Phân tích móng cọc khoan nhồi

CHÖÔNG II PHÖÔNG AÙN 2 MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI I. MOÙNG TRUÏC 1- E ; 5 - E 1. Soá lieäu taûi troïng Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí caùc chaân coät. Töø keát quaû giaûi khung tính baèng phaàn meàm SAP2000. Ta choïn caëp noäi löïc gaây nguy hieåm cho moùng nhaát laø Loaïi taûi M (T.m) N (T) Q (T) Tính toaùn 12.25 163.45 4.48 Tieâu chuaån 10.65 142.13 3.89 Taûi troïng tieâu chuaån baèng taûi troïng tính toaùn chia cho n =1.15 .2. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng coïc a/ Chieàu saâu choân moùng Choïn chieàu saâu choân moùng cuûa moùng coïc ñaøi thaáp thoûa ñieàu kieän caân baèng cuûa taûi ngang vaø aùp löïc bò ñoäng . Trong ñoù : - h : Ñoä saâu choân ñaøi. - =11.5: goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân. - =1.81 ( T/m ): Dung troïng cuûa ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân . - : Löïc ngang taùc duïng vaøo moùng. Ta choïn: hm = 2.0 (m) > 0.7hd = 0.9 (m) . b/ Choïn sô boä chieàu saâu ñaët muõi coïc , tieát dieän coïc vaø chieàu saâu ñaët moùng Choïn vaät lieäu laøm coïc . Beâ toâng coïc mac300 coù : - Rn = 130 kG/cm2 =1300 (T/m2) . - Rk = 10 kG/cm2 = 100 (T/m2) Choïn coïc troøn coù ñöôøng kính d = 0.6 (m) - Dieän tích tieát dieän coïc laø: Fcoïc = == 0.2826 (m2) . - Chu vi coïc: U = = = 3.14* 0.6=1.885 (m) . -Chieàu daøi coïc L =18 (m) . 3. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc Theo tính chaát cô lí cuûa ñaát neàn Coâng thöùc xaùc ñònh söùc chòu taûi giôùi haïn vaø söùc chòu taûi cho pheùp . (T). Xaùc ñònh maët ñaát tính toaùn , vì hoá ñaøo h = 2.0 ( m) < 3 ( m) Do ñoù maët ñaát tính toaùn truøng vôùi maët ñaát töï nhieân . Cöôøng ñoä tính toaùn R cuûa ñaát döôùi muõi coïc phuï thuoäc vaøo : Treân ñaát : caùt mòn . Traïng thaùi vaät lí : B = 0 Z = 20 ( m ) Noäi suy R = 3200 ( KPa ) = 320 (T/m2). Tham khaûo taøi lieäu Xaùc ñònh caùc giaù trò : f + f : ( soûi saïn ; Z = 3.0 (m) ) ; N oäi suy f = 4.8 (T/m2). + f : ( ñaát seùt ; Z = 5.0 (m) ; B = 0.25 ) ; f = 4.8 (T/m2). + f : ( ñaát seùt ; Z = 7.0 (m) ; B = 0.25 ) ; f = 5.15 (T/m2). + f : (caùt mòn ; Z = 9.0 (m) ) ; f = 4.5 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 11.0 (m) ) ; f = 4.7 (T/m2). + f : (caùt mòn ; Z = 13 (m) ) ; f = 2.75 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 15 (m)); f = 5.1 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 17 (m) ) ; f = 5.3 (T/m2). + f : ( caùt mòn ; Z = 19.0 (m) ) ; f = 5.5 (T/m2). LAÄP BAÛNG TÍNH HEÄ SOÁ fi CUÛA COÏC Lôùp ñaát Zi (m) mf fi(T/m2) hi (m) mfhifi(T/m) Soûi saïn 3.0 0.9 4.8 2.0 8.64 Ñaát seùt 5.0 7.0 0.9 0.9 4.8 5.15 2.0 2.0 8.64 9.27 Caùt mòn 9.0 11.0 0.9 0.9 4.5 4.7 2.0 2.0 8.1 8.46 Aù seùt 13.0 0.9 2.75 2.0 4.95 Caùt mòn 15.0 17.0 19.0 0.9 0.9 0.9 5.1 5.30 5.5 2.0 2.0 2.0 9.18 9.54 9.9 Toång coäng 76.68 Xaùc ñ5nh caùc thoâng soá trong coâng thöùc Q M = 1.0 ( do d = 0.6 m < 0.8 m) Coïc khoan vaøo lôùp caùt mòn , m = 1.0 ; m = 0.9 Söùc chòu taûi giôùi haïn (T). = 235 (T). Söùc chòu taûi cho pheùp . = = 168 (T). 4. Xaùc ñònh kích thöôùc maët baèng ñaøi coïc Khi khoaûng caùch caùc coïc laø 3d vaø söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc laø : Q = 168 (T ) ÖÙng suaát trung bình döôùi ñaùy ñaøi laø: p = p - * h * 1.1 = 51.85 – 2 * 1.2 *1.1 = 47.45 (T/m2). Xaùc ñònh sô boä dieän tích ñaùy beä: . Troïng löôïng tính toaùn cuûa beä: => Tính soá löôïng coïc: (coïc) . Coù keå ñeán momen neân choïn (coïc) =>Vaäy choïnsoá löôïng coïc laø 2 (coïc) ñeå boá trí. Kích thöôùc ñaùy beä: Lb x Bb = 1.2m x 3m Troïng löôïng tính toaùn cuûa beä: . . P(max )== + +1.1* 3.14* 0.3*2.5 = 94.48 ( T ) Pmax= 94.48 (T) < Q0 = 168 (T). Vaäy : kích thöôùc ñaøi coïc chaáp nhaän ñöôïc ñeå tính luùn . 5. Tính luùn Kieåm tra aùp löïc ñaùy vaø ñoä luùn cuûa moùng khoái qui öôùc . ® Goùc ma saùt trong trung bình : = tg = 0.10 Chieàu daøi moùng khoái qui öôùc Chieàu roäng moùng khoái qui öôùc Dieän tích ñaùy moùng khoái quy öôùc : Fm = LmxBm = 6.0 * 5.0 = 30.00 (m2) . Toång löïc taùc duïng taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc : F ( Nñ1 + Nñ2 )+ + NTC Nñ1 = 2 * 2.0 = 4 ( T/m ) Nñ2 = 2*2.08 + 4*0.966 +4*0.966 +2*0.906 +6*1.022 = 19.83 ( T/m ) = 2*3.14 *0.3* 18*2.5 = 25.43 ( T ) NTC = 142.13 ( T ) 30 ( 4 +19.83 ) +25.43 + 142.13 = 822.46 ( T ) M = M + Q * (h + l) = 10.65 + 3.89 *( 2 +18 ) = 88.45 ( T.m ) Kieåm tra aùp löïc taïi ñaùy moùng qui öôùc e = = = 0.100 (m) = ( 1 ) = ( 1 ) = 32.35 ( T/m ) = 26.47 ( T/m ) = 29.41 ( T/m ) Cöôøng ñoä cuûa ñaát taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc : . + k = 1.1 + Caùt mòn , no nöôùc m1 = 1.2 ; m2 = 1,3 + g’II = gñn = 1.022 (T/m3). + g’II = (T/m3). + H = 20 ( m ) + cII = 0.3 ( T/m2). + = 30.7 Tra baûng A = 1.2 ; B = 5.9 ; D = 8.2 = 32.35 ( T.m ) < 1.2Rmtc = 282 (T/m2). = 29.41 ( T.m ) < Rmtc = 235 (T/m2). = 26.47 > 0 ( T.m ) Vaäy ta coù theå tính toaùn ñöôïc ñoä luùn cuûa neán theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính .Trong tröôøng hôïp naøy neàn töø muõi coïc trôû xuoáng coù chieàu daøy lôùn , ñaùy cuûa khoái qui öôùc coù dieän tích beù neân ta duøng moâ hình neàn laø nöõa khoâng gian bieán daïng tuyeán tính ñeå tính toaùn . Kieåm tra ñieàu kieän tính luùn . S < S S = Xaùc ñònh chieàu daøy chòu neùn H ñöôïc xaùc ñònh ôû ñoä saâu Z tính töø ñaùy moùng khoái qui öôùcvaø thoaõ ñieàu kieän : Hñöôïc chia laøm nhieàu lôùp ñaát nhoû coù chieàu daøy h h Laáy h = 0.25 ( m) Xaùc ñònh : ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân. = 2*0.9*1.81 +2*2.08 +4*0.966 +4*0.966 +2*0.966 + 6*1.022 = 23.1 (T/m2). = + h* = 23.10 + 0.25 *1.022 = 23.35 (T/m2). = + h* = 23.61 (T/m2). = 23.86 (T/m2). = 24.12 (T/m2). = 24.37 (T/m2). = 24.63 (T/m2). = 24.88 (T/m2). = 25.14 (T/m2). = 25.39 (T/m2). = 25.65 (T/m2). = 25.90 (T/m2). = 26.16 (T/m2). Xaùc ñònh Aùp löïc gaây luùn = - = 29.41 – 1.17*20 = 6.0 (T/m2). = ; +: = = 6.0 (T/m2). +; ; ; Noäi suy : ; = = 5.95 (T/m2). Töông tuï +; ; = 5.90 (T/m2). +; ; = 5.85 (T/m2). + ; = 5.80 (T/m2). + ; = 5.6 (T/m2). + ; = 5.39 (T/m2). + ; = 5.18 (T/m2). + ; = 4.98 (T/m2). CAÙC GÍA TRÒ ÖÙNG SUAÁT GAÂY LUÙN VAØ ÖÙNG SUAÁT BAÛN THAÂN. ÑIEÅM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 6.0 5.95 5.90 5.85 5.80 5.60 5.39 5.18 4.98 23.10 23.35 23.61 23.86 24.12 24.37 24.63 24.88 25.14 4.62 4.67 4.72 4.77 4.82 4.87 4.92 4.97 5.02 Döïa vaøo baûng treân ta thaáy ñieåm soá 8 ta coù : Vaäy chieàu daøy vuøng chòu neùn thaät ñöôïc xaùc ñònh ñeán ñieåm soá 08 H = 8* 0.25 = 2.0 (m) Chia ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau h = 0.25 (m) =2.5 (cm) Aùp duïng tính luùn theo phöông phaùp phaân taàng coäng luùn Tính luùn cho töøng phaân toá theo coâng thöùc sau : S = S = 0 1 2 3 4 0.685 0.635 0.590 0.560 0.545 + Lôùp i = 1 : Noäi suy : Noäi suy : s = Töông töï cho caùc lôùp coøn laïi i = 2, 3, 4…………8 KEÁT QUAÛ TÍNH TOAÙN ÑÖÔÏC GHI ÔÛ BAÛNG DÖÔÙI ÑAÂY Lôùp ñaát Lôùp phaân toá Chieàu daøy (cm) Caùt mòn 1 25 23.10 23.35 2.32 6.0 5.95 5.97 2.93 0.580 0.562 0.28 2 25 23.35 23.61 2.348 5.95 5.9 5.92 2.94 0.579 0.561 0.28 3 25 23.61 23.86 3.373 5.9 5.85 5.87 2.96 0.578 0.56 0.27 4 25 23.86 24.12 2.399 5.85 5.8 5.82 2.981 0.578 0.56 0.28 5 25 24.12 24.37 2.424 5.8 5.6 5.7 2.994 0.577 0.56 0.27 6 25 24.37 24.63 2.450 5.6 5.39 5.49 2.999 0.576 0.56 0.25 7 25 24.63 24.88 2.475 5.39 5.18 5.28 3.00 0.575 0.56 0.23 8 25 24.88 25.14 2.501 5.18 4.98 5.08 3.009 0.574 0.56 0.22 Toång coäng 2.08 6. Tính toaùn coïc chòu löïc ngang Giaû söû moùng coïc nhö hình veõ caùc kích thöôùc ñaõ coù vaø ñaõ thoaõ maõn , coi maët neàn laø maët ñaát töï nhieân coù caùc taûi troïng sau ñaây . Töø noäi löïc ñaàu coïc caàn tìm chuyeån vò trong coïc Ñaët heä truïc toaï ñoä oxyz vaøo taâm ñaùy heä , chuyeån löïc veà taâm ñaùy heä Töø caùch xaùch ñònh giaù trò treân ta thaáy khoâng coù coïc naøo chòu nhoå . Xaùc ñònh taûi ngang ñaàu coïc Xaùc ñònh taûi momen , giaû söû raèng ñaàu coïc ngaøm cöùng vaøo do