Bài giảng Nền móng - Chương 5: Móng cọc (Phần 3)

5.6. SỨC CHỊU TẢI CỦA NHÓM CỌC 
5.6.1. Khái niệm 
 Cọc th ư ờng làm việc theo nhóm 
 Do sự ảnh h ư ởng lẫn nhau của các cọc trong nhóm nên SCT của cọc trong nhóm sẽ khác với cọc đơ n 
W 
 Q P 
Phá hoại tr ư ợt ở mũi cọc 
Phá hoại cắt ở thành cọc 
 Q u 
Q u + W = Q P + Q s 
Q s 
5.6.2. CỌC Đ Ơ N 
Phá hoại cắt ở thành cọc 
T u - W = Q s,k < Q s,c 
Q s,k 
T u 
5.6.2. CỌC Đ Ơ N 
 Chồng ứng suất 
 Độ chặt t ă ng dần lên 
 Làm t ơ i đ ất 
 Vùng nền chồng lên nhau 
Đài cọc 
 Q ug 
Q ug n.Q up 
Q ug =  .n.Q up 
5.6.3. NHÓM CỌC 
 Loaïi ñaát 
Sét 
Cát 
Đá 
 Số l ư ợng cọc, n 
n = 5 x 5 = 25 
 Tỷ số S/D 
S 
D 
S/D th ư ờng > (2 – 3) 
Đài cọc 
5.6.4.HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
 Đất sét: 
 S t ă ng,  t ă ng 
 S opt = (2.5 – 3)D 
 Đất cát: 
 S t ă ng,  giảm 
 S opt = (3 – 6)D 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
n 1 
n 2 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
 Đất sét: 
 Công thức Converse-Labarre: 
L 
c s 
c b 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
Đài cọc 
L b ,B b 
Q BL = B b L b c b N c +2(B b +L b )Lc tb 
 Đất sét: 
 Móng khối: 
Q ug = min {nQ up ,Q BL } 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
 Đất cát: 
 Kháng mũi: ít ảnh h ư ởng, e = 1 
 Ma sát thành – cọc đ óng: 
 Cát rời và chặt vừa: e > 1 
 Vesic : e = 1.3 - 2 với S/D = 3 – 2 
 Cát chặt và rất chặt: có thể xẩy ra quá trình rời hoá theo thời gian 
 Ma sát thành – cọc nhồi: e = 1 
5.6.4. HIỆU ỨNG NHÓM, e (E,  ) 
 L ư u ý: 
 Với PP tính toán theo móng khối quy ư ớc trong TCVN thì việc tính toán hiệu ứng nhóm có thể không cần thiết, vì hiệu ứng này đ ã đư ợc xem xét trong hoạt đ ộng chung của các cọc và đ ất trong móng khối quy ư ớc 
L 
L qu 
B qu 
5.6. SỨC CHỊU TẢI CỦA NHÓM CỌC 
D 
Bài tập 5-9: 
 Biết: 
 L = 12m, D = 0.5 m, S = 3D 
 c U1 = 31.2 kPa, c U2 = 45 kPa 
  = 19.2 kN/m 3 ;  bt = 19.2 kN/m 3 
 Xác đ ịnh: 
 SCT của cọc và nhóm cọc 
L 
S 
L b = B b 
5.6. SỨC CHỊU TẢI CỦA NHÓM CỌC 
Bài tập 5-9: 
 Q up = Q p + Q s 
 Q p = 0.25 D 2 9c U2 = 0.25 *0.5 2 *9*45 = 79.52 kN 
 c U1 = 31.2 kPa = 0.938 ; L =12 m 
 Q s = *0.5*0.938*31.2*12= 551.64 kN 
 Q up = 631.16 kN 
 Q ug theo Converse-Labarre: 
 = 0.727 Q ug = n Q up = 0.727*9*631.16 = 4129.7 kN 
5.6. SỨC CHỊU TẢI CỦA NHÓM CỌC 
Bài tập 5-9: 
 Q ug theo móng khối: 
 Q BL = c U2 N c L b B b +2 c U1 (L b + B b )L= 
 = 45*9*(7*0.5) 2 + 2*0.938*31.2*2*7*0.5*12= 9877.87 kN 
 nQ up = 9*631.16 = 5680.44 kN 
 Q up = 5680.44 kN 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.1. Khái niệm: 
 Móng cọc bao gồm: Cọc và đ ài cọc 
 Móng cọc đ ài thấp: Đài cọc đ ặt trong đ ất và đ ộ sâu đ ặt đ ài thoả đ iều kiện áp lực ngang tác dụng lên móng cân bằng với áp lực đ ất tác đ ộng lên đ ài cọc các cọc trong móng chỉ chịu nén 
 Tính toán móng cọc gồm các b ư ớc: 
 Chọn loại cọc, kích th ư ớc cọc, xác đ ịnh SCT, số l ư ợng và bố trí cọc 
 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên các cọc trong móng 
 Kiểm tra nền đ ất d ư ới móng cọc (theo s ơ đ ồ móng khối quy ư ớc) 
 Tính toán đ ài cọc 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.2. Chọn đ ộ sâu đ ặt đ ài 
 FS =3 vì áp lực sau đ ài ch ư a đ ạt trạng thái bị đ ộng 
p a 
p p 
N 
M 
H 
D f 
 L ư u ý: Có thể không cần kiểm tra đ iều kiện này mà phân phối lực ngang lên các cọc Kiểm tra cọc chịu tải trong ngang 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.3. Tính số cọc và bố trí cọc 
 Loại và kích th ư ớc cọc (tiết diện, chiều dài) đư ợc chọn theo: 
 Điều kiện đ ịa chất công trình 
 Các loại cọc hiện hữu trên thị tr ư ờng 
 Các ph ươ ng tiện thi công hiện có 
 Giá thành các loại cọc 
 Tính SCT của cọc: 
 Giá trị nhỏ nhất đư ợc chọn đ ể tính s ơ bộ móng cọc 
 SCT sẽ đư ợc hiệu chỉnh sau khi thí nghiệm nén tĩnh và đ ộng 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.3. Tính số cọc và bố trí cọc 
 Số l ư ợng cọc: ư ớc l ư ợng 
 N tt – tải trọng thẳng đ ứng 
 k = 1 ÷ 1.5 – hệ số kể đ ến ảnh h ư ởng của mômen 
 Bố trí cọc: 
 Theo l ư ới tam giác hoặc HCN 
 Khoảng cách giữa các cọc: S= 3D – 6D 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.4. Kiểm tra tải trọng tác đ ộng lên cọc 
 Các giả thiết: 
 Tải trọng ngang do đ ất trên đ áy đ ài tiếp thu 
 Đài cọc tuyệt đ ối cứng 
 Toàn bộ tải trọng đ ứng truyền lên cọc, đ ất d ư ới đ áy đ ài không tiếp nhận tải trọng 
 SCT của cọc trong móng = SCT của cọc đơ n 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.4. Kiểm tra tải trọng tác đ ộng lên cọc 
 Tải trọng tác dụng lên cọc: 
 Ox, Oy- các trục quán tính chính trung tâm của tiết diện các đ ầu cọc 
 x i , y i – toạ đ ộ trọng tâm tiết diện cọc i 
 N, M x , M y – Tải trọng tác dụng tại trọng tâm của tiết diện các đ ầu cọc 
N 
M y 
x 
y 
1 
2 
3 
O 
N o 
M oy 
H o 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.4. Kiểm tra tải trọng tác đ ộng lên cọc 
 Điều kiện kiểm tra: 
 P max + W c ≤ P c = Q a 
 | P min | – W c ≤ P k – Nếu P min < 0 mới kiểm tra 
 W c – khối l ư ợng của cọc 
 P c , Q a – SCT nén cho phép của cọc 
 P k – sức chịu nhổ (kéo ) của cọc 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.4. Kiểm tra tải trọng tác đ ộng lên cọc 
 Với lực ngang H, còn có thể tính nh ư sau: 
 Truyền lực ngang từ chân cột xuống đ áy đ ài mômen tại đ áy đ ài t ă ng lên M = H.h d tính nh ư trên 
 Phân phối lực ngang trên đ ầu cọc H/n kiểm tra lực ngang cho phép; tính toán chuyển vị ngang, lực cắt, mômen trong thân cọc do tải ngang H/n gây ra theo lý thuyết cọc chịu tải ngang trong đ ất nền theo các mô hình nền 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.5. Kiểm tra móng khối quy ư ớc 
L 
 =0.25 tb 
L qu 
2L/3 
L qu 
 =30 o 
D f 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.4. Kiểm tra móng khối quy ư ớc 
 Coi móng khối quy ư ớc nh ư móng nông: 
 Kiểm tra đ iều kiện ứng suất 
 Kiểm tra đ iều kiện biến dạng 
L ư u ý: 
 Không chuyển lực ngang H ở chân cột xuống đ áy móng khối quy ư ớc 
 Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn đ ể kiểm tra 
L 
N 
M 
H 
L qu 
D f 
N + N 
M 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.6. Tính toán đ ài cọc 
 Đài cọc có thể là dạng đơ n, dạng b ă ng hoặc dạng bè 
 Tính toán chiều cao, cốt thép trong đ ài về nguyên tắc giống nh ư tính toán chiều cao và cốt thép cho thân móng đơ n với tải trọng tác dụng lên đ ài móng là phản lực các đ ầu cọc 
 Tính toán chiều cao theo đ iều diện chống đ âm thủng 
 Tính toán cốt thép theo M max . 
N tt 
h o 
45 o 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.6. Tính toán đ ài cọc 
N tt 
h o 
45 o 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.6. Tính toán đ ài cọc 
h o 
45 o 
h o 
45 o 
N tt 
M tt 
N tt 
M tt 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7.6. Tính toán đ ài cọc 
h o 
N tt 
M tt 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC 
5.7. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC