùi caëp noäi löïc soá 3:
Toång löïc doïc:= N+ P= 1161+168= 1329(T).
Toång moâment:= M+H*H= 81.84 +14.71*2.2 = 114.2 (Tm)
Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau:
P= .
Ñieàu kieän kieåm tra:
PQ vaø P0 .
Theo hình veõ
x= 1.5m;
= 4*1.5= 9 m
(xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm haøng coïc theo phöông X).
Vaäy:
P= + = 351 (T) < Q= 409 (T) Thoûa.
P= - = 313 (T) > 0 Thoûa.
Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân.
c.Vôùi caëp noäi löïc soá 2 gioáng y caëp soá 1 neân ta khoâng caàn kieåm tra cho caëp naøy.
7.Kieåm tra öùng suaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
7.1 Kích thöôùc moùng khoái qui öôùc:
- Xaùc ñònh goùc ma saùt trong trung bình:
= = = 2345’
èGoùc môû = 6
- Chieàu roäng moùng khoá qui öôùc B:
B= 2*ltg +4d = 2*34.3tg6+4*1 = 11.21 m
Dieän tích moùng khoái qui öôùc:
F= 11.21 * 11.21 = 126 m
7.2 Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
-Theå tích chieám choå cuûa ñaøi vaø coïc:
V= 2.2*21.16 +34.3*3.14*0.5*0.5 *4 = 46.55 + 107.7 = 154.25 m
- Theå tích ñaát trong moùng khoái qui öôùc:
V= V- V= 36.5* 126 -154.25 = 4445 m
-Dung troïng ñaát trung bình trong moùng khoái qui öôùc :
= = 1.02(T/m)
Saøn taàng haàm
Giaèng moùng Giaèng moùng
SÔ ÑOÀ MOÙNG KHOÁI QUI ÖÔÙC MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI M1
-Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
P= 154.25*2.5+4445*1.02 = 4920 (T).
- Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc(tính vôùi caëp noäi löïc soá 1 vaø soá2):
= N+ P= 1010 +4920 = 5930 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 76.47 +15(2.2+34.3) = 624 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W= = 234.78 m
è=
= + = 50 (T/m)
= - 44 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= 47 (T/m).
6.3 Aùp löïc tieâu chuaån cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
Söùc chòu taûi tính toaùn giôùi haïn theo traïng thaùi giôùi haïn II, qui phaïmXD 45-78 cuûa Vieät Nam.Xeùt ñieàu kieän laøm vieäc ñoàng thôøi giöõa neàn vaø coâng trình, ta coù coâng thöùc sau:
R= (A*B+ B*H+ Dc)
Trong ñoù:
-Khi = 2830’ tra baûng vaø noäi suy ñöôïc:
A= 0.912 ; B= 5.097 ; D=7.535
-k= 1 (vì caùc thoâng soá tính toaùn laáy tröïc tieáp töø thí nghieäm) laø heä soá ñoä tin caäy
-m=1.1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn
-m= 1.2 laø heä soá ñieàu khieän laøm vieäc cuûa coâng trình
-= 1.05 (T/m) laø dung troïng ñaát ngay muõi coïc
-= 1.02(T/m) dung troïng trung bình cuûa ñaát trong moùng khoái qui öôùc.
- c= 0.24(T/m) laø löïc dính ñôn vò cuûa ñaát ngay muõi coïc
-H=36.5m Chieàu cao moùng khoái qui öôùc.
Vaäy:
R= 1.2*1.1(0.912*11.21*1.05+5.097*36.5*1.02+7.535*0.24) = 274 (T/m)
Vaø 1.2 R= 319(T/m)
6.4 Ñieàu kieän kieåm tra:
a. Vôùi caëp noäi löïc soá 2:
1.2 R= 328(T/m) >= 50 (T/m). Thoûa
R= 274 (T/m) >= 47 (T/m).Thoûa
= 44 (T/m) > 0 .Thoûa
Vôùi caëp noäi löïc soá 1:
N= 950 (T); M= 76.47 (Tm) vaø Q= H= 15 (T).Gioáng nhö caëp noäi löïc soá 2 neân khoâng caàn kieåm tra laïi.
Vôùi caëp noäi löïc soá 3:
M= - 71.17 (Tm); N= 950 (T) vaø Q= H= -13 (T).
-Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= N+ P= 1010 +4920= 5930 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 71.17 +13(2.2+34.3) = 543 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W= = 234.78 m
è=
= + = 49 (T/m)
= - = 45 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= = 47 (T/m).
So saùnh :
1.2 R= 328(T/m) >= 49(T/m). Thoûa
R= 274(T/m) >= 47 (T/m).Thoûa
= 45 (T/m) > 0 .Thoûa
Keát luaän ñaát döôùi moùng khoái qui öôùc ñuû khaû naêng chòu löïc.
6.5. Kieåm tra luùn cho moùng:
Ñeå kieåm tra luùn cho moùng ta duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn: chia phaàn ñaát döôùi ñaàu coïc thaønh nhieàu lôùp vôùi beà daøy = = 2.8 m.Choïn =2 m ñeå tính toaùn.
6.6 Tính öùng suaát gaây luùn P:
Ta coù aùp löïc tieâu chuaån trung bình döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc laø = 48 (T/m).
è Aùp suaát gaây luùn ngay taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
P= - * H= 48 -1.02 * 36.5 10 (T/m).
- Tính öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân :Chia lôùp ñaát döôùi muõi coïc thaønh nhieàu lôùp phaân toá daøy 2m vaø ñaùnh soá thöù töï töø 0,1,2…8.Sau ñoù tính = z* ngay ñieåm döôùi cuûa lôùp ñaát phaân toá theo baûng sau:
Ngay ñieåm 0 ta coù = = 39 (T/m).
ÑIEÅM
0
1
2
3
4
5
6
7
8
(T/m)
39
41.1
43.2
45.3
47.4
49.5
51.6
53.7
55.8
-Tính öùng suaát do taûi troïng ngoaøi gaây ra döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
Tính cho phaân toá thöù nhaát:
Ta coù :; èk= 0.9944
Tính cho phaân toá thöù hai:
; = = 0.35 è= 0.97
9.7 (T/m).
Tính cho phaân toá thöù 3:
; 0.54 è= 0.91
= * P= 0.91 * 10 = 9.1(T/m).
Tính cho phaân toá soá 4:
; 0.71 è= 0.84
= = 8.4 (kG/m)
So saùnh thaáy: = 8.4(T/m) < = 9.48 (T/m).
Vaäy chieàu saâu chòu neùn H= 8 m, ta döøng tính luùn taïi ñaây.
6.7 Tính luù cho moùng coïc khoan nhoài M1:
Ta coù coâng thöùc tính luùn nhö sau: S = .
Vôùi:
a= maø
Vì ñaát döôùi ñaùy moùng laø ñoàng nhaát (chæ coù moät lôùp soá 6) neân E vaø alaø haèng soá.
