Thiết kế móng cọc ép và cọc khoang nhồi, so sánh hai phương án móng

Bài đồ án mẫu hướng dẫn quy trình thiết kế tính toán và bố trí móng cọc ép ly tâm dự ứng lực và cọc khoang nhồi cho công trình nhà cao tầng thuộc phạm vi đồ án tốt nghiệp ngành kỹ thuật xây dựng, phạm vi bài chỉ thiết kế các móng trên một khung trục nhất định không thiết kế toàn bộ công trình, sau khi thiết kế 2 phương án móng tiến hành so sánh và lựa ra phương án tối ưu hơn

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG.

Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền móng công trình Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau:

+ Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ của đất nền)

+ Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu)

+ Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không vượt quá giá trị cho phép

+ Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế

+ Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công

1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, NỘI LỰC TÍNH TOÁN VÀ VẬT LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG THIẾT KẾ MÓNG.

1.1.1 Vị trí địa chất khu vực.

- Mã số hồ sơ địa chất: 067

- Báo cáo khảo sát địa chất được lấy từ công trình: Trụ sở ngân hàng – MP Bank

- Địa điểm: đường Pasteur, phường Nguyễn Thái Bình, quận 1, TP HCM

- Cấu trúc địa chất: Địa tầng khu vực khảo sát có cấu trúc tương đối phức tạp, bao gồmnhiều lớp có khả năng chịu tải khác nhau

1.1.2 Phân loại và mô tả các lớp đất.

- Lớp đất san lấp: từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu 1.0 m /.2 m

- Lớp đất 1: bùn sét lẫn hữu cơ (OH), trạng thái dẻo chảy

+ Nằm ngay bên dưới lớp đất san lấp đến độ sâu 5.1 m /5.2 m (đáy lớp) Bề dày thayđổi từ 4.0 m/4.1 m

+ Thành phần chính của lớp đất là sét, bụi lẫn ít cát mịn Đất có trạng thái dẻo chảy, màu xám xanh

+ Đây là lớp đất có tính năng cơ lý thấp, khả năng chịu tải thấp, tính nén lún cxao

- Lớp đất 2: cát mịn lẫn nhiều sét (SC), mật độ chặt kém

+ Từ độ sâu 5.1 m/5.2 m đến 13.0 m/13.5 m Bề dày lớp thay đổi từ 7.9 m/8.3 m

+ Thành phần chính của lớp đất là cát mịn lẫn nhiều sét, bụi Đất màu nâu vàng, xám trắng.

+ Đây là lớp đất có tính năng cơ lý trung bình, khả năng chịu tải và tính nén lún trung bình

- Lớp đất 3: cát mịn lẫn sét, bụi ( SC – SM), mật độ chặt vừa Đất màu hồng, xám vàng

+ Từ độ sâu 13.0 m/3 5 m đến 39.4 m/40.5 m Bề dày lớp đất thay đổi từ 26.4 m/27.0 m

+ Đây là lớp đất có tính năng cơ lý trung bình, độ chặt tự nhiên trung bình, khả năngchịu tải và tính nén lún trung bình

- Lớp đất 4: sét dẻo/sét rất dẻo (CL/CH), trạng thái cứng

+ Từ độ sâu 39.4 m/40.5 m đến 50 m (độ sâu kết thúc hố khoan) Bề dày lớp lớn hơn 9.5 m

+ Thành phần chính của lớp đất là cát sét, bụi lẫn ít cát mịn Lớp đất này có trạng thái cứng, màu nâu đỏ, nâu vàng

+ Đây là lớp đất có tính năng cơ lý tốt, độ chặt tự nhiên cao, khả năng chịu tải cao

và ít hoặc không gây biến dạng lún

- Tại hiện trường, độ sâu mực nước ngầm bắt gặp ở độ sâu khoảng 1.3 m – 1.4m

Hình 9.1 Trụ địa chất công trình

1.1.3 Tổng hợp số liệu địa chất.

Bảng 9.1 Bảng tổng hợp số liệu từ hồ sơ khảo sát địa chất

1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG.

Quy mô công trình với 1 tầng hầm 15 tầng nổi, nhịp 5.5 m/7 m/7m/7 m/5.5 m nên có thể xét đến các giải pháp móng như sau:

+ Móng nông: lớp đất số 2 ngay dưới mặt đáy tầng hầm là đất có sức chịu tải trung bình nên chọn phương án móng đơn và móng băng trên nền đất tự nhiên cho công trình có tải trọng lớn là không khả thi Chỉ có thể sử dụng phương án móng bè, tuy nhiên để khảo sát tính khả thi, sinh viên cần phải kiểm tra cường độ đất nền

+ Móng sâu: có thể sử dụng phương án móng cọc ép hoặc cọc khoan nhồi

1.2.1 Phương án móng nông – móng bè.

Móng bè vừa là kết cấu móng, vừa là kết cấu sàn tầng hầm

Sơ bộ móng bè có kích thước: chiều dày h = 1.5 m, chiều sâu đáy móng -2.3 m, kích thước móng 18 m × 32 m (bằng với kích thước sàn tầng hầm)

Theo mục 4.6.9, trang 24 TCVN 9362:2012: quy định áp lực trung bình tác dụng dưới

đáy móng không vượt quá áp lực tính toán R (kN/m²) tính theo công thức:

+ m1 và m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm

việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo mục 4.6.10:

 Công trình có sơ đồ kết cấu mềm.→ m2 = 1.0

+ ktc là hệ số tin cậy lấy theo mục 4.6.11, ktc = 1 (Các kết quả thí nghiệm lấy trực tiếp các mẫu đất tại nơi xây dựng)

+ A, B, D: hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền được lấy theo bảng 14 phụ

thuộc vào góc ma sát trong được xác định theo điều 4.3.1 đến 4.3.7 của TCXD

3.560

+ b là cạnh bé (bề rộng) của móng bè, b = 18 m

+ II: dung trọng lớp đất từ đáy đáy bể trở xuống,  II 6.03 kN / m 3

+ 'II là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ sâu đặt đáy bể nước:

3 II

Với: h: chiều sâu chôn móng tính từ cốt + 0.00 (MĐTN)

htđ: chiều sâu đặt móng tính từ nền bên trong nhà có tầng hầm, tính theo công thức:

h2: chiều dày của kết cấu sàn tầng hầm

kc

 : trọng lượng thể tích trung bình của kết cấu sàn tầng hầm, kN/m3)

Ta được cường độ tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng:

mongbe

N + P

=A

Trong đó:

+

2 mongbe

Bảng 9.2 Giá trị Base reactions xuất từ CB I trong ETABS.

Table: Base Reactions

Ta chọn phương án móng sâu để thiết kế móng cho công trình

1.2.2 Phương án móng sâu.

1.2.2.1 Phương án cọc ép BTCT theo TCVN 10304:2014.

Xuất nội lực (giá trị Joint reactions) từ tất cả các Combo (trừ BAO) trong phần mềm Etab để chọn ra các trường hợp nội lực nguy hiểm nhất

 Sơ bộ kích thước và số lượng cọc bê tông cốt thép:

Chọn móng dưới chân cột C16 (tầng Hầm) có giá trị lực nén lớn nhất để sơ bộ:

Ntt = 8648 kN

Chọn cọc ép thường được sử dụng ép loại tiết diện vuông 400mm 400mm

Theo mục 3.3.3 TCXD 205:1998 hàm lượng cốt thép min    1 1.2 % 

Chọnmin 1.2%

  , khi đó ta có:

+ k = 1.1 móng dưới chân cột giữa.

