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



4



5



6



7



8



9



10



11

3.2.2. Theo khả năng chịu tải


12

3.2.3. Theo chiều sâu đặt đài


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


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


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


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


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


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


- Theo vật liệu làm cọc

20




21




22



- 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

QQ

FS

QQ

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




+ 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




+ 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



+ 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



+ 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



=> 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


=> 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


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


- 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


Fqu = Lqu Bqu = [(L - 2x) + 2 lc tanα] [(B - 2y) + 2 lc tanα]

Giới hạn móng khối quy ước

35



36



37

3.4.7. Kiểm tra độ lún của móng cọc


38

3.4.8. Kiểm tra xuyên thủng đài 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


- 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.


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.


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.


44

ọ ch ng 3: mÓng c - hệ ọ

Documents