bai thuyết minh móng coc

Qp :sức chịu tải do thân cọc... Để an toàn , ta chọn vị trí neo sao cho momen kéo và nén bằng nhau như sơ đồ dưới _Sơ đồ tính.

2.1/Số liệu đầu vào

2.1.1/Tải trọng

Ntt Mxtt Hytt Mytt Hxtt

2.1.2/Vật liệu

+Bê tông B20

Rb=11.5 Mpa

Rbt=0.9 Mpa ɣb=0.9

Eb=27000 Mpa +Thép CB240T

Thép dọc Rs=210Mpa Thép ngang Rws= 170Mpa

Es=2x10^5 Mpa 2.1.3/Địa chất

Địa chất của hố khoan 2 là nguy hiểm nhất nên ta chọn hố khoan 2 để chọn Mực nước ngầm : 1.06 m

2.2/ Chọn thông số cho đài và cọc

2.2.1/ Chọn chiều sâu chôn đài

Df =3m

Vậy ta đặt đài trong lớp đất thứ 1

Chiều sâu chôn móng yêu cầu

b

Q

f

)

2 45 tan(

7 0 min









-Tổng lực ngang Q=Htt= (H tt x) 2 (H tt y) 2 120 2 127 2 174 73KN









-ɣ1=15.02KN/m2

-ϕ=1o13’

-Bề rộng đài chọn sơ bộ: B=2m

o o

2 02 15

73 174 ) 2 / ' 13 1 45 tan(

7

0







Vậy Df thỏa

2.2.2/Chon thông số cho cọc

a/ Tiết diện cọc

- Chọn tiết diện cọc :0.4x0.4m

-Chu vi cọc Ap=0.16m2

-Cốt thép trong cọc : Chọn 8ɸ20 ==> As=2513.3mm2

ʯ=As/Ap=(2513.3x10-6)/0.16=1.57%>0.8%

b/Độ sâu cọc

-Dựa vào thí nghiệm spt ta chọn

-Cọc cắm sâu 33m vào lớp đất 6b

-Chiều dài từ mũi cọc lên đáy đài

Lc=33-3=30m -Cọc ngàm vào đài

a1=0.1m -Phần cốt thép neo vào đài

a2= (30÷40)ø=0.6÷0.8m==>ta chọn a2= 0.7m

-Chiều dài thực của đoạn cọc

L=30+0.1+0.7=30.8m

-Chọn cọc dài 31.5 gồm 3 đoạn cọc dài 10.5m

-Chiều dài làm việc của cọc

Llv=31.5-0.7-0.1)=30.7m

2.3/Sức chịu tải của cọc

2.3.1/ Sức chịu tải theo vật liệu

-Cọc bê tông đúc sẵn (đóng hoặc ép )

Ru,vl=ϕ(Ab0.85f’c+RsAs)

Trong đó Rb=11.5 Mpa

Rs=210Mpa

As=2513.3mm2

Ab=0.16-(2513.3x10-6)=0.1575m2

f’c cường độ chịu nén đặc trung của

bê tông kích thước hình trụ 15x30cm)

f’c=0.8B=0.20000KN/m2 (B là

cường độ chịu nén đặc trung của bê tông kích

thước hình lập phương 15x15x15cm)

Hệ số ảnh hưởng đến uốn dọc của tiết diện hình

chữ nhật





 1.028 0.0000288 2 0.0016







_Độ mảnh của cọc

9425

0

25 26 4

0

5 10 1

.1

1

















b

l

v

==>Ru,vl=ϕ(Ab0.85f’c+Rs.As)=0.9425x(0.1575x0.85x0.8x20000+210000x 2513.3x10-6 )=2516.28KN

2.3.2/ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

) (

R      

Trong đó

.ɣc :Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất ɣc=1

.u: Chu vi tiết diện thân cọc , u=1.6m2

.Ab: Diện tích cọc : Ab=0.16m2

.li: Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ i

.qb :Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc ,qb=9500KN/m2 ɣcq,ɣcf hệ số làm việc kể đến phương pháp hạ cọc

Đóng hạ cọc đặc dùng búa cơ , hơi dầu : ɣcq=1

KN l

f u

A q

R c,u c(cq b b cf i i)  1  ( 1  9500  0 16  1 6  855 19 )  2888 3

2.3.3/ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

-Tính theo phụ lục G.2 TCVN 10304-2014

s p i i b

b u

c q A u f l Q Q

R ,     

Trong đó

Qp :sức chịu tải do thân cọc

Qs :sức chịu tải do mũi cọc

-Tính sức chịu tải do thân cọc

Q s u f i l i

Trong đó : u: chu vi thân cọc (m), u=1.6m

li : Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ i(m)

fi : thành phần ma sát đơn vị giữa cọc và lớp đất thứ i (KN/m2)

Ứng suất theo phương đứng do tải trọng bản thân gây ra

Để an toàn ta chọn giá trị ɣ,ϕi,ci nhỏ nhất

i i vi

i

f  ( 1  sin  )  tan  

vi



tổng 1459.66

KN/m

==>Qs=1.6 x 1459.66=2335.46 KN

Thành phần sức chịu tải do mũi cọc

Qp=qp.Ap

Trong đó Ap=0.16m2

Qp: sức chịu mũi đơn vị

KN Q

m KN q

m KN

m KN C

N N N

m

d

N d N

N

c

q

p

b

vp

q c

q vp c

p

97 535 16

0 83 3349

2 / 83 3349 87

10 4 0 8 9 662 10 58 303 721

20 4

3

2 / 58 303 8

9 6 0 7

297

2 / 8

.

9

'

4

.

3

88 10

66 10

72 20 '

36

25

4

.

0

.

.

'

0

'



















































































Vậy Rc,u=Qs+Qp=2335.46+535.97=2871.43KN

2.3.4/ Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm spt

) (

,u q b A b u f si l si f ci l ci

Rc    

Trong đó

.Đầu cọc:

Ab=0.16m2

u=1.6m

Cọc nằm trong lớp 6b:

Np=18 -> qb=300.Np =300x1.8=5400

.Thân cọc:

-Đất rời:

fsi=10.Nsi/3

Lớp đất Li Nsi fsi fsi x Li

Tổng 125.34

-Đất dính :

fsi=αp.fL.cu,I

Trong đó

αp ,fL: tra bảng

2 4.6 11.9 92.62 0.128 76.75 0.89 1 10.59 48.71

2.3.5/ Sức chịu tải cho pháp của cọc

Ta có Rc,uvật liệu= 2516.28 KN

Rc,u cơ lý =2888.3 KN

Rc,ucường độ =2335.46 KN

Rc,uspt = 1319.9 KN

Chọn giá trị bé nhất : Rc,k=Rc,spt=1319.9 KN

2.4/chọn số lượng cọc và bố trí cọc

Sức chịu tải thiết kế của cọc

Trong đó

-ɣo=1.15 đối với móng nhiều cọc

-ɣn=1.15 hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình tương ứng với cấp 2 -Trị tính toán sức chịu tải trọng nén của cọc k

k d

c

R R



,

-Rc,k: trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng của cọc (Rc,k=Rc,u min)

-ɣk hệ số tin cậy

Móng có ít nhất 1-5 cọc ɣk=1.75

Móng có ít nhất 6-10cọc ɣk=1 65

Móng có ít nhất 11-20 cọc ɣk=1.55

Móng có ít nhất 21 cọc ɣk=1.40

Xác định sơ bộ số lượng cọc trong móng

KN l

f l f u A

q

u

Rc,  b b  ( si si  ci ci)54000.161.6(125.34159.6) 1319.9

d c n

cd R







d c

tt p

R

N k n

,



Trong đó

_Ntt=3226KN: tải trọng thẳng đứng tính toán công trình tác dụng lên móng _k: hệ số kể đến trọng lượng bản thân đài , đất trên đài , sự lệch tâm do tải trọng do M và H, k=1.2÷1.5 ta chọn k=1.2

_Rc,d=1319.9/1.65=799.94KN

_Nc,d=1.15/1.15 x 757.17-799.94KN

84 4 94 799

3226 2

1

,















d c

tt p

N

N k n

Ta chọn 6 cọc

2.5/Bố trí cọc và chọn kích thước đài

-Bố trí cọc như trên hình : chọn kích thước đài : BđxLđ=3.2mx2.4m

- Chọn sơ bộ chiều cao đài móng là hđ=1.5m

-Chọn tiết diện cột 600x450 mm

2.6/ Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc

2.6.1/Kiểm tra tác dụng lên cọc đơn

-Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy của tâm nhóm cọc(trùng với trọng tâm đài )

-Tính tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc

Tải trọng tác dụng lên từng cọc

KN p

KN p

KN p

KN p

KN P

KN P

x

x

x

x

x

x

x

y

y

y

y

y

y

y

KNm h

H M

M

KNm h

H M

M

KN F

D N

N

y y

M x

x

M n

N

p

i

i

tt x

tt

y

tt

đy

tt y

tt

x

tt

đx

đ f tb tt

tt

đ

i i

tt đx i

i

tt đy

tt

đ

i

63 621 2 1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

88

.

3732

19 553 0 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

88

.

3732

75 484 2 1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

88

.

3732

54 759 2 1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

88

.

3732

1 691 0 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

88

.

3732

67 622 2 1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

88

.

3732

76 5

0

2

1

2

.

1

.

84 3

8 0

8 0

5 328 5 1 127 138

331 5 1 120 151

88 3732 4

2 2 3 3 22 3226

.

6

5

4

3

2

1

2

5

2

4

1

6

3

2

6

5

4

3

2

1

2 2











































































































































































@Sức chịu tải của cọc đơn

-Pimax=759.54KN<Rc,d=799.94KN

-Pimin=484.75KN>0KN(Cọc không chịu nhổ )

=>Thỏa điều kiện sức chịu tải cọc đơn

@Sức chịu tải của nhóm cọc

Nttđ<Rc,d nhóm cọc

Trong đó :

818 0 3

2 90

3 ) 1 2 ( ) 1 3 ( 2 04 14 1

90

) 1 ( ) 1 (

1

94

799

6

11 3926 94

799 6

818 0

,

, ,















































n m

m n n

m

KN R

n

KN R

n R

d

c

p

d c p dnhóm

c







_Số hàng cọc : m=2

_Số cọc trong 1 hàng n=3

o

S

d

04 14 ) 6 1

4 0 arctan(

)





_d=0.4m cạnh cọc

_S=1.6m Khoảng cách giữa 2 tim cọc

Ta có

2.7/ Kiểm tra lún của cọc

2.7.1 Tính toán độ lún của nhóm cọc

_Xác định kích thước của khối móng quy ước

Góc ma sát trong trung bình :

52'

18

7 30

' 36 28 2 1 ' 27 25 8 ' 22 28 2 ' 30 24 8 ' 38 16 6 4 ' 47 1

9

6

0

0 0

0 0

0 0

































i

i

i

tb l

l

q



Dự tính dộ lún của nhóm cọc theo mô hình móng

khối quy ước

thoa) (

88 3732 11

3926 ,dnhóm KN N KN

đ 





m D

m B

m L

f

qu

qu

7 33 7 30

3

47 7 4

' 52 18 tan 7 30 2 4

2

27 8 4

' 52 18 tan 7 30 2 2

3

*

0 0



























2.7.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới khối móng

quy ước

















0

2

1

min

max

tc

II tc

II

tc

tb

P

R

P

R

P

Trong đó

2

, 2

, max(min)

*

0

* ' 2

1

.

6

6

2 / 67 1685

78 7 4 3 293 398 5 5 9 43 7 0995 1 (

1

2 / 293

5 9 2 1 35 9 8 24 9 2 4 9 8 34 9 6 4 02 5 8 7 10 1 1 20

1

*

.

2 /

4

.

3

3 / 5

.

9

'

7821 7

3981 5

0995 1 '

36

28

1 2

1

) (

.

qu qu

tt y qu qu

qu

tt x qu qu

tc

qu

tc

II

f qu

tc

II

L B

M L

B

M F

N

F

m KN R

m KN

D

m

KN

c

m KN

C B A

Ktc

m

m

D c D

B B

A K

m

m

R

f















































































































Trong đó :

Fqu: diện tích đáy móng khối quy ước

Fqu=8.27 x 7.47 = 61.78 m2

Mttqu,x ; Mttqu,y ;Nttqu : moomen và lực dọc tính toán ở đáy móng khối quy ước

KNm li

h H M

KNm li

h H M

KN N

Ap l n

F l f F

D W

KN N

W N

N

tt x

tt y

tt y

tt x

tt

qu

i bt p qu i qu

f tb MKQU

tt

MKQU tt

tt

qu

5 328 5

1 127 138 ) (

M

331 5

1 120 151 ) (

M

93 23067

KN 93 9841 1

16 0 7 30 25 4 78 61 22 247 78 61 3 22

)

(

3226

tt

y qu,

tt

x qu,







































































# Áp lực đất 2 bên cân bằng phần mômen

m2 1687.67KN/

R 2 / 21 324 87

61

06 20059

0 KN/m2 11

17

3

27 8 47 7

65 285 6

47 7 27 8

83 287 6

87 61

06 20059

2 2025.2KN/m 1687.67

1.2 1.2R

KN/m2 31

31

3

27 8 47 7

65 285 6

47 7 27 8

83 287 6

87 61

06 20059

65 285 15

1 / 5 328

83 287 15

1 / 331

06 20059 15

1 / 93 23067

II

2 2

min

II

2 2

max

,

,













































































m KN P

P

P

KNm M

KNm M

KN N

tc

tb

tc

tc

tc

y

qu

tc

x

qu

tc

qu

==> THỏa điều kiện ổn định

2.7.3 Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới khối móng quy ước

Điều kiện biến dạng lún

S<[S]

Độ lún cho phép [S]=8cm

Áp lực gây lún ở đáy móng khối quy ước

Pgl=Ntc/Fqu =3226/61.87=52.14 KN/m2

Chia lớp phân tố thành từng lớp dày hi=1m

Chọn thông số thí nghiệm nén nhanh

Lớp phân tố chiều dày z TLbt pi1(KN/m2) ko Pgl(KN/m2) pi2(KN/m2)



H tt

y vàHtt

x

==>THỏa điều kiện lún

2.8/ Kiểm tra đài cọc

2.8.1 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng cho đài cọc

Chọn a=15cm => ho=h - a = 150 -15= 135 cm

Ta thấy tháp xuyên thủng 45 bao phủ hết cọc nên thỏa kiều kiện xuyên thủng

2.9/ Tính toán và bố trí cốt thép trong đài

#Thanh thép thứ 1

Xét moomen tại mặt cắt tại ngàm 1-1





M

ri : khoảng cách từ cọc thứ i đén mép cột

r3=r6=1.1m

Pinet: Phản lực ròng của đầu cọc , do phản lực tại cọc 3,6 lớn nhất nên ta chọn phản lực tại cọc 3, 6 để tính thép

KN M

KN net

P

KN net

P

x x

M y

y

M np

Ntt

i

tt dy i

i

tt dx inet

43 1333 1

1 15 537 1 1 06 675

1

1

15 537 2

1 76 5

5 328 8

0 84 3

331 6

3226

6

06 675 2

1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

3226

3

2 2















































_Diện tích cốt thép

1350 210

9 0

10 43 1333 9

0

1 1 1

6

mm ho

Rs

M

















_Chọn thép ø20 có as=314.2mm2

_số thanh thép

n1=As1/as=5226.06/314.2=16.63

Chọn n1=17 thanh

_Chọn Khoảng cách giữa các thanh thép

17

100 2

2400

1    

Chọn a1=120mm

Vậy chọn ø20a120

#Thanh thép thứ 2

Xét moomen tại mặt cắt tại ngàm 2-2





M

ri : khoảng cách từ cọc thứ i đén mép cột

r1=r2=r3=0.775m

Pinet: Phản lực ròng của đầu cọc , do phản lực tại cọc 1,2,3 lớn nhất nên ta chọn phản lực tại cọc 1,2,3 để tính thép

KN M

KN net

P

KN net

P

KN net

P

x x

M y

y

M np

Ntt

i

tt dy i

i

tt dx inet

55 1408 775

0 06 675 775 0 63 603 775 0 19

538

06 675 2

1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

3226

3

63 603 0

76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

3226

2

19 538 2

1 76 5

5 328 8 0 84 3

331 6

3226

1

2

2

2 2































































_Diện tích cốt thép

1350 210

9 0

10 55 1408 9

0

2 2 2

6

mm ho

Rs

M

















_Chọn thép ø20 có as=314.2mm2

_số thanh thép

n2=As2/as=5520.47/314.2=17.56

Chọn n2=18 thanh

_Chọn Khoảng cách giữa các thanh thép

19

100 2

3200

2    

Chọn a2=150mm

Vậy chọn ø20a150

2.9/ Kiểm tra cọc khi vận chuyển và thi công

a/Khi vận chuyển cọc

_Khi vận chuyển bằng hai neo có sẵn trên cọc , do tác dụng của TLBT , tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu kéo , nén Để an toàn , ta chọn vị trí neo sao cho momen kéo và nén bằng nhau như sơ đồ dưới

_Sơ đồ tính

_Tính toán cốt thép

+Trọng lượng bản thân cọc

q = Ap.ɣbt =0.16 x 25 = 4 KN/m

+Momen lớn nhất trên cọc

Chọn bề dày bê tông bảo vệ a=3.5cm ==>ho=40-3.5=36.5cm

2 67 82 210

365 400 5 11 9 0 017 0

017 0

2

1

1

017 0 365 400 5 11 9 0

10 44 9

6 2

0

mm Rs

ho b Rb

b

As

m

h v

Rb

b

M

m

















































Thép đã chọn 8ø20 ==>As=2513.3mm2

Vậy thỏa điều kiện chịu lực khi vận chuyển

b/Khi thi công cọc

_Khi dựng cọc thẳng đứng , ta buộc dây vào một đầu cọc rồi kéo

Mmax=0.0683.q.l2 =0.0683x4x10.52 =30.12KNm

Cốt thép tối thiểu trong cọc cần thiết :

2 39 404 210

365 400 5 11 9 0 0562 0

0562 0

2

1

1

0546 0 365 400 5 11 9 0

10 12 30

6 2

0

mm Rs

ho b Rb

b

As

m

h v

Rb

b

M

m

















































Thép đã chọn 8ø20 ==>As=2513.3mm2

Vậy thỏa điều kiện chịu lực khi vận chuyển

c/Tính toán móc cẩu để vận chuyển và lắp dựng cọc

_Trọng lượng cọc

Q= q.L= 4 x 10.5 =42 KN

_Diện tích thép trong móc cẩu

As= Q / Rs = (42 x 103 )/ 210 =200 mm2

Ta chọn thép ø18

2.10/ Kiểm tra nội lực trong cọc bằng sap2000

Ta tính hệ số lò xo cho đất nền

0

0

0

Ta được biểu đồ lực cắt như trên hình

Ta tháy được lực cắt trên thân rát bé nên ta chỉ đặt cốt đai theo cấu tạo