(Đồ án hcmute) chung cư an dương vương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA XAY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: TRẦN VĂN TÚ MSSV: 119490

Giới thiệu chung

- Chung cư An Dương Vương

- Công trình gồm 21 tầng, (01 tầng hầm, 01 tầng trệt, 18 tầng căn hộ và tầng mái )

- Chiều cao công trình: 71.4 m tính từ mặt đất tự nhiên

- Diện tích sàn tầng điển hình: 27×44,6 m²

Hình 1.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình

Hình 1.2: Mặt đứng công trình

Tải trọng tác động

Tải đứng

Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

- Trọng lƣợng bản thân công trình

- Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…

Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình đƣợc xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng.(theo TCVN 2737 :1995)

STT Công năng Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²)

Tải ngang

Các công trình cao trên 40m chịu tác động của tải gió bao gồm thành phần tĩnh và thành phần động của gió, với áp lực gió tiêu chuẩn là W0 = 55 daN/m² Tải gió tác dụng lên công trình ảnh hưởng đáng kể đến độ bền và an toàn của cấu trúc, yêu cầu tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo khả năng chống chịu tốt trước các tác động của gió mạnh.

Giải pháp thiết kế

Dựa trên hồ sơ khảo sát địa chất và hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động đã được phân tích kỹ lưỡng để xác định phương án thiết kế kết cấu phù hợp nhất Việc lựa chọn phương án này đảm bảo sự vững chắc và an toàn cho công trình, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu của dự án.

Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối

Phương án thiết kế móng: móng cọc hai phương án (cọc khoan nhồi và cọc ép)

Vật liệu sử dụng

Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 với các thông số tính toán nhƣ sau:

- Cường độ tính toán chịu nén: R b = 14.5 MPa

- Cường độ tính toán chịu kéo: R bt = 1.05 MPa

- Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa

Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ 40m nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động

5.4.3.1 Thành phần tĩnh của tải gió

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj

W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình xây dựng ở Lào Cai thuộc vùng I- A,ta đƣợc :W0 = 0.55 kN/m 2

K(zj) : Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao

C là hệ số khí động (C = 0.8 đối với phía đón gió, C = -0.6 đối với phía khuất gió)

- Bảng kết quả tính gió tĩnh theo phương X, phương Y

Bảng 5.1: Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X,Y

5.4.3.2 Thành phần động của tải gió

Do công trình cao 73.2m > 40m nên phải tính đến thành phần động của tải gió, khối lƣợng tham gia dao động lấy toàn bộ tĩnh tải và 0,5 lần hoạt tải

Bảng 5.2: Chu kì dao động của công trình

Mode Chu kì (s) Tần số (Hz) Phương dao động

Tần số dao động riêng của công trình chỉ lấy những tần số cơ bản nhỏ hơn tần số dao động cho phép fL = 1.3(Hz)

Dạng dao động xét đến trong quá trình tính toán :

Hình 5.3: Dạng dao động của Mode 1 (PY)

Hình 5.4: Dạng dao động của Mode 2 (PX)

Bảng 5.3: Khối lƣợng tập trung tại các tầng

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ j , ứng với dạng dao đô ̣ng thứ i được xác đi ̣ng theo công thức

W P(ij) : lƣ̣c, đơn vi ̣ tính toán kN

M j : khối lượng tâ ̣p trung của phần công trình thứ j, (kN)

i : hệ số đô ̣ng lƣ̣c ƣ́ng với da ̣ng dao đô ̣ng thƣ́ i, không thƣ́ nguyên

i : hệ số đƣợc xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi phần tải trọng gió có thể coi nhƣ không đổi

Hệ số  i xác định theo công thức:  i =

Mj : khối lƣợng tập trung của phần công trình thứ j yji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dao động thứ i

W Fj thể hiện giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, phản ánh ảnh hưởng của các dạng dao động khác nhau do xung vận tốc gió gây ra Giá trị này có thứ nguyên là lực và được xác định theo công thức cụ thể, nhằm đảm bảo tính chính xác trong tính toán và thiết kế xây dựng chịu gió.

W Fj = W j jS j  (kN) Trong đó:

W j : là gía trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình, xác định nhƣ sau:

Wo - giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo phân vùng áp lực áp lực gió TCVN

2737 :1995; W0 = 0.55(kN/m 2 ) c : hệ số khí động lấy theo bảng 6 trong TCVN 2737 : 1995, không thứ nguyên: c

Hệ số k(zj) là hệ số không thứ nguyên phản ánh sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao zj, được phụ thuộc vào độ cao và dạng địa hình tính toán Giá trị của k(zj) được xác định dựa trên tiêu chuẩn TCVN 2737: 1995, với Wj là giá trị gió tĩnh đã được xác định rõ như đã trình bày ở phần trước.

Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ký hiệu là j, được xác định tại độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình và không thứ nguyên Các giá trị của j tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 và được trình bày cụ thể trong bảng 3 (trang 8) của TCVN 229:1999, đảm bảo tính chính xác và phù hợp trong thiết kế xây dựng.

S j : diện tích của bề mặt đón gió ứng với phần thứ j

Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió phản ánh mối liên hệ giữa các dạng dao động khác nhau của công trình Tham số này không phụ thuộc vào kích thước hoặc dạng thức của công trình mà phụ thuộc chủ yếu vào các đặc tính động của hệ cấu trúc Việc xác định chính xác hệ số này là yếu tố quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của gió đến độ bền và an toàn của công trình Do đó, nó đóng vai trò trung tâm trong các phân tích kết cấu liên quan đến động lực trường gió phù hợp với các dạng dao động khác nhau.

 ;  Ứng với dạng dao động thứ nhất  = 1 (xácđịnh nhƣ bảng 4;5 trang 8 và 9 trong TCVN 229 : 1999)

Bảng 5.4: Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương X ứng với Mode 2

KN/m2 Wfi yji*Wfi yji^2*Mj Ψi Wp(ji) Wtt(KN) tầng

Bảng 5.5: Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương Y ứng với Mode 1

KN/m2 Wfi yji*Wfi yji^2*Mj Ψi Wp(ji) Wtt(KN) tầng

Bảng 5.6: Tổng hợp tải gió lên công trình

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió

Nội lực cho thành phần tĩnh và động của tải gíó xác định nhƣ sau: s t d 2 i i 1

X : Mômen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị ở đây ta xem là tải trọng tổng hợp của 2 thành phần tĩnh và động

X t : Mômen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra, ở đây ta xem là tải thành phần tĩnh

X đ i đề cập đến mômen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra khi dao động ở dạng thứ i, trong đó tải thành phần động đóng vai trò quan trọng trong phân tích S: là số dạng dao động tính toán, giúp xác định các trạng thái dao động khác nhau của cấu kiện chịu ảnh hưởng của tải trọng gió.

