Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung của bài giảng trình bày khái niệm về móng cọc, phân loại móng cọc theo vật liệu cọc, theo khả năng chịu tải và theo chiều sâu đặt dài, cấu tạo cọc bê tông cốt thép, các bước thiết kế móng cọc, dữ liệu tính toán, kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp, xác định sức chịu tải của cọc, một số vấn đề về thi công cọc.
3.1 KHÁI NIỆM VỀ MĨNG CỌC - Móng cọc: Móng sâu Đài cọc - Đài cọc Chương 3: MÓNG CỌC - Hệ cọc Hệ cọc Nền móng cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 10 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.2 Theo khả chịu tải 11 12 3.3 CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.3 Theo chiều sâu đặt đài Móc cẩu, φ16 1000 φ6 a100 Cốt thép đai φ20,1m 150 1-1,5D 1000 φ6 a100 D Cốt thép dọc L D L 14 13 3.3 CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.3 CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP Ø6 Đoạn đầu cọc 2Ø18 Ø18 lưới thé p hà n Ø6a50 loại B lưới thé p hà n Ø6a50 loạ i A Ø20 2Ø18 Ø6a100 12Ø 6a50 Bả n thép đầ u cọc 12Ø 6a200 CHI TIẾT CỌC BÊTÔNG CBT1 11Ø 6a100 12Ø 6a50 TL : 1/20 Mũi thép Mối hàn Hộp nối cọc Ø6 lưới thép hàn Ø6a50 loại B 2Ø18 Ø18 lưới thé p hà n Ø6a50 loạ i B lướ i thé p hà n Ø6a50 loại A lưới thép hàn Ø6A50 loại A NỐI CỌC Bả n thép đầu cọ c Bản thép đầu cọ c 1Ø20 A-A 14Ø 6a50 Hình 3.6 Cấu tạo chi tiết cọc nối cọc A A 11 35 10 334x180x8 250x250x8 11 Ø20 11Ø 6a100 13Ø 6a200 CHI TIEÁT CỌC BÊTÔNG CBT2 12Ø 6a100 14Ø 6a50 TL : 1/20 16 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 10 3.4.1 Dữ liệu tính tốn 180 35 230x130x10 3Ø20 2Ø18 15 3.3 CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP hh=8mm 8x350x180 THÉP HỘP ĐẦU CỌC 350x350x8 3-3 TL : 1/10 CHI TIẾT BẢN THÉP ĐẦU CỌC (CHIỀU CAO ĐƯỜNG HÀN h=10mm) 200x200x12 58 CỌC CBT-1 300x300x10 12 CỌC CBT-2 12 58 50 TỶ LỆ 1/10 50 Lưới thép φ6 LƯỚI THÉP ĐẦU CỌC TL : 1/10 350x350x8 4-4 CHI TIẾT B NỐI CỌC CBT-1 & CBT-2 TL :1/10 - Số liệu tải trọng (tính tốn) - Địa chất cơng trình - Chọn vật liệu làm móng: mác BT, cường độ thép, tiết diện chiều dài cọc, đoạn neo ngàm đài cọc (đoạn ngàm + đập đầu cọc ≈ 0,5 – 0,6m); chọn cốt thép dọc cọc: Φ Ra TỶ LỆ :1/10 HÀ N CHỤ M ĐẦU 4Ø18 Ø20 MC 2-2 CHI TIẾT MŨI CỌC TL: 1/10 TL: 1/10 17 18 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MĨNG CỌC 3.4.2 Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc - Theo vật liệu làm cọc Ep ≥ H 2H Kp FS − K a γ b Df ≥ Kp = tan2 (450 + ϕ/2) Ka = tan2 (450 - ϕ/2) FS = (áp lực sau đài chưa đạt trạng thái bị động) γ : dung trọng đất từ đáy đài đến mặt đất b : cạnh đáy đài theo phương vng góc với H 19 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 20 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc - Theo vật liệu làm cọc - Theo vật liệu làm cọc 21 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc - Theo điều kiện đất - Theo điều kiện đất + Theo tiêu học Qa = Qa = Qp 22 + Theo tiêu học Thành phần chịu tải ma sát xung quanh cọc Qs fs = ca + σh’ tanϕa = ca + Ks σv’ tanϕa ca , ϕa = c, ϕ : cọc đóng, ép bêtơng cốt thép ca , ϕa = 0,7[c, ϕ] : cọc thép Ks = K0 = - sinϕ (đất) fs = c + (1 - sinϕ) σv’ tanϕ Ap q p Qs A f + = s s + FS s FS p FS s FS p Qu Qs + Q p As f s + Ap q p = = FS FS FS FSs : hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên; 1,5 ÷ 2,0 FSp hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc; 2,0 ÷ 3,0 FS : hệ số an tồn chung, chọn ÷ 23 Thành phần sức chịu mũi đất 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 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc - Theo điều kiện đất + Theo tiêu vật lý Qtc = mR qp Ap + u Σ mf fsi li Qa = Qtc k (205-1998) k =1,4 ÷ 1,75 mR , mf : hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc bên hông cọc, tra bảng qp : sức chịu tải đơn vị diện tích đất mũi cọc, tra bảng fsi : lực ma sát đơn vị đất cọc, tra bảng 25 26 27 28 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc + Theo thí nghiệm SPT (TCXD 195) 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc + Theo thí nghiệm CPT Qu = qp Ap + fs As N : Số SPT : Số SPT trung bình khoảng 1d mũi cọc 4d mũi cọc Nếu > 60, tính tốn lấy = 60; >50 cơng thức lấy = 50 Nc : giá trị trung bình SPT lớp đất rời Ns : giá trị trung bình SPT lớp đất dính Ap : diện tích tiết diện mũi cọc Lc : Chiều dài cọc nằm lớp đất rời (m) Ls : Chiều dài cọc nằm lớp đất dính (m) Ω : Chu vi tiết diện cọc (m) 29 W p: Hiệu số trọng lượng cọc trọng lượng đất bị cọc thay qp: cường độ chịu mũi cực hạn đất mũi cọc xác định q p = kc qc qc sức kháng xuyên trung bình lấy khoảng 3d phía 3d phía mũi cọc fs : Cường độ ma sát đất cọc suy từ sức kháng mũi chiều sâu tương ứng f si = qci αi 30 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc 3.4.