Tra baûng giaù trò cuûa = 0.27 è a= = 0.00028 (m/T)
Vaäy :
S = = a= 0.00028*(9.94+9.7+9.1+8.4)*2 = 0.02m
S =2 cm < = 8 cm .Thoûa ñieàu kieän neùn luùn, coâng trình oån ñònh.
:öùng suaát do
Troïng löôïng baûn thaân : öùng suaát do
taûi troïng ngoaøi
7. Tính toaùn coïc ñöùng chòu taûi troïng ngang:
Ta deã daøng nhaän thaáy raèng coïc ñöùng chòu taûi ngang yeáu hôn coïc xieân , nhöng trong thöïc teá daây döïng, ñaëc bieät laø nhöõng coâng trình xaây chen vaø coù maët baèng nhoû thì vieäc thi coâng coïc nghieâng laø ñieàu khoâng theå. Maët khaùc tyû soá giöõa taûi ñöùng vaø taûi ngang cuûa coâng trìng daân duïng thöôøng khoâng lôùn .Chính vì vaäy maø coïc ñöùng ñöôïc choïn ñeå vöøa chòu taûi troïng ñöùng laãn chòu taûi troïng ngang.
Khi coïc chòu taûi troïng ngang, ñaát xung quanh coïc ñöôïc xem nhö moâi tröôøng ñaøn hoài bieán daïng tuyeán tính , ñaëc tröng bôûi heä soá neàn C:
C= K* z laø heä soá neàn theo phöông ngang ôû ñoä saâu z.
Trong ñoù :
K = 400(T/m) laø heä soá tyû leä, phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát xung quanh coïc vaø ñöôïc laáy theo baûng G1 cuûa phuï luïc G tieâu chuaån xaây döïng TCXD205-1998.
z laø ñoä saâu cuûa vò trí tieát dieän maø ta ñang xeùt (m).keå töø maët ñaát ñoái vôùi ñaøi cao hoaëc keå töø ñaùy ñaøi ñoái vôùi moùng ñaøi thaáp.
Ta coù heä soá bieán ñaïng:
= = 0.353 laø heä soá bieán daïng.
Vôùi:
- blaø beà roäng qui öôùc cuûa coïc. Theo TCVN 205 :1998, khi d 0.8m thì b= d +1 m
è b= 1.8 m.
- E= 2.9 * 10(T/m)Beâ toâng maùc 300.
- I= 0.05D=0.05 m. èE*I = 145000 (Tm)
Phöông trình truïc uoán cuûa coïc coù daïng:
EI+ = 0
Giaûi phöông trình vi phaân naøy ta coù:Aùp löïc tính toaùn (T/m); Moâment uoán M(Tm): löïc caét Q(T) trong caùc tieát dieän ngang doïc theo thaân coïc nhö sau:
= .
M= .
Q= .
Trong ñoù :
z= = 0.353*z laø chieàu saâu tính ñoåi.
l= l*= 34.3*0.353 = 12.1 m laø chieàu daøi coïc trong ñaát tính ñoåi.
7.1 Tính caùc chuyeån vò:
Caùc chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình maët ñaát, do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët cao trình naøy gaây ra :
= = 0.00038 (m/T).
= = 0.00009 (1/T).
= *1.751= 0.000034(1/(Tm)).
CHUYEÅN VÒ CUÛA COÏC KHI CHÒU TAÛI TROÏNG NGANG VAØ MOÂMENT
Vôùi : tra trong baûng G2 cuûa TCVN 205:1998 .
Moâment uoán vaø löïc caét cuûa coïc taïi cao trình maët ñaát:
H= = 4.3(T)
M= + H*l= 31.46 (Tm).
Chuyeån vò ngang y vaø goùc xoay taïi cao trình maët ñaát:
y= H*+ M*= 4.3*0.00038+ 31.46*0.00009= 0.0044 m
y= 0.44cm.
= H*= 4.3* 0.00009 + 31.46* 0.000034
= 0.0015(rad)
Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc:
= 0.0044+0.0015*2.2++= 0.0083m.
Goùc xoay cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc:
= 0.0015+
= 0.002 (rad).
7.2 Ñieàu kieän kieåm tra:
= 0.44cm = 1cm .Thoûa
= 0.0015 (rad) <= 0.005 (rad). Thoûa
Vaäy coïc chòu ñöôïc taùc duïng ngang cuûa taûi troïng.
7.3 Oån ñònh cuûa neàn quanh coïc:
Khi l= 12.1m > 5m thì coïc laø coïc daøi chòu uoán, oån ñònh neàn theo phöông ngang ñöôïc kieåm tra taïi ñoä saâu z = == 2.4 m.Töùc ôû lôùp ñaát soá 4,coù ø ;
c= 1.39(T/m) vaø = = 0.948 (T/m).
Ñieàu kieän oån ñònh neàn ñaát xung quanh coïc khi coù aùp löïc ngang do coïc taùc ñoäng coù daïng:
.
Trong ñoù :
: laø öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu z.
cvaø laø löïc dính vaø goùc ma saùt trong tính toaùn cuûa ñaát.
= 0.6 laø heä soá khi duøng coïc khoan nhoài.
= 1 laø heä soá duøng cho moïi coâng trình(tröø tröôøng hôïp coâng trình chaén ñaát =0.7)
laø heä soá xeùt ñeán tyû leä aûnh höôûng cuûa phaàn taûi troïng thöôøng xuyeân trong toång taûi: = = = 0.951
Vôùi :
M=3(Tm) laø moâent do taûi thöôøng xuyeân.
M= M- M= 87.94 – 3 = 84.94 (Tm) laø moâment do taûi taïm thôøi.
n = 2.5 tröø tröôøng hôïp moùng baêng vaø coâng trình quan troïng khaùc.
Vaäy khaû naêng chòu aùp löïc ngang cuûa lôùp ñaát soá 4:
= 1*0.951* (0.948*2.4*tg1235’+0.6*1.39)
= 5.23 (T/m).
Tính aùp löïc ngang, doïc theo thaân coïc:
Chia phaàn ñaát döôùi ñaùy ñaøi moùng thaønh nhieàu lôùp phaân toá daøy 0.2m ñeå tính toaùn.
Caùc heä soá A, B, C, D tra ôû baûng G3 TCXD 205:1998
BAÛNG TÍNH AÙP LÖÏC NGANG, DOÏC THEO THAÂN COÏC
z(m)
z(m)
A
B
C
D
)
0.00
0
1
0
0
0
0.00
0.57
0.2
1
0.2
0.02
0.001
0.81
1.13
0.4
1
0.4
0.08
0.011
1.29
1.70
0.6
0.999
0.6
0.18
0.036
1.48
2.27
0.8
0.997
0.799
0.32
0.085
1.46
2.83
1
0.992
0.997
0.499
0.167
1.26
3.40
1.2
0.979
1.192
0.718
0.288
0.93
3.97
1.4
0.955
1.379
0.974
0.456
0.55
4.53
1.6
0.913
1.553
1.264
0.678
0.14
5.10
1.8
0.848
1.706
1.584
0.961
-0.23
5.67
2
0.735
1.823
1.924
1.308
-0.64
6.23
2.2
0.575
1.887
2.272
1.72
-0.93
6.80
2.4
0.347
1.874
2.609
2.105
-1.29
7.37
2.6
0.033
1.755
2.907
2.724
-1.22
7.93
2.8
-0.385
1.49
3.128
3.288
-1.15
8.50
3
-0.928
1.037
3.225
3.858
-0.93
9.92
3.5
-2.928
-1.272
2.463
4.98
0.67
11.33
4
-5.853
-5.941
-0.927
4.548
4.28
Ta nhaän thaáy ñieàu kieän:
= 5.23 (T/m).Thoûa
Vaäy ñaát neàn oån ñònh theo phöông ngang.
BIEÅ U ÑOÀ AÙP LÖÏC NGANG,DOÏC THEO THAÂN COÄT
Tính moâment uoán doïc theo thaân coïc:
BAÛNG TÍNH MOÂMENT UOÁN THAÂN COÏC M
z(m)
z (m)
A
B
C
D
M(Tm)
0
0
0
0
1
0
31.46
0.57
0.2
-0.001
0
1
0.2
33.82
1.13
0.4
-0.011
-0.002
1
0.4
35.61
1.70
0.6
-0.036
-0.011
0.998
0.6
36.69
2.27
0.8
-0.085
-0.034
0.992
0.799
36.79
2.83
1
-0.167
-0.083
0.975
0.994
35.88
3.40
1.2
-0.287
-0.173
0.938
1.183
34.39
3.97
1.4
-0.455
-0.319
0.866
1.358
32.11
4.53
1.6
-0.676
-0.543
0.739
1.507
29.55
5.10
1.8
-0.956
-0.867
0.53
1.612
26.87
5.67
2
-1.295
-1.314
0.207
1.646
24.50
6.23
2.2
-1.693
-1.906
-0.271
1.575
22.40
6.80
2.4
-2.141
-2.663
-0.941
1.352
21.11
7.37
2.6
-2.621
-3.6
-1.877
0.917
20.15
7.93
2.8
-3.103
-4.718
-3.408
0.197
10.73
8.50
3
-3.541
-6
-4.688
-0.891
20.82
9.92
3.5
-3.919
-9.544
-10.34
-5.854
24.60
11.33
4
-1.614
-11.731
-17.919
-15.076
24.99
BIEÅU ÑOÀ MOÂMENT UOÁN THAÂN COÏC M
M
Tính löïc caét ngang, doïc theo thaân coïc:
BAÛNG TÍNH LÖÏC CAÉT NGANG, DOÏC THEO THAÂN COÏC Q
z(m)
z (m)
A
B
C
D
Q(T)
0.00
0
0
0
0
1
4.30
0.57
0.2
-0.02
-0.003
0
1
3.82
1.13
0.4
-0.08
-0.021
-0.003
1
2.59
1.70
0.6
-0.18
-0.072
-0.016
0.997
1.01
2.27
0.8
-0.32
-0.171
-0.051
0.989
-0.66
2.83
1
-0.499
-0.333
-0.125
0.967
-2.21
3.40
1.2
-0.716
-0.575
-0.259
0.917
-3.44
3.97
1.4
-0.967
-0.91
-0.479
0.821
-4.26
4.53
1.6
-1.248
-1.35
-0.815
0.652
-4.68
5.10
1.8
-1.547
-1.906
-1.299
0.374
-4.57
5.67
2
-1.848
-2.578
-1.966
-0.057
-4.07
6.23
2.2
-2.125
-3.36
-2.849
-0.692
-3.19
6.80
2.4
-2.339
-4.228
-3.973
-1.592
-2.02
7.37
2.6
-2.437
-5.14
-5.355
-2.821
-0.68
7.93
2.8
-2.346
-6.023
-6.99
-4.445
0.66
8.50
3
-1.969
-6.765
-8.84
-6.52
1.88
9.92
3.5
1.074
-6.789
-13.692
-13.826
2.63
11.33
4
9.244
-0.358
-15.611
-23.14
-3.74
BIEÅU ÑOÀ LÖÏC CAÉT NGANG, DOÏC THEO THAÂN COÏC Q
Q
7.4 Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng ñaøi coïc:
Nhö phaàn tính toaùn chieàu cao cuûa ñaøi moùng, ta choïn hsao cho trong ñaøi chæ coù öùng suaát neùn, chöù khoâng coù löïc gaây xuyeân thuûng . Coù nghóa laø chieàu cao cuûa ñaøi moùng ñuû lôùn ñeå thaùp choáng xuyeân bao truøm leân taát caû caùc coïc vaø nhö vaäy ta khoâng phaûi kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng.
8. Tính coát theùp cho ñaøi:
Theo sô ñoà boá trí coïc tropng ñaøi ta coù :
= 313(T)
= 351 (T).
Theo phöông X , ñaøi moùng xem nhö moät daàm coângson ngaøm taïi meùp coät A-A. Moâment gaây uoán ñaøi laø M:
M= 0.95* 2 *= 0.95 * 2 * 351 = 667 (Tm)
Tính A:
A== =0.0253
è = 0.987
Theùp chòu löïc theo phöông X:
F= = 132.77 (cm)
Dieän tích maët caét ngang ñaøi coïc laø:
= 4.6*4.6 = 21.16m> 1m neân haøm löôïng coát theùp trong ñaøi choïn vaøo khoaûng 0.15%
è F= 0.15*144.9 (cm).
Neáu choïn laïi F = 142.39 (cm)töùc 2925a 150 thì haøm löôïng coát theùp:
SÔ ÑOÀ NGAØM DUØNG ÑEÅ TÍNH THEÙP CHO ÑAØI
= 0.147%.
Ñieàu kieän kieåm tra:
. Thoûa
Theo phöông Y , ñaøi moùng xem nhö moät daàm coângson ngaøm taïi meùp coät B-B. Moâment gaây uoán ñaøi laø M:
M= 1.1* (+) = 1.1 * ( 351+313) = 730.4 (Tm)
Tính A:
A== =0.0277
è = 0.972
Theùp chòu löïc theo phöông Y:
F= = 137.63 (cm)
Choïn theùp:F= 142.39 (cm) töùc 2925a150.
Haøm löôïng coát theùp:
= 0.147%.
Ñieàu kieän kieåm tra:
. Thoûa.
9.Boá trí theùp cho ñaøi: (Xem baûn veõ keát caáu).