5.4.4 Tải trọng động đất Động đất đươ ̣c xem như là mô ̣t trong những yêu cầu bắt buô ̣c không thể thiếu và là yêu cầu quan tro ̣ng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dƣ̣ng nào nằm ở phân vùng về đô ̣ng đất phải tính toán tải tro ̣ng đô ̣ng đất

Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386 – 2012 “Thiết kế công trình chi ̣u đô ̣ng đất”

Phương pháp phân tích phổ phản ứng

Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là phương pháp động lực học kết cấu, sử dụng phổ phản ứng động lực của các dạng dao động tác động để đánh giá phản ứng tổng thể của kết cấu Phương pháp này phù hợp để áp dụng cho tất cả các loại nhà ở, theo quy định tại mục 4.3.3.1(3b) của tiêu chuẩn TCVN 9386 - 2012.

Số dạng dao động cần xét đến trong phương pháp phổ phản ứng

Trong quá trình phân tích, cần xem xét phản ứng của tất cả các dao động góp phần vào phản ứng tổng thể của công trình Điều này đảm bảo độ chính xác trong dự đoán và đánh giá hiệu quả của cấu trúc Để đáp ứng yêu cầu này, có thể xem xét hai điều kiện chính, nhằm đảm bảo các dao động quan trọng đều được tính toán đầy đủ Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ bền của công trình xây dựng.

Tổng các trọng lƣợng hữu hiệu của các dạng dao động (mode) đƣợc xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lƣợng của kết cấu

Tất cả các dạng dao động có trọng lƣợng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lƣợng đều đƣợc xét tới

Khối lượng tham gia dao động bằng toàn bộ tĩnh tải và 0,24 lần hoạt tải Vì hoạt tải không ảnh hưởng đáng kể đến dao động và kết quả tính toán, nên có thể tập trung vào phân tích dao động dựa trên tải trọng gió động.

Tiến hành tính toán theo các bước sau:

Xác định chu kỳ và dạng dao động riêng của nhà

Xác định phổ thiết kế không thứ nguyên Sd(Ti) của công trình ứng với từng dạng dao động:

Phổ thiết kế Sd (T) theo phương nằm ngang

Theo điều 3.2.2.5 của TCVN 9386 – 2012 thì: Phổ thiết kế Sd (T) theo phương nằm ngang đươ ̣c xác đi ̣nh bằng các biểu thức sau:

Trong bài viết này, ta xét phổ thiết kế Sđ(T) với hệ số ứng suất q được xác định là 3.9, nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của công trình Hệ số β, phản ánh cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, có giá trị là 0.2, giúp đánh giá giới hạn chịu lực dưới tác động của tải trọng Để đảm bảo an toàn, cần xác định tổng lực cắt đáy tại chân công trình liên quan đến dạng dao động thứ i, từ đó có thể tính toán và thiết kế phù hợp nhằm đảm bảo khả năng chịu lực và ổn định của công trình trong các trạng thái dao động khác nhau.

W i : trọng lượng hữu hiệu tương ứng với dạng dao động thứ i, xác định theo công thức sau:

Sd(Ti): phổ thiết kế không thứ nguyên n 2 i, j j j 1 i n

Trong biểu thức trên: n: tổng số tầng theo mỗi phương

Ui,j: giá trị chuyển vị theo mỗi phương trên mặt bằng tại điểm đặt trọng lượng thứ j của dao động thứ i

W j : trọng lƣợng tập trung tại tầng thứ j của công trình

Phân phối tải trọng ngang lên các cao trình tầng dựa trên tổng lực cắt tại chân công trình theo dạng dao động thứ i theo mỗi phương giúp đảm bảo tính chính xác trong thiết kế kết cấu Quá trình xác định phân phối này liên quan đến việc tính toán các thành phần lực tác động lên các thành phần của công trình theo từng phương, phù hợp với dạng dao động cụ thể của hệ thống Việc này đảm bảo tính ổn định và độ bền của công trình vượt qua các tác động tần suất cao, góp phần nâng cao độ an toàn trong thi công và vận hành.

F j,i : lực ngang tác dụng lên tầng thứ j theo mỗi phương ứng với dạng dao động riêng thứ i

Mi: khối lƣợng tập trung tại tầng thứ i của công trình

Ui,j: giá trị chuyển vị theo mỗi phương trên mặt bằng tại điểm đặt trọng lượng thứ j của dao động thứ i

5.4.4.2 Tổ hợp số dao động cần xét

Khi các dạng dao động thỏa mãn điều kiện về độc lập tuyến tính như đã đề cập, giá trị lớn nhất E (nội lực, chuyển vị) của hệ quả động đất có thể xác định bằng công thức \(E_{max} = \sum_{i=1}^{k} \frac{1}{2} k_i \phi_i^2\), giúp đánh giá chính xác tác động của động đất đến cấu trúc Điều này đảm bảo tính toán chính xác các dãy dao động độc lập, từ đó xác định được giá trị lớn nhất của nội lực và chuyển vị trong quá trình phân tích tải trọng động đất Công thức này là nền tảng quan trọng trong việc nghiên cứu và thiết kế các hệ cấu trúc chống chịu rung chấn mạnh mẽ, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và tối ưu hóa an toàn công trình.

E: hệ quả của tác động động đất đang xét

E i : giá trị của hệ quả tác động của động đất này do dạng dao động riêng thứ i gây ra k: số dạng dao động cần xét

Kết quả phần trăm trọng lƣợng hữu hiệu của các mode dao động do phần mềm tính:

Bảng 5.7: Phần trăm trọng lƣợng hữu hiệu của các Mode dao động

Mode Period UX UY UZ

Theo kết quả Etabs, phương X xét 3 Mode, phương Y xét 3 Mode

Số liệu tính toán: Đất nền: D S = 1.4, T B = 0.2s , T C = 0.8s , T D = 2s

Hệ số tầm quan trọng  = 1

Công trình tại Thị xã Lào Cai  a g = 0.1116  9.81 = 1.0948

Bảng 5.8: Kết quả tính toán động đất Mode 2 theo phương X

TẦNG Uj Mj UjxMj Uj2xMj Fi,j

Bảng 5.11: Kết quả tính toán động đất Mode 1 theo phương Y

5.4.5.Tổ hợp tải tro ̣ng :

Trong TCVN 2737-1995 phân biệt 2 loại tổ hợp là tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt

Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời, đảm bảo tính khả thi trong thiết kế công trình Trong khi đó, tổ hợp tải trọng đặc biệt lại gồm cả tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời và một trong các tải trọng đặc biệt nhằm đáp ứng các yêu cầu chịu lực vượt mức bình thường Việc xác định chính xác các tổ hợp tải trọng này là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo an toàn và bền vững cho công trình xây dựng.

Tổ hợp tải trọng đặc biệt có tác động của động đất thì không tính đến tải trọng gió

Tổ hợp tải trọng cơ bản (THCB) với tải trọng tạm thời lấy toàn bộ giá trị, và khi có cùng hai tải trọng gió, hệ số tổ hợp là 0.7 Nếu tổ hợp có từ hai tải trọng tạm thời trở lên, giá trị tính toán hoặc nội lực của chúng nhân với hệ số 0.9 Đối với tổ hợp đặc biệt gồm tải trọng động đất, việc tổ hợp nội lực phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 để đảm bảo an toàn và chính xác trong thiết kế.

Loại tải trọng TYPE Self Weight Tên

Hoạt tải cách tầng 1 Live 0 HTL

Hoạt tải cách tầng 2 Live 0 HTC

Gió tĩnh theo phương X Wind 0 GTX

Gió tĩnh theo phương Y Wind 0 GTY

Gió động theo phương X Wind 0 GDX

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG

Địa chất công trình

Hình 6.1: Mặt cắt địa chất

Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

Lớp đất đắp Cát, gạch, bê tông 1.2 1.2

Sét pha sét pha, màu xám đen 14.5 13.3 1.16 1.5 2.068 0.063 12.7 0

Sét, sét pha Sét, sét pha, màu nâu xám vàng, dẻo cứng-nửa cứng 20.7 6.2 0.3 1.93 13.55 0.407 69.5 16

Cát pha Cát pha, màu xám, chặt vừa 26.8 6.1 0.75 2.05 28.18 0.127 102.2 Mịn 13

Sét, sét pha Sét, sét pha, màu vàng nâu hồng, nửa cứng- cứng 41 14.2 1.15 2.08 26.17 0.457 106.7 38

Cát Cát, màu xám nâu, chặt - rất chặt 93 52 50 Cát pha Cát pha, màu xám vàng, rất chặt 100 7 50

Lớp 1 sét pha Sét pha, màu xám đen 2.195 2.023 1.787 1.551

Lớp 2 Sét, sét pha Sét, sét pha, màu nâu xám vàng, dẻo cứng-nửa cứng 0.706 0.696 0.68 0.656 0.628

Lớp 3 Cát pha Cát pha, màu xám, chặt vừa 0.441 0.426 0.415 0.404 0.393 0.462

Lớp 4 Sét, sét pha Sét, sét pha, màu vàng nâu hồng, nửa cứng- cứng 0.503 0.501 0.494 0.48 0.462 0.445

Lớp 5 Cát Cát, màu xám nâu, chặt - rất chặt 0.472 0.467 0.458 0.448 0.442 0.436

Lớp 6 Cát pha Cát pha, màu xám vàng, rất chặt 0.514 0.502 0.494 0.481 0.466 0.449

Phương án móng cọc ép

Sử dụng bê tông cấp độ bền B25

Cường độ chịu nén tính toán: R b = 14.5 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.05 MPa

Mô đun đàn hồi: Eb= 30000 MPa

Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ < 10)

Cường độ chịu nén tính toán Rs = 225 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán Rs = 225 MPa

Cường độ tính toán cốt ngang Rsw = 175 MPa

Mô đun đàn hồi E s = 210000 MPa

Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ ≥10)

Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa

6.2.1 Sức chịu tải của cọc Để thuận tiện cho việc tính toán và chọn tiết diện cọc hợp lí thì ta lập bằng bảng tính Excel và chọn mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 4

Chọn 0.7 m cọc ngàm vào đài

Chọn cọc vuông tiết diện (400x400), Lcọc = 3x10 0 m

Diện tích tiết diện cọc là: Ac = a x a = 0.4x0.4 = 0.16 m 2

Chu vi cọc: u = 4x0.4 = 1.6 m Đối với cọc dưới chân cột:

Chiều cao đài móng hđ = 1.5m

Chọn chiều sâu đặt móng là hm = 1.8+1.5=3.3 (m) Đỉnh cọc nằm ở cao trình –3.3 m (so với mặt đất tự nhiên)

Mũi cọc nằm ở cao trình –32.8 m (so với mặt đất tự nhiên) Đối với móng lõi thang

Chiều cao đài móng hđ = 2m

Chọn chiều sâu đặt móng là hm = 1.8+1.5+2=5.3 (m) Đỉnh cọc nằm ở cao trình –5.3 m (so với mặt đất tự nhiên)

Mũi cọc nằm ở cao trình –34.8 m (so với mặt đất tự nhiên)

Việc lập bảng tính sức chịu tải của cọc đơn bằng Excel giúp thực hiện các tính toán chi tiết một cách chính xác và nhanh chóng Khi tính toán sức chịu tải của cọc dưới móng chân cột, chúng tôi dựa trên dữ liệu đã được tính toán từ bảng Excel Tương tự, đối với cọc đơn dưới móng lõi thang, các kết quả cũng nhận được từ bảng tính Excel để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình thiết kế xây dựng.

6.2.1.1 Sức chịu tải theo phụ lục A (TCVN 205-1998)

Sức chịu tải tiêu chuẩn (Q TC) được tính bằng công thức: Q TC = m (m R q p A c + u Σ m f f si l i), trong đó m là hệ số điều kiện làm việc (lấy m=1), m R là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc (lấy m R=1), và q p là cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, đặc biệt ở lớp đất 4.

Tra bảng A1 với đất sét B = 0.15 : qp = 8758 kN/m 2

Diện tích mũi cọc (Aₚ) là 0.16 m², trong khi chiều dài phần thân cọc ngoài của cọc (u) là 1.6 m Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc (mf) được lấy là 1, đảm bảo phản ánh chính xác khả năng chịu lực của đất xung quanh cọc Mức ma sát mặt bên của lớp đất thứ i trên thân cọc (fsi) được xác định theo bảng A2 trong phụ lục A, giúp đánh giá chính xác sức đề kháng của đất đối với cọc trong các điều kiện khác nhau.

Ma sát bên thân cọc

Lớp z i (m) l i (m) z tb (m) Độ sệt B m fi f si (kN/m 2 ) f si l i (kN/m)

Q k &62.3/1.401.6 (kN) Đối với móng dưới lõi thang

Sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo công thức:   R p c   f si i 

Hệ số điều kiện làm việc Qₘ được xác định với m = 1, trong khi hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc là mR, lấy giá trị bằng 1 Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (tại lớp đất 4) được ký hiệu là qₚ, trong đó tra bảng A1 cho đất sét với B = 0.15, giá trị qₚ là 78 kN/m².

Diện tích mũi cọc (Fp) được xác định là 0.16 m², trong khi chiều dài u của chu vi ngoài của cọc là 1.6 m Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc (mf) được lấy là 1, phản ánh môi trường đất ổn định quanh cọc Để xác định lực ma sát mặt bên của lớp đất thứ i trên thân cọc, ta dựa vào giá trị ma sát được tra theo bảng A2 trong phụ lục A, đảm bảo tính chính xác trong thiết kế và tính toán chịu lực của công trình.

