Tính toán về móng cọc khoan nhồi

CHÖÔNG 9 TÍNH TOAÙN MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI KHAÙI QUAÙT CHUNG VEÀ MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI Coïc khoan nhoài laø loaïi coïc ñöôïc cheá taïo vaø thi coâng taïi hieän tröôøng Thi coâng Goàm caùc böôùc cô baûn sau Taïo hoá khoan: coù ñöôøng kính baèng ñöôøng kính thieát keá daïng troøn hay chöõ nhaät (coïc barrette). Trong quaù trình taïo hoá khoan thaønh vaùch ñöôïc giöõ oån ñònh baèng oáng vaùch keát hôïp bôm dung dòch Bentonite vaøo hoá khoan, vöõa Bentonite luoân giöõ cao hôn möïc nöôùc ngaàm töø 1 ñeán 2 m trong hoá khoan. Veä sinh hoá moùng: thaû moät maùy bôm xuoáng taän ñaùy hoá khoan ñeå huùt buøn khoan cho ñeán khi chieàu daøy lôùp buøn khoan nhoû hôn 2cm. Haï loàng coát theùp: trong quaù trình haï, caàn chuù yù ñònh vò ñeå loàng coát theùp ñöôïc ñaët giöõa hoá khoan. Ñoå beâ toâng: laáp loàng hoá khoan theo phöông phaùp vöõa daâng, ñoàng thôøi ñaåy dung dòch Bentonite ra ngoaøi, thu hoài dung dòch Bentonit theo phöông phaùp tuaàn hoaøn nghòch, haïn cheá toái ña söï xaâm nhaäp dung dòch Bentonit vaøo beâtoâng. Yeâu caàu maùc Beâtoâng phaûi > 300, ñoä suït khoâng nhoû hôn 14cm vaø söû duïng theâm caùc loaïi loaïi phuï gia chaäm ñoâng khaùc. Öu ñieåm cuûa coïc khoan nhoài Khi thi coâng khoâng gaây aûnh höôûng chaán ñoäng vaø moâi tröôøng xung quanh. Söùc chòu taûi cuûa coïc raát lôùn. Löôïng theùp trong coïc khoan nhoài ít chuû yeáu ñeå chòu taûi troïng ngang (ñoái vôùi coïc ñaøi thaáp). Coù theå thi coâng coïc qua caùc lôùp ñaát cöùng naèm xen keû hay qua caùc lôùp caùt daøy maø ñoái vôùi coïc ñoùng hoaëc coïc eùp raát khoù thi coâng. Nhöôïc ñieåm Giaù thaønh cao do kyõ thuaät thi coâng phöùc taïp. Vieäc kieåm tra chaát löôïng beâ toâng coïc khoan nhoài chæ thöïc hieän ñöôïc sau khi ñaõ thi coâng coïc xong, raát phöùc taïp baèng phöông phaùp sieâu aâm hay thöû tænh coïc, giaù thaønh cao, vieäc xöû lyù khuyeát taät cuûa coïc raát khoù khaên vaø toán keùm. Ma saùt beân thaân coïc coù theå giaûm ñi ñaùng keå so vôùi coïc ñoùng vaø coïc eùp do coâng ngheä taïo khoan loã. Khi coïc coù ñöôøng kính lôùn vaø daøi thì troïng löôïng coïc seõ lôùn laøm taêng taûi troïng truyeàn xuoáng neàn. THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI ÑAØI ÑÔN Taûi troïng taùc duïng leân moùng Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí caùc chaân coät. Laáy toå hôïp noäi löïc coù nhöõng noäi löïc nguy hieåm nhaát cho moùng (Nmax – Mxtö – Mytö – Qxtö – Qytö) Baûng 9.1: Baûng taûi troïng taùc duïng leân moùng A2. Nmax (T) Mx (T) My (T) Qx (T) Qy (T) Trò tính toaùn 837,324 5,87 40,447 3,059 16,35 Trò tieâu chuaån 728,1 5,1 35,2 2,7 14,2 Trong ñoù Choïn loaïi vaät lieäu, kích thöôùc coïc vaø chieàu saâu choân moùng Ñöôøng kính coïc D = 1,20 m Dieän tích F = 1,130 m2 Chu vi u = 3,77 m Beâ toâng coïc vaø ñaøi coïc M 400 Rn = 170 kg/cm2 Rk = 12 kg/cm2 Coát theùp coïc vaø ñaøi coïc AIII Ra = 3600 kg/cm2 AII Ra = 2800 kg/cm2 Chieàu daøi coïc phaàn ngoaøi ñaøi 55 m Hình 9.1: Sô ñoà löïa choïn sô kích thöôùc moùng. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo caùc ñaëc tröng ñaát neàn a. Theo cöôøng ñoä ñaát neàn [ phuï luïc B – [7]] Theo [7], söùc chòu taûi cuûa coïc bao goàm 2 thaønh phaàn: ma saùt beân vaø söùc choáng döôùi muõi coïc. Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc: Qu = Qs + Qp = As.fs + Ap .qp Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc: Do coïc ñi qua nhieàu lôùp ñaát neân Qu = Ap.qp + u trong ñoù: . FSs - heä soá an toaøn doïc thaân coïc ( 1.5 2.0) ; . FSp - heä soá an toaøn ôû muõi coïc ( 2.0 3.0); . Ñoái vôùi coïc khoan nhoài laáy FSs=2.0, FSp=3.0; . Qu - söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc; . Qs - söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân; . Qp - söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc; . fs - ma saùt beân ñôn vò giöõa coïc vaø ñaát; . qp - cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc; . As - dieän tích cuûa maët beân coïc; . Ap - dieän tích tieát dieän muõi coïc; . fsi - ma saùt beân taïi lôùp ñaát thöù i; . li - chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i; . u - chu vi coïc. Ma saùt treân ñôn vò dieän tích maët beân cuûa coïc fs tính theo coâng thöùc sau: trong ñoù: . - löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát ; . - goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn ; . - öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng do troïng löôïng baûn thaân coät ñaát (coù xeùt ñeán ñaåy noåi khi lôùp ñaát naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm). - khi khoâng coù möïc nöôùc ngaàm; - khi coù möïc nöôùc ngaàm. svi = . KS - heä soá aùp löïc ngang trong ñaát, vôùi coïc khoan nhoài [11]. - Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc: trong ñoù: . g - dung troïng ñaát neàn döôùi muõi coïc (kN/m3); . d - đñöôøng kính tieát dieän coïc (m); . c - löïc dính ñaát neàn döôùi muõi coïc (kN/m2); . sVP - öùng suaát theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc (kN/m2); - khi khoâng coù möïc nöôùc ngaàm; - khi coù möïc nöôùc ngaàm. . Nc, Nq, Ng - heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc chuû yeáu vaøo goùc ma saùt trong j vaø hình daïng muõi coïc tra baûng heä soá chòu taûi Terzaghi [24]. Baûng 9.2: Söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân vaø söùc choáng döôùi muõi coïc. Söùc chòu taûi cho pheùp: (kN) b.Theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn [ phuï luïc A – [7]] Tính söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn theo ñaát neàn, [7]: trong ñoù: . ktc - heä soá an toaøn laáy baèng 1.4; . m - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, muõi coïc töïa treân lôùp ñaát caùt coù ñoä baõo hoaø G > 0.85 neân laáy m = 1.0; . mR - heä soá laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muõi coïc, laáy mR=1.0; . mfi - heä soá laøm vieäc cuûa ñaát ôû maët beân coïc, phuï thuoäc vaøo phöông phaùp taïo loã khoan, laáy theo baûng A5 [7] laáy baèng 0.6; . - ma saùt beân cuûa lôùp ñaát thöù i ñöôïc chia (m) ôû maët beân cuûa coïc (kN/m2), giaù trò tra theo Baûng A.2 Phuï Luïc A [7]. . li - chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc; . Ap - dieän tích tieát dieän muõi coïc (m2); Ap = 0.785 (m2) . u - chu vi thaân coïc (m); u = 3.14 m . qP - cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc, muõi coïc ñaët vaøo trong lôùp ñaát caùt. Vôùi chieàu saâu muõi coïc h = 55m (so vôùi maët ñaát tính toaùn), giaù trò qP ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc A8 Phuï Luïc A [7]: trong ñoù: a, b, Aok , Bko = f(jI) tra baûng A6 Phuï Luïc A [7]; gI’ - trò tính toaùn cuûa troïng löôïng theå tích ñaát, (kN/m3), ôû phía döôùi muõi coïc (khi ñaát no nöôùc coù keå ñeán söï ñaåy noåi trong nöôùc); gI - trò tính toaùn trung bình (theo caùc lôùp) cuûa troïng löôïng theå tích ñaát, (kN/m3), ôû phía treân muõi coïc (khi ñaát no nöôùc coù keå ñeán söï ñaåy noåi trong nöôùc); gI = (vôùi h tính töø cao ñoä MÑTT ñeán muõi coïc) gI=(0,461*5,9+0,931*3,9+0,878*11,2+0,947*8,5+0929*4,9+0,952*18,6 +0,968*5)/58 = 0,8851 (kN/m2) L – chieàu daøi coïc, (m); dp – ñöôøng kính coïc, (m). b.1. Xaùc ñònh caùc giaù trò chòu taûi do ma saùt beân: Baûng 9.3: Baûng giaù trò chòu taûi do ma saùt beân. b.2. Xaùc ñònh caùc giaù trò chòu taûi do muõi coïc: a = 0.59 b = 0.22 Aok = 24.4 Bok = 45.5 = > qp = 0.75*0.22*(0,968*1.2*24.4+ 0.59*0,8851*55*45.5) = 220,3(T/m2) Qtc = 1.0 *(1.0 *220,3*1,13 + 3,77* 203,62) = 1017 (T) Qa(b) = = = 726,43 (kN) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo caùc ñaëc tröng ñaát neàn (T) Ptt = Qa = 467,55 (T) Xaùc ñònh soá löôïng coïc vaø kích thöôùc ñaøi coïc Ñeå caùc coïc laøm vieäc coù hieäu quaû, caùc coïc ñöôïc boá coù tim caùch nhau moät ñoaïn ³ 3d. a = 3d = 3*1.2 = 3.6 m Aùp löïc tính toaùn do phaûn löïc ñaàu coïc taùc duïng leân ñaùy ñaøi =36,076 (T/m2 ) Dieän tích sô boä cuûa ñaùy ñaøi coïc Añ = 24,71 m2 Troïng löôïng tính toaùn sô boä ñaøi, ñaát treân ñaøi vaø löïc doïc tính toaùn ñaùy ñaøi N0tt = Ntt + 1.1x21.1x3x20 = 891,194 (T) Xaùc ñònh soá löôïng coïc nc = = 2,86 coïc trong ñoù: . Ntt - taûi troïng tính toaùn; . Ptt - söùc chòu taûi cuûa coïc; . k - heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâmen; Choïn nttc = 4 coïc Hình 9.2: Sô ñoà boá trí moùng trong ñaøi coïc. Dieän tích thöïc teá cuûa ñaøi coïc ñöôïc choïn: Añ = 6.0 x 6.0 = 36.0 ( m2) Löïc doïc tính toaùn thöïc teá xaùc ñònh ñeán coát ñaùy ñaøi N0tt = Ntt + Nñaøi = 728,108+ 1,1*36.0*2*3 = 965,708 (T) Kieåm tra taûi troïng doïc truïc taùc duïng leân töøng coïc trong nhoùm Moâment tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñaùy ñaøi: Tm; Tm. Theo [7] taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: trong ñoù: . - taûi troïng thaúng ñöùng tính toaùn taïi ñaùy ñaøi; . M0y - moâmen xoay quanh truïc 0y taïi ñaùy ñaøi; . M0x - moâmen xoay quanh truïc 0x taïi ñaùy ñaøi; xmax = 1.8m, ymax = 1.8m; T; T. T Troïng löôïng coïc: T Kieåm tra: (T) < (T) (thoaû) (T) > 0 (coïc chæ chòu neùn); Nhö vaäy, coïc thieát keá thoaû maõn ñieàu kieän löïc max truyeàn xuoáng daõy coïc bieân vaø Nmintt > 0 neân coïc chæ chòu neùn neân khoâng caàn kieåm tra coïc chòu löïc nhoå. à Ñieàu kieän chòu taûi cuûa moùng coïc ñaõ thoaû maõn vaø moùng laøm vieäc trong ñieàu kieän an toaøn. Tính luùn cho moùng coïc ñaøi ñôn (theo traïng thaùi giôùi haïn thöù hai) a. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái qui öôùc Tính luùn cho moùng coïc laø tính luùn cho neàn ñaát naèm döôùi muõi coïc. Neàn cuûa moùng coïc goàm caùc lôùp ñaát naèm trong chieàu saâu chòu neùn cöïc haïn Ha. Nhôø ma saùt giöõa maët xung quanh coïc vaø ñaát, taûi troïng cuûa moùng ñöôïc truyeàn treân dieän roäng hôn, xuaát phaùt töø meùp ngoaøi coïc, taïi ñaùy ñaøi vaø nghieâng moät goùc a ñöôïc tính nhö sau: Xaùc ñònh jIItb: trong ñoù: . jIIi - goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát coù chieàu daøy hi. Xaùc ñònh goùc a: Ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi muõi coïc do taûi troïng cuûa moùng khoái qui öôùc gaây neân goàm troïng löôïng cuûa ñaøi coïc, cuûa coïc vaø cuûa ñaát trong khoái qui öôùc abcd. Hình 9.3: Xaùc ñònh khoái moùng khoái qui öôùc. Xaùc ñònh chieàu daøi vaø chieàu roäng khoái moùng qui öôùc: m; Dieän tích ñaùy khoái moùng qui öôùc: m2 b. Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng qui öôùc Taûi troïng ñöùng: N = Ntc+ Gdai+Gdat+Gcoc+G’coc trong ñoù: + Ntc – taûi troïng tieâu chuaån taïi cao trình maët ñaøi, Ntc = 728,108 T + Gdai – troïng löôïng ñaøi vaø ñaát treân ñaøi, Gdai = Aquhgtb = 216,38*6*2 = 2596,56 T + Gdat – troïng löôïng ñaát, Gdat = AquShigiII +Gcoc – troïng löôïng coïc, Gcoc = 4gLAcoc =4* 2,5*55*1,13= 621,5 kN + G’coc - troïng löôïng ñaát bò coïc chieám choã G’coc=4*1,13*(0,461*5,9+0,931*3,9+0,878*11,2+0,947*8,5+0,929*4,9 +0,952*18,6 +0,968*5) = 232,026 T Baûng 9.4: Baûng giaù trò troïng löôïng ñaát. N= 728,108+2596,56+10758,35+232,026 = 14315,044 T Moâment tieâu chuaån taïi taâm ñaùy khoái moùng qui öôùc: Moxtc = -5,1 – 2,7 (55+1.8) = -158,46 T Moytc = -40,447 + 14,2(55+1.8) = 766,113 T Ñoä leäïch taâm: m; m. c. Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc kN/m2; T/m2; T/m2; T/m2. Xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc trong ñoù: . m1, m2 - heä soá ñieàu kieân laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø coâng trình xaùc ñònh theo Baûng 2.2[21] : m1 = 1.2, m2 = 1.3; . Ktc = 1.0 - heä soá tin caäy laáy theo[21]; . A, B, D - caùc heä soá khoâng thöù nguyeân laáy theo Baûng 3.2[20] phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong jII cuûa lôùp ñaát ñaùy khoái moùng qui öôùc: A = 1.096 B = 5.38 D = 7.78 vôùi jII = 29,37 0 à . CII = 0.31 T/m2 – trò tính toaùn löïc dính ñôn vò cuûa ñaát naèm döôùi ñaùy moùng qui öôùc; . gII = gIIñn =1,968– 1 = 0,968 T/m3 – dung troïng ñaát neàn naèm döôùi ñaùy moùng qui öôùc; . T/m3 – giaù trò trung bình dung troïng ñaát neàn töø ñaùy moùng khoái quy öôùc trôû leân kN/m3 .Bqu - cạnh ngắn khối moùng quy öôùc, Bqu = 14,71 m; .Hqu - chieàu cao moùng khoái quy öôùc tính töø ñaùy moùng khoái ñeán MÑTN, Hqu = 61.0 m; Cöôøng ñoä ñaát neàn à T/m2. Kieåm tra: (T/m2); (T/m2); à Vaäy neàn ñaát döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc oån ñònh, coù theå tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi moùng coïc theo quan nieäm neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính. e. Xaùc ñònh ñoä luùn cuûa moùng ÖÙng suaát gaây luùn taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc: T/m2 Chia ñaát neàn döôùi ñaùy khoái moùng qui öôùc thaønh caùc lôùp coù chieàu daøy baèng nhau vaø baèng 2 m (m). Coâng thöùc tính luùn: S= trong ñoù: bi = 0.8; hi = 2.0m – chieàu daøy lôùp phaân toá thöù I; - öùng suaát gaây luùn ôû giöõa phaân lôùp thöù i; Ko – tra baûng 3.7 [20], phuï thuoäc tæ soá caïnh moùng vaø m = ; Ei – modul bieán daïng cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc. Baûng 9.5: Baûng tính luùn. Chieàu daøy lôùp ñaát chòu neùn döôùi muõi coïc taïi vò trí coù: = 12,1 T/m2 < 0.2*57,556 = 11,51 T/m2 Ñoä luùn cuoái cuøng : S = 3.5 (cm) < Sgh = 8 cm àDo ñoù ñieàu kieän theo traïng thaùi giôùi haïn thöù hai thoaû. Hình 9.4: Bieåu ñoà öùng suaát gaây luùn döôùi ñaùy moùng. Tính toaùn moùng coïc chòu taùc duïng löïc ngang vaø moment theo [7] Baûng 9.6: Baûng giaù trò noäi löïc ñaùy ñaøi Löïc ngang Hx, Hy taùc duïng leân ñaàu coïc ôû ñaùy ñaøi: Baûng 9.7: Baûng giaù trò löïc ngang ñaàu coïc Tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang theo bieán daïng theo ñieàu kieän: trong ñoù: . - chuyeån vò ngang (m) vaø goùc xoay (radian) cuûa ñaàu coïc, xaùc ñònh theo tính toaùn. - giaù trò giôùi haïn cho pheùp cuûa chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa ñaàu coïc, ñöôïc qui ñònh trong nhieäm vuï thieát keá nhaø vaø coâng trình. Chuyeån vò ngang (m) vaø goùc xoay (radian) cuûa ñaàu coïc, ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ; ; vôùi: ; ; ; ; ; trong ñoù: . Eb - moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng (M.400) Eb = 330.105 kN/m2; . bc - chieàu roäng qui öôùc cuûa coïc, d = 1.2m > 0.8m laáy bc = d + 1m = 2.2m; . I - moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc m4; . K - heä soá tæ leä, phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát xung quanh coïc vaø ñaëc tröng cuûa noù ñöôïc