Bảng 3.3: Cường độ tính toán của cốt thép thanh khi tính toán theo các trạng
thái giới hạn thứ nhất (Theo TCVN 5574:2012)
Cường độ chịu kéo, MPa | Cường độ chịu nén Rsc | |||
cốt thép dọc Rs | cốt thép ngang (cốt thép đai, cốt thép xiên) Rsw | |||
CI, A-I | 225 | 175 | 225 | |
CII, A-II | 280 | 225 | 280 | |
A-III có đường kính, mm | Từ 6 đến 8 | 335 | 285 | 355 |
CIII, A-III có đường kính, mm | Từ 10 đến 40 | 365 | 290 | 365 |
CIV, A-IV | 510 | 405 | 450 | |
A-V | 680 | 545 | 500 | |
A-VI | 815 | 650 | 500 | |
AT-VII | 980 | 785 | 500 | |
A-IIIB | Có kiểm soát độ giãn dài và ứng suất | 490 | 390 | 200 |
chỉ kiểm soát độ giãn dài | 450 | 360 | 200 | |
Có thể bạn quan tâm!
-
Xác Định Ứng Suất Gây Lún Tại Đáy Các Lớp Phân Tố Và Vẽ Biểu Đồ Ứng Suất -
Chia Nền Đất Dưới Đáy Móng Thành Nhiều Lớp Phân Tố Đồng Nhất Hi ≤ Bm/4 -
Đánh Giá Điều Kiện Địa Hình, Địa Chất Và Thủy Văn -
Xác Định Sức Chịu Tải Theo Điều Kiện Nền Đất -
M - Đối Với Cầu Và Công Trình Thủy; 3 M - Đối Với Nhà Và Công Trình Khác. -
Kiểm Tra Ứng Suất Tại Móng Khối Quy Ước
Xem toàn bộ 113 trang tài liệu này.
c) Lựa chọn kích thước cọc
- Việc lựa chọn tiết diện cọc ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, thời gian thi công. Do vậy, khi cân nhắc lựa chọn tiết diện cọc phù hợp sao cho số lượng cọc trong một đài không được quá ít (1-2 cọc/đài) hoặc quá nhiều (>10 cọc/đài).
- Có thể dựa trên bản số liệu tham khảo sức chịu tải cho phép tại Bảng 3.4; Bảng 3.5; Bảng 3.6 của các loại cọc thông dụng dựa trên rất nhiều số liệu thiết kế của các công trình như sau:
Bảng 3.4: Sức chịu tải cọc vuông BTCT thường
250x250 | 300x300 | 350x350 | 400x400 | 450x450 | 500x500 | |
Ptk = Pcp (T) | 35 45 | 5070 | 90120 | 140180 | 220260 | 300360 |
Bảng 3.5: Sức chịu tải cọc ống DUL
D300 | D350 | D400 | D500 | D600 | D700 | |
Ptk = Pcp (T) | 35 45 | 5070 | 90120 | 140180 | 220260 | 300360 |
Bảng 3.6: Sức chịu tải cọc khoan nhồi
D800 | D1000 | D1200 | D1400 | D1600 | D1800 | |
Ptk = Pcp (T) | 400 500 | 600800 | 8001200 | 12001600 | 16002000 | 20002500 |
d) Lựa chọn biện pháp thi công hạ cọc
- Đối với giải pháp thiết kế nền móng thì biện pháp thi công đóng vai trò rất lớn quyết định giá thành, tiến độ và mức độ an toàn đảm bảo công trình lân cận. Sau đây là các giải pháp hạ cọc thông dụng:
- Biện pháp hạ cọc bằng cách đóng: Đây là biện pháp đơn giản thường được đóng bằng các loại búa điezen. Trong điều kiện đô thị thì giải pháp này gây tiếng ồn rất lớn, thường không được sử dụng.
- Biện pháp hạ cọc bằng máy ép thủy lực: Đây là biện pháp phổ biến trong điều kiện đô thị cấm tiếng ồn. Song giải pháp này nếu số lượng cọc trên mặt bằng lớn sẽ đẩy đất ra xung quanh gây lún nứt các công trình trình lân cận. Giải pháp này cần tính toán khoan lấy đất lên phù hợp.
- Khoan cọc nhồi tại chỗ: Giải pháp này thường dùng cho các công trình cao tầng (>30 tầng), công trình cầu, công trình có tải trọng đặc biệt lớn. Giải pháp này thường khắc phục được các giải pháp trên như không gây tiếng ồn, đẩy đất ra xung quanh. Tuy nhiên, trong các điền kiện nền cát bời rời việc chống giữ thành vách khó khăn bằng bùn Bentonite. Giải pháp khoan cọc nhồi thường cho kinh phí cao (1,5 – 2,0) so với giải pháp cọc đóng và ép.
3.1.4.2 Xác định chiều sâu hạ cọc
a) Nguyên tắc chung
- Lựa chọn chiều dài cọc phải dựa vào điều kiện địa chất tại vị trí xây dựng, vào cao độ đáy đài có xét đến khả năng thực tế của thiết bị thi công móng cọc. Theo nguyên tắc, mũi cọc phải được xuyên qua các lớp đất yếu xuống tầng đất rắn chắc với chiều sâu hạ cọc vào tối thiểu bằng 0,5m khi đóng vào đất hòn vụn thô, sỏi, đất cát to và cát trung, đất dính với chỉ số sệt IL ≤ 0,1. Còn khi đóng vào tầng đất khác, trừ đá, thì lấy tối thiểu bằng 1,0 m. Không cho phép tựa mũi cọc trên cát rời xốp và các loại đất dính trạng thái chảy.
+ Đối với đất dính (đất sét, sét pha và cát pha) mũi cọc thường vào các lớp đất có trạng thái dẻo cứng, nửa cứng và cứng.
+ Đối với đất rời (cát) trạng thái chặt vừa, chặt và rất chặt.
b) Đối với móng cọc đóng; ép
- Theo TCVN 9394: 2012 quy định lực ép cọc:
Pépmin = (1,5÷2,0)Ptk Pépmax = (2,0÷3,0)Ptk
- Trong mọi trường hợp sức chịu tải theo điều kiện vật liệu Pvl ≥ Pép. Do vậy để tận dụng tối ưu về điều kiện vật liệu và điều kiện năng lực nền đất thì chiều sâu hạ cọc tối ưu:
Pvl
FS
P
Pđn
(3.4)
vl P
Trong đó:
FS đn
+ Tùy theo từng loại đất mà có lực dừng ép khác nhau, nên FS có thể lấy trong khoảng (Pépmin; Pépmax). Thông thường lấy FS=2,0;
+ Pvl: Sức chịu tải theo điều kiện vật liệu cọc, xác định theo mục 3.5.5;
+ Pđn: Sức chịu tải theo điều kiện đất nền, xác định theo mục 3.5.5.
c) Đối với móng cọc khoan nhồi
- Để tận dụng tối ưu về điều kiện vật liệu và điều kiện năng lực nền đất thì chiều sâu hạ cọc tối ưu đối với cọc khoan nhồi, cọc barets:
Pvl Pđn
+ Pvl: Sức chịu tải theo điều kiện vật liệu cọc, xác định theo mục 3.5.5;
+ Pđn: Sức chịu tải theo điều kiện đất nền, xác định theo mục 3.5.5.
3.1.4.3Kiểm tra điều kiện cẩu lắp
q
Mmax
0,207l
0,207l
l
q
Mmax
0,294l
l
a) Sơ đồ tính khi cẩu cọc b) Sơ đồ khi lắp cọc
Hình 3.2: Sơ đồ vận chuyển khi cẩu và lắp cọc
a) Điều kiện cẩu cọc (vận chuyển cọc)
- Khi cẩu cọc, cọc thường bố trí 2 móc cẩu. Vị trí móc cẩu cách đầu cọc là 0,207l thì giá trị mô men uốn lớn nhất do trọng lượng bản thân miền trên và miền dưới bằng nhau.
- Giá trị mô men lớn nhất trong điều kiện vận chuyển cọc (cẩu cọc) là:
M = 1 q.(0, 207l)2
(3.5)
max2
Trong đó:
+ q: là trọng lượng bản thân cọc, q = n. bt Ac
+ n = 1,5: là hệ số động khi vận chuyển cọc;
+ Ac: là diện tích tiết diện ngang của cọc;
+ bt: là dung trọng của bê tông, lấy bt = 2,5 tấn/m3.
b) Điều kiện lắp cọc
- Giá trị mô men lớn nhất trong điều kiện vận chuyển cọc ( cẩu cọc) là:
M = 1 q.(0, 294l)2
(3.6)
max2
3.1.5 Xác định sức chịu tải cọc
3.1.5.1 Xác định sức chịu tải cọc theo điều kiện vật liệu
a) Xác định chiều dài tính toán của cọc
- Khi tính toán theo cường độ vật liệu, cho phép xem cọc như một thanh
ngàm cứng trong đất nền cách đáy đài một đoạn l1, được xác định như sau:
2
l1 = l0 + α
(3.7)
Trong đó:
ε
kbp
γc EI
αε = 5
(3.8)
+ l0: là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài tới cao độ san nền nếu là cọc đài cao. Nếu cọc đài thấp thì l0 = 0;
+ : là hệ số biến dạng;
+ E: là mô đun đàn hồi vật liệu cọc, lấy theo Bảng 3.7;
Loại bê tông | Cấp độ bền chịu nén và mác tương ứng | ||||||||||
B15 | B20 | B25 | B30 | B35 | B40 | B45 | B50 | B55 | B60 | ||
M200 | M250 | M350 | M400 | M450 | M500 | M600 | M700 | M700 | M800 | ||
Bê tông nặng | Đóng rắn tự nhiên | 23,0 | 27,0 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,5 | 39,0 | 39,5 | 40,0 |
Dưỡng hộ nhiệt ở Áp suất khí quyển | 20,5 | 24,0 | 27,0 | 29,0 | 31,0 | 32,5 | 34,0 | 35,0 | 35,5 | 36,0 | |
Chưng áp | 17,0 | 20,0 | 22,5 | 24,5 | 26,0 | 27,0 | 28,0 | 29,0 | 29,5 | 30,0 | |
Bảng 3.7: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo, Eb x 10-3, Mpa ( Theo TCVN 5574:2012)
+ I: là mô men quán tính tiết diện ngang cọc;
+ k: là hệ số tỉ lệ, tính bằng kN/m4, tra bảng 3.8;
+ bp: là chiều rộng quy ước của cọc (m). Đối với cọc có đường kính tối
thiểu 0,8m thì lấy bp = d+1,0m. Các trường hợp còn lại bp = 1,5d+0,5m;
+ d: là đường kính ngoài hoặc cạnh của cọc;
+ c: là hệ số điều kiện làm việc. Đối với cọc độc lập lấy c = 3.
- Nếu hạ cọc khoan nhồi và cọc ống xuyên qua tầng đất và ngàm vào nền đá
với tỷ số:
2 h
Trong đó:
thì lấy: l1 = lo + h
+ h: là chiều sâu hạ cọc, tính từ mũi cọc tới mặt đất thiết kế đối với móng cọc đài cao (đài có đáy nằm cao hơn mặt đất) và tới đáy đài đối với móng cọc đài thấp (đài có đáy tựa trên mặt đất hay nằm dưới mặt đất, trừ trường hợp đất thuộc loại biến dạng nhiều).
- Khi tính toán theo cường độ vật liệu cọc khoan phun, xuyên qua tầng đất biến dạng nhiều, với mô đun biến dạng của đất E0 ≤ 5Mpa, chiều dài tính toán cọc chịu uốn dọc ld phụ thuộc vào đường kính cọc d và phải lấy như sau:
+ Khi E0 ≤ 2Mpa lấy ld = 25 d;
+ Khi 2 < E0 ≤ 5 Mpa lấy ld = 15 d.
+ Trường hợp ld lớn hơn chiều dày tầng đất nén mạnh hg thì phải lấy
chiều dài tính toán bằng 2hg.
Bảng 3.8: Hệ số tỷ lệ k - TCVN 10304:2014
Hệ số tỷ lệ k kN/m4 | |
Cát to (0,55 ≤ e ≤ 0,7 ); Sét và sét pha cứng (IL <0). | Từ 18000 đến 30000 |
Cát hạt nhỏ (0,6 ≤ e ≤ 0,75); cát hạt vừa (0,55 ≤ e ≤ 0,7); Cát pha cứng (IL <0); sét, sét pha dẻo cứng và nửa cứng (0 ≤ IL ≤ 0,5) | Từ 12 000 đến 18 000 |
Cát bụi (0,6 ≤ e ≤ 0,8); cát pha dẻo (0 ≤ IL ≤ 1) và Sét và sét pha dẻo mềm (0,5 ≤ IL ≤ 0,75) | Từ 7000 đến 12 000 |
Sét và sét pha dẻo chảy (0,75 ≤ IL ≤ 1) | Từ 4 000 đến 7 000 |
Cát sạn (0,55 ≤ e ≤ 0,7) ; đất hạt lớn lẫn cát | Từ 50 000 đến 100 000 |
b) Đối với cọc BTCT tiết diện đặc hình lăng trụ (cọc vuông hoặc tròn) thi công
theo phương pháp đóng hoặc ép
- Sức chịu tải cho phép của cọc theo điều kiện vật liệu đối với cọc đóng, ép được xác định như sau:
Trong đó:
Pvl (R b A b R s Asc )
(3.9)
+ : là hệ số uốn dọc tra Bảng 3.9 hoặc tính theo độ mãnh theo công thức sau:
φ = 1, 028 - 0, 0000288λ2 - 0, 0016λ (3.10)
+ : là hệ số điều kiện liên kết. Nếu liên kết cọc vào đài là khớp, cọc vào đất nền là ngàm thì lấy bằng 0,7;
+ Rb: là cường độ tính toán của bê tông;
+ Ab: là diện tính tiết diện ngang của bê tông cọc;
+ Rsc: là cường độ tính toán chịu nén của cốt thép;
+ As: là diện tích cốt thép chịu lực, thường bố trí với hàm lượng ≥
1,0%;
+ : là độ mãnh của cọc, xác định theo công thức:
l1
r
+ r là bán kính quán tính của tiết diện:
(3.11)
I
A
r (3.12)
Bảng 3.9: Bảng tra hệ số uốn dọc
14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | |
l1/d | 12,1 | 13,9 | 15,6 | 17,3 | 19,1 | 20,8 | 22,5 | 24,3 | 26 |
| 0,93 | 0,89 | 0,85 | 0,81 | 0,77 | 0,73 | 0,68 | 0,64 | 0,59 |
- Theo TCVN 9394:2012 quy định lực dừng ép như sau: Pép min = (1,5 2,0) Ptk và Pép max = (2,0 3,0) Ptk. Tùy theo đặc điểm của nền đất mà người thiết kế lực chọn lực ép phù hợp.
- Trong mọi trường hợp Pvl Pép.
c) Sức chịu tải theo vật liệu đối với cọc khoan nhồi
- Sức chịu tải cho phép của cọc theo điều kiện vật liệu đối với cọc khoan nhồi được xác định theo công thức sau:
Pvl
Trong đó:
(cb cb
b A b
R s As )
(3.13)
.
R
'
+ cb: là hệ số điều kiện làm việc, lấy cb = 0,85;
+ ’cb: là hệ số kể đến phương pháp thi công, lấy như sau:
Trong nền đất dính, nếu có thể khoan và đổ bê tông khô, không phải gia cố thành, khi mực nước ngầm trong giai đoạn thi công thấp hơn mũi cọc thì ’cb = 1,0;
Trong các loại đất, việc khoan và đổ bê tông trong điều kiện khô, có
dùng tới ống vách chuyên dụng, hoặc guồng xoắn rỗng ruột ’cb = 0,9;
Trong các nền, việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới nước có dùng ống vách giữ thành ’cb = 0,8;
Trong các nền, việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới dung
dịch khoan hoặc dưới nước chịu áp lực dư (không dùng ống vách), ’cb = 0,7.
+ : là hệ số uốn dọc xác định theo công thức (3.10) hoặc tra theo bảng 3.9;
+ : là hệ số điều kiện liên kết. Nếu liên kết cọc vào đài là khớp, cọc vào đất nền là ngàm thì lấy bằng 0,7;
+ Rb: là cường độ tính toán của bê tông;
+ Ab: là diện tính tiết diện ngang của bê tông cọc;
+ Rsc: là cường độ tính toán của cốt thép;
+ As: là diện tích của cốt thép chịu lực, thường bố trí với hàm lượng
≥ (0,4%÷0,6%).