Thiết kế móng cọc đóng bê tông cốt thép

PHÖÔNG AÙN 2 THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC ÑOÙNG BTCT Maët baèng moùng Soá lieäu tính toaùn Beâ toâng maùc 300 : Coù Rn =130 KG/cm Rk = 10 KG/cm Coát theùp AI : Coù Ra = Ra’ = 2100 KG/cm Coát theùp AII : Coù Ra = Ra’ = 2700 KG/cm 1. Choïn sô boä chieàu saâu ñaët ñaøi moùng Choïn chieàu saâu choân ñaøi moùng so vôùi maët ñaát töï nhieân laø hm = 4m. Maët ñaát tính toaùn caùch ñaùy ñaøi laø 3m, vì lôùp ñaát ñaøo lôùn hôn 3m. Caên cöù ñieàu kieän ñòa chaát, chieàu saâu muõi coïc caém vaøo lôùp ñaát thöù 3 ( lôùp caùt mòn ñeán thoâ, chaët vöøa). Choïn chieàu saâu ñaët muõi coïc caùch maët ñaát töï nhieân laø 25,5m. Söõ duïng coïc beâtoâng coát theùp coù tieát dieän (35´35) cm, ñuùc saün moãi coïc daøi 11m. Choïn ñoaïn coïc ngaøm vaøo ñaøi laø15cm. Ñoaïn neo vaøo ñaøi laø ³ 30Æ Chieàu daøi coïc ngoaøi ñaøi laø 21,5m, muõi coïc caám vaøo lôùp ñaát thöù 3 laø18m. 2. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc Sô ñoà tính toaùn söùc chòu taûi 2.1. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù ñaát neàn Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc theo ñaát neàn Qa = (T). ktc = 1,4 : heä soá an toaøn. Vì söùc chòu taûi cuûa coïc ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tính toaùn töø soá lieäu ñòa chaát vaø tra baûng . Söùc chòu taûi tieâu chuaån tính toaùn theo ñaát neàn cuûa coïc ñôn. Qtc = m ( mR qp Ap + u å mf fihoi ) (T) Trong ñoù : m= 1 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát, tra baûng 5.3 [4]. mR = 1,1 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát (caùt nhoû), tra baûng 5.3 [4]. Ap = a´b = 0,35´0,35 = 0,1225 m2, dieän tích ngang cuûa coïc. u = 4´a = 4´0,35= 1,4m, chu vi tieát dieän ngang cuûa coïc. mf = 1 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát (caùt nhoû), tra baûng 5.3 [4]. ftci : Cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa lôùp ñaát thöù i ôû maët beân coïc phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong cuûa coïc, ñeå tính ftci ta chia lôùp ñaát thaønh töøng lôùp vôùi chieàu daøy hoi nhö hình veõ. hoi : chieàu daøy lôùp ñaát. qp : 365T/m2 cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát neàn ( lôùp caùt mòn ñeán thoâ), tra baûng 5.4 [4]. Keát quaû tính toaùn söùc chòu taûi cuûa coïc cho trong baûng sau Lôùp Z (m) hoi (m) fitc (T/m2) fitchoi Qtc (T) Qa (T) 2 4 2 3,8 7,6 45,3 32,43 5,75 1,5 4,15 6,225 52,7 37,66 7,5 2 4,35 8,7 63,17 45,12 9,5 2 4,55 9,1 74,09 52,92 11,5 2 4,75 9,5 85,49 61,06 13,5 2 4,95 9,9 97,37 69,55 3 15,5 2 5,15 10,3 109,73 78,38 17,5 2 5,35 10,7 122,56 87,55 19,5 2 5,55 11,1 135,89 99,06 21,5 2 5,75 11,5 156,87 112,05 23,5 2 5,95 11,9 170,59 121,85 2.2. Theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc tính theo coâng thöùc. Qa = (T). Trong ñoù : Qs : Söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân. Qp : Söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc. FSs : heä soá an toaøn cho thaønh ma saùt beân (1,5 ¸2,0) Þ choïn FSs= 1,8. FSp : heä soá an toaøn cho söùc choáng muõi coïc (2 ¸3) Þ choïn FSp= 2,5. Söùc chòu taûi do ma saùt beân. Qs = måfsihoi. m = 0,35´4 = 1,4m, chu vi tieát dieän ngang coïc. fsi : ma saùt ñôn vò dieän tích maët beân coïc. fsi = cai + sviksitgjai. cai : löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát. jai : goùc ma saùt trong giöõa thaân coïc vaø ñaát Lôùp ñaát thöù 2, ca2 = 3,04 T/m2 , ja2 = 15,47o, g2 = 1,918T/m3. Lôùp