Tài liệu Cockhoannhoi

ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 CHÖÔNG III : TÍNH TOAÙN PHÖÔNG AÙN MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI  ÑAËC ÑIEÅM CUÛA COÏC KHOAN NHOÀI VAØ PHAÏM VI AÙP DUÏNG: - Coïc khoan nhoài laø loaïi coïc ñöôïc ñoå beâtoâng taïi choã vaø thi coâng baèng caùc phöông phaùp khaùc nhau tuøy theo yeâu caàu truyeàn taûi cuûa coâng trình . - Trong nhöõng naêm 80, ôû nöôùc ta ñaõ söû duïng loaïi coïc khoan nhoài baèng phöông phaùp taïo loã thuû coâng ñeå taïo neân coïc, cho ñeán nay ñaõ söû duïng caùc thieát bò hieän ñaïi ñeå taïo loã vaø nhoài beâtoâng vaøo loã khoan theo caùc bieän phaùp vaø qui trình thi coâng khaùc nhau . - Coïc khoan nhoài ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc ngaønh caàu ñöôøng , trong caùc coâng trình thuûy lôïi, trong nhöõng coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp . Ñoái vôùi vieäc xaây döïng nhaø cao taàng ôû caùc ñoâ thò lôùn trong ñieàu kieän xaây chen, khaû naêng aùp duïng coïc khoan nhoài ñaõ ñöôïc phaùt trieån vaø coù nhöõng tieán boä ñaùng keå . - Nhöõng öu, khuyeát ñieåm cuûa coïc khoan nhoài : Nhöõng öu ñieåm chính caàn phaùt huy trieät ñeå : - Coù khaû naêng chòu taûi lôùn. Söùc chòu taûi cuûa coïc khoan nhoài vôùi ñöôøng kính lôùn vaø chieàu saâu lôùn coù theå ñaït ñeán ngaøn taán. - Khoâng gaây ra aûnh höôûng chaán ñoäng ñoái vôùi caùc coâng trình xung quanh, thích hôïp vôùi vieäc xaây chen ôû caùc ñoâ thò lôùn, khaéc phuïc ñöôïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi coïc ñoùng khi thi coâng trong ñieàu kieän naøy - Coù khaû naêng môû roäng ñöôøng kính vaø chieàu daøi coïc ñeán möùc toái ña. Hieän nay coù theå söû duïng loaïi ñöôøng kính coïc khoan nhoài töø 60cm ñeán 250cm hoaëc lôùn hôn. Chieàu saâu coïc khoan nhoài coù theå haï ñeán ñoä saâu 100m. Trong ñieàu kieän thi coâng cho pheùp, coù theå môû roäng ñaùy hoaëc môû roäng beân thaân coïc vôùi caùc hình daïng khaùc nhau nhö caùc nöôùc phaùt trieån ñang thöû nghieäm. - Löôïng coát theùp boá trí trong coïc khoan nhoài thöôùng ít hôn so vôùi coïc ñoùng (ñoái vôùi coïc ñaøi thaáp). -Coù khaû naêng thi coâng coïc khi qua caùc lôùp ñaát cöùng naèm xen keõ.  Nhöõng nhöôïc ñieåm chuû yeáu: - Giaù thaønh phaàn neàn moùng thöôøng cao hôn khi so saùnh vôùi caùc phöông aùn moùng coïc khaùc nhö coïc eùp vaø coïc ñoùng. - Theo toång keát sô boä, ñoái vôùi caùc coâng trình nhaø cao taàng khoâng lôùn laém (döôùi 12 taàng), kinh phí xaây döïng neàn moùng thöôøng lôùn hôn 2 - 2.5 laàn khi so saùnh vôùi caùc coïc eùp. Tuy nhieân, neáu soá löôïng taàng lôùn hôn, taûi troïng coâng trình ñoøi hoûi lôùn hôn, luùc ñoù giaûi phaùp coïc khoan nhoài laïi trôû thaønh giaûi phaùp hôïp lyù. - Coâng ngheä thi coâng ñoøi hoûi kyõ thuaät cao, ñeå traùnh caùc hieän töôïng phaân taàng (coù loã hoång trong beâ toâng) khi thi coâng ñoå beâ toâng döôùi nöôùc coù aùp, coù doøng  PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 117 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 thaám lôùn hoaëc ñi qua caùc lôùp ñaáy yeáu coù chieàu daøy lôùn (caùc loaïi buøn, caùc loaïi caùt nhoû, caùt buïi baõo hoaø thaám nöôùc). -Bieän phaùp kieåm tra chaát löôïng beâ toâng trong coïc thöôøng phöùc taïp gaây nhieàu toán keùm trong quaù trình thöïc thi. - Vieäc khoái löôïng beâ toâng thaát thoaùt trong quaù trình thi coâng do thaønh loã khoan khoâng baûo ñaûm vaø deã bò saäp cuõng nhö vieäc naïo veùt ôû ñaùy loã khoan tröôùc khi ñoå beâ toâng deã gaây ra aûnh höôûng xaáu ñoái vôùi chaát löôïng thi coâng coïc. - Ma saùt beân thaân coïc coù phaàn giaûm ñi ñaùng keå so vôùi coïc ñoùng vaø coïc eùp do coâng ngheä khoan taïo loã . PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 118 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 I /. TÍNH TOAÙN MOÙNG M1 : * Caùc tröôøng hôïp toå hôïp taûi troïng cho moùng :  Toå hôïp taûi troïng chính : bao goàm caùc taûi troïng thöôøng xuyeân, caùc taûi troïng taïm thôøi taùc duïng laâu daøi vaø moät trong caùc taûi troïng taïm thôøi taùc duïng ngaén haïn .  