Thiết kế tính toán kết cấu móng cọc khoan nhồi

CHÖÔNG 7 MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI 7.1. ÖU, NHÖÔÏC ÑIEÅM VAØ PHAÏM VI AÙP DUÏNG Theo qui phaïm ta coù theå coi coïc nhoài coù ñöôøng kính D > 60cm laø coïc nhoài ñöôøng kính lôùn. Caùc coâng trình nhaø cao taàng thöôøng coù taûi troïng truyeàn xuoáng moùng lôùn, vôùi ñieàu kieän ñòa chaát coâng trình ôû Thaønh phoá Hoà Chí Minh taàng ñaát toát naèm ôû ñoä saâu lôùn, laïi trong vuøng daân cö ñoâng ñuùc, thöôøng laø xaây chen cho neân coïc khoan nhoài ñöôøng kính lôùn ñöôïc duøng khaù nhieàu. Trong xaây döïng caàu, coïc nhoài ñöôøng kính lôùn cuõng ñaõ ñöôïc öùng duïng laøm moùng caàu Vieät Trì, caàu Myõ Thuaän … 7.1.1. Öu ñieåm Söùc chòu taûi lôùn, coù theå ñaït haøng nghìn taán. Soá löôïng coïc cho moãi moùng ít. Khi thi coâng khoâng gaây chaán ñoäng ñaùng keå neân khoâng aûnh höôûng veà phöông dieän chaán ñoäng ñoái vôùi coâng trình laân caän. Khoâng gaây tieáng oàn ñaùng keå nhö khi ñoùng coïc. Neáu chòu taûi ñuùng taâm thì coù theå khoâng ñaët coát theùp cho coïc maø chæ caàn ñaët theùp chôø ñeå lieân keát vôøi ñaøi coïc hoaëc vôùi coät, do vaäy tieát kieäm ñöôïc theùp … 7.1.2. Nhöôïc ñieåm Giaù thaønh coøn cao so vôùi caùc loaïi coïc khaùc. Khi thi coâng, vieäc giöõ thaønh hoá khoan coù theå raát khoù khaên. Khi khoan ñeå taïo coïc nhoài ñöôøng kính lôùn gaàn moùng caùc ngoâi nhaø ñang söû duïng neáu khoâng duøng oáng choáng vaùch ñaày ñuû hay khoâng duøng coïc vaùn ñeå keø neo caån thaän thì moùng coâng trình laân caän coù theå bò hö hoûng. Chaát löôïng beâtoâng coïc thöôøng thaáp vì khoâng ñöôïc ñaàm. Trong thöïc teá gaëp khoâng ít tröôøng hôïp coïc nhoài bò khuyeát taät traàm troïng. Khi coïc ñaõ thi coâng xong neáu phaùt hieän ra khuyeát taät traàm troïng thì vieäc xöû lyù gaëp raát nhieàu khoù khaên vaø raát toán keùm. Khi coïc nhoài ñöôøng kính lôùn coù chieàu daøi lôùn thì troïng löôïng baûn thaân cuûa coïc tính ñeán chaân coïc seõ lôùn laøm taêng taûi troïng truyeàn xuoáng neàn. 7.1.3. Phaïm vi aùp duïng Thích hôïp vôùi taát caû caùc loaïi neàn ñaát, ñaù. Thích hôïp cho moùng coù taûi troïng lôùn nhö: nhaø cao taàng coù taàng haàm, caùc coâng trình caàu, v.v.. .. 7.1.4.Caáu taïo ñòa chaát Lôùp ñaát maët Ñaát ñaép caùt ,gaïch ñaù beà day laø 1,0m Lôùp ñaát soá 1: CL1 Seùt pha caùt deûo meàm Lôùp ñaát phaân boá nhö sau: Hoá khoan Ñoä saâu maët lôùp m Ñoä saâu ñaùy lôùp m Beà daày lôùp m SPT buùa HK1 1,0 2,2 2,2 5 Coûc chæ tieâu cô lyù ñaëc tröng cuûa lôùp + Thaønh phaàn haït >2 : 0% 0.05-2 : 45% 0.005-0.05 : 19% <0.005 : 36% + Ñoä aåm töï nhieân W : 28,4% + Dung troïng töï nhiôøn gw : 1,918g/cm3 + Dung troïng khuï gk : 1,495g/cm3 + Dung troïng ñaåy noåi gsub : 0,942g/cm3 + Tæ troïng haït Gs : 2,704g/cm3 + Heä soá roãng e0 : 0,811 + Ñoä roãng n : 44,7% + Ñoä baûo hoøa G : 94,7% + Giôùi haïn Atterberg : Giôùi haïn chaûy WL : 36,3% Giôùi haïn deûo WP : 18,5% Chæ soá deûo IP : 17,5% + Ñoä seät B : 0,56 + Löïc dôùnh C : 0,038Kg/cm2 + Guùc noäi ma soût j : 11035’ + Heä soá neùn luùn, a1-2 : 0,017 cm2/Kg + Moâ ñuyn BD, E1-2 : 46,94 Kg/cm2 Lôùp ñaát soá 2: 2_GC-CL Hoãn hôïp soûi saïn laterit vaø seùt caùt,deûo meàm-deûo cöùng Lôùp ñaát phaân boá nhö sau: Hoá khoan Ñoä saâu maët lôùp m Ñoä saâu ñaùy lôùp m Beà daày lôùp m SPT buùa HK1 2,2 6,0 3,8 6-15 Caùûc chæ tieâu cô lyù ñaëc tröng cuûa lôùp + Thaønh phaàn haït >2 : 34% 0.05-2 : 41% 0.005-0.05 : 10% <0.005 : 15% + Ñoä aåm töï nhieân W : 22,1% + Dung troïng töï nhieân gw : 2,053g/cm3 + Dung troïng khoâï gk : 1,682g/cm3 + Dung troïng ñaåy noåi gsub : 1,083g/cm3 + Tæ troïng haït Gs : 2,807g/cm3 + Heä soá roãng e0 : 0,671 + Ñoä roãng n : 40,1% + Ñoä baûo hoøa G : 92,4% + Giôùi haïn Atterberg : Giôùi haïn chaûy WL : 29,7% Giôùi haïn deûo WP : 16% Chæ soá deûo IP : 13,7% + Ñoä seät B : 0,45 + Löïc dôùnh C : 0,152Kg/cm2 + Guùc noäi ma saùt : 15021’ + Heä soá neùn luùn, a1-2 : 0,015 cm2/Kg + Moâ ñuyn BD, E1-2 : 64,85 Kg/cm2 Lôùp ñaát soá 3: 3_SM Caùt mòn laån buïi seùt,keùm chaët-chaët vöøa Lôùp ñaát phaân boá nhö sau: Hoá khoan Ñoä saâu maët lôùp m Ñoä saâu ñaùy lôùp m Beà daày lôùp m SPT buùa HK1 6,0 23,0 17 7-24 Caùc chæ tieâu cô lyù ñaëc tröng cuûa lôùp + Thaønh phaàn haït >2 : 2% 0.05-2 : 85% 0.005-0.05 : 9% <0.005 : 4% + Ñoä aåm töï nhieân W : 22,2% + Dung troïng töï nhieân gw : 1,958g/cm3 + Dung troïng khoâï gk : 1,602g/cm3 + Dung troïng ñaåy noåi gsub : 1,003g/cm3 + Tæ troïng haït Gs : 2,673g/cm3 + Heä soá roãng e0 : 0,67 + Ñoä roãng n : 40,1% + Ñoä baûo hoøa G : 88,7% + Giôùi haïn Atterberg : Giôùi haïn chaûy WL : - % Giôùi haïn deûo WP : - % Chæ soá deûo IP : - % + Ñoä seät B : - + Löïc diùnh C : 0,056Kg/cm2 + Guùc noäi ma saùt j : 24048’ + Heä soá neùn luùn, a1-2 : 0,011 cm2/Kg + Moâ ñuyn BD, E1-2 : 112,955 Kg/cm2 Lôùp ñaát soá 4: 4_CH Seùt naëng laãn buïi cöùng Lôùp ñaát phaân boá nhö sau: Hoá khoan Ñoä saâu maët lôùp m Ñoä saâu ñaùy lôùp m Beà daày lôùp m SPT buùa HK1 23 48 - 34-57 Caùc chæ tieâu cô lyù ñaëc tröng cuûa lôùp + Thaønh phaàn haït >2 : 0% 0.05-2 : 10% 0.005-0.05 : 29% <0.005 : 61% + Ñoä aåm töï nhieân W : 21,6% + Dung troïng töï nhieân gw : 2,027g/cm3 + Dung troïng khoâï gk : 1,667g/cm3 + Dung troïng ñaåy noåi gsub : 1,058g/cm3 + Tæ troïng haït Gs : 2,735g/cm3 + Heä soá roãng e0 : 0,642 + Ñoä roãng n : 39% + Ñoä baûo hoøa G : 92,2% + Giôùi haïn Atterberg : Giôùi haïn chaûy WL : 50,9 % Giôùi haïn deûo WP : 26,0 % Chæ soá deûo IP : 24,9% + Ñoä seät B : - + Löïc diùnh C : 0,045Kg/cm2 + Guùc noäi ma saùt j : 19057’ + Heä soá neùn luùn, a1-2 : 0,007 cm2/Kg + Moâ ñuyn BD, E1-2 : 101,199 Kg/cm2 7.1.5 Keát luaän Keát quaû khaûo saùt ñòa chaát coäng trình 353 Nguyeãn Troïng Tuyeån coù nhöõng ñaëc ñieåm nhö sau: Lôùp ñaát maët: xuaát hieän ngay treân maët hoá khoan daøy 1m neân muùc boû khi xaây döïng coâng trình. Lôùp ñaát soá 1: CL: phaân boá ngay sau lôùp ñaát ñaép,ñaát yeáu khoâng thuaän lôïi xaây döïng coâng trình Lôùp ñaát soá 2: GC-CL: tieáp theo sau lôùp 1 ,Chòu taûi thaáp khoâng thuaän lôïi xaây döïng coâng trình Lôùp ñaát soá 3: SM: tieáp theo sau lôùp 2 Khaû naêng chòu taûi khoâng ñoàng nhaát khoâng thuaän lôïi xaây döïng coâng trình Lôùp ñaát soá 4: CH: Phaân boá taïi cuoái hoá khoan.