Móng trục C

A. MOÙNG TRUÏC C I.TAÛI TROÏNG Taûi troïng cuûa moùng truïc C bao goàm : - Taûi troïng cuûa khung truïc 7 truyeàn xuoáng moùng truïc C : N = 378.1(T); M = 17.99(T.m); Q = 6.95(T). QTC= QTT/1.15 (T) NTC= NTT/1.15 (T) MTC= MTT/1.2 (Tm) II.CHOÏN VAÄT LIEÄU VAØ KÍCH THÖÔÙC COÏC Chieàu daøi phaàn coïc ngoaøi ñaøi 25m. Muõi coïc caém vaøo lôùp ñaát thöù 5 (caùt pha seùt) + Ñoaïn coïc ngaøm vaøo ñaøi 20cm. + Ñoaïn theùp chöøa treân coïc 50cm + Dieän tích tieát dieän ngang coïc: Fc = 0.502(cm2 ) + Ñöôøng kính coïc D=0.8(m) +Chu vi coïc u=2.51(m) + Chieàu saâu choân ñaøi: hm = 2.4m. III.XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC 1 Theo ñieàu kieän ñaát neàn ,theo [5]. Trong ñoù: Qcf: Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa ñaát neàn Ktc heä soá an toaøn laáy baèng 1.4 theo [5] Qtc: Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa ñaát neàn Qtc= m (mR * Ap * qp + uå mf* ¦si* hi) + m: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát, laáy baèng 1 + mR, mf: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát ôû muõi coïc vaø ôû maët beân coïc coù keå ñeán phöông phaùp haï coïc ñeán söùc choáng tính toaùn cuûa ñaát (tra baûng A.3: TCXD 205: 1998) mR = 1; mf = 0.6 (coïc khoang nhoài va ñoå beâtoâng döôùi nöôùc ) + qp: Cöôøng ñoä chòu taûi ôû muõi cuûa coïc (tra baûng A7 cuûa [5]) =>R = 241.8T/m2 (ôû ñoä saâu 27.4m) + Ap: Dieän tích muõi coïc Ap =0.502 m2. + u : Chu vi tieát dieän ngang coïc u = 2.51 m + li : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi maët beân cuûa coïc (chieàu daøy moãi lôùp <= 2m) Khaû naêng baùm tröôït beân hoâng coïc STT Ñoä seät B Z l i f si l i f i 1.000 0.250 3.400 2.000 4.310 8.620 2.000 0.250 4.900 1.000 4.800 4.800 3.000 0.200 6.400 2.000 5.580 11.160 4.000 0.200 8.400 2.000 6.260 12.520 5.000 0.200 10.100 1.400 6.510 9.114 6.000 0.200 11.800 2.000 6.750 13.500 7.000 0.200 13.800 2.000 7.030 14.060 8.000 0.200 15.800 2.000 7.270 14.540 9.000 0.200 17.800 2.000 7.590 15.180 10.000 0.200 19.800 2.000 7.870 15.740 11.000 0.200 21.800 2.000 8.150 16.300 12.000 0.200 23.800 2.000 8.430 16.860 13.000 0.200 25.800 2.000 8.710 17.420 14.000 0.200 27.100 0.600 8.890 5.334 25.000 175.148 Trong ñoù: fsi: Cöôøng ñoä chòu taûi maët beân cuûa coïc ( tra baûng A2 cuûa [5] ) + Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc ma saùt: Qtc = m * (mR * Ap * qp + uå mf * ¦si * li) = 1(1 * 241.8* 0.502 + 2.51* 0.6* 175.148) = 385.15 (T/m2) + Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn theo chæ tieâu cô lyù: = 275.11 (T). 2 . Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc cuûa ñaøi - Cöôøng ñoä tính toaùn trung bình cuûa ñaùy beä: - Aùp löïc neùn leân beä: Pttc= Ptt - g-* hñ*1.1= 84.91 – 1.39 * 2.4* 1.1 = 81.24(T/m2). - Dieän tích cuûa ñaùy beä: - Taûi troïng cuûa moùng khoái quy öôùc tính töø ñaùy beä: Nttb = n * Fb* hñ* g- = 1.1* 4.65 *2.4 * 1.39 =17.06(T) =>Taûi troïng tính toaùn döôùi ñaùy beä: Nttñ =Ntt0+ Nttb = 378.1+ 17.06= 395.16( T) IV. XAÙC ÑÒNH SOÁ LÖÔÏNG COÏC - Soá löôïng coïc sô boä: n ³ (coïc). Choïn n = 2(coïc) m: Heä soá keå ñeán moâ men leäch taâm. - Ta choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø 2 coïc. Khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø 1+d = 1.8 m - Kích thöôùc ñaøi coïc laø a*b: b = 0.8 + 2*0.15 = 1.1 m l = 1.8 +0.4*2+ 2* 0.15 = 2.9 m b, l: laø chieàu daøi vaø chieàu roäng cuûa ñaùy beä Þ Choïn kích thöôc ñaøi coïc laø (1.1* 2.9)m -Chieàu cao ñaøi coïc sô boä hñ=1(m) V. KIEÅM TRA LÖÏC TAÙC DUÏNG LEÂN COÏC - Moâmen xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän taïi ñeá ñaøi: å Mtt = Mtt +Qtt * Hñ = 17.99 + 6.95* 2.4 = 34.67Tm. - Troïng löôïng tính toaùn cuûa ñaøi vaø ñaát phuû treân ñaøi: W = n * Fñ * gtb * hm = 1.1* 1.1* 2.9 * 1.39 * 2.4 = 11.71 (T). - Troïng löôïng tính toaùn cuûa ñaøi vaø ñaát phuû treân ñaøi: Nttñ=Ntt + W = 378.1 + 11.71= 389.81 (T) - Taûi troïng taùc duïng bình quaân leân ñaàu coïc: - Taûi troïng lôùn nhaát taùc duïng leân coïc bieân (xmax = 0.9 m) Þ Pmax = 214.17T Pmin = 175.65 T Pc = 1.1*0.502*2.5*25=34.51(T) * Kieåm tra: Pmax + Pc = 248.68T < Qcf = 275.11 T. Pmin = 175.65(T) > 0 ® coïc khoâng bò nhoå. Vì taûi troïng taùc duïng leân coïc nhoû hôn söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc cho neân thieát keá coïc nhö treân laø hôïp lyù. Ta khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choáng nhoå do Pmin > 0 VI. KIEÅM TRA LÖÏC TAÙC DUÏNG LEÂN NEÀN ÑAÁT 1. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái qui öôùc Xeùt caùc lôùp ñaát maø coïc xuyeân qua: Lôùp ñaát Lôùp 2 Lôùp 3 Lôùp 4 Goùc ma saùt trong jII (ñoä) 12.38o 16.45 29.32 Chieàu daøy lôùp ñaát h (m) 3 5.4 16.6 => Goùc ma saùt trong trung bình: jtb = 0 a = jtb /4 = 24.5/4 = 6.13 o Choïn a=5.826 0 - Dieän tích khoái moùng quy öôùc xaùc ñònh nhö sau: Lmqu = lñ + 2 * H* tga = 2.9+ 2 * 25* tg 6.13 = 8.27m. Bmqu = bñ + 2 * H* tga = 1.1+ 2 * 25* tg 6.13 = 6.47m. * Trong ñoù: H : chieàu daøi coïc Þ Fm = 8.27* 6.47 = 53.51 m2. - Chieàu cao moùng khoái quy öôùc: Hm = 25+ 2.4 = 27.4 m 2. Tính troïng löôïng cuûa moùng khoái qui öôùc - Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc töø ñeá ñaøi trôû leân: Q1 = Fm * gtb* hm = 53.51 * 1.39 * 2.4 = 178.51(T). - Troïng löôïng moùng khoái quy öôùc töø ñaùy ñaøi trôû xuoáng: Q2 = åg * hi * ( Fm – 2 FC) = (2.06 * 2.4 + 1.95 * 3 + 1.08 * 5.4+1.05*16.6) * (53.51-2*0502) = 1788.28 (T). -troïng löôïng baûn thaân coïc Q3=2*34.51=69.02(T) -Toång troïng löôïng khoái moùng quy öôùc : Qm = Q1 + Q2 + Q3= 178.51 + 1788.28+69.02 = 2035.81 (T). - Troïng löôïng theå tích trung bình caùc lôùp ñaát töø muõi coïc trôû leân : gtb = == 1.39T/m3 3. AÙp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy moùng khoái quy öôùc * ( Abmg II +BHmg tb +DC II ) A, B, D: caùc heä soá tra baûng phuï thuoäc j cuûa ñaát neàn döôùi muõi coïc gtb: troïng löôïng rieâng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát trong moùng khoái quy öôùc g II = 1.05 : troïng löôïng rieâng cuûa lôùp ñaát muõi coïc töïa leân. Laáy ktc = 1.1; m1* m2 = 1.2 * 1.1: tra baûng 3.1/27 theo [13] - Lôùp ñaát döôùi muõi coïc coù CII = 0.121 (T/m2); jtc = 29.32o Þ A = 1.09 B = 5.35 D = 7.76 Vaäy : Rmtc = 1.2 (1.09 * 6.47* 1.05 + 5.35 * 27.4* 1.36+ 7.76 * 0.121) Rmtc = 249.23 (T/m2). 4. ÖÙng suaát tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc - Moâmen öùng vôùi troïng taâm moùng khoái quy öôùc laø: = 15.64 + 6.04 * 27.4 = 181.136 (T.m). - Löïc doïc tieâu chuaån truyeàn xuoáng troïng taâm moùng khoái quy öôùc laø: åNtc = Ntc + Qm = 328.8 + 2035.81 = 2364.61 (T). - Ñoä leäch taâm: e = = 0.077 (m) Þ ÖÙng suaát tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc smax = 46.66(T/m2). smin = 41.72 (T/m2). stb =(smax +smin )/2 = 44.19 (T/m2). 5. Kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa lôùp ñaát ñaùy moùng smax = 46.66 (T/m2) < 1.2Rtc = 1.2 * 249.23=299.08(T/m2). smin = 41.72 (T/m2) > 0 stb = 44.19 (T/m2) < Rtc = 249.23(T/m2). Vaäy ñaát neàn beân döôùi ñaûm baûo ñuû khaû naêng tieáp nhaän taûi do coïc truyeàn xuoáng. VII. KIEÅM TRA ÑOÄ LUÙN CUÛA MOÙNG COÏC - Ta seõ duøng phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. - ÖÙng suaát baûn thaân cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc: sbt = Shi * gi = 2.06 * 2.4+ 1.95 * 3+ 1.08 * 5.4+1.05*16.6 = 34.056 (T/m2). - AÙp löïc gaây luùn: pgl = stb - sbt = 44.19- 34.056= 10.134 (T/m2 ). 1. Phaân boá öùng suaát trong neàn ñaát - ÖÙng suaát do ñaát neàn: szñ = Shi * gi . - ÖÙng suaát do taûi troïng: sz = KO * Pgl. - ÖÙng suaát do taûi troïng: stbhi= (sglzi + sglzi+1)/2 vôùi ko = f ñöôïc tra baûng 2.7 saùch [5] - Chia ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh nhieàu lôùp coù chieàu daøy hi = bm /4 = 5.18/4 = 1.295( m). Ñieåm Z (m) Lm/Bm 2Z/Bm Ko sz (T/m2) sbtz (T/m2) 0.000 0.000 1.280 0.000 1.000 10.134 34.056 1.000 1.294 1.280 0.400 0.971 9.830 35.410 2.000 2.588 1.280 0.800 0.837 8.480 36.770 3.000 3.882 1.280 1.200 0.664 6.730 38.130 Nhaän xeùt: taïi ñoä saâu 3.882 m (keå töø muõi coïc trôû xuoáng). Ta coù: sz = 6.73 (T/m2 ) < 0.2 szñ= 0.2 * 38.13 = 7.6(T/m2 ) - Païm vi tính toaùn ñoä luùn cho moùng coïc ôû ñoä saâu 3.882 m töø muõi coïc trôû xuoáng - Khaû naêng chòu löïc cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc: s = 7.6 + 38.13 = 45.76 (T/m2 ) < Rtc Þ Vaäy ñaûm baûo söùc chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc. 2. Tính theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp - Ta coù heä soá neùn töông ñoái: - Moñun bieán daïng cuûa ñaát neàn - Ñoä luùn ñöôïc tính bôûi coâng thöùc: Þ Moùng MC ñaûm baûo veà ñoä luùn. VIII. Kieåm tra choïc thuûng cuûa ñaøi coïc. -Veõ thaùp ñaâm thuûng thì ta thaáy ñaùy thaùp naèm bao truøm ra ngoaøi truïc caùc coïc .Nhö vaäy ñaøi coïc khoâng bò ñaâm thuûng. IX. KIEÅM TRA COÏC CHÒU TAÛI NGANG Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng bao goàm LOAÏI Noäi löïc Tính toaùn Tieâu chuaån MOÙNG E Q (T) 6.95 6.04 N (T) 214.17 186.23 M (Tm) 34.67 30.15 QTCo= QTTo/1.15 (T) NTCo= NTTo/1.15 (T) MTCo= MTTo/1.15 (Tm) - Phaân phoái taûi troïng ngang cho 5 coïc chòu: Q ttk = Q tck = - Löïc ñöùng Nk taùc duïng chæ do taûi troïng N0, M0 gaây ra - Taûi troïng lôùn nhaát taùc duïng vaøo ñaàu coïc: Nttk = Pmax = 214.17 (T). - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Heä soá bieán daïng: abd = Trong ñoù: m- : Heä soá tyû leä, coù thöù nguyeân (T/m4). gc: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, gc =3 - Ta coi coïc chòu löïc ngang chæ laøm vieäc vôùi moät taàng ñaát tính töø maët ñaát maø thoâi - Chieàu daøi aûnh höôûng: lah = 2 * (d+1)=2(0.8+1)=3.6 (m) d: Ñöôøng kính coïc; d = 0.8 (m) - Bieåu ñoà hieån thò möùc ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát: - Chieàu daøi aûnh höôûng cuûa coïc ñeán ñoä saâu 3.6 m, naèm trong lôùp thöù 3: + Lôùp thöù 2: seùt deûo cao ,B=0.25 tra baûng noäi suy ta ñöôïc: m1 = 650 (T/m4) + Lôùp thöù 3: seùt deûo cao,seùt deûo cao deûo thaáp,B=0.2 tra baûng noäi suy ta ñöôïc: m2 = 680 (T/m4) m = I: laø moâmen quaùn tính tieát dieän coïc I = (m4) - Vôùi: b vaø h laø chieàu roäng vaø chieàu cao cuûa tieát dieän coïc bt: beà roäng quy öôùc cuûa coïc - Theo Tieâu chuaån xaây döïng 205 -1998 + Khi d < 0.8 m thì btt = 1.5*d + 0.5 m + Khi d 0.8m, btt = d + 1m - Eb: Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng, Eb = 290*104 (T/m2) Eb*I=58278(T/m2) Heä soá bieán daïng: abd = (m-1) - Chieàu saâu tính ñoåi coïc haï trong ñaát: Lc = abd*L = 0.45*27.4 = 12.33(m). - Chuyeån vò ngang cuûa coïc ôû möùc ñaùy ñaøi ñöôïc tính: Dn = uo + jo*Lo + Lo = 0 , jo=0. uo: chuyeån vò ngang cuûa coïc ôû cao trình ñeá ñaøi uo = Q ttk * dHH + M ttf * dHM Trong ñoù: Qttk: giaù trò tính toaùn cuûa löïc caét ôû coïc thöù k M ttf: giaù trò tính toaùn momen ngaøm ôû ñaàu coïc dHH, dHM: laø caùc chuyeån vò ngang ôû cao trình ñeá ñaøi, do caùc öùng löïc ñôn vò MO, HO = 1 ñaët taïi cao trình naøy dMH, dMM: laø caùc chuyeån vò xoay ôû cao trình ñeá ñaøi, do caùc öùng löïc ñôn vò MO, HO =1 ñaët taïi cao trình naøy Trong ñoù Ao, Bo, Co phuï thuoäc vaøo Lc Vôùi Lc = 12.33m > 4, tra baûng G2 – TCXD 205 – 1998 ta coù: Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co=1.751 * Tính toaùn chuyeån vò ngang: Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo beä döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù momen maø ngöôøi ta goïi laø momen ngaøm: u tto = Hf * dHH + M ttf * dHM = 3.475* 4.6*10-4 – 7.11* 1.37*10-4 = 0.0006244 (m) < 0.01 (m) - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc hoaëc ñaùy ñaøi: Dn = uo + jo* Lo + (L0 = 0; jo = 0) = 0.0006244 (m) Ta coù Dn = 0.0006244 (m) < 0.01m Vaäy coïc thoûa ñieàu kieän chuyeån vò ngang - Moâmen uoán Mz(T/m), aùp löïc ngang Uz (T) vaø löïc caét Qz (T)trong caùc tieát dieän coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: Uz = Mz = a2bd* Eb * I * u0* A3 - abd* Eb* I * j0 * B3 + Qz = a3bd* Eb* I * A4 - a2bd* Eb* I * j0*B4 + + Qttk*D4 Trong ñoù: Ze laø chieàu saâu tính ñoåi, Ze = abd* Z Caùc giaù trò A1, A3, A4, B1, B3, B4, D1, D3, D4 ñöôïc tra trong baûng G3 cuûa [5] BAÛNG TOÅNG HÔÏP GIAÙ TRÒ MOMEN Mz (Tm) DOÏC THEO THAÂN COÏC Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 MZ 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 -7.110 0.285 0.200 -0.001 0.000 1.000 0.200 -5.573 0.571 0.400 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -4.103 0.856 0.600 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -2.729 1.427 1.000 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.489 2.140 1.500 -0.559 -0.420 0.881 1.437 0.710 2.853 2.000 -1.295 -1.314 0.207 1.646 1.691 3.424 2.400 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 1.349 3.994 2.800 -3.103 -9.718 -3.408 0.197 2.883 4.993 3.500 -3.919 -9.554 -10.340 -5.854 -0.559 5.706 4.000 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 0.000 Vôùi giaù trò Mmax = 7.11 (Tm ). Ta tính theùp doïc cho coïc. (cm2). Theo kinh nghieäm haøm löôïng coát theùp doïc trong coïc khoan nhoài laø m=0.4%->0.6% (cm2). Vaäy choïn 10f20 coù (Fa = 31.42cm2). * Kieåm tra oån ñònh cuûa ñaát neàn quanh coïc khi chòu aùp löïc ngang. Ñieàu kieän khoâng phaù hoûng coïc khi chòu aùp löïc ngang : sz<= sgh sz : Aùp löïc tính toaùn taïi ñoä saâu Z sz = . Ze ( yo.A1 - + + ) Vì Le = 12.33 m > 2.5 m. Ta kieåm tra ñieàu kieïn naøy taïi vò trí : Z== = 1.89 m Ze = x Z = 0.45 x 1.89 = 0.85 m Caùc giaù trò A1, B1, C1, D1 ñöôïc tra trong baûng G3 cuûa [5]. Vôùi Ze = 0.85m, tra baûng ta ñöôïc nhö sau : A1 = 0.996 ; B1 = 0.849 ; C1 = 0.363; D1 = 0.103 sz = x 0.850x ( 0.0006244 x 0.996 -) =0.5784(T/) sgh : Aùp löïc giôùi haïn taïi ñoâï saâu Z= 1.89 m sgh= ) Trong ñoù : =1 : Heä soá, keå ñeán phaàn taûi troïng thöôøng xuyeân trong toång taûi troïng tính theo coâng thöùc: Mñh : Moment taûi troïng thöôøng xuyeân; Mñh =17.99 Tm M : Moment taûi trong taïm thôøi ; M = 17.92 Tm Vôùi coïc khoan nhoài : V = 0.6 Ñaàu coïc naèm trong lôùp ñaát thöù 2 neân ta coù caùc tính chaát cô lyù sau : sgh = sz =0.5784/<sgh =2.49 Vaäy : neàn ñaát quanh coïc khoâng bò phaù huûy khi chòu aùp löïc ngang. X.CAÁU TAÏO VAØ TÍNH TOAÙN ÑAØI COÏC - Theo keát quaû tính toaùn ôû treân ta coù: Pmax = 214.17 (T). Pmin = 175.65 (T). Ptb = 194.91 (T). - Tính toaùn vaø boá trí theùp theo 1 phöông. - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. M = SxI* P * Ñaøi coïc laøm vieäc nhö moät console ngaøm ôû meùp coät vaø chòu taùc ñoäng cuûa taûi troïng laø phaûn löïc cuûa coïc höôùng leân. - Tính theùp treân 1m beà roäng. - Taûi troïng lôùn nhaát taùc duïng leân 2 coïc bieân: Pmax = 214.17 (T). - Caùnh tay ñoøn cuûa löïc: x = 0.2 (m). M= Pmax *0.2= 214.17 * 0.2 = 42.83 (Tm). * Tính toaùn dieän tích theùp Ta coù dieän tích coát theùp theo phöông caïnh daøi (cm2). Choïn 8f20a140 (Fa = 25.136cm2) Boá trí theùp xem baûn veõ XI. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu laøm coïc Trong ñoù : Qvl : Söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu j =1: Heä soá uoán doïc cuûa coïc (muõi coïc xuyeân qua lôùp caùt pha seùt) =0.85 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc khi ñoå beâtoâng qua oáng chuyeån dòch thaúng ñöùng =0.7 : Heä soá ñoû beâtoâng trong bentonite Rb=130kG/ c : Cöôøng ñoä chòu neù cuûa beâtoâng maùc 300 Fb = 5026 c : Dieän tích tieát dieän ngang coïc Ra = 2600kG/ c( Theùp AII) Fa=31.42 c : Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp Vaäy : => Coïc ñuû khaû naêng chòu taûi.