ñaát thöù 3, ca3 = 0,27 T/m2 , ja3 = 28,48o, g3 = 1,967T/m3. ksi = 1-sinjai : heä soá aùp löïc ngang trong ñaát. svi : öùng söùc höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng do troïng löôïng coät ñaát (xeùt ñeán ñaåy noåi lôùp ñaát naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm). svi = å(gi -1)hi Möïc nöôùc ngaàm caùch maët ñaát töï nhieân laø 6,5m. Söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc. Qp = Ap(cNc+svpNp+gdNg) (T). Ñaát ôû muõi coïc coù ja3 = 28,48o trang baûng [4]. Nc = 27,24 ; Np = 16,06 ; Ng = 18,43. Khi tính toaùn khoái löôïng rieâng cuûa lôùp ñaát naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm thì laáy troïng löôïng rieâng ñaåy noåi. g = (gI – 1) (T/m3). d = 0,35 : ñöôøng kính coïc. Ap = a´b = 0,35´0,35 = 0,1225 m2, dieän tích ngang cuûa coïc. svi = å(gi -1)hi : öùng suaát thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc. Keát quaû tính toaùn söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc. Lôùp Z(m) hoi(m) Qp (T) Qs (T) Qa (T) 3 19,5 2 43,35 137,41 93,6 21,5 2 47,15 164,06 110 Vaäy choïn söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn theo cöôøng ñoä ñaát neàn. Q = min [(Qa (cô lyù) ; Qa(cöôøng ñoä)] = 110T. THIEÁT KEÁ CHI TIEÁT MOÙNG KHUNG TRUÏC 4 3. Tính toaùn moùng M1, (B-4, C-4) Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng Ntt = 416,32T, Ntc = 362 T Mtt = 23,98T.m , Mtc = 20,85T.m Qtt = 10,16T , Qtc = 8,83T Atc= 3.1. Kieåm tra chieàu saâu choân ñaøi moùng Khi tính toaùn moùng coïc ñaøi thaáp theo giaû thieát taûi troïng ngang chuû yeáu do toaøn boä ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân tieáp nhaän. Do ñoù ñoä choân saâu cuaû ñaùy ñaøi ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän caân baèng giöõa toång taûi troïng ngang vaø aùp löïc bò ñoäng cuûa ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân theo coâng thöùc. hmin = a tg ( 450 - ) Vôùi : hmin : ñoä saâu ñaët ñaùy ñaøi a = 0,7 : heä soá keå ñeán ma saùt giöõa ñaùy ñaøi coïc vaø ñaát neàn. j =12,45o goùc ma saùt trong trung bình cuûa ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân. gtb = = = 1,777T/m3. Q =10,16T : Toång taûi troïng ngang . h = 0,7 tg ( 450 – ) =1,5 m Choïn ñoä saâu ñaët moùng (ñaùy ñaøi coïc) 4m > 1,5m thoûa ñieàu kieän ñoä saâu choân ñaøi moùng. Moùng laøm vieäc nhö moùng coïc ñaøi thaáp . Chieàu saâu choân coïc laø 24,5 m öùng vôùi chieàu daøi coïc laø 21,5 m, Qtkgh = 110 T 3.2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc trong moùng Soá löôïng coïc caàn thieát n > m =1,4= 5,29 coïc Vôùi m = 1,4 heä soá keå ñeán moùng chòu taûi troïng leäch taâm Þ Choïn 6 coïc. 3.3. Choïn boá trí coïc trong ñaøi Chieàu cao ñaøi coïc : hñ  = ac+ h1 +0,2 h1 : Chieàu daøi coïc ngaâm trong ñaøi coïc = 0,15 m ac : beà roäng coät = 0.6 m hñ = 0,6 + 0,15 +0,2 = 0.95 m Choïn hñ = 1 m. Ñaøi coïc coù kích thöôùc vaø boá trí nhö hình veõ. Khoaûng caùch giöõa 2 meùp ngoaøi cuûa coïc laø 2,05 m. Caïnh hình thaùp choïc thuûng laø : l  = h c + 2 ho tg45o = 0,35 + 2x1x1 = 2,35 m. Vaäy l = 2,35m >2,05 m Þ coïc naèm trong phaïm vi hình thaùp choïc thuûng neân khoâng caàn kieåm tra ñieâuø kieän eùp loõm vaø ñieàu kieän tieáp thu öùng suaát chính. 3.4. Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñænh coïc Xaùc ñònh momen taïi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi coïc M = Mtt + Qtt = 23,98 +10,16x4 = 63,92Tm Troïng löôïng ñaøi coïc N1 = (2,5´ 1,6 ´ 1)´2,5 = 10T Troïng löôïng coïc N2 = ngFcl = 1,1´2,5´0,1225´22 = 7,4T Troïng löôïng ñaát phuû kín treân ñaøi coïc N3 = (hm –hñ ) blg = (4 -1) ´2,5´1,6´1,777 = 21,13T Troïng löôïng 1 coïc Pc = ngFcl = 1,1´2,5´0,1225´22 = 7,4T Toång taûi troïng taùc duïng leân 1 coïc Ptt = åN/n ± Trong ñoù åN = Ntt + N1 + N 2+ = 416,32+10+21,13 = 454,85 T åXi = 4 ´ 0,92 = 3,24m2 ; Xmax = 0,9 m Ptt = ± Pmax = 92,33 T +7,4 = 99,73T < Qtk = 110 T P= 56,82 T > 0 P = 74,52 T Vaäy thoaû ñieàu kieän löïc lôùn nhaát truyeàn xuoáng coïc daõy bieân vaø khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. 3.5. Kieåm tra coïc trong quaù trình vaän chuyeån vaø caåu laép Sô ñoà tính toaùn coïc khi vaän chuyeån vaø caåu laép. Troïng löôïng coïc treân 1 m daøi. q = 1,1bhg = 1,1´0,35´0,35´2,5= 0,337T/m Xaùc ñònh noäi löïc . Khi vaän chuyeån vaø caåu laép, ñaây laø baøi toaùn ñoäng neân momen nhaân vôùi heä soá ñoäng kñ = 2. M1max= M1min= 0,043´q´L2= 0,043´0,337´112 = 1,78T.m M2max= M2min= 0,086´q´L2= 0,086´0,337´112 = 3,5T.m 3.5.1. Kieåm tra khi caåu coïc Coù M1max= M1min= 1,78T.m. = = 0,0405 < Ao = 0,412 = 0,979 => Fat = 2,17 cm2 Ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc khi vaän chuyeån. 3.5.2. Kieåm tra khi caåu laép M2max= M2min= 3,5T.m. = = 0,0802 < Ao = 0.412 = 0,958. => Fat = 4,36cm2 Ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc khi caåu laép. 3.5.3. Tính theùp laøm moùc treo Löïc do moät thanh theùp chòu khi caåu laép. P = ´1,2qL= ´1,2´0,337´11= 1,11T. Fa= = = 0,412cm2. Choïn theùp Æ16 ( Fa = 2,01 cm2 ). 3.5.4. Tính ñoaïn theùp moùc treo neo vaøo trong coïc Lneo= = = 22cm. m = 4´d = 4´1,6 = 5,02cm. Choïn Lneo= 30d = 30´1,6 = 48cm > 22cm. 3.6. Kieåm tra coïc chuïi taûi troïng ngang Chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa coïc : Momen uoán vaø löïc caét cuûa coïc taïi cao trình maët ñaát Löïc ngang taùc duïng leân muõi ñaàu coïc T Mo = 0 (do momen caân baèng vôùi söùc choáng nhoå vaø choáng neùn cuûa coïc) Moment quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : I = = = 0,00125 m4 Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc : Eb´I = 290´104´ 0,00125 = 3627Tm2 Chieàu roäng quy öôùc bc cuûa coïc : bc = 1,5d +0,5 = 1,025 m Theo TCXD 205-1998 [4] , khi d 0,8m thì bc =1,5d+0,5. Neàn ñaát laø caùt mòn ñeán thoâ coù IL< 0 ta laáy heä soá tyû leä öùng vôùi lôùp caùt laø caùt k = 650 T/m4. Heää soá bieán daïng : == 0,713 m-1 Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát Le = abd ´ L = 0,676´21,5 = 13,55m Caùc chuyeån vò dHH , dHM, dMH ,dMM cuûa coïc ôû cao trình ñaùy ñaøi do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët taïi cao trình ñaùy ñaøi Trong ñoù dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/T), bôûi löïc Ho =1 dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/T), bôûi löïc Mo =1 dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/T), bôûi löïc Ho =1 dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/Tm), bôûi löïc Mo =1 Töø Le =13,52 m > 4 tra baûng G2 [4] ta ñöôïc Ao =2,441 ; Bo =1,621; Co =1,715 Vaäy : HH == 18,57´10-4 m/T 8,79´10-4 (1/T) = 6,77´10-4 (1/Tm) Chuyeån vò ngang yo(m) cuûa tieát dieän ngang coïc ôû ñaùy ñaøi: y0 = H0dHH + ModMH =1,693´18,57´10-4+ 0 = 0,0031m = 0,31cm. Goùc xoay cuûa tieát dieän ngang cuûa cocï ôû ñaùy ñaøi y0 = H0dMH =1,693´8,79´10-4= 0,001488(rad) Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc H (Lo= 0) = 0,0031+ 0,00 = 0,0031m =0,31cm Þ Dn = 0,31cm < [ Dgh ] =1 cm. y = y0 += 