ọ Ch ng 3: MÓNG C - Hệ ọ
Transcript of ọ Ch ng 3: MÓNG C - Hệ ọ
Chương 3: MÓNG CỌC
1
3.1. KHÁI NIỆM VỀ MÓNG CỌC
- Móng cọc: Móng sâu
- Đài cọc
- Hệ cọc
Nền của móng cọc
Hệ cọc
Đài cọc
2
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
3.2.1. Theo vật liệu cọc
4
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
5
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
6
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
7
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
8
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
9
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
10
3.2.1. Theo vật liệu cọc
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
11
3.2.2. Theo khả năng chịu tải
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
12
3.2.3. Theo chiều sâu đặt đài
3.2. PHÂN LOẠI MÓNG CỌC
13
3.3. CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
D
L
Cốt thép dọc
Cốt thép đai
1-1,5D
150
1000 Móc cẩu, φ16
φ6 a100
1000
φ6 a100 φ20,1m
D
L
14
3.3. CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
A-A
Hộp nối cọc
AA
Mũi thép
Mối hàn
Đoạn đầu cọc
NỐI CỌC
Hình 3.6 Cấu tạo chi
tiết cọc và nối cọc 15
3.3. CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
1Ø20
CHI TIEÁT COÏC BEÂTOÂNG CBT1
3
12Ø6a50
Ø6a100 12Ø6a200
2Ø6
1
TL : 1/20
2Ø18
2Ø18Ø18
1
11Ø6a100
4 3 löôùi theùp haøn Ø6a50 loaïi B
12Ø6a50
1 löôùi theùp haøn Ø6a50
Baûn theùp ñaàu coïc
loaïi A
1 löôùi theùp haøn Ø6A50
3 löôùi theùp haøn Ø6a50 loaïi B
Baûn theùp ñaàu coïc
loaïi A
1Ø20
CHI TIEÁT COÏC BEÂTOÂNG CBT2
3
14Ø6a50
11Ø6a100
Ø6 2 6
TL : 1/20
13Ø6a200
2Ø18
2Ø18 Ø18
6
4
12Ø6a100
3 löôùi theùp haøn Ø6a50 loaïi B
14Ø6a50
loaïi A
Baûn theùp ñaàu coïc
1 löôùi theùp haøn Ø6a50
16
3.3. CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉPhh
THEÙP HOÄP ÑAÀU COÏC TL : 1/10
350350
8x350x180
180
=8mm 11
334x180x8
350x350x8
10
9
3Ø20
3 - 3
230x130x10
(CHIEÀU CAO ÑÖÔØNG HAØN h=10mm) TYÛ LEÄ 1/10CHI TIEÁT BAÛN THEÙP ÑAÀU COÏC
9
11
250x250x8
3Ø20
10
Löôùi theùp φ6
LÖÔÙI THEÙP ÑAÀU COÏC TL : 1/10
5850
5850
300x300x10
4 - 4TL :1/10
COÏC CBT-1
350x350x89
COÏC CBT-212
CHI TIEÁT B NOÁI COÏC CBT-1 & CBT-2TYÛ LEÄ :1/10
200x200x12 12
CHI TIEÁT MUÕI COÏCTL: 1/10
4Ø181
Ø203
MC 2-2TL: 1/10
HAØN CHUÏM ÑAÀU
17
3.4.1. Dữ liệu tính toán
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Số liệu tải trọng (tính toán)
- Địa chất công trình
- Chọn vật liệu làm móng: mác BT, cường độ thép, tiết diệnvà chiều dài cọc, đoạn neo ngàm trong đài cọc (đoạn ngàm+ đập đầu cọc ≈ 0,5 – 0,6m); chọn cốt thép dọc trong cọc:Φ và Ra
18
3.4.2. Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
bKFS
K
HD
a
p
f
γ
−
≥2
Ep ≥ H
Kp = tan2 (450 + ϕ/2)
Ka = tan2 (450 - ϕ/2)
FS = 3 (áp lực sau đài chưa đạt trạng thái bị động)
