Thiết kế chung cư đồng tàu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006-2010 GVHD: THẦY TRƯƠNG QUANG THÀNH TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 5 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 6.1 MỤC ĐÍCH * Khảo sát địa kỹ

Trang 1

SINH VIÊN: NGUYỄN XUÂN PHƯỚC

LỚP : 06VXD1

THÁNG 4-2011

Trang 2

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Th.s.THẦY TRƯƠNG QUANG THÀNH

KẾT CẤU (50%) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Th.s THẦY TRƯƠNG QUANG THÀNH

NỀN MÓNG (50%) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Th.s THẦY TRƯƠNG QUANG THÀNH

Trang 3

SINH VIÊN: NGUYỄN XUÂN PHƯỚC

LỚP : 06VXD1

THÁNG 4-2011

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM Đặc biệt các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Công Trình đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức, chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn Với tất

cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG

QUANG THÀNH, người đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chính cho

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do đây là công trình thiết kế đầu tay với những kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em ít nhiều không tránh khỏi những sai sót, mong quí thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để công trình của em được hoàn thiện hơn

Một lần nữa xin chân thành cám ơn tất cả các thầy cô, gửi lời cảm ơn đến tất cả người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời gian học, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 04 năm 2011

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN XUÂN PHƯỚC

Trang 5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006-2010 GVHD: THẦY TRƯƠNG QUANG THÀNH

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC 5

Trang 6

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 5

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

6.1 MỤC ĐÍCH

* Khảo sát địa kỹ thuật ở đây nhằm những mục tiêu cụ thể sau:

6.1.1 Xác định rõ mặt cắt địa kỹ thuật dựa trên cơ sở đặc điểm địa chất và các tính chất cơ lý của đất đá tại công trình khảo sát

6.1.2 Xác định rõ chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất cấu tạo nên mặt cắt kỹ thuật 6.1.3 Xác định chiều sâu mực nước ngầm

Trên cơ sở các số liệu khảo sát và thí nghiệm bảng báo cáo này đưa ra một số nhận xét về điều kiện địa chất công trình và cung cấp những số liệu cần thiết phục vụ cho công tác tính toán nền móng công trình

6.2 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT

* Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu 50m đã khảo sát, nền đất tại đây được cấu

tạo bởi 6 lớp đất

Hình 1: Mặt cắt địa chất

Trang 7

6.3 CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT

6.3.1 Lớp đất số 1

- Bùn sét màu xám đen trạng thái nhão: H1= 6.0 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Độ ẩm : W = 75.5%

Dung trọng tự nhiên : w = 14.96 (KN/m3) Dung trọng đẩy nổi : đn = 5.44 (KN/m3) Tỷ trọng :  = 2.605

Hệ số rỗng : e = 2.055 Độ sệt : B = 1.63 Độ rỗng : n = 67.3%

Độ bão hoà : G = 8.5%

Góc ma sát trong :  = 4023 Lực dính đơn vị : c = 0.092 (kG/cm2) Modun biến dạng : E = 26.3 (kG/cm2)

6.3.2 Lớp đất số 2

- Sét pha nhiều cát màu xám nhạt đến nâu vàng nhạt đốm nâu đỏ, độ dẻo trung bình trạng thái nửa cứng: H2= 3.0 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Độ sệt : B = 0.53 Dung trọng tự nhiên : w = 18.3 (KN/m3) Dung trọng đẩy nổi : đn = 9.2 (KN/m3) Tỷ trọng :  = 2.676

Độ rỗng : n = 44,8%

Hệ số rỗng : e = 0.813 Độ bão hoà : G = 79 Góc ma sát trong :  = 130

Lực dính đơn vị : c = 0.132 (kG/cm2) Modun biến dạng : E = 27.8 (kG/cm2)

6.3.3 Lớp đất số 3

- Sét pha cát màu nâu vàng đốm trắng, độ dẻo trung bình, trạng thái nửa cứng: H3 = 1.0m với các tính chất cơ lý sau:

Độ sệt : B = 0.09 Dung trọng tự nhiên : w = 19.3 (KN/m3) Dung trọng đẩy nổi : đn = 10.1 (KN/m3) Tỷ trọng :  = 2.692

Độ rỗng : n = 40.2%

Hệ số rỗng : e = 0.672

Trang 8

Góc ma sát trong :  = 16030’

6.3.4 Lớp đất số 4

- Sét pha cát màu xám trắng vân nâu vàng đốm nâu đỏ nhạt: H4= 4.4m; với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Độ sệt : B = 0.69 Dung trọng tự nhiên : w = 18.53 (KN/m3) Dung trọng khô : k = 14.7 (KN/m3) Dung trọng đẩy nổi : đn = 9.2 (KN/m3) Tỷ trọng :  = 2.676

Độ rỗng : n = 45.1%

Hệ số rỗng : e = 0.821 Độ bão hoà : G = 85.1 Góc ma sát trong :  = 120

6.3.5 Lớp đất số 5a

- Cát mịn lẫn bột màu nâu vàng nhạt đến nâu đỏ nhạt, trạng thái rời: H5a = 7.8 m: với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Dung trọng tự nhiên : w = 18.61 (KN/m3) Dung trọng khô : k = 14.7 (KN/m3) Dung trọng đẩy nổi : đn = 9.2 (KN/m3) Tỷ trọng :  = 2.677

Độ rỗng : n = 45.2%

Hệ số rỗng : e = 0.824 Độ bão hoà : G = 87.1 Góc ma sát trong :  = 260

6.3.6 Lớp đất số 5b

- Cát mịn lẫn bột màu nâu vàng nhạt đến nâu đỏ nhạt, trạng thái chặt vừa:

H5b = 27.350m: với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Dung trọng tự nhiên : w = 19.2 (KN/m3) Dung trọng khô : k = 15.7 (KN/m3) Dung trọng đẩy nổi : đn = 9.8 (KN/m3) Tỷ trọng :  = 2.663

Độ rỗng : n = 41.1%

Trang 9

Hệ số rỗng : e = 0.65 Độ bão hoà : G = 85.6 Góc ma sát trong :  = 29030’

Lực dính đơn vị : c = 0.027 (kG/cm2) Modun biến dạng : E = 136 (kG/cm2)

* Mực nước ngầm ổn định ở cao trình –5.45 m so với cốt tự nhiên ±0.000m

6.4 ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN

* Tại thời điểm khảo sát, mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu cách mặt đất hiện hữu tại: Hmnn= 5.450m

6.5 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN MÓNG

- Từ kết quả địa chất ta thấy rằng: Cấu trúc địa tầng của khu vực thay đổi mạnh, khá phức tạp và không đồng đều Các lớp đất (lớp 1, 2, 3, 4) là những lớp đất có chiều dày tương đối lớn nhưng lại là lớp đất yếu nên không thuận tiện cho việc tiếp nhận tải trọng công trình Lớp đất 5a là cát mịn lẫn bột màu nâu vàng nhạt ở trạng thái rời có chiều dày tương đối lớn; nhưng lại là lớp đất chưa tốt nên không đặt mũi cọc tại lớp này… Mặt khác giải pháp móng nông đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên ở đây không được xét tới vì chắc chắn độ lún sẽ vượt giới hạn cho phép Giải pháp móng nông chỉ có thể hiệu quả khi nền đất được gia cố bằng các phương án đệm cát, cọc cát

- Lớp đất thứ 5b là lớp đất cát mịn lẫn bột, màu nâu vàng nhạt đến nâu đỏ nhạt trạng thái chặt vừa rất tốt và có môđun biến dạng lớn nên thuận tiện cho việc tiếp thu tải trọng công trình… Vì vậy giải pháp móng ở đây là móng sâu truyền tải công trình xuống lớp đất 5b

- Với công trình 10 tầng này ta có thể sử dụng 2 phương án: phương án 1 móng cọc ép và phương án 2 là móng cọc khoan nhồi

6.6 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

* Lấy kết quả tính toán nội lực khung phẳng từ ETABS 9.5, ta được phản lực tại các nút chân cột của khung ngang trục 5 Ở đồ án này chỉ tính toán móng cho khung trục 5

- Móng biên trục A : Nmax = 4803.31KN;

Mtư = 282.113KNm Qtư = 95.6KN

- Móng giữa trục B : Nmax = 6430.65KN;

Mtư= 387.456KN.m Qtư = 97.38KN Sau đó ta kiểm tra cho hai trường hợp còn lại là: Mmax; Ntư; Mmin; Ntư

Trang 10

6.7 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP

- Với công trình 10 tầng này ta có thể sử dụng phương án cọc ép

- Ngoài ra cọc ép còn không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của cọc đóng khi thi công trong điều kiện này

Hình 2: Mặt bằng móng phương án cọc ép

6.7.1 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

6.7.1.1 Chọn vật liệu làm cọc, loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc

Với phương án móng đã chọn như trên ta đặt mũi cọc tại lớp đất 5b (cát mịn ở trạng thái chặt vừa)

- Chọn cọc vuông tiết diện (350x350) mm

- Chiều dài cọc l=27(m) (gồm 3 đoạn, mỗi đoạn 9 m)

- Chiều dài cọc ngàm vào đài : 0.1 m

- Đập đầu cọc 0.6m (30 ) để neo thép

- Diện tích tiết diện cọc là: Fc = 0.35x0.35 = 0.1225 (m2)

- Chu vi cọc: U = 4x0.35 =1.4 (m)

- Diện tích cốt thép cọc lấy 4 Þ18 có Fct = 10.18(cm2)= 0.001018(m2)

Trang 11

6.7.1.2 Chọn chiều sâu chôn móng

- Chiều cao tối thiểu của đài xác định theo công thức:

H a l  cm

Trong đó: ac : cạnh lớn của cột

lngàm : chiều dài cọc ngàm vào đài, chọn lngàm = 10cm

6.7.1.3 Sức chịu tải của cọc

6.7.1.3.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

+ Sức chịu tải theo vật liệu của cọc (TCXDVN 205-1998):

Pvl = .(Rb.Fb + Ra.Fa)

+ Chiều sâu chôn móng: -1.45m đặt trong lớp đất bùn sét có chiều dày 6m

=>ltt =6 – 1.45= 4.55(m) Trong đó:

=l tt

d =

4.5513

trình dân dụng-công nghiệp Thầy Nguyễn Văn Quảng)

Rb, Fb : cường độ chịu nén của BT và tiết diện cọc

Ra, Fa : cường độ tính toán cốt thép và diện tích tiết diện ngang cốt thép dọc

 Pvl = 0.93x(1.45x104x0.1225 + 28x104x0.001018) = 1917(KN)

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

- Sơ bộ chọn chiều cao đài cọc là hđ = 1.0 (m)ø

=> chiều sâu đặt móng là hm = 1.0 + 0.45 = 1.45 (m)

- Cốt tự nhiên: ±0.000 => đáy đài ở cốt -1.45m

- Chiều dài cọc Lc = 27 - 0.1 - 0.6 = 26.3 (m).Vậy mũi cọc nằm ở cao trình – 27.75 m => mũi cọc nằm ở lớp đất thứ 5b

1

) Trong đó:

m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất

mR, mf: hệ số điều kiện làm việc của đất Chúng kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc đối với cường độ tính toán của đất dưới chân cọc và xung quanh cọc

F: diện tích tiết diện ngang mũi cọc R: cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc

Trang 12

u: chu vi tiết diện ngang cọc

li: chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc

fi: cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc

Từ các giá trị tính toán trên, dùng giá trị nhỏ hơn làm sức chịu tải của cọc để tính toán các bước tiếp theo

+ Sức chịu tải tính toán của cọc: Pd =

4.1

tc d

P

(hệ số độ tin cậy = 1.4)

* Tính toán:

- m =1: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất đối với tiết diện vuông

- mR = 1; mf = 1.0 hạ cọc bằng ép rung

- Diện tích tiết diện ngang của cọc: F = 0.35x0.35 = 0.1225 (m2)

- U = 1.4 (m): chu vi tiết diện ngang của cọc

- R: cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc Tra bảng 5.2 trang 269 sách nền và móng công trình dân dụng-công nghiệp Thầy Nguyễn Văn Quảng: R= 3665 (KN/m2) (Ứng với độ sâu cọc 27.75m, lớp cát mịn lẫn bột ở trạng thái rời)

- fi cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc, để chính xác ta chia các lớp đất thành các lớp đồng nhất có chiều dày li ≤ 2m để xác định fi

+ Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc:

Pm = mRRF = 1x3665x0.1225 = 449 (KN) + Sức chịu tải cực hạn do ma sát thành cọc:

P

 = 1267 (KN) Vậy sức chịu tải của cọc:

Ptk = min  Pđn, Pvl  = min  1267 ; 1917 = 1267(KN)

Ta lấy Ptk = 1267(KN) để tính toán

Bảng 1 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền

Trang 13

sỏi sạn màu

nâu vàng

Lớp 4 Sét pha cát

màu xám trắng

Lớp 5a Cát mịn lẫn bột

ở trạng thái rời

Cát mịn lẫn bột

ở trạng thái

Hình 3: Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu đất nền

6.7.2 KIỂM TRA CẨU LẮP CỌC

6.7.2.1 Trường hợp vận chuyển cọc

- Cọc có chiều dài 9m tiết diện 35x35 cm Sơ đồ khi cẩu cọc như hình vẽ

Trang 14

- Vị trí 2 móc cẩu cách chân cọc một khoảng: 0.207L (Với L là chiều dài cọc) thì khi cẩu sẽ gây ra giá trị Moment Mnhịp = Mgố

- Các móc cẩu trên cọc được bố trí ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho mô men dương lớn nhất bằng mô men âm có trị số tuyệt đối lớn nhất

- Sơ đồ tính:

Hình 4: Biểu đồ mô men khi cẩu cọc

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

Trang 15

Hình 5: Biểu đồ mô men khi dựng cọc

- Mô men cẩu lắp cọc:

Tóm lại: ứng với hai trường hợp vận chuyển cọc và dựng cọc, thép chọn 4Þ

18 để cấu tạo cọc là thỏa

6.7.2.3 Tính thép làm móc treo cọc

- Lực do một nhánh treo chịu khi cẩu lắp

P = 1.2xqx0.5xl = 1.2x3.06x0.5x9 = 16.5 (KN) => Diện tích thép :As =

6.7.3 TÍNH TOÁN MÓNG M1

* Do nội lực tại cột A và D có giá trị tải trọng gần như nhau, nên ta tính móng đại diện cho một cột, ở đây móng M1 tại cột biên A chịu lực nguy hiểm hơn nên ta tính móng M1 với tải trọng như sau, với hệ số vượt tải n=1.15

Bảng 2 Nội lực tại chân cột

Tải trọng tính toán Tải trọng tiêu chuẩn

Trang 16

6.7.3.1 Xác định số lượng cọc và chọn sơ bộ diện tích móng

- Áp lực tính toán tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

P  h n

Trong đó:

+ Trọng lượng riêng đài cọc (trên đài không có đất) tb = 22 (KN/m3)

+ Độ sâu đặt đáy đài h = 1.45 (m)

+ Hệ số vượt tải n = 1.1

- Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài:

tk

N n

P



     cọc Chọn 6 cọc

(1.1 1.5)

   : hệ số tăng số lượng cọc do ảnh hưởng của mômen

Hình 6: Mặt bằng bố trí cọc trục A

- Diện tích đế đài thực tế: Fđ = 2.9x1.85 = 5.365 (m2)

6.7.3.2 Kiểm tra lực lớn nhất tác dụng lên cọc

- Trọng lượng tính toán của đài:

Trang 17

- Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài:

Mtt = Mtt

0 + Qtt h = 282.11 + 95.6x1.45= 420.73 (KNm)

- Lực truyền xuống các cọc dãy biên:

Ptt (max,min) =





i i

tt Y c tt

x

x M n N

1 2 max

+ Pmin = 836.2(KN) > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ

=> Vậy điều kiện chịu tải của móng cọc đã được kiểm tra, móng sẽ làm việc trong điều kiện an toàn

6.7.3.3 Kiểm tra độ lún của móng

- Đây là móng cọc ma sát, độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng quy ước



 



Trang 18

Hình 7:Khối móng quy ước mĩng1

- Chiều dài của đáy khối móng quy ước:

LM = L1 + 2xLcxtg= (2.9-0.225x2) + 2x26.3xtg( 0 '

4 4211) = 6.7m

- Chiều rộng của đáy khối móng quy ước:

BM = B1+2xLcxtg= (1.85-0.225x2) + 2x26.3xtg(4 42 11 0  )= 5.7 m Trong đó : L1; B1 khoảng cách từ mép ngoài của hai cọc biên theo phương x và y

- Diện tích khối móng quy ước:

Fm = 6.7 x 5.7 = 38.19 m2

- Chiều cao của khối móng quy ước:

HM = 26.3 + 1.45 = 27.75m

- Xác định trọng lượng của khối móng quy ước:

+ Trong phạm vi từ đế đài trở lên xác định theo công thức:

Ntc

1 = LM BM.h. tb = 6.7x5.7x1.45x22 = 1218.26 (daN) + Trong phạm vi từ đế đài trở xuống (trừ đi phần thể tích đất cọc chiếm chỗ) xác định theo công thức:

Trang 19

- Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước:

M e N

2 min

II = 29030’ tra bảng ta được: A = 1.1; B = 5.41; D = 7.81

II = 9.80 (KN/m3): Dung trọng lớp đất dưới mũi cọc

’II : Dung trọng bình quân trên mũi cọc

=> Đất nền dưới khối móng đảm bảo ổn định

=> Do đó có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc (tức là dưới khối móng quy ước) theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính Trong

Trang 20

trường hợp này ta tính độ lún của móng cọc như độ lún của khối móng quy ước trên nền thiên nhiên

6.7.3.4 Kiểm tra lún của khối móng qui ước

* Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố:

- Aùp lực bản thân đất nền ở đáy móng khối quy ước

+ Ứng suất tại đáy lớp đất thứ 1

bt1= h1 x w +h2đn1 = 3.55x14.96+1.0x5.44= 58.5 (KN/m2) + Ứng suất tại đáy lớp đất thứ 2:

bt2 = h2 x  đn 2 + 58.5 = 3x9.20 + 58.5 =86.1(KN/m2) + Ứng suất tại đáy lớp đất thứ 3:

bt3 = h3 x  đn 3 + 86.1= 1x1.01 + 86.1= 87.11 (KN/m2) + Ứng suất tại đáy lớp đất thứ 4:

bt4 = h4 x đn 4 + 87.11 = 4.4x9.20 + 87.11 = 127.59 (KN/m2) + Ứng suất tại đáy lớp đất thứ 5a:

bt5a = h5a x đn5a + 127.59 = 7.8x9.20 + 127.59 = 199.35 (KN/m2) + Ứng suất tại đáy lớp đất thứ 5b (tại đáy khối móng quy ước):

bt5b=bt= h5b x đn5b + 199.35 = 5.55x9.80 + 199.35 = 253.74 (KN/m2)

- Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ước:

gl =tc -bt= 395.75 –253.74 = 142 (KN/m2) (Z= 0 so với đáy móng)

- Chia lớp đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày bằng:

* Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện

  igl  0.2 ibt thì cho phép tính lún đến độ sâu đó

- Trong đó:  igl: ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i  igl =K0i glZ=0 ;

 ibt =btZ=0 + zidn

K0i tra bảng phụ thuộc vào tỉ số

M

M B

L

= 6.7

5.7 = 1.2 và 2

M z B

Trang 21

Bảng 3 Giá trị tính ứng suất từ đáy khối móng quy ước

    , do đó giới hạn nền lấy đến điểm 5

- Độ lún của nền:

6

1

gl i

i

 =0.8 cho các trường hợp

- Mô đun đàn hồi của lớp đất đặt mũi cọc: E= 136x102 (KN/m2)

Vậy S = 3.5 (cm) < Sgh = 8 (cm) Độ lún được đảm bảo

Hình 8: Biểu đồ ứng suất tính lún

Trang 22

6.7.3.5 Kiểm tra và tính toán đài cọc

6.7.3.5.1 Kiểm tra chọc thủng

Hình 9:Tháp chống xuyên thủng

- Vẽ tháp chọc thủng, ta có tháp chọc thủng phủ bên ngoài các cọc nên không cần kiểm tra chọc thủng theo điều kiện chọc thủng

6.7.3.5.2 Tính thép cho móng

Trang 23

Hình10: Tính thép đài móng

- Ta xem đài cọc như một dầm conson bị ngàm tại tiết diện đi qua mép cột

và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc

- Số liệu tính toán:

+ Chiều cao đài hđ = 1.0 (m); a = (3 + 3) = 6 (cm)=0.06(m)

 h0 = 1.0 – 0.06 = 0.94(m)

Tính thép theo phương X:

* Moment tương ứng với mặt ngàm I -I:

MI = r1x(P1 + P4) Với 2Pmax =P1 + P4 mà Pmax=979.3(KN)

Thiên về an toàn và để tính toán nhanh một cách đơn giản:

s

M F

     = 5.7x10-3 (m2)=57(cm2) Chọn 15 22 s180 (Fac = 57cm2), chiều dài mỗi thanh l1 = 2.8 (m)

Trang 24

Tính thép theo phương Y:

* Moment tương ứng với mặt ngàm II -II:

- Diện tích cốt thép tính theo công thức :

a

M F

     =3.4x10-3(m2)=34(cm2) Chọn 17 16 s110 (Fac = 34.17 cm2), chiều dài mỗi thanh l1 = 1.750(m)

6.7.4.2 Tải trọng tính toán

- Chọn giá trị lớn nhất trong bốn cột để tính toán

0 = Mtt + Qtt

0.h + Ntt.y

Mtt

0 = M1+M2+N1xe1-N2e2 = M1 + M2 =387.456+387.456=774.9(KNm) Trong đó: N1=N2; e1=e2=0

Trang 25

Bảng 4 Tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán Hệ số vượt tải Tải trọng tiêu chuẩn

6.7.4.3 Xác định sức chịu tải của cọc

6.7.4.3.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

- Tương tự móng M1ta có Pvl = 1917(KN)

6.7.4.3.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền

- Tương tự móng M1ta có sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền dùng để tính toán:

tc d P

 = 1266.89 (KN) Vậy sức chịu tải của cọc:

Ptk = min  Pđn, Pvl  = min 1266.89; 1917 = 1266.89(KN)

Ta lấy Ptk = 1266.89(KN) để tính toán

6.7.4.4 Xác định số cọc và bố trí cọc

- Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

tk P

tt

sb tt

tb

N F

+ n = 1.1 : hệ số vượt tải

- Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài:

Trang 26

Hình12: Mặt bằng bố trí cọc

- Diện tích đế đài thực tế: Fđ = 6.05x1.95= 11.8 (m2)

6.7.4.5 Kiểm tra lực lớn nhất tác dụng lên cọc

- Trọng lượng tính toán của đài:

i i

N n

tt tt

max + Pc = 1082 + 90.95 = 1175(KN) < Pđ = 1267 (daN)

=> Như vậy thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy giữa

+ Pmin= 71 (daN) > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ

6.7.4 6 Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng

- Xác định trọng lượng của khối móng quy ước :

+ Trọng lượng khối móng quy ước:

Trang 27

+ Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước:

28630

tc tc

M e N

- Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước:

0 max,min

tc tc qu

2 min

=> Đất nền dưới khối móng đảm bảo ổn định

=> Do đó có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc (tức là dưới khối móng quy ước) theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính.Trong trường hợp này ta tính độ lún của móng cọc như độ lún của khối móng quy ước trên nền thiên nhiên

6.7.4 7 Kiểm tra lún của khối móng qui ước

* Độ lún của móng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố:

- Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ước

gl0 =tc -bt= 508.6 –252.75 = 255.85 (KN/m2) (Z= 0 so với đáy móng) Chia lớp đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày bằng

thì ta tính lún đến độ sâu đó

- Trong đó: igl: ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i: igl =K0i glZ =0;

 ibt =btZ=0 +zidn

K0i tra bảng phụ thuộc vào tỉ số

M

M B



Trang 28

Bảng 5 Giá trị tính ứng suất từ đáy khối móng quy ước

Trang 29

Hình13: Biểu đồ ứng suất tính lún

6.7.4.8 Kiểm tra và tính toán đài cọc

6.7.4.8.1 Kiểm tra điều kiện chọc thủng

- Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp:

Trang 30

Hình 14: Tháp xuyên thủng

Vậy Pđt= 4187.8(KN) < Pcđt=4320(KN)

 Chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng

Kết luận: Chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng

6.7.4.8.2 Tính thép cho móng

Trang 31

Hình 15: Tính thép đài

* Tính thép theo phương Y:



n

i i

r M

1

n : số lượng cọc trong phạm vi consol

ri : khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i

- Mô men tại mép cột tương ứng với mặt ngàm I -I:

MI = rIx(P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6)

tt y tt

i

N P

i

N P

i

N P

i

N P

i

N P

i

N P

s

M F

     = 4.61x10-3 (m2)=46.1 (cm2) Chọn 19 18 s200 (Fac = 48.26 cm2) chiều dài mỗi thanh l1 = 1.85 (m)

* Tính thép theo phương X:

- Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực: Xem đài như một dầm đơn giản hai đầu thừa, hai cột như hai phản lực gối tựa, ta có sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của dầm này như sau:

Trang 32

i i

Trang 33

- Lấy M3 = Mmax= 3104.6(KNm) để tính thép cho mô men căng thớ trên

- Diện tích cốt thép tính theo công thức:

     = 10.8x10-3(m2)=108(cm2) Chọn 35 20 s160 Fac = 109.9(cm2), chiều dài mỗi thanh l2 = 5.95(m)

- Lấy MB = Mmax= 1362.5 (KNm) để tính thép cho momen căng thớ dưới

     = 3.79x10-3(m2)= 37.9(cm2) Chọn14  20 s120 Fac = 43.96 (cm2) chiều dài mỗi thanh l2 = 5.95 (m)

Trang 34

6.8 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

- Với công trình 10 tầng này ta có thể sử dụng phương án cọc khoan nhồi Có khả năng chịu tải lớn Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m

- Không gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ

Hình 1 Mặt bằng móng phương án cọc khoan nhồi

6.8.1 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

6.8.1.1 Chọn vật liệu làm cọc

6.8.1.2 Chọn kích thước và thép trong cọc

+ Với phương án móng đã chọn như trên ta đặt mũi cọc tại lớp đất 5b Chiều dài cọc – 35m

+ Cọc có tiết diện vuông d= 600mm

- Cốt thép trong cọc: theo qui phạm, hàm lượng cốt thép trong cọc khoan nhồi 0.4%  0.65% (cọc trong thiết kế chống động đất)

Với cọc nhồi ta chọn hàm lượng cốt thép 0.5%

=> Fa = 0.5 %Fcọc = 0.005 x 0.283 x104 = 14.15(cm2) Chọn 618 (Fa = 15.27 cm2)

Trang 35

- Diện tích cốt thép cọc là: Fct = 6x2.545 = 15.27(cm2) = 0.001527(m2)

- Sơ bộ chọn độ sâu đặt đáy đài là 1.45(m)

- Đáy đài đặt tại cốt – 1.45(m)

6.8.1.3 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

- Do cọc nhồi được thi công đổ bêtông tại chỗ vào các hố khoan, hố đào sẵn sau khi đã đặt lượng cốt thép cần thiết vào hố khoan Việc kiểm soát điều kiện chất lượng bêtông khó khăn, nên sức chịu tải của cọc nhồi không thể tính như cọc chế tạo sẵn mà có khuynh hướng giảm đi

với R: mác thiết kế của bê tông cọc: R = 350 (daN/cm2)

+ Ran : Cường độ tính toán của thép: 2800 2

a an

R

Ab: Diện tích tiết diện ngang của cọc: Ab= 0.283 (cm2)

Aa: Diện tích cốt thép dọc trong cọc: Aa= 15.27 (cm2)

=> Pvl = (6000x0.283 + 186700x15.27x10-4)= 2125.6 (KN)

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

- Sơ bộ chọn chiều cao đài cọc là hđ = 1.0 (m)

=> chiều sâu đặt móng là: hm = 1.0 + 0.45 = 4,5 (m) Cốt tự nhiên: -1.45(m)

=> đáy đài ở cốt -1.450(m)

- Chiều dài cọc Lc =35m vậy mũi cọc nằm ở cao trình -35.75 m => mũi cọc nằm ở lớp đất thứ 5b

- Sức chịu tải của cọc tính theo công thức: Pd = m(mRRF + u 

i

1

) -m=1: Hệ số điều kiện làm việc

* Tính sức chịu tải cực hạn do mũi cọc: Pm = mRR.F

- mR = 1: Hệ số điều kiện làm việc đất ở mũi cọc

- R : Cường độ tính toán của đất ở mũi cọc :

R = 0.75x  x(’I dp.Ak +  I L Bk ) (TCXD 205:1998)

Đất ở mũi cọc có  = 29030’ ; ’I = 9.8 (KN/m3)

 I :Dung trọng bình quân trên mũi cọc

3.55 1 3 1 4.4 7.8 13.55

Trang 36

 = 0.6 ;  = 0.268; Ak = 26.95; Bk0 = 50.125

=> R = 0.75x0.268x(9.8x0.6x26.95 + 0.6x9.2x35x50.125) = 1978.4(KN/m2)

F : Diện tích tiết diện ngang mũi cọc F = 0.283(m2)

=> Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc:

1

- fi: Cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quang cọc, để chính xác ta chia các lớp đất thành các lớp đồng nhất có chiều dày li ≤ 2m để xác định fi

-mf = 0.6: Hệ số điều kiện làm việc đất ở mặt bên của cọc

+ Sức chịu tải cực hạn do ma sát thành cọc:

P

 = 1798.6 (KN) Vậy sức chịu tải của cọc:

Ptk = min Pđn, Pvl = min 1798.6; 2125.6 = 1798.6 (KN)

Ta lấy Ptk = 1798.6 (KN) để tính toán

Bảng 1 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền

Lớp đất Lớp đất z i (m) Độ sệt I L f i (KN/m 2 ) l i (m) f i l i (KN/m)

Lớp 3 Sét pha cát lẫn

sỏi sạn màu nâu

Lớp 5a Cát mịn lẫn bột

ở trạng thái rời

Trang 37

Cát mịn lẫn bột

ở trạng thái chặt

Bảng 2 Nội lực tại chân cột

Tải trọng tính toán Tải trọng tiêu chuẩn

6.8.2.1 Xác định số lượng cọc và chọn sơ bộ diện tích móng

- Sơ bộ xác định số lượng cọc:

Trang 38

1798.6

   cọc Chọn 4 cọc

- Chọn sơ bộ diện tích đài là: Fđ = BđxLđ = 2.8x2.8= 5.6 (m2)

Hình 3 Mặt bằng bố trí cọc

6.8.2.2 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc

- Trọng lượng thực tế của đài

tt Y c tt

x

x M n N

1 2 max

=> Như vậy thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên

Pmin = 1257 (KN) > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ cọc

Trang 39

6.8.2.3 Kiểm tra ổn định của khối móng qui ước dưới mũi cọc

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

Hình 4 Khối móng qui ước

Trong đó: L1; B1 khoảng cách từ mép ngoài của hai cọc biên theo phương x và y

- Diện tích khối móng quy ước:

Fm = 8.8x 8.8 = 77.44 m2

- Chiều cao của khối móng quy ước:

HM = 34.3 + 1.45 = 35.75m

- Xác định trọng lượng của khối móng quy ước:

+ Trong phạm vi từ đế đài trở lên xác định theo công thức:

Ntc

1 = LM x BMxhx tb = 2.8x2.8x1.45x22 = 250 (daN) + Trong phạm vi từ đế đài trở xuống (trừ đi phần thể tích đất cọc chiếm chỗ) xác định theo công thức:

Trang 40

M e N

2 min

tc tb

2

1

II II M II

M tc

II = 29030’ tra bảng ta được: A = 1.1; B = 5.41; D = 7.81

II = 9.80 (KN/m3): Dung trọng lớp đất dưới mũi cọc

’II : Dung trọng bình quân trên mũi cọc

Định dạng
Số trang	246
Dung lượng	6,16 MB