+ k = 1.2 móng dưới chân cột biên

+ k = 1.3 móng dưới chân cột góc

+ ncoc số cọc trong móng

Nhận xét: Số lượng cọc trong đài không quá lớn Phương án móng cọc bê tông cốt

thép trong trường hợp này đối với công trình là khả thi

1.2.2.2 Phương án cọ ép ly tâm ứng suất trước.

Sơ bộ kích thước cọc ly tâm ứng suất trước: Chọn cọc bê tông ly tâm ứng lực trước cường độ cao (PHC) cấp tải A, đường kính ngoài D = 400 có Qtk = 1480 kN (theo catalouge công ty Phan Vũ)

tt

TK

786

n

4480

1.2.2.3 Nhận xét và rút ra kết luận giải pháp móng cho công trình.

1 Nhận xét.

Cọc ly tâm ứng suất trước có những ưu điểm sau:

+ Sản xuất trong nhà máy nên chất lượng đồng đều được duy trì

+ Sử dụng bê tông mác cao, cùng với quá trình quay ly tâm và tác động của ứng suất trước làm cải thiện các tính năng như: chống nứt cọc, chống ăn mòn sulfate và

ăn mòn cốt thép, không xuất hiện ứng suất gây xoắn nứt trong quá trình đóng/ép, cho phép đóng xuyên qua các lớp địa tầng cứng, cọc dài hơn nên ít mối nối hơn.+ Do sử dụng bê tông và thép cường độ cao nên tiết diện cốt thép giảm, dẫn đến trọng lượng của cọc giảm rất nhiều, thuận lợi cho việc di dời, vận chuyển, thi công, lắp dựng

+ Cốt thép trong bê tông, là cốt thép cường độ cao, được kéo căng ra bằng máy kéo ứng suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định, được thiết kế trước, nằm tronggiới hạn đàn hồi của nó, trước khi các kết cấu bê tông cốt thép này chịu tải Lực căng cốt thép này làm cho kết cấu bê tông biến dạng ngược với biến dạng do tải trọng gây ra sau này khi kết cấu làm việc Nhờ đó, kết cấu bê tông cốt thép ứng suấttrước có thể chịu tải trọng lớn gần gấp đôi so với kết cấu này, khi không căng cốt thép ứng suất trước

2 Kết luận.

Từ kết quả so sánh và nhận xét trên, sinh viên chọn phương án móng cọc ly tâm ứng suất trước tính toán thiết kế móng cho khung trục 3

1.3 NỘI LỰC DÙNG TRONG THIẾT KẾ MÓNG.

Ghi chú: Nội lực được xuất ra từ mô hình trong ETABS, nội lực đã bao gồm tải trọng sàn tầng hầm truyền vào

Móng công trình được tính toán dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột, vách Tính toán với 1 trong 5 trường hợp sau rồi kiểm tra với các trường hợp còn lại

Hình 9.3 Qui ước chiều nội lực khi tính móng

Trong đó:

+ Mx là momen quay quanh trục X

+ My là momen quay quanh trục Y

+ Qx là lực cắt theo phương X

+ Qy là lực cắt theo phương Y

+ Chiều dương như trên hình vẽ

Bảng 9.3 Cách chọn nội lực để tính toán

Trường hợp Nội lực

max Các nội lực lấy tương ứng trong cùng một Combo

TH5 QYmax N MX MY QX

1.3.1 Tải trọng tính toán.

Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo TTGH I

Trong đồ án này sinh viên trình bày tính toán móng khung trục 3, cụ thể gồm:

+ Móng cột biên M1 và M4

+ Móng cột giữa M2 và M3

Hình 9.4 Mặt bằng tính toán móng khung trục 3 và lõi cứng

Sinh viên chọn cặp nội lực có lực dọc max của từng móng để đi tính toán và kiểm tra cho các trường hợp còn lại Đối với móng lõi sẽ tính toán nội lực trên đài và phản lực đầu cọc theo phần tử hữu hạn bằng phần mềm ETABS

Tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất cho móng được lọc từ kết quả nội lực trong ETABS lọctheo các trường hợp đã được trình bày ở trên:

Bảng 9.4 Giá trị nội tính toán của móng M1 dưới chân cột biên C8

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

1.3.2 Tải trọng tiêu chuẩn.

Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ

II Tải trọng lên móng đã xác định là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lên móng thì ta tạo ra các tổ hợp nội lực mới với cấu trúc là các gái trị tải

trọng tiêu chuẩn Xem ở mục Error: Reference source not found trang Error:

Reference source not found.

