Đề tài Thiết kế môn học nền và móng (bài tham khảo 8)

ền càng nhỏ, biến dạng của đất càng lớn. PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH BỐ TRÍ CHUNG TRỤ CẦU: I.Xác định kích thước trụ cầu và tải trọng: A.Xác định kích thước trụ: Vị trí xây dựng trụ cầu nằm xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền , sự thay đổi cao độ mực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao . Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông nên chọn cao độ mặt bệ thấp hơn MNTN 0,5m . Cao độ đáy dầm = MNTT+Htt = 4.25 + 4.5 = 8.75đm Cao độ đỉnh trụ = Cao độ đáy dầm – 0.3 = 8.75 – 0.3 = 8.45 m Cao độ mặt bệ trụ = MNTN – 0.5 = 3.25 – 0.5 = 2.75 m Bề dày bệ móng : Hb = (1÷3)m. Chọn = Hb = 2 m Cao độ đáy bệ = cao độ mặt bệ trụ – Hb = 2.75 – 2 = 0.75 m Chiều cao trụ: Htru = CĐ đỉnh trụ – 1.4 – CĐ mặt bệ trụ = 8.45 – 1.4 – 2.75 = 4.3 m Chiều rộng trụ: Lấy a = (0.2÷1)m. Chọn a = 1 m Lấy b = (0.2÷1)m. Chọn b = 1 m BXác định tải trọng: 1.Tính toán trọng lượng trụ : Thể tích trụ toàn phần Vtrụ = Vmũ + Vthân trụ + Vbệ trụ Vmũ = 8*0.8*1.7+8*0.6*1.7 – 1.5*0.6*1.7= 17.51 m3 Vthân trụ = (3.14*1.2 *1.2/4 + 3.3*1.2)*4.3 = 21.89 m3 Vbệ trụ = 6.5*2*3.2 = 41.6 m3 Vtrụ = 17.51 + 21.89 + 41.6 = 81 m3 Thể tích phần trụ ngập trong nước ứng với MNTN. V’trụ = Snt*(MNTN – CĐMBT) + Vbệ trụ (Với CĐMBT : cao độ mặt bệ trụ) V’trụ = (3,14*1,22/4 + 3.3*1,2)*(3.25-2.75) + 6.5*2*3.2 = 44.145m3 Trong đó: MNTN = 3.25 m :mực nước thấp nhất. CĐMBT = 2.75 m :cao độ mặt bệ trụ. Snt :diện tích ngang trụ. ð Trọng lượng trụ: G = Vtrụ * gbt - V’trụ * gn = 81*24 – 44.145*10 = 1502.55 (kN) Trong đó: gbt = 24 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông. gn = 10 kN/m3 : Trọng lượng riêng của nước. 2.Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN : Nh(tc) = 1650kN : Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do hoạt tải tác dụng tại đỉnh trụ Nt(tc) = 6000 kN : Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do tĩnh tải tác dụng tại đỉnh trụ Hx(tc) = Hx =150 kN : Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc cầu Hy(tc) = Hy =175 kN : Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương ngang cầu My(tc) = 1100 kN.m : Momen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc cầu Mx(tc) =1300 kN.m : Momen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương ngang cầu gbt = 24 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bêtông gn = 10 kN/m3 : Trọng lượng riêng của nước Vtrụ = 81 m3 : thể tích toàn phần trụ V’trụ = 44.145 m3 : Thể tích phần trụ ngậïp nước nh = 1,4 : Hệ số tải trọng do hoạt tải nt = 1,1 : Hệ số tải trọng do tĩnh tải 2.1.Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn với MNTN,đặt tại cao độ đỉnh bệ: Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN : (1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu : Ptc = Nttc + Nhtc + Gtc = 6000 + 1650 + 1502.55 = 9152.55 KN (2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu : Htc = Hxtc = 150 KN (3) Momen tiêu chuẩn dọc cầu : Mtc = Mytc + Hxtc*(CĐĐT – CĐĐB) = 1100 + 150*(8.45 – 0.75) = 2255 KNm Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương ngang cầu với MNTN : (1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu : Ntc = Nttc + Nhtc + Gtc = 6000 + 1650 + 1502.55 = 9152.55KN (2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn ngang cầu : Htc = Hytc = 175 KN (3) Momen tiêu chuẩn ngang cầu : Mtc = Mxtc + Hytc*(CĐĐT – CĐĐB) = 1300 + 175(8.45 – 0.75) = 2647.5 KNm 2.2 Tổ hợp tải trọng tính toán cầu với MNTN : Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương dọc cầu với MNTN (1) Tải trọng thẳng đứng tính toán docï cầu : Ptt = nh*Nhtc + nt(Nttc + Gtc) = 1,4*1650 + 1,1(6000 + 1502.55) = 10562.81KN (2) Tải trọng ngang tính toán dọc cầu : Htt = nh*Hxtc = 1,4*150 = 210 KN (3) Momen tính toán dọc cầu : Mtt = nh*Mytc + nh*(CĐĐT-CĐĐB)* Hxtc = 1,4*1100 + 1,4*(8.45 – 0.75)*150 = 3157 KNm Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương ngang cầu với MNTN (1) Tải trọng thẳng đứng tính toán ngangï cầu : Ptt = nh*Nhtc + nt(Nttc + Gtc) = 1,4*1650 + 1.1*(6000 + 1502.55) = 10562.81 KN (2) Tải trọng ngang tính toán ngang cầu : Htt = nh*Hytc = 1,4*175 = 245 KN (3) Momen tính toán ngang cầu : Mtt = nh*Mxtc + nh*(CĐĐT-CĐĐB)*Hytc = 1,4*1300+ 1,4*(8.45 – 0.75)175 = 3706.5 KNm Trong đó: CĐĐT : cao độ đỉnh trụ. CĐĐB : cao độ đỉnh bệ. BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ: Loại tải trọng Tải trọng theo phương dọc cầu Tải trọng theo phương ngang cầu Tiêu chuẩn HSTT Tính toán Tiêu chuẩn HSTT Tính toán I.TT thẳng đứng(kN) 9152.55 10562.81 9152.55 10562.81 1.TL trụ 1502.55 1.1 1652.81 1502.55 1.1 1652.81 2.Tĩnh tải 6000 1.1 6600 6000 1.1 6600 3.Hoạt tải 1650 1.4 2310 1650 1.4 2310 II.Lực ngang(kN) 150 1.4 210 175 1.4 245 III.Mômen (kNm) 2255 3157 3706.5 1.Hoạt tải 1100 1.4 1540 1300 1.4 1820 2.Do lực ngang 1155 1.4 1617 1347.5 1.4 1886.5 II.Chọn kích thước cọc và tính sức kháng của cọc: 1.Chọn kích thước cọc : Kích thước mắt cắt cọc: Cọc được chọn là cọc bê tông cốt thép đúc sẵn , đường kính vừa có kính thước 400x400mm. Chiều dài cọc: Chiều dài của cọc ( LC ) được xác định như sau ( chưa kể chiều sâu cọc ngàm vào bệ ): LC = CĐĐB – CĐMC Cọc được cắm sâu vào lớp đất tốt có N>20. Chiều sâu mũi cọc (-26.25m) do đó ta có chiều dài cọc: Lc = 0.75 – (-26.25) = 27 m. Độ mảnh của cọc: D/L = 0.4/ 27 = 0.0148 thoả mãn yêu cầu về độ mảnh: Vậy tổng chiều dài cọc sẽ là Lcd = 27 + 1 = 28 m Cọc được tổ hợp từ 03 đốt với tổng chiều dài đúc cọc là: 28m = 11.8m + 11.8m + 4.4m . Như vậy hai đốt thâân có chiều dài 10 m , đốt mũi có chiều dài 8 m . Các đốt cọc sẽ được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc. Vật liệu làm cọc: Bê tông đúc sẵn M350 : do đó ta có fc’= 14.5 Mpa Cốt thép dọc chủ AIII, đường kính 22mm, có fy=365 MPa. 2.Tính sức kháng dọc trục của cọc: 2.1.Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu : Công thức tính toán : Pr = j Pn Pn = 0.8[0.85*fc’*(Ag – Ast) + fy*Ast] Trong đó : Pr : Sức kháng lực dọc trục tính toán (N) Pn : Sức kháng lực dọc trục danh định (N) fc’ : Cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày fy : Cường độ giới hạn chảy quy định của cốt thép (MPa) Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt (mm2) Ast: Diện tích nguyên của cốt thép (mm2) : Hệ số sức kháng ( quy định ở điều 5.5.4.2 ) Ta có : Diện tích nguyên của mặt cắt cọc: Ag = 400 * 400 = 160000 mm2 Tra bảng một thanh cốt thép đường kính 22mm có F = 387 mm2. Ta bố trí 8 thanh cốt thép dọc chủ nên Ast = 8 * 387 = 3096 mm2 Như vậy thay số ta được sức kháng lực dọc trục danh định: Pn = 0.8[0.85*14.5*(160000 – 3096) + 365*3096] = 2451105(N) = 2451.105(kN) Với hệ số sức kháng j = 0.75 nên sức kháng dọc trục tính toán : Pr = 0.75 * 2451.105 = 1838.33 (kN) 2.2.Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền: Công thức tính toán: QR = j Qn = jq Qult Hay QR= j Qn = jqb Qp + jqs Qs Với: Qp = qp Ap Qs = qs As Trong đó: jq : Hệ số sức kháng dùng cho sức kháng đỡ của một cọc đơn, (trong Điều 10.5.4,hay tham khảo AASHTO2007) dùng cho các phương pháp không phân biệt giữa sức kháng toàn bộ và sự góp phần riêng rẽ của sức kháng mũi và thân cọc. Qult: Sức kháng đỡ của một cọc đơn (N) Qp : Sức kháng mũi cọc (N) Qs : Sức kháng thân cọc (N) qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap : Diện tích mũi cọc (mm2) jqp : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 16 hay 39 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. jqs : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 16 hay 39 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Tính sức kháng mũi cọc: Qp = qp Ap Theo phương pháp sử dụng kết quả SPT, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa) được tính như sau: qp = ≤ ql Trong đó: N1 : Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ,’v (Búa/300mm) N : Số đếm SPT đo được (Búa/300mm) D : Chiều rộng hay đường kính cọc (mm) Db : Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm) ql : Sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0.4 Ncorr cho cát và 0.3 Ncorr cho bùn không dẻo. ’v : Ứng suất có hiệu (Ứng suất do trọng lượng bản thân đất) Ta có: N1 = N = 33 (Búa/300mm) D = 400 mm Db = 26.25 – 22.5 = 3.75 (m) = 3750 (mm) ð qp = = 11.756 (MPa) Ap = 400*400 = 160000 (mm2) Do đó sức kháng mũi cọc bằng: Qp = 11.756*160000 = 1880960 (N) Tính sức kháng thân cọc Qs = qs As Theo phương pháp sử dụng kết quả SPT, sức kháng đơn vị bề mặt thân cọc được tính đối với cọc đóng chuyển dịch là: qs = 0.0019 Để tiện cho việc tính toán ta lập bảng tính sau: Hi(m) Ni (Búa/300mm) hi (mm) qsi=0.0019 Asi=cvi*hi Qsi=qsi*Asi 2.2 1 2200 0.50 0.00095 3520000 3344 4.2 2 2000 1.50 0.00285 3200000 9120 6.2 2 2000 2.00 0.0038 3200000 12160 8.2 9 2000 5.50 0.01045 3200000 33440 10.2 11 2000 10.00 0.019 3200000 60800 12.2 13 2000 12.00 0.0228 3200000 72960 14.2 12 2000 12.50 0.02375 3200000 76000 16.2 10 2000 11.00 0.0209 3200000 66880 18.2 9 2000 9.50 0.01805 3200000 57760 20.2 13 2000 11.00 0.0209 3200000 66880 22.2 13 2000 13.00 0.0247 3200000 79040 24.2 29 2000 21.00 0.0399 3200000 127680 26.25 33 2050 31.00 0.0589 3280000 193192 Tổng 859256 Từ bảng tính ta được: Qs = = 859256 (N) Tra bảng 16 ta có: jqb = 0.7v = 0.7*0.8 = 0.56 jqs = 0.65v = 0.65*0.8 = 0.52 Với: v = 0.8 ( Tra bảng 16) Như vậy sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền: Pdn = QR = 0.56* 1880960 + 0.52* 859256 = 1500150(N) = 1500.15(kN) Sức chịu tải thiết kế của cọc lấy giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị là sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải của cọc theo vật liệu: P0 = min( Pvl, Pdn). P0 = min( 1838.33; 1500.15). P0 =1500.15 kN. III.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong bệ: 1)Số lượng cọc : Số lượng cọc được tính theo công thức : nc = = 10.56 ( = 1-1.5 ) Ptk :Sức chịu tải tính toán của cọc đơn . à chọn số cọc thiết kế là nc = 15 cọc 2)Bố trí cọc trong móng : Yêu cầu: + Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đếnmép bệ +Khoảng cách giữa các tim cọc Các cọc được bố trí theo hình thức lưới ô vuông trên mặt bằng và hoàn toàn thẳng đứng trên mặt đứng , với các thông số : Tổng số cọc trong móng nc = 15 cọc Số hàng cọc theo phương dọc cầu n =3,khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là a = 1,35m Số hàng cọc theo phương ngang cầu m = 6, khoảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu là b = 1,05 m Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng tới mép bệ theo phương ngang cầu và phương ngang cầu là c = 0.55 m Kích thước bệ cọc sau khi bố trí Tính toán móng cọc bệ cao chịu tải trọng ngang và mômen uốn lớn vì vậy ta thiết kế móng cọc xiên với độ xiên (1:10 ) góc xiên = 5.710 như hình vẽ. Bố trí các cọc 2,3,4,12,13,14 xiên theo phương dọc cầu còn 4 cọc 1,5,11,14 vừa xiên theo phương ngang cầu vừa xiên theo phương dọc cầu. IV.Tính nội lực trong cọc : Ta dùng chương trình FB.Pier để tính nội lực trong cọc. Mô hình cọc chạy chương trình như sau: Kết quả chạy FB.Pier ta có tổ hợp tải trọng theo phương dọc trục lớn nhất: Pmax = 1170 (kN) V.Kiểm toán móng cọc theo TTGH cường độ: 1.Kiểm toán sức kháng dọc trục: Pmax = 1170(kN) ĐẠT Pmax + < Pđn Trọng lượng cọc = 0.4*0.4*28*24 = 107.52 (kN) => Pmax + = 1170 + 107.52 = 1277.52 (kN) < Pđn = 1500.15 (kN) 2.Kiểm toán sức kháng đỡ ngang của nhóm cọc: Sức kháng đỡ ngang của nhóm cọc được tính như sau: Trong đó: Pu : Sức kháng đỡ giới hạn(danh định) của cọc đơn(MPa) : Hệ số sức kháng ngang của cọc,lấy bằng 0.65 : Hệ số hữu hiệu của nhóm cọc, lấy bằng 0.85 Xác định Pu theo phương pháp Broms: Trường hợp đầu cọc bị ngàm và đất nên là đất dính B: Đường kính cọc hay chiều dài cạnh hình vuơng L: Chiều dài cọc ngập trong đất : Cường độ chống cắt khơng thốt nước của đất Cu được lấy như sau : Cu = N/10 với đất sét dẻo cao Cu = N/15 với đất sét dẻo vừa Cu = N/20 với đất sét ít dẻo Bảng tính Pu tường lớp Lớp đất B(m) 1.5B(m) Cu(KN/m2) L(m) Pu(KN) Lớp1 0.4 0.6 0.226 6.2 4.56 Lớp2 0.4 0.6 0.375 14.4 18.36 Lớp3 0.4 0.6 0.83 3.75 9.41 Tổng Pui 32.33 Do đó sức kháng ngang của nhóm cọc: PR = 0.65*0.85*15*32.33 = 267.93 (kN) > max(Hx,Hy) = max(210;245)= 245kN => ĐẠT VI.Kiểm toán móng cọc theo TTGH sử dụng: 1.Xác định tải trọng lún : Gĩc mở quy đổi về mĩng tương đương: Độ Radian 2.25 0.04 18.35 0.32 19.63 0.34 Kích thước quy đổi đáy mĩng tại cao độ:-26.25m : Gĩc mở quy đổi về mĩng tương đương : Chiều dài mĩng tương đương : Chiều rộng mĩng quy đổi : khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo chiều ngang cầu : khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo chiều dọc cầu l : Chiều dài cọc Ứng suất dưới đế mĩng: P: Tải trọng thẳng đứng tác dụng đáy mĩng H: Chiều dài cọc chơn trong đất = 20 (kN/m2) : Trọng lượng riêng quy ước. : Trọng lượng riêng trung binh Ta có: = =18.1(kN/m3) => Ứng suất gây lún ở đế mĩng: p = 674.75 – 18.1*24.35 = 234.015(kN/m2) 2.Biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng khối quy ước : Phân lớp đất dưới móng khối quy ước làm nhiều lớp phân tố : 2.1 Tính toán ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất theo chiều sâu : Công thức : Trong đó : sbt : thành phần ứng suất có hiệu do trọng lượng bản thân các lớp đất gây ra tại điểm biên dưới của lớp đất phân tố thứ i. gi : trọng lượng thể tích có hiệu của lớp đất phân tốt thứ i. hi bề dày lớp đất thứ i. n : số lớp đất tính từ mặt đất sau xói đến điểm cần tính ứng suất Để vẽ được biểu đồ ứng suất do tải trọng bản thân của đất dưới đáy móng , ta tính ứng suất tại một số điểm đặc biệt , đó là các điểm biên trên và biên dưới của mỗi lớp đất tự nhiên , điểm mũi cọc , riêng với tầng đất nằn dưới móng khối quy ước ta tính ứng suất tại các điểm biên trên và biên dưới của móng khối quy ước. Kết quả như bảng sau : Lớp đất gi (kN/m3) Bề dày_h (m) Tọa độ tính từ biên trên của điểm tính ứng suât hi (m) gixhi (kN/m2) 1 10.84 6.2 0 0 0 6.2 67.208 67.208 2 14.6 14.4 0 0 67.208 14.4 210.24 277.448 