Kiểm tra chiều sâu chôn đài
Đối với móng cọc đài thấp: h m 0, 7.h min
= 21, 5( kN / m 3 ) - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên
2,92(kN ) h m 1,5 h = tg (45 o − min h m = 1, 5( m) 0, 7 * h min = 0, 7 *1, 63 =1,14( m) thỏa mãnChọn diện tích đáy đài: Fđ=2,4x2,4(m) a Theo vật liệu làm cọc:
Sinh viên: Nguyễn Hữu Lộc Hướng dẫn: ThS Lê Cao Tuấn 83
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:
Trong đó: hệ số uốn dọc, với móng cọc đài thấp không xuyên bùn thì= 1
R b : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc.
R a : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép.
F b : Diện tích tiết diện của bê tông dọc Fb0x30cm 2 =9x10 -2 m 2
F a : Diện tích tiết diện của cốt thép dọc Fa.18cm 2 18x10 -4 m 2
Sử dụng số liệu thí nghiện xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205-1998:
Trong đó: a: hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc, cọc đóng lấy a = 30.
Na: chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm ở lớp cát trung.Có Nah.
A p : diện tích tiết diện mũi cọc A p = 900 cm 2 = 0,09m 2
N S : chỉ số SPT của lớp cát bên trên thân cọc, bao gồm lớp cát pha 2 (N), lớp cát bụi 3 (N0), lớp cát hạt trung 4 (Nh).
L S : chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, bao gồm lớp cát pha 2 (L=6m), lớp cát bụi 3 (L=7,5m), lớp cát hạt trung 4 (L=2,0m).
Lc: chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, bao gồm lớp sét pha 1 (L=1,65m). c:lực dính không thoát nước của đất theo SPT Lớp sét pha 1 có lực dính: c =N/1,4 = 20/1,4,286 (T/m 2 ).
Vậy sức chịu tải của cọc là: P TK = min(P VL ;P ĐN ) = min(1320; 905.2) = 905kN.
7.4.6 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc: a) Xác định số lượng cọc:
- Số lượng cọc xác định theo công thức:
Sinh viên: Nguyễn Hữu Lộc Hướng dẫn: ThS Lê Cao Tuấn 84
Hệ số kinh nghiệm +β, được xác định trong sách Nền và Móng của Th.S Lê Xuân Mai, phản ánh ảnh hưởng của mômen, tải trọng ngang và số lượng cọc trong đài, với giá trị dao động từ β=1 đến β=1,5 Trong trường hợp này, chúng ta chọn β=1,2 để áp dụng cho các tính toán liên quan.
+ N o tt :lực dọc tính toán xác định tại đỉnh đài N o tt = 3992,46 (kN)
+ h : chiều sâu đặt đáy đài kể từ cốt mặt đài, h = 1,5m.
Trị trung bình trọng lượng riêng của đài và đất trên các bậc đài, ký hiệu là tb, thường được tính toán Tuy nhiên, trong trường hợp này, do mặt trên của đài gần sát sàn tầng hầm, nên hầu như không có đất mà chỉ có bêtông.
-Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài:
N tt sb = n.A đ h tb = 1,2.2,4 2 1,5.25 = 259 (KN) -Xác định sơ bộ số lượng cọc: n c
Chọn thực tế n c = 6 cọc để bố trí cho móng. b Bố trí cọc:
- Khoảng cách giữa các tim cọc 3D=3.30 Chọn 90cm
- Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài 0,7d =0,7.30= 21 cm Chọn 30 cm
Hình 7.6: Sơ đồ bố trí móng cọc M1 7.4.7 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cột:
- Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:
- Trọng lượng của đài và đất trên các bậc đài sau khi bố trí cọc:
N tt đ = nxA tt x h đ x tb = 1,1.5,76.1,5.25 = 237,6 (KN)
-Vì móng chịu tải lệch tâm theo phương x lực truyền xuống cọc được xác định theo công thức sau:
+ n c = 6 là số lượng cọc trong móng.
+ x max , y max (m): khoảng cách từ tim cọc biên đến trục Y,X.
Khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục đi qua trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại mặt phẳng đáy đài được ký hiệu là xi,yi (m) Vị trí này có thể được hiểu rõ hơn qua sơ đồ bố trí cọc.
+M tt x và M tt y : là mô men uốn tính toán tương ứng quanh trục x và trục y
Khi tính toán khung, cần chú ý đến cột liên kết ngàm tại mặt sàn tầng hầm, vì lực truyền xuống móng xảy ra tại vị trí này Tải trọng tại mặt sàn tầng hầm phải được đưa vào tính toán móng, đặt tại đáy móng Chiều sâu chôn móng tính từ mặt sàn tầng hầm cũng tương ứng với chiều cao đài h là 1,5 m, và momen M tại vị trí đáy móng cần được xác định chính xác.
Với: M 0xtt , M 0ytt là mômen uốn tính toán ở đỉnh đài quanh trục X và Y;
Q 0xtt , Q 0ytt là lực cắt tính toán ở đỉnh đài theo trục X và Y h đ =1,5m là chiều cao đài.
Thay số vào ta có :
Kiểm tra lực truyền xuống cọc :
P max tt +Pc= 784,8+42,447,24 < P SPT = 905 (KN)
Do đó, thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc;
- Mặt khác P tt min = 625,1 (KN) > 0 nên ta không phải tính toán kiểm tra theo điều kiện chống nhổ
* Tóm lại điều kiện chịu tải của móng cọc đã được kiểm tra, thỏa mãn và móng làm việc trong điều kiện an toàn
7.4.8 Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng đầu cọc và kiểm tra lún cho móng: a Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng đầu cọc:
- Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh tải
Sinh viên Nguyễn Hữu Lộc, dưới sự hướng dẫn của ThS Lê Cao Tuấn, đã nghiên cứu về trọng lực của móng được phân bố rộng hơn, bắt nguồn từ mép ngoài của cọc tại đáy đài, với một góc nghiêng tương ứng là tb/4.
- Với A, B là khoảng cách tính từ mép ngoài của hai hàng cọc ngoài cùng.
B qu = A qu =5,98 (m) -Diện tích đáy khối móng quy ước:
- Chiều cao khối móng quy ước (kể từ mũi cọc đến cốt mặt trên của đài) là:
Hình 7.7 : Kích thước khối móng qui ước
- Xác định trọng lượng của khối móng quy ước :
+ Trong phạm vi đáy đài trở lên đến đáy sàn tầng hâm xác định theo công thức :
+ Trọng lượng đất lớp sét pha trên mực nước ngầm dày 0,85 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:
Sinh viên: Nguyễn Hữu Lộc Hướng dẫn: ThS Lê Cao Tuấn 87
+ Trọng lượng đất lớp sét pha dưới mực nước ngầm dày 0,8 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:
+ Trọng lượng đất lớp cát pha dày 6m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ :
+ Trọng lượng đất lớp cát bụi dày 7,5m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:
+ Trọng lượng đất lớp cát hạt trung dày 2,0m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ :
+ Trọng lượng tiêu chuẩn cọc trong phạm vi khối móng quy ước :
N tc c = 6*0,09.17,15.25= 231,5 (KN) + Trọng lượng khối móng quy ước:
N tc qư = 1341+643,6+324,2+2140,5+2480,4+713,5+231,5= 7478,7 (kN). -Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước:
- Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước:
- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: tc max min tcmax= 10273, 42
= 336,8( kN / m 2 ) 35,76 5,98 tc min = tc tb = 287,3 (KN/m 2 ).
Cường độ tiêu chuẩn của đất nền ở đáy khối móng quy ước:
Hệ số m1 và m2, phụ thuộc vào tính chất của đất nền và kết cấu công trình, được xác định theo bảng 6.2 trong giáo trình “Nền móng và tầng hầm nhà cao tầng” của Nhà xuất bản Xây dựng Cụ thể, m1 = 1 và m2 = 1, do kết cấu của nhà không hoàn toàn cứng.
Hệ số A, B, D được tra cứu từ bảng phụ lục 2-2 trong sách "Nền và Móng" của Th.s Lê Xuân Mai, dựa trên trị tính toán thứ hai của góc ma sát trong lớp cát thô cuội sỏi, với giá trị là II = 34°.
+ γ(KN/m 3 ) Trọng lượng riêng đất dưới đáy khối quy ước
+ γ tb (KN/m 3 ) Trọng lượng riêng đất từ đáy khối quy ước trở lên : tb = 0,85.21,5+0,8.11,505+6,0.10,129+7,5.9,39+2,0.10,129
+ Lực dính đơn vị dưới đáy khối quy ước do lớp đất dưới đáy móng khối qui ước là đất cát hạt trung nên c = 0 (kN/m 2 )
Như vậy các điều kiện đều thỏa mãn : tc max = 336,8 (kN/m 2 ) < 1,2R tc = 2057,5 (kN/m 2 ). tc tb = 287,3 (kN/m 2 ) < R tc = 1980,5 (kN/m 2 ).
Nền đất dưới mũi cọc cần đủ sức chịu tải để đảm bảo tính toán độ lún của nền theo quan niệm biến dạng tuyến tính Việc kiểm tra lún cho cọc là rất quan trọng để đánh giá khả năng chịu lực và ổn định của công trình.
Việc kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi được tiến hành thông qua việc kiểm tra lún của móng khối qui ước.
- Áp lực gây lún tại mặt phẳng móng quy ước gl= tc tb - tb.H(7,3-10,13.18,65,37(KN/m 2 )
- Chia nền đất dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp đất có chiều dày h i