CHƯƠNG 2 - TÍNH MÓNG M1

GVHDNM: TS Trần Xuân Thọ SVTH: Lê Lương Bảo Nghi I.. fsi=Cai+σ’hitgϕai Ca: Lực dính giữa thân cọc và đất, đối với cọc bêtông cốt thép lấy Ca=C σ’hi =Ksiσ’vi là ứng suất hữu hiệu trong đ

Trang 1

GVHDNM: TS Trần Xuân Thọ SVTH: Lê Lương Bảo Nghi

I TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG

Tải truyền xuống móng được lấy ra từ kết quả giải khung Kết quả tải trọng truyền xuống móng tại khung 6/C như sau:

N (kN) Mx (kNm) My (kNm) Vx (kN) Vy (kN) Tính toán 23169 984 441 102 257 Tiêu chuẩn 20147 856 383 89 223

II CHỌN LOẠI CỌC VÀ KÍCH THƯỚC ĐÀI

¾ Chọn kích thước đài:

Chiều cao đài hđ = 2 m

Diện tích mặt đài ađ*bđ = 4.2*4.2 m

Trang 2

Độ sâu đặt móng Df = 2 m

1.TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU LÀM CỌC

(Rc giới hạn chảy của cốt thép CII = 300 Mpa= 300N/mm2)

Ab=πD2/4=1.131 m2, diện tích tiết diện ngang của cọc

Aa: Diện tích thép dọc trong cọc không bé hơn 0.4%Ab khi cọc có chịu tải trọng ngang

Trang 3

FSs: Hệ số an toàn cho phần sức chịu ma sát bên của cọc, lấy bằng 1.5 - 2

FSp: Hệ số an toàn cho phần sức chịu tải mũi cọc, lấy bằng 2 – 3

¾ Tính sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc

Qs=UΣ(Lifsi) Trong đó:

U=πD=3.769m là chu vi cọc

Li: Chiều dày mỗi lớp đất mà cọc đi qua

fsi: ứng suất do ma sát mặt bên cọc, lấy tại giữa lớp đất

fsi=Cai+σ’hitgϕai

Ca: Lực dính giữa thân cọc và đất, đối với cọc bêtông cốt thép lấy Ca=C

σ’hi =Ksiσ’vi là ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc tại độ sâu giữa đoạn cọc thứ i

σ’vi : là ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng tại độ sâu giữa đoạn cọc thứ i

ϕa: góc ma sát giữa cọc và đất nền, đối với cọc bêtông cốt thép lấy ϕa=ϕ

Ksi =1-sinϕi (đối với cọc khoan nhồi)

Ta có bảng tính sau:

Trang 4

qp: cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc

qp=CNc+ σ’vpNq+γdpNγ

C = 2.9 KN/m2 , lực dính của đất từ độ sâu mũi cọc trở xuống

σ’vp = 236.145 + 9.91*24.6/2 = 358.308 KN/m3, ứng suất hữu hiệu thẳng đứng

do trọng lượng bản thân của đất gây ra tại mũi cọc

γ = 9.91 KN/m3

dp =1.2m, đường kính kính cọc

Nc, Nq, Nγ các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của dất dưới mũi cọc

Với ϕ=29o, tra bảng 3.5 trang 24 sách Nền móng- Châu Ngọc Ẩn ta có:

IV XÁC ĐỊNH SỐ CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC

Chọn sơ bộ số cọc theo công thức:

3 9

49 6515

23169

*

Q

kN n

Chọn số cọc là 4, bố trí cọc như hình vẽ:

Trang 5

V KIỂM TRA TẢI TRỌNG ĐỨNG TÁC DỤNG LÊN CÁC CỌC

Diện tích thực của đài cọc: Fđ = 4.2*4.2=17.64 m2

Trọng lượng bản thân đài cọc: Ntt

đ = 17.64*2*25*1.1= 970.2 kN Lực dọc tính toán tại đế đài: Ntt = 23169 +970.2 =24139.2 kN

Moment tính toán tại đế đài:

Mxtt =Mox+Hyhđ = 984+257*2 =1498 kNm

Mytt =Moy+Hxhđ = 441+102*2 =645 kNm

Lực tác dụng vào các đầu cọc:

kN 6481.21 1.2

* 4

1.2

* 645 1.2

* 4

1.2

* 1498 4

24139 x

x M y

y

* M n

N

i max

tt y 2

i max

tt x c

tt tt

∑

+

∑ +

kN 5588.29 1.8

* 4

1.8

* 645 1.8

* 4

1.8

* 1498 4

23169 x

x M y

y

* M n

N

i max

tt y 2

i max

tt x c

tt tt

Ta nhận thấy: Pmax<Pa và Pmin>0, vậy các cọc đủ khả năng chịu lực

VI TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG DỌC THEO THÂN CỌC

1 Chuyển vị và góc xoay tại đầu cọc

Hệ số biến dạng: 5

b c

α =

K: hệ số tỷ lệ có thứ nguyên là kN/m4, phụ thuộc vào đất quanh cọc, lấy trong khoảng từ 5 đến 10 lần đường kính cọc (từ 6m đến 12m) kể từ đầu cọc Trong trường hợp của địa chất này, đất đang xét tương ứng với lớp 4b (cát vừa đến

mịn lẫn bột), Tra Bảng G1-TCXD 205-1998 ta có K=500(T/m4) =5000(kN/m4)

N MQ

lo

L

ZYo

ψ

Trang 6

=> 5 6 1

bd 500 * 2.2/2.9 * 10 * 0.102 0.33m

I=π*1.24/64=0.102 m4, moment quán tính tiết diện ngang của cọc

Theo TCXD 205-1998, khi d≥ 0.8m thì bc =D+1m=2.2m, bề rộng qui ước của cọc

Eb=2.9*107 kN/m2 là môđun đàn hồi của bêtông

Chiều dài cọc trong đất tính đổi: Le=αbdL=0.33*32=11.55 m

Tra Bảng G2-TCXD 205-1998, với Le > 4m ta có: Ao=2.441, Bo=1.621,

Co=1.751

Các chuyển vị δHH, δHM, δMM của cọc ở cao trình mặt đất (cao độ tầng hầm) do các ứng lực Ho=1, Mo=1 đặt ở cao trình này:

(m/kN) 10

* 2.296 2.441

0.102

* 10

* 2.9

* 0.33

1 A

I E α

1

7 3

o b

3 bd HH

* 0.503 1.621

0.102

* 10

* 2.9

* 0.33

1 B

I E α

1

7 2

o b

2 bd

) (kNm 10

* 0.179 1.751

0.102

* 10

* 2.9

* 0.33

1 C

I E α

1

7 o

b bd MM

H I E α

M B

α

ψ A (y Z α

K

b

3 bd

0 b

2

0 I

bd

o I 0 e bd

z

bd

+ +

−

=

3 bd

0 3 0 3 0 b bd 3 0 b

Trang 7

4 0 4 0 bd 4 o b

2 bd 4 0 b

Trang 8

Trang 9

Mx (kNm)

0 2 4 6 8 10 12 14

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Trang 10

Trang 11

Qx (kN)

0 2 4 6 8 10 12 14

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70

Trang 12

6.36 2.1 0.662 1.863 2.098 1.506 -9.498 -24.018 6.67 2.2 0.575 1.887 2.272 1.720 -11.782 -29.779 6.97 2.3 0.470 1.892 2.443 1.950 -14.330 -36.203 7.27 2.4 0.347 1.874 2.609 2.195 -17.098 -43.180 7.58 2.5 0.202 1.830 2.765 2.454 -20.136 -50.839 7.88 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -23.430 -59.138 8.18 2.7 -0.162 1.643 3.030 3.003 -26.942 -67.983 8.48 2.8 -0.385 1.490 3.128 3.288 -30.661 -77.347 8.79 2.9 -0.640 1.290 3.196 3.574 -34.594 -87.249

9.39 3.1 -1.251 0.723 3.207 4.133 -42.796 -107.882 9.70 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -46.962 -118.354 10.00 3.3 -2.011 -0.112 2.991 4.626 -50.990 -128.470 10.30 3.4 -2.450 -0.648 2.772 4.826 -54.803 -138.036 10.61 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.980 -58.209 -146.567 10.91 3.6 -3.445 -1.991 2.050 5.075 -61.030 -153.616 11.21 3.7 -4.000 -2.813 1.520 5.097 -63.022 -158.564 11.52 3.8 -4.590 -3.742 0.857 5.029 -63.947 -160.809 11.82 3.9 -5.210 -4.784 0.047 4.853 -63.434 -159.417 12.12 4 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -61.147 -153.541

Trang 13

σx (kN/m2)

0 2 4 6 8 10 12 14

-170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20

Trang 14

Điều kiện ổn định nền xunh quanh cọc khi có áp lực ngang do cọc chịu uốn tác động có dạng sau:

(σ tg ξC )

cos

4 η

υ I 2 1 )

v p 2

M nM

M M η

+

=

n=2.5

Mp: moment do tải thường xuyên; Mv: moment do tải tạm thời

Để an toàn ta có thể lấy giá trị nhỏ nhất có thể của η2 là η2 =

5 2

1 =0.4

y

2 x max σ σ 1.94 7.849 8.08kN/m

o (47.53 * tg27 0.6 * 2.7) 46.39kN/m cos27

4 0.4

*

σmax< {σ}=> Thoả điều kiện ổn định nềân xung quanh cọc

VIII KIỂM TRA NỀN DƯỚI MÓNG CỌC

1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN ĐẤT DƯỚI KHỐI MÓNG QUI ƯỚC

Trang 15

2 1

n n 2

2 1 1

35

24.5

* 29 7.9

* 27 1.4

* 15 1.1

* 27 h

h h

h

h h

= +

+ +

= +

+ +

+ + +

* Bhγ (Abγ

Trang 16

σtb=Ntc/(lqưbqư) + Q/Fqư

qu tb qu

y qu

x qu

6e (1 l

b

N

qu tb qu

y qu

x qu

6e (1 l

Thể tích đài móng: Vđ = 4.2*4.2*2 = 35.28 m3

Tổng diện tích tiết diện của cả 4 cọc là: Ap =4*π/4*1.22 = 4.524 m2

Dung trọng đẩy nổi của bêtông: 25-10 = 15 kN/m3

=> Q = [9.11*(12.1332*2.5)+(15-9.11)*35.28]+[9.11*12.1332+(15-9.11)*4.524]*1.1 +[10.03*12.1332+(15-10.03)*4.524]*1.4 +[9.11*12.1332+(15-9.11)*4.524]*7.9 +[9.91*12.1332+(15-9.91)*4.524]*24.5= 54275 kN

2 2

2 qu

tb qu

qu

tc

tb 54275 /12.133 505.55 kN/m

133 2

20147 /F

Q l

qu tb qu

y qu

x qu

133 2

0.019

* 6 133 2

0.042

* 6 (1 133 2

20147 /F

Q ) b

6e l

6e (1 l

+

= +

+ +

=

2

2 2

qu tb qu

y qu

x qu

qu

tc

min

kN/m 501.42

133 2 /1 54275 )

133 2

0.019

* 6 133 2

0.042

* 6 (1 133 2

20147 /F

Q ) b

6e l

6e (1 l

+ +

Vậy nền dưới cọc đủ khả năng chịu áp lực do tải truyền xuống

2 KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA KHỐI MÓNG QUI ƯỚC

Ta tính lún đất nên của khối móng qui ước theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố:

e e +

−

hi: là chiều dày các lớp chia

Trang 17

σbt(z) Aùp lực bản thân của đất tại độ sâu z so với đáy móng khối qui ước

σ (z) Aùp lực tại độ sâu z so với đáy móng khối qui ước do áp lực gây lún σgl

Với lqư/bư = 1, lấy hệ số ko trong Bảng III-2 Cơ học đất- Vũ Công Ngữ

Giá trị e1i, e2i sẽ được lấy trong kết quả thí nén cố kết Mẫu 1-45

Mẫu số: 1-45 Độ sâu (m): 44.5-45 Aùp suất

P = kN/m2 Hệ số rỗng

Trang 18

Trang 19

IX TÍNH KẾT CẤU MÓNG

1 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG

Vẽ hình chóp chọc thủng với góc mở 45o

Trang 20

Trọng lượng đài móng: Qđ = 4.2*4.2*25*1.1 = 485.1 kN

Lực nén tác dụng lên hai cọc biên là:

kN 12451.2 1.2

* 4

1.2

* 2

* 1498 2

485.1 23169

y

2y

* M 2

Q N

i max

tt x d

tt tt

∑ +

Cốt thép CII Ra = 260 N/mm2

cm 900 1 00 1 000 2 a h

ho = − = − =

0.045 1900

* 4200

* 15.5

10

* 10583.52 bh

R

M

6 2

o n

=

976 0 ) 2 1 1 ( 5

0 + − =

γ

2 2

6 a

* 0.976

10

* 10583.52 R

Trang 21

¾ Tính cốt đai

Lực cắt lớn nhất tại mặt ngàm I-I : Qmax = 12451 kN

Điều kiện bê tông tông không bị phá hoại:

Q≤ koRnbho = 0.35*15.5*4200*1900 = 43292*103 N = 43292 kN => THỎA Khả năng chịu lực cắt của bêtông:

k1Rkbho = 0.6*1.1*4200*1900 = 5266.8*103 N= 5266.8 kN

Qmax < k1Rkbho => Cần phải đặt cốt đai

Chọn cốt đai một nhánh ∅12, móc vào lưới thép, đặt khắp mặt bằng đài móng, khoảng cách 300 theo cả phương x và y

Xét tại mặt ngàm I-I, khả năng chịu lực cắt của đai và bê tông :

Ta có [Q] > Qmax = 12451kN=> THOẢ

3 TÍNH CỐT THÉP TRONG CỌC

¾ Khi cọc chịu nén:

Cọc chịu nén lớn nhất là tiết diện tại vị trí đầu cọc:

¾ Khi cọc chịu uốn:

Môment lớn nhất của cọc khi chịu tải ngang là: Mmax=149.58 kNm

Ta xem đổi cọc tròn thành cọc vuông có diện tích tương đương để tính toán cốt thép chịu uốn:

Trang 22

0.0238 993

* 1063

* 6.0

10

* 149.58 bh

R

M

6 2

0 n

=

988 0 ) 2 1 1 ( 5

a o

260

* 993

* 0.988

10

* 149.58 R

cm2

Vậy bố trí 12Þ22, Fa= 45.6 cm2 là đủ điều kiện chịu uốn dọc thân cọc

¾ Khi cọc chịu cắt:

Lực cắt lớn nhất trong cọc Qmax = 64.25 kN

Ta xem đổi cọc tròn thành cọc vuông có diện tích tương đương để tính toán cốt thép chịu cắt

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	288,16 KB