0,001488+ 0,00 = 0,001488 (rad) < ygh =0.002 (rad) Aùp löïc tính toaùn sz (T/m2), momen uoán Mz (Tm), löïc caét Qz (T) trong caùc tieát dieän cuûa coïc Vôùi chieàu daøi tính ñoåi Ze =abdZ Þ Z = EbI K abd yo yo Mo Ho 3627 650 0,713 0,0031 0,001488 0,00 1,693 Moâmen Mz doïc thaân coïc Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) 0,00 0,0 0,00 0,00 1,00 0,00 0,00 0,281 0,2 -0,001 -0,00 1,00 0,20 0,469 0,561 0,4 -0,011 -0,002 1,00 0,40 0,895 0,842 0,6 -0,036 -0,011 0,998 0,60 1,220 1,403 1,0 -0,167 -0,083 0,975 0,994 2,580 2,104 1,5 -0,559 -0,420 0,646 1,437 1,830 2,805 2,0 -1,259 -0,314 0,207 1,646 1,560 3,366 2,4 -1,141 -2,663 -0,941 1,352 1,220 3,927 2,8 -3,103 -4,718 -3,408 0,197 0,880 4,904 3,5 -3,919 -9,544 -10,34 -5,854 -0,72 5,610 4,0 -1,614 -11,731 -17,919 15,076 0,12 Löïc caét Qz doïc thaân coïc Z(m) Ze A4 B4 C4 D4 Qz (T) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 1,693 0,561 0,4 -0,080 -0,042 -0,003 1,000 1,480 0,982 0,7 -0,245 -0,114 -0,030 0,994 0,990 1,262 0,9 -0,404 -0,243 -0,082 0,980 0,680 1,543 1,1 -0,603 -0,443 -0,183 0,946 0,340 2,104 1,5 -1,105 -1,116 -0,630 0,747 0,180 2,384 1,7 -1,396 -1,643 -1,036 0,529 -0,290 2,805 2,0 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 -0,550 3,366 2,4 -2,338 -4,228 -3,973 -1,592 -0,660 3,927 2,8 -2,346 -6,023 -6,990 -4,445 -0,460 4,909 3,5 1,074 -6,789 -13,692 -13,826 -0,410 5,610 4,0 9,244 -0,358 -15,611 -23,140 -0,520 Mome uoán lôùn nhaát trong coïc. Mmax= 2,58T.m. Dieän tích coát theùp trong coïc. Fa= = = 3,42cm2. Choïn 4Æ16 coù Fa = 8,04cm2 > 3,42 cm2. Vaäy coïc ñuû khaû naêng chòu löïc. 3.7 Kieåm tra söùc chiu taûi cuûa coïc theo ñoä beàn cuûa vaät lieäu laøm coïc ( theo TCXD 195-1997) Qvl = j(RbFb+RanFa) Trong ñoù: Qvl : Söùc chòu taûi theo vaät lieäu. j : heä soá seùt ñeán aûnh höôûng cuûa uoán doïc ñoái vôùi coïc, muõi coïc ngaøm vaøo ñaát coøn ñaàu coïc töï do, neân choïn heä soá u = 2 vaø lo = ul = 2´11= 22m. Heä soá ñoä maûnh l = = = 62,85, tra baûng 3.2 [6]. Þ j = 0,806. Rb = 130kG/cm2 : cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng maùc 300. Ran= 2700kG/cm2 : cöôøng ñoä chòu keùo cuûa theùp AII. Fb = 35´35= 1225cm2. Fa = 10,18cm2. Qvl = 0,806´ ( 130´1225+2700´10,18) = 150509kG= 150,509T > Q = 110T. Coïc ñoùng khoâng bò phaù hoaïi. 3.8. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn döôùi muõi coïc Xaùc ñònh kích thöôùc khoái qui öôùc Tính a tb = Vôùi jIItb laø goùc trong tính toaùn trung bình ôû traïng thaùi giôùi haïn II cuûa caùc lôùp ñaát maø coïc xuyeân qua jII tb = == 23,84o a tb = = = 5,96o Kích thöôùc moùng khoái qui öôùc lm = l1 + 2 Ltga tb = 3.8 +2´21,5 tg (5,96o) = m. bm = b1 + 2 Ltga tb = 3.8 + 2´21,5 tg (5,96o) = 5,39 m. Vôùi a1 , b1 laø khoaûng caùch giöõa 2 coïc bieân theo phöông caïnh daøi vaø caïnh ngaén ñoái vôùi ñaøi coïc : L =21,5m chieàu daøi coïc Khoái löôïng töø ñaùy ñaøi trôû leân. N = N1 + N2 = 10+21,13 = 31,13T Dieän tích ñaùy moùng khoái quy öôùc Fm= lm x bm = 6,23´ 5,39 = 33,58 m2 Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñaùy moùng khoái quy öôùc Wm = = = 34,87m2 Troïng löôïng ñaát phía treân moùng quy öôùc N3 = ( Fqu – Fñ ) gI hi = (33,58 –4) ´ 1,918´ 0,9+2,1´ 1,715 = 157,59 T Troïng löôïng coïc trong khoái moùng quy öôùc N4 = nc Fc gc L = 6´ 0,1225´ 2,5 ´ 21,5 = 39,51T Troïng löôïng ñaát trong khoái moùng quy öôùc N5 = ( F mqu – 6Fñ ) å gI hi = (33,58 – 4´0,1225) ´ 23,12 = 759,34T Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc N = N1 + N2 + N3 + N4 +N5 = 10+21,13+157,59+39,51+759,34 = 987,57T Taûi troïng qui veà troïng taâm cuûa khoái moùng qui öôùc Momen : åM= Mtc +Qtc ´ h ñ = 20,08 + 8,83´24,5 = 237,19T Löïc doïc åN= Ntc + N = 416,32+987,57 = 14043,89T Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy moùng khoái qui öôùc R = ( 1,1A bm gII +1,1B hm gII ,+ 3D Ctc ) g,, Dung troïng ñaåy noåi trung bình cuûa caùc lôùp ñaát trong moùng khoái quy öôùc : g,, = = = 1,161T/m2 g,, = gñn,, = 0,967 T/m2 : Dung troïng cuûa ñaát neàn coù keå ñeán ñaåy noåi m2 = 1,3: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø g’II = gtb = 1.097 T/m2 Dung troïng cuûa ñaát caùc lôùp ñaát maø coïc ñi qua coù xeùt ñeán ñaåy noåi m1= 1,2 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc (ñaát mòn) Ktc = 1 heä soá tin caäy C = 0,27 T/m2 : Tra baûng j’’ = 28,48o => A = 1,0184 ; B = 5,074 ; D = 7,525 R = ( 1,1´1,0184´5,39´0,967+1,1´5,074´24,5´1,161+3´7,525´0,27) = 266,28T 1.2R =319,53T Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái qui öôùc s = = s = 48,61T/m2 ; s = 35,01 T/m2 ; s = 41,81T/m2 s = 48,61 T/m2 < 1.2 s = 41,81T/m2 < R. Vaäy neàn ñaát döôùi muõi coïc ñuû khaû naêng chòu löïc 3.9. Kieåm tra ñoä luùn baèng phöông phaùp coäng luùn phaân toá Tính luùn baèng phöông phaùp coäng luùn phaân toá Öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc sbt = å gI hi = gtb hm =1,161´ 24,5 = 28,44 T/m2 ÖÙùng suaát gaây luùn taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc so gl =stctb - stb = 41,81 – 28,44 = 13,37 T/m2 . ÖÙng suaát gaây luùn giaûm daàn theo ñoä saâu keå töø ñaùy moùng khoái qui öôùc vaø xaùc ñònh theo coâng thöùc s gl = Ko sogl Trong ñoù Ko heä soá tra baûng [4] Chòa vuøng chòu luùn thaønh caùc lôùp ñaát coù hi = 1,078m < 0,25 bm Ñoä luùn : S1 = 1 ,2 ñöôïc tra theo pi töø ñöôøng cong neùn cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc trong thí nghieäm neùn coá keát P (T/m2) 20 40 50 0.5613 0.5405 0.5301 Toång ñoä luùn : S = å Si .ÔÛ ñoä saâu maø taïi ñoù sgl < 0.2 s bt thì coù theå xem nhö khoâng luùn nöõa. Keát quaû tính toaùn luùn trong baûng sau Ñieåm Z(m) K0 szgl(T/m2) szbt(T/m2) 0 1 2 3 4 5 0 1,078 2,156 3,234 4,312 5,390 1,56 1,56 1,56 1,56 1,56 1,56 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 1 0,9736 0,8568 0,6980 0,5528 0,4356 13,37 13,02 11,46 9,34 7,40 5,82 28,44 29,48 30,52 31,57 32,61 33,65 Baûng keát quaû tính luùn cho moùng Lôùp phaân toá hi (m) s (T/m2) P1i (T/m2) s (T/m2) s (T/m2) P2i (T/m2) e1i e2i Si (cm) 0 28,44 13,37 1,078 28,96 13,19 42,15 0,552 0,538 0,97 1 29,48 13,02 1,078 30,00 12,24 42,24 0,551 0,538 0,90 2 30,52 11,46 1,078 31,05 10,40 41,09 0,549 0,539 0,69 3 31,57 9,34 1,078 32,09 8,37 40,46 0,548 0,54 0,56 4 32,61 7,40 1,078 33,13 6,61 39,94 0,547 0,54 0,49 5 33,65 5,82 å=3,61 Toång ñoä lun : S= 3,61 cm thoûa ñieàu kieän. 3.10. Tính toaùn vaø boá trí theùp cho ñaøi coïc Xem laø daàm laøm vieäc nhö daàm console ngaøm ôû meùp coät chòu löïc taäp trung laø phaûn löïc ñaàu coïc Moâmen töông öùng vôùi maët ngaøm I-I vaII-II MI = r1( p5+p6) Vôùi : p5 = p6 = pmax= 92,33T MI = 0,6´(92,33+92,33) = 110,79Tm. MII = r ( p1 + p3+p5) MII = 0,225´ (56,82+74,52+92,33) = 50,34Tm. Tính theùp ho= hñ – a =100 – 15 = 85cm. Fa1= = = 53,64 cm2. Choïn 22Æ18 a 100 , ( Fa = 55,98 cm2 ) Fa2 = == 24,37cm2. Choïn 11Æ18 a 140 ,( Fa = 27,99 cm2 ) Theùp caáu taïo Æ12 a 200. 