Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc theo phương thẳng đứng

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 155 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

- Kích thước đài móng M1: ABh =4,5m4,5m1,5m. Độ sâu chôn đáy đài Df =-3,3 m so với mặt cao trình ± 0.00 ở tầng trệt công trình, cách mặt đất tự nhiên 2,7m.

- Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài:

Wđài = Sđài.hđài.n.BT=(4,5x4,5)x1,5x1,1x25=835,31kN - Tải trọng tác dụng lên các cọc:

2 2

tt

tt tt

y i x i

i

c i i

M x

N M y

p n  x  y

 

Ntt = Ntt + Wđài= 9601 + 835,31= 10436,31 kN 76 , 230 5 , 1 51 , 99 493 ,

81   







Mxtt Mxtt HYtt hđ kNm 231

5 , 1 2 , 135 2 ,

28   







MYtt MYtt HttX hđ kNm

Bảng 8.3 – Lực chịu tải cọc đơn móng M1 Kiểm tra sức chịu tải của cọc :

+ Pmax Max(Pitt)2791kN < QaTK 3426kN

+ Pmin Min(Pitt)2428kN > 0

=> Thỏa điều kiện về sức chịu tải cọc đơn.

2/ Kiểm tra khả năng chịu tải của nhóm cọc

n m Qa

Ntt   TK  

 

- Hệ số nhóm ]

90

) 1 ( ) 1 [ (

) (

1 mn

m n n

m S

arctg d    





 

- Trong đó: + d: cạnh cọc

+ S: khoảng cách giữa 2 tim cọc

+ m=2:số hàng cọc trong nhóm

+ n=2:số dãy cọc trong nhóm

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 156 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

=> ] 0,758

2 2 90

) 1 2 ( 2 ) 1 2 ( [2 5) , 2 ( 1

1 









 







 arctg



10388 2

2 3426 758

,

0    







QaTK m n

 kN < Ntt = 10436,31 kN

- Như vậy chưa thỏa mãn điều kiện làm việc trong nhóm cọc. Tuy nhiên cọc đã bố trí đối xứng, chênh lệch không quá 10% nên hợp lý.

3/ Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước

- Xem móng như một móng nông, có kích thước là móng khối quy ước, chiều sâu đặt móng ngay tại cao trình mũi cọc.

a/ Kích thước móng khối quy ước (cọc đi qua nền nhiều lớp, có đất yếu và tốt)

- Ltb:độ sâu cọc trong đất từ đáy lớp đất yếu, Ltb li 2,7929,32,7923m '

41 23 26

23 ' 41

26 0

0

 

 

 

tb i i

tb L

 l



- Góc truyền lực: 6 40'

4 ' 41 26 4

0 0





tb



- Kích thước móng khối quy ước :

88 , 8 ' 40 6 23 2 1 5 , 4

2 0

qu

qu B Ld L tg     tg 

L tb  m

- Diện tích móng quy ước: Fqu LquBqu 8,882 78,85m2. - Chiều cao móng quy ước: Hqu= 32-1,2=30,8 m

=> Thể tích móng quy ước Vqu FquHqu 78,8530,82428,6 m3

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 157 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

tb/4 Hqu= 30,8m

Lqu =Bqu= 8,88 m

Lop dat yeu

Hình 8.3 – Móng khối quy ước M1 b/ Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy móng khối quy ước

II qu tc

tb R

P  Pmaxtc 1,2RquII Pmintc 0 - Trong đó :

tc

Ptb : Áp lực trung bình tiêu chuẩn dưới đáy móng khối quy ước Pmaxtc : Áp lực lớn nhất dưới đáy móng khối quy ước

Pmintc : Áp lực bé nhất dưới đáy móng khối quy ước

Ntc: Tổng lực dọc tiêu chuẩn tại tâm đáy móng khối quy ước (bao gồm lực dọc tiêu chuẩn tại chân cột, trọng lượng bản thân đài cọc, cọc, đất trên đài và phần đất nằm trong móng khối quy ước)Ntc Ntc tbVqu

+ Lực dọc: Ntc= 8349 15

, 1

37 ,

9601  kN

+ Trọng lượng đài :Nđ Lđ Bđ hđ BT 4,521,525759,37kN

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 158 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

+ Trọng lượng 4

cọc:Ncoc 4R2lcBT 43,140,5229,3252300kN

+ Trọng lượng các lớp đất thứ i dưới đáy đài:

96 , 549 54 , 4 ) 7 , 2 3 , 4 ( ) 14 , 3 85 , 78 ( )

( ) 4

( 1 1'

2  Fqu  Fcoc  l Df  tc      

N  kN

43 , 760 37 , 8 2 , 1 ) 14 , 3 85 , 78 ( )

4

( 3 3'

3a  Fqu Fcoc la  tca     

N  kN

82 , 2286 63

, 8 5 , 3 ) 14 , 3 85 , 78 ( )

4

( 3 3'

3b  Fqu  Fcoc lb tcb     

N  kN

78 , 14905 56

, 8 23 ) 14 , 3 85 , 78 ( )

4

( 4 4'

4a  Fqu  Fcoc l a tca     

N  kN

=> Ntc 29911,36kN

- Cọc đài thấp: lực ngang không gây ra moment tại tâm đáy móng khối quy ước vì cọc tựa lên đất, áp lực ngang của đất nền cân bằng với lực ngang => xem như moment lấy tại đáy đài

66 , 15 200

, 1

76 , 230 15

,

1  

Mxtc  Mxtt kNm

87 , 15 200 , 1

231 15

,

1  

Mtcy  Mxtt kNm

7 , 6 116

88 , 8 6

2 3



 



 yqu qu qu

qu x

B W L

W m3

- Vậy ta có:

35 , 85 379

, 78

36 , 29911 



 

qu tc tc

tb F

P N kN/m2

8 , 7 382 , 116

87 , 200 7

, 116

66 , 35 200 ,

max    379   

qu y

tc y qu

x tc x tc

tb tc

W M W

P M

P kN/m2

9 , 7 375 , 116

87 , 200 7

, 116

66 , 35 200 ,

min    379   

qu y

tc y qu

x tc x tc

tb tc

W M W

P M

P kN/m2

 qu II II II

tc II

qu A B B H D c

k m

R  m1 2     *  

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 159 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

- Theo TCXD 45 – 78 hệ số m1=m2=1 (điều 3.38), ktc = 1( điều 3.39)

- Móng đặt lên nền đất 4a có minII 18,523kN/m3 ; cminII 1,74kN/m2 ; minII 26031' - Từ minII 26031' => A=0,87 ; B=4,50 ; D =7,01

523 , 8 23 565 , 8 5 , 3 37 , 8 2 , 1 54 , 4 3 ,

* 3       

 II

Hqu  =251kN/m2

 qu II qu II II

tc II

qu A B B H D c

k m

R  m1 2     *  

2 , 1794 74

, 1 01 , 7 251 5 , 4 523 , 8 88 , 8 87 ,

0       

 kN/m2.

Vậy đất nền làm việc trong giai đoạn đàn hồi, đủ khả năng chịu lực do:

35 ,

379

tc

Ptb kN/m2 <RquII 1794,2kN/m2 8

,

maxtc 382

P kN/m2 < 1,2RquII 12153kN/m2 9

,

mintc 375

P kN/m2 > 0

4/ Kiểm tra lún ổn định dưới mũi cọc (theo phương pháp tổng phân tố) - Ứng suất gây lún tại đáy móng khối quy ước :

35 , 128 251 35 ,

' 379  



 tbtc  i i

gl P h

P  kN/m2

- Chia lớp đất thành các phân tố nhỏ bề dày:

33 , 5 55 , 3 ( 88 , 8 ) 6 , 0 4 , 0 ( )

6 , 0 4 , 0

(      

 qu

i B

h )m => chọn hi=2m

- Đồ thị e-p từ thí nghiệm nén cố kết: lấy mẫu 1-33(độ sâu 33,5-34m) vẽ

Áp lực nén (kN/m2)

25 50 100 200 400 800

Hệ số rỗng e 0,724 0,703 0,677 0,647 0,61 0,565 Bảng 8.4 – Mẫu thí nghiệm nén cố kết

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 160 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.4 – Biểu đồ quan hệ e-p

Bảng 8.5 – Bảng tính lún theo phương pháp tổng phân tố 5/ Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang

a/ Sơ đồ tính

- Mô hình hóa đất xung quanh cọc là môi trường đàn hồi tuyến tính (được mô phỏng bằng mô hình nền Winkler).

Biểu đồ quan hệ e-p

Hệ số rỗng e

Áp lực nén P (kN/m2)

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 161 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.5 – Hình minh họa cọc chịu tải ngang b/ Các giá trị tính toán

- Cọc chịu tải ngang được tính theo TCXD 205-1998 - Hệ số biến dạng: 5

I E Kb

b c bd 



+ Hệ số nền 4600

32

5000 23

4400 5

, 4 3320 2

, 1 2500 3

,

3        

K  (kN/m4)

+ I :mômen quán tính tiết diện cọc

( )4

 64

 Dcoc

I =0,049(m4)

+ Chiều rộng quy ước của cọc bc=d+1=2m (vì d>0,8m)

=> Hệ số biến dạng 0,362

049 , 0 10 30

2

5 4600

5 6 





 

 E I Kb

b c

bd

- Chiều dài quy đổi le bdL0,36229,310,61m

- Từ le tra bảng G.2 TCXD 205-1998 ta có A0 = 2,441 ; B0 = 1,621 ; C0 = 1,751

- Các chuyển vị HH , MH , MM được tính bằng các công thức theo TCXD 205-1998 (điều G.5, phụ lục G)

5 6

3

3 3,5 10

049 , 0 10 30 362 , 0

441 ,

2   





 



 

I E A

b bd

o

HH 

 m/kN

6 6

2

2 8,41 10

049 , 0 10 30 362 , 0

621 ,

1   





 



 

I E B

b bd

o

MH 

 m/kN

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 162 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

6

6 3,29 10

00213 , 0 10 30 602 , 0

751 ,

1   





 



 

I E C

b bd

o

MM 

 m/kN

c/ Chuyển vị ngang y0 và góc xoay o của cọc tại cao trình đáy đài i/ Theo phương x

8 , 4 33

2 , 135

0  4  

tt x x

H H kN

0x 0 M

- Chuyển vị của cọc tại đáy đài theo phương x:

00118 , 0 10 5 , 3 8 ,

33 5

0 0

0x H x HH M x HM     

y   m

- Góc xoay cọc tại đáy đài:

00028 , 0 10 41 , 8 8 ,

33 6

0 0

0x H xMH M xMM     

 rad

- Ứng suất tính toánz (kN/m2), moment uốn Mz(kNm) và lực cắt Qz (kN) trong các tiết dện của cọc được tính theo các công thức sau:

3 1 0 2 1

0 1

0 1

( 0 D

I E C H

I E B M

A y k z

b bd b

bd bd

e bd

y   



     )

3 3

3 3

2 H D

C M B I

E A

I E M

bd o o

o b

bd Yo

b bd

z            

 





4 4

4 4

3 E I A E I B M C H D

Qz bd b Yo bd b o bd o  o trong đó : ze bd z

z (m) ze (m) A1 B1 C1 D1 z (kN) 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,276 0,100 1,000 0,100 0,005 0,000 2,188 0,552 0,200 1,000 0,200 0,020 0,001 4,067 0,829 0,300 1,000 0,300 0,045 0,004 5,642 1,105 0,400 1,000 0,400 0,080 0,011 6,927 1,381 0,500 1,000 0,500 0,125 0,021 7,928 1,657 0,600 0,999 0,600 0,180 0,036 8,652 1,934 0,700 0,999 0,700 0,245 0,057 9,146 2,210 0,800 0,997 0,799 0,320 0,085 9,398 2,486 0,900 0,995 0,899 0,405 0,121 9,440

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 163 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

2,762 1,000 0,992 0,997 0,499 0,167 9,335 3,039 1,100 0,987 1,095 0,604 0,222 9,043 3,315 1,200 0,979 1,192 0,718 0,288 8,589 3,591 1,300 0,969 1,287 0,841 0,365 8,039 3,867 1,400 0,955 1,379 0,974 0,456 7,417 4,144 1,500 0,937 1,468 1,115 0,560 6,734 4,420 1,600 0,913 1,553 1,264 0,678 5,979 4,696 1,700 0,882 1,633 1,421 0,812 5,188 4,972 1,800 0,843 1,706 1,584 0,961 4,378 5,249 1,900 0,795 1,770 1,752 1,126 3,601 5,525 2,000 0,735 1,823 1,924 1,308 2,824 5,801 2,100 0,662 1,863 2,098 1,506 2,057 6,077 2,200 0,575 1,887 2,272 1,720 1,368 6,354 2,300 0,470 1,892 2,443 1,950 0,670 6,630 2,400 0,347 1,874 2,609 2,195 0,098 6,906 2,500 0,202 1,830 2,765 2,454 -0,464 7,182 2,600 0,033 1,755 2,907 2,724 -1,006 7,459 2,700 -0,162 1,643 3,030 3,003 -1,445 7,735 2,800 -0,385 1,490 3,128 3,288 -1,803 8,011 2,900 -0,640 1,290 3,196 3,574 -2,209 8,287 3,000 -0,928 1,037 3,225 3,858 -2,541 8,564 3,100 -1,251 0,723 3,207 4,133 -2,758 8,840 3,200 -1,612 0,343 3,132 4,392 -3,038 9,116 3,300 -2,011 -0,112 2,991 4,626 -3,210 9,392 3,400 -2,450 -0,648 2,772 4,826 -3,396 9,669 3,500 -2,928 -1,272 2,463 4,980 -3,540 9,945 3,600 -3,445 -1,991 2,050 5,075 -3,693 10,221 3,700 -4,000 -2,813 1,520 5,097 -3,806 10,497 3,800 -4,590 -3,742 0,857 5,029 -3,992 10,773 3,900 -5,210 -4,784 0,047 4,853 -4,109 11,050 4,000 -5,854 -5,941 -0,927 4,548 -4,273 11,326 4,100 -6,514 -7,216 -2,080 4,092 -4,391 11,602 4,200 -7,179 -8,607 -3,428 3,461 -4,476 Bảng 8.6 – Bảng tính ứng suất tính toán z dọc thân cọc theo phương x

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 164 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.6 – Ứng suất z theo phương x

z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 Mz (kNm)

0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,276 0,100 0,000 0,000 1,000 0,100 9,337 0,552 0,200 -0,001 0,000 1,000 0,200 18,446 0,829 0,300 -0,004 -0,001 1,000 0,300 27,251 1,105 0,400 -0,011 -0,002 1,000 0,400 35,144 1,381 0,500 -0,021 -0,005 0,999 0,500 42,656 1,657 0,600 -0,036 -0,011 0,998 0,600 49,482 1,934 0,700 -0,057 -0,020 0,996 0,699 55,302 2,210 0,800 -0,085 -0,034 0,992 0,799 60,376 2,486 0,900 -0,121 -0,055 0,985 0,897 64,500 2,762 1,000 -0,167 -0,083 0,975 0,994 67,310 3,039 1,100 -0,222 -0,122 0,960 1,090 69,641 3,315 1,200 -0,287 -0,173 0,938 1,183 71,229 3,591 1,300 -0,365 -0,238 0,907 1,273 71,693 3,867 1,400 -0,455 -0,319 0,866 1,358 71,376 4,144 1,500 -0,559 -0,420 0,811 1,437 70,336 4,420 1,600 -0,676 -0,543 0,739 1,507 68,822 4,696 1,700 -0,808 -0,691 0,646 1,566 66,646 4,972 1,800 -0,956 -0,867 0,530 1,612 63,848 5,249 1,900 -1,118 -1,074 0,385 1,640 60,870 5,525 2,000 -1,295 -1,314 0,207 1,646 57,413

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 165 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

5,801 2,100 -1,487 -1,590 -0,010 1,627 53,653 6,077 2,200 -1,693 -1,906 -0,271 1,575 49,674 6,354 2,300 -1,912 -2,263 -0,582 1,486 45,484 6,630 2,400 -2,141 -2,663 -0,949 1,352 41,320 6,906 2,500 -2,379 -3,109 -1,379 1,165 37,119 7,182 2,600 -2,621 -3,600 -1,877 0,917 33,122 7,459 2,700 -2,865 -4,137 -2,452 0,598 29,002 7,735 2,800 -3,103 -4,718 -3,108 0,197 25,252 8,011 2,900 -3,331 -5,340 -3,852 -0,295 21,491 8,287 3,000 -3,540 -6,000 -4,688 -0,891 18,101 8,564 3,100 -3,722 -6,690 -5,621 -1,603 14,574 8,840 3,200 -3,864 -7,403 -6,653 -2,443 11,694 9,116 3,300 -3,955 -8,127 -7,785 -3,424 8,937 9,392 3,400 -3,979 -8,847 -9,016 -4,557 6,652 9,669 3,500 -3,919 -9,544 -10,340 -5,854 4,719 9,945 3,600 -3,757 -10,196 -11,751 -7,325 2,977 10,221 3,700 -3,471 -10,776 -13,235 -8,979 1,511 10,497 3,800 -3,036 -11,252 -14,774 -10,821 0,711 10,773 3,900 -2,427 -11,585 -16,346 -12,854 0,091 11,050 4,000 -1,614 -11,731 -17,919 -15,075 0,110 11,326 4,100 -0,567 -11,638 -19,454 -17,478 0,294 11,602 4,200 0,747 -11,249 -20,902 -20,048 0,939

Bảng 8.7 – Bảng tính moment uốn Mz dọc thân cọc phương x (A3,B3,C3,D3 được tra trong bảng G3 TCXD 205-1998)

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 166 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.7 – Moment uốn tác dụng vào cọc phương x

z ( m ) ze (m) A4 B4 C4 D4 Qz (kN)

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 33,800 0,276 0,100 -0,005 0,000 0,000 1,000 33,387 0,552 0,200 -0,020 -0,003 0,000 1,000 32,314 0,829 0,300 -0,045 -0,009 -0,001 1,000 30,580 1,105 0,400 -0,080 -0,021 -0,003 1,000 28,350 1,381 0,500 -0,125 -0,042 -0,008 0,999 25,754 1,657 0,600 -0,180 -0,072 -0,016 0,997 22,792 1,934 0,700 -0,245 -0,114 -0,030 0,994 19,629 2,210 0,800 -0,320 -0,171 -0,051 0,989 16,395 2,486 0,900 -0,404 -0,243 -0,082 0,980 13,106 2,762 1,000 -0,499 -0,333 -0,125 0,967 9,759 3,039 1,100 -0,603 -0,443 -0,183 0,946 6,496 3,315 1,200 -0,716 -0,575 -0,259 0,917 3,425 3,591 1,300 -0,838 -0,730 -0,356 0,876 0,465 3,867 1,400 -0,967 -0,910 -0,479 0,821 -2,175 4,144 1,500 -1,105 -1,116 -0,630 0,747 -4,775 4,420 1,600 -1,248 -1,350 -0,815 0,652 -6,963 4,696 1,700 -1,396 -1,613 -1,036 0,529 -8,922

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 167 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

4,972 1,800 -1,547 -1,906 -1,299 0,374 -10,566 5,249 1,900 -1,699 -2,227 -1,608 0,181 -12,043 5,525 2,000 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 -13,149 5,801 2,100 -1,992 -2,956 -2,379 -0,345 -14,054 6,077 2,200 -2,125 -3,360 -2,849 -0,692 -14,621 6,354 2,300 -2,243 -3,785 -3,379 -1,104 -14,996 6,630 2,400 -2,339 -4,228 -3,973 -1,592 -15,139 6,906 2,500 -2,407 -4,683 -4,632 -2,161 -15,053 7,182 2,600 -2,437 -5,140 -5,355 -2,821 -14,797 7,459 2,700 -2,420 -5,591 -6,143 -3,580 -14,338 7,735 2,800 -2,346 -6,023 -6,990 -4,445 -13,801 8,011 2,900 -2,200 -6,420 -7,892 -5,423 -13,060 8,287 3,000 -1,969 -6,765 -8,840 -6,520 -12,177 8,564 3,100 -1,638 -7,034 -9,822 -7,739 -11,331 8,840 3,200 -1,187 -7,204 -10,822 -9,082 -10,200 9,116 3,300 -0,599 -7,243 -11,819 -10,549 -9,135 9,392 3,400 0,147 -7,118 -12,787 -12,133 -7,973 9,669 3,500 1,074 -6,789 -13,692 -13,826 -6,740 9,945 3,600 2,205 -6,212 -14,496 -15,613 -5,440 10,221 3,700 3,563 -5,338 -15,151 -17,472 -4,117 10,497 3,800 5,173 -4,111 -15,601 -19,374 -2,798 10,773 3,900 7,059 -2,473 -15,779 -21,279 -1,327 11,050 4,000 9,244 -0,358 -15,610 -23,140 0,166 11,326 4,100 11,749 2,304 -15,007 -24,895 1,674 11,602 4,200 14,591 5,584 -13,870 -26,468 3,277

Bảng 8.8 – Bảng tính lực cắt Qz dọc thân cọc phương x

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 168 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.8 – Lực cắt ngang tác dụng vào cọc phương x ii/ Theo phương y

88 , 4 24

51 , 99

0  4  

tt y y

H H kN

0x 0 M

- Chuyển vị của cọc tại đáy đài theo phương y:

00087 , 0 10 5 , 3 88 ,

24 5

0 0

0y H y HH M y HM     

y   m

- Góc xoay cọc tại đáy đài:

00021 , 0 10 41 , 8 88 ,

24 6

0 0

0y H yMH M yMM     

 rad

z (m) ze (m) A1 B1 C1 D1 z (kN) 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,276 0,100 1,000 0,100 0,005 0,000 1,611 0,552 0,200 1,000 0,200 0,020 0,001 2,993 0,829 0,300 1,000 0,300 0,045 0,004 4,153 1,105 0,400 1,000 0,400 0,080 0,011 5,099 1,381 0,500 1,000 0,500 0,125 0,021 5,836 1,657 0,600 0,999 0,600 0,180 0,036 6,369 1,934 0,700 0,999 0,700 0,245 0,057 6,732 2,210 0,800 0,997 0,799 0,320 0,085 6,917

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 169 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

2,486 0,900 0,995 0,899 0,405 0,121 6,949 2,762 1,000 0,992 0,997 0,499 0,167 6,872 3,039 1,100 0,987 1,095 0,604 0,222 6,657 3,315 1,200 0,979 1,192 0,718 0,288 6,322 3,591 1,300 0,969 1,287 0,841 0,365 5,918 3,867 1,400 0,955 1,379 0,974 0,456 5,460 4,144 1,500 0,937 1,468 1,115 0,560 4,957 4,420 1,600 0,913 1,553 1,264 0,678 4,401 4,696 1,700 0,882 1,633 1,421 0,812 3,819 4,972 1,800 0,843 1,706 1,584 0,961 3,223 5,249 1,900 0,795 1,770 1,752 1,126 2,651 5,525 2,000 0,735 1,823 1,924 1,308 2,079 5,801 2,100 0,662 1,863 2,098 1,506 1,514 6,077 2,200 0,575 1,887 2,272 1,720 1,007 6,354 2,300 0,470 1,892 2,443 1,950 0,493 6,630 2,400 0,347 1,874 2,609 2,195 0,072 6,906 2,500 0,202 1,830 2,765 2,454 -0,342 7,182 2,600 0,033 1,755 2,907 2,724 -0,741 7,459 2,700 -0,162 1,643 3,030 3,003 -1,064 7,735 2,800 -0,385 1,490 3,128 3,288 -1,327 8,011 2,900 -0,640 1,290 3,196 3,574 -1,626 8,287 3,000 -0,928 1,037 3,225 3,858 -1,871 8,564 3,100 -1,251 0,723 3,207 4,133 -2,030 8,840 3,200 -1,612 0,343 3,132 4,392 -2,237 9,116 3,300 -2,011 -0,112 2,991 4,626 -2,363 9,392 3,400 -2,450 -0,648 2,772 4,826 -2,500 9,669 3,500 -2,928 -1,272 2,463 4,980 -2,606 9,945 3,600 -3,445 -1,991 2,050 5,075 -2,718 10,221 3,700 -4,000 -2,813 1,520 5,097 -2,801 10,497 3,800 -4,590 -3,742 0,857 5,029 -2,938 10,773 3,900 -5,210 -4,784 0,047 4,853 -3,025 11,050 4,000 -5,854 -5,941 -0,927 4,548 -3,145 11,326 4,100 -6,514 -7,216 -2,080 4,092 -3,232 11,602 4,200 -7,179 -8,607 -3,428 3,461 -3,295 Bảng 8.9 – Bảng tính ứng suất tính toán z dọc thân cọc theo phương y

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 170 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.9 – Ứng suất z theo phương y

z (m) ze (m) A3 B3 C3 D3 Mz (kNm)

0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,276 0,100 0,000 0,000 1,000 0,100 6,873 0,552 0,200 -0,001 0,000 1,000 0,200 13,578 0,829 0,300 -0,004 -0,001 1,000 0,300 20,059 1,105 0,400 -0,011 -0,002 1,000 0,400 25,869 1,381 0,500 -0,021 -0,005 0,999 0,500 31,399 1,657 0,600 -0,036 -0,011 0,998 0,600 36,423 1,934 0,700 -0,057 -0,020 0,996 0,699 40,707 2,210 0,800 -0,085 -0,034 0,992 0,799 44,442 2,486 0,900 -0,121 -0,055 0,985 0,897 47,478 2,762 1,000 -0,167 -0,083 0,975 0,994 49,547 3,039 1,100 -0,222 -0,122 0,960 1,090 51,262 3,315 1,200 -0,287 -0,173 0,938 1,183 52,431 3,591 1,300 -0,365 -0,238 0,907 1,273 52,773 3,867 1,400 -0,455 -0,319 0,866 1,358 52,540 4,144 1,500 -0,559 -0,420 0,811 1,437 51,774 4,420 1,600 -0,676 -0,543 0,739 1,507 50,659 4,696 1,700 -0,808 -0,691 0,646 1,566 49,058 4,972 1,800 -0,956 -0,867 0,530 1,612 46,998 5,249 1,900 -1,118 -1,074 0,385 1,640 44,806 5,525 2,000 -1,295 -1,314 0,207 1,646 42,262 5,801 2,100 -1,487 -1,590 -0,010 1,627 39,493

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 171 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

6,077 2,200 -1,693 -1,906 -0,271 1,575 36,565 6,354 2,300 -1,912 -2,263 -0,582 1,486 33,480 6,630 2,400 -2,141 -2,663 -0,949 1,352 30,416 6,906 2,500 -2,379 -3,109 -1,379 1,165 27,323 7,182 2,600 -2,621 -3,600 -1,877 0,917 24,381 7,459 2,700 -2,865 -4,137 -2,452 0,598 21,348 7,735 2,800 -3,103 -4,718 -3,108 0,197 18,588 8,011 2,900 -3,331 -5,340 -3,852 -0,295 15,819 8,287 3,000 -3,540 -6,000 -4,688 -0,891 13,324 8,564 3,100 -3,722 -6,690 -5,621 -1,603 10,728 8,840 3,200 -3,864 -7,403 -6,653 -2,443 8,608 9,116 3,300 -3,955 -8,127 -7,785 -3,424 6,578 9,392 3,400 -3,979 -8,847 -9,016 -4,557 4,897 9,669 3,500 -3,919 -9,544 -10,340 -5,854 3,474 9,945 3,600 -3,757 -10,196 -11,751 -7,325 2,191 10,221 3,700 -3,471 -10,776 -13,235 -8,979 1,112 10,497 3,800 -3,036 -11,252 -14,774 -10,821 0,523 10,773 3,900 -2,427 -11,585 -16,346 -12,854 0,067 11,050 4,000 -1,614 -11,731 -17,919 -15,075 0,081 11,326 4,100 -0,567 -11,638 -19,454 -17,478 0,217 11,602 4,200 0,747 -11,249 -20,902 -20,048 0,691

Bảng 8.10 – Bảng tính moment uốn Mz dọc thân cọc phương y (A3,B3,C3,D3 được tra trong bảng G3 TCXD 205-1998)

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 172 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.10 – Moment uốn tác dụng vào cọc phương y

z ( m ) ze (m) A4 B4 C4 D4 Qz (kN)

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 24,880 0,276 0,100 -0,005 0,000 0,000 1,000 24,576 0,552 0,200 -0,020 -0,003 0,000 1,000 23,786 0,829 0,300 -0,045 -0,009 -0,001 1,000 22,510 1,105 0,400 -0,080 -0,021 -0,003 1,000 20,868 1,381 0,500 -0,125 -0,042 -0,008 0,999 18,957 1,657 0,600 -0,180 -0,072 -0,016 0,997 16,777 1,934 0,700 -0,245 -0,114 -0,030 0,994 14,449 2,210 0,800 -0,320 -0,171 -0,051 0,989 12,069 2,486 0,900 -0,404 -0,243 -0,082 0,980 9,647 2,762 1,000 -0,499 -0,333 -0,125 0,967 7,184 3,039 1,100 -0,603 -0,443 -0,183 0,946 4,781 3,315 1,200 -0,716 -0,575 -0,259 0,917 2,521 3,591 1,300 -0,838 -0,730 -0,356 0,876 0,343 3,867 1,400 -0,967 -0,910 -0,479 0,821 -1,601 4,144 1,500 -1,105 -1,116 -0,630 0,747 -3,515 4,420 1,600 -1,248 -1,350 -0,815 0,652 -5,126 4,696 1,700 -1,396 -1,613 -1,036 0,529 -6,567

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 173 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

4,972 1,800 -1,547 -1,906 -1,299 0,374 -7,778 5,249 1,900 -1,699 -2,227 -1,608 0,181 -8,865 5,525 2,000 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 -9,679 5,801 2,100 -1,992 -2,956 -2,379 -0,345 -10,345 6,077 2,200 -2,125 -3,360 -2,849 -0,692 -10,762 6,354 2,300 -2,243 -3,785 -3,379 -1,104 -11,039 6,630 2,400 -2,339 -4,228 -3,973 -1,592 -11,144 6,906 2,500 -2,407 -4,683 -4,632 -2,161 -11,080 7,182 2,600 -2,437 -5,140 -5,355 -2,821 -10,892 7,459 2,700 -2,420 -5,591 -6,143 -3,580 -10,554 7,735 2,800 -2,346 -6,023 -6,990 -4,445 -10,159 8,011 2,900 -2,200 -6,420 -7,892 -5,423 -9,613 8,287 3,000 -1,969 -6,765 -8,840 -6,520 -8,963 8,564 3,100 -1,638 -7,034 -9,822 -7,739 -8,341 8,840 3,200 -1,187 -7,204 -10,822 -9,082 -7,508 9,116 3,300 -0,599 -7,243 -11,819 -10,549 -6,724 9,392 3,400 0,147 -7,118 -12,787 -12,133 -5,869 9,669 3,500 1,074 -6,789 -13,692 -13,826 -4,961 9,945 3,600 2,205 -6,212 -14,496 -15,613 -4,004 10,221 3,700 3,563 -5,338 -15,151 -17,472 -3,031 10,497 3,800 5,173 -4,111 -15,601 -19,374 -2,059 10,773 3,900 7,059 -2,473 -15,779 -21,279 -0,976 11,050 4,000 9,244 -0,358 -15,610 -23,140 0,122 11,326 4,100 11,749 2,304 -15,007 -24,895 1,232 11,602 4,200 14,591 5,584 -13,870 -26,468 2,413

Bảng 8.11 – Bảng tính lực cắt Qz dọc thân cọc phương y

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 174 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

Hình 8.11 – Lực cắt ngang tác dụng vào cọc phương y d/ Kiểm tra điều kiện chuyển vị ngang nvà góc xoay 

0015 , 0 00087 , 0 00118 ,

0 2 2

2 2

n     

 yox yoy m < Sgh 0,01m

1000 1 1000

28 , 0

0x  gh 

 1000

1 1000

21 , 0

0y  gh 



=>Thỏa điều kiện chuyển vị và góc xoay.

6/ Kiểm tra ổn định nền xung quanh cọc

- Điều kiện ổn định nền đất xung quanh cọc khi có áp lực ngang do cọc tác động:

) cos (

4

1 1 ' 1 2

1 vtg C

z

y   

 



  

- Dựa vào bảng tính áp lực ngang σyta có σx zmax 9,44kN/m2 ở độ sâu z=-2,486m tính từ đáy đài để kiểm tra

'

σv– ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu z, 68

, 14 37 , 8 886 , 0 54 , 4 ) 7 , 2 3 , 4

σ'v (      (kN/m2)

I– trọng lượng đơn vị tính toán của đất

cI,I– lực dính và góc ma sát trong tính toán của đất (lớp 1)

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 175 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

3 ,

0

 (trừ cọc nhồi và cọc ống 0,6 )

1 1

 (trừ công trình chắn đất chắn nước 1 0,7)

2– hệ số xét đến tỷ lệ ảnh hưởng của phần tải trọng thường xuyên so với tổng tải trọng

488 , 3 0 , 0 7 , 0 5 , 2

3 , 0 7 , 0

2 





 



 

v p

v P

M nM

M

 M

Trong đó: Mp=0,7M –tác dụng của tải thường xuyên Mv=0,3M – tác dụng của tải tạm thời n = 2,5(do le=10,61m > 2,5m)

) 57 , 9 3 , 0 ' 45 9 68 , 14 )( ' 45 9 cos(

488 4 , 0 ) cos (

4 0

1 0 1 ' 1 2

1 vtg C   tg  

 



68 ,

10 kN/m2 > σx zmax 9,44kN/m2

=>Thỏa điều kiện ổn định nền.

IV. Tính toán và bố trí cốt thép cho cọc 1/ Tính toán và bố trí cốt thép chủ

- Dựa vào bảng tính kết quả moment, ta chọn giá trị moment lớn nhất Mmax=71,693 kNm tại z= -3,591m kể từ đáy đài để kiểm tra.

- Nhằm đơn giản hóa tính cốt thép cọc khoan nhồi, ta qui đổi tiết diện hình tròn ra tiết diện hình vuông tương đương để tính cốt thép cho cọc nhồi khi chịu tải trọng ngang : I

tròn =d4 /64= b4/12=> b=0,876 m=> ho=h-a=87,6-7=80,6 cm - Diện tích cốt thép trong cọc nhồi As=A’s = 1820 = 56,52 cm2 - Thép CII có: RS RS' 280Mpa=280000kN/m2

 M RS AS(ho a)280000 56,52104(0,8060,07)1164,76kNm

=> Mmax=71,693kNm <  M 1164,76kNm

- Vậy cốt thép dọc trong cọc đủ mô men uốn cọc do tải ngang gây ra. Theo lý thuyết sẽ cắt thép chịu mô men uốn tại vị trí moment Mz = 0, ước chừng ở độ sâu khoảng 10,5m. Tuy nhiên thực tế thi công ngày nay có xu hướng không cắt hết cốt thép mà cắt 50% cốt thép trong cọc từ độ sâu 11m đến hết.

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 176 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

2/ Tính toán và bố trí cốt đai

- Dựa vào bảng tính kết quả lực cắt, ta chọn giá trị lực cắt lớn nhất Qz max=33,8 kN tại z= 0m để kiểm tra.

+ Thép CII : Rsw = 225000 kN/m2

+ Bê tông B25 : Rbt = 1050 (kN/m2) - Khả năng chịu cắt của bê tông :

84 , 444 806 , 0 876 , 0 1050 6

, 0 6

,

min 0  BT   o     

chôngcăh R b h

Q kN

=> Qzmax=33,8 kN < Qchôngcăhmin 444,84kN

=>Vậy bê tông đủ chịu lực cắt, chỉ cần bố trí cốt đai trong cọc theo cấu tạo. Chọn cốt đai8,a200, đai dùng đai xoắn.

V. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc 1/ Kiểm tra xuyên thủng từ cột xuống đài - Xác định đáy tháp xuyên

Lxt =B xt= lcột + 2ho = 0,8 + 2x1,4 = 3,6 (m) > Lmin 2 mép cọc=3,5m.

2/ Kiểm tra xuyên thủng từ cọc lên đài

- Vị trí có thể xảy ra xuyên thủng là vị trí cọc cóPmaxtt P1tt 2790,51 kN. Vậy xuyên thủng lớn nhất có thể ở vị trí cọc số 1.

- Bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 10cm => ho = h –a =1,4m

- Xác định mặt tháp xuyên : Lxt = Bxt = 0,5+0,876+1,4 = 2,776 (m) - Xác định lực gây xuyên thủng : Pxt Pmaxtt P3tt 2790,51kN - Xác định lực chống xuyên thủng:

63 , 11 4 , 1 ) 2 776 , 2 1 2 876 , 0 ( )

1

(            

 c c xt xt o

thápxuyên b l L B h

S (m2)

12211 63

, 11 1050

1  







 bt thápxuyên

cx R S

P  (kN)

Vậy Pxt < Pcx=>Móng không bị xuyên thủng ở bất cứ vị trí nào.

3/ Tính toán thép cho đài

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 177 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

a/ Sơ đồ tính

- Sơ đồ tính là dầm consol ngàm tại mép cột như hình.

- Đài được xem là tuyệt đối cứng.

b/ Tải tác dụng

- Tải trọng tác dụng lên đài là phản lực đầu cọc trong phạm vi của dầm consol.

800

800

Y

X 2

3

1

850 4

850

Hình 8.12 – Sơ đồ tính thép đài cọc c/ Giải nội lực (Moment trong đài) :



 PiLi

M Trong đó :

+ M : moment trong đài tại mép cột.

+ Pi : phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên dầm consol

+ Li : khoảng cách từ lực Pi đến mép mặt ngàm của dầm consol.

d/ Tính toán thép

+ Bê tông B25 có Rb=14,5 Mpa=14,5x103 kN/m2; Eb=30x103 Mpa; và b2 1

+ Thép 10: cốt thép CII có Rs=280 Mpa= 280x103 kN/m2 ; Es=210x103 Mpa và

Chương 8: Phương án cọc khoan nhồi khung trục 3 178 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠO GVHD : PGS.TS. VÕ PHÁN MSSV: 80600439

1

si ; 3,2%

280 5 , 14 1 618 ,

% 0 05 ,

0 max

min        

s b b tt R

R

 R

 





- Các công thức tính toán:

o s si

s R h

A M



 

 x Asoxsx n  A

soy sy

y A

n  A

so chon

s n A

A.  

chon s

s chon s

s A

A A A

.

%  . 

đ o chon s

x B h

A

 .



đ o chon s

y L h

A

 .



- Khoảng cách giữa các thanh thép d :

x đ

x n

d  L ;

y đ

y n

d  B

- Bảng kết quả tính thép theo 2 phương x và y