Bài giảng Nền móng: Chương 4 - Nguyễn Thanh Sơn

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

148
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Nền móng - Chương 4: Móng cọc" cung cấp cho người học các kiến thức: Cấu tạo của đài cọc, dự báo sức chịu tải của cọc, thiết kế cọc đài thấp, tính toán kiểm tra cọc trong quá trình thi công,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nền móng: Chương 4 - Nguyễn Thanh Sơn

4 7 DÖÏ 4.7. DÖ BAO BAÙO SÖC SÖÙC CHÒU TAI TAÛI CUA CUÛA COÏ COC C 4.7.1. Moät soá vaán ñeà chung: a. Söï laøm vieäc cuûa coïc ñôn vaø nhoùm coïc  Söï lam Sö laøm vieäc cua cuûa moät coï cocc ñôn va vaø cua cuûa moät coï cocc trong mong moùng coï cocc khaùc nhau raát nhieàu. Tuy nhieân, khi tính toaùn ta vaãn coi SCT cuûa cocï trong g nhoùm cocï nhö SCT cuûa cocï ñôn.  Khi cuøng trò soá taûi troïng taùc duïng leân coïc ñôn vaø leân moãi coïc trong nhom nhoùm thay raèng neu thaáy rang neáu caccaùc coï cocc cang caøng gan gaàn nhau thì σz taï taii ñieåm treân truïc coïc do caû nhoùm gaây ra >> öùng suaát do moãi coïc gaây ra → Snhom gay cocc >> Scoï nhoùm coï cocc ñôn. Neu Neáu khoang khoaûng cach caùch ñaï ñatt tôi tôùi moät trò soá naøo ñoù thì coù theå coi söï laøm vieäc cuûa coïc ñôn nhö söï laøm vieäc cuûa coï cua cocc trong nhom nhoùm coïcoc. c. Phaân boáá öùùng suaáát do coïc b SCT giôi b. giôùi haï hann cua cuûa coï cocc theo vaät lieäu va vaø theo nen neàn ñat ñaát ñôn vaø nhoùm coïc  Neáu taûi troïng taùc duïng leân coïc ñuû lôùn coù theå xaûy ra moät Coïïc ñôn vaø nhoùm coïïc t trong t öôøng hôï tröôø hô p:  Coïc bò phaù hoaïi do öùng suaát trong coïc vöôït quaù khaû naêng laøm vieäc cuûûa vaät lieäu coïc: taûûi troïng phaù hoaïi töông öùng laø SCT giôùi haïn cuûa coïc theo vaät lieäu Pgh(vl);  Taûi troïng tieáp xuùc ñaát - coïc vöôït quaù SCT giôùi haïn cuûa ñaát neàn taïi vò trí gaây ra chuyeån vò coïc vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp: taûi troïng phaù hoaïi töông öùng laø SCT giôùi haïn cuûa coïc theo ñaát neàn Pgh(ñn).  SCT giôùi haïn cuûa coïc Pgh(coïc) = min{Pgh(vl), Pgh(ñn)}. Tuy nhien, nhieân, khi thiet thieát ke neân Pgh(vl) ≥ Pgh(ñn) keá nen → Pgh(coïc) ≡ Pgh(ñn)
 Söùc chòu taûi theo vaät lieäu, Pvl  Söùc chòu hò taû t ûi theo th ñaá ñ át neààn, P(gh) ñn goààm: Pult Coïc bò p Coc phaùa hoai oaï do ööùng sua suaát trong o g coï cocc vöôt öôï qua quaù khaûa naêa ng laøa m • Söùc khaùng beân, Ps: laø phaûn löïc giöõa ñaát vieäc cuûa vaät lieäu & söùc chòu taûi cöïc haïn, Pgh (vl) seõ ñöôïc tính xung quanh coïc vôùi phaàn xung quanh cuûa toaùn döïïa treân cöôøng ñoää cöïïc haïïn cuûa vaäät lieääu. coïc. • Vôùi coïc theùp: cöôøng ñoä cöïc haïn cuûa theùp thöôøng laø giôùi haïn • Söùc khaùng muõi, Pp: laø phaûn löïc giöõa ñaát chaûy chay. ôû muõi coïïc taùc duïïng leân ñaàu coïïc. Ps • Vôùi coïc beâ toâng: cöôøng ñoä cöïc haïn thöôøng laáy laø cöôøng ñoä thí Pgh = Ps + Pp nghieäm ôôû ngay ngaøy thö thöù 28. 28  Söùc chòu taûi theo ñaát neàn, Pñn L Ps = u  f s dz d Pp 0 Söùc chòu hò ttaûûi, Pñn Pp = Ap q p Trong ño: ñoù: Löu yù: • u: chu vi tieát dieän coïc.  Vôi Vôùi coï cocc nhoi: nhoài: Ta co coù the theå thiet keá, Pgh (vl) ≅ Pgh (ñn) thieát ke, • Ap: dieän tích tieát dieän ngang coïc.  Vôùi coïc ñoùng hoaëc coïc eùp: ñeå traùnh bò phaù hoaïi coïc (nhaát laø • L: chieu chieàu dai daøi coï coc. c. ñaàu hoaëc mui ñau muõi coï coc) c) trong qua quaù trình thi cong, coâng thì can caàn thiet thieát ke keá nhö • fs: ma saùt beân ñôn vò cöïc haïn cuûa coïc. sau: • qp: söùùc khaù kh ùng muõõi ñôn ñ vòò cöïc haï h n cuûûa coïc. Pgh = Pgh (ñn)  Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc, Thoâng thöông Thong thöôøng thiet thieát ke keá sao cho Pgh (vl) = (2 - 3) Pgh (ñn) Pgh = min [Pgh (vl) , Pgh (ñn)]
