Đồ án nền móng thiết kế móng cọc

Đồ án nền móng Thiết kế móng cọc, Đồ án môn học của một sinh viên Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, Đồ án nêu rõ các bước tính toán, tiếp nhận số liệu, phân tích số liệu, đánh giá và đưa ra phương án sơ bộ phù hợp. Thiết kế cọc, móng, phân tích các tải trọng và tác động, lập mô hình tính toán sát với thực tế, chạy mô hình, phân tích kết quả từ mô hình, phân tích nội lực, sử dụng nội lực làm cơ sở thiết kế, kiểm tra và phân tích từng cấu kiện hay từng phần của cấu kiện.

- Thép CI và CII

+ RsI= 225 MPa , R_s^II= 280 Mpa + RswI= 175 MPa , R_sw^II= 225 Mpa + Es = 210000 MPa

c) Địa chất: Chọn địa chất nguy hiểm nhất

- Mực nước ngầm ở độ sâu 0.8 m

Lớp Trạng thái tự

nhiên

Độ sâu (m)

1

tt



3(kN m/ )

1

tt

c

2(kN m/ ) 1

tt

( ) '

3(kN m/ ) I L

-2 Các Thông Số Cho Móng Và Đài Cọc

a) Vật liệu

- Đài cọc

+ Bê tông B20 + Thép CII

- Cọc đúc sẵn

+ Bê tông B20 + Thép dọc CII + Thép đai CI b) Đài cọc

 Chọn sơ bộ kích thước đài

- Chọn bề rộng đài b = 1.8 m

- Chọn chiều sâu chôn đài Df = 2.5 m

- Vậy đáy đài đặt trong lớp đất 2a

- Chiều sâu chôn móng yêu cầu

φ – góc ma sát trong

Ta chọn giá trị γ và φ nhỏ nhất (vì sẽ cho giá trị Dfmin lớn nhất – bài toán

an toàn hơn)

A A

  



- Chọn độ sâu mũi cọc :Cọc cắm vào lớp đất 6b đến độ sâu 24 m

- Chiều dài từ mũi cọc lên đáy đài

Lc = 24 – 2.5 = 21.5 m

- Cọc ngàm vào đài: a1 = 0.1 m

- Phần cốt thép neo vào đài: chọn a2 = 0.7 m

- Chiều dài thực của cọc: L = 21.5 + 0.1 + 0.7 = 22.3 m

- Chọn cọc dài 23 m gồm 2 đoạn cọc, mỗi đoạn dài 11.5 m

- Chiều dài làm việc thực sự của cọc: Llv = 23 – 0.1 – 0.7 = 22.2 m

3 Tính Sức Chịu Tải Của Cọc

a) Sức chịu tải theo vật liệu

l o = ν.l

 Trường hợp 1: cọc làm việc trong nền đất, mũi cọc cắm vào lớp đất tốt, ta xem cọc

là thanh cĩ đầu ngàm và đầu khớp

 Trường hợp 2: khi thi cơng cọc, ta xem cọc là thanh cĩ đầu ngàm và đầu tự do

TH1: ν1 = 0.7 TH2: ν1 = 2

l o = max (v l1 1;v l2 2) = max (0.7×22.2 ; 2×11.5) = 23 m ⟹ λ = 57.5

⟹ φ = 0.841 ⟹ PVL = 3215 kN b) Sức chịu tải theo đất nền

 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ

- Tính sức chịu tải dựa theo phụ lục B – TCXD 208:1995

- Sức chịu tải cực hạn Qu

Q u Q sQ p

Qs – thành phần sức chịu tải do ma sát

Qp – thành phần sức chịu tải do mũi cọc

- Sức chịu tải cho phép

u

a B

Q Q

uf l uf l uf l 

Đài cọc

nốicọc

Trong đó

u: chu vi tiết diện ngang cọc: u = 0.4 × 4 = 1.6 m

li – chiều dài đoạn cọc trong lớp đất i

fsi – ma sát đơn vị trung bình giữa đất và cọc trong lớp

f si  (1 sini) OCR i.vi tanaic ai

ai,c ai: góc ma sát trong, lực dính giữa đất và cọc trong lớp đất i

đối với cọc bê tông cốt thép ai i,c ai c i



3(kN m/ ) ( )

o i

si

f

2(kN m/ )

si i

f l

(kN m/ )2a 0.9 18.699 9.26 10.3 1 6.9 36.279 12.314 11.083

3 2 19.965 10.04 15.39 1 20.5 50.486 30.709 61.417

4 1.9 19.302 9.8 13.42 1 12.5 69.836 25.296 48.062

5 3.9 19.268 9.87 12.93 1 3.8 98.3925 21.335 83.205 6a 11.1 18.441 9.29 26.38 1 0.3 169.1985 46.931 520.93

3

6b 2.4 19.181 9.88 29.22 1 1.3 232.614 67.895 162.94

8

887.648 /1420.237

si i s

22.4

c q

N N

Q a B 1047.455 kN

 Sức Chịu Tải Theo Chỉ Tiêu Cơ Lý

Tính theo phụ lục A – TCXD 208:1995

 Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc đóng ép

Q tc m q A R p p u(m f l f si i)

Trong đó

m m R, f 1– hệ số điều kiện làm việc Chọn phương pháp hạ cọc bằng búa

hơi diesel, tra bảng

q p – sức chịu mũi đơn vị Tra bảng trang 322 sách Nền móng ta có

224.7

6b Cát thô, trạng thái chặt vừa

2 23.3 8.362 16.724 0.4 24.5 8.53 3.412 (m l f f i si) 1011.96 kN m/

a A

 Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

- Sức chịu tải cho phép

 = 30 – cọc đóng ép

20.16

a

N s: chỉ số SPT trung bình của lớp đất rời cọc xuyên qua

Chỉ số SPT của lớp đất rời ở các hố khoan

k1.2 1.4 chọn k = 1.35

50301.35 7.2949.52

p

n

Chọn n p 8 cọc

c c

1.2

0 1.2 0.6 0.6

6 Kiểm Tra Lún Của Móng Cọc

a) Xác Định Khối Móng Quy Ước

- Góc ma sát trong trung bình

tb ( i i)

i

l l



  



i, :l i góc ma sát trong và chiều dày lớp đất thứ i Ta chọn giá trị φi nhỏ

nhất (vì cho ra móng khối nhỏ, độ lún lớn, bài toán an toàn hơn)

00.9 10.3 2 15.29 1.9 13.42 3.9 12.93 11.1 26.38 2.4 29.22

21.570.9 2 1.9 3.9 11.1 2.4

max tc min

7.9426

A B D

' 9.88 /0.013 /

kN m

  



D*f * : áp lực do trọng lượng bản thân 2 bên hông của móng

khối quy ước

* *

2

0.8 20 0.5 10 2.1 9.26 2 10.04 1.9 9.8 3.9 9.87 11.1 9.29 2.4 9.88 244.47 /

, 62 , 6 2,

tc max min

tc qu tc

qu x tc

max

tc min

- Độ lún cho phép [s] : phụ thuộc vào mức độ siêu tĩnh của công trình, đối với nhà

bê tông cốt thép đổ toàn khối [s] = 8 cm

- Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng lớp nhỏ hi = 0.4 m

- Áp lực ban đầu (do trọng lượng bản thân lớp đất gây ra) tại giữa lớp đất i

- Chọn mẫu 4-21 (độ sâu 21.5 – 22 m) để tính lún cho vùng đất phía dưới móng khối

-0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78

Độ sâu( )m z

( )m

l b

( )m

z b

( )m

0i

3(kN/m )

gli



2(kN/m )

1i

P

2(kN/m )

2i

P

2(kN/m ) e 1i e 2i

7 Tính Toán Cốt Thép Trong Đài

tt

dy dx

M M

1700.82 10

5868.95 0.9 0.9 280 1150

A n a

   chọn 16 thanh + Khoảng cách giữa các thanh thép

1819.20 10

6277.44 0.9 0.9 280 1150

A n a

   chọn 20 thanh + Khoảng cách giữa các thanh thép

1 3200 2 100 150

20

chọn a1 = 150 mm

- Vậy thanh thép số 1 chọn ϕ20 a150

8 Kiểm Tra Cọc Khi Vận Chuyển Và Thi Công Cọc

a) Khi vận chuyển cọc

- Khi vận chuyển cọc bằng hai neo có sẵn trên cọc, do tác dụng của trọng lượng bản

thân, tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu nén và chịu kéo Để an toàn, ta chọn vị

trí đặt neo sao cho mômen kéo và nén bằng nhau như sơ đồ tính phía dưới

- Sơ đồ tính

+ Cốt thép tối thiểu trong cọc

Chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 4 cm ⟹ h0 = 40 – 4 = 36 cm

b b s

- Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi vận chuyển

b) Khi thi công cọc

- Khi dựng cọc thẳng đứng, ta buột dây vào một đầu cọc rồi kéo, do trọng lượng bản

thân cọc, tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu nén và kéo Tương tự như khi vận

chuyển cọc, để an toàn, ta chọn vị trí đặt neo sao cho mômen kéo và nén bằng nhau

Vị trí đặt neo được thể hiện trong sơ đồ dưới đây

- Sơ đồ tính

b b s

- Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi thi công

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

s s

G e

G e

chiều dài quy đổi của cọc

HH

MM

m kN kN kNm

5035

68.625 1.3 148.71 8

tt x p

0

68.625 0.0002156 148.71 8.32 10 0.0272 68.625 8.32 10 148.71 5.23 10 0.01374

0 0

0

2 0

M(kNm)

-80.000 -60.000 -40.000 -20.000 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000

Q(kN)

-40.000 -20.000 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000

 (kN/m 2 )

- Dựa vào biều đồ mômen ở trên, ta có mômen lớn nhất trong cọc Mmax = 110.6

kNm

- Kiểm tra cốt thép trong cọc

+ Xem như cọc là thanh chịu nén lệch tâm với

M M max 213.168 kNm

N P i max 830.541 kN

0 22.2 0.7

38.85 40.4

l h

213.168 10

256.66 830.541

E E

(0

407

.7 22.2) 1

0.140392

cr

N N

2 a' 50 x R h0 0.623 375 233.625

0 0

2

2'

( ')

200.61830.541 (456.66 375 )