Tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi

CHÖÔNG III: THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI I. KHAÙI QUAÙT VEÀ COÏC KHOAN NHOÀI Coïc khoan nhoài laø coïc ñoå taïi choã, ñöôïc thieát keá cho caùc coâng trình caàu ñöôøng, thuûy lôïi, daân duïng vaø coâng nghieäp. Ñoái vôùi vieäc xaây döïng nhaø cao taàng ôû Thaønh phoá Hoà Chí Minh trong ñieàu kieän xaây chen, khaû naêng aùp duïng coïc khoan nhoài ñaõ ñöôïc phaùt trieån vaø coù nhieàu tieán boä. Coïc khoan nhoài sau khi thi coâng thöôøng ñöôïc kieåm tra chaát löôïng baèng caùc phöông phaùp sau: thí nghieäm neùn tónh, sieâu aâm, ño soùng öùng suaát hay tia g… Coïc khoan nhoài coù caùc öu khuyeát ñieåm sau. + Öu ñieåm Coù khaû naêng chòu taûi lôùn, söùc chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài vôùi ñöôøng kính lôùn vaø chieàu saâu lôùn coù theå chòu taûi haøng nghìn taán. Khoâng gaây aûnh höôûng chaán ñoäng ñoái vôùi caùc coâng trình xung quanh, thích hôïp vôùi vieäc xaây chen ôû caùc ñoâ thò lôùn, khaéc phuïc 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, hay môû roäng ñaùy coïc. Löôïng coát theùp boá trí trong coïc khoan nhoài thöôøng ít so vôùi coïc ñoùng (ñoái vôùi coïc ñaøi thaáp) Coù khaû naêng thi coâng coïc qua caùc lôùp ñaát cöùng naèm xen keû hay qua caùc lôùp caùt daøy maø khoâng theå eùp ñöôïc. + Nhöôïc ñieåm Giaù thaønh thöôøng cao so vôùi phöông aùn moùng coïc khaùc. Coâng ngheä thi coâng coïc ñoøi hoûi kyõ thuaät cao. Bieän phaùp kieåm tra chaát löôïng beâ toâng coïc thöôøng phöùc taïp neân gaây toán keùm trong quaù trình thöïc hieän. Vieäc khoái löôïng beâ toâng thaát thoaùt trong quaù trình thi coâng do thaønh loã khoan khoâng ñaûm baûo vaø deå bò saäp 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. II. CHOÏN CAÙC CAËP NOÄI LÖÏC TÍNH TOAÙN - Töø keát quaû giaûi vaø toå hôïp noäi löïc cuûa khung, ta choïn ra caùc caëp noäi löïc taïi caùc chaân coät coù (Nmax, Mtu, Qtu) ñeå tính moùng. - Noäi löïc tính toaùn taïi chaân coät khung truïc 5 theo phöông Z Chaân coät truïc 5-E 5-D 5-C 5-B 5-A Ntt(kN) 2444.17 2640.50 2907.23 2552.34 2418.48 Mtt(kNm) 65.58 71.19 0.07 70.92 65.27 Qtt(kN) 28.89 37.30 0.14 37.21 28.85 - Noäi löïc tieâu chuaån taïi chaân coät khung truïc 5 theo phöông Z Chaân coät truïc 5-E 5-D 5-C 5-B 5-A Ntc(kN) 2125.37 2296.09 2528.03 2219.43 2103.03 Mtc(kNm) 57.03 61.90 0.06 61.67 56.76 Qtc(kN) 24.10 31.05 0.12 28.01 25.09 III. CHOÏN TIEÁT DIEÄN COÏC, CHIEÀU DAØI COÏC VAØ CHIEÀU SAÂU ÑAËT MOÙNG - Choïn sô boä coïc coù ñöôøng kính D = 0.8 m, chieàu daøi coïc choïn 26m ,muõi coïc caém vaøo lôùp ñaát thöù 3 (lôùp caùt haït nhoû laãn seùt). - Ñaøi moùng choân saâu –2.5m ( so vôùi maët ñaát töï nhieân). IV. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC 1.Theo ñieàu kieän ñoä beàn cuûa vaät lieäu Vôùi: Ru – cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng coïc nhoài. Vì ñoå beâtoâng coïc nhoài trong dung dòch buøn bentonite (Ru [ 6 MPa) neân , neân laáy Ru = 6 MPa; R = 30 MPa – maùc thieát keá cuûa beâtoâng coïc; Fb – dieän tích tieát dieän coïc Ran – cöôøng ñoä tính toaùn coát theùp. Söû duïng coát theùp CII, Rk = 280 MPa, giôùi haïn chaûy Rc = 300 MPa (Ran [ 220 MPa) MPa, neân laáy Ran = 200 MPa; Fa - dieän tích tieát dieän ngang coát theùp doïc. Laáy Fa =24.13 cm2 (12f16)> 0.4% Fb = 20.11 cm2 . - Söùc chòu taûi cuûa coïc: 2. Theo ñieàu kieän cuûa ñaát neàn 2.1. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù ñaát neàn Söùc chòu taûi cuûa coïc ma saùt laø do ma saùt giöõa maët xung quanh coïc vaø ñaát bao quanh vaø cuûa ñaát neàn ôû muõi coïc taïo ra. Qtc = m.(mR.qp.Ap + u.Smf.fi.li) Trong ñoù: - m = 1: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát. - mR = 1: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát ôû döôùi muõi coïc. - Ap = 0.5027 (m2): Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc. - mf = 1: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát beân hoâng coïc. - u = 3,14xd = 3,14 x 0.80 = 2.513(m): Chu vi tieát dieän ngang coïc. - fi ( kN/m2): Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp ñaát thöù i theo maët xung quanh coïc. Ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch chia caùc lôùp ñaát maø coïc xuyeân qua thaønh nhöõng lôùp phaân toá coù chieàu daøy li £ 2m. Tra baûng 6.2 saùch “ Höôùng Daãn Ñoà AÙn Neàn vaø Moùng ” cuûa thaày GS – TS Nguyeãn Vaên Quaûng. - li = chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc. vôùi: = 34,6 = 64 = 0,63 = 0,26 = 9.1 (kN/m2) Baûng xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa caùc lôùp ñaát theo maët beân cuûa coïc LÔÙP ÑAÁT IL Lôùp Phaân toá li (m) Zi (m) fi (kN/m2) fili (kN/m) 1 0.1 1 2 3.5 45.0 90.0 0.1 2 2 5.5 54.5 109.0 0.1 3 2 7.5 59.0 118.0 2 0.2 4 2 9.5 62.75 125.5 3 0.1 5 2 11.5 65.7 131.4 0.1 6 2 13.5 68.5 137.0 0.1 7 2 15.5 71.3 142.6 0.1 8 2 17.5 74.5 149.0 0.1 9 2 19.5 76.9 153.8 0.1 10 2 21.5 79.0 158.0 0.1 11 2 23.5 81.8 163.6 0.1 12 2 25.5 84.6 169.2 0.1 13 2 27.5 87.4 174.8 Toång coäng fili (KN/m) 1821.9 Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn Söùc chòu taûi cuûa coïc tính toaùn 2.2. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn Söùc chòu taûi cuûa coïc ma saùt laø do ma saùt giöõa maët xung quanh coïc vaø ñaát bao quanh vaø cuûa ñaát neàn ôû muõi coïc taïo ra. Qult= Qs + Qp Vôùi Qs: laø söùc chòu taûi do ma saùt giöõa ñaát neàn vôùi coïc Qp: laø söùc chòu taûi cuûa muõi coïc. Qs=åQsi = fsi × Asi Qp = Ap × qp Keát quaû tình toaùn ñöôïc laäp thaønh baûng döôùi SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC DO MA SAÙT + Chieàu saâu choân ñaøi hñ : 2.50 m + Chieàu saâu MNN: 3.00 m + Chieàu daøi coïc naèm trong lôùp ñaát soá 1 : 4.80 m + Chieàu daøi coïc naèm trong lôùp ñaát soá 2 : 2.00 m + Chieàu daøi coïc naèm trong lôùp ñaát soá 3 : 19.20 m Lôùp ñaát Lôùp phaân toá z m g kN/m3 gñn kN/m3 Asi m2 s'n kN/m2 C kN/m2 j 1 - sinj tanj fsi kN/m2 Qsi 1 1 0.25 0.25 19.8 0.94 54.45 41.8 15.583 0.731 0.279 52.91 49.86 1 2 0.50 1.40 19.8 9.80 3.39 68.22 41.8 15.583 0.731 0.279 55.71 189.04 0.90 2 3 0.50 3.30 20.0 10.00 3.77 87.04 30.9 15.867 0.727 0.284 48.88 184.26 1.80 1.00 3 4 0.50 13.90 19.1 9.10 36.19 184.40 30.3 16.083 0.723 0.288 68.74 2487.66 1.80 2.00 9.60 SQsi = 2910.82 Qp = qp ´ Ap trong ñoù ’v =3.0´19.8 + 4.3´9.8 + 2.0´10.0 +19.2´9.1=296.26 kN/m2 Vôùi : j = 16o05’ Þ Nc = 13.676; Nq = 4.922; Ng = 2.5; g’ = 9.1 kN/m3; C = 30.3 kN/m2; d = 0.8 m qp = 30.3´13.676+296.26´4.922+9.1´0.8´2.5=1890.77 kN/m2 Þ Qp = 1890.77´ 0.5027 = 950.41 kN Söùc chòu taûi cuûa moät coïc tính toaùn treân ñaát neàn với: FSs-hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, FSs=1.5-2.0 FSp-hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, FSp=2.0-3.0 So saùnh 3 giaù trò: Qvl = 3498.53 kN Qa = 3455.18 kN (Theo chæ tieâu cô lyù ñaát neàn) Qa = 1933.92 kN (Theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn) Vaäy khaû naêng chòu taûi cuûa coïc laáy theo ñieàu kieän ñaát neàn Qa = 1933.92 kN ñeå ñöa vaøo tính toaùn. V. TÍNH MOÙNG TRUÏC 5-A Taûi troïng taùc duïng: Vôùi: n =1.15: heä soá ñoä tin caäy. Baûng xaùc ñònh giaù trò tieâu chuaån taïi chaân coät Moùng truïc 5-A Ntc(KN) 2103.03 Mtc(KNm) 56.76 Qtc(KN) 25.09 1. Tính toaùn sô boä kích thöôùc ñaøi coïc - Söùc chòu taûi cho pheùp: Qa = 1933.92 kN - Moät coïc döôùi ñaùy ñaøi chòu toái ña moät dieän tích a x a = 2.40 x 2.40 = 5.76 m2 Vôùi: a = 3 x d = 3 x 0.80 = 2.40 m: khoaûng caùch giöõa caùc caïnh coïc Giaû söû ta söû duïng heát söùc chòu taûi cho pheùp Qa Vaäy 1 m2 ñaùy ñaøi phaûi chòu Vôùi Ptb : öùng suaát trung bình cuûa ñaùy ñaøi Taûi troïng thöïc taùc duïng leân ñaùy ñaøi Ptt0 = Ptb - gtb.h.n = 335.75 – 20 x 2.5 x1,1 = 280.75 kN/m2 Vôùi: gbt = 20.0 kN/m3: dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát ñaép leân ñaøi - h = 2.5m: chieàu saâu ñaët moùng (tính töø maët ñaát tính toaùn) - n = 1,1: heä soá ñoä tin caäy Dieän tích ñaùy ñaøi coïc sô boä ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Troïng löôïng cuûa ñaøi coïc vaø ñaát ñaép treân ñaøi Nttñ = n.Fñ.gtb.hm = 1,1 x 8.61 x 20 x 1.5 = 473.79 kN Taûi troïng tính toaùn treân ñaøi Ntt = Ntt0 + Nttñ = 2418.48 + 473,79 = 2892.27 kN 2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc trong moùng Do moùng chòu taûi leäch taâm, neân soá löôïng coïc caàn thieát ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc coïc Vôùi: b = 1.1 ¸1.5: heä soá taêng soá löôïng coïc do phaûi chòu löïc leäch taâm Vaäy choïn nc = 2 coïc. 3. Caáu taïo ñaøi coïc - Khoaûng caùch giöõa caùc coïc a = 3 x d = 3 x 0.80 = 2.40m - Kích thöôùc ñaøi coïc ñöôïc choïn laø (bxh) = (1.2 x 3.6)m Kieåm tra laïi kích thöôùc ñaøi coïc Dieän tích thöïc ñaøi coïc Fñ = bñ x lñ = 1.2 x 3.6 = 4.32 m2 Taûi troïng thöïc taùc duïng leân ñaøi coïc Nttñ = n.Fñ.gtb.hm =1.2 x 4.32 x 20 x 1.5 = 237.60 kN Toång löïc taùc duïng leân ñeá ñaøi ñöôïc tính laïi : åNtt = Ntt + Nttñ = 2418.48 + 237.60 = 2656.08 kN Kieåm tra ñieàu kieän Vaäy moùng ñaõ choïn ñaûm baûo ñieàu kieän veà söùc chòu taûi cuûa coïc theo tính toaùn. 4. Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaàu coïc Taûi troïng truyeàn xuoáng ñaùy moùng åNtt = Ntt + Nttñ = 2418.48 + 237.60 = 2656.08 kN Taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm (theo ñieàu 6.1.6 TCXD 205:1998) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc. Taûi troïng taùc duïng leân ñaàu coïc bieân Trong ñoù: nc = 2 xmax = 1.20 m Vaäy Þ Nttmax = 1373.27 kN Þ Ntttb = 1328.04 kN Þ Nttmin = 1282.81 kN Kieåm tra ñieàu kieän löïc taùc duïng lôùn nhaát truyeàn xuoáng ñaùy moùng Troïng löôïng coïc Þ Vaäy coïc ñuû khaû naêng chòu taûi. Kieåm tra ñieàu kieän löïc taùc duïng nhoû nhaát truyeàn xuoáng daõy moùng bieân (kieåm tra ñieàu kieän choáng nhoå). Þ khoâng caàn kieåm tra coïc choáng nhoå. 5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc 5.1. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái quy öôùc - Khoái moùng quy öôùc coù maët caét laø ABCD Trong ñoù goùc truyeàn löïc : a = jtctb /4 Vôùi Trong ñoù: hi laø chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua jtci = jIIi laø trò tính toaùn thöù 2 cuûa goùc ma saùt trong lôùp ñaát thöù i Þ a = jtctb /4 = 15o45’/4 = 3o56’ - Chieàu roäng moùng khoái quy öôùc : BM = B + 2.H.tga = 1.20 + 2x26.0xtg3o56’ = 4.78 m - Chieàu daøi moùng khoái quy öôùc LM = L + 2.H.tga = 3.60 + 2x26.0xtg3o56’ = 7.18 m Þ FM = BM x LM = 4.78 x 7.18 = 34.34 m2 - Chieàu cao moùng khoái qui öôùc HM = lc + hñ = 26.0 + 2.5 = 28.5 m 5.1.1. Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc tính töø ñaùy ñaøi trôû leân maët ñaát tính toaùn Nmqu = BMxLMxhmxgtb = 4.78 x 7.18 x 2.5 x 20= 1716.90 kN Trò tieâu chuaån troïng löôïng coïc: Coïc (D=0.8)cm, daøi 26.0 m Nctc = LcxFcxgc= 26.0x3.14x0.802x25x1,2= 359.40 kN Troïng löôïng khoái moùng qui öôùc trong phaïm vi caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi coïc ñeán ñaùy muõi coïc chöa keå ñeán troïng löôïng coïc (phaûi tröø ñi phaàn theå tích ñaát bò coïc choaùn choã). Nitc = (BM.LM – Fc.nc).hi.gi trong ñoù + hi : chieàu saâu lôùp ñaát thöù i. + gi : dung troïng töï nhieân hoaëc ñaåy noåi (neáu lôùp ñaát ñoù naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm) cuûa lôùp ñaát thöù i + BM = 4.78 m chieàu roäng moùng khoái qui öôùc + LM = 7.18 m chieàu daøi moùng khoái qui öôùc + Fc = 0.50 m2 dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc + nc = 2: Soá löôïng coïc trong moùng Lôùp ñaát thöù 1: h1t= 0.5m, g1 = 19.8 kN/m3 (treân möïc nöôùc ngaàm) Lôùp ñaát thöù 1: h1d= 4.3m, g1 = 9.8 kN/m3 (döôùi möïc nöôùc ngaàm) Lôùp ñaát thöù 2: h2 = 2.0m, g2 = 10.0 kN/m3 Lôùp ñaát thöù 3: h3 = 19.2m , g3 = 9.1kN/m3 Vaäy toång troïng löôïng khoái moùng qui öôùc trong phaïm vi caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc. Troïng löôïng cuûa caùc coïc trong phaïm vi caùc lôùp ñaát Vôùi: : Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa caùc coïc Lc = 26.0 m : Toång chieàu daøi coïc nc = 2 coïc : Soá coïc trong moùng hi m : Chieàu saâu lôùp ñaát thöù i - Lôùp ñaát thöù 1: h1 = 4.8 m - Lôùp ñaát thöù 2: h2 = 2.0 m - Lôùp ñaát thöù 3: h3 = 19.2 m Vaäy toång troïng löôïng coïc trong caùc lôùp ñaát Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc Trò tieâu chuaån löïc doïc xaùc ñònh ñeán ñaùy moùng khoái qui öôùc Moâmen tieâu chuaån töông öùng troïng taâm khoái moùng qui öôùc (theo phöông Y) Ñoä leäch taâm AÙp löïc tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc Þ Þ Þ 5.1.2. Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy moùng khoái qui öôùc Trong ñoù - ktc = 1: Heä soá ñoä tin caäy (caùc chæ tieâu cô lyù ñaát neàn xaùc ñònh töø keát quaû khaûo saùt ñòa chaát coâng trình) - m1, m2: laàn löôït laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuaû neàn vaø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø hoaëc coâng trình coù taùc duïng qua laïi vôí neàn, tra theo baûng 3.1/27 saùch Höôùng Daãn Ñoà AÙn Neàn vaø Moùng (GS-TS Nguyeãn Vaên Quaûng – KS Nguyeãn Höõu Khaùng). - m1 = 1.1 (caùt buïi) - m2 = 1.2 (caùt buïi vaø L/H £ 1.5) - gII = g = 19.1(kN/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa lôùp ñaát naèm döôùi muõi coïc. - gII’ : troïng löôïng rieâng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi trôû xuoáng. Þ - CII =30.3 kN/m2 : Löïc dính cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc - jII = 16005’ : Goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc, tra baûng 3-2 ta ñöôïc gía trò A = 0.36, B = 2.58, D = 5.0 - HM = 28.5m : Chieàu cao moùng khoái qui öôùc Þ = 1087.58 kN/m2 Vaäy söùc chòu taûi cuûa neàn thoûa maõn ñieàu kieän: stb< RII vaø smax < 1.2RII vôùi : Þ Ñaát neàn döôùi khoái moùng quy öôùc oån ñònh 6. Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng - Ñieàu kieän - Tính luùn baèng phöông phaùp coäng luùn phaân toá Lôùp ñaát thöù i Li (m) gi (kN/m3) sibt = li.gi (kN/m2) 1 3.0 19.8 59.40 1’ 4.3 9.8 42.14 2 2.0 10.0 20.00 3 19.2 9.1 174.72 - ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc szbt = ågi.hi = 59.40 + 42.14 + 20.00 + 174.72 = 296.26 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi moùng khoái qui öôùc : szgl = stb - szbt = 368.58 -296.26 = 72.32 kN/m2 - Chia ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp ñaát baèng nhau vaø baèng : BM/5=0.956 m. ÖÙng suaát gaây luùn giaûm daàn theo ñoä saâu keå töø ñaùy moùng khoái qui öôùc vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : sgl = koxszgl vôùi ko heä soá tra baûng phuï thuoäc vaøo heä soá cuûa 2Z/BM vaø LM/BM Ñieåm Z 2Z/Bm Ko szgl szbt szgl/szbt 0 0.000 0.00 1.000 296.26 72.32 4.10 1 0.956 0.40 0.894 264.75 91.26 2.90 2 1.913 0.80 0.729 216.12 110.19 1.96 3 2.869 1.20 0.588 174.34 129.13 1.35 4 3.825 1.60 0.469 138.88 148.06 0.94 5 4.781 2.00 0.369 109.23 167.00 0.65 6 5.738 2.40 0.286 84.86 185.93 0.46 7 6.694 2.80 0.220 65.25 204.87 0.32 8 7.650 3.20 0.168 49.87 223.80 0.22 9 8.607 3.60 0.129 38.20 242.74 0.16 Taïi ñoä saâu Z = 8.607 m keå töø ñaùy moùng khoái quy öôùc, ta coù sZgl = 38.20kN/m2 < 0.2xsZbt = 48.55 kN/m2 . Vaäy ta coù theå xem phaïm vi chòu luùn keát thuùc taïi ñoä saâu HCN = 8.61 m keå töø ñaùy moùng khoái qui öôùc. Ñoä luùn neàn ñöôïc xaùc ñònh S = åSi vôùi e1i vaø e2i tra töø bieåu ñoà ñöôøng cong neùn luùn, phuï thuoäc vaøo P1i vaø P2i P1i = sZbt P2i = sZbt + sZgl Tính ñoä luùn Si taïi vò trí trung bình cuûa phaân lôùp hi Ñieåm Z P1i P2i e1i e2i hi Si 0 0.000 72.32 368.58 1 0.956 91.26 356.01 0.507 0.476 0.956 0.0197 2 1.913 110.19 326.31 0.503 0.478 0.956 0.0159 3 2.869 129.13 303.47 0.500 0.480 0.956 0.0128 4 3.825 148.06 286.95 0.497 0.482 0.956 0.0096 5 4.781 167.00 276.23 0.494 0.483 0.956 0.0070 6 5.738 185.93 270.79 0.491 0.483 0.956 0.0051 7 6.694 204.87 270.11 0.489 0.483 0.956 0.0039 8 7.650 223.80 273.67 0.487 0.483 0.956 0.0026 9 8.607 242.74 280.93 0.482 0.482 0.956 0.0000 Toång ñoä luùn S = åSi = 0.076m = 7.6 cm. Theo TCXD 205-1998 veà nhaø daân duïng nhieàu taàng coù khung hoaøn toaøn baèng beâtoâng coát theùp thì ñoä luùn tuyeät ñoái lôùn nhaát cho pheùp laø Sgh = 8cm. Vaäy coâng trình thoaû maõn ñieàu kieän veà ñoä luùn. 7. Tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang 7.1. Tính toaùn coïc chòu taùc duïng cuûa taûi troïng ngang 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 Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc Eb.I = 2.9x107 x 0.0201 = 583080 kN.m2 Chieàu roäng quy öôùc cuûa coïc bc theo TCXD 205 – 1998 + d ³ 0.8m Þ bc = d + 1 + d £ 0.8m Þ bc = 1.5d + 0.5 = 1.5x0.80 + 0.5 = 1.7 m Heä soá tính theo coâng thöùc Cz = k.z Chieàu daøi aûnh höôûng: Iah= 2(d + 1) = 2 x (0.80 + 1) = 3.6m Chieàu daøi aûnh höôûng naèm trong lôùp ñaát thöù 1 laø lôùp seùt caùt laãn saïn, maøu naâu nhaït, xaùm xanh, xaùm traéng, traïng thaùi nöûa cöùng (IL = 0.1), tra baûng G.1-TCXD 205-1998 ta ñöôïc heä soá neàn k = 450T/m4 = 4500 kN/m4 Heä soá bieán daïng ñöôïc tính theo coâng thöùc Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát ñöôïc tính theo coâng thöùc Le = abd.L = 0.42 x 26.0 = 10.93 m Taûi ngang treân ñaàu coïc theo phöông Y 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 = 10kN dHM chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Mo = 10kNm dMH goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Ho = 10kN dMM goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kNm) bôûi Mo= 10kNm Le = 10.93 m > 4m, coïc töïa leân ñaát Þ ta tra baûng G2 – TCXD 205 -1998 ôû doøng cuoái öùng vôùi Le > 4 ñöôïc Ao= 2.441; Bo= 1.621; Co=1.751 Tính chuyeån vò cuûa ñaàu coïc taïi ngaøm Vì ñaàu coïc ngaøm cöùng vaøo ñaùy beä, döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù moät moâment ta goïi ñoù laø moâment ngaøm. Theo phöông Y 7.1.1. Kieåm tra chuyeån vò ngang ñaàu coïc Theo phöông Y Y0tc = dHH.QYtc + dHM.Mftc = 5.64x10-5x12.54 + 3.74x10-5x(-11.61) = 2.72x10-4m = 0.0272 cm Y0tt = dHH.QYtt + dHM.Mftt = 5.64x10-5x 14.43 + 3.74x10-5x(-13.35) = 3.13x10-4m = 0.0313 cm Ta thaáy Y0tc + Y0tt = 0.0272 + 0.0313 = 0.585 cm < 1 cm Þ Thoaû ñieàu kieän chuyeån vò ngang taïi ñaàu coïc theo phöông Y. 7.1.2. Kieåm tra laïi chuyeån vò xoay cuûa ñaàu coïc Theo phöông Y Yo = Qtt . dMH + Mtt.dMM = 14.43x3.74x10-5 + (-13.35)x4.04.10-5= 0 » 0(rad) Caùc giaù trò chuyeån vò xoay cuûa ñaàu coïc theo caû hai phöông ñeàu gaàn baèng 0. Thoaû ñieàu kieän veà chuyeån vò xoay cuûa ñaàu coïc. 7.1.3.Tính Mz , Qz theo chieàu saâu coïc - Theo phöông Y Vôùi: Y0tt = 3.13.10-4m E.I = 583080 kNm2 a = 0.42 m-1 y0 = 0 Mftt = -13.35 kNm QYtt = 14.43 kN Mz = a2.E.I.Yo.A3 - a.E.I.y0.B3 + Mftt.C3 +D3.Qtt/a Þ Mz = 0.422x593080x 3.13x10-4xA3 – 13.35xC3 + D3x14.43/0.42 ÞMz = 0.03227xA3 – 13.35xC3 + 34.3186xD3 Qz = a3.E.I.Yo.A4 - a2.E.I.y0.B4 + a.Mftt.C4 + Qtt.D4 ÞQz = 0.423x583080x3.13x10-4xA4 – 0.42x13.35xC4 + 14.43xD4 ÞQz = 0.1356xA4 –5.61xC4 + 14.43xD4 Vôùi z=ze/a : Chieàu saâu thöïc teá vò trí tieát dieän coïc trong ñaát tính töø ñaùy ñaøi coïc ze: Chieàu saâu tính ñoåi Trong ñoù caùc heä soá ze, A3, B3, C3, D3, A4, B4, C4, D4 tra baûng G.3 – TCXD 205-1998 7.1.4.Giaù trò moment mY (xoay quanh truïc OY) vaø löïc caét QX (theo phöông truïc OX) taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc Zm Ze A3 C3 D3 Mz A4 C4 D4 Qz 0.00 0.0 0.000 1.000 0.000 -13.35 0.000 0.000 1.000 14.43 0.24 0.1 0.000 1.000 0.100 -9.92 -0.005 0.000 1.000 14.42 0.48 0.2 -0.001 1.000 0.200 -6.49 -0.020 0.000 1.000 14.42 0.71 0.3 -0.005 1.000 0.300 -3.06 -0.045 -0.001 1.000 14.41 0.95 0.4 -0.011 1.000 0.400 0.37 -0.080 -0.003 1.000 14.40 1.19 0.5 -0.021 0.999 0.500 3.81 -0.125 -0.008 0.999 14.35 1.43 0.6 -0.036 0.998 0.600 7.25 -0.180 -0.016 0.997 14.27 1.67 0.7 -0.057 0.996 0.699 10.67 -0.245 -0.030 0.994 14.14 1.90 0.8 -0.085 0.992 0.799 14.15 -0.32 -0.051 0.989 13.94 2.14 0.9 -0.121 0.985 0.897 17.59 -0.404 -0.082 0.98 13.62 2.38 1.0 -0.167 0.975 0.994 21.04 -0.499 -0.125 0.967 13.18 2.62 1.1 -0.222 0.96 1.090 24.52 -0.603 -0.183 0.946 12.54 2.85 1.2 -0.287 0.938 1.183 27.98 -0.716 -0.259 0.917 11.68 3.09 1.3 -0.365 0.907 1.273 31.46 -0.838 -0.356 0.876 10.52 3.33 1.4 -0.455 0.866 1.358 34.89 -0.967 -0.479 0.821 9.02 3.57 1.5 -0.559 0.881 1.437 37.37 -1.105 -0.63 0.747 7.09 3.81 1.6 -0.676 0.739 1.507 41.63 -1.248 -0.815 0.652 4.66 4.04 1.7 -0.808 0.646 1.566 44.86 -1.396 -1.036 0.529 1.63 4.28 1.8 -0.956 0.53 1.612 47.94 -1.547 -1.299 0.374 -2.11 4.52 1.9 -1.118 0.385 1.64 50.78 -1.699 -1.608 0.181 -6.65 4.76 2.0 -1.295 0.207 1.646 53.31 -1.848 -1.966 -0.057 -12.11 5.23 2.2 -1.693 -0.271 1.575 57.12 -2.125 -2.849 -0.692 -26.26 5.71 2.4 -2.141 -0.941 1.352 58.27 -2.339 -3.973 -1.592 -45.58 6.19 2.6 -2.621 -1.877 0.917 55.69 -2.437 -5.355 -2.821 -71.08 6.66 2.8 -3.103 -3.408 0.197 51.27 -2.346 -6.99 -4.445 -103.67 7.14 3.0 -3.541 -4.688 -0.891 30.88 -1.969 -8.84 -6.52 -143.94 8.33 3.5 -3.919 -10.34 -5.854 -64.08 1.074 -13.692 -13.826 -276.15 8. Tính theùp cho ñaøi coïc 8.1.. Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng ñaøi moùng Vôùi kích thöôùc coät lc x bc = 0.4m x 0.6m; hñ = 1.5m Coïc caém vaøo ñaøi 0.2 m Þ h0 = hñ - 0.2 = 1.3 (m) Ñieàu kieän xuyeân thuûng Pxt £ 0.75 x Rkuxtho Vôùi Pxt = (soá coïc ngoaøi phaïm vi xieân thuûng) x Pctb Vôùi chieàu cao cuûa ñaøi nhö vaäy, thaùp choïc thuûng 450 töø chaân coät chuøm ra ngoaøi caùc tim coïc neân khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng. 8.2.Tính coát theùp Xem ñaøi coïc laø moät baûn consol vôùi moät ñaàu ngaøm vôùi coät, ñaàu kia töï do vôùi caùc löïc taùc duïng laø caùc löïc taäp trung do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra. Moâmen theo phöông A-A M = Pmaxxl1 = 1373.27 x 0.90 = 1235.94 kNm Dieän tích coát theùp Trong ñoù : - Ra = 280 MPa (söû duïng theùp CII) - ho: laø chieàu cao coù ích cuûa moùng tính töø maët ñaát töï nhieân ñeán troïng taâm theùp chòu neùn ho = hm – (a + f/2) = 150 – 20 = 130 cm - Choïn 12f22 coù a = 100 (Fa = 45.62 cm2 ) - Theùp theo phöông B-B choïn theo caáu taïo f14a200. VI. TÍNH MOÙNG TRUÏC 5-C Taûi troïng taùc duïng: Vôùi: n =1.15: heä soá ñoä tin caäy. Baûng xaùc ñònh giaù trò tieâu chuaån taïi chaân coät Moùng truïc 5-C Ntc(KN) 2528.03 Mtc(KNm) 0.06 Qtc(KN) 0.12 1. Tính toaùn sô boä kích thöôùc ñaøi coïc - Söùc chòu taûi cho pheùp: Qa = 1933.92 kN - Moät coïc döôùi ñaùy ñaøi chòu toái ña moät dieän tích a x a = 2.40 x 2.40 = 5.76 m2 Vôùi: a = 3 x d = 3 x 0.80 = 2.40 m: khoaûng caùch giöõa caùc caïnh coïc Giaû söû ta söû duïng heát söùc chòu taûi cho pheùp Qa Vaäy 1 m2 ñaùy ñaøi phaûi chòu Vôùi Ptb : öùng suaát trung bình cuûa ñaùy ñaøi Taûi troïng thöïc taùc duïng leân ñaùy ñaøi Ptt0 = Ptb - gtb.h.n = 335.75 – 20 x 2.5 x1,1 = 280.75 kN/m2 Vôùi: gbt = 20.0 kN/m3: dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát ñaép leân ñaøi - h = 2.5m: chieàu saâu ñaët moùng (tính töø maët ñaát tính toaùn) - n = 1,1: heä soá ñoä tin caäy Dieän tích ñaùy ñaøi coïc sô boä ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Troïng löôïng cuûa ñaøi coïc vaø ñaát ñaép treân ñaøi Nttñ = n.Fñ.gtb.hm = 1,1 x 10.36 x 20 x 1.5 = 569.54 kN Taûi troïng tính toaùn treân ñaøi Ntt = Ntt0 + Nttñ = 2907.23 + 569.54 = 3476.77 kN 2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc trong moùng Do moùng chòu taûi leäch taâm, neân soá löôïng coïc caàn thieát ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc coïc Vôùi: b = 1.1 ¸1.5: heä soá taêng soá löôïng coïc do phaûi chòu löïc leäch taâm Vaäy choïn nc = 2 coïc. 3. Caáu taïo ñaøi coïc - Khoaûng caùch giöõa caùc coïc a = 3 x d = 3 x 0.80 = 2.40m - Kích thöôùc ñaøi coïc ñöôïc choïn laø (bxh) = (1.2 x 3.6)m Kieåm tra laïi kích thöôùc ñaøi coïc Dieän tích thöïc ñaøi coïc Fñ = bñ x lñ = 1.2 x 3.6 = 4.32 m2 Taûi troïng thöïc taùc duïng leân ñaøi coïc Nttñ = n.Fñ.gtb.hm =1.2 x 4.32 x 20 x 1.5 = 237.60 kN Toång löïc taùc duïng leân ñeá ñaøi ñöôïc tính laïi : åNtt = Ntt + Nttñ = 2907.23 + 237.60 = 3144.83 kN Kieåm tra ñieàu kieän Vaäy moùng ñaõ choïn ñaûm baûo ñieàu kieän veà söùc chòu taûi cuûa coïc theo tính toaùn. 4. Kieåm tra löïc taùc duïng leân ñaàu coïc Taûi troïng truyeàn xuoáng ñaùy moùng åNtt = 3144.83 kN Taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm (theo ñieàu 6.1.6 TCXD 205:1998) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc. Taûi troïng taùc duïng leân ñaàu coïc bieân Trong ñoù: nc = 2 xmax = 1.20 m Vaäy Þ Nttmax = 1572.53 kN Þ Ntttb = 1572.42 kN Þ Nttmin = 1572.30 kN Kieåm tra ñieàu kieän löïc taùc duïng lôùn nhaát truyeàn xuoáng ñaùy moùng Troïng löôïng coïc Þ Vaäy coïc ñuû khaû naêng chòu taûi. Kieåm tra ñieàu kieän löïc taùc duïng nhoû nhaát truyeàn xuoáng daõy moùng bieân (kieåm tra ñieàu kieän choáng nhoå). Þ khoâng caàn kieåm tra coïc choáng nhoå. 5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc 5.1. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái quy öôùc - Khoái moùng quy öôùc coù maët caét laø ABCD Trong ñoù goùc truyeàn löïc : a = jtctb /4 Vôùi Trong ñoù: hi laø chieàu daøy lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua jtci = jIIi laø trò tính toaùn thöù 2 cuûa goùc ma saùt trong lôùp ñaát thöù i Þ a = jtctb /4 = 15o45’/4 = 3o56’ - Chieàu roäng moùng khoái quy öôùc : BM = B + 2.H.tga = 1.20 + 2x26.0xtg3o56’ = 4.78 m - Chieàu daøi moùng khoái quy öôùc LM = L + 2.H.tga = 3.60 + 2x26.0xtg3o56’ = 7.18 m Þ FM = BM x LM = 4.78 x 7.18 = 34.34 m2 - Chieàu cao moùng khoái qui öôùc HM = lc + hñ = 26.0 + 2.5 = 28.5 m 5.1.1. Xaùc ñònh troïng löôïng moùng khoái quy öôùc Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc tính töø ñaùy ñaøi trôû leân maët ñaát tính toaùn Nmqu = BMxLMxhmxgtb = 4.78 x 7.18 x 2.5 x 20= 1716.90 kN Trò tieâu chuaån troïng löôïng coïc: Coïc (D=0.8)cm, daøi 26.0 m Nctc = LcxFcxgc= 26.0x3.14x0.802x25x1,2= 359.40 kN Troïng löôïng khoái moùng qui öôùc trong phaïm vi caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi coïc ñeán ñaùy muõi coïc chöa keå ñeán troïng löôïng coïc (phaûi tröø ñi phaàn theå tích ñaát bò coïc choaùn choã). Nitc = (BM.LM – Fc.nc).hi.gi trong ñoù + hi : chieàu saâu lôùp ñaát thöù i. + gi : dung troïng töï nhieân hoaëc ñaåy noåi (neáu lôùp ñaát ñoù naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm) cuûa lôùp ñaát thöù i + BM = 4.78 m chieàu roäng moùng khoái qui öôùc + LM = 7.18 m chieàu daøi moùng khoái qui öôùc + Fc = 0.50 m2 dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc + nc = 2: Soá löôïng coïc trong moùng Lôùp ñaát thöù 1: h1t= 0.5m, g1 = 19.8 kN/m3 (treân möïc nöôùc ngaàm) Lôùp ñaát thöù 1: h1d= 4.3m, g1 = 9.8 kN/m3 (döôùi möïc nöôùc ngaàm) Lôùp ñaát thöù 2: h2 = 2.0m, g2 = 10.0 kN/m3 Lôùp ñaát thöù 3: h3 = 19.2m , g3 = 9.1kN/m3 Vaäy toång troïng löôïng khoái moùng qui öôùc trong phaïm vi caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc. Troïng löôïng cuûa caùc coïc trong phaïm vi caùc lôùp ñaát Vôùi: : Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa caùc coïc Lc = 26.0 m : Toång chieàu daøi coïc nc = 2 coïc : Soá coïc trong moùng hi m : Chieàu saâu lôùp ñaát thöù i - Lôùp ñaát thöù 1: h1 = 4.8 m - Lôùp ñaát thöù 2: h2 = 2.0 m - Lôùp ñaát thöù 3: h3 = 19.2 m Vaäy toång troïng löôïng coïc trong caùc lôùp ñaát Troïng löôïng moùng khoái qui öôùc Trò tieâu chuaån löïc doïc xaùc ñònh ñeán ñaùy moùng khoái qui öôùc Moâmen tieâu chuaån töông öùng troïng taâm khoái moùng qui öôùc (theo phöông Y) Ñoä leäch taâm AÙp löïc tieâu chuaån taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc Þ Þ Þ 5.1.2. Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy moùng khoái qui öôùc Trong ñoù - ktc = 1: Heä soá ñoä tin caäy (caùc chæ tieâu cô lyù ñaát neàn xaùc ñònh töø keát quaû khaûo saùt ñòa chaát coâng trình) - m1, m2: laàn löôït laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuaû neàn vaø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø hoaëc coâng trình coù taùc duïng qua laïi vôí neàn, tra theo baûng 3.1/27 saùch Höôùng Daãn Ñoà AÙn Neàn vaø Moùng (GS-TS Nguyeãn Vaên Quaûng – KS Nguyeãn Höõu Khaùng). - m1 = 1.1 (caùt buïi) - m2 = 1.2 (caùt buïi vaø L/H £ 1.5) - gII = g = 19.1(kN/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa lôùp ñaát naèm döôùi muõi coïc. - gII’ : troïng löôïng rieâng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi trôû xuoáng. Þ - CII =30.3 kN/m2 : Löïc dính cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc - jII = 16005’ : Goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc, tra baûng 3-2 ta ñöôïc gía trò A = 0.36, B = 2.58, D = 5.0 - HM = 28.5m : Chieàu cao moùng khoái qui öôùc Þ = 1087.58 kN/m2 Vaäy söùc chòu taûi cuûa neàn thoûa maõn ñieàu kieän: stb< RII vaø smax < 1.2RII vôùi : Þ Ñaát neàn döôùi khoái moùng quy öôùc oån ñònh 6. Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng - Ñieàu kieän - Tính luùn baèng phöông phaùp coäng luùn phaân toá Lôùp ñaát thöù i Li (m) gi (kN/m3) sibt = li.gi (kN/m2) 1 3.0 19.8 59.40 1’ 4.3 9.8 42.14 2 2.0 10.0 20.00 3 19.2 9.1 174.72 - ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc szbt = ågi.hi = 59.40 + 42.14 + 20.00 + 174.72 = 296.26 kN/m2 - Öùng suaát gaây luùn taïi moùng khoái qui öôùc : szgl = stb - szbt = 384.08 -296.26 = 87.82 kN/m2 - Chia ñaát neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp ñaát baèng nhau vaø baèng : BM/5=0.956 m. ÖÙng suaát gaây luùn giaûm daàn theo ñoä saâu keå töø ñaùy moùng khoái qui öôùc vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : sgl = koxszgl vôùi ko heä soá tra baûng phuï thuoäc vaøo heä soá cuûa 2Z/BM vaø LM/BM Ñieåm Z 2Z/Bm Ko szgl szbt szgl/szbt 0 0.000 0.00 1.000 296.26 87.82 3.37 1 0.956 0.40 0.894 264.75 106.75 2.48 2 1.913 0.80 0.729 216.12 125.69 1.72 3 2.869 1.20 0.588 174.34 144.62 1.21 4 3.825 1.60 0.469 138.88 163.55 0.85 5 4.781 2.00 0.369 109.23 182.49 0.60 6 5.738 2.40 0.286 84.86 201.42 0.42 7 6.694 2.80 0.220 65.25 220.36 0.30 8 7.650 3.20 0.168 49.87 239.29 0.21 9 8.607 3.60 0.129 38.20 258.23 0.15 Taïi ñoä saâu Z = 8.607 m keå töø ñaùy moùng khoái quy öôùc, ta coù sZgl = 38.20kN/m2 < 0.2xsZbt = 51.65 kN/m2 . Vaäy ta coù theå xem phaïm vi chòu luùn keát thuùc taïi ñoä saâu HCN = 8.61 m keå töø ñaùy moùng khoái qui öôùc. Ñoä luùn neàn ñöôïc xaùc ñònh S = åSi vôùi e1i vaø e2i tra töø bieåu ñoà ñöôøng cong neùn luùn, phuï thuoäc vaøo P1i vaø P2i P1i = sZbt P2i = sZbt + sZgl Tính ñoä luùn Si taïi vò trí trung bình cuûa phaân lôùp hi Ñieåm Z P1i P2i e1i e2i hi Si 0 0.000 87.82 384.08 1 0.956 106.75 371.50 0.504 0.474 0.956 0.0191 2 1.913 125.69 341.81 0.501 0.477 0.956 0.0153 3 2.869 144.62 318.96 0.498 0.479 0.956 0.0121 4 3.825 163.55 302.44 0.495 0.480 0.956 0.0096 5 4.781 182.49 291.72 0.492 0.481 0.956 0.0071 6 5.738 201.42 286.28 0.489 0.482 0.956 0.0045 7 6.694 220.36 285.60 0.487 0.482 0.956 0.0032 8 7.650 239.29 289.16 0.486 0.481 0.956 0.0032 9 8.607 258.23 296.42 0.484 0.481 0.956 0.0019 Toång ñoä luùn S = åSi = 0.076m = 7.6 cm. Theo TCXD 205-1998 veà nhaø daân duïng nhieàu taàng coù khung hoaøn toaøn baèng beâtoâng coát theùp thì ñoä luùn tuyeät ñoái lôùn nhaát cho pheùp laø Sgh = 8cm. Vaäy coâng trình thoaû maõn ñieàu kieän veà ñoä luùn. 7. Tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang 7.1. Tính toaùn coïc chòu taùc duïng cuûa taûi troïng ngang 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 Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc Eb.I = 2.9x107 x 0.0201 = 583080 kN.m2 Chieàu roäng quy öôùc cuûa coïc bc theo TCXD 205 – 1998 + d ³ 0.8m Þ bc = d + 1 + d £ 0.8m Þ bc = 1.5d + 0.5 = 1.5x0.80 + 0.5 = 1.7 m Heä soá tính theo coâng thöùc Cz = k.z Chieàu daøi aûnh höôûng: Iah= 2(d + 1) = 2 x (0.80 + 1) = 3.6m Chieàu daøi aûnh höôûng naèm trong lôùp ñaát thöù 1 laø lôùp seùt caùt laãn saïn, maøu naâu nhaït, xaùm xanh, xaùm traéng, traïng thaùi nöûa cöùng (IL = 0.1), tra baûng G.1-TCXD 205-1998 ta ñöôïc heä soá neàn k = 450T/m4 = 4500 kN/m4 Heä soá bieán daïng ñöôïc tính theo coâng thöùc Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát ñöôïc tính theo coâng thöùc Le = abd.L = 0.42 x 26.0 = 10.93 m Taûi ngang treân ñaàu coïc theo phöông Y 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 = 10kN dHM chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Mo = 10kNm dMH goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kN) bôûi Ho = 10kN dMM goùc xoay cuûa tieát dieän (1/kNm) bôûi Mo= 10kNm Le = 10.93 m > 4m, coïc töïa leân ñaát Þ ta tra baûng G2 – TCXD 205 -1998 ôû doøng cuoái öùng vôùi Le > 4 ñöôïc Ao= 2.441; Bo= 1.621; Co=1.751 Tính chuyeån vò cuûa ñaàu coïc taïi ngaøm Vì ñaàu coïc ngaøm cöùng vaøo ñaùy beä, döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù moät moâment ta goïi ñoù laø moâment ngaøm. Theo phöông Y 7.1.1. Kieåm tra chuyeån vò ngang ñaàu coïc Theo phöông Y Y0tc = dHH.QYtc + dHM.Mftc = 5.64x10-5x0.06+ 3.74x10-5x(-0.06) = 1.32x10-6m = 0.000132 cm Y0tt = dHH.QYtt + dHM.Mftt = 5.64x10-5x 0.7 + 3.74x10-5x(-0.06) = 1.52x10-6m = 0.000152 cm Ta thaáy Y0tc + Y0tt = 0.000132 + 0.000152 = 0.0028 cm < 1 cm Þ Thoaû ñieàu kieän chuyeån vò ngang taïi ñaàu coïc theo phöông Y. 7.1.2. Kieåm tra laïi chuyeån vò xoay cuûa ñaàu coïc Theo phöông Y Yo = Qtt . dMH + Mtt.dMM = 0.07x3.74x10-5 + (-0.06)x4.04.10-5= 0 » 0(rad) Caùc giaù trò chuyeån vò xoay cuûa ñaàu coïc theo caû hai phöông ñeàu gaàn baèng 0. Thoaû ñieàu kieän veà chuyeån vò xoay cuûa ñaàu coïc. 7.1.3.Tính Mz , Qz theo chieàu saâu coïc - Theo phöông Y Vôùi: Y0tt = 1.52.10-6m E.I = 583080 kNm2 a = 0.42 m-1 y0 = 0 Mftt = -0.06 kNm QYtt = 0.07 kN Mz = a2.E.I.Yo.A3 - a.E.I.y0.B3 + Mftt.C3 +D3.Qtt/a Þ Mz = 0.422x593080x 1.52x10-6xA3 – 0.06xC3 + D3x0.07/0.42 ÞMz = 0.001566xA3 – 0.06xC3 + 0.16654xD3 Qz = a3.E.I.Yo.A4 - a2.E.I.y0.B4 + a.Mftt.C4 + Qtt.D4 ÞQz = 0.423x583080x1.52x10-6xA4 – 0.42x0.06xC4 + 0.07xD4 ÞQz = 0.00066xA4 –0.03xC4 + 0.07xD4 Vôùi z=ze/a : Chieàu saâu thöïc teá vò trí tieát dieän coïc trong ñaát tính töø ñaùy ñaøi coïc ze: Chieàu saâu tính ñoåi Trong ñoù caùc heä soá ze, A3, B3, C3, D3, A4, B4, C4, D4 tra baûng G.3 – TCXD 205-1998 7.1.4.Giaù trò moment mY (xoay quanh truïc OY) vaø löïc caét QX (theo phöông truïc OX) taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc Zm Ze A3 C3 D3 Mz A4 C4 D4 Qz 0.00 0.0 0.000 1.000 0.000 -0.06 0.000 0.000 1.000 0.07 0.24 0.1 0.000 1.000 0.100 -0.05 -0.005 0.000 1.000 0.07 0.48 0.2 -0.001 1.000 0.200 -0.03 -0.020 0.000 1.000 0.07 0.71 0.3 -0.005 1.000 0.300 -0.01 -0.045 -0.001 1.000 0.07 0.95 0.4 -0.011 1.000 0.400 0.00 -0.080 -0.003 1.000 0.07 1.19 0.5 -0.021 0.999 0.500 0.02 -0.125 -0.008 0.999 0.07 1.43 0.6 -0.036 0.998 0.600 0.04 -0.180 -0.016 0.997 0.07 1.67 0.7 -0.057 0.996 0.699 0.05 -0.245 -0.030 0.994 0.07 1.90 0.8 -0.085 0.992 0.799 0.07 -0.32 -0.051 0.989 0.07 2.14 0.9 -0.121 0.985 0.897 0.09 -0.404 -0.082 0.98 0.07 2.38 1.0 -0.167 0.975 0.994 0.10 -0.499 -0.125 0.967 0.06 2.62 1.1 -0.222 0.96 1.090 0.12 -0.603 -0.183 0.946 0.06 2.85 1.2 -0.287 0.938 1.183 0.14 -0.716 -0.259 0.917 0.06 3.09 1.3 -0.365 0.907 1.273 0.15 -0.838 -0.356 0.876 0.05 3.33 1.4 -0.455 0.866 1.358 0.17 -0.967 -0.479 0.821 0.04 3.57 1.5 -0.559 0.881 1.437 0.18 -1.105 -0.63 0.747 0.03 3.81 1.6 -0.676 0.739 1.507 0.20 -1.248 -0.815 0.652 0.02 4.04 1.7 -0.808 0.646 1.566 0.22 -1.396 -1.036 0.529 0.01 4.28 1.8 -0.956 0.53 1.612 0.23 -1.547 -1.299 0.374 -0.01 4.52 1.9 -1.118 0.385 1.64 0.25 -1.699 -1.608 0.181 -0.03 4.76 2.0 -1.295 0.207 1.646 0.26 -1.848 -1.966 -0.057 -0.06 5.23 2.2 -1.693 -0.271 1.575 0.28 -2.125 -2.849 -0.692 -0.13 5.71 2.4 -2.141 -0.941 1.352 0.28 -2.339 -3.973 -1.592 -0.22 6.19 2.6 -2.621 -1.877 0.917 0.27 -2.437 -5.355 -2.821 -0.34 6.66 2.8 -3.103 -3.408 0.197 0.25 -2.346 -6.99 -4.445 -0.50 7.14 3.0 -3.541 -4.688 -0.891 0.15 -1.969 -8.84 -6.52 -0.70 8.33 3.5 -3.919 -10.34 -5.854 -0.31 1.074 -13.692 -13.826 -1.34 8. Tính theùp cho ñaøi coïc 8.1.. Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng ñaøi moùng Vôùi kích thöôùc coät lc x bc = 0.4m x 0.6m; hñ = 1.5m Coïc caém vaøo ñaøi 0.2 m Þ h0 = hñ - 0.2 = 1.3 (m) Ñieàu kieän xuyeân thuûng Pxt £ 0.75 x Rkuxtho Vôùi Pxt = (soá coïc ngoaøi phaïm vi xieân thuûng) x Pctb Vôùi chieàu cao cuûa ñaøi nhö vaäy, thaùp choïc thuûng 450 töø chaân coät chuøm ra ngoaøi caùc tim coïc neân khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng. 8.2.Tính coát theùp Xem ñaøi coïc laø moät baûn consol vôùi moät ñaàu ngaøm vôùi coät, ñaàu kia töï do vôùi caùc löïc taùc duïng laø caùc löïc taäp trung do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra. Moâmen theo phöông A-A M = Pmaxxl1 = 1572.53 x 0.90 = 1415.28 kNm Dieän tích coát theùp Trong ñoù : - Ra = 280 MPa (söû duïng theùp CII) - ho: laø chieàu cao coù ích cuûa moùng tính töø maët ñaát töï nhieân ñeán troïng taâm theùp chòu neùn ho = hm – (a + f/2) = 150 – 20 = 130 cm - Choïn 12f22 coù a = 100 (Fa = 45.62 cm2 ) - Theùp theo phöông B-B choïn theo caáu taïo f14a200. VII. SO SAÙNH VAØ LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG AÙN MOÙNG TOÁI ÖU Ñeå so saùnh hai phöông aùn moùng chính xaùc raát phöùc taïp vì coøn phuï thuoäc raát nhieàu yeáu toá nhö phöông phaùp thi coâng, ñieàu kieän thi coâng, giaù thaønh vaät lieäu cuõng nhö aûnh höôûng cuûa coâng trình laân caän khi tieán haønh thi coâng. Theo baûng khoái löôïng cho thaáy moùng coïc eùp beâ toâng coát theùp ñaøi ñôn ít toán vaät lieäu hôn moùng coïc khoan nhoài, bieän phaùp thi coâng cuõng deå daøng hôn. Theo kyõ thuaät thi coâng cho thaáy moùng coïc nhoài ñoøi hoûi kyõ thuaät cao bieän phaùp thi coâng phöùc taïp, kieåm tra chaát luôïng coïc gaëp nhieàu khoù khaên, deå xaûy ra söï coá trong quaù trình thi coâng ñoå beâ toâng vaø raát toán keùm trong quaù trình thöïc hieän. * Löïa choïn keát quaû - Caên cöù vaøo nhöõng ñieåm treân cho thaáy phöông aùn moùng coïc eùp beâ toâng coát theùp ñaøi ñôn laø hôïp lyù phuø hôïp vôùi taûi troïng cuûa coâng trình.