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc => Chọn Pc = (Pvl ; Pđn) n=β => Sức chịu tải cọc cuối lấy theo kết thí nghiệm nén tĩnh trường ∑N tt β = 1,2 ÷ 1,6 Pc => bố trí cọc khoảng (3 ÷ 6)d, cấu tạo đài có mép đài cách mép cọc ngồi ≥ 100 ÷ 150mm; d/2 – d/3 31 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.5 Kiểm tra khả chịu tải cọc N M x P = ± n ∑x y max P ( x ,y ) max x 3.4.5 Kiểm tra khả chịu tải cọc - Kiểm tra sức chịu tải cọc làm việc nhóm: max i = M y ± ∑y 32 i M y N M x + + n ∑x ∑y y i x 2 i i Hệ số nhóm η: i Ox, Oy: trục quán tính trung tâm tiết diện đầu cọc xi, yi: toạ độ trọng tâm tiết diện cọc i N, Mx, My: tải trọng tác dụng trọng tâm tiết diện đầu cọc (có kể tải trọng đài) Pmax ≤ Pc (Qa) Pmin ≤ Pn Pmin ≥ (n − 1) n + (n − 1) n θ = arctg d s 90 n n η = 1−θ 2 1 n1 : số hàng cọc n2 : số cọc hàng d : đường kính cạnh cọc s : khoảng cách cọc Pnh = η nc Pc > Ntt + Qđ 33 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 34 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.6 Kiểm tra ứng suất mũi cọc 3.4.6 Kiểm tra ứng suất mũi cọc Giới hạn móng khối quy ước Fqu = Lqu Bqu = [(L - 2x) + lc tanα] [(B - 2y) + lc tanα] 35 36 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.6 Kiểm tra ứng suất mũi cọc 3.4.7 Kiểm tra độ lún móng cọc 37 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MĨNG CỌC 38 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.8 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 3.4.9 Xác định cốt thép cho đài cọc Pxt ≤ Pcx Pxt = Σ phản lực cọc nằm ngồi tháp xun phía nguy hiểm Pcx = 0,75 Rk Stháp xuyên - Tính moment: dầm conxơn, ngàm mép cột, lực tác dụng lên dầm phản lực đầu cọc Fa = Mg Ra γ h0 ≈ Mg 0,9 Ra h0 39 3.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC 40 3.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC 3.5.1 Thiết bị đóng cọc Búa đóng cọc chia làm hai loại chính: Búa rung búa đóng lực xung kích • Búa rung: Thiết bị phù hợp với cọc thép chữ H, cọc cừ thép cọc ống, đất rời, đất dính trạng thái cứng khơng phù hợp với thiết bị • Búa đóng lực xung kích Búa rơi Búa Búa diesel Búa thủy lực 41 3.5.2 Chọn búa đóng cọc - Loại búa đóng cọc phụ thuộc vào sức chịu tải cực hạn độ chối thiết kế Độ chối hợp lý e=3.8mm÷8mm tương ứng với (263÷125 nhát búa/1m) Một vài tiêu chuẩn cho độ chối khoảng 2mm (480 nhát búa/1m) - Năng lượng hữu hiệu búa nên chọn là: (r.Ebúa) = 3.Pu (e+2.54mm) r: phần trăm hữu ích mà đầu cọc nhận 42 3.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CÔNG CỌC 3.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ THI CƠNG CỌC Ví dụ: Chọn loại búa đóng cọc cần thiết để hạ cọc có sức chịu tải cực hạn 1840KN Cho r=75% - Muốn đạt độ chối e=8mm, 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, lượng búa là: (r.Ebúa) = 3x1840(3.8mm+2.54mm) = 35.000 kNmm Ebúa = 35/0.75= 47kNm Như vậy, búa phù hợp loại búa có lượng khoảng 47÷77kNm, thường chiều cao rơi búa H = 1.0m ÷ 2.5m - Từ Q = E/H, nên búa chọn có trọng lượng khoảng Q = 4T 43 3.5.3 Chọn thiết bị ép cọc - Để ép cọc đến độ sâu thiết kế, lực ép phải thắng sức chịu tải cực hạn cọc, nghĩa Pép cọc ≥ Pu (thường chọn 1.5 lần), Pu sức chịu tải cực hạn tính theo đất - Đối với cọc đất sét, Pép cọc nhỏ q trình ép làm xáo trộn làm giảm sức chịu tải đất sét (relaxation), nhiên sau khoảng thời gian đó, cọc phục hồi lại sức chịu tải (setup) - Đối với cọc đất cát Pép cọc phải lớn nhiều so với giá trị Pu dự báo 44 ... LOẠI MÓNG CỌC 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG CỌC 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2.1 Theo vật liệu cọc 3.2 PHÂN LOẠI MÓNG... KẾ MÓNG CỌC 20 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc - Theo vật liệu làm cọc - Theo vật liệu làm cọc 21 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC... Ø20 MC 2-2 CHI TIẾT MŨI CỌC TL: 1/10 TL: 1/10 17 18 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.4.2 Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc - Theo