Toå hôïp taûi troïng phuï : bao goàm caùc taûi troïng thöôøng xuyeân, caùc taûi taûi troïng taïm thôøi taùc duïng laâu daøi vaø ít nhaát laø hai taûi troïng taïm thôøi taùc duïng ngaén haïn  Toå hôïp taûi troïng ñaëc bieät : bao goàm caùc taûi troïng thöôøng xuyeân, taûi troïng taïm thôøi taùc duïng laâu daøi , moät vaøi taûi troïng taïm thôøi taùc duïng ngaén haïn vaø moät soá taûi troïng ñaëc bieät taïm thôøi nhö ñoäng ñaát, noå, ñòa chaán … Theo keát quaû giaûi noäi löïc khung, ta coù giaù trò noäi löïc taïi maët caét chaân coät 110: Nott = 767.653 ( T ) Mttox = 6.44 ( T.m ) Mttoy = 4.54 ( T.m ) Qttox = Qttoy = 3.05 ( T ) 1) Choïn kích thöôùc vaø vaät lieäu laøm coïc : Choïn coïc daøi 24m ; ñöôøng kính 1m ; ñaùy coïc môû roäng vôùi ñöôøng kính 1,2m Vaät lieäu : - Beâtoâng maùc #300 (Rn = 130 KG/cm2) - Coát theùp doïc chòu löïc loaïi CII (Ra=2600 (KG/cm 2):1022; Fa = 38.01 cm2 2) Chieàu saâu choân moùng : choïn chieàu saâu choân moùng laø hm=2.5m so vôùi cao ñoä taàng haàm . Kieåm tra ñieàu kieän moùng laøm vieäc laø moùng coïc ñaøi thaáp :   hm  0.7 hmin  0.7tg  45o   2  H 4.86  3.05   0.7tg  45o  =0.48 m   .b 2  1.568  3.5   hm = 2.5m  0.48hmin Vaäy thoûa ñieàu kieän tính toaùn theo moùng coïc ñaøi thaáp . Haàm Q -3300 N M -4300 -5800 Thöù töï lôùp ñaát coïc ñi qua Buøn seùt : 8.45 m Lôùp seùt : 10 m Caùt mòn : 6 m PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 119 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 3) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu : PCVL = RU  Fb + Ran  Fa Trong ñoù : RU : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng coïc nhoài ; R : maùc beâtoâng Vì thi coâng döôùi MNN vaø döôùi buøn neân : RU = R 300  = 66.7 > 60 (KG/cm2)  laáy RU = 60 (KG/cm2) 4.5 4.5 Ran : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp ; Rc : giôùi haïn chaûy cuûa theùp Rc 3000  Ran = = 2000 (KG/cm2) < 2200 (KG/cm2) 1.5 1.5  .d 2 2 Fa = 38.01 (cm ) ; Fb = = 7850 (m2) 4 Vaäy : khaû naêng chòu taûi theo vaät lieäu cuûa coïc laø PCVL = 60  7850 + 2000  38.01 = 547020 (KG) = 547 ( T ) 4) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñieàu kieän ñaát neàn : Ta coù coâng thöùc xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn A7 phuï luïc A TCXD 205-1998 coù boå sung theâm caùc heä soá m’,m’R vaø m’f Qtc = m.m’.(mR.m’R.qb.Ap + umf.m’f.fi.lI ) Trong ñoù : m : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc , m=1 . m’ : heä soá xeùt ñeán chaát löôïng cuûa dung dòch Betonite, m’ = 0.9 mR : heä soá laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muûi coïc mR =1 m’R: heä soáxeùt ñeán caùc yeáu toá laøm giaûm khaû naêng chòu taûi giôùi haïn R cuûa ñaát neàn ôû ngay döôùi chaân coïc khoan nhoài, laáy m’R =0.9 L = 24m chieàu daøi coïc dp = ñöôøng kính ñaùy coïc, dp =1.2m qp : cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc Vi döôùi muõi coïc laø ñaát caùt neân qp xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: qp = 0.75(’1dpA0 + 1LB0) Trong ñoù:  = 26036’ Tra baûng A.6 ta coù:  = 0.53 ;  =0.226 ; A0 =16.36 ; B0 =31.2 1.568  8.45  1.819  10  0.928  5.55  1.524 (T/m3) 8.45  10  5.55 (   1)  n (2.65  1)1  '   dn    0.928 (T/m3) 1  1  0.778 1  Vaäy qp=0.750.226(0.9281.216.36 + 0.531.5242431.2)=105.6(T/m2) Chu vi coïc: u = .D = 3.14x1 =3.14m PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 120 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 D2 1.22  3.14 Dieän tích tieát dieän muõi coïc: Ap =  =1.13 (m2) 4 4 Xaùc ñònh mf fi li - Söùc chòu taûi do ma saùt xung quanh coïc  mf: heä soá ma saùt cuûa ñaát xung quanh