phuong nền móng

11

Nền móng công trình GVHD: Th.S Võ Thanh Long

LỜI MỞ ĐẦU

Đây là lần đầu tiên làm đồ án không có nhiều kinh nghiệm trong tính toán, thiết kế cho nên trong phần thuyết minh và bản vẽ không thể tránh những sai sót mong thầy bỏ qua và chỉ dẩn them để em có thể hoàn thành tốt hơn những đồ án tiếp theo.

Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy VÕ THANH LONG đã chỉ dẩn,giải quyết cho em những thắc mắc trong quá trình tính toán và thiết kế để hoàn thành tốt đồ án này!!!

SVTH: Nguyễn Văn Phương - 31002538

11


CHƯƠNG 1

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT

KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

I. Đi u ki n đ a kỹ thu tề ệ ị ậ

Vùng khảo sát địa chất tại khu nhà ở cao tầng HOÀNG LONG quận 11 TP. Hồ

Chí Minh.

Bảng 1.1 Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1, 2, 3, 4

Tính chất cơ lý Đơn vịLớp đất

A 1 2 3 4

Cỡ hạt

Hạt dăm %

Hạt sạn % - 0.0 17.0 9.6 0.0Hạt cát % - 47.7 43.6 75.6 18.9Hạt bụi % - 18.2 16.5 6.6 39.1

Hạt sét % - 34.1 22.9 8.2 42.2

Độ ẩm tự nhiên W % - 22.0 21.24 18.1 29.93Dung trọng ướt γ kN/m3 - 20.0 20.1 20.2 19.5

Dung trọng khô

γ d kN/m3 - 16.4 16.6 17.1 15.0

Dung trọng đẩy nổi

γ ' kN/m3 - 10.4 10.5 10.7 9.5

Khối lượng riêng Gs kN/m3 - 2.73 2.72 2.67 2.73Hệ số rỗng ban đầu E - - 0.665 0.637 0.563 0.82

Độ rỗng N % - 39.9 38.9 36.0 45.1

Độ bão hòa S % - 90.4 90.6 86.0 99.6

Giới hạn chảy WL % - 34.4 30.9 22.1 40.4Giới hạn dẻo WP % - 16.6 17.3 15.8 19.5Chỉ số dẻo IP % - 17.8 13.6 6.4 20.9

Độ sệt IL - - 0.3 0.29 0.37 0.5

Lực dính kết C kPa - 32.2 27.4 8.3 25.1


11


Góc nội ma sát φ Độ - 13 14 23 11Hệ số nén lún a100−200 x10−2 kP a−1- 0.018 0.031 0.011 0.037

Mô đun biến dạng E(100−200) kPa - 9116.7 5497.4 13917.4 4740.5

Trị số SPT N Búa - 9-11 13-20 17

II. Đi u ki n đ a ch t th y vănề ệ ị ấ ủ

Mực nước ngầm trong các hố khoan quan sát được sau 24h khoan như bảng sau:

Bảng 1.2: Mực nước tĩnh trong các lỗ khoan

Thí nghiệm mẩu nước ăn mòn bê tong tại hố khoan, theo công thức Kurlov nước có tên là: BICACBONAT- CLORUA- NATRI- MAGIE

Nhận xét: nước không có tính ăn mòn đối với bê tong.

III. Đánh giá s bơ ộ

- Cụ thể:

+ Lớp 1: Sét, nâu đỏ- xám trắng, trạng thái dẻo cứng.

+ Lớp 2: Sét pha lẩn sạn sỏi laterit, nâu đỏ- xám trắng, trạng thái dẻo cứng.

+ Lớp 3: Cát pha, nâu hồng, nâu, nâu vàng, vàng, trạng thái dẻo.

+ Lớp 4: Sét, hồng, trạng thái dẻo cứng

- Các lớp đất trong khu vực khảo sát đã trải qua quá trình nén chặt tự nhiên nên

có cường độ chịu lực tốt, tính nén lún nhỏ, khả năng biến dạng nhỏ, giá trị

Nspt từ 9-20 búa. Lớp đất thứ 1 có thể đặt móng cho các công trình có tải

trọng nhỏ


Hố khoanMực nước tĩnh

(m)

HK1 -1.6

11


- Đối với công trình có tải trọng trung bình nên đặt các loại móng cọc vào lớp

thứ 3 hoặc thứ 4/. Tuy nhiên khi thiết kế tùy tải trọng công trình mà sử dụng

loại móng cho phù hợp.

- Bảng thống kê các chỉ tiêu cơ lý nêu ra đầy đủ các giá trị tính toán của các

thông số địa kỷ thuật của các lớp đất đóng vai trò chủ yếu trong nền móng

công trình. Khi thiết kế nền móng cần lưu ý tới những đặc điểm trên.


88

Đồ án

Nền móng công trình GVHD: ThS Võ Thanh Long

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH

I. Quy mô công trình, tính toán t i tr ng và s đ b trí móngả ọ ơ ồ ố

Quy mô công trình

Diện tích nhà là 40 x 80(m);

Công trình nhà gồm 13 tầng, mỗi tầng cao 3.5m;

Bước cột theo chiều rộng là 5m và chiều dài là 8m;

Dầm móng 70cm x 120cm

Dầm sàn 40cm x 60cm

Bề dày sàn: 15cm, tường bao: 20cm, tường ngăn: 12cm

Cột 40cm x 40cm

Khối lượng thể tích bêtông γ bt=2.5(T/m3)

Khối lượng thể tích bêtông + đất: γ tb=2.2(T/m3)

Khối lượng thể tích của tường: γ g=1.8(T/m3);

Hoat tải: 0.15(T/m2).

Tải trọng gió lấy hệ số: 0.13

Bê tông Mac 300

Thép I20 loại AII

II. Tính toán t h p t i tr ng và s đ b trí móngổ ợ ả ọ ơ ồ ố

a. Tính toán t i tr ng th ng xuyên tác d ng lên đáy móngả ọ ườ ụ

Tải trọng cho 1 tầng


88

Đồ án


Tải trọng dầm móng:

Vdm = 0.7 × 1.2 × (9 × 80 + 11 ×40) = 974.4 (m3)

Ndm=n× V dm× γ bt=974 ×2.5=2436 T

Tải trọng dầm sàn:

Vds = 0.4 × 0,6 × (9 × 80 + 11×40) = 278.4 (m3)

Nds=V ds× γbt=278.4 × 2.5=696 T

Tải trọng sàn:

Vs = 80 × 40 × 0.15 = 480 (m3)

NS=V s × γbt=480 × 2.5=1200 T

Tải trọng cột:

Vc = 0.4 × 0.4 × 3.5 = 0.56 (m3)

N c=n× V c × γ bt=99 × 0.56 ×2.5=138.6 T

Trọng lượng tường

V Tường bao=0.2× 0.35 × (2 ×80+2× 40 )=168 m3

NTường bao=V Tườngbao× γ g=168 × 1.8=302.4 T

V Tường ngăn=0.12×3.5 × (7×80+9× 40 ) ×60 %=231.8 m3

NTường ngăn=V Tường ngăn × γg=231.8 ×1.8=417.2 T

(cho toàn bộ cửa chiếm 40% thể tích tường ngăn)⇒ NTường = 302.4 + 417.3 = 719.6T

Tải trọng thường xuyên của tòa nhà tác dụng lên móng

N tx=Ndm+13 × ( N c+N s+N ds+N tường )

¿2463+13 × (138.6+696+1200+719.6 )=28240 T


88

Đồ án


b. Tính toán t i tr ng t m th iả ọ ạ ờ

Tải trọng tạm thời do người và nội thất bỏ qua tầng trệt lấy theo quy phạm ở đây

chọn hoạt tải = 0.15(T/m2)

N2 = hoạt tải × diện tích = 0.15 × 80 × 40 × 13 = 6240(T)

Tải trọng gió tác dụng lên công trình lấy theo quy phạm là:

N3 = 0.13 × (N1 + N2) = 0.13 × (38240.6 + 6240) = 5782(T)

c. Tính toán t h p t i tr ngổ ợ ả ọ

Tải trọng tiêu chuẩn do công trình tác dụng lên móng:

N0tc = N1 + N2 + N3 = 50262 (T)

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng:

N0tt = 1.2 × N0

tc = 1.2 × 50262 = 60314(T)

Tải trọng tính toán tác dụng lên một đơn vị diện tích móng:

Ptt=N tt

F= 60314

80 × 40=18.8( T

m2 )

d. Xác đ nh t i tr ng tính toán tác d ng lên m i móngị ả ọ ụ ỗTải trọng tính toán tác dụng lên móng M1:

NM1tt = 18.8 × 2.5×4 = 188 (T)

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng M2:

NM2tt = 18.8 ×2.5 × 8 = 376 (T)

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng M3:

NM3tt = 18.8 × 8 × 5 = 752 (T)

Tổng hợp tải trọng tính toán tác dụng xuống các móng

Loại móng M1 M2 M3


88

Đồ án


Tải trọng Ntti (T) 188 376 752

CHƯƠNG 3

LÝ THUYẾT VỀ MÓNG CỌC

Lý thuyết SGK

CHƯƠNG 4

PHƯƠNG PHÁP CỌC ÉP

Chọn cọc có kích thước là 0.4m x 0.4m, chọn thép bố trí trong cọc là 4 thanh

Phi 18, loại AII.

Chọn chiều sâu chôn móng là 2m.


88

Đồ án


E

D

C

B

A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

7000

7000

7000

7000

7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000

M1

M1 M1

M1

M2

M2

M2

M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2

M2

M2

M2

M2M2M2M2M2M2M2M2M2

M3 M3 M3

M3

M3

M3

M3

M3

M3

M3

M3

M3 M3

M3

M3 M3

M3

M3 M3

M3

M3 M3

M3

M3 M3

M3

M3

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc đóng.

Tải trọng tác dụng lên mỗi móng M1, M2 và M3 như sau:

Bảng 1.4 Tổng hợp tải trọng tính toán tác dụng xuống các móng

Loại móng M1 M2 M3

Diện tích Fi (m2) 2.5 × 4 2.5 ×8 5 ×8

Tải trọng Ntti (T) 188 376 752

I. Thi t k gi i pháp móng c c ế ế ả ọ ép

a. Ch n c c, đ sâu chôn c c và chôn đàiọ ọ ộ ọ

Cọc đóng có tiết diện là 0.4 x 0.4 m,cọc dài 32m, chiều dài mỗi đoạn cọc là L= 8m, số lượng là 4 đoạn cọc, cọc ngàm vào đài 10 cm.

Vùng khảo sát địa chất

Cao trình đáy đài là 2m so với mặt đất tự nhiên.

Bê tông cọc có Mác là 300: Rn = 130 (KG/cm2).


88

Đồ án


Cốt thép chịu lực loại AII 4∅18: Rc = (2800KG/cm2).

II. Tính toán s c ch u t i c a c cứ ị ả ủ ọ

a. Tính toán s c ch u t i theo v t li u làm c cứ ị ả ậ ệ ọ

Theo TCXD 205:1998, sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được

xác định như sauType equation here .

Pvl=φ (Rb Fb+Ra Fa)

Trong đó:

φ=1.028−0.0000288 λ2−0.0016 λ

Với λ = L0/r = 32 x 0.7/ 0.4 = 56

Fa là diện tích tiết diện ngang số cốt thép có trong cọc:

Fa=4 × π ×0.0182

4=0.001018 m2

diện tích tiết diện ngang của bê tông

Fb=Fcọc−Fa=0.42−0.001018=0.158982 m2

Rb là cường độ tính toán của bê tông khi nén mẫu hình trụ:

Rb=1300 (T/m2)

Ra là cường độ tính toán của cốt thép;

Ra=28000(T /m2)

Vậy sức chịu tải của cọc là:

Pvl = 0.848 x (1300 x 0.158982 + 28000 x 0.001018) = 199.433(T)


88

Đồ án


b. Tính toán s c ch u t i theo ch tiêu c ng đ đ t n nứ ị ả ỉ ườ ộ ấ ề

Theo TCXD 205 – 1998, sức chịu tải của cọc được xác định như sau:

Qdtt=

Q s

F Ss

+Q p

F Sp

Trong đó:

Qs, Qp là sức chịu tải cực hạn ma sát và sức chống cực hạn của mũi

cọc;

FSs, FSp là hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (2,0 ÷2,5) và cho

thành phần chống dưới mũi cọc (2,5 ÷ 3,0). Chọn FSs = 2,0 và FSp =

3,0.

Sức chống cực hạn của mũi cọc được xác định theo công thức

Q p=A p× qp

Trong đó:

qp là cường độ chịu tải của mũi cọc, được xác định theo công thức:

q p=c N c+σ ' vp N p+γ d p N γ

Với:

c là lực dính của đất tại độ sâu mũi cọc, c = 8.3 (T/m2) ;

Nc, Np, Nγ là các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất tại

mũi cọc tra theo bảng. φ = 23050’ Nc = 18.69 ; Np = 9.1; Nγ = 5.27;

γ là trọng lượng thể tích đẩy nổi của đất tại độ sâu mũi cọc, γ =

1,07(T/m3);

dp là đường kính của cọc hoặc cạnh của cọc, dp = 0,4 (m);

σ'vp là ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc, kết

quả tính toán ứng suất được trình bày theo bảng sau:

Bảng 1.5: Ứng suất có hiệu:


88

Đồ án


Lớp ' (T/m3) h (m)

12 1.6

1.04 0.8

2 1.05 7.1

3 1,07 24.5

σ vp' =∑ γ ' ×h=37.702(T /m2¿)¿

Suy ra giá trị cường độ chịu tải của mũi cọc là:

q p=0.83 ×18.69+9.1× 37.702+1.07 ×0.4 × 5.27=360.86(T/m2)

Vậy sức chống cực hạn của mũi cọc là

Q p=0.42 ×360.86=57.74(T)

Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành được xác định theo công thức:

Qs=U∑ li× f i

Trong đó:

U là chu vi cọc, U=4 × 0.4=1.6 m

li, fi là giá trị bề dày và cường độ ma sát thành cọc tương

ứng lớp thứ i.

Cường độ ma sát thành được xác định theo công thức sau:

f i=cai+σhi' ×k × tan φai=cai+σvi

' ×(1−sinφ)× tan φai

Trong đó:


88

Đồ án


Cai là giá trị lực dính của cọc và đất, cai = c;

φai là giá trị góc ma sát trong của cọc và đất, φai = φ;

σ'hi và σ'

vi là giá trị ứng suất có hiệu theo phương ngang và

phương thẳng đứng tương ứng tại độ sâu lớp i.

Kết quả tính toán giá trị fi và li theo các giá trị trên được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.6: Kết quả tính toán giá trị fi và li

LớpĐộ sâu zi (m)

c(T/m2)

Φσi

'

(T/m2)li

(m)fsi

(T/m2)1 2.4 3.22 13°24' 3.824 0.4 3.922 9.5 2.74 14°41' 7.7595 7.1 4.263 34 0.83 23°50' 24.595 24.5 7.304

∑ f ×l=210.76(T/m2)

Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành là:

Qs=1.6 ×210.76=337.22(T/m2)

Vậy, sức chịu tải của cọc đơn theo cường độ đất nền là:

Qa=57.74

3+ 337.22

2=187.86(T/m2)

c. Tính toán s c ch u t i theo ch tiêu c lý đ t n nứ ị ả ỉ ơ ấ ề

Sức chịu tải của cọc treo được xác định như sau:

Ptc=m¿

Trong đó:

m là hệ số làm việc của cọc trong đất, m = 1;

mR, mf là hệ số điều kiện làm việc của đất, mR = 1, mf = 1 tra bảng A-

3 TCXD 205-1998.

Ap là diện tíc tiết diện ngang của mũi cọc; Ap = 0.4×0.4 (m2).

u là chu vi tiết diện ngang cọc; u = 4 × 0.4m


88

Đồ án


li chiều dài lớp 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, tra bảng A-2 TCXD 205-1998.

R cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc đối với lớp sét cứng có chỉ

số sệt Il = 0.37, ở độ sâu 34 (m), R = 454 (T/m2)(tra bảng A-1).

Kết quả tính toán giá trị cường độ tính toán của ma sát thành fi và bề

dày li theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.7: Kêt quả tính toán giá trị cường độ:

Lớp Phân lớp Độ sâu li fi

1 1 2 0.4 3

21 4 1.6 3.962 6 2 4.38

3

1 8 2 3.772 10 2 3.913 12 2 4.094 15 3 4.365 17 2 4.516 20 3 4.747 22 2 4.908 25 3 5.139 27 2 5.2810 30 3 5.5111 32 2 5.6412 34 2 5.79

∑ li f i=156.76(T/m)

Ptc=m¿

¿1 ×(1× 454 × 0.42+4×0.4 × 0.9 ×149.91)=298.37 (T )

Chọn FS= 1.5 vậy sức chịu tải cho phép của đất nền là:

Qtc=Ptc

1.5=198.91(T )


88

Đồ án


d. Tính toán s c ch u t i theo ch sô SPTứ ị ả ỉ

Qa=1.5 N Ap+( 0,15 N s Ls+0.43 N c Lc ) Ω−W p

Trong đó:

N – Số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc

N c – Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất dính

N s – Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất rời

Ap – Diện tích tiết diện mũi cọc

Lc – Chiều dài cọc nằm trong lớp đất dính

Ls – Chiều dài cọc nằm trong lớp đất rời𝛺 – Chu vi tiết diện cọc

W p – Hiệu số giữa trọng lượng cọc và trọng lượng đất bị cọc thay thế

Với N=18; N c=10 (tính trong lớp 2); N s=17 (tính trong lớp 3)

W p=A p ×( L× γ bt−∑ γi hi)

℘=0.16 ×(32× 2.5−37.702)=6.77 (Tấn)

Qa=1.5× 19× 0.16+( 0.15× 17 ×24.5+0,43× 10× 7.1 )× 4 × 0.4−6.77=146.6(T )

Lựa chọn sức chịu tải để tính toán móng

Phương pháp tính toán Sức chịu tải cho phépTheo vật liệu làm cọc 199.433T

Theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 198.91TTheo chỉ tiêu cường độ đất nền 187.86T

Theo chỉ số SPT 146T


88

Đồ án


Vì mục đích kính tế và an toàn nên ta chọn sức chịu tải của cọc đơn để tính cho móng công trình là Qa= 187.86(T)

III. Xác đ nh s l ng c c, ti t di n đài c c và b trí c cị ố ượ ọ ế ệ ọ ố ọ

Trọng lượng của đài và đất trên đài:

Ndtt=n × F sb× h× γ tb

Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

N tt=N 0tt+Nd

tt

Số lượng cọc sơ bộ trong mỗi móng:

nc=kN tt

P

Với k là hệ số an toàn k = 1.25

Kết quả tính toán tiết diện đài, trọng lượng đài và đất trên đài, lực dọc

tính toán đến cốt đế đài và số lượng cọc cho mỗi móng được trình bày như bảng

sau:

Bảng 1.8: Kết quả tính toán móng và số lượng cọc:

Móng M1 M2 M3Trọng lượng đài và đất trên đài

(T)7.92 15.84 31.68

Lực dọc tính toán (T) 195.92 391.84 783.68Số lượng cọc sơ bộ 2 3 6

Với số lượng cọc được chọn trong mỗi móng như trên ta có thể bố trí

cọc trong móng tương ứng như sau:


88

Đồ án


1760

1960

1760

1960

35050035035

050

035

0

a)

400200

400200

400200

400200

400

29603160

400

800

400

800

400

2960

3160

b)


88

Đồ án


4008004008004008004004160

4360

400

800

400

800

400

800

400

4160

4360

c)

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc đóng.

a) Móng M1; b) Móng M2; c) Móng M3.

IV. Ki m tra ch t l ng c c theo kh năng ch u l cể ấ ượ ọ ả ị ự

Từ nc ta tính được ở trên và cách bố trí cọc, ta tính được kích thước và

diện tích của đài tương ứng như bảng sau:

Bảng 1.9: Kêt quả tính toán diện tích đài sơ bộ:

Móng M1 M2 M3

Kích thước đàiChiều rộng (m) 1.2 2 2Chiều dài (m) 2 2 3.2

Diện tích đài (m2) 2.4 4 6.4

Trọng lượng thực tế của đài cọc và đất trên bậc đài:

Ndtt=n × Fd ×h × γtb

Lực thực tế truyền xuống cọc:


88

Đồ án


Ptt=N0

tt+N dtt

nc

Kết quả tính toán trọng lượng đài và lực thực tế truyền xuống cho mỗi móng được

trình bày như bảng sau:

Bảng 1.10: Kêt quả tính toán trọng lượng lực truyền xuống đài:

Móng M1 M2 M3

Trọng lượng đài và đất trên đài (T)

12.67 21.12 33.79

Lực truyền xuống thực tế (T) 100.34 132.37 130.96

Trọng lượng của cọc:

Pc=1.2 × AP × L ×γ tb=1.2× 0.42×32 ×2.5=15.36(T)

Kiểm tra lực truyền xuống cọc:

P1 + Pc = 100.34 + 15.36 = 115.7 (T) < P = 187.86 (T); P2 + Pc = 132.37 + 15.36 = 147.73 (T) < P = 187.86 (T); P3 + Pc = 130.96 + 15.36 = 146.32 (T) < P = 187.86 (T).

Vậy, cọc đóng ban đầu chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực dưới đế đài.

V. Ki m tra theo tr ng thái gi i h n th haiể ạ ớ ạ ứ

a. Xác đ nh các y u t c a móng kh i quy c ị ế ố ủ ố ướ

Vì nền chịu tải trọng của móng cọc ma sát nên độ lún của nền móng

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

Móng khối quy ước có dạng hình tháp, các kích thước xác định theo

góc nghiêng α=φtb

4với φtb được xác định như sau:

φ tb=φ1h1+φ2 h2+φ3 h3

h1+h2+h3

Trong đó: φi và hi là góc ma sát trong và bề dày lớp đất mà cọc xuyên

qua.


88

Đồ án


Ta được:

φ tb=13024 ' × 0.4+140 41' ×7.1+23050' ×24.5

0.4+7.1+24.5=210 40 '

⇒ α=5025 '

Chiều dài, rộng và cao của móng khối quy ước:

LM=L+2 Htanφtb

4

BM=B+2 Htanφtb

4

H M=H +h

Trong đó:

L, B là khoảng cách giữa hai mép của hai hàng cọc ngoài cùng

đối diện nhau theo hai phía;

H là chiều dài của cọc trong đất ;

h là chiều sâu đặt đài.

Trọng lượng móng khối quy ước:

N Mtc =(N d

tc+N ctc+N qu

tc )

Trong đó:

Ndtt là trọng lượng của đài cọc và đất trên đài cọc

Ndtc=(BM × LM ×h × γtb)

Nctt là trọng lượng của tất cả các cọc nằm trong móng khối:

N ctc=(nc × AP × L× 2.5 )

Nqutt là trọng lượng của móng khối không có cọc:


88

Đồ án


N Mtc =(BM × LM−nc A p)∑ γ i hi

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

N tc=N0tc+N M

tc

Ưng suất tiêu chuẩn của tác dụng lên nền tại đáy móng khối quy ước

là:

σ tc=N0

tc+N Mtc

LM BM

Kết quả tính toán kích thước, trọng lượng, trị lực tiêu chuẩn và ứng

suất tiêu chuẩn theo móng khối quy ước được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.12: Kêt quả tính toán ứng suất tiêu chuẩn:

Móng M1 M2 M3

Kích thước móng khốiChiều rộng (m) 6.47 7.67 7.67Chiều dài (m) 7.67 7.67 8.87Chiều cao (m) 34 34 34

Diện tích 49.62 58.83 68.03Trọng lượng đài và đất trên đài (T) 218.33 258.85 299.33

Trọng lượng cọc (T) 25.6 38.4 76.8Trọng lượng của khối móng khối không có

cọc(T)1858.7

12199.9

12528.6

7Trọng lượng tổng của móng có diện tích khối

(T)2102.6

42497.1

62904.8

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng (T) 188 376 752

Trị lực tiêu chuẩn (T)2290.6

42873.1

63656.8

Ưng suất tiêu chuẩn (T/m2) 46.16 48.84 53.75

b. Xác đ nh c ng đ tính toán c a đ t n n đáy móng kh i quy ị ườ ộ ủ ấ ề ơ ốcướ

Cường độ tính toán của đất nền ở đáy móng khối quy ước được xác định

theo công thức sau:

RM=m1m2

K tc

(1.1 A BM γ 2+1.1 B HM γ 1+1.1 Dc)


88

Đồ án


Trong đó :

Hệ số tin cậy Ktc = 1.

Hệ số điều kiện là việc của nền đất và công trình: m1 = 1,1; m2 =

1

1 = 1.04 (T/m3), 2 = 1,07 (T/m3), c2 = 0.83 (T/m3).

với φ=23050’ ta có A = 0.69, B = 3.76, D =6.31

Kết quả tính toán cường độ tính toán của đất nền được trình bày trong

bảng sau:

Bảng 1.13: Kêt quả tính toán cường độ đất nền:

Móng M1 M2 M3Cường độ tính toán đất nền

(T/m2)157.26 158.24 158.24

Kiểm tra điều kiện để tính lún:

σ1tc = 46.16 (T/m2) < R1 = 157.26 (T/m2);

σ2tc = 48.84 (T/m2) < R2 = 158.24 (T/m2);

σ3tc = 53.75 (T/m2) < R3 = 158.24 (T/m2).

Vậy, móng cọc thỏa mãn điều kiện để tính lún theo vật liệu đàn hồi.

c. Tính lun cho móng kh i quy cố ướ

Chia đất nền dưới móng khối quy ước thành các lớp phân tố có bề

dày hi = BM/5 cho đến khi thỏa điều kiện: σbt > 0,1σgl thì dừng và tính độ lún

trong phạm vi ảnh hưởng của móng. Trong đó các giá trị σbt và σgl được tính như

sau:

σ bti=∑ γi hi

σ z=0gl =σ tb

tc−σbt

σ zigl=K0 i ×σ z=0

gl


88

Đồ án


Trong đó:

σtb là ứng suất trung bình tại đáy móng khối quy ước do tải

trọng công trình và móng khối quy ước gây ra ;

Koi là hệ số, tra bảng III-3 138, sách vũ công ngữ

Công thức tính lún cho phân tố như sau :

Si=βσgl

i ×h i

Ei

Trong đó:

Ei là mô đun biến dạng của phân lớp ; Elớp3 =1391.7 (T/m2).

β là hệ số xét đến nở hông của đất, lấy gần đúng cát pha: β =

0,72

Tính lún cho móng M1: LM/BM = 1.18547

Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.14: Kêt quả tính toán lún móng M1:

ZĐộ sâu (m)

Z/BM K0i σgli (T/m2)σbti

(T/m2)σbti /σgli Si (m)

0 34 0 1 8.46 37.7024.45650

10.00566358

61.29

435.29

40.2

0.920176

7.78468896

38.39429

4.932026

0.005211496

2.588

36.588

0.40.78212

86.6168028

839.7788

76.01179

60.00442964

93.88

237.88

20.6

0.643028

5.44001688

41.16345

7.566787

0.003641844

5.176

39.176

0.80.52228

44.4185226

442.5480

39.62947 0.002958

6.47 40.47 1 0.40154 3.397028443.9326

112.9326

60.00227415

6


88

Đồ án


0.024178733

Ta thấy S2 = ΣSi = 2.4178733(cm) < 8 (cm), thỏa mãn điều kiện

Tính lún cho móng M2: LM/BM = 1

Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu được trình bày như

bảng sau:


ZĐộ sâu

(m)Z/BM K0i σgli (T/m2)

σbti


0 34 0 1 11.138 37.702 3.351885 0.008927

1.534 35.534 0.2 0.9184 10.22914 38.52269 3.729146 0.008198

3.068 37.068 0.4 0.7768 8.651998 40.16407 4.596774 0.006934

4.602 38.602 0.6 0.634 7.061492 41.80545 5.862304 0.005659

6.136 40.136 0.8 0.51 5.68038 43.44683 7.573779 0.004553

7.67 41.67 1 0.386 4.299268 43.66465 10.05698 0.003446

0.037717




bảng sau:


88

Đồ án



ZĐộ sâu

(m)Z/BM K0i

σgli

(T/m2)σbti


0 34 0 1 16.048 37.702 2.349327 0.0127361.534 35.534 0.2 0.919773 14.76051 38.52269 2.609847 0.0117143.068 37.068 0.4 0.780918 12.53218 40.16407 3.204875 0.0099464.602 38.602 0.6 0.640978 10.28642 41.80545 4.064139 0.0081646.136 40.136 0.8 0.519495 8.336859 43.44683 5.211415 0.0066167.67 41.67 1 0.398012 6.387297 43.66465 6.836171 0.0050699.204 43.204 1.2 0.323614 5.193364 45.12195 8.688386 0.00412210.738 44.738 1.4 0.249217 3.999431 46.57925 11.64647 0.003174

0.06154


d. Ki m tra tính xuyên th ngể ủ

Tính chiều cao đài

Chọn Mác bê tông làm đài cọc là 300, cọc ngàm vào đài 10cm. Lớp bê tông bão

vệ dày 10cm,lớp bê tong lót là vữa xi măng cát vàng Mác 75 đá 4x6 dày 10cm và

20cm thép lấy bằng thép loại AII.

Chiều cao làm việc của móng M1 là h0

ptt= N tt

F+γ tb× D f=

1881.2 ×2

+2.2× 2=82.73(T/m2)

P xt=¿

Giải ra được h0=0.37 mvậy nên ta chọn h0=0.4 m

Chọn chiều cao làm việc của móng M2 là h0= 0.7m

ptt= N tt

F+γ tb× D f=

3762 ×2

+2.2× 2=98.4(T/m2)


88

Đồ án


P xt=¿

Ta giải được h0=0.56 mnên ta chọn h0=0.6 m

Chọn chiều cao làm việc của móng M2 là h0= 0.9m

ptt= N tt

F+γ tb× D f=

7522 ×2

+2.2× 2=192.4(T/m2)

P xt=¿

Ta giải được h0=0.89 m nên ta chọn h0=0.9 m

e. Ki m tra s c ch u t i c a c c làm vi c trong nhómể ứ ị ả ủ ọ ệ

k=1−θ(n1−1 ) n2+(n2−1)n1

90 n1n2

θ=¿arctg(d/s)

Trong đó:

n1= số hàng cọc; n2=¿ số cọc trong hàng

d độ dài cạnh cọc

s khoảng cách giữa các cọc

Pnhóm=k nc Pc> N tt+Qd

Móng M1

k=1−18.43(1−1 ) ×2+(2−1 )×1

90× 1× 2=0.8976

Pnhóm=0.8976×2×187.86=337.25(T )

N tt+Qd=188+12.67=200.67(T )

Pnhóm>N tt+Qd nên thỏa điều kiện Móng M2

k=1−18.43(3−1 ) ×1+(1−1 )×3

90× 1× 3=0.863


88

Đồ án


Pnhóm=0.863 ×3 ×187.86=486.369(T )

N tt+Qd=376+21.12=397.12(T )


k=1−18.43(2−1 ) ×3+(3−1 )× 2

90× 2× 3=0.761

Pnhóm=0.761 ×6×187.86=857.77 (T )

N tt+Qd=752+33.79=785.79(T )

Pnhóm>N tt+Qd nên thỏa điều kiệnf. Ki m tra tính ch u u nể ị ố

Kiểm tra tính chịu uốn cho móng M1

Mô hình lực gây ra tác dụng uốn đài móng:

350500350

350

500

350

Hình 2.5 Mô hình tính toán biên dạng uốn đài móng cọc đóng M1

Momen tác dụng lên móng M1 theo mặt I-I, được xác định theo

công thức:


88

Đồ án


M I −I=P1 ×r1

Trong đó:

P1 là tải trọng tính toán của công trình truyền xuống cọc,

P1 = 94 (T);

r1 là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r1 = 0.4 (m)

Suy ra, giá trị momen là:

M I −I=94 ×0.4=37.6 (T . m)

Tiết diện cốt thép tối thiểu trong đài là:

F ct=M

0.9 h0 Ra

= 37.60.9 × 0.4 ×28000

=0.00373(m2)

Chọp thép 10Φ22a110, chiều dài mỗi thanh thép là 2m

Theo mặt II-II chọn 10Φ12a200



350

950500950

950

500

950

3160

3160



88

Đồ án



công thức:

M I −I=P1 ×r1

Trong đó:


P1 =125.33T

r1 = 0.6m


M I −I=125.33 × 0.6=75.198 (T .m)

Tiết diện cốt thép tối thiểu trong đài theo mặt I-I là:

F ct=M

0.9 h0 Ra

= 75.1980.9 × 0.6 ×28000

=0.00497 (m2)

Mặt I-I, Chọp thép 16Φ20a120,chiều dài mỗi thanh thép là 2m

Momen tác dụng lên móng M1 theo mặt II-II, được xác định theo

công thức:

M II −II=P1× r1

Trong đó:


P1 = 125.33T

r1 = 0.4m


M II −II=125.33 ×0.4=50.132(T .m)



88

Đồ án


F ct=M

0.9 h0 Ra

= 50.1320.9 × 0.6 ×28000

=0.00332(m2)

Mặt I-I, Chọp thép 13Φ18a150,chiều dài mỗi thanh thép là 2m



1550350

1550

350

4160

4360

4360



công thức:

M I −I=2 P1× r1

Trong đó:

P1 là tải trọng tính toán của công trình truyền xuống cọc.

P1 = 125.33 (T).

r là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r1 = 1m


M I −I=2 P1× r1=2×125.33×1=250.66(T . m)


88

Đồ án



F ct=M

0.9 h0 Ra

= 250.660.9 × 0.9× 28000

=0.01105(m2)

Chọp thép 18Φ28a105, chiều dài mỗi thanh thép là 3.2m

-Momen tác dụng lên móng M3 theo mặt II-II được xác định theo

công thức:

M II −II=3 P1× r1

Trong đó:

P1 là tải trọng tính toán của công trình truyền xuống cọc.

P1 = 125.33 (T).

r là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r1 = 0.4m


M II −II=3 P1× r1=3 ×125.33 ×0.4=150.396 (T . m)


F ct=M

0.9 h0 Ra

= 150.3960.9 × 0.9× 28000

=0.00663¿

Chọp thép 26Φ18a120, chiều dài mỗi thanh thép là 2m

g. Ki m Tra C c Theo Đi u Ki n C u L pể ọ ề ệ ẩ ắ

Để đảm bảo điều kiện chịu lực tốt nhất khi vận chuyển thì vị trí móc cần bố trí sao

cho momen dương lớn nhất bằng trị số momen âm lớn nhất.Từ điều kiện này ta

xác định được đoạn:

a = 0.207L ( L chiều dài cọc)

Trị số momen: M a= 0.043q


88

Đồ án


Với q – tải trọng phân bố dều do trọng lượng bản thân cọc

Khi vận chuyển cọc cũng từ điều kiện cân bằng momen tính được khoảng cách b:

b = 0.294 L .Trị số momen M b=0.086 q L2


q

Ma = 0,043qL2

Q

M

0,207L L-2x0,207L 0,207L

88

Đồ án


Lưu ý: Vì khi vận chuyển và cẩu cọc,cọc chịu tải trọng động nên khi tính toán

momen cần nhân với hệ số vượt tải (n=1.5)

Trọng lượng bản thân cọc kể đến hệ thống động khi cẩu lắp và dựng cọc:

q=n × γbt × d2=0.48(T )

Khi cẩu vận chuyển,momen lớn nhất:M = 1.32(T.m)

Khi dựng cọc lên giá búa,momen lớn nhất: M = 2.64(T.m)

Fa=M max

0.9 ×0.36 × 28000=2.91× 10−4 m2

Có Fa chọn là 0.001018 m2>0.000291 m2 nên thỏa điều kiện cẩu lắp.


q

Q

M

L-0,294L 0,294L

Ma = 0,086qL2

88

Đồ án


CHƯƠNG 5

PHƯƠNG PHÁP CỌC NHỒI

I. Thi t k gi i pháp móng c c khoan nh iế ế ả ọ ồ

a. Ch n kích th c c c, thép và đ sâu chôn đàiọ ướ ọ ộ

Cọc nhồi có đường kính 0.8m, cọc dài 32m, cọc ngàm vào đài 10cm.

Độ sâu chon móng 2m so với mặt đất tự nhiên.

Bê công cọc có Mác là 300.

Cốt thép chịu lực loại AII 10Φ18: Ra = 2800KG/cm2.

E

D

C

B

A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

7000

7000

7000

7000

7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000

M1 M1

M1M1

M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2

M2M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2

M2

M2

M2 M2

M2

M2

M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3

M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3

M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc khoan nhồi


88

Đồ án


II. Tính toán s c ch u t i c a c cứ ị ả ủ ọ

a. Tính toán s c ch u t i theo v t li u làm c cứ ị ả ậ ệ ọ

Sức mang tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức

sau:

Qvl=Ru Fb+Ran Fa

Trong đó:

Ru là cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi;

Fb là diện tích của cọc bê tông;

Ran là cường độ tính toán của cốt thép;

Fa là diện tích của cốt thép;

Cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi được xác định như sau:

Ru=3004.5

=666.67 ( T

m2 )>600⇒Ru=600 (T

m2 )

Cường độ chịu nén của cốt thép:

Ran=Ra

1.5=28000

1.5=17666.67(T/m2)

Diện tích tiết diện của cốt thép:

Fa=10 × π ×0.0182

4=0.002545 m2

Diện tích của cọc bê tông:

Fb=Fcọc−Fa=π × 0.82

4−0.002545=0.5 m2

Vậy, sức chịu tải là

Qvl=600 ×0.5+17666,67 ×0.002545=344.96 T


88

Đồ án


b. Tính toán s c ch u t i theo ch tiêu c ng đ đ t n nứ ị ả ỉ ườ ộ ấ ề

Theo TCXD 205 – 1998, sức chịu tải của cọc được xác định như sau:

Qdtt=

Q s

F Ss

+Q p

F Sp

Trong đó:

Qs, Qp là sức chịu tải cực hạn ma sát và sức chống cực hạn của mũi

cọc;

FSs, FSp là hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (2,0÷2,5) và cho

thành phần chống dưới mũi cọc (2,5 ÷ 3,0). Chọn FSs = 2,0 và FSp =

3,0.

Sức chống cực hạn của mũi cọc được xác định theo công thức

Q p=A p× qp

Trong đó:

qp là cường độ chịu tải của mũi cọc, được xác định theo công thức:

q p=cN c+σvp' N p+γ d p N γ

c là lực dính của đất tại độ sâu mũi cọc, c = 0.83 (T/m2) ;

Nc, Np, Nγ là các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất tại

mũi cọc tra theo bảng 9.1/160 sách ‘địa kỹ thuật’ của Phan Thị San Hà.

Ở lớp thứ 3: φ=230 50 ' nên các giá hệ số lần lượt là

Nc = 18.69 ; Np = 9.1; Nγ = 5.27

γ là trọng lượng thể tích đẩy nổi của đất tại độ sâu mũi cọc, γ =

1,07(T/m3);

dp là đường kính của cọc hoặc cạnh của cọc, dp = 0.8m;

σ'vp là ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc, kết

quả tính toán ứng suất được trình bày theo bảng sau:


88

Đồ án


Bảng 1.5: Ứng suất có hiệu:

Lớp ' (T/m3) h (m)

12 1.6

1.04 0.8

2 1.05 7.1

3 1,07 24.5

σ vp' =∑ γ ' ×h=37.702(T/m2)

Suy ra giá trị cường độ chịu tải của mũi cọc là:

q p=0.83 ×18.69+9.1× 37.702+1.07 ×0.8 ×5.27=363.11(T/m2)

Vậy sức chống cực hạn của mũi cọc là

Q p=0.5027 ×363.11=182.54(T)

Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành được xác định theo công thức

Qs=U∑ li f i

Trong đó:

U là chu vi cọc, U=π × d=2.51 m

li, fi là giá trị bề dày và cường độ ma sát thành cọc tương

ứng lớp thứ i.

Cường độ ma sát thành được xác định theo công thức sau:

f i=cai+σhi' ×k × tan φai=cai+σvi

' ×(1−sinφ)× tan φai


88

Đồ án


Trong đó:

Cai là giá trị lực dính của cọc và đất, cai = c;

φai là giá trị góc ma sát trong của cọc và đất, φai = φ;

σ'hi và σ'

vi là giá trị ứng suất có hiệu theo phương ngang và

phương thẳng đứng tương ứng tại độ sâu lớp i.

Kết quả tính toán giá trị fi và li theo các giá trị trên được trình bày như

bảng sau:

Bảng 2.2: Kêt quả tính giá trị f i và l i:

LớpĐộ sâu zi (m)

c(T/m2)

Φσi

'

(T/m2)li

(m)fsi

(T/m2)1 2.4 3.22 13°24' 3.824 0.4 3.922 9.5 2.74 14°41' 7.7595 7.1 4.263 34 0.83 23°50' 24.595 24.5 7.304

∑ f ×l=210.76(T/m2)

Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành là:

Qs=2.51× 210.76=529(T/m2)

Vậy, sức chịu tải của cọc đơn theo cường độ đất nền là:

Qdtt=182.54

3+ 529

2=325.35(T/m2)

c. Tính toán s c ch u t i theo ch tiêu c ng đ đ t n nứ ị ả ỉ ườ ộ ấ ề

Theo TCXD 205:1998, sức mang tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý được xác

định theo công thức sau:

Qtc=m(mR q p A p+U∑i=1

n

mfi li f i)


88

Đồ án


Trong đó:

m là hệ số làm việc của cọc trong đất, m = 1;

mR, mfi là hệ số điều kiện làm việc của đất, tra theo bảng A-5 TCXD 205-

1998 mR = 1, mfi = 0.8;

qp là cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, tra theo bảng A-6 tiêu chuẩn

xây dựng trang 33 TCXD 205:1998 với φ=23050’

Ak0=11.15; Bk

0=21.7 ; α=0.44 ; β=0.31

q p=β ¿(T/m2)

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

quanh cọc, tra theo bảng A-2 TCXD 205-1998.

li là chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.

Kết quả tính toán giá trị cường độ tính toán của ma sát thành fi và bề

dày li theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Bảng 2.3: Kêt quả tính giá trị cường độ:

Lớp Phân lớp Độ sâu li fi

1 1 2 0.4 3

21 4 1.6 3.962 6 2 4.38

3 1 8 2 3.772 10 2 3.913 12 2 4.094 15 3 4.365 17 2 4.516 20 3 4.747 22 2 4.908 25 3 5.13


88

Đồ án


9 27 2 5.2810 30 3 5.5111 32 2 5.6412 34 2 5.79

∑ li f i=156.76(T/m)

Qtc=1 (1 ×104.22 × π ×0.82 ×0.25+π × 0.8× 0.8 ×156.76 )

1.4=262.55T

d. Tính toán s c ch u t i theo ch s SPTứ ị ả ỉ ốQa=1,5 N Ap+( 0,15 N s Ls+0,43 N c Lc ) Ω−W p

Trong đó:

N – Số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc

N c – Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất dính

N s – Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất rời

Ap – Diện tích tiết diện mũi cọc

Lc – Chiều dài cọc nằm trong lớp đất dính

Ls – Chiều dài cọc nằm trong lớp đất rời𝛺 – Chu vi tiết diện cọc

W p – Hiệu số giữa trọng lượng cọc và trọng lượng đất bị cọc thay thế

Với N=18; N c=10 (tính trong lớp 2); N s=17 (tính trong lớp 3)

W p=A p ×( L× γ bt−∑ γi hi)

W p=( π× 0.82

4 )× (32 ×2.5−37.702 )=21.26(T)


88

Đồ án


Qa=1.5× 18 ×0.5027+ (0.15× 17 ×24.5+0.43 × 10× 7.1 )× π × 0.8−21.26=226.06 (T )

Lựa chọn sức chịu tải để tính toán móng

Phương pháp tính toán Sức chịu tải cho phépTheo vật liệu làm cọc 344.96T

Theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 325.35TTheo chỉ tiêu cường độ đất nền 262.55T

Theo chỉ số SPT 226.06T

Vì mục đích kính tế và an toàn nên ta chọn sức chịu tải của cọc đơn để tính cho móng công trình là Qa= 262.55(T)

III.Xác đ nh s l ng c c, ti t di n đài c c và b trí c cị ố ượ ọ ế ệ ọ ố ọ

Trọng lượng của đài và đất trên đài:

Ndtt=n × F sb× h× γ tb

Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

N tt=N 0tt+Nd

tt

Số lượng cọc sơ bộ trong mỗi móng:

nc=kN tt

P

Với k là hệ số an toàn, k = 1.25

Kết quả tính toán tiết diện đài, trọng lượng đài và đất trên đài, lực dọc tính

toán đến cốt đế đài và số lượng cọc cho mỗi móng được trình bày như bảng sau:

Bảng 2.4: Kêt quả tính móng và số lượng cọc:

Móng M1 M2 M3Tiết diện đài cọc sơ bộ (m2) 4.8 9.7 19.4Trọng lượng đài và đất trên đài (T)

19.38 38.76 77.51

Lực dọc tính toán (T) 207.38 414.76 829.51Số lượng cọc sơ bộ 1 2 4


88

Đồ án


Với số lượng cọc được chọn trong mỗi móng như trên ta có thể bố trí cọc

trong móng tương ứng như sau:

1600

1600

400

400R400

a)

1600

R400400

400

800 1200 1200 800

b)


88

Đồ án


400

400

R400

800

1200

1200

800

800 1200 1200 800

c)

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc khoan nhồia) Móng M1; b) Móng M2; c) Móng M3.

IV. Ki m tra ch t l ng c c theo kh năng ch u l cể ấ ượ ọ ả ị ự

Từ nc ta tính được ở trên và cách bố trí cọc, ta tính được kích thước và

diện tích của đài tương ứng như bảng sau:

Bảng 2.5: Kêt quả tính diện tích móng:

Móng M1 M2 M3

Kích thước đàiChiều rộng (m) 1.6 1.6 4Chiều dài (m) 1.6 4 4

Diện tích đài (m2) 2.56 6.4 16

Trọng lượng thực tế của đài cọc và đất trên bậc đài:

Ndtt=n × Fd ×h × γtb

Lực thực tế truyền xuống cọc:


88

Đồ án


Ptt=N0

tt+N dtt

nc

Kết quả tính toán trọng lượng đài và lực thực tế truyền xuống cho mỗi cọc

được trình bày như bảng sau:

Bảng 2.6: Kêt quả tính lực truyền xuống móng:

Móng M1 M2 M3Trọng lượng đài và đất trên đài

(T)13.52 33.79 84.48

Lực truyền xuống thực tế (T) 201.5 204.9 209.12

Trọng lượng của cọc:

Pc=1.2 × Ap × L × γtb=1.2 ×0.5027 × 32× 2.5=48.26 T

Kiểm tra lực truyền xuống cọc:

P1 + Pc = 201.5+ 48.26 = 249.76 (T) < P = 262.55 (T);

P2 + Pc = 204.9+ 48.26 = 253.16 (T) < P = 262.55 (T);

P3 + Pc = 209.1+ 48.26 = 257.36 (T) < P = 262.55 (T).

Vậy, cọc khoan nhồi ban đầu chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực dưới đế

đài.

V. Ki m tra n n móng theo ể ề tr ng thái gi i h n th haiạ ớ ạ ứ

a. Xác đ nh các y u t c a móng kh i quy c ị ế ố ủ ố ướ

Vì nền chịu tải trọng của móng cọc ma sát nên độ lún của nền móng cọc

được tính theo độ lún của nền móng khối quy ước.

Móng khối quy ước có dạng hình tháp, các kích thước xác định theo góc

nghiêng α=φtb

4với φtb được xác định như sau:

φ tb=φ1h1+φ2 h2+φ3 h3

h1+h2+h3


88

Đồ án


Trong đó: φi và hi là góc ma sát trong và bề dày lớp đất mà cọc xuyên

qua.

Ta được:

φ tb=13024 ' × 0.4+140 41' ×7.1+23050' ×24.5

0.4+7.1+24.5=210 40 '

⇒ α=5025 '

Chiều dài, rộng và cao của móng khối quy ước:

LM=L+2 Htanφtb

4

BM=B+2 Htanφtb

4

H M=H +h

Trong đó:

L, B là khoảng cách giữa hai mép của hai hàng cọc ngoài cùng

đối diện nhau theo hai phía;

H là chiều dài của cọc trong đất ;

h là chiều sâu đặt đài.

Trọng lượng móng khối quy ước:

N Mtc =(N d

tc+N ctc+N qu

tc )

Trong đó:

Ndtt là trọng lượng của đài cọc và đất trên đài cọc

Ndtc=(BM × LM ×h × γtb)

Nctt là trọng lượng của tất cả các cọc nằm trong móng khối:

N ctc=(nc × AP × L× 2.5 )


88

Đồ án


Nqutt là trọng lượng của móng khối không có cọc:

N Mtc =(BM × LM−nc A p)∑ γ i hi

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

N tc=N0tc+N M

tc

Ưng suất tiêu chuẩn của tác dụng lên nền tại đáy móng khối quy ước là:

σ tc=N0

tc+N Mtc

LM BM

Kết quả tính toán kích thước, trọng lượng, trị lực tiêu chuẩn và ứng suất

tiêu chuẩn theo móng khối quy ước được trình bày như bảng sau:

Bảng 2.8: Kêt quả tính toán ứng suất tiêu chuẩn:

Móng M1 M2 M3

Kích thước móng khốiChiều dài (m) 6.87 9.27 9.27

Chiều rộng (m) 6.87 6.87 9.27Chiều cao (m) 34 34 34

Diện tích 47.2 63.68 85.93Trọng lượng đài và đất trên đài (T) 207.68 280.19 378.09

Trọng lượng cọc (T) 40.216 80.432160.86

4Trọng lượng của khối móng khối không có

cọc(T)1760.5

82362.9

63163.9

2Trọng lượng tổng của móng có diện tích khối

(T)2008.4

82723.5

83702.8

7Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng (T) 188 376 752

Trị lực tiêu chuẩn (T)1519,9

33099.5

84364,9

5Ưng suất tiêu chuẩn (T/m2) 46.54 48.67 51.84

b. Xác đ nh c ng đ tính toán c a đ t n n đáy móng kh i quy cị ườ ộ ủ ấ ề ơ ố ướ

Cường độ tính toán của đất nền ở đáy móng khối quy ước được xác

định theo công thức sau:

RM=m1m2

K tc

( A BM γ2+B HM γ 1+Dc)


88

Đồ án


Trong đó :

Hệ số tin cậy Ktc = 1.

Hệ số điều kiện là việc của nền đất và công trình: m1 = 1.1; m=1

1 = 1.04 (T/m3), 2 = 1,07 (T/m3), c2 = 0.83 (T/m3).

với φ=23050’ ta có A = 0.69, B = 3.76, D =6.31

kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.9: Kêt quả tính toán cường độ đất nền:

Móng M1 M2 M3

Cường độ tính toán đất nền (T/m2)

157.59 157.59 159.54

Kiểm tra điều kiện để tính lún:

σ1tc = 46.54 (T/m2) < R1 = 157.59 (T/m2);

σ2tc = 48.67 (T/m2) < R2 = 157.59 (T/m2);

σ3tc = 51.84 (T/m2) < R3 = 159.54 (T/m2).

