Tài liệu Bài giảng móng cọc

Móng Cọc 1 Khái niệm 2 Phân lọai 3 Ảnh hưởng của thi công cọc 4 Sức chịu tải dọc trục của cọc 5. Các bước thiết kế móng cọc 3 Móng Cọc 3.1 3.1 Khái Khái niệm niệm BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 2 1 3 Móng Cọc 3.2 3.2 Phân Phân lọai lọai 3.2.1 3.2.1 Vật Vật liệu liệu 3 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 Móng Cọc 300 300 1500 Þ 8 @ 50 Þ 8 @ 100 Tải trọng thiết kế 400 kN – 20,000 kN 350 5x54=270 8000 4100 Þ 14 Þ 8 @ 200 Þ 8 @ 100 8000 4100 Þ 14 Þ 8 @ 200 Þ 8 @ 50 1600 1500 300 Þ 8 @ 100 Þ 8 @ 50 Þ 8 @ 50 ÑOAÏN COÏC A TL 1 / 20 1500 Þ 8 @ 50 5-70m Þ 8 @ 50 1600 300 Þ 14 Chiều dài ÑOAÏN COÏC B TL 1 / 20 5x54=270 350 Cọc bê tông cốt thép 350 1600 Þ 14 1500 300 Þ 8 @ 100 Þ 8 @ 50 Þ 8 @ 50 350 1600 300 230 70 75 350 Þ 22 30 600 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 4 2 3 3 Móng Cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 5 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 6 Móng Cọc 3 3 3 Móng Cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 7 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 8 Móng Cọc 4 3 Móng Cọc 9 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 Móng Cọc -1.200 600 300 Daàm saøn taàng haàm 300 x 600 1000 Þ 8 @ 200 100 100 6 650 3 1800 6700 1800 1800 650 100 800 -4.500 Bt loùt ñaù 4 x 6 B#150 1800 700 16Þ 25 keùo daøi töø ñaàu coïc ñeán 2/3 coïc, sau ñoù caét theùp chöaø laïi 4 Þ 25 ñi tieáp ñeán cuoái coïc 550 Þ 36 @ 180 650 4900 4 1800 Þ 36 @ 80 550 150 100 -2.800 Þ 14 @ 200 62 Þ 36 @ 80 3 4 38 Þ 36 @ 180 650 5 1700 Þ 14 @ 200 5 4Þ 25 ôû 4 goùc keùo daøi suoát coïc 100 Þ 14 @ 200 16 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 10 5 3 Móng Cọc Cọc Thép Chiều dài 5-40m Tải trọng thiết kế 400 kN – 2500 kN BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 11 Móng Cọc Cọc Gổ Chiều dài 4-20m Tải trọng thiết kế 100 kN – 500 kN BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 12 6 3 Móng Cọc Cọc Composite 3 Chiều dài 4-20m Tải trọng thiết kế 100 kN – 1800 kN BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 13 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 14 Móng Cọc 3.2.2 3.2.2 Sức Sức chịu chịu tải tải Cọc chống Cọc ma sát 2.2.3 2.2.3 Theo Theo vị vị trí trí đài đài cọc cọc Cọc đài thấp Cọc đài cao 7 3 Móng Cọc 3.3 3.3 ẢNH ẢNH HƯỞNG HƯỞNG CỦA CỦA THI THI CÔNG CÔNG CỌC CỌC 3.3.1 3.3.1 Đất Đất dính dính Đất xung quanh cọc bị phá hủy cấu trúc Mặt đất có thể bị trồi lên Thay đổi trạng thái ứng suất ở đất xung quanh cọc Tăng và quá trình thóat nước của áp lực nước lỗ rổng Tăg cường độ thoát nước 3 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 15 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 16 Móng Cọc 8 3 3 Móng Cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 17 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 18 Móng Cọc 9 3 Móng Cọc 19 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 Móng Cọc C=const dh = 0.5L C tăng tuyến tính dh = 0.67L BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 20 10 3 Móng Cọc 3.3.2 3.3.2 Đất Đất cát cát Tăng độ chặt Cát rời φ '1 = 20 N + 15o BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 21 Móng Cọc Tăng ứng suất ngang tác dụng lên cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 22 11 3 Móng Cọc 3.3.3 3.3.3 Chuyển Chuyển vị vị của của đất đất và và công công trình trình lân lân cận cận do do đóng đóng 3 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 23 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 24 Móng Cọc 3.3.4 3.3.4 Ảnh Ảnh hưởng hưởng của của nhóm nhóm cọc cọc 12 3 Móng Cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 25 Móng Cọc 3.3.5 3.3.5 Ảnh Ảnh hưởng hưởng thi thi cộng cộng cọc cọc khoan khoan nhồi nhồi Ảnh hưởng của sự thay đổi đô ẩm trên lục dính giữa đất và cọc ¾ Đất hút nước từ cọc khoan nhồi ướt ¾ Nước từ đất chảy vào lỗ khoan Đất xung quanh cọc và mũi cọc bị phá hủy kết cấu do việc khoan Dung dịch bentonite tạo ra lớp áo phủ trên bề mặt tiếp xúc giữa cọc và đất Giảm ma sát giữa đất và cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 26 13 3 Móng Cọc 3.4 3.4 SỨC SỨC CHỊU CHỊU TẢI TẢI DỌC DỌC TRỤC TRỤC CỦA CỦA CỌC CỌC 3.4.1 3.4.1 Sức Sức chịu chịu tải tải theo theo vật vật liệu liệu Cọc đóng, ép Qa = ϕ ( Rn A p + Ra Aat ) ϕ: heä soá aûnh höôûng bôûi ñoä maûnh cuûa coïc Cọc tròn và cọc vuông: ϕ = 1,028-0,0000288λ2-0,0016λ Cọc hình chữ nhật: λ=l0/r = l0/d ϕ = 1,028-0,0003456λb2-0,00554λb λb=l0/b Chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc l0 l0 = vl 27 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 Móng Cọc v =2 v = 0.7 v = 0.5 Coù theå tham khaûo heä soá ϕ theo Jacobson λ=L/r 50 70 85 105 120 140 ϕ 1 0,8 0,588 0,41 0,31 0,23 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 28 14 3 Móng Cọc Theo Qui Phạm TCXD 21-86 Qvl = km( Rn Ap + Ra Aa ) k = 0,7 laø heä soá ñoàng nhaát, m= 1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, ¾ Cường độ chịu kéo nhổ Qnh ,vl = kmRa Aa BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 29 Móng Cọc Theo Qui Phạm TCXD 195:1997 Cọc khoan nhồi Qvl = Ru Ap + Ran Aa 9 Cọc bê tông đổ dưới nước Ru = R 4,5 Ru ≤ 60 kg / cm 2 9 Cọc bê tông trong lỗ khoan khô Ru = 9 R 4 < φ28mm > φ 28mm Ru ≤ 70 kg / cm 2 Rc 2 Ran ≤ 2200 kg / cm 1.5 R 2 Ran = c Ran ≤ 2000 kg / cm 1.5 Ran = BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 30 15 3 Móng Cọc Kiễm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp 2 móc cẩu 0,207 L Sơ đồ dựng cọc 0,586 L 0,207 L 0,293L L Mmax = 3 Mmax = 0,043qL2 0,0214qL2 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 31 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 32 Móng Cọc 3.4.2 3.4.2 Sức Sức chịu chịu tải tải của của cọc cọc theo theo nền nền đất đất 16 3 Móng Cọc Sức chịu tải giới hạn Q u = Qs + Qp Qp = Apqp; Qs = ∑ Asifsi Qu = ∑Asi fsi + Ap qp- W Sức chịu tải cho phép Qa = Qp Qs + FS s FS p Qa = 3 Qu FS FS, FSp , FS ≈ 2-3 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 33 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 34 Móng Cọc Công thức tổng quát q p = cN c + γD f N q + 0,5γBN γ f s = ca + K sσ 'v tan φa Vật liệu cọc φa Thép Bê Tông Gổ 0,67 φ - 0.83 φ 0,90 φ - 1.00 φ 0,80 φ - 1.00 φ 17 3 Móng Cọc 3.4.2.1 3.4.2.1 Sức Sức chịu chịu tải tải cọc cọc ở ở mũi mũi cọc cọc 3 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 35 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 36 Móng Cọc A. A. Không Không thóat thóat nước nước –– Tổng Tổng ứng ứng suất suất Sét –short term φu = 0 Nq = 1 Nγ = 0 q p = N c × cu + γD f Skempton (1959) Nc = 9 18 3 Móng Cọc Nc Lọai đất Reference London clay Nc= 9 Skempton (1959) Model test 5 < Nc < 8 Sowers (1961) Sét trương nở 5.7 < Nc < 8.2 Skempton (1959) ⎡ ⎛ L ⎞⎤ N c = 6 ⎢1 + 0.2⎜⎜ ⎟⎟⎥ ⎝ Db ⎠⎦ ⎣ Reese và O’Neil (1988)) 7.4 < Nc < 9.3 Sét độ nhạy nhỏ Nc = Ladanyi (1963)) π 4 ln(I rr + 1) + + 1 3 2 ⎛E 4⎡ N c = 1 + ⎢1 + ln⎜⎜ u 3⎣ ⎝ 3cu Vesic (1975) ⎞⎤ ⎟⎟⎥ ⎠⎦ Bishop (1945)) BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 37 Móng Cọc B. B. Thóat Thóat nước nước –– ứng ứng suất suất có có hiệu hiệu Cát hay Sét – long term q p = N q × (σ ' z )b c=0 Lọai đất Nq Sét ( Reference ) 2 N q = tan φ '+ 1 + tan 2 φ ' exp(2ψ p tan φ ' ) Janbu (1976) ψ p = π / 3 − 0.58π Cát Lấy giá trị ψ nhỏcho sét mềm, cố kế thường Giá trị lớn cho cát chặt, sét quá cố kết Nq= f(φ’) Berezantzevet al (1961) Nq= 40 Nq= f(φ’) (ứng dụng cho cát chặt) Công thức (*) Nq= 8 – 20 Nq= 20 API (1984) Berezantzevet al (1961) Vesic (1975) Poulos (1988) Datta et al. (1980) BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 38 19 3 Móng Cọc φ '1 = 20 N + 150 BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 3 39 Móng Cọc Vesic (1972, 1975) (*) 4 sin φ ' ⎫ ⎧ ⎤ 2 ⎛ π φ ' ⎞ 13+sin φ ' ⎪ 3 ⎪ ⎡⎛ π ⎞ Nq = ⎨exp ⎜ − φ ' ⎟ tan φ '⎥ tan ⎜ + ⎟ I rr ⎬ 3 − sin φ ' ⎪ ⎢⎣⎝ 2 ⎠ ⎝4 2⎠ ⎦ ⎪ ⎩ ⎭ Chỉ số độ cứng Irr I rr = Ir = Ir 1+ ε p Ir G' σ ' z (b ) tan φ ' εp biến dạng thể tích G’ modulus cắt σ’z(b) ứng suất do trọng lượng bản thân tại mũi cọc BM Đị Địa Cơ Nề Nền Mó Móng 40 20