coïc. Do ñoå beâ toâng trong dung dòch ñaát seùt bentonite neân mf =0.6  m’f: heä soá xeùt ñeán caùc yeáu toá cô baûn laøm giaûm heä soá ma saùt giôùi haïn ôû xung quanh hoâng coïc nhoài, laáy m’f =0.8  fi: ma saùt beân coïc fi xaùc ñònh baèng caùch tra baûng phuï thuoäc vaøo ñoä saâu trung bình cuûa caùc phaân lôùp ñaát z i . Caùc lôùp ñaát ñöôïc chia thaønh caùc phaân lôùp coù beà daøy khoâng quaù 2m Coïc xuyeân qua caùc lôùp ñaát coù caùc phaân lôùp nhö sau: Tra baûng A.2 TCVN 205: Lôùp ñaát Buøn seùt Seùt Caùt mòn ZI 4 6 8 10 11.225 12.45 14.45 16.45 18.45 20.45 22.45 24.45 26.45 28.45 30.45 li 2 2 2 2 0.45 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 fI 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 1.751 1.791 1.831 1.871 1.911 5.845 6.045 6.245 6.445 6.636 fili = fi*li 1 1.2 1.2 1.2 0.27 3.502 3.582 3.662 3.742 3.822 11.69 13.09 12.49 12.89 13.272 85.614 Söùc chòu taûi theo ñaát neàn do ma saùt xung quanh coïc: fili =85.614 Vaäy söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn : Qñn = 10.9( 10.9105.61.13 + 3.14 0.60.885.614) = 213 (T) Ta coù : Qñn = 213 (T) < PCVL = 547 (T) do ñoù ñeå ñaûm baûo thieát keá coïc an toaøn, ta choïn trò soá nhoû hôn Qñn = 213 (T) ñeå tính toaùn . 5) Dieän tích ñaøi coïc vaø soá löôïng coïc : Choïn khoaûng caùch giöõa tim hai coïc laø d + 1 = 2 (m) Phaûn löïc ñaàu coïc : p Qdn 213  2  53.25 (T/m2) 2 (d  1) 2 PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 121 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 Dieän tích sô boä cuûa ñaùy ñaøi ñöôïc xaùc ñònh : Fsb  N tt 767.653   16.076 (m2) p   tb .h 53.25  2.2  2.5 Troïng löôïng sô boä ñaøi vaø ñaát phuû treân ñaøi coïc : Nññ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  16.076  2.2  2.5 =97.26 (T) Soá löôïng coïc trong moùng : nc    N  1.2 767.653  97.26  4.87 (coïc) Qdn 213 2000 750 3500 750 Choïn 6 coïc ñeå boá trí 750 2000 2000 750 5500 Sô ñoà boá trí caùc coïc trong ñaøi : 6) Kieåm tra taûi taùc duïng leân ñaàu coïc : Taûi do coâng trình taùc duïng leân ñaàu coïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : N max,min  tt N tt M xtt . ymax M y .xmax    WC 2 2 nC y x  i i Dieän tích cuûa ñaøi coïc choïn : Fñ = 5.53.5= 19.25 (m2) Troïng löôïng cuûa ñaát vaø ñaøi : Nññ = 1.1  Fñ  tb  hm = 1.1  19.25  2.2  2.5 = 116.46 (T) Toång taûi troïng cuûa coâng trình vaø troïng löôïng cuûa ñaát, ñaøi coïc : Ntt = 767.653 + 116.46 = 884.11 (T) Caùc ñaïi löôïng khaùc : WC = 1.1  Fc  lc  bt = 1.1  0.785  24  2.5 = 51.81 (T) Mttx = 6.44 + 3.05  2.5 = 14.065 (T.m) Mtty = 4.54 + 3.05  2.5 = 12.165 (T.m) xmax = 2 (m) ; ymax = 1 (m) xi2 = 422 = 16 m2 ; yi2 = 6 12 =6 m2 Vaäy : löïc taùc duïng leân ñaàu coïc PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 122 N max N max ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 884.11 14.065 1 12.165  2     51.81 = 203 (T) 6 6 16 884.11 14.065 1 12.165  2     51.81 = 195.3 (T) 6 6 16 Ta thaáy : Nmax = 203 (T) < Qñn = 213 (T) Nmin = 195.3 (T) > 0 : coïc chæ chòu neùn , khoâng caàn kieåm tra nhoå . 7) Kieåm tra söùc chòu taûi döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc : a/ Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng quy öôùc : a b N Q -3300 -4300 M L=26.5m -5800 d c LM =5.5m Xaùc ñònh tb :  tb   .h  h i i i (4.86o  8.45)  (23o 10)  (27.1o  5.55)  =17.56o (8.45  10  5.55)  tb 17.56o   4.39o 4 4 Kích thöôùc moùng quy öôùc : Fqö = (LM + 2Lc.tg)(BM + 2Lc.tg) = (5.5+224tg4.39o)  (3.5+224tg4.39o) = 66 (m2) Goùc truyeàn löïc :   b/ Xaùc ñònh troïng löôïng theå tích ñaåy noåi cuûa caùc lôùp ñaát naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm : Lôùp buøn seùt : (  1) n (2.667  1)1  dn    0.578 ( T/m3) 1  1  1.8825 Lôùp seùt : (  1) n (2.667  1)1  dn    0.837 ( T/m3) 1  1  1.0012 PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 123 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 Lôùp caùt mòn :  dn  (  1) n (2.65  1)1   0.928 ( T/m3) 1  1  0.778 c/ Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng quy öôùc : QM = ncWc + Qññ +Fqöili QM = 651.81 + 116.46 + 66 (0.5788.45+0.83710+0.9285.55) = 1642 (T) d/ Xaùc ñònh troïng löôïng theå tích trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø muõi coïc trôû leân  tb  QM 1642 3  Fqu .hqu 66  26.5 =0.938 (T/m ) e/ Xaùc ñònh aùp löïc tính toaùn ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Rtt  m1.m2 ( A.bM  B.hM ) tb  D.ctc  ktc Tra baûng : m1 =1 ; m2 =1 ; ktc = 1 tc = 27o6’  A =0.91 ; B =4.65 ; D = 7.15 c = 0.0456 kg/cm2 = 0.456 T/m2 bM = 7.18 m ; hM = 24 + 2.5 = 26.5 m Thay caùc giaù trò vaøo , ta coù aùp löïc tính toaùn döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc Rtt  1 (0.91 7.18  4.65  26.5)0.918  7.15  0.456  = 122.38 (T/m2) f/ ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng quy öôùc :  tbtc  N tc  QM (767.653 /1.2)  1642   34.57 (T/m2) < Rtt Fqu 66 g/ ÖÙng suaát lôùn nhaát ôû meùp khoái moùng quy öôùc : tc  max  N tc  QM M tc (6.44 /1.2)  6   34.57  = 34.62 (T/m2) Fqu WM 7.18  9.182 tc tt tc tt Nhö vaäy ñieàu kieän :  tb  R vaø  max  1.2 R ñöôïc thoûa maõn . 8) Kieåm tra luùn : ÖÙng suaát baûn thaân taïi caùc lôùp ñaát :  Lôùp ñaát buøn seùt ( daøy 10.45 m ) :  zbt10.45  10.45  0.578  6.04 (T/m2)  Lôùp ñaát seùt ( daøy 10 m ) :  zbt 20.45  10  0.837 = 8.37 (T/m2) Taïi lôùp caùt mòn tính ñeán ñaàu muõi coïc:  zbt 29.8  9.35  0.928 = 8.677 (T/m2)  ÖÙng suaát baûn thaân taïi ñaùy khoái moùng quy öôùc : bt  mqu    zbt = 23.08 (T/m2) ÖÙng suaát gaây luùn ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc :  PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 124 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001      tb  34.57  23.08  11.48 (T/m2) LM 9.18 Xeùt tæ soá B  7.18 = 1.28 M gl z 0 tc tb Chia ñaát neàn döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau vaø baèng BM  1.436m 5 Baûng tính luùn cho khoái moùng quy öôùc : Ñieåm Ñoä saâu z LM/BM 2z/BM Ko gl bt 0 0 1.28 0 1 11.48 23.08 1 1.436 1.28 0.4 0.9696 11.131 24.41 2 2.872 1.28 0.8 0.8372 9.611 25.745 3 4.308 1.28 1.2 0.6640 7.623 27.078 4 5.744 1.28 1.6 0.5104 5.859 28.410 5 7.18 1.28 2 0.3930 4.512 29.743 6 8.616 1.28 2.4 0.3064 3.517 31.076 Giôùi haïn neàn laáy ñeán ñieåm 4 ôû ñoä saâu 5.744 m keå töø ñaùy moùng quy öôùc : Ñoä luùn cuûa neàn : 5 S  i 1 0.8 gl 0.8 1.436 11.48 5.859  zi .hi  ( +11.131+9.611+7.623+ ) Ei 550 2 2 7 5 0 2 0 0 0 7 5 0 3 5 0 0 S =0.077 m = 7.7 cm < Sgh =8 cm Vaäy ñoä luùn cuûa khoái moùng quy öôùc thoûa . 9) Tính toaùn vaø boá trí coát theùp cho ñaøi coïc : a/ Sô ñoà tính : Xem ñaøi coïc nhö moät daàm coâng xoân bò ngaøm vaø tieát dieän ñi qua meùp coät vaø bò uoán bôûi caùc phaûn löïc ñaàu coïc 7 5 02 0 0 0 2 0 0 07 5 0 5 5 0 0 PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 125 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 Moment taïi ngaøm xaùc ñònh theo coâng thöùc : n M   ri .Pi i 1 Trong ñoù : n laø soá löôïng coïc trong phaïm vi coângxoân PI phaûn löïc ñaàu coïc thöù i, rI :khoaûng caùch töø maët ngaøm ñeán truïc i Dieän tích coát theùp tính theo coâng thöùc : Fa  M 0.9.Ra .ho Trong ñoù : M laø moment taïi tieát dieän ñang xeùt . ho laø chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi taïi tieát dieän ñoù . Ra : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp . b/ Tính toaùn coát theùp : Soá lieäu tính toaùn : beâtoâng maùc 300 R n = 130 (KG/cm2) ; theùp CII Ra = 2600 (KG/cm2) Chieàu cao ñaøi 1,5m ; lôùp beâtoâng baûo veä 5 cm ; coïc ngaøm vaøo ñaøi 30= 660 * Moment theo phöông caïnh daøi : M1 = 2(PmaxrI) = 22031.7 = 690.2 (T.m) Dieän tích coát theùp : Fa1  M1 690.2 105  = 203,42 (cm2) 0.9.Ro .ho 0.9  2600 145 Choïn 29 caây 30 ñaët @125 ñeå boá trí ( Fachoïn = 205cm2); moãi caây daøi 5,4m . * Moment theo phöông caïnh ngaén : M2 = Pmax + Po + Pmin = 203 + 201.5 + 195.3 = 600 (T.m) 884.11 14.065 1   51.81 = 201.5 (T) 6 6 M1 600 105 Fa   Dieän tích coát theùp : 1 = 176.8 (cm2) 0.9.Ro .ho 0.9  2600 145 Vôùi Po  Choïn 3526 ñaët @160 ñeå boá trí (Fachoïn = 185.8 cm2); moãi caây daøi 3,4m Toång khoái löôïng theùp boá trí trong ñaøi coïc moùng M1: 156,6 m theùp 30 vaø 119m theùp 26 coù khoái löôïng laø : 156.65.549 + 1194.168 = 1361.64 (kg) PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 126 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 II /. TÍNH TOAÙN MOÙNG M2 : Theo keát quaû giaûi noäi löïc khung, ta coù giaù trò noäi löïc taïi maët caét chaân coät 109: Nott = 471.754 ( T ) Mttox = 3.28 ( T.m ) Mttoy = 7.17 ( T.m ) Qttox = Qttoy = 3.11 ( T ) 1) Choïn kích thöôùc vaø vaät lieäu laøm coïc : Choïn coïc daøi 24m ; ñöôøng kính 1m ; ñaùy coïc môû roäng vôùi ñöôøng kính 1,2m Vaät lieäu : - Beâtoâng maùc #300 (Rn = 130 KG/cm2) - Coát theùp doïc chòu löïc loaïi CII(Ra=2600 (KG/cm 2):1022; Fa = 38.01 cm2 2) Choïn chieàu saâu ñaët ñaøi coïc : choïn chieàu saâu choân moùng laø hm=2.5m so vôùi cao ñoä taàng haàm . Kieåm tra ñieàu kieän moùng laøm vieäc laø moùng coïc ñaøi thaáp :   hm  0.7 hmin  0.7tg  45o   2  H 4.86  3.11   0.7tg  45o  =0.484 m   .b 2  1.568  3.5   hm = 2.5m  0.484 m Vaäy thoûa ñieàu kieän tính toaùn theo moùng coïc ñaøi thaáp . Haàm Q -3300 N M -4300 -5800 Thöù töï lôùp ñaát coïc ñi qua Buøn seùt : 8.45 m Lôùp seùt : 10 m Caùt mòn : 6 m 3) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu : PCVL = RU  Fb + Ran  Fa Trong ñoù : RU : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng coïc nhoài ; R : maùc beâtoâng PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 127 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 Vì thi coâng döôùi MNN vaø döôùi buøn neân : RU = R 300  = 66.7 > 60 (KG/cm2)  laáy RU = 60 (KG/cm2) 4.5 4.5 Ran : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp ; Rc : giôùi haïn chaûy cuûa theùp Ran = Rc 3000  = 2000 (KG/cm2) < 2200 (KG/cm2) 1.5 1.5  .d 2 Fa = 38.01 (cm2) ; Fb = = 7850 (m2) 4 Vaäy : khaû naêng chòu taûi theo vaät lieäu cuûa coïc laø PCVL = 60  7850 + 2000  38.01 = 547020 (KG) = 547 ( T ) 4) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñieàu kieän ñaát neàn : Ta coù coâng thöùc xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn A7 phuï luïc A TCXD 205-1998 coù boå sung theâm caùc heä soá m’,m’R vaø m’f Qtc = m.m’.(mR.m’R.qb.Ap + umf.m’f.fi.lI ) Trong ñoù : m : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc , m=1 . m’ : heä soá xeùt ñeán chaát löôïng cuûa dung dòch Betonite, m’ = 0.9 mR : heä soá laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muûi coïc mR =1 m’R: heä soáxeùt ñeán caùc yeáu toá laøm giaûm khaû naêng chòu taûi giôùi haïn R cuûa ñaát neàn ôû ngay döôùi chaân coïc khoan nhoài, laáy m’R =0.9 L = 24m chieàu daøi coïc dp = ñöôøng kính ñaùy coïc, dp =1.2m qp : cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc Vi döôùi muõi coïc laø ñaát caùt neân qp xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: qp = 0.75(’1dpA0 + 1LB0) Trong ñoù:  = 26036’ Tra baûng A.6 ta coù:  = 0.53 ;  =0.226 ; A0 =16.36 ; B0 =31.2 1.568  8.45  1.819  10  0.928  5.55  1.524 (T/m3) 8.45  10  5.55 (  1) n (2.65  1)1  '   dn    0.928 (T/m3) 1  1  0.778 1  Vaäy qp=0.750.226(0.9281.216.36 + 0.531.5242431.2)=105.6(T/m2) Chu vi coïc: u = .D = 3.14x1 =3.14m Dieän tích tieát dieän muõi coïc: Ap =  D2 1.22  3.14 =1.13 (m2) 4 4 Xaùc ñònh mf fi li - Söùc chòu taûi do ma saùt xung quanh coïc  mf: heä soá ma saùt cuûa ñaát xung quanh coïc. Do ñoå beâ toâng trong dung dòch ñaát seùt bentonite neân mf =0.6  m’f: heä soá xeùt ñeán caùc yeáu toá cô baûn laøm giaûm heä soá ma saùt giôùi haïn ôû xung quanh hoâng coïc nhoài, laáy m’f =0.8 PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 128 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001  fi: ma saùt beân coïc fi xaùc ñònh baèng caùch tra baûng phuï thuoäc vaøo ñoä saâu trung bình cuûa caùc phaân lôùp ñaát z i . Caùc lôùp ñaát ñöôïc chia thaønh caùc phaân lôùp coù beà daøy khoâng quaù 2m Coïc xuyeân qua caùc lôùp ñaát coù caùc phaân lôùp nhö sau: Tra baûng A.2 TCVN 205: Lôùp ñaát Buøn seùt Seùt Caùt mòn ZI 4 6 8 10 11.225 12.45 14.45 16.45 18.45 20.45 22.45 24.45 26.45 28.45 30.45 li 2 2 2 2 0.45 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 fI 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 1.751 1.791 1.831 1.871 1.911 5.845 6.045 6.245 6.445 6.636 fili = fi*li 1 1.2 1.2 1.2 0.27 3.502 3.582 3.662 3.742 3.822 11.69 13.09 12.49 12.89 13.272 85.614 Söùc chòu taûi theo ñaát neàn do ma saùt xung quanh coïc: fili =85.614 Vaäy söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn : Qñn = 10.9( 10.9105.61.13 + 3.14 0.60.885.614) = 213 (T) Ta coù : Qñn = 213 (T) < PCVL = 547 (T) do ñoù ñeå ñaûm baûo thieát keá coïc an toaøn, ta choïn trò soá nhoû hôn Qñn = 213 (T) ñeå tính toaùn . 5) Dieän tích ñaøi coïc vaø soá löôïng coïc : Choïn khoaûng caùch giöõa tim hai coïc laø d + 1 = 2 (m) Phaûn löïc ñaàu coïc : p Qdn 213  2  53.25 (T/m2) 2 (d  1) 2 Dieän tích sô boä cuûa ñaùy ñaøi ñöôïc xaùc ñònh : N tt 471.754 Fsb    9.88 (m2) p   tb .h 53.25  2.2  2.5 Troïng löôïng sô boä ñaøi vaø ñaát phuû treân ñaøi coïc : Nññ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  9.88  2.2  2.5 = 59.774 (T) Soá löôïng coïc trong moùng : PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 129 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001  N  1.2 471.754  59.774  2.99 (coïc) nc   Qdn 213 750 2000 1750 750 1750 Choïn 4 coïc ñeå boá trí Sô ñoà boá trí caùc coïc trong ñaøi : 750 2000 750 6) Kieåm tra taûi taùc duïng leâ3500 n ñaàu coïc : Taûi do coâng trình taùc duïng leân ñaàu coïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : tt N max,min N tt M xtt . ymax M y .xmax     WC nC  yi2  xi2 Dieän tích cuûa ñaøi coïc choïn : Fñ = 3.53.5= 12.25 (m2) Troïng löôïng cuûa ñaát vaø ñaøi : Nññ = 1.1  Fñ  tb  hm = 1.1  12.25  2.2  2.5 = 74.11 (T) Toång taûi troïng cuûa coâng trình vaø troïng löôïng cuûa ñaát, ñaøi coïc : Ntt = 471.754 + 74.11 = 548.87 (T) Caùc ñaïi löôïng khaùc : WC = 1.1  Fc  lc  bt = 1.1  0.785  24  2.5 = 51.81 (T) Mttx = 3.28 + 3.11  2.5 = 11.055 (T.m) Mtty = 7.17 + 3.11 2.5 = 14.945 (T.m) xmax = 1 (m) ; ymax = 1 (m) xi2 = 412 = 4 m2 ; yi2 = 412 = 4 m2 Vaäy : löïc taùc duïng leân ñaàu coïc 548.87 11.055 1 14.945 1    51.81 = 195.5 (T) 4 4 4 548.87 11.055  1 14.945  1     51.81 = 182.5 (T) 4 4 4 N max  N max Ta thaáy : Nmax = 195.5 (T) < Qñn = 213 (T) Nmin = 182.5 (T) > 0 : coïc chæ chòu neùn , khoâng caàn kieåm tra nhoå . 7) Kieåm tra söùc chòu taûi döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc : a/ Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng quy öôùc : PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 130 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 a b N Q -3300 -4300 M L=26.5m -5800 d c LM =3.5m Xaùc ñònh tb :  tb    i .hi (4.86o  8.45)  (23o 10)  (27.1o  5.55)  =17.56o h (8.45  10  5.55) i  tb 17.56o   4.39o 4 4 Kích thöôùc moùng quy öôùc : Fqö = (LM + 2Lc.tg)(BM + 2Lc.tg) = (3.5+224tg4.39o)  (3.5+224tg4.39o) = 51.63 (m2) Goùc truyeàn löïc :   b/ Xaùc ñònh troïng löôïng theå tích ñaåy noåi cuûa caùc lôùp ñaát naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm : Lôùp buøn seùt : (  1) n (2.667  1)1  dn    0.578 ( T/m3) 1  1  1.8825 Lôùp seùt : (  1) n (2.667  1)1  dn    0.837 ( T/m3) 1  1  1.0012 Lôùp caùt mòn : (  1) n (2.65  1)1  dn    