Phân tích phương án cọc ép bê tông cốt thép

CHÖÔNG 2 : PHÖÔNG AÙN COÏC EÙP BTCT 1. Choïn kích thöôùc vaø vaät lieäu laøm coïc: Choïn coïc tieát dieän vuoâng (35´35) cm ; chieàu daøi coïc 16m, goàm 2 ñoaïn coïc daøi 8m noái laïi. Ñoaïn coïc choân saâu vaøo ñaøi 100 mm. Ñoaïn coát theùp choân vaøo ñaøi >= 30d = 600 mm. Vaät lieäu: beâtoâng ñuùc coïc maùc 300# coù Rn = 130 (kG/cm2) ; coát theùp doïc duøng trong coïc laø 4f20( Fa =12.56 cm2), ñai f8, theùp AI coù Rañ = 1800 (kG/cm2). Theùp chuû AII coù Ra = Rn = 2800(kG/cm2) 2. Kieåm tra caåu, laép coïc: 2.1. Tröôøng hôïp vaän chuyeån coïc: Caùc moùc caåu treân coïc ñöôïc boá trí ôû caùc ñieåm caùch ñaàu vaø muõi coïc nhöõng khoaûng coá ñònh sao cho moment döông lôùn nhaát baèng moment aâm coù trò soá tuyeät ñoái lôùn nhaát. ihg +Sô ñoà tính : Sô ñoà tính moâmen do caåu laép. Troïng löôïng phaân boá cuûa coïc treân 1 m daøi : q = n * b * h * gbt =1.5 * 0.35* 0.35 * 2.5 = 0.459 (T/m) Moment caåu laép coïc : M = 0.043 ql2 = 0.043 ´ 0.459 ´82 =1.26 (T.m) Dieän tích coát theùp duøng cho caåu laép: Fa = M/0.9*Rn*ho = 126000/0.9*2800*30 = 1.67 (cm2) < 2f20 (Fa =6.28cm2) 2.2. Tröôøng hôïp döïng coïc : Sô ñoà tính moâmen döïng coïc. Moment caåu laép coïc : M = 0.086* q*l2 = 0.086 * 0.459 *82 =2.53 (T.m) Dieän tích coát theùp duøng cho caåu laép : Fa = M/0.9*Rn*ho = 253000/0.9*2800*30 = 3.34 (cm2) < 2f20 (6.28 cm2) Toùm laïi : öùng vôùi hai tröôøng hôïp vaän chuyeån coïc vaø döïng coïc , theùp choïn 4f20 ñeå caáu taïo coïc laø thoûa. 3.Choïn chieàu saâu choân moùng: Sô boä ta choïn chieàu saâu choân moùng h = 5. 5 m so vôùi cao ñoä maët ñaát töï nhieân. h = 2.5 m so vôùi saøn taàng haàm 4. Tính söùc chòu taûi cuûa coïc : 4.1. Söùc chòu taûi theo vaät lieäu laøm coïc: Theo TCXD 205-1998: Qvl = j ( Rn.FP + Ra.Fa ) Trong ñoù : j : heä soá uoán doïc Rn : cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng (kG/cm2) . FP : dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc (cm2) . Ra : cöôøng ñoä chòu keùo cuûa theùp doïc trong coïc (kG/cm2) . Fa : dieän tích coát theùp doïc trong coïc (cm2) . Qvl = 1* (2800*12.56 + 130*35*35) = 194.42(T) 4.2. Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñieàu kieän ñaát neàn: Do coïc ñi qua nhieàu lôùp ñaát neân: Qtc = m(mR*qp*Ap + uåmfi*fsi *li) Trong ñoù : m: heä soá laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát (d<0.8m) m = 1. mR,mfi: heä soá laøm vieäc cuûa ñaát tuyø thuoäc vaøo phöông phaùp thi coâng coïc ñoùng mR = mfi = 1 Ap: Dieän tích tieát dieän ngang chaân coïc. F = 0.35*0.35 = 0.1225(m2) u: chu vi tieát dieän ngang chaân coïc . u = 0.35*4 = 1.4(m) qp: cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát döôùi muõi coïc.Caùt vöøa Z = 15(m) Þ qp = 440(T/m2) li : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc fsi : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp ñaát thöù i theo maët xung quanh coïc +Xaùc ñònh fi : Chia caùc lôùp li <= 2m Lôùp 2: seùt pha caùt, traïng thaùi deûo cöùng , B = 0.408 , chia laøm 4 lôùp l1 = 1.5(m), l2 = l3 = l4 = 2(m) Lôùp 3a: caùt vöøa traïng thaùi bôøi rôøi , chia laøm 4 lôùp , l5 = …= l7 = 2(m), l8 = 1.5(m) Maët ñaát tính toaùn caùch maët ñaàt töï nhieân 2.5 (m). Lôùp Z(m) 3.75 5.5 7.5 9.5 11.5 13.5 15.5 17.25 2 fsi(T/m2) 2.65 3 3.25 3.37 3 4.75 4.95 5.15 5.22 Þ Qtc= {1*440*0.1225+1.4*[1*1.5*2.65+ +1*2(3+3.25+3.37+4.75+4.95+5.15)+ 1*1.5*5.22]}= 138.94(T) Þ Qa = 138.94/1.4 = 99.24(T) Vaäy laáy Qa = 99.24(T) vaøo ñeå tính toaùn. 5. Thieát keá moùng B3: Noäi löïc tính toaùn trong moùng B3 ñöôïc laáy töø keát quaû toå hôïp noäi löïc trong khung. Nott = 660.17 (T) Notc = 574.06 (T) Mott= 34.59 (T.m) Motc= 30.08 (T.m) Qott = 13.51(T) Qotc= 11.75 (T) 5.1. Xaùc ñònh soáá löôïng coïc trong moùng : Aùp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra. Ptt = Qa/(3d)2 = 99.24/(3*0.35)2 = 90(T) Dieän tích sô boä ñeá ñaøi. Fñ = Nott / ptt-gtb*h*n = 660.17/(90-2*2.5*1.1) = 7.8(m2) ( gtb : trò trung bình cuûa troïng löôïng rieâng ñaøi coïc vaø ñaát treân ñaøi h : ñoä saâu ñaët ñaùy ñaøi) Trong löôïng ñaøi vaø ñaát treân ñaøi. Nñtt = n* Fñ*h*gtb = 1.1*7.8*2.5*2 = 42.9(T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ôû coát ñeá ñaøi. Ntt = Nott + Nñtt = 660.17 + 42.9 = 703.1(T) Soá löôïng coïc sô boä. nttc = Ntt / Qa = 703.1/99.24 = 7.08(coïc) Do coù aûnh höôûng cuûa momen neân taêng soá löôïng coïc leân 1.2 laàn nc = 7.08* 1.2 = 8.5(coïc) è choïn 9 coïc Sô ñoà boá trí coïc trong moùng B3 Troïng löôïng tính toaùn cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi. Nñtt = n* Fñ*h*gtb = 1.1*8.41*2. 5*2 = 46.26(T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ôû coát ñeá ñaøi. Ntt = Nott + Nñtt = 660.17 + 46.26 = 706.43(T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi. Mtt = Mott + Qott*hñ = 34.59 + 13.51*1.0 = 48.1 (Tm) (choïn chieàu cao ñaøi coïc hñ = 1.0 m) Löïc truyeàn xuoáng caùc coïc daõy bieân åxi2 = 6*1.12= 7.26(m2) Pmax = 85.78 (T) Pmin = 78.49 (T) Ptb = 82.14 (T) Trong löôïng tính toaùn cuûa coïc. Pc = 0.35*0.35*16*1.1*2.5 = 5.35 (T) Pttmax = 82.14+5.35 =87.49 (T) < 92.24 (T) Pttmin = 78.49+5.35 = 83.84 (T) > 0 khoâng caàn kieåm tra coïc chòu nhoå. 5.2. Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: 5.2.1. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng quy öôùc : Xaùc ñònh jtb : =20.5 Goùc truyeàn löïc : Kích thöôùc moùng quy öôùc : LM = BM = L + d + 2H.tga = 2.2+0.35+2*15*tg5.13o = 5.24 (m) Fqö = 5.24*5.24 = 27.46 (m2) Chieàu cao moùng khoái qui öôùc. HM = 20.5 (m) 5.2.2. Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng quy öôùc: Trong phaïm vi ñeá ñaøi trôû leân N1tc = LM*BM*ho*gtb = 5.24*5.24*2.5*2 = 137.29 (T) Trong löôïng cuûa lôùp ñaát thöù 2 tröø phaàn dieän tích coïc chieám choå. N2tc = 5.24*5.24*7.5*0.95-9*0.35*0.35*7.5*0.95 = 187.78 (T) Trong löôïng cuûa lôùp ñaát thöù 3a tröø phaàn dieän tích coïc chieám choå. N3tc = 5.24*5.24*7.5*0.92-9*0.35*0.35*7.5*0.92 = 181.85 (T) Troïng löôïng coïc trong ñaát. N4tc = 9*0.35*0.35*15*2.5 = 41.34 (T) Troïng löông moùng khoái qui öôùc. Nqötc = N1tc + N2tc+ N3tc+ N4tc = 137.29+187.78+181.85+41.34 = 548.26 (T) Löïc doc tieâu chuaån xaùc ñònh taïi ñaùy moùng qui öôùc Ntc = Notc + Nqötc = 574.06 + 548.26 = 1122.32 (T) Moâmen tieâu chuaån töông öùng vôùi troïng taâm ñaùy moùng qui öôùc. Mtc = 30.48+11.75*(15+1.0) = 218.48 (Tm) Ñoä leäch taâm. e = Mtc/ Ntc = 218.48/1122.32 = 0.19 (m) Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái qui öôùc. stcmax = 49.77 (T/m2) stcmin = 38.94 (T/m2) stctb = 44.36 (T/m2) 5.2.3. Xaùc ñònh aùp löïc tính toaùn ôû ñaùy khoái moùng qui öôùc: Trong ñoù: m1,m2-laàn löôït laø caùc heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coâng trình taùc ñoäng qua laïi vôùi neàn ñaát. Tra baûng : m1 =1.4 ; m2 =1.4 ; ktc = 1 jII = 27o Þ A =0.91; B =4.65 ; D = 7.15 gII = 0.92(kg/m3) g,II dung troïng bình quaân cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy moùng qui öôùc trôû leân. cII = 0.23 (T/m2) è RM = (1.1*0.91*5.24*1.01+ 1.1*4.65*20.5*0.92 + 3*7.15*0.23) = 209.13 (T/m2) 1.2RM = 1.2*209.13 = 250.96 (T/m2) Vaäy caùc ñieàu kieän ñeàu thoaû. stcmax = 49.77 (T/m2) < 1.2RM stctb = 44.36 (T/m2) < RM 5.2.4. Tính toaùn ñoä luùn neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính. Öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân taïi caùc lôùp ñaát. Taïi möïc nöôùc ngaàm sbtz=1.5 = 1.5*1.9 = 2.58 (T/m2) Taïi lôùp ñaát thöù 1. sbtz=2.5 = 1.5*1.9+0.97*1 = 3.82 (T/m2) Taïi lôùp ñaát thöù 2. sbtz=13 = 1.5*1.9+0.97*1+10.5*0.95 = 13.23 (T/m2) Taïi muõi coïc. sbtz=20.5 = 1.5*1.9+0.97*1+10.5*0.95+7.5*0.92= 22.25 (T/m2) Öùng suaát gaây luùn ôû khoái moùng qui öôùc. sglz=0 = stctb -sbt = 44.36-22.25=22.11 (T/m2) Chia ñaát neàn döôùi khoái moùng qui öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau vaø baèng BM/5 = 5.24/5 = 1 (m) Ñieåm Ñoä saâu(m) LM/BM 2z/BM Ko sgl(T/m2) sbt(T/m2) 0.2*sbt(T/m2) 0 0 1 0.000 1 22.110 22.25 4.450 1 1 1 0.382 0.962 21.270 23.17 4.634 2 2 1 0.763 0.815 18.020 24.09 4.818 3 3 1 1.145 0.633 13.996 25.01 5.002 4 4 1 1.527 0.478 