Bài giảng Nền móng: Chương 3 - Nguyễn Thanh Sơn

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

Thêm vào BST

Báo xấu

149
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Nền móng - Chương 3: Thiết kế xử lý nền đất yếu" cung cấp cho người học các kiến thức: Cọc cát, xác định số lượng cọc cát, nền nhân tạo, cọc vật liệu rời, gia tải trước, móng cọc,... 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 3 - Nguyễn Thanh Sơn

BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 1 Ki å tra Kiem t chieu hi à day d ø lôp lôù ñeä ñ äm catùt theo th ñieu ñi à kieä ki än: ò kích thöôùc lôùp ñeääm caùt döôùi moùng baêng bieát b = 1,6m Xaùc ñònh , ; σz + σbt ≤ Rñyytc trong ño: ñoù: Rdy = Pgh Fs hm = 1,2m. Toå hôï To hôp p tai taûi troï trong ng tieu tieâu chuan chuaån taï taii möc möùc maët ñat: ñaát: σbbt: öùng suaát thaúng ñöùng do troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaát treân ñaùy moùng vaø cuûa ñeäm caùt taùc duïng treân maët lôùp ñaát yeáu: N0tc = 10 T/m ; M0tc = 2 Tm/m vaø Q0tc = 1 T/m L ùp ñaá Lôù ñ át döôù d ùi moùùng laø l ø lôù l ùp seùùt deû d ûo nhaõ h õo coùù tính í h chaá h át nhö h sau: b = γ1 . hm + γ2 . hñ σbt σ bt = 1,8 1 8 ×1, 1 2 + 1,9 8 ≅ 55, 6 T / m 2  1 9 ×11,8 → γ1 = 1,8 T/m3 ; c = 1,2 T/m2 ; ϕ = 50 σz: öng öùng suat suaát do cong coâng trình gay gaây nen, neân truyen truyeàn tren treân maët lôp lôùp ñat ñaát yeu, yeáu Vaät lieäu ñeäm caùt: Caùt vaøng haït trung ñaàm ñeán chaët vöøa coù γñ = döôùi ñaùy ñeäm caùt. 1,9 , T/m3 σz = Kz x σgltb Lôøi giaûi: σgltb: öng öùng suat suaát gaâ gayy luù lunn taï taii ñaù ñayy moù mong: ng: Giaû söû choïn chieàu daøy lôùp ñeäm caùt: hñ = 1.8m 1.6m Kz: heä soá (tra baûng) xeùt ñeán söï thay ñoååi öùng suaát theo chieàu Ptxmin = ???? Ntc saâu, phuï thuoäc vaøo tyû soá: Mtc M ët ñaá Maë ñ át töï nhieâ hi ân Ptxmax = ???? z 1,8 x 0 ptxmax = = 1,125 vaø = =0 hm = 1.2m b 11, 6 b 1 1, 6 ptxt min x z: chieàu saâu keå töø ñaùy moùng ñeán ñieåm ñang xeùt öùng suaát. hñ = 1.8m α Tra baûng → Kz = 0.50 5,6 T/m2 2,6 T/m2 σz = 0,50 x 6,5 = 3,28 [T/m2] z Vaäy öùng suaát taïi beà maët lôùp ñaát yeáu taïi taâm moùng: N 10 6 5 T / m 2  p gl = tc + γ tb . hm − γ 1.hm = F 1, 6 + 2 ×1, 1 2 − 1,8 1 8 ×1, 1 2 = 6,5 σz + σbt = 3,3 33+55,6 6=8 8,9 9 [T/m [T/ 2]
Ñeåå tính söùc chòu taûi giôùi haïn taïi beà maët lôùp ñaát yeáu ta taïo khoái Ta ñöôïc: moùng quy öôùc vôùi beà roäng nhö sau: Pgh = 0,5 0 5 × 00,55 × 1,8 1 8 × 3, 1 6 × (1, 3 68 + 1, 1 2 × 1,8 1 8 + 1,8 1 9 ) + 7,3 1 8 ×1,9 7 3 × 1, 12 Bñ = b + 2. hñ.tgα = 1,6 + 2 x 1,8 x tg300 = 3,68 [m] = 1,, 66 + 8,93 , T 2  , + 8,, 76 = 19,34 α coùù theå th å laá l áy baè b èng goùùc ma saùùt trong t cuûûa ñeä ñ äm caùùt. Vôùi caùùt vaøøng  m  haït trung ñaàm ñeán chaët vöøa ϕ coù theå laáy baèng 300. Pgh 19,34 , hqö = hm + hñ = 1,2 + 1,8 = 3,0 [m] R dy = = 9 67 T 2  = 9, Fs 2  m  Söùc chòu taû Söc taii cua cuûa nen neàn theo cong coâng thöù thöcc Terzaghi: S sanh: So ù h Pgh = 0,5 × N γ × γ × b + N q × q + N c × c σz + σbt = 8,9 , [T/m [ / 2] ≤ Rñytc = 9,67 , [[T/m / 2] Vôùi ϕ = 50 tra baûng ta coù: Nγ = 0,5 ; Nq = 1,6 ; Nc = 7,3 Vaäy chieu chieàu day daøy ñeäm caù catt hñ = 1,8m la laø hôï hôpp ly. lyù. Thay soá: 3 3 COÏ 3.3. COCC CAT CAÙT 3 3 2 Cô che 3.3.2. h á nen ù chaë h ët cua û coïc catùt 3.3.1. Phaïm vi aÙp duïng Giam Giaûm heä so soá rong roãng ban ñau ñaàu e0 ve veà heä so soá rong roãng thiet thieát ke keá etk (heä so soá Khi lôùp ñaát yeáu caàn gia coá daøy hôn 3m, thì neân duøng coïc caùt ñeåå roãng mong muoán sau xöû lyù). gia coá neàn. Coïc caùt thi coâng ñaûm baûo yeâu caàu kyõ thuaät thì raát toát vì noù coù caùc taùc duïng sau: Giaû thiet: Gia thieát:  Thoaùt nöôùc loã roãng, taêng nhanh quaù trình coá keát, laøm cho  Heä soá roãng giaûm ñeàu (ñaát ñöôïc leøn chaët ñeàu giöõa caùc coïc coâng trình luùn nhanh ñeán oån ñònh. caùùt); )  EÙp cchaëaët neàe n ña ñaát, laøa m cchoo cöô cöôøng ñoä cua cuûa ña ñaát neàe n taêa ng leâe n.  Theå tích loã roãng giaûm trong khi theå tích haït khoâng ñoåi; Trong nhöõng tröôøng hôïp sau ñaây thì khoâng neân duøng coïc caùt:  Ñoä aåm khoâng ñoåi trong quaù trình leøn chaët; Ñatt qua Ñaá quaù nhao yeáu (e > 1.1; nhaõo yeu 1 1; IL > 1; E0 < 3MPa), 3MPa) löôi löôùi coï cocc cat caùt  Ñaát khong Ñat khoâng troi troài len leân maët ñat; ñaát; khoâng theå leøn chaët ñöôïc ñaát.  Chieààu daøy lôùp ñaáát yeááu nhoûû hôn 2m.
3 3 3 Ñaëc tröng cua 3.3.3. cuûa coï cocc cat caùt 3 3 4 Tính toan 3.3.4. toaùn coï cocc cat caùt a. Xaùc ñònh dieän tích neàn ñöôïc neùn chaët baèng coïc caùt  Ñöông Ñöôø ng kính coïcocc cat: caùt: phuï phu thuoäc vao vaøo ñöông ñöôøng kính ong oáng thep, theùp, tính chaát neùn luùn cuûa ñaát Φ = 400→600. Goïi eo: heä soá roãng töï nhieân cuûa ñaát neàn.  Chieu Chieà u dai daøi coï cocc cat: caùt: L = min {Ha, hñy – hm}. } Trong ño ñoù Ha lalaø 0 2b 0,2b chieàu saâu aûnh höôûng luùn. hñy : chieàu daøy lôùp ñaát yeáu caàn xöû lyù. Chuù yyù: Chu a + 0,4b b Fnc a  Neáu ñoä saââu aûnh höôûng luùn vöôït quaù phaïm vi lôùp ñaát yeáu (hñy - hm ≤ Ha): chææ caààn xöûû lyù ñeáán heáát lôùp ñaáát yeááu;  Khi beà daøy lôùp ñaát yeáu lôùn hôn phaïm vi chieàu saâu aûnh 0,2b höôûng luùn (hñy - hm ≥ Ha): chæ caàn xöû lyù ñeán heát phaïm vi aûnh 0,2b b 0,2b höôûng luùn Ha. 1 4b 1,4b Boá trí coïc caùt vaø dieän tích phaïm vi neùn chaët a. Xac Xaùc ñònh dieän tích nen neàn ñöôï ñöôcc nen neùn chaët bang baèng coï cocc cat caùt -tieá tiep p- b. Xac Xaùc ñònh khoang khoaûng cach caùch coï cocc cat caùt Theo kinh nghieäm thieát keá, chieàu roäng maët baèng cuûa neàn neùn  Theo löôùi cuûa hình tam giaùc ñeàu, caïnh L: chaët thöông thöôøng lay laáy lôn lôùn hôn chieu chieàu roäng mong moùng ve veà cac caùc ben beân la laø ≥ 0.2*b. Vuøng ñaát trong phaïm vi tam giaùc  Dieän tích cua cuûa nen neàn ñöôï ñöôcc nen neùn chaët bang baèng coï caùt Fnc co cocc cat, coù the theå tính goïïi laø moäät ñôn nguyeâ ñeàu g g y n xöû lyùy . L L Vuøng neùn chaët theo coâng thöùc sau: Dieän tích neùn chaët Fnc: Fnc = 1.4*b*(a 1 4*b*(a + 0 0.4*b) 4*b) 1 2 3 2 Fnc = L sin 60° = L Coïc caùt Trong ñoù: 2 4 L ds a, b: chieààu daøøi, chieààu roäng ñaùùy moùùng. Dieän tích coïc caùt caàn cheøn vaøo Fc:  Tyû leä dieän tích tieát dieän cuûa taát caû caùc coïc caùt, Fc ñoái vôùi dieään tích ñaát neàn ñöôïïc neùn chaëët, Fnc ñöôïïc xaùc ñònh ò nhö sau: e −e  e −e  3 2 1  π × ds 2  F e −e e −e  Fc =  0 nc  Fnc =  0 nc  × L Fc =   f = c = 0 nc Fc =  0 nc  Fnc  1 + e0   1 + e0  4 2  4  Fnc 1 + e0  1 + e0  (*) (**)
b. Xac Xaùc ñònh khoang khoaûng cach caùch coï cocc cat caùt -tieá tiepp- Töø (*) vaø (**) ta suy ra:  Theo löôùi oâ vuoâng, caïnh laø L: Khoaûng cach Khoang caùch giöa giöõa cac caùc coï cocc cat caùt co coù the theå xac xaùc ñònh theo cong coâng thöc: thöùc: Vuøng Vuøng ñaát trong phaïm vi tam giaùc neùn 1 + eo goïïi laø moäät ñôn nguyeâ ñeàu g g y n xöû lyùy . L chaët L = 0,952 0 952 d s eo − e nc Dieän tích neùn chaët Fnc: Cocc cat Coï caùt L Nhö vaäy: Neáu ta choïn tröôùc khoaûng caùch giöõa caùc coïc L thì vieäc Fnc = L2 ds xöû ly xö lyù se seõ lam laøm heä so soá rong roãng cua cuûa nen neàn giam giaûm xuong xuoáng gia giaù trò enc: Di än tích Dieä tí h coïc catùt caààn chen h ø vaoø Fc:  d s2  d s2 e −e  e −e   π × ds2  enc = eo  1 − 0,906 2  − 0,906 2 Fc =  0 nc  Fnc =  0 nc  × L2 Fc =   L L  1 + e0   1 + e0   4     (*) (**) c. Xac Xaùc ñònh heä so soá roã rongng enc cua cuûa ñaá ñatt sau khi ñöôï ñöôcc nen neùn chaët Töø (*) vaø (**) ta suy ra: baèng coïc caùt Khoaûng cach Khoang caùch giöa giöõa cac caùc coï cocc cat caùt co coù the theå xac xaùc ñònh theo cong coâng thöc: thöùc:  Vôùi ñaát rôøi sau khi neùn chaëët baèng coïïc caùt heää soá roãng enc ñöôïc xaùc ñònh: 1 + eo enc = emax - D(emax - emin L = 0,886 0 886 d s i ) eo − e nc Trong ñoù D (ñoä chaët cuûa neàn ñaát) = 0,7 - 0,8 vôùi ñaát rôøi Nhö vaäy: Neáu ta choïn tröôùc khoaûng caùch giöõa caùc coïc L thì vieäc  Coù theå choïn enc ≈ (0,65 ÷0,75)e0 xöû ly xö lyù se seõ lam laøm heä so soá rong roãng cua cuûa nen neàn giam giaûm xuong xuoáng gia giaù trò enc: Trong ñoù e0 laø heä soá roãng ban ñaàu cuûa neàn ñaát  d s2  d s2  Thoâng soá cuûa coïïc caùt coù theå laáy enc = eo  1 − 0, 786 2  − 0, 786 2  L L ϕ = 35° ÷ 38°; Eoc = 30000 ÷ 40000 (kPa);   γc = 18 ÷ 20 (kN/m3).
3. Xaùc ñònh soá löôïng coïc caùt BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 2 Soá löôïng coïc caùt caàn thieát laø: Thieát keá moùng döôùi coäät tieát dieään 30cmx40cm. Toå hôïïp taûi troïïng tieâu Fnc e −e ns = × 0 nc ds: ñöôøng kính coïc caùt. chuaån taïi möùc maët ñaát: π d s 1 + e0 2 N0tc = 90 T ; M0tc = 8 Tm va vaø Q0tc = 1 1,2 2T 4 Lôùp ñaát döôùi moùng laø lôùp caùt pha buïi daøy 20m. Döôùi lôùp caùt pha Löu y: yù: So Soá löôï löông ng coc coïc caù catt co coù the theå tính theo coâ cong ng thöc thöùc sau: buii la buï laø lôp lôùp set seùt pha nhao. nhaõo ns = N/qs Ñaëc tröng lôùp caùt buïi: γ = 1,8 T/m3 ; c ≈ 0 T/m2 ; ϕ = 200 ; Δ = 2,65 ; W = 30% ; emax = 0,96 ; emin = 0,56 ; qc = 30 kG/cm2. N: toång taûi troïng cuûa coâng trình. qs: söc söùc chòu tai taûi cua cuûa coï cocc cat, caùt xac xaùc ñònh theo cong coâng thöc thöùc cua cuûa Bengt Lôøi giai: Lôi giaûi: Brome (Thuïy Ñieån), Ls: chieu hi à dai d øi coïc cat. ùt qs = (πdsLs + 2.25πds2)cu cu: löïc dính khoâng thoaùt nöôùc cuûa ñaát neàn. Giaû sö Gia söû bo boá trí coï cocc theo löôi löôùi tam giac giaùc ñeu: ñeàu: Xaùc ñònh traïng thaùi lôùp caùt buïi döïa vaøo ñoä chaët: Heä soá roãng cuûa ñaát rôøi sau khi neùn chaët baèng coïc caùt: γh γ 2,65 6 e= −1 γk = e= − 1 = 0,92 enc = emax - D(emax - emin) = 0,96 - 0,75(0,96 - 0,56) = 0,66 γk 1+W 1,38 Khoaûng caùch toái ña giöõa caùc coïc caùt xaùc ñònh theo coâng thöùc: e −e 0,96 − 0,92 D r = max = = 0,1 Caùt ôû traïng thaùi emax − emin 0 96 − 0,56 0,96 0 56 rôøi 1 + eo 1 92 1,92 L = 0,952 d s = 0,952 × 0, 4 = 1, 03 m eo − e nc 0,92 − 0, 66 WΔ 0,30.2, , , 65 Ñoä baõo G = bao = = 0,864 0 864 e.Δ n 0,92.1 Choïn khoaûng caùch giöõa caùc coïc L = 1,0m hoøa: Xaùc ñònh cac Xac caùc ñaëc tröng cua cuûa nen neàn sau xö xöû ly: lyù: G = 0,864 > 0,8 → traïng thaùi baõo hoøa nöôùc. Dieän tích coïc caùt: Fc = 0,1257 m2 Löa Löïa choï cho giai giaûi phap phaùp gia co coá nen neàn bang baèng coï cocc cat. caùt Dieän tích ñôn nguyeân xöû lyù Fnc = 0,433 m2
 Moâ ñun bieán daïïng chung g cuûa neàn, E0ch: Gi û thiet Gia thi át mong ù coù kích kí h thöôc: thöôù b = 2.0m 2 0 vaø hm = 1.5m 15 E0ch = (1 - f)E0 + f.E0c Ñoä leäch taâm cuûa taûi troïng Fc 0,1257 0 1257 Trong ñoù f goïi laø tyû dieän tích xöû lyù: f = = = 0, 29 M 0tc + Q . hm F nc 0, 433 9,2 e= = 0,1 l = αb = 2,4m E0 = α.q qc = 3 x 300 = 900 (kN/m2) N tc 0 110 E0ch = (1 - 0,29).900 + 0,29. 30000 = 9339 kPa. AÙùp löïc tieáp xuùc taïi ñaùy moùng: Choïn E0ch = 9300 kPa  Goc Goùc ma sat saùt trong, trong ϕchh: ϕchh = (1 - f)ϕ + f. f ϕc ptb = p tx = N 0tc l ×b + γ tb . hm = 90 2 0 × 2, 2, 24 ( + 2 ×1, 5 = 21, 75 T 2 m ) ϕch = (1 - 0,29).20 + 0,29. 35 = 250 . Choïn ϕch = 250 pmax = p tb + M xtc Wx = 21, 75 + 9, 2  2 × 2, 2 42  = 26, 54 T 2 m ( )  Troïng löôïng rieâng cuûa ñaát sau khi neùn chaët:  6    Δγ n (1 + W ) 2, 2 65 ×1 × ( 1 + 00, 3 ) 9,, 2 ( ) tc ( ) Mx pmin = p tb − = 21, 21 75 − = 16 16, 96 T 2 γ nc = = = 2, 08 T 3 Wx  2 × 2, 4 2  m 1 + enc 1 + 0, 66 m  6   Xacù ñònh X ñò h söc öù chòu hò taû t ûi giôi iôùi haï h n pgh cuûûa neààn ñaá ñ át theo th coââng thöc thöù cuûûa So saù sanh: nh: Terzaghi. ptb = 21,75 (T/m2) ≤ Rñ = 25 (T/m2) 1 pmax = 26,5 (T/m2) ≤ 1,2Rñ = 30 (T/m2) pgh = n γ × Nγ × b × γ + n q × N q × q + nc × N c × c 2 Vaäy kích thöôùc ñaùy moùng laø l x b = 2,4m x 2,0m laø hôïp lyù. Vôùi ϕ = 250 tra baûng: Nγ = 9,7 ; Nq = 12,7 ; Nc = 25,1  Xaùc ñònh soá löôïng coïc caùt: Thayy soá: Dieän tích can caàn nen neùn chaët roäng hôn ñay ñaùy mong, moùng tam taâm hang haøng coï cocc bien bieân pgh = 0,5 × 0,83 × 9, 7 × 2, 0 × 2, 08 + 1, 0 × 12, 7 × 1,8 × 1,5 + 1,17 × 25,1 × 0 caùch meùp moùng ≥ 0,2b veà moãi phía: Fnc ≥ 1,4 1 4 x 2 x (2,4 (2 4 + 0,4x2) 0 4x2) = 8,96 8 96 (m2) = 51 T ( m) 2 Fnc e0 − enc 8,96 0,92 − 0, 66 ( ) 50 ns ≥ × = × = 9, 6 coï cocc Suy ra söùc chòu taûi cho pheùp cuûa neàn: Rd = = 25 T 2 πd 2 s 1 + e0 π × 0, 4 2 1 + 0,92 2 m 4 4
Maët ñaát töï nhieân Xaùc ñònh chieu Xac chieàu sau saâu nen neùn chaët: pgl b ω (1 − μ o2 )  1500 Chieàu saâu neùn chaët ôû ñaây laáy baèng chieàu daøy vuøng chòu neùn, aùp S = 300 duïng phöông phaùp lôùp töông ñöông: Eoch 3 6500 Giaû thiet Gia thieát mong moùng tuyeät ñoá ñoii cöng: cöùng: l/b = 1 1,2 2 vaø va μ = 0,25 0 25 ÖÙng suaát gaây luùn: 000 50 pgl = ptb − γ .hm = 21,75 − 1,8.1,5 = 19,1 T 2  Aωconst = 1,08  m  Chieàu daøy lôùp töông ñöông laø: hs =1,08.2 = 2,16m Thay soá: 96 × (1 − 00, 25 2 ) 400 500 Chieààu daøy vuøng chòu neùn keåå töø ñaùy moùng: 191 × 2, 2 0 × 00,96 500 S = 9300 1000 H = 2. hs = 2.2,16 = 4,32m ≈ 4,5m Chon Choïn H = 5,0m 2000 = 0, 037 [ m ] = 3, 7 [ cm ] 1000  Döï baùo ñoä luùn cuûa neàn sau khi gia coá baèng coïc caùt 500 500 900 900 900 900 2400 Chöông 3 3.4.2. Nhöõng moái q quan heää cô baûn NEÀN NHAÂN TAÏO  Vuøng ñaát chòu aûnh höôûng xung quanh coïc vaät lieäu rôøi ñöôïc coi gaàn ñung gan baèng dieän tích hình tron ñuùng bang troøn töông ñöông. ñöông 3.4. COÏC VAÄÄT LIEÄÄU RÔI ÔØ (The sand compaction pile - SCP)  Ñoái vôùi caùc coïc vaät lieäu rôøi boá trí theo sô ñoà tam giaùc ñeàu, 3.4.1. Khai Khaùi nieäm hình tron troøn töông ñöông co coù ñöông ñöôøng kính hieäu quaquaû la: laø:  Coïc vaät lieäu rôøi laø loaïi coïc caáu taïo baèng ñaù rôøi hoaëc caùt ñaët De = trong ñat ñaát tham gia cungcuøng ñat ñaát nen neàn chong choáng ñô ñôõ tai taûi troï trongng cong coâng trình. trình 1.05S  Coïc vaät lieäu rôøi ñöôïc duøng ñeå gia cöôøng caùc loaïi ñaát yeáu  Theo sô ñoà hình vuoâng: khoâng ñu khong ñuû kha khaû nang naêng chòu tai taûi hoaëc bien bieán daï dang ng qua quaù lôn lôùn khi chòu tai taûi De = 1.13S 1 13S → taêng khaû naêng chòu taûi cuûa hoãn hôïp ñaát vaø coïc vaät lieäu Trong ñoù: rôøi rôi. S : khoaûng caùch giöõa caùc coïc vaät lieäu rôøi.  Kích thöôùc coïc, D ≥ 300. Truï ñat Tru ñaát hon hoãn hôï hôpp co coù ñöông ñöôøng kính De gom goàm ñat ñaát chòu anh aûnh höông höôûng xung 3.4.2. Nhöõng moái quan heä cô baûn quanh vaø moät coïc vaät lieäu rôøi ñöôïc xem laø moät ñôn nguyeân.
3.4.2. Nhöõng moái q quan heää cô baûn 3.4.2. Nhöõng moái q quan heää cô baûn σ σs Ac Tyû dieän tích thay theá: σc As As as = SCP As + Ac 2 S cu cu cu D SCP as = C1   Moät ñôn S g y n nguyeâ Trong ño: ñoù: C1: haèng soá phuï thuoäc daïng boá trí coïc vaät lieäu rôøi. De σ* σ* σ* N áu boá Neá b á trí hì h vuoââng: C1 = π/4 t í hình /4 Ñôn nguyeân coïc - vuøng ñaát aûnh höôûng vaø phaân phoái öùng suaát π Neáu bo Neu boá trí hình tam giac giaùc ñeu: ñeàu: C1 = As: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc vaät lieäu rôøi. 2 3 Ac: dieään tích tieát dieään ngang g g cuûa ñaát yyeáu xung g q quanh coïïc vaäät  Söï phaân boá öùng suaát trong phaïm vi moät ñôn nguyeân ñöôïc lieäu rôøi. bieåu thò baèng heä soá taäp trung öùng suaát, η = σs/σc 3.4.2. Nhöõng moái q quan heää cô baûn 1 − sin ϕ s σs = ≤ σ c + 2c Trong ñoù: 1 + sin ϕ s σs: öùng suaáát taùc ñoäng treân coïc vaät lieäu rôøi. Löu yù: σc: öùng suaát taùc ñoäng treân ñaát yeáu xung quanh coïc vaät lieäu rôøi. ϕs: goùc ma saùt trong cuûa coïc vaät lieäu rôøi.  ÖÙng suaát trung bình: σ = σsas + σc(1 - as) c: löïc dính cuûa ñaát xung quanh coïc vaät lieäu rôøi.  Quan heä Q h ä giöa iöõ öng öù suatát trung t bì h öng bình, öù suatát tac t ù ñoä ñ äng len l â coïc  ÖÙng suat Öng suaát taï taii chan chaân coï rôøi σ* = 9cu cocc vaät lieäu rôi, vaät lieäu rôøi vaø öùng suaát treân ñaát yeáu xung quanh coïc: (cu: löïc dính khoâng thoaùt nöôùc cuûa ñaát quanh coïc). Heä soá taäp trung öùng suaát, η σ μc: yeáu toá giaûm öùng suaát, μc ≤ σc = = μc σ 1 + (η − 1) as  Tyû dieän tích, as Ty Heä so, soá, η 1 as < 0.4 3 ησ μs: yyeáu toá taêng öùng suaát, μs ≥ 1 0.4 ≤ as < 0.7 2 σs = = μs σ 1 + (η − 1) as  as ≥ 0.7 1
3.4.3. Khaû naêng chòu taûi giôùi haïn cuûa nhoùm coïc vaät lieäu rôøi 3.4.3. Khaû naêng chòu ò taûi g giôùi han ï cuûa nhoùm cocï vaäät lieääu rôøi B  Theo Barsdale, Bachus (1983), khaû naêng chòu taûi giôùi haïn, qu: Caùc gia Cac giaû thiet: thieát: Goùc ma saùt trong cuûa ñaát dính  q u = σ 3tg 2 β + 2c tb tg β xung quanh coï cocc vavaø löï löcc dính B trong coïc vaät lieäu rôøi laø khoâng Caùc thoâng soá: ñaùng ke. ñang keå qu Cöôøng ñoä cuûa coïc vaät lieäu rôøi γ c B tg β  σ 3 = γ c hm + + 2cu vaø cua va cuûa ñat ñaát dính ñöôï ñöôcc huy ñoäng β 2 σ3 khi tham gia chòu taûi. ϕtb β = 450 + B.ttgβ 2 ϕtb = tg ( μ s as tgϕ s ) −1 Neàn cöùng Cô cheá tham gia chòu taûi cuûa coïc ctb = (1 − as ) cu vaät lieäu rôøi 3 4 4 Ñoä lun 3.4.4. luùn cua cuûa hon hoãn hôï hôpp ñat ñaát - coï cocc vaät lieäu rôi rôøi Trong ñoù: Phöông phaùp tính luùn cuûa moùng ñaët treân neàn hoãn hôïp ñaát - coïc σ3: aùp löïc bò ñoäng cuûa ñaát neàn leân maët beân cuûa neâm tröôït. vaät lieäu rôi rôøi nhö la laø nen neàn töông ñöông ñong ñoàng nhat nhaát co coù ty tyû leä giam giaûm ñoä β: goùc nghieâng cuûa maët tröôït. luùn, μc nhö sau: ctb: löï löcc dính trung bình cua cuûa hon hoãn hôï hôpp ñat ñaát - coï cocc tren treân be beà maët tröôï tröôtt. 1 γc: dung troïng baûo hoøa hoaëc dung troïng aåm cuûa ñaát dính.  Khi as < 0.5, S = S0 μc = S0 1 + (η − 1) as B: chieu chieàu roäng mong. moùng hm: ñoä saâu choân moùng.  Khi as ≥ 0.5, S = S0 (1 − as ) cu: löïc dính khoâng thoaùt nöôùc cuûa ñaát quanh coïc. ϕs: goùc ma saùt trong cuûa vaät lieäu rôøi. Trong ñoù: ϕtb: goùc ma saùt trong trung bình cuûa hoãn hôïp ñaát - coïc. S: ñoä luùn cuûa hoãn hôïp ñaát - coïc vaät lieäu rôøi. S0: ñoä luùn cuûa neàn ñaát chöa caûi taïo.