Vậy, móng cọc thỏa mãn điều kiện để tính lún theo vật liệu đàn hồi.

c. Tính lun cho móng kh i quy cố ướ

Chia đất nền dưới móng khối quy ước thành các lớp phân tố có bề

dày hi = BM/5 cho đến khi thỏa điều kiện: σbt > 10σgl thì dừng và tính độ lún trong

phạm vi ảnh hưởng của móng. Trong đó các giá trị σbt và σgl được tính như sau:

σ bti=∑ γi hi

σ z=0gl =σ tb

tc−σbt

σ zigl=K0 i ×σ z=0

gl

Trong đó:


88

Đồ án


σtb là ứng suất trung bình tại đáy móng khối quy ước do tải

trọng công trình và móng khối quy ước gây ra ;

Koi là hệ số, tra bảng III-3 138, sách vũ công ngữ

Công thức tính lún cho phân tố như sau :

Si=βσgl

i ×h i

Ei

Trong đó:

Ei là mô đun biến dạng của phân lớp ; Elớp3 =1391.7 (T/m2).

β là hệ số xét đến nở hông của đất, lấy gần đúng cát pha: β =

0,72


Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu trình bày như bảng

sau:

Bảng 2.10: Kêt quả tính toán độ lún móng M1:

ZĐộ sâu


σbti


0 34 0 1 8.838 37.702 4.265897 0.006282

1.374 35.374 0.2 0.9184 8.116819 38.43709 4.735487 0.00577

2.748 36.748 0.4 0.7768 6.865358 39.90727 5.812846 0.00488

4.122 38.122 0.6 0.634 5.603292 41.37745 7.384489 0.003983

5.496 39.496 0.8 0.51 4.50738 42.84763 9.506106 0.003204

6.87 40.87 1 0.386 3.411468 43.66465 12.79937 0.002425

0.026545


88

Đồ án


Ta thấy S1 = ΣSi = 2,6545 (cm) < 8 (cm), thỏa mãn điều kiện


Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu trình bày như bảng sau:


ZĐộ sâu


σbti


0 34 0 1 10.968 37.702 3.437454 0.007797

1.374 35.374 0.2 0.92176 10.10986 38.43709 3.801939 0.007187

2.748 36.748 0.4 0.78688 8.6305 39.90727 4.623981 0.006135

4.122 38.122 0.6 0.65108 7.141045 41.37745 5.794313 0.005076

5.496 39.496 0.8 0.53324 5.848576 42.84763 7.326164 0.004157

6.87 40.87 1 0.4154 4.556107 43.66465 9.583763 0.003239

8.244 42.244 1.2 0.34448 3.778257 44.3173 11.72956 0.002686

0.036276

Ta thấy S2 = ΣSi = 3,6276 (cm) < 8 (cm), thỏa mãn điều kiện



bảng sau:



88

Đồ án


ZĐộ sâu


σbti


0 34 0 1 14.137 37.702 2.666902 0.01356

1.854 35.854 0.2 0.9184 12.98342 38.69389 2.980254 0.012453

3.708 37.708 0.4 0.7768 10.98162 40.67767 3.704159 0.010533

5.562 39.562 0.6 0.634 8.962858 42.66145 4.759804 0.008597

7.416 41.416 0.8 0.51 7.20987 44.64523 6.192238 0.006916

9.27 43.27 1 0.386 5.456882 46.40653 8.504221 0.005234

11.124 45.124 1.2 0.3092 4.37116 48.16783 11.01946 0.004193

0.061486

Ta thấy S3 = ΣSi = 6.1486 (cm) < 8 (cm), thỏa mãn điều kiện.

∆ Sgh < 0,001.

d. Ki m tra tính xuyên th ngể ủ

Chọn Mác bê tông làm đài cọc là 300, cọc ngàm vào đài 0.3m, râu thép của cọc

cắm vào dài 0,40m. Lớp bê tông bão vệ dày 0.1m,lớp bê tong lót là vữa xi măng

cát vàng Mác 75 đá 4x6 dày 0.2m thép lấy bằng thép loại AII.

Chọn chiều cao móng M1 là h0 = 0.6m

Chiều cao móng M2 là h0

ptt= N tt

F+γ tb× D f=

3764 ×1.6

+2.2 ×2=63.15

P xt=¿

Ta giải được h0=0.73 m nền ta chọn h0=0.8 m


88

Đồ án


hiều cao móng M3 là h0

ptt= N tt

F+γ tb× D f=

7524× 4

+2.2× 2=51.4

P xt=¿

Ta giải được h0=1.08 m nên ta chọn h0=1.1 m

e. Ki m tra s c ch u t i c a c c làm vi c trong nhómể ứ ị ả ủ ọ ệ

k=1−θ(n1−1 ) n2+(n2−1)n1

90 n1n2

θ=¿arctg(d/s)

Trong đó:

n1= số hàng cọc; n2=¿ số cọc trong hàng

d độ dài cạnh cọc

s khoảng cách giữa các cọc

Pnhóm=k nc Pc> N tt+Qd

Móng M2

k=1−18.43(1−1 ) ×2+(2−1 )×1

90× 1× 2=0.8976

Pnhóm=0.8976 ×2× 262.55=471.33(T )

N tt+Qd=376+33.79=409.79 (T )


k=1−18.43(2−1 ) ×2+(2−1 )× 2

90× 2× 2=0.799

Pnhóm=0.7899 × 4 ×262.55=839.11(T )


88

Đồ án


N tt+Qd=752+84.48=836.48(T )

Pnhóm>N tt+Qd nên thỏa điều kiện.f. Ki m tra tính ch u u nể ị ố

Kiểm tra tính chịu uốn đài cọc móng M1


Hình 3.1 Mô hình tính toán biên dạng uốn đài móng cọc khoan nhồi M1

Đài cọc không chịu tác dụng momen uốn nên cốt thép được bố trí

là 8Φ12a200, chiều dài mỗi thanh thép là 1.6m theo cả hai phương.



1250


Momen tác dụng lên móng M1 theo mặt I-I, được xác định theo công thức:


88

Đồ án


M I −I=P1 ×r1

Trong đó:


P1 = 188T

r là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r1= 1m


M I −I=188 ×1=188(T .m)


F ct=M

0.9 h0 Ra

= 1880.9 × 0.8× 28000

=0.00932(m2)

Mặt I-I, Chọp thép 15Φ28a100 chiều dài mỗi thanh thép là 4m

Mặt II-II, Đài cọc không chịu tác dụng momen uốn nên cốt thép

được bố trí là 20Φ12a200, chiều dài mỗi thanh thép là 1.6m




88

Đồ án


1250

1250



công thức:

M I −I=2 P1× r1

Trong đó:


P1 = 188T

r là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r = 1m


M I −I=2 ×188 × 1=376(T . m)


F ct=M

0.9 h0 Ra

= 3760.9 ×1.1 ×28000

=0.0135 m2¿

Mặt I-I, Chọp thép 28Φ25a140, chiều dài mỗi thanh thép là 4m

Mặt II-II, tương tự.


88

Đồ án


KẾT LUẬN


5555

Đồ án Nền móng công trình GVHD: T.S Võ Đại Nhật

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Báo cáo kêt quả khảo sát địa chất công trình; chung cư tái định cư và kết hợp

văn phòng, xã Bình Hưng – Huyện Bình Chánh – TP Hồ Chí Minh.

[2] Nguyễn Văn Quảng – Nguyễn Hữu Kháng, Hướng dẫn đồ án nền và móng,

Nhà xuất bản xây dựng, 2008.

[3] Sách Nền móng công trình, Đậu Văn Ngọ - Nguyễn Việt Kỳ, Nhà xuất bản Đại

học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010.

[4] Sách địa kỹ thuật, Phan Thị San Hà – Lê Minh Sơn, Nhà xuất bản Đại học

quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010.

[1] Tài liệu móng cọc, Th.S Võ Thanh Long.

[6] Nền móng, Châu Ngọc Ẩn.

SVTH: Lê Đình Khải - 30901204

phuong nền móng

Documents