Báo cáo thực tập: TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC 2 ppt

Từ bảng tổ hợp nội lựccho cột khung, ta chọn các tổ hợp nội lực tại chân cột có khả năng gây nguy hiểm nhất chomóng, các giá trị này lấy theo phương ngang nhà trong mặt phẳng khun

BÁO CÁO TH C T P T T ỰC TẬP TỐT ẬP TỐT ỐT

2

M C L C ỤC ỤC

CHƯƠNG VI 132

TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC 2 132

6.1./ ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: 132

6.1.1./ Tài liệu cho trước: 132

6.1.2./ Đánh giá điều kiện địa chất 132

6.2./ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: 134

6.3./ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP: 135

6.3.1./ MÓNG TRỤC 2-A 135

6.3.1.1./ Tải trọng: 135

6.3.1.2./ Đưa ra phương án móng 135

6.3.1.3./ Chọn chiều sâu chơn đáy đài 135

6.3.1.4./Chọn vật liệu, kích thước cọc 136

6.3.1.5./ Xác định sức chịu tải của cọc: 136

6.3.1.6./ Thiết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc 139

6.3.1.7./ Kiểm tra đieàu kiện áp lực 140

6.3.1.8./ Tính tốn nền theo biến dạng 141

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN MÓNG TR C 2 ỤC

6.1./ ĐÁNH GIÁ ĐI U KI N Đ A CH T TH Y VĂN: ỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: ỆP ỊA CHẤT THỦY VĂN: ẤT THỦY VĂN: ỦY VĂN:

6.1.1./ Tài li u cho tr ệu cho trước: ước: c:

Theo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu đất xây dựng được cấu tạo bởi các lớp sau:-Lớp đất hữu cơ dày 0.5m

-Lớp đất á sét dày 3.0m

-Lớp đất á cát dày 5.0m

-Lớp đất cát hạt trung có chiều dày vô cùng

* Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được cho ở bảng sau:

-Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu -3.0m (tính từ mặt đất tự nhiên)

-Dung trọng đẩy nổi của các lớp đất dưới mực nước ngầm

e

n đn







 1

) 1

6.1.2./ Đánh giá đi u ki n đ a ch t ều kiện địa chất ệu cho trước: ịa chất ất

Đánh giá trạng thái của đất theo các chỉ tiêu sau:

 Lớp Á sét (lớp 2):

+ Chỉ số dẽo: A = Wnh – Wd = 25 - 16 = 9

+ Độ sệt:     

9

16 20

A

W W

Ta thấy: 0.25<B = 0.44<0.5  lớp Á sét ở trạng thái dẽo cứng

+ Độ no nước của mẫu đất:

0.01 0.01 20 2.68

0.850.624

o

W G

 G = 0.85 > 0.8  lớp Á sét ở trạng thái bảo hoà nước

Kết luận: Lớp Á sét, trạng thái dẽo cứng, bão hòa nước

 Lớp Á cát (lớp 3):

A

Ta thấy: 0.5<B = 0.66<0.75  lớp Á cát ở trạng thái dẽo mềm

+ Độ no nước của mẫu đất:

0.01 0.01 22 2.66

0.664

o

W G

 G = 0.88 > 0.8  lớp Á cát ở trạng thái bảo hoà nước

Kết luận: Lớp Á cát, trạng thái dẽo mềm, bão hòa nước

 Lớp cát hạt trung (lớp 4):

0.50 < e = 0.679 < 0.70  lớp Cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa

Độ bảo hoà nước:

0.01 0.01 21.7 2.67

0.850.679

o

W G

e

G = 0.85 > 0.8  lớp Cát hạt vừa ở trạng thái bảo hoà nước

Kết luận: Lớp cát hạt trung, ở trạng thái chặt vừa.

Với công trình này ta sử dụng giải pháp kết cấu khung BTCT toàn khối công trình thuộcloại cao tầng, tải trọng tác dụng lớn, đặc biệt là lực xô ngang gây ra bởi tải trọng gió.Công trình được xây dựng trong thành phố, trạng thái các lớp đất nền tương đối tốt, đồng thời căn

cứ vào khả năng thi công thực tế ta chọn phương án móng cọc đài thấp

So với các loại móng khác thì móng cọc có nhiều ưu điểm rỏ rệt như: giảm khối lượng làm đất, tiết kiệm được vật liệu, có thể cơ giới hoá việc thi công được dễ dàng Nó không những đáp ứng yêu cầu biến dạng và cường độ của công trình đối với nền tương đối tốt mà

còn có thể chịu được lực ngang và lực nhổ một cách hữu hiệu, có lợi cho việc chống gió của kết cấu nhà cao tầng.

6.2./ XÁC Đ NH T I TR NG TÍNH TOÁN: ỊA CHẤT THỦY VĂN: ẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: ỌNG TÍNH TOÁN:

- Tải trọng: tĩnh tải, hoạt tải và gió đã được tính ở phần tính khung Từ bảng tổ hợp nội lựccho cột khung, ta chọn các tổ hợp nội lực tại chân cột có khả năng gây nguy hiểm nhất chomóng, các giá trị này lấy theo phương ngang nhà (trong mặt phẳng khung ) Vì tải trọng tácdụng vào khung là tải trọng tính toán, nên khi tính toán móng cọc ở TTGH2, ta phải chia chohệ số vượt tải ktc =1.15 để có tải tiêu chuẩn làm số liệu để thiết kế

- Từ kết quả phân tích nội lực của hệ khung phẳng, ứng với mỗi chân cột ta có 3 cặp nội lực nguy hiểm như sau:

* Mmax - Ntư - Qtư

* Mmin - Ntư - Qtư

* Nmax - Mtư - Qtư

Bảng tải trọng tính toán móng

Trục

móng

Tải trọng tính toán

- Trong các tổ hợp nội lực nêu trên, tổ hợp nội lực nào cho kết quả max sẽ được chọn để tính móng

- Ở công thức (*) , các giá trị: F, W, là các giá trị không thay đổi

Suy ra max khi tổng: (N + M)max

- Với các tổ hợp nội lực trên thì ta chọn tổ hợp nội lực N max, Mtư ,Qtư để tính toán móng,sau đó ta kiểm tra với tổ hợp nội lực còn lại cho của móng đó

6.3./ TÍNH TOÁN MÓNG C C ĐÀI TH P: ỌNG TÍNH TOÁN: ẤT THỦY VĂN:

6.3.1./ MÓNG TR C 2-A ỤC

6.3.1.1./ T i tr ng: ải trọng: ọng:

- Lực dọc N truyền xuống đáy móng = lực dọc trong cột + trọng lượng đà kiềng + trọnglượng tường xây trên đà kiềng

6.3.1.2./ Đ a ra ph ư ương án móng ng án móng

- Căn cứ vào các chỉ tiêu cơ lý và các đặc trưng cơ học của đất vừa xác định ở trên, ta đưa ra các phương án móng như sau:

**/ Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đặt đài cọc vào lớp đất thứ 2, đặt mũi cọc vào

**/ Kết luận: Đặt đài cọc trong lớp đất thứ 2, mũi cọc đặt trong lớp đất thứ 4.

6.3.1.3./ Ch n chi u sâu chôn đáy đài ọng: ều kiện địa chất

- Để đài cọc không bị dịch chuyển và cột không bị uốn phải đặt đài cọc ở độ sau sao cho đủ ngàm vào đất

- Kiểm tra điều kiện:

Trong đó :  - góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên,  = 18o

 - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên,  = 1.98 T/m3

b- cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tải trọng nằm ngang, giả thiết b = 1.5m.Vậy ta chọn chiều sâu chôn đài hm =1.8m

6.3.1.4./Ch n v t li u, kích th ọng: ật liệu, kích thước cọc ệu cho trước: ước: ọng: c c c

+Bê tông cọc và đài cọc B20, có: Rb = 11.5 MPa ; Rbt = 0.9 MPa

+Cốt thép:

 Cốt đai dùng thép AI (Ø < 10) : RS = 225 MPa; RSW = 175 MPa

 Cốt dọc chịu lục dùng thép AII (Ø ≥ 10): RS = 280 MPa; RSW = 225 MPa

+Chọn chiều dài cọc Lc = 14m

+Cọc ngàm vào đài 0.6 m (trong đó 0.45 m là phần cọc bị phá vỡ, phần còn lại 0.15 m)+ Chọn tiết diện cọc : 30 x 30 cm

+Cốt dọc của cọc chọn 4Ø18 (As = 10.18cm2)

+Sử dụng cọc ma sát

+Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh

6.3.1.5./ Xác đ nh s c ch u t i c a c c: ịa chất ức chịu tải của cọc: ịa chất ải trọng: ủa cọc: ọng:

Sức chịu tải của cọc xác định theo hai trường hợp: sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

a) Theo vật liệu làm cọc

Sức chịu tải của cọc Bê tông cốt thép tiết diện (30x30)cm được xác định theo công thức :

Pvl = x(AsxRs + AbxRb) Trong đó:

 - hệ số uốn dọc, cọc không xuyên qua bùn, than bùn,  = 1

Rb = 14.5 MPa = 145 (daN/cm2)cường độ chịu nén của bê tông B25

Rs = 365 MPa = 3650 (daN/cm2) cường độ tính toán của cốt thép AIII

*Theo phương pháp thí nghiệm trong phòng:

Sức chịu tải của cọc theo đất nền được xác định theo công thức:

Pđn = mx(mRxRxA + u  mfxfixli)Trong đó : m - hệ số điều kiện làm việc, m = 1

mR, mf - hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất

với cọc và sức chịu tải của đất ở mũi cọc Phương pháp hạ cọc: ép cọc, đất cát hạt trung, tra bảng A3, TCXD 205:1998, có: mR = 1.2 ; mfi = 1

A - diện tích tiết diện ngang của mũi cọc, F = 0.3 x 0.3 = 0.09 m2

u - chu vi tiết diện ngang qua cọc, u = 4×0.3 = 1.2 m

R - cường độ trung bình lớp đất dưới mũi cọc phụ thuộc và loại đất và chiều sâu mũi cọc

fi - lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình xung quanh cọc của lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua

li – chiều dày lớp đất phân tố

* Trình tự tính toán:fili

- Chia các lớp đất mà cọc đi qua thành các lớp phân tố có chiều dày hi ≤ 2m

- Căn cứ vào độ sâu zi tính từ mặt đất tự nhiên giữa các lớp đất phân tố và trạng thái của

các lớp đất phân tố đó (tra bảng 3.20trang 202 sách Nền Móng “Châu Ngọc Ẩn” để tính trị

số ma sát bên fi và phản lực đất nền ở mũi cọc R (tra bảng 3.19 trang 210).

Kết quả tính toán như sau:

Lớp đất

phân tố

Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên tới mũi cọc ZR=15.2m Tra bảng sách Nền Móng của

P P k

So sánh: p vl 166T (1.5 2) p dn' (122 163) T (thỏa)

* Kết luận : Chọn PTK = min( Pvl; Pđn,) = min(166; 81.5 ) = 81.5 T

6.3.1.6./ Thi t k s l ết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc ết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc ố lượng cọc và tiết diện đài cọc ượng cọc và tiết diện đài cọc ng c c và ti t di n đài c c ọng: ết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc ệu cho trước: ọng:

- Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau có thể coi là cọc đơn Các cọc bố trí trong mặt bằngsao cho khoảng cách của các tim cọc a 3d (với d - dường kính cọc)

- Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

 2  2

81.5

tt P tke P

o: Tổng tải trọng tính toán xác định lên đỉnh đài

+ tb = 2 T/m3 Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài

+ n = 1.1: Hệ số vượt tải

+ h = 1.8: Chiều sâu chôn đế đài

-Trọng lượng của đài:

1.2

81.5

tt o tk

N P

Với:  = 1.2 - hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mơmen

- Vậy chọn số cọc chính thức là nc = 6

tt y

c

tt tt

x

x M n

N P

1 2

max 0

min max,

Với: + xmaxn =xmaxk = 0.9; xi2 = 4x0.92 = 3.24 m2 max,min

min = 59.616 -11.575 = 47.88 T

Ptt

tb =71.2 47.882 = 59.46 T-Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = 0.3 x 0.3 x14x 2.5x1.1=3.465 T

-Điều kiện kiểm tra : PmaxP cP P TK; min0

-Ta thấy: Ptt

max + Pc = 71.2 + 3.465 =74.5 T < PTK =81.5T (thỏa)

Pmin= 47.88 T >0 (thỏa)

Kết luận: Thoả mãn điều kiện lực tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất tác dụng xuống cọc

biên và khơng có cọc bị kéo do đó khơng cần kiểm tra điều kiện chống nhổ

6.3.1.8./ Tính toán n n theo bi n d ng ều kiện địa chất ết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc ạng

*/ Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc

Để kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc, ta quan niệm: đài cọc, cọc và phầnđất giữa các cọc là một khối móng qui ước (hình vẽ) Móng khối này có chiều sâu từ mặt đất

tự nhiên đến mặt phẳng đi qua mũi cọc

Ta có :

n

n n TB

h h

h

h h

2 2 1



24 51.7 5 6.7

tc dai

tc coc

G = 6 x 0.32 x 14 x 2.5 = 18.9 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống ( phải trừ đi thể tích đất bị cọc chiếm chỗ)

-Vậy: Trọng lượng khối móng quy ước:

tc dat

tc coc

tc dai

G0   

tc

Hình vẽ: Khối móng quy ước (Mo ́ng tru ̣c A)

-Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước:

tc tc

-Momen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng quy ước:

M tc tc

-Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước:

2 min

max,

6

M M

tc M

M

tc tc

L B

M B

tc tb

+ Ktc =1 Hệ số độ tin cậy

+ m1=1.2; m2 = 1.0: Tra bảng 2-2 (sách Nền và móng - GSTS Nguyễn Văn Quảng)

+ A, B, D – các hệ số phụ thuộc vào góc nội ma sát (tra bảng sách Cơ Học Đất trang 269)

*/ Kiểm tra lún cho móng cọc đài thấp

- Việc kiểm tra lún cho móng cọc được tiến hành thơng qua việc kiểm tra lún của móng khối qui ước Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp

- Chia lớp đất dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp phân tố có chiều dày hi

hi < 0.2 x BM =0.2 x 4.2 = 0.84 m, chọn hi = 0.8 m

- Ứng suất bản thân của đất gây ra tại đáy móng khối quy ước

ko

gl zi



(T/m2)

bt z

(T/

- Chiều sâu vùng ảnh hưởng:

Tại điểm 4 (zi = 3.2 m), ta thấy:

6.3.1.9./ Tính toán và cấu tạo đài cọc:

a) Tính toán chiều cao của đài cọc

- Nhằm đảm bảo đài cọc chỉ có ứng suất nén, ta chọn bề dày h0 theo điều kiện sau:

b 2b mb ch0 1.6 2 0.15 0.4   h0  h00.9m

Chọn h0 0.95m h d 0.95 0.15 1.1  m

+ Trong đó:

b: bề rộng đài cọc; bc: bề rộng chân cột; bm: khoảng cách từ mép cọc ngoài đến mép đài

* Kiểm tra điều kiện chọc thủng của cọc

+ Nct: lực gây đâm thủng bằng tổng các phản lực các đầu cọc nằm ngoài phạm vi đấy tháp đâm thủng ở một phía cạnh dài đài cọc,( khi móng cọc chịu tải trọng lệch tâm thì tính cho phía có phản lực max của cọc)

+ Mặt đâm thủng hình thành từ chân cột, xiên góc 450

+ Ta thấy tháp đâm thủng bao trùm ra ngoài các cọc, như vậy đài không bị đâm thủng

b) Tính toán cốt thép đài cọc:

- Xác định phản lực đầu cọc:

M M

y x

M M

M M

Xem đài cọc làm việc như conson, ngàm tại tiết diện chân cột

- Mômen tại mặt ngàm I-I:

MI-I = (P3+ P6) x z = (71.2+71.2)x 0.6=85.44 T.m

z = 0.6m là khoảng cách từ tim cọc đến mép ngàm

- Diện tích cốt thép cần thiết là:

Chọn 16Ø18, có As = 40.8 cm2 với s = 100 mm

X Y

- Ta có bảng tải trọng như sau:

- Để đài cọc khơng bị dịch chuyển và cột khơng bị uốn phải đặt đài cọc ở độ sau sao cho đủ ngàm vào đất.

- Kiểm tra điều kiện:

Trong đó :  - góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên,  = 18o

 - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên,  = 1.98 T/m3

b- cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tải trọng nằm ngang, giả thiết b = 1.5m.Vậy ta chọn chiều sâu chơn đài hm =1.8m

6.3.2.3./Chọn vật liệu, kích thước cọc

+Chọn chiều dài cọc Lc = 14m

+Cọc ngàm vào đài 0.6 m (trong đó 0.45 m là phần cọc bị phá vỡ, phần cịn lại 0.15 m)+ Chọn tiết diện cọc : 30 x 30 cm

+Cốt dọc của cọc chọn 4Ø18 (As = 10.18cm2)

+Sử dụng cọc ma sát

+Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh

6.3.2.4./ Xác định sức chịu tải của cọc:

- Sức chịu tải của cọc xác định theo hai trường hợp: sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

a) Theo vật liệu làm cọc

Tính tương tự như móng trục A:

Pvl = x(AsxRs + AbxRb) =  131T.

b) Theo đất nền:

*Theo phương pháp thí nghiệm trong phòng:

- Lấy kết quả như móng trục A: Pđn = mx(mRxRxA + u  mfxfixli)= 114.16 T

1.4

dn dn tc

P P k

So sánh: p vl 131T (1.5 2) p dn' (122 163) T (thỏa)

* Kết luận : Chọn PTK = min( Pvl; Pđn,) = min(131; 81.5 ) = 81.5 T

6.3.2.5./ Thiết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc

-Diện tích sơ bộ của đế đài:

1.2

81.5

tt o tk

N P

Với:  = 1.2 - hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mơmen.

- Vậy chọn số cọc chính thức là nc = 5 cọc

- Ta bố trí cọc cho mặt bằng đài móng như sau:

6.3.2.6./ Kiểm tra điều kiện áp lực.

-Diện tích đáy đài thực tế:

Fđ = 1.6x2.4 =3.84 m2.-Trọng lượng thực tế của đài

G0tt = nFđh = 1.1x3.84x2x1.8 = 15.2T-Lực dọc tính toán thực tế xác định đến cốt đế đài:

c

tt tt

x

x M n

N P

1 2

max 0

min max,

Với: + xmaxn =xmaxk = 0.9; xi2 = 4x0.92 = 3.24 m2 max,min

min = 59.97 -11.66 = 48.3 T

Ptt

tb =71.2 47.882 = 59.46 T-Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = 0.3 x 0.3 x14x 2.5x1.1=3.465 T

-Điều kiện kiểm tra : PmaxP cP P TK; min0

-Ta thấy: Ptt

max + Pc = 71.63 + 3.465 =75 T < PTK =81.5T (thỏa)

Pmin= 48.3 T >0 (thỏa)

Kết luận: Thoả mãn điều kiện lực tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất tác dụng xuống cọc

biên và khơng có cọc bị kéo do đó khơng cần kiểm tra điều kiện chống nhổ

6.3.2.7./ Tính toán nền theo biến dạng

*/ Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc

- Chiều dài, rộng khối móng quy ước: LM = 5 m ; BM = 4.2 m ; HM = 15.2 m

- Tính trọng lượng khối móng quy ước:

dat

tc coc

tc dai