Lớp z i (m) l i (m) z tb (m) Độ sệt B m fi f si (kN/m 2 ) f si l i (kN/m)

Suy ra : Qa tc tc

6.2.1.2 Sức chịu tải theo phụ lục B (TCVN 205-1998)

Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền được xác định theo công thức sau (Theo Phụ Lục B TCVN 205 – 1998 ) : u s p s s p p

Q Q Q A f A q Sức chịu tải cho phép của cọc đƣợc tính theo công thức : s p a s p

FSm : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (FS = 1.5 – 2.0 ) s

FSf :Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc (FS p = 2.0 – 3.0)

Chọn :FS = 2 ; s FS p = 3 để tính toán

Q Q uf L Công thức tính ma sát bên tác dụng lên cọc đƣợc xác định:

' si a h a f  C     tg Trong đó : (Đơn vị kN-m)

K s (kN/m 2 ) σ’ h (kN/m 2 ) f si (kN/m 2 ) f si l i u (kN) Lớp 1 Sét pha 11.2 2 6.3 0.0361 33.5 0.9639 32.29065 7.466199 23.89184

  c = 45.7 kN/m 2 φ = 24.167 o Tra bảng đƣợc N c = 5.438, N q 068 , Nγ = 10.876 ζ’vp = 271.01 kN/m 2

Qp = 564.47 kN Sức chịu tải cực hạn Qu = Qs+Qp = 2436+564.47000.79 kN

Sức chịu tải cho phép Qa = Qs/2 + Qp/3 = 1406.2kN Đối với móng dưới lõi thang

' si a h a f  C     tg Trong đó : (Đơn vị kN-m)

(kN/m 2 ) σ’ h (kN/m 2 ) f si (kN/m 2 ) f si l i u (kN)

  c = 45.7 kN/m 2 φ = 24.167 o Tra bảng đƣợc N c = 5.438, N q 068 , Nγ = 10.876 ζ’ vp = 271.01 kN/m 2

Vậy tính đƣợc qp = 3788.57 kN/m 2

Qp = 606.17 kN Sức chịu tải cực hạn Qu = Qs+Qp = 2836.7+606.2442.8 kN

Sức chịu tải cho phép Qa = Qs/2 + Qp/3 = 1620.39 kN

6.2.1.3 Sức chịu tải cọc theo vật liệu

Cọc ngàm vào đài và vào đất nên tính đƣợc hệ số uốn dọc φ = 0.9275

Bê tông B25 có: Rb = 14.5 (MPa)

Chọn 12Φ22 bố trí xung quanh chu vi cọc.

6.2.1.4 Tổng hợp và chọn sức chịu tải thiết kế

Tổng hợp kết quả tính sức chịu tải

Q a (kN) Cọc móng lõi thang

Sức chịu tải theo vật liệu 3635 3635

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lí 1901.62 2084.84

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ 1406.2 1620.39

Chọn sức chịu tải cọc đơn thiết kế:

Móng dưới chân cột: Qtk = 140 (T)

6.2.1.5 Kiểm tra cọc khi vận chuyển

6.2.2.1 Sơ đồ vận chuyển cọc 2 móc cẩu:

Trọng lƣợng cọc trên 1 m dài: q = A c γbt = 0.16x25 = 4 (kN/m) a = 0.207L = 0.207x12= 2.484 (m)

Khả năng chịu lực uốn của cọc: a = 40 mm , ho = 400 – 40 = 360 mm αm = 0.023, ξ = 0.023

Vậy chọn 12Φ22 bố trí đều theo chu vi tiết điện cọc là thỏa điều kiện vận chuyển

6.2.2 Tính toán móng dưới chân cột

Tính toán sơ bộ số lƣợng theo tổ hợp tải có N max

Chọn sơ bộ số lƣợng cọc theo công thức: tk tt coc Q k N n  max , lấy k = 1.2

Bảng 6.1: Kết quả chọn số lượng cọc cho móng dưới chân cột

Hình 6.2: Mặt bằng bố trí móng cọc ép

Kiểm tra điều kiện độ sâu đặt đài cho tất cả các móng với H max tt

  hm = 3.3 m > hmin =1.56 m Thỏa điều kiện móng cọc đài thấp, bỏ qua tải trọng ngang khi tính toán móng

Hệ số rỗng e lớp đất 4

Lớp Tên Cấp tải (kN/m 2 )

STORY1 C2 COMB1 0 -5301.84 -2.22 -54.13 -0.002 -54.50 -2.23 STORY1 C2 COMB2 0 -4960.66 -2.23 -56.06 -0.002 -56.44 -2.24 STORY1 C2 COMB3 0 -4958.08 -2.29 -42.92 -0.002 -43.21 -2.3 STORY1 C2 COMB4 0 -4635.94 32.45 -44.81 -0.005 -45.14 123.96 STORY1 C2 COMB5 0 -4597.88 -37.06 -44.88 0.002 -45.16 -128.58 STORY1 C2 COMB6 0 -4334.41 -2.08 -30.50 -0.003 22.88 -2.10 STORY1 C2 COMB7 0 -4899.41 -2.53 -59.19 0 -113.18 -2.52 STORY1 C2 COMB8 0 -4943.42 29.04 -54.91 -0.005 -55.31 111.39 STORY1 C2 COMB9 0 -4909.16 -33.52 -54.97 0.002 -55.32 -115.89 STORY1 C2 COMB10 0 -4672.04 -2.04 -42.03 -0.003 5.92 -2.06 STORY1 C2 COMB11 0 -5180.54 -2.45 -67.85 0 -116.54 -2.44 STORY1 C2 COMB12 0 -4941.09 28.99 -43.08 -0.005 -43.40 111.34 STORY1 C2 COMB13 0 -4906.84 -33.57 -43.14 0.002 -43.41 -115.94

STORY1 C2 COMB14 0 -4669.72 -2.09 -30.20 -0.003 17.82 -2.11 STORY1 C2 COMB15 0 -5178.21 -2.5 -56.02 0 -104.63 -2.49 STORY1 C2

Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc như hình vẽ:

Kích thước đài Bđ ×Lđ×Hđ = 2.5m × 2.5m × 1.5m

Tải trọng truyền xuống đáy đài:

Công thức tính phản lực đầu cọc Pi : y i x i i 2 2 coc i i

Hình 6.3: Mặt bằng móng cọc ép chân cột C2

Pmin = 109.4 T > 0 => Cọc không chịu nhổ

 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm:

Với: n1 = 3: Số hàng cọc trong 1 nhóm n2 = 2: Số cọc trong 1 hàng

D: Đường kính kích thước cọc =0.4 (m)

S: Khoảng cách giữa các cọc =0.8(m)

Q a-nhóm =ε.n.Qatk=0.945*5*1400f15 (kN) > N tt T54 (kN)

Thoả điều kiện cọc làm việc theo nhóm

6.2.2.1.4 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy móng, xuyên thủng và lún Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Với hđ = 1.5 m, móng thỏa điều kiện cột chọc thủng đài

Kiểm tra cọc chọc thủng đài

Lực chống xuyên thủng là :

F cx > N max (Thỏa điều kiện xuyên thủng)

Xác định khối móng quy ƣớc

Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua:

Chiều dài, chiều rộng của đáy khối móng qui ƣớc:

Hình 6.4: Khối móng quy ƣớc

Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ƣớc

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ƣớc

W d  ( B qu xL qu  n coc xA c )   i h i kN x x x x x x

Trọng lƣợng đài: kN x x x BxLxhx

W dai   bt 2.5 2.5 1.5 25234.4 Áp lực đáy khối móng quy ƣớc tính theo công thức: tc tc tc tc x y x y

47.27 1.15 1.15 tt tc tt tc x x tt tc y y

 Sức chịu tải của đất nền: tc ' ' m II mi I

349.89 / tc tb tc p kN m R p kN m p kN m R

Lớp hi(m) '(kN / m ) 3 ζbt (kN/m 2 )

4 6 10.8 271.01 Áp lực gây lún dưới đáy móng:

Kiểm tra điều kiện : s < [s] = 10 cm

Chia lớp đất dưới móng khối quy ước ra nhiều lớp đất có chiều dày hi

Tính lún cho đến khi thỏa mãn điều kiện ζi bt> 5 ζi gl

(Vị trí ngừng tính lún)

Tính lún cho cột C2 (kN-m)

 bt Z/B L/B ko  gl   bt / gl p1 p2 e1 e2 si (cm)

Tổng độ lún 2.82 cm < [s] = 10 cm

6.2.2.1.5 Tính thép cho đài móng

Sơ đồ tính thép đài gồm một thanh công xôn ngàm ở mép cột, thể hiện vị trí và cấu trúc của thép trong đài Chiều dài thính toán được xác định dựa trên khoảng cách từ mép cột đến tâm cọc, nhằm đảm bảo tính chính xác trong thiết kế Lực phản lực đầu cọc là yếu tố chính tác động lên đài móng, cần được tính toán kỹ để đảm bảo độ bền và an toàn của cấu trúc.

Vì hai phương chịu lực như nhau nên ta tính thép cho một phương và thiên về an toàn

Tiết diện : bxh = 2.5x1.5m ho = hdai – a = 1.5-0.15 = 1.35(m)

Chọn Φ18a180 bố trí cho cả hai phương

STORY1 C6 COMB2 0 -9256.17 -19.09 -1.48 -0.002 -1.483 -19.206 STORY1 C6 COMB3 0 -9236.82 -18.7 -1.77 -0.002 -1.774 -18.808 STORY1 C6 COMB4 0 -8593.62 11.58 -2.98 -0.005 -3.017 102.974 STORY1 C6 COMB5 0 -8436.27 -49.14 -0.25 0.002 -0.214 -140.754 STORY1 C6 COMB6 0 -8478.84 -19.36 17.1 -0.003 70.815 -19.483 STORY1 C6 COMB7 0 -8551.04 -18.2 -20.33 0 -74.047 -18.297 STORY1 C6 COMB8 0 -9252.85 8.26 -2.72 -0.005 -2.758 90.503

STORY1 C6 COMB9 0 -9111.24 -46.39 -0.27 0.002 -0.235 -128.852 STORY1 C6 COMB10 0 -9149.56 -19.58 15.35 -0.003 63.692 -19.708 STORY1 C6 COMB11 0 -9214.54 -18.54 -18.34 0 -66.684 -18.641 STORY1 C6 COMB12 0 -9235.44 8.62 -2.98 -0.005 -3.02 90.862 STORY1 C6 COMB13 0 -9093.83 -46.03 -0.52 0.002 -0.497 -128.494 STORY1 C6 COMB14 0 -9132.14 -19.23 15.09 -0.003 63.429 -19.349 STORY1 C6 COMB15 0 -9197.13 -18.18 -18.59 0 -66.946 -18.282

Công thức tính phản lực đầu cọc P i : i x 2 i y 2 i coc i i

Hình 6.5: Mặt bằng móng cọc ép chân cột C6

S: Khoảng cách giữa các cọc =1.2 (m)

Qa-nhóm=ε.n.Qatk=0.935*8*1400472 (kN) > Ntt78.05 (kN) Thoả điều kiện cọc làm việc theo nhóm

6.2.2.2.4 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy móng, xuyên thủng và lún Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Với hđ = 1.5 m, móng thỏa điều kiện cột chọc thủng đài

F cx > N max (Thỏa điều kiện xuyên thủng)

Hình 6.6: Khối móng quy ƣớc

W d  ( B qu xL qu  n coc xA c )   i h i kN x x x x x x

Trọng lƣợng đài: kN x x x BxLxhx

W dai   bt 3.2 3.2 1.5 25384 Áp lực đáy khối móng quy ƣớc tính theo công thức: tc tc tc tc x y x y

Sức chịu tải của đất nền: tc ' ' m II mi I

Lớp hi (m) '(kN / m ) 3 σ bt (kN/m 2 )

Kiểm tra điều kiện : s < [s] = 10 cm

Tính lún cho cột C6 (kN-m)

6.2.2.2.5 Tính thép cho đài móng

Sơ đồ tính thép đài được thể hiện bằng một thanh công xôn ngàm ở mép cột, giúp xác định chính xác phần thép chịu lực Chiều dài thí nghiệm được tính từ mép cột đến tâm cọc, là khoảng cách dùng để thực hiện các phép tính cấu trúc Lực tác dụng lên đài chính là phản lực đầu cọc, đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu Việc xác định chính xác sơ đồ và lực tác dụng giúp đảm bảo tính an toàn và độ bền của công trình xây dựng.

Vì hai phương chịu lực như nhau nên ta tính thép cho một phương và thiên về an toàn

Tiết diện : bxh = 3.2x1.5m ho = hdai – a = 1.5-0.15 = 1.35(m)

Chọn Φ22a160 bố trí cho cả hai phương

6.2.2.4 Tính toán móng dưới vách(P3)

Lấy tổ hợp có N max để tính sơ bộ số cọc cho móng

Xuất nội lực chân cột từ ETABS qua SAFE để xác định một cách chính xác hơn phản lực đầu cọc

Cọc sử dụng là loại cọc có Qtk = 140T

The dataset includes multiple data points labeled from COMB1 to COMB14, each representing specific measurements at different bottom levels Notable values such as depths range from approximately -10,365 to -12,141.5, indicating varied subsurface positions Several combinations exhibit significant negative and positive deviations, with COMB8 showing the highest positive value at 298.84, and COMB1 displaying a substantial negative measurement at -41.55 These data points highlight key variations in the measurements, essential for understanding the geological or structural characteristics of the studied area This comprehensive information is vital for optimizing resource extraction, structural analysis, and improving drilling or construction safety Proper analysis of these logs provides insights into subsurface conditions, aiding decision-making in engineering and geological projects.