Heää soá uoán doïïc, ϕ 4 7 2 SÖC 4.7.2 SÖÙC CHÒU TAI TAÛI CUA CUÛA COÏ COCC THEO VAÄT LIEÄU λ= lo/r
b.Coï b Cocc nhoi nhoài BTCT tiet tieát dieän ñaëc (chòu b.Coï b Cocc nhoi nhoài BTCT tiet tieát dieän ñaëc (chòu neùn) neù nA)a: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp trong coïc. Pvll = Ru.A Ap + Ran.A Aa  Ran: cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp. Trong ñoù: 8 , Ran = Rc//1.5 Khi φ < 28mm, 5 nhöng ö g khoâo ng lôùô n hôn ô 220MPa. 0 a  Ru: cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâ toâng coïc nhoài. Khi φ ≥ 28mm, Ran = Rc/1.5 nhöng khoâng lôùn hôn 200MPa. Ru = R/4.5 R/4 5 khi ño ñoå be beâ tong toâng döôi döôùi nöôc nöôùc hoaëc döôi döôùi bun, buøn nhöng Rc: giôi giôùi haï hann chay chaûy cua cuûa cot coát thep. theùp khoâng lôùn hôn 6MPa. c. Coïc oáng BTCT (chòu neùn) Ru = R/4 khi ño ñoå be beâ tong toâng trong ho hoá khoan kho, khoâ nhöng khong khoâng lôn lôùn hôn 7MPa. * Khi l0/d ≤ 12 R: maùc thieáát keáá cuûûa beâ toâng coïc. Pvl = ϕ.(Ap.Rn + Aa.Rs + 2,5.Ast.Rst)  Ap: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc. c. Coï Cocc ong oáng BTCT (chòu nen) neùn) -tieá tiepp- T Trong ñ ù ño: Trong g ñoù:  ϕ : heä soá uoán doïc, phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh cuûa coïc.  l0: chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc.  Rst : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp xoaén.  d: ñöông ñöôøng kính coï cocc.  Ast : dieän tích quy ñoi ñoåi cua cuûa cot coát thep theùp xoan. xoaén  Rn : cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng coïc. Ast = πDtAt/bt  Rs : cöôøng ñoä chòu neùn cuûa coát theùp doïc coïc. Dt: ñöôøng kính voøng xoaéén.  Ap : dieän tích tieát dieän ngang cuûa loõi beâ toâng coïc (phaàn naèm At: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp xoaén. trong coát ñai). bt: khoaûng caùch giöõa caùc voøng xoaén.  Aa : dieän tích tiet tieát dieän ngang cua cuûa cot coát thep theùp doï docc trong coï coc. c. * Khi l0/d > 12 Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa coát theùp xoaén vaø tính toaùn nhö coïc BTCT tieát dieän ñaëc.
4 7 3 XAC 4.7.3 XAÙC ÑÒNH SCT CUA CUÛA COÏ COCC THEO ÑAT ÑAÁT NEN NEÀN P Khi P ñuû lôùn maø: τ(z)  τmax(z) ≡ s(z). 4.7.3.1 Nguyeân lyù r(L)  rmax(L) ≡ pghh(L). (L) Khaûo saùt coïc dieän tích Fc vôùi chieàu daøi thì ñaát huy ñoäng ñöôïc toaøn boä khaû naêng cuûa noù → P chính laø cocc trong ñat coï ñaát L va vaø chòu tai taûi troï trong ng tac taùc z SCT giôi giôùi haï hann cua cuûa coï cocc theo ñat ñaát nen neàn Pgh(ñn): duïng P ôû ñænh coïc L P → Chuyeå Ch ån vòò töông töô ñ ái giöa ñoá iöõ ñ ñaáát - τ(z) L Pgh =  τ max ( z ). d +  rmax ( L). ) uc .dz ) dF coïc Δ(z) ôû ñoä saâu z vaø chuyeån vò taïi 0 Fc muiõi coïc Δ(L) ≡ S ôôû muiõi coïc. Pgh = Pms + Pmũi r(L) uc, Fc  Neu Neáu trong phaï phamm vi li co: coù: τmaxi(z) ≡ si(z) = const ñaët 4 7 3 2 Söc 4.7.3.2 Söù chòu hò tai t ûi tính tí h toan t ù cua û coïc si(z) ≡ τi Söùc chòu ò taûi tính toaùn cuûa cocï [[P]] ñöôcï hieåu laø taûi trong ï g toái ña cho pheùp taùc duïng leân coïc moät caùch an toaøn. n n Pms ( Pxq ) =  uc .si .li = uc τ i .li i =1 i =1 Pgh [ P] = Do ôûô mui muõi tieá tiett dieän kha khaù nho: nhoû: rmax i(L) ≡ pgh(L) = const ñaët Fs pgh(L) ≡ Rn Pms Qmuii As f s Ap q p Pmuõi = Rn.A Ap. hoaëc [ P] = + = + FS1 FS2 FS1 FS2 Vaäy söc söùc chòu tai taûi giôù giôii han haïn cua cuûa coc coïc n Pgh = Pms + Pmui = uc τ i .li + Rn . Ap Fs1, Fs2: tuy tuøy thuoäc vaø vao o phöông phaù phap p döï dö baù baoo i =1
4.7.4 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP DÖÏ BAÙO SÖÙC CHÒU Ò TAÛI CUÛA 4.7.4.1 Söc Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô ly lyù cua cuûa ñat ñaát nen neàn COÏC THEO NEÀN ÑAÁT • ktc = 1.4, neáu söùc chòu taûi xaùc ñònh baèng tính toaùn. 4.7.4.1 Söc Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô ly lyù cua cuûa ñat ñaát nen neàn  Ñoá Ñ ái vôùôùi ñaø ñ øi cao hoaë h ëc ñaø ñ øi thaá th áp maøø ñaù ñ ùy cuûûa noùù naèèm treâ t ân ñaá ñ át Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñôn: coù tính neùn luùn lôùn vaø ñoái vôùi coïc ma saùt chòu taûi troïng neùn, Pa = Ptc/ktc õ cung nhö hö ñoi ñ ái vôi ôùi bat b át ky k ø loaï l i ñai ñ øi naoø maø coïc ma sat, ùt coïc Trong ñoù: choáng chòu taûi troïng nhoå, tuyø thuoäc vaøo soá löôïng coïc trong Ptc: söc söùc chòu tai taûi tieu tieâu chuan. chuaån moùng mong. Heä soá an toaøn, ktc ktc: heä soá ñoä tin caäy (heä soá an toaøn), laáy baèng: ktc ((khi söù söcc cchòu òu taû a i cua cuûa coï cocc xaù acc • ktc = 1, ñoái vôùi moùng beø coïc. S á löôï Soá l ng coïc trong t ktc ñònh töø keát quaû neùn tónh taïi hieän moùng • ktc = 1.2, neáu söùc chòu taûi xaùc ñònh baèng neùn tónh coïc taïi hieän tröôøng) ≥ 21 1.4 1.25 tröôøng. 11 ÷ 20 1.55 1.4 • ktc = 1.25,, neáu söùc chòuò taûi xaùc ñònh ò theo keát q quaû thöû ñoääng 6 ÷ 10 1 65 1.65 15 1.5 coïc coù keå ñeán bieán daïng ñaøn hoài cuûa ñaát. 1÷5 1.75 1.6 4 7 4 1 Söc 4.7.4.1 Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô ly lyù cua cuûa ñat ñaát nen neàn 4.7.4.1 4 7 4 1 Söc Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô lyù ly cua cuûa ñat ñaát nen neàn - tieáp- Löu yù: a. Söùc chòu taûi tieâu chuaån cuûa coïc choáng treân ñaát ít neùn co  Neáu vieäc tính toaùn moùng coïc coù keåå ñeán taûi troïng gioù vaø taûi (Es = 500kG/cm2), xaùc ñònh theo coâng thöùc: troïng caàu truïc thì ñöôïc pheùp taêng taûi troïng tính toaùn treân caùc Ptc = mRnAp coïc bieân leân 20%. Trong ñoù:  Ñoái vôùi moùng chæ coù 1 coïc ñoùng mang taûi treân 600kN hoaëc 1 m: heä so soá ñieu ñieàu kieän lam laøm vieäc cua cuûa coï cocc trong ñat, ñaát m = 1. 1 coïc nhoài mang taûi treân 2500kN thì, Ap: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc. • ktc = 1.4, neáu söùc chòu taûi xaùc ñònh baèng thöû tónh coïc. Rn: cöôøøng ñoä ñ ä chòu hò taûûi cuûûa ñaá ñ át ôûû muõõi coïc, laá l áy nhö h sau: • ktc = 1.6, neáu söùc chòu taûi xaùc ñònh baèng caùc phöông phaùp khaùc. • Ñoái vôùi moïi loaïi coïc ñoùng maø muõi coïc choáng leân ñaù, ñaát hoøn lôùn (ñaù taûng, ñaù cuoäi, ñaù daêm, soûi saïn coù ñoän caùt) cuõng nhö trong tröôøng hôïp choáng leân ñaát seùt cöùng, Rn = 2000T/m2.
4.7.4.1 4 7 4 1 Söc Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô lylyù cua cuûa ñat ñaát nen neàn - • Ñoái vôùi coïc oáng choáng leân beà maët ñaù baèng phaúúng khoâng bò tieáp- phong hoaù, Rn = qtcrock/ks • mR, mf: caùc heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát ôû muõi coïc vaø maët b. Söùc chòu taûi tieâu chuaån cuûa coïc ma saùt thi coâng baèng beân coïc coù keå ñeán aûnh höôûng cuûa phöông phaùp haï coïc, tra phöông p g p phaùp ñoùng coù beà roääng tieát dieään, b ≤ 0.8m,, chòu ò taûi baûng bang. troïng neùn: • u: chu vi tieát dieän coïc. Ptc = m(mRRnAp + mf ucΣτsili) • li: chieàu daøy lôùp ñaát (phaân toá) thöù i maø coïc ñi qua. Trong ñoù: Löu y: yù: • Rn vaø τsi: cöôøng ñoä chòu taûi ôû muõi vaø maët beân coïc, tra baûng. Ñoái vôùi coïc ñoùng maø muõi cuûa noù töïa leân ñaát caùt coù ñoä chaët töông • m: heä so soá ñieu ñieàu kieän lam laøm vieäc cua cuûa coï cocc trong ñat, ñaát m = 1. 1 ñoái, ID < 1/3 hoaëc treân ñaát seùt coù chæ soá loûng, IL > 0.6 thì söùc chòu ò taûi cuûa cocï neân xaùc ñònh ò theo keát q quaû neùn tónh coc. ï BAÛNG TRA BAÛNG TRA Ma saùt beân coïc, fsi 327
0.0m 4.7.4.1 4 7 4 1 Söc Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô ly lyù cua cuûa ñat ñaát nen neàn - Ñænh coïc tieáp- Chuù thích: Ñaùy ñaøi L1 L2 1 Lôùp 1: Lôp l1 • Caùc trò soá Rn trình baøy ôû daïng phaân soá thì töû soá laø cuûa caùt, Li l2 coøn mau con maãu so soá la laø cua cuûa set. seùt l3 • Ñoä saâu cuûa muõi coïc tính töø coát ñòa hình töï nhieân. li • Caùc giaù trò trung gian, τsi: xaùc ñònh baèng noäi suy. i Lôùp i: Ln li+1 • Khi xac xaùc ñònh τsi, ñat ñaát nen neàn ñöôï ñöôcc chia thanh thaønh cac caùc lôp lôùp nho nhoû ñong ñoàng nhaát coù chieàu daøy, li ≤ 2m. ln-1 • Ma saùt beân fsi cuûa ñaát caùt chaët neân taêng theâm 30% so vôùi caùc n Lôùp n: ln giaù trò trong baûng. 4.7.4.1 4 7 4 1 Söc Söùc chòu taitaûi cua cuûa coï cocc theo chæ tieu tieâu cô ly lyù cua cuûa ñat ñaát nen neàn - BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 1 tieáp- c. Söùc chòu taûi troïng nhoå (hoaëc keùo) xaùc ñònh theo coâng thöùc: Döïï baùo SCT cuûa coïïc BTCT tieát dieään 25cmx25cm daøi 12.5m. Neàn ñaát goàm 3 lôùp nhö sau: Ptck = m.ucΣmfτsili  Lôùp 1: Cat Lôp Caùt pha deo deûo day daøy 6.5m 6 5m co coù ñoä seät B = 0.6 06 u, mf, τsi, li: xaùc ñònh nhö treân.  Lôùp 2: Caùt boät chaët vöøa daøy 4.0m m: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc,  Lôùp 3: Seùt traïng thaùi nöûa cöùng ñoä seät B = 0.3  Ñoái vôù Ñoi vôii coc coïc ha haï vao vaøo ñat ñaát ôûô ñoä saâ sauu < 4m, 4m m = 0.6. 06 ((chöa khaûo saùt heát chieàu daøy) y)  Ñoái vôùi coïc haï vaøo ñaát ôû ñoä saâu ≥ 4m, m = 0.8.  Ñænh coïc naèm caùch maët ñaát 1.0m, ñaùy ñaøi caùch maët ñaát 1.5m Lôøi giaûi
Maët ñaát töï nhieân 1000 1500 Ñoä saâu trung 800 -1.5m Lôùp 1: 1 500 6500 Lôùp ñaát Ñoä seät li, m τi [kN/m2] Caùt pha deo Cat deûo 10 1.0m -2 2.0m 0m bình,, m 2.0m -3.5m 2.0 1.0 12 2.0m -5.5m 55 -6.5m 6 5m Caùt pha deo Cat deûo B = 0.6 06 35 3.5 20 2.0 15 5.5 2.0 17.5 Lôùp 2: 2.0m -7.5m Caùt boät chaët vöøa 2 4000 C ùt boä Cat b ät chaë h ët 75 7.5 20 2.0 25 5 25.5 2.0m -9.5m -10.5m vöøa 9.5 2.0 26.5 11 5 11.5 20 2.0 48 0 48.0 -11.5m Seùt nöûa cöùng B = 0.3 2.0m 13.0 1.0 50.0 Lôp Lôù p 3: 3000 Seùt nöûa cöùng 3 z = 13.5m → Rn = 3800 kN/m2 1.0m -13.0m -13.5m Pgh = m(mRqpAp + ucΣmfτsili) = 57 [T] 4 7 4 2 Söc 4.7.4.2 Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo xuyen xuyeân CPT 4 7 4 2 Söc 4.7.4.2 Söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc theo xuyen xuyeân CPT a. Söùc choáng cöïc haïn ôû muõi coïc b.Söùc choáng cöïc haïn ôû maët beân coïc Trong ñoù: Pmuõi = ApRn • u: chu vi tieát dieän coïc. Trong ñoù: • li: chieàu daøi cuûa coïc trong lôùp ñaát thöù i. Rn = Kc qc • τsii: ma sat saùt ben beân ñôn vò cua cuûa lôp lôùp ñat ñaát thö thöù i,i ñöôï ñöôcc xac xaùc ñònh theo  Kc: Heä soá mang taûi, tra baûng. söùc choáng xuyeân ñaàu muõi, qc ôû cuøng ñoä saâu.  qc: Söc Söù choá h áng xuyeâân trung t bình, bì h laá l áy trong t khoaû kh ûng 3d phía hí τsi = qci/αi treân vaø 3d phía döôùi muõi coïc. b.Söùc choáng cöïc haïn ôû maët beân coïc αi: heä soá, tra baûng. Pma saùt = uc Σliτsi
Löu yyù: BAÛNG TRA Kc & α BANG Khi xaùc ñònh τi luoân laáy ≤ giaù trò cöïc ñaïi cuûa τmax cho Sức Hệ số Kc Hệ số α Giá trị cực đại qp (kPa) trong bang baûng tra. tra chống ở Cọc nhồi Cọc đóng Cọc nhồi Cọc đóng Loại đất mũi Thành Thành Cọc Cọc Thành Thành Thành Thành Thành Thành qc (kPa) ống ống nhồi đóng bêtông bêtông ống thép bêtông bêtông ống thép qci thép thép Neáu τ i = > τ max laáy τi = τmax lay Đất loại sét chảy, bùn(*) < 2000 0.4 0.5 30 30 30 30 15 15 15 15 αi Đất loại sét cứng vừa 2000 - 5000 0.35 0.45 40 80 40 80 (80) 35 (80) 35 (80) 35 35 * SÖC SÖÙC CHÒU TAI TAÛI CUA CUÛA COÏ COCC Đất loại sét, cứng đến rất (80) (80) (80) > 5000 0.45 0.55 60 120 60 120 35 cứng 35 35 35 ** (60) (60) (120) Cát chảy 0 - 2500 0.4 0.5 150 35 35 35 35 120 80 60 Pms Pmui Fs1 = 1,5 , ÷ 2,0 , [ ] 2500 - (100) (200) (200) (120) (80) (120) P = + Fs2 = 2,0 ÷ 3,0 Cát chặt vừa 10000 04 0.4 05 0.5 180 250 1000 250 80 35 80 80 Fs1 Fs2 Cát chặt đến rất chặt > 10000 0.3 0.4 150 (300) 200 150 (300) 200 (150) 120 (120) 120 (150) 120 120 Đá phấn (mềm) > 5000 02 0.2 03 0.3 100 120 100 120 35 35 35 35 (150) (120) (150) Pms + Pmui Đá phấn phong hóa > 5000 0.2 0.4 60 80 60 80 120 Fs = 2,0 ÷ 2,5 120 80 120 hoaëc [P] = Fs Lö y:ù Löu BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 2 Trong baûng tra treân, caùc giaù trò trong ngoaëc () coù theå söû duïng Döïï baùo SCT cuûa coïïc BTCT tieát dieään 25cmx25cm daøi 12.5m thi khi: coâng baèng phöông phaùp eùp.  