XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT ĐỘNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP KHI ĐÓNG

XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT ĐỘNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP KHI ĐÓNG

Lời giải trình bày ứng suất cọc dưới đây dựa trên lý thuyết sóng nhất được Kanshin-Plutalov-Smidth gián lược. Thực chất của phương pháp này như sau. Cọc được chia thành nhiều phân tử cứng, nối với nhau bằng các liên kết kể đến đặc trưng biến dạng của vật liệu cọc. Ðầu búa, sabô, mũ cọc được xem như các phần tử trong hệ. Ðệm gỗ giảm xung mang tính đàn-nhớt, đất nền xung quanh cọc và dưới mũi cọc có tính đàn-nhớt-dẻo.

Ðối với mỗi phần tử của hệ quy ước người ta thành lập hệ phương trình mô tả trạng thái của phần tử trong khoảng thời gian rất ngắn, đủ để xem tác động của các phần tử kề bên và môi trường đất bên ngoài lên phần tử đang xét và tốc đọ dịch chuyển của nó là cốđịnh. Bằng cách giải lập tuần tự các phương trình cho từng phân tử có thể xác định nội lực ở biên và suy ra các ứng suất tại thời điểm bất kỳ trong chu trình nhát đập. Hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về lý thuyết truyền sóng được công bố trong các hội nghị quốc tế. Tuy nhiên cách tính ứng suất động bằng cách tra bảng vẫn có thể áp dụng cho công tác đóng cọc.

Trị số ứng suất động nén, kéo lớn nhất trong thân cọc bê tông cốt thép, hệ số bố trí cốt thép dọc đến 0,05, do búa đống Diezen và búa hơi đơn động gây ra có thể tính theo công thức:

trong đó:

• O_n,k là ứng suất nén, kéo trong thân cọc, tính bằng kilôgam lực trên xentimét vuông (kg/cm²); K là hệ số tin cậy lấy bằng 1,1 cho ứng suất nén và 1,3 cho ứng suất kéo;

• K₁ là hệ số, phụ thuộc vào tỷ số trọng lượng phần đập của búa trên diện tích tiết diện thực của cọc, bằng kilôgam lực trên xentimét vuông (kg/cm²);

• K₂ là hệ số, phụ thuộc vào chiều cao rơi tính toán phần đập của búa, H;

• K₃ là hệ số, phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu tấm đệm dưới của mũ cọc, K_p;

• K₄ là hệ số, phụ thuộc vào chiều dài của cọc, L, và cường độ tiêu chuẩn, R_n của đất nền dưới mũi cọc, tính theo các chỉ tiêu cường độ của đất nền, theo Bảng A.1 cúa TCXD 205:1998.

Trị số của các hệ số K₁, K₂, K₃, K₄ cho búa điêzen kiểu ống cho trong các Bảng C.1 đến Bảng C.4, cho búa hơi đơn động trong các Bảng C.5 đến Bảng C.8 dưới dạng phân số, từ số dùng tính ứng suất nén, mẫu số dùng tính ứng suất kéo.

Chú thích: 

1. Ðể xác định ứng suất nén lớn nhất khi đóng bằng búa điêzen cần theo công thức (C.1) riêng hệ số K lấy bằng 1, còn các hệ số khác như trong Bảng C.1 đến Bảng C.4;

2. Các giá trị trung gian của các hệ số trong Bảng C.1 đến Bảng C.8 lấy theo chia khoảng;

3. Tổn thất năng lượng trong kết cấu búa lấy bằng 15 % cho búa ống và 10 % cho búa hơi đơn động. Với các tổn thất trong phạm vi nêu trên thì trị số chiều cao rơi búa tính toán, H, trong Bảng C.2 và Bảng C.6 trùng với chiều cao rơi thực tế. Khi tổn thất khác các giá trị nêu trên thì chiều cao rơi búa tính toán và thực tế có quan hệ sau:

Trong đó:

• H và H₁ là chiều cao rơi búa tính toán và thực tế;

• m’ là hệ số tổn thất nǎng lượng thực tế, trong búa ống lấy từ 0,8 đến 0,9, trong búa hơi lấy từ 0,7 đến 0,9 m là hệ số tổn thất nǎng lượng tính toán, trong búa điêzen ống lấy bằng 0,85, trong búa hơi lấy bằng 0,9.

Ðộ cứng của tấm đệm K_p tính theo công thức:

Trong đó:

• Ett là mô dun đàn hồi tính toán củua vật liệu tấm đệm, lấy theo Bảng C.9 phụ thuộc vào ứng suất nén cho trước lớn nhất, o trong cọc. Nếu khi tính theo công thức (C.1) được ứng suất on chênh với o quá 10% thì phái tra bảng tính lại;

• K_n là hệ số nén chặt của vật liệu tấm đệm, lấy theo Bảng C.9;

• lb là chiều dày ban đầu cúa tấm đệm trước khi nén, tính bang xentimét (cm). Ðộ cứng cúa tấm đệm nhiều lớp xác định theo công thức:

Trong trường hợp cần thiết có thể dùng công thức (C.1) để giải bài toán ngược.

Ví Dụ:

Cọc bê tông cốt thép tiết diện (40 x 40) cm, dài 16m đóng bằng búa D35 vào đất sét déo cứng (IL = 0,4) đến độ sâu 15m. Vật liệu tấm đệm mũ cọc là ván xẻ thớ ngang hướng đóng. Chiều dày ban đầu trước khi nén là 20 cm. Số nhát búa cho phép trước khi đổi tấm đệm là 1000.

Xác định ứng suất nén lớn nhất ở đầu cọc và ứng suất kéo lớn nhất trong thân cọc lúc khởi đầu đóng với chiều cao rơi búa là 170cm; tính ứng suất nén lớn nhất ở đầu cọc khi sắp kết thúc với chiều cao rơi 220cm. Trọng lượng phần đập quả búa 3.500kg. Tổng trọng lượng quả búa 7200kg, trọng lượng mũ cọc 500kg, tổn thất nǎng lượng trong búa 15 %.

1. Tính các thông số cần thiết

• Q / F = 3 500 / 40 / 40 = 2,2 kg/cm²

• Lúc khởi đầu đóng, sức kháng của đất nền dưới mũi cọc bằng tổng trọng lượng búa, mũ cọc và cọc chia cho diện tích tiết diện cọc: R_n0 = (7,2 +0,5 +6,4) / 0,16 = 90 T/m²;

• Khi kết thúc đóng, sức kháng của đất nền dưới mũi cọc(tra Bảng A.1 cúa TCXD 205:1998) là R_n15 = 280 T/m².

Bảng C.9 - Mô đun đàn hồi của tấm đệm mũ cọc​

2. Tính ứng suất nén lớn nhất ở đầu cọc khi mới đóng

• Theo Bảng C.1 tính ra K₁ = 199;

• Theo Bảng C.2, với H = 170 cm, tính ra K₂ = 0,71;

• Giả sử ứng suất nén O = 150 kg/cm²; tính độ cứng của tấm đệm ván xẻ theo công thức (C.3); K_p = 2500 / 0,4 / 20 = 312 kg/cm³

• Theo Bảng C.3 tính ra K₃ = 1,06;

• Theo Bảng C.4 tính ra K₄ = 0,96;

• Theo công thức (C.1) ta có ứng suất nén lớn nhất ở đầu cọc khi mới đóng là; on =1,10x199 x0,71x1,06x0,96= 158kg/cm²

Trị số này so với trị số tạm tính O = 150 kg/cm² không chênh nhau đáng kể; nên lấy ứng suất nén là O_n = 158 kg/cm²

3. Tính ứng suất kéo lớn nhất ở đầu cọc khi mới đóng

• Theo Bảng C.1 tính ra K₁ = 28;

• Theo Bảng C.2, v¤i H = 170cm, tính ra K₂ = 0,71;

• Theo Bảng C.9, v¤i úng suất nén o = on = 158 kg/cm²; mô đun đàn hồi tính toán của đệm là 2.610 kg/cm²; tính độ cứng của tấm đệm ván xẻ theo công thức (C.3); Kp = 2.610/0,4/20 = 326 kg/cm³

• Theo Bảng C.3 tính ra K₃ = 1,21;

• Theo Bảng C.4 tính ra K₄ = 1,63;

• Theo công thức (C.1) ta có ứng suất kéo lớn nhất ở thân cọc khi mới đóng là; ok = 1,3x28x 0,43x1,21x1,63 = 31 kg/cm²

4. Tính ứng suât nén lớn nhất ở đầu cọc khi sắp kết thúc

• Theo Bảng C.1 tính ra K1 = 199;