4. Tính toaùn moùng M2 (A-4, D-4) Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng Ntt = 323,91T, Ntc = 281,14 T Mtt = 18,38T.m , Mtc = 15,98T.m Qtt = 8,04T , Qtc = 6,99T Atc= 4.1. Kieåm tra chieàu saâu choân moùng Khi tính toaùn moùng coïc ñaøi thaáp theo giaû thieát taûi troïng ngang chuû yeáu do toaøn boä ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân tieáp nhaän. Do ñoù ñoä choân saâu cuûa ñaùy ñaøi ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän caân baèng giöõa toång taûi troïng ngang vaø aùp löïc di ñoäng cuûa ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân theo coâng thöùc. hmin = a tg ( 450 - ) Vôùi : hmin : ñoä saâu cuûa ñaùy ñaøi a = 0,7 : heä soá keå ñeán ma saùt giöõa ñaùy ñaøi coïc vaø ñaát neàn. j =12,45o goùc ma saùt trong trung bình cuûa ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân. gtb = = = 1,777T/m3. Q =8,04T : Toång taûi troïng ngang . h = 0,7 tg ( 450 – ) =1,23 m Choïn ñoä saâu ñaët moùng (ñaùy ñaøi coïc) 4m > 1,23m thoûa ñieàu kieän ñoä saâu choân ñaøi moùng. Moùng laøm vieäc nhö moùng coïc ñaøi thaáp . Chieàu saâu choân coïc laø 24,5 m öùng vôùi chieàu daøi coïc laø 21,5 m , Qtkgh = 110 T 4.2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc trong moùng Soá löôïng coïc caàn thieát n > m = 1,3= 3,8 Vôùi m = 1,3 heä soá keå ñeán moùng chòu taûi troïng leäch taâm Þ Choïn 4 coïc. 4.3. Choïn boá trí vaø kieåm tra ñaøi coïc Chieàu cao ñaøi coïc : hñ  = ac+ h1 + 0,2 h1 : Chieàu daøi coïc ngaâm trong ñaøi coïc = 0,15 m ac : beà roäng coät = 0,6 m hñ = 0,6 +0,15 +0,2 = 0.95 m Choïn hñ = 1 m. Ñaøi coïc coù kích thöôùc vaø boá trí nhö hình veõ. Khoaûng caùch giöõa 2 meùp ngoaøi cuûa coïc laø 2,05 m. Caïnh cuûa hình thaùp choïc thuûng laø : l  = h c + 2 ho tg45o = 0,35 + 2x1x1 = 2,35 m. Vaäy l = 2,35m >2,05 m Þ coïc naèm trong phaïm vi hình thaùp choïc thuûng neân khoâng caàn kieåm tra ñieâuø kieän eùp loõm vaø ñieàu kieän tieáp thu öùng xuaát chính. 4.4. Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñænh coïc Xaùc ñònh momen taïi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi coïc M = Mtt + Qtt = 18,38 +8,04´4 = 50,54Tm Troïng löôïng ñaøi coïc N1 = ( 1,9´1,9´1)´2.5 = 9T Troïng löôïng ñaát phuû kính treân ñaøi coïc N2 = (hm –hñ ) blg = (4 -1) ´1,9´1,9´1,777 = 19,07T Toång taûi troïng taùc duïng leân 1 coïc Ptt = å ± Trong ñoù åN = Ntt + N1 + N 2 = 323,91+9+19,07 = 351,98 T åxi = 4 ´ 0,62 = 1,44m2 ; Xmax = 0,6 m Ptt = ± Pmax = 109 T < Qtk = 110 T P= 66,94 T > 0 P = 87,97 T Vaäy thoaû ñieàu kieän löïc lôùn nhaát truyeàn xuoáng coïc daõy bieân vaø khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. 4.5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn döôùi muûi coïc Xaùc ñònh kích thöôùc khoái qui öôùc Tính a tb = . Vôùi jIItb laø goùc ma saùt trong tính toaùn trung bình ôû traïng thaùi giôùi haïn II cuûa caùc lôùp ñaát maø coïc xuyeân qua jII tb = == 23,84o a tb = = = 5,96o Kích thöôùc moùng khoái qui öôùc lm = l1 + 2 Ltga tb = 1,2+2´21,5tg (5,96o) = 5,689 m. bm = b1 + 2 Ltga tb = 1,2+2´21,5tg (5,96o) = 5,689 m. Vôùi a1 , b1 laø khoaûng caùch giöõa 2 coïc bieân theo phöông caïnh daøi vaø caïnh ngaén ñoái vôùi ñaøi coïc : L = 21,5m chieàu daøi coïc Khoái löôïng töø ñaùy ñaøi trôû leân. N = N1 + N2 = 9+19,07 = 28,07T Dieän tích ñaùy moùng khoái quy öôùc Fm= lm x bm = 5,689´ 5,689 = 32,36 m2 Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñaùy moùng khoái quy öôùc Wm = = = 30,69 m2 Troïng löôïng ñaát phía treân moùng quy öôùc N3 = ( Fqu – Fñ ) gI hi = (32,36 –3,61) ´ 1,918´ 0,9+2,1´ 1,715 = 153,17 T Troïng löôïng coïc trong khoái moùng quy öôùc N4 = nc Fc gc L = 4´ 0,1225´ 2,5 ´ 21,5 = 26,34T Troïng löôïng ñaát trong khoái moùng quy öôùc N5 = ( F mqu – 6Fñ ) å gI hi = (32,36 –4´0,1225) ´ 23,12 = 731,14T Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc N = N1 + N2 + N3 + N4 +N5 = 9+19,07+153,17+26,34+731,14 = 938,72T Taûi troïng qui veà troïng taâm cuûa khoái moùng qui öôùc Momen : åM= Mtc +Qtc ´ h ñ = 15,98 + 6,99´24,5 = 187,24T Löïc doïc åN= Ntc + N = 323,91+938,72 = 1262,63T Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy moùng khoái qui öôùc R = (1,1A bm gII+ 1,1B hm gII ,+3D Ctc) g,, Dung troïng ñaåy noåi trung bình cuûa caùc lôùp ñaát trong moùng khoái quy öôùc : g,, = = = 1,161T/m2 g,, = gñn,, = 0,967 T/m2 : Dung troïng cuûa ñaát neàn coù keå ñeán ñaåy noåi m2 = 1,3: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø g’II = gtb = 1.097 T/m2 Dung troïng cuûa ñaát caùc lôùp ñaát maø coïc ñi qua coù xeùt ñeán ñaåy noåi m1= 1,2 : heä soá ñieåu kieän laøm vieäc cuûa ñaát (caùt mòn) ; Ktc = 1 heä soá tin caäy C = 0,27 T/m2 : Tra baûng j’’ = 28,48o => A = 1,0184 ; B = 5,074 ; D = 7,525 R = ( 1,1´1,0184´5,39´0,967+1,1´5,074´24,5´1,161+3´7,525´0,27) =266,28T 1.2R = 319,53T Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái qui öôùc s = = s = 45,11T/m2 ; s = 32,91 T/m2 ; s = 39,01T/m2 s = 45,11T/m2 < 1.2R s = 39,01T/m2 < R. Vaäy neàn ñaát döôùi muõi coïc ñuû khaû naêng chòu löïc 4.6. Kieåm tra coïc chòu taûi troïng ngang Chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa coïc : Momen uoán vaø löïc caét cuûa coïc taïi cao trình maët ñaát Löïc ngang taùc duïng leân muõi ñaàu coïc T Mo = 0 (do momen caân baèng vôùi söùc choáng nhoå vaø choáng neùn cuûa coïc) Moment quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : I = = = 0,00125 m4 Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc : Eb´I = 290´104´ 0,00125 = 3627Tm2 Chieàu roäng quy öôùc bc cuûa coïc : bc = 1,5d +0,5 = 1,025 m Theo TCXD 205-1998 [4] , khi d 0,8m thì bc =1,5d+0,5. Neàn ñaát laø caùt mòn ñeán thoâ coù IL< 0 ta laáy heä soá tyû leä öùng vôùi lôùp caùt laø caùt k = 650 T/m4. Heää soá bieán daïng : == 0,713 m-1 Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát Le = abd ´ L = 0,676´21,5 = 13,55m Caùc chuyeån vò dHH , dHM, dMH ,dMM cuûa coïc ôû cao trình ñaùy ñaøi do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët taïi cao trình ñaùy ñaøi Trong ñoù dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/T), bôûi löïc Ho =1 dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/T), bôûi löïc Mo =1 dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/T), bôûi löïc Ho =1 dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/Tm), bôûi löïc Mo =1 Töø Le =13,52 m > 4 tra baûng G2 [4] ta ñöôïc Ao =2,441 ; Bo =1,621; Co =1,715 Vaäy : HH == 18,57´10-4 m/T 8,79´10-4 (1/T) = 6,77´10-4 (1/Tm) Chuyeån vò ngang yo(m) cuûa tieát dieän ngang coïc ôû ñaùy ñaøi: y0 = H0dHH + ModMH =2,01´18,57´10-4+ 0 = 0,0037m = 0,37cm. Goùc xoay cuûa tieát dieän ngang cuûa cocï ôû ñaùy ñaøi y0 = H0dMH = 2,01´8,79´10-4= 0,00176(rad) Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc H (Lo= 0) = 0,0037+ 0,00 = 0,0037m =0,37cm Þ Dn = 0,31cm < [ Dgh ] =1 cm y = y0 += 0,00176+ 0,00 = 0,00176 (rad) < ygh =0.002 (rad) Aùp löïc tính toaùn sz (T/m2), momen uoán Mz (Tm), löïc caét Qz (T) trong caùc tieát dieän cuûa coïc Vôùi chieàu daøi tính ñoåi Ze =abdZ Þ Z = EbI K abd yo yo Mo Ho 