0.928 ( T/m3) 1  1  0.778 c/ Xaùc ñònh khoái löôïng khoái moùng quy öôùc : QM = ncWc + Qññ +Fqöili QM= 451.81 + 74.11 + 51.63(0.5788.45+0.83710+0.9285.55)=1232 (T) PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 131 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 d/ Xaùc ñònh troïng löôïng theå tích trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø muõi coïc trôû leân  tb  QM 1232 3  Fqu .hqu 51.63  26.5 =0.9 (T/m ) e/ Xaùc ñònh aùp löïc tính toaùn ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Rtt  m1.m2 ( A.bM  B.hM ) tb  D.ctc  ktc Tra baûng : m1 =1 ; m2 =1 ; ktc = 1 tc = 27o6’  A =0.91 ; B =4.65 ; D = 7.15 c = 0.0456 kg/cm2 = 0.456 T/m2 bM = 7.18 m ; hM = 24 + 2.5 = 26.5 m Thay caùc giaù trò vaøo , ta coù aùp löïc tieâu chuaån döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc Rtt  1 (0.91 7.18  4.65  26.5)0.9  7.15  0.456 = 120.04 (T/m2) f/ ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng quy öôùc :  tbtc  N tc  QM (471.754 /1.2)  1232   31.476 (T/m2) < Rtt Fqu 51.63 g/ ÖÙng suaát lôùn nhaát ôû meùp khoái moùng quy öôùc :  tc max N tc  QM M tc (7.17 /1.2)  6    31.476  = 31.573 (T/m2) Fqu WM 7.18  7.182 tc tt tc tt Nhö vaäy ñieàu kieän :  tb  R vaø  max  1.2 R ñöôïc thoûa maõn . 8) Kieåm tra luùn : ÖÙng suaát baûn thaân taïi caùc lôùp ñaát :  Lôùp ñaát buøn seùt ( daøy 10.45 m ) :  zbt10.45  10.45  0.578  6.04 (T/m2)  Lôùp ñaát seùt ( daøy 10 m ) :  zbt 20.45  10  0.837 = 8.37 (T/m2) Taïi lôùp caùt mòn tính ñeán ñaàu muõi coïc:  zbt 29.8  9.35  0.928 = 8.677 (T/m2)  ÖÙng suaát baûn thaân taïi ñaùy khoái moùng quy öôùc : bt  mqu    zbt = 23.08 (T/m2) ÖÙng suaát gaây luùn ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc :  zgl0   tbtc   tb  31.476  23.08  8.396 (T/m2)  L 7.18 M Xeùt tæ soá B  7.18 = 1 M Chia ñaát neàn döôùi ñaùy khoái moùng quy öôùc thaønh caùc lôùp baèng nhau vaø baèng BM  1.436m 5 Baûng tính luùn cho khoái moùng quy öôùc : PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 132 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 Ñieåm Ñoä saâu z LM/BM 2z/BM Ko gl bt 0 0 1 0 1 8.396 23.08 1 1.436 1 0.4 0.960 8.060 24.41 2 2.872 1 0.8 0.800 6.717 25.745 3 4.308 1 1.2 0.606 5.088 27.078 4 5.744 1 1.6 0.449 3.769 28.410 Giôùi haïn neàn laáy ñeán ñieåm 3 ôû ñoä saâu 4.308 m keå töø ñaùy moùng quy öôùc : Ñoä luùn cuûa neàn : 3 S  i 1 0.8 gl 0.8 1.436 8.396 5.088  zi .hi  ( +8.060+6.717+ ) Ei 550 2 2 S =0.0449 m = 4.49 cm < Sgh =8 cm Vaäy ñoä luùn cuûa khoái moùng quy öôùc thoûa . 9) Tính toaùn vaø boá trí coát theùp cho ñaøi coïc : a/ Sô ñoà tính : Xem ñaøi coïc nhö moät daàm coâng xoân bò ngaøm vaø tieát dieän ñi qua meùp coät vaø bò uoán bôûi caùc phaûn löïc ñaàu coïc :  2 1  0.6  4 3 0.6 0.75 2m  0.75 3.5m X Moment taïi ngaøm xaùc ñònh theo coâng thöùc : n M   ri .Pi i 1 Trong ñoù : n laø soá löôïng coïc trong phaïm vi coângxoân PI phaûn löïc ñaàu coïc thöù i, rI :khoaûng caùch töø maët ngaøm ñeán truïc i Dieän tích coát theùp tính theo coâng thöùc : Fa  M 0.9.Ra .ho Trong ñoù : M laø moment taïi tieát dieän ñang xeùt . ho laø chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi taïi tieát dieän ñoù . Ra : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp . PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 133 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 b/ Tính toaùn coát theùp : Soá lieäu tính toaùn : beâtoâng maùc 300 R n = 130 (KG/cm2) ; theùp CII Ra = 2600 (KG/cm2) Chieàu cao ñaøi 1,5m ; lôùp beâtoâng baûo veä 5 cm ; coïc ngaøm vaøo ñaøi 30= 660 * Moment theo phöông I-I : MI-I = 2PmaxrI = 2195.50.7 = 273.7 (T.m) Dieän tích coát theùp : Fa1  M1 273.7 105  = 80.666 (cm2) 0.9.Ro .ho 0.9  2600 145 Choïn 24 caây 22 ñaët @150 ñeå boá trí ( Fachoïn = 91.2cm2); moãi caây daøi 3,4m . * Moment theo phöông II-II : laáy nhö phöông I-I ( vì moùng vuoâng boá trí 4 coïc ñoái xöùng ) Choïn 2422 ñaët @150 ñeå boá trí (Fachoïn =91.2 cm2); moãi caây daøi 3,4m * Toång khoái löôïng theùp boá trí trong ñaøi coïc moùng M 2: 163.2m theùp  22 163.2 2.984 = 487 (kg) * Kieåm tra choïc thuûng : vì caùc ñaàu coïc ñeàu naèm trong dieän tích ñaùy thaùp choïc thuûng neân khoâng caàn kieåm tra . PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 134 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 III /. TÍNH TOAÙN MOÙNG M3 : Theo keát quaû giaûi noäi löïc khung,ta coù giaù trò noäi löïc taïi maët caét chaân coät 6 laø Nott = 589.059 ( T ) Mttox = 8.159 ( T.m ) Mttoy = 5.54 ( T.m ) Qttox = 5.01 (T) Qttoy = 2.86 ( T ) 1) Choïn kích thöôùc vaø vaät lieäu laøm coïc : Choïn coïc daøi 24m ; ñöôøng kính 1m ; ñaùy coïc môû roäng vôùi ñöôøng kính 1,2m Vaät lieäu : - Beâtoâng maùc #300 (Rn = 130 KG/cm2) -Coát theùp doïc chòu löïc loaïi CII(Ra=2600 (KG/cm 2):1022; Fa = 38.01 cm2 2) Choïn chieàu saâu ñaët ñaøi coïc : choïn chieàu saâu choân moùng laø hm=2.5m so vôùi cao ñoä taàng haàm . Kieåm tra ñieàu kieän moùng laøm vieäc laø moùng coïc ñaøi thaáp :   hm  0.7 hmin  0.7tg  45o   2  H 4.86  8.159   0.7tg  45o  =0.784 m   .b 2  1.568  3.5   hm = 2.5m  0.784 m Vaäy thoûa ñieàu kieän tính toaùn theo moùng coïc ñaøi thaáp . Haàm Q -3300 N M -4300 -5800 Thöù töï lôùp ñaát coïc ñi qua Buøn seùt : 8.45 m Lôùp seùt : 10 m Caùt mòn : 6 m 3) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu : PCVL = RU  Fb + Ran  Fa Trong ñoù : RU : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng coïc nhoài ; R : maùc beâtoâng Vì thi coâng döôùi MNN vaø döôùi buøn neân : PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 135 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 1996 – 2001 R 300  RU = = 66.7 > 60 (KG/cm2)  laáy RU = 60 (KG/cm2) 4.5 4.5 Ran : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa theùp ; Rc : giôùi haïn chaûy cuûa theùp Ran = Rc 3000  = 2000 (KG/cm2) < 2200 (KG/cm2) 1.5 1.5  .d 2 2 Fa = 38.01 (cm ) ; Fb = = 7850 (m2) 4 Vaäy : khaû naêng chòu taûi theo vaät lieäu cuûa coïc laø PCVL = 60  7850 + 2000  38.01 = 547020 (KG) = 547 ( T ) 4) Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñieàu kieän ñaát neàn : Ta coù coâng thöùc xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn A7 phuï luïc A TCXD 205-1998 coù boå sung theâm caùc heä soá m’,m’R vaø m’f Qtc = m.m’.(mR.m’R.qb.Ap + umf.m’f.fi.lI ) Trong ñoù : m : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc , m=1 . m’ : heä soá xeùt ñeán chaát löôïng cuûa dung dòch Betonite, m’ = 0.9 mR : heä soá laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muûi coïc mR =1 m’R: heä soáxeùt ñeán caùc yeáu toá laøm giaûm khaû naêng chòu taûi giôùi haïn R cuûa ñaát neàn ôû ngay döôùi chaân coïc khoan nhoài, laáy m’R =0.9 L = 24m chieàu daøi coïc dp = ñöôøng kính ñaùy coïc, dp =1.2m qp : cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc Vi döôùi muõi coïc laø ñaát caùt neân qp xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: qp = 0.75(’1dpA0 + 1LB0) Trong ñoù:  = 26036’ Tra baûng A.6 ta coù:  = 0.53 ;  =0.226 ; A0 =16.36 ; B0 =31.2 1.568  8.45  1.819  10  0.928  5.55  1.524 (T/m3) 8.45  10  5.55 (  1) n (2.65  1)1  '   dn    0.928 (T/m3) 1  1  0.778 1  Vaäy qp=0.750.226(0.9281.216.36 + 0.531.5242431.2)=105.6(T/m2) Chu vi coïc: u = .D = 3.14x1 =3.14m D2 1.22  3.14 Dieän tích tieát dieän muõi coïc: Ap =  =1.13 (m2) 4 4 Xaùc ñònh mf fi li - Söùc chòu taûi do ma saùt xung quanh coïc  mf: heä soá ma saùt cuûa ñaát xung quanh coïc. Do ñoå beâ toâng trong dung dòch ñaát seùt bentonite neân mf =0.6  m’f: heä soá xeùt ñeán caùc yeáu toá cô baûn laøm giaûm heä soá ma saùt giôùi haïn ôû xung quanh hoâng coïc nhoài, laáy m’f =0.8 PHAÀN NEÀN MOÙNG – Chöông 3: PHÖÔNG AÙN COÏC KHOAN NHOÀI Trang 136