xaùc ñònh theo Baûng G.1[7] Khi tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang, thöïc chaát coïc chæ laøm vieäc vôùi moät ñoaïn coïc coù chieàu daøi tính töø ñaùy cuûa ñaøi coïc goïi laø chieàu saâu aûnh höôûng cuûa neàn ñaát khi coïc chòu löïc ngang. Chieàu saâu aûnh höôûng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm: m. Hình 9.5: Sô ñoà xaùc ñònh heä soá ñaát neàn khi tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang K = 500 kN/m4 . abd - heä soá bieán daïng (1/m) . A0, B0, C0 - caùc heä soá khoâng thöù nguyeân laáy theo Baûng G.2 - TCXD 205 : 1998 phuï thuoäc vaøo chieàu saâu tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát m; à A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751; . dHH - chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän bôûi löïc H0 = QCtt = 1 m/T; . dMM - goùc xoay cuûa tieát dieän bôûi moâmen M0 = MCtt = 1 1/(kNm); . dMM - chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa tieát dieän bôûi moâmen M0 = MCtt = 1 vaø löïc H0 = QCtt = 1: 1/kN; . - chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän ngang coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi (ñaøi thaáp); . - goùc xoay cuûa tieát dieän ngang coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi (ñaøi thaáp); . H0 - giaù trò tính toaùn cuûa löïc caét taïi ñaàu coïc, laáy H0 = H = QCtt; . M0 - giaù trò tính toaùn cuûa moâmen taïi ñaàu coïc; M0 = Mng + QCtt´l0 - chieàu daøi ñoaïn coïc (m) töø ñaùy ñaøi ñeán maët ñaát, coïc ñaøi thaáp . Theo sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi, theo moãi phöông cuûa ñaøi ñeàu coù soá löôïng haøng coïc laø 2 haøng vaø chieàu cao cuûa ñaøi coïc laø hñ = 2.0m. Do ñoù coù theå xem coïc ñöôïc ngaøm cöùng vaøo ñaøi coïc vaø loaïi tröø khaû naêng xoay cuûa ñaàu coïc ()[21]. Tính moâmen ngaøm Mng taùc duïng taïi vò trí coïc vaø ñaøi. Tm; Tm; Chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän coïc = - 0,038 (cm) cm < 1 cm (thoaû); = 0,107 (cm) cm < 1 cm (thoaû); à Vaäy coïc thoaû maõn ñieàu kieän chuyeån vò ngang. Xaùc ñònh aùp löïc tính toaùn, moâmen uoán, löïc caét vaø löïc doïc trong tieát dieän coïc Moâmen uoán Mz (T.m), löïc caét Qz (T) vaø löïc doïc Nz (T) trong tieát dieän coïc ñöôïc tính toaùn theo caùc coâng thöùc sau: ; ; Nz = N; A3, B3, C3 vaø D3 A4, B4, C4 vaø D4 Caùc heä soá laáy theo Baûng G.3 - TCXD 205 : 1998 trong ñoù: . ze – chieàu saâu tính ñoåi: (m); . z – chieàu saâu thöïc teá vò trí tieát dieän coïc trong ñaát tính töø ñaùy ñaøi coïc ñoái vôùi coïc ñaøi thaáp (m); Caùc giaù trò Mz, Qz ñöôïc tính trong baûng sau: Baûng 9.9: Moment My vaø löïc caét Qx taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc. Baûng 9.8: Moment Mx vaø löïc caét Qy taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc. Tính toaùn coát theùp cho coïc Theo [7] haøm löôïng coát theùp trong coïc khoan nhoài m > 0.4% Þ dieän tích coát theùp As= x0.4%= x0.4%= 45,216 cm2 à Coát theùp trong coïc choïn 10f25, As =49,066 cm2 , a = 200 mm Coát ñai xoaén f8a200 Kieåm tra khaû naêng chòu löïc cuûa coïc theo vaät lieäu [22] trong ñoù: . - heä soá uoán doïc. Moùng coïc ñaøi thaáp, coïc khoâng xuyeân qua caùc taàng ñaát yeáu (than buøn, buøn, seùt yeáu, …) neân laáy ; . m1 - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. Coïc ñöôïc ñoå beâtoâng baèng oáng dòch chuyeån thaúng ñöùng, m1 = 0.85; . m2 - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc coù keå ñeán phöông phaùp thi coâng. Coïc ñöôïc ñoå beâtoâng trong dung dòch buøn bentonite, m2 = 0.7; . Rb - cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng khi neùn maãu hình truï, söû duïng beâtoâng M.400, Rn = 134 daN/cm2; . Ab - dieän tích tieát dieän coïc, Ab = 1,131 m2; . Ra - cöôøng ñoä tính toaùn coát theùp, Ra = 3600 daN/cm2; . As - dieän tích coát theùp trong coïc, As = 31.42 cm2; Söùc chòu taûi cuûa coïc: daN =10148 T. Kieåm tra: (T) < (T) (thoaû) à coïc thieát keá ñuû khaû naêng chòu taûi Tính toaùn ñaøi coïc Kieåm tra xuyeân thuûng theo [12] a.1. Coät xuyeân thuûng ñaøi coïc: Vieäc tính toaùn ñaâm thuûng, ngoaøi thaùp ñaâm thuûng coù ñoä doác 450, tuy vaäy trong ñaøi coïc, thaùp ñaâm thuûng coù theå coù goùc nghieâng khaùc 450, Hình 9.6: Caùc maët ñaâm thuûng cuûa coät neân seõ kieåm tra theo coâng thöùc: P £ [a1(bc + c2) + a2(hc + c2)]h0Rk trong ñoù: . P - löïc ñaâm thuûng baèng toång phaûn löïc cuûa coïc naèm ngoaøi phaïm vi cuûa ñaùy thaùp ñaâm thuûng; . bc, hc - kích thöôùc tieát dieän coät; . h0 - chieàu cao höõu ích cuûa ñaøi; . C1, C2 - khoaûng caùch treân maët baèng töø meùp coät ñeán meùp cuûa ñaùy thaùp ñaâm thuûng; . R - cöôøng ñoä tính toaùn chòu keùo cuûa beâtoâng; . a1, a2 - caùc heä soá P = Pttmax = 4x 232,93= 931,72 T; bc = 0.5m = 50cm; hc = 0.7 m = 70 cm; ho = 1.5 m = 150 cm; Rk = 12 daN/cm2 (beâtoâng M400); Vì C1, C2 < 0.5ho à C1 = C2 = 0.5ho = 0.75 m =75cm; à a1 = a2 =3.35 à VP = {3.35x(50+75)+ 3.35x(70+75)]x150x12 = 1628100 daN =1628,1 T à Vaäy ñaøi khoâng bò choïc thuûng. a.2. Coïc xuyeân thuûng ñaøi coïc: dieän chòu taûi xuyeân thuûng laø laø 1 hình noùn cuït coù: ñaùy nhoû cuûa coïc r = 60 cm ñaùy lôùn laáy nhö hình veõ R = 120 cm chieàu cao h = 1.4 m neân seõ kieåm tra theo coâng thöùc: P £Rk P = Pttmax = 232,93 T; à VP = x140x12 =475008 daN =475 T Vaäy ñaøi khoâng bò choïc thuûng. Hình 9.7: Caùc maët ñaâm thuûng cuûa coïc. b.Tính toaùn coát theùp ñaøi coïc Choïn maët ngaøm nhö hình veõ ñeå tìm moâmen lôùn nhaát Mmax tính toaùn coát theùp cho ñaøi. Hình 9.8: Sô ñoà tính theùp ñaøi coïc. Vôùi: T; Moâmen: T.m cm2 Coát theùp: Boá trí 22F30 (a=200 cm), As = 155,43 cm2. Boá trí cho caû hai phöông. Theùp trung gian ñeå choáng co ngoùt do nhieät boá trí F16 a300, khoaûng caùch caùc væ theùp laø 50cm theo phöông ñöùng. Nhaän xeùt: caùc soá lieäu choïn ban ñaàu laø thoaû maõn caùc traïng thaùi giôùi haïn cuûa coïc: Traïng thaùi thöù nhaát: Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc theo ñieàu kieän ñaát neàn. Ñoä beàn cuûa vaät lieäu laøm coïc vaø ñaøi coïc. Ñoä oån ñònh cuûa coïc vaø moùng. Traïng thaùi thöù hai: Ñoä luùn cuûa neàn coïc vaø moùng; Chuyeån vò ngang cuûa coïc vaø moùng THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI KHU VỰC VAÙCH 2-3-B-C: Taûi troïng taùc duïng leân moùng Taûi troïng truyeàn xuoáng moùng thoâng qua heä khung taïi vò trí chaân vaùch cöùng. Laáy toå hôïp noäi löïc coù nhöõng noäi löïc nguy hieåm nhaát cho moùng (Nmax – Mxtö – Mytö – Qxmax – Qymax) Noäi löïc ñöôïc toå hôïp coù ñieåm ñaët taïi taâm cöùng cuûa khoái vaùch, do ñoù ta caàn chuyeån veà taâm moùng ñeå tính toaùn. Baûng 9.10: Baûng taûi troïng taùc duïng leân moùng 2-3-B-C. Choïn loaïi vaät lieäu, kích thöôùc coïc vaø chieàu saâu choân moùng Hình 9.10: Sô ñoà löïa choïn sô kích thöôùc moùng. Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo caùc ñaëc tröng ñaát neàn: a. Theo cöôøng ñoä ñaát neàn: [phuï luïc B –[7]] Theo [7], söùc chòu taûi cuûa coïc bao goàm 2 thaønh phaàn: ma saùt beân vaø söùc choáng döôùi muõi coïc. Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc: Qu = Qs + Qp = As.fs + Ap .qp Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc: Do coïc ñi qua nhieàu lôùp ñaát neân Qu = Ap.qp + u trong ñoù: . FSs - heä soá an toaøn doïc thaân coïc ( 1.5 - 2.0) ; . FSp - heä soá an toaøn ôû muõi coïc ( 2.0 - 3.0); Ñoái vôùi coïc khoan nhoài laáy FSs=2.0, FSp=3.0; . Qu - söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc; . Qs - söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân; . Qp - söùc chòu taûi cöïc haïn do söùc choáng döôùi muõi coïc; . fs - ma saùt beân ñôn vò giöõa coïc vaø ñaát; . qp - cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc; . As - dieän tích cuûa maët beân coïc; . Ap - dieän tích tieát dieän muõi coïc; . fsi - ma saùt beân taïi lôùp ñaát thöù i; . li - chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i; . u - chu vi coïc. Ma saùt treân ñôn vò dieän tích maët beân cuûa coïc fs tính theo coâng thöùc sau: trong ñoù: . - löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát ; . - goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn; . - öùng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng do troïng löôïng baûn thaân coät ñaát (coù xeùt ñeán ñaåy noåi khi lôùp ñaát naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm). - khi khoâng coù möïc nöôùc ngaàm; - khi coù möïc nöôùc ngaàm. svi = . KS - heä soá aùp löïc ngang trong ñaát, vôùi coïc khoan nhoài [11]. - Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc: trong ñoù: . g - dung troïng ñaát neàn döôùi muõi coïc (kN/m3); . d - đñöôøng kính tieát dieän coïc (m); . c - löïc dính ñaát neàn döôùi muõi coïc (kN/m2); . sVP - öùng suaát theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc (kN/m2); - khi khoâng coù möïc nöôùc ngaàm; - khi coù möïc nöôùc ngaàm. . Nc, Nq, Ng - heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc chuû yeáu vaøo goùc ma saùt trong j vaø hình daïng muõi coïc tra baûng heä soá chòu taûi Terzaghi [24]. Baûng 9.11: Söùc chòu taûi cöïc haïn do ma saùt beân vaø söùc choáng döôùi muõi coïc. Söùc chòu taûi cho pheùp: (T) b.Theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn: [phuï luc A-[7]] Tính söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn theo ñaát neàn, [7]: trong ñoù: . ktc - heä soá an toaøn laáy baèng 1.4; . m - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, muõi coïc töïa treân lôùp ñaát caùt coù ñoä baõo hoaø G > 0.85 neân laáy m = 1.0; . mR - heä soá laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muõi coïc, laáy mR=1.0; . mfi - heä soá laøm vieäc cuûa ñaát ôû maët beân coïc, phuï thuoäc vaøo phöông phaùp taïo loã khoan, laáy theo baûng A5 [7] laáy baèng 0.6; . - ma saùt beân cuûa lôùp ñaát thöù i ñöôïc chia (m) ôû maët beân cuûa coïc (kN/m2), giaù trò tra theo Baûng A.2 Phuï Luïc A [7]. . li - chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi coïc; . Ap - dieän tích tieát dieän muõi coïc (m2); Ap = 1.13 (m2) . u - chu vi thaân coïc (m); u = 4,71 m . qP - cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc, muõi coïc ñaët vaøo trong lôùp ñaát caùt. Vôùi chieàu saâu muõi coïc h = 67,5m (so vôùi maët ñaát tính toaùn), giaù trò qP ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc A8 Phuï Luïc A [7]: trong ñoù: a, b, Aok , Bko = f(jI) tra baûng A6 Phuï Luïc A [7]; gI’ - trò tính toaùn cuûa troïng löôïng theå tích ñaát, (kN/m3), ôû phía döôùi muõi coïc (khi ñaát no nöôùc coù keå ñeán söï ñaåy noåi trong nöôùc); gI - trò tính toaùn trung bình (theo caùc lôùp) cuûa troïng löôïng theå tích ñaát, (kN/m3), ôû phía treân muõi coïc (khi ñaát no nöôùc coù keå ñeán söï ñaåy noåi trong nöôùc); gI = (vôùi h tính töø cao ñoä MÑTT ñeán muõi coïc) gI=(0,461*5,9+0,931*3,9+0,878*11,2+0,947*8,5+0,929*4,9+0,952*18,6 +0,968*9,5+6,5*0,998)/59,5 = 0,901 (T/m2) (kN/m2) L – chieàu daøi coïc, (m); dp – ñöôøng kính coïc, (m). b.1. Xaùc ñònh caùc giaù trò chòu taûi do ma saùt beân: Baûng 9.12: Baûng giaù trò chòu taûi do ma saùt b.2. Xaùc ñònh caùc giaù trò chòu taûi do muõi coïc: a = 0.61 b = 0.22 Aok = 29.5 Bok = 54.75 = > qp = 0.75*0.22*(0,998*1.5*29.5+ 0.61*0,901*67.5*54.75) = 324,43 (T/m2) Qtc = 1.0 *(1.0 *324.43*1.77 + 4.71* 269,6231) = 2168.6(T) Qa(b) = = =1549 (kN) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo caùc ñaëc tröng ñaát neàn (T) Ptt = Qa = 979.51 (T) Xaùc ñònh soá löôïng coïc vaø kích thöôùc ñaøi coïc Ñeå caùc coïc laøm vieäc coù hieäu quaû, caùc coïc ñöôïc boá coù tim caùch nhau moät ñoaïn ³ 3d. a = 3d = 3*1.2= 3.6 m Aùp löïc tính toaùn do phaûn löïc ñaàu coïc taùc duïng leân ñaùy ñaøi =75.6 (T/m2 ) Dieän tích sô boä cuûa ñaùy ñaøi coïc Añ = 251.98 m2 Troïng löôïng tính toaùn sô boä ñaøi, ñaát treân ñaøi vaø löïc doïc tính toaùn ñaùy ñaøi N0tt = Ntt + 1.1x969.5x3x2 = 16800.6(kN) Xaùc ñònh soá löôïng coïc nc = = 33 coïc trong ñoù: . Ntt - taûi troïng tính toaùn; . Ptt - söùc chòu taûi cuûa coïc; . k - heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa moâmen; Choïn nttc = 36 coïc Hình 9.11: Sô ñoà boá trí moùng trong ñaøi coïc. Dieän tích thöïc teá cuûa ñaøi coïc ñöôïc choïn: Añ =20.4 x 20.4 = 416.16 ( m2) Löïc doïc tính toaùn thöïc teá xaùc ñònh ñeán coát ñaùy ñaøi N0tt = Ntt + Nñaøi = 10401,9+ 1,1*416.16*2*3 =13148.56 (T) Kieåm tra taûi troïng doïc truïc taùc duïng leân töøng coïc trong nhoùm Moâment tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñaùy ñaøi: Tm; Tm. Theo [7] taûi troïng doïc truïc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát do coâng trình taùc duïng leân coïc trong nhoùm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: trong ñoù: . - taûi troïng thaúng ñöùng tính toaùn taïi ñaùy ñaøi; . M0y - moâmen xoay quanh truïc 0y taïi ñaùy ñaøi; . M0x - moâmen xoay quanh truïc 0x taïi ñaùy ñaøi; xmax =9m, ymax = 9m; T; T. Troïng löôïng coïc: T Kieåm tra: (T) < (T) (thoaû) (T) > 0 (coïc chæ chòu neùn); Nhö vaäy, coïc thieát keá thoaû maõn ñieàu kieän löïc max truyeàn xuoáng daõy coïc bieân vaø Nmintt > 0 neân coïc chæ chòu neùn neân khoâng caàn kieåm tra coïc chòu löïc nhoå. à Ñieàu kieän chòu taûi cuûa moùng coïc ñaõ thoaû maõn vaø moùng laøm vieäc trong ñieàu kieän an toaøn. Tính luùn cho moùng coïc ñaøi beø (theo traïng thaùi giôùi haïn thöù hai): a. Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái qui öôùc Tính luùn cho moùng coïc laø tính luùn cho neàn ñaát naèm döôùi muõi coïc. Neàn cuûa moùng coïc goàm caùc lôùp ñaát naèm trong chieàu saâu chòu neùn cöïc haïn Ha. Nhôø ma saùt giöõa maët xung quanh coïc vaø ñaát, taûi troïng cuûa moùng ñöôïc truyeàn treân dieän roäng hôn, xuaát phaùt töø meùp ngoaøi coïc, taïi ñaùy ñaøi vaø nghieâng moät goùc a ñöôïc tính nhö sau: Xaùc ñònh jIItb: trong ñoù: . jIIi - goùc ma saùt trong cuûa lôùp ñaát coù chieàu daøy hi. Xaùc ñònh goùc a: Ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi muõi coïc do taûi troïng cuûa moùng khoái qui öôùc gaây neân goàm troïng löôïng cuûa ñaøi coïc, cuûa coïc vaø cuûa ñaát trong khoái qui öôùc abcd. Hình 9.12: Xaùc ñònh khoái moùng khoái qui öôùc. Xaùc ñònh chieàu daøi vaø chieàu roäng khoái moùng qui öôùc: m; Dieän tích ñaùy khoái moùng qui öôùc: m2 b. Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng qui öôùc: Taûi troïng ñöùng: N = Ntc+ Gdai+Gdat+Gcoc+G’coc trong ñoù: + Ntc – taûi troïng tieâu chuaån taïi cao trình maët ñaøi, Ntc = 45560 kN + Gdai – troïng löôïng ñaøi vaø ñaát treân ñaøi, Gdai = Aquhgtb = 686.5*6*20 = 82380 kN + Gdat – troïng löôïng ñaát, Gdat = AquShigiII +Gcoc – troïng löôïng coïc, Gcoc = 36gLAcoc =36* 25*66*1.13= 40256 kN + G’coc - troïng löôïng ñaát bò coïc chieám choã G’coc = 36*1.13*(4.7*20+9.51*6+9.02*5+9.9*25.5) = 12740 kN Baûng 9.13: Baûng giaù trò troïng löôïng ñaát. N= 45560+82380+307971+40256-12740 = 465040 kN Moâment tieâu chuaån taïi taâm ñaùy khoái moùng qui öôùc: Moxtc = 19438.8 +14.7(56.5+2.0) = 20299 kN Moytc = 12102 -180(56.5+2.0) = 1572 kN Ñoä leäïch taâm: m; m. c. Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc kN/m2; kN/m2; kN/m2; kN/m2. Xaùc ñònh cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát taïi ñaùy khoái moùng qui öôùc trong ñoù: . m1, m2 - heä soá ñieàu kieân laøm vieäc cuûa ñaát neàn vaø coâng trình xaùc ñònh theo Baûng 2.2[21] : m1 = 1.2, m2 = 1.3; . Ktc = 1.0 - heä soá tin caäy laáy theo[21]; . A, B, D - caùc heä soá khoâng thöù nguyeân laáy theo Baûng 3.2[20] phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong jII cuûa lôùp ñaát ñaùy khoái moùng qui öôùc: A = 1.1 B = 5.41 D = 7.81 vôùi jII = 29.50 à . CII = 0.3 kN/m2 – trò tính toaùn löïc dính ñôn vò cuûa ñaát naèm döôùi ñaùy moùng qui öôùc; . gII = gIIñn =19.90 – 10 = 9.90 kN/m3 – dung troïng ñaát neàn naèm döôùi ñaùy moùng qui öôùc; . kN/m3 – giaù trò trung bình dung troïng ñaát neàn töø ñaùy moùng khoái quy öôùc trôû leân kN/m3 .Bqu - cạnh ngắn khối moùng quy öôùc, Bqu = 26.2 m; .Hqu - chieàu cao moùng khoái quy öôùc tính töø ñaùy moùng khoái ñeán MÑTN, Hqu = 63.0 m; Cöôøng ñoä ñaát neàn à kN/m2. Kieåm tra: (kN/m2); (kN/m2); à Vaäy neàn ñaát döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc oån ñònh, coù theå tính toaùn ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi moùng coïc theo quan nieäm neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính. Xaùc ñònh ñoä luùn cuûa moùng Do dieän tích maët baèng ñaøi moùng khaù lôùn: Amb = 16.8´16.8 =282.3 m2 > 100 m2. Neân vieäc tính toaùn ñoä luùn cuûa moùng seõ ñöôïc thöïc hieän nhö ñoái vôùi moùng beø coïc (moùng beø treân baõi coïc) [22]. Ñoä luùn cuûa moùng beø coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc: trong ñoù: . p – aùp löïc trung bình leân neàn ôû ñaùy ñaøi; . B – chieàu roäng cuûa moùng (B = 16.8); . E – moâñun bieán daïng trung bình cuûa lôùp ñaát chòu neùn döôùi muõi coïc vôùi chieàu daøy ñöôïc laáy baèng chieàu roäng B cuûa moùng (töø baûng thoáng keâ soá lieäu ñòa chaát E seõ ñöôïc hieäu chænh theo trang 59-63 [23]. E= 25000 kN/m2 Xaùc ñònh aùp löïc trung bình leân neàn ôû ñaùy ñaøi Aùp löïc trung bình leân neàn taïi ñaùy ñaøi xaùc ñònh theo coâng thöùc: kN/m2 Ñoä luùn cuoái cuøng : m = 2 cm < 8 cm. S = 2 (cm) < Sgh = 8 cm àVaäy ñoä luùn coâng trình ñöôïc thoaû maõn. Tính toaùn moùng coïc chòu taùc duïng löïc ngang vaø moment theo [7] Baûng 9.14: Baûng giaù trò noäi löïc ñaùy ñaøi Löïc ngang Hx, Hy taùc duïng leân ñaàu coïc ôû ñaùy ñaøi: Baûng 9.15: Baûng giaù trò löïc ngang ñaàu coïc Tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang theo bieán daïng theo ñieàu kieän: trong ñoù: . - chuyeån vò ngang (m) vaø goùc xoay (radian) cuûa ñaàu coïc, xaùc ñònh theo tính toaùn. . - giaù trò giôùi haïn cho pheùp cuûa chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa ñaàu coïc, ñöôïc qui ñònh trong nhieäm vuï thieát keá nhaø vaø coâng trình. Chuyeån vò ngang (m) vaø goùc xoay (radian) cuûa ñaàu coïc, ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ; ; vôùi: ; ; ; ; ; trong ñoù: . Eb - moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng (M.400) Eb = 330.105 kN/m2; . bc - chieàu roäng qui öôùc cuûa coïc, d = 1.0m > 0.8m laáy bc = d + 1.2m = 2.2m; . I - moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc m4; . K - heä soá tæ leä, phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát xung quanh coïc vaø ñaëc tröng cuûa noù ñöôïc xaùc ñònh theo Baûng G.1[7] Khi tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang, thöïc chaát coïc chæ laøm vieäc vôùi moät ñoaïn coïc coù chieàu daøi tính töø ñaùy cuûa ñaøi coïc goïi laø chieàu saâu aûnh höôûng cuûa neàn ñaát khi coïc chòu löïc ngang. Chieàu saâu aûnh höôûng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm: m. Hình 9.13: Sô ñoà xaùc ñònh heä soá ñaát neàn khi tính toaùn coïc chòu taûi troïng ngang K = 500 kN/m4 . abd - heä soá bieán daïng (1/m) . A0, B0, C0 - caùc heä soá khoâng thöù nguyeân laáy theo Baûng G.2 - TCXD 205 : 1998 phuï thuoäc vaøo chieàu saâu tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát m; à A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751; . dHH - chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän bôûi löïc H0 = QCtt = 1 m/kN; . dMM - goùc xoay cuûa tieát dieän bôûi moâmen M0 = MCtt = 1 (1/kNm); . dMM - chuyeån vò ngang vaø goùc xoay