Đồ án nền móng Cọc

THIẾT KẾ MÓNG CỌC TRÊN NỀN ĐẤT THIÊN NHIÊN... - Chọn chiều sâu chôn đài đủ lớn để khử lực ngang Q và để có móng cọc đài thấp thoả điều kiện sau: - Dựa vào tải trọng tác dụng xuống đỉnh m

THIẾT KẾ MÓNG CỌC TRÊN NỀN ĐẤT THIÊN NHIÊN

1 Tải trọng ngoài truyền xuống đỉnh đài

263

228.695 1.15

52 45.217 k1.15

W (%)

W nhảo (%)

W dẻo (%)

γ (kN/m 3 ) Δ

φ ( 0 )

C (kN/

m 2 )

E (kN/m 2 )

q C (kN/m 2 )

Độ sâu MNN

Nhận xét: 0.5 ≤ I S ≤ 0.75  Đất thuộc nhóm sét pha ở trạng thái dẻo mềm.

* Lớp số 4: Số hiệu 14, Chiều dày ∞ m

+ Chiều dày lớp đất chưa kết thúc trong phạm vi khảo sát

+ Phân loại đất dính theo quy phạm A:

3 Xác định chiều sâu chôn đài

- Ta đặt đài vào lớp đất cát pha

- Sơ bộ chọn bề rộng móng b =1.5 m ; chiều cao đài móng h = d 1 m

- Chọn chiều sâu chôn đài đủ lớn để khử lực ngang Q và để có móng cọc đài thấp thoả điều kiện sau:

- Dựa vào tải trọng tác dụng xuống đỉnh móng

- Dựa vào địa chất công trình D14

- Dựa vào khả năng thi công: hạ cọc xuống nền bằng búa Diezend

- Ta chọn loại cọc đúc sẵn, cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông 300x300 mm2

Bê tông cọc cấp độ bền B25, cốt thép chịu lực sơ bộ chọn 4Φ18 AII

- Nền đất gồm 4 lớp đất Trong đó có xuất hiện mực nước ngầm ở lớp đất thứ

2 ở độ sâu: -5.9m nên ta phải chọn cọc dưới mực nước ngầm Và lớp đất thứ 4 sét

có chiều dày ∞(rất dày) trong phạm vi lỗ khoan, do đó cọc phải được đóng vào lớp đất thứ 4 là đất sét một khoảng ≥ 6d = 6*300 =1800mm = 1.8m

 Ta chọn 3.4m

- Chọn chiều dày lớp bê tông lót cho đài, sử dụng BT đá 4x6, vữa xi măng M50, có chiều dày 100mm

- Đoạn cọc ngàm trong đài là: 150mm

- Chọn phương án thi công đập đầu cọc Đoạn thép 4Φ18 AII neo vào trong đài chiều dài là ≥ 30Φ = 540mm ta lấy 550mm

 Vậy chiều dài làm việc của cọc ta chọn là: Llv= 9.9+3.4 =13.3 m

Vậy chiều dài cọc thiết kế là: Ltk=13.3+0.15+0.55 =14m

MNN MÑTN

5 Tính sức chịu tải thiết kế cọc

- Sức chịu tải của cọc là khả năng chịu tải lớn nhất sao cho cọc vẫn làm việc bình thường (cọc không bị vỡ) hay chuyển vị quá nhanh vượt quá giới hạn cho phép, cọc bị phá hoại theo chỉ tiêu đất nền

- Trong tính toán ta tính sức chịu tải theo cả 2 chỉ tiêu: theo vật liệu làm cọc vàtheo chỉ tiêu đất nền Giá trị nhỏ hơn được dùng để thiết kế cọc

5.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Ta có công thức: Q a vl( ) =f(R sc´ A s +R b´ A P)

Trong đó:

- AP: diện tích mặt cắt ngang của cọc

AP=0.3 x 0.3=0.09 m2

- Rb: cường độ chịu nén của bê tông cọc, B25 có Rb=14500 (kN/m2)

- AS: tổng tiết diện thép cọc trên mặt cắt ngang của cọc

5.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu đất nền

5.2.1 Xác định sức chịu tải cọc theo phương pháp thống kê

- Theo TCVN: 205-1998 sức chịu tải tiêu chuẩn được tính như sau:

q R

Q

1

- m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất lấy m=1

- mR: hệ số điều kiện làm việc của đất nền ở dưới mũi cọc mR=1

- mf: hệ số điều kiện làm việc của đất nền ở xung quanh cọc,tra bảng có mf=1

- qq: sức chịu tải của đất nền ở dưới mũi cọc, xác định phụ thuộc vào 2 yếu tố:+ Loại đất dưới mũi cọc là sét

 Sức chịu tải tính toán: ( )

553.3

395.211.4

tc

a tk

tc

Q Q

K

5.2.2 Xác định sức chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tỉnh (CPT)

Từ kết quả thí nghiệm CPT cho ta sức kháng xuyên ở mũi (qc) của các lớp đất

mà cọc đi qua Từ đó ta xác định sức chịu tải của cọc như sau:

- Sức chịu tải tính toán:

2 3

) (

S P CPT a

Q Q

Trong đó:

-Q p: là cường độ đất nền cực hạn dưới mũi cọc

C P C

Với: + Kc: hệ số tra bảng Kc=0.5 (tra bảng 3.4 sách Nền móng trang 90)

+ AP: diện tích mặt cắt ngang của cọc AP=0.09 m2

+ qc: sức kháng xuyên lấy trung bình trong khoảng 3d trên mũi cọc và 3d dưới mũi cọc qc=830 (kN/m2)

tk

N n

Q b

1.1

tt tt

tb

N F

3 263 52 3 0.3

0.093400

tt tt tt

- Bố trí cọc theo lưới hình chữ nhật hoặc hình đa giác đều

- Khoảng cách giữa 2 tim cọc bất kỳ trong đài ≥ 3d: S= 3d÷6d

- Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép đài ≥d

7 Kiểm tra móng cọc theo trạng thái giới hạn

- Diện tích thực tế của đáy đài:

7.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc:

Điều kiện kiểm tra:

Q Q

Q W Q

min max

+ AP: diện tích mặt cắt ngang của cọc AP=0.09 m2

+ l lv : chiều dài làm việc của cọc

+ g bt.: trọng lượng riêng của BTCT bằng 25(kN m / 3)

- Q nh: Sức chống nhổ, sức chịu kéo của cọc trên đất nền

nh U f l Q

1

- Qmaxmin

: Tải trọng lớn nhất, nhỏ nhất mà cọc trong đài có thể nhận được

max 1

2 min

x

M n

N

i i

tt tt

Ta thấy Qmin = 308.34 (kN) > 0 nên ta không cần kiểm tra điều kiện chịu nhổ.

 Điều kiện kiểm tra: Qmax W c Q tk

- Tổng lực dọc tính toán tại đáy đài với diện tích thực tế của đáy đài:

Ta thấy Qmin = 283.46 (kN) > 0 nên ta không cần kiểm tra điều kiện chịu nhổ

 Điều kiện kiểm tra: Qmax W c Q tk

Mà Qmax+ W c 324.22 32.9 357.12 (  kN)Q tk 395.21 (kN)

 Thỏa điều kiện kiểm tra, nên ta chọn số cọc cần bố trí trong đài là 14 cọc

7.1 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng quy ước:

- Điều kiện kiểm tra:

max min

1, 20

qu tc

11.40 2.8 17 4.4 19.13 4.7 8.25 3.4

15.332.8 4.4 4.7 2

qu  1 2    * 

+ Mũi cọc nằm vào lớp đất sét có φ=8.250, C=0 (kN/m2)

Tra bảng ta được:

0.1451.573.96

A B D

6

qu qu

tc

qu qu

tc tc

L B

M L

B

N P

4 4 3 3 2 2 1 1 '

h h h h

h h h h

2 min

tc tc

Áp dụng phương pháp tính lún theo các lớp phân tố, ta chia lớp đất dưới đáy

móng thành các lớp phân tố có chiều dày đủ nhỏ:

Tính độ lún theo công thức: i zi

h S

bt



2

(kN/m )

gl



E (kN/m )

(m)

i

h ( )

i

S cm

1 2 3

0 184.491

195.632 206.773

75.05

103.089 96.29

Z

7.4 Kiểm tra cốt thép trong quá trình cẩu và dựng cọc

7.4.1 Quá trình cẩu cọc

- Ta có chiều dài cọc l 11.9m , ta chia thành 2 đoạn cọc là 7m và 7m để

thuận tiện cho thi công và vận chuyển

- Dùng móc cẩu cách đầu cọc 0.207L

7000

- Mục đích kiểm tra: là kiểm tra hàm lượng cốt dọc đã bố trí trong móng cọc

có đủ chịu mômen uốn phát sinh trong quá trình cẩu và dựng cọc hay không

- Sơ đồ tính khi cẩu cọc: xem cọc khi cẩu như một dầm đơn giản, có đầu thừa chịu tải trọng là tải trọng bản thân cọc và tự đơn tại vị trí móc cẩu

Ta có: M I 0.0214q btl2

Với:

+ q bt 1.4A P25 1.1  1.40.09 25 1.1   3.47(kN m/ )+ l 7m

 M I 0.0214 3.47 7  2 3.64(kNm) = 3.64104 (kGcm)

- Diện tích cốt dọc cần bố trí trong cọc:

00.9

0.5780.9 2800 25

8 Tính toán cấu tạo đài cọc

- Chiều cao đài phải đủ lớn để thỏa điều kiện chống xuyên thủng của đài cọc

- Điều kiện chống xuyên thủng của đài cọc: Nxt ≤ Ncx

- Sơ bộ chọn chiều cao làm việc của đài:

m d

h đ  3   3  0 3  0 9 , ta chọn h đ  1m

Chiều cao làm việc của đài: h0  1  0 15  0 85m

- Moment tính toán tại đáy móng :

2

x x

M n

N

i i

tt tt

8.1 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng của móng

- Dựa vào hình tháp xuyên thủng ta thấy có cọc nào nằm trong phạm vi thápxuyên thủng nên ta kiểm tra hiện tương xuyên thủng từ mép cột xuống cọc,nhưng trong mọi trường hợp vẫn có thể xảy ra hiện tượng xuyên thủng từ dướicọc xuyên lên tới mép cột

- Lực gây xuyên thủng từ dưới cọc xuyên lên tới mép cột:

14500

tt o

- Chọn chiều cao đài cọc h = 1(m) Chiều dài đoạn đầu cọc ngàm vào trong đài

là 0.15 (m); như vậy chọn chiều cao làm việc của đài là: h0 =h – 0.15 = 0.85(m)

8.1.1 Kiểm tra chiều cao đài

Áp lực xuống các đỉnh cọc theo kết quả tính toán ở trên:

Q1 = Q5= Q8= Q11=283.12(kN); Q2 =Q13= 296.93(kN);

Q6 =Q9= 310.75(kN); Q4 = Q7= Q10= Q14=324.56(kN)

Kiểm tra chọc thủng của cột đối với đài

- Điều kiện kiểm tra:

Nxt ≤ Ncxt=[α1(bc+ c2) + α2(lc + c1)]h0Rbt

Trong đó:

Nxt – lực gây xuyên thủng, (kN); bằng tổng phản lực các cọc nằm ngoàitháp chọc thủng

bc, ac – kích thước tiết diện cổ móng (m)

c1, c2 – khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp chọcthủng, (m)

Rbt – cường độ chịu kéo của bêtông Rbt=1050 (kN/m2);

h0 – chiều cao làm việc của đài, (m); h0 = h – a, với a là khoảng cách từtrọng tâm cốt thép tính toán đến đáy đài

1.35

h c

- Khả năng chống chọc thủng

0.6 1.35 0.6 1.35[1.77 ( ) 1.77 ( )] 0.85 1050 6160.93( )

cxt

Như vậy: Nxt= 3646.08 (kN) < Ncxt = 6160.93 (kN)  đạt

Kiểm tra chọc thủng ở góc đài

- Điều kiện kiểm tra:

Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt

- Điều kiện kiểm tra: Q ≤ Qc = βbh0Rbt

h c

8.2.1 Tính theo phương cạnh dài: l = 4.2 (m)

0

1802.31 10

84.14( )0,9 0.9 2800 85

II II S

8.3 Thép cho cổ móng

Ta có: N0tt 3400(kN)

Theo kinh nghiệm ta chọn thép cột là 16Ф20 AII

Cốt đai chọn theo cấu tạo: Ф8a150

9 Thể hiện bản vẽ

300 300