Đồ án nền móng cọc cát

Đồ án nền móng cọc cát gồm : 1 số liệu, 2 tài liệu thiết kế, 4 Vật liệu móng giằng cọc cát 5 Chọn phương án giằng cọc cát Phương án tính toán nền móng, VI.Áp lực dưới đáy móng. 7 Kiểm tra kích thước đáy móng

- TảI trọng tiêu chuẩn dới chân các cột và tờng

( n là hệ số vợt tải , lấy chung n=1.15)Cột C1:

Tờng T3:

2./ Tài liệu địa chất ctr :

- Phơng pháp khảo sát: khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng , kết hợp xuyên tĩnh (CPT) và xuyên tiêu chuẩn (SPT)

- Khu vực xây dựng , nền đất gồm 3 lớp có chiều dài hầu nh ko đổi

cm2 )

KÕt qu¶ TN nÐn

Ðp e øng víi P (Kpa)

(MPa) N

50 100 200 40042

KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi P (Kpa)

MPa N

50 100 200 400 34.

2 34.9 28.9 1.69 2.64 9 15 0.07 1.02 0.965 0.91 0.87 0.94 5

HÖ sè rçng tù nhiªn :

KÕt qu¶ nÐn ko në ngang – eodometer, hÖ sè nÐn lón trong kho¶ng ¸p lùc 100-200 KPa:

Độ sệt : >0.75 => đất ở trạng thái dẻo

Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh =0.94 MPa=94 T/m 2

và đặc trng xuyên tiêu chuẩn N=5 cho biết lớp đất thuộc lớp đất tơng

đối yếu Mô đun nén ép ( ko nở ngang ) với

m3 )

  MPa N 

2- 0.

1-5

0.5 - 0.2 5

0.2 5 -0.1

0.1 - 0.0 5

0.0 5 - 0.0 1

0.01 - 0.00 2

<

0.00 2

- - - 11.5 30 16.5 17.5 7 11.5 5 1 22.8 2.63 11.5 22

Lợng cỡ hạt có cỡ >0.25 mm chiếm : 11.5+30+16.5=58%>50% Cát hạt vừa

Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh =11.5 MPa=1150

Với T/m 2 tra bảng ta có Lớp đất 3 là lớp đất tốt.

Nhận xét : Lớp đất thứ nhất thuộc loại đất yếu , lớp thứ hai tơng

đối tốt, lớp thứ ba tốt nhng lại khá sâu.

Kết quả trụ địa chất:

3./Tiêu chuẩn xây dựng

- Độ lún cho phép : Sgh= 8 (cm)

- Độ chênh lún tơng đối cho phép : Sgh= 0.2% =0,002

- Phơng pháp tính toán ở đây là phơng hệ số an toàn duy nhất , lấy ( đối với nền đất cát không lấy đợc mẫu nguyên dạng thì lấy , còn đối với đất dính số liệu thí nghiệm tin cậy thì lấy )

III./ Phơng án nền móng:

- TảI trọng ctr ko lớn

- Lớp đát trên cùng yếu dày 2.5m và lớp đất 2 cũng tơng đốiyếu daỳ 3.9m , vì vậy ở đây chọn giảI pháp gia cố nền bằng đeemj cát

- Móng BTCT dạng đơn dới cột và mòng băng BTCT dới tờng BTCT

- Các tờng chin , bao che có thể dùng móng gạch hay dầm giằng để đỗ Các khối nhà có tảI chênh lệch đc tách ra bởi khe lún

IV./Vật liệu móng giằng cọc cát:

V./Chọn kích thớc ,chiều sâu chôn móngvà đặc trng cọc cát:

- Vì lớp đất 1 dày 2.5m có chiều sâu của mực nớc ngầm

HMNN=7.0m nên ta chọn chiều sâu chôn móng (tinh từ mặt đất tới

Đặc tr ng đệm cát:

- Chiều dày đệm cát =1.5m

- tính chất cơ lý của đệm cát ; chọn hệ số đầm chặt K=0.9 , T/m3, =18(%) , e=0.66 T/m3 , =800 T/m2 ,

- Phản lực đất dính tính toán dới móng ( ko kể bản thân

T/m2 T/m2

VII./ Kiểm tra kích thớc đáy móng

1./ Kiểm tra sức chịu tảI của nền đất

a./ Tại đáy móng :

Điều kiện ktra : Trong đó:

- Với

T/m2( đát cát nên c = 0)

ktra điều kiện:

Đệm cát đủ khả năng chịu tảib./Tại đáy lớp đệm cát

Do lớp đất 2 ( lớp đất dới đệm cát ) yếu hơn lớp đệm cát nên cần phảI ktra cờng độ đất nền tại đáy đệm ( bề mặt lớp đất đệm ), ta sử dụng móng quy ớc để tính toán

- Xác định kích thớc khối móng quy ớc :

- Xác định ứng suet dới đáy đệm cát và ktra áp lực trên lớp

đất 2:

T/mVới l/b=2.2/1.2=1.83 ;

KHÔNG dùng P/A đệm cát , chuyển dùng P/A cọc cát

III./ Phơng án nền móng:

- TảI trọng ctr ko lớn

- Lớp đát trên cùng yếu dày 2.5m và lớp đất 2 cũng tơng đốiyếu daỳ 3.9m , vì vậy ở đây chọn giảI pháp gia cố nền bằng cọc cát

- Móng BTCT dạng đơn dới cột và mòng băng BTCT dới tờng BTCT

- Các tờng chèn , bao che có thể dùng móng gạch hay dầm giằng để đỗ Các khối nhà có tảI chênh lệch đc tách ra bởi khe lún.

IV./Vật liệu móng giằng cọc cát:

- Qui trình thi công đổ cát vào ống tong đợt , đầm hay rung tùy thuộc vào thiết bị

Tính chất vật lý của lớp đất sau khi gia cố bằng cọc cát:

- Giả thiết cọc cát chỉ nén chặt đất (theo kinh

=1.2-0.3)

V./Chọn kích thớc ,chiều sâu chôn móngvà đặc trng cọc cát:

- Vì lớp đất 1 dày 2.5m có chiều sâu của mực nớc ngầm

HMNN=7.0m nên ta chọn chiều sâu chôn móng (tinh từ mặt đất tới

Đặc tr ng cọc cát d ới móng M1:

- Cộc cát có đờng kính d=50 cm , mũi cọc cát hạ vào lớp

đất 2 có tính chất xây dựng tốt hơn chiều dài cọc cát

hc=4.5m cắm vào lớp đất 2 một đoạn 3.5m, chiều dày lớp

- Số lợng cọc cát :

cọcChọn 13 cọc để bố trí 3 hàng ( 2 hàng biên mỗi hàng 4 cọc, hàng giữa bố trì 5 cộc)

- Bề dày lớp đệm cát hdc=30cm

- Bố trí cọc cát : Bố trí dạng lới tam giác gần nh đều nh hình vẽ , và thỏa mãn điều kiện tâm hàng cọc biên cách mép móng theo phơng b một đoạn

- Phản lực đất dính tính toán dới móng ( ko kể bản thân

T/m2 T/m2VII./ Kiểm tra kích thớc đáy móng

1./ Kiểm tra sức chịu tảI của nền đất

a./ Tại đáy móng :

Điều kiện ktra : Trong đó:

Với

Sức chịu tảI của nền đất tự nhiên ;

T/m2Giả thiết rằng sau khi gia cố , các thí nghiệm kiểm định lại

ktra điều kiện:

Nền đất dới móng đủ khả năng chịu tảI, kích thớc móng và cọc chọn nh trên đc coi là hợp lý

b./TKiểm tra lớp đất dới mũi cọc cát:

Tại độ sâu 6.0m có:

+ ứng suất do trọng lợng bản thân :

: trọng lơng riêng của nề đất sau khi gia cố , có thể tính gần đúng nh sau :

Trong đó : ; diện tích phần gia cố cọc cát

F : diện tích trên một ô tam giác vùng gia cốVì

+ ứng suất do tảI trọng ngoài gây ra :

Có z/b=4.5/1.5=3 ; l/b=2.4/1.5=1.6 =0.079

Vậy

ko cần ktra lớp đất dới đáy cọc cát2./Kiểm tra biến dạng của nền đất:

Phạm vi nén lún tới độ sâu 6.0 gồm 2 lớp đất , coi cọc cát gia

cố hết chiều dày nén lún và nền sau khi gia cố là đồng nhất , vìvậy gần đúng ta có thể tính độ lún của nền bằng phơng pháp

áp dụng rực tiếp kết quả lý thuyết đàn hồi;

1./Kiểm tra cờng độ trên tiest diện nghiêng

- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về các phía

1 góc 45o, gần đúng coi cột đâm thủng móng theo một mặt

xuyªn gãc 45o vÒ phÝa ,§iÒu kiÖn kh«ng ®©m thñng kÓ ¶nh hëng cña thÐp ngang vµ ko cã cèt xiªn ®ai:

Trong đó: +

Ta có :

Đảm bảo điều kiện không đâm thủng2./ Tính toán cờng độ theo tiết diện thẳng đứng-Tính toán cốt thép;

Tính toán cờng độ trên t/d thẳng góc tại vị trí có mô mem lớn nhất ( tại mép chân cột) với sơ đồ tính toán là bản

conson ngàm tại mép cột

a./ Tính toán cốt thép théo phơng cạnh dài l:

- Momem tại vtri mép cột

- Cộc cát có đờng kính d=50 cm , mũi cọc cát hạ vào lớp

đất 2 có tính chất xây dựng tốt hơn chiều dài cọc cát

hc=4.5m cắm vào lớp đất 2 một đoạn 3.5m, chiều dày lớp

- Số lợng cọc cát :

cọcChọn 7 cọc để bố trí 3 hàng ( 2 hàng biên mỗi hàng 2 cọc, hàng giữa bố trì 3 cộc)

- Bề dày lớp đệm cát hdc=30cm

- Bố trí cọc cát : Bố trí dạng lới tam giác gần nh đều nh hình vẽ , và thỏa mãn điều kiện tâm hàng cọc biên cách mép móng theo phơng b một đoạn

VI./áp lực dới đấy móng ( phản lực dới đáy móng) :

1./ Kiểm tra sức chịu tảI của nền đất

a./ Tại đáy móng :

Điều kiện ktra : Trong đó:

Với

Sức chịu tảI của nền đất tự nhiên ;

T/m2Giả thiết rằng sau khi gia cố , các thí nghiệm kiểm định lại

ktra điều kiện:

Nền đất dới móng đủ khả năng chịu tảI, kích thớc móng và cọc chọn nh trên đc coi là hợp lý

b./TKiểm tra lớp đất dới mũi cọc cát:

Tại độ sâu 6.0m có:

: trọng lơng riêng của nề đất sau khi gia cố , có thể tính gần đúng nh sau :

Trong đó : ; diện tích phần gia cố cọc cát

F : diện tích trên một ô tam giác vùng gia cốVì

+ ứng suất do tảI trọng ngoài gây ra :

Có z/b=4.5/1.5=3 ; =0.118

Vậy

ko cần ktra lớp đất dới đáy cọc cát2./Kiểm tra biến dạng của nền đất:

Phạm vi nén lún tới độ sâu 6.0 gồm 2 lớp đất , coi cọc cát gia

cố hết chiều dày nén lún và nền sau khi gia cố là đồng nhất , vìvậy gần đúng ta có thể tính độ lún của nền bằng phơng pháp

áp dụng rực tiếp kết quả lý thuyết đàn hồi;

45o về phía ,Điều kiện không đâm thủng kể ảnh hởng của thép ngang và ko có cốt xiên đai:

- Bề rộng tờng T3 là mm

Ta có :

- tính Pdt ( lực cắt bằng hợp lực phản lực của đất trong phamj vi gạch chéo)

Trong đó: +

Ta có :

Đảm bảo điều kiện không đâm thủng2./ Tính toán cờng độ theo tiết diện thẳng đứng-Tính toán cốt thép;

Tính toán cờng độ trên t/d thẳng góc tại vị trí có mô mem lớn nhất ( tại mép chân cột) với sơ đồ tính toán là bản

conson ngàm tại mép cột

a./ Tính toán cốt thép theo phơng cạnh ngắn b:

- Momem tại vtri mép tờng

- Cốt thép yêu cầu :

cốt thép théo phơng cạnh dài l đặt théo cấu tạo: co

Tieest dieenj coot 400x600mm

Tải trọng tính toán tác dụng dới chân ctr tại cốt mặt đất: Cột :

- TảI trọng tiêu chuẩn dới chân các cột

( n là hệ số vợt tải , lấy chung n=1.15)

2./ Tài liệu địa chất ctr :

- Phơng pháp khảo sát: khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng , kết hợp xuyên tĩnh (CPT) và xuyên tiêu chuẩn (SPT)

- Khu vực xây dựng , nền đất gồm 3 lớp có chiều dài

Lớp đất Số hiệu Độ sâu

cm2 )

2 46.7 34.6 1.76 2.67 506* 0.12

1

115

1

062

0

998

0

935

Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh =0.84 MPa=84

T/m2 và đặc trng xuyên tiêu chuẩn N=4 cho biết lớp đất thuộc lớp đất yếu Mô đun nén ép ( ko nở ngang ) với sét

pha

b./ Lớp 2 : Số hiệu 84 có các chỉ tiêu cơ lý sau :

Thành phần hạt (%) tơng ứng với các cỡ hạt  

2- 0.

1-5

0.5 - 0.2 5

0.2 5 -0.1

0.1 - 0.0 5

0.0 5 - 0.0 1

0.01 - 0.00 2

<

0.00 2

- - - 8 11 26 32.5 15 5.5 2 - 19.2 2.64 3.8 8Lîng cì h¹t cã cì >0.1 mm chiÕm :

KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi P (Kpa)

MPa N

50 100 200 400 27.

Độ sệt : >0.25 => đất ở trạng thái nửa cứng

Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh =2.93 MPa=293 T/m 2 và đặc trng xuyên tiêu chuẩn N=12 cho biết lớp đất thuộc lớp

đất tơng đối tốt Mô đun nén ép ( ko nở ngang )

với cát pha d./ Lớp 4 : Số hiệu 72 có các chỉ tiêu cơ lý sau :

(%) (%) (%) m3)(T/ m3)(T/ ( )

C (KG / cm 2)

Kết quả TN nén ép e ứng với P (Kpa)

MPa N

50 100 200 400 26.

Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh =3.8 MPa=380 T/m 2

và đặc trng xuyên tiêu chuẩn N=22 cho biết lớp đất thuộc lớp đất tốt Mô đun nén ép ( ko nở ngang ) với sét pha cứng

Nhận xét : Lớp đất thứ nhất và thứ hai thuộc loại đất yếu , lớp thứ

ba tơng đối tốt nhng độ dày nhỏ , lớp thứ t rất tốt nhng lại khá sâu.

Kết quả trụ địa chất:

3./Tiêu chuẩn xây dựng

- Độ lún cho phép : Sgh= 8 (cm)

- Độ chênh lún tơng đối cho phép : Sgh= 0.2% =0,002

- Phơng pháp tính toán ở đây là phơng hệ số an toàn duy nhất , lấy ( đối với nền đất cát không lấy đợc mẫu nguyên dạng thì lấy , còn đối với đất dính số liệu thí nghiệm tin cậy thì lấy )

II- Chọn ph ơng án sử lý nền – móng

1./ Phơng pháp sử lý nền – móng :

- Do tải trọng của công trình tơng đối lớn và dựa vào điềukiện địa chất công trình + địa điểm xây dựng công trình ta chọn phơng án móng cọc BTCT chế tạo đúc sẵn , ép trớc bằng máy ép thủy lực, mũi cọc cọc cắm vào lớp 4 ( sét pha ở trạng thái cứng)

- Chọn chiều cao đài cọc hđ = 0,8 (m) kích thớc đài sơ bộ bxl=1.8x2.52m, lớp bê tông lót dày 0,1 (m) Đáy đài nằm ở độ sâu-1.2 (m) so với cốt 0,00

- Chọn cọc BTCT tiết diện 25 25 (cm), bê tông cấp bền B20 Thép dọc 418 - CII

- Liên kết cọc vào đài bằng cách:

+ Chôn một đoạn cọc vào đài và phá vỡ bê tông đầu cọc một đoạn 0.4 (m) cho lộ ra cốt thép dọc để liên kết với thép

đài sau này

+ Mũi mũi cọc cắm vào lớp 4 một đoạn 0.8(m), vậy tổng chiều dài của cọc là 13 (m), đợc nối từ 2 đoạn 6.5 (m)

2./Chiều sâu đáy đài

Chọn chiều sâu chôn móng Hm=1.2m.Với độ sâu đáy

đài đủ lớn , lực ngang nhỏ nên trong tính toán bỏ qua tảI trọng ngang Q

3./ Tính toán thông số của cọc BTCT đúc sẵn :

* Chọn thông số cọc BTCT đúc sẵn

- Tiết diện cọc 25x25 cm, bê tông cấp bền B20, thép dọc 418 – CII

- Chiều dài cọc: chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp đất 4

khoảng 1.8m chiều dài cọc ( cha kể mũi cọc)

, chiều dài cọc tính toán ( cha kể mũi cọc) Cọc chia làm 2 đoạn C1 và C2 mỗi đoạn dài

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

- Xác định theo kết quả của thí nghiệm trong phòng ,Sức chịu tảI của cọc theo nền đất xác định theo công thức:

m=1.0 – hệ số điều kiện làm việc của cóc trong đất

, : -hệ số đk làm việc của đất với cọc vuông , hạ bằng pp

Độ sâu mũi cọc là 12.6m lớp sét pha cứng R=11400kN/m2.

kN=80T

* Xác định sức chịu tải của cọc theo kêt quả xuyên tĩnh CPT

Pd2 = + : sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc

+ Sét pha cứng có =3800 kPa; k=0,5

= k.qc.F = 0.538000.250.25 = 118.75 KN

+ qsi: lực ma sát thành đơn vị của lớp đất thứ i có chiều dài hi:

+ qci: sức cản mũi xuyên của lớp đất thứ i

21.9

58

2 Cát nhỏ , rời

6.18.19.55

220.9

424446

3 Cát pha ,nửa cứng

B=0.298<1

1112.7

21.4

4850

4 Sét pha cng B<0 13.1 0.8 72

Sức kháng phá hoaij cuar đất ở mũi cọc ( số

Sức kháng ma sát của đất ở thành cọc ( chỉ số SPT của lớp thứ i mà cọc đi qua) (Với cọc ép m=400 n=2)

4./ Chọn số lợng và bố trí cọc trong đài cọc:

Để các cọc ít ảnh hởng lẫn nhau, có thể coi là các cọc đơn, các cọc đợc bố trí trong đài sao cho khoảng cách giữa tim các cọc

đảm bảo  3d-6d, với d là đờng kính cọc

Chọn 6 cọc và bố trí nh hình vẽ:

Từ việc bố trí cọc nh tren ta chọn kích thớc đài cọc là

BxL=1.5x2.7 (m)

Chọn chiều dày dadif cọc là : hd=0.8m

III./ Tải trọng phân phối lên cọc:

- Theo các giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải trọng dọc trục và chỉ chịu nén , kéo

- Trọng lợng của ddafif và đất trên đài :

- Tải trọng tác dụng lên cọc đợc tính theo công thức :

- Tải trọng tiêu chuẩn tại đáy đài là:

IV./Tính toán kiểm tra cọc:

1./Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công :

- Khi vận chuyển cọc :

Tải trọng phân bố đều :

Trong đó :n = 1.5 –hệ số độngChọn a sao cho

a

l

M1 -

M1 +

M1 -

M2 +

Ta thấy M1<M2 nên ta dùng M2 để tính toán :

+ Lấy lớp bảo vệ của cọc là 3cm

 Chiều cao làm việc của cốt thép : 25 -3 = 22 cm

Diện tích cốt thép :

Cốt thép dọc chịu momem uốn của cọc là 2Φ18 (As=10.18 cm2 )

 Cọc đủ khả năng chịu tải trong quá trình vận chuyển

2./Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng :

(cọc chịu nén) Kiểm tra : (cọc chịu kéo) Kiểm tra :

Sai số nhỏ => Tất cả cọc đều đủ khả năng chịu tải và bố

nếu ép vào đất cát.Lực ép max

và cho phép tới

V- Tính toán kiểm tra dài cọc.

Đài cọc làm việc nh bản conson cứng H=0.8m , phía trên chịu lực tác dụng dới cột No , Mo , phía dới chịu phản lực đầu cọc

Poi , nên cần tính toán 2 khả năng

1./Kiểm tra c độ trên tiết diện nghiêng- đk đam thủng:Giả thiết bỏ qua ảnh hởng của cốt thép ngang và cốt đai.a./ Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp do lựccắt :

- điều kiện ktra : hay

Trong đó : -lực cắt tại mút vết nứt nghiêng hay lực

đâm thủng , bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của

đáy tháp đâm thủng

- lực chống đâm thủng ( khả năng kháng cắt) trên t/d nghiêng

Trong đó : - chiều cao làm việc của đài

; - K/c trên mặt bằng từ mép cột đến

chiều cao đài đủ đk không

đâm thủng

b./ Kiểm tra khả năng hàng cọc chịu lực dọc lớn chọc thủng

đài theo tiết diện nghiêng (đây là khả năng nguy hiểm khi lệch tâm lớn):

- điều kiện ktra : hay

kN

- Mô mem tại mép cột theo mặt cắt I-I:

Trong đó : - k/c từ trục cọc đén mặt cắt I-I

Chọn có thỏa mãn y/c về k/c

- Mô mem tại mép cột theo mặt cắt II-II:

Trong đó : - k/c từ trục cọc đén mặt cắt II-II

- Tính cốt thép yêu cầu ( khi đặt cốt đơn):

Giả thiết coi hệ móng cọc là móng khối quy ớc nh hình vẽ :

1./ Kiểm tra SCT của đất dới đáy móng khối :

Điều kiện ktra : và

- Xác đinh khối móng quy ớc :

o Chiều cao khối mong quy ớc tính từ mặt đất lên mũi cọc HM=14.7m

o Góc mở :Theo TCVN mở từ mép hàng cọc biên góc

Do lớp đất 1 và 2 là lớp đất yếu nên bỏ quaanhr hởng của các

o Chiều dài của đáy móng quy ớc :

o Bề rộng móng quy ớc :

- Xác địnhtảI trọng tiêu chuẩn dới đáy khối móng quy ớc :

o Trọng lợng của đất và đài từ đáy đài trở lên :

o Trọng lợng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài :

o Trọng lợng các cọc : TảI trongjtieeu chuẩn tại mức đáy móng quy ớc :

- áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối monhs quy ớc :

Với

- Cờng độ tính toán của đấtở đáy khối móng quy ớc :

Lớp 3 có tra bảng ta có :