Bảng 9.8 Giá trị nội tiêu chuẩn của móng M1 dưới chân cột biên C8

(kN)

(kN)TH1 CB IX:1TT(tc)+0.9HT(tc)+0.9Gio

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)TH1 CB VIII:1TT(tc)+0.9HT(tc)+0.9Gio

1.4.1 Vật liệu sử dụng cho đài cọc.

Vật liệu sử dụng cho đài cọc được trình bày trong bảng sau:

Bảng 9.12 Thông số vật liệu đài cọc.

Vật liệu

Thông số vật liệu Khối

lượng riêng

kN m 3



Cường độ

chịu nén tính toán (MPa)

Cường độ

chịu kéo tính toán (MPa)

Module đàn hồi (MPa)

1.4.2 Sơ bộ kích thước đài và cọc.

1.4.2.1 Sơ bộ chiều cao đài móng.

Chọn hiều cao đài cọc là H = 1.5 m, sau đó tiến hành tính toán và kiểm tra lại

Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến mặt sàn tầng hầm là 0.75 m (Thiết kế mặt đài

trùng với mặt trên kết cấu sàn tầng hầm)

Chiều sâu chôn đài so với mặt đất tự nhiên: 0.75 + 1.5 = 2.25 m

1.4.2.2 Sơ bộ cọc.

Để chọn đường kính cọc và chiều sâu mũi thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng công trình, cần phải đưa ra phương án kích thước khác nhau để so sánh và lựa chọn Ban đầu giả thiết chọn cọc ly tâm có đường kính Dcọc = 500 mm

Theo TCVN 10304-2014 đối với móng cọc treo ta đặt mũi cọc ở lớp đất tốt hoặc

tương đối tốt, có chỉ số SPT tương đối (chọn lớp đất số 3)

Chọn cao trình mũi cọc so với mặt đất tự nhiên là: -38.15 m

Chiều dài tính toán của cọc:

tt

Chiều dài thực tế phải thi công cọc là:

Lthựctế = l1 + Ltt + lmũi = 0.1 + 35.9 + 0.1 = 36.1 mTrong đó:

+ l1 là chiều dài đoạn cọc chôn trong đài, lấy l1 = 0.1 m.

+ lmũi là chiều dài đoạn mũi cọc, l mũi = 0.2Dcọc = 0.20.35 = 0.07 m

Kết luận: Cọc có chiều dài 36 m được chia làm 3 đoạn có 2 mối nối, mỗi đoạn cọc dài

12 m

1.4.3 Tính sức chịu tải của cọc.

1.4.3.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.

Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước được sử dụng từ đơn vị cung cấp cọc – công ty

Phan Vũ Từ catologue của nhà cung cấp như Hình 9 2, ta tra được Rvl = 4580 kN

1.4.3.2 Xác định sức chịu tải cực hạn R c,u của cọc.

Có nhiều công thức để xác định sức chịu tải cực hạn của cọc trong đồ án này sinh viên sẽ trình bày 3 cách xác định sức chịu tải của đất nền như sau:

+ Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

+ Xác định sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cường độ của đất nền

+ Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

1 Sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lí của đất nền.

a Lí thuyết tính toán sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lí đất nền.

Theo mục 7.2.2 TCVN 10304-2014, sức chịu tải cực hạn của cọc xác định như sau:

R   q A  u   f lTrong đó:

+ c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất,  c 1

+ cq,  là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc, có xét cf

đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất, xem bảng 4 TCVN

10304-2014.

+ u : chu vi tiết diện ngang cọc, u Dcoc 3.14 0.35 1.099 m. 

+ Ab : diện tích tiết diện ngang mũi cọc,

2 coc

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc lấy theo bảng 2 TCVN

10304:2014.

b Thực hành tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền.

 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb theo bảng 2 TCVN 10304:2014 Đối

với đất số 3 là cát mịn lẫn sét, bụi, trạng thái chặt vừa có chỉ số sệt IL = 0.37 và chiều sâu hạ cọc 38.15 m, ta tra bảng được qb = 4596.15 kPa

 Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc fi×li Chia lớp đất xung quanh cọc thành những lớp đất có li 2 m (Chú thích (1) Bảng 3 TCVN 10304:2014) và tiến

hành nội suy giá trị fi từ bảng 3 TCVN 10304-2014 phụ thuộc vào loại đất và chiều

sâu trung bình của mỗi lớp đất thứ "i", tính từ MĐTN

Hình 9.5 Phân chia các lớp phân tố để tính ma sát thành của cọc với đất.Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau: cf

Bảng 9.13 Bảng giá trị ma sát thân cọc theo chỉ têu cơ lí đất nền

1 1.1 4596.15 0.096 1.099 1362.02 485.35 1496.86

kN kN

RR

2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền.

Theo phụ lục G2 TCVN 10304:2014, sức chịu tải cực hạn của cọc:

Trong đó:

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc.

+ Ab là diện tích tiết diện ngang mũi cọc

+ u là chu vi tiết diện ngang cọc

+ fi là cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” thân cọc.+ li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb theo mục G.2.1 TCVN 10304:2014.

Q q A  c N ' q '   N ' ATrong đó:

+ N’c = 9 đối với cọc đóng, ép

+ N’q = 100 đối với đất chặt vừa của cọc đóng, ép (bảng G.1 TCVN 10304:2014)

+ c là lực dính của đất

+ q’γ,p là áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc (có trị số bằng ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc)

Với:

 Độ sâu giới hạn ZL xác định từ bảng G.1 TCVN 103047:2014.

Bảng 9.14 Giá trị các hệ số k, ZL và Nq’ cho cọc trong đất cát

Trạng

thái đất

Độ chặt tương đối D r Z L /d

Cọc đóng

Cọc khoan nhồi và

Barrette

Cọc đóng

Cọc khoan nhồi và Barrette

b b

f  cTrong đó:

+ c là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i” xác địnhu,ibằng số chỉ số SPT trung bình của lớp đất, đối với đất dính cu,i 6.25 N SPT

+  là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc và phương

pháp hạ cọc Có thể tra theo hình G.1 trong TCVN 10304:2014 (trích phục lục A

tiêu chuẩn AS 2159-1978).

3 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT.

Dùng công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản (1988) được trình bày trong mục G.3.2

TCVN 10304:2014 như sau:

R q A  u  f l f l

Do cọc chỉ xuyên qua các lớp đất dính nên công thức được viết lại như sau:

R  q  A   u  f  lTrong đó:

+ qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc Khi mũi cọc nằm trong lớp đất dính thì:

+ u là chu vi tiết diện ngang cọc: u = 1.57 m

+ fc,i là cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”

c,i p L u,i

f   f cVới:

 fL là hệ số điều chỉnh độ mảnh h/d của cọc đóng, xác định theo biểu đồ hình

G.2 b trang 84 TCVN 10304:2014 phụ thuộc vào tỉ số giữa

coc cocL

Hình 9.7 Biểu đồ xác định hệ số fL.

Ta có:

coc

L coc

Bảng 9.16 Bảng giá trị ma sát thân cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh SPT.

Lớp đất Loại đất Độ sâu l ci

4 Tổng hợp và lựa chọn sức chịu tải cho phép của cọc.

Sức chịu tải cho phép của cọc:

+ 0 là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất

sử dụng móng cọc, móng nhiều cọc lấy  0 1.15

+ n là hệ số độ tin cậy về tầm quan trọng của công trình Ứng với mức độ công trình cấp II, ta có  n 1.15

+ k là hệ số tin cậy theo đất phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng, sơ bộ móng

có 6 đến 10 cọc chọn  k 1.65, sau đó tiến hành tính toán và kiểm tra lại

+ R là trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc, được xác định từ các trị riêng c,ksức chịu tải trọng nén cực hạn R c,u

 Kiểm tra:Rc,d 1200 kN< Rvl 2380 kN→ Thỏa mãn

Tuy nhiên, trong catologue của nhà sản xuất cọc có đề cập đến sức chịu tải dài hạn củacọc là 1190 kN, cho nên sức chịu tải thiết kế của cọc không được vượt qua trị số này.Vậy: Rc,d 1190 kN

Và phải lưu ý rằng khi chọn giá trị lực ép trong quá trình thi công cọc thì:

ep max c,d

P  2 R để đảm bảo rằng cọc không bị vỡ trong quá trình ép cọc

1.4.4 Thiết kế móng M2 dưới chân cột giữa C16.

1.4.4.1 Sơ bộ số lượng cọc.

Móng cột giữa có lực dọc tương đối lớn dự đoán số lượng cọc sẽ từ 6 cọc trở lên vì thếchọn sức chịu tải cho cọc khi đài có từ 6 đến 10 cọc để sơ bộ kích thước đài và số lượng cọc

 Phản lực của cọc lên đáy đài:

 Số lượng cọc trong móng:

tt coc

Trong đó:  hệ số xét đến do mô men Ta có:  1.1 cho móng dưới chân cột giữa

 Kết luận: ncoc 8 cọc thỏa mãn giả thiết ban đầu  k 1.65 (móng có 6 đến 10 cọc)

1.4.4.2 Bố trí cọc trong đài.

Theo mục 8 TCVN 10304:2014 thì khi bố trí cọc trong đài cần lưu ý các điều kiện

Hình 9.9 Mặt bằng bố trí cọc trong đài móng M2 dưới chân cột giữa C16.

Từ việc bố trí cọc như trên, ta dễ dàng suy ra kích thước đài là:

b l 1900 4000 (mm mm).   

Khi đó, ta thấy: Adai   B L 1.9 4 7.6 m   2

1.4.4.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc.

1 Lí thuyết tính toán và kiểm tra phản lực đầu cọc.

Theo mục 7.1.13 trang 20 TCVN 10304:2014 thì khi xác định giá trị tải trọng truyền

lên cọc, cần xem móng cọc như kết cấu khung tiếp nhận tải trọng thẳng đứng, tải trọngngang và momen uốn

Đối với móng dưới cột gồm các cọc thẳng đứng, có cùng tiết diện và độ sâu, liên kết với nhau bằng đài cứng, cho phép xác định giá trị tải trọng Pitt truyền lên cọc thứ i trong móng theo công thức:

+ n : là số lượng cọc trong móng

+ xi, yi :tọa độ tim cọc thứ “i” tại cao trình đáy đài

+ xj, yj :tọa độ tim cọc thứ “j” cần tính toán tại cao trình đáy đài (i trùng với j)

Theo chú thích (1) mục 7.1.11 trang 19 TCVN 10304:2014, ta có điều kiện kiểm tra

phản lực đầu cọc là:

tt tt max coc c,d tt

+ P , Pmaxtt mintt lần lượt là lực nén lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên đầu cọc.

+ R là sức chịu tải cho phép của cọc.c,d

2 Tính toán phản lực đầu cọc:

a Kiểm tra phản lực đầu cọc với trường hợp lọc nội lực TH1 (CB 1.1).

 Trọng lượng tính toán của đài:

BTCT dai daynoi dai dai sanham

Hình 9.10 Qui ước chiều trong phần mềm ETABS

0.5 0.5258798.48 82 0.525

NP

8798.48P

NP

0.5 0.5258798.48 82 0.525

 

tt tt

NP

NP

Tính toán tương tự đối với 4 trường hợp nội lực còn lại

 Nhận xét: Khi tính toán phản lực đầu cọc với mục tiêu tìm được phản lực đầu cọc max và min (Pmaxtt và Pmintt ) trong 5 trường hợp nội lực được lọc ra như mục 1.3.1 Tuy

nhiên, 5 trường hợp nội lực đã được lọc ra chưa tuyệt đối là 5 trường hợp nội lực nguy hiểm nhất, hơn nữa, với sự hỗ trợ tính toán của phần mềm EXCEL sinh viên sẽ tính toán hết cả 9 Combo của mình để tìm ra Pmaxtt và Pmintt được chính xác hơn

Kết quả tính toán cho thấy:

+ Pmaxtt được tìm thấy từ trường hợp lọc nội lực số 2 (Mmaxx và N, My, Qx, Qy tương ứng) Cụ thể hơn chính là kết quả phản lực từ CB2.4: 1TT+0.9HT+0.9Gio YY

+ Pmintt được tìm thấy trong kết quả phản lực từ CB1.4: 1TT+1Gio Y Tuy nhiên,

CB1.4 này không nằm trong 5 trường hợp lọc nội lực trong mục 1.3.1.

Mục b bên dưới chính là kết quả phản lực đầu cọc được tính toán từ 9 Combo của sinh viên

b Kết quả tính toán phản lực đầu cọc của tất cả các Combo.

Bảng 9.18 Bảng kết quả tính toán phản lực đầu cọc trong móng M2 của 9 Combo

Cọc

Tọa độ cọc

∑x 2 ∑y 2 Tải trọng tại đáy đài

3 Kiểm tra phản lực đầu cọc.

Điều kiện kiểm tra:

tt tt max coc c,d tt

+ Lực nén lớn nhất tác dụng lên đầu cọc là: Pmaxtt P2tt 1125.38 kN

+ Lực nén nhỏ nhất tác dụng lên đầu cọc là: Pmintt P7tt 782.41 kN

+ Trọng lượng bản thân của cọc (giá trị tải tính toán):

co coc

coc co t

t

t c

P 0 nên không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc

1.4.4.4 Kiểm tra điều kiện áp lực tại mũi cọc.

1 Lí thuyết kiểm tra điều kiện áp lực tại mặt phẳng mũi cọc.

Điều kiện áp lực đất nền tại mặt phẳng mũi cọc như sau:

+ P , P , Ptbtc maxtc mintc lần lượt là áp lực tiêu chuẩn trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất tại mặt phẳng mũi cọc kN/m2

+ RtcM là sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc

2 Xác định kích thước khối móng qui ước.

Theo mục 7.4.4 trang 43 TCVN 10304:2014, đường bao của khối móng quy ước

được xác định như sau:

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

II,i i II,tb

i

ll

   

II,i i II,tb

ll

→ Diện tích mặt bằng khối móng qui ước: AM BMLM 7.87 9.97 78.46 m   2

Như vậy, kích thước khối móng qui ước là:

Hình 9.12 Mặt bằng và mặt cắt khối móng qui ước móng M2.

3 Trọng lượng khối móng qui ước.

Theo mục 7.4.4 trang 44 TCVN 10304:2014, trọng lượng khối móng quy ước bao

gồm: trọng lượng cọc và bệ cọc kể cả đất nằm trong khối móng qui ước

 Trọng lượng đất trong khối móng quy ước:

dat M i i

dat dat

+ Diện tích mặt bằng khối móng qui ước: AM 78.46 m 2

+ Áp lực phân bố của đất tại mặt phẳng đáy khối móng qui ước:

tt BTCT coc coc coc coc daynoi coc

4 Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước.

a Tính toán áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước với trường hợp lọc nội lực TH1 (CB I).

 Dời các giá trị tải trọng tiêu chuẩn về đáy khối móng qui ước:

Q , Q0ytc đã được trình bày trong mục Error:

Reference source not found.

 Áp lực tiêu chuẩn tại mặt phẳng đáy khối móng qui ước:

+ Áp lực tiêu chuẩn trung bình tại mặt phẳng đáy khối móng qui ước:

tc

tb M