Đang tải... (xem toàn văn)
Thông thường, đối với nhà cao tầng thường dùng móng cọc khoan nhồi. đường kính cọc phổ biến từ 0 m 80 đến 1 m 40, hay dùng nhất là loại cọc ð 1 m 00 và ð 1 m 20. Đối với nhà có chiều cao trên 30 tầng, thì dùng móng cọc Barét. Đầu cọc phải cắm vào tầng đất tốt. Đài cọc phải có chiều dày bằng hoặc lớn hơn 2 lần đường kính cọc khoan nhồi hoặc 2 lần chiều rộng cọc Barét. Ngoài việc tính toán sức chịu tải của cọc bằng lý thuyết dựa vào kết quả khảo sát địa chất công trình, còn phải thí nghiệm sức chịu tải của cọc tại hiện trường như nén tỉnh cọc hoặc phương pháp Osterberg khi sức chịu tải của cọc rất lớn. Nếu dùng tường trong đất, thì đây là kết cấu vĩnh viễn. Tường trong đất là loại kết cấu bê tông cốt thép có chiều dày từ 60 cm đến 1,5 m (tường tầng hầm nhà cao tầng thường dùng loại chiều dày từ 60 cm đến 1 m tuỳ yêu cầu cụ thể, có chiều sâu đến vài chục mét. Tường trong đất phải chống được vào tầng đất loại sét có trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng hoặc cứng
ch-ơng V móng cọc $1.Khái niệm chung: Móng cọc đ-ợc sử dụng rộng rãi xây dựng: Khi tải trọng công trình t-ơng đối lớn, Khi lớp đất tốt xuất t-ơng đối sâu, Khi có yêu cầu cao hạn chế biến dạng công trình Móng cọc gồm phần: Cọc: phận nhiệm vụ truyền tải trọng CT vào đất thông qua ma sát bên thành cọc phản lực đầu mũi cọc Đài cọc: cấu kiện dạng có nhiệm vụ: Nhận tải trọng từ CT Phân phối lên cọc Từ mặt đất đến đáy đài gọi chiều sâu chôn đài hđ Nếu hđ đủ sâu đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận đ-ợc tải trọng ngang thì: móng cọc gọi MC đài thấp, ng-ợc lại gọi MC đài cao Cọc MC đài thấp chịu tải trọng ngang không đáng kể mà chủ yếu chịu tải đứng Cọc MC đài cao chịu tải trọng ngang CT lớn nên đòi hỏi phải có độ cứng chống uốn lớn Các công trình giao thông th-ờng áp dụng loại móng để giảm bớt khó khăn cho thi công Cọc làm việc chia thành loại: Cọc chống: Nếu mũi cọc nằm lớp đất có tính biến dạng lún thấp thực tế coi không biến dạng Toàn tải trọng truyền xuống mũi cọc; ma sát xung quanh thân cọc không đáng kể th-ờng đá Tính toán cọc chống chủ yếu dựa vào khả làm việc VL 81 Cọc treo ( cọc ma sát): Tải trọng truyền xuống phần mũi cọc, phần xung quanh thân cọc Tính toán cọc treo chủ yếu dựa vào khả làm việc đất (Phần lớn công trình ta sử dụng cọc ma sát) $2 Cấu tạo cọc: Phân loại cọc: Theo vật liệu: Gỗ, BTCT, thép Theo công nghệ thi công cọc: Cọc đúc sẵn: đóng; ép; rung, xoắn Cọc đổ chỗ: khoan nhồi, Ba rét Phân loại theo mức độ thay đất: Không thay thế: cọc đặc rỗng có bịt đầu đóng Thay cả: khoan nhồi Thay phần: khoan mồi + đóng ép I.Loại cọc đúc sẵn hạ búa th-ờng (cọc đóng) 1, Cọc gỗ: Dùng CT nhỏ tạm thời -u điểm: cọc gỗ nhẹ vận chuyển dễ dàng, chế tạo đơn giản, không cần thiết bị đóng lớn, cọc gỗ nằm d-ới mực n-ớc ngầm thời gian sử dụng lâu Nh-ợc: Sức chịu tải nhỏ, hạn chế chiều dài Dễ bị xâm thực & dễ bị phá hoại đóng - cần ngâm tẩm Creozot áp lực cao) Khi dùng cọc gỗ y/c ý điểm sau: - Đ/k th-ờng chọn 20 ữ 30 cm, L= ữ 8m, gỗ dùng cọc nên chọn loại gỗ cứng thẳng, độ cong không nên 1/100 so với chiều dài - Đỉnh cọc đ-ợc bảo vệ đai thép dày 8mm rộng 7ữ10cm, mũi vát nhọn, bịt thép để dễ đóng, không bị dập nát - Do gỗ nên Ýt dïng 2.Cäc BTCT: Dïng phỉ biÕn -u ®iĨm: - Điều kiện áp dụng rộng rãi ( l-u ý n-ớc mặn) tiết diện, chiều dài theo ý muốn, c-ờng độ vật liệu cọc t-ơng đối lớn Nh-ợc điểm: - Trọng l-ợng lớn, gây khó khăn cho vận chuyển hạ cọc Cần khối l-ợng thép lớn cho vận chuyển, cẩu lắp Thi công cọc hay bị nứt ( khắc phục cách dùng BTCT ứng suất tr-ớc) Tiết diện: tròn, tam giác, I, T, rỗng Với cọc BTCT thông th-ờng có cấu tạo nh- sau: L = 4ữ25m có tới 100m Các đoạn th-ờng 6ữ8 m nối lại với hạ Đỉnh cọc tăng c-ờng l-ới thép a = 50mm 82 Mũi tăng c-ờng thêm thép dọc đai thép đai hai đầu dày a= 5ữ10cm thép 6ữ8mm Thép dọc 4-8 CT5; thép đai CT3, dùng đai xoắn Thông th-ờng ng-ời ta bố trí cèt thÐp nh- sau: Cäc 20 20 dïng 414 ; Cäc 25 25 dïng 416 ; Cäc 30 30 dùng 418 ; Mối nối cần đạt đ-ợc khả chịu tải t-ơng tự nh- tiết diện khác cọc, tốt dùng liên kết bu lông chịu tốt tải trọng động thi công Bê tông cọc M 250 ( th-ờng dùng 300); Bê tông cho cọc khoan nhồi đ/k c-ờng độ bê ông phải có độ sụt lớn để đảm bảo tính liên tục cọc (độ sụt khoảng 7,5cm đến >15 cm - phụ đ/kiện sử dụng; tham khảo TCXD) Thông th-ờng BTcọc khoan nhồi có hàm l-ợng xi măng không < 350kg/m3 Có móc để treo cọc vận chuyển Lớp bê tông bảo vệ: a 3cm Tỷ lệ A 1,2 1,3 VÝ dơ cäc: D tiÕt diƯn 20 20 cm ( A=25cm) tiÕt diÖn 25 25cm ( A=32cm) tiÕt diÖn 30 30cm ( A=34cm) tiÕt diÖn 35 35cm ( A=40cm) L-u ý: Với cọc có yêu cầu kỹ thuật cao( địa chất phức tạp, tải lớn, điều kiện thi công khó khăn ) cần chế tạo cọc có lỗ rỗng với đ/kính không < 30mm để kiểm tra độ thẳng đứng cọc sau thi công Đóng cọc Cọc tiết diện nhỏ 83 Mối nối cọc Đoạn nối Đoạn nối L đ1 Đoạn mũi cọc L đ2 L đ3 Lc b Mãc cÈu a (thÐp AI) ThÐp däc a L® Mòi cọc Đầu cọc b b 31 40 a a 290 20 30 70 86 350 30 D 30 100 100 100 A D 50 50 50 50 50 =D 350 20 30 290 30 350 A-a B-B 84 3, Cäc thÐp: Th-êng dïng ë CT vĩnh cửu CT chịu tải trọng ngang lớn có tr-ờng hợp dùng làm CT tạm thời nh- vòng vây để thi công móng Trong tr-ờng hợp đặc biệt dùng cọc thép *Tóm lại: Loại cọc chế tạo tr-ớc đ-a đến vị trí hạ cọc ph-ơng pháp đóng -u điểm: Chất l-ợng thân cọc kiểm soát đ-ợc đễ dàng loại bỏ phát thấy không đảm bảo, tốc độ thi công nhanh thuận lợi Nh-ợc điểm: Với cọc đóng tiếng ồn rung động II.Loại cọc hạ ph-ơng pháp xoắn ( cọc xoắn) Phạm vi: công trình: Cầu, cảng, thuỷ lợi, cột điện cao thÕ, cäc neo thÝ nghiÖm nÐn tÜnh CÊu tao: Thân: BTCT, Thép Đế: có dạng mũi khoan; thép, gang, BT bọc thép Cách hạ: nhờ thiết bị tạo mô men xoắn -u điểm: hạ cọc êm thuận phù hợp xây chen Chịu nhổ tốt mũi mở rộng III.Loại cọc hạ ph-ơng pháp xói n-ớc Cấu tạo: t-ơng tự nh- cọc đóng Khác: xung quanh có gắn thêm ống để dẫn n-ớc Cách hạ: xói n-ớc để trọng l-ợng thân cọc làm cho hạ gần đến chiều sâu thiết kế cách độ sâu thiết kÕ 1,5m dïng bóa ®ãng Võa xãi n-ớc, vừa dùng búa đóng IV.Loại cọc hạ ph-ơng pháp rung ( móng cọc ống) Cấu tạo: Cọc ống kết cấu vỏ mỏng thép BTCT có dạng hình ống Cách hạ: Do tác dụng rung máy chấn động -u điểm: Có thể công nghiệp hoá, dùng hiệu loại đất không dính ®Êt d¹ng h¹t Tèn Ýt vËt liƯu TËn dơng cao khả làm việc vật liệu móng Có thể đ-a móng xuống sâu mà không cần đến móng giếng chìm (là loại móng có hại cho sức khoẻ) Có thể thi công quanh năm toàn công tác mặt n-ớc 85 cải thiện đ/kiện lao động Việt nam: cọc cầu Hàm rồng đ/k = 1,55m N-ớc ngoài: đ/k đến 6m V.Loại cọc đổ chỗ ( Cọc nhồi) Cọc đ-ợc chế tạo chỗ mà cọc làm việc sau xây dựng CT Nguyên tắc: Khoan tạo lỗ, có ống vách không ống vách, hình dạng tròn chữ nhật (Cọc Baret) Đổ BT; BT có độ sụt cao, đổ qua ống dẫn Cầu Mỹ thuận: cọc đ/k = 2,5m; L 100m C/trình 27 Láng hạ: cọc Barét = 1m 2,8m ®Õn 1,5m 2,8m -u ®iĨm: Søc chịu tải lớn Không phải vận chuyển nên l-ợng cốt thép cọc so với cọc đóng, Thi công êm thuận nên gây chấn động cho CT lân cận nh- ph-ơng pháp đóng Nh-ợc điểm: Việc kiểm tra hình dáng nh- chất l-ợng cọc bị hạn chế, đặc biệt thi công ống vách Chiều dài toàn cọc 2000 - 3000 Thiết bị thi công cồng kềnh Nếu cọc bị hỏng khó thay thÕ 1 D 1-1 2000 - 3000 D 2-2 D 86 VI.Loại cọc hạ ph-ơng pháp ép tĩnh: Có tên cọc Mêga thời kỳ đầu dùng sửa chữa CT nghiêng lún Nguyên lý: Cọc chế tạo thành đoạn ngắn Dùng kích thuỷ lực ép đoạn xuống đất Dùng trọng l-ợng thân CT làm đối trọng ép xong đoạn đặt đoạn khác lên Liên kết: hàn chốt Sau ép xuống độ sâu th/kế liên kết cọc với móng cũ Hiện công nghệ phát triển Việt nam, dùng sửa chữa xây Thiết bị ép lên đến 300 Tải trọng làm việc cọc 100 Chia thành loại: Ph-ơng pháp ép tr-ớc: cọc đ-ợc ép tr-ớc xây dựng CT lúc đối trọng để neo kích đối trọng cọc neo Ph-ơng pháp ép sau: lỗ hạ cọc đ-ợc chừa sẵn đài Khi xây xong phần CT ép cọc Sau liên kết cọc với đài 87 ép "tr-ớ c" tr-ớc ép "sau" sau" $3 Cấu tạo đài cọc: Vật liệu: BT; BTCT Đài có thể: toàn khối hay lắp ghép Dạng: đỉnh đài phụ thuộc đáy CT đáy đài phụ thuộc bố trí cọc Có thể: Đơn, Băng , Bè Chiều dày đài tính toán Đài có thể: liên tục thành bậc ho hđ Cấu tạo chung đài cọc nh- sau: >2D >1,2 m >=100 Thép tăng cừơng >=100 >= + Với cọc ®ãng hc Ðp: ®Ĩ cã thĨ ®-a cäc ®Õn ®é sâu thiết kế khoảng cách cọc 3Dc khoảng cách cọc 6Dc làm việc cọc đơn cọc nhóm nh- 88 + Với cọc khoan nhồi khoảng cách cọc 2,5D c Liên kết cọc với đài phổ biến liên kết ngàm Nếu đầu cọc đập để lấy thép chủ liên kết vào đài (tr-ờng hợp thi công d-ới n-ớc nh- trụ cầu chẳng hạn) chiều dài cọc đài phải không 2D c 1,2m Dc > 600 Tr-ờng hợp đập đầu cọc neo thép vào đài: 20 ®èi víi thÐp gai 40 ®èi víi thÐp tr¬n đoạn cọc đài yêu cầu đến 100 đủ Tr-ờng hợp đặc biệt cọc không liên kết trực tiếp với đài mà thông qua tầng giảm chấn đ-ợc áp dụng vùng có động ®Êt, líp ®Ưm trung gian b»ng vËt liƯu rêi ( đá dăm, sỏi, cát thô cát trung) Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài phụ thuộc vào sai số cho phép đóng cọc, tức phụ thuộc vào đ-ờng kính cọc, đồng thời không < 100mm Với MC đài cao: Nên tăng c-ờng cốt thép cho đài l-ới 20 ữ 25 đặt cách 10 ữ 20 cm Đỉnh cọc nên đặt l-ới cốt thép 12 cách 10 ữ 20cm Cọc mép phải đ-ợc tăng c-ờng cốt thép uốn móc câu BT yêu cầu M 200 $4.Sự làm việc cọc đơn nhóm cọc: Sự làm việc cọc đơn cäc mãng cäc kh¸c rÊt nhiỊu: + Các cọc đ-ợc đóng thành nhóm với khoảng cách cọc từ đến lần đ-ờng kính cạnh cọc Nếu cọc cọc ma sát ứng xử cọc nhóm hoàn toàn khác với ứng xử cọc đơn Với cọc chống không thấy có dấu hiệu khác biệt nh- + Tuy ph-ơng pháp tính coi Sức chịu tải (SCT) tr-ờng hợp nh- cần phải nghiên cứu thêm để hoàn chỉnh với cọc ma sát + Khi trị số tải trọng lên cọc đơn lên cọc nhóm áp dụng lời giải Mindlin ta thấy ứng suất z điểm trục cọc nhóm gây lớn gấp vài lần so với ứng suất d-ới cọc đơn, chiều rộng hiệu nhóm gấp số lần so với cọc đơn ®ã ®é lón cđa nhãm sÏ lín h¬n cäc ®¬n Ng-ời ta gọi hiệu ứng nhóm: có thÓ viÕt: P u nhãm = η n P u đơn Trong đó: = hệ số nhóm n = số l-ợng cọc nhóm P u đơn = sức chịu tải cọc đơn (cần nghiên cứu cách thi công loại đất khác để rút trị số ) Khi khoảng cách 6d ( d = đ/kính cọc ¶nh h-ëng nµy) 89 SCT cđa cäc gåm hai thµnh phần: Lực kháng bên quanh cọc tạo nên ma sát lực dính đất mặt bên cọc Lực chống mũi cọc T-ơng quan hai thành phần phụ thuộc vào chuyển vị cọc, loại cọc đất: Khi chuyển vị cọc nhỏ thành phần kháng bên chủ yếu Khi tải lớn, chuyển vị cọc phát triển kháng bên giảm lực chống mũi t-ơng ứng tăng lên Để huy động hết có kết luận: Giá trị lún cực hạn với đất sét nói chung khoảng 0,25 D, đất sét cứng khoảng 0,1 D, đất cát khoảng (0,08 ữ 0,1)D, D đ-ờng kính cọc Thí nghiệm cọc - TQ $5 Xác định sức chịu tải cọc: Cọc móng bị phá hoại nguyên nhân sau: Vật liệu cọc bị phá hoại Pvl Pmin (Pvl; Pđn) [P] thiết kế Do đất bị phá hoại Pđn Một số định nghĩa: 90 Không 0,25mm/h cọc chống vào lớp đất lớn, đất cát, đất sét từ dẻo cứng đến cứng Không 0,1mm/h cọc ma sát đất sét dẻo mềm đến dẻo chảy Đối với cọc thăm dò: thí nghiệm đến 250% ữ300% tải thiết kế Đối với cọc kiểm tra: thí nghiệm đến 150% đến 200% tải thiết kế Trình bày kết quả: Vẽ Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị( P-S) Vẽ Biểu đồ quan hƯ chun vÞ – thêi gian( S – t) Dùa vào xác định Sức chịu tải giới hạn Dựa vào đồ thị P S Tr-ờng hợp đ-ờng cong biÕn ®ỉi nhanh, thĨ hiƯn râ ®iĨm cã ®é dốc thay đổi đột ngột ( điểm uốn), sức chịu tải giới hạn tải trọng t-ơng ứng với điểm đ-ờng cong bắt đầu thay đổi độ dốc Nếu đ-ờng cong biến đổi chậm, khó xác định xác điểm uốn vào cách gia tải quy trình thí nghiệm để chọn ph-ơng pháp xác định sức chịu tải giới hạn ( xem phụ lục sau) Với quy trình 88-82: Sức chịu tải cọc đ-ợc lấy nh- sau: Pgh đ-ợc xác định dựa trên biểu đồ tải trọng - độ lún ứng với trị số độ lún bằng: S* = .Sgh Trong ®ã: Sgh = ®é lón giíi h¹n cho phÐp cđa công trình = hệ số chuyển đổi kể đến khác thời gian tác dụng tải trọng thí nghiệm tải trọng thực tế Quy ph¹m ViƯt nam cho phÐp lÊy = 0,2 Pgh 10 15 20 25 30 35 40 45 P(t) 10 S* 15 20 25 30 35 40 45 S(mm) Tải trọng cho phép đ-ợc lấy: P Pgh Fs ; (Fs = 1,25) Ghi chú: Giá trị sức chịu tải giới hạn xác định theo ph-ơng pháp khác khác 93 * Sức chịu t¶i cho phÐp: P Pgh Fs ; Fs thông th-ờng lấy = Tuy nhiên hệ số an toàn cao thấp tuỳ thuộc møc ®é quan träng cđa CT, ®iỊu kiƯn ®Êt nỊn, đặc điểm cọc ph-ơng pháp thí nghiệm (Tham khảo Phô lôc E – TCXDVN 269: 2002) Theo quy phạm ASTM D-1443 có cách gia tải khác Tuy nhiên quy trình gia tải nhanh ( QL Quick Load) th-ờng đ-ợc sử dụng Quy trình nh- sau: Dự tính tải nén tối đa Pmax Thông th-ờng Pmax= ữ3 [P]; [P] sức chịu tải thiết kế Mỗi cấp 1/20 Pmax ( nh- có 20 cấp tải) Mỗi cấp giữ 2,5 đến phút Sau giảm tải Nhận xét: - đ-ợc coi ph-ơng pháp tin cậy - lâu, cồng kềnh, tốn Bài Kết qu¶ thÝ nghiƯm nÐn tÜnh cäc BTCT tiÕt diƯn (30 30) cm2 cho bảng sau Hãy xác định tải trọng giới hạn lên cọc tải trọng cho phÐp cđa cäc theo TCVN BiÕt r»ng ®é lón cho phép công trình [ S] = 6cm P(tấn) S(mm) 10 3,5 15 5,1 20 6,9 25 8,8 30 12,6 35 17,2 40 24,3 42 30,4 44 35,2 Bµi lµm: 94 28T 10 15 20 25 30 35 40 45 P(t) 12mm 10 15 20 25 30 35 40 45 S(mm) Tr-íc hÕt dùa vµo kết thí nghiệm ta xây dựng đồ thị quan hệ S=f(P) nh- hình trên, ứng với độ lún quy -íc S* = 0,2[S] = 12mm ta x¸c định tải trọng t-ơng ứng Từ đồ thị ta có: Pgh = 28T vµ P Pgh Fs 28 22,4T 1,25 chän [P] = 22 T L * Nguyên lý: Sau hạ cọc đến độ sâu thiết kế, để cọc nghỉ, tiến hành đóng thử với búa trọng l-ợng Q, độ cao rơi búa H, đo độ lún nhát búa gây e - độ chối cọc - độ xuyên sâu bình quân cọc nhát búa (Đóng cọc thử phải tiến hành từ đến nhát búa Độ cao rơi búa phải đồng cho tất nhát, lấy giá trị trung bình.) H 2.Ph-ơng pháp động: Pgh 1/e Thiết bị: Búa đóng cọc: Q; H Dụng cụ đo lún Diễn dịch kết quả: Theo Gerxêvanov: 2 nF nF Q k1 q nF Pgh QH Q Q eTN F = diÖn tÝch tiết diện ngang cọc Q = trọng l-ợng phần búa rơi q = trọng l-ợng cọc bao gồm mũ cọc, đệm cọc cọc dẫn có 95 H= chiều cao rơi búa tính toán k1= hệ số phơc håi va ch¹m; thÐp víi gang va chạm với gỗ lấy k = 0,2 n = hƯ sè kinh nghiƯm, phơ thc vËt liƯu lµm cọc cách đóng cọc theo bảng Hệ số n Loại cọc đệm cọc Cọc gỗ: - có đệm - không đệm Cọc bê tông cốt thép có cọc dẫn Cọc thép: - có đệm gỗ - có đệm thép cọc dẫn - có cọc dẫn, không ®Ưm n(kG/cm2) 10 15 20 30 50 T¶i träng tính toán đ-ợc xác định nh- sau: P Pgh ktc ktc = lÊy theo phô lôc A TCXD 205 ( =1,25 1,4) TCXD 205: 1998 ( Quy phạm VN) có kiến nghị công thức tính P gh ứng với tr-ờng hợp e 0,002m e< 0,002m Khi độ chối đo đ-ợc eTN 0,002 m Pgh nFM E wn wc w1 1 1 nF wn wc w1 Trong ®ã: n = hƯ sè lÊy b»ng 150t/m2 ®èi víi cäc BTCT cã mò cäc F= diƯn tÝch cäc M = hƯ sè kiĨu bóa, lÊy b»ng ®ãng cọc búa tác dụng va đập hạ cọc búa rung lấy theo bảng E = l-ợng tính toán va đập búa theo bảng ef = độ chối thực tế, độ lún cọc va đập búa dùng máy rung độ lún cọc công máy thời gian phút,m e = độ chối đàn hồi cọc xác định máy đo độ chối w = trọng l-ợng phần va ®Ëp cđa bóa, T wc = träng l-ỵng cđa cäc mũ cọc, T w1 = trọng l-ợng cọc dÉn ( h¹ cäc b»ng rung w1=0),T wn = trọng l-ợng búa máy rung,T = hƯ sè phơc håi va ®Ëp, ®ãng cäc èng bê tông cốt thép búa tác động va đập có dùng mũ đệm gỗ lấy = 0,2 hạ rung lấy =0 Khi độ chối đo đ-ợc eTN 0,002 m nên chọn búa cho thoả mãn đ/kiện không đổi đ-ợc thiết bị đóng tham khảo công thức TCXD 205 96 Hiện t-ợng chối giả đóng cọc: Độ chối đo đ-ợc sau vừa đóng cọc xong khác với độ chối thực Với đất cát độ chối đo đ-ợc sau đóng cọc < độ chối thực Với đất sét ng-ợc lại Lí do: Khi đóng cọc rung đất dồn chặt lại làm ma sát tăng lên độ chối nhỏ Sau thời gian tính chất đất đ-ợc phục hồi độ chối đo đ-ợc lớn Với đất sét đóng đất bị ép chặt nên n-ớc bị thoát ra, nh-ng míi chØ tho¸t nhiỊu phÝa xung quanh cäc làm ma sát giảm nên độ chối tăng lên, để thời gian đất hồi phụcđộ chối giảm Với: đất cát sau: 2ữ3 ngày thí nghiệm đất sét 15ữ30 ngày lâu Theo tiêu chuẩn Hà lan: Pgh Q2 H Q q e P Pgh 57 ; HÖ sè an toµn th-êng lÊy b»ng = ( Bỉ tóc kü s-) Bài 2: Kết đóng thử cọc búa diêzen kiểu ống có: Trọng l-ợng búa: Q= 12,5kN Trọng l-ợng toàn phần búa: Qn = 26kN Chiều cao rơi tối đa búa: H= 3m Cọc bê tông cốt thép có tiết diện (3030) cm2, trọng l-ợng cọc: q= 20,5kN Cọc có đệm lót gỗ Trọng l-ợng đệm gỗ thớt thép máy đầu cọc: q1= 2KN Kết thử cho độ chối cọc là: e = 0,008m Hãy xác định sức chịu tải cọc Bài làm: Khi thử động cọc ®ãng, nÕu ®é chèi thùc tÕ ®o ®-ỵc ef 0,002m; Qu xác định theo công thức: Qu p Wn ε (Wc W1 ) nFM [ 1 1] nFe f Wn Wc W1 Nếu độ chối đo đ-ợc < 0,002m nên đổi thiết bị có l-ợng lớn hạ cọc Nếu không đổi đ-ợc dùng công thøc 205: 1998 n = hÖ sè kinh nghiÖm phụ thuộc vật liệu làm cọc cách đóng cọc tra bảng: Cọc BTCT có đệm lót gỗ: n =1500kpa 97 F = diện tích cọc M = hệ số lấy đóng, rung tra bảng loại đất d-ới mũi cọc p = l-ợng tính toán va đập búa tra bảng loại búa ef = ®é chèi thùc tÕ b»ng ®é lón cđa cäc va đập búa W = trọng l-ợng phần va đập búa Wc = trọng l-ợng cọc mũ cọc W1 = trọng l-ợng cọc dẫn Wn = träng l-ỵng cđa bóa = hƯ sè phục hồi va đập đóng cọc cọc ống BTCT búa có dùng mũ đệm gỗ lấy = 0,2 Thay sè: Qu 1500.0,09.1 4.0,9.12,5.3 26 0,2.(20,5 2) [ 1 1] 1500.0,09.0.008 26 20,5 Qu 67,5.[ 135 30,5 1] 67,5.[ 125.0,6289 1] 67,5.(8,9226 1) 534,7744KN 1,08 48,5 Sức chịu tải cho phép cọc: Qa Qtc Q ; ktc = 1,4 hÖ sè an toàn; Qtc u ; kđ = hệ số an toàn theo đất ktc kd 534,7744KN Vậy Qa 382KN 38T 1,4 Ph-ơng pháp thử động biến dạng lớn: ( PDA- Pile Driving Analyzer) Là ph-ơng pháp giáo s- G.C Goble, Học viện công trình Case Mỹ đo động xác định gần sức chịu tải cọc đơn phán đoán chất l-ợng thân cọc, gọi ph-ơng pháp Case Ph-ơng pháp Case ph-ơng pháp đo động phân tích dùng lý thuyết truyền sóng làm sở Đồng thời nghiên cứu chế tạo thiết bị phân tích đóng cọc PDA tr-ờng thu đ-ợc tham số nh- sức chịu tải cọc, chất l-ợng thân cọc, ứng suất đóng cọc, l-ợng đóng búa tính lớp đệm Thiết bị thí nghiệm gồm phận: + Thiết bị đóng: Phải làm cho cọc đất có chuyển vị t-ơng đối, l-ợng tác động lên đầu cọc phải t-ơng đối lớn, phải dùng búa nặng đóng lên đầu cọc Trọng l-ợng búa th-ờng lấy 1% sức chịu tải cọc + Máy đo: Có nhiều: Mỹ, Hà lan, Thuỵ Điển, Trung quốc Hiện có phần mềm CAPWAP sử dụng kết đo đ-ợc thí nghiệm PDA trình phân tích CAPWAP chặt chẽ hơn, xác đ-a lại nhiều kết so với ph-ơng pháp Case 98 Hình Bố trí thí nghiệm PDA Hình Sơ đồ thiết bị thí nghiệm PDA 4.Xác định SCT theo ph-ơng pháp thống kê: Dựa vào k/quả chỉnh lý nhiều sè liƯu thùc tÕ vỊ thÝ nghiƯm thư tÜnh cäc hạ loại đất khác tìm t-ơng quan ma sát phản lực đất mũi cọc với số tiêu lý Với cọc chÞu nÐn: P n m 1u i li FRi tt ktc i 1 99 Víi cäc chÞu kÐo: P n m u ili ktctt i 1 li/2 li li/2 hi P = sức chịu tải tính toán m = hệ số đ/k làm việc theo bảng = hệ số kể đến ảnh h-ởng ph-ơng pháp hạ cọc đến ma sát đất cọc theo bảng = hệ số kể đến ảnh h-ởng ph-ơng pháp hạ cọc đến sức chịu tải đất d-ới mũi cäc theo b¶ng u = chu vi tiÕt diƯn n = số lớp đất phạm vi chiều dài cọc i = lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình lớp đất, phụ thuộc loại đất tính chất đất chiều sâu trung bình lớp đất theo bảng l = chiều dày lớp đất mà cọc qua F = diƯn tÝch tiÕt diƯn cäc Ri = c-êng ®é giíi hạn đơn vị trung bình lớp đất mũi cọc phụ thuộc loại đất, chiều sâu mũi cọc theo bảng ktc = hệ số an toàn: nén lấy =1,4; kéo lấy = 2,5 Bảng: Giá trị i (kPa) theo (XNiP 2.02.03-85) Chiều sâu bình quân lớp đất (m) 10 15 20 25 30 35 hạt thô hạt nhá 0,2 0,3 35 42 48 53 56 58 62 65 72 79 86 93 100 23 30 35 38 40 42 44 46 51 56 61 66 70 C¸t chặt vừa cát bột Đất loại sét ứng với sè ®é sƯt Ilb»ng: 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 15 21 25 27 29 31 33 34 38 41 44 47 50 12 17 20 22 24 25 26 27 28 30 32 34 36 12 14 16 17 18 19 19 20 20 20 21 22 10 10 10 10 11 12 12 12 13 8 8 8 8 9 0,9 1,0 7 7 7 7 8 6 6 6 6 7 TCXD 205: 1998 ma sát bên cát chặt nên tăng thêm 30% so với bảng 100 Bảng: C-ờng độ tính toán đất d-ới mũi cọc, Rn (kPa) Chiều sâu Đất loại rời chặt vừa hạ cọc sỏi Cát to Cát vừa Cát nhỏ (m) §Êt sÐt cã chØ sè sÖt Il b»ng 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 8800 7000 4000 3400 2200 6200 2800 2000 9700 7300 4300 3700 2400 6900 3300 2200 10 10500 7700 5000 4000 2600 7300 3500 2400 15 11700 8200 5600 4400 2900 7500 4000 20 12600 8500 6200 4800 3200 4500 23 13400 9000 6800 5200 3500 35 15000 10000 8000 6000 4100 C¸t bét 0,5 1300 0,6 800 1400 850 1500 900 1650 1000 1800 1100 1950 2250 1200 1400 Số cho đất cát, số d-ới cho đất sét Bảng: Các hệ số dùng công thức thống kê Ph-ơng pháp hạ cọc 1.Hạ cọc đặc, cọc rỗng bịt mũi búa 2.Cọc đóng vào lỗ khoan mồi, vào đất ch-a khoan tối thiểu 1m, với đ-ờng kính lỗ khoan Bằng cạnh cọc vuông Nhỏ cạnh cọc vuông 5cm Nhỏ cạnh cọc vuông đ-ờng kính cọc tròn 15cm 3.Hạ cọc đất cát có xói n-ớc nh-ng đóng tiếp m cuối không xói n-ớc Hệ số điều kiện làm việc đất đ-ợc kể đến cách độc lập với tính toán sức chịu tải cọc D-ới mũi cọc, mặt bên cọc, 1 1 1 0,5 0,6 1 0,9 Bài Hãy dự báo sức chịu tải cọc BTCT tiết diện vuông (25 25) cm2, dài 12m đ-ợc đóng vào đất có địa tầng gồm lớp (theo thứ tự xuống) nh- sau: Cát pha dẻo dày 6m có độ sệt Il = 0,6 Cát bột chặt vừa dày 4m Sét dẻo cứng Il = 0,3 (ch-a khảo sát hết chiều dày độ sâu hố khoan 18m) Biết đỉnh cọc cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m 101 Bài làm: 1, Đối với cọc chịu nén: Chu vi tiÕt diÖn cäc u = 0,25m = 1,0m TiÕt diÖn ngang cäc Fc = 0,25 0,25 = 0,0625m2 ChiỊu dµi lµm viƯc cđa cäc lc = 11,5m; Mũi cọc độ sâu 12,5m kể từ mặt đất Sơ đồ làm việc cọc nh- hình vẽ Dựa vào sơ đồ làm việc ta thấy: Các phân lớp 1;2;3 thuộc lớp đất cát pha dẻo; Các phân lớp 4;5 thuộc lớp đất cát bột chặt vừa; Phân lớp thuộc lớp đất sét dẻo cứng 200 0.000 1000 800 800 500 -1.000 300 Đoạn cọc đập neo đài 0.000 Cát pha dẻo -3.000 Cọc tiết diện 25x25mm 6000 -1.500 -5.000 -6.000 Sức chịu tải cọc dự báo theo công thức sau: -7.000 4000 Cát bột chặt vừa i -9.000 -10.000 -11.250 Sét dỴo cøng -12.500 2500 Pgh u ili Fc R6 -12.500 102 Tra bảng: Trong đó: li độ sâu trung bình lớp đất chia Lớp đất Loại đất Cát pha dẻo Il=0,6 Cát bột chặt vừa Sét dẻo cứng Il=0,3 hi (m) 2 2 2,5 li (m) 1,5 3,0 5,0 7,0 9,0 11,25 i Kpa 10 14 17 32 33,5 47 R6=f(Il=0,3; L6=12,5m) tra b¶ng = 375 Kpa Søc chịu tải giới hạn cọc: Pgh 1,0.{[1.10 2.14 2.17 2.32 2.33,5 2,5.47] 0.0625.375} 320,5 23,4 334Kpa 33,4T P P gh 33,4 24T ; §ỉi đơn vị: kPa = 0,1T/m2 k tc 1,4 2, §èi víi cäc chÞu kÐo: Pgh u i li Gc i 1 u. l i i 1,0.{[1.10 2.14 2.17 2.32 2.33,5 2,5.47] 320,5Kpa 32T 32 1,88T 12,8 1,88 14,68 15T 2,5 *.Một số công thức thực nghiệm để xác định SCT cđa cäc: C«ng thøc tÝnh SCT cđa cäc gåm thành phần + Tổng lực kháng bên quanh cọc Qs + Lực kháng mũi cọc Qc hd P l1 Gc 0,25 0,25 12 m.2,5T / m 1,88T ; n Pgh u li qci i Fkc qc l2 5.Dùa vµo kÕt xuyên tĩnh: CPT qci = sức kháng xuyên lớp đất thứ i q c = sức kháng xuyên cđa ®Êt ë mòi cäc kc = hƯ sè tra b¶ng 103 Pd pgh Fs theo TCVN 205: Fs = 23 Bảng: Hệ số chuyển đổi ki i từ kết CPT cọc BTCT Loại ®Êt qc (kPa) SÐt mỊm vµ bïn SÐt cøng Trung bình Sét cứng Rất cứng Phù sa Cát chảy Cát chặt trung bình Cát chặt Rất chặt 0-2000 HƯ sè ki Cäc Cäc ®ãng khoan 0,4 0,5 Hệ số i Cọc Cọc đóng khoan 30 30 Giá trị cực đại i Cọc Cọc đóng khoan 15 15 20005000 0,35 0,45 40 40 (80) 35 (80) 35 >5000 0,45 0,55 60 60 (80) 35 (80) 35 0-2500 0,4 0,5 35 0,4 0,5 (60) 80 100 35 250010000 >10000 0,3 0,4 960) 120 (100) 180 150 (120) 80 (150) 120 (120) 80 (150) 120 150 C¸c gÝa trị ngoặc sử dụng khi: Đối với cọc nhồi, thành hố đ-ợc giữ tốt, thi công không gây phá hoại thành hố bê tông cọc đạt chất l-ợng cao Đối với cọc đóng có tác dụng làm chặt đất đóng Bài 4: Hãy dự báo sức chịu tải theo đất cọc BTCT tiết diện (25 25) cm2, dài 15m đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp ép tr-ớc vào đất có địa tầng gồm lớp nh- sau (kể từ mặt đất xuống) sét dẻo dày 4m: sức kháng xuyên qc = 15 kG/cm2 bùn sét dày 7m: sức kháng xuyên qc = kG/cm2 cát bụi rời dày 3m: sức kháng xuyên qc = 12 kG/cm2 cát hạt trung chặt vừa: sức kháng xuyên qc = 45 kG/cm2 Biết đỉnh cọc cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m Bài làm Sơ đồ làm việc cọc địa tầng nh- hình vẽ: 104 1000 0.000 5000 -1.000 2500 4000 -6.000 -12.500 Theo kết xuyên tĩnh, ta xác định đ-ợc chiều dài cọc qua lớp đất giá trị i n Rn theo bảng sau: Pgh u li qci i FKc qc ; Kc phô thuéc loại cọc ph-ơng pháp hạ cọc: tra bảng l1 = 5m; 1 = 30 l2 = 4m; 2 = 30 l3 = 2,5m; 3 = 100 k3 = 0,5 Sức chịu tải giới hạn cọc: Pgh 100.[500 15 45 400 250 ] 625.0,5.45 30 30 100 32 667,0+14 062,0 = 46729kg = 46,7T P p gh 2,5 46,7 18,7T 19T 2,5 6.Dựa vào kết xuyên tiêu chuẩn ( SPT) Theo Mayerhof: Pgh K1 N tbp F ulK N tbs N tbp ; N tbs = trị số SPT trung bình khoảng 1d d-ới mũi cọc 4d mũi cọc, lớp đất dọc theo thân cọc K1 (kN/m2) = 400 cäc ®ãng; =120 cäc nhåi K2(KN/m2) = cäc ®ãng ; = cäc nhåi P Pgh Fs Fs 2,5 ( TCVN 205) 105 Bài 5: Cũng đất nh- trên, chiều dài cọc nh- Kết thí nghiệm SPT cho kết sau: Độ sâu thí nghiệm (m) Giá trÞ N 10 12 14 16 3 1 20 21 22 22 H·y dù báo sức chịu tải cọc Bài làm: Sức chịu tải cực hạn cọc xác định theo công thức cña Meyerhof Pgh Q p Qs Qp K N m Fc n Qs K u.Ni l i i 1 Nm = chØ sè SPT trung bình khoảng 1d d-ới mũi cọc 4d trªn mòi cäc Ni = chØ sè SPT trung bình dọc thân cọc phạm vi lớp đất rời K1= 400 cäc ®ãng (KN/m2) K2 = cäc ®ãng (KN/m2) Q p K1 N m Fc 400 21 0,0625 525 kN n Qs K u.N i li 2.1.21.2,5 105kN i 1 P Pgh Fs p gh 2,5 525 105 252kN 25,2 25T 2,5 L-u ý: Theo TCXD205: 1998: * Cần kể đến trọng l-ợng cọc nh- tải trọng tác dụng tr/ hợp cọc chịu ma sát âm Sức chịu tải cho phÐp cđa cäc lµ: P Pgh Fs ( wcoc wdat ) Pgh Fs w w = hiệu số khối l-ợng thân cọc khối l-ợng thân đất chiếm chỗ có xét đến lực đẩy acsimet phần cọc d-ới mực n-ớc ngầm Sức chịu nhổ cực hạn cọc theo đất lấy tổng ma sát bên cọc có kể thêm trọng l-ợng cọc * SCT trọng ngang cực hạn cọc đ-ợc tính toán cọc chịu tác dụng đồng thời mô men uốn, lực ngang, lực dọc trục phản lực đất Tham khảo tài liệu SCT theo ph-ơng ngang trục xác định theo thÝ nghiƯm ë hiƯn tr-êng hc theo kinh nghiƯm nh- bảng giáo trình NM 106 $6.Tính toán móng cọc đài thấp: Nội dung: 1.Chọn loại, kích th-ớc đài cọc 2.Xác định SCT cọc 3.Sơ xác định số l-ợng cọc 4.Bố trí cọc mặt đứng 5.Kiểm tra theo trạng thái giới hạn không thoả mãn thay đổi lại 107 ... >= + Với cọc đóng ép: để đ-a cọc đến độ sâu thiết kế khoảng cách cọc 3Dc khoảng cách cọc 6Dc làm việc cọc đơn cäc nhãm lµ nh- 88 + Víi cäc khoan nhồi khoảng cách cọc 2,5D c Liên kết cọc với đài... móng cọc khác nhiều: + Các cọc đ-ợc đóng thành nhóm với khoảng cách cọc từ đến lần đ-ờng kính cạnh cọc Nếu cọc cọc ma sát ứng xử cọc nhóm hoàn toàn khác với ứng xử cọc đơn Với cọc chống không thÊy... cm Đỉnh cọc nên đặt l-ới cốt thép 12 cách 10 ữ 20cm Cọc mép phải đ-ợc tăng c-ờng cốt thép uốn móc câu BT yêu cầu M 200 $4.Sự làm việc cọc đơn nhóm cọc: Sự làm việc cọc đơn cọc móng cọc khác