Thiết kế VP e tower 3

- Các lớp đất tiếp theo đều là nhưng lớp đất có khả năng chịu lực từ trung bình đến rất tốt để hạ đầu cọc trong phương án móng cọc.. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP I, Chọn cọc và phươn

Trang 1

CHƯƠNG 1: HỒ SƠ ĐỊA CHẤT, TẢI TRỌNG XUỐNG MÓNG &

ĐỀ NGHỊ CÁC PHƯƠNG ÁN MÓNG

I, Đặc điểm địa chất công trình:

* Lớp 1: nền đường bêtông, cát san lấp

- Đặc điểm: lớp này xuất hiện từ bề mặt hố 2 hố khoan đến độ sâu 0.5m

* Lớp 2: sét pha, màu vàng, xám xanh, nâu đỏ, dẻo mềm

- Lớp này phân bố cả 2 hố khoan, bề dày trung bình 3.4m, độ sâu phân bố:

Hố khoan Độ sâu mặt lớp(m) Độ sâu đáy lớp(m) Bề dày lớp(m)

* Lớp 3: Sét- sét pha, màu xám xanh, nâu đỏ, lẫn sạn laterite, mật độ sạn sỏi phân bố không đồng đều trong các hố khoan

- Lớp này nằm dưới lớp 2, bề dày trung bình 2.7m, độ sâu phân bố:

* Lớp 4: Sét pha, màu vàng, nâu đỏ, xám xanh, dẻo cứng- nửa cứng

- Lớp này chỉ xuất hiện ở cả 2 hố khoan, bề dày trung bình 4.5 m, độ sâu phân bố:

* Lớp 5: Cát- cát pha, đôi chỗ lẫn sạn thạch anh, màu xám xanh, vàng

- Lớp này nằm dưới lớp 4 và xuất hiện ở cả 2 hố khoan, bề dày trung bình 10.0m, độ sâu phân bố:

Trang 2

* Lớp 6: Sét pha bụi, màu xám đen, dẻo mềm- dẻo cứng

- Lớp này phân bố dưới lớp 5 và xuất hiện ở cả 2 hố khoan, bề dày trung bình 3.2m, độ sâu phân bố:

* Lớp 7: Cát trung- thô, màu xám, vàng, chặt vừa

- Lớp này phân bố dưới lớp 6 và xuất hiện ở cả 2 hố khoan, bề dày phân bố trung bình 10.8m, độ sâu phân bố:

* Lớp 8: Cát pha, màu xám xanh, tím, dẻo

- Lớp này phân bố dưới lớp 7 và xuất hiện ở cả 2 hố khoan, bề dày trung bình 9.35m, độ sâu phân bố:

* Lớp 9: Sét- sét pha, màu xám xanh, nâu đỏ, vàng, cứng

- Lớp này phân bố dưới lớp 8 và xuất hiện ở cả 2 hố khoan, bề dày lớp chưa xác định được vì HK1 kết thúc trong lớp này(50m), độ sâu phân bố:

* Lớp 10: Sét pha, màu xám xanh, vàng, dẻo cứng

- Lớp này chỉ xuất hiện ở HK2 từ 54.8m đến độ sâu kết thúc hố khoan(60m), bề dày> 5.2m

* Mực nước ngầm( mực nước tĩnh): xuất hiện tại vị trí cách mặt đất -3.6m

* Qua quá trình phân tích và tính toán, đơn vị khảo sát đưa ra bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất đá tại khu đất xây dựng công trình như sau:

Trang 3

BẢNG TỔNG HỢP CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ



0

- Nhìn chung nền đất tại khu vực xây dựng công trình khá tốt, có độ ổn định cao

- Lớp 2: lớp đất sét pha là lớp đất chịu lực trung bình Tuy vậy khi áp dụng phương án

móng nông đối với công trình thì nên bóc bỏ lớp đất này và đặt móng vào lớp 3 là lớp

đất sạn laterite có sức chịu tải tương đối ổn định

- Các lớp đất tiếp theo đều là nhưng lớp đất có khả năng chịu lực từ trung bình đến rất

tốt để hạ đầu cọc trong phương án móng cọc Tùy theo tải trọng công trình và phương

án thi công mà chọn lực lớp đất để hạ đầu cọc

- Với phương án móng cọc khoan nhồi có đường kính lớn thì lớp đất để hạ đầu cọc tốt

nhất là lớp thứ 9( sét - sét pha, trạng thái cứng)

II, Tải trọng tác dụng xuống móng:

- Dựa vào kết quả tính toán của chương trình ETAP ở chương 6_ phần khung ở phần A,

ta tiến hành chọn các tổ hợp riêng lẻ để lọc và chọn ra nội lực tác dụng xuống móng

( xem file EXCEL_ Tổ hợp nội lực chân móng) như sau:

Tổ hợp Tổ hợp 1 Tổ hợp 2

Trục móng

Mmax (KN.m)

Nt.ư (KN)

Qt.ư (KN)

Nmax (KN)

Mt.ư (KN.m)

Qt.ư (KN)

Trang 4

III, Đề nghị các phương án móng:

- Với bảng tổng hợp số liệu địa chất và bảng tổ hợp tải trọng tác dụng xuống móng ở trên cho thấy: đất ở nơi xây dựng công trình khá tốt, thích hợp cho các loại móng cọc đài thấp hay móng bè

- Vì vậy, ta sẽ chọn 2 phương án móng cho công trình là:

+ Phương án 1: móng cọc ép

+ Phương án 2: móng cọc khoan nhồi

Trang 5

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP

I, Chọn cọc và phương pháp thi công:

1, Chọn lớp đất cắm cọc, đặt đài và chọn cọc:

- Dựa vào bảng tổng hợp số liệu địa chất và nội dung nhận xét kèm theo thì với cường độ và độ sâu phù hợp để cắm cọc vào là lớp đất thứ 5 trở đi

- Ta chọn lớp đất thứ 7_ lớp cát trung- thô, màu xám, vàng, chặt vừa là lớp đất để cắm cọc, đảm bảo điều kiện ổn định cho nền móng

- Đặt đáy đài tại cos – 2650mm so với mặt nền hoàn thiện( tức là nằm cách mặt đất tự nhiên 1700mm), nằm trong lớp 2_ lớp sét pha, màu vàng, xám xanh, nâu đỏ, dẻo mềm Dùng cọc bêtông cốt thép có B25 dài 26m có tiết diện (350x350)mm để thi công

- Đối với cọc 26m này, để tránh trùng mặt cắt nối cọc gây nguy hiểm cho móng khi lực xô ngang, ta chia cọc thành 2 loại:

+ Loại A: đoạn mũi dài 10m, 2 đoạn bằng dài 8m

+ Loại B: đoạn mũi dài 8m, 1 đoạn bằng dài 10m, 1 đoạn bằng dài 8m

2, Chọn phương pháp thi công:

- Cọc được hạ bằng giàn ép 600 tấn_ đây là thiết bị ép tương đối phổ biến ở Việt Nam hiện nay Đối với loại thiết bị này thì tốc độ thi công tương đối nhanh, an toàn và tiết kiệm thời gian thi công hơn

- Cọc được cẩu, di chuyển tới vị trí cần thiết bằng cẩu TADANO có sức nâng 30 Tấn

- Các đoạn cọc được nối với nhau bằng phương pháp hàn nối các bản ốp với nhau Các

đoạn cọc được cấu tạo có các hộp nối cọc( xem hình chi tiết cọc) và các cọc được nối

với nhau bằng các V góc ốp 4 góc của hộp nối và dùng liên kết hàn, các mặt ốp tiếp xúc giữa 2 đoạn cọc cũng được dùng liên kết hàn để nối Chiều cao đường hàn được lấy lớn hơn hoặc bằng 6mm và chiều dài đường hàn bằng chiều dài mặt tiếp xúc các bản ốp Chú ý khi nối 2 đoạn cọc đều có ty dẫn hướng đặt trong đầu cọc( tại hộp nối), chiều dài ty nối là 400mm, dùng sắt 18

- Đoạn mũi cọc, lắp thêm mũi dẫn hướng bằng sắt 25, có chiều dài 500mm, đoạn nhô

ra khỏi mũi cọc dài 50mm

II, Thiết kế móng cọc ép:

1, Kiểm tra cẩu, lắp cọc:

- Chọn cọc từ các đoạn cọc dài 10m và 8m để kiểm tra, tính thép cho cọc trong vận chuyển và cẩu lắp

* Trường hợp vận chuyển cọc: các móc cẩu trên cọc được bố trí ở các điểm các đầu và

mũi cọc những khoảng cách sao cho giá trị mômen dương lớn nhất bằng giá trị mômen âm có trị số tuyệt đối lớn nhất

- Trọng lượng phân bố của cọc trên 1 m dài :

Trang 6

+ Đối với cọc 8m: 2

* Trường hợp dựng cọc:

- Mômen dựng cọc :

+ Cọc 8m: M = 0,086qL2=0,0860,33782= 1.85 (Tm)

+ Cọc 10m: M = 0,086qL2=0,0860,337102=2.898 (Tm)

- Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp :

0

185000

1.81( )0.9 0.9 3650 31

- Mà ASC = 6.28 cm2 là 220 nên thép chọn thỏa điều kiện dựng ép cọc

* Tóm lại : ứng với hai trường hợp vận chuyển cọc và dựng cọc, thép chọn 816 là

S S

P

R

Chọn 116 ( AS = 2 cm2) làm móc treo

2, Xác định sức chịu tải của cọc:

a, Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc:

Q VL (R b xA b R S xA S)

Trong đó:

: hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh  của cọc

Trang 7

Rb: cường độ chịu nén của bêtông( B25 có Rb= 1.45KN/cm2)

Ab: tiết diện ngang của cọc

RS: cường độ chịu kéo của thép( thép AIII có: RS= 36.5(KN/cm2)

AS: diện tích cốt thép

Q VL(R xA b bR xA S S)0.75(1.45 35 35 36.5 12.56)x x  x 1676.018(KN)

b, Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền:

b.1, Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền hay còn gọi là phương pháp thống kê:( theo PL A- TCXD 205- 1998)

- Mũi cọc cắm vào lớp cát trung- thô, màu xám, vàng, chặt vừa nên cọc làm việc theo

sơ đồ ma sát

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc:

1

i si n

i f b

p R

li: chiều dày lớp đất cọc đi qua

Ab: tiết diện ngang của cọc_ Ab= 35x35= 1225(cm2)

qb: cường độ đất nền ở mũi cọc Tra bảng phụ lục A.1 của TCVN 205- 1998 trang 24 nội suy, với độ sâu mũi cọc là 26m ta được qb=910 (T/m2) = 0.91(KN/cm2)

fsi : ma sát bên cọc fi xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độ sâu trung bình của các phân lớp đất zi Ta chia nền đất thành các lớp đồng nhất có chiều dày được chia ≤ 2m, cường độ tính toán ở chân cọc với độ sâu chọn là 26m, tra phụ lục A.2 của TCVN 205- 1998 trang 25 nội suy, ta được:

• Lớp 2: z1= 2.25m, IL= 0.529 > f1= 0.0016(KN/cm2)

z2= 3.35m, IL= 0.529 > f2= 0.00207(KN/cm2)

Trang 8

+ Chọn đài có 11 ÷20 cọc > ktc= 1.65

b.2, Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền: ( theo PL B- TCXD 205- 1998)

- Sức chịu tải cực hạn của cọc là:

Q U Q S Q P  A S.f SA P.q P

+ Do đi qua nhiều lớp đất nên: Q u u(f si.l i) A p.q p

Trong đó: QU : Sức chịu tải cực hạn của cọc (KN)

QS : Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên (KN)

QP : Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc (KN)

As: diện tích xung quanh cọc(m2)

Trang 9

Ap: diện tích tiết diện ngang của cọc(m2)

u : chu vi cọc

qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (daN/m2)

fSi: lực ma sát giữa đất và mặt bên cọc(daN/m2)

li : chiều dày của lớp đất thứ i

- Sức chịu tải cho phép tính theo công thức (TCXD 205 -1998) :

P P S

S a

FS

Q FS

FS – hệ số an toàn lấy bằng 2.5  3.0

+ Công thức chung tính toán lực ma sát bên tác dụng lên cọc là:

’ – trọng lượng thể tích có hiệu của đất ở độ sâu mủi cọc (daN/m3)

Nc, Nq, N - hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, hình dạng mủi cọc và phương pháp thi công cọc

Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

- Xác định sức chống cắt giữa đất và mặt bên cọc:

Ta có: đáy móng đặt tại cao trình -2.650m và cách mặt đất 1.7m Ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu đáy móng tính từ mặt đà kiềng(mặt đà kiềng cách mặt đất tự nhiên 0.75m):

’đm= 'i h i= 2000x1.25 + 1990x1.2 = 4780 (daN/m2)

Trang 10

BẢNG TÍNH GIÁ TRỊ MA SÁT HÔNG CỦA CỌC

* Cọc dài 26 m: chiều sâu mũi cọc z = 26m

- Tổng sức chống cắt giữa đất và mặt bên của cọc:

Qs = u f si h i= 0.35x4x68830 = 96362 (daN) = 963.62(KN)

- Ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại mũi cọc:

’vp = 4780 + 0.2x1990 + 0.3x585 + 2.7x763 + 4.5x671+ 10x671+ 3.2x439 + 1.7x676 =19009(daN/m2)

- Lớp đất ở mũi cọc có 33040’tra bảng 3.5 giáo trình nền móng của TS CHÂU NGỌC ẨN được các giá trị:

Trong đó: Qnh : lực nhổ cọc(KN)

m= 0.8 vì cọc cắm vào đất > 4m

u, fi, hi, mfi giống như tính ở trong phần b.1

i i n

Trang 11

 Vậy: Chọn sức chịu tải của cọc đưa vào tính toán:

Qtc

a= Min (QVL, QCL

a , QCD

a ) = 910.485 (KN)

•* Móng tại chân cột trục A:

3, Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài:

- Aùp lực tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

> Vì móng lệch tâm, ta chọn 8 cọc

- Bố trí cọc: ta bố trí cọc thỏa điều kiện khoảng cách giữa các cọc là a  3d > chọn a> 1.05m để đế tháp chọc thủng tràn ra khỏi cọc

Nhận thấy cặp nội lực Mmax= 275(KN.m), Ntu= 4664(KN), Qtu= 175(KN) Nhỏ hơn cặp nội lực Nmax= 5573(KN), Mtu= 265(KN.m), Qtu= 212(KN) Nên ta tính cặp nội lực sau

* Tính với cặp nội lực N max , M t.ư , Q t.ư:

Với: Nmax= 5573(KN), Mtu= 265(KN.m), Qtu= 212(KN)

- Diện tích sơ bộ đáy đài:

7.068( )825.8 20 1.7 1.1

Trang 12

- Lực dọc tính toán xác định đến cos đế đài là:

- Theo cách bố trí ta có: lđxbđ= 2.85x2.85(m)

4, Sơ bộ chọn chiều cao đài cọc:

- Chiều cao đài cọc hđ được chọn theo điều kiện chống chọc thủng, điều kiện là tháp chống thủng phải chống lại được lực chọc thủng của các cọc biên nằm ngoài tháp chống chọc thủng

- Chiều cao đài chọn sơ bộ:

hđ= h0+ hng ( Chọn đoạn cọc ngàm vào đài: hng= 0.1m)

> Sơ bộ chọn hđ=0.9m

5, Kiểm tra điều kiện lực lớn nhất truyền xuống dãy cọc biên:

- Diện tích đài thực tế: lđxbđ= 2.85x2.85(m)

Trang 13

M tt M0tt Q xh tt d 265 212 1.1 x 498.2(KN m )

- Lực truyền xuống các dãy cọc biên:

max

-> Cọc không bị nhổ

- Trọng lượng tính toán của cọc:

QC = 0.35x0.35x(26- 1.7)x 25x1.1= 81.9(KN)

Pmaxtt Q C 733.048 81.9 814.95(KN)Q a tc910.485(KN)

-> Thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống các dãy cọc biên

6, Kiểm tra nền móng cọc theo trạng thái giới hạn 2:

6.1, Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước:

- Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún nền khối móng quy ước

h h

h

h h

h

2 1

2 2 1

7.1'40332.3'18910'48315.4'08227.2'4862

0 0

5885.72 498.2 (1.425 0.2 0.35 / 2)

9 6 (1.425 0.2 0.35 / 2)

tt tt

y tt

Trang 14

(59.29 9 0.35 0.35) (20 1.3 19.9 3.1 21.8 0.3 20.4 2.7 20.4 4.5 20.4 10 18.4 3.220.3 1.7) 9 0.35 0.35 25 1.1 24.3 32070.71( )

2 min

Trong đó: m1, m2: hệ số phụ thuộc vào loại đất và sơ đồ kết cấu khung nhà

Tra bảng 3-1 trang 27 sách << Hướng dẫn đồ án nền và móng>> của GS_ TS

Nguyễn Văn Quảng ta được: m1= 1.2, m2= 1.1

Ktc= 1

A, B, D phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất cắm cọc

Nguyễn Văn Quảng với  33040'ta được: A= 1.51, B= 7.07, D= 9.08

C7: lực dính của lớp đất cắm cọc

M

x

Trang 15

=> Vậy: Thỏa mãn điều kiện áp lực dưới đáy móng quy ước

6.2, Kiểm tra điều kiện biến dạng:

- Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước:

B

- Tính ứng suất gây lún: z gl0 K0xz gl 0

+ Trong đó: K0: tra bảng phụ thuộc tỉ số: 1

7.7

K0 tra bảng 3-7 trang 33 Sách << Hướng dẫn đồ án nền và móng>> của

GS_TS Nguyễn Văn Quảng

bt z z bt lop1bt z lop2 z bt lopi

2

21

1

lopi lop

lop

P

bt z bt

z bt

Trang 16

- Tại lớp thứ 7, điểm 4 ta có :

gl 49(KN/m2)0,2xbt 0,2x271.354.26(KN/m2)

> Vậy lấy giới hạn tính lún đến lớp thứ 7, điểm 5

- Lấy giới hạn chiều cao của vùng nén: Ha= 7.6 (m) tính từ đáy móng quy ước đến điểm thứ 4

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VỚI ĐẤT

2 1.9 425.41

463.98 444.69

209.24 160.9 629.76 0.54177 0.53714 0.0057

3 1.9 463.98

502.55 483.26

160.9 112.34 619.88 0.54053 0.53736 0.0039

4 1.9 502.55

541.12 521.83

112.34 76.48 607.24 0.5395 0.5376 0.00235 Vậy: Độ lún:

3

1

0.00714 0.0057 0.0039 0.00235 0.019( ) 1.9( )

i i

7, Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:

7.1, Chọn vật liệu làm đài cọc:

- Vì móng đặt trong điều kiện là môi trường đất luôn ẩm và không khô hốc, thuận lợi cho việc phát triển cường độ nên chọn vật liệu thông dụng để dùng cho công trình, phù hợp với nhu cầu vật liệu địa phương

- Dùng bê tông B25 có: Rb=14.5(MPa) =1.45(KN/cm2)

Rbt = 1.05(MPa) = 0.105(KN/cm2)

- Dùng thép nhóm AIII (có gờ) có: RS=RSC= 365(MPa)= 36.5(KN/cm2)

- Khi tính toán độ bền của móng ta dùng tải trọng tính toán của tổ hợp tải trọng bất lợi nhất Trong tính toán ta coi trọng lượng của đất và móng không làm cho móng bị uốn và gây ra đâm thủng cho móng nên không kể trong tính toán

7.2,Kiểm tra chiều cao làm việc của móng theo điều kiện xuyên thủng:

- Vẽ lăng thể chọc thủng với góc mở 450

- Xác định kích thước lăng thể chọc thủng:

+ Tiết diện cổ cột là: (lcxbc) = (0.7x0.5)m

+ Chiều cao đài: 0.9m, cọc ngàm vào đài 0.1m > chiều cao làm việc của đài:

Trang 17

* Do đó: chiều cao đài đã chọn hđ= 0.9m là hợp lý

- Cần bố trí dưới lớp đáy móng 1 lớp bê tông lót bằng bêtông đá 1x2 B12.5 dày 100, lớp

bảo vệ cốt thép là abv= 5 cm

8, Tính thép cho móng:

* Đài cọc làm việc như một dầm consol ngàm ở mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc

8.1, Theo phương I-I:

- Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I:

i

n

i i



1

Trong đó:

ri: khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i

Trang 18

Pi: áp lực lớn nhất ở cọc thứ i, ở trường hợp này là cọc có số hiệu là 3,6 và 9

P3, P6, P9 lần lượt là áp lực lớn nhất truyền xuống các cọc biên với số thứ tự 3, 6, 9

- Chiều dài 1 thanh là: lT = lđ – 2.abv= 2.85 – 2x0.05= 2.75(m)= 2750(mm)

8.2, Theo phương II-II:

- Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II:

i

n

i i



1

Trong đó:

Pi: áp lực lớn nhất ở cọc thứ i, ở trường hợp này là cọc có số hiệu là 1 ,2 và 3

P1, P2, P3 lần lượt là áp lực truyền xuống các cọc biên với số thứ tự 1, 2, 3

•* Móng tại chân cột trục D:

Vì có tổ hợp nội lực tại chân cột có giá trị bằng với tổ hợp nội lực ở chân cột trục A nên

ta bố trí thép cho đài móng và bố trí cọc ở đài tương tự với móng chân cột A

Mặt cắt và mặt bằng bố trí thép cho các móng được thể hiện ở bảng vẽ KC

•* Móng tại chân cột trục B:

Trang 19

- Theo cách bố trí ta có: lđxbđ= 3.9x3.9(m)

Trang 20

- Diện tích đài thực tế: lđxbđ= 3.9x3.9(m)

16 8 1.575 8 0.525

tt tt

y tt

QC = 0.35x0.35x(26- 2.05)x 25x1.1= 80.68(KN)

maxtt 722.257 80.68 802.937( ) tc 910.485( )

-> Thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống các dãy cọc biên

h h

h

h h

h

2 1

2 2 1

7.1'40332.3'18910'48315.4'08227.2'4862

0 0

Trang 21

- Chiều rộng khối móng qui ước:

(67.3 12 0.35 0.35) (20 1.3 19.9 3.1 21.8 0.3 20.4 2.7 20.2 4.5 18.4 10 20.3 3.220.3 1.7) 12 0.35 0.35 25 1.1 24.3 35456.18( )

2 min

Ktc= 1

Trang 22

* Tính kiểm tra với cặp nội lực N max , M t.ư , Q t.ư:

2 min

Trang 23

> Kết luận: Kích thước đáy móng đã chọn được thỏa mãn

B

+ Trong đó: K0: tra bảng phụ thuộc tỉ số: 8.75 1

8.75

M M

K0 tra bảng 3-7 trang 33 Sách << Hướng dẫn đồ án nền và móng>> của

GS_TS Nguyễn Văn Quảng

bt z z bt lop1bt z lop2 z bt lopi

2

21

1

lopi lop

lop

P

bt z bt

z bt

- Lấy giới hạn chiều cao của vùng nén: Ha= 5.7(m) tính từ đáy móng quy ước đến

điểm thứ 4

Trang 24

2 1.9 425.41

463.98 444.695

151.13 122.44 581.48 0.5417 0.5382 0.0043

3 1.9 463.98

502.55 483.26

122.44 91.834 590.39 0.5405 0.538 0.00308 Vậy: Độ lún:

3

1

0.0054 0.0043 0.00308 0.01278( ) 1.278( )

i i

Rbt = 1.05(MPa) = 0.105(KN/cm2)

- Vẽ lăng thể chọc thủng với góc mở 450

Trang 25

* Do đó: chiều cao đài đã chọn hđ= 1.1m là hợp lý

- Cần bố trí dưới lớp đáy móng 1 lớp bê tông lót bằng bêtông đá 1x2 B12.5 dày 100, lớp, bảo vệ cốt thép là abv= 5 cm

i

n

i i



1

Trong đó:

Pi: áp lực lớn nhất ở cọc thứ i, ở trường hợp này là cọc có số hiệu là 4,8,12,14 và 3

7, 11, 15,

P4= P8= P12= P14= 584.72(KN)

P3= P7= P11= P15= 580.57(KN)

Trang 26

- Khoảng cách giữa các thanh thép: a150mm(22a150mm)

8.2, Theo phương II-II:

- Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II:

i

n

i i



1

Trong đó:

Pi: áp lực lớn nhất ở cọc thứ i, ở trường hợp này là cọc có số hiệu là 1,2,3,4,5,6,7,8

Khoảng cách giữa các thanh thép: a=150mm( vậy chọn 25 a 150mm)

- Chiều dài 1 thanh là: lT = bđ – 2.abv= 2.85 – 2x0.05= 2.75(m)= 2750(mm)

•* Móng tại chân cột trục C:

Vì có tổ hợp nội lực tại chân cột có giá trị gần bằng với tổ hợp nội lực ở chân cột trục B

nên ta bố trí thép cho đài móng và bố trí cọc ở đài tương tự với móng chân cột B

Mặt cắt và mặt bằng bố trí thép cho các móng được thể hiện ở bảng vẽ KC

Trang 27

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

- Cọc khoan nhồi được sử dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường, trong các công trình thủy lợi, trong những công trình dân dụng và công nghiệp Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở các đô thị lớn trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và có những tiến bộ đáng kể

- Những ưu, khuyết điểm của cọc khoan nhồi :

- Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm

- Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thướng ít hơn so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp)

-Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ

* Những nhược điểm chủ yếu:

- Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng

- Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý

- Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước)

-Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi

Trang 28

- Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc

- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ

II, Chọn cọc và phương pháp thi công:

1, Chọn lớp đất cắm cọc, đặt đài và chọn cọc:

- Dựa vào bảng tổng hợp số liệu địa chất và nội dung nhận xét kèm theo thì với cường độ và độ sâu phù hợp để cắm cọc vào là lớp đất thứ 7 trở đi

- Ta chọn lớp đất thứ 7_ cát trung- thô, màu xám, vàng, chặt vừa là lớp đất để cắm cọc, đảm bảo điều kiện ổn định cho nền móng

- Đặt đáy đài tại cos – 2650mm so với mặt nền hoàn thiện( tức là nằm cách mặt đất tự nhiên 1700mm), nằm trong lớp 2_ lớp sét pha, màu vàng, xám xanh, nâu đỏ, dẻo mềm Dùng cọc bêtông cốt thép có B25 dài 32m có tiết diện (800x800)mm để thi công

2, Chọn phương pháp thi công:

- Móng cọc được thi công theo phương pháp tạo khoan lỗ trước, dùng ống vách chống sạt lở đất ở khoảng 6m đầu tiên, toàn bộ lỗ khoan được giữ chống sạt bằng dung dịch sét Betonite với độ nhớt cao Trong quá trình khoan luôn luôn phải kiểm tra độ thẳng của hố, tránh sự mở rộng đột ngột cũng như sạt lở hố móng

- Sau khi tạo xong lỗ khoan thì tiến hành sụt bùn và bơm làm sạch hố, khi công tác chuẩn bị đã xong, tiến hành lắp dựng cốt thép Các lồng thép qua dài được nối với nhau bởi các mối hàn, chiều dài đường hàn là 10 đường kính cốt thép Song song với việc lắp đặt lồng thép là lắp đặt ống siêu âm Ống siêu âm là sử dụng ống nhựa þ60, buộc chặt vào lồng thép, nối các ống với nhau bằng keo và chiều dài đoạn nối bằng chiều dài của khớp nối ống Mỗi cọc bố trí 8 ống siêu âm, đặt xung quanh theo chu vi lồng thép, bên dưới và bên trên phải có nút bịt để tránh bêtông rơi vãi vào gây tắc ống Trong khi lắp đặt lồng thép phải luôn luôn tiến hành kiểm tra độ thẳng đứng của lồng, tránh sự va quẹt của lồng vào thành hố khoan gây sạt lở, mở rộng thành hố

- Sau khi tiến hành lắp đặt thép xong, kiểm tra lại lần cuối và tiến hành đổ bêtông Bêtông cọc được tiến hành đổ liên tục để tránh gây phân tầng và sạt lở thành hố

khoan Ống đổ luôn phải ngập trong bêtông và được rút lên từ từ theo độ đầy của bêtông sao cho không để dung dịch sét Betonite lẫn vào bêtông gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng cọc Bêtông sẽ được đổ trào qua cao trình đập đầu cọc khoảng 1m, thường là đổ qua mặt đất tự nhiên, phần bêtông dư ở trên, có lẫn betonite sẽ được đập bỏ khi thi công công tác tiếp theo

- Quá trình đổ bêtông phải được tiến hành liên tục trong vòng 2 giờ vì dung dịch

betonite không thể giữ thành vách được lâu Dung dịch sét betonite sẽ được bơm ra vào thay đổi liên tục để không làm thay đổi độ nhớt của hỗn hợp > giữ thành vách được ổn định hơn

Trang 29

III, Thiết kế móng cọc khoan nhồi:

1, Xác định sức chịu tải của cọc:

a, Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc:

Q VL (R U xA b R S xA S)

Trong đó:

: hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh  của cọc, tức là phụ thuộc vào điều kiện liên kết giữa cọc ngàm vào đài và mũi cọc liên kết vào đất Trong trường hợp này,

do móng cọc đài thấp, cọc không cắm qua than bùn, bùn nên lấy  0.7

RU – cường tính toán của bêtông cọc khoan nhồi (daN/m2), xác định như sau:

Đối với cọc đổ bêtông dưới nước hoặc dung dịch sét, RU =

5.4

R

nhưng không lớn hơn 0.6 KN/cm2

Ab: tiết diện ngang của cọc

RS: cường độ chịu kéo của thép( thép AIII có: RS= 36.5(KN/cm2)

Đối với cốt thép nhỏ hơn  28,

5.1

c

R

không nhỏ hơn 22(KN/cm2)

AS: diện tích cốt thép trong cọc

Dùng bêtông B25(M350) và cốt thép AIII nên :

Chọn cọc có đường kính D = 0.8m: có Ab = .D2/4 = 0.5027(m2) = 5027(cm2) Chu vi cọc: U=xD = 2.512(m) = 251.2(cm)

Chọn cốt dọc là 1625, có Fa = 0.00785(m2)= 78.5(cm2)

- Khả năng chịu lực do bêtông:

b, Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền:

b.1, Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền hay còn gọi là phương pháp thống kê:( theo PL A- TCXD 205- 1998)

- Mũi cọc cắm vào cát trung- thô, màu xám, vàng, chặt vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ ma sát

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc:

Trang 30

( )

1

i si n

i f b

p R

m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất Tra bảng phụ lục A.3 của TCVN 205-

li: chiều dày lớp đất cọc đi qua

qb: cường độ đất nền ở mũi cọc Tra bảng phụ lục A.7 của TCVN 205- 1998 trang 24 nội suy, với độ sâu mũi cọc 32m, ta được qb= 970(T/m2) = 0.97(KN/cm2)

fsi : ma sát bên cọc fi xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độ sâu trung bình của các phân lớp đất zi Ta chia nền đất thành các lớp đồng nhất có chiều dày được chia ≤ 2m, cường độ tính toán ở chân cọc với độ sâu chọn là 32m, tra phụ lục A.2 của TCVN 205- 1998 trang 25 nội suy, ta được:

Trang 31

z18= 31.0375m > f18= 0.00945(KN/cm2)

1

i si n

i f b

p R

7208

KN k

Q Q

tc

+ Chọn đài có 1 ÷5 cọc > ktc= 1.75

b.2, Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền: ( theo PL B- TCXD 205- 1998)

- Sức chịu tải cực hạn của cọc là:

Q U Q S Q P  A S.f SA P.q P

+ Do đi qua nhiều lớp đất nên: Q u u(f si.l i) A p.q p

Trong đó: QU : Sức chịu tải cực hạn của cọc (KN)

QS : Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên (KN)

QP : Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc (KN)

As: diện tích xung quanh cọc(m2)

Ap: diện tích tiết diện ngang của cọc(m2)

u : chu vi cọc

qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (daN/m2)

fSi: lực ma sát giữa đất và mặt bên cọc(daN/m2)

li : chiều dày của lớp đất thứ i

- Sức chịu tải cho phép tính theo công thức (TCXD 205 -1998) :

P P S

S a

FS

Q FS

FS – hệ số an toàn lấy bằng 2.5  3.0

+ Công thức chung tính toán lực ma sát bên tác dụng lên cọc là:

fs = ca + ’htga

Trong đó:

Trang 32

ca – là lực dính giữa đất và thân cọc (daN/m2); với cọc bê tông cốt thép ca = c, với c là lực dính của đất nền

a – góc ma sát giữa cọc và đất nền, với cọc bê tông cốt thép a = ;  là góc ma sát trong của đất nền

’h – ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (daN/m2) Với: ’h = Ks’v

’ – trọng lượng thể tích có hiệu của đất ở độ sâu mủi cọc (daN/m3)

Nc, Nq, N - hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, hình dạng mủi cọc và phương pháp thi công cọc

Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

- Xác định sức chống cắt giữa đất và mặt bên cọc:

Ta có: đáy móng đặt tại cao trình -2.500m và cách mặt đất 1.7m Ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu đáy móng tính từ mặt dầm trệt( cách mặt đất tự nhiên 0.75m):

chiều sâu mũi cọc z = 32m

- Tổng sức chống cắt giữa đất và mặt bên của cọc:

Qs = u f h = 0.8x3.14x83032 = 208576 (daN) = 2085.76(KN)

Trang 33

- Ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại mũi cọc:

’vp = 4780 + 1.9x1990 + 0.3x585 + 2.7x763 + 4.5x671+ 10x671+ 3.2x439 + 7.7x676 = =27136(daN/m2)

- Lớp đất ở mũi cọc có 33040’tra bảng 3.5 giáo trình nền móng của TS CHÂU NGỌC ẨN được các giá trị:

Trong đó: Qnh : lực nhổ cọc(KN)

m= 0.8 vì cọc cắm vào đất > 4m

u, fi, hi, mfi giống như tính ở trong phần b.1

i i n

•* Móng tại chân cột trục A:

)8.03(

2814)

3(

2 2

x d

Q P

tc a tt

Trang 34

11.345( )448.5 20 1.7 1.1

- Theo cách bố trí ta có: lđxbđ= 4x4(m)

* Tính với cặp nội lực N max , M t.ư , Q t.ư:

Với: Nmax= 5573(KN), Mtu= 265(KN.m), Qtu=212(KN)

13.55( )448.5 20 1.7 1.1

Trang 35

- Lực dọc tính toán xác định đến cos đế đài là:

- Diện tích đài thực tế: lđxbđ= 4x4(m)

tt tt

y tt

Trang 36

QC = (0.82x)/4x(32- 1.7)x 25x1.1= 418.84 (KN)

Pmaxtt Q C 2256.4 418.84 2675.24(KN)Q a tc 2814(KN)

->Thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống các dãy cọc biên

h h

h

h h

h

2 1

2 2 1

7.7'40332.3'18910'48315.4'08227.2'4862

0 0

2 2

(109.8 3 0.8 / 4) (20 1.3 19.9 3.1 21.8 0.3 20.4 2.7 20.2 4.5 18.4 10 20.3 3.220.3 7.7) 3 0.8 / 4 25 1.1 30.3 71156 )

Trang 37

2 min

Ktc= 1

Trang 38

- Ứng suất gây lún ở đáy móng quy ước:

B

+ Trong đó: K0: tra bảng phụ thuộc tỉ số: 10.48 1

10.48

M M

1

lopi lop

lop

P

bt z bt

z bt

bt



)/

- Lấy giới hạn chiều cao của vùng nén: Ha= 7.86 (m) tính từ đáy móng quy ước đến điểm thứ 4

Trang 39

8

2 2.62

468.666 521.852 495.2

217.03 162.659

685.18 0.5432 0.53689 0.0107

3 1.55

521.852 575.038 548.4

162.659107.587

Rbt = 1.05(MPa) = 0.105(KN/cm2)

- Vẽ lăng thể chọc thủng với góc mở 450 (xem hình vẽ phần chọn chiều cao đài cọc)

Trang 40

- Sức chống chọc thủng của đài:

bảo vệ cốt thép là abv= 5 cm

i

n

i i



1

Trong đó:

Pi: áp lực lớn nhất ở cọc thứ i, ở trường hợp này là cọc có số hiệu là 2,3

P2, P3 lần lượt là áp lực lớn nhất truyền xuống các cọc biên với số thứ tự 2,3

- Chọn 2722 có As=102.6 (cm2), khoảng cách a 15cm (22 a 15cm)

- Chiều dài 1 thanh là: lT = lđ – 2.abv= 4 – 2x0.05= 3.9(m)= 3900(mm)

Định dạng
Số trang	152
Dung lượng	2,38 MB