Thống kê địa chất công trình và các phương án móng

PHAÀN III NEÀN MOÙNG GVHD: THAÀY NGUYEÃN TRÍ DUÕNG CHÖÔNG 7: THOÁNG KEÂ ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH VAØ CAÙC PHÖÔNG AÙN MOÙNG I. Ñaëc ñieåm coâng trình: - Coâng trình chung cö Taân Caûng bao goàm 12 taàng, ñöôïc xaây döïng taïi Q. Bình Thaïnh TP.HCM. - Döïa vaøo keát quaû noäi löïc ñaõ giaûi ôû phaàn tính toaùn khung Chöông 4: Phöông aùn Heä keát caáu khung - giaèng (ôû ñaây ta söû duïng keát quaû noäi löïc cuûa phöông aùn keát caáu ñaõ choïn laø Phöông aùn Heä keát caáu khung - giaèng), ta phaân cuøng moät loaïi moùng cho caùc chaân coät coù löïc doïc leäch nhau khoâng quaù 15%. Maët baèng moùng. - Ñòa chaát coâng trình taïi khu ñaát ñöôïc khaûo saùt baèng 2 hoá khoan. - Do nhieäm vuï tính keát caáu laø khung truïc B vaø khung truïc 3 laø khung coù taûi troïng lôùn nhaát trong toaøn boä coâng trình, vì khung truïc 3 coù taûi troïng lôùn hôn khung truïc B neân döïa vaøo noäi löïc khung truïc 3 ñeå tính moùng, töø ñoù aùp duïng cho caùc khung khaùc. II. Caáu taïo ñòa chaát coâng trình: - Khoái löôïng ñaõ khaûo saùt goàm 2 hoá khoan kyù hieäu HK1, HK2 moãi hoá saâu 40m. Toång ñoä saâu ñaõ khoan laø 80 m vôùi 40 maãu ñaát nguyeân daïng duøng ñeå thaêm doø ñòa taàng vaø thí nghieäm xaùc ñònh tính chaát cô lyù cuûa caùc lôùp ñaát. - Töø maët ñaát hieän höõu ñeán ñoä saâu ñaõ khaûo saùt laø 40 m, neàn ñaát taïi ñaây ñöôïc caáu taïo bôûi 4 lôùp ñaát vôùi 60 maãu ñaát nguyeân daïng, theå hieän treân hình truï hoá khoan, theo thöù töï töø treân xuoáng nhö trong Hình 7.2. Maët caét ñòa chaát coâng trình 1. Ñaùnh giaù tính chaát xaây döïng cuûa moåi lôùp ñaát: a). Lôùp ñaát soá 1: - Toaøn boä maët baèng ñaõ ñöôïc sang laáp, caùt san laáp thaønh phaàn laø caùt mòn maøu xaùm naâu, coù beà daøy taïi HK1 = 2.1 m, HK2 = 2.5 m. b) Lôùp ñaát soá 2 (OH): - Ñaát seùt höõu cô thaønh phaàn seùt, boät, buïi laãn höõu cô, maøu xaùm ñen, ñoä deûo cao, traïng thaùi raát meàm, coù beà daøy taïi HK1 = 13.6 m, HK2 = 13.1 m. Söùc khaùng xuyeân tieâu chuaån N = 0 ñeán 1. - Caùc tính chaát cô lyù ñaëc tröng nhö sau: +Ñoä aåm töï nhieân: ; +Dung troïng uôùt: ; +Dung troïng khoâ: ; +Dung troïng ñaåy noåi: ; +Söùc chòu neùn ñôn: ; +Löïc dính ñôn vò: ; +Goùc ma saùt trong: . c) Lôùp ñaát soá 3 (SM1): - Caùt mòn laãn boät, maøu naâu vaøng, traïng thaùi chaët vöøa, coù beà daøy taïi HK1 = 0.9 m, HK2 = 1.3 m. Söùc khaùng xuyeân tieâu chuaån N = 16 ñeán 17. - Caùc tính chaát cô lyù ñaëc tröng nhö sau: + Ñoä aåm töï nhieân: ; + Dung troïng uôùt: ; + Dung troïng khoâ: ; + Dung troïng ñaåy noåi: ; + Löïc dính ñôn vò: ; + Goùc ma saùt trong: . d) Lôùp ñaát soá 4 (CH): - Thuoäc ñaát seùt thaønh phaàn seùt, boät, buïi laãn ít caùt mòn, maøu xaùm xanh vaøng naâu, ñoä deûo cao, traïng thaùi raát raén, coù beà daøy taïi HK1 = 3.1 m, HK2 = 2.9 m vôùi caùc tính chaát cô lyù ñaëc tröng nhö sau. Söùc khaùng xuyeân tieâu chuaån N = 18 ñeán 24: - Caùc tính chaát cô lyù ñaëc tröng nhö sau: + Ñoä aåm töï nhieân: ; + Dung troïng uôùt: ; + Dung troïng khoâ: ; + Dung troïng ñaåy noåi: ; + Löïc dính ñôn vò: ; + Goùc ma saùt trong: . e). Lôùp ñaát soá 5 (SM): - Thuoäc caùt mòn ñeán thoâ laãn boät vaø ít soûi nhoû, maøu xaùm traéng, xaùm naâu vaøng, traïng thaùi chaët vöøa ñeán raát chaët, phaân boá töø ñoä saâu taïi HK1 = 19.7 m, HK2 = 19.8m ñeán heát chieàu saâu khaûo saùt. Söùc khaùng xuyeân tieâu chuaån N = 21 ñeán 113. - Caùc tính chaát cô lyù ñaëc tröng nhö sau: + Ñoä aåm töï nhieân: ; + Dung troïng uôùt: ; + Dung troïng khoâ: ; + Dung troïng ñaåy noåi: ; + Löïc dính ñôn vò: ; + Goùc ma saùt trong: . f) Ñòa chaát thuyû vaên: - Möïc nöôùc döôùi ñaát ñöôïc quan traéc taïi vò trí caùc hoá khoan trong thôøi ñieåm khaûo saùt nhö sau: Hoá khoan Möïc nöôùc xuaát hieän(m) Möïc nöôùc oån ñònh(m) HK1 1.10 0.50 HK2 1.20 0.40 h) Thoáng keâ ñòa chaát: - Trong quaù trình khaûo saùt ñòa chaát, moãi lôùp ñòa chaát tieán haønh laáy nhieàu maãu ôû ñoä saâu khaùc nhau vaø ôû caùc hoá khoan khaùc nhau neân chuùng caàn ñöôïc thoáng keâ ñeå ñöa ra moät chæ tieâu duy nhaát cuûa giaù trò tieâu chuaån Atc vaø giaù trò tính toaùn Att phuïc cho vieäc tính toaùn neàn moùng theo caùc traïng thaùi giôùi haïn khaùc nhau. 2. Baûng toång hôïp keát quaû thí nghieäm caùc maãu ñaát: - Do khoái löôïng tính toaùn phaàn neàân moùng khoâng yeâu caàu cao neân ta khoâng tieán haønh thoáng keâ chính xaùc töøng lôùp ñaát moät maø chæ laáy giaù trò trung bình cuûa taát caû caùc maãu thí nghieäm ñeå ruùt ra tính chaát cô lyù ñaëc tröng cuûa caû lôùp ñaát. Keát quaû thoáng keâ cuûa moät soá chæ tieâu caàn thieát ñeå tính toaùn moùng ñöôïc toång hôïp trong baûng sau: TÍNH CHAÁT CÔ LYÙ CAÙC LÔÙP ÑAÁT Caùc lôùp ñaát Ñoä aåm Dung troïng Tyû troïng Heä soá roãng Ñoä baûo hoaø Thí nghieäm caét Giôùi haïn chaûy deûo Ñoä seät Heä soá neùn Moâdun toång bieán daïng W(%) (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3) e S% (kN/m2) (ñoä) Nhaõo Deûo C/s deûo B a (m2/kN) Eo (kN/m2) 2 72.70 14.81 8.61 5.31 26.11 1.993 91.1 9.1 3o5’ 62.2 32.3 29.9 1.24 - - 3 21.60 19.12 15.72 9.82 26.66 0.724 83.5 4.2 28o01’ Khoâng deûo - 0.0008 3169 4 21.90 19.58 16.29 10.24 26.97 0.668 92.9 35.8 17o10’ 53.7 27.1 26.6 - 0.00010 3701 5 18.20 19.83 16.78 10.48 26.62 0.590 83.2 4.8 31o21’ Khoâng deûo - 0.00015 8137 III. Ñeà xuaát caùc phöông aùn moùng : - Theo nhö caáu taïo ñòa chaát coâng trình ñaát lôùp daát maët laø lôùp ñaát yeáu, neáu coâng trình söû duïng moùng noâng thì ñaøi moùng seõ ñaët leân ñaát yeáu => khoâng oån ñònh. Trong khi ñoù coâng trình xaây döïng laø coâng trình chung cö cao taàng, neáu söû duïng moùng noâng cong trình seõ keùm oån ñònh. Vì vaäy ta ñeà xuaát söû duïng moùng saâu aùp duïng cho coâng trình. Ñoàng thôøi keát hôïp vôùi nhöõng phöông aùn moùng thi coâng phoå bieán hieän nay, ta ñöa ra caùc phöông aùn moùng phuø hôïp vôùi coâng trình nhö sau : 1. Phöông aùn 1 : Moùng coïc eùp beâ toâng coát theùp ñaøi thaáp. - Trong ñieàu kieän hieän nay, moùng coïc eùp ñöôïc söû duïng raát phoå bieán vì coù öu theá veà khaû naêng chòu löïc, kó thuaät thi coâng ñôn giaûn khoâng ñoøi hoûi thôï coù trình ñoä cao. Moùng coïc eùp ñöôïc thöïc hieän baèng caùch eùp caùc ñoaïn coïc ñôn nguyeân ñöôïc noái laïi vôùi nhau xuoáng ñeán ñoä saâu thieát keá baèng kích thuûy löïc gaén chaët treân beä coù caùc ñoái troïng taïo phaûn löïc. Do ñöôïc eùp tónh neân khoâng gaây chaán ñoäng aûnh höôûng lôùn ñeán caùc coâng trình xung quanh, ñaây cuõng laø öu theá cuûa coïc eùp so vôùi coïc ñoùng. - Coïc eùp coù theå coù tieát dieän hình vuoâng hay hình troøn tuøy muïc ñích söû duïng, cuõng coù caùc coïc ñöôïc öùng suaát tröôùc ñeå laøm taêng khaû naêng oån ñònh cho coïc. Hieän nay coïc thoâng thöôøng ñöôïc söû duïng coù tieát dieän vuoâng caïnh 200, 250, 300, 350, 400 vaø moät soá coïc hình troøn ñöôïc öùng suaát tröôùc coù ñöôøng kính 200, 250, 300, 350, 400. Öu ñieåm: - Khaû naêng chòu löïc töông ñoái lôùn, coù khaû naêng caém saâu ñeán lôùp ñaát toát. - Thi coâng deã daøng, khoâng ñoøi hoûi kó thuaät cao. - Khoâng gaây chaán ñoäng laøm phaù hoaïi vuøng ñaát xung quanh coïc, vaø khoâng aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình xung quanh. - Caùc ñoaïn coïc ñöôïc cheá taïo taïi choå hay mua töø caùc ñôn vò saûn xuaát neân deã daøng kieåm tra ñöôïc chaát löôïng caùc coïc. Nhöôïc ñieåm: - Ñoái vôùi nhöõng coâng trình chòu taûi lôùn thì soá löôïng coïc taêng leân hoaëc phaûi taêng kích thöôùc coïc daãn ñeán chi phí thi coâng ñaøi coïc taêng leân, hoaëc tieát dieän coïc quaù lôùn neân khoâng theå eùp xuoáng ñöôïc. - Quaù trình eùp coïc thöôøng xaûy ra söï coá khi gaëp caùc lôùp ñaát cöùng, ñaù cuoäi hay ñuïng phaûi caùc taûng ñaù moà coâi maø trong khi khoan ñòa chaát khoâng phaùt hieän ñöôïc. Caùc söï coá thöôøng gaëp khi eùp coïc nhö: coïc bò choái khi chöa ñeán ñoä saâu thieát keá, coïc bò gaõy trong quaù trình eùp,… - Khoâng eùp ñöôïc ñoái vôùi caùc ñòa chaát cöùng, ñaù soûi… - Khoâng söû duïng ñöôïc caùc loaïi coïc ñöôøng kính lôùn. - Quaù trình thi coâng keùo daøi do thôøi gian dòch chuyeån caùc beä eùp toán nhieàu thôøi gian. - Khoâng kieåm soaùt ñöôïc söï laøm vieäc cuûa caùc moái noái coïc. 2. Phöông aùn 2 : Moùng coïc khoan nhoài. - Coïc khoan nhoài laø loaïi coïc ñöôïc ñoå beâtoâng taïi choå vaø thi coâng baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau tuøy theo yeâu caàu truyeàn taûi cuûa coâng trình. - Trong nhöõng naêm 80, ôû nöôùc ta ñaõ söû duïng loaïi coïc khoan nhoài baèng phöông phaùp taïo loã thuû coâng ñeå taïo neân coïc, cho ñeán nay chuùng ta ñaõ söû duïng caùc thieát bò hieän ñaïi ñeå taïo loã (maùy khoan) vaø bôm beâtoâng vaøo loã khoan theo caùc bieän phaùp vaø qui trình thi coâng khaùc nhau. - Coïc khoan nhoài ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc ngaønh caàu ñöôøng, trong caùc coâng trình thuûy lôïi, trong nhöõng coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp. Ñoái vôùi vieäc xaây döïng nhaø cao taàng ôû caùc ñoâ thò lôùn nhaát laø taïi Tp. Hoà Chí Minh trong ñieàu kieän xaây chen laø chuû yeáu, khaû naêng aùp duïng coïc khoan nhoài ñaõ ñöôïc phaùt trieån vaø ngaøy caøng ñöôïc söû duïng roäng raõi hôn do nhu caáu nhaø ôû cao taàng taïi Vieät Nam taêng leân trong nhöõng naêm tôùi ñaây. Öu ñieåm: - Coù khaû naêng chòu taûi lôùn, söùc chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài coù theå ñaït ñeán ngaøn taán neân thích hôïp vôùi caùc coâng trình cao taàng, caùc coâng trình coù taûi troïng lôùn… - Khoâng gaây ra aûnh höôûng chaán ñoäng ñoái vôùi caùc coâng trình xung quanh, thích hôïp vôùi vieäc xaây chen ôû caùc ñoâ thò lôùn, khaéc phuïc ñöôïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi coïc ñoùng khi thi coâng trong ñieàu kieän naøy. - Coù khaû naêng môû roäng ñöôøng kính vaø chieàu daøi coïc ñeán möùc toái ña. Hieän nay coù theå söû duïng loaïi ñöôøng kính coïc khoan nhoài töø 600 mm ñeán 2500 mm hoaëc lôùn hôn (coïc khoan nhoài moùng truï caàu CaànThô coù ñöôøng kính 3000 mm, saâu 98 m). Chieàu saâu coïc khoan nhoài coù theå haï ñeán ñoä saâu 100 m (trong ñieàu kieän kó thuaät thi coâng ôû Vieät Nam). - Löôïng coát theùp boá trí trong coïc khoan nhoài thöôøng ít hôn so vôùi coïc ñoùng do trong coïc khoan nhoài coát theùp chuû yeáu duøng ñeå chòu taûi troïng ngang (ñoái vôùi coïc ñaøi cao). - Coù khaû naêng thi coâng coïc khi qua caùc lôùp ñaát cöùng naèm xen keõ. Nhöôïc ñieåm: - Theo toång keát sô boä, ñoái vôùi caùc coâng trình nhaø cao taàng khoâng lôùn laém (döôùi 12 taàng), kinh phí xaây döïng neàn moùng thöôøng lôùn hôn 2 - 2.5 laàn khi so saùnh vôùi caùc coïc eùp. Tuy nhieân, neáu soá löôïng taàng lôùn hôn daãn ñeán taûi troïng coâng trình ñoøi hoûi lôùn hôn, luùc ñoù giaûi phaùp coïc khoan nhoài laïi trôû thaønh giaûi phaùp hôïp lyù. - Coâng ngheä thi coâng ñoøi hoûi kyõ thuaät cao, ñeå traùnh caùc hieän töôïng phaân taàng (coù loã hoång trong beâtoâng) khi thi coâng ñoå beâtoâng döôùi nöôùc coù aùp, coù doøng thaám lôùn hoaëc ñi qua caùc lôùp ñaát yeáu coù chieàu daøy lôùn (caùc loaïi buøn, caùc loaïi caùt nhoû, caùt buïi baõo hoaø thaám nöôùc). - Bieän phaùp kieåm tra chaát löôïng beâtoâng trong coïc thöôøng phöùc taïp gaây nhieàu toán keùm trong quaù trình thöïc thi chuû yeáu söû duïng phöông phaùp thöû taûi tónh, vaø sieâu aâm moät soá coïc thöû ñeå kieåm tra chaát löôïng beâtoâng coïc. - Vieäc khoái löôïng beâ toâng thaát thoaùt trong quaù trình thi coâng do thaønh loã khoan khoâng baûo ñaûm vaø deã bò saäp vaùch loã khoan cuõng nhö vieäc naïo veùt ôû ñaùy loã khoan tröôùc khi ñoå beâ toâng deã gaây ra aûnh höôûng xaáu ñoái vôùi chaát löôïng thi coâng coïc. - Ma saùt beân thaân coïc coù phaàn giaûm ñi ñaùng keå so vôùi coïc ñoùng vaø coïc eùp do coâng ngheä khoan taïo loã. CHÖÔNG 8: XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN CAÙC MOÙNG TRONG KHUNG TRUÏC 3 I. Xaùc ñònh noäi löïc do khung truyeàn xuoáng moùng : - Töø baûng keát quaû toå hôïp noäi löïc khung truïc 3, choïn ra caùc caëp noäi löïc duøng ñeå tính moùng, caùch laøm nhö sau: - Tính öùng suaát taïi chaân coät döïa theo caëp noäi löïc ñaõ toå hôïp, töø ñoù choïn ra caùc caëp noäi löïc cho öùng suaát lôùn nhaát vaø duøng caëp noäi löïc ñoù ñeå tính cho moùng. BAÛNG TÍNH ÖÙNG SUAÂÙT TAÏI CHAÂN COÄT Caùc caëp noäi löïc Giaù trò Coät truïc A (40 x 70) cm Mx max (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) 94.62 152.40 -3031.44 20560.48 Mx min (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) -97.18 -158.49 -3137.82 21264.24 Nmax (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -3352.06 1.57 -165.75 17129.82 Nmin (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -2285.15 -1.21 88.70 10941.09 Mx min (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) -97.18 152.40 -3137.82 21077.75 Mx max (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) 94.62 -158.49 -3137.82 21126.86 Qx max (kN) -103.63 Qy max (kN) -45.10 Caùc caëp noäi löïc Giaù trò Coät truïc B (40 x 70) cm Mx max (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) 93.51 163.05 -2849.81 20178.41 Mx min (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) -99.73 -162.63 -2868.16 20564.62 Nmax (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -3275.14 6.56 -79.44 14480.20 Nmin (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -2436.45 3.99 163.05 13906.34 Mx min (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) -99.73 163.05 -2868.16 20577.46 Mx max (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) 93.51 -162.63 -2868.16 20231.11 Qx max (kN) 108.51 Qy max (kN) -47.79 Coät truïc C (40 x 70) cm Mx max (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) 63.677 164.72 -2849.704 18631.23 Mx min (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) -99.756 -163.13 -2871.86 20594.49 Nmax (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -3278.96 6.58 79.2 14487.56 Nmin (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -2436.21 3.802 -161.6497 13852.89 Mx min (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) -99.756 164.72 -2871.86 20643.16 Mx max (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) 63.677 -163.13 -2871.86 18661.69 Qx max (kN) -109.28 Qy max (kN) -47.84 Caùc caëp noäi löïc Giaù trò Coät truïcD (40 x 70) cm Mx max (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) 93.23 160.85 -3051.57 20816.91 Mx min (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) -98.66 -155.97 -3157.94 21338.31 Nmax (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -3372.19 5.09 159.1 17186.62 Nmin (kN) Mx tö (kNm) My tö (kNm) -2295.01 4.46 -87.67 11119.17 Mx min (kNm) My max (kNm) Ntö (kN) -98.66 160.85 -3157.94 21487.69 Mx max (kNm) My min (kNm) Ntö (kN) 93.23 -155.97 -3157.94 21047.41 Qx max (kN) -106.77 Qy max (kN) -46.78 - Noäi löïc ñeå tính toaùn moùng ñöôïc laáy töø noäi löïc chaân coät taïi vò trí caàn thieát keá moùng sau ñoù quy ñoåi veà vò trí troïng taâm moùng. - Döïa vaøo baûng tính öùng suaát choïn ra caùc caëp noäi löïc duøng ñeå tính moùng cho khung truïc 3 nhö sau: Mx = 97.18 kN.m My = 158.49 kN.m N = 3137.82 kN Qx = 103.64 kN Qy = 45.1 kN Mx = 99.73 kN.m My = 163.05 kN.m N = 2868.16 kN Qx = 108.51 kN Qy = 47.79 kN Mx = 99.756 kN.m My = 164.72 kN.m N = 2871.86 kN Qx = 109.28 kN Qy = 47.84 kN Mx = 98.66 kN.m My = 155.97 kN.m N = 3157.94 kN Qx = 166.77 kN Qy = 46.78kN II. Tính taûi troïng do ñaø kieàng, töôøng vaø saøn taàng haàm: - Vì trong qua trình giaûi khung ñeå taêng khaû naêng nguy hieåm cho khung ta khoâng tính ñaø kieàng, saøn taàng haàm vaø töôøng xaây treân ñaø kieàngvaøo khung neân khi tính moùng ta coäng theâm vaøo caùc taûi troïng naøy vaøo phaàn luïc doïc N. 1. Taûi troïng truyeàn leân moùng truïc A: - Tieát dieän ñaø kieàng choïn laø (30 x 50) cm. - Theo phöông trong maët phaúng khung: - Theo phöông vuoâng goùc vôùi maët phaúng khung: - Taûi troïng do töôøng taàng haàm baèng beâ toâng coát theùp (daøy 15cm): - Taûi troïng do saøn taàng haàm daøy 20cm, coù dieän tích truyeàn taûi: - Vaäy löïc doïc taùc duïng vaøo moùng truïc A laø: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc A (40 x 70) Nott (kN) 3349.75 Notc (kN) 2912.83 Moxtt (kN.m) 97.18 Moxtc (kN.m) 84.50 Moytt (kN.m) 158.49 Moytc (kN.m) 137.82 Qoxtt (kN) 103.63 Qoxtc (kN) 90.11 Qoytt (kN) 45.10 Qoytc (kN) 39.28 - Vì taûi troïng taùc duïng vaøo khung laø taûi troïng tính toaùn neân ñeå khi tính toaùn moùng coïc ôû traïng thaùi giôùi haïn II ta chia cho heä soá vöôït taûi n=1.15 ñeå coù taûi troïng tieâu chuaån. 2. Taûi troïng truyeàn leân moùng truïc B: - Tieát dieän ñaø kieàng choïn laø (30 x 50) cm. - Theo phöông trong maët phaúng khung: - Theo phöông vuoâng goùc vôùi maët phaúng khung: - Taûi troïng do saøn taàng haàm daøy 20cm, coù dieän tích truyeàn taûi: - Vaäy löïc doïc taùc duïng vaøo moùng truïc B laø: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc B (40 x 70) Nott (kN) 3107 Notc (kN) 2701.74 Moxtt (kN.m) 99.73 Moxtc (kN.m) 86.72 Moytt (kN.m) 163.05 Moytc (kN.m) 141.78 Qoxtt (kN) 108.51 Qoxtc (kN) 94.36 Qoytt (kN) 47.79 Qoytc (kN) 41.56 - Vì taûi troïng taùc duïng vaøo khung laø taûi troïng tính toaùn neân ñeå khi tính toaùn moùng coïc ôû traïng thaùi giôùi haïn II ta chia cho heä soá vöôït taûi n=1.15 ñeå coù taûi troïng tieâu chuaån. 3. Taûi troïng truyeàn leân moùng truïc C: - Tieát dieän ñaø kieàng choïn laø (30 x 50) cm. - Theo phöông trong maët phaúng khung: - Theo phöông vuoâng goùc vôùi maët phaúng khung: - Taûi troïng do saøn taàng haàm daøy 20cm, coù dieän tích truyeàn taûi: - Vaäy löïc doïc taùc duïng vaøo moùng truïc C laø: Coät truïc C (40 x 70) Nott (kN) 3110.7 Notc (kN) 2705 Moxtt (kN.m) 99.756 Moxtc (kN.m) 86.74 Moytt (kN.m) 164.72 Moytc (kN.m) 143.23 Qoxtt (kN) 109.28 Qoxtc (kN) 95.03 Qoytt (kN) 47.84 Qoytc (kN) 41.6 - Vì taûi troïng taùc duïng vaøo khung laø taûi troïng tính toaùn neân ñeå khi tính toaùn moùng coïc ôû traïng thaùi giôùi haïn II ta chia cho heä soá vöôït taûi n=1.15 ñeå coù taûi troïng tieâu chuaån. 4. Taûi troïng truyeàn leân moùng truïc D: - Tieát dieän ñaø kieàng choïn laø (30 x 50) cm. - Theo phöông trong maët phaúng khung: - Theo phöông vuoâng goùc vôùi maët phaúng khung: - Taûi troïng do töôøng taàng haàm baèng beâ toâng coát theùp (daøy 15cm): - Taûi troïng do saøn taàng haàm daøy 20cm, coù dieän tích truyeàn taûi: - Vaäy löïc doïc taùc duïng vaøo moùng truïc D laø: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc D (40 x 70) Nott (kN) 3369.69 Notc (kN) 2930.17 Moxtt (kN.m) 98.66 Moxtc (kN.m) 85.79 Moytt (kN.m) 160.85 Moytc (kN.m) 139.87 Qoxtt (kN) 106.77 Qoxtc (kN) 92.84 Qoytt (kN) 46.78 Qoytc (kN) 40.68 - Vì taûi troïng taùc duïng vaøo khung laø taûi troïng tính toaùn neân ñeå khi tính toaùn moùng coïc ôû traïng thaùi giôùi haïn II ta chia cho heä soá vöôït taûi n=1.15 ñeå coù taûi troïng tieâu chuaån. CHÖÔNG 9: PHÖÔNG AÙN 1: MOÙNG COÏC EÙP BTCT ÑAØI THAÁP I. Tính toaùn sô boä: 1. Chieàu saâu choân moùng: - Ñoái vôùi moùng coïc ñaøi thaáp, taûi troïng ngang hoaøn toaøn do caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi trôû leân tieáp nhaän. Vì vaäy ñoä saâu ñaët ñeá ñaøi (Hm) phaûi thoaõ maõn chòu taûi ngang vaø aùp löïc bò ñoäng cuûa ñaát. - Giaû söû beà roäng ñaøi : Bñ = 2m. - Ñaøi moùng ñaët ôû lôùp thöù 2 coù: - Choïn Hm=2.5m. - Ñeá ñaøi ñöôïc ñaët trong lôùp thöù 2 vaø naèm ôû ñoä saâu 2.5m keå töø coát taàng haàm(-2m). - Vôùi ñoä saâu ñaët ñaùy ñaøi nhö treân, taûi troïng ngang ñaõ töï caân baèng vôùi aùp löïc ñoâïng cuûa ñaát. Vì vaäy moâmen taïi ñaùy vaãn khoâng ñoåi, vaãn baèng moâmen taïi maët ngaøm qui öôùc. 2. Choïn coïc vaø kieåm tra coïc khi vaän chuyeån caåu laép: a) Choïn coïc: - Coïc döï tính ñöôïc eùp xuoáng lôùp ñaát soá 4, coù ñoä saâu –19.7 m keå töø maët ñaát töï nhieân. Chieàu daøi coïc bao goàm: ñoaïn coïc ngaøm vaøo ñaøi 0.1 5 m, ñoaïn ñaäp ñaàu coïc ñeå neo theùp vaøo ñaøi 0.5 m vaø chieàu daøi coïc ñi qua caùc lôùp ñaát. Ñoä saâu muõi coïc laø 24m so vôùi maët ñaát töï nhieân, nhö vaäy toång chieàu daøi coïc tính töø maët saøn taàng haàm laø: - Choïn coïc tieát dieän vuoâng coù caïnh (30 x 30) Þ. Moãi ñoaïn coïc daøi 11 m, vaäy ñeå ñeán ñoä saâu thieát keá ta phaûi söû duïng 2 ñoaïn coïc. - Beâ toâng laøm coïc maùc 300: Rn=1.3kN/cm2. - Theùp coïc chòu löïc: 4Þ16 =>Fa=8.04cm2. b) Kieåm tra khi caåu, vaän chuyeån coïc: Khi caåu coïc: - Sô ñoà tính: Sô ñoà tính toaùn coïc khi caåu coïc - Troïng löôïng treân 1m daøi cuûa coïc: - Moâmen caåu laép coïc: - Dieän tích coát theùp caàn cho caåu laép: _Maø Fchoïn laø 4 Þ16 neân teùp choïn caáu taïo coïc thoaû ñieàu kieânh vaän chuyeån. Khi laép döïng coïc: - Sô ñoà tính: Sô ñoà tính toaùn coïc khi döïng coïc - Moâmen caåu laép coïc: - Dieän tích coát theùp caàn cho caåu laép: - Maø Fchoïn laø 4 Þ16 neân teùp choïn caáu taïo coïc thoaû ñieàu kieânh vaän chuyeån. Tính theùp moùc caåu: - Khi coïc ñöôïc caåu leân thì ta xem moät moùc caåu seõ chòu moät nöûa troïng löôïng coïc. Taûi troïng moät moùc caåu phaûi chòu laø : Þ dieän tích coát theùp caàn thieát duøng laøm moùc caåu: Þ choïn 1f14 () - Tính ñoaïn theùp neo moùc treo vaøo trong coïc: - Vì lneo = 35 Þ neân choïnlneo = 35x1.4=49cm. 3. Choïn chieàu cao ñaøi: - Chieàu cao ñaøi toái thieåu ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: +ac : caïnh lôùn cuûa coät +lngaøm : chieàu daøi coät ngaøm vaøo ñaøi. - Choïn hñ =1.2m 4. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc: a) Khaû naêng chòu taûi theo vaät lieäu: - Söùc chòu taûi tính toaùn theo vaät lieäu coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc: - Trong ñoù: +m: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc; m=1 +:heä soá uoán doïc. +Coïc khoâng xuyeân qua lôùp ñaát buøn yeáu do ñoù: =1 +mR :heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa beâ toâng. Tieát dieän coïc ≥(30x30cm) do ñoù choïn mR =1 +Rb : Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng M300, Rn =1.3 kN/cm2. +Fb : dieän tích maët caét ngang cuûa coïc, Fa = 0.09cm2 +Ra Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp AII, Ra = 2800 daN/cm2. +Fa : Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát doïc, Fa = 10.18 cm2. b) Söùc chòu taûi cuûa tieâu chuaån cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn ( Theo phuï luïc A TCXD 205-1998): - Coâng thöùc: - Trong ñoù: +m: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc, laáy m=1. +Ktc : Heä soá tin caäy, Ktc = 1.4. +mR , mf : Heä soá laøm vieâc cuûa ñaát ôû muûi coïc vaø ôû xung quanh coïc coù theå keå ñeán aûnh höôûng cuûa phöông phaùp haï coïc. Do rung ñoäng vaø eùp coïc vaøo lôùp ñaát caùt mòn neân mR = 1.1, mf =1(Tra baûng A.3, trang 56 trong TCVN 205-1998). +fsi : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp thöù i theo maët xung quanh coïc. +li : chieàu daøi cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc. +Ap , u: tieát dieän vaø chu vi coïc. u = 0.3x4 = 1.2 m. Ap = 0.3x0.3 = 0.09 m2 +qp: cöôøng ñoä tính toaùn chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc. - Vôùi ñoä saâu coïc caém vaøo lôùp ñaát thöù 5 laø lôùp caùt mòn, chaët vöøa. H = 24m. Tra baûng A.1, trang 55 trong TCVN 205-1998 vaø noäi suy ta coù qp = 3440 kN/m2. - Ñeå tính fsi ta chia ñaát thaønh töøng lôùp vôùi chieàu daøy li nhö hình veõ : Lôùp 1: Ñaát san neàn Lôùp 2: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 3: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 4: Ñaát seùt höûu cô c=35.8kN/m2 Lôùp 5: Ñaát seùt höûu cô c=4.8kN/m2 Sô ñoà phaân chia caùc lôùp ñaát ( fsi tra baûng A.2, trang 55 trong TCVN 205-1998.) - Keát quaû tính fsi ñöôïc thoáng keâ trong baûng sau : Baûng tra cöôøng ñoä tính toaùn maët xung quanh coïc fsi Lôp ñaát Ñoä saâuZi (m) Ñoä seätB fi(kN/m2) li (m) fili(kN/m) 2 6.6 6 2 12 8.6 6 2 12 10.6 6 2 12 12.6 6 2 12 14.6 6 2 12 15.7 6 1.1 6.6 3 16.6 Caùt mòn 52.28 0.9 47.052 4 18.6 < 0 77.04 2 154.08 19.7 78.58 1.1 86.438 5 21.7 Caùt mòn ñeán thoâ laãn boät, raát chaët 75.01 2 150.02 22.7 76.31 1 76.31 24 78 1.3 101.4 Sfili 681.9 Qtc = m(mR.qp.Ap + u.åmfi.fsi.li) Qtc =1x(1.1x3440 x0.09+1.2x1x681.9)= 1158.84 kN = = 827.74 (kN) c) Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä cuûa ñaát neàn (Phuï luïc B, TCXD 205 – 1998): - Theo Phuï luïc B TCXD 205 - 1998 thì söùc chòu taûi cuûa coïc bao goàm 2 thaønh phaàn: ma saùt beân vaø söùc choáng döôùi muõi coïc. - Do coïc ñi qua nhieàu lôùp ñaát neân: - Trong ñoù: + Qu : söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc, kN; + Qs : söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân, kN; + Qp : söùc chòu taûi cöïc haïn do muõi coïc, kN; + fs : ma saùt beân ñôn vò giöõa coïc vaø ñaát, kN/m2; + qp: cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc, kN/m2; + As : dieän tích cuûa maët beân coïc, m2; + Ap : dieän tích muõi coïc, m2; =0.09 m2 + fsi : ma saùt beân taïi lôùp ñaát thöù i, kN/m2; + li : chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i, m; + u : chu vi coïc, m. - Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc tính theo coâng thöùc sau: + FSs : heä soá an toaøn doïc thaân coïc, ; + FSp : heä soá an toaøn ôû muõi coïc, ; - Ma saùt ñôn vò fs tính theo coâng thöùc sau: - Trong ñoù: + ca : löïc dính giöõa coïc vaø ñaát, ca = c (ñoái vôùi coïc beâtoâng) + s’v : öùng suaát theo phöông thaúng ñöùng do taûi troïng cuûa coät. + h : Chieàu daøi lôùp ñaát tính töø ñaùy ñaøi ñeán lôùp ñaát tính toaùn. + hm : Chieàu saâu choân moùng + Ks : heä soá aùp löïc ngang trong ñaát, ; ja : goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn, ñoái vôùi coïc eùp (vôùi j laø goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát ñang xeùt). Lôùp ñaát Chieàu saâu Löïc dínhCa (kN/m2) Goùc masaùt trongja=j Heä soá Ks s'v(kN/m2) li(m) fsi(kN/m2) lifsi(kN/m) Töø Ñeán 2 4.6 15.7 9.1 30 05' 1.325 53.8965 11.1 12.9051 143.246 3 15.7 16.6 4.2 280 01' 0.742 104.092 0.9 45.2845 40.7561 4 16.6 19.7 35.8 17010' 0.987 124.416 3.1 73.5777 228.091 5 19.7 24 4.7 31021' 0.672 149.864 4.3 65.7153 282.576 Sfsili 694.669 - Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc qp tính theo coâng thöùc Terzaghi nhö sau: - Trong ñoù: + g, c : troïng löôïng theå tích vaø ñoä dính cuûa ñaát neàn taïi muõi coïc; + s’vp : ÖÙng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc do troïng löôïng baûn thaân ñaát, kN/m2 . + dp : Ñöôøng kính muõi coïc (dp = 0.3 m) + Nc, Nq, Ng : heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc chuû yeáu vaøo goùc ma saùt trong j cuûa ñaát vaø hình daïng muõi coïc, tra trong Baûng 3.5 trang 174 saùch “Neàn moùng - Chaâu Ngoïc AÅn”. j = 31 021’ tra baûng ta coù : Nc = 40.411 Nq = 25.282 Ng = 24.24 - Keát quaû tính toaùn söùc chòu taûi cuûa coïc theo phuï luïc B ñöôïc trình baøy nhö sau: - Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc. = Sgihi = 5.31 x13.6 + 9.82 x 0.9 + 10.24 x 3.1 + 10.48 x 4.3 =157.862 kN/m2 qp = 4.7 x 40.411 + 157.862 x 25.282 + 10.48 x 0.3 x 24.24 = 4257.21 kN/m2 - Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn laø - So saùnh caùc tröôøng hôïp söùc chòu taûi cho pheùp ta coù : Qa = min (Pvl ; QAa ; QBb ) = min [ (kN) ; 827.74 (kN) ; 614(kN)] _Laáy Qa = QBb = 614 (kN). II . Tính moùng : 1.  Tính moùng M1 (truïc 3-A) a) Taûi troïng tính toaùn moùng M1: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc A (40 x 70) Nott (kN) 3349.75 Notc (kN) 2912.83 Moxtt (kN.m) 97.18 Moxtc (kN.m) 84.50 Moytt (kN.m) 158.49 Moytc (kN.m) 137.82 Qoxtt (kN) 103.63 Qoxtc (kN) 90.11 Qoytt (kN) 45.10 Qoytc (kN) 39.28 b) Xaùc ñònh dieän tích moùng vaø soá löôïng coïc : - Choïn khoaûng caùch caùc coïc laø 3.d = 3x0.3 = 0.9 m - ÖÙng suaát trung bình döôùi ñeá ñaøi: stb = = =758 kN/m2 - Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: gtb = 20 kN/m3 - Dieän tích beä coïc ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: = = 4.7m2 - Choïn añ = 3m, bñ = 2.6m => Fñ = 3 x 2.6 = 7.8 m2 - Troïng löôïng beä vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: kN - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi sô boä: kN - Xaùc ñònh soá löôïng coïc: +Soá löôïng coïc sô boä : n = = coïc : heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moment. +Choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø n = 8 coïc. - Boá trí coïc nhö hình veõ sau: Sô ñoà maët baèng boá trí coïc c) Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaàu coïc: - Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 - Troïng löôïng ñaøi vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh theo thöïc teá laø: kN - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: kN - Momen taïi ñaùy beä: 97.18+ 103.63 x 2.5 = 356.255 kN.m 158.49 + 45.1 x 2.5 = 271.24 kN.m d) Löïc truyeàn xuoáng caùc coïc: - Trong ñoù: +n - soá löôïng coïc trong ñaøi; +, - khoaûng caùch tính töø truïc cuûa haøng coïc chòu neùn lôùn nhaát ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; ; +xi, yi - khoaûng caùch tính töø truïc coïc thöù i ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, +; + + Þ Þ - Troïng löôïng baûn thaân coïc: - Ta thaáy : Pmax +Pc = 594.4+49.87=5644.3kN < Qa =614kN Pmin = 350.3 kN > 0 - Nhö vaäy ñaõ thoûa maõn ñieàu kieän löïc lôùn nhaát truyeàn xuoáng coïc daõy bieân vaø > 0, neân khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. e) Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaát neàn: Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái quy öôùc: - Goùc ma saùt trong trung bình cuûa moùng khoái quy öôùc: jtb = - Trong ñoù: +li : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua +jIIi : goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù i Moùng khoái quy öôùc. = 121045 ; tg= tg(3011) = 0.0557 - Chieàu daøi cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: am = a + 2hctg-d = 3 + 2x20.15x0.0557 – 0.3 = 4.94 m - Chieàu roäng cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc: bm = b + 2hctg - d = 2.6 + 2x20.15x0.0557 – 0.3 = 4.54 m - Dieän tích cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: m2 - Chieàu cao cuûa khoái moùng quy öôùc: hm = 22 m - Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc: +Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi: kN +Troïng löôïng toaøn boä coïc trong moùng töø ñaùy ñeán muõi coïc: kN +Troïng löôïng ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc: Ntc3= (22.43–8x0.09)x(5.31x11.1+0.9x9.82+3.1x10.24+4.3x10.48) = 3139 kN - Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc: = 1234 + 281 + 3139 = 4654 kN - Troïng löôïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân : = kN/m3) - Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi khoái moùng quy öôùc: kNm kNm kN - Ñoä leäch taâm e: m m - Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái quy öôùc: Rtc = - Trong ñoù: + m1xm2 = 1.2 ´ 1.3 (m2 noäi suy khi ==0.904) + Ktc =1 vì caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát. + jII = 31021 tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Þ( noäi suy) + gII - dung troïng cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. gII = gñn = 5.31kN/m2 + g’II – trò tính toaùn trung bình cuûa troïng löôïng theå tích ñaát keå töø ñaùy moùng trôû leân. g’II = ==8.89 kN/m2 CII = 9.1 kN/m3 – löïc dính ñôn vò cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. + bm = 4.54 m – caïnh ngaén cuûa moùng khoái quy öôùc. + hm =24 m – chieàu saâu choân moùng keå töø ñaùy moùng ñeán coát thieát keá. + ho = h + hth – chieàu saâu khi coù taàng haàm hth = m ho = 2.5+2.86 =5.36 m Rtc= = 2104 kN/m2 => 1.2Rtc = 1.2 ´ 2108 = 2530 kN/m2 _ ÖÙng suaát döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc : =232.64 kN/m2 = 185.51 kN/m2 == 337.35 kN/m2 - Nhaän xeùt: kN/m2 < > 0 kN/m2 < - Caùc ñieàu kieän ñaõ thoûa maõn, vaäy ta coù theå tieán haønh tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính. f) Tính luùn cho neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính: - Ñeå tính luùn ta duøng taûi tieâu chuaån ñeå tính toaùn : - Tính luùn theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. - Theo TCXD 45-78 giôùi haïn chòu luùn ôû ñoä saâu taïi ñoù coù - Öùng suaát gaây luùn ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc laø : = 337.35 – 9.41 x 24=111.51kN/m2 - Öùng suaát do baûn thaân taïi muõi coïc: == 157.862 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi muõi coïc: = 337.35 – 157.862 = 179.49 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi giöõa moãi lôùp ñaát ta xaùc ñònh caùc trò soá:  ; () - Ta coù : - Chia ñaát ôû döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh töøng lôùp coù chieàu daøy : hi ≤ . Choïn hi =0.5 m - Trò soá k0 tra baûng 2.7, trang 69, saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Ñieåm Z(m) lm/bm 2Z/bm ko sglZi sbtZ sbttbZ kN/m2 kN/m2 kN/m2 0 0 1.09 0 1 179.490 111.51 114.13 1 0.5 1.09 0.2203 0.98 175.900 116.75 119.37 2 1 1.09 0.4405 0.948 166.753 121.99 124.61 3 1.5 1.09 0.6608 0.866 144.408 127.23 129.85 4 2 1.09 0.8811 0.776 112.061 132.47 135.09 5 2.5 1.09 1.1013 0.673 75.417 137.71 140.33 6 3 1.09 1.3216 0.579 43.666 142.95 145.57 7 3.5 1.09 1.5419 0.493 21.528 148.19 150.81 8 4 1.09 1.7621 0.424 9.128 153.43 Lôùp 1: Ñaát san neàn Lôùp 2: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 3: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 4: Ñaát seùt höûu cô c=35.8kN/m2 Lôùp 5: Ñaát seùt höûu cô c=4.8kN/m2 Sô ñoà tính luùn - Taïi lôùp ñaát thöù 7 ta coù => Hcn = 3.5 m. - Ñoä luùn: S = ; Si = - Ta coù : Eo =8137 kN/m2 S= = 0.052 m Þ S= 5.2cm < Sgh = 8cm. g) Tính toaùn ñoä beàn vaø caáu taïo ñaøi coïc: Kieåm tra choïc thuûng: - Choïn chieàu cao ñaøi laø: hñ = 1.2 m - Chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi coïc: ho = hñ – 0.15 = 1.2 - 0.15 = 1.05 m - Tieát dieän coät 400 x 700 - Veõ thaùp choïc thuûng. Thaùp choïc thuûng - Thaùp choïc thuûng naèm bao beân ngoaøi caùc coïc, do ñoù khoâng caàn kieåm tra choïc thuûng cho moùng. Þ Ñaøi coïc khoâng bò choïc thuûng. Tính moment vaø theùp ñaët cho ñaøi coïc: - Söû duïng coát theùp AII, Ra = 2800 daN/cm2 P1 = P6 = Pmin =350.3 kN. P3 = P8 = Pmax=594.4 kN. P2 = P7 = kN P4 = P5 = kN Sô ñoà tính theùp ñaøi coïc. - Sô ñoà tính theùp cho ñaøi coïc : Xem nhö moät consol ngaøm taïi meùp coät nhö hình veõ. - Momen töông öùng vôùi maët ngaøm A-A: kNm FaI = = cm2 Þ Choïn 19Þ16,a = 160 (mm), Fachoïn = 38.19 cm2 Momen töông öùng vôùi maët ngaøm B-B: FaII = = Þ Choïn 19Þ16,a= 140(mm), Fachoïn = 38.19 cm2 2. Tính moùng M2 (truïc 3-B vaø 3-C): a) Taûi troïng tính toaùn moùng M2: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc B (40 x 70) Nott (kN) 3107 Notc (kN) 2701.74 Moxtt (kN.m) 99.73 Moxtc (kN.m) 86.72 Moytt (kN.m) 163.05 Moytc (kN.m) 141.78 Qoxtt (kN) 108.51 Qoxtc (kN) 94.36 Qoytt (kN) 47.79 Qoytc (kN) 41.56 Coät truïc C (40 x 70) Nott (kN) 3110.7 Notc (kN) 2705 Moxtt (kN.m) 99.756 Moxtc (kN.m) 86.74 Moytt (kN.m) 164.72 Moytc (kN.m) 143.23 Qoxtt (kN) 109.28 Qoxtc (kN) 95.03 Qoytt (kN) 47.84 Qoytc (kN) 41.6 b) Xaùc ñònh dieän tích moùng vaø soá löôïng coïc : - Khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø 3.d - Choïn khoaûng caùch caùc coïc laø 3.d = 3x0.30 = 0.9 m - ÖÙng suaát trung bình döôùi ñeá ñaøi: stb = = - Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: gtb = 20 kN/m3. - Dieän tích beä coïc ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: = m2 -Troïng löôïng beä vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: kN - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi sô boä: kN - Xaùc ñònh soá löôïng coïc: - Soá löôïng coïc sô boä : n = = coïc : heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moment. - Choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø n = 14 coïc. - Boá trí coïc nhö hình veõ sau: Maët baèng boá trí coïc c) Kieåm tra löïc taùc duïng leân coïc: - Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 - Troïng löôïng beä vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh theo thöïc teá laø: 1.1x16.24x20x2.5 = 983.2 kN - Ñeå tieän tính toaùn ta quy veà moùng töông ñöông coù noäi löïc nhö sau: Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: kN kNm kNm - Momen taïi ñaùy beä: =-199.54 x (-217.79) x2.5 = -744 kN.m -327.77 +(-95.63)x2.5 = -566.845 kN.m d) Löïc truyeàn xuoáng caùc coïc: - Trong ñoù: + n - soá löôïng coïc trong ñaøi; + , - khoaûng caùch tính töø truïc cuûa haøng coïc chòu neùn lôùn nhaát ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; ; + xi, yi - khoaûng caùch tính töø truïc coïc thöù i ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; ; - Nhö vaäy ñaõ thoûa maõn ñieàu kieän löïc lôùn nhaát truyeàn xuoáng coïc daõy bieân vaø(T) > 0, neân khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. e) Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaát neàn: - Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái quy öôùc: - Goùc ma saùt trong trung bình cuûa moùng khoái quy öôùc: jtb = - Trong ñoù: li : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua jIIi : goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù i = 121045 ; tg= tg(3011) = 0.0557 - Chieàu daøi cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: am = a + 2hctg-d = 5.8 + 2x20.15x0.0557 – 0.3 = 7.74 m - Chieàu roäng cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc: bm = b + 2hctg - d = 2.8 + 2x20.15x0.0557 – 0.3 = 4.74 m - Dieän tích cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: m2 - Chieàu cao cuûa khoái moùng quy öôùc: hm = 22 m. Moùng khoái quy öôùc. - Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc: + Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi: kN +Troïng löôïng toaøn boä coïc trong moùng töø ñaùy ñeán muõi coïc: kN + Troïng löôïng ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc: Ntc3= (36.69–14x0.09)x(5.31x11.1+0.9x9.82+3.1x10.24+4.3x10.48) = 5122.72 kN - Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc: = 2232.45 + 491.4 + 5122.72 = 7846.57 kN - Troïng löôïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân : = kN/m3 - Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi khoái moùng quy öôùc: kNm kNm kN - Ñoä leäch taâm e: m m - Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái quy öôùc: Rtc = - Trong ñoù: + m1xm2 = 1.2 ´ 1.3 (m2 noäi suy khi ==0.904) + Ktc =1 vì caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát. + jII = 31021 tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Þ( noäi suy) + gII - dung troïng cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. gII = gñn = 5.31kN/m2 + g’II – trò tính toaùn trung bình cuûa troïng löôïng theå tích ñaát keå töø ñaùy moùng trôû leân. + g’II = = =8.89 kN/m2 + CII = 9.1 kN/m3 – löïc dính ñôn vò cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. + bm = 4.74m – caïnh ngaén cuûa moùng khoái quy öôùc. + hm =24m – chieàu saâu choân moùng keå töø ñaùy moùng ñeán coát thieát keá. + ho = h + hth – chieàu saâu khi coù taàng haàm hth = ho = 2.5+2.86 =5.36 Rtc= = 2104kN/m2 => 1.2Rtc = 1.2 ´ 2104 = 2525 kN/m2 - ÖÙng suaát döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc : = =554.11 kN/m2 = = 212.54 kN/m2 == 383.32 kN/m2 - Nhaän xeùt: kN/m2 < > 0 kN/m2 < - Caùc ñieàu kieän ñaõ thoûa maõn, vaäy ta coù theå tieán haønh tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính. f) Tính luùn cho neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính: - Ñeå tính luùn ta duøng taûi tieâu chuaån ñeå tính toaùn : - Tính luùn theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. - Theo TCXD 45-78 giôùi haïn chòu luùn ôû ñoä saâu taïi ñoù coù - Öùng suaát gaây luùn ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc laø : = 383.32 – 9.72 x 24 =150.04kN/m2 - Öùng suaát do baûn thaân taïi muõi coïc: == 157.862 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi muõi coïc: = 383.32 – 157.862 = 225.46 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi giöõa moãi lôùp ñaát ta xaùc ñònh caùc trò soá:  ; () - Ta coù : - Chia ñaát ôû döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh töøng lôùp coù chieàu daøy : hi ≤ . Choïn hi =0.5m - Trò soá k0 tra baûng 2.7, trang 69, saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Ñieåm Z(m) lm/bm 2Z/bm ko sglZi sbtZ sbttbZ kN/m2 kN/m2 kN/m2 0 0 1.63 0 1 225.460 150.04 152.66 1 0.5 1.63 0.211 0.986 222.304 155.28 157.9 2 1 1.63 0.4219 0.968 215.190 160.52 163.14 3 1.5 1.63 0.6329 0.908 195.392 165.76 168.38 4 2 1.63 0.8439 0.843 164.716 171 173.62 5 2.5 1.63 1.0549 0.761 125.349 176.24 178.86 6 3 1.63 1.2658 0.681 85.362 181.48 184.1 7 3.5 1.63 1.4768 0.605 51.644 186.72 189.34 8 4 1.63 1.6878 0.535 27.630 191.96 194.58 9 4.5 1.63 1.8987 0.474 13.096 197.2 - Taïi lôùp ñaát thöù 8 ta coù => Hcn =4 m. - Ñoä luùn: S = ; Si = - Ta coù Eo =7652 kN/m2. S= = 0.076(m) Þ S= 7.6cm < Sgh = 8cm. Lôùp 1: Ñaát san neàn Lôùp 2: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 3: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 4: Ñaát seùt höûu cô c=35.8kN/m2 Lôùp 5: Ñaát seùt höûu cô c=4.8kN/m2 Sô ñoà tính luùn g) Tính toaùn ñoä beàn vaø caáu taïo ñaøi coïc: Kieåm tra choïc thuûng: - Choïn chieàu cao ñaøi laø 1.2 m - Tieát dieän coät 400 x 700 - Veõ thaùp choïc thuûng. Thaùp choïc thuûng - Thaùp choïc thuûng naèm bao beân ngoaøi caùc coïc, do ñoù khoâng caàn kieåm tra choïc thuûng cho moùng theo phöông y. Kieåm tra theo phöông x: - Theo coâng thöùc: - Trong ñoù: Q: Toång phaûn löïc caùc coïc naèm ngoaøi tieát dieän nghieâng (khoâng keå troïng löôïng baûn thaân coïc). P3+P12 = 2×571 = 1142kN h0 : Chieàu cao laøm vieäc cuûa tieát dieän xeùt; h0 =1.05 m b : Heä soá khoâng thöù nguyeân: c : Khoaûng caùch töø meùp coät tôùi meùp gaàn nhaát cuûa coïc naèm ngoaøi thaùp eùp loõm; c = 1.4 m =0.926 0.926×2.6×1.05×1000 = 2527.98kN Ta coù: Q =1142kN < [Q]= 2527.98 kN Þ Ñaøi coïc khoâng bò choïc thuûng. h) Tính moment vaø theùp ñaët cho ñaøi coïc: - Söû duïng coát theùp AII, Ra = 2800 daN/cm2 P5 = P14 =Pmax = 620.5kN P1 = P10 =Pmin =395.3kN P4 = P13 = kN P2 = P11 = kN P3 = P12 = kN P6 = kN P7 = kN P8 = kN P9 = kN Sô ñoà moment tính theùp cho ñaøi coïc. Momen töông öùng theo phöông y: =2455.74(kNm) xy: khoaûng caùch töø tim coïc ñeán meùp coät. F1 = = = 92.8 cm2 Þ Choïn 46Þ16,a= 130(mm), Fachoïn = 92.46 cm2 Momen töông öùng theo phöông x: - Sô ñoà tính: Sô ñoà moment tính theùp cho ñaøi coïc. - Tính theùp: +Tính theùp cho lôùp döôùi (Momen goái): Mg = 620.5(kNm) Fg = = = 23.45cm2 Þ Choïn 14Þ16,a = 200 (mm), Fachoïn = 28.14 cm2. +Tính theùp cho lôùp treân (Momen nhòp): Mg = 2078.46(kNm) Fg = = = 78.55 cm2 Þ Choïn 31Þ18,a = 90 (mm), Fachoïn = 78.895 cm2. CHÖÔNG 10: PHÖÔNG AÙN II : MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI I. Tính toaùn sô boä : 1. Chieàu saâu choân moùng : - Giaû söû choïn beà roäng ñaøi : Bñ = 2(m). - Ñaøi moùng ñaët ôû lôùp thöù 2 coù: - Choïn Hm=2.5m. - Ñeá ñaøi ñöôïc ñaët trong lôùp thöù 2 vaø naèm ôû ñoä saâu 2.5m keå töø coát taàng haàm(-2m). - Vôùi ñoä saâu ñaët ñaùy ñaøi nhö treân, taûi troïng ngang ñaõ töï caân baèng vôùi aùp löïc ñoâïng cuûa ñaát. Vì vaäy moâmen taïi ñaùy vaãn khoâng ñoåi, vaãn baèng moâmen taïi maët ngaøm qui öôùc. 2. Choïn tieát dieän, chieàu daøi coïc: - Choïn coïc coù kích thöôùc D = 0.7 m. Muõi coïc caém vaøo lôùp ñaát caùt mòn chaët vöøa .Chieàu daøi coïc choïn 25.65 (m) - Trong ñoù: + Ñoaïn choân vaøo ñaøi 15 cm, +Theùp neo vaøo ñaøi laø 35 þ - Dieän tích ngang cuûa coïc: Fc = pxd2/4= 3,14x0,72/4= 0.385 (m2) - Coïc ñöôïc ñoå baèng beâ toâng maùc 300 coù Rb = 130 kN/m2. Tính theùp cho coïc: - Choïn coát theùp trong coïc laø 12ø þ16, theùp AII coù Ra = 2800 daN/cm2. II. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc: 1. Theo ñieàu kieän vaät lieäu: Pv = j(m1m2Rb Fb + Ra Fa) - Vôùi: Fb = 0.283 m2. Coïc duøng beâ toâng maùc 300 coù: Ru = =66.67 daN/cm2 > 60 daN/cm2 .Laáy Ru = 6000kN/m2. Fa = 15.39 ´ 10-4m2 Ra = 2800 daN/cm2 = 280000 kN/m2. m1 =0.85- heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, ñoái vôùi coïc ñöôïc nhoài beâ toâng qua oáng dòch chuyeån thaúng ñöùng m2 =0.7 – heä soá ñieàu kieän laøm vieäc keå ñeán aûnh höôûng cuûaêphöông phaùp thi coâng coïc. j=1- heä soá uoán doïc cuûa coïc. - Vaäy khaû naêng chòu löïc cuûa coïc theo vaät lieäu: Pv = 1´ (0.85´0.7´6000´0.385+280000´18.468´10-4) =1891.554 kN 2. Söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn ( Phuï luïc A TCXD 205-1998): : Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc cho ñaát neàn - Trong ñoù: ktc : Heä soá ñoä tin caäy laáy baèng 1,4 döïa treân quy phaïm Qa : Söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn Qtc = m × ( mR × qp× Ap+ U× å mf × fi × hi) m : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát, laáy baèng m=1 mR,mf: Heä soá laøm vieäc cuûa caùt trung ôû muõi coïc vaø ôû maët xung quanh coù keå ñeán phöông phaùp haï coïc ( tra baûng 5.6 trang 272 Saùch neàn vaø moùng tröôøng ñaïi hoïc kieán truùc Haø Noäi ) Heä soá  : mR=1.0 heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muõi coïc nhoài mf =0,6 heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát ôû thaân coïc (phuï thuoäc phöông phaùp taïo loå khoan, loaïi coïc) Ap: Dieän tích tieát dieän ngang chaân coïc: Ap = F = 0.385m2 U : Chu vi tieát dieän ngang coïc, u = p´ 0,7= 2.198 m li : Chieàu daøy lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc. fi : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp ñaát thöù i theo maët xung quanh coïc laáy theo baûng A2 (TCXD 205-1998) Söùc choáng tính toaùn cuûa ñaát döôùi muõi coïc: qp = 0,75b(gIdpA0k + agtbLB0k) - Vôùi: b, Ako,a,Bko: heä soá khoâng thöù nguyeân laáy theo baûng A6 (TCXD 205-1998) phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc. gI(KN/m3) : giaù trò cuûa troïng löôïng theå tích ñaát ôû döôùi muõi coïc. gtb (KN/m3) : giaù trò trung bình cuûa troïng löôïng theå tích ñaát töø muõi coïc trôû leân. d: ñöôøng kính coïc nhoài D = 0,7m. L: chieàu daøi coïc trong ñaát. jI L(m) d(m) A0k B0k L/d a b 28.07 23.5 0.7 36.07 66.48 33.57 0.63 0.26 Lôùp ñaát 1 2 3 4 hi (m) 2 13 3.5 14 gi (T/m3) 0.857 0.515 0.984 0.993 higi (T/ m2) 1.714 6.695 3.444 13.902 Troïng löôïng theå tích ñaát trung bình ôû treân muõi coïc gtb 0.792 gtb = = 8.16 (kN/m3) -Troïng löôïng theå tích ñaát ôû döôùi muõi coïc (coù keå ñaåy noåi) gI = 10.48 (kN/m3) qp= 0.75x0.26x(10.48 x0.7x36.07+ 0.63x8.16x25.5x66.48) =1751 (kN/ m2) - Tính toaùn löïc do masaùt beân gaây ra: - Ñeå tính fsi ta chia ñaát thaønh töøng lôùp vôùi chieàu daøy li nhö hình veõ: - Xaùc ñònh li , fi baèng caùch chia caùc lôùp ñaát ra thaønh caùc phaân toá ñoàng chaát , coù chieàu daøy 2.0 m , nhö hình veõ : Lôp ñaát Ñoä saâuZi (m) Ñoä seätB fi(kN/m2) li (m) fili(kN/m) 2.6 1.24 6 2 12 4.6 6 2 12 6.6 6 2 12 8.6 6 2 12 10.6 6 2 12 12.2 6 1.2 7.2 3 13.25 Caùt mòn 45.26 0.9 40.734 4 14.7 < 0 71.44 2 142.88 16.25 73.61 1.1 80.971 5 17.8 Caùt mòn ñeán thoâ laãn boät, raát chaët 69.81 2 139.62 19.8 72.41 2 144.82 21.8 75.01 2 150.02 23.8 77.61 2 155.22 25.3 79.56 1 79.56 26.45 81.06 1.3 105.378 Sfili 1106.4 - Vaäy söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn laø : Qtc = m x ( mR x qp x Ap+ Uxå mf x fi x hi) = 1.0 x (1.0 x 1751 x 0.385 + 2.198 x 0.6 x 1106.4) = 2133.26(kN) - Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc theo tính chaát cô lyù cuûa ñaát neàn : 3. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn (Phuï luïc B_ TCXD 205 – 1998): - Theo Phuï luïc B TCXD 205 - 1998 thì söùc chòu taûi cuûa coïc bao goàm 2 thaønh phaàn: ma saùt beân vaø söùc choáng döôùi muõi coïc. - Do coïc ñi qua nhieàu lôùp ñaát neân: - Trong ñoù: Qu : söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc, kN Qs : söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân, kN; Qp : söùc chòu taûi cöïc haïn do muõi coïc, kN; fs : ma saùt beân ñôn vò giöõa coïc vaø ñaát, kN/m2; qp: cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc, kN/m2; As : dieän tích cuûa maët beân coïc, m2; Ap : dieän tích muõi coïc, m2; =0.385 m2 fsi : ma saùt beân taïi lôùp ñaát thöù i, kN/m2; li : chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i, m; u : chu vi coïc, m. U=2.198m - Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc tính theo coâng thöùc sau: FSs : heä soá an toaøn doïc thaân coïc, ; FSp : heä soá an toaøn ôû muõi coïc, ; - Ma saùt ñôn vò fs tính theo coâng thöùc sau: - Trong ñoù: ca : löïc dính giöõa coïc vaø ñaát, ca = c (ñoái vôùi coïc beâtoâng). s’v : öùng suaát theo phöông thaúng ñöùng do taûi troïng cuûa coät. h : Chieàu daøi lôùp ñaát tính töø ñaùy ñaøi ñeán lôùp ñaát tính toaùn. hm : Chieàu saâu choân moùng Ks : heä soá aùp löïc ngang trong ñaát, ; ja : goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn, ñoái vôùi coïc eùp (vôùi j laø goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát ñang xeùt). Lôùp ñaát Chieàu saâu Löïc dínhCa (kN/m2) Goùc masaùt trongja=j Heä soá Ks s'v(kN/m2) li(m) fsi(kN/m2) lifsi(kN/m) Töø Ñeán 2 4.5 15.7 9.1 30 05' 1.325 53.63 11.2 12.93 144.816 3 15.7 16.6 4.2 280 01' 0.742 103.6 0.9 45.1 40.59 4 16.6 19.7 35.8 17010' 0.987 129.02 3.1 75.14 232.934 5 19.7 30 4.7 31021' 0.672 180.78 10.3 78.71 810.713 Sfsili 1229.05 - Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc qp tính theo coâng thöùc Terzaghi nhö sau: - Trong ñoù: g, c : troïng löôïng theå tích vaø ñoä dính cuûa ñaát neàn taïi muõi coïc; s’vp : ÖÙng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc do troïng löôïng baûn thaân ñaát, kN/m2 . dp : Ñöôøng kính muõi coïc (dp = 0.7 m) Nc, Nq, Ng : heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc chuû yeáu vaøo goùc ma saùt trong j cuûa ñaát vaø hình daïng muõi coïc, tra trong Baûng 3.5 trang 174 saùch “Neàn moùng - Chaâu Ngoïc AÅn”. j = 31 021’ tra baûng ta coù : Nc = 40.411 Nq = 25.282 Ng = 24.24 - Keát quaû tính toaùn söùc chòu taûi cuûa coïc theo phuï luïc B ñöôïc trình baøy nhö sau: - Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc. = SgIhi = 5.31 ×11.1+ 9.82×0.9 + 10.24×3.1+10.48×10.3 =207.47 kN/m2 qp=4.7×40.411+207.47×25.282+10.48×0.7×24.24 = 5617.05 (kN/m2) - Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn laø - So saùnh caùc tröôøng hôïp söùc chòu taûi cho pheùp ta coù : Qa = min (Pvl ; QAa ; QBb ) = min [1891.554(kN) ; 1523.75 (kN) ; 2071.58(kN)] - Laáy Qa = QAa = 1523.75 (kN) III . Tính moùng : 1.  Tính moùng M1 (truïc 3-A) a) Taûi troïng tính toaùn moùng M1: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc A (40 x 70) Nott (kN) 3349.75 Notc (kN) 2912.83 Moxtt (kN.m) 97.18 Moxtc (kN.m) 84.50 Moytt (kN.m) 158.49 Moytc (kN.m) 137.82 Qoxtt (kN) 103.63 Qoxtc (kN) 90.11 Qoytt (kN) 45.10 Qoytc (kN) 39.28 b) Xaùc ñònh dieän tích moùng vaø soá löôïng coïc : - Choïn khoaûng caùch caùc coïc laø 3.d = 3x0.7 = 2.1 (m). - ÖÙng suaát trung bình döôùi ñeá ñaøi: stb = = =345.52 (kN/m2). - Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: gtb = 20 (kN/m3) - Dieän tích beä coïc ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: = = 11.34(m2) - Troïng löôïng beä vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: (kN). - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi sô boä: (kN). Xaùc ñònh soá löôïng coïc: - Soá löôïng coïc sô boä : n = = (coïc) : heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moment. - Choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø n = 4(coïc). - Boá trí coïc nhö hình veõ sau: Maët baèng boá trí coïc c) Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaàu coïc: - Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: (m2). - Troïng löôïng ñaøi vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh theo thöïc teá laø: (kN) - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: (kN). - Momen taïi ñaùy beä: 97.18+ 103.63 x 2.5 = 356.255 (kN.m) 158.49 + 45.1 x 2.5 = 271.24 (kN.m) d) Löïc truyeàn xuoáng caùc coïc: - Trong ñoù: n - soá löôïng coïc trong ñaøi; , - khoaûng caùch tính töø truïc cuûa haøng coïc chòu neùn lôùn nhaát ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; ; xi, yi - khoaûng caùch tính töø truïc coïc thöù i ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; - Troïng löôïng baûn thaân coïc: - Ta thaáy : Pmax +Pc = 1165.04+269.98=1435.02kN < Qa =1523.75kN Pmin = 1015.64 kN > 0 - Nhö vaäy ñaõ thoûa maõn ñieàu kieän löïc lôùn nhaát truyeàn xuoáng coïc daõy bieân vaø > 0, neân khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. e) Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaát neàn: Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái quy öôùc: - Goùc ma saùt trong trung bình cuûa moùng khoái quy öôùc: jtb = - Trong ñoù: li : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua jIIi : goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù i Moùng khoái quy öôùc = 17021 ; tg= tg(4017) = 0.0759 - Chieàu daøi cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: am = a + 2hctg-d = 3.6 + 2x25.5x0.0759 – 0.7 = 6.77 (m). - Chieàu roäng cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc: bm = b + 2hctg - d = 3.6 + 2x25.5x0.0759 – 0.7 = 6.77 (m). - Dieän tích cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: (m2). - Chieàu cao cuûa khoái moùng quy öôùc: hm = 28 (m). - Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc: + Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi: (kN). +Troïng löôïng toaøn boä coïc trong moùng töø ñaùy ñeán muõi coïc: (kN). + Troïng löôïng ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc: Ntc3= (45.83–4x0.385)x(5.31x11.1+0.9x9.82+3.1x10.24+10.3x10.48) = 9188.71 (kN). Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc: = 2520.65+ 981.75 + 9188.71 = 12691.11 (kN). - Troïng löôïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân : = (kN/m3). - Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi khoái moùng quy öôùc: (kNm). (kNm). (kN). - Ñoä leäch taâm e: (m). (m). - Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái quy öôùc: Rtc = - Trong ñoù: + m1xm2 = 1.2 ´ 1.3 (m2 noäi suy khi ==0.904) + Ktc =1 vì caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát. + jII = 31021 tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Þ( noäi suy) + gII - dung troïng cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. gII = gñn = 5.31kN/m2 + g’II – trò tính toaùn trung bình cuûa troïng löôïng theå tích ñaát keå töø ñaùy muõi coïc trôû leân. g’II = ==9.23 kN/m2 + CII = 9.1 kN/m3 – löïc dính ñôn vò cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. + bm = 6.77m – caïnh ngaén cuûa moùng khoái quy öôùc. + hm =30m – chieàu saâu choân moùng keå töø ñaùy moùng ñeán coát thieát keá. + ho = h + hth – chieàu saâu khi coù taàng haàm hth = Þ ho = 2.5+2.86 =5.36 Rtc= = 2725.11kN/m2 Þ 1.2Rtc = 1.2 ´ 2725.11 = 3270 kN/m2 - ÖÙng suaát döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc : = =428.18 (kN/m2) = = 271.84 (kN/m2) == 350 (kN/m2) - Nhaän xeùt: (kN/m2) < > 0 (kN/m2) < - Caùc ñieàu kieän ñaõ thoûa maõn, vaäy ta coù theå tieán haønh tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính. f) Kieåm tra coïc khi chòu taùc duïng ñoàng thôøi cuûa N,Q,M: Tính chuyeån vò ngang cuûa 1 coïc : - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi, do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : J = = ´ 3.14´ 0.74 = 0.01179m4 - Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc : E.J = 2.65x107´ 0.01179 = 312325.9 (kN/m2) - Chieàu roäng quy öôùc bc : Theo TCXD 205-1998 d < 0.8m Þ bc = 1.5d+0.5 = 1.5x0.7+0.5 = 1.55 m - Chieàu daøi aûnh höôûng coïc: lah =2(D+1)=2x(0.7+1) = 3.4m => Coïc naèm trong lôùp ñaát lôùp soá . Tra baûng G1 trong TCVN 205-1998,ta coù k1= 500 kN/m4 (do B= 1.24) - Bieåu ñoà bieåu thò ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát - Heä soá bieán daïng (m) - Chieàu saâu tính ñoåi haï coïc trong ñaát : Le = abd.L = 0.301 ´ 25.5 = 7.68 m. Le = 7.68 m > 4m, coïc töïa leân ñaát, tra baûng G2 trong TCVN 205-1998, ta coù: Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co = 1.751 - 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 . dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/kN) bôûi Ho = 1 gaây ra dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Mo = 1 gaây ra dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Ho = 1 gaây ra dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kNm) bôûi Mo = 1 gaây ra = 2.87x10(m/kN) = 5.73x10-5 (1/kN) = 1.86x10-5 (1/kNm) - Löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi: Qxtt = 103.63kN(4 coïc) suy ra H0x = = 25.9kN Qytt =45.10kN (4 coïc) suy ra H0y = = 11.275kN - Toång löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi: = 28.25 kN. - Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo ñaøi döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù xuaát hieän momen goïi laø momen ngaøm == - Chuyeån vò ngang yo(m) taïi cao trình ñaùy ñaøi: yo = H0xdHH + M0xdHM = 28.25´2.87´10-4 -87.03´5.73´10-5 = 31.2´10-4 m - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc ngang H0: - Do L0=0; ;L0= 0. Þ = y0 = 31.2x10-4m=0.312cm < [Sgh] = 1cm thoûa yeâu caàu tính toaùn Moâmen uoán M ôû ñoä saâu z LMz) Mz = abd2EjyoA3 - abdEJyoB3 + M0C3 + D3 +Vôùi : =88.29  ;  ; =93.85 Þ - Trong ñoù caùc giaù trò A3, B3, C3, D3 ñöôïc laáy theo baûng G.3 trang 76 trong TCVN 205-1998. Phuï thuoäc vaøo chieàu saâu tính ñoåi cuûa vò trí tieát dieän coïc trong ñaát Ze. - Vôùi : Z = - Trong ñoù Z laø chieàu saâu thöïc teá vò trí tieát dieän coïc trong ñaát tính töø ñaùy ñaøi,(m). Moâmen uoán Mz (kN.m) Ze Z A3 B3 C3 D3 Mz 0 0 0 0 1 0 -87.03 0.1 0.3322 0 0 1 0.1 -77.65 0.2 0.6645 -0.001 0 1 0.2 -68.35 0.3 0.9967 -0.005 -0.001 1 0.3 -59.32 0.4 1.3289 -0.011 -0.002 1 0.4 -50.46 0.5 1.6611 -0.021 -0.005 0.999 0.5 -41.87 0.6 1.9934 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -33.72 0.7 2.3256 -0.057 -0.02 0.996 0.699 -26.11 0.8 2.6578 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -18.85 0.9 2.99 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -12.22 1 3.3223 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -6.312 1.1 3.6545 -0.222 -0.122 0.96 1.09 -0.853 1.2 3.9867 -0.287 -0.173 0.938 1.183 4.0512 1.3 4.3189 -0.365 -0.238 0.907 1.273 8.309 1.4 4.6512 -0.455 -0.319 0.866 1.358 11.908 1.5 4.9834 -0.559 -0.42 0.881 1.437 8.8349 1.6 5.3156 -0.676 -0.543 0.739 1.507 17.433 1.7 5.6478 -0.808 -0.961 0.646 1.566 19.409 1.8 5.9801 -0.956 -0.867 0.53 1.612 20.755 1.9 6.3123 -1.118 -1.074 0.385 1.64 21.699 2 6.6445 -1.295 -1.314 0.207 1.646 22.126 2.2 7.309 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 21.924 2.4 7.9734 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 19.752 2.6 8.6379 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 18.008 2.8 9.3023 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 15.014 3 9.9668 -3.541 -6 -4.688 -0.891 11.741 3.5 11.628 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 4.4838 4 13.289 -1.614 -11.71 -17.92 -15.08 2.1079 - Bieåu ñoà Mz theo chieàu saâu : - Kieåm tra laïi coát theùp ñaõ choïn: 22.126kNm - Quy đñoåi tieát dieän coïc thaønh hình chöõ nhaät töông ñöông vôùi caïnh laø: a = = 0.62 m - Choïn h0 = 0.6 m = 60 cm. - Dieän tích coát theùp - Ta coù : 1.46cm2 < 18.468cm2 theùp ban ñaàu choïn laø hôïp lyù - Kieåm tra : m2 = 15.4 cm2 - Choïn 1214 vôùi,Fa= 18.468cm2 > cm2 - Taïi vò trí Z=13.289M thì Mz = 0 do ñoù vò trí caét theùp ta choïn nhö sau: Z= 13.289+3 = 16.298 m so saùnh vôùi vò trí caét theùp laø Z= 2/3´25.5= 17m,neân ta choïn vò trí caét theùp taïi ñoä saâu Z= 17m. g) Tính luùn cho neàn theo quan nieän neàn bieán daïng tuyeán tính - Ñeå tính luùn ta duøng taûi tieâu chuaån ñeå tính toaùn : - Tính luùn theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. - Theo TCXD 45-78 giôùi haïn chòu luùn ôû ñoä saâu taïi ñoù coù - Öùng suaát do baûn thaân taïi muõi coïc: == 220.74 (kN/m2) - Öùng suaát gaây luùn taïi moùng khoái quy öôùc laø: = 350 – 220.74 = 129.26 (kN/m2) - Öùng suaát gaây luùn taïi giöõa moãi lôùp ñaát ta xaùc ñònh caùc trò soá:  ; () - Ta coù : - Chia ñaát ôû döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh töøng lôùp coù chieàu daøy : hi ≤ . Choïn hi =0.5m -Trò soá k0 tra baûng 2.7, trang 69, saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Z(m) lm/bm 2Z/bm ko sglZi sbtZ sbttbZ kN/m2 kN/m2 kN/m2 0 1 0 1 129.260 220.740 128.291 0.5 1 0.1477 0.985 127.321 225.980 108.414 1 1 0.2954 0.703 89.507 231.220 86.956 1.5 1 0.4431 0.943 84.405 236.460 79.509 2 1 0.5908 0.884 74.614 241.700 68.085 2.5 1 0.7386 0.825 61.556 246.940 54.108 3 1 0.8863 0.758 46.660 252.180 39.358 3.5 1 1.034 0.687 32.055 257.420 Taïi lôùp ñaát thöù 7 ta coù => Hcn = 3 m. Lôùp 1: Ñaát san neàn Lôùp 2: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 3: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 4: Ñaát seùt höûu cô c=35.8kN/m2 Lôùp 5: Ñaát seùt höûu cô c=4.8kN/m2 Bieåu ñoà öùng suaát gaây luùn . - Ñoä luùn: S = ; Si = Ta coù Eo =7652 kN/m2. S= = 0.0295(m) S= 2.95cm < Sgh = 8cm. h) Tính toaùn ñoä beàn vaø caáu taïo ñaøi coïc: Kieåm tra choïc thuûng: - Choïn chieàu cao ñaøi laø: hñ = 1.5 (m). - Chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi coïc: ho = hñ – 0.15 = 1.5 - 0.15 = 1.35m - Tieát dieän coät 400 x 700 - Veõ thaùp choïc thuûng. Thaùp choïc thuûng. => Thaùp choïc thuûng naèm bao beân ngoaøi caùc coïc, do ñoù khoâng caàn kieåm tra choïc thuûng cho moùng. => Ñaøi coïc khoâng bò choïc thuûng. i) Tính moùng: - Söû duïng coát theùp AII, Ra = 2800 daN/cm2 - Ñeå an toaøn cho ñaøi moùng ta coi 4coïc ñeàu chòu taûi lôùn nhaát: P1 = P2 = P3 = P4 =Pmax=1165.04 kN. - Sô ñoà tính theùp cho ñaøi coïc : Xem nhö moät consol ngaøm taïi meùp coät nhö hình veõ. Sô ñoà tính theùp ñaøi coïc. Momen töông öùng vôùi maët ngaøm A-A: kNm FaI = FaII = = cm2 Þ Choïn 23Þ18,a = 160 (mm), Fachoïn = 58.535 cm2 Momen töông öùng vôùi maët ngaøm B-B: kNm FaI = FaII = = cm2 Þ Choïn 19Þ18,a = 200 (mm), Fachoïn = 48.355 cm2 2. Tính moùng M2 (truïc 3-B vaø 3-C): a) Taûi troïng tính toaùn moùng M2: Taûi tính toaùn Giaù trò Taûi tieâu chuaån Giaù trò Coät truïc B (40 x 70) Nott (kN) 3107 Notc (kN) 2701.74 Moxtt (kN.m) 99.73 Moxtc (kN.m) 86.72 Moytt (kN.m) 163.05 Moytc (kN.m) 141.78 Qoxtt (kN) 108.51 Qoxtc (kN) 94.36 Qoytt (kN) 47.79 Qoytc (kN) 41.56 Coät truïc C (40 x 70) Nott (kN) 3110.7 Notc (kN) 2705 Moxtt (kN.m) 99.756 Moxtc (kN.m) 86.74 Moytt (kN.m) 164.72 Moytc (kN.m) 143.23 Qoxtt (kN) 109.28 Qoxtc (kN) 95.03 Qoytt (kN) 47.84 Qoytc (kN) 41.6 b) Xaùc ñònh dieän tích moùng vaø soá löôïng coïc : - Khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø 3.d - Choïn khoaûng caùch caùc coïc laø 3.d = 3x0.7 = 2.1 m - ÖÙng suaát trung bình döôùi ñeá ñaøi: stb = = - Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: gtb = 20 kN/m3. - Ñeå tieän tính toaùn ta quy veà moùng töông ñöông coù noäi löïc nhö sau: kN kNm kNm - Dieän tích beä coïc ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: = m2 -Troïng löôïng beä vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh sô boä nhö sau: kN - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi sô boä: kN - Xaùc ñònh soá löôïng coïc: - Soá löôïng coïc sô boä : n = = coïc : heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moment. - Choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø n = 6 coïc. - Boá trí coïc nhö hình veõ sau: Maët baèng boá trí coïc c) Kieåm tra löïc taùc duïng leân coïc: - Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 - Troïng löôïng beä vaø lôùp ñaát phuû treân beä ñöôïc xaùc ñònh theo thöïc teá laø: 1.1x22.04x20x2.5 = 1212.2 Kn - Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: kN - Momen taïi ñaùy beä: =-192.456 x (-217.79) x2.5 = -736.93 kN.m -327.77 +(-95.63)x2.5 = -566.845 kN.m d) Löïc truyeàn xuoáng caùc coïc: - Trong ñoù: + n - soá löôïng coïc trong ñaøi; + , - khoaûng caùch tính töø truïc cuûa haøng coïc chòu neùn lôùn nhaát ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; ; + xi, yi - khoaûng caùch tính töø truïc coïc thöù i ñeán truïc ñi qua troïng taâm ñaøi, ; ; - Nhö vaäy ñaõ thoûa maõn ñieàu kieän löïc lôùn nhaát truyeàn xuoáng coïc daõy bieân vaø(T) > 0, neân khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. e) Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaát neàn: - Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái quy öôùc: - Goùc ma saùt trong trung bình cuûa moùng khoái quy öôùc: jtb = - Trong ñoù: li : chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua jIIi : goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát thöù i = 17021 ; tg= tg(4017) = 0.0759 - Chieàu daøi cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: am = a + 2hctg-d = 5.8 + 2x25.5x0.0759 – 0.7 = 8.97 m - Chieàu roäng cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc: bm = b + 2hctg - d = 3.8 + 2x25.5x0.0759 – 0.7 = 6.97 m - Dieän tích cuûa ñaùy khoái moùng quy öôùc: m2 - Chieàu cao cuûa khoái moùng quy öôùc: hm = 28 m. Moùng khoái quy öôùc. - Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc: + Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi: kN +Troïng löôïng toaøn boä coïc trong moùng töø ñaùy ñeán muõi coïc: kN + Troïng löôïng ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc: Ntc3= (62.52–6x0.385)x(5.31x11.1+0.9x9.82+3.1x10.24+10.3x10.48) = 11383.48 kN - Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc: = 3438.65 + 1185.03 + 11383.48 = 16007.16 kN - Troïng löôïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân : = kN/m3 - Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi khoái moùng quy öôùc: =-192.456 x (-217.79) x25.5 = -5746.1 kN.m -327.77 +(-95.63)x25.5 = -2766.34 kN.m kN - Ñoä leäch taâm e: m m - Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái quy öôùc: Rtc = - Trong ñoù: + m1xm2 = 1.2 ´ 1.3 (m2 noäi suy khi ==0.904) + Ktc =1 vì caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát. + jII = 31021 tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Þ( noäi suy) + gII - dung troïng cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. gII = gñn = 5.31kN/m2 + g’II – trò tính toaùn trung bình cuûa troïng löôïng theå tích ñaát keå töø ñaùy moùng trôû leân. + g’II = ==9.23 kN/m2 + CII = 9.1 kN/m3 – löïc dính ñôn vò cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng. + bm = 6.97 m – caïnh ngaén cuûa moùng khoái quy öôùc. + hm =30 m – chieàu saâu choân moùng keå töø ñaùy coïc ñeán coát thieát keá. + ho = h + hth – chieàu saâu khi coù taàng haàm hth = ho = 2.5+2.86 =5.36 Rtc= = 2798.35kN/m2 => 1.2Rtc = 1.2 ´ 2798.35 = 3358.02kN/m2 - ÖÙng suaát döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc : = =455.25 kN/m2 = = 255.72 kN/m2 == 355.48 kN/m2 - Nhaän xeùt: kN/m2 < > 0 kN/m2 < - Caùc ñieàu kieän ñaõ thoûa maõn, vaäy ta coù theå tieán haønh tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính. f) Kieåm tra coïc khi chòu taùc duïng ñoàng thôøi cuûa N,Q,M: Tính chuyeån vò ngang cuûa 1 coïc : - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi, do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : J = = ´ 3.14´ 0.74 = 0.01179m4 - Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc : E.J = 2.65x107´ 0.01179 = 312325.9 (kN/m2) - Chieàu roäng quy öôùc bc : Theo TCXD 205-1998 d < 0.8m Þ bc = 1.5d+0.5 = 1.5x0.7+0.5 = 1.55 m - Chieàu daøi aûnh höôûng coïc: lah =2(D+1)=2x(0.7+1) = 3.4m => Coïc naèm trong lôùp ñaát lôùp soá . Tra baûng G1 trong TCVN 205-1998,ta coù k1= 500 kN/m4 (do B= 1.24) - Bieåu ñoà bieåu thò ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát - Heä soá bieán daïng (m) - Chieàu saâu tính ñoåi haï coïc trong ñaát : Le = abd.L = 0.301 ´ 25.5 = 7.68 m. Le = 7.68 m > 4m, coïc töïa leân ñaát, tra baûng G2 trong TCVN 205-1998, ta coù: Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co = 1.751 - 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 . dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/kN) bôûi Ho = 1 gaây ra dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Mo = 1 gaây ra dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Ho = 1 gaây ra dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kNm) bôûi Mo = 1 gaây ra = 2.87x10(m/kN) = 5.73x10-5 (1/kN) = 1.86x10-5 (1/kNm) - Löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi: Qxtt = 217.79kN(6 coïc) suy ra H0x = = 36.3kN Qytt =95.63kN (6 coïc) suy ra H0y = = 15.94kN - Toång löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi: = 39.65 kN. - Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo ñaøi döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù xuaát hieän momen goïi laø momen ngaøm == - Chuyeån vò ngang yo(m) taïi cao trình ñaùy ñaøi: yo = H0xdHH + M0xdHM = 39.65´2.87´10-4 -122.13´5.73´10-5 = 43.8´10-4 m - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc ngang H0: - Do L0=0; L0= 0 Þ= y0 = 43.8x10-4m=0.438cm < [Sgh] = 1cm thoûa yeâu caàu tính toaùn Moâmen uoán M ôû ñoä saâu z :(Mz) Mz = abd2EJyoA3 - abdEJyoB3 + M0C3 + D3 +Vôùi: =123.9 ; ; =131.73 => - Trong ñoù caùc giaù trò A3, B3, C3, D3 ñöôïc laáy theo baûng G.3 trang 76 trong TCVN 205-1998. Phuï thuoäc vaøo chieàu saâu tính ñoåi cuûa vò trí tieát dieän coïc trong ñaát Ze. - Vôùi : Z = - Trong ñoù Z laø chieàu saâu thöïc teá vò trí tieát dieän coïc trong ñaát tính töø ñaùy ñaøi,(m). Moâmen uoán Mz (kN.m) Ze Z A3 B3 C3 D3 Mz 0 0 0 0 1 0 -122.1 0.1 0.3322 0 0 1 0.1 -109 0.2 0.6645 -0.001 0 1 0.2 -95.91 0.3 0.9967 -0.005 -0.001 1 0.3 -83.23 0.4 1.3289 -0.011 -0.002 1 0.4 -70.8 0.5 1.6611 -0.021 -0.005 0.999 0.5 -58.74 0.6 1.9934 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -47.31 0.7 2.3256 -0.057 -0.02 0.996 0.699 -36.62 0.8 2.6578 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -26.43 0.9 2.99 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -17.13 1 3.3223 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -8.828 1.1 3.6545 -0.222 -0.122 0.96 1.09 -1.165 1.2 3.9867 -0.287 -0.173 0.938 1.183 5.7194 1.3 4.3189 -0.365 -0.238 0.907 1.273 11.697 1.4 4.6512 -0.455 -0.319 0.866 1.358 16.75 1.5 4.9834 -0.559 -0.42 0.881 1.437 12.439 1.6 5.3156 -0.676 -0.543 0.739 1.507 24.507 1.7 5.6478 -0.808 -0.961 0.646 1.566 27.282 1.8 5.9801 -0.956 -0.867 0.53 1.612 29.171 1.9 6.3123 -1.118 -1.074 0.385 1.64 30.497 2 6.6445 -1.295 -1.314 0.207 1.646 31.096 2.2 7.309 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 30.809 2.4 7.9734 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 27.753 2.6 8.6379 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 25.293 2.8 9.3023 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 21.069 3 9.9668 -3.541 -6 -4.688 -0.891 16.444 3.5 11.628 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 6.1127 4 13.289 -1.614 -11.71 -17.92 -15.08 2.5114 - Bieåu ñoà Mz theo chieàu saâu : - Kieåm tra laïi coát theùp ñaõ choïn: 31.096 kNm - Quy đñoåi tieát dieän coïc thaønh hình chöõ nhaät töông ñöông vôùi caïnh laø: a = = 0.62 m - Choïn h0 = 0.6 m = 60 cm. - Dieän tích coát theùp: - Ta coù : 2.057cm2 < 18.468cm2 theùp ban ñaàu choïn laø hôïp lyù - Kieåm tra : m2 = 15.4 cm2 - Choïn 1214 vôùi Fa=18.468cm2 > cm2 - Taïi vò trí Z=13.289M thì Mz = 0 do ñoù vò trí caét theùp ta choïn nhö sau: Z= 13.289+3 = 16.298 m - So saùnh vôùi vò trí caét theùp laø Z= 2/3´25.5= 17m,neân ta choïn vò trí caét theùp taïi ñoä saâu Z= 17m. g) Tính luùn cho neàn theo quan nieäm neàn bieán daïng tuyeán tính: - Ñeå tính luùn ta duøng taûi tieâu chuaån ñeå tính toaùn : - Tính luùn theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. - Theo TCXD 45-78 giôùi haïn chòu luùn ôû ñoä saâu taïi ñoù coù - Öùng suaát do baûn thaân taïi muõi coïc: == 220.74 (kN/m2) - Öùng suaát gaây luùn taïi moùng khoái quy öôùc laø: = 355.48 – 220.74 = 134.74 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi giöõa moãi lôùp ñaát ta xaùc ñònh caùc trò soá:  ; () - Ta coù : - Chia ñaát ôû döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc thaønh töøng lôùp coù chieàu daøy : hi ≤ . Choïn hi =0.5m - Trò soá k0 tra baûng 2.7, trang 69, saùch “Neàn Vaø Moùng Caùc Coâng Trình Daân Duïng Vaø Coâng Nghieäp” cuûa taùc giaû “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”. Z(m) lm/bm 2Z/bm ko sglZi sbtZ sbttbZ kN/m2 kN/m2 kN/m2 0 1.287 0 1 134.740 220.740 133.999 0.5 1.287 0.1435 0.989 133.258 225.980 131.792 1 1.287 0.2869 0.978 130.326 231.220 127.720 1.5 1.287 0.4304 0.96 125.113 236.460 119.608 2 1.287 0.5739 0.912 114.103 241.700 106.401 2.5 1.287 0.7174 0.865 98.699 246.940 89.422 3 1.287 0.8608 0.812 80.144 252.180 70.126 3.5 1.287 1.0043 0.75 60.108 257.420 50.731 4 1.287 1.1478 0.688 41.354 262.660 33.600 4.5 1.287 1.2912 0.625 25.846 267.900 863.399 - Taïi lôùp ñaát thöù 9 ta coù => Hcn =4 m. - Ñoä luùn: S = ; Si = - Ta coù Eo =7652 kN/m2. S= = 0.042(m) Þ S= 4.2cm < Sgh = 8cm. Lôùp 1: Ñaát san neàn Lôùp 2: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 3: Ñaát seùt höûu cô c=9.1kN/m2 Lôùp 4: Ñaát seùt höûu cô c=35.8kN/m2 Lôùp 5: Ñaát seùt höûu cô c=4.8kN/m2 Sô ñoà tính luùn h) Tính toaùn ñoä beàn vaø caáu taïo ñaøi coïc: Kieåm tra choïc thuûng: - Choïn chieàu cao ñaøi laø 1.5 m - Tieát dieän coät 400 x 700 - Veõ thaùp choïc thuûng. Thaùp choïc thuûng - Thaùp choïc thuûng naèm bao beân ngoaøi caùc coïc, do ñoù khoâng caàn kieåm tra choïc thuûng cuûa moùng theo phöông y. Kieåm tra theo phöông x: Thaùp choïc thuûng - Theo coâng thöùc: - Trong ñoù: Q: Toång phaûn löïc caùc coïc naèm ngoaøi tieát dieän nghieâng (khoâng keå troïng löôïng baûn thaân coïc). P2+P5 = 2×1238.32 = 2476.64 kN h0 : Chieàu cao laøm vieäc cuûa tieát dieän xeùt; h0 =1.35 m b : Heä soá khoâng thöù nguyeân: c : Khoaûng caùch töø meùp coät tôùi meùp gaàn nhaát cuûa coïc naèm ngoaøi thaùp eùp loõm; c = 1.2 m =1.02 1.02×3.8 ×1.35×1000 = 5232.6 kN Ta coù: Q = 2476.64 kN < [Q]= 5232.6 kN Þ Ñaøi coïc khoâng bò choïc thuûng. 10.3.2.9. Tính moment vaø theùp ñaët cho ñaøi coïc: - Söû duïng coát theùp AII, Ra = 2800 daN/cm2 P3 = P6 =Pmax = 1416.02 kN P1 = P4 =Pmin =1060.61 kN P2 = P5 =Ptb = 1238.32 kN Sô ñoà moment tính theùp cho ñaøi coïc. Momen töông öùng vôùi ngaøm A-A: - Sô ñoà tính : Hình 3.13 :Sô ñoà moment tính theùp cho ñaøi coïc theo phöông caïnh ngaén. =0.85×(1060.61+1238.32+1416.02) =3157.71(kNm) xy: khoaûng caùch töø tim coïc ñeán meùp coät. F1 = = = 92.82 cm2 Þ Choïn 37Þ18,a= 160(mm), Fachoïn = 94.156 cm2 Momen töông öùng phöông x: - Sô ñoà tính: Sô ñoà moment tính theùp cho ñaøi coïc theo phöông caïnh daøi. - Tính theùp: +Tính theùp cho lôùp döôùi (Momen goái): Mg = 566.45(kNm) Fg = = = 16.65cm2 Þ Choïn theo caáu taïo 20Þ12,a = 200 (mm), Fachoïn = 22.62 cm2. +Tính theùp cho lôùp treân (Momen nhòp): Mg = 1857.48(kNm) Fg = = = 54.6 cm2 Þ Choïn 22Þ18,a = 180 (mm), Fachoïn = 55.99 cm2. CHÖÔNG 11: SO SAÙNH VAØ LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG AÙN MOÙNG I. Toång hôïp vaät lieäu: - Theo keát quaû phaân loaïi moùng thì trong coâng trình coù 16 moùng M1, 8 moùng M2. Döïa vaøo baûng veõ NM01 vaø NM02 ta thoáng keâ khoái löôïng coát theùp vaø beâtoâng cuûa töøng phöông aùn. Cuoái cuøng ta ñöôïc keát quaû sau: - Phöông aùn moùng coïc eùp: Khoái löôïng beâtoâng: 2931.9 m3; Khoái löôïng coát theùp: 213.9 T. - Phöông aùn moùng coïc khoan nhoài: Khoái löôïng beâtoâng: 4748.86 m3; Khoái löôïng coát theùp: 136.253 T. II. So saùnh vaø löïa choïn phöông aùn moùng: - Ñeå so saùnh vaø löïa choïn phöông aùn moùng cho coâng trình ta döïa vaøo caùc yeáu toá nhö sau: 1. Ñieàu kieän kó thuaät: - Caû hai phöông aùn ñeàu coù ñuû khaû naêng chòu taûi troïng do coâng trình truyeàn xuoáng, caùc ñieàu kieän veà ñoä luùn vaø caùc ñieàu kieän veà oån ñònh. Rieâng trong phöông aùn coïc eùp, vì ñòa chaát coù lôùp ñaát daøy 3.1m laø caùt mòn, chaët do ñoù khoù eùp qua lôùp ñaát naøy. Ñoái vôùi tröôøng hôïp naøy thì moùng coïc khoan nhoài laø öu vieät vì khaû naêng chòu löïc lôùn vaø coù theå haï ñoä saâu coïc tôùi ñoä saâu toái ña maø kó thuaät thi coâng cho pheùp ñeå taêng khaû naêng chòu löïc cuûa coïc, coøn coïc eùp thì khoâng theå eùp xuoáng saâu quaù vì luùc naøy coïc seõ raát maûnh vaø khoâng coù thieát bò ñeå eùp saâu quaù (thöôøng thì chæ eùp xuoáng tôùi ñoä saâu khoaûng 30 m vaø coïc coù khaû naêng chòu ñöôïc taûi troïng 1000 Kn). 2. Ñieàu kieän thi coâng: - Caû hai phöông aùn ñeàu coù ñaày ñuû caùc thieát bò thi coâng caàn thieát. - Coïc eùp thi coâng ñôn giaûn nhöng gaây chaán ñoäng laøm aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình xung quanh vaø thöôøng hay gaëp söï coá trong quaù trình thi coâng do gaëp phaûi ñaù ngaàm, khoâng theå eùp qua caùc lôùp ñaát cöùng, ñaát caùt… - Coïc khoan nhoài thi coâng phöùc taïp hôn coïc eùp nhöng coù theå thi coâng qua caùc lôùp ñaát cöùng, ít gaëp söï coá trong quaù trình thi coâng vaø khoâng gaây chaán ñoäng aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình xung quanh. Vaø trong ñieàu kieän hieän nay coïc khoan nhoài ñaõ trôû neân thoâng duïng ôû nöôùc ta neân kó thuaät thi coâng cuõng ñöôïc caûi tieán nhieàu vaø coù nhieàu maùy moùc hieän ñaïi giuùp cho vieäc thi coâng nhanh hôn vaø chính xaùc hôn traùnh caùc ruûi ro xaûy ra trong quaù trình thi coâng. 3. Ñieàu kieän kinh teá: - Döïa vaøo keát quaû thoáng keâ ta coù phöông aùn moùng coïc eùp coù khoái löôïng theùp lôùn hôn phöông aùn moùng coïc khoan nhoài nhöng laïi coù khoái löôïng beâtoâng nhoû hôn. - Phöông aùn coïc khoan nhoài coù giaù thaønh thi coâng cao hôn do ñoøi hoûi kó thuaät cao, coâng nhaân coù tay ngheà vaø caùc maùy moùc hieän ñaïi. Coøn phöông aùn moùng coïc eùp thì thi coâng ñôn giaûn khoâng ñoøi hoûi kó thuaät cao, coâng nhaân laønh ngheà, maáy moùc hieän ñaïi… neân giaù thaønh haï. 4. Caùc ñieàu kieän khaùc: - Ngoaøi caùc ñieàu kieän treân ñeå ñöa ra löïa choïn phöông aùn moùng ñeå aùp duïng vaøo coâng trình coøn phaûi döïa vaøo nhieàu yeáu toá khaùc nhö: quy moâ coâng trình, ñieàu kieän thi coâng, phöông phaùp thi coâng, thôøi gian thi coâng, ñieàu kieän khí haäu,… III. Löïa choïn phöông aùn: - Döïa vaøo caùc ñieàu kieän so saùnh treân, caùc öu nhöôïc ñieåm cuûa töøng phöông aùn ñaõ ñöôïc neâu ra trong phaàn tính toaùn töøng phöông aùn moùng vaø quy moâ coâng trình laø töông ñoái lôùn (12 taàng, maët baèng 33.8m×23.8m) ta choïn phöông aùn MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI ñeå aùp duïng cho coâng trình. (Chi tieát xem taïi baûn veõ NM03) TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Boä Xaây döïng, (1995). TCVN 2737 – 1995: Taûi troïng vaø taùc ñoäng – Tieâu chuaån thieát keá. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 2. Boä Xaây döïng, (1991). TCVN 5574 – 1991: Keát caáu beâtoâng coát theùp – Tieâu chuaån thieát keá. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 3. Boä Xaây döïng, (1997). TCXD 198 – 1997: Nhaø cao taàng – Thieát keá keát caáu beâtoâng coát theùp toaøn khoái. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 4. Boä Xaây döïng, (1998). TCXD 205 – 1998: Moùng coïc – Tieâu chuaån thieát keá. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 5. Boä Xaây döïng, (1997). TCXD 195 – 1997: Nhaø cao taàng – Thieát keá coïc khoan nhoài. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 6. Boä Xaây döïng, (1997). TCXD 197 – 1997: Nhaø cao taàng – Thi coâng coïc khoan nhoài. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 7. Th.S Voõ Baù Taàm, (2003). Keát caáu beâtoâng coát theùp (Taäp 1 & 2). Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh. 8. GS. TSKH. Chaâu Ngoïc AÅn, (2003). Neàn moùng. Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh. 9. GS. TSKH. Chaâu Ngoïc AÅn, (2003). Höôùng daãn ñoà aùn Neàn moùng. Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh. 10. PGS. PTS. Nguyeãn Baù Keá, (1999). Thi coâng coïc khoan nhoài. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 11. GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng, (2005). Neàn vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng – coâng nghieäp. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng. 12. PGS.PTS. Vuõ Maïnh Huøng, (1998). Soå tay thöïc haønh Keát Caáu Coâng Trình. Nhaø xuaát baûn Xaây döïng.