10.569 25.93 5.186 5 5 1 1.908 0.362 8.004 26.85 5.370 6 6 1 2.290 0.279 6.169 27.77 5.554 7 7 1 2.672 0.219 4.842 28.69 5.738 Ta thaáy taïi ñieåm soá 7 coù 0.2*szbt = 5.738 (T/m2) > sgl = 4.842 (T/m2) Vaäy chieàu saâu hcn = 7(m) töø ñaùy moùng qui öôùc Ñoä luùn neàn: S = = = 0.018 (m) = 1.8 (cm) < Sgh = 8 (cm) 5.3. Tính toaùn vaø boá trí coát theùp cho ñaøi coïc: 5.3.1. Kieåm tra choïc thuûng: Pcxt = 0.75*Rk*C*ho > Pct Choïn hd = 1.1(m) Veõ thaùp xuyeân thuûng ta thaáy thaùp bao truøm ngoaøi tim coïc neân khoâng caàn kieåm tra xuyeân thuûng 5.3.2. Tính coát theùp cho moùng Moment taïi ngaøm xaùc ñònh theo coâng thöùc : PI phaûn löïc ñaàu coïc thöù i, rI :khoaûng caùch töø maët ngaøm ñeán truïc coïc thöù i. Dieän tích coát theùp tính theo coâng thöùc : Trong ñoù : M laø moment taïi tieát dieän ñang xeùt . ho laø chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi taïi tieát dieän ñoù . Ra : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp . Soá lieäu tính toaùn: beâtoâng maùc 300 Rn =130(kg/cm2); Theùp AII Ra = 2800 (kg/cm2) Chieàu cao ñaøi 1.1 m; lôùp beâtoâng baûo veä 5 cm. * Moment theo phöông I-I : MI-I = r1 (P4 + P1 +P7) Trong ñoù : r1 = 0.75 m P4= P1 = P7 = 85.78 (T) ® MI-I = 0.75*85.78*3 = 193 (Tm) Dieän tích coát theùp caàn : FaI-I = = (cm2) Choïn 25 thanh f20 a=110 ñeå boá trí ( Fachoïn = 78.55cm2); moãi thanh daøi 2.8 m. *Moment theo phöông II-II : MII-II = r2 (P7 + P8 +P9) Trong ñoù : r2 = 0.85 m P7 = 85.78(T) P8= 82.14(T) P9 = 78.49(T) ® MII-II = 0.85*(85.78+82.14+78.49) = 209.45(Tm) Dieän tích coát theùp caàn : FaII-II = = (cm2) Choïn 27 thanh f20 a=100 ñeå boá trí ( Fachoïn= 84.83 cm2); moãi thanh daøi 2.8 m. 5.4. Kieåm tra coïc chòu taûi troïng ngang Giaû söû ñaàu coïc ngaøm cöùng vaøo ñaùy ñaøi, do doù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng chuyeån vò xoay Lực ngang H= 13.51(T) Lực ngang taùc ñộng leân cọc: H = = = 1.5 (T) Chieàu daøi aûnh höôûng: Lah = 2(d+1) = 2(0.35+1) =2.7(m) chæ qua lôùp ñaát thöù 2 Tra baûng Þ K=320(T/m4) Moment quaùn tính tiết diện ngang của cọc Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb I= 2.9100.00215= 6235(Tm2) Chiều rộng quy ước bc của cọc: bc= 1,5d+ 0.5= 1.50.35+ 0.5= 1.1(m) (Theo TCXD 205, khi d≥ 0.8m thì bc=d +1m, vaø khi d< 0.8m thì bc=1.5d + 0.4m) Hệ số biến dạng Chiều daøi tính đñổi của phần cọc trong đñất: le= 0.563*15= 8.445(m) → tra bảng G2(TCXD 205-1998) đñược Ao=2.441, Bo=1.621, Co= 1.751 Caùc chuyển vị δHH, δHM, δMH, δMM của cọc ở cao trình đñỉnh cọc, do caùc ứng lực đñơn vị đñặt ở cao trình naøy δHH = δHM = δMH = δMM = Vì ñaàu coïc ngaøm vaøo ñaùy ñaøi, döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang treân ñaàu