Ñoái vôùi coïc nhoài, thaønh hoá ñöôïc giöõ toát, khi thi coâng khoâng Neàn ñat Nen ñaát gom goàm 3 lôp lôùp nhö sau: gaây phaù hoaïi thaønh hoá vaø beâ toâng coïc ñaït chaát löôïng cao.  Lôùp 1: Caùt pha deûo daøy 6.0m coù söùc khaùng xuyeân qc = 1500  Ñoái vôùi coïc ñoùng coù taùc duïng laøm chaët ñaát khi ñoùng coïc. kPa  Lôùp 2: Buøn seùt daøy 5.0m coù söùc khaùng xuyeân qc = 500 kPa  Lôùp 3: Caùt haït trung, chaët vöøa söùc khaùng xuyeân qc = 5000 kPa ((chöa khaûo saùt heát chieàu daøy) y)  Ñænh coïc naèm caùch maët ñaát 1.0m, ñaùy ñaøi caùch maët ñaát 1.5m Lôøi giaûi
Maët ñaát töï nhieân 1000 1500 SCT cua cuûa coï cocc ñöôc ñöôïc döï dö bao baùo theo ket keát quaû qua thí nghieäm CPT -1.5m 1 500 Lôùp 1: n qci Caùt pha deo Cat deûo qc = 1500 kPa 6000 Pgh = u c  li 1 αi + A p .K c . qc -6.0m 6 0m αi , Kc: heä soá, tra baûng phuï thuoäc loaïi coïc & PP haï coïc: Lôùp 2: Buøn seùt 2 5000 qc = 500 kPa -11.0m Lôùp 1: Caùt pha deûo, qc = 1500 kPa  α1 = 30 Lôùp 2: Bun Lôp Buøn set, seùt qc = 500 kPa  α2 = 30 Lôùp 3: Caùt haït trung, chaët vöøa, qc = 5000 kPa  α3 = 100 Lôùp 3:Caù Lôp 3:Catt trung trung, qc = 5000 kPa kP 2500 chaët vöøa  K3 = 0.5 3 -13.5m qci Giaù trò cöï Gia cöcc ñaï ñaii cua cuûa τmax 4 7 4 3 SCT cuûûa coïc theo 4.7.4.3 th thí nghieä hi äm xuyeâân SPT αi a.Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc trong ñaát rôøi tính theo Lôùp 1: Lôp 1500/30 = 50 kPa 15 kPa coâng thöùc cuûa Meyerhof (1956). Lôùp 2: Lôp 500/30 = 16,7 kPa 15 kPa Pgh = K1NAp + K2NtbAs Lôùp 3: 5000/100 = 50 kPa 80 kPa Trong ño: ñoù: • N: chæ soá SPT trung bình trong khoaûng 1d döôùi muõi coïc vaø 4d treân mui tren muõi coï cocc. • Ap: dieän tích tieát dieän ngang muõi coïc. • Ntb: chæ soá SPT trung bình doïc thaân coïc trong phaïm vi lôùp ñaát rôøi.
T Trong ñoù ñ ù: 4 7 4 3 SCT cua 4.7.4.3 cuûa coï cocc theo thí nghieäm xuyen xuyeân SPT b. Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc theo coâng thöùc cuûa Nhaät Baûn:  As: dieään tích maëët beân coïïc trong gpphaïïm vi lôùp ñaát rôøi. 1  K1 ; K2 heä soá [P] = 3 ( α N a Ap +   0.2 N s i Ls i +  cL i ci  u i ) (coïc ñoùng) (coïc nhoài) Trong ñoù: K1 = 400 K1 = 120 • α: heä soá, phuï thuoäc vaøo phöông phaùp thi coâng coïc. K2 = 2 K2 = 1 Coïïc ñoùng, α = 30. Coïc nhoài, α = 15.  Heä soáá an toaøn toåång theåå: FS = 2.5 ÷ 3. • Na: chæ soá so SPT trung t ng bình trong t ong khoang khoaûng 1d döôi döôùi mui m õi coï cocc & 4d treân muõi coïc. • Ns: chæ soá SPT trung bình cuûa lôùp ñaát rôøi doïc thaân coïc. b. Söùc chòu taûûi cho pheùp cuûûa coïc theo coâng thöùc cuûa Nhaät Baûn: BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 3  Ls,i g lôùp ñaát rôøi thöù i maø coïïc ñi q s i: chieàu daøi ñoaïïn coïïc naèm trong qua. Döïï baùo SCT cuûa coïïc BTCT tieát dieään 25cmx25cm daøi 12.5m thi  Lc,i: chieàu daøi ñoaïn coïc naèm trong lôùp ñaát dính thöù i maø coïc ñi coâng baèng phöông phaùp eùp. qua. Neàn ñat Nen ñaát gom goàm 3 lôp lôùp nhö ví duï du tren. treân Keát quaû thí nghieäm xuyeân SPT cho keát quaû nhö sau:  u: chu vi tieát dieän coïc.  c : Löïc dính cuûa ñaát dính cuûa lôùp ñaát thöù i maø coïc ñi qua. Ñoä saâu 2 4 6 10 11 12 14 16 (m) Giaù trò N 3 3 2 1 21 22 23 23 Löcc dính lôù Löï lôpp cat caùt pha deo deûo c = 1 2T/m2 1,2T/m ; lôp lôùp bun buøn seù sett c = 0. 0 Höôùng giaûi Aùp duïng theo coâng thöùc cuûa Nhaät Baûn.
Q 4 7 5 SCT CUA 4.7.5. CUÛA COÏ COCC THEO COÂ CONG NG THÖC THÖÙC ÑOÄNG Khaoo sat Khaû saùt coï cocc troï trong ng löôï löông ng q (gom (goàm ca caû phuï phu kieän) chòu va chaïm cuûa buùa troïng löôïng Q rôi töø ñoä 1. Nguyeân lyù: cao H. H H  Sau khi haï coïc ñeán ñoä saâu thieát keá, ñeå coïc nghæ, tieán haønh Baøi toaùn cô baûn: ño ñoä choái e cuûa coïc, töø ñoù e ñoùng thöû vôùi buùa ñoùng troïïng löôïïng Q,, ñoää cao rôi buùa H. Ño ñoää luùn xaùc ñònh SCT giôi xac giôùi haï hann cua cuûa coï cocc Pgh. 1 nhaùt buùa gaây ra laø e - ñoä choái cuûa coïc - Ñoä xuyeân saâu bình ÔÛ ñoä cao H coïc tích ñöôïc naêng löôïng QH (theá quaân cuûa cocï do 1 nhaùt buùa. q q naêêng cuûûa buù b ùa). ) Ñoù Ñ ùng coïc daã d ãn tôù t ùi va chaï h m giöõ i õa  Ñoùng coïc thöû phaûi tieán haønh töø 3 ñeán 5 nhaùt buùa. Ñoä cao rôi buùa Q vaø coïc q, naêng löôïng QH seõ chuyeån Lc buùa phai bua phaûi ñong ñoàng ñeu ñeâu cho tat taát ca caû cac caùc nhat nhaùt & lay laáy gia giaù trò trung bình). bình) th ønh: thaø h  Ñoä choái cuûa coïc e caøng beù → SCT giôùi haïn cuûa coïc caøng lôùn  Coïc dòch chuyeån 1 ñoaïn e; l i. Qua vaøø ngöôïc laï Q thí nghieä hi äm tìm tì kiem ki á quan heä h ä e - Pgh.  Buùa naåy ngöôïc trôû laïi 1 ñoaïn h;  Moäät p phaàn naêng löôïïng tieâu taùn ra xung g quanh. P 4.7.5. Söùc chòu ò taûi cuûa cocï theo coâng thöùc ñoääng -tieáp- 4.7.5. Söùc chòu ò taûi cuûa cocï theo coâng thöùc ñoääng -tieáp- Giaû thieát: Trong ñoù: Va chaïm giöõa coïc vaø buùa laø va chaïm ñaøn hoài (ñeå coi ñoäng • F : dieä di än tích tí h tieá ti át dieä di än ngang coïc. löôïng baûo toaøn) → theá naêng cuûa buùa QH = naêng löôïng va • Q : Troïng löôïng phaàn buùa rôi; chaïm. • q : Troïng löôïng coïc bao goàm caû muõ coïc, ñeäm coïc vaø coïc daãn 2. Dieãn dòch keát quaû: neáu coù; 2.1. Theo Gerxeâvanov: • H : Chieàu cao rôi thöïc teá cuûa phaàn ñoäng cuûa buùa. • k1 : Heä sosoá phuï phucc hoi hoài khi va chaï chamm, khi thep theùp vôi vôùi gang va chaï cham m 2 nF  Q + k q nF 2 Pgh vôùi goã thì laáy k1 = 0,2. Pgh = − nF 2 +   + Q + q e TN QH 1 [ P] =  2  ktct • n: heä so soá kinh nghieäm, phuï phu thuoäc vaät lieäu lam laøm coï cocc va vaø cach caùch ñoùng coïc, tra baûng sau:
Baûng tra heä soá n: 2 2 Theo Hilley: 2.2. Loaïi coïc vaø ñeäm coïc n (kG/cm2) Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc theo coâng thöùc ñoäng cuûa Hilley xaùc Coïïc g goã: - coù ñeääm 8 ñònh theo coâ congng thöc: thöùc: - khoâng ñeäm 10 Coïc BTCT coù coïc daãn 15 k .W . h W + e 2 .Wc Qu Coïc theùp: - coù ñeäm goã - coù ñeäm theùp vaø coïc daãn 20 30 Qu = e f + 0.5 ( c1 + c2 + c3 ) × W + Wc [ P] = Fs - coù coïc daã d ãn, khoâ kh âng ñeä ñ äm 50 vôùi FS ≥ 3 Ktc tra theo phuï luïc A TCVN 205-98: T Trong ñ ù ño: Ñieàu kieän Ktc  Wc: troïng löôïng cuûa coïc.  L: chieàu daøi coïc. Neuu SCT coï Neá cocc xac xaùc ñònh theo phöông phap phaùp thö thöû 1 25 1,25 Ap: dieän tích tieát dieän ngang coïc. ñoäng coïc coù keå ñeán bieán daïng ñaøn hoài cuûa ñaát.  W: troïng löôïng cuûa buùa ñoùng.  Neáu SCT coïc xaùc ñònh baèng tính toaùn, keå caû theo  h: chieàu cao rôi buùa.  Ep: module ñaøn hoài vaät lieäu coïc. k át quaûû thöû keá h û ñoä ñ äng coïc maøø khoâ kh âng keå k å ñeá ñ án bieá bi án 14 1,4 daïng ñaøn hoài cuûa ñaát 2.2. Theo Hilley: y 2 3 Theo TCXD 205: 1998 2.3.  k: hieäu suaát cô hoïc cuûa buùa ñoùng coïc.  Khi thöû ñoäng coïc ñoùng, neáu ñoä choái thöïc teá, ef ≥ 2mm, thì söùc k = 1 : ñoá ñoii vôi vôùi bua buùa rôi tö töï do ñieà ñieuu khien khieån töï tö ñoäng va vaø bua buùa diesel. diesel chòu hò taû t ûi cöïc haï h n cuûûa coïc xaùùc ñònh ñò h theo th coââng thöù th ùc sau: k = 0.75 : ñoái vôùi buùa rôi töï do naâng baèng caùp tôøi. k = 0.75 ÷ 0.85, ñoáái vôùi caùc loaïi buùa hôi nöôùc ñôn ñoäng nFM  4 ∋ p Wn + ε 2 (Wc + W1 )  Qu =  1+ × − 1 e: heä soá phuïc hoài. 2  nFe f Wn + Wc + W1    Coïc coù ñaàu bòt theùp, e = 0.55.  Neáu ñoä choái thöïc teá, ef < 2mm, thì söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa Cocc thep Coï theùp co coù ñeäm ñau ñaàu coï cocc bang baèng go goã mem, meàm, e = 0.4. cocc xac coï xaùc ñònh theo cong coâng thöc thöùc sau: Coïc BTCT, ñeäm ñaàu baèng goã, e = 0.25.    c1: bien bieán daï dang ng ñan ñaøn hoi hoài cua cuûa ñaà ñau u coï cocc, ñeäm ñau ñaàu coï cocc va vaø coï cocc 1 2e f + c  1 + 8 ∋ p ( e f + c ) W Qu = * × θ − 1 daãn. c2 = QuL/ApEp 2θ e f + c  ( 2e f + c ) 2 W + W    c  c2: bieá bi án daï d ng ñan ñ ø hoà h ài cuûûa coïc  c3: bieán daïng cuûa ñaát neàn, c3 = 5mm.
2 3 Theo TCXD 205: 1998 2.3. 2 3 Theo TCXD 205: 1998 2.3. Trong ñoù: • W: troïng löôïng cuûa phaàn va ñaäp cuûa buùa. • n: heä soá, n = 150T/m2 ñoái vôùi coïc BTCT coù muõ coïc. • Wc: trong löôïng cuûa coïc vaø muõ coïc. • F: dieän tích tieát dieän ngang coïc. • W1: troï trong ng löôï löông ng cua cuûa coï cocc dan. daãn Khi haï ha coï cocc bang baèng rung, rung W1 = 0. 0 • M: heä soá, M = 1 khi ñoùng coïc baèng buùa taùc duïng va ñaäp. Coøn • Wn: troïng löôïng cuûa buùa hoaëc cuûa maùy rung. g thì heää soá M,, tra baûng khi haïï coïïc baèng rung g. • ε: heä h ä soáá phuï h c hoà h ài va ñaä ñ äp, khi ñoù ñ ùng coïc vaøø coïc oááng BTCT • ∋p: naêng löôïng tính toaùn cuûa moät va ñaäp cuûa buùa, tra baûng. baèng buùa taùc ñoäng ñaäp coù duøng muõ ñeäm goã, laáy ε2 = 0.2, coøn • ef: ñoä choi choái thöï thöcc te, teá bang baèng ñoä luù lunn cua cuûa coï cocc do moät va ñaäp cua cuûa khi haï h baè b èng rung, laá l áy ε2 = 0. 0 buùa; coøn khi duøng maùy rung laø ñoä luùn cuûa coïc do coâng cuûa maùy • θ: heä soá, xaùc ñònh theo coâng thöùc: trong thôi thôøi gian 1 phut. phuùt • c: ñoä choái ñaøn hoài cuûa coïc (chuyeån vò ñaøn hoài cuûa ñaát vaø 1  n0 nh  W θ=  +  2 g (H − h ) coc) coïc), xac xaùc ñònh bang baèng may maùy ño ñoä choi. choái 4 F Ω W +W c Baûng tra heä soá M 2 3 Theo TCXD 205: 1998 2.3. • n0, nh: caùc heä soá chuyeån töø söùc choáng ñoäng sang söùc choáng tó h cuûûa ñaá tónh ñ át. Ñaát döôùi muõi coïc, n0 = 0.0025sm/T. Ñaát maët beân coïc, nh = 0.25sm/T.  Ω: dieän tích maët ben beân coï cocc tiep tieáp xuc xuùc vôi vôùi ñat. ñaát  g: gia toác troïng tröôøng.  H chieà H: hi àu cao rôii thöï th c teá t á cuûûa phaà h àn ñoä ñ äng cuûûa buù b ùa.  h: chieàu cao naåy ñaàu tieân cuûa phaàn va ñaäp cuûa buùa. Buùa diesel, h = 0.5m. Caùc loaï Cac loaii bua buùa khac, khaùc, h = 0.
Naêng löôïïng tính toaùn cuûa buùa, ∋p BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 4 Keát quaû ñoùng thöû coïc baèng buùa diezen kieåu oáng:  T ng löôï Troï l ng buù b ùa : Q = 12.5 12 kN  Troïng löôïng toaøn phaàn cuûa buùa : Qn = 26 kN  Chieàu cao rôi buùa : Hmax = 3.0m  Cocc BTCT tiet Coï tieát dieän 30cmx30cm, 30cmx30cm troï trong ng löôï löông ng coï cocc q = 20.5kN 20 5kN  Coïc coù ñeäm loùt baèng goã. Troïng löôïng cuûa ñeäm goã vaø thôùp theùp Naêng löôïng tính toaùn cuûûa buùa rung, ∋p cuûa may cua maùy tren treân ñau ñaàu coï cocc q1 = 2 kN  Keát quaû thöû cho ñoä choái cuûa coïc laø : e = 0,008m Yeâu caàu: Xaùc ñònh söùc chòu taûi (SCT) cuûa coïc. Höôùng g giaûi Söû duïng coâng thöùc theo TCVN 205-1998 → [P] = 38 T
4 7 6 SCT COÏ 4.7.6 COCC THEO KQ THÍ NGHIEÄM NEN NEÙN TÓNH COÏ COCC 1. Khaùi nieäm chung Thí nghieäm neùn tónh coïc nhaèm:  Ñam Ñaûm bao baûo chac chaéc chan chaén söï sö pha phaù hoaï hoaii coï cocc khong khoâng xaû xayy ra tröôù tröôcc khi xuaát hieän taûi troïng giôùi haïn mong muoán baèng Fs laàn taûi troïng laøm vieäc döï lam dö kien kieán tac taùc duï dungng len leân coï coc;c;  Xaùc ñònh laïi SCT giôùi haïn cuûa coïc so vôùi döï baùo theo taøi lieäu ñòa chat, chaát vôi vôùi ket keát qua quaû ñong ñoùng thö thöû coï cocc… → ñieà ñieuu chænh laï laii thiet thieát ke keá ban ñaàu (neáu caàn).  Nghieâ N hi ân cöùùu tính tí h bieá bi án daï d ng - taû t ûi troï t ng cuûûa coïc, döï d baù b ùo ñoä ñ ä luù l ùn cuûa nhoùm coïc hoaëc nhöõng coïc khaùc. 2 Nguyen 2. Nguyeân tac taéc thí nghieäm:  TN ñen ñeán pha hoai:i: Pmax(TN) ≥ (2,5 phaù hoaï (2 5 ÷ 3) tai taûi döï dö kien; kieán;  Taùc duïng leân ñaàu coïc löïc neùn tónh taêng daàn cho ñeán khi coïc  TN kieåm tra: Pmax(TN) ≥ 1,5 taûi döï kieán. bò phaù h ù hoaï h i hoaë h ëc thoû th ûa man õ yeââu caààu khaû kh ûo saùùt. Ño Ñ ñoä ñ ä luù l ùn cuûûa ñaà ñ àu coïc ôû moãi caáp taûi.  Töø quan heä (P, S) → SCT giôùi haïn cuûûa coïc. 3 Sô ño 3. ñoà va vaø thiet thieát bò thí nghieäm: Heä thoáng gia taûi: kích thuûy löïc vaø ñoái troïng. 3 1 Kích 3.1 Kí h thuû th ûy löï l c:  Naêng löïc cuûa kích Pmax(kích) ≥ 1,5 Pmax(TN)  Pmax(TN): taûi thí nghieäm lôùn nhaát döï kieán, tuøy muïc ñích thí nghieäm: Sô ñoà neùn tónh