STORY1 P3 COMB16 Bottom -11566.9 86.32 -33.58 78.965 -645.979 603.916 STORY1 P3 COMB17 Bottom -11080.1 16.46 171.3 -51.343 1119.491 -321.675 STORY1 P3 COMB18 Bottom -10928.4 232.6 3.95 119.697 -483.845 1565.767 STORY1 P3 COMB19 Bottom -11667.1 -83.07 110.94 -80.749 836.941 -965.21

Sơ bộ xác định số cọc nhƣ sau: max 12241.7

Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc như sau:

Hình 6.7: Mặt bằng bố trí cọc ép móng

Kiểm tra điều kiện độ sâu đặt đài với Hmax tt

Thỏa điều kiện móng cọc đài thấp

6.2.2.3.3 Áp lực đáy móng ,kiểm tra điều kiện xuyên thủng và lún

Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Với hđ = 1.5 m, móng thỏa điều kiện cột xuyên thủng đài

     Áp lực đáy khối móng quy ƣớc

W d  ( B qu xL qu  n coc xA c )   i h i

W dai BxLxhx bt 3.2 4.4 1.5 25x x x 528kN Áp lực đáy khối móng quy ƣớc tính theo công thức: tc tc tc tc x y x y

Sức chịu tải của đất nền: tc ' ' m II mi I

Thỏa điều kiện Độ lún b hi (m) '(kN / m ) 3 σ bt (kN/m 2 )

Kiểm tra điều kiện : s < [s] = 10cm

Chia lớp đất dưới móng khối quy ước ra nhiều lớp đất có chiều dày h i

6.2.2.3.4 Tính độ cứng lò xo cọc Độ lún cọc đơn :

Trong đó: N tải tro ̣ng thẳng đƣ́ng tác du ̣ng lên co ̣c

 là hệ số đươ ̣c xác đi ̣nh theo công thức:

 là hệ số tương ứng cọc cƣ́ng tuyê ̣t đối ,

 EA là độ cứng tương đối của cọc

   Độ cứng của lò xo:

Vậy chọn độ cứng của lò xo cọc là kc = 79080.62 kN/m

Trong quá trình tính toán phản lực đầu cọc, chúng ta sử dụng phần mềm Safe để mô phỏng mô hình móng lõi thang Cọc được mô hình hóa như một lò xo có độ cứng kc, giúp xác định chính xác phản lực đầu cọc dựa trên đặc tính cơ lý của đất và cấu trúc móng Phương pháp này tối ưu hóa quá trình phân tích, đảm bảo độ chính xác cao trong thiết kế móng cọc.

Kết quả phản lực đầu cọc xuất ra từ SAFE

Node Point OutputCase CaseType Fx Fy Fz

Text Text Text Text kN kN kN

P min = 2.75 T > 0 , cọc không bị nhổ

Với: n1 = 3: Số hàng cọc trong 1 nhóm n 2 = 4: Số cọc trong 1 hàng

Q a-nhóm =ε.n.Qatk=0.754*12*1400667.22(kN) > N tt 241.7 (kN) Thoả điều kiện cọc làm việc theo nhóm

6.2.2.3.6 Tính toán thép đài móng

Hình 6.8: Biểu đồ moment vách P3 theo phương X

Hình 6.9: Biểu đồ moment vách P3 theo phương Y

Số liệu tính toán: b = 1000(mm) h = hđ 00(mm) a = 130(mm)

Bảng 6.2: Kết quả cốt thép đài móng vách P3

(cm²) Bố trí A sc (cm²)

6.2.2.5 Tính toán móng dưới vách(P4)

Lấy tổ hợp có Nmax để tính sơ bộ số cọc cho móng vách P4

Cọc sử dụng là loại cọc có Qtk = 140 T

This dataset presents detailed measurements for various combinations labeled from COMB1 to COMB12, all positioned at the bottom The data includes key parameters such as values ranging from approximately -8,508 to -6,015 for initial measurements, with other figures spanning from negative to positive, indicating diverse measurement ranges Notably, some combinations like COMB8 and COMB9 share identical data points, suggesting consistent results across different tests These measurements provide valuable insights into the performance and characteristics of each combination, essential for optimized analysis and decision-making in related applications.

STORY1 P4 COMB14 Bottom -8567.4 217.03 -4.66 -82.872 -489.321 1550.81 STORY1 P4 COMB15 Bottom -8216.28 -63.72 102.33 105.117 840.145 -957.586 STORY1 P4 COMB16 Bottom -7068.46 77.46 -48.3 -55.343 -654.616 590.997 STORY1 P4 COMB17 Bottom -8699.54 10.74 146.39 71.358 1103.428 -330.057 STORY1 P4 COMB18 Bottom -8224.02 204.6 -14.7 -81.189 -498.812 1541.983 STORY1 P4 COMB19 Bottom -7872.9 -76.15 92.28 106.801 830.654 -966.413

Hình 6.10: Mặt bằng bố trí cọc ép móng M5

Kiểm tra điều kiện độ sâu đặt đài với H max tt = 276.47kN

6.2.2.4.3 Áp lực đáy móng ,kiểm tra điều kiện xuyên thủng và lún

W dai BxLxhx bt 3.2 3.2 1.5 25x x x 384kN Áp lực đáy khối móng quy ƣớc tính theo công thức: tc tc tc tc x y x y

Thỏa điều kiện Độ lún b hi (m) '(kN / m ) 3 σ bt (kN/m 2 )

Chia lớp đất dưới móng khối quy ước ra nhiều lớp đất có chiều dày h i

6.2.2.4.4 Tính độ cứng lò xo cọc Độ lún cọc đơn :

 là hệ số đƣợc xác định theo công thƣ́c:

Vậy chọn độ cứng của lò xo cọc là kc = 79118.1 kN/m

Phản lực đầu cọc là yếu tố quan trọng trong phân tích kết cấu móng Để tính toán phản lực này, chúng tôi sử dụng phần mềm Safe để mô hình hóa móng lõi thang, trong đó cọc được mô phỏng như các lò xo có độ cứng kc Việc mô hình hóa chính xác giúp xác định rõ phản lực đầu cọc và đảm bảo an toàn cho kết cấu công trình.

Pmin = 21.09 T > 0 , cọc không bị nhổ

Với: n 1 = 3: Số hàng cọc trong 1 nhóm n2 = 3: Số cọc trong 1 hàng

Qa-nhóm=ε.n.Qatk=0.863*9*1400873.8(kN) > Ntt42.92 (kN)

6.2.2.4.6 Tính toán thép đài móng Để tín thép cho đài móng ta cũng mô hình bằng phần mềm Safe

Hình 6.11: Biểu đồ moment vách P4 theo phương X

Hình 6.12: Biểu đồ moment vách P4 theo phương Y

Bảng 6.3: Kết quả cốt thép đài móng vách P4

(cm²) Bố trí A sc (cm²)

6.2.3 Tính toán móng lõi thang

Lấy tổ hợp có N max để tính sơ bộ số cọc cho móng lõi thang

Cọc sử dụng là loại cọc có Q tk = 160 T

The data reveals multiple combinations labeled from COMB1 to COMB19, each representing specific bottom points with associated coordinates and measurements Notably, COMB4 and COMB8 both show significant values, with COMB8 exhibiting extremely high positive measurements, indicating substantial deviations from the baseline COMB14 and COMB16 are characterized by high positive values in some measurements, suggesting critical points of interest, while combinations like COMB13 and COMB17 demonstrate negative values, indicative of contrasting behaviors or conditions Overall, these combinations illustrate diverse data patterns, highlighting key variations for further analysis in optimization and modeling contexts.

Kích thước đài Bđ xLđxHđ = 8m x 10.4m x2.0m

Hình 6.13: Mặt bằng bố trí cọc ép móng lõi thang

Kiểm tra điều kiện độ sâu đặt đài với Hmax tt

6.2.3.3 Áp lực đáy móng ,kiểm tra điều kiện xuyên thủng và lún

Với hđ = 2 m, móng thỏa điều kiện cột xuyên thủng đài

W dai BxLxhx bt 8 10.4 2 25x x x 4160kN Áp lực đáy khối móng quy ƣớc tính theo công thức: tc tc tc tc x y x y

Thỏa điều kiện Độ lún b h i (m) '(kN / m ) 3 ζbt (kN/m 2 )

4 7.8 10.8 290.45 Áp lực gây lún dưới đáy móng:

6.2.3.4 Tính độ cứng lò xo cọc Độ lún cọc đơn :

 là hệ số đƣợc xác định theo công thức:

Vậy chọn độ cứng của lò xo cọc là kc = 79012.47kN/m

6.2.3.5 Phản lực đầu cọc Để tính tìm phản lực đầu cọc ta mô hình móng lõi thang bằng phần mềm Safe với cọc là lò xo có độ cứng kc

P min = 35.4 T > 0 , cọc không bị nhổ

Qa-nhóm=ε.n.Qatk=0.668*63*1600g334.4(kN) > Ntt`992.17 (kN)

6.2.3.6 Tính toán thép đài móng Để tính thép cho đài móng ta cũng mô hình bằng phần mềm Safe

Biểu đồ momen theo phương X

Hình 6.14: Biểu đồ momen đài móng lõi thang theo phương X

Hình 6.15: Biểu đồ momen đài móng lõi thang theo phương Y

Bảng 6.4: Kết quả cốt thép đài móng lõi thang

Phương án móng cọc khoan nhồi

Sử dụng bê tông cấp độ bền B25

Cường độ chịu nén tính toán: R b = 14.5 MPa

Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.05 MPa

Mô đun đàn hồi: Eb= 3000 MPa

Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ < 10)

Cường độ tính toán cốt ngang R sw = 175 MPa

Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ ≥10)

6.3.1 Sức chịu tải của cọc Để thuận tiện cho việc tính toán và chọn tiết diện cọc hợp lí thì ta lập bằng bảng tính

Excel và chọn mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 5

Chọn cọc có đường kích D = 800 mm, Lcọc = 40 m, cắm vào lớp thứ 5

Diện tích tiết diện cọc là: Ac =0.503 m 2

Chọn 0.7 m cọc ngàm vào đài Đối với cọc dưới chân cột:

Chiều cao đài móng hđ = 1.5m

Chọn chiều sâu đặt móng là hm = 1.8+1.5=3.3 (m) Đỉnh cọc nằm ở cao trình –3.3 m (so với mặt đất tự nhiên)

Việc lập bảng tính sức chịu tải của cọc đơn bằng Excel giúp đảm bảo tính toán chính xác và hiệu quả Khi xác định sức chịu tải của cọc, chúng ta thực hiện các phép tính chi tiết cho cọc dưới móng lõi thang và áp dụng kết quả từ bảng tính Excel cho cọc dưới móng chân cột Điều này giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế móng và đảm bảo độ ổn định của công trình.

Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất được tính theo công thức: Q_TC = m (m_R q_p A_c + u Σ m_f f_si), trong đó m là hệ số điều kiện làm việc (lấy bằng 1), m_R là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc (mặc định là 1), q_p là cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (đặc biệt ở lớp đất 5), và công thức đặc biệt áp dụng cho đất cát theo tiêu chuẩn TCVN 10304 để xác định sức kháng mũi.

Trong đó: hệ số α 1 , α 2 , α 3 , α 4 : tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát

Với thiết kế chống động đất cấp 7, góc ma sát giảm đi 2 o φ = 29.129 o : α1 = 25.06, α2 = 46.69, α3 = 0.59, α4 = 0.27 γ1 = 8.94 : trọng lƣợng trung bình các lớp đất trên mũi cọc γ’1 = 10.6: trọng lượng lớp đất dưới mũi cọc

Diện tích mũi cọc (Aₚ) là 0.503 m², còn chiều dài chu vi ngoài của cọc (u) là 2.51 m Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc (mf) được lấy là 1, đảm bảo tính chính xác trong tính toán Độ ma sát mặt bên của lớp đất thứ i trên thân cọc (fsi) được xác định dựa theo bảng A2 trong phụ lục A để phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật.

Lớp z i (m) l i (m) z tb (m) Độ sệt B m fi f si

Suy ra : Qa tc tc

Trong đó : (Đơn vị kN-m)

  c = 45.7 kN/m 2 φ = 29.129 o Tra bảng của Vecsic đƣợc Nc = 28.14, Nq 68 , Nγ = 17.48 ζ’vp = 359.57 kN/m 2

Vậy tính đƣợc qp = 6322.48 kN/m 2

Q p = 3178.31 kN Sức chịu tải cực hạn Q u = Q s +Q p = 6938+3178.31115.33 kN

Sức chịu tải cho phép Qa = Qs/2 + Qp/3 = 6938/2+10115.33/3

6.3.1.3 Sức chịu tải theo vật liệu

Sức chịu tải theo vật liệu của cọc tính theo TCXD 195 – 1997

Ab : là diện tích tiết diện cọc có trừ phần cốt thép, (m 2 )

Ru : cường tính toán của bêtông cọc khoan nhồi

Ran : cường độ tính toán của cốt thép cọc khoan nhồi

A a : là diện tích cốt thép dọc trong cọc, (m 2 )

Với R :mác thiết kế bê tông

Thép AIII => Rc = 400 MPa Đường kính cọc : D = 0.8m =>

F b = A a – A s = 0.503 – 0.00982 = 0.493 m 2 Đối với cọc đổ bêtông dưới nước hoặc dung dịch Bentonie :

- Đối với cốt thép nhỏ hơn  28:

=> Khả năng chịu tải theo vật liệu của cọc là :

P R F R F  x  x x  kN Đối với móng lõi thang:

Chiều cao đài móng hđ = 2.5 m

Chọn chiều sâu đặt móng là hm = 1.8+1.5+2.5=5.8 (m) Đỉnh cọc nằm ở cao trình –5.8 m (so với mặt đất tự nhiên)

Việc lập bảng tính sức chịu tải của cọc đơn bằng Excel giúp đảm bảo tính toán chính xác và tiết kiệm thời gian Khi xác định sức chịu tải của cọc dưới móng lõi thang, ta dựa trên các số liệu chi tiết từ bảng tính Excel để đảm bảo độ chính xác cao nhất Tương tự, đối với cọc đơn dưới móng chân cột, kết quả tính toán cũng được lấy trực tiếp từ bảng tính này nhằm đảm bảo tính nhất quán trong thiết kế kết cấu Sử dụng Excel trong quá trình tính toán giúp nâng cao độ tin cậy và hiệu quả làm việc trong công tác xây dựng móng cọc.

Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc được tính theo công thức: Q_TC = m (m_R q_p A_c + u ∑ m_f f_sil_i), trong đó m là hệ số điều kiện làm việc (lấy m=1), m_R là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc (lấy m_R=1), q_p là cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, đặc biệt đối với đất cát, sức kháng mũi được tính theo công thức tiêu chuẩn TCVN 10304 Công thức này giúp xác định khả năng chịu tải của cọc dựa trên các yếu tố như diện tích mặt cắt, lực tác dụng và đặc tính đất tại vùng mũi cọc.

Trong đó: hệ số α1, α2, α3, α4: tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát

Với thiết kế chống động đất cấp 7, góc ma sát giảm đi 2 o φ = 29.129 o : α 1 = 25.06, α2 = 46.69, α3 = 0.59, α4 = 0.27 γ 1 = 8.94 : trọng lƣợng trung bình các lớp đất trên mũi cọc γ’1 = 10.6: trọng lượng lớp đất dưới mũi cọc

Diện tích mũi cọc (Ap) là 0.503 m², đảm bảo khả năng chịu lực của cọc hiệu quả Chiều dài của chu vi ngoài cọc (u) là 2.51 m, giúp xác định diện tích bề mặt tiếp xúc với đất Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc (mf) được lấy là 1, phản ánh đặc tính chịu lực của đất trong quá trình cài đặt cọc Thông số ma sát mặt bên của lớp đất thứ i trên thân cọc (f si) được xác định theo bảng A2 trong phụ lục A, nhằm đánh giá chính xác khả năng chịu lực của đất xung quanh cọc.

B m fi f si (kN/m 2 ) f si l i (kN/m)

Suy ra : Qa tc tc

FS m : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (FS s = 1.5 – 2.0 )

FS f :Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc (FS p = 2.0 – 3.0)

Chọn :FS s = 2 ; FS p = 3 để tính toán

Trong đó : (Đơn vị kN-m)

  c = 45.7 kN/m 2 φ = 29.129 o Tra bảng của Vecsic đƣợc N c = 28.14, N q 68 , N γ = 17.48 ζ’vp = 359.57 kN/m 2

Q p = 3178.31 kN Sức chịu tải cực hạn Q u = Q s +Q p = 6938.45+3178.31116.76 kN Sức chịu tải cho phép Q a = Q s /2 + Q p /3 = 6938/2+10116.76/3

6.3.2.3 Sức chịu tải theo vật liệu

Sức chịu tải theo vật liệu của cọc tính theo TCVN 195 – 1997

A b : là diện tích tiết diện cọc có trừ phần cốt thép, (m 2 )

R u : cường tính toán của bêtông cọc khoan nhồi

R an : cường độ tính toán của cốt thép cọc khoan nhồi

A a : là diện tích cốt thép dọc trong cọc, (m 2 )

Với R :mác thiết kế bê tông

Thép AIII => R c = 400 MPa Đường kính cọc : D = 0.8m =>F = a πD 2 =π×0.8 2 =0.503(m ) 2

Fb = Aa – As = 0.503 – 0.00982 = 0.493 m 2 Đối với cọc đổ bêtông dưới nước hoặc dung dịch Bentonie :

- Đối với cốt thép nhỏ hơn  28:

=> Khả năng chịu tải theo vật liệu của cọc là :

6.3.2 Tổng hợp và chọn sức chịu tải thiết kế

Tổng hợp kết quả tính sức chịu tải

Q a (kN): Cọc móng lõi thang

Sức chịu tải theo vật liệu 5118.4 5118.4

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lí 3929.6 4400.5

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ 4528 4528.66

Chọn sức chịu tải cọc đơn thiết kế:

Móng dưới chân cột: Qtk = 350(T)

6.3.3 Tính toán móng dưới chân cột

Tính toán sơ bộ số lƣợng theo tổ hợp tải có Nmax và sau đó kiểm tra lại với 2 tổ hợp là:

Chọn sơ bộ số lƣợng cọc theo công thức: tk tt coc Q k N n  max , lấy k = 1.4

Bảng 6.5: Kết quả chọn số lượng cọc cho móng dưới chân cột

Hình 6.16: Mặt bằng bố trí móng cọc khoan nhồi

Kiểm tra điều kiện độ sâu đặt đài cho tất cả các móng với Hmax tt

  hm = 3.3 m > hmin =1.56 m Thỏa điều kiện móng cọc đài thấp, bỏ qua tải trọng ngang khi tính toán móng

Hệ số rỗng e lớp đất 5

Lớp Tên Cấp tải (kN/m 2 )

The data presents various combinations labeled from COMB1 to COMB15, indicating different scenarios analyzed within STORY1 These combinations show negative and positive values across multiple metrics, such as -5301.84 for COMB1 and -5178.21 for COMB15, highlighting variations in system performance or outcomes Notably, certain combinations, like COMB4 and COMB12, exhibit positive values in some variables, suggesting differing impacts on results The data includes key insights into the fluctuations and trends across these combinations, providing valuable information for optimizing strategies related to STORY1 Analyzing these combinations can help identify the most effective configurations for achieving desired outcomes, emphasizing the importance of data-driven decision-making in content optimization.

Story Column Load Loc P V2 V3 T M2 M3 STORY1 C2

Kích thước đài Bđ xLđxHđ = 4m x 3.7m x 1.5m, vác mép như hình vẽ

Hình 6.17: Mặt bằng móng cọc khoan nhồi chân cột C2 6.3.3.1.3 Phản lực đầu cọc

Công thức tính phản lực đầu cọc Pi : y i x i i 2 2 coc i i

Với: n 1 = 2: Số hàng cọc trong 1 nhóm n2 = 2: Số cọc trong 1 hàng

Q a-nhóm =ε.n.Q atk =0.795*3*350047.5(kN) > N tt T54.06 (kN)

6.3.3.1.4 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy móng, điều kiện xuyên thủng và lún

Fcx > Nmax (Thỏa điều kiện xuyên thủng)

Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chiều dài và chiều rộng của đáy khối móng được quy đổi từ hình tam giác sang hình chữ nhật có diện tích bằng nhau, giúp đảm bảo tính chính xác và thuận tiện trong thiết kế móng nhà.

 qu qu coc c i i d B xL n xA h

W dai BxLxhx bt 1.94 3.2 1.5 25x x x 232.8kN Áp lực đáy khối móng quy ƣớc tính theo công thức: tc tc tc y tc x x y

 Sức chịu tải của đất nền: tc ' ' m II mi I

Tiêu đề	Chung cư An Dương Vương
Tác giả	Trần Văn Tú
Người hướng dẫn	TS. Châu Đình Thành
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Chuyên ngành	Xây dựng và Cơ học Ứng dụng
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	229
Dung lượng	6,12 MB