coïc coù 1 momen ta goïi laø momen ngaøm Mf = eMH*H/eMM = -8.2X10-4*1.5/4.99X10-4 = -2.46(Tm) Chuyển vị ngang yovaø goùc xoay ψo tại cao trình ñỉnh cọc yo= Ho δHH +Mf δHM = 1.5*2.19x10-3- 2.46*8.2x10-4= 1.310-3(m) < 1 (cm) ψo= Ho δMH +Mf δMM= 1.5*8.2x10-4-2.46*4.99x10-4 = 0 (rad) AÙp lực tính toaùn moment uốn Mz(Tm) theo coâng thức sau: Trong ñoù : ze- chiều saâu tính đñổi, ze= αbdz Caùc gía trị A3,B3,C3,D3 tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998 BẢNG GÍA TRỊ MOMEN UỐN DỌC THAÂN CỌC z(m) Ze A3 B3 C3 D3 Mz1(Tm) 0.00 0.00 0.000 0.000 1.000 0.000 -2.46 0.36 0.20 -0.001 0.000 1.000 0.200 -1.93 0.71 0.40 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -1.42 1.07 0.60 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -0.95 1.42 0.80 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -0.53 1.78 1.00 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.18 2.13 1.20 -0.287 -0.173 0.938 1.183 0.11 2.49 1.40 -0.455 -0.319 0.866 1.358 0.32 2.84 1.60 -0.676 -0.543 0.739 1.507 0.46 3.20 1.80 -0.956 -0.867 0.530 1.612 0.53 3.55 2.00 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.55 3.91 2.20 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 0.51 4.26 2.40 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 0.42 4.62 2.60 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 0.33 4.97 2.80 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 0.14 5.33 3.00 -3.541 -6.000 -4.688 -0.891 0.06 6.22 3.50 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 -0.23 7.10 4.00 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -0.13 Bieåu doà momen uoán doïc thaân coïc Dựa vaøo biểu ñồ momen của cọc chịu tải ngang ta coù Mmax= 2.46(T.m) Fa = M/0.9*Ra*ho = 246000/0.9*2800*30 = 3.3 (cm2) <2f20(Fa =6.28cm2) Þ Coïc ñuû khaû naêng chòu löïc 6. Thieát keá moùng A3: Noäi löïc tính toaùn trong moùng A3 ñöôïc laáy töø keát quaû toå hôïp noäi löïc trong khung. Nott = 357.11 (T) Notc = 310.53 (T) Mott= 19.45 (T.m) Motc= 16.91 (T.m) Qott =10.83 (T) Qotc= 9.42 (T) 6.1. Xaùc ñònh soáá löôïng coïc trong moùng : Aùp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra. Ptt = Qa/(3d)2 = 99.24/(3*0.35)2 = 90(T) Dieän tích sô boä ñeá ñaøi. Fñ = Nott / ptt-gtb*h*n =357.11/(90-2*2.5*1.1) = 4.2(m2) Trong löôïng ñaøi vaø ñaát treân ñaøi. Nñtt = n* Fñ*h*gtb = 1.1*4.2*2.5*2 = 20.79 (T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ôû coát ñeá ñaøi. Ntt = Nott + Nñtt = 357.11 + 20.79 = 377.9 (T) Soá löôïng coïc sô boä. nttc= Ntt / Qa = 377.9/99.24 = 3.8 (coïc) Do coù aûnh höôûng cuûa momen neân taêng soá löôïng coïc leân 1.2 laàn nc = 3.8*1.2 = 4.56 (coïc) à choïn 6 coïc Sô ñoà boá trí coïc trong moùng A3 Troïng