Ñaây laø lôùp ñaát toát,khaû naêng chòu taûi cao, thuaän lôïi cho vieäc xaây döïng coâng trình 7.2. THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI Hình 7.1A:Maët baèng moùng Theo TCXD 205 : 1998 ([8]), coïc vaø moùng coïc ñöôïc thieát keá theo caùc traïng thaùi giôùi haïn. Traïng thaùi giôùi haïn cuûa moùng coïc ñöôïc phaân thaønh hai nhoùm: Nhoùm thöù nhaát goàm caùc tính toaùn: + Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc theo ñieàu kieän ñaát neàn; + Ñoä beàn cuûa vaät lieäu laøm coïc vaø ñaøi coïc; + Ñoä oån ñònh cuûa coïc vaø moùng; Nhoùm thöù hai goàm caùc tính toaùn: + Ñoä luùn cuûa neàn coïc vaø moùng; + Chuyeån vò ngang cuûa coïc vaø moùng; + Hình thaønh vaø môû roäng veát nöùt trong coïc vaø ñaøi coïc baèng beâ toâng coát theùp. 7.2.1. Taûi troïng coâng trình taùc duïng leân moùng coïc - Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí caùc chaân coät. Toå hôïp noäi löïc cuûa coät 2A vaø 2B ñoù ñöôïc xaùc ñònh ôû chöông 5, choïn toå hôïp noäi löïc nguy hieåm nhaát cho muùng M1 vaø M2 nhö sau Keát quaû ñöôïc theå hieän trong baûng 7.1. Baûng 7.1: Taûi troïng truyeàn xuoáng moùùng Phần tử Nội lực M (Tm) N (T) Q (T) M1 Saøn taàng ham 25,52 Khung 27,26 345,78 9,53 Giaù trò tính toaùn 27,26 371,30 9,53 Giaù trò tieâu chuaån 23,70 322,87 8,29 M2 Saøn taàng ham 59,54 Khung 32,88 591,71 13,51 Giaù trò tính toaùn 32,88 651,25 13,51 Giaù trò tieâu chuan 28,59 566,30 11,75 Trong ñoù: 7.2.2. Xaùc ñònh sô boä chieàu saâu ñaët muõi coïc, ñöôøng kính coïc vaø chieàu saâu ñaët ñaøi coïc Choïn coïc nhoài coù ñöôøng kính d = 0,8 m, muõi coïc naèm trong lôùp ñaát caùùt pha naëng (lôùp 4, caùch beà maët lôùp ñaát 6 moät khoaûng 2,45 m) taïi cao ñoä -25,45 m (so vôùi maët ñaát töï nhieân). Duøng beâ toâng Maùc 300 Rn = 130 daN/cm2, coát theùp AII coù Ra = 2800 daN/cm2 cho toaøn boä phaàn ñaøi coïc vaø coïc. Chieàu cao ñaøi choïn sô boä laø: hñ = 1,5 m. Ñaøi coïc choân saâu 2,2 m (tính töø maët ñaát töï nhieân). Theùp boá trí trong coïc 12Þ20 Caùc kích thöôùc ñöôïc theå hieän trong hình 8.1. Hình 8.1: Truï ñòa chaát tính toaùn vaø caùc kích thöôùc sô boä cuûa moùng coïc khoan nhoài 7.2.3. Tính toaùn sức chịu tải của cọc a/Tíùnh söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu . Qvl = j ( Ru Fb + Ran Fa ) trong ñoù: j =0,9 : Heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa uoán doïc; Ru = Min( R/4, 70) = 70 (daN/cm2) (Neàn Moùng , Chaâu Ngoïc AÅn trang 171) Ru : Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng maùc 300; Fb = p.0,82/4 = 0,503 m2 : Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc; Ran = Min(Rc/1,5, 2200) = 2200 (daN/cm2) Fa = 16.p.2,02/4 = 50,265 cm2: Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp; Qvl = 0,9.(70. 5030 + 2200. 50,256)/100 = 4162 (kN)=416,2T b/Söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä cuûa ñaát neàn Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc tính theo coâng thöùc: (7.1) 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 phaàn ma saùt beân, laáy baèng 1.5 ÷2.0; FSP– heä soá an toaøn cho söùc choáng döôùi muõi coïc, laáy baèng 2.0 ÷3.0; Ñoái vôùi coïc khoan nhoài, laáy FSs = 2, FSP = 3. Tính toaùn söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân (7.2) trong ñoù: u – chu vi ngoaøi cuûa tieát dieän ngang, u = 2,512 m; li – chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi maët beân coïc; fsi – ma saùt ñôn vò dieän tích maët beân coïc, tính theo coâng thöùc: (7.3) vôùi: + Ca – löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát; + φa – goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn; (Coïc BTCT laáy Ca = C, φa = φ vôùi C, φ laø löïc dính vaø goùc ma saùt trong cuûa ñaát neàn); + бVi – öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng do troïng löôïng baûn thaân coät ñaát Khi khoâng coù möïc nöôùc ngaàm: (7.4) Khi coù möïc nöôùc ngaàm: (7.5) + KS – heä soá aùp löïc ngang trong ñaát, vôùi coïc khoan nhoài thì xaùc ñònh (7.6) Söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân ñöôïc xaùc ñònh nhö trong baûng 8.4. Baûng 7.2: Xaùc ñònh söùc chòu taûi cöïc haûn do ma saùt beân QS Tính toaùn söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc (7.7) trong ñoù: Ap – dieän tích tieát dieän muõi coïc, Ap = 0.503 m2; γ – dung troïng ñaát neàn döôùi muõi coïc, γ = γñn = 1,58 T/m3; d – ñöôøng kính coïc, d = 0,8 m; C – löïc dính ñaát neàn döôùi muõi coïc, C = 0.545Kg/cm2; бVp – öùng suaát theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc; Nc, Nq, Nγ – heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc chuû yeáu vaøo goùc ma saùt trong vaø hình daïng muõi coïc, laáy theo Baûng φ= 19,950 => Nc = 37,162, Nq = 22,456, Nγ= 19,7 Suy ra: qp = 8648,59 (kN/m2) Qp = Ap.qp =4347,27 (kN) Söùc chòu taûi cho pheùp: Qa(b) = =496,2T c/Söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù ñaát neàn Fgh = m (mRRF + u hi ) trong ñoù: mR : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn döôùi muõi coïc laáy mR=1.2; m : heä soá laøm vieäc chung laáy m = 1; mf : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn ôû xung quanh coïc tra baûng A1 trong TCVN 205 : 1998 laáy mf =1; R : Söùc khaùng muõi coïc; F : dieän tích tieát dieän ngang thaân coïc; hi : chieàu daøy lôùp ñaát ñöôïc chia; u : Chu vi muõi coïc. Ta coù : Muõi coïc ngaøm vaøo trong lôùp caùt mòn, traïng thaùi chaët vöøa taïi ñoä saâu ZR = 25,45 m => R = 196,35 (T/m2 ) Xaùc ñònh åfi Fgh = m (mRRF + u hi ) = 1(1.2*196,35*0,503 + 2,51*84,4) = 430,36 (T) Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn theo chæ tieâu cô lí : k heä soá an toaøn laáy k=1,4 = 307,14 (T) Vaäy söùc chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài theo caùc ñaëc tröng ñaát neàn ñöôïc choïn: Qc = Min(Qa, Qvl, Ftk) = 307,14 (T) 7.2.4. Xaùc ñònh soá löôïng coïc vaø sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi a. Xaùc ñònh sô boä soá löôïng coïc Coâng thöùc xaùc ñònh sô boä soá löôïng coïc nhö sau: (7.8) trong ñoù: Ntt – löïc doïc taùc duïng leân maët moùng, – söùc chòu taûi cuûa coïc: Ftk =307,14 T k – heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa momen. a/Moùng M1 Soá löôïng coïc sô boä Nc =; ta choïn Nc = 2( coïc ) . Boá trí 2 coïc , khoaûng caùch giöõa tim caùc coïc laø3d=2,4m theo phöông doïc, baèng 4m vaø theo phöông ngang baèng 4, khoaûng caùch töø tim coïc bieân ñeán meùp ñaøi laø0,8m Dieän tích thaät cuûa ñaøi coïc: F ñaøi =4 x 1,6 = 6,4 m2 Troïng löôïng ñaøi vaø ñaát ñaép treân ñaøi: Q = nFñaøi gtbhh = 1.1*6,4*2*2,2 = 23,23 T Löïc doïc tính toaùn taïi ñeá ñaøi: Ntt = 332,87 + 23,23 = 356,1T b/Moùng M2 Soá löôïng coïc sô boä Nc =; ta choïn Nc = 4( coïc ) Boá trí 4 coïc , khoaûng caùch giöõa tim caùc coïc laø3d=2,4m theo phöông doïc, baèng 4m vaø theo phöông ngang baèng 4, khoaûng caùch töø tim coïc bieân ñeán meùp ñaøi laø0,8m. Dieän tích thaät cuûa ñaøi coïc: F ñaøi =4 x 4 = 16 m2 Troïng löôïng ñaøi vaø ñaát ñaép treân ñaøi: Q = nFñaøi gtbhh = 1.1*16*2*2,2 = 77,44 T Löïc doïc tính toaùn taïi ñeá ñaøi: Ntt = 566,3 + 77,44 = 643,74 T b. Sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi Theo [22], sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi coù 4 coïc nhö sau: - Khoaûng caùch töø meùp coïc ñeán meùp ñaøi ≥ 200 mm. - Khoaûng caùch giöõa caùc tim coïc ≥ 3d (d: ñöôøng kính coïc). Hình 8.2: Sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi moùng A2 vaø B2 7.2.5. Kieåm tra taûi troïng doïc truïc taùc duïng leân töøng coïc trong nhoùm Taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm (theo ñieàu 6.1.6/[8]) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: (7.9) trong ñoù: Pott – taûi troïng thaúng ñöùng tính toaùn taïi ñaùy ñaøi; P0tt = Ptt + Pñaøi+ñaát (7.10) Mtt – momen xoay quanh truïc Oy taïi ñaùy ñaøi; M0ytt = My + Qx.h (7.11) Moxtt – momen xoay quanh truïc Ox taïi ñaùy ñaøi; M0xtt = Mx + Qy.h (7.12) xmax – khoaûng caùch lôùn nhaát töø tim coïc ñeán truïc Oy; ymax – khoaûng caùch lôùn nhaát töø tim coïc ñeán truïc Ox. Chæ tieâu Moùng M1 Moùng M 2 Pott 356,1T 643,74T Mtt 309,71Tm 433,97Tm Pmax 222,57T 205,6T Pmin 113,53T 115,1T T. Pmaxtt + Pc = < T (coïc ñuû khaû naêng chòu taûi). Pmintt > 0 (coïc chæ chòu neùn). Vaäy, coïc thieát keá ñaûm baûo ñöôïc khaû naêng chòu taûi troïng doïc truïc. Vaø coïc chæ chòu neùn neân khoâng caàn kieåm tra coïc chòu löïc nhoå. 7.2.6.Kieåm tra coïc theo ñieàu kieän bieán daïng Kieåm tra oån ñònh cuûa moùng khoái quy öôùc döôùi muõi coïc Trong ñoù : a = j= Lôùp ñaát Lôùp 1 Lôùp 2 Lôùp 3 Lôùp 4 Goùc ma saùt trong jII (ñoä) 11o35' 15o21' 24o48' 19o57' Chieàu daøy lôùp ñaát h (m) 1,2 3.8 17 27 ÔÛ ñaây : j = 21° => a = 5°15’ - Chieàu roäng moùng khoái quy öùôc bqö = (b-0,4) + 2H tga - Chieàu daøi moùng khoái quy öùôc aqö =( a-0,4) + 2H tga - F qö = aqö bqö - Troïng löôïng moùng khoái quy öôùc töø ñeá ñaøi trôû leân chöa keå coïc : N1 = a qö b qö g tbh Do töø maët ñaát neàn xuoáng ñeán doä saâu -0.8m laø lôùp ñaát ñaép vaø neàn xi maêng neân ta coù theå choïn g = 1 ( T/m3 ) g = 1.49( T/m3) - Troïng luôïng moùng khoái quy öùôc töø ñeá ñaøi ñeán heát lôùp ñaát thöù 2 chöa keå coïc N2 = (a qö b qö – 0,503* n )*3,8 * 2,053 - Troïng luôïng moùng khoái quy öôùc töø ñaùy lôùp ñaát thöù 2 -> ñaùy lôùp 3 N3 = (a qö b qö - 0.503* n) *17* 1,985 - Troïng luôïng moùng khoái quy öùôc töø ñaùy lôùp thöù 3 -> ñaùy lôùp 4 N4 = (a qö b qö - 0,503* n )*2,45 * 2,027 - Troïng luôïng coïc nc= 2,5*0,503*23,25*n ( T ) Löïc doïc tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc Ntc = Ntt + N1+ N2+ N3 + N4 + nc Momen tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc Mtc = M0tc + Q0tc Löïc caét tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái quy öùôc Qtc = Q0tc Ñoä leäch taâm : e = Chæ tieâu Moùng M1 Moùng M 2 bqö 5,47m 7,87m aqö 7,87m 7,87m Fqö 43,05 m2 61,94m2 N1 130,8T 203,03T N2 306,52T 467,49T N3 1325,87T 2022,17T N4 195,12T 297,6T nc 58,473T 116,95T Ntc 2340,66T 3637,53T Mtc 309,71Tm 433,97Tm Qtc 8,29T 11,75T E 0,132 0,119 Öùng suaát tieâu chuaån ôû ñaùy khoái quy öôùc Chæ tieâu Moùng M1 Moùng M 2 smax 64,5 64,02 smix 52,79 53,44 stb 58,66 58,73 AÙp löïc tính toaùn cuûa ñaát neàn döôùi muõi coïc R = (1.1Abqö gII + 1.1Bhqö g'II + 3DCII ) trong ñoù: ktc =1 : do caùc chæ tieâu cô lyù ñeàu laáy theo keát quaû thí nghieäm tröïc tieáp vôùi ñaát; m2 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø; m1 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn; gII : dung troïng cuûa ñaát döùôi muõi; g'II : dung troïng cuûa ñaát töø ñaùy moùng khoái quy öùôc trôû leân; A,B,D : caùc heä soá tra baûng theo j; bqö , hqö : chieàu roäng , cao cuûa moùng khoái quy öùôc. ta coù : gII = 2,027 ( T/m3) g'II = = 1,956 ( T/m3) Ta coù j = 19°57’ tra baûng A = 0.51 B = 3,06 D = 5,66 CII = 0.015 (T/m2) R = 1*1.2 ( 1.1*0,51*12,29 *2,027 +1.1* 3,06*32,3 *1,956+3* 5,66* 0,45) = 283,48( T/m2 ) stb < R = 110.68( T/m2 ) smax < 1.2 R = 283,48*1.2 = 340,176 (T/m2) Nhö vaäy ñieàu kieän aùp löïc ñaõ thoaû. 7.2.7.Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng coïc Theo quy phaïm Vieät Nam, ñoä luùn cuûa moùng coïc ñöôïc tính cho lôùp ñaát döôùi muõi coïc ( töùc laø döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc ). - Theo TCXD 45 -78 giôùi haïn chòu luùn ôû ñoä saâu taïi ñoù coù: szgl < 0.2´sbt - Duøng phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp: S = åSi ; Si = h - Tính luùn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: - AÙp löïc baûn thaân taïi muõi coïc: sbt = å(gi.hi) - AÙp löïc gaây luùn taïi taâm dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc: sgl = stbtc - sbt - Taïi giöõa moãi lôùp ñaát, ta xaùc ñònh caùc trò soá: sbt = å(gi.hi) : Aùp löïc baûn thaân sigl = ko.po : Aùp löïc gaây luùn sitb = (sigl + si+1gl)/2 - Trò soá ko tra baûng öùng vôùi 2z/B vaø tyû soá : (z tính töø ñaùy moùng khoái qui öôùc) - Chia neàn ñaát döôùi muõi coïc thaønh caùc lôùp coù chieàu daøy: hi £ , laáy hi = 0,5 m a/Moùng M1 S = åh = 4,66 cm Taïi phaân lôùp thöù 6 coù 0.2s > s => S = åSi = 4,66 cm < [sgh =8 cm] Vaäy moùng thoûa ñieàu kieän tính luùn. a/Moùng M2 S = åh = 3,1 cm Taïi phaân lôùp thöù 5 coù 0.2s > s => S = åSi = 3,1 cm < [sgh =8 cm] Vaäy moùng thoûa ñieàu kieän tính luùn. 7.2.8.Tính noäi löïc coïc chòu löïc ngang Ta coù taûi troïng ngang taùc duïng taïi ñaùy ñaøi: Qtt = 9,53 (T) => Qtc = 8,29 ( T ) Luùc naøy ta chæ caàn xeùt ñeán taûi troïng ngang Q, coøn momen M vaø löïc doïc N ta ñaõ keå ñeán khi tính taûi thaúng ñöùng Phaân phoái taûi troïng ngang cho 4 coïc: = 4,765 T ; = 4,145 T - Momen quaùn tính tieát dieän ngang coïc:I = 0,02 ( m4 ) - Ñoä cöùng khi uoán cuûa tieát dieän ngang coïc: Eb I = 2.9*106 *0,02 = 580*102 (Tm2) - Chieàu roäng qui öùôc cuûa coïc: bc = 1.5d+ 0.5 = 1,7(m) - Heä soá tyû leä K: Tra baûng G1-TCXD 205-1998 choïn K = 600 T/m4 - Ta coù giaù trò : =1758,62(m-5) - Ta coù a= 0.7 m-1 - Ta coù chieàu saâu haï coïc tính ñoåi: l = al (l : chieàu saâu haï coïc thöïc teá) l =0.7 * 23,25 =16,275 - Tra baûng 4 trang 122 - TCXD 205-1998 ta coù: A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751 - Xaùc ñònh caùc giaù trò sau: dnn =; d; d. trong ñoù :dnn : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän gaây ra bôûi löïc Q0 =1 ; dmn : goùc xoay cuûa tieát dieän gaây ra bôûi löïc Q0 =1; dmm : goùc xoay cuûa tieát dieän gaây ra bôûi löïc M0 =1. dnn = = 0,123 *10 ( m/T ) dnm = d=0,057*10 (1/T ) d=0,043*10 (1/Tm ) Do ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi moùng neân treân ñaàu coïc coù löïc momen : j0 = Q0 dmn + M0 dmm = 0 M0 = - = = -6,3 ( Tm ) Chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän ngang coïc taïi vò trí ñaùy ñaøi : y= Qdnn + M dnm 4,145 *0,088*10 -54,92 * 0,039*10 = 0,225*10 ( m ) Chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa coïc laø: Dn = y0 + j0 l0 +; j = j0 + . trong ñoù: l0 - chieàu daøi ñoaïn coïc naèm phía treân ñaøi; j0 = 0. Dn = 1,9*10+ = 0,16*10(m) = 0.016 cm < 1 cm Vaäy coïc thoaû chuyeån vò ngang. Momen uoán doïc vaø löïc caét doïc than coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc: Mz = Qz = trong ñoù: - caùc heä soá tra baûng döïa vaøo ñoä saâu tính ñoåi Ze Do l =8.59 m > 4 m neân ta chæ tính Mz tôùi vò trí coù Ze = 4 m ta coù baûng tính sauNhö sau: Baûng 7.3: Momen Mx Baûng 7.4: Löïc caét Qy taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc 7.2.9. Xaùc ñònh coát theùp cho coïc khoan nhoài Do coïc chuû yeáu chòu löïc neùn neân coát