• Theo Bảng C.2, với H = 220 cm, tính ra K₂ = 0,90;

• Giả thiết ứng suất nén lớn nhất là 200 kg/cm²; theo Bảng C.9 mô đun đàn hồi của gỗ là 3 200 kg/cm²; tính độ cứng của tấm đệm ván xẻ theo công thức(C.3); Kp = 3200/0,4/20 = 400 kg/cm²;

• Theo Bảng C.3 tính ra K₃ = 1,14;

• Theo Bảng C.4 vói L = 16 m, Rn = 280 T/m² tính ra K = 1,0;

• Theo công thức (C.1) ta có ứng suất nén lớn nhất ở đầu cọc là:;on = 1,1 x 199 x 0,9 x 1,14 x 1,0 = 222 kg/cm². Trị số này so với trị số tạm tính o = 200 kg/cm² chênh nhau đáng kể , nên tính lại với on = 222 kg/cm², mô đun đàn hồi sẽ là 3.640 kg/cm² và độ cứng của tấm đệm sẽ là: Kp = 3.640 / 0,4 / 20 = 455 kg/cm³.

• Theo Bảng C.3 tính ra K3 = 1,14.

• Theo công thức (C.1) ta có ứng suất nén lớn nhất ở đầu cọc là; O_n = 1,1 x 199 x 0,9 x 1,18 x 1,0 = 232 kg/cm²

5. Giới thiệu đơn vị cung cấp dịch vụ tư vấn thiết kế & thi công uy tín

Tầm quan trọng của các đơn vị thi công là không thể phủ nhận, uy tín của họ sẽ đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cho công trình của bạn. Hiện nay, có rất nhiều đơn vị cung cấp dịch vụ thiết kế và thi công để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng tại nước ta. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị uy tín không phải là điều dễ dàng và đòi hỏi bạn phải dành thời gian tìm hiểu. Trong quá trình lựa chọn, bạn cần tìm hiểu kỹ lưỡng và đảm bảo rằng đơn vị đi cùng phải có chuyên môn cao, nhiều năm kinh nghiệm, có hợp đồng ký kết rõ ràng, chi phí minh bạch,... Để giúp khách hàng tiết kiệm thời gian tìm kiếm, Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú tự tin rằng sẽ là sự lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.

Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú với sứ mệnh cung cấp các giải pháp và dịch vụ tốt nhất, xây dựng cộng đồng thịnh vượng cùng khách hàng, Hưng Nghiệp Phú đang từng bước khẳng định thương hiệu của mình thông qua sự hợp tác chân thành, với đội ngũ lãnh đạo có năng lực đạo đức, sáng tạo, chuyên môn cao và tầm nhìn chiến lược. Hưng Nghiệp Phú sở hữu đội ngũ nhân viên lành nghề, trình độ cao sẽ mang đến cho khách hàng những công nghệ chất lượng tốt nhất.

Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú - chuyên thi công các công trình dân dụng và công nghiệp. Chúng tôi mong muốn được đồng hành cùng khách hàng trong các dự án xây dựng cũng như các thủ tục liên tục như sơ đồ quy hoạch, xin giấy phép xây dựng, hoàn thiện thủ tục, xin cấp chứng chỉ phòng cháy chữa cháy,... Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc đang có nhu cầu thiết kế, hoàn thiện thủ tục, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!

>>> Xem thêm:

• BÍ QUYẾT CHỌN MÀU SƠN CHUẨN PHONG THỦY VỪA ĐẸP VỪA MAY MẮN

• HƯỚNG DẪN KỸ Thuật THI CÔNG MÓNG NHÀ

• THI CÔNG LẮP ĐẶT ĐIỆN NƯỚC NHÀ VỆ SINH

• TIẾNG ANH NỘI LỰC DẦM SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP

• BIỆN PHÁP ĐỔ BÊ TÔNG KHÔNG BỊ RỖ

• HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT CHỐNG DỘT MÁI NHÀ

_____________________

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

 Facebook: Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú (興業富) 

 Đường dây nóng: 1800.3368 (Miễn phí)

 Trang web: xaydunghungnghiepphu.com

 Gmail: kinhdoanh01@xaydunghungnghiepphu.com

 Địa chỉ: Số 2034D, tổ 22, KP Phước Thái, P. Thái Hòa, TP.Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương

------

Nguồn: Tổng hợp từ Internet