Đài cọc

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 88

II. Tính toán móng cọc ép d-ới chân cột trục B Tiết diện : bxh = 500x800

Tải trọng tính toán ở cao trình chân cột : N^tt =628,86 T

M^tt = 40,94 Tm Q^tt = 13,6 T 1. Dự tính số l-ợng cọc và bố trí

n = P

.N với β =(1ữ1,5)

Chọn β = 1,2 n = 1,2x^628,86

72 =9 cọc Chọn 9 cọc bố trí nh- hình vẽ

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 89

P_i = _n

i i

i y

x x M n N

1 2 .

+ Tải trọng tính với tổ hợp tiêu chuẩn tại đáy đàiL:

N^tc = 628,86 +40,5 =670 T

M^tc = M^tt + Q^tt.h_đ =40,9 +13,6x1,5 = 61,3 Tm

+ Tải trọng truyền lên cọc không kể trọng l-ợng bản thân cọc và lớp đát phủ từ đáy đài trở lên tính với tải trọng tính toán

P_oi = _n

i i y i tt tt

x x M n N

1 2 0 .

Bảng số liệu tải trọng ở các đầu cọc:

Cọc xi (m) Pi (T) Poi (T)

1,4,7 -1,2 32,05 27,87

2,5,8 0 48,05 46.56

3,6,9 1,2 64,05 55,69

P_max = 64,05 T P_min = 32,05 T

Vậy tất cả các cọc đều chịu nén và đều < 72T 4. Tính toán kiểm tra cọc

4.1. Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công

- Khi vận chuyển cọc: Tải trọng phân bố q =γ.F.n Trong đó : n là hệ số khí động, n =1,5

→ q = 2,5.0,3.0,3.1,5 = 0,337 T/m

Chọn a sao cho M⁺₁≈ M₁^- → a = 0,2,7l_c = 0,207.7,5 =1,55m chọn chẵn a=1,6m

Biểu đồ mônen cọc khi vận chuyển M₁ =

2 .a²

q =

2 6 , 1 . 337 ,

0 ²

= 0,43 Tm

- Tr-ờng hợp treo cọc trên giá búa: để M⁺₂≈ M₂^- → b= 0,294l_c = 2,205m + Trị số mômen lớn nhất : M₂ =

2 .b²

q =

2 2 , 2 . 337 ,

0 ²

= 0,81 Tm

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 90

Biểu đồ mônen cọc khi cẩu lắp Ta thấy M₁ < M₂ nên ta dùng M₂ để tính toán

+ Lấy lớp bảo vệ của cọc là a’ =3cm → Chiều cao làm việc của cốt thép h₀ = 30 – 3

= 27 cm

→ A_s =

2800 . 27 , 0 . 9 , 0

81 , 0 .

. 9 , 0 ₀

2

Rs

h

M = 1,19.10^-4 m² =1,19 cm² Cốt thép chịu mômen uốn của cọc là 2ỉ16 (A_s=4cm²)

- Tính toán cốt thép làm móc cẩu:

+ Lực kéo ở móc trong tr-ờng hợp cẩu lắp cọc: F_k = q.l

→ Lực kéo ở một nhánh, gần đúng:

F’_k =F_k/2=q.l/2= 0,337.7,5/2= 1,26 T F_a = F’_k/R_a =

28000 26 ,

1 =4,5.10^-5 m² =0,45cm² Chọn thép làm móc cẩu ỉ12 có A_s=1,13cm²

4.2. Trong giai đoạn sử dụng

P_min + q_c > 0 → các cọc đều chịu nén → Kiểm tra: P = P_max + q_c ≤ [ P]

trọng l-ợng tính toán của cọc q_c = 2,5.a².l_c.n (n= 1,1 – hệ số v-ợt tải) → q_c =2,5.0,09.15.1,1 =3,71 T

→ P_nén = P_max +q_c = 64,05 +3,71 =67,76 T < [P] = 72 T

→ Vậy tất cả các cọc đều đủ khả năng chịu tải và bố trí nh- trên là hợp lý 5. Tính toán và kiểm tra đài cọc

