Quy ước thép lõi của mũi cọc là bao nhiêu năm 2024

1. TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC §1. Khái niệm chung I. Khái niệm chung về móng cọc a. Phạm vi áp dụng - Tải trọng CT lớn; + Lực đứng N lớn, đặc biệt khi chịu kéo; + Lực đẩy ngang lớn (cầu, cảng) hay Mlật lớn (CT tháp, cao tầng …); - Lớp đất tốt ở dưới sâu trong khi các biện pháp xử lý nền đất yếu bên trên không hiệu quả; - CT quan trọng, đòi hỏi độ tin cậy cao (đặc biệt CT có yêu cầu cao về hạn chế biến dạng);
2. về móng cọc (tiếp) * Móng cọc: gồm các cọc liên kết với nhau bằng đài cọc. - Cọc: là cấu kiện dạng thanh, chịu nén tốt; chịu uốn, kéo kém. Nhiệm vụ: + nhận tải trọng từ CT thông qua đài; + truyền tải trọng vào đất thông qua ma sát bên và phản lực mũi. - Đài cọc: là cấu kiện dạng bản (coi là khối cứng): Nhiệm vụ: + đỡ CT bên trên và liên kết các cọc; + tiếp nhận tải trọng CT và phân phối lên các cọc.
3. chung của móng cọc Mặt đỉnh đài Đài cọc hđ ΔL h Mặt đáy đài Hm L Cọc Mp mũi cọc “đáy móng”
4. chung của móng cọc (tiếp) * Hm: độ sâu thực sự của móng cọc (độ sâu mũi cọc) - Coi mp đi ngang qua mũi cọc = “đáy móng nông” - Hm = f(địa chất, tải trọng) Lưu ý: Mũi cọc phải được hạ vào lớp đất tốt. * Đặc trưng của cọc: - L: chiều dài làm việc của cọc (từ đáy đài → mũi cọc) + Lc: chiều dài thi công (chiều dài thực): Lc = L + ΔL - Dc: đường kính cọc tròn hay cạnh cọc vuông. * Đặc trưng của đài cọc: - l*b/ b: kích thước mặt bằng đài; - hđ: độ sâu chôn đài (từ mặt đất → đáy đài). - h: chiều cao đài (từ đỉnh đài → đáy đài): tính toán.
5. cọc I. Phân loại cọc theo vật liệu * Cọc gỗ * Cọc thép * Cọc BTCT: được dùng phổ biến hiện nay II. Phân loại cọc theo phương pháp thi công * Theo phương pháp thi công chia thành các loại: - Cọc đúc sẵn; - Cọc đổ tại chỗ; - Kết hợp cả 2 loại trên.
6. cọc theo phương pháp thi công II.1. Cọc đúc sẵn * Cọc đúc sẵn được cấu tạo từ một hoặc vài đoạn cọc đã được chế tạo sẵn (tại nhà máy hoặc ở công trường) rồi được nối lại khi thi công và hạ vào vị trí thiết kế. Phương pháp hạ cọc: đóng hoặc ép. II.2. Cọc đổ tại chỗ (cọc khoan nhồi) * Cọc đổ tại chỗ (cọc khoan nhồi): được chế tạo ngay tại vị trí thiết kế bằng cách tạo ra một hố rỗng thẳng đứng trong đất, sau đó đặt cốt thép và đổ BT vào ngay hố đó. II.3. Cọc kết hợp chế tạo sẵn - đổ tại chỗ * Cọc kết hợp chế tạo sẵn và đổ tại chỗ: phần ngoài dạng ống được chế tạo sẵn bằng BTCT hoặc thép. Thi công theo phương pháp cọc đúc sẵn rồi lấy hết đất bên trong và nhồi BTCT vào.
7. cọc theo hình dáng tiết diện * Cọc BTCT có thể cấu tạo bất kỳ nhưng phổ biến là cọc tiết diện vuông hoặc tròn (đặc hoặc rỗng). a. Cọc vuông: thường có tiết diện đặc, được chế tạo sẵn từ một hay nhiều đoạn. - Phương pháp hạ cọc vuông: đóng hoặc ép. - Dc = 20, 25, 30, 35, 40cm. b. Cọc chữ nhật (cọc Barret). c. Cọc tròn: tiết diện đặc hoặc rỗng. Cọc tròn rỗng thường chế tạo sẵn, cọc tròn đặc chủ yếu là đổ tại chỗ.
8. cọc theo phương thức truyền tải * Tải trọng CT P truyền vào đất qua ma sát bên Pms và phản lực mũi Pmũi: - Nếu đất ở mũi cọc có tính nén lún thấp → chuyển vị của đất ở mũi cọc nhỏ (có thể bỏ qua), Pmũi rất lớn so với với Pms → P ≈ Pmũi → Cọc chống; - Chuyển vị mũi cọc đáng kể, không thể bỏ qua Pms → P = Pms + Pmũi → Cọc ma sát; * Tùy vào điều kiện địa chất mà thiết kế cọc chống hay cọc ma sát.
9. cọc theo vị trí đài cọc * Nếu hđ đủ sâu hđ > hmin → Móng cọc đài thấp: đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận Qo → cọc chỉ chịu tải trọng đứng không chịu tải trọng ngang (phù hợp kết cấu dạng thanh); * Nếu hđ ≤ hmin → Móng cọc đài cao: cọc phải chịu tải trọng ngang → đòi hỏi độ cứng chống uốn lớn.
10. cọc BTCT * Cọc BTCT thi công theo 2 phương pháp: cọc đúc sẵn và cọc đổ tại chỗ → cấu tạo của chúng khác nhau. I. Cấu tạo cọc đúc sẵn - Do vận chuyển khó khăn, điều kiện hạn chế về giá búa → cọc chế tạo thành từng đoạn, rồi nối lại với nhau (tổ hợp cọc). * Có 2 kiểu đoạn cọc: đoạn nối và đoạn mũi Mối nối Đoạn nối Đoạn nối Đoạn mũi Lđ1 Lđ2 Lđ3 Lc
11. cọc BTCT (tiếp) * Bêtông cọc: cấp độ bền ≥ B20 (hiện nay ≥ B25) * Cốt thép - Thép chịu lực: thép AII trở lên, ≥ Ø12 (nên ≥ Ø16). + Hàm lượng thép: theo tính toán kết cấu cọc (cả khi thi công và sử dụng) + Số lượng thanh thép: chọn chẵn và bố trí đối xứng. - Thép đai: Ø = (6 ÷ 8)mm. + Cốt đai bố trí dày ở 2 đầu với bước (5 ÷ 10)cm và thưa dần vào giữa với bước (15 ÷ 20)cm. * Lớp bảo vệ BT cọc: a = 2,5cm.
12. đoạn mũi Móc cẩu b a Thép dọc a Lđ Đầu cọc Mũi cọc * Khi đóng ứng suất cục bộ phát sinh ở đỉnh cọc → đặt lưới thép ở đầu cọc.
13. * Đầu cọc: cấu tạo thích hợp với nhiệm vụ tiếp nhận tải trọng thi công (đóng hoặc ép) - Thông dụng dùng hộp thép đầu cọc: - Kích thước hộp 100 ÷ 200, δ = (8 ÷ 10)mm. Hộp thép Đầu cọc Thép dọc Thân cọc Thép Đầu cọc Dc
14. (tiếp) - Cọc chịu tải trọng ngang thì đầu cọc cấu tạo: đặt 2 lỗ định vị ở vị trí đối xứng. Chốt định vị Lỗ định vị Hộp thép Hộp thép Đầu cọc Đầu cọc Thân cọc Thân cọc Đầu cọc dạng hộp kín có Đầu cọc dạng hộp kín có lỗ định vị chốt định vị
15. (tiếp) Đầu cọc kiểu nối bulông Lỗ bulông nối cọc Mặt bích định vị δ δ Dc
16. Dc * Mũi cọc: - Lõi thép: để dễ đi qua Thép dọc nơi có dị vật: ØL = (1,5 ÷ 2)Ød Thép lõi - Hộp mũi cọc: (1,5 ÷ 2)Dc δ = (8 ÷ 10)mm. Hộp mũi 70-80 cọc 50-70
17. đoạn nối * Đoạn nối có 2 đầu giống nhau và giống phần đầu cọc của đoạn mũi. I.3. Cấu tạo mối nối - Cọc không chịu hoặc ít chịu tải trọng ngang: nối hàn qua bản mã liên kết hộp đầu cọc của 2 đoạn (nối 4 mặt). - Cọc chịu tải trọng ngang: nối mặt bích bằng bulông cường độ cao.
18. mối nối (tiếp) Nối hàn Đoạn cọc trên Bản thép Keo eposi I I I I Hàn tại chỗ Đoạn cọc trên I-I
19. Bố trí 2 đến 3 móc để cẩu cọc khi vận chuyển và để treo cọc lên giá búa khi hạ cọc. - Thép móc cẩu: nên dùng thép AI. Số lượng và khoảng cách = f(Lđ). - Nếu Lđ ≤ (6 ÷7)m : bố trí 2 móc cẩu cách đều đầu cọc một đoạn a = (0,2 ÷ 0,25)Lđ; Với a = 0,207Lđ thì ⎢M+ ⎢= ⎢M- ⎢ - Nếu Lđ > (7 ÷8)m : bố trí 3 móc cẩu + Hai móc cẩu cách đều đầu cọc a = (0,2 ÷ 0,25)Lđ; + Móc cẩu thứ 3 cách đầu cọc 1 đoạn b ≈ 0,3Lđ. Với b = 0,294Lđ thì ⎢M+ ⎢= ⎢M- ⎢ Thực tế có thể móc cẩu thứ 3 không bố trí sẵn mà đặt lỗ xỏ thanh treo hoặc buộc dây.
20. cọc đổ tại chỗ * BT đổ tại chỗ → không có mối nối, không chịu lực khi thi công. * Bêtông cọc: cấp độ bền ≥ B25 * Cốt thép: - Thép chịu lực: thép AII trở lên, ≥ Ø20. Bố trí đều theo chu vi. + Cọc chịu tải trọng ngang lớn: đặt suốt chiều dài cọc; + Cọc chủ yếu chịu tải trọng đứng: đặt trong phạm vi (1/3 ÷ 1/2) chiều dài cọc, đoạn dưới đặt cấu tạo. - Thép đai: Ø10 ÷ Ø12, tăng cường Ø14 ÷ Ø16 tại các vị trí cách đều (1,5 ÷ 2)m để tăng độ ổn định cho toàn bộ lồng thép. * Lớp bảo vệ BT cọc: ao ≥ 10cm.
21. đài cọc I. Yêu cầu chung * Vật liệu: BTCT (toàn khối hoặc lắp ghép) - BT đài: cấp độ bền ≥ B20. - Cốt thép đài: thép AII trở lên, ≥ Ø12. - Lớp bảo vệ BT đài ao ≥ 5cm. * Cấu tạo: - hđ = f(ĐC - SCT của đất dưới đáy đài, cấu tạo MB đáy CT) - h: tính toán - Đỉnh đài phụ thuộc đáy CT. - Đáy đài phụ thuộc số lượng và sơ đồ bố trí cọc.
22. mặt bằng đài - Hình dáng MB đáy đài phụ thuộc và MB đáy CT; vào số lượng và sơ đồ bố trí cọc: + Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép đài δx, δy ≥ max{100 và Dc/2} + Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép đài ≥ Dc. + Khoảng cách cọc Δx, Δy = (3 ÷ 6)Dc. - Với cọc nhồi có thể bố trí Δx, Δy = 2,5Dc. - Kích thước các cạnh đài cọc nên lấy chẵn đến 5cm.
23. liên kết đài cọc * Liên kết cọc với đài thường là liên kết ngàm. - Nếu đầu cọc không thể đập (trụ cầu): chiều dài cọc ngàm trong đài ≥ max{1,2m và 2Dc} với Dc > 600. - Nếu đập đầu cọc thì đoạn đập đầu cọc ≥ lneo (lneo ≥ 20Ø với thép gai, ≥ 40Ø với thép trơn); đoạn cọc ngàm trong đài chỉ cần 100. - TH đặc biệt có thể không liên kết trực tiếp với đài mà thông qua tầng giảm chấn (áp dụng nơi có động đất).
24. SCT của cọc theo phương dọc trục I. Một số vấn đề chung a. Sự làm việc của cọc đơn và nhóm cọc - Sự làm việc của một cọc đơn và của một cọc trong móng cọc khác nhau rất nhiều. Tuy nhiên, khi tính toán ta vẫn coi SCT của cọc trong nhóm cọc như SCT của cọc đơn. - Khi cùng trị số tải trọng tác dụng lên cọc đơn và lên mỗi cọc trong nhóm thấy rằng nếu các cọc càng gần nhau thì σz tại điểm trên trục cọc do cả nhóm gây ra >> ứng suất do mỗi cọc gây ra → Snhóm cọc >> Scọc đơn. Nếu khoảng cách đạt tới một trị số nào đó thì có thể coi sự làm việc của cọc đơn như sự làm việc của cọc trong nhóm cọc.
25. suất do Cọc đơn và nhóm cọc cọc đơn và nhóm cọc
26. hạn của cọc theo vật liệu và SCT giới hạn của cọc theo đất nền * Nếu tải trọng tác dụng lên cọc đủ lớn có thể xảy ra một trong trường hợp: - Cọc bị phá hoại do ứng suất trong cọc vượt quá khả năng làm việc của vật liệu cọc: tải trọng phá hoại tương ứng là SCT giới hạn của cọc theo vật liệu Pgh(vl); - Tải trọng tiếp xúc đất – cọc vượt quá SCT giới hạn của đất nền tại vị trí gây ra chuyển vị cọc vượt quá giới hạn cho phép: tải trọng phá hoại tương ứng là SCT giới hạn của cọc theo đất nền Pgh(đn). * SCT giới hạn của cọc Pgh(cọc) = min{Pgh(vl), Pgh(đn)}. Tuy nhiên, khi thiết kế nên Pgh(vl) ≥ Pgh(đn) → Pgh(cọc) ≡ Pgh(đn)
27. SCT giới hạn của cọc theo vật liệu * SCT giới hạn của cọc theo vật liệu xác định theo Pgh(vl) = m(Rb.A + Rbt.As) m: hệ số điều kiện làm việc = f(loại đài, số cọc trong đài); Rb (Rn): cường độ chịu nén tính toán của Bêtông; A: diện tích phần Bêtông cọc; Rbt (Ra): cường độ chịu kéo của cốt thép; As (Fa): diện tích cốt thép cọc.
28. hệ số m Số cọc trong móng Loại đài 1-5 6-10 11-20 >20 Đài cao 0,80 0,85 0,90 1,00 Đài thấp 0,85 0,90 1,00 1,00
29. SCT giới hạn của cọc theo đất nền III.1. Nguyên lý P * Khảo sát cọc diện tích Fc với chiều dài cọc trong đất L và chịu tải trọng tác dụng P ở đỉnh z cọc τ(z) P → Chuyển vị tương đối giữa L đất - cọc Δ(z) ở độ sâu z và chuyển vị tại mũi cọc Δ(L) ≡ S ở mũi cọc. r(L) Dc uc, Fc
30. Khi P đủ lớn mà: τ(z) ⇒ τmax(z) ≡ s(z). r(L) ⇒ rmax(L) ≡ pgh(L). thì đất huy động được toàn bộ khả năng của nó → P chính là SCT giới hạn của cọc theo đất nền Pgh(đn): L Pgh = ∫ τ max ( z ).uc .dz + ∫∫ rmax ( L).dF 0 Fc Pgh = Pms + Pmũi
31. gần đúng xác định SCT của cọc - Nếu trong phạm vi li có: τmax i(z) ≡ si(z) = const đặt si(z) ≡ τi n n Pms ( Pxq ) = ∑ uc .si .li = uc ∑τ i .li i =1 i =1 - Do ở mũi tiết diện khá nhỏ: rmax i(L) ≡ pgh(L) = const đặt pgh(L) ≡ Rn Pmũi = Rn.Fc. - Vậy sức chịu tải giới hạn của cọc n Pgh = Pms + Pmui = uc ∑τ i .li + Rn .Fc i =1
32. toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc [P] được hiểu là tải trọng tối đa cho phép tác dụng lên cọc một cách an toàn. Pgh [ P] = Fs Pms Pmui hoặc [ P] = + Fs1 Fs2 Fs1, Fs2: tùy thuộc vào phương pháp dự báo.
33. pháp dự báo SCT của cọc theo đất nền a. Dự báo dựa vào kết quả phân tích mẫu trong phòng TN (phương pháp thống kê – phương pháp quy phạm) - Từ kết quả khoan + lấy mẫu → độ sâu z. - Phân tích mẫu trong phòng → tên đất + trạng thái. τi = f(tên đất, trạng thái, độ sâu trung bình lớp phân tố thứ i Li); Rn = f(tên đất, trạng thái, độ sâu mũi cọc L). - Lưu ý: + Chiều dày mỗi lớp phân tố li ≤ 2m; + Chiều sâu bình quân của từng lớp tính từ mặt đất tự nhiên đến giữa lớp; + Khi (Li, L) > 35m → lấy (Li, L) = 35m
34. Cao trình đỉnh cọc Cao trình đáy đài L1 L2 l1 h1 Lớp 1 l2 h Li 1 l3 Ln li Lớp i hi h i Lớp n l i+1 ln Cao trình mũi cọc Dc
35. SCT tính toán của cọc dựa theo phương pháp thống kê n Ptt = mτ .uc .∑ τ i .li + mR .Rn .Fc i =1 Ptt [ P] = kđ mτ, mR: hệ số ảnh hưởng của phương pháp thi công đến khả năng làm việc của đất nền; kđ = 1,4.