3627 650 0,713 0,0037 0,00176 0,00 2,01 Moâmen Mz doïc thaân coïc Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) 0,00 0,0 0,00 0,00 1,00 0,00 0,00 0,281 0,2 -0,001 -0,00 1,00 0,20 0,543 0,561 0,4 -0,011 -0,002 1,00 0,40 1,062 0,842 0,6 -0,036 -0,011 0,998 0,60 1,220 1,403 1,0 -0,167 -0,083 0,975 0,994 2,580 2,104 1,5 -0,559 -0,420 0,646 1,437 1,830 2,805 2,0 -1,259 -0,314 0,207 1,646 1,560 3,366 2,4 -1,141 -2,663 -0,941 1,352 1,220 3,927 2,8 -3,103 -4,718 -3,408 0,197 0,880 4,904 3,5 -3,919 -9,544 -10,34 -5,854 -0,72 5,610 4,0 -1,614 -11,731 -17,919 15,076 0,12 Löïc caét Qz doïc thaân coïc Z(m) Ze A4 B4 C4 D4 Qz (T) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 2,01 0,561 0,4 -0,080 -0,042 -0,003 1,000 1,76 0,982 0,7 -0,245 -0,114 -0,030 0,994 1,18 1,262 0,9 -0,404 -0,243 -0,082 0,980 0,79 1,543 1,1 -0,603 -0,443 -0,183 0,946 0,41 2,104 1,5 -1,105 -1,116 -0,630 0,747 -0,25 2,384 1,7 -1,396 -1,643 -1,036 0,529 -0,26 2,805 2,0 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 0,74 3,366 2,4 -2,338 -4,228 -3,973 -1,592 0,87 3,927 2,8 -2,346 -6,023 -6,990 -4,445 0,79 4,909 3,5 1,074 -6,789 -13,692 -13,826 -0,54 5,610 4,0 9,244 -0,358 -15,611 -23,140 0,38 Momen uoán lôùn nhaát trong coïc. Mmax= 2,58T.m. Dieän tích coát theùp trong coïc. Fa= = = 3,42cm2. Choïn 4Æ16 coù fa = 10,18cm2 > 3,42 cm2. Vaäy coïc ñuû khaû naêng chòu löïc. 4.7. Kieåm tra ñoä luùn baèng phöông phaùp coäng luùn phaân toá Tính luùn baèng phöông phaùp coäng luùn phaân toá Öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc s’ bt = å gI hi = gtb hm =1,161´ 24,5 = 28,44 T/m2 ÖÙùng suaát gaây luùn taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc so gl = stctb - stb = 39,01 – 28,44 = 10,57 T/m2 . ÖÙng suaát gaây luùn giaûm daàn theo ñoä saâu keå töø ñaùy moùng khoái qui öôùc vaø xaùc ñònh theo coâng thöùc s gl = Ko sogl Trong ñoù Ko heä soá tra baûng [4] Chia vuøng chòu luùn thaønh caùc lôùp ñaát coù hi = 1,078m < 0.25 bm Ñoä luùn : S1 = 1 ,2 ñöôïc tra theo pi töø ñöôøng coâng neùn cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc trong thí nghieäm neùn coâ keát P (T/m2) 20 40 50 0,5613 0,5405 0,5301 Toång ñoä luùn : S = å Si .ÔÛ ñoä saâu maø taïi ñoù s gl < 0.2 s bt thì coù theå xem nhö khoâng luùn nöõa. Keát quaû tính toaøn trình baøy ôû baûng sau Ñieåm Z(m) K0 szgl(T/m2) szbt(T/m2) 0 1 2 3 4 0 1,138 2,276 3,414 4,552 1 1 1 1 1 0 0,4 0,8 1,2 1,6 1 0,96 0,80 0,606 0,449 10,57 10,15 8,46 6,41 4,75 28,44 29,54 30,64 31,74 32,84 Baûng keát quaû tính luùn cho moùng Lôùp phaân toá hi (m) s (T/m2) P1i (T/m2) s (T/m2) s (T/m2) P2i (T/m2) e1i e2i Si (cm) 0 28,44 10,57 1,138 28,99 10,36 39,35 0,552 0,541 0,81 1 29,54 10,15 1,138 30,09 9,31 39,40 0,551 0,541 0,73 2 30,64 8,46 1,138 31,19 7,44 38,63 0,550 0,542 0,59 3 31,74 6,41 1,138 32,29 5,58 37,87 0,549 0,543 0,44 4 32,84 4,75 å=2,57 Toång ñoä luùn : S= 2,57 cm thoûa ñieàu kieän. 4.8. Tính toaùn vaø boá trí theùp cho ñaøi coïc Xem laø daàm laøm vieäc nhö daàm console ngaøm ôû meùp coät chieäu löïc taäp trung laø phaûn löïc ñaàu coïc Moâmen töông öùng vôùi maët ngaøm I-I vaII-II MI = r1( p5+p6) Vôùi : p5 = p6 = pmax= 109T MI = 0,3´(109+109) = 65,4Tm. MII = r ( p1 + p3+p5) MII = 0,375´ (109+87,97+66,94) = 98,96Tm. Tính theùp ho= hñ – a =100 – 15 = 85cm. Fa1= = = 31,66 cm2. Choïn 13Æ18 a 1400 , ( Fa = 33,08 cm2 ) Fa2 = == 47,9cm2. Choïn 20Æ18 a100, ( Fa = 50,89cm2 ). Theùp caáu taïo Æ12 a 200. 5. Boá trí baûn veõ xem chi tieát baûn veõ.