γ : dung trọng của đất từ đáy đài đến mặt đấtb : cạnh của đáy đài theo phương vuông góc với H 19
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Theo vật liệu làm cọc
20
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Theo vật liệu làm cọc
21
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Theo vật liệu làm cọc
22
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Theo điều kiện đất nền
+ Theo chỉ tiêu cơ học
p
pp
s
ss
p
p
s
sa
FS
qA
FS
fA
FS
Q
FS
QQ +=+=
FS
qAfA
FS
FS
ppsspsua
+=
+==
FSs : hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên; 1,5 ÷ 2,0
FSp hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc; 2,0 ÷ 3,0
FS : hệ số an toàn chung, chọn 2 ÷ 3
23
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Theo điều kiện đất nền
+ Theo chỉ tiêu cơ học
Thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc Qs
fs = ca + σh’ tanϕa
= ca + Ks σv’ tanϕa
ca , ϕa = c, ϕ : cọc đóng, ép bêtông cốt thépca , ϕa = 0,7[c, ϕ] : cọc thépKs = K0 = 1 - sinϕ (đất)fs = c + (1 - sinϕ) σv’ tanϕ
Thành phần sức chịu mũi của đất dưới mũi cọc Qp
qp = c Nc + σ’v Nq + γ d Nγ
Nc , Nq , Nγ : hệ số sức chịu tải, xác định theo Terzaghi. 24
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Theo điều kiện đất nền
+ Theo chỉ tiêu vật lý
Qtc = mR qp Ap + u ΣΣΣΣ mf fsi li (205-1998)
k
QQ tc
a= k =1,4 ÷ 1,75
mR , mf : hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và bên hông
cọc, tra bảng
qp : sức chịu tải đơn vị diện tích của đất dưới mũi cọc, tra bảng
fsi : lực ma sát đơn vị giữa đất và cọc, tra bảng
25 26
27 28
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
+ Theo thí nghiệm SPT (TCXD 195)
N : Số SPT
: Số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũicọc. Nếu > 60, khi tính toán lấy = 60; nếu >50 thì trong côngthức lấy = 50.
Nc : giá trị trung bình SPT trong lớp đất rời.
Ns : giá trị trung bình SPT trong lớp đất dính.
Ap : diện tích tiết diện mũi cọc
Lc : Chiều dài cọc nằm trong lớp đất rời (m).
Ls : Chiều dài cọc nằm trong lớp đất dính (m).
Ω : Chu vi tiết diện cọc (m).
Wp: Hiệu số giữa trọng lượng cọc và trọng lượng đất bị cọc thay thế29
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
+ Theo thí nghiệm CPT
Qu = qp Ap + fs As
qp: cường độ chịu mũi cực hạn của đất ở mũi cọc được xác định
cqsức kháng xuyên trung bình lấy trong khoảng 3d phía trên và3d phía dưới mũi cọc
fs : Cường độ ma sát giữa đất và cọc được suy từ sức kháng mũi ở chiều sâu tương ứng
i
cisi
qf
α=
ccp qkq =
30
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
=> Chọn Pc = min (Pvl ; Pđn)
=> Sức chịu tải của cọc cuối cùng sẽ lấy theo kết quả thí nghiệm nén tĩnh hiện trường.
31
3.4.4. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
=> bố trí cọc khoảng (3 ÷ 6)d, cấu tạo đài có mép đài cáchmép cọc ngoài ≥ 100 ÷ 150mm; d/2 – d/3.