Đài cọc làm việc nh- bản conson cứng, phía trên chịu lực tác dụng duới cột N₀, M₀ phía d-ới là phản lực đàu cọc P_0i → Cần phải tính toán hai khả năng

5.1. Kiểm tra c-ờng độ trên tiết diện nghiêng- điều kiện đâm thủng Giả thiết bỏ qua ảnh h-ởng của cốt thép ngang

- Dự tính chiều cao đài là h=1,5m, khoảng cách bảo vệ cốt thép a=10cm → h0 = 150 -10 =140cm

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 91

- Chọn bê tông đài B25 có R_b =14,5MPa;

- Cốt thép AII có R_s = 280 MPa

- Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp

P_đt ≤ P_cđt

Trong đó: P_đt – Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng:

P_đt = P₀₁+ P₀₂+ P₀₃+ P₀₄+ P₀₅ +P₀₆+P₀₇+P₀₈ + P₀₉ =27,87x3+46,56x3+55,69x3=390,36T P_cđt – Lực chống đâm thủng

P_cđt =[ α₁(b_c+C₂) +α₂(h_c +C₁)] h₀R_k α1 ,α₂: hệ số đ-ợc xác định nh- sau α1 = 1,5

2

1

1 0

C

h = 1,5

2

65 , 0

4 ,

1 1 =3,56

α₂ = 1,5

2

2

1 0

C

h = 1,5

2

5 , 0

4 ,

1 1 =4,45

b_cxh_c – kích th-ớc tiết diện côt b_cxh_c=0,5x0,8m h₀ chiều cao làm việc của đài h₀ =1,4m

C₁,C₂- khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm thủng C₁= 1,2- ( 0,8/2+0,3/2) = 0,65m

C₂= 0,9- ( 0,5/2+0,3/2) = 0,5m

→ P_cđt = [3,56(0,5+0,5)+4,45.(0,8+0,65)].1,4.100 =1401,7T

Vậy P_ct = 390,36 T< P_cđt = 1401,7T → Chiều cao đài thoả mãn điều kiện chống đâm thủng

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 92

- Kiểm tra khả năng hàng chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng +Khi b ≤ b_c + h₀ thì P_đt ≤ b.h₀.R_k

+Khi b > b_c + h₀ thì P_đt ≤ (b_c +h₀).h₀.R_k Ta có b =2,7m > 0,5 +1,4=1,9m P_ct = P₀₃+P₀₆+ P₀₉ = 55,69x3=167,07 T

→ P_ct = 167,07 T <(b_c+h₀). h₀.R_k =(0,5+1,4).1,4.100 =266 T → Thoả mãn điều kiện chọc thủng.

5.2. Tính toán c-ờng độ trên tiết diện thẳng đứng – Tính cốt thép đài

Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc nh- bản conson ngàm tại mép cột.

- Mô men tại mép cột theo mặt cắt I-I:

M_I = r₁.(P₀₃+P₀₆+ P₀₉) Trong đó:

r₁: Khoảng cách từ trục cọc 3,6và cọc 9 đến mặt cắt I-I, r₁=0,65m

→ M_I = 0,8.167,07=133,6 Tm Cốt thép yêu cầu (chỉ đặt cốt đơn)

A_sI =

a I

R h M . . 9 ,

0 ₀ =

28000 . 4 , 1 . 9 , 0

6 ,

133 =37,88.10^-4 m² =37,88 cm² Chọn 19ỉ16a130 A_s =38,19 cm²

- Mônmen tại mép cột theo mặt cắt II-II M_II =r₃(P₀₁+P₀₂+P₀₃) Trong đó r₂ = 0,65m

M_II =0,65(27,87+46,56+55,69)=84,57 Tm

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 93

A_sII =

Rs h M_II

. . 9 ,

0 ₀ =

28000 . 4 , 1 . 9 , 0

57 ,

84 =23,97^-4 m² =23,97cm² Chọn 16ỉ14a200 A_s =24,62 cm²

Hàm l-ợng cốt thép μ= A_s/l_đ.h₀ x100%=0,057% > μ =0,05%

→ Bố trí cốt thép với khoảng cách nh- trên có thể coi là hợp lí 6. Kiểm tra tổng thể móng cọc

Giả thiết coi móng cọc là khối móng qui -ớc nh- hình vẽ 6.1. Kiểm tra áp lực d-ới đáy khối móng

- Điều kiện kiểm tra:

P_q- ≤ R_đ P_maxq- ≤ 1,2.R_đ - Xác định khối móng qui -ớc:

+ Chiều cao khối móng qui -ớc tính từ mặt đất lên mũi cọc H_M =18,2m

+ Góc mở: do lớp đất 2,3,4 là những lớp đất yếu khi tính bỏ qua ảnh h-ởng của các lớp đất này:

φ_tb =

i i i

h h

. hoặc theo Terzaghi ta thấy h₅ =1,7m < H_M/3

vậy có thể lấy α =φ₃ = 33⁰

+ Chiều dài của đáy khối móng quy -ớc:

L_m =(3 - 2.0,1)+2.1,7.tg33⁰ =5,01m + Bề rộng khối móng qui -ớc :

B_m = (2,4-2.0,1)+2.1,7.tg33⁰ =4,41m

- Xác định tải trọng tính toán d-ới đáy khối móng qui -ớc (mũi cọc):

+ Trọng l-ợng của đất và đài từ đáy đài trở lên:

N₁= F_m.γ_tb.h_m =5,01.4,41.2.2,5 =110,5 T + Trọng l-ợng khối đất từ mũi cọc đến đáy đài:

N₂=∑( F_m – F_c).l_i.γ_i

N₂ =(5,01.4,41 – 0,09.9).[4,5.1,75+5,0.1,78+5,2.1,8+1,7.1,85]

N₂=623,2T +Trọng l-ợng cọc:

Q_c = 9.0,09.15.1,1.2,5 = 33,41 T

→ Tải trọng tại mức đáy móng:

N = N₀ + N₁ + N₂ + Q_c = 392+110,5 +623,2+33,41=1159 T M_y =39,3 Tm

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 94

- áp lực tính toán tại đáy khối móng qui -ớc:

P_max,min =

y y

qu W

M F

N

W_y = 6

2.

M

M B

L =

6 41 , 4 . 01 , 5 ²

=18,45m³

F_q- =5,01.4,41=22,09m² → P_max,min =

45 , 18

2 , 39 09 , 22 1159

Vậy

2 min

2 2 max

/ 34 , 50

/ 46 , 52

/ 59 , 54

m T P

m T P

m T P

- C-ờng độ tính toán của đất ở đáy khối móng qui -ớc ( Theo công thức của Terzaghi) : R_đ =

s gh

F

P = _M

s

C M q

M H

F

C N H N

B

N . . ( 1) . . .

. 5 ,

0 ^' _'

Lớp 5 có φ = 33⁰ tra bảng có : N_γ =33,27; N_q =32,27; N_c =48,09

R_đ = 1,86.18,2

3

2 . 18 . 85 , 1 ) 1 27 , 32 ( 01 , 4 . 85 , 1 . 27 , 33 . 5 ,

0 =426 T/m²

Ta có P_maxq- =52,46 T/m² < 1,2R_đ =1,2.426=511 T/m² P =50,34 T/m² < R_đ = 426 T/m²

→ Nh- vậy nền đất d-ới mũi cọc đủ khả năng chịu lực 6.2. Kiểm tra lún cho móng cọc:

- ứng suất bản thân tại đáy khối móng qui -ớc:

σ^bt = 1,78.1,2+1,75.4,5+1,78.5+1,8.5,2+1,85.1,7 =31,42 T/m² - ứng suất gây lún tại đáy khối móng qui -ớc:

σ _z=o^gl =σ^tc - σ^bt =50,34 – 31,42 =18,92 T/m² - Độ lún của móng cọc có thể tính gần đúng nh- sau:

S = b P_gl

E .. . . 1

0 0 2

với L_m/B_m =5,01/4,41 =1,13 → ω =1,15 ( tra bảng trang 16 phần phụ lục sách bài giảng ‘ Nền và Móng’- T.S Nguyễn Đình Tiến)

→ S = .4,41.1,15.18,92 2100

25 , 0

1 ²

=0,043cm < S_gh =8 cm

→ Thoả mãn điều kiện về lún tuyệt đối III. Tính toán giằng móng

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 95

Khi tính toán giằng móng ta quan niệm đài móng vô cùng cứng nên sơ đồ tính giằng móng là sơ đồ dầm hai đầu ngàm.

- Tải trọng tác dụng lên giằng móng bao gồm:

+Tải phân bố đều: q =q_bt +q_t-ờng +Sơ bộ kích th-ớc giằng là 30x90cm

q_bt =1,1x0,3x0,9x2500=742,5kG/m

q_t-ờng = (4,6-0,75)x1800x0,22x1,3=1982kG/m

q =742,5+1982=2724,5kG/m

+ Tải trọng do chuyển vị c-ỡng bức gối tựa do sự lún lệch giữa hai móng lion kề nhau và bằng S_max . Trong đó S_max là độ lún lệch giữa hai đài móng trục A và trục B

S_max =0,043-0,04=0,003cm

- Các đặc tr-ng hình học tiết diện giằng: J= ⁴

3

1822500 12

90 .

30 cm

Bê tông B25 có R_b=14,5MPa ; E= 29.10⁴kg/cm² Mô men tính toán của giằng: M=MΔ+Mq Trong đó: MΔ=

2

. . 6

l J

E = 82296kG.cm

680

012 , 0 . 1822500 .

10 . 29 . 6

2 4

Mq(gối)=ql kGm . 10498 12

8 , 6 . 5 , 2724 12

.^{2 2}

M_nhịp =ql kGm . 24 5249

8 , 6 . 5 , 2724 24

. ^{2 2}

l=680cm là nhịp tính toán của giằng = khoảng cách giữa 2 mép cột Tổng mô men tác dụng: M_gối =822,96+10498 =11320 kG.m

Tính toán cốt thép giằng:

₂

. 0

.bh R

M

b

m =

852

30 145

1132000 x

x = 0.04

0,5.(1 1 2. _m) = 0.5x(1 + 1 2x0.04) = 0.97 A_s =

ho

Rs M

. . =

85 97 . 0 2800

1132000 x

x = 4,9 cm²

Do giằng còn chịu nhiều nguyên nhân tác động khác mà ta ch-a tính hết cho nên đặt cốt thép đối xứng: dùng6ỉ22 có A_s =22,8cm²

Tính toán cốt đai:

+Lực cắt tác dụng lên giằng: Q_max=Q_Δ+Q_q

Q_Δ= kG

l j

E 242

680

012 , 0 . 1822500 .

10 . 29 . 12 . . . 12

3 4 3

Q_q=ql kG

2 9263 8 , 6 . 5 , 2724 2

.

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 96

Q_max =242+9263=9505 kG

-Kiểm tra điều kiện c-ờng độ trên tiết diện nghiêng: Q≤ K₀.R_n.b.h₀ K₀.R_b.b.h₀=0,35.145.30.85=129412kG

Q=9505kG≤ K₀.R_b.b.h₀=129412kG -Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông: Q≤ K₁.R_k.b.h₀

K₁.R_bt.b.h₀=0,6.10,5.30.85=16065kG Q=9505kG≤ K₁.R_bt.b.h₀=16065kG Không phải tính cốt đai:

Dùng đai ỉ8 u_ct =min 300

3 /

h =300mm

Đặt ỉ8a200 thoả mãn các yêu cầu về chịu cắt và cấu tạo.

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang 97

phần Iii

thi công

(khối l-ợng 45%)

Giáo viên hd: LƯƠNG ANH TUấN

Nhiệm vụ:

giới thiệu đặc điểm thi công công trình.

Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công.

Thiết kế biện pháp tổ chức.

An toàn lao động

SVTH: PHAN THẾ TRỌ NG –LỚ P: XD1301D Trang

98

Trong tài liệu Bệnh viện Điều dưỡng Hà Nội (Trang 88-98)