löôïng tính toaùn cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi. Nñtt = n* Fñ*h*gtb = 1.1*5.22*2.5*2 = 28.71 (T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ôû coát ñeá ñaøi. Ntt = Nott + Nñtt = 357.11 + 28.71 = 385.82 (T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi. Mtt = Mott + Qott*hñ = 19.45 + 10.83*1.0 = 30.68 (Tm) (choïn chieàu cao ñaøi coïc hñ = 1.0 m) Löïc truyeàn xuoáng caùc coïc daõy bieân åxi2 = 4*.1.12= 4.84(m2) Pmax = 71.23 (T) Pmin = 57.33 (T) Ptb = 64.28 (T) Trong löôïng tính toaùn cuûa coïc. Pc = 0.35*0.35*16*1.1*2.5 = 5.35 (T) Pttmax = 71.23+5.35 = 76.58 (T) < 92.24 (T) Pttmin = 57.33+5.35 = 62.68 (T) > 0 khoâng caàn kieåm tra coïc chòu nhoå. 6.2. Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: 6.2.1. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng quy öôùc : Xaùc ñònh jtb : =20.5 Goùc truyeàn löïc : Kích thöôùc moùng quy öôùc : LM = L + d + 2H.tga = 2.2+0.35+2*15*tg5.13o = 5.24 (m) BM = B + d + 2H.tga = 1.1+0.35+2*15*tg5.13o = 4.14 (m) Fqö = 5.24*4.14 = 21.69(m2) Chieàu cao moùng khoái qui öôùc. HM = 20.5(m) 6.2.2. Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng quy öôùc: Trong phaïm vi ñeá ñaøi trôû leân N1tc = LM*BM*ho*gtb = 5.24*4.14*2. 5*2 =108.47 (T) Trong löôïng cuûa lôùp ñaát thöù 2 tröø phaàn dieän tích coïc chieám choå. N2tc = 5.24*4.14*7.5*0.95-6*0.35*0.35*7.5*0.95 =149.33 (T) Trong löôïng cuûa lôùp ñaát thöù 3a tröø phaàn dieän tích coïc chieám choå. N3tc = 5.24*4.14*7.5*0.92-6*0.35*0.35*7.5*0.92 =144.61 (T) Troïng löôïng coïc trong ñaát. N4tc = 6*0.35*0.35*15*2.5 = 27.56 (T) Troïng löông moùng khoái qui öôùc. Nqötc = N1tc + N2tc+ N3tc+ N4tc = 108.47+149.33+144.61+27.56 = 429.97 (T) Löïc doc tieâu chuaån xaùc ñònh taïi ñaùy moùng qui öôùc Ntc = Notc + Nqötc = 310.53 + 429.97 = 740.5 (T) Moâmen tieâu chuaån töông öùng vôùi troïng taâm ñaùy moùng qui öôùc. Mtc = 16.91+9.42*(15+1.0) = 167.63 (Tm) Ñoä leäch taâm. e = Mtc/ Ntc = 167.63/740.5 = 0.23(m) Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái qui öôùc. stcmax = 43.12 (T/m2) stcmin = 25.26 (T/m2) stctb = 34.19 (T/m2) 6.2.3. Xaùc ñònh aùp löïc tính toaùn ôû ñaùy khoái moùng qui öôùc: Trong ñoù: m1,m2-laàn löôït laø caùc heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coâng trình taùc ñoäng qua laïi vôùi neàn ñaát. Tra baûng : m1 =1.4 ; m2 =1.4 ; ktc = 1 jII = 27o Þ A =0.91; B =4.65 ; D = 7.15 gII = 0.92(kg/m3) g,II dung troïng bình quaân cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy moùng qui öôùc trôû leân. cII = 0.23 (T/m2) RM = (1.1*0.91*4.14*1.01 + 1.1*4.65*20.5*0.92 + 3*7.15*0.23) = 206.95(T/m2) 1.2RM = 1.2*206.95 = 248.34 (T/m2) Vaäy caùc ñieàu kieän ñeàu thoaû. stcmax = 43.12 (T/m2) < 1.2RM stctb = 34.19 (T/m2) < RM 6.2.4. Tính toaùn ñoä luùn neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính. Öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân taïi caùc lôùp ñaát. Taïi möïc nöôùc ngaàm sbtz=1.5 = 1.5*1.9 = 2.58 (T/m2) Taïi lôùp ñaát thöù 1. sbtz=2.5 = 1.5*1.9+0.97*1 = 3.82 (T/m2) Taïi lôùp ñaát thöù 2. sbtz=13 = 1.5*1.9+0.97*1+10.5*0.95 = 13.23 (T/m2) Taïi muõi coïc. sbtz=20.5 = 1.5*1.9+0.97*1+10.5*0.95+7.5*0.92= 22.25 (T/m2) Öùng suaát gaây luùn ôû khoái moùng qui öôùc. sglz=0 = stctb -sbt = 34.19-22.25=11.94 (T/m2) Chia ñaát neàn döôùi khoái moùng qui öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau vaø baèng BM/5 = 4.14/5 = 0.8(m) Ñieåm Ñoä saâu(m) LM/BM 2z/BM Ko sgl(T/m2) sbt(T/m2) 0.2*sbt(T/m2) 0 0 1.3 0.000 1 11.940 22.25 4.450 1 0.8 1.3 0.386 0.961 11.474 22.986 4.597 2 1.6 1.3 0.773 0.81 9.671 23.722 4.744 3 2.4 1.3 1.159 0.626 7.474 24.458 4.892 4 3.2 1.3 1.546 0.47 5.612 25.194 5.039 5 4 1.3 1.932 0.355 4.239 25.93 5.186 Ta thaáy taïi ñieåm soá 5 coù 0.2*szg = 5.186 > sgl = 4.239 (T/m2) Vaäy chieàu saâu hcn = 4 (m) töø ñaùy moùng qui öôùc Ñoä luùn neàn: S = = = 0.007 (m) = 0.7 (cm) < Sgh = 8 (cm) 6.3. Tính toaùn vaø boá trí coát theùp cho ñaøi coïc: 6.3.1. Kieåm tra choïc thuûng: Pcxt = 0.75*Rk*C*ho > Pct Choïn hd = 1.1(m) Veõ thaùp xuyeân thuûng ta thaáy thaùp bao truøm ngoaøi tim coïc neân khoâng caàn kieåm tra xuyeân thuûng 6.3.2. Tính theùp cho moùng Moment taïi ngaøm xaùc ñònh theo coâng thöùc : PI phaûn löïc ñaàu coïc thöù i, rI :khoaûng caùch töø maët ngaøm ñeán truïc coïc thöù i. Dieän tích coát theùp tính theo coâng thöùc : Trong ñoù : M laø moment taïi tieát dieän ñang xeùt . ho laø chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi taïi tieát dieän ñoù . Ra : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp . Soá lieäu tính toaùn: beâtoâng maùc 300 Rn =130(kg/cm2); Theùp AII: Ra = 2800 (kg/cm2) Chieàu cao ñaøi 1.1 m; lôùp beâtoâng baûo veä 5 cm. * Moment theo phöông I-I : MI-I = r1 (P1 + P4 ) Trong ñoù : r1 = 0.8 m P1= P4 = 71.23(T) ® MI-I = 0.8*71.23*2 = 113.97(Tm) Dieän tích coát theùp caàn : FaI-I = = (cm2) Choïn 15 thanh f20 a=110 ñeå boá trí ( Fachoïn = 47.13 cm2); moãi thanh daøi 2.8 m. +Moment theo phöông II-II : MII-II= r2 (P1 + P2 + P3 ) Trong ñoù : r1 = 0.35 m P1 = 71.23 (T) P2= 64.28 (T) P3 = 57.33 (T) ® MII-II= 0.35*(71.23+64.28+57.33) = 67.49 (Tm) Dieän tích coát theùp caàn : FaII-II = = (cm2) Choïn 14 thanh f16 a=200 ñeå boá trí ( Fachoïn = 28.15cm2); moãi thanh daøi 1.7 m. 6.4. Kieåm tra coïc chòu taûi troïng ngang Giaû söû ñaàu coïc ngaøm cöùng vaøo ñaùy ñaøi, do doù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng chuyeån vò xoay Lực ngang H= 10.83(T) Lực ngang taùc ñộng leân cọc: H = = = 1.8 (T) Chieàu daøi aûnh höôûng: Lah = 2(d+1) = 2(0.35+1) =2.7(m) chæ qua lôùp ñaát thöù 2 Tra baûng Þ K=320(T/m4) Moment quaùn tính tiết diện ngang của cọc Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb I= 2.9100.00215= 6235(Tm2) Chiều rộng quy ước bc của cọc: bc= 1,5d+ 0.5= 1.50.35+ 0.5= 1.1(m) (Theo TCXD 205, khi d≥ 0.8m thì bc=d +1m, vaø khi d< 0.8m thì bc=1.5d + 0.4m) Hệ số biến dạng Chiều daøi tính đñổi của phần cọc trong đñất: le= 0.563*15= 8.445(m) → tra bảng G2(TCXD 205-1998) đñược Ao=2.441, Bo=1.621, Co= 1.751 Caùc chuyển vị δHH, δHM, δMH, δMM của cọc ở cao trình đñỉnh cọc, do caùc ứng lực đñơn vị đñặt ở cao trình naøy δHH = δHM = δMH = δMM = Vì ñaàu coïc ngaøm vaøo ñaùy ñaøi, döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang treân ñaàu coïc coù 1 momen ta goïi laø momen ngaøm Mf = eMH*H/eMM = -8.2X10-4*1.8/4.99X10-4 = -2.96(Tm) Chuyển vị ngang yovaø goùc xoay ψo tại cao trình ñỉnh cọc yo= Ho δHH +Mf δHM = 1.8*2.19x10-3- 2.96*8.2x10-4= 1.510-3(m) < 1 (cm) ψo= Ho δMH +Mf δMM= 1.8*8.2x10-4-2.96*4.99x10-4 = 0 (rad) AÙp lực tính toaùn moment uốn Mz(Tm) theo coâng thức sau: Trong ñoù : ze- chiều saâu tính đñổi, ze= αbdz Caùc gía trị A3,B3,C3,D3 tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998 BẢNG GiAÙ TRỊ MOMEN UỐN DỌC THAÂN CỌC z(m) Ze A3 B3 C3 D3 Mz1(Tm) 0.00 0.00 0.000 0.000 1.000 0.000 -2.96 0.36 0.20 -0.001 0.000 1.000 0.200 -2.32 0.71 0.40 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -1.71 1.07 0.60 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -1.14 1.42 0.80 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -0.63 1.78 1.00 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.20 2.13 1.20 -0.287 -0.173 0.938 1.183 0.15 2.49 1.40 -0.455 -0.319 0.866 1.358 0.43 2.84 1.60 -0.676 -0.543 0.739 1.507 0.63 3.20 1.80 -0.956 -0.867 0.530 1.612 0.75 3.55 2.00 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.81 3.91 2.20 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 0.82 4.26 2.40 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 0.76 4.62 2.60 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 0.72 4.97 2.80 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 0.62 5.33 3.00 -3.541 -6.000 -4.688 -0.891 0.53 6.22 3.50 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 0.27 7.10 4.00 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 0.06 Bieåu ñoà momen uoán doïc thaân coïc Dựa vaøo biểu đñồ momen của cọc chịu tải ngang ta coù Mmax= 2.96(T.m) Fa = M/0.9*Rn*ho = 296000/0.9*2800*30 = 3.9 (cm2) < 2f20 (Fa =6.28cm2) Þ Coïc ñuû khaû naêng chòu löïc