ĐỒ ÁN NỀN MÓNG THIẾT KẾ MÓNG BĂNG VÀ MÓNG CỌC

Xác định điều kiện:... 2.6/ Xác định áp lực gây xuyên thủngLực gay xuyên thủng được lấy bằng lực lớn nhất tác dụng lên chân cột.. Ta thấy lực có thể gay xuyên thủng lớn nhất là tại chân

Phần I : THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

2.1./ Chọn bê tông và thép sử dụng:



+ Thép AII – RA =2800daN Cm2 , Rad = 1800daN Cm2

Lưcï tác dụng lên móng tại 6 vị trí :

tb m

tt

K

m m D nF

129000

1172.72110

2.3/ Xác định độ lún:

Ta chọn kết quả nén thí nghiệm có kết ở độ sâu 4-4,4m và 6-6,2 m

Độ sâu 4 - 4,2 m Độ sâu 6 - 6,2 m

ChiềucaoH(cm)

3.806 gh 8

2.4/ Xác định hệ số nền,Momen quán tính :

Heä soá neàn:

2

13.99

3670.03806

Tf K

max max max

min min min

P R Thỏa điều kiện

Xác định điều kiện:

2.6/ Xác định áp lực gây xuyên thủng

Lực gay xuyên thủng được lấy bằng lực lớn nhất tác dụng lên chân cột

Ta thấy lực có thể gay xuyên thủng lớn nhất là tại chân cột C

2.8/ Tính thép cánh móng:

Xem biểu đồ áp lực dưới đáy móng có dạng phân bố đều

2 max 19.14*0.575

*22 69.6 2

2 max

0

69.6

42.670.9* * 0.9*2800*0.65

Ta chọn 55 10a200

PHẦN II : MÓNG CỌC

A/ GIỚI THIỆU :

-Tải công trình tác dụng lên móng: Ntt =329Tf , Mtt = 15.5 Tf.m , Htt= 10.4 Tf

-Nền đất bao gồm:

+ Lớp 1: sét pha lẫn sạn sỏi laterit , nâu đỏ đốm vàng , trạng thái cứng

Lớp này có chiều dày bằng 1.7 m; có trọng lượng riêng tự nhiên  = 2.1 T/m3 ; tỷ trọnghạt Gs =2.72 ; hệ số rỗng eo = 0.478 ; độ sệt B < 0

+ Lớp 2: sét vàng – xám trắng , trạng thái nửa cứng

Lớp này có chiều dày là 2.2 m; có  = 2.02 T/m3 ; c = 4.31 T/m2 ;  = 17023’

+Lớp 3: sét pha , xám trắng loang vàng , trạng thái dẻo cứng

Lớp này có chiều dày là 3.5 m;  = 2.06 T/m3 ; đn = 1.09 T/m3;  = 15058’ ; c = 2.85 T/

m2

+Lớp 4: cát pha nâu vàng-xám trắng , trạng thái dẻo

Lớp này có chiều dày là 4.1 m;  = 2.02 T/m3 ; đn = 1.06 T/m3;  = 22020’ ; c = 1.13 T/

m2

+Lớp 5 : cát trung nâu vàng – xám trắng , kết cấu chặt vừa

Lớp này có chiều dày là 11.7 m;  = 2.01 T/m3 ; đn = 1.06 T/m3;  = 30033’ ; c = 0.33 T/

m2

+Mực nước ngầm ở độ sâu 4.3 m cách mặt đất

-Móng được đúc bằng bê tông M300 có Rk = 100 T/m2 ; Rn = 1300 T/m2 ; mô đun đàn hồi E

= 2,9.106 T/m2

-Cốt thép trong móng loại A-II có cường độ Ra = 28000 T/m2 , Rađ = 23000 T/m2

-Hệ số vượt tải n = 1,2

B / TÍNH TOÁN:

1 / Chọn sơ bộ kích thước cọc :

-Cọc có tiết diện : 30 x 30 cm

-Thép dọc chịu lực 4þ20

-Chiều dài cọc : lc = 16 m ( gồm 2 cọc 8m nối lại với nhau ) , mũi cọc được đặt ở độ sâu17.4m cách mặt đất tự nhiên

-Đài liên kết ngàm với cột và cọc Thép của cọc neo vào trong đài là 50cm và đầu cọctrong đài là 10cm

- Chiều sâu chôn đài cọc là 2m

2/ Xác định sức chịu tải của cọc :

a/ Theo vật liệu :

Q a .R A n p R A a a

Trong đó :  : hệ số ảnh hưởng bởi độ mảnh của cọc

Rn : cường độ chịu nén của bêtông

Ra : cường độ chịu kéo ( nén) của thép

Ap : diện tích tiết diện ngang của bêtông

Aa : diện tích tiết diện của thép

Hệ số uốn dọc  được tra bảng theo l0

d

 Chiều dài tính toán của cọc l0  l215.4=30.8m

A B

-3.5m -4.3m

-5.7m

-9.2m

-13.3m

-17.4m

Độ mảnh của cọc:

30.8102.60.3

o

l

m d



Trong đó Qs : tổng cường độ ma sát xung quanh cọc

Qp : sức chịu tải của đất dưới mũi cọc

FS : hệ số an toàn ( FS = 2)

* Xác định Qs :

Q s A f si si

Trong đó : Asi : diện tích ma sát xung quanh cọc

Fsi : lực chống cắt đơn vị của đất

f s  h/tga c a

Þa : góc ma sát trong giữa đất và bêtông

 : áp lực theo phương ngang h/

h/  ( 1  sin I) v/  ( 1  sin I)i h i

.-Tính đọan 1: l=1,5m

Các đoạn sau tính tương tự và ta có bảng kết quả tính Qs như sau :

Trong đó : Ap : diện tích tiết diện ngang của cọc

qp : sức chịu tải đơn vị của nền đất dưới mũi cọc

 : ứng suất có hiệu thẳng đứng ngay dưới mũi cọc

 : dung trọng của đất ngay dưới mũi cọc

Nc ; Np ; N: các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong þ giữa đất và cọc ngay

dưới mũi cọc (þ=300 Nc=37,2 ; Nq=22,5 ; N=19,7)

’vp =(3.52.1+2.020.8+1.41.066+3.51.09+4.11.06+4.11.06) = 22.97 (Tf/m2)Vậy : Qp= 0,09.(0,33 37,2 + 22,97 22,5+ 1,06 0,3 19,7) = 48,18 (Tf)

Sức chịu tải theo đất nền : 106,98 48,18 62,1 

2,5

u a

Do đó sức chịu tải của cọc là 62.1Tf

3/ Xác định số lượng cọc và bố trí cọc

a/ Xác định số lượng cọc : 329 5,3

62.1

tt c

a

N n Q

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ 6 CỌC

4/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :

max 2 max 2 max

300 200

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ 7 CỌC

b/ Aûnh hưởng của hệ số nhóm :

90

)1()1((1

2 1

1 2 2 1

n n

n n n



 



Trong đó : n1 :số hàng cọc trong nhóm

n 2 : số cọc trong một hàng

Với s – khoảng cách giữa hai cọc tính từ tâm

d – chiều dài cạnh cọc

Tải trọng lên nhóm cọc :

tt 329

Vì P<QG

Vậy nhóm cọc đủ khả năng chịu lực Vậy ta chọn 7 cọc

- Xác định kích thước móng khối qui ước:

ngoài cùng, hợp với mặt thân cọc một góc ảnh hưởng

i

l l

Þi :góc ma sát trong giữa đất và cọc của từng lớp đất

Xác định móng khối qui ước

Lớp đất li(m)  ili

0 0

-9.2m

-13.3m

MNN

5.3405.340

tc tc

F

W W N

+W d W W1 2W3W4W5W6 1015.55( )Tf

3291015.55 33,76

ktc=1 vì sử dụng trực tiếp các kết quả thí nghiệm đất trong phòng

C : lực dính của đất dưới mũi cọc (c = 3.3Tf/m2)

II : dung trọng của đất ngay dưới mũi cọc (II= 1.06 Tf/m3)

=30 → Tra bảng ta được A=1.1468, B=5.5872, D=7.9453

RII=

1

2 1 4

(1.14684.981.06+5.587222.97+7.94533.3)=230.18Tf/m2

 tc 1, 2 tc

P  R Thỏa điều kiện

6 / Kiểm tra độ lún ổn định của đất nền dưới mũi cọc

+Ứng suất do trọng lượng bản thân đất tại đáy móng khối qui ước :

+Tính lún theo phương pháp tổng phân tố

- Độ lún của móng :

i

e

e e S

S

2 1

Trong đó: e1i, e2i : hệ số rỗng ứng với p1i và p2i

p1i : ứng suất bản thân tại giữa lớp phân tố thứ i

p2i : ứng suất gây lún do tải trọng ngòai tại giữa lớp phân tố thứ i.

p1i =

2

2 1

bt i

bt

p2i = p1i +

2

2 1

gl i

gl

hi : chiều dày phân tố thứ i

Si: độ lún của lớp phân tốthứ i

hi : chiều dày của lớp phân tố thứ i -Chiều sâu vùng tính lún tính từ đáy móng quy ước đến vị trí mà tại đó có:z < 0.2bt

-Ứng suất phụ thêm z , ứng với trục trọng tâm đi qua trọng tâm đáy móng và được xác định theo công thức : z = I.gl

I : hệ số xác định ứng suất , phụ thuộc vào

mqu

B

z

,

mqu

mqu B A

-Độ lún dưới các đáy móng quy ước thỏa mãn điều kiện :

S < Sgh= 0.08m

Kết quả thí nghiệm nén lún :

Độ sâu 20 - 20,2 m Độ sâu 18 - 18,2 m

Độ sâu 24 - 24,2 m Độ sâu 22- 22,2 m

Aùp lực nén

P (KG/cm2)

Hệ số rỗng e

Aùp lực nén

P (KG/cm2) Hệ số rỗnge

Aùp lực nén

P (KG/cm2)

Hệ số rỗng e

Aùp lực nén

P (KG/cm2)

Hệ số rỗng e

* Tính lún :

-Chọn chiều dày lớp phân tố là 1m =100cm

+Ở lớp phân tố 1

0, 44,98

L m B z n B

2

2

2 1

0,96.3,04 2,92 /3,04 2,92

22,35 2,98 5,33 /

Sơ đồ tải trọng khi dựng cọc

n o a

R bh Fa

R

Vậy cốt thép đã chọn thỏa điều kiện dựng cọc

Xác định chuyển vị ngang cọc do lực ngang dưới chân cột gây ra nhằm đảm bảo thoả điều kiện khống chế của công trình về chuyển vị ngang.Đồng thời xác định các biểu đồ momen ,lực cắt ,ứng suất nhằm kiểm tra cốt thép trong cọc đủ khả năng chịu lực,cũng như

vị trí cần cắt cốt thép

Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc , ta phân tích chuyển vị ngang , moment và lực cắt dọc theo chiều dài cọc Chuyển vị ngang lớn nhất phải nhỏ hơn chuyển vị ngangcho phép

Bỏ qua áp lực của đất tác dụng lên đài cọc theo phương ngang, và áp lực ngang của đất tác dụng lên tường tầng hầm của công trình

Ta có : Moment quán tính tiết diện ngang của cọc:

bc = 1.5d+0.5 = 1.50.3+0.5= 0.95m(Theo TCXD 205-1998 khi d0.8m thì bc = d+1m, khi d0.8m thì bc =1.5d+0.5)Hệ số biến dạng: 5 5 5000 0.95

0.751957.5

c bd

b

Kb

E I

Nền đất là cát hạt trung nên chọn K= 500(Tf/m4)

Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất:

Le =  bd L= 0.7515.4=11.55 mTra bảng G2- TCVN 205-1998 ta được giá trị A0, B0, C0

Các chuyển vị ứng với lực đơn vị gây ra tại đầu cọc

2.441 2.96 10 ( / )0.75 1957.5

0 3

1.751 1.19 10 ( / )0.597 1957.5

Trong đó: + ze – chiều sâu tính đổi , ze = bd z (m)

+ Các giá trị hệ số A1, B1, C1, D1, A3, B3, C3, D3, A4, B4, C4, D4 , tra trong bảng G3 của TCVN 205-1998

-6 -5 -4 -3 -2 -1

Ta thấy moment lớn nhất của đất tác dụng lên cột là 1.48Tf.m

n o a

R bh Fa

R

Cốt thép ban đầu 420 =12.568cm2 đủ khả năng chịu lực

Vậy cọc đủ khả năng chịu lực

-6 -5 -4 -3 -2 -1

-6 -5 -4 -3 -2 -1

Biểu đồ ứng suất σ z dọc thân cọc

9 / Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng

60 70

10 / Xác định cốt thép cho đài móng:

Xem đài móng là việc như một console ngàm tại mép cột(hình vẽ), mômen lớn nhất tại mép cột theo hai phương như sau: