Tính toán móng cọc

TÍNH TOAÙN MOÙNG COÏC Tổ hợp tải trọng Xử lý số liệu địa chất Choïn chieàu saâu ñaët moùng thoûa ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp Choïn kích thöôùc coïc Soá löôïng coïc vaø boá trí coïc Kieåm tra taûi taùc duïng leân coïc Kieåm tra oån ñònh cuûa moùng khoái quy öôùc döôùi muõi coïc Tính luùn nhoùm coïc Kieåm tra xuyeân thuûng ñaøi coïc vaø tính coát theùp ñaøi moùng TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG Coâng trình : Nhaø coâng nghieäp Coät : - Tieát dieän coät : lc x bc = 500 x 300 - Cao trình caàu truïc : 6.5m - Cao trình ñænh coät : 9.0m Taûi troïng tính toaùn: Caùc löïc taùc duïng : Tónh taûi taùc duïng leân ñænh coät : Pa = 260.0 (KN) Hoaït taûi gioù taïi ñænh coät : Pg = 52.7(KN) Löïc haõm caàu truïc ngang : Tc1 = 5.9(KN) Löïc haõm caàu truïc doïc : Tc2 = 2.3 (KN) Taûi troïng caàu truïc : Pc = 455.0 (KN) Taûi troïng baûn thaân coät (tính toaùn): G = 25.0,5.0,3.9.1,1 = 37.125(KN) Toå hôïp (KN) (KN) (KN) (KNm) (KNm) Tónh taûi (TT) + hoaït taûi gioù (HT1) Pa +Pc +G +Pg 752.125 52.7 0 0 474.3 Tónh taûi + hoaït taûi caàn truïc (HT2) Pa +Pc +G+ Tc1 + Tc2 752.125 5.9 2.3 14.95 38.35 TT + 0,9(HT1 + HT2) Pa +Pc +G +0,9(Tc1 +Pg+Tc2) 752.125 52.74 2.07 13.455 461.385 Toå hôïp nguy hieåm nhaát : Toå hôïp 3 laø TT + 0,9(HT1 + HT2) vì : + Tröôøng hôïp 1 vaø 3 ñeàu coù lôùn hôn tröôøng hôïp 2 + Tröôøng hôïp 3 coù lôùn hôn tröôøng hôïp 1 Taûi troïng tính toaùn vaø taûi tieâu chuaån taïi chaân coät trong tröôøng hôïp 3 : n = 1,2 Taûi troïng (KN) (KN) (KN) (KNm) (KNm) Trò tính toaùn 752.125 52.74 2.07 13.455 461.385 Trò tieâu chuaån 626.77 43.95 1.725 11.2125 384.4875 XÖÛ LÍ SOÁ LIEÄU ĐỊA CHẤT: Ñaát caùt buïi chaët vöøa; = 0.65 = 19.208 KN/m3, W = 19.6% 2.1m Ñaát aù caùt ôû traïng thaùi deûo = 17,8 KN/m3, w = 29.9 % = 0.941 7.4m Ñaát aù caùt ôû traïng thaùi deûo = 18.6 KN/m3, w = 29.9 % = 0.872, 4.5m Ñaát aù caùt deûo; =18.8KN/m3; W = 21.4%; = 0.717680851 Chieàu saâu ñaøi coïc hm > 0,7*tan(450-j/2) Qtt = 57.24 KN = w1 =19.208 KN/m3 Giaû thieát chieàu roäng ñaøi coïc Bñ = 1.5m hm > 0,7*tan(450-36.250/2)=0.707m Choïn hm = 1m => Thỏa điều kiện móng cọc đài thấp Choïn coïc: Choïn coïc daøi 8m tieát dieän 350 x350, theùp 418 CI, BT#250: R(a) = 2000kg/cm2R(n) = 110kg/cm2 Cọc ñöôïc haï baèng buùa Diesel khoâng khoan daãn. Sau khi ñoùng coïc ñaäp beå ñaàu coïc ñeå chìa ra 0.5->0,6m theùp neo vaøo ñaøi coïc, vì coïc chòu moâmen lôùn neân choân coïc vaøo ñaøi coïc 0,15m. Treân thaân coïc coù 2 moùc theùp ñeå moùc theùp trong quaù trình vaän chuyeån cuõng nhö thi coâng, 2 moùc naøy ñaët ôû 2 ñaàu caùch moãi ñaàu coïc 1 ñoaïn 0.2 chieàu daøi coïc Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo vật liệu: Chòu neùn Pvl = j(RnFc +mct RaFa) = 0,723(110*352 +1*2000*10.179) = 112143.08kg = 1121.43 kN Ñoä maûnh cuûa coïc: l=l0/d = 8/0.35 = 22.857 => j = 0.723 Trong ñoù : BT#250 : Rn = 11000KN/m2 Coïc 350x350 : Fb =0,1225m2 Theùp CI : Ra = 2000 kg/cm2 418 : Fa = 10.179 cm2 Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn (3 phöông phaùp): Söùc chòu taûi cuûa coïc tính theo phöông phaùp thoáng keâ trong soá lieäu ñòa chaát: Phöông phaùp döïa treân quy phaïm SNIP2.02.03.85 cuûa Lieân Xoâ (trình baøy trong trang 140 saùch Leâ Anh Hoaøng) Qu = mR*qm*Fc + u mR*qm*Fc = 1*5374.118*0.1225 = 658.329 kN Ñaát aù caùt => mR=1 (heä soá ñieàu kieän laøm vieäc taïi muõi coïc) Coïc ñoùng => mR=1 (heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát beân hoâng) qm: khaû naêng chòu taûi ôû muõi coïc: Ôû ñoä saâu z = 18m trong ñaát aù caùt (B=0.235294) thì söùc khaùng muõi coïc qm = 5374.118 (KPa) F = 0,35.0,35 = 0,1225 (m2) u : chu vi maët caét coïc = 0,35.4 = 1,4 (m) Lôùp IL Zi (m) fi li (m) fili 1 Caùt buïi chaët vöøa 1.55 1.83 1.1 2.013 2 0.91525424 3.025 0.586864 1.85 1.085699 3 0.91525424 4.875 0.682839 1.85 1.263252 4 0.91525424 6.695 0.684746 1.85 1.26678 5 0.91525424 8.545 0.684746 1.85 1.26678 6 0.5 10.25 2.705 1.5 4.0575 7 0.5 11.75 2.735 1.5 4.1025 8 0.5 13.25 2.765 1.5 4.1475 9 0.235294 15 6.458826 2 12.91765 10 0.235294 17 6.710591 2 13.42118 = 45.54184 (T/m2) = 455.4184 (kN/m2) Qu = 658.329 + 1,4 *455.4184 = 1295.915 (kN) Qa = 658.329/3 + 1,4 *455.4184/2 = 538.236 (kN) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo tieâu chuaån SPT Qu = K1*N*Fc + K2*Ntb*u*Lc Coïc ñoùng: K1 = 400, K2 = 2 Chaân coïc ôû lôùp 4 coù N = 23 Trò soá SPT trung bình: Ntb = F = 0,35.0,35 = 0,1225 m2 U = 4* 0.35 = 1.4m Lc = 17m Qu= 400*23*0.1225 + 2*13.75*1.4*17 = 1781.5 kN Söùc chòu taûi cho pheùp : Qa = Qu/4 = 1781.5/ 4 = 445.375 (KN) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo keát quaû cuûa thí nghieäm xuyeân tónh - Lôùp caùt chaët vöøa: = 1000; qs = = 5400/1000 = 5.4 (KPa) - Lôùp caùt pha deûo: = 30; qs = = 450/30 = 15 (KPa) - Lôùp caùt pha deûo: = 40; qs = = 2580/40 = 64.5 (KPa) - Lôùp caùt pha deûo: = 40; qs = = 4460/40 = 111.5 (KPa) k = 0,5 ; qp = kqc = 0,5.4460 = 2230(KPa) - F = 0,35.0,35 = 0,1225 m2 ; u = 0,35.4 = 1,4 Söùc chòu taûi cuûa coïc: Qu = qp F + u = 2230*0.1225 + 1.4*(5.4*1.1+15*7.4+64.5*4.5+111.5*4) = 1467.64(KN) Taûi troïng cho pheùp taùc duïng xuoáng coïc: Qa = + = 973.324(KN) ( Theo 20TCN112 - 84 vaø 20 TCN174 -89 ) Keát luaän : söùc chòu taûi cuûa coïc laø giaù trò nhoû nhaát trong caùc giaù trò treân [ Qc ] = Qamin = 445.375 (KPa) Pvl = 1121.43 kN > Qamin = 445.375 (KN) => coïc khoâng beå khi haï ñeán ñoä saâu thieát keá. Xaùc ñònh soá löôïng coïc vaø boá trí coïc. Soá löôïng coïc öôùc tính: N = 1.4*Ntt/Qc = 1.4*752.125/445.375 = 2.36 (coïc) Choïn boá trí 6 coïc Theo caùch boá trí naøy kích thöôùc ñaøi laø 5D*8D = 1.75*2.8 Heä soá nhoùm: (Converse-Labarre) h = 1- atan(D/S)*((n-1)*m+(m-1)*n)/(90*m*n) = 1- atan(1/3)*((3-1)*2+(2-1)*3)/(90*3*2) = 0.761 KIEÅM TRA TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN COÏC: 1. Taûi troïng taùc duïng leân ñaùy ñaøi: Nñ-tt = Ntt + Wqö = Ntt + B*L*hñ*gamma= 752.125 + 1.75*2.80*1*22 = 859.925 (kN) Pc-tb = Nñtt/n = 859.925/ 6 = 143.321 kPa Taûi troïng Mtt xem nhö khoâng ñoåi. Mttx = 13.455kNm; Mtty = 461.385kNm 2. Tính taûi troïng bình quaân taùc ñoäng leân ñaàu coïc: - Taûi troïng lôùn nhaát taùc duïng leân coïc bieân lôùn nhaát: Pcmax = Pctb + Mttx/(S(x2)*xmax + Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 + 13.455/(6*0.5252)*0.525 + 461.385/(4*1.052)*1.05 = 257.446 kN Pcmin = Pctb - Mttx/(S(x2)*xmax - Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 - 13.455/(6*0.5252)*0.525 - 461.385/(4*1.052)*1.05 = 29.196 kN Pcmin = 29.196 kN >0 => khoâng caàn kieåm tra chòu nhoå cuûa coïc Pcmax = 257.446 kN coïc chòu löïc toát, khoâng quaù khaû naêng chòu cuûa coïc. KIEÅM TRA OÅN ÑÒNH CUÛA MOÙNG KHOÁI QUY ÖÔÙC DÖÔÙI MUÕI COÏC Tính goùc ma saùtt rung bình cuûa caùc lôùp ñaát theo chieàu daøi coïc: jtb = S(ji.hi)/hi = (36.25*1.1+8.833*7.4+18.333*4.5+17.333*4)/(1.1+7.4+4.5+4) = 15.122 (ñoä) Beà daøi vaø beà roäng moùng khoái quy öôùc: L1 = L'+2*tan(jtb/4)*Lc = 7*0.35+2*tan(15.122/4)*17 = 4.697 m B1 = B'+2*tan(jtb/4)*Lc = 4*0.35+2*tan(15.122/4)*17 = 3.647 m Tính Ntc, Htc, Mtc: Khoái löôïng moùng khoái quy öôùc ñöôïc tính ñeán ñoä saâu muõi coïc laø Wm: Wm = 1*20*4.697*3.647+(1.1*19.208+7.4*17.8+4.5*18.6+18.8*4)*(4.697*3.647-6*.35*.35)+17*6*.35*.35*25 = 5766.083 Taûi troïng tieâu chuaån taùc duïng taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc: Ntc-m = Ntc +Wm = Ntc + L1*B1* z * gamma = 626.77 + 5766.083 = 6392.853 KN Ñoä leäch taâm: ex = Mtcx/Ntc-m = 11.2125/6392.853 = 0.0018 m ey = Mtcy/Ntc-m = 384.4875/6392.853 = 0.0601 m Phaûn löïc döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc: stb = Ntcm/(L1*B1) = 6392.853 /(4.697*3.647) = 373.197 kPa smax = stb *(1+ 6*ex/B1 + 6*ey/L1) = 373.197*(1+ 6*0.0018/3.647 + 6*0.0601/4.697) = 402.953 kPa smin = stb *(1- 6*ex/B1 - 6*ey/L1) = 432.589*(1- 6*0.0015/3.647 - 6*0.0519/4.697) = 343.441 kPa Taûi troïng tieâu chuaån döôùi moùng khoái quy öôùc ngay taïi muõi coïc Rtc = m1*m2/ktc*(A*B1*g + B*hd.gtb + D*c) m1*m2/ktc*(A*B1*g + B*hd.gtb + D*c) Dung troïng trung bình cuûa caùc lôùp ñaát treân muõi coïc: gtb = 18.365 kN/m3 => Rtc = 1260.659 kPa Pmax = 402.953 moùng laøm vieäc trong giai ñoaïn ñaøn hoài => tính luùn moùng theo coâng thöùc Bousineq. TÍNH LUÙN NHOÙM COÏC 0,65cm TÍNH COÁT THEÙP CHO MOÙNG: Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng coät vaøo ñaøi Choïn hm = 0.7m ho = 0.55 m Löïc xuyeân thuûng laø phaûn löïc ñaàu coïc cuûa 4 coïc bieân naèm ngoaøi thaùp xuyeân thuûng. Pc1 = Pctb + Mttx/(S(x2)*xmax + Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 + 13.455/(6*0.5252)*0.525 + 461.385/(4*1.052)*1.05 = 257.446 kN Pc2 = Pctb + Mttx/(S(x2)*xmax - Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 + 13.455/(6*0.5252)*0.525 - 461.385/(4*1.052)*1.05 = 37.739 kN Pc3 = Pctb - Mttx/(S(x2)*xmax + Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 + 13.455/(6*0.5252)*0.525 + 461.385/(4*1.052)*1.05 = 248.903 kN Pc4 = Pctb - Mttx/(S(x2)*xmax - Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 - 13.455/(6*0.5252)*0.525 - 461.385/(4*1.052)*1.05 = 29.196 kN Pc5 = Pctb - Mttx/(S(x2)*xmax - Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 + 13.455/(6*0.5252)*0.525 - 461.385/(4*1.052)*0 = 147.592 kN Pc6 = Pctb - Mttx/(S(x2)*xmax - Mtty/(S(y2)*ymax = 143.321 - 13.455/(6*0.5252)*0.525 - 461.385/(4*1.052)*0 = 139.050 kN Pxt = 257.446 + 37.739 + 248.903 + 29.196 = 573.284 kN Pcx = 0.75*Rk*(lc+bc+4*ho)*ho = 0.75*880*(2*0.5+2*0.3+4*0.55)*0.55 = 1379.4 kN THOÛA Kieåm tra ñieàu kieän xuyeân thuûng coïc vaøo ñaøi: Pxt = Pc-max = 257.446 kN Pcx = 0.75*Rk*4*(D+ho)*ho = 0.75*880*4*(0.35+0.55)*0.55 = 1306.8 kN THOÛA Tính theùp: M1max = 0.8 * (257.446+248.903) = 405.079 (kNm) M2max = 0.375 * (257.446+147.592+33.739) = 164.541 (kNm) Choïn 18 thanh F18 theo phöông L Choïn 8 thanh F18 theo phöông B Boá trí moùc caåu: Khaû naêng chòu uoán cuûa coïc: a = 4 cm h0 = 0,3 – 0,04 = 0,26 m = = = 0,165 < 0.58 A = (1 – 0,5) = 0,165(1 – 0,5. 0,165) = 0,151 = 0,5(1 + ) = 0,5(1 + ) = 0,9176 [ M ] = RaFah0 = 0,9176. 2,3.105. 6,15. 10-4 .0,26 = 33,74 (KNm) Kieåm tra chòu uoán khi caåu laép q = F. kd = 25.0,09. 2 = 4,5 (KN/m) MA = MB = = = 9 (KNm) < [M] MC = - MA = - 9 = 0 (KNm) Khi döïng ñeå ñöa coïc vaøo vò trí moùng: MB = = = 9 < [ M] MC = - MB = - .9 = 15,75 < [ M] Chòu keùo neáu coïc chòu nhoå Pk = RaFa = 230000.6,15.10-4 = 141,45(KN)