36. SCT của cọc dựa theo k.quả xuyên tĩnh CPT - Kết quả CPT: qc = f(z) và fs = f(z). - Từ đó suy ra: + Số lớp đất, chiều dày từng lớp đất hi → li; + Tên đất, trạng thái của đất; q ci + τi = αi + Rn = kn.qcn qci, qcn: giá trị trung bình sức kháng xuyên của lớp đất thứ i và lớp đất ở mũi cọc; αi, kn = f(qc, loại đất, vật liệu cọc, phương pháp thi công)
37. SCT của cọc dựa theo k.quả xuyên tĩnh CPT Lưu ý: Khi xác định τi luôn lấy ≤ giá trị cực đại của τmax τmax = f(qc, loại đất) qci Nếu τi = > τ max lấy τi = τmax. αi * SCT tính toán của cọc Pms Pmui Fs1 = 1,0 ÷ 1,5 [ P] = + Fs1 Fs2 Fs2 = 2,0 ÷ 3,0. Pms + Pmui hoặc [ P] = Fs = 2,0 ÷ 2,5 Fs
38. SCT của cọc dựa theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT - Kết quả SPT: N = f(z) (khoảng 1,5m /1 TN). - Từ đó suy ra: + Số lớp đất, chiều dày từng lớp đất hi → li; + τi = αNi; + Rn = βNn. Ni, Nn: số nhát búa trung bình của lớp đất thứ i và lớp đất ở mũi cọc; α = f(phương pháp thi công) α = 2(kPa): cọc đóng; α = 1(kPa): cọc nhồi; β = f(phương pháp thi công) β = 400(kPa): cọc đóng; β = 120(kPa): cọc nhồi
39. SCT tính toán của cọc dựa theo kết quả SPT Pms Pmui [ P] = + Fs1 Fs2 Pgh Pms + Pmui [ P] = = Fs = 3,0 ÷ 6,0 Fs Fs
40. sức chịu tải của cọc bằng thí nghiệm hiện trường (thí nghiệm thử cọc) I. Một số vấn đề chung * Cọc thử: - Cọc được chế tạo theo đúng thiết kế ban đầu (Lc (L), Dc, nối cọc ...); - Thi công theo phương pháp dự kiến tại khu vực XD. * Các phương pháp thí nghiệm thử cọc: - Đóng thử cọc; - Nén tĩnh: thường dùng làm chuẩn để so sánh
41. sức chịu tải giới hạn của cọc theo thí nghiệm đóng thử cọc I. Khái niệm cơ bản - Hạ cọc đến độ sâu t/kế, để cọc nghỉ, sau đó tiến hành TN: dùng búa trọng lượng Q thả rơi ở chiều cao H xuống đầu cọc thử trọng lượng q (gồm cả phụ kiện: đệm đầu cọc, cọc dẫn...) làm đầu cọc lún xuống một đoạn e. e: độ lún của cọc sau 1 nhát búa gọi là “độ chối” của cọc khi đóng - độ xuyên sâu bình quân của cọc do 1 nhát búa. - Độ chối của cọc e càng bé → SCT giới hạn của cọc càng lớn và ngược lại. Qua TN tìm kiếm quan hệ e - Pgh.
42. cọc trọng lượng q (gồm cả Q phụ kiện) chịu va chạm của búa trọng lượng Q rơi từ độ cao H. BT cơ bản: đo độ chối e của cọc, từ đó H e xác định SCT giới hạn của cọc Pgh. - Ở độ cao H cọc tích được năng lượng QH (thế năng của búa). q - Đóng cọc dẫn tới va chạm giữa búa Q và cọc q, năng lượng QH sẽ chuyển Lc thành: + Cọc dịch chuyển 1 đoạn e; + Búa nẩy ngược trở lại 1 đoạn h; P + Một phần năng lượng tiêu tán ra xung quanh.
43. Va chạm giữa cọc và búa là va chạm đàn hồi (để coi động lượng bảo toàn) → thế năng của búa QH = năng lượng va chạm, PT cân bằng năng lượng: QH = P.e + Qh + αQH e: độ chối của cọc (chuyển dịch của cọc); P: tổng phản lực của đất nền lên cọc; h: độ nẩy của búa sau va chạm α: hệ số tổn thất năng lượng do các nguyên nhân khác nhau: do dao động đàn hồi của cọc, dao động của đất quanh cọc, do ma sát của hệ thống đóng cọc…
44. đóng cọc của Gherxevanov * Giả thiết: - Búa không nẩy (h = 0) (dùng đệm đầu cọc); - Khi bắt đầu đóng cọc, phản lực của đất không có: P =0 Fc - Khi không thể đóng được nữa (e = 0) coi (thực tế điều này không xảy ra vì tăng trọng lượng búa sẽ có thời điểm e ≠ 0): P =∞ Fc
45. đóng cọc của Gherxevanov (tiếp) - Quan hệ năng lượng va chạm với độ chối e và phản lực nền P được viết lại: (1 - α)QH = Pe βQH = Pe với β = (1 - α) QH - Phản lực đất khi đóng theo độ chối e: P=β e * Diễn dịch kết quả: Từ độ chối e đo được → Pgh như sau: 2 nFc ⎛ nFc ⎞ Q + k q nFc 2 Pgh = − + ⎜ ⎟ + QH 2 ⎝ 2 ⎠ Q+q e
46. kết quả thí nghiệm đóng thử cọc n, k: hệ số xác định từ thí nghiệm thích hợp: k = 0,45 (k2 ≈ 0,2) n = 15 (kG/cm2): cọc BTCT có đệm gỗ ở đầu cọc; Q: trọng lượng búa; H: chiều cao rơi của búa; q: trọng lượng phần bị va chạm gồm trọng lượng cọc và các phụ kiện (nếu có): đe búa, đệm búa, đệm cọc, cọc dẫn… Fc: diện tích tiết diện cọc. Lưu ý: Quy phạm VN quy định công thức trên áp dụng với e ≥ 0,0002. Nếu e < 0,002m thì thay búa.
47. hệ số n n Loại cọc và đệm cọc (kG/cm2) Cọc gỗ: - có đệm 8 - không đệm 10 Cọc BTCT có cọc dẫn 15 Cọc thép: - có đệm gỗ 20 - có đệm thép và cọc dẫn 30 - có cọc dẫn , không có đệm. 50
48. SCT cho phép từ thí nghiệm đóng thử cọc Khi e ≥ 0,0002: nFc M ⎡ 4E Q + k q ⎤ 2 Ptt Ptt = ⎢ 1+ − 1⎥ [ P] = 2 ⎢ ⎣ nFc e f Q + q ⎥ ⎦ kd E: năng lượng một nhát búa, tính bằng QH hoặc tra bảng; M: hệ số kiểu búa, khi dùng búa va đập M = 1, các trường hợp khác tra bảng; ef: độ chối thực tế, lấy dưới 1 nhát búa hoặc trong 1 phút rung; kđ = 1,4.
49. nén tĩnh cọc I. Khái niệm chung * TN nén tĩnh cọc nhằm: - Đảm bảo chắc chắn sự phá hoại cọc không xảy ra trước khi xuất hiện tải trọng giới hạn mong muốn bằng Fs lần tải trọng làm việc dự kiến tác dụng lên cọc; - Xác định lại SCT giới hạn của cọc so với dự báo theo tài liệu địa chất, với kết quả đóng thử cọc… → điều chỉnh thiết kế ban đầu (nếu cần). - Nghiên cứu tính biến dạng – tải trọng của cọc, dự báo độ lún của nhóm cọc hoặc những cọc khác
50. pháp TN nén tĩnh - Thí nghiệm ML (maintained loading) (TN “chậm”): dùng nghiên cứu đặc tính biến dạng – tải trọng của cọc. TN được tiến hành với tải trọng được tăng dần theo từng cấp và duy trì giá trị tải trọng không đổi ở mỗi cấp cho đến khi cọc đạt được sự ổn định lún. - Thí nghiệm CRP (constant rate of penetration) (TN “nhanh”): Tải trọng tăng liên tục sao cho tốc độ lún không đổi. - Thí nghiệm cân bằng (kết hợp TN nhanh và chậm): Tải trọng tăng dần theo từng cấp, với mỗi cấp tải trọng tăng cao một chút (5 ÷ 15 phút) và duy trì trong thời gian ngắn, sau đó giảm xuống mức yêu cấu và duy trì cho đến khi ổn định.
51. nén cọc với tải trọng duy trì ML 1.Nguyên tắc TN: tác dụng lên đầu cọc lực nén tĩnh tăng dần cho đến khi cọc bị phá hoại hoặc thỏa mãn yêu cầu khảo sát. Đo độ lún của đầu cọc ở mỗi cấp tải. Từ quan hệ (P, S) → SCT giới hạn của cọc. 2. Sơ đồ và thiết bị TN: a. Hệ thống gia tải: kích thủy lực và đối trọng. *Kích thủy lực: - Năng lực của kích Pmax(kích) ≥ 1,5 Pmax(TN) - Pmax(TN): tải TN lớn nhất dự kiến, tùy mục đích TN: + TN đến phá hoại: Pmax(TN) ≥ (2,5 ÷ 3) tải dự kiến; + TN kiểm tra: Pmax(TN) ≥ 1,5 tải dự kiến. - Nếu 1 kích không đủ → ghép nhiều kích (đảm bảo nguyên tắc lực nén dọc trục cọc đúng tâm)
52. nén tĩnh kÝch t. lùc Chuyển vị kế hÖ cäc neo cäc t. nghiÖm
53. trọng lượng đối trọng Q ≥ Pmax(kích) để: - Kích làm việc tối đa vẫn an toàn; - Có thể phát triển TN (nếu cần) vì nhiều khi TN đến Pmax(TN) vẫn chưa bị phá hoại. Có nhiều hình thức tạo hệ thống đối tải khác nhau tùy thuộc Pmax(TN): - Nếu Pmax(TN) nhỏ dưới vài trăm Tấn: đối tải bằng neo (cọc neo hoặc neo guồng xoắn). - Nếu Pmax(TN) đến trên dưới 2500 Tấn: đối tải là vật nặng (BT/ thép) - Nếu Pmax(TN) rất lớn đến vài chục nghìn Tấn: đối tải là trọng lượng bản thân cọc, ma sát giữa đất với thành bên cọc và phản lực đất dưới mũi cọc: TN Osterberg Test (O-Test)
54. đo chuyển vị: Chuyển vị của đầu cọc đo bằng đồng hồ đo chuyển vị gắn trực tiếp vào đầu cọc hoặc bằng các thiết bị đo từ xa. - Đồng hồ đo chuyển vị: dùng phổ biến vì độ chính xác cao và ít bị ảnh hưởng của thời tiết. + Độ chính xác của đồng hồ: tối thiểu 0,01mm. + Bố trí tối thiểu 2 chiếc đối xứng qua trục dọc cọc. Đồng hồ được gắn cố định vào hệ thống dầm đỡ
55. nghiệm - Tăng tải và theo dõi độ lún để có quan hệ (P,S). - Cách tăng tải: cách tăng tải khác nhau tùy theo phương pháp TN là ML, CPR, QML... 4. Kết quả thí nghiệm - Mỗi cấp tải thu được cặp số liệu {Pi, Si}. - Vẽ biểu đồ quan hệ (P,t); (S,t); (P,S). * Diễn dịch kết quả: dự báo SCT giới hạn của cọc và SCT cho phép tác dụng lên cọc. - SCT giới hạn của cọc: tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên cọc gây ra: + Sự phá hoại bản thân vật liệu cọc → SCT của cọc theo vật liệu; + Sự lún liên tục đầu cọc khi tải trọng không đổi hoặc sự tăng đột ngột độ lún đầu cọc→SCT của cọc theo đất nền
56. SCT giới hạn của cọc Pgh: + Từ đường cong nén P = f(S), ứng với độ lún S* → SCT giới hạn của cọc xác định trên đồ thị theo: Pgh = f(S*) = P(S = S*) S*: phụ thuộc vào quy phạm S* = min{0,2[S], 40mm} Pgh P (T) - Tải trọng cho phép tác dụng lên cọc [P] S* Pgh [ P] = Fs Fs = 1,2 (Fs =1,25) S (mm)
57. móng cọc đài thấp I. Khái niệm về móng cọc đài thấp - Khi đáy đài đủ sâu thì áp lực đất lên thành bên sẽ chịu lực ngang Qo → cọc không chịu tải trọng ngang và mômen → móng cọc đài thấp. - Chiều sâu tối thiểu của đài cọc ⎛ ϕ ⎞ Qo hmin = 0,7⎜ tg 45° − ⎟ ⎝ 2 ⎠ γb + Qo: tải trọng ngang tác dụng lên phương vuông góc với cạnh b; + b: kích thước cạnh đài phảt sinh áp lực đất; + γ:trọng lượng riêng của đất trên đáy đài; + ϕ: góc ma sát trong của đất trên đáy đài.
58. = Đài + Cọc → thiết kế gồm 2 phần: - Thiết kế cọc, thiết kế đài; - Ghép cọc và đài thành móng cọc tổng thể. * Thiết kế móng cọc theo 2 giai đoạn: - Giai đoạn thiết kế sơ bộ: Cọc: Xác định các thông số về kích thước cọc, số lượng cọc, cách bố trí cọc, phương án thi công cọc: Đài: Xác định hđ; kích thước đáy đài lxb/b. - Giai đoạn tính toán kiểm tra + Cọc: theo cường độ (khi thi công và khi sử dụng); + Đài: theo cường độ khi sử dụng; + Móng cọc: Kiểm tra ổn định; Kiểm tra lún
59. sơ bộ móng cọc đài thấp II.1. Lựa chọn kích thước cọc * Kích thước cọc gồm: đường kính (hoặc cạnh cọc) Dc, chiều dài làm việc của cọc L, chiều dài thực của cọc Lc. - Lựa chọn Dc: chọn tương ứng L ≤ (70 ÷ 100) với chiều dài làm việc của cọc: Dc - L: Chiều dài làm việc sơ bộ của cọc chọn theo điều kiện địa chất và tải trọng, tải trọng dự kiến làm việc của cọc và phương pháp thi công thích hợp.
60. dài cọc theo điều kiện địa chất a. Sơ đồ địa tầng dạng a (nền chỉ gồm đất tốt) - L = f(tải trọng làm việc dự kiến của cọc, Dc); - Tải trọng làm việc dự kiến = f(tải trọng công trình, nc). b. Sơ đồ địa tầng dạng b (đất tốt nằm dưới đất yếu có chiều dày hy) - Chiều dài cọc thỏa mãn L ≥ Lmin = hy + Ln Lmin: chiều dài tối thiểu của cọc. Ln: chiều dài cọc ngàm vào đất tốt, chọn Ln ≥ 3Dc để phản lực đất Rn của lớp đất ở mũi cọc phát huy hết khả năng làm việc. - Nếu đất tốt là đất rất chặt hoặc đá, có thể không đủ chiều dài 3Dc do thi công không thực hiện được → chọn Ln ít hơn thì khi dự báo SCT phải xử lý “chiều dài” thiếu này.
61. dài cọc theo điều kiện địa chất c. Sơ đồ địa tầng dạng c (đất tốt chiều dày h1 nằm trên đất yếu có chiều dày hy, kết thúc là đất tốt): 2 TH * Mũi cọc hạ vào đất tốt bên trên (h1 đủ dày) Chiều dài cọc thỏa mãn: L ≤ Lmax = h1 - Δh Lmax: chiều dài tốt đa của cọc Δh: phần còn lại của đất dưới mũi cọc phải đủ dày để tải trọng CT không ảnh hưởng đến lớp đất yếu bên dưới. * Mũi cọc hạ vào lớp đất tốt bên dưới Chiều dài cọc thỏa mãn L ≥ Lmin = h1 + hy + Ln Lmin: chiều dài tối thiểu của cọc. Ln: chiều dài cọc ngàm vào đất tốt, chọn Ln ≥ 3Dc.
62. SCT tải của cọc Dự báo SCT giới hạn Pgh và sức chịu tải cho phép [P] của cọc theo một trong các phương pháp đã nêu ở trên. II.3. Xác định sơ bộ số lượng cọc * Số lượng cọc nc được chọn sơ bộ theo công thức No nc = β [P] - No: giá trị thiết kế của tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng; - β: hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen và trọng lượng đất và vật liệu đài cọc trên đáy đài, β = 1,2 ÷ 2,0.
63. cọc a. Bố trí cọc trên mặt bằng * Sau khi xác định sơ bộ nc → bố trí cọc trên mặt bằng. * Các dạng sơ đồ bố trí cọc:- Sơ đồ chữ nhật; - Sơ đồ tam giác cân. - Nếu CT có đáy tròn chịu tải trọng đúng tâm có thể bố trí cọc theo các đường tròn đồng tâm. * Khoảng cách giữa các trục cọc liền kề = (3 ÷ 6)Dc. b. Bố trí trên mặt đứng - Tùy vào tính chất tải trọng cọc có thể bố trí thẳng đứng, bố trí xiên hoặc kết hợp cả 2. Cọc xiên có độ dốc 1/7 – 1/5. + Cọc thẳng đứng: thi công dễ nhưng chịu tải ngang kém
64. đài cọc - Kích thước đài lựa chọn theo sơ đồ bố trí cọc sao cho có thể bao được hết các cọc và thỏa mãn yêu cầu cấu tạo của đài về khoảng cách từ mép ngoài của cọc ngoài cùng đến mép đài. - Kích thước đài lấy chẵn đến 5cm.
65. kiểm tra III.1. Tính toán kiểm tra cọc a. Kiểm tra cọc khi thi công: chỉ thực hiện với cọc đúc sẵn và kiểm tra theo TTGH. - Trong thi công cọc trải qua giai đoạn vận chuyển, lắp dựng cọc lên giá búa (giá máy ép), chịu va chạm của búa khi đóng hoặc chịu lực ép khi ép cọc. - Ứng suất lớn nhất xuất hiện trong kết cấu cọc phải thỏa mãn điều kiện: σmax ≤ R R: cường độ vật liệu cọc tương ứng với ứng suất σmax.
66. chuyển, di dời cọc - Khi vận chuyển cọc các móc cẩu đối xứng được sử dụng, sơ đồ làm việc như sau - Tùy vị trí móc cẩu, mômen lớn nhất có thể ở vị trí a a móc cẩu hoặc giữa Lđ đoạn cọc. q q.a 2 M1 = 2 M1 M1 q.L q.a.Lđ 2 M2 = − đ 8 2 M2 - Khi a = 0,207.Lđ thì M1 = M2.
67. dựng cọc - Nếu có 3 móc cẩu, móc cẩu bên trong được sử dụng. - Nếu có 2 móc cẩu, móc cẩu được dùng chung. b: khoảng cách từ mút đoạn cọc đến móc cẩu sử dụng. b Lđ q q.b 2 M3 = 2 M3 2 q.L ⎡ Lđ − 2b ⎤ 2 M4 = đ ⎢ ⎥ M4 8 ⎣ Lđ − b ⎦ - Khi b = 0,297.Lđ thì M3 = M4.
68. lớn nhất để tính toán kiểm tra thép cọc + Mô men uốn lớn nhất xuất hiện khi thi công được dùng để tính toán kiểm tra thép dọc trong cọc như một cấu kiện BTCT thông thường. + Mmax = max{M1, M2, M3, M4}. + Hàm lượng cốt thép cọc tính theo công thức M max Fa = 0,9.Ra.ho Ra: cường độ chịu kéo của cốt thép ho: chiều cao làm việc của cọc.
69. cường độ cọc khi đóng - Khi đóng cọc, ứng suất do va chạm xuất hiện trong cọc thay đổi = f(búa, cọc, điều kiện đất nền). Ứng suất do và chạm có thể đổi dấu gây ra sự phá hoại vật liệu cọc → bố trí lưới thép ở đầu cọc. * Kiểm tra cường độ cọc khi thi công ép cọc: Lực ép khi thi công gây ra ứng suất nén dọc thân cọc và có giá trị σmax ở đầu cọc. Ứng suất nén trong cọc xác định theo Pép σ max = n ≤ Rn Fc Rn: cường độ chịu nén của Bêtông cọc; Pép: lực ép lớn nhất khi thi công; Fc: diện tích tiết diện cọc.
70. kiểm tra cọc khi sử dụng * Xác định tải trọng làm việc của cọc - Gọi tải trọng tác dụng lên cọc thứ i bất kỳ trong móng {Pi, Hi, Mi} do tải trọng CT ở mặt đất {No, Qo, Mo} gây ra. * Giả thiết để đơn giản bài toán: - Móng cọc là móng đài thấp; - Đài cọc tuyệt đối cứng; - Chuyển vị ngang của hệ thống đài – cọc không đáng kể - Bỏ qua phản lực của đất lên đáy đài, tải trọng đứng và mômen do các cọc tiếp nhận
71. tải trọng làm việc của cọc (tiếp) - Từ những giả thiết trên → cọc chỉ tiếp nhận tải trọng đứng Pi. - Gọi hệ trục quán tính chính trung tâm của các tiết diện cọc ở đáy đài là 0xcyc; tải trọng ngoài so với các trục này là {N, Mx, My}; tọa độ cọc thứ i trong hệ 0xcyc là (xi, yi). - Nếu tất các cọc đều thẳng đứng, tải trọng tác dụng lên cọc Pi xác định theo: N M y .xi M x . yi Pi = + nc + nc nc ∑ xi ∑ yi 2 i =1 2 i =1
72. tải trọng làm việc của cọc (tiếp) nc: số lượng cọc trong móng; N: tổng tải trọng thẳng đứng ở đáy đài, N = No + Q Q: trọng lượng vật liệu đài và đất trên đáy đài; Mx, My: mômen của tải trọng ngoài lấy đối với trục 0xc, 0yc ở đáy đài. - Giá trị lớn nhất Pmax và nhỏ nhất Pmin: N M y . xmax M x . ymax + (xmax, ymax): tọa độ Pmax = + nc + nc nc trong hệ 0xcyc của ∑ xi2 i =1 ∑ yi2 i =1 cọc chịu tải lớn nhất; + (xmin, ymin): tọa độ N M y . xmin M x . ymin trong hệ 0xcyc của Pmin = + nc + nc nc cọc chịu tải nhỏ nhất. ∑ xi 2 i =1 ∑ yi 2 i =1
73. cọc khi sử dụng - Trong khai thác sử dụng, cọc trong móng cọc đài thấp chỉ chịu lực dọc trục. Tải trọng tác dụng lên các cọc phải thỏa mãn điều kiện: Pi ≤ [P]. Pi: tải trọng tác dụng lên đầu cọc. - Thực tế, chỉ cần quan tâm 2 cọc chịu Pmax và Pmin. + Nếu Pmin ≥ 0 → tất cả các cọc đều chịu nén, chỉ cần kiểm tra đối với cọc chịu Pmax: Pmax + gc ≤ [P]. gc: trọng lượng cọc, gc = L.Fc.γbt. Với γbt = 25 (kN/m3) + Nếu Pmin < 0 → cọc chịu kéo. Ngoài kiểm tra điều kiện như trên cho cọc chịu nén, còn phải kiểm tra khả năng chịu kéo của cọc theo điều kiện: ⏐Pmin⏐- gc ≤ [P]k. [P]k: khả năng chịu kéo cho phép của cọc.
74. kiểm tra đài cọc * Chiều cao đài xác định theo TTGH về cường độ của vật liệu đài. Điều kiện kiểm tra: σmax ≤ R σmax: ứng suất trong bản đài do tải trọng nén cục bộ gây ra, σmax = {τmax, σk, σkc} R: cường độ vật liệu cọc tương ứng với ứng suất σmax, R = {Rc, Rk}
75. kiểm tra đài cọc * Chiều cao đài phải thỏa mãn điều kiện: ϕb 4 (1 + ϕ n ) Rbt .b.h 2 Pđt ≤ Pcđđ = o c Pđt: tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tháp đâm thủng; c: bề rộng hình chiếu bằng của mặt phá hoại; ϕn: hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc, ϕn = 0; ϕb4: hệ số phụ thuộc loại bêtông, ϕb4 = 1,5 với BT nặng; - Mặt khác, Pcđt phải thỏa mãn: ϕb3(1 = ϕn) ≤ Pcđt ≤ 0,25.Rb.b.ho ϕb3: hệ số phụ thuộc loại bêtông, ϕb3 = 0,6 với BT nặng.
76. cốt thép đài cọc ho h lc bc II I
77. cốt thép đài cọc * Cốt thép trong đài cọc chủ yếu chịu mômen uốn do phản lực đầu cọc gây ra. * Sơ đồ tính là dầm conson ngàm tại mép cột. Mômen lớn nhất tại tiết diện sát mép cột: k M max M max = ∑ Pj .z j → Fa = j =1 0,9.Ra.ho Mmax: mômen tại tiết diện nguy hiểm do phản lực từ k cọc bên ngoài tiết diện gây ra; k: số cọc nằm ngoài tiết diện; Pj: phản lực đầu cọc thứ j ở phía ngoài tiết diện; zj: khoảng cách từ tim cọc thứ j đến tiết diện tính toán; Ra: cường độ chịu kéo của cốt thép.
78. kiểm tra tổng thể móng cọc a. Xác định móng khối quy No ước Mo Móng khối quy ước được xác định theo 2 cách: N M * Cách 1: α α ϕtb L’ Hm α= L 4 Nqư n n Mqư ∑ ϕ .l ∑ ϕ .l i i i i ϕtb = i =1 n = i =1 Lqư L ∑l i =1 i Lqư = L’ + 2L.tgα Bqư = B’ + 2L.tgα
79. móng khối quy ước (tiếp) * Cách 2: TH: nền đồng nhất Lqư = L’ + 2(L/3).tg30° Bqư = B’ + 2(L/3).tg30° L’ 2L/3 L 30o L/3 Lqư
80. móng khối quy ước (tiếp) * Cách 2: TH: nền đất yếu nằm trên lớp đất tốt Đất yếu Lqư = L’ + 2(L1/3).tg30° Bqư = B’ + 2(L1/3).tg30° L L’ 2L1/3 L1 30o L1/3 Lqư
81. móng khối quy ước (tiếp) * Cách 2
82. cường độ và ổn định * Điều kiện kiểm tra (tương tự như móng nông): ptb ≤ Rđ pmax ≤ 1,2Rđ ptb, pmax: áp lực tiếp xúc trung bình, áp lực tiếp xúc lớn nhất tại đáy móng khối quy ước. Rđ: sức chịu tải tính toán của đất nền dưới đáy móng khối quy ước N qu N qu ptb (= ptx ) = = Fqu Lqu .Bqu M x − qu M y − qu pmax,min = ptb ± ± Wx − qu W y − qu
83. cường độ và ổn định - Nqu, Mx-qu, My-qu: Tải trọng tại đáy móng khối quy ước. Mx-qu = Mx My-qu = My Nqu = N + Σ(Lqu.Bqu – Fc).li.γi + Qc N, Mx, My: tải trọng tại đáy đài. Qc: tổng trọng lượng các cọc trong đài, Qc = nc.Fc.γbt γi: trọng lượng riêng của lớp thứ i; li: chiều dài của đoạn cọc nằm trong lớp thứ i. M x − qu M y − qu Wx = Wy = Lqu .B 2 qu Bqu .L 2 qu 6 6
84. chịu tải giới hạn pgh 1 p gh = α1 N γ .Bqu .γ + α 2 .N q .q + α 3 .N c .c 2 q: phụ tải: q = γtb.Hm; γ: trọng lượng riêng của đất nền dưới mũi cọc; Nγ, Nq, Nc: hệ số sức chịu tải = f(ϕ); ϕ, c: góc ma sát trong và lực dính đơn vị của đất dưới mũi cọc; Lqư, Bqư: chiều dài, bề rộng móng khối quy ước. α1, α2, α3: hệ số hiệu chỉnh hình dạng móng = f(α). 0,2 0,2.Bqu 0,2 0,2.Bqu α1 = 1 − α = 1− Lqu α2 = 1 α3 = 1+ α = 1+ Lqu
85. theo biến dạng * Điều kiện kiểm tra (tương tự như móng nông): S ≤ Sgh S: độ lún ổn định của móng khối quy ước. Ssg: độ lún giới hạn. - Trường hợp nền đất dưới đáy móng khối đồng nhất (1 − μ ) 2 S = p gl .Bqu .ω o Eo - Trường hợp nền đất dưới đáy móng khối nhiều lớp n S = ∑ Si i =1
86. móng khối quy ước (tiếp) * Cách 2 2/3L L 2/3L1 1/3L L1 1/3L1
87. đồ phá hoại do ứng suất kéo hoặc kéo chính (đâm thủng / ép thủng) Việc xác định ứng suất kéo hoặc kéo chính trên mặt nghiêng cần căn cứ vào sơ độ cọc cụ thể. * Trường hợp kiểm tra theo cả 2 phía, chiều cao đài phải thỏa mãn điều kiện: PΣ (≡ Pđt) ≤ Pcđt = [α1(bc + c2) + α2(lc + c1)].Rk.ho PΣ (≡ Pđt): tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tháp đâm thủng; c1, c2: khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến đáy tháp đâm thủng; ⎛ ho ⎞ α1, α2: các hệ số xác định theo: α i = 1,5 1 + ⎜ ⎟ ⎜c ⎟ Giá trị αi trong khoảng: ⎝ i⎠ 2,12 ≤ αi ≤ 3,35
88. đồ phá hoại do ứng suất kéo hoặc kéo chính * Trường hợp tải trọng lệch tâm, sự nguy hiểm có thể chỉ xuất hiện phía có Pmax → chỉ cần kiểm tra phía có Pmax. - Nếu b > bc + 2ho: PΣ (≡ Pđt) ≤ Pcđt = k.Rk.(bc + ho).ho - Nếu b ≤ bc + 2ho: ⎛ bc + b ⎞ P∑ (≡ Pđt ) ≤ Pcđđ = k .Rk .⎜ ⎟.ho ⎝ 2 ⎠ PΣ (≡ Pđt): tổng phản lực của các cọc nằm ngoài mặt phẳng phá hoại; k: hệ số độ nghiêng của mặt phá hoại, k = f(c/ho); c: bề rộng của hình chiếu bằng mặt phẳng phá hoại.

Quy ước thép lõi của mũi cọc là bao nhiêu năm 2024

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội