Vậy ta có: Fkéo = 1278,309 (KN) < [ Fkéo ] = 1751,6 (KN)

Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo

Trong đó:

+ W1 = 59,9 KN – Áp lực đẩy nổi

+ W2 = 7,1 KN – Áp lực đẩy nổi

+ En1 = 28,8 KN – Áp lực nước trước kè

+ En2 = 28,8 KN – Áp lực nước sau kè

+ E1 = 12,9 KN – Áp lực nước trên kè

+ E2 = 7,4 KN – Áp lực nước trên kè

+ Ps = 22,3 KN – Áp lực sóng

+ Ps1 = 19,8 KN – Áp lực sóng

+ Ps2 = 81,8 KN – Áp lực sóng

+ Ps3 = 12,9 KN – Áp lực sóng



Hình 7.5 Sơ đồ tính toán

Bảng 7.6 Kết quả tính toán chuyển vị tại đỉnh cọc với tổ hợp I

Node



Load



DX (m)



DY (m)



DZ (m)



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16



NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1

NHOM1



-0.000089

-0.000089

-0.000089

-0.000089

-0.000089

-0.000089

-0.000089

-0.000089

-0.000066

-0.000066

-0.000066

-0.000066

-0.000066

-0.000066

-0.000066

-0.000066



0.005982

0.005909

0.005837

0.005765

0.005692

0.005620

0.005548

0.005475

-0.223913

-0.226514

-0.229115

-0.231715

-0.234316

-0.236917

-0.239518

-0.242119



-0.000505

-0.000561

-0.000617

-0.000673

-0.000729

-0.000785

-0.000841

-0.000897

0.000377

0.000382

0.000387

0.000392

0.000397

0.000402

0.000407

0.000412



Trang: 109



RX

([rad])

0.000513

0.000507

0.000500

0.000494

0.000487

0.000481

0.000474

0.000468

-0.027805

-0.028132

-0.028459

-0.028786

-0.029113

-0.029439

-0.029766

-0.030093



RY

([rad])

0.000008

0.000008

0.000008

0.000008

0.000008

0.000008

0.000008

0.000008

0.000003

0.000003

0.000003

0.000003

0.000003

0.000003

0.000003

0.000003



RZ

([rad])

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



Bảng 7.7 Biểu đồ chuyển vị đầu cọc

7.6 Tính toán móng cọc đài thấp:



Sau đây là các đặc điểm về điều kiện địa chất công trình:

+ Lớp 1: Cát hạt trung đến thô lẫn sạn màu xám vàng, xám nâu ở trạng thái chặt vừa.



Đây là lớp đất được hút lên để đắp bờ kè, phân bố dọc tuyến kè. Cao trình mặt lớp

xuất hiện là mặt đất hiện tại, cao trình đáy lớp trung bình từ -2,35 ÷0,77m. Lớp này có

chiều dày từ 1,40 ÷ 2,20m.

Các chỉ tiêu cơ lý và lực dọc ở bảng 7.8:

+ Lớp 2: Cát hạt mịn lẫn vỏ sò, màu xám xanh, trạng thài bão hòa nước, kết cấu chặt



vừa . Lớp phân bố dọc tuyến kè và nằm dưới lớp 1 và có cao trình mặt xuất hiện và

thay đổi trung bình từ -2,35 ÷ 0,77m, cao trình đáy lớp thay đổi từ -2,93 ÷ -7,35m.

Lớp này có chiều dày từ 1,30 ÷ 3,20m ;lớp tự nhiên nén chặt xáo động có tính cát

chảy .

Các chỉ tiêu cơ lý và lực dọc ở bảng 7.8:

+ Lớp 3: Cát pha chủ yếu là cát hạt trung, màu xám trắng thái đất ẩm, dẻo cứng đến nửa



cứng, kết cấu chặt vừa. . Lớp phân bố dọc tuyến kè và nằm dưới lớp 2 và có cao trình

mặt xuất hiện và thay đổi trung bình từ -2,93 ÷ -7,35m, cao trình đáy lớp thay đổi từ

-8,73 ÷ -14,55m. Lớp này có chiều dày trung bình từ 1,30 ÷ 2,70m. Lớp nén lún trung

bình .

Các chỉ tiêu cơ lý và lực dọc ở bảng 7.8:

+ Lớp 4: Đất sét pha lẫn ít màu xám vàng , nâu đỏ. Trạng thái đất ẩm, dẻo cứng đến nửa



cứng, kết cấu chặt vừa. . Lớp phân bố dọc tuyến kè và nằm dưới lớp 3 và có cao trình

mặt xuất hiện và thay đổi trung bình từ -8,733 ÷ -14,55m, cao trình đáy lớp chưa xác

định và đã khoan vào lớp với bề dày trung bình từ 2,80 ÷ 4,20m . Lớp có sức chịu tải ,

chống cắt và nén lún trung bình .

Các chỉ tiêu cơ lý và lực dọc ở bảng 7.8:

Bảng 7.8 Các chỉ tiêu cơ lý và lực dọc của các lớp đất

TT

1



Chỉ tiêu cơ lý

Thành phần hạt

- Cuội tảng



Trang: 110



Ký

hiệu



Đơn Vị



%



Lớp 1



Lớp 2



Lớp 3



Lớp 4



Đồ án tốt nghiệp



2

3



4

5

6

7

8

9

10

11

12



13

14

15

16

17

18



- Sạn

-Cát

- Bội

- Sét

Độ ẩm thiên nhiên

Dung trọng

- Thiên nhiên

- Khô

Khối lượng thể tích xốp

Khối lượng thể tích khô

Tỷ trọng

Hệ số rỗng

Độ rỗng

Hệ số rỗng max

Hệ số rỗng min

Độ bão hòa

Hệ số Aterberg

- Chảy

- Dẻo

Chỉ số dẻo

Độ sệt

Góc nội ma sát

Lực dính kết

Hệ số ép lún

Thí nghiệm xuyên tĩnh

SPT



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



W



%

%

%

%

%



γm

γc

γx

γk



g/cm3

g/cm3

g/cm3

g/cm3



Δs

ε0

v

εmax

εmin

G

WT

WP

Wn

B



ϕ

C

a

Ntb



7.6.1 Vật liệu làm cọc và đài cọc:

-



Bê tông đài Mác 250 có:

Rn= 110 kG/cm2 ; Rk=8,8 kG/cm2



-



Bê tông cọc Mác 250 có:

Rn= 110 kG/cm2 ; Rk=8,8 kG/cm2



-



Cốt thép C I (dùng làm thép đai)

Ra = 2000 kG/cm2

R’a = 2000 kG/cm2



-



Cốt thép CII (dùng làm thép chịu lực)

Ra = 2800 kG/cm2

R’a = 2800 kG/cm2

Trang: 111



30.41

67.26

2.33



5.36

85.59

9.07



14.35



18.64



4.49

39.28

48.01

8.22

23.81



4.05

26.7

46.15

23.09

25.86

1.97

1.57



2.67



1.32

1.41

2.67



2.68



%



2.69

0.72

41.8



1.022

0.893

%



96.8



%

%

%



độ

kg/cm2

cm2/kg

Búa/300m

m



25.01

19.41

5.6

0.79



36.69

23.28

13.4

0.19

18032’’

0.44

0.031



7



8



10



20



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



7.6.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc:

7.6.2.1 Chọn kích thước và tiết diện cọc:



Chọn cọc hình vuông có tiết diện 40 x 40cm. Chiều dài của cọc 15 m . Cọc được tổ

hợp từ 2 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 15m = 7,5m + 7,5m. Các đốt cọc sẽ

được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.

Đỉnh của cọc thiết kế ít nhất độ sâu ngàm phải 300mm trong bệ móng sau khi đã dọn

đi các vật liệu hư hại. Chọn 0,5m, đập vỡ 0,4m để neo thép.

Khoảng cách từ mép đài đến hàng cọc ngoài cùng c ≥ 225mm, chọn c = 0,4m.

Khoảng cách từ tim của 2 cọc là L ≥ 2,5d và không được nhỏ hơn 750mm chọn L =

1,8m.

Ta chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là a = 6cm (khoảng cách từ tim cốt thép tới mép

bê tông).



φ



Cốt thép dọc chịu lực 8 25 có F = 39,27cm2.

Kích thước đài sơ bộ: 3 x 3m .

Chiều dày của đài là 0,8m.

7.6.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên đài cọc:



Ta có N , H , M lần lượt là các giá trị lực đứng, lực ngang và mômen lấy tại mép giữa

của đài trong trường hợp nguy hiểm nhất (trường hợp1 và tải trọng tính toán).

Bảng7.9 Tổ hợp tải trọng thiết kế

Tên tải trọng



Đơn vị



Sử dụng



Cường độ I



Tải trọng thẳng đứng



KN



592,391



873,737



Tải trọng ngang



KN



378,803



45,456



Mômen



KN.m



714,882



125,824



7.6.3 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu



Do chịu lực dọc trục lớn, coi cọc chỉ chịu lực nén, do đó sức kháng của cọc tính theo

vật liệu là:



Trang: 112



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



Pr = ϕ × Pn

Đối với cấu kiện có cốt thép đai thường: trang 37 chương 5- 22TCN 272 - 05



Pn = 0,8 × [0,85 × fc' × ( Ag − Ast ) + fy × Ast ]

Trong đó:



fc' - Cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, fc' = 2,7.104(KN/m2) = 27 (MPa)

Ag



-Diện tích mặt cắt nguyên (mm2),



Ag



= 400.400=160000(mm2).



Ast - Diện tích nguyên của cốt thép (mm2), Ast = 1963,5 (mm2)

fy



- Cường độ giới hạn chảy của cốt thép, f y = 420.103(KN/m2) = 420 (MPa)



ϕ



: Hệ số sức kháng (quy định ở Điều 5.5.4.2),



ϕ



= 1,0



Pr = Sức kháng dọc trục tính toán.

Pn = Sức kháng dọc trục danh định.

Thay vào ta có:



Pn = 0,8.[0,85 × 2,7 × 104 × (160000 − 1963,5) × 10− 6 + 420 × 103 × 1963,5 × 10− 6 ]= 4451,6( KN )



Pr = 1× 4451,6 = 4451,6( KN )

7.6.4 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền:



Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272 -05 – Tiêu chuẩn thiết kế cầu, mục 10.7.3.4.2 trang

53, chương 10 ta sử dụng kết quả SPT (kết quả thí nghiệm hiện trường).

7.6.4.1 Sức kháng mũi cọc:



Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa), cho các cọc đóng tới độ sâu D b trong đất

rời được tính như sau:



Trang: 113



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



qp =



0,038 N corr Db

≤ ql

D





1,92 

N corr =  0,77 log10 ( '  N

σv 





Với



Trong đó :



σ v' (búa/300mm).

Ncorr - Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ,

N - Số đếm SPT đo được (búa/300mm).

D – Chiều rộng của 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

(Mpa).

Bảng 7.10 Kết quả tính sức kháng tại mũi cọc

Cao độ



CĐ

đỉnh



CĐ

mũi



γ bh



σ v'



NTB



MN

(m)



cọc (m)



cọc (m)



T/m3



MPa



mũi

cọc



2.490



0.00



-14.50



1.96



0.112



20



Ncorr



D



qp



Qp



Qp



mm

19



Db



mm



MPa



MPa



KN



1450

0



400



7.6



1.21

6



Với:



σ v' =( (0 +14,5)x1,96 – (2,49 + 14,5)x1,03)/100 = 0,112 (MPa)

Qp = qpxAp = 7,6x0,16 = 1241 (KN)

7.6.4.2 Sức kháng thân cọc: (Ma sát bề mặt)



Ma sát bề mặt danh định của cọc (MPa) được tính như sau:

Đối với cọc đóng chuyển dịch:



qs = 0,0019 N

Trong đó :

Trang: 114



1241



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



qs – Ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa).



N - Số đếm SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh)dọc theo thân cọc (búa/300mm).

N 1 × h1 + N 2 × h2 + N 3 × h3 + N 4 × h4

=

h1 + h2 + h3 + h4



N=

=



7 × 2, 2 + 8 × 3, 2 + 10 × 2, 7 + 20 × 6, 4

≈ 14(búa / 300mm)

2, 2 + 3, 2 + 2, 7 + 6, 4



→ qs = 0,0019 × 14 = 0,0266( MPa)

→ Qs = qs × As = qs × P × L = 0,0266 × 1,6 × 14,5 = 617,1( KN )

Với P = 1,6m – Là của chu vi của cọc.

Sức kháng đỡ của cọc:



Qr = Qs + Qp = 617,1 + 1241 = 1858( KN )

Vậy lực tính toán là:



→ Ptt = min( Pvl , QR ) = min(4451,6;1858) = 1858( KN )

7.6.5 Tính toán xác định số lượng cọc:

7.6.5.1 Số lượng cọc cần đóng được tính theo công thức:



∑N

n= β



tt



Ptt



Trong đó:



β



= 1 ÷ 1,5 - Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng tải trọng ngang và mô men.



Chọn



β



=1,5.



∑N



=



N tt = 873,737 (KN) - Tổng tải trọng thẳng đứng tính đến đáy đài, tính theo



tt



cường độ giới hạn.

Trang: 115



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



QR = 1858 (KN) Sức chịu tải tính toán theo đất nền.



∑N

→ n= β



tt



Qr



= 1,5 ×



873,737

= 0,705

1858



Để đảm bảo ổn định và bố trí, ta chọn 3 cọc để tính toán.

7.7 Bố trí cọc trong đài:



Bố trí cọc trong đài như trong bản vẽ: Ta chọn 1 mặt cắt ngang đài với chiều dài 3m.

400



1300



400



400



400



1300



400



400



1400

400



3000



400



400



400



400



Hình 7.6 Sơ đồ bố trí cọc

7.8 Kiểm toán sức kháng của nhóm cọc (lực nhổ của nhóm cọc)



Tính toán tương tự như mục 7.4.

Vc = N = 873,737 (KN) < Qr = 1751,6 (KN)

Đảm bảo thỏa mãn về chống nhổ của cọc.

7.9 Sức kháng tải trọng ngang của nhóm cọc:



Sức kháng tính toán của nhóm cọc chịu tải trọng ngang được tính toán như sau:

QR = ϕ Qn = ηϕLΣ QL

Trong đó:

QL



= Sức kháng ngang danh định của 1 cọc đơn (N).



Trang: 116



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



Qn



= Sức kháng ngang danh định của nhóm cọc (N).



ϕL



= Hệ số sức kháng của nhóm cọc được quy định trong bảng10.5.4-2



η



= Hệ số hữu hiệu của nhóm cọc.



Sức kháng riêng của từng cọc phải được nhân với 1 hệ số hữu hiệu η như sau:

+



η = 0.75 cho đất rời.



+



η = 0.85 cho đất dính.

Phải lấy sức kháng ngang của nhóm cọc bằng tổng hệ số sức kháng của các cọc trong

nhóm.

7.10 Chuyển vị ngang đầu cọc:



Đã tính toán ở mục 7.5

Chuyển vị ngang không được vượt quá 38.10 -3m.

7.11 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng.



Do kè chịu lực nhỏ lại phân bố trên một chiều dài lớn. Nên độ lún không đáng

kể. Vì vậy ta không cần kiểm tra độ lún của móng cọc.

7.12 Tính toán và bố trí cốt thép trong cọc

7.12.1 Cốt thép dọc chịu lực:



φ



Dùng 8 25 làm cốt thép chịu lực chính (mặt cắt như hình vẽ).

7.12.2 Cốt thép đai chịu lực cắt:



Do chịu lực cắt nhỏ nên , nên không cần cường độ cốt đai chịu lực mà chỉ cần

bố trí theo yêu cầu cấu tạo.

Sử dụng cốt đai thường có đường kính là ϕ8 có bước cốt đai ở đầu cọc là a50,

100 cho đoạn tiếp và 150 cho đoạn giữa đầu cọc.

7.12.3 Bố trí đường hàn nối đầu cọc:



Cọc được nối tại các đầu cọc theo phương pháp hàn nối, các bản nối là 4 thanh

thép góc L-150x150x15 để táp vào 4 góc của cọc rồi sử dụng liên kết hàn để nối các

đầu cọc, ngoài ra để tăng liên kết hàn ta dùng 4 thép bản L-200x200x20 hàn vào đầu

nối của cọc (chi tiết cụ thể ở hình vẽ).



Trang: 117



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



7.12.4 Kiểm tra cọc khi vận chuyển, cẩu lắp và treo giá búa:

7.12.4.1Khi vận chuyển :



Để đảm bảo đk chịu lực tốt nhất khi vận chuyển và cẩu lắp thì vị trí móc câu

+

−

M max = M max

cần bố trí sao cho



Hình 7.5 Sơ đồ chịu lực khi cẩu cọc

Tải trọng phân bố đều:

q = Fx



γ bt



= 0,4x0,4x25000 = 4(KN/m)



Khoảng cách từ gối tựa đến mép cọc:

a = 0,207 xL = 0,207 x7,5= 1,5525m

Chọn a = 1,6m.

Mômen lớn nhất do cọc chịu:

Mmax = 0,043 ql2 = 0,043x4x7,52 = 9,675(KNm)

Kiểm tra lại điều kiện:

Do cốt thép đặt đối xứng →



Trang: 118



Fa = Fa ' =



39, 27

= 19,635(cm2 )

2



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: Th.s Lê Văn Thảo



M gh = 0,9ho Rct Fa = 0,9 × (40 − 6) × 10− 2 × 260000 × 19,635 × 10− 4 = 156,22( KNm)



⇒



Mmax=9,675(KNm)



<



Mgh=156,22(KNm)



Vậy đảm bảo yêu cầu khi vận chuyển.

7.12.4.2 Khi treo lên giá búa:



Ta tận dụng móc cẩu dùng làm móc treo giá búa, nên ta kiểm tra theo b = a =

1,6m

Mômen lớn nhất :



M max



⇒



q( L2 − 2ld − ld2 ) 4 × (7,52 − 2 × 1,6 − 1,62 )

=

=

= 25, 23( KNm)

8

8



Mmax= 25,23(Tm)



<



Mgh=156,22(Tm).



Vậy đảm bảo yêu cầu khi treo lên giá búa.

7.12.4.3 Chọn búa đóng cọc.



Chọn búa thường dựa vào tương quan giữa năng lượng xung kích và khả năng

chịu tải tính toán của cọc.



E ≥ 25Ptt

Trong đó:

E – Năng lượng xung kích của búa.

Ptt = 1858(KN) - Sức chịu tải tính toán của cọc.



→ E ≥ 25 × 1858 = 46450( KNm)

Vậy ta chọn búa Điêzen loại 5,5(T).

7.13 Tính toán và bố trí cốt thép cho tường chắn:



Nhận thấy trường hợp 1, khi ta chưa đắp đất và chịu sóng dương thì áp lực sóng

dương tác dụng lên tường chắn là lớn nhất. Ta lấy mômen tại cổ móng để tính toán cốt

thép.

Trang: 119