-Theùp chòu löïc ñöôïc boá trí theo tính toaùn cho caû hai phöông vaø theùp naøy ñöôïc uoán cong 90 ngöôïc leân treân moät ñoaïn khoaûng 800.
- Ñeå choáng nöùt do co ngoùt, ta duøng theùp 12 a200 laøm thaønh loàng theùp xung quanh ñaøi vaø lôùp phía treân.
- Theùp chòu löïc cuûa coïc ñöôïc neo vaøo ñaøi moät ñoaïn 600 vaø uoán nghieâng moät goùc < 30.
10.Thieát keá coïc khoan nhoài:
Phaàn tính toaùn tröôùc,ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc ñöôøng kính coïc D= 1m vaø chieàu daøi coïc l=35m keå caû phaàn ngaøm vaøo ñaøi laø 0.7m.
10.1 Tính theùp cho coïc :
Coát theùp trong coïc nhoài ñöôïc thieát keá theo nhöõng qui ñònh sau:
-Coïc chòu uoán, neùn thöôøng choïn haøm löôïng coát theùp . Neáu choïn haøm löôïng coát theùp hôïp lyù= 0.65% thì:
F= 0.65%*3.14= = 41.33 cm
Trong ñoù: D= D – a=100-10 =90 cm Vôùi a=10cm laø khoaûng caùch töø meùp ngoaøi coïc ñeán troïng taâm lôùp coát theùp chòu keùo.
Choïn theùp:
F= 47.1 cm töùc 1520.
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp:
= 0.74 %
Ñieàu kieän kieåm tra:
. Thoûa.
10.2 Tính theùp cho coïc khoan nhoài:
Sô ñoà tính nhö hình veõ.
Vaø coâng thöùc kieåm tra nhö sau:
N
Trong ñoù:
r = 0.5m laø baùn kính tieát dieän coïc
A =* r= 3.14*0.5*0.5= 0.785 mlaø dieän tích tieát dieän coïc.
Alaø dieän tích toaøn boä coát theùp doïc.
r= r –a =0.5-0.1 = 0.4m laø baùn kính cuûa voøng coát theùp
a= 0.1m laø khoaûnh caùch töø taâm coát theùp ñeán meùp tieát dieän coïc.
vôùi laø goùc ôû taâm cuûa coát theùp chòu keùo A
Z= khoaûng caùch töø hôïp löïc trong coát theùp chòu keùo ñeán truïc laáy moâment.
laø goùc giôùi haïn cuûa vuøng neùn.
- R= 130 (kG/cm) laø cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng coïc M300.
R= 3400(kG/cm) laø cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp CIII.
A: dieän tích coát theùp chòu keùo
A:dieän tích coát theùp chòu neùn.
Tieâu chuaån TCXDVN356:2005 ñaõ ñöa ra moät soá coâng thöùc thöïc nghieäm ñeå xaùc ñònh giaù trò cuûa vaø sau ñaây:
vôùi
.
Neáu xaûy ra tröôøng hôïp thì laáy ñeå tính vaø .
Neáu tính ñöôïc < 0 thì laáy vaø laáy ñeå tính tieáp.
Choïn theùp CIII : R= R= 3400 (kG/cm);
E= 2100000(kG/cm).Giôùi haïn chaûy: R= 4000 (kG/cm)
Theùp ñai 10 coù R= 2700(kG/cm) vaø f= 1.234 cm.
Beâ toâng maùc 300 ñeå cheá taïo coïc khoan nhoài, coù :
, .
Ta tính theùp cho coïc khoan nhoài theo tröôøng hôïp baøi toaùn leäch taâm.Khi thieát keá ngoaøi ñoä leäch taâm do taûi troïpng taùc duïng coøn coù ñoä leäch taâm ngaãu nhieândo sai leäch veà kích thöôùc hình hoïc khi thi coâng, do ñaët coát theùp khoâng ñoái xöùng, do beâ toâng khoâng ñoàng nhaát, . . . Do vaäy ñoä leäch taâm seõ laø :
Trong ñoù:(Tính rieâng cho töøng coïc).
- = = 0.095m . (Vôùi caëp noäi löïc soá 1 ta coù:N= 332.250T vaø M= 31.447( Tm) vaø N,M taùc duïng ngay ñaàu coïc.)
- = max (khi chieàu daøy 25 cm)
Vaäy toång ñoä leäch taâm 9.5+4.4 = 13.9 cm
ÔÛ phaàn treân ta coù chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc (khoaûng caùch töø ngaøm ñaùy ñaøi ñeán lôùp ñaát cöùng soá 6 ñöôïc xem nhö ngaøm ñaàu döôùi cuûa coïc) laø: l= 6.55mè neân coù theå boû qua aûnh höôûng cuûa uoán doïc vaø laáy .(Trang 168 KEÁT CAÁU BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP cuûa Ngoâ Theá Phong).
Coát theùp trong coïc laø:
. Vôùi laø heä soá phuï thuoäc vaøo n &m
Trong ñoù:
n = =
m = = = 0.1
Theo ñoà thò hình 5.16 trang 170 KEÁT CAÁU BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP cuûa Ngoâ Theá Phong).
è5
Vaäy :
= 45 cm.
So saùnh ta thaáy ôû phaàn choïn coát theùp theo haøm löôïng coát theùp hôïp lyù, vaäy laø ñuû beàn.
Kieåm tra laïi coát theùp theo ñieàu kieän coïc chòu aùp löïc ngang:
Khi coïc chòu aùp löïc ngang, oån ñònh cuûa ñaát neàn cuõng caàn ñöôïc kieåm tra ôû ñoä saâu
z == = 2.4m. Taïi ñaây moâ ment uoán coïc lôùn nhaát vaøo khoaûng 36.79 Tm, giaù trò naøy vaãn lôùn hôn giaù trò cuûa moâment M = 31.447 (Tm) maø ta duøng ñeå tính theùp ôû treân Vaäy ta caàn tính laïi theùp vôùi giaù trò moâment naøy:M = 36.79 (Tm).
Ta coù theå tính theùp baèng moät baøi toaùn tam suaát ñôn giaûn nhö sau:
Khi M= 31.447 Tm thì caàn F= 45 cmè vôùi M = 36.79 Tm thì:
F= = 52.65 cm. Cuoái cuøng choïn theùp F= 57 cmtöùc 15.
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp:
= 0.9 %
Ñieàu kieän kieåm tra:
. Thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp.
Boá trí theùp cho coïc:
- 15 caây theùp ñöôïc boá trí ñeàu xung quanh voøng ñai ñöôøng kính 900.
- Theùp ñai duøng theùp CII, taïo thaønh nhöõnh voøng ñôn, coù khoaûng noái laø 150 ñöôïc haøn baám baèng maùy haøn ñieän thaät chaéc chaén
- Vì coïc chòu uoán neân coát theùp ñöôïc boá trí suoát caû chieàu daøi coïc vaø vì coïc daøi hôn 4m do ñoù cöù moãi khoaûng 2m ta laïi boá trí moät voøng ñai ñöôøng kính ñeå taêng cöôøng cho loàng coát theùp, ñoàng thôøi ñeå ñôõ caùc con laên baèng beâtoâng nhaèm baûo ñaûm khoaûng caùch a baûo veä coát theùp.
- Ñoaïn ñaàu coïc coù chieàu daøi ta boá trí theùp chòu löïc ñuû 15 caây theo chu vi cuûa ñai
- Phaàn chieàu daøi coøn laïi cuûa coïc : do moâment giaûm nhieàu neân ta coù theå caét bôùt löôïng theùp doïc coøn laïi 9 vaø a= 250
- Lôùp beâ toâng tính toaùn laáy baèng 100 (laø khoaûng caùch töø taâm coát theùp ñeán meùp ngoaøi coïc) vaø ñeå choáng troài coát theùp khi ñoå beâ toâng (baèng phöông phaùp vöõa daâng), ta caàn boá trí hai khung theùp goùc ôû muõi coïc caùch nhau 2m haøn thaät cöùng vaøo theùp chòu löïc, beà baûn cuûa khung theùp naøy seõ caûn trôû söï troài leân cuûa loàng theùp.
-Duøng 3 oáng theùp daøi suoát chieàu daøi coïc caùch ñeàu theo chu vi vaø buoäc chaët vaøo coát theùp chuû ñeå laøm oáng sieâu aâm kieåm tra chaát löôïng coïc.
11.TÍNH MOÙNG M2:
Choïn 3 caëp noäi löïc nguy hieåm.
Caëp soá 1: N, M,Q.
Caëp soá 2: M, N, Q.
Caëp soá 3:M, N, Q.
Laáy heä soá vöôït taûi n = 1.15è noäi löïc tính toaùn vaø tieâu chuaån ñöôïc thoáng keâ ôû baûng sau:
Baûng toång hôïp noäi löïc
Vò trí
Loaïi taûi
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
M
(Tm)
N
(T)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
Coät C4
(M1)
Tieâu chuaån
76.47
950
15
-71.17
950
-13
950
76.47
15
Tính toaùn
87.94
1092.35
17.23
-81.84
1092.35
-14.71
1092.35
87.94
17.23
Coät D4
(M2)
Tieâu chuaån
24.08
431.17
9.27
-14.12
341.17
0.37
341.17
24.08
9.27
Tính toaùn
27.69
495.84
10.66
-16.24
495.84
0.42
495.84
27.69
10.66
Ta duøng keát quaû tính toaùn cuûa coïc khoan nhoài M1:
Chieàu saâu choân moùng h= 2.6m
Chieàu cao ñaøi moùng H= 2.2m
è cao trình ñaùy moùng -6m
Coïc coù ñöôøng kính D =1m, toång chieàu daøi coïc l= 35m
Khaû naêng chòu taûi cuûa coïc Q= 433 (T)
11.1 Xaùc ñònh soá löôïng vaø boá trí coïc cho moùng M2:
Soá löôïng coïc ñöôïc tính sô boä baèng coâng thöùc:
n= .
Trong ñoù:
= 496 + (0.4*7.25*8*2.5+0.3*0.4*15.25*2.5)*1.1= 565(T) laø toång löïc doïc tính toaùn do coät treân ñaøi truyeàn xuoáng coïc.keå theâm saøn taàng haàm vaø daàm kieàng maø khi giaûi khung ngang ta chöa tính vaøo(saøn taàng haàm daøy 400; daàm kieàng 300x600).
- = 1.21.5 laø heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâment . Choïn = 1.3
è n= =1.3*1.69 caây. Choïn n= 2 caây coïc .
Boá trí coïc trong ñaøi:
Khoaûng caùch töø meùp ngoaøi cuûa ñaøi ñeán meùp ngoaøi coïc bieân laø 300
Khoaûng caùch tim coïc laø 3d= 3 m.
Boá trí 2 caây coïc laøm thaønh 1 haøng theo phöông chòu löïc .
Vaäy dieän tích ñaøi coïc :F= Bx L= 4.6 m x 1.6 m= 7.36 m.
Chieàu cao ñaøi coïc ;
H 2D + 100 = 2.1m > Vaäy ta laáy H= 2.2m
Troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaøi:
P= 1.1 *Fh*= 1.1*7.36 * 3* 2.4 = 59 (T)
( hlaø khoaûng caùch töø maët saøn taàng haàm ñeán ñaùy ñaøi).
11.2 Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc (goàm 2 coïc):
- Heä soá nhoùm:
= 1-
Vôùi = arctg= arctg= 18.43
è= 1- = 1-18.43= 0.898
Khaû naêng chòu taûi cuûa nhoùm coïc :
P= * n* n* Q= 0.898*2*1*433= 777 (T).
(n= 2 laø soá haøng coïc theo phöông chòu löïc, n= 1 laø soá haøng coïc theo phöông vuoâng goùc ).
- Ñieàu kieän kieåm tra : P= 777 (T) > N+ P= 565+59 =624 (T) thoûa.
11.3. Kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài:
a. Vôùi caëp noäi löïc soá 1:
Toång löïc doïc:= N+ P= 565+59= 624(T).
Toång moâment:= M+H*H= 27.69 +10.66*2.2 = 51.14 (Tm)
Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau:
P= .
Ñieàu kieän kieåm tra:
PQ vaø P0 .
Theo hình veõ
x= 1.5m;
= 2*1.5= 4.5 m
(xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm coïc theo phöông X).
Vaäy:
P= + = 323.36 (T) < Q= 433 (T) Thoûa.
P= - = 300.46 (T) > 0 Thoûa.
Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân.
b. Vôùi caëp noäi löïc soá 3:
Toång löïc doïc:= N + P= 565+59= 624(T).
Toång moâment:= M+H* H= 16.24 +0.42*2.2 = 15 (Tm)
Ta coù coâng thöùc tính Pvaø Pôû coïc chòu uoán moät phöông nhö sau:
P= .
Ñieàu kieän kieåm tra:
PQ vaø P0 .
Theo hình veõ
x= 1.5m;
= 2*1.5= 4.5 m
(xlaø khoaûnh caùch töø taâm ñaët löïc ñeán taâm coïc theo phöông X).
Vaäy:
P= + = 315.3 (T) < Q= 433 (T) Thoûa.
P= - = 308.7 (T) > 0 Thoûa.
Keát luaän coïc khoâng bò luùn vaø cuõng khoâng bò nhoå leân.
c. Caëp noäi löïc soá 2 gioáng caëp soá 1 neân ta khoâng caàn kieåm tra.
11.4 Tính theùp cho ñaøi moùng coïc khoan nhoài M2:
Theo sô ñoà boá trí coïc tropng ñaøi ta coù :
= 300.46(T)
= 323.36 (T).
Theo phöông X , ñaøi moùng xem nhö moät daàm coângson ngaøm taïi meùp coät A-A. Moâment gaây uoán ñaøi laø M:
M= 0.95* = 0.95 * 323.36 = 307.2 (Tm)
Tính A:
A== = 0.0335
è = 0.983
Theùp chòu löïc theo phöông X:
F= = 57.24 (cm)
Choïn theùp: F= 68.74 (cm) töùc 14 a120
0.2%
Theo phöông Y coát theùp ñöôïc ñaët theo caáu taïo 20 a200.
Boá trí theùp cho ñaøi coïc M2 (Xem baûn veõ keát caáu ).
11.5 Kích thöôùc vaø troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
ÔÛ phaàn tính toaùn tröôùc ta coù:
-Goùc môû ;
- Dung troïng ñaát trung bình döôùi ñaùy moùng
Saøn taàng haàm
Giaèng moùng Giaèng moùng
SÔ ÑOÀ MOÙNG KHOÁI QUI ÖÔÙC MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI M2
Chieàu daøi moùng khoái qui öôùc L:
L= 2*Ltg+ 4D = 2*34.3*tg6+4*1 = 11.21 m
Chieàu roäng moùng khoái qui öôùc B:
B= 2*Ltg+D = 8.21 m
Dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc:
F= L* B= 11.21*8.21= 92m
Theå tích moùng khoái qui öôùc:
V= F* H= 92 * 36.8 = 3385.6 m
Theå tích chieám choå cuûa ñaøi vaø coïc:
V= 2.2*7.36 + 2*3.14* 0.5*34.3= 70.043m
Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø coïc:
P= *V= 70.043*2.5 =175.11(T).
Theå tích ñaát trong moùng khoái qui öôùc:
V= V- V= 3316 m
Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc:
P= 70.043*2.5 +3316 *1.02 = 3557.43 (T).
11.6 Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
(tính vôùi caëp noäi löïc soá 1 vaø soá2):
= N+ P= 491.3 +3557.43 = 4049 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l)= 24.08 +9.27*(2.2+34.3) = 362.44 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W= = 172 m
è=
= + 44 (T/m)
= - 42 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= 43 (T/m).
11.7 Aùp löïc tieâu chuaån cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
Söùc chòu taûi tính toaùn giôùi haïn theo traïng thaùi giôùi haïn II, qui phaïmXD 45-78 cuûa Vieät Nam.Xeùt ñieàu kieän laøm vieäc ñoàng thôøi giöõa neàn vaø coâng trình, ta coù coâng thöùc sau:
R= (A*B+ B*H+ Dc)
Trong ñoù:
-Khi = 2830’ tra baûng vaø noäi suy ñöôïc:
A= 0.912 ; B= 5.097 ; D=7.535
-k= 1 (vì caùc thoâng soá tính toaùn laáy tröïc tieáp töø thí nghieäm) laø heä soá ñoä tin caäy
-m=1.1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn
-m= 1.2 laø heä soá ñieàu khieän laøm vieäc cuûa coâng trình
-= 1.05 (T/m) laø dung troïng ñaát ngay muõi coïc
-= 1.02(T/m) dung troïng trung bình cuûa ñaát trong moùng khoái qui öôùc.
- c= 0.24(T/m) laø löïc dính ñôn vò cuûa ñaát ngay muõi coïc
-H=36.5m Chieàu cao moùng khoái qui öôùc.
Vaäy:
R= 1.2*1.1(0.912* 8.21*1.05+5.097*36.5*1.02+7.535*0.24) = 263 (T/m)
Vaø 1.2 R= 315(T/m)
Ñieàu kieän kieåm tra:
a. Vôùi caëp noäi löïc soá 2:
1.2 R= 315(T/m) >= 44 (T/m). Thoûa
R= 263 (T/m) >= 43 (T/m).Thoûa
= 42 (T/m) > 0 .Thoûa
b.Vôùi caëp noäi löïc soá 1 gioáng y caëp noäi löïc soá 2: (neân khoâng caàn kieåm tra laïi).
c.Vôùi caëp noäi löïc soá 3:
M= - 14.12 (Tm); N= 491.3 (T) vaø Q= H= 0.37 (T).
-Taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= N+ P= 491.3 +3557.43 = 4049 (T)
- Moâ ment uoán tieâu chuaån taïi taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= M+ H (H+l) = 14.12 +0.37*(2.2+34.3) = 28 (Tm).
- Moâment khaùng uoán cuûa moùng khoái qui öôùc:
W= = 172 m
è=
= + = 44.2 (T/m)
= - = 43.8 (T/m)
-Aùp löïc trung bình taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
= = 44 (T/m).
So saùnh :
1.2 R= 315(T/m) >= 44.2(T/m). Thoûa
R= 263(T/m) >= 44 (T/m).Thoûa
= 43.8 (T/m) > 0 .Thoûa
Keát luaän ñaát döôùi moùng khoái qui öôùc ñuû khaû naêng chòu löïc.
11.8 Kieåm tra luùn cho moùng khoan nhoài M2:
Ñeå kieåm tra luùn cho moùng ta duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn: chia phaàn ñaát döôùi ñaàu coïc thaønh nhieàu lôùp vôùi beà daøy = = 2.05 m.Choïn =2 m ñeå tính toaùn.
a.Tính öùng suaát gaây luùn P:
Ta coù aùp löïc tieâu chuaån trung bình döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc laø = 44 (T/m).
è Aùp suaát gaây luùn ngay taâm ñaùy moùng khoái qui öôùc:
P= - * H= 44 -1.02 * 36.5 7 (T/m).
- Tính öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân :Chia lôùp ñaát döôùi muõi coïc thaønh nhieàu lôùp phaân toá daøy 2m vaø ñaùnh soá thöù töï töø 0,1,2…8.Sau ñoù tính = z* ngay ñieåm döôùi cuûa lôùp ñaát phaân toá theo baûng sau:
Ngay ñieåm 0 ta coù = = 39 (T/m).
ÑIEÅM
0
1
2
3
4
5
6
7
8
(T/m)
39
41.1
43.2
45.3
47.4
49.5
51.6
53.7
55.8
-Tính öùng suaát do taûi troïng ngoaøi gaây ra döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc:
Tính cho phaân toá thöù nhaát:
Ta coù :; èk= 0.9911
Tính cho phaân toá thöù hai:
; = = 0.49 è= 0.9484
6.64 (T/m).
Tính cho phaân toá thöù 3:
; 0.73 è= 0.8732
= * P= 0.8732 * 7 = 6.12(T/m).
So saùnh thaáy: = 6.12 (T/m) < = 9.06 (T/m).
Vaäy chieàu saâu chòu neùn H= 6 m, ta döøng tính luùn taïi ñaây.
b. Tính luùncho moùng M2:
do troïng löôïng do aùp löïc ngoaøi
baûn thaân gaây luùn
Ta coù coâng thöùc tính luùn nhö sau: S = .
Vôùi:
a= maø
Vì ñaát döôùi ñaùy moùng laø ñoàng nhaát (chæ coù moät lôùp soá 6) neân E vaø alaø haèng soá.
Tra baûng giaù trò cuûa = 0.27 è a= = 0.00028 (m/T)
Vaäy :
S = = a= 0.00028*(6.94+ 6.64+6.12)*2 = 0.011m
S =1.1 cm < = 8 cm .Thoûa ñieàu kieän neùn luùn, coâng trình oån ñònh.
11.9 Ñoä luùn leäch giöõa M1 vaø M2 cuûa giaûi phaùp moùng coïc khoan nhoài:
Ñoä luùn leäch :
= = = 0.9cm
Ñoä luùn leäch töông ñoái:
= 0.0011.
Ñieàu kieän kieåm tra:
Thoûa.
12. SO SAÙNH HAI PHÖÔNG AÙN MOÙNG(Chæ so saùnh cho moùng M1).
12.1 Chæ tieâu duøng theùp:
a. Moùng coïc eùp:
Theo baûng thoáng keâ theùp ta coù toång khoái löôïng theùp cho moùmg coïc eùp M1 bao goàm ñaøi coïc vaø 15 caây coïc laø:9557 kg
b. Moùng coïc khoan nhoài:
Theo baûng thoáng keâ theùp ta coù toång khoái löôïng theùp cho moùmg coïc khoan nhoài M1 bao goàm ñaøi coïc vaø 4 caây coïc laø:9888 kg.
Vaäy coïc khoan nhoài toán nhieàu theùp hôn coïc eùp 331 kg.
12.2 Chæ tieâu duøng beâ toâng:
Theå tích beâ toâng ñaøi moùng vaø coïc eùp:
V= 110 m
Theå tích beâ toâng cuûa ñaøi vaø coïc khoan nhoài:
V= 154.25 m
Khoái löôïng beâ toâng moùng coïc eùp ít hôn moùng coïc khoan nhoài laø:
= 154.25 – 110 = 44.25 m.
12.3 Chæ tieâu veà maùy vaø nhaân coâng:
a. Coïc khoan nhoài:
-Maùy thi coâng (caàn caåu 30T):Soá ca maùy A= 0.028 x 4 x35 = 4 ca
- Nhaân coâng baäc 4/7: Soá ngaøy coâng B= 2.31 x 4 x 35= 323.4 coâng.
- Dung dòch Bentonite: Khoái löông Bentonite C= 39.26 x108 = 4228 kg.
b. Coïc eùp:
- Maùy thi coâng: A= = 8 ca.
- Nhaân coâng baäc 4/7: B= = 76.5 coâng.
- Khoâng duøng dung dòch Bentonite.
So saùnh caùc chæ tieâu ôû treân, ta coù theå choïn phöông aùn moùng coïc eùp vì moùng coïc eùp ít toán theùp hôn (331kg), ca maùy tuy nhieàu hôn(4 ca) nhöng ít toán beâ toâng hôn (44.25m), nhaân coâng ít hôn(157 coâng) vaø ñaëc bieät khoâng duøng Bentonite.
Moät lyù do nöõa khieán nhaø ñaàu tö choïn phöông aùn moùng coïc eùp laø vì noù ñôn giaûn, nhieàu ñôn vò coù theå thi coâng ñöôïc cuøng moät luùc ñeå ruùt ngaén thôøi gian thi coâng, trong khi ñoù moùng coïc khoan nhoài chæ nhöõng ñôn vò coù chuyeân moân cao môùi coù theå thi coâng ñaït chaát löôïng toát cho neân giaù thaønh raát cao. Hôn nöõa coâng trình cuûa ta khoâng thuoäc daïng coâng trình coù taûi troïng lôùn vaø neàn ñaát cuõng khaù toát , vì vaäy choïn coïc eùp cuõng laø ñieàu hôïp lyù.
BAÕNG CHÆ TIEÂU SO SAÙNH GIÖÕA HAI PHÖÔNG AÙN MOÙNG
STT
CHÆ TIEÂU SO SAÙNH
ÑÔN VÒ TÍNH
MOÙNG COÏC EÙP
MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI
1
Löôïng theùp tieâu duøng
Kg
9557
9888
2
Löôïng Beâ toâng
m
110
154.25
3
Soá ca maùy thi coâng
Ca (8 giôø)
8
4
4
Nhaân coâng(baäc 4/7)
Ngaøy coâng (8 giôø)
76.5
323.4
5
Löôïng Bentonite
kg
0
4228
6
Giaù thaønh thi coâng
VNÑ
Thaáp
Raát cao
13. ÑAÙNH GIAÙ SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC:
13.1 Ñoái vôùi coïc eùp:
Ñeå ñaùnh giaù söùc chòu taûi cuûa coïc eùp, hieän nay ngöôøi ta thöôøng duøng Phöông phaùp thí nghieäm taûi troïng tónh, ñaây laø phöông phaùp tin caäy nhaát ñöôïc duøng khaù roäng raõi trong xaây döïng.
Thí nghieäm ñöôïc tieán haønh baèng phöông phaùp duøng taûi troïng tónh eùp doïc truïc coïc theo moät qui trình nhaát ñònh sao cho döôùi taùc duïng cuûa löïc eùp, coïc chuyeån vò luùn saâu theâm vaøo ñaát neàn. Taûi troïng taùc duïng vaøo ñaàu coïc ñöôïc thöïc hieän nhôø kích thuûy löïc vôùi heä phaûn löïc laø daøn chaát taûi, neo hoaëc phoái hôïp caû hai.
Caùc soá lieäu veà taûi troïng, chuyeån vò bieán daïng thu ñöôïc trong quaù trình thí nghieäm laø cô sôû ñeå xaây döïng, trình baøy thí nghieäm vôùi caùc saûn phaåm sau:
-Baûng soá lieäu thí nghieäm
- Baûng toång hôïp keát quaû thí nghieäm
- Bieåu ñoà quan heä giöõa taûi troïng - chuyeån vò
- Bieåu ñoà quan heä chuyeån vò- thôøi gian cuûa caùc caáp taûi
- Bieåu ñoà quan heä taûi troïng – thôøi gian
- Bieåu ñoà quan heä taûi troïng – thôøi gian – chuyeån vò
Töø keát quaû thí nghieäm, söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc coù theå ñöôïc xaùc ñònh baèng moät soá phöông phaùp sau:
Phöông phaùp phaân tích ñöôøng cong quan heä taûi troïng – chuyeån vò
Phöông phaùp chuyeån vò giôùi haïn töông öùng vôùi söùc chòu taûi giôùi haïn
Phöông phaùp xeùt ñeán tình traïng thöïc teá thí nghieäm vaø coïc thí nghieäm. . .
Cuoái cuøng söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn thaúng ñöùng ñöôïc xaùc ñònh baèng söùc chòu taûi cöïc haïn chia cho heä soá an toaøn.
Maëc duø ñöôïc xem laø moät phöông phaùp tin caäy nhaát ñeå xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc, nhöng phöông phaùp thí nghieäm truyeàn thoáng naøy vaãn coù nhöôïc ñieåm lôùn ñoù laø chi phí khaù cao, thôøi gian chuaån bò cho thí nghieäm keùo daøi, ñoøi hoûi maët baèng roäng lôùn caûn trôû coâng taùc thi coâng vaø trong moät soá tröôøng hôïp ñaëc bieät noù khoâng theå thöïc hieän ñöôïc. Ngoaøi ra phöông phaùp naøy chæ xaùc ñònh ñöôïc khaû naêng chòu taûi toång coäng cuûa coïc chöù khoâng taùch rieâng ra ñöôïc hai thaønh phaàn laø söùc khaùng ma saùt beân vaø söùc khaùng muõi. Ñoái vôùi coïc nhoài vaø coïc barrette thì soá lieäu thí nghieäm thöû taûi tónh khoâng cung caáp ñöôïc thoâng tin chi tieát veà chaát löôïng thi coâng cuûa coïc ñöôïc thí nghieäm.
13.2 Ñoái vôùi coïc khoan nhoài:
Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp thöû taûi tónh coïc ngöôøi ta thöôøng duøng phöông phaùp thöû taûi tónh coïc baèng hoäp tæa troïng Osterberg.(HTT)
Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa HTT, thöïc chaát laø moät kích thuûy löïc ñöôïc laép ñaët vôùi loàng theùp ôû ñaùy hay ôû thaân coïc cuøng vôùi moät heä thoáng caùc oáng daãn thuûy löïc vaø caùc thanh ño tröôùc khi ñoå beâ toâng. Sau khi beâ toâng ñaït ñöôïc maùc thieát keá ngöôøi ta gia taûi thí nghieäm baèng caùch taïo aùp löïc trong kích. Vôùi nguyeân lyù naøy, ñoái troïng duøng cho vieäc thöû ñöôïc taïo bôûi chính troïng löôïng baûn thaân coïc vaø söùc khaùng thaønh beân cuûa coïc.
Khi laøm vieäc, kích tao ra löïc ñaåy taùc duïng vaøo thaân coïc theo höôùng ngöôïc leân treân ñoàng thôøi toïa aùp löïc ñi xuoáng taïi muõi coïc. Caùc chuyeån vò leân cuûa thaân coïc vaø chuyeån vò xuoáng cuûa phaàn muõi coïc ñöôïc caùc ñoång hoà ghi nhaän taïi moãi thôøi ñieåm cuûa qui trình gia taûi. Thí nghieäm ñöôïc xem laø keát thuùc khi ñaït ñeán söùc khaùng beân giôùi haïn hoaëc söùc kh1ng muõi giôùi haïn ( coïc bò phaù hoaïi ôû thaønh hoaëc ôû muõi). Keát quaû thu ñöôïc laø caùc ñöôøng cong bieåu dieån quan heä taûi troïng – chuyeån vò cuûa ñænh vaø muõi coïc. Phöông phaùp naøy cho pheùp xaùc ñònh ñöôïc rieâng reõ hai thaønh phaàn laø söùc khaùng thaønh beân vaø söùc khaùng muõi cuûa coïc.
Moät soá öu ñieåm cuûa phöông phaùp thöû taûi tónh coïc baèng phöông phaùp hoäp taûi troïng Osterberg laø:
- Maëc duø khoâng thu hoài ñöôïc hoäp taûi troïng nhöng phöông phaùp naøy vaõn coù giaù thaønh reû hôn phöông phaùp thöû taûi tónh truyeàn thoáng vôùi nhöõng lyù do sau:giaûm ñöôïc thôøi gian chuaån bò vaø thöïc hieän thí nghieäm, khoâng söû duïng heä daàm vaø caùc ñoái troïng
- Taûi troïng thöû lôùn , coù theå leân ñeán 17000 taán
- Coù theå xaùc ñònh ñöôïc hai thaønh phaàn söùc khaùng rieâng reõ
- An toaøn lao ñoäng cao.
- Giaûm thieåu khoâng gian laøm vieäc
- Coù theå laép nhieàu hoäp taûi troïng trong moät thaân coïc ñeå nghieân cöùu öùng xöû cuûa coïc vôùi ñaát neàn saùt vôùi thöïc teá hôn. Ñ aëc bieät coù theå thöû khaû naêng chòu keùo cuûa coïc.
- Aûnh höôûng cuûa töø bieán cuûng ñöôïc phaùt hieän moät caùch deã daøng nhôø söï duy trì taûi troïng ôû baát kyø thôøi gian naøo mong muoán.
- Coù theå thí nghieäm treân maët baèng soâng nöôùc chaät heïp vaø vôùi baát kyø loaïi coïc naøo .
-Ñöôøng cong taûi troïng – chuyeån vò coù theå xem treân maøng hình maùy tính trong tieán trình thí nghieäm.Soá lieäu thí nghieäm ñöôïc ghi cheùp töï ñoäng vaø löu laïi trong maùy tieän lôïi cho vieäc xem xeùt vaø phaân tích keát quaû thí nghieäm.
Moät soá nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp thöû taûi tónh coïc baèng phöông phaùp hoäp taûi troïng Osterberg laø:
- Yeâu caàu laép ñaët thieát bò tröôùc khi thi coâng beâ toâng coïc.
- Yeâu caàu caân baèng caùc thaønh phaàn cuûa söùc chòu taûi ñeå traùnh tình traïng moät trong hai söùc chòu taûi ñaït giaù trò giôùi haïn tröôùc, luùc baáy giôø buoäc phaûi döøng thí nghieäm.
- Boû ñi HTT ,khoâng thu hoài ñöôïc vaø phaûi bôm vöõa vaøo khoaûng troáng cuûa HTT ñeå baûo ñaûm coïc laøm vieäc bình thöôøng.
- Vieäc giaûi thích caùc keát quathí nghieäm phaûi döïa treân moät soá giaû thieát gaàn ñuùng ñeå ñöa veà nhö moät keát quaû thöû tónh truyeàn thoáng töông ñöông. Ñaây laø moät nhöôïc ñieåm quan troïng laøm cho phöông phaùp naøy chæ ñöôïc söû duïng moät caùch haïn cheá.
- Kieåm tra chaát löôïng coïc coøn nhieàu phöùc taïp vaø khaéc phuïc caùc khuyeát taät cuûa coïc laø raát khoù khaên, ñoâi khi laø khoâng thöïc hieän ñöôïc.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
CHUONG 6 THIET KE MONG.doc
