thuyết minh đồ án nền móng

qs : Sức kháng đơn vị thân cọc MPaAp : Diện tích mũi cọc mm2 As : Diện tích bề mặt thân cọc mm2 : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho cácphương pháp tách rời sức

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG

* *

*

SVTH:Đỗ Tuấn Hạ GVHD:

LỚP : 64DCCS01

- Điều kiện thủy văn và chiều dài nhịp:

- Các chỉ tiêu cơ lý của đất

Lớp 2a:_ 0=> -13.52 m

Các chỉ tiêu cơ lý Kí hiệu Đơn vị Kêt quảPhân tích thành phần hạt

-Lớp 3: Cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng, trạng thái chặt vừa đến chặt,bão hòa nước

-+ Hệ số nén ax10-1 kPa-1

-Lớp 4: sét gầy, xám xam nâu,rất cứng

Số búa trung bình của lớp đất 4:

PHẦN 1: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

1.1.Đặc điểm địa chất, thủy văn khu vực xây dựng công trình

1.1.1.Mô tả cấu tạo địa chất

Lớp 1:2a

Lớp 1 là sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh Chiều dày của lớp là14.50m, cao độ mặt lớp là 0.980m, cao độ đáy là -13.52m Lớp đất có độ ẩmW=26.47% Lớp đất ở trạng thái cứng vừa đến cứng.

Lớp 2:3

Lớp 3 là cát sét, màu xám vàng, xám trắng Chiều dày của lớp là 71.60m, cao

độ mặt lớp là -13.52m, cao độ đáy là -70.62m Lớp đất có độ ẩm W=16.90% Lớpđất ở trạng thái chặt vừa đến chặt

PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

2.1.Bố trí chung công trình

2.2.Chọn sơ bộ kích thước công trình

2.2.1.Chọn vật liệu

+ Thép ASTM A615 có fy = 420 Mpa

2.2.2.Kích thước và cao độ của bệ cọc

 Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT):

Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổimực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao Xét cả điều kiện mỹ quan trênsông, ta chọn các giá trị cao độ như sau:

Cao độ đỉnh trụ chọn như sau: Max

Trong đó:

MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN= 4.70 mMNTT: Mực nước thong thuyền, MNTT= 3.20m

Htt: Chiều cao thông thuyền, Htt= 2.50mBảng 2.3.3.1.1 – Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền

EL2=- Chọn CĐĐiB= -2.80-0.5=-3.3m (cao độ mặt đất sau xói -0.5 m)

 Cao độ đáy bệ (CĐĐaB):

2.2.3.Kích thước cọc và cao độ mũi cọc

Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn,địa chất gồm có 3 lớp, lớp thứ 2 rất dày và không phải là tầng đá gốc Chọn cọc bê

tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là: 450x450, được đóng vào lớp số 3 làlớp sét gầy , màu xám nâu, rất cứng Cao độ mũi cọc là -34.00m.

Chiều dài của cọc (Lc) được xác định như sau:

Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 30m =10m+10m+10m

V dohoạt tải(LL+IM)

H dohoạt tải(LL+IM)

M do hoạt tải(LL+IM)

Phương dọc (D),ngang (N) cầu

Bảng tổ hợp các loại tải trọng (chưa có hệ số):

Hoạt tải momen Mo kN.m 461 M do hoạt tải

Hệ số tải trọng: Hoạt tải: nh = 1.75

Tĩnh tải : nt = 1.25

γbt = 24,0 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông

γn = 9,81 kN/m3 : Trọng lượng riêng của nước

 Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHSD tại đỉnh bệ:

= 1.75×1024 + 1.25×(4513 + 24.0 ×56.67) – 9.81 x22.91 = 8908.60 kN

∗ Tải trọng ngang tính toán ngang cầu:

: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (Mpa).

Ag : Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag = 450x450 = 202500mm2

qs : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)

Ap : Diện tích mũi cọc (mm2)

As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2)

: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho cácphương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sứckháng thân cọc

: Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc dùng cho các phươngpháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức khángthân cọc

sử dụng kết quả SPT để xác định Qs với lớp đất rời

Đối với lớp đất sét: (2a)

Theo phương pháp α, sức kháng đơn vị thân cọc qs như sau:

Trong đó:

Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa), Su = Cu =

α : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số và hệ số dính được tra bảngtheo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định của API như sau :

Đối với lớp đất cát: Sức kháng thân cọc Qs như sau:

Qs = qs x As và qs = 0.0019

Trong đó : As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2)

: Số đếm búa SPT trung bình dọc theo thân cọc (búa/300mm)

Vậy sức kháng thân cọc như sau:

Với: ( theo 10.7.3.4.2a-2 TCN272-05)Trong đó:

Ap: diện tích mũi cọc (mm2)

qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)

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

: Ứng suất có hiệu (N/mm2)

N : Số đếm SPT đo được (búa/300mm)

D : Chiều rộng hay đường kính cọc (mm)

Db : Chiều sâu xuyên trong tầng đất chịu lực ( lớp đất 3) (mm)

ql : Sức kháng điểm giới hạn (MPa)

ql = 0.4Ncorr cho cát và ql = 0.3Ncorr cho bùn không dẻo

Bua/30cm

Tiêu chuẩn 22TCN 272 – 05 quy định :

 Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tới mép gần nhất củamóng phải

lớn hơn 225mm

 Khoảng cách tim đến tim các cọc không được nhỏ hơn 750mm hoặc2.5 lần đường kính (1000mm)hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơnVới n = 18 cọc được bố trí theo dạng lưới ô vuông trên mặt bằng và được bố tríthẳng đứng trên mặt đứng, với các thông số :

+ Số hàng cọc theo phương dọc cầu là 4 Khoảng cách tim các hàng cọc theophương dọc cầu là 1000 mm

+ Số hàng cọc theo phương ngang cầu là 4 Khoảng cách tim các hàng cọctheo phương ngang cầu là 1000 mm

+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phương dọccầu và ngang cầu là 400 mm

256 KN

= 2688.2+ (256×1.5) =3072.2KN.m

b.Tổ hợp hợp trọng ở TTGHCĐ

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐÁY BỆ

THGHSĐ

THGHCĐ

2.6.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ

2.6.1.Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

a. Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc

Trường hợp tất cả các cọc đều thẳng đứng, tải trọng tác dụng lên đầu cọcđược xác định theo công thức sau:

(KN)Trong đó :

N : tổng tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ ở đáy bệ, N= 9860.8 (KN)

n: số lượng cọc trong móng

Mx, My : momen tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy theo trục OX và OY ở đáyđài (KN.m)

52.5 12

Vậy Nmax= 791.5KN

Nmin= 279.5KN

b. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

Công thức kiểm toán:

2.6.2.Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc

Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc :

2.7.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng

Độ lún ổn định của kết cấu móng được xác định theo móng tương đương

Ta có trường hợp này lớp đất tốt là lớp đất rời (lớp 3) Vì vậy móng tương

đương nằm trong lớp đất rời

Ta có: Db = 20480 mm Móng tương đương nằm trong lớp đất 3 và cách đỉnhlớp một khoảng 2Db/3 = 13653.3 mm

Do mũi cọc ngàm trong lớp đất 3 ( đất cát ) và có chiều dầy rất lớn nên khi tathi công móng công trình xong thì tính lún cũng xẩy ra rất nhanh và tắt hẳn và lớp

đất gần như đã ổn định Vì vậy ta có thể bỏ qua việc tính lún của móng công trìnhkhi mũi cọc nằm trên nền đất cát.

Với lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún của móng như sau:

Sử dụng kết quả SPT: ρ= Ncorr

BI

q 30

N0 : Tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ ở TTGHSD, N0 = 6969.99 KN

S : Diện tích móng tương đương

B : Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm), B = 2450 mm

Db : Độ sâu chon cọc trong lớp đất chịu lực: 20480 mm

D’ : Độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2Db/3 (mm), D’ = 13653.3 mm

Ncorr: Giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng phủ

trên độ sâu B phía dưới đế móng tương đương (Búa/300mm) = ? (bua/30cm)

I : Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu ch£honữu hiệu của nhóm

∗Chiều rộng móng tương đương chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xanhất theo chiều ngang cầu + đường kính cọc:

2.8.Tính toán kiểm tra cọc

2.8.1.Tính toán kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công

Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc:

M2: Mômen trong cọc theo sơ đồ treo cọc

Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :

γbt : diện tích nguyên của bê tong, γbt = 24 KN/m3

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn:

Các móc cẩu đặt cách đầu cọc một đoạn :

Ag : diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag= 0.16m2

γbt : diện tích nguyên của bê tong, γbt = 24 KN/m3

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

Móc được đặt cách đầu cọc một đoạn:

b = 0.294Ld = 0.294 x 9 = 2.646 (m) , Chọn b = 2.6m

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

Ta chọn cốt thép dọc chủ chịu lực là thép ASTM A615M

Gồm 8 d20 có fy = 420 Mpa được bố trí trên mặt cắt ngang của cọc như hình

vẽ :

Với : diện tích cốt thép chịu kéo không dự ứng lực (mm²)

:giới hạn chảy quy định của cốt thép chịu kéo (Mpa), = 420 Mpa

: diện tích cốt thép chịu nén không dự ứng lực (mm²)

:giới hạn chảy quy định của cốt thép chịu nén (Mpa), = 420 Mpa

:khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không

dự ứng lực(mm)

:khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu nén không

dự ứng lực(mm)

a : chiều dày khối ứng suất tương đương (mm) a=

: hệ số quy đổi hình khối ứng suất.Với bê tông có cường độ ≤ 28 Mpa,

=0.85 ;với bê tông có cường độ ≥ 28Mpa, giảm đi theo tỷ lệ 0.05 cho từng7Mpa vượt quá 28Mpa nhưng không lấy nhỏ hơn tri số 0.65

c : khoảng cách từ mặt trung hòa đến trục chịu nén (mm),với mặt cắt hình chữ

- Đầu mỗi cọc ta bố trí với bước cốt đai là 50 mm.

- Tiếp theo ta bố trí với bước cốt thép đai là 100 mm cho đến vị trí móc cẩu

- Đoạn còn lại của mỗi đoạn cọc (phần giữa đoạn cọc) bố trí với bước cốt đai

là : 200 mm

2.8.3.Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc

- Cốt thép mũi cọc có đường kính 32, với chiều dài 750 mm

- Đoạn nhô ra khỏi mũi cọc là 50 mm

2.8.4.Lưới cốt thép đầu cọc

Ở đầu cọc bố trí một số lưới cốt thép đầu cọc có đường kính 8 mm ,với mắtlưới a = 50 50mm Lưới được bố trí nhằm đảm bảo cho bê tông cọc không bị pháhoại do chịu ứng suất cục bộ trong quá trình đóng cọc

2.8.5.Vành đai thép đầu cọc

Đầu cọc được bọc bằng một vành đai thép bằng thép bản có chiều dày = 10

mm nhằm mục đích bảo vệ bê tông đầu cọc không bị hỏng khi đóng cọc và ngoài

ra còn có tác dụng để hàn nối các đốt cọc trong khi thi công với nhau

2.8.6.Cốt thép móc cẩu

Cốt thép móc cẩu được chọn có đường kính d16 Do cốt thép bố trí trong cọcrất thừa vì vậy ta có thể sử dụng luôn cốt thép móc cẩu làm móc treo khi đó takhông cần phải làm móc thứ 3 tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và để cọctrong bãi

Khoảng cách từ đầu mỗi đoạn cọc đến mỗi móc neo là:

+ Đối với đốt cọc có Ld=7m: a = 1.4m = 1400 mm

+ Đối với đốt cọc có Ld=9m: a = 1.8m = 1800 mm

2.8.7.Tính mối nối thi công cọc

Ta sử dụng mối nối hàn để nối các đoạn cọc lại với nhau Mối nối phải đảmbảo cường độ mối nối tương đương hoặc lớn hơn cường độ cọc tại tiết diện có mốinối

Để nối các đốt cọc lại với nhau ta sử dụng 4 thép góc L100x100x10 táp vào 4góc của cọc rồi sử dụng đường hàn để liên kết hai đầu cọc Ngoài ra để tăng thêm

an toàn cho mối nối ta sử dụng thêm 4 thép bản 360x100x10mm được táp vàokhoảng giữa hai thép góc để tăng chiều dài hàn nối

KẾT LUẬNTrên đây là bài thiết kế mà em đã hoàn thành xong,trong bài đã thể hiện cácyêu cầu cần phải hoàn thành mà thầy giáo đã giao cho em.

Do thời gian có hạn và sự hiểu biết còn hạn chế nên bài làm còn chưa đượchoàn thiện cho lắm.Vì vậy rất mong cô giáo thông cảm và chỉ bảo thêm để em cóthể nghiên cứu để tìm hiểu được rõ hơn về môn học cũng như bổ sung được cáckiến thức quan trọng, cần thiết để phục vụ cho các môn học tiếp theo cũng nhưchuyên môn sau này của em

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo của thày giáo trong thời gian qua và rấtmong được cô chỉ bảo thêm để giúp em tiến bộ hơn