Đang tải... (xem toàn văn)
Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọcHướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc Hướng dẫn tính toán chi tiết móng cọc
Course: Foundation Engineering Teacher: Dr Nguyen Minh Duc Exercise 6: Pile Capacity Cho cọc ép BTCT kích thước 30x30 với lớp đất hình vẽ Xác định sức chịu tải theo đất theo phương pháp tiêu lý Xác định sức chịu tải phương pháp cường độ đất với mực nước ngầm xác định độ sâu 3m, coi đất cố kết thường; địa chất cung cấp sau: lớp đất sét có giá trị, γ = 18.2 kN/m3; c = 75kPa, φ = 50 (thu từ cắt đất trực tiếp) Lớp cát pha có γ = 17.5 kN/m3; c’ = 10kPa, φ’ = 300 (thu từ cắt đất trực tiếp) Sét pha có γ = 19.5 kN/m3; c = 50kPa, φ = 100 (thu từ cắt đất trực tiếp); Su = 75 kPa Cát trung có γ = 18.5 kN/m3; c’ = 0kPa, φ’ = 350 (thu từ cắt đất trực tiếp) Đất lấp 1,0m 0,5m Sét I L = 0,9 1,5m Cát pha I L = 0,8 2,0m Set pha I L = 0,7 1,5m Cát trung Chặt vừa 2,0m 1,0m Xác định sức chịu tải theo tiêu lý: Sức chịu tải tiêu chuẩn: Qtc = m(mR q p Ap + u ∑ m f f si li ) m = 1: cọc đóng/ép Xác định sức kháng mũi cọc (lớp cát trung chặt vừa) mR = 1.2 với cọc ép vào cát hạt trung Tra bảng xác định cường độ kháng đất qp= 4000 kPa với chiều sâu mũi cọc, Hm = 9.5m lớp cát trung chặt vừa Diện tích mũi cọc, Ap = 0.3 x 0.3 = 0.09 (m2) Xác định sức kháng thành cọc Chu vi cọc, u = x 0.3 = 1.2 (m) Lớp 1: Đất sét, số sệt, IL = 0.9; Tra bảng, chọn mf = 0.9 Bề dày lớp đất mà cọc xuyên qua: l1 = 1.5m Độ sâu trung bình lớp: H1 = 1.5 + 1.5/2 = 2.25 (m) Tra bảng nội suy với IL = 0.9; độ sâu trung bình, H1 = 2.25 (m) Sức kháng thân cọc, fs1 = 4.5 kPa Lớp 2: Cát pha, số sệt, IL = 0.8; Tra bảng, chọn mf = 0.9 Course: Foundation Engineering Teacher: Dr Nguyen Minh Duc Bề dày lớp đất mà cọc xuyên qua: l2 = 2m Độ sâu trung bình lớp: H2 = + 2/2 = (m) Tra bảng với IL = 0.8; độ sâu trung bình, H2 = (m) Sức kháng thân cọc, fs2 = kPa Lớp 3: Sét pha, số sệt, IL = 0.7; Tra bảng, chọn mf = 0.9 Bề dày lớp đất mà cọc xuyên qua: l3 = 1.5m Độ sâu trung bình lớp: H3 = + 1.5/2 = 5.75 (m) Tra bảng, nội suy với IL = 0.7; độ sâu trung bình, H3 = 5.75 (m) Sức kháng thân cọc, fs3 = 10 kPa Lớp 4: Cát trung chặt vừa dày 2m (chia thành lớp bề dày 2m 1m) Tra bảng, chọn mf = Bề dày lớp đất mà cọc xuyên qua: l4 = 2m Độ sâu trung bình lớp: H4 = 6.5 + 2/2 = 7.5 (m) Tra bảng, nội suy cát trung chặt vừa; độ sâu trung bình, H4 = 7.5 (m) Sức kháng thân cọc, fs4 = 61 kPa Lớp 5: Cát trung chặt vừa dày1 (chia thành lớp bề dày 2m 1m) Tra bảng, chọn mf = Bề dày lớp đất mà cọc xuyên qua: l5 = 1m Độ sâu trung bình lớp: H5 = 8.5 + 1/2 = (m) Tra bảng, nội suy cát trung chặt vừa; độ sâu trung bình, H5 = (m) Sức kháng thân cọc, fs5 = 63.5 kPa Kết sức chịu tải cọc tính toán thể bảng Lớp Cát hạt trung Sét Cát pha Sét pha Cát hạt trung i Sức kháng Mũi Thành Thành Thành Thành Thành mR mf 1.2 Tổng 0.9 0.9 0.9 0.9 qp (kPa) 4000 - fsi (kPa) 4.5 8.0 10.0 61.0 63.5 li (m) 1.5 2.0 1.5 2.0 1.0 mRqpAp (kN) 432.0 432.0 umffsili (kN) 7.29 17.28 16.2 131.76 76.2 248.7 Qtc = m(mR q p Ap + u ∑ m f f si li ) = 1×(432 + 248.7) = 680.7 (kN) = 68.1 (tấn) Qa = Qtc 680.7 = = 486.2 (kN) = 48.6 (tấn) Fs 1.4 Xác định sức chịu tải phương pháp cường độ đất Sức kháng mũi cọc: lớp đất mũi cọc: cát trung, mực nước ngầm q p = c'.N c + σ vp' N q + γ d p N γ Trong tra hệ số Ny, Nq, Nc từ giá trị φ’ = 350: Ny= 48.00; Nq = 33.30; Nc = 46.10 Ứng suất hữu hiệu mũi cọc, σ’vp xác định từ: σ 'vp = σ vp − u σ vp = ∑ γ i hi =1.5×20 + 1.5×18.2 + 2×17.5 + 1.5×19.5 + 3×18.5 = 177.05 (kPa) Course: Foundation Engineering Teacher: Dr Nguyen Minh Duc (Cho phép chọn giá trị khác trọng lượng riêng trung bình lớp đất từ đáy đài trở lên; nên chọn từ 20-22 kN/m3; lựa chọn không làm thay đổi nhiều kq cuối) Chiều cao mực nước ngầm mũi cọc = 9.5 - = 6.5 (m) Áp lực nước lỗ rỗng mũi cọc, u = 6.5 × 10 = 65 (kPa) σ 'vp = σ vp − u = 112.05 (kPa) qp = 0× 46.10+ 112.05×33.30 + 18.5×0.3×48.00 = 3997.7 (kPa) Xác định sức kháng thành cọc Lớp 1: Đất sét mực nước ngầm; bề dày l1 = 1.5m As1 = u × l1 = 1.2 × 1.5 = 1.8 (m2) f s1 = ca + K s σ v tgφa Chú ý: đất mực nước ngầm giá trị ứng suất hữu hiệu giá trị tổng cộng (u = 0) Lực dính đất-cọc BTCT, ca = c = 75 (kPa) Góc ma sát đất-cọc BTCT, φa = φ = 50 Hệ số áp lực ngang, Ks = K = − sin ϕ ' = - sin50 = 0.913 Áp lực đất thẳng đứng, σvp trung tâm phân tố σ vp = ∑ γ i hi = 1.5×20 + 1.5/2×18.2 = 43.65 (kPa) Lớp 2: Cát pha, mực nước ngầm; bề dày l2 = 2m As2 = u × l2 = 1.2 × = 2.4 (m2) f s = c'a + K s σ 'v tgφa Lực dính đất-cọc BTCT, c’a = c’ = 10 (kPa) Góc ma sát đất-cọc BTCT, φa = φ’ = 300 Hệ số áp lực ngang, Ks = K = − sin ϕ ' = - sin300 = 0.5 Áp lực đất thẳng đứng tổng cộng, σvp trung tâm phân tố σ vp = ∑ γ i hi = 1.5×20 + 1.5×18.2 + 2/2×17.5 = 74.8(kPa) Chiều cao cột nước trung tâm phân tố = 2/2 = 1(m); u = 1×10 = 10 (kPa) Áp lực đất thẳng đứng hữu hiệu, σ’vp trung tâm phân tố σ 'vp = σ vp − u = 64.8 (kPa) Lớp 3: Đất sét pha mực nước ngầm; bề dày l3 = 1.5m As3 = u × l3 = 1.2 × 1.5 = 1.8 (m2) f s = α cu Trong đất sét pha mực nước ngầm đất sét bão hòa Áp dụng c = cu = Su = 75 kPa; φ = φu = Lực dính đất-cọc BTCT, ca = cu = 75 (kPa) Góc ma sát đất-cọc BTCT, φa = φ = Hệ số α tra theo cu = 75 (kPa) với cọc đóng, ép; α =0.66 f s = α cu = 0.66×75 = 49.5 (kPa) Lớp 4: Cát trung mực nước ngầm; bề dày l4 = 2m As4 = u × l4 = 1.2 × = 2.4 (m2) f s = c'a + K s σ 'v tgφa Lực dính đất-cọc BTCT, c’a = c’ = (kPa) Course: Foundation Engineering Teacher: Dr Nguyen Minh Duc Góc ma sát đất-cọc BTCT, φa = φ’ = 350 Hệ số áp lực ngang, Ks = K = − sin φ ' = - sin350 = 0.426 Áp lực đất thẳng đứng tổng cộng, σvp trung tâm phân tố σ vp = ∑ γ i hi =1.5×20 + 1.5×18.2 + 2×17.5 + 1.5×19.5 + 2/2×18.5 = 140.1 (kPa) Chiều cao cột nước trung tâm phân tố = 3.5 + 2/2 = 4.5(m); u = 4.5×10 = 45 (kPa) Áp lực đất thẳng đứng hữu hiệu, σ’vp trung tâm phân tố σ 'vp = σ vp − u = 95.1 (kPa) Lớp 5: Cát trung mực nước ngầm; bề dày l5 = 1m As5 = u × l5 = 1.2 × = 1.2(m2) f s = c'a + K s σ 'v tgφa Lực dính đất-cọc BTCT, c’a = c’ = (kPa) Góc ma sát đất-cọc BTCT, φa = φ’ = 350 Hệ số áp lực ngang, Ks = K = − sin ϕ ' = - sin350 = 0.426 Áp lực đất thẳng đứng tổng cộng, σvp trung tâm phân tố σ vp = ∑ γ i hi =1.5×20 + 1.5×18.2 + 2×17.5 + 1.5×19.5 + 2×18.5 + 1/2×18.5 = 107.8 (kPa) Chiều cao cột nước trung tâm phân tố = 5.5 + 1/2 = 6(m); u = 6×10 = 60 (kPa) Áp lực đất thẳng đứng hữu hiệu, σ’vp trung tâm phân tố σ 'vp = σ vp − u = 107.8 (kPa) Quá trình tính toán kết thể bảng Lớp Cát hạt trung Ap Độ sâu (m2) (m) σvp (kPa) u (kPa) σ’vp (kPa) 0.09 9.5 177.05 65.0 112.1 3997.7 359.8 Độ sâu (m) 2.25 σvp (kPa) 43.7 74.8 u (kPa) 0.0 10.0 σ’vp (kPa) 43.7 64.8 0.913 0.500 7.5 140.1 167.8 45.0 60.0 Tổng 95.1 107.8 0.426 0.426 Lớp i Asi Sét Cát pha Sét pha 1.8 2.4 1.8 2.4 1.2 Cát hạt trung qp (kPa) Ks Apqp (kN) ca (kPa) 75 10 75 0 Sức chịu tải cực hạn, Qu: Qu = ∑ As f s + q p Ap = 765.8 (kN) = 76.6 (tấn) Sức chịu tải cho phép, Qa: ∑ As f s + q p Ap = 406 + 359.8 = 450.6 (kN) = 45.1 (tấn) Qa = 1.5 1,5 ÷ 2÷3 φa (deg) 30 35 35 fsi (kPa) 78.5 28.7 49.5 28.4 32.2 Asifsi (kN) 141.3 68.9 89.1 68.1 38.6 406.0 ... mà cọc xuyên qua: l5 = 1m Độ sâu trung bình lớp: H5 = 8.5 + 1/2 = (m) Tra bảng, nội suy cát trung chặt vừa; độ sâu trung bình, H5 = (m) Sức kháng thân cọc, fs5 = 63.5 kPa Kết sức chịu tải cọc tính. .. ngầm đất sét bão hòa Áp dụng c = cu = Su = 75 kPa; φ = φu = Lực dính đất -cọc BTCT, ca = cu = 75 (kPa) Góc ma sát đất -cọc BTCT, φa = φ = Hệ số α tra theo cu = 75 (kPa) với cọc đóng, ép; α =0.66... mũi cọc: lớp đất mũi cọc: cát trung, mực nước ngầm q p = c'.N c + σ vp' N q + γ d p N γ Trong tra hệ số Ny, Nq, Nc từ giá trị φ’ = 350: Ny= 48.00; Nq = 33.30; Nc = 46.10 Ứng suất hữu hiệu mũi cọc,