Đồ án nền móng công trình móng cọc

Ch ơng I: Mở Đầu Móng là một bộ không thể thiếu của các công trình xây dựng, nó là bộ phận trung gian có tác dụng truyền tải trọng của công trình xuống nền đất phía dới và đảm bảo cho c

Ch ơng I: Mở Đầu

Móng là một bộ không thể thiếu của các công trình xây dựng, nó là bộ phận trung gian có tác dụng truyền tải trọng của công trình xuống nền đất phía dới và đảm bảo cho công trình ổn định và tồn tại lâu dài Cho nên việc tính toán móng sao cho phù hợp với sức chịu tải của nền là rất quan trọng

và không phải là việc dễ dàng Cho nên trong chơng trình

đào tạo của trờng Đại học Mỏ - Địa chất đối với sinh viên ngành

Địa chất công trình, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền và móng còn có đồ án môn học, nó giúp cho mỗi sinh viên :

+ Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào những công việc cụ thể

+ Biết các bớc thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng

+ Làm cơ sở giúp cho sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp sau này

Với mục đích nh vậy, các thầy trong bộ môn Địa chất công trình đã giao cho mỗi sinh viên một đề tài với những yêu cầu

và nhiệm vụ khác nhau Trong đó đồ án của tôi có nội dung

nh sau:

Bù n sét

Sét dẻ o cứng

Sét nửa cứng

Sét dẻ o cứng

Sét nửa cứng

P2 tc

P 1 tc

Một mố cầu có kích thớc đáy mố 6x9 m, đặt trên nền đất gồm3 lớp:

- Lớp 1: Bùn sét dày 4m, có độ sệt B=1,6;

γw=1.54(T/m3) ; ϕ = 8032’ ; c = 0,1 kG/cm2

- Lớp 2: Sét dẻo cứng dày 4m, có độ sệt B= 0,4;

γw=1,98(T/m3) ; ϕ = 13002’ ; c = 0,24 kG/cm2

- Lớp 3: Sét nửa cứng dày vô tận, có độ sệt B=0,2

γw=2,02(T/m3) ; ϕ = 12005’ ; c = 0,54 kG/cm2

Tải trọng tác dụng bao gồm:

- Trọng lợng mố và đất trên mố P1tc =912 (T)

- Trọng lợng một nửa nhịp cầu tải trọng P2tc =172

- (T) tác dụng lệch tâm, cách trọng tâm của mố một khoảng e = 0,5 m

Các hệ số : a1-2=0,018 (cm2/kG) ; εo=0,64

Ch ơng II: Thiết kế móng

Do lớp trên cùng là lớp bùn sét yếu tơng đối dày, do đó không thể sử dụng phơng án móng nông Dới cùng là lớp sét nửa cứng nên ta có thể bố trí móng cọc vào lớp đất này Trong thời gian làm việc của công trình, có thể do ảnh hởng của hoạt động xói ngầm của dòng sông sẽ làm ảnh hởng đến chất lợng công trình Để hạn chế những ảnh hởng đó ta chọn chiều sâu đài thích hợp,lựa chọn đài thấp

Chọn chiều sâu đáy đài là h = 1,5 m , khi đó :

hmin = tg( 450 +

2

ϕ )

b

H

γ

∑

Vì ∑H = 0 ⇒ hmin = 0

Do đó điều kiện h≥ 0,7 hmin luôn thoả mãn

- Chọn cọc có tiết diện 30x30

- Kích thớc đài :9x11x1

- Từ sổ tay thiết kế nền móng chọn số hiệu cọc

C12-30 Vậy chiều dài cọc là12m,cọc ngàm vào đài là 0,6m

- Theo Quy phạm chiều dài các đoạn cọc,đợc nối vơí

nhau ≥ 1/3 chiều dài cọc, các mối nối không đợc nằm trên cùng 1 mặt phẳng Nh vậy ta bố trí các cọc so le nhau (6m+6m), (5m+7m)

2.2/ Xác định sức chịu tải của cọc

Ta xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu và theo đất nền

2.2.1/Xác định sức chịu tải theo đất nền

P = 0,7m (αn 0,71 α2 U i

n i

i l

Tra bảng ta có 1=1, 2=1, 3=0,6

U=(0,3+0,3).2=1,2(m) F=0,3.0,3 =0,09(m2)

• L1 =2,5(m) , B=1,6 > 0,6 1=0

• L2 =4(m) , B=0,4 , Z=6(m) 2=3,05(T/m2)

• L1 =4,9(m) , B=0,2 , Z=10,45(m) 1=6,56(T/m2)

Vì chiều sâu đặt cọc là 12,9 (m) tra bảng 3.5 ta có R

=530,6 (T/m2)

Vậy Pđn=0,7.1[1.1.1,2.(4.3,05+4,9.6,56)+0,6.0,09.530,6]=57,3 (T)

2.2.2/Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu.

Ta có : Pvl = ϕ m (RbtFbt + RctFct)

• Giả sử số lợng cọc tơng đối lớn ta chọn m =1

• Bê tông Mác 300,tra bảng Rbt= 125(kG/cm2) = 1250(T/m2)

• Chọn cốt thép CT5, tra bảng ta có : Rct=1800(KG/cm2)

=18000(T/m2)

• Cọc cấu tạo bởi 4 thanh φ16 nên diện tích cốt thép trong cọc là

Fct= 4.3,14.(0,016)2/4=8,04.10-4(m2)

Fbt= 0,3.0,3 - 8,04.10-4= 0,089(m2) Vậy →Pvl =1.1.(1250.0,089+8,04.10-4.18000)= 125,7(T)

Ta thấy Pđn< Pvl nên ta lấy giá trị Pđn làm giá trị tính toán

2.2.3/ Tải trọng tác dụng

- Tải trọng thẳng đứng: tc=P1tc+ P2tc = 912+172=1084(T)

- Tải trọng tính toán : tt=1,2.1084 = 1300,8(T)

- Mô men tiêu chuẩn : tc=P2tc.e =172.0,5=86(Tm)

- Mô men tính toán: tt=1,2.86=103,2(Tm)

- = tt + G : Trong đó :G: là trọng lợng của đài và

đất trên đài

→ =1300,8+2,2.9.11.1=1518,6(T)

n = tt

P

N

∑

.

β

n:là hệ số kinh nghiệm kể đến tải trọng ngang và mô men

(cọc)

Ta sẽ chọn 42 cọc cho dễ bố trí

2.3/Bố trí cọc vào đài

Để bố trí cọc vào đài ta phải tính áp lực tác dụng xuống đáy

đài

W F

Ntc tc

∑

=

σminmax

Trong đó :F: là diện tích đáy đài

W:là mô men chông uốn của đài cọc

W = 148 , 5

6

9 11 6

2 2

=

=

a

⇒ σmax = 13 7

5 , 148

86 99

8 , 217 1084

= +

+

(T/m2)

12 , 57

5 , 148

86 99

8 , 217 1084

Ta thấy mức chênh lệch giữa tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất là không nhiều, do đó lực tác dụng lên mỗi cọc trong đài chênh nhau không nhiều Và để tiện cho việc thi công ta có thể bố trí cọc đều thành 6 hàng và 7 cột nh hình vẽ

2.4/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc

Do hàng cọc ngoài cùng chịu lực lớn nhất nên ta chỉ cần kiểm tra tải trọng tác dụng lên hàng cọc ngoài cùng:

Pminmax

0 =

Ta có x=4,2(m) , ∑x2=12[(1,35)2+(2,7)2 +(4,05)2]=306,18(m2)

2.5/Kiểm tra tác dụng của tải trọng lên mũi cọc

Ta xác định theo công thức

Trong đó :M: Tổng momen tác dụng lên đáy móng khối quy ớc

Nd: Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối quy ớc

Wqu:Mômen chống uốn đáy móng khối quy ớc

Fqu: Diện tích đáy móng khối quy ớc

Ta có : Fqu=(A+2ltgα)(B+2ltgα)

Trong đó : là góc mở

L:chiều dài của cọc

A,B: là khoảng cách giữa 2 mép cọc ngoài cùng của hàng cọc ngoài cùng trong đài

Ta có ,

A=7,3(m), B=10,1(m) →Fqu=(7,1+2.11,4.tg )(8,4+2.11,4.tg

Fqu=78,35(m2)<Fđ=99(m2) Chọn Fqu=Fđ=99(m2),Wqu=Wđ=148,5(m3)

Nd=Ntc+Gqu=1084+2.99.12,9=3638,2(T)

T/m2)

→

Trong đó :Rtc: áp lực tiêu chuẩn cho phép tác dụng lên đất dới

đáy móng khối quy ớc

(T/m3)

Từ hệ số ta đợc các hệ số:A=0,23 ,B=1,94,D=4,42

tmđk

2.6/ Kiểm tra sức chống xuyên của cọc vào đài

Tiến hành kiểm tra cho hàng cọc chịu tải trọng tác dụng lớn nhất

Ta có

Với bê tông Mác 300 thì cờng độ kháng nén của bt

Rn=1250(T/m2)

Vậy → Đài cọc không bị cọc xuyên thủng

ơng III: Tính lún cho móng cọc

Ta tính lún tại tâm của móng với ứng suất tiếp xúc tại đáy móng khối quy ớc

Ta có

Tính toán độ lún của đất theo phơng pháp phân tầng lấy tổng Ta chia nền đất ra thành từng lớp có chiều dày hi=0,2b

và tính lún từng lớp theo công thức

Si= a0ihi

Và tính tổng độ lún theo công thức

Ta có

Kết quả tính lún đợc tính theo bảng sau:

Bảng tính lún theo phơng pháp phân tầng lấy tổng

Điểm

tính

Ta thấy tại điểm thứ 5 có nh vậy chiều dày vùng hoạt động nén ép là 5,4(m)

Nh vậy tổng độ lún cuối cùng là:

Vậy biểu đồ ứng suất đợc biểu diễn nh hình vẽ:

Chơng IV: Kết luận

Trong quá trình làm đồ án đợc sự hớng dẫn của thầy Nguyễn Hồng đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình

Do thời gian có hạn và vốn kiến thức cộng với kinh nghiệm thực

tế của em còn nhiều hạn chế, nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, kính mong đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy,cô và bạn bè đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội : Ngày 19/3/2010