CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MÓNG CỌC
5.2. Tính toán móng cọc cho móng M1
5.2.3. Kiểm tra áp lực nền dưới mũi cọc
Bảng 5.12: Giá trị nội lực chân cột C2
Giá trị tính toán Giá trị tiêu chuẩn
N kN 18659.88 16225.98
Mx kNm -226.032 -195.55
My kNm -5.374 -4.673
93 5.2.3.1. Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc
- Quan niệm cọc và đất giữa các cọc làm việc đồng thời như một khối móng đồng nhất đặt trên lớp đất bên dưới mũi cọc. Mặt truyền tải của khối móng quy ước được mở rộng hơn so với diện tích đáy đài với góc mở (theo mục 7.4.4, TCVN 10304:2014).
Bảng 5.13: Góc ma sát trong Lớp
đất
Bề dày li
(m) Góc ma sát trong φo
1 2.4 19 36 0 '
2 2.3 0
3 12 21 27 0 '
4 3.8 34 56 0 '
5 5.6 15 91 0 '
- Góc ma sát trung bình:
i i o tb o
tb
i
l 19.36 2.4 21.27 12 34.56 3.8 15.91 5.6
20 5
l 2.4 2.3 12 3.8 5.6 4
Trong đó:
+ i: Góc ma sát trong tính toán của từng lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua;
+ li : Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ “i”.
Bảng 5.14: Dung trọng tự nhiên Lớp
đất
Bề dày li (m)
Dung trọng tự nhiên kN / m2
1 2.4 7.99
2 2.3 8.69
3 12 8.96
4 3.8 9.06
5 5.6 8.03
Dung trọng tự nhiên trung bình:
i i 2
tb
i
l 7.99 2.4 8.69 2.3 8.96 12 9.06 3.8 8.03 5.6
8.82 kN / m
l 2.4 2.3 12 3.8 5.6
Trong đó:
94 + γ i: Dung trọng tự nhiên trong tính toán của từng lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua;
+ li : Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ “i”.
Hình 5.7: Khối móng quy ước cho móng M1
- Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo công thức: Aqu = Lqu Bqu o
qu
o qu
2
qu qu qu
B 2 26.1 tan(5 ) 4.5 0.5 8.57 (m) L 2 26.1 tan(5 ) 7.5 0.5 11.57 (m) A B L 8.57 11.57 99.15(m ) - Trọng lượng khối móng quy ước:
qu qu qu qu tb
W B L H 8.57 11.57 28.9 8.82 25274.38 (kN) - Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:
tc tc
qu qu
tc tc tc
xqu x y c
tc tc tc
yqu y x c
N N W 16225.98 25247.38 41473.36(kN)
M M Q L 196.55 357.98 26.1 9539.83 (kN.m) M M Q L 4.67 +26.08×26.1=685.36(kN.m) - Độ lệch tâm do moment:
tc xqu
x tc
qu tc yqu
y tc
qu
M 9539.83
e 0.23 (m)
41473.36 N
M 685.36
e 0.016 (m)
41473.36 N
- Ứng suất dưới đáy khối móng qui ước
95
tc
qu x y 2
max
qu qu qu qu
N 6e 6e 41473.36 6 0.23 6 0.027
P 1 1 472.84 kN / m
B L L B 8.57 11.57 11.57 8.57
tc
qu x y 2
min
qu qu qu qu
N 6e 6e 41473.36 6 0.23 6 0.016
P 1 1 363.69 kN / m
B L L B 8.57 11.57 11.57 8.57
tc
qu 2
tb
qu qu
N 41473.36
P 418.27 kN / m
B L 8.57 11.57
- Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng theo Điều 4.5.9, TCVN 9362:20 2:
' '
1 2
tc II II II II 0
tc
m m
R A b B h D c h
k Trong đó:
+ m1 và m2: Lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, tra Bảng 5 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012 m1 = 1.2, m2 = 1.1;
+ ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6. TCVN 9362–2012, các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê ktc = 1.1;
+ A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 4, TCVN 9362:20 2, phụ thuộc vào góc ma sát trong II = 15 910 ' A = 0.355, B = 2.668, D = 4.976;
+ b: Kích thước cạnh b của khối móng quy ước, b = Bqu = 8.57 (m);
+ h: Chiều cao của khối móng quy ước, h = Hqu = 28.9 (m)
+ II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, vì lớp đất dưới mực nước ngầm nên II = 8.03 (kN/m3).
+ II’: Dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên
i i 3
'
i II
l 7.99 2.4 8.69 2.3 8.96 12 9.06 3.8 8.03 5.6
8.82 kN / m
l 2.4 2.3 12 3.8 5.6
+ cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp dưới đáy móng, c = 34.6 (kN/m2);
+ ho: Chiều sâu đến nền tầng hầm, ho = h – htđ;
+ htđ: Chiều sâu đặt móng tính đổi kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm
kc
td 1 2 '
II
o td
h h h 26.1 0.3 25 26.95 (m)
8.82 h h h 28.9 26.95 1.95 (m)
;
96 + h1: Chiều dày lớp đất phía trên đáy móng, h1 = 19.1 (m);
+ h2: Chiều dày của kết cầu sàn tầng hầm, h2 = 0.3 (m);
+ kc: Trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm, kc = 25 (kN/m3);
Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng là:
2
1.2 1.1
0.355 8.57 8.03 2.668 28.9 8.82 4.976 34.61 8.82 1.95 1
1134.56 (kN/m ) Rtc
Do đó Pmax 472.84 kN / m2 1.2Rtc 1361.47 kN / m2 Ptb 418.27 kN / m2 Rtc 1134.56 kN / m2 Pmin 363.69 kN / m2 0
5.2.3.2. Tính lún cho móng cọc
- Dự kiến vùng lún và phân chia lớp phân tố
+ Chia nhỏ các lớp đất dưới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp phân tố có chiều dày , ở đây chọn = 1 m
+ Tính lún đến độ sâu tại đó = 5 (đối với đất tốt) , = 10 (đối với đất yếu)
Theo thống kê địa chất: lớp 5 có 15 91 ; 0 ' c 34.61 kN / m2 , N = 41 được coi là lớp đất tốt
=>Tính lún đến độ sâu tại đó bt 5 gl
Độ lún cho phép là 8 cm ( tiêu chuẩn TCVN 9362:2012 ) - Ứng suất
+ Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền gây ra
bt
qu hi
Trong đó: bt: là ứng suất của đất tại độ sâu z i: là dung trọng tự nhiên của từng lớp h : là chiều dày của mỗi lớp đất i
+ Ứng suất tăng thêm do tải trọng công trình gây ra
gl
qu k0 Pgl
Trong đó:
97
tc qu g
2 l
qu f qu
P N D 418.27 8.82 28.9 1633 kN /
B L . 7 m
tra bảng và nội suy theo z/b và l/b
- Theo điều C. .6, TCVN 9362:20 2, độ lún của nền được tính theo phương pháp cộng tác dụng:
n gl i
i 0 i
S h
E Trong đó:
S: Độ lún cuối cùng (ổn định của móng);
n: Số lớp chia theo độ sâu của tầng chịu n n của nền;
hi: Chiều dày của lớp đất thứ “i”;
Ei: Module biến dạng của lớp đất thứ “i”;
Pi: Áp lực thêm trung bình trong lớp đất thứ “i”;
: Hệ số không thứ nguyên lấy = 0.8 Bảng 5.15: Kết quả tính lún móng M1
Lớp đất Lớp phân tố thứ
i
Bề dày
hi (m)
Z
(m) Z/B ko γi
(kN/m3)
σibt
(kN/m2)
σigl
(kN/m2) E (MPa)
S (m)
0 0 0.0000 1.0000 254.90 163.37
5
1 1 1 0.1167 0.9936 8.03 262.93 162.32 2.45 0.0053 2 1 2 0.2334 0.9563 8.03 278.99 156.23 2.45 0.0051 3 1 3 0.3501 0.8832 8.03 303.08 144.28 2.45 0.0047 4 1 4 0.4667 0.7887 8.03 335.20 128.85 2.45 0.0042 5 1 5 0.5834 0.6893 8.03 375.35 112.61 2.45 0.0037 6 1 6 0.7001 0.5956 8.03 423.53 97.31 2.45 0.0032 7 1 7 0.8168 0.5126 8.03 479.74 83.74 2.45 0.0027 Vậy dừng tính lún tại lớp phân tố thứ 7 có:
σibt
= 479.74 (kN/m2) ≥ 5 σigl
= 5 83.74 = 418.70 (kN/m2) Tổng độ lún: S = 0.0289 (m) = 2.89 (cm) < [Sgh] = 8 (cm)
Kết luận: Thỏa điều kiện biến dạng nền.