3 2 Ñoá 3.2. Ñ ái troï t ng: troï t ng löôï löô ng ñoá ñ ái troï t ng Q ≥ Pmax(kích) (kí h) ñeå ñ å:  Kích laøm vieäc toái ña vaãn an toaøn;  Coù theå phaùt trieån TN (neáu caàn) vì nhieàu khi TN ñeán Pmax(TN) vaãn chöa bò phaù hoaïi. Coù nhieàu hình thöùc taïo heä thoáng ñoái taûi khaùc nhau tuøy thuoäc Pmax(TN):  Neáu Pmax((TN)) nhoû döôùi vaøi traêm Taán: ñoái taûi baèng neo ((coïc neo hoaëc neo guoàng xoaén).  Neu Neá u Pmax(TN) ñen ñeán tren treân döôi döôùi 2500 Tan: Taán: ñoi ñoái tai taûi la laø vaät naëng (BT/ theùp)  Neu Neáu Pmax(TN) rat raát lôn lôùn ñen ñeán vai vaøi chuï chucc nghìn Tan: Taán: ñoi ñoái taû taii la laø troï trong ng löôïng baûn thaân coïc, ma saùt giöõa ñaát vôùi thaønh beân coïc vaø phaûn löïc ñaát döôi ñat döôùi mui muõi coï coc: c: Thí nghieäm Osterberg Test (O (O-Test) Test)
Heä thoáng ño chuyeån vò:  Chuyeå y n vòò cuûa ñaàu coïïc ño baèng ñoàng hoà ño chuyeå y n vòò g gaén tröïc tieáp vaøo ñaàu coïc hoaëc baèng caùc thieát bò ño töø xa.  Ñong Ñoà ng ho hoà ño chuyen chuyeån vò: dung duøng pho phoå bien bieán vì ñoä chính xac xaùc cao va vaø ít bò aûnh höôûng cuûa thôøi tieát.  Ñoä chính xac xaùc cua cuûa ñong ñoàng ho: hoà: toi toái thieu thieåu 0,01mm. 0 01mm  Boá trí toái thieåu 2 chieác ñoái xöùng qua truïc doïc coïc. Ñoàng hoà ñöôcc gan ñöôï gaén co coá ñònh vaø vaoo heä thong thoáng dam daàm ñô. ñôõ
4 Cach 4. Caùch thí nghieäm 5 Keá 5. Kett quaû qua thí nghieäm  Taêng taûi vaø theo doõi ñoä luùn ñeå coù quan heä (P,S). Moãi caáp taûi thu ñöôïc caëp soá lieäu {Pi, Si}.  Caùùch taê C t êng taû t ûi: caùùch taê t êng taû t ûi khaù kh ùc nhau h tuø t øy theo th phöông h phaù h ùp Veõ bieåu ñoà quan heä (P,t); (S,t); (P,S). thí nghieäm (Quy trình nhanh, chaäm...) Dien Dieãn dòch ket keát quaû qua:: Döï Dö bao baùo SCT giôi giôùi han haïn cua cuûa coc coïc vaø va SCT cho Theo quy phaïm ASTM D-1443 thì coù 7 caùch gia taûi khaùc nhau. Tuy pheùp taùc duïng leân coïc nhieân quy trình gia taûi nhanh (QL – Quick Load) thöôøng ñöôïc söû duïng. Quy trình naøy nhö sau: SCT giôùi haïn cuûa coïc: taûi troïng nhoû nhaát taùc duïng leân coïc  Döï tính taûi trong ï g neùn toái ña Pmax. Thoâng thöôøng Pmax = ((2÷3)[P] )[ ] gaây ra: g (vôùi [P] laø söùc chòu taûi thieát keá.  Söï phaù hoaïi baûn thaân vaät lieäu coïc → SCT cuûa coïc theo  Moãi cap Moi caáp se seõ la laø 1/20 Pmax (töông ñöông se seõ co coù 20 cap) caáp) vaät lieäu;  Moãi caáp chæ giöõ töø 2,5 phuùt ñeán 5 phuùt.  Söï luùn lieân tuïc ñaàu coïc khi taûi troïng khoâng ñoåi hoaëc söï  Sau ñoù giaûûm taûûi. taêng ñoät ngoät ñoä luùn ñaààu coïc → SCT SC cuûûa coïc theo ñaáát neààn. 6 Xac 6. Xaùc ñònh söc söùc chòu tai taûi giôi giôùi haï hann cua cuûa coï cocc Töø ñöôøng cong neùn P = f(S) öùng vôùi ñoä luùn S* suy ra SCT giôùi h n cuûûa coïc xaùùc ñònh haï ñò h treâân ñoà ñ à thò: hò Pgh = f(S*) ( ) = P(S ( = S*)) S*: phuï thuoäc vaøo quy phaïm 0 Pgh P (T) S* = min {0,2[S], {0 2[S] 40mm} Taûi troïïng cho p pheùp taùc duïïng leân coïc [P]: S* Pgh Fs = 1,2 [ P] = (Fs =1,25) 1,25) Fs S (mm)