cuûa tieát dieän bôûi moâmen M0 = MCtt = 1 vaø löïc H0 = QCtt = 1: (1/kN); . - chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän ngang coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi (ñaøi thaáp); . - goùc xoay cuûa tieát dieän ngang coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi (ñaøi thaáp); . H0 - giaù trò tính toaùn cuûa löïc caét taïi ñaàu coïc, laáy H0 = H = QCtt; . M0 - giaù trò tính toaùn cuûa moâmen taïi ñaàu coïc; M0 = Mng + QCtt´l0 - chieàu daøi ñoaïn coïc (m) töø ñaùy ñaøi ñeán maët ñaát, coïc ñaøi thaáp . Theo sô ñoà boá trí coïc trong ñaøi, theo moãi phöông cuûa ñaøi ñeàu coù soá löôïng haøng coïc laø 2 haøng vaø chieàu cao cuûa ñaøi coïc laø hñ = 2.0m. Do ñoù coù theå xem coïc ñöôïc ngaøm cöùng vaøo ñaøi coïc vaø loaïi tröø khaû naêng xoay cuûa ñaàu coïc ()[21]. Tính moâmen ngaøm Mng taùc duïng taïi vò trí coïc vaø ñaøi. kNm; kNm; Chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän coïc cm < 1 cm (thoaû); cm < 1 cm (thoaû); à Vaäy coïc thoaû maõn ñieàu kieän chuyeån vò ngang. Xaùc ñònh aùp löïc tính toaùn, moâmen uoán, löïc caét vaø löïc doïc trong tieát dieän coïc Moâmen uoán Mz (T.m), löïc caét Qz (T) vaø löïc doïc Nz (T) trong tieát dieän coïc ñöôïc tính toaùn theo caùc coâng thöùc sau: ; ; Nz = N; A3, B3, C3 vaø D3 A4, B4, C4 vaø D4 Caùc heä soá laáy theo Baûng G.3 - TCXD 205 : 1998 trong ñoù: . ze – chieàu saâu tính ñoåi: (m); . z – chieàu saâu thöïc teá vò trí tieát dieän coïc trong ñaát tính töø ñaùy ñaøi coïc ñoái vôùi coïc ñaøi thaáp (m); Caùc giaù trò Mz, Qz ñöôïc tính trong baûng sau: Baûng 9.16: Moment Mx vaø löïc caét Qy taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc. Baûng 9.17: Moment My vaø löïc caét Qx taïi caùc tieát dieän theo chieàu daøi coïc. 9.3.8. Tính toaùn coát theùp cho coïc Theo [7] haøm löôïng coát theùp trong coïc khoan nhoài m > 0.4% Þ dieän tích coát theùp As= x0.4%= x0.4%= 45.24 cm2 à Coát theùp trong coïc choïn 15f20, As =47.13 cm2 , a = 250 mm Coát ñai xoaén f8 a200 Kieåm tra khaû naêng chòu löïc cuûa coïc theo vaät lieäu [22] trong ñoù: . - heä soá uoán doïc. Moùng coïc ñaøi thaáp, coïc khoâng xuyeân qua caùc taàng ñaát yeáu (than buøn, buøn, seùt yeáu, …) neân laáy; . m1 - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. Coïc ñöôïc ñoå beâtoâng baèng oáng dòch chuyeån thaúng ñöùng, m1 = 0.85; . m2 - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc coù keå ñeán phöông phaùp thi coâng. Coïc ñöôïc ñoå beâtoâng trong dung dòch buøn bentonite, m2 = 0.7; . Rb - cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng khi neùn maãu hình truï, söû duïng beâtoâng M.400, Rn = 134 daN/cm2; . Ab - dieän tích tieát dieän coïc, Ab = 11310 cm2; . Ra - cöôøng ñoä tính toaùn coát theùp, Ra = 3600 daN/cm2; . As - dieän tích coát theùp trong coïc, As = 47.13 cm2; Söùc chòu taûi cuûa coïc: daN =10714kN. Kieåm tra: (kN) < (kN) (thoaû) à coïc thieát keá ñuû khaû naêng chòu taûi Tính toaùn ñaøi coïc Kieåm tra xuyeân thuûng theo [12] a.1. Vaùch xuyeân thuûng ñaøi coïc: Vieäc tính toaùn ñaâm thuûng, ngoaøi thaùp ñaâm thuûng coù ñoä doác 450, tuy vaäy trong ñaøi coïc, thaùp ñaâm thuûng coù theå coù goùc nghieâng khaùc 450, Hình 9.14: Caùc maët ñaâm thuûng cuûa coät neân seõ kieåm tra theo coâng thöùc: P £ [a1(bc + C1 )+ a2(hc + C2)]h0Rk trong ñoù: . P - löïc ñaâm thuûng baèng toång phaûn löïc cuûa coïc naèm ngoaøi phaïm vi cuûa ñaùy thaùp ñaâm thuûng; . bc, hc - kích thöôùc tieát dieän vaùch; . h0 - chieàu cao höõu ích cuûa ñaøi; . C1, C2 - khoaûng caùch treân maët baèng töø meùp vaùch ñeán meùp cuûa ñaùy thaùp ñaâm thuûng; . R - cöôøng ñoä tính toaùn chòu keùo cuûa beâtoâng; . a1, a2 - caùc heä soá P = 16xPttmax = 16 x 3241= 51856 kN; bc = 8.0m; hc = 7.6m; ho = 1.9 m = 190 cm; Rk = 12 daN/cm2 (beâtoâng M400); à C1 = 2.6m C2 = 2.4m; à a1 =1.5x=1.5x= 1.86; a2 =1.5x=1.5x= 1.91; à VP = {1.86x(800+260)+1.91x(760+240)]x190x12 = 8850050 daN =88500kN à Vaäy ñaøi khoâng bò choïc thuûng. a.2. Coïc xuyeân thuûng ñaøi coïc: Hình 9.15: Caùc maët ñaâm thuûng cuûa coïc. dieän chòu taûi xuyeân thuûng laø laø 1 hình choùp cuït coù: ñaùy nhoû cuûa coïc r = 60 cm ñaùy lôùn laáy nhö hình veõ R = 120 cm chieàu cao h = 1.4 m neân seõ kieåm tra theo coâng thöùc: P £Rk P = Pttmax = 3241kN; à VP =x190x12 = 644655 daN = 6446 kN Vaäy ñaøi khoâng bò choïc thuûng. b.Tính toaùn coát theùp ñaøi coïc Choïn maët ngaøm nhö hình veõ ñeå tìm moâmen lôùn nhaát Mmax tính toaùn coát theùp cho ñaøi. Hình 9.16: Sô ñoà tính theùp ñaøi coïc. Vôùi: kN; Moâmen: kN.m Coát theùp: cm2 Boá trí 112F32 (a=150 cm), As = 900 cm2. Boá trí cho caû hai phöông. . Theùp trung gian ñöôïc boá trí ñeå choáng laïi söï co ngoùt do nhieät ñoä theo caáu taïo F16 a300 Nhaän xeùt: Caùc soá lieäu choïn ban ñaàu laø thoaû maõn caùc traïng thaùi giôùi haïn cuûa coïc.