theùp trong coïc ñöôïc tính theo caáu taïo. Theo [8] vaø [22], tieát dieän coïc A = 0.503 m2 > 0.5 m2 neân haøm löôïng theùp trong coïc laáy 0.4%, ñöôøng kính theùp doïc ø ≥ 12 mm. Vaäy dieän tích theùp doïc trong coïc laø: Fa = 0.4%x5,030 = 20,12 cm2. Choïn 12 ø18 coù Fa = 30,54 cm2 ñeå boá trí. Beâ toâng coïc maùc 300. Coát ñai coïc choïn ø 8, böôùc ñai a = 250mm. Döïa vaøo bieåu ñoà ta coù M z lôùn nhaát = 6,295 ( Tm ) Neân Fachoïn = 30,54 cm2 laø 12f18 thoûa ñieàu kieän coïc chuyeån vò ngang 7.2.10. Tính toaùn ñaøi coïc a. Kieåm tra choïc thuûng cho ñaøi coïc ñôn Chieàu cao ñaøi coïc ñaõ xaùc ñònh sô boä ôû phaàn treân: hñaøi = 1,5 m. Chieàu cao ñaøi coïc phaûi thoaû maõn ñieàu kieän khoâng bò coät choïc thuûng, thoâng thöôøng, goùc nghieâng cuûa thaùp choïc thuûng laø 450. Tuy nhieân, theo [13], goùc nghieâng cuûa thaùp choïc thuûng trong ñaøi coïc coù theå khaùc 450. Ñaøi coïc coù theå bò choïc thuûng nhö tröôøng hôïp treân hình 8.3. Hình 8.3: Sô ñoà xaùc ñònh thaùp choïc thuûng cho ñaøi coïc ñôn Kieåm tra choïc thuûng theo coâng thöùc sau: (7.14) trong ñoù: P – löïc choïc thuûng baèng toång phaûn löïc cuûa caùc coïc naèm ngoaøi phaïm vi ñaùy thaùp choïc thuûng, P = ΣPmaxtt = 643,74; bc, hc – kích thöôùc tieát dieän coät, bc =0,45 hc = 5,5 m; h0 – chieàu cao coù ích cuûa ñaøi moùng, h0 = 1.85 m; C1, C2 – khoaûng caùch treân maët baèng töø meùp coät ñeán meùp ñaùy thaùp choïc thuûng, do C1, C2 < 0.5h0 neân laáy C1 = C2 = 0.5h0 = 0.925 m; Rk – cöôøng ñoä tính toaùn chòu keùo cuûa beâ toâng, Rk = 13 daN/cm2; α1, α2 – caùc heä soá, laáy α1 = α2 = 3.35. Suy ra: Veá phaûi = =[3.35x(0,45 +0.925)+3,35x(0,55+0,925)]x1,85x130 = 2296 T Vaäy . Do ñoù chieàu cao ñaøi hñaøi = 2 m laø thoûa maõn ñieàu kieän ñeå ñaøi khoâng bò coät choïc thuûng. b. Tính toaùn coát theùp cho ñaøi coïc ñôn Do kích thöôùc vaø soá coïc ôû moãi phöông cuûa moùng M2 laø nhö nhau, ta tính toaùn coát theùp cho moät phöông vaø boá trí töông töï cho phöông coøn laïi. Choïn sô ñoà tính laø daàm console coù maët ngaøm taïi tieát dieän meùp coät vaø taûi troïng taùc duïng laø toång phaûn löïc cuûa caùc coïc naèm ngoaøi meùp coät, sô ñoà tính theùp cho ñaøi coïc nhö treân hình 8.4. Hình 8.4: Sô ñoà tính coát theùp Chæ tieâu Moùng M1 Moùng M 2 Pmax 222,57T 205,6T - Moâmen uoán töông öùng do löïc P = åPm gaây ra taïi maët ngaøm I-I vaø II-II xaùc ñònh theo coâng thöùc: M = åPi´ Li1 (7.15) Dieän tích coát theùp tính theo coâng thöùc: Fa = (7.16) 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. - Söû duïng beâtoâng maùc 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; theùp AII Ra = 2800 (KG/cm2) - Chieàu cao ñaøi 1,2m; lôùp beâtoâng baûo veä ho = 1,35 m Chæ tieâu Moùng M1 Moùng M 2 Mmax 267,08Tm 493,44Tm Fa 78,5 cm2 145,03 cm2 Choïn theùp 13f26a130 coù Fa = 78,9( cm2 ) 28f26a140 coù Fa = 148,4( cm2 ) 7.3.BOÁ TRÍ THEÙP CHO MOÙNG COÏC Theùp boá trí cho moùng coïc ñöôïc theå hieän trong baûn veõ KC08/08