Đồ án nền móng công trình Khu phố thương mại liên kế 25 căn

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền...39... Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp...56... Điều kiện ổn định của nền đất đáy móng... - Chọn sơ bộ kích thước cọc:+ Chọn chiề

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

1 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 2A 4

2 THIẾT KẾ MÓNG BĂNG 6

2.1 SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 6

2.2 CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG 8

2.3 CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG 8

2.4 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG (BxL) 9

2.4.1 Xác định bề rộng móng B 9

2.4.2 Điều kiện ổn định của nền đất đáy móng 10

2.4.3 Điều kiện cường độ 12

2.4.4 Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng (ĐK lún) 12

2.5 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG 15

2.5.1 Xác định: FCOT 15

2.5.2 Xác định chiều cao móng: 15

2.6 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG (M;Q) 16

2.7 Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng 29

2.7.3 THANH THÉP SỐ 3, BỐ TRÍ CỐT ĐAI 31

2.7.4 TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO THANH SỐ 4 32

3 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 3B 33

4 SỐ LIỆU TẢI TRỌNG 36

5 THIẾT KẾ MÓNG CỌC 36

5.1 CHỌN THÔNG SỐ BAN ĐẦU 36

5.1.1 Chọn chiều sâu chôn đài móng 36

5.1.2 Chọn thông số cho cọc 36

5.1.3 Tính khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu 38

5.1.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 39

5.1.5 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền 40

5.1.6 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT): 41

5.2 Xác định số lượng cọc trong đài 42

5.1 Bố trí cọc trong đài: 42

5.2 Kiểm tra phàn lực đầu cọc 42

5.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 43

5.4 Kiểm tra lún cho móng 44

5.4.1 Xác định móng khối quy ước 44

5.5 Xác định chiều cao đài móng 48

5.6 Tính toán cốt thép cho đài cọc 50

5.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang 51

5.8 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp 56

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:

Chữ ký của giảng viên hướng dẫn:

PHẦN I: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

1 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 2A

Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất tại đường 30 tháng 4, thi xã Tây Ninh, tỉnh Tây Ninh, công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế công trình Khu phố thương mại liên kế

25 căn, có 3 vị trí khoan khảo sát địa chất: HK1, HK2, HK3

Chiều sâu khoan khảo sát là -15m mỗi hố khoan, có các trạng thái của đất nền như sau:

1.3 Lớp 3 : Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ vân xám trắng đốm vàng nâu, độ dẻo trung bình – trạng thái nửa cứng; có bề dày tại HK1 = 1.5m, HK2 = 1.9m, HK3 = 1.3m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

2 THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

2.1 SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Với số liệu tính toán được giao theo bảng sau: Mã Đề 24

Địa chất L1 (m) L2 (m) L3 (m) L4 (m) L5 (m) N tt H tt M tt

2.2 CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG

- Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có:

+ Rbt = 0.9MPa (cường độ chịu kéo của bê tông)

+ Rb = 11.5 MPa ( cường độ chịu nén của bê tông)

+ Mô đun đàn hồi E = 26.5*103 MPa = 2.65*107 KN/m2

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280MPa,

Rsw=225MPa

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225 Mpa,

Rsw=225MPa

- Hệ số vượt tải n =1,15

- γtb giữa bê tông và đất = 22KN/m3=2,2T/m3

2.3 CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG

- Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp đất quáyếu

- Chiều sâu đôn móng: chọn Df = 2 m

- Chọn sơ bộ chiều cao h:

+ H ( chiều cao mực nước ngầm) = 5.5 m.

+ Dung trọng lớp đất (lớp 1) trên mực nước ngầm: γ1 = 20 KN/m3

+ Chiều cao của lớp đất này: h1 = 0.5 m

+ Dung trọng lớp đất trên đáy móng (lớp 2) trên mực nước ngầm: γ2 = 18.85 KN/m3

+ Chiều cao của lớp đất này: h2 = 1.5 m

+ Dung trọng lớp đất dưới mực nước ngầm trên đáy móng (lớp 2): γ2’ = 9.73 KN/m3+ Chiều cao của lớp đất này: h2’ = 3.5 m ; φ3 = 14030’ ; C3 = 15.1 KN/m2

+ Với góc nội ma sát φ3 = 14030’ ( Dùng phương pháp nội suy) ta có

0.3089 2.23544.7679

A B C

2.4.2 Điều kiện ổn định của nền đất đáy móng.

1.2

- Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng:

+ H tc=H tt

n =

−101.15=−8.7 KN

+ M tc=M tt

n =

96.451.15 =83.87 KN m

- Cường độ ( sức chịu tải tiêu chuẩn) của đất nền dưới đáy móng:

tc

f tc

tc

f tc

3080.87 6*83.87

22*2 121.61 /1.5*26.3 1.5*26

- Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có:

Trong đó: σ gli=k oi∗P gl; k oi-hệ số phân bố ứng suất; k oi ∈{b l

Z b

0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.7 0.72

0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76

e-p

0.67

0.63

0.588

0 50 100 150 200 250 0.62

0.64 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78

2.5 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG

2.5.1 Xác định: Fcot

Fcot=N max tt

R b =

72.90.115=634 c m

6

90.37 5*26.3 /

- Chọn chiều cao của cánh móng: h a=0.2 m

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở đáy móng a=0.07 m

b a

h

m

h    (Thỏa ĐK của độ dốc từ 13)

TABLE: Element Forces - Frames

- M250 có:

+ R bt=0.9 MPa (c ườ ng độ ch ị u k é o c ủ a b ê t ô ng )

+ Rb=11.5 MPa ( c ườ ng độ ch ịu n é n c ủ a b ê t ô ng)

+ E=26.5∗103MPa=2.65∗106T /m2(M ô đ un đà nh ồ i)

- Biểu đồ lực cắt của dầm móng băng

- Biểu đồ Moment của dầm móng băng

2.7 Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng

- Xác định vị trí trục trung hòa:

M f=γ b∗R b∗b∗h a∗(h o−0.5∗h a)

M f=0.9∗11.5∗103∗1.5∗0.2∗(0.73−0.5∗0.2)=1956.15 KN /m

So sánh Mf với tất cả các giá trị Momen tại nhịp và gối được xuất ra từ biểu đồ Sap2000

Ta kết luận Mf>Mmax (của cả gối và nhịp)

 trục trung hòa đi qua cánh, tính theo tiết diện hình chữ nhật

2.7.1 TÍNH TOÁN THANH THÉP SỐ 1 (THÉP TẠI NHỊP) TẠI MC 2-2, 4-4, 6-6, 8-8,

s

R R

2.7.2 TÍNH TOÁN THANH THÉP SỐ 2 (THÉP TẠI GỐI) TẠI MC 1-1, 3-3, 5-5, 7-7, 9-9,

2.7.3 THANH THÉP SỐ 3, BỐ TRÍ CỐT ĐAI

- Từ bảng kết quả lực cắt ta chọn được Qmax= 371.042 KN tại mặt cắt 7-7

Chọn φ 8, số nhánh n=2, aS=50.24 (mm2)

- Tính bước cốt đai:

+ Bước cốt đai theo cấu tạo:

 Trong đoạn gần gối dầm (

L

4 ):

800 267

CT

h

mm S

max

1.5 1.5*0.9*0.9*10 *400*(730)

699371.042

- Khả năng chống cắt của cốt đai và bê tông

2 2

max

* * 225* 2*50.24

113.04( )200

2* *(1 ) * * * *2* 2*(1 0)*0.9*11.5*10 *1.5*0.73 *113.04 2735 376.26

- Diện tích cốt thép:

3 0

Khoảng cách a=1000/2=500 mm

THANH THÉP SỐ 05 CHỌN ∅ 10 @200 (theo cấu tạo).

THANH THÉP SỐ 06 CHỌN 2 ∅12 (cốt giá).

-4 SỐ LIỆU TẢI TRỌNG.

5 THIẾT KẾ MÓNG CỌC.

5.1 CHỌN THÔNG SỐ BAN ĐẦU.

5.1.1 Chọn chiều sâu chôn đài móng

- Chọn chiều sâu chôn đài D f =2.0m

5.1.2 Chọn thông số cho cọc

- Chọn vật liệu làm cọc:

+ Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ b = 0.9

+ Móng cọc được đúc bằng bê tông B20 (M250) có cường độ chịu kéo Rbt=0.9 MPa;cường độ chịu nén của bêtông Rb = 11.5MPa; môđun đàn hồi E = 27*103 MPa =2.7*107 kN/m2

+ Cốt thép trong móng loại AII có cường độ chịu kéo cốt thép dọc RS = 280 MPa

+ Cốt thép trong móng loại AI có cường độ chịu kéo cốt đai RS = 225 MPa

- Chọn sơ bộ kích thước cọc:

+ Chọn chiều dài cọc: Dựa vào báo cáo thí nghiệm xuyên động bằng chuỳ tiêu chuẩn tathấy lớp đất tốt (có NSPT ¿ 10) bắt đầu ổn định ở độ sâu 33m (thuộc lớp 5a) và yêucầu mũi cọc phải cắm vào lớp đất tốt một đoạn n ¿ 2m Do đó ta chọn sơ bộ chiềudài cọc là 34.5m (Chọn 3 cọc 11.5m) Vậy chiều dài từ mũi cọc lên đáy đài là 34m.+ Chọn tiết diện cọc:

 Chọn cọc hình vuông tiết diện: 0.35x0.35(m)

 Diện tích tiết diện ngang cọc: AP = 0.35*0.35 = 0.1225(m2)

 Chu vi tiết diện ngang cọc: 4*0.35= 1.4 (m)

 Chọn bêtông B20: Rb = 11.5MPa = 11500 (kN/m2); Rbt =0.9MPa = 900(kN/m2)

 Chọn thép loại A-II: RS = RSC = 280MPa = 280000 (kN/

- Chọn sơ bộ kích thước đài:

+ Cao trình đáy đài là -2m

XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC.

5.1.3 Tính khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu

4

Q (A R +A R )0.9372*(8.04*10 *280000 0.122*11500)1525.874

+ As=8.04*10 -4 m2: diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc

+ Ab=Ap-As=0.1225-8.04*10-4=0.122m2: Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc.+ Rb=11500 kN/m2

+ Rs=280000 kN/m2

+  : Hệ số uốn dọc của cọc được tính như sau:

 Khi thi công ép cọc: l01v l1 11*11.5 11.5 m

 Khi cọc chịu tải trọng công trình: l02 v l2 2 0.5* 23.324 11.662 m



0.351.25*10 ( )

c bd

l r

   

 Nội suy từ bảng 2.2 (trang 25 – Phân tích và tính toán móng cọc) ta được

0.9372

 

5.1.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Q tc a tc

Q k

+ Đất dưới mũi cọc là cát chặt vừa tra bảng 2.6 (trang 30 – Phân tích và tính toán móng

cọc) ta có m R =1.2 Tra bảng 2.4(trang 28 – Phân tích và tính toán móng cọc) ta có

- Lực ma sát đơn vị f i tra bảng 2.5(trang 30 – Phân tích và tính toán móng cọc)

- Đất nền phải chia thành các lớp nhỏ đồng chất dày không quá 2m

l i (m)

Vậy Q tc m m q A( R p p um f l f si i) 1*(948.15 4*0.35*840.828) 2125.31  

2125.31

1288.067 1.65

tc a tc

+ i': Ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ I theo phương thẳng đứng

+ k si  1 sini I: hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i

Lập bảng tính toán như sau:

Độ sâu giữa lớp (m)

Q Q

kN

FS FS

5.1.6 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT):

Sức chịu tải cho phép của cọc theo công thức của Nhật Bản:

5.2 Xác định số lượng cọc trong đài.

3380

*1.3 7.42637.33

tt c aTK

N n

Vậy chọn n c = 8 cọc

1.1 Bố trí cọc trong đài:

- Chọn khoảng cách giữa 2 tâm cọc là 3d=1.05m

- Khoảng cách giữa các mép cọc tới mép ngoài của đài chọn là d/2=0.65m

- Chọn cao trình đáy đài là -2m, chiều cao đài là 0.8m

- Ta được kết quả bố trí cọc như hình vẽ:

1.2 Kiểm tra phàn lực đầu cọc.

Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc (trường hợp này trùng với trọntâm đài):

Trọng lượng riêng trung bình của bê tông đài và đất phía trên đài: b 22kN m/ 3

hom * * 0.736*8*637.33 3752.6 tt 3690.464

Vậy thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm cọc

5.3 Kiểm tra lún cho móng.

5.3.1 Xác định móng khối quy ước

0

4.5*18.6 25*1.6 13*4 26*6.2 29*3.6

12.9818.6 1.6 4 6.2 3.6

i i tb

i

l l

- Tải trọng quy về đáy móng khối quy ước:

3380

10318.054 13257.1841.15 1.15

1611401.15 1.15

156135.6521.15 1.15

tc qu tc

2 min

356.052 /341.915 /

1.20

tc tc tb

- Tính độ lún móng khối quy ước theo phương pháp tổng phân tố qua các bước sau:

Bước 2 Chia lớp phân tố:

Đất nền được chia thành các lớp đồng nhất với chiều dày thỏa điều kiện:

(0.4 0.6) 2(.662 3.993 )

Phía dưới móng khối quy ước là lớp cát đồng nhất, chia thành từng lớp 0.5m

Bước 3,4,5: Xác định độ lún của từng lớp phân tốt và tính tổng phân tố.

0.631

0.617

0.595

0.571

0.542

0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.7 0.72

e-p

5.4 Xác định chiều cao đài móng.

- Chọn chiều cao đài sơ bộ là 0.8m

- Chọn a0=15cm, chiều cao làm việc của tiết diện đài:

- Chiều cao làm việc của tiết diện đài:

- h0=hd=0.8-0.15=0.65m

Vậy thỏa điều kiện chống xuyên thủng đài cọc.

Vậy chiều cao đài hợp lý chọn 0.8m.

5.5 Tính toán cốt thép cho đài cọc.

Sơ đồ tính: Xem đài là bản consol một đầu ngàm vào mép cột, đầu kia tự do, giả thiết đài tuyệt đối cứng

993.803

0.09 0.9*11500*2.52*0.65

1 1 2 0.094

0.094*0.9*11500*2.52*0.65

56.91 280000

m

b b

b b s

2 2 0

2 0

1045.57

0.0854 0.9*11500* 2.8*0.65

1 1 2 0.0894

0.0894*0.9*11500* 2.8*0.65

59.22 280000

m

b b

b b s

Chọn 13f25 rải với khoảng cách a=70 mm (As=63.78cm2)

5.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang.

Ta kiểm tra cho trường hợp lực cắt lớn nhất theo từng phương Do tiết diện cọc hình vuông nên chỉ cần kiểm tra với trường hợp lực cắt lớn nhất

Lực cắt lớn nhất tại chân đài: Htt=114kN

5000*1.025

0.68627*10 *1.25*10

c bd

Xác định chuyển vị ngang y0 và góc xoay 0ở đầu cọc

Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị H0=1 gây ra:

 

4 0





Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị M0=1 gây ra:

4 0

Moment dọc theo thân cọc:

0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.1 0.1 0.000 0.000 1.000

z e

Biểu đồ moment dọc theo thân cọc:

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Mz (kNm)

Mz (kNm)

Lực cắt dọc theo trục

0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.1 0.1 0.000 0.000 1.000

ze

Biểu đồ lực cắt dọc theo cọc:

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 -10.00

Bảng giá trị áp lực ngang

0.0 0.0 0.000 0.000 1.000 0.1 0.1 0.000 0.000 1.000

z e

Biểu đồ áp lực ngang:

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 -6.00

-4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00

sz (kNm)

sz (kNm)

Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc:

Vậy thỏa điều kiện ổn định nền đất quanh cọc

5.7 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp

Cọc bố trí 2 móc cẩu và dùng móc cẩu trong sơ đồ cẩu cọc để dựng cọc

Trọng lượng bản thân cọc kể đến hệ số động khi cẩu lắp và dựng cọc:

Moment lớn nhất: 0.068qL2

Vậy moment lớn nhất khi cẩu cẩu lắp và dựng cọc là:

2 0

2 0

0.068 0.068*4.594*11.5 41.314

41.314

0.040.9*11500*0.35*0.3

1 1 2 0.041

0.041*0.9*11500*0.35*0.3

1.59280000

m

b b

b b s