3 16.33 3.75 0 0 277.448 3.75 61.238 338.6855 10 4.75 16.33 355.0155 5.75 16.33 371.3455 6.75 16.33 387.6755 7.75 16.33 404.0055 8.75 16.33 420.3355 9.75 16.33 436.6655 10.75 16.33 452.9955 11.75 16.33 469.3255 12.75 16.33 485.6555 13.75 16.33 501.9855 2.2.Tính toán ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún : Công thức : szi = Ki(s -sh) = Ki.p Trong đó : szi : ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún gây ra ở điểm thứ i p : áp lực gây lún tại đáy móng khối quy ước Ki : hệ số tra bảng phụ thuộc vào loại móng Tính ứng suất gia tăng do tải trọng gây lún gây ra tại các điểm tương ứng với các điểm trong lớp dưới móng khối quy ước như trong bảng tính ứng suất do trọng lượng bản thân Điểm Tọa độ tính từ đáy mĩng khối quy ước zi(m) A (m) B (m) Ki p 0 0 9.33 6.03 1.55 0.00 1 234.015 234.015 1 1 9.33 6.03 1.55 0.17 1 234.015 234.015 2 2 9.33 6.03 1.55 0.33 0.8447 234.015 197.67 3 3 9.33 6.03 1.55 0.50 0.7178 234.015 167.98 4 4 9.33 6.03 1.55 0.66 0.6264 234.015 146.59 5 5 9.33 6.03 1.55 0.83 0.5293 234.015 123.86 6 6 9.33 6.03 1.55 1.00 0.4322 234.015 101.14 7 7 9.33 6.03 1.55 1.16 0.3771 234.015 88.25 8 8 9.33 6.03 1.55 1.33 0.3186 234.015 74.56 9 9 9.33 6.03 1.55 1.49 0.2635 234.015 61.66 10 10 9.33 6.03 1.55 1.66 0.2281 234.015 53.38 Phân bố ứng suất do trọng lượng bản thân: 2.3 Chiều sâu tính lún : Quy định chiều sâu Hc của tầng đất chịu nén tính từ đáy móng đến cao độ mà ở đó : Ta nhận thấy tại độ sâu z = 10 m tính từ đáy móng khối quy ước có: 501.9855kN/m2 2.4 Độ lún tổng cộng của nền dưới móng cọc : Công thức tính : S== Trong đó : e1(i) , e2(i) : hệ số rỗng của đất ứng với p1(i),p2(i) (tra đường cong nén lún lớp i ) hi : chiều dày tầng đất thứ i. Kết quả tính lún được trình bày ở bảng sau : Điểm hi(m) P1i P2i e1i e2i Si(m) 0 1 338.6855 234.015 234.015 346.85 580.87 0.61 0.59 0.01242 1 1 355.0155 234.015 215.843 363.18 579.02 0.605 0.591 0.00872 2 1 371.3455 197.67 182.825 379.51 562.34 0.603 0.592 0.00686 3 1 387.6755 167.98 157.285 395.84 553.13 0.601 0.593 0.005 4 1 404.0055 146.59 135.225 412.17 547.4 0.6 0.594 0.00375 5 1 420.3355 123.86 112.5 428.5 541 0.6 0.595 0.00313 6 1 436.6655 101.14 94.695 444.83 539.53 0.598 0.596 0.00125 7 1 452.9955 88.25 81.405 461.16 542.57 0.597 0.595 0.00125 8 1 469.3255 74.56 68.11 477.49 545.6 0.596 0.594 0.00125 9 1 485.6555 61.66 57.52 493.82 551.34 0.595 0.593 0.00125 10 1 501.9855 53.38 Tổng 0.03247 2.5 Kiểm toán lún : Điều kiện : Độ lún đều móng S < 1.5 = 1.5= 8.54 cm à S = 3.247cm < 8.54 cm à ĐẠT 3.Kiểm toán chuyển vị ngang: Theo kết quả chạy chương trình F.B.Pier ta có chuyển vị ngang: u = max (ux;uy) = max (12.6mm; 1.01mm) < 38 mm => ĐẠT VII.Thiết kế thi công: Tổng chiều dài cọc là 28m , sẽ được chia làm 3 đốt có các chiều dài tương ứng là 11.8m+11.8m+4.4m . Việc tính toán cốt thép cho giai đoạn thi công cẩu và treo các đốt cọc . Chọn đốt có chiều dài 10m để tính Kiểm tra cọc khi cẩu theo hai sơ đồ Tính momen cọc theo sơ đồ 1 : Mômen tính toán : Mmax(1) = 0.2072/ 2 qL2 Mmax(1) = 0.02143.84 11.82 =11.44 kNm Với q = Fcọc x gbt = 0.4 0.4 24 = 3.84 kN/m Tính theo sơ đồ 2 : Momen tính toán : Mmax(2) = 0.2942/ 2 qL2 = 0.04323.84 11.82 = 23.09 kNm Tính toán mối nối. Cọc được nối tại đầu các đốt cọc bằng phương pháp hàn nối. Tính chọn thép góc nối. As ===5036.52( mm2 ) chọn 4 thép góc: == 1259.13 (mm2)= 12.59 (cm2 ) Chọn 4 thép góc : L 100 100 12, có chiều dài là 500mm . Diện tích 1 thép góc = 15.48 cm2 Diện tích 4 thép góc = 61.92 cm2 Thép bịt đầu cọc dùng để hàn nối các cọc dùng thép hình vuông loại M270M cấp 345 có cường độ chảy Fy = 345 Mpa có kích thước: 11440 4000 10. Chọn đường hàn và kiểm toán mối hàn. Chọn đường hàn có chiều dày w = 10 cm,được chế tạo bằng que hàn E70XX có cường độ Fexx = 540 Mpa. Sức kháng cắt : Trong đó: : Tra bảng hệ số sức kháng. Chiều dày tính toán của đường hàn = 0.70710. Khả năng chịu nén trên một đơn vị chiều dài(1mm) đường hàn là: 0.60.9 540 0.70710 = 2061.612( N/mm). Khả năng chịu cắt trên một đơn vị chiều dài của thanh mối nối mỏng hơn(bản thép bịt đầu cọc): 1 0.5810 345 = 2001 ( N/mm). '=> Cường độ chịu cắt là quyết định. Tổng chiều dài đường hàn = 5424 mm. =>Khả năng chịu lực của toàn liên kết. Rr =2001 5424 = 10853.424(N)= 10853.424(KN) Kiểm toán: Rr =10853.424 kN > P(Tổng tải trọng thẳng đứng )= 10562.81 (KN) Vậy mối nối đủ khả năng chịu lực. Tính toán chọn búa. -Lý do chọn búa:khi đóng cọc để dễ dàng quan sát độ chối của cọc khi thi công, hay để đảm bảo bê tông đầu cọc không bị phá hỏng khi đóng cọc do chọn búa có năng lực xung kích quá lớn -Cách chọn búa: +Dựa vào năng lượng xung kích của búa ta có thể chọn búa như sau: Trong đó: Ptt =1500.15 (KN): Sức chịu tải thiết kế của cọc(kN). E = Năng lực xung kích của búa(N.m) '=> E 25 1206.03 = 37503.75 (N.m)=37.504(KN.m) +) Chọn quả búa có trọng lượng Q=1,2 tấn= +) Trọng lượng của cọc: q= Hệ số thích dụng: (ĐẠT) - Với năng lực cần thiết như trên hầu như không có loại búa diezen nào phù hợp để đóng,do đó ta phải dùng loại búa thuỷ lực có số hiệu V100D6 có các thông số kỹ thuật như sau: + Năng lượng tối đa /một nhát búa :7200 KG.m + Một hành trình tối đa :1.2 m + Một hành trình tối thiểu:0.2 m + Tốc độ đánh búa khi hành trình ,dài 1.2m + Trọng lượng thân trược của búa: 6100 KG + Trọng lượng của đầu búa(không tính mũi) 9400 KG Tính độ chối Công thức tính toán : Trong đó: Pgh : sức chịu tải giới hạn của cọc. Q : trọng lượng của quả búa. H :chiều cao rơi búa. F: diện tích mặt ngang cọc. : tổng trọng lượng cọc. =10(daN/cm2): hệ số kinh nghiệm(tra bảng) K1=0.45 : hệ số phục hồi sau va chạm( xác định từ thực nghiệm) : độ chối của cọc. Vậy độ chối e = 8.04mm/1 nhát búa đập. VIII.Thiết kế tổ chức thi công: A-Đúc cọc: -Lựa chọn vị trí thích hợp và giải phóng mặt bằng vị trí đúc cọc,khi chọn vị trí đúc c ọc cần chú ý sao cho địa hình bằng phẳng ,đủ không gian để đúc hàng loạt cọc ,đủ chỗ chứa vật liệu gia công cốt thép ,điều kiện vận chuyển vật liệu… A-1.gia công cốt thép - Chọn nơi gia công cốt thép sao cho gần bãi đúc cọc nhất hoặc vận chuyển đến bãi đúc cọc thuận tiện nhất ,các loại cốt thép được gia cong đúng theo thiết kế nghĩa là phải đảm bảo về kích thước ,số lượng …và sau khi gia công xong ta tập hợp lại theo từng chủng loại và vậnn chuyển đến bãi đúc cọc. A-2.Tạo phẳng mặt bằng đúc cọc và lắp đặt ván khuôn và cốt thép -Trước khi lắp đặt ván khuôn ta làm bằng phẳng bề mặt đúc cọc và đỗ lớp bê tông dày khoảng 5 cm để tạo mặt bằng đúc cọc thật vững chắt . sau khi tạo phẳng xong ta tiến hành lắp đặt ván khuôn và cốt thép ,để tiết kiệm chi phí ván khuôn ta đúc các cọc xen kẽ nhau ghĩa lã cọc trước sẽ làm ván khôn cho cọc sau.sau khi lắp đặt ván khuôn xong ta tiến hành đặt rọ thép vào lòng ván khuôn và cân chỉnh cho chính xác để cốt thép không bị nghiêng méo và ló ra ngoài bê tông. A-3.đổã bê tông và bảo dưỡng cọc Trước khi đỗ bê tông ta tiến hành kiêûm ta lại kích thước ván khuôn cà lồng thép lại một lần nữa .bê tông có thể chế tạo tại bãi đúc cọc hoặc vận chuyển từ nhà máy đến ,cần lưu ý là quá trình đỗ bê tông phải được tiến hành liên tục và kết hợp với đầm rung ,đầm dùi để­ bê tông đươc lèn chặt. Sau khi đỗ bê tông xong ta dùng bao ni lon phủ kín các cọc và thương xuyên tưới nước để đảm bảo đủ độ ăm trong quă trình hình thành cường độ của bê tông. A-4.Vận chuyển cocï sau khi bảo dưỡng cọc đến khi đạt cường độ thì ta tiến hành vân chuyển cọc đến công trường,nếu cọc được đúc tại công trường thì việc vận chuyển ta không quan tâm và nếu bãi đúc cọc ở xa công trường thì ta dùng xe để chở cọc,quá trình vận chuyển cọc phải cẩn thận và nhẹ nhàn ,kê kích cọc đúng vị trí như ta đã giới thiệu ở phần trước. B.Định vị hố móng Căn cứ vào tim của công trình (tim cầu) và các cọc móc định vị ta dùng mia ,máy kinh vĩ ,thước dây hoặc thước thép để xác định tim hố móng. Việc định vi hố móng bằng máy kinh vĩ ở đây ta không giới thiệu cách thực hiện các thao tác làm máy mà chú ý đến cách đánh dấu vị trí các cọc tim để sao cho nó không bị mất trong suốt quá trình thi công công trình . khi định vị cọc tim ta cần phải đóng thêm các cọc móc phụ ngoài phạm vi thi công hố móng để tiện kiểm tra tim hố móng tim bệ …. Trong quá trình thi công. C.Đóng cọc. C-1.Chọn phương án đóng cọc Công trình là móng trụ cầu ở nơi không có nước mặt ,với MNTC là tương đối sâu nên ta chọn phương án đóng cọc trên phao