β = 1,2 ÷ 1,6c
tt
P
Nn
∑= β
32
3.4.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
max max
max 2 2
min
y x
i i
M x M yNP
n x y∑ ∑= ± ±
( , ) 2 2
y i x i
x y
i i
M x M yNP
n x y∑ ∑= + +
Ox, Oy: các trục quán tính chính trung tâm của tiết diện các đầu cọc xi, yi: toạ độ trọng tâm tiết diện cọc iN, Mx, My: tải trọng tác dụng tại trọng tâm của tiết diện các đầu cọc (có kể tải trọng trên đài)
Pmax ≤ Pc (Qa)
Pmin ≤ Pn
Pmin ≥ 0 33
3.4.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm:
Hệ số nhóm η:
1 2 2 1
1 2
( 1) ( 1)1
90
n n n n
n nη θ
− + −= −
=
s
darctgθ
n1 : số hàng cọc. n2 : số cọc trong 1 hàng. d : đường kính hoặccạnh cọc. s : khoảng cách giữa các cọc
Pnh = ηηηη nc Pc > Ntt + Qđ
34
3.4.6. Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Fqu = Lqu Bqu = [(L - 2x) + 2 lc tanα] [(B - 2y) + 2 lc tanα]
Giới hạn móng khối quy ước
35
3.4.6. Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
36
3.4.6. Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
37
3.4.7. Kiểm tra độ lún của móng cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
38
3.4.8. Kiểm tra xuyên thủng đài cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Pxt ≤ Pcx
Pxt = Σ phản lực của những cọc nằm ngoài tháp xuyên ởphía nguy hiểm nhất
Pcx = 0,75 Rk Stháp xuyên
39
3.4.9. Xác định cốt thép cho đài cọc
3.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC
- Tính moment: dầm conxôn, ngàmtại mép cột, lực tác dụng lên dầm làphản lực đầu cọc.
00 9,0 hR
M
hR
MF
a
g
a
g
a ≈=γ
40
Búa đóng cọc hiện nay chia làm hai loại chính: Búa rung và búa đóng lực xung kích
• Búa rung: Thiết bị này phù hợp với cọc thép chữ H,cọc cừ thép và cọc ống, trong đất rời, còn đối với cácđất dính ở trạng thái cứng không phù hợp với thiết bịnày.
3.5. MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC
• Búa đóng lực xung kích
Búa rơi
Búa hơi
Búa diesel
Búa thủy lực
3.5.1. Thiết bị đóng cọc
41
3.5.2. Chọn búa đóng cọc
- Loại búa đóng cọc phụ thuộc vào sức chịu tải cực hạn vàđộ chối thiết kế. Độ chối hợp lý e=3.8mm÷8mm tươngứng với (263÷125 nhát búa/1m). Một vài tiêu chuẩn còncho độ chối khoảng 2mm (480 nhát búa/1m).
- Năng lượng hữu hiệu của búa nên chọn là:
(r.Ebúa) = 3.Pu (e+2.54mm)
r: là phần trăm hữu ích mà đầu cọc nhận được.
3.5. MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC
42
Ví dụ: Chọn loại búa đóng cọc cần thiết để hạ cọc có sức chịu tải cực hạn là 1840KN. Cho r=75%.- Muốn đạt độ chối e=8mm, thì năng lượng búa là:
(r.Ebúa) = 3.Pu(e+2.54mm) (r.Ebúa) = 3x1840(8mm+2.54mm) = 58.181 kNmm
Ebúa = 58/0.75= 77kNm- Muốn đạt độ chối e=3.8mm, thì năng lượng búa là:
(r.Ebúa) = 3x1840(3.8mm+2.54mm) = 35.000 kNmmEbúa = 35/0.75= 47kNm
Như vậy, búa phù hợp là loại búa có năng lượng trong khoảng 47÷77kNm, và thường chiều cao rơi của búa H = 1.0m ÷ 2.5m.- Từ Q = E/H, nên búa được chọn có trọng lượng khoảng
Q = 4T.
3.5. MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC
43
3.5.3. Chọn thiết bị ép cọc
- Để ép cọc đến độ sâu thiết kế, lực ép phải thắng đượcsức chịu tải cực hạn của cọc, nghĩa là Pép cọc ≥ Pu
(thường chọn 1.5 lần), Pu là sức chịu tải cực hạn tínhtheo đất nền.
- Đối với cọc trong đất sét, Pép cọc có thể nhỏ hơn vì quátrình ép làm xáo trộn và làm giảm sức chịu tải của đấtsét (relaxation), tuy nhiên sau một khoảng thời gian nàođó, cọc sẽ phục hồi lại được sức chịu tải (setup).
- Đối với cọc trong đất cát Pép cọc phải lớn hơn nhiều sovới giá trị Pu dự báo.
3.5. MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC
44