CHƯƠNG 2 - TÍNH MÓNG M2

GVHDNM: TS Trần Xuân Thọ SVTH: Lê Lương Bảo Nghi I.. GVHDNM: TS Trần Xuân Thọ SVTH: Lê Lương Bảo Nghi 1.. fsi=Cai+σ’hitgϕai Ca: Lực dính giữa thân cọc và đất, đối với cọc bêtông cốt thép

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 19748 771 310 68 240 Tiêu chuẩn 17172 670 270 59 207

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

Độ sâu đặt móng Df = 2 m

Trang 2

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 = 221.28 + 9.91*21.6/2 = 328.308 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:

3.97

5466.78

23169

* 1.1 Q

kN n

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 = 19748 +970.2 =20718.2 kN

Moment tính toán tại đế đài:

Mxtt =Mox+Hyhđ = 771+240*2 =1251 kNm

Mytt =Moy+Hxhđ = 310+68*2 =446 kNm

Lực tác dụng vào các đầu cọc:

kN 518 5 1.2

* 4

1.2

* 446 1.2

* 4

1.2

* 1251 4

20718.2 x

x M y

y

* M n

N

i max

tt y 2

i max

tt x c

tt tt

∑

+

∑ +

kN 4841 1.2

* 4

1.2

* 446 1.2

* 4

1.2

* 1251 4

20718.2 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

lo

L

ZYo

ψ

Trang 6

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)

=> 5 6 1

db 5000 * 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=10.56 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

) (kN 10

* 0.503 1.621

0.102

* 10

* 2.9

* 0.33

1 B

I E α

1

6 2

o b

2 bd MH

* 0.179 1.751

0.102

* 10

* 2.9

* 0.33

1 C

I E α

1

6 o

b bd MM

Trang 7

) D I E α

H I E α

M B

α

ψ A (y Z

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

α

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

Trang 10

Trang 11

Qx (kN)

0 2 4 6 8 10 12 14

Trang 12

6.36 2.1 0.662 1.863 2.098 1.506 -5.474 -22.463 6.67 2.2 0.575 1.887 2.272 1.720 -6.796 -27.851 6.97 2.3 0.470 1.892 2.443 1.950 -8.271 -33.857 7.27 2.4 0.347 1.874 2.609 2.195 -9.874 -40.380 7.58 2.5 0.202 1.830 2.765 2.454 -11.635 -47.541 7.88 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -13.544 -55.301 8.18 2.7 -0.162 1.643 3.030 3.003 -15.580 -63.570 8.48 2.8 -0.385 1.490 3.128 3.288 -17.738 -72.325 8.79 2.9 -0.640 1.290 3.196 3.574 -20.021 -81.582

9.39 3.1 -1.251 0.723 3.207 4.133 -24.787 -100.872 9.70 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -27.211 -110.661 10.00 3.3 -2.011 -0.112 2.991 4.626 -29.557 -120.117 10.30 3.4 -2.450 -0.648 2.772 4.826 -31.782 -129.058 10.61 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.980 -33.774 -137.030 10.91 3.6 -3.445 -1.991 2.050 5.075 -35.431 -143.616 11.21 3.7 -4.000 -2.813 1.520 5.097 -36.611 -148.237 11.52 3.8 -4.590 -3.742 0.857 5.029 -37.178 -150.330 11.82 3.9 -5.210 -4.784 0.047 4.853 -36.916 -149.021 12.12 4 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -35.631 -143.519

Trang 13

σx (kN/m2)

02468101214

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 η

υ I 2 1 (z) < ϕ +

ϕ Trong đó:

σ’v: ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu z Vì Le=10.56 m>5m ta kiểm tra tại vị trí z=0.85/αbd=2.576m

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 3 338 7.129 7 872 kN/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

32

21.5

* 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*(11.372*2.5)+(15-9.11)*35.28]+[9.11*11.372+(15-9.11)*4.524]*1.1 +[10.03*11.372+(15-10.03)*4.524]*1.4 +[9.11*11.372+(15-9.11)*4.524]*7.9

+[9.91*11.372+(15-9.91)*4.524]*24.5= 43878 kN

2 2

2 qu

tb qu

qu

tc

tb 43878 /11.37 472.24 kN/m

37 11

17172 /F

Q l

qu tb qu

y

qu

x qu

qu

tc

max

kN/m 476.1

1.37 1 / 43878 )

37 11

0.016

* 6 37 11

0.039

* 6 (1 1.37 1

17172 /F

Q ) b

6e l

6e (1 l

+

= +

+ +

=

2

2 2

qu tb qu

y

qu

x qu

qu

tc

max

kN/m 468.39

1.37 1 / 43878 )

37 11

0.016

* 6 37 11

0.039

* 6 (1 1.37 1

17172 /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:

S = Σsi

Với si là độ lún của mỗi lớp phân tố: si = i

1i

2i 1i h e 1

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 8 349 9 1.2

* 4

1.2

* 2

* 1251 2

485.1 7172

1 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 = − = − =

Trang 21

0.0358 1900

* 4200

* 15.5

10

* 8414.8 bh

R

M

6 2

o n

=

982 0 ) 2 1 1 ( 5

0 + − =

γ

2 2

6

a o

I

a 1 7346 mm 1 73 46 cm

260

* 1900

* 0.982

10

* 8414.8 R

Lực cắt lớn nhất tại mặt ngàm I-I : Qmax = 9349.8 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 ∅10 móc vào lưới thép, đặt khắp mặt bằng đài móng, khoảng cách 340 theo cả phương x và y

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

Ta có Qmax = 9349.8kN < [Q ] => 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:

Trang 22

¾ Khi cọc chịu uốn:

Môment lớn nhất của cọc khi chịu tải ngang là: Mmax=125.965 kNm

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

* 1063

* 6.0

10

* 125.965 bh

R

M

6 2

0 n

=

989 0 ) 2 1 1 ( 5

a o

260

* 993

* 0.989

10

* 125.965 R

cm2

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

Vị trí cắt thép cách đầu cọc một đoạn 12m theo chiều sâu móng, tại vị trí này M=0

¾ Khi cọc chịu cắt:

Lực cắt lớn nhất trong cọc Qmax = 60 kN

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

πD2/4=b2 => b= 1.063m

2

D π

=

Chọn a= 70 mm => ho=1063 -70=993 mm

Điều kiện bê tông tông không bị phá hoại:

Q≤ koRnbho = 0.35*6.0*1063*993 = 2217*103 N = 2217 kN => THỎA Khả năng chịu lực cắt của bêtông:

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	288,93 KB