3 4 4 Ñoä lun 3.4.4. luùn cua cuûa hon hoãn hôï hôpp ñat ñaát - coï cocc vaät lieäu rôi rôøi 3 5 GIA TAI 3.5. TAÛI TRÖÔC TRÖÔÙC  Toác ñoä taêng löïc dính cuûa ñaát, Ñoä luùn do bieán daïng neùn coá keát cuûa neàn ñaát thöôøng gaây ra nhöõng hö hoûng cho neàn moùng vaø coâng trình. sin ϕcu θ= Ñeå giaûm nguy cô naøy, thöôøng aùp duïng bieän phaùp gia taûi treân i ϕcu 1 − sin neàn ñaát ñeå taïo ñoä luùn tröôùc, roài dôõ taûi ñi vaø tieán haønh xaây döïng coâng trình. Loaïi ñaáát θ  Neàn caùt rôøi: ñoä luùn döôùi taùc ñoäng cuûa vieäc gia taûi dieãn ra Ñaát dính 0.30 ÷ 0.45 trong g vaøi tuaàn hoaëëc vaøi thaùng g. Buøn caùt 0.25 ÷ 0.40  Neàn seùt yeáu: ñoä luùn döôùi taùc ñoäng cuûa vieäc gia taûi dieãn ra Ñaát ñaép 0.20 ÷ 0.35 trong vai vaøi nam naêm hoaëc vai vaøi chuï chucc nam. naêm. Trong tröông tröôøng hôï hôpp nay naøy ñe ñeå rut ruùt Than buøn 0.35 ÷ 0.50 ngaén thôøi gian coá keát, caùc thieát bò thoaùt nöôùc thaúng ñöùng thöôøng ñöôï thöông duøng nhö gieng ñöôcc dung gieáng cat, caùt, bac baác tham,…v.v. thaám,…v.v. Toác ñoä taêng löïc dính, θ 3 5 GIA TAI 3.5. TAÛI TRÖÔC TRÖÔÙC 3 5 GIA TAI 3.5. TAÛI TRÖÔC TRÖÔÙC Phöông trình vi phaân coá keát thaám theo phöông thaúng ñöùng: Cvz t  Nhan Nhaân to toá thôi thôøi gian: Tvz = ∂u ∂ 2u H2 = Cvz 2  Vì quaù trình coá keát dieãn ra theo söï phaân taùn aùp löïc nöôùc loã ∂t ∂z roãng thaëng dö, Δu neân ñoä coá keát Uz = f(Tvz), tra baûng hoaëc xaùc Cvz: heä soá coá keát theo phöông ñöùng Δp ñònh theo lôøi giaûi gaàn ñuùng cuûa Casagrande, Taylor. k z (1 + e) Cvz = π  Uz  2 avγ w  Khi Uz < 60%: Tvz =   σ’(z,t) (z t) 4  100  h =2H u(z,t) ( ) σ(z,t)  Khi Uz ≥ 60%: Tvz = 1.781 − 0.933log (100 − U z ) Löu yù: z Uz = St/St=∞ ≥ 0.9 0 9 (90%) → ñaï ñ t yeââu caààu. Sô ñoà phaân taùn aùp löïc nöôùc loã roãng theo thôøi gian do coá keát
3.5.2. Gia tai taûi tröôc tröôùc ket keát hôï hôpp thieá thiett bò thoat thoaùt nöôc nöôùc theo phöông thang thaúng ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD) Caùt Cat Thoaùt nöôùc thang thaú ñöng ng ñöù ng Seùt Seùt yeáu yeáu Thoaùt nöôùc naèm ngang Gieáng caùt Neàn khoâng Vuøng xaùo ñoäng thaám Sô ñoà nguyeân lyù thoaùt nöôùc thaúng ñöùng baèng gieáng caùt
3.5.2. Gia tai taûi tröôc tröôùc ket keát hôï hôpp thieá thiett bò thoat thoaùt nöôc nöôùc theo phöông thang thaúng 3.5.2. Gia tai taûi tröôc tröôùc ket keát hôï hôpp thieá thiett bò thoat thoaùt nöôc nöôùc theo phöông thang thaúng ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD) ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD) a Khong a. Khoâng xet xeùt vung vuøng xao xaùo ñoäng xung quanh SD a Khong a. Khoâng xet xeùt vung vuøng xao xaùo ñoäng xung quanh SD Δp Söû duïng sô ñoà bieán daïng ñeàu nhau, caùc giaû thieát: r  Ñeäm caùt seõ caân baèng ñaùng keå caùc bieán daïng khoâng ñeàu 2 2r nhau. Kz Gieáng caùt Chieàu daøy ñeäm caùt, hñ = S + (0.3 ÷ 0.5m) h =2H Kr 2R S ñoä S: ñ ä luù l ùn cuûûa neààn khi chöa hö coùù gieá i áng caùùt. Kz  Trong quaù trình neùn chaët neàn ñaát, ñoä luùn thöïc teá laø ñeàu nhau. z Sô ñoà ño gia taû taii tröôù tröôcc ket keát hôp hôïp thieá thiett bò thoaù thoatt nöôù nöôcc thang thaúng ñöù ñöng ng la laø gieng gieáng cat caùt  Sô ñoà tính toaùn pphuø hôïp vôùi ñieàu kieän laøm vieäc cuûa neàn ñaát yeáu baûo hoaø nöôùc, neùn luùn maïnh. Phöông trình vi phan phaân coá co ket keát tham thaám ñöôï ñöôcc sö söû duï dungng cho cac caùc bien bieán 3.5.2. Gia tai taûi tröôc tröôùc ket keát hôï hôpp thieá thiett bò thoat thoaùt nöôc nöôùc theo phöông thang thaúng daïng ñeàu nhau khoâng coù vuøng xaùo ñoäng. ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD)  Phaà Ph àn thaá th ám xuyeâân taâ t âm: a Khong a. Khoâng xet xeùt vung vuøng xao xaùo ñoäng xung quanh SD ∂u  ∂ 2u 1 ∂u  Sau khi ket keát hôï hôpp hieäu qua quaû thoat thoaùt nöôc nöôùc theo hai phöông, nhaän ñöôï ñöôcc = Cvr  2 +  lôøi giaûi cuûa N. Carillo (1942) cho ñoä coá keát toång hôïp Uzr: ∂t  ∂r r ∂r  Uzr = 1 - (1 - Ur)(1 - Uz)  Phaàn thaám thaúng ñöùng: Trong ñoù: Uz: ñoä coá keát theo phöông thaúúng ñöùng. ∂u ∂ 2u = C vz 2 Ur: ñoä coá keát theo phöông xuyeân taâm (phöông ngang). ∂t ∂z Lôøi giaûi caùc phöông trình treân döïa treân ñònh lyù phaân chia doøng chaûy cuûa N. Carillo vaø phöông phaùp tích phaân xaùc ñònh.
3.5.2. Gia tai taûi tröôc tröôùc ket keát hôï hôpp thieá thiett bò thoat thoaùt nöôc nöôùc theo phöông thang thaúng Theo R.A. Barron (1948): ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD) a Khong a. Khoâng xet xeùt vung vuøng xao xaùo ñoäng xung quanh SD  8Tvr  −  Trong ñoù: Ur = 1 − e  Fn  R: baùn kính vuøng aûnh höôûng cuûa SD. r: ban baùn kính SD. SD C t Tvr = vr 2 d: ñöôøng kính SD, d = 200 ÷ 600 De De: ñöông ñöôøng kính ñôi ñôùi anh aûnh höông höôûng cua cuûa SD. SD 2 2 n 3n − 1 Khi boá trí SD theo löôùi oâ vuoâng: De = 1.13L1 Fn = 2 ln (n ) − • n −1 4n 2 • Khi boá trí SD theo löôùi tam giaùc ñeàu: De = 1.05L2 D R n= e = d r 3.5.2. Gia tai taûi tröôc tröôùc ket keát hôï hôpp thieá thiett bò thoat thoaùt nöôc nöôùc theo phöông thang thaúng Ñoä lun luùn do co coá ket keát sau thôi thôøi gian t: ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD) St = Sp Uzr a Khong a. Khoâng xet xeùt vung vuøng xao xaùo ñoäng xung quanh SD Sp - ñoä luùn do coá keát sô caáp. gieá g e ng cat caùt (S (SD)) Cc  p + Δp  De Sp = H c log  0 De  1 + e0  p0  Trong ñoù: p0: öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân gaây ra ôû giöõa lôùp ñaát. L1 d Δp: öùng suaát gia taêng do taûi troïng coâng trình gaây ra ôû giöõa lôùp d ñaát. L1 Cc: chæ soá neùn cuûa ñaát. L1 e0: heä soá roãng ban ñaàu cuûa ñaát. Hc: chieàu daøy lôùp ñaát yeáu. Sô ñoà boá trí SD theo löôùi oâ vuoâng vaø tam giaùc ñeàu
3.5.2. Gia taûi tröôùc keát hôïp thieát bò thoaùt nöôùc theo p phöông g thaúng b Xet b. X ùt vung ø xao ù ñoä ñ äng xung quanh h SD ñöùng (gieáng caùt – The sand drain - SD) b. Xet Xeùt vung vuøng xao xaùo ñoäng xung quanh SD Giaû thieát: Trong vuøng bò xaùo ñoäng toàn taïi hai ranh giôùi, De  Moät ranh giôùi coù, Δu = 0. ds  Moäät ranh giôù g i coù, Δu thayy ñoåi theo thôøi g gian. d  Theo R.A. Barron, ñoä coá keát theo phöông ngang (höôùng taâm), z  8T  U h = U r = 1 − exp  − vr   m  Nen Neàn ñaá ñatt seùt H Kv n2 n  3 S 2 K  n2 −S 2  Ñaát nguyeân Ks Gieáng caùt thoaùt m= 2 2 ln   − + 2 + h  2  ln(S ) daïng nöôùc thang nöôc thaúng ñöng ñöùng n −S  S  4 4n Ks  n  Vuøng ñaát bò Kh (hoaëc Kr): heä soá thaám theo phöông ngang (höôùng taâm). xaùo ñoäng Bieân khoâ Bien khong ng tham thaám Ks: heä soá thaám cuûa ñaát trong vuøng xaùo ñoäng Sô ñoà thoaùt nöôùc thaúng ñöùng laø gieáng caùt b Xet b. X ùt vung ø xao ù ñoä ñ äng xung quanh h SD b Xet b. X ùt vung ø xao ù ñoä ñ äng xung quanh h SD S = ds/d = rs/r ds: ñöôøng kính vuøng xaùo ñoäng.  ds = 2d (theo Holtz, Holtz Holm, Holm Akagi va vaø Hansbo). Hansbo)  ds = (2.5 ÷ 3)d (theo Jamiolkowski)  Khi S = 1, 1 m = Fn Löu yù:  Quan heä giöõa heä soá coá keát höôùng taâm vaø thaúng ñöùng. Cr = Ch = CvKh/Kv  Kh/Kv = 4 ÷ 10  Ks = Kv (theo Skempton, Asaoka, Bergado, Hansbo) Ñoà thò quan heä cuûa m vaøo n vaø S khi Kh/Ks = 20
b Xet b. X ùt vung ø xao ù ñoä ñ äng xung quanh h SD Ñoà thò quan heä cuûa m vaøo Kh/Ks vaø S khi n = 5 vaø 15 (theo F.E. Richart) CHÖÔNG 4: MONG MOÙNG COC COÏC CHÖÔNG 4: TÍNH TOAÙN MOÙNG COÏC 4.1. CAÙC KHAÙI NIEÄM DESIGN PILES FOUNDATION  Coïc: laø moät keát caáu coù chieàu daøi lôùn hôn nhieàu so vôùi chieàu roäng tiet tieát dieän ngang (hoaëc ñöông ñöôøng kính) ñöôï ñöôcc ñoù ñong, ng ep eùp va vaø rung hay thi coâng taïi choã vaøo trong loøng ñaát.  Coï Cocc thí nghieäm: la laø coï cocc ñöôï ñöôcc dung duøng ñe ñeå ñanh ñaùnh gia giaù söc söùc chòu tai taûi hoaëc kieåm tra chaát löôïng coïc.  Nhom Nhoùm coï coc:c: gom goàm moät so soá coï cocc ñöôï ñöôcc bo boá trí gan gaàn nhau va vaø cung cuøng co coù chung moät ñaøi coïc.  Baê B êng coïc: goààm nhöõ h õng coïc ñöôï ñ c boá b á trí t í theo th 1÷ 3 haø h øng döôù d ùi caùc moùng baêng.
4 1 CAC 4.1. CAÙC KHAI KHAÙI NIEÄM 4 1 CAC 4.1. CAÙC KHAI KHAÙI NIEÄM  Ñai Ñaøi coï coc: c: la laø phan phaàn ket keát cau caáu ñe ñeå lien lieân ket keát cac caùc coï cocc trong moät nhom nhoùm  Coïïc ma saùt: laø coïïc coù söùc chòu ò taûi chuû yyeáu do ma saùt cuûa ñaát taïi maët beân coïc. coïc vôùi coâng trình beân treân. Coù nhieäm vuï tieáp nhaän taûi troïng vaø Taûi troï Tai trong ng thiet thieát ke: keá: la laø gia giaù trò tai taûi troï trongng döï dö tính tac taùc duï dung ng len leân coï cocc. phaân phoái taûi troïng leân caùc coïc.  Söùc chòu taûi cöïc haïn: laø giaù trò söùc chòu taûi lôùn nhaát cuûa coïc  Coïïc ñaøi cao: laø heää coïïc maø trong g ñoù ñaøi coïïc khoâng tieáp xuùc t öôù thôi tröôc thôøi ñiem ñi å xayû ra phah ù hoaï h i, xacù ñònh ñò h bang b è tínhtí h toan t ù hoaë h ëc vôùi ñaát. thí nghieäm.  Coï C c ñaø ñ øi thaá th áp: laø l ø heä h ä coïc maøø trong t ñ ù ñaø ñoù ñ øi coïc tieá ti áp xuùùc vôùùi ñaá ñ át.  Söùc chòu taûi cho pheùp: laø giaù trò taûi troïng maø coïc coù khaû  Coïc choáng: laø coïc coù söùc chòu taûi chuû yeáu do löïc choáng cuûa naêng mang ñöôïc, xaùc ñònh baèng caùch chia söùc chòu taûi cöïc haïn ñaát taïi muõi coïc. cho heä soá an toaøn quy ñònh. 4 1 CAC 4.1. CAÙC KHAI KHAÙI NIEÄM 4 1 CAC 4.1. CAÙC KHAI KHAÙI NIEÄM Moùng coïc ñaøi thaáp, ñaøi cao Coïc môû roäng ñaùy
4.2. CAU CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C 4 2 CAU 4.2. CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C Coát theùp coät 0.00 m Maët ñænh ñai ñaøi Ñaøi coïc hñ h ΔL C ù daï Cac d ng tiet ti át di dieään ngang coïc BTCT ñuc ñ ù san ü Maët ñaùy ñaøi Hm BT loùt Coïc L1 Maët phaúng muõi coïc Caáu taïo chi tieát coïc BTCT “ñaùy coïc” 4 2 CAU 4.2. CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C 4 2 CAU 4.2. CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C Maët caét ngang coïc BTCT Caáu taï Cau taoo cot coát ttheù epp muõ u i coï cocc BTCT C C áu taïo coáát theù Caá h ùp ñai ñ i coïc BTCT
4 2 CAU 4.2. CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C 4 2 CAU 4.2. CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C Löôùi theùp ñaàu coïc BTCT vaø moùc caåu C á taï Cau t o th thep ù chô hôø vaø ñai ñ i th thep ù ñau ñ à coïc BTCT khi coïc coù moiái noiái 4 2 CAU 4.2. CAÁU TAÏ TAO O CHUNG CUA CUÛA MONG MOÙNG COÏ COC C 4 3 PHAÏ 4.3. PHAMM VI AP AÙP DUÏ DUNGNG Chi tieát moái noái coïc BTCT
4 4 PHAN 4.4. PHAÂN LOAÏ LOAII COÏ COC C Coïc nhoài BTCT Coïc nhoài BTCT
Loàng theùp coïc nhoài BTCT Haï loàng theùp coïc nhoài Boá trí beø coïc barrettes coâng trình Petronas Tower (Malaysia) Haï loàng theùp coïc barrettes