ñoù ñaàu coïc chæ coù chuyeån vò ngang vaø khoâng coù chuyeån vò xoay . Vaäy naèm trong lôùp ñaát thöù 3 coù traïng thaùi vaät lí laø soûi saïn. Noäi suy m = 3000 (KN/m) = 300 (T/m) Duøng beâ toâng maùc 300 cho coïc E =2.65*10 (KN/m) EJ =2.65*10* = 16.85*10 (KN.m) Tìm caùc heä soá : A ; B; C Tham khaûo taøi lieäu Tra baûng ñöôïc : A= 2.441 ; B = 1.621 ; C = 1.751 Tính chuyeån vò cuûa ñaàu coïc taïi tieát dieän ngaøm : Vì ñaàu coïc ngaøm vaøo heä döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang treân ñaàu coïc coù 1 momen , goïi laø momen ngaøm . Kieåm tra chuyeån vò ngang ñaàu coïc . Vaäy Veõ bieåu ñoà theo chieàu saâu coïc 0.419 0.838 1.257 1.677 2.096 2.511 2.935 3.354 3.733 4.192 4.612 5.031 5.450 5.870 6.829 7.337 8.385 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.5 4.0 -0.001 -0.011 -0.036 -0.085 -0.167 -0.287 -0.455 -0.676 -0.956 -1.295 -1.693 -2.141 -2.621 -3.103 -3.541 -3.919 -1.614 1 1 0.998 0.992 0.957 0.938 0.866 0.739 0.530 0.207 -0.271 -0.941 -1.877 -3.408 -4.688 -10.34 -17.919 0.2 0.4 0.6 0.799 0.994 1.183 1.358 1.507 1.612 1.646 1.575 1.352 0.917 0.197 -0.891 -5.854 -15.076 -34.20 -25.22 -16.79 -9.24 -2.79 2.63 6.91 10.13 12.36 13.73 14.56 14.24 14.33 26.85 13.00 10.00 3.91 7. Tính toaùn coát theùp cho ñaøi coïc Choïn vaät lieäu laøm coïc . Beâ toâng coïc Mac300 coù : Duøng theùp AII coù Ra = Ra’ = 2800 (kG/cm2) = 28000 (T/m2). Coát theùp ôû ñaøi coïc ñöôïc tính theo löïc caét T T= 0.5 N.cotg N : Taûi troïng thaúng ñöùng töø coät truyeàn xuoáng moùng . Dieän tích coát theùp ôû ñaùy ñaøi : Fa cotg= T = 0.5* 163* 0.428 = 35 ( T ) Fa = Choïn theùp boá trí: 8 F 18 coù Fa= 20.36 (cm2) . Vaäy : Choïn coát theùp theo phöông caïnh daøi : F 18 a 150 Choïn coát theùp theo phöông caïnh ngaén : F 12 a 200 Coát theùp ngang vaø coát theùp doïc ôû ñænh ñaøi choïn F 12 a 200 Coát theùp trung gian choïn F 12 a 200 8. Tính toaùn haøm löôïng theùp trong coïc Theo kinh nghieäm haøm löôïng theùp trong coïc lôùn hôn 0.5 % Fc Ta choïn haøm löôïng theùp trong coïc laø : 0.6% * Fc = 0.6% * 2826 = 17 (cm) Choïn 13F 14 ; Fa = 20 (cm) Coát theùp ñai xoaén lieän tuïc F8a200 Lôùp beâtoâng baûo veä 7 (cm) 9. Tính söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñoä beàn cuûa vaät lieäu laøm coïc . Trong ñoù : + (KG/cm) :Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng . +( cm): Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc . + (KG/cm) :Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp . + ( c m):Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát doïc. 13F 14 Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc: Thoaû maõn söùc chòu taûi cuûa coïc.