Đồ án nến móng Cọc Đóng

Kích thước cọc và cao độ mũi cọc Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa chất gồm có 3 lớp, lớp thứ 3 dày và không phải tầng đá gốc, nên chọn giả

SỐ LIỆU ĐỀ BÀIBảng 1.1: Số liệu tải trọng tác dụng

Bảng 1.2: Số liệu thủy văn và chiều dài nhịp

PHẦN 1: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

1.1.Đặc điểm địa chất,thuỷ văn khu vực xây dựng công trình

1.1.1 Mô tả cấu tạo địa chất

của lớp là 2,70m, cao độ mặt lớp là 0,81 m, cao độ đáy lớp là -1,89m Lớp đất có độ ẩm là 94,10%, khối lượng thể tích là 1,47 g/cm3, khối lượng riêng

là 2,61 g/cm3

14,10m, cao độ mặt lớp là -1.89m, cao độ đáy lớp là -13,29m lớp đất có độ

ẩm 26,47%, khối lượng thể tích 1,96 g/cm3, khối lượng riêng 2,72 g/cm3 Lớp đất ở trạng thái cứng vừa đến cứng

60,40m, cao độ mặt lớp là -13,29m, cao độ đáy lớp là -73,69m, lớp đất có

độ ẩm 16,9%, khổi lượng thể tích 2,05 g/cm3, khối lượng riêng 2,65 g/cm3 Lớp đất ở trạng thái chặt vừa đến chặt, bão hòa nước

-Lớp 3: cát sét, cát bụi, màu xám vàng, xám trắng, trạng thái chặt vừa đến

chặt, bão hòa nước

PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

2.1 Bố trí công trình chung

- ( bản vẽ 01)

2.2 Chọn sơ bộ kích thước công trình

2.2.1 Chọn vật liệu

+ Bê tông fc’= 30 Mpa,  bt 24kN / m3

2.2.2 Kính thước và cao độ bệ cọc

* Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT):

Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi

mực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao

Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn các giá trị cao độ như sau:

Cao độ đỉnh trụ chọn như sau : Max { MNCN + 1 m; MNTT+Htt} – 0,3 m

trong đó :

MNCN: Là mực nước cao nhất MNCN= 4,0 m

MNTT:mực nước thông thuyền MNTT = 2,5 m

Htt : là chiều cao thông thuyền ( tra bảng 2.3.3.1.1 khổ giới hạn thông

thuyền trên các sông có thuyền đối với sông cấp VI) => Htt = 2,5 m

Bảng 1 - Bảng giới hạn thông thuyền trên sông có thông thuyền

đứng (trên toànCR)

2.2.3 Kích thước cọc và cao độ mũi cọc

Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa chất gồm có 3 lớp, lớp thứ 3 dày và không phải tầng đá gốc, nên chọn giải phápmóng là móng cọc ma sát BTCT, mũi cọc nằm ở lớp thứ 3

Chọn cọc BTCT đúc sẵn,cọc có kích thước là : 0,4m x 0,4 m; được đóng vàolớp thứ 3 là lớp cát sét, cát bụi,màu xám trắng,xám vàng,chặt vừa Cao độ mũi cọc

Cọc được tổng hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài : 27,5 m = 9,5m+10m +8m

Trong đó các đốt cọc có độ dài 8m là các đốt có chứa phần mũi cọc

52437291Tải trong ngangKN212371MomenKN.m1802

2.4.Xác định sức kháng cọc

2.4.1.Sức kháng của cọc theo vật liệu PR

+Cọc bê tông cốt thép,tiết diện của cọc hình vuông : 0,4m x 0,4m

PR = φ.P = φ.0,8 0,85.f'c.(Ag - Ast) + fy.Astn  

f’

fy: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (Mpa)

Ag: Diện tích cắt ngang nguyên của cọc, Ag = 160000 mm2

pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng mũi của cọ và sức kháng thân cọc +Đối với đất dính theo phương pháp  : φ = 0,7qs

+Đối với đát cát theo phương pháp SPT: φ = 0,45 qs

với lớp đất rời.

*Theo phương pháp  ,sức kháng đơn vị thân cọc q s như sau: qs  Su

trong đó:

Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa), Su = Cu = qu/2

α : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỉ số Db/D và hệ số dính được tra bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu

Qs: Ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa)

N : Số đếm búa SPT trung bình(chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân (búa/30mm)-Với lớp 1,2 là đất sét,ta có:

Su = 33 KPa = 0,033 Mpa

  = 0,92

-Với lớp 3 là đất cát, ta có:

Số đếm búa SPT trung bình dọc thân búa của lớp 3 là : N = 18,22 (búa/30 mm)

*Đối với đất rời:

Ncorr: Số đếm búa SPT gần mũi cọc đã điều chỉnh cho áp lực tầng phủ,σ’v

(Búa/300mm)

N: Số đếm SPT đo được (Búa/300mm)

 : ứng suất hữu hiệu thẳng đứng'v

D: Chiều rộng hay đường kính cọc (mm)

Db: Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm)

ql: Sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0.4Ncorr cho cát và 0.3Ncorr cho bùn

không dẻo (MPa)

Tiêu chuẩn 22TCN272-05 quy định;

Khoảng cách từ mặt bên của bất kỳ cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớp hơn 225 mm

Khoảng cách tim đến tim các cọc không được nhỏ hơn 750 mm hoặc 2.5 lần đường kính hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn

Với n = 18 cọc bố trí theo hình dạng lưới ô vuông trên mặt bằng và được bố trí trên mặt thẳng đứng, với các thông số:

+Số hàng cọc theo phương dọc cầu là: 6 hàng

Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu là 1600 mm

+Số hàng cọc theo phương ngang cầu là: 3 hàng

Khoảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu là: 1600mm

+Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phương dọc cầu và ngangcầu là: 400 mm

Với 18 cọc ta bố trí như trên hình vẽ

2.5.3.Tổ hợp tải trọng tại tâm đáy bệ cọc

Bảng 8 - Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng:

2.6.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ

2.6.1.Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

a.Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc

Trường hợp các cọc đều thẳng đứng, tải trọng tác dụng lên đầu cọc được xác định theocông thức sau:

o

Bảng 11 - Tải trọng tác dụng lên các cọc được tính theo bảng sau:

b Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

Công thức kiểm toán: Nmax+ ΔNPN P tt

trong đó:

Nmax: nội lực lớn nhất tác dụng lên đầu cọc ( lực dọc trục)

ΔNPN: trọng lượng bản thân cọc (KN)

2.6.2 Kiểm toán sức kháng dọc của nhóm

Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm

2.7 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng

1 2

Móng tu ong duong

qIX

ρ =2qtrong đó:

q: áp lực móng tĩnh tải tác dụng tại 2/3D , áp lực này bằng với tải trọng tác dụng tại b

đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diện tích móng tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa các cọc (MPa)

X: chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm)

I: hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chon hữu hiệu của móng

b

D : độ sâu chon cọc trong lớp chịu lực (mm)

corr

sâu X phía dưới đế móng tương đương (búa/300mm)

N: số đếm SPT đo trong khoảng lún (búa/300)

Với cọc đóng ta lấy giá trị N= giá trị trung bình của đất trong khoảng 5D phía trên mũi cọc và 5D phía dưới mũi cọc Với cọc khoan lấy giá trị trung bình trong khoảng 3D phía trên mũi cọc và 3D phía dưới mũi cọc

-Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc(X): X = 3600 mm

2D' = D

2.8 Tính toán kiểm tra cọc

2.8.1 Tính toán kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công

chiều dài 9,5m

* Khi vận chuyển cọc

Tải trọng bản thân cọc phân bố trên toàn bộ chiều dài cọc và có giá trị là : q = n.A γ g bt

* Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld1 = 10 m

Chọn điểm móc cẩu sao cho

* Trường hợp treo cọc lên giá búa :

Sơ đồ treo dọc lên giá búa như sau :

* Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài L = 8 md2

+ Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc:

1- a 0, 207.L d 2 0, 207.8 = 1,656 (m)

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

+ Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc:

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

* Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld3 = 9,5 m

+ Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc:

1- a = 0,207.Ld3 = 0,207.9,5 = 1,96 (m)

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

+ Tính mô men lớn nhất trong cọc theo sơ đồ treo cọc:

2- b = 0,294.Ld3 = 0,294.9,5 = 2,79 (m)

Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân ta có biểu đồ mô men như sau :

-Ta chọn cốt thép chủ chịu lực là thép ASTM A615M

A'g : diện tích cốt thép chịu nén không dự ứng lực(mm )2

f'y : giới hạn chảy quy định của cốt thép chịu nén (MPa), f'y =420 MPa

ds : là khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không dự ứng lực (mm)

d': khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thépchịu nén không dự ứng lực (mm)

β1 : hệ số ứng suất quy đổi khối ứng suất Với bê tông có cường độ < 28MPa

từng 7MPa vượt quá 28MPa không lấy giá trị nhỏ hơn trị số 0,065

c : khoảng cách từ mặt trung hoà đến trục nén (mm)

Với mặt cắt hình chữ nhật

' '

s y s y '

c 1

A f - A f

c =0,85.f β bw

Giả sử trục trung hoà nằm phía trên trọng tâm tiết diện , ta có :

n

M

Sức kháng uốn tính toán Mr = .Mn=0,9.161,3=145,17 kN.m> Mmax

Vậy cốt thép được chọn và bố trí như trên đảm bảo khả năng chịu lực

2.9 Bố trí cốt thép đai cho cọc

Do cọc chủ yếu chịu nén , chịu cắt nhỏ nên không cần duyệt về cường độ của cốtthép đai Vì vậy cốt thép đai được bố trí theo yêu cầu về cấu tạo :

Ở vị trí đầu mỗi cọc ta bố trí bước cốt đai là 50mm trên 1 chiều dài là 1000mm

Tiếp theo ta bố trí bước cốt thép đai là 100mm trên 1 chiều dài là 1100mm

Đoạn còn lại của mỗi đoạn cọc( phần giữa đoạn cọc ) bố trí với bước cốt đai là 150mm

2.10 Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc

Đoạn nhô ra mũi cọc là 50mm

2.11 Lưới cốt thép đầu cọc

suất cục bộ trong quá trình đóng cọc

2.12 Vành đai thép đầu cọc

Đầu cọc được bọc bằng một vành đai thép bằng thép bản có chiều dày d=8mm nhằm mục đích bảo vệ bê tông đầu cọc không bị hỏng khi đóng cọc và ngoài ra còn có tác dụng đẻ hàn nối các đốt cọc trong khi thi công với nhau

2.13 Cốt thép móc cẩu

vì vậy ta có thể sử dụng luôn cốt thép móc cẩu làm móc treo khi đó ta không cần phải làm móc thứ 3 tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và để cọc trong bãi

2.14 Tính toán mối nối thi công cọc

Ta sử dụng mối nối hàn để nối các đoạn cọc lại với nhau Mối nối phải đảm bảo cường

độ mối nối tương đương hoặc lớn hơn cường độ cọc tại tiết diện có mối nối

rồi sử dụng đường hàn để liên kết 2 đầu cọc.Ngoài ra để tăng thêm an toàn cho mối nối

chiều dài hàn nối

-Chọn đường hàn có chiều dày w=8mm được chế tạo bằng que hàn E70XX có cường

.