dỒ an nỀn mong chẲng 1

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: PHAN QUỐC CƯỜNG

A.THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

CHƯƠNG 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT1. Mô tả các lớp đất

- CH1: Đất sét màu xám đến nâu đen, trạng thái dẻo mềm.- CH2: Lớp đất bùn sét, màu xám xanh, trạng thái nhão.- CL1: Đất sét màu xám nâu, đỏ lẫn đốm trắng và một ít cát mịn, trạng thái dẻo- CH3: Đất sét màu xám đến nâu vàng, trạng thái nửa cứng.- CL2: Đất sét màu xám vàng lẫn sáng trắng và một ít cát mịn, trạng thái cứng.

2. Chiều dày và vị trí xuất hiện các lớp đấtBảng 1.2. Bảng thể hiện cao trình các lớp đất

Lớp đất Chiều dày Vị trí xuất hiện Hố khoan

CH11.5 0.0 ÷ -1.5 H1

1.3 0.0 ÷ -1.3 H2

CH27.1 -1.5 ÷ -8.6 H1

7.1 -1.3 ÷ -8.4 H2

CL110.4 -8.6 ÷ -19.0 H1

10.4 -8.4 ÷ -18.8 H2

CH312.5 -19.0 ÷ -31.5 H1

12.5 -18.8 ÷ -31.3 H2

CL2>13.5 -31.5 kéo dài 45m H1

>13.5 -31.3 kéo dài 45m H2

Mực nước ngầm-0.9 H1

-1.0 H2

Nguyễn Văn Chẳng - ĐHXD8A Trang 1


CH1

CH2

CL1

CH3

CL2

-1.50

-8.60

-19.00

-31.50

-45.00

±0.00

-1.00 MNN

Hình 2.1. Măt cắt địa chất HK1



3. Các tính chất đặc trưng của các lớp đất

Bảng 1.3. Bảng các tính chất đăc trưng của các lớp đất

Tính chất cơ lý Ký hiệu Đơn vị

Lớp đất

CH1 CH2 CL CH3 CL2

Độ ẩm tự nhiên W % 42.34 71.73 26.84 28.64 23.97

Dung trọng tự nhiên 3cmg 1.747 1.535 1.860 1.859 1.859

Dung trọng khô d 3cmg 1.230 0.895 1.467 1.445 1.500

Tỉ trọng hạt Gs 2.692 2.680 2.680 2.691 2.685

Ty số rông E 1.196 1.999 0.828 0.862 0.790

Độ rông N % 54.3 66.61 45.25 46.30 44.13

Trọng lương riêng đẩy nổi

' 3cmg 0.773 0.561 0.919 0.908 0.941

Độ bão hòa S % 95.08 96.18 87.02 89.48 81.35

Sức chịu nén qu 2cmkg 0.638 0.329 0.985 1.559 2.427

Lực dính C 2cmkg 0.375 0.249 0.489 0.668 0.976

Góc ma sát trong Độ 10.39 8.304 20.08 17.48 21.49

Giới hạn dẻo wp % 28.88 29.21 19.39 26.29 24.58

Giới hạn lỏng wL % 55.45 55.19 37.41 51.06 44.06

Chỉ số dẻo Ip % 26.58 25.98 18.02 24.77 19.48

Độ sệt IL 0.510 1.637 0.435 0.095 0.03



4. Biêu đô đương cong nen lun

BIỂU ĐỒ NÉN LÚN

0.55

0.575

0.6

0.625

0.65

0.675

0.7

0.725

0.75

0.775

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5

ÁP LỰC NÉN (KG/cm2)

HẾ

SỐ R

ỔN

G E



CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

* Vật liệu sử dụng:

- Bê tông cấp độ bền B20 có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa- Cốt thép dọc chịu lực: thép CII có Rs = 280 MPa- Thép đai: dung thép CI có Rsw = 175 MPa

Mặt bằng bố trí cột

500030005000 4000

17000

5000

5000

6000

5000

5000

2600

0

C1

C1

C2

C6

C7

C8

C5

C3

C4

C6

C7

C8

C2

C3

C2

C6

C7

C8

C5

C3

C4

C6

C7

C8

C2

C3

MAËT

BAÈN

G CO

ÄT



II. Móng băng dưới chân cột (C3 – C7– C7 – C3)

Số liệu tính toán - Tải trọng tại chân cột:

Tải trọng N C3 (KN) C7 (KN) C7 (KN) C3 (KN)Tải trọng tính toán 290 350 305 290

Hệ số n 1.15Tải trọng tiêu chuẩn 352.2 217.39 217.39 352.2

- Chiều dài móng: tính từ tâm cộtLm (m) L1 (m) L2 (m) L3 (m) Lm (m)

1 5 3 5 1

Bước1: Chọn sơ bộ kích thước đáy móng (QPXD 45 – 70)

Trong đó: A,B,D – là hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong φ1 = 11.390

φ1 A B D11.39 0.2193 1.8772 4.3436

Lấy b0= 1 (m)

(KN/m2)Diện tích đáy móng sơ bộ

(m2)

Ta có: L = 13.3 (m) => B ≥ => B ≥ 0,41( m)

Ta chọn B = 1.2(m)Bước 2: Kiểm tra sức chịu tải của đất nền.

(QPXD 45 – 70)

=>

Áp lực đất tại đáy móng( KN/m2)

Điều kiện: ( thỏa )

Bước 3: Kiểm tra độ lún tại tâm móng.

Ứng suất gây lún tại tâm móng

(KN/m2)



Bảng tính độ lún :

Như vậy ∑S = 0,037(m) = 3,7( cm) < Sgh = 8 (cm) (thỏa yêu cầu biến dạng).

Bước 4: Tính bề dày bản móngXác định kích thước cột (Fc):

Vậy chọn kích thước cột bc x hc = 0.3x0.3 (m)Chiều cao bản cánh móng: Chọn lớp bê tông bảo vệ: a = 0.05(m)

Chọn:

- Kiêm tra chọc thủng tại chân cột có Nmax(cột giữa):

Ptt = (KN/m2)

Pxt =

Pcx = 0.75 Rk

Pcx > Pxt (thỏa)- Kiêm tra xuyên thủng cho chân cột biên

Ptt =



Pxt =

Pcx = 0.75 Rk

Pcx > Pxt (thỏa)Bước 5: Tính nội lực và cốt thep

Tính cốt thep cho bản móngPhản lực ròng pnet cho toàn bộ bề rộng của móng

Biểu đồ moment và lực cắt:

Mnhịp = -190,11( KNm)Mgối = 117,73( KNm)

Lớp thep bên trên theo phương dọc L trong dầm móngMoment nhịp lớn nhất trong móng có giá trị cực đại là Mnhịp = 190,11( KNm), chọn:Thép nhóm CII có Rs = Rsc = 280 (MPa)Bê tông B20 có Rb = 11.5( MPa) ; ξR = 0.623 ; αR = 0.429

h = 60 (cm) => h0 = h – a = 60 – 5 = 55( cm)

Đăt cốt thép đơn

Vậy chọn thép : 6Ф18 (Asc=15,27 cm2)

Lớp thep bên dưới theo phương dọc L trong dầm móngMoment gối lớn nhất có giá trị cực đại là Mgối = 117,73( KNm)




Tính cốt thep ngang trong móng (bản móng):Tính cốt thép theo phương ngang B xem như ngàm tại mép cột, tính trên 1 mét dài

( KN.m)

Do As quá nhỏ nên ta chọn theo cấu tạo: ϕ12a200Tính thep đai cho móng băng- Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bêtông:

Với: 3b = 0,6 ñoái vôùi beâ toâng naëng. 3b = 0,5 ñoái vôùi beâ toâng nheï. 1 + f + n = 1 Rbt = 0.9 (MPa)Ta có: Qbmin = 118,8( KN) < Qmax = 250,29( KN) Suy ra cần đăt thép đai chịu cắt- Tính cốt đai: Thép CI

+ Chọn đai 8, đai 2 nhánh+ Bước cốt đai tính toán:

- Khoảng cách cốt đai lớn nhất:

- Thép đai theo cấu tạo:



+ Đoạn đầu dầm: h = 600(mm) . Chọn Sct = 150 (mm)

+ Đoạn giữa dầm: h = 600(mm) > 300(mm) .

Chọn Sct = 250 mm chọn bước cốt đai

+ 150(mm) đoạn đầu dầm+ 250(mm) đoạn giữa dầm

- Điều kiện bêtông chịu cắt giữa các vết nứt nghiênmax 1 1 00.3 w b bQ R bh

Với: • • 3

w1 w1 1.5 1 1.5 7.78 2.24 10 1.03s

Trong đó:

43w

w321 10 1.0067.78 ; 2.24 1030 1527 10

s ss

b

E AE bs

Thay vào ta đươc: Vậy không cần đăt cốt thép xuyên chịu cắt

II. Móng băng dưới chân cột (C3 – C7 – C7 – C3)


Tải trọng N C3 (KN) C7 (KN) C7 (KN) C3 (KN)Tải trọng tính toán 310 320 320 310

Hệ số n 1.15Tải trọng tiêu chuẩn 269,57 278,3 278,3 269,57

- Chiều dài móng: tính từ tâm cộtLm (m) L1 (m) L2 (m) L3 (m) Lm (m)

0.15 5 3 5 0.15

Bước1: Chọn sơ bộ kích thước đáy móng (QPXD 45 – 70)

Trong đó: A,B,D – là hệ số sức chụi tải phụ thuộc vào góc ma sát trong φ1 = 10.390

φ1 A B D10.39 0.1937 1.7748 4.2171

Lấy b0= 1 (m) (KN/m2)

Diện tích đáy móng sơ bộ



(m2)

Ta có: L = 13.3 (m) => B ≥ => B ≥ 0.48( m)


(QPXD 45 – 70)

=>

Áp lực đất tại đáy móng( KN/m2)

Điều kiện: ( thỏa )Bước 3: Kiểm tra độ lún tại tâm móng.


(KN/m2)


Như vậy ∑S = 0,029(m) = 2,9( cm) < Sgh = 8 (cm) (thỏa yêu cầu biến dạng).

Bước 4: Tính bề dày bản móngXác định kích thước cột (Fc):

Vậy chọn kích thước cột bc x hc = 0.3 x 0.3 (m)Chiều cao bản cánh móng:



Chọn lớp bê tông bảo vệ: a = 0.05(m)

Chọn: - Kiêm tra chọc thủng tại chân cột có Nmax(cột giữa):

Ptt = (KN/m2)

Pxt =

Pcx = 0.75 Rk

Pcx > Pxt (thỏa)- Kiêm tra xuyên thủng cho chân cột biên

Ptt =

Pxt =

Pcx = 0.75 Rk

Pcx > Pxt (thỏa)

Bước 5: Tính nội lực và cốt thepTính cốt thep cho bản móngPhản lực ròng pnet cho toàn bộ bề rộng của móng




Mnhịp = -221,5( KNm)

Mgối = 212,06( KNm)

Lớp thep bên trên theo phương dọc L trong dầm móngMoment nhịp lớn nhất trong móng có giá trị cực đại là Mnhịp = 221,5( KNm), chọn:Thép nhóm CII có Rs = Rsc = 280 (MPa)Bê tông B20 có Rb = 11.5( MPa) ; ξR = 0.623 ; αR = 0.429

h = 60 (cm) => h0 = h – a = 60 – 5 = 55( cm)


Lớp thep bên dưới theo phương dọc L trong dầm móngMoment gối lớn nhất có giá trị cực đại là Mgối = 212,06( KNm)



( KN.m)


Với: 3b = 0,6 ñoái vôùi beâ toâng naëng.



3b = 0,5 ñoái vôùi beâ toâng nheï. 1 + f + n = 1 Rbt = 0.9 (MPa)Ta có: Qbmin = 118,8( KN) < Qmax = 212,06( KN) Suy ra cần đăt thép đai chịu cắt- Tính cốt đai: Thép CI

+ Chọn đai 8, đai 2 nhánh+ Bước cốt đai tính toán:


- Thép đai theo cấu tạo:

+ Đoạn đầu dầm: h = 600(mm) . Chọn Sct = 150 (mm)

+ Đoạn giữa dầm: h = 600(mm) > 300(mm) .

Chọn Sct = 250 mm chọn bước cốt đai

+ 150(mm) đoạn đầu dầm+ 250(mm) đoạn giữa dầm


Với: • • 3

w1 w1 1.5 1 1.5 7.78 2.24 10 1.03s

Trong đó:

43w

w321 10 1.0067.78 ; 2.24 1030 1527 10

s ss

b

E AE bs




III. Móng băng dưới chân cột (C1 – C4 – C8 – C8 – C5)


Tải trọng N C1 (KN) C4 (KN) C8 (KN) C8(KN) C5 (KN)Tải trọng tính toán 240 340 250 250 260

Hệ số n 1.15Tải trọng tiêu chuẩn 208,7 295,7 217,4 217,4 226,08

- Chiều dài móng: tính từ tâm cộtLm (m) L1 (m) L2 (m) L3 (m) L4(m) Lm (m)

0.15 4 5 3 5 0.15

Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước đáy móng (QPXD 45 – 70)

Trong đó: A,B,D – là hệ số sức chụi tải phụ thuộc vào góc ma sát trong φ1 = 10.390

φ1 A B D10.390 0.1937 1.7748 4.2171

Lấy b0= 1 (m) (KN/m2)

Diện tích đáy móng sơ bộ (m2)

Ta có: L = 17,3 (m) => B ≥ m.


(QPXD 45 – 70)

=>Áp lực đất tại đáy móng

( KN/m2)

Điều kiện: ( thỏa )

Bước 3: Kiểm tra độ lún tại tâm móng.


( KN/m2)




Như vậy ∑S = 0.024 (m) = 2,4( cm) < Sgh = 8 cm (thỏa yêu cầu biến dạng)Bước 4: Tính bề dày bản móngXác định kích thước cột (Fc):

Vậy chọn kích thước cột bc x hc = 0.3 x 0.3 (m)Chiều cao bản cánh móng: Chọn lớp bê tông bảo vệ: a = 0.05(m)

Bản móng dưới 2 cột biên có khả năng bị xuyên thủng lớn nhất:

0005,02.75,0 hhbhhRP cckcx

Điều kiện: Pxt < Pcx ( thỏa )Tính chính xác móng băng có sươn:

Chọn chiều cao sườn móng: 1 1( ) 0,68 10sh L m (L: khoảng cách giữa các trục cột)

Chọn bề rộng sườn móng: Kiêm tra chọc thủng tại chân cột giữa có :

KN/m2

Lực xuyên thủng:



(KN)

Lực chống xuyên

( KN)

Điều kiện: Pxt < Pcx ( thỏa )Kiểm tra xuyên thủng cho chân cột biên

(KN/m2)

Lực xuyên thủng:

(KN)

Lực chống xuyên

( KN)

Điều kiện: Pxt < Pcx ( thỏa )

Bước 5: Tính nội lực và cốt thep

Tính cốt thep cho bản móngPhản lực ròng pnet cho toàn bộ bề rộng của móng




Mnhịp = -179,79( KN.m)Mgối = 197,37 ( KN.m)Lớp thep bên trên theo phương dọc L trong dầm móngMoment nhịp lớn nhất trong móng có giá trị cực đại là Mnhịp = 179,79( KNm), chọn:Thép nhóm CII có Rs = Rsc = 280 (MPa)Bê tông B20 có Rb = 11.5( MPa) ; ξR = 0.623 ; αR = 0.429

h = 50 (cm) => h0 = h – a = 50 – 5 = 45( cm)


Lớp thep bên dưới theo phương dọc L trong dầm móngMoment gối lớn nhất có giá trị cực đại là Mgối = 197,37 ( KNm)



KN.m




Với: 3b = 0,6 ñoái vôùi beâ toâng naëng. 3b = 0,5 ñoái vôùi beâ toâng nheï. 1 + f + n = 1 Rbt = 0,9 (MPa)Ta có: Qbmin = 97,2( KN) < Qmax = 244,02( KN) Suy ra cần đăt thép đai chịu cắt

- Tính cốt đai: Thép CI+ Chọn đai 8, đai 2 nhánh+ Bước cốt đai tính toán:


- Thép đai theo cấu tạo:+ Đoạn đầu dầm: h = 500(mm) / 3;500 167;500ct hS . Chọn Sct = 150 (mm)+ Đoạn giữa dầm: h = 500(mm) > 300(mm) 3 / 4;500 375;500ct hS .

Chọn Sct = 300 mm

tt max ct btÑoaïnñaàudaàm = 150 mm

TöøS ,S ,S choïnböôùccoátñaiS =Ñoaïngiöõadaàm = 300 mm


Với: • •

Trong đó:

43w

w321 10 1.0067.78 ; 2.24 1030 1527 10

s ss

b

E AE bs




PHẦN II:

MÓNG CỌC ÉPI. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CHO CỌC ĐƠN

1. Các thông số về cọc

Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn tại công trường có các thông số sau:

- Tiết diện cọc: 30 x 30 cm

- Chiều dài cọc: 20m được chia thành 2 đọan: : đọan đầu dài 8,9 m, đọan mũi

11,7 m trong đó đọan đập đầu cọc 0,6m và đoạn cọc ngậm trong đài là 0,1m.

- Bê tông cấp độ bền B30 có Rb = 1700 T/m2, Rbt = 120 T/m2

- Cốt thép dọc chịu lực: thép CII có Rs = 28000 T/m2

- Thép đai: dung thép CI có Rsw = 22500 T/m2

- Chiều sâu đăt đài dự kiến: 1,5m

- Các hệ số: αR = 0,429 ; ξR = 0,573

2 . Tính toán cốt thep của cọc trong điều kiện thi công

Ta tìm vị trí đăt mốc cẩu cách chân cọc một khoảng a sao cho Mnhip = Mgối. Sau

khi giải bài toán đơn giản về cân bằng moment ta đươc giá trị x = 0,207L (với L là chiều

dài cọc) trong trường hơp vận chuyển cọc và x = 0,293L trong trường hơp lắp cọc.



Biểu đồ moment khi cẩu , lắp cọc

+ Tính toán và bố trí cốt thep cho cọc

Trọng lương bản thân cọc (tính với hệ số vươt tải 1,1)q= 0,3 x 0,3 x 2,5 x 1,1 x 1,5 = 0,371 T/m

Vậy:

Mmax1 = 0,0214 qL2 = 0,0214 x 0,371 x 11,72 = 1,087 T.mMmax2 = 0,043 qL2 = 0,043 x 0,371 x 11,72 = 2,184 T.m

Kiểm tra tiết diện cọc :

Ta thấy Mmax1 < Mmax2 nên dùng Mmax2 để tính toán.

Chọn lớp bảo vệ a = 5cm ho = h – a

= 0,3 – 0,05 = 0,25m

= = 0,069;

= =0,964

= = 3,236 (cm2)

Vì diện tích cốt thép quá nhỏ nên ta lấy theo cấu tạo.

Ta có: μmin = 0,8% (TCXD 205:1998),

cm2

Ta chọn 416 có As chọn = 8,04 cm2

thỏa điều kiện.

Vậy cọc đươc bố trí thép bằng 816.

Nguyễn Văn Chẳng - ĐHXD8A

L

0,207L 0,207L

Mmax = 0,0214 qL2

0,293L

Mmax = 0,043 qL2

Trang 21


Kiểm tra hàm lương cốt thép

μmin = 0,8% (TCXD 205:1998)

=

min < <max

+ Tính toán móc cẩu

Trọng lương cọc: P = q x L= 0,371 x 11,7 = 4,341 T

Lực kéo tối đa mà cốt thép móc cẩu chịu đươc phải lớn hơn P

P ≤ RsAs = 1,55 cm2

Chọn móc cẩu có đường kính Φ16, thép CII, As = 2,011 cm2

Tính toán chiều dài đoạn neo của móc cẩu

Lực kéo mà một thanh thép phải chịu là: T = = = 2,171 T

Chiều dài đoạn neo : lneo = ; lneo ≥ 30

lneo = = 0,36 m; mà lneo ≥ 30 = 30 × 1,6 = 48cm

Chọn lneo = 50 (cm)

3.Tính sức chịu tải theo độ bền của vật liệu

Chọn µ = 0,7 L0 = µ.L = 0,7 x 20 = 14 m

= 0,877 Rb: cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa beâtoâng (M250): Rb = 1700T/m2

Rs: cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa theùp nhoùm CII : Rs =28000 T/m2

Ap: dieän tích tieát dieän cuûa coïc beâtoâng: Ap = 0,3 x 0,3 = 0,09 (m2)Aa: dieän tích tieát dieän coát theùp doïc (8 16) : Aa = 16,085 x10-4 m2

Pvl = 0,877 x (1700 x 0,09 + 28000 x 16,085 x 10-4) = 173,679 T



4. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền

4.1 Xác định sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền (TCXD 205 – 1998) Qtc = m(mR. qp .AP + u mfi.fsi.li)Trong ñoù: caùc heä soá laáy theo tieâu chuaån TCXDVN 205-1998.- : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát, lấy .- : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát döôùi muõi coïc. Ñoái vôùi ñaát döôùi muõi coïc laø đất sét ta coù : mR = 0,7- : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát xung quanh coïc. - CH1: Đất sét màu xám đến nâu đen, trạng thái dẻo mềm.

IL=0,51 => mf =0,9

- CH2: Lớp đất bùn sét, màu xám xanh, trạng thái nhão.

IL=1,637 => mf =0,9

- CL1: Đất sét màu xám nâu, đỏ lẫn đốm trắng và một ít cát mịn, trạng thái dẻo.

IL=0,435 => mf =0,9

- CH3: Đất sét màu xám nâu đến nâu vàng, trạng thái nửa cứng.

IL=0,095 => mf =0,9

- ma saùt thaønh beân giöõa coïc vaø ñaát, tra trong TCXDVN 205-1998

- cöôøng ñoä chòu taûi ôû muõi , dieän tích tieát dieän ngang ñaàu muõi coïcđất sét màu xám nâu đến nâu vàng, trạng thái nửa cứng noäi suy ñöôïc: qp=885,95(T/m2) - Ap: dieän tích töïa leân ñaát cuûa coïc. Ap=0,09 (m2)- u: chu vi tieát dieän ngang cuûa coïc. u=0,3 x 4=1,2 (m)- li: chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i khi chia lôùp phaân toá.

Ta có bảng:

Lớp đất Lớp phân tố li (m) ztbi

(m) fsi (T/m2) mfi mfi*fsi*li

II (7.1m)

1 2 2,5 0,45 0,9 0,81

2 2 4,5 0,55 0,9 0,99



3 2 6,5 0,6 0,9 1,08

4 1,1 8,05 0,6 0,9 0,59

III (10.4m)

5 2 9,6 3,14 0,9 5,65

6 2 11,6 3,25 0,9 5,85

7 2 13,6 3,37 0,9 6,07

8 2 15,6 3,48 0,9 6,26

9 2,4 17,8 3,59 0,9 7,75

IV(2.5m)

11 2,5 20,25 7,935 0,9 17,854

Σ (mf.fsi.li ) = 52,904 T/m

Qtc=m.(mR.qp.AP + u Σ mf.fsi.li )

Trong đó: . qp = 885,95 (T/m2) . mR = 0,7 . m = 1 . Ap = 0,3 x 0,3 = 0,09 (m2) . u*mfi*fsi*li = 4 x 0,3 x 52,904 = 63,485 T

Qtc =1(0,7 x 885,95 x 0,09 +63,485 ) = 119,3 T

T

4.2 Xaùc ñònh söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc döïa vaøo caùc chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn:

Qa= (T)Tính Qs

: dieän tích maët beân tính toaùn Fs = ca + h

, tana : goùc ma saùt trong cuûa ñaát : löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát



: aùp löïc höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng Ks = 1- sin : hệ số áp lực ngang động

Lớp 2: taïi ñoä saâu z = 7,1 m = 41,251 KN/m2

= 8,3040

c = 24.9 KN/m2

fs1 = 24,9 + 41,251x( 1 – sin(8,3040)).tan(8,3040) = 30,051 KNLớp 3: taïi ñoä saâu z = 10,4 m.

KN/m2

= 20,080

c = 48,9 KN/m2

fs2 = 48,9 + 108,95x( 1 – sin(20,080)).tan(20,080) = 75,053 KN

Lớp 4: taïi ñoä saâu z = 2,5 m. KN/m2

=17,480

C = 66,8 KN/m2

fs3 = 66,8 + 168,088x( 1 – sin(17,480)).tan(17,480) = 103,834 KNTa có : Qs = As.Fs

Qs1 = 0,3 x 4 x 7,1 x 30,051 = 256,035 KN Qs2 = 0,3 x 4 x10,4 x75,053 = 936,661 KN Qs3 = 0,3 x 4 x 2,5 x 103,834 = 311,502 KN Σ Qs = 256,035 + 936,661 + 331,502 =1524,198 KN Tính Qp

σ’vp = 168,088 + 9,08x1,25 = 179,438 KN/m2

Ap: dieän tích ñaàu coïc. Ap = 0,09 m2

Vôùi, = 17,480 tra baûng trang 23 theo giaùo trình baøi giảng môn học nền móng công trình ( GV.ThS Phan Quốc Cường ) ta coù: Nc = 12,705 ; Nq = 5,005 ; N = 3,789 qp = c.Nc + σ’vp Nq + γdp Nγ

qp = 66,8 x 12,705 + 179,438 x 5,005 + 9,08 x 0,3 x 3,789 =1757,102KN/m2

Qp = 0,32 x 1757,102 = 158,139 KN

KN = 81,4812 T



Nhaän xeùt:Sức chịu tải thiết kế của cọc đơn đươc chọn như sau:

Qtk = min (Pvl, Qa, Qa) = 81,4812 T

Để cọc đảm bảo điều kiện thi công và thử tĩnh thì:

Pvl 2. Qtk => 2 × 81,4812 =162,962 T < 173,679 T (Thỏa)



II. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC C1:

Ta có : N = 282T ; M = 15T ; H = 5T

Số liệu tính toán:




Chọn chiều cao đài h = 0,7m.

1. Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc

+ Chọn sơ bộ số lượng cọc theo công thức:

Trong đó:Ntt – Tổng tải trọng thẳng đứng tác động tại đáy đài cọc (Bao gồm: tải trọng ngoài, tường, đà kiềng và đài);Qa – Sức chịu tải cho phép của một cọc; - Hệ số xét đến ảnh hưởng của moment tác động lên móng cọc, lấy từ 1 đến 1,5 tùy giá trị của moment.

Để các cọc làm việc theo nhóm thì khoảng cách giữa các cọc đươc bố trí từ 3d – 6d (d là cạnh cọc).Ta chọn: = 3d = 3 x 0,3 = 0,9 m. Vậy a = 0,636mKhoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là d = 0,3mCọc có thể bố trí theo lưới ô vuông, lưới tam giác đều hoăc tam giác cân.Số cọc giả sử đươc chọn khoảng 4 cọc:Vậy diện tích sơ bộ của đài là:

Fđài = 1,236 x 1,236 =1,528 m2

Trọng lương của đài và đất trên đài: Ntt

đài = Fđài x γbt x h x n = 1,528 x 2,5 x 0,7 x 1,1= 2,941 T Ntt

đất = Fđài x (Df – h) x γtb = 1,528 x (1,5 – 0,7) x 1,747 = 2,136 T ΣNtt = Ntt + Ntt

đài + Nttđất = 282 + 2,941 + 2,136 = 287,077 T

+ Chọn số lượng cọc: Chọn β = 1,5 hệ số xét đến ảnh hưởng của moment tác động lên móng cọc

cọc

Choïn soá coïc nc = 6 coïc (30 x 30cm) ñeå boá trí



+ Chọn kích thước tiết diện cột:Chọn bê tông B30 có Rb =1700 T/m2

Xác định kích thước cột (Fc):

Vậy chọn kích thước cột bc x hc = 45 x 45 cm.

+ Sức chịu tải của nhóm cọc:

Do sự ảnh hưởng lẫn nhau của các cọc trong nhóm nên sức chịu tải của cọc trong nhóm sẽ khác với cọc đơn.

Công thức Converse - Labarre:

Trong đó:m –Số cọc trong một hàng;n – Số hàng cọc trong nhóm cọc;d – Đường kính hay cạnh cọc;s – Khoảng cách giữa 2 cọc tính từ tâm.

Sức chịu tải của nhóm cọc được tính theo công thức:Qnhóm = .n.Qtk

Trong đó: –Hệ số nhóm;n – Số lương cọc trong đài;Qtk – Sức chịu tải thiết kế;

Qnhóm = .n.Qtk = 0,761 × 6 × 81,4812 = 372,043 T Q nhóm = 372,043 T Ntt = 287,077 T

Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm

2 . Kiêm tra tải trọng tác động lên các cọc trong móng cọc Khi móng cọc chịu lực lệch tâm, tải tác động lên môi cọc trong nhóm không đều

nhau và đươc xác định theo công thức sau:

Trong đó:



Ntt – Tổng tải trọng thẳng đứng tác động tại đáy đài cọc;n – Số lương cọc trong móng;Mx – Moment của tải ngòai quanh trục x, nếu tải ngang không nằm ở đáy đài

thì phải tính vào (Hy*h : h là cánh tay đòn);My – Moment của tải ngòai quanh trục y, nếu tải ngang không nằm ở đáy đài

thì phải tính vào (Hx*h : h là cánh tay đòn);xi, yi – Tọa độ cọc thứ i trong tọa độ trục x, y ở đáy đài (Tâm gốc tọa độ O ở

tâm cột).

Bảng tính sức chịu tải của từng cọc

Cọc xi (m) yi (m) xi2(m2) yi

2(m2) pi (T) Mttx(T.m) Mtt

y(T.m)

1 -0,9 0,45 0,81 0,2025 40,207

0 152 0 0,45 0 0,2025 47,8463 0,9 0,45 0,81 0,2025 55,4854 -0,9 -0,45 0,81 0,2025 40,207 5 0 -0,45 0 0,2025 47,846 6 0,9 -0,45 0,81 0,2025 55,485

3,24 1,215

Pmax = 55,485 T Pc (Qtk) = 81,4812 T

Pmin = 40,207 T 0Trong đó:



Pmax – Lực tác động lên cọc lớn nhất;Pmin – Lực tác động lên cọc nhỏ nhất có thể là lực nhổ;

3 . Tính toán đài cọc + Kiêm tra móng cọc đài thấp

Df 0,7 hmin

Trong đó:b – Cạnh của đáy đài theo phương vuông góc với lực ngang H;, - góc ma sát trong và dung trọng của đất từ đáy đài trở lên;H – Lực ngang tác động lên móng;

Ta có:

T/m3

Df = 1,5m 0,7 hmin = 0,7 × 1,974 = 1,382 m(Nếu Df < 0,7 hmin thì kiểm tra thêm cọc chịu tải trọng ngang, hoăc tăng chiều sâu

đặt đài Df.)+ Bề dày đài: Chọn h= 0,8m h0 = h - a= 0,8 - 0,05 = 0,75 m

Theo điều kiện chọc thủngPxt Pcx

Trong đó:Pxt = phản lực của những cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng.Pxt = 0 (T)Pcx = 0,75 Rk Stháp xuyên ; Rk – cường độ chịu kéo của bê tông.

Pcx = 0,75 (bc +ho).ho.Rk.6 = 0,75 (0,3 +0,75).0,75.120.6 = 425,25 (T) Pcx>pxt (thỏa)

+ Cốt thep trong đài

Ta có: h = 0,8m; a = 0,05m h0 = 0,75m Thép đăt cho đài cọc để chịu moment uốn. Người ta coi cánh đài đươc ngàm vào

các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài măt ngàm qua



chân cột.

- Môment quay quanh mặt ngàm I-I:MI = Pi.ri =(P3 + P6 ).ri = (55,485+55,485 ).0,675 = 74,905 T.m

Trong đó:Pi – Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài;ri – Khỏang cách từ măt ngàm I-I đến tim cọc thứ i;

- Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu MI

Chọn thép bố trí 13 20a190 có As’ = 13.3,14 = 40,82 cm2

- Kiểm tra điều kiện hàm lương:

maxmin (thỏa).

- Môment quay quanh mặt ngàm II-II:MII = Pi.ri’ = (P4 + P5 + P6). ri’= (40,207+47,846+55,485).0,225=32,296 T.m

Trong đó:Pi – Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài;r’i – Khỏang cách từ măt ngàm II-II đến tim cọc thứ i;

- Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu MII





maxmin (thỏa).

4. Tính lun tb = ((8,304 x 7,1)+(20,08 x 10,4)+(17,48 x 2,5))/(7,1+10,4+2,5) = 15,5750

- Kích thöôùc moùng khối quy öôùc: Bqư = B= 1,5 – 0,3 + 2 x 20 x tan(3,894) = 3,923 m Aqư = L= 2,4 – 0,3 + 2 x 20 x tan(3,894) = 4,823 m- Chiều cao của khối móng qui ước: Hqư = Lc + Df = 20 + 1,5 = 21,5m- Diện tích của khối móng quy ước: Fqư = B x L = 3,923 x 4,823 = 18,921 m2

- Trọng lương của đài và cọc: Nđài = 1,236 x 1,236 x 0,7 x 2,5 x 1,1 = 2,941 T

Ncọc = 0,3 x 0,3 x 20 x 6 x 2,5 x 1,1 = 29,7 T - Trọng lương của đất:

T/m3

Nđất = Fqư. Hqư.γtb = 18,921 x 21,5 x 0,835 = 339,679 T Trọng lương móng khối quy ước:

- Lực dọc tính đến khối móng quy ước: Ntc= 282/1,15= 245,217 T ΣNtc

qư = + Ntc

= 372,32 + 245,217 = 617,537 TỨng suất tiêu chuẩn trọng tâm khối móng quy ước:



σtcmax = 34,571 T/m2 = 345,71 KN/m2

σtcmin = 30,705 T/m2 = 307,05 KN/m2

σtctb = = 326,38 KN/m2

- Cường độ đất nền tại đáy khối móng quy ước

Muõi coïc trong lôùp ñaát thöù 4 có = 17,480 : Suy ra: A = 0,412; B = 2,649; D = 5,226 ;CII=66,8

= 0,412 x 3,923 x 9,08 + 2,649 x 21,5 x 8,36 + 5,226 x 66,8 = 839,904 KN/m2

Điều kiện: σtc

max = 345,71 KN/m2 1,2.Rtc

II = 1007,885 KN/m2

σtcmim = 307,05 KN/m2 0

Kiểm tra độ lún móng cọc:

T/m2

Ứng suất gây lún:pgl = p -tb *Hqu

= 32,638 – 0,835 × 21,5

= 14,685 T/m2

Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau:

h ≤ 0,4.Bqư = 0,4 x 3,923 = 1,569 m

Chọn h = 1 m.

Ta có bảng tính lún:

Lớp phân tố Z l/b Z/b Ko hi

σbt σz= σglP1i P2i e1i e2i S



0 0 0 0 1 17,953 14,685 1 1 1,229 0,255 0,86 1 18,726 12,629 18,34 32,00 0,760 0,740 0,0112 2 1,229 0,510 0,702 1 19,499 10,309 19,11 30,58 0,758 0,743 0,0093 3 1,229 0,765 0,55 1 20,272 8,077 19,89 29,08 0,757 0,744 0,0074 4 1,229 1,020 0,403 1 21,045 5,918 20,66 27,66 0,756 0,746 0,0065 5 1,229 1,275 0,312 1 21,818 4,582 21,43 26,68 0,755 0,747 0,0056 6 1,229 1,529 0,226 1 22,591 3,319 22,20 26,15 0,754 0,748 0,0037 7 1,229 1,784 0,178 1 23,364 2,614 22,98 25,94 0,753 0,750 0,002

Tổng S: 0,043 => S = ΣS = 4,3 cm < Sgh = 8 cm ( thỏa đk )

Biểu đồ nén lún:



III. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC C2:

Ta có : N = 302T ; M = 20T ; H = 4T










Fđài = 1,236 x 1,236 =1,528 m2




đài + Nttđất = 302 + 2,941 + 2,136 = 307,077 T


cọc

Choïn soá coïc nc = 6 coïc (30 x 30cm) ñeå boá tríNguyễn Văn Chẳng - ĐHXD8A Trang 35












Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm 2 . Kiêm tra tải trọng tác động lên các cọc trong móng cọc

Khi móng cọc chịu lực lệch tâm, tải tác động lên môi cọc trong nhóm không đều nhau và đươc xác định theo công thức sau:

Trong đó:



Ntt – Tổng tải trọng thẳng đứng tác động tại đáy đài cọc;n – Số lương cọc trong móng;Mx – Moment của tải ngòai quanh trục x, nếu tải ngang không nằm ở đáy đài



tâm cột).




y(T.m)1 - 0,9 0,45 0,81 0,2025 42,846

0 15

2 0 0,45 0 0,2025 51,1803 0,9 0,45 0,81 0,2025 59,5134 - 0,9 - 0,45 0,81 0,2025 42,846 5 0 - 0,45 0 0,2025 51,180 6 0,9 - 0,45 0,81 0,2025 59,513

3,24 1,215

Pmax = 59,513 T Pc (Qtk) = 81,4812 T






Df 0,7 hmin


Ta có:

T/m3








các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài măt ngàm qua



chân cột.






maxmin (thỏa).


Trong đó:Pi – Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài;r’i – Khỏang cách từ măt ngàm II-II đến tim cọc thứ i;




Chọn thép bố trí 9 16a170 có As’ = 9 x 2,011 = 18,099 cm2


maxmin (thỏa).

4. Tính lun tb = ((8,304 x 7,1)+(20,08 x 10,4)+(17,48 x 2,5))/(7,1+10,4+2,5) = 15,5750




T/m3



qư = + Ntc




σtcmax = 35,666 T/m2 = 356,66 KN/m2

σtcmin = 31,448 T/m2 = 314,48 KN/m2

σtctb = = 335,57 KN/m2



= 0,412 x 3,923 x 9,08 + 2,649 x 21,5 x 8,36 + 5,226 x 66,8 = 839,904 KN/m2


max = 356,66 KN/m2 1,2.Rtc

II = 1007,885 KN/m2

σtcmim = 314,48 KN/m2 0


T/m2


= 33,557 – 0,835 × 21,5

= 15,6 T/m2


h ≤ 0,4.Bqư = 0,4 x 3,923 = 1,569 m

Chọn h = 1 m.






(T/m2) (T/m2) 0 0 0 0 1 17,953 15,600 1 1 1,229 0,255 0,86 1 18,726 13,416 18,34 32,85 0,760 0,733 0,0152 2 1,229 0,510 0,7 1 19,499 10,951 19,11 31,30 0,758 0,734 0,0143 3 1,229 0,765 0,55 1 20,272 8,580 19,89 29,65 0,757 0,736 0,0124 4 1,229 1,020 0,4 1 21,045 6,287 20,66 28,09 0,756 0,737 0,0115 5 1,229 1,275 0,31 1 21,818 4,867 21,43 27,01 0,755 0,738 0,0106 6 1,229 1,529 0,23 1 22,591 3,526 22,20 26,40 0,754 0,739 0,0097 7 1,229 1,784 0,18 1 23,364 2,777 22,98 26,13 0,753 0,740 0,007





IV. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC C3:

Ta có : N = 320T ; M = 30T ; H = 5,5T










Fđài = 1,236 x 1,236 =1,528 m2




đài + Nttđất = 320 + 2,941 + 2,136 = 325,077 T




cọc












Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm 2 . Kiêm tra tải trọng tác động lên các cọc trong móng cọc




Trong đó: Ntt – Tổng tải trọng thẳng đứng tác động tại đáy đài cọc;n – Số lương cọc trong móng;Mx – Moment của tải ngòai quanh trục x, nếu tải ngang không nằm ở đáy đài



tâm cột).




y(T.m)1 -0,9 0,45 0,81 0,2025 42,027

0 15

2 0 0,45 0 0,2025 54,1803 0,9 0,45 0,81 0,2025 66,3324 -0,9 -0,45 0,81 0,2025 42,027 5 0 -0,45 0 0,2025 54,180 6 0,9 -0,45 0,81 0,2025 66,332

3,24 1,215

Pmax = 66,332 T Pc (Qtk) = 81,4812 T






Df 0,7 hmin


Ta có:

T/m3







Ta có: h = 0,8m; a = 0,05m h0 = 0,75m



Thép đăt cho đài cọc để chịu moment uốn. Người ta coi cánh đài đươc ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài măt ngàm qua chân cột.






maxmin (thỏa).


Trong đó:Pi – Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài;



r’i – Khỏang cách từ măt ngàm II-II đến tim cọc thứ i; - Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu MII



maxmin (thỏa).

4. Tính lun tb = ((8,304 x 7,1)+(20,08 x 10,4)+(17,48 x 2,5))/(7,1+10,4+2,5) = 15,5750




T/m3



qư = + Ntc




σtcmax = 37,46 T/m2 = 374,6 KN/m2

σtcmin = 31,31 T/m2 = 313,1 KN/m2

σtctb = = 343,85 KN/m2



= 0,412 x 3,923 x 9,08 + 2,649 x 21,5 x 8,36 + 5,226 x 66,8 = 839,904 KN/m2


max = 374,6 KN/m2 1,2.Rtc

II = 1007,885 KN/m2

σtcmim = 313,1 KN/m2 0


T/m2


= 34,384 – 0,835 × 21,5

= 16,432 T/m2


h ≤ 0,4.Bqư = 0,4 x 3,923 = 1,569 m

Chọn h = 1 m.






(T/m2) (T/m2) 0 0 0 0 1 17,953 16,432 1 1 1,229 0,255 0,86 1 18,726 14,132 18,34 33,62 0,759 0,732 0,0152 2 1,229 0,510 0,7 1 19,499 11,535 19,11 31,95 0,757 0,733 0,0143 3 1,229 0,765 0,55 1 20,272 9,038 19,89 30,17 0,756 0,734 0,0134 4 1,229 1,020 0,4 1 21,045 6,622 20,66 28,49 0,755 0,736 0,0115 5 1,229 1,275 0,31 1 21,818 5,127 21,43 27,31 0,754 0,737 0,0106 6 1,229 1,529 0,23 1 22,591 3,714 22,20 26,62 0,753 0,738 0,0097 7 1,229 1,784 0,18 1 23,364 2,925 22,98 26,30 0,752 0,739 0,007





V. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC C4:

Ta có : N = 342T ; M = 17T ; H = 4,5T










Fđài = 1,236 x 1,236 =1,528 m2




đài + Nttđất = 342 + 2,941 + 2,136 = 347,077 T




cọc












Thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm

2 . Kiêm tra tải trọng tác động lên các cọc trong móng cọc




Trong đó: Ntt – Tổng tải trọng thẳng đứng tác động tại đáy đài cọc;n – Số lương cọc trong móng;Mx – Moment của tải ngòai quanh trục x, nếu tải ngang không nằm ở đáy đài



tâm cột).




y(T.m)1 -0,9 0,45 0,81 0,2025 49,999

0 15

2 0 0,45 0 0,2025 57,8463 0,9 0,45 0,81 0,2025 65,6934 -0,9 -0,45 0,81 0,2025 49,999 5 0 -0,45 0 0,2025 57,846 6 0,9 -0,45 0,81 0,2025 65,693

3,24 1,215

Pmax = 65,693 T Pc (Qtk) = 81,4812 T

Pmin = 49,999 T 0



Trong đó:Pmax – Lực tác động lên cọc lớn nhất;Pmin – Lực tác động lên cọc nhỏ nhất có thể là lực nhổ;


Df 0,7 hmin


Ta có:

T/m3










các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài măt ngàm qua chân cột.






maxmin (thỏa).

- Môment quay quanh mặt ngàm II-II:



MII = Pi.ri’ = (P4 + P5 + P6). ri’= (49,999+57,846+65,693).0,2=34,708 T.mTrong đó:

Pi – Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài;r’i – Khỏang cách từ măt ngàm II-II đến tim cọc thứ i;




maxmin (thỏa).

4. Tính lun tb = ((8,304 x 7,1)+(20,08 x 10,4)+(17,48 x 2,5))/(7,1+10,4+2,5) = 15,5750




T/m3


- Lực dọc tính đến khối móng quy ước: Ntc= 342/1,15= 297,391 T



ΣNtcqư = + Ntc


σtcmax = 37,381 T/m2 = 373,81 KN/m2

σtcmin = 33,409 T/m2 = 334,09 KN/m2

σtctb = = 353,95 KN/m2



= 0,412 x 3,923 x 9,08 + 2,649 x 21,5 x 8,36 + 5,226 x 66,8 = 839,904 KN/m2


max = 373,81 KN/m2 1,2.Rtc

II = 1007,885 KN/m2

σtcmim = 334,09 KN/m2 0


T/m2


= 35,395 – 0,835 × 21,5

= 17,443 T/m2


h ≤ 0,4.Bqư = 0,4 x 3,923 = 1,569 m

Chọn h = 1 m.


Lớp phân Z l/b Z/b Ko hi σbt σz= σgl P1i P2i e1i e2i S



tố (T/m2) (T/m2) 0 0 0 0 1 17,953 17,443 1 1 1,229 0,255 0,86 1 18,726 15,001 18,34 34,56 0,759 0,731 0,0162 2 1,229 0,510 0,7 1 19,499 12,245 19,11 32,73 0,757 0,733 0,0143 3 1,229 0,765 0,55 1 20,272 9,594 19,89 30,80 0,756 0,734 0,0134 4 1,229 1,020 0,4 1 21,045 7,030 20,66 28,97 0,755 0,736 0,0115 5 1,229 1,275 0,31 1 21,818 5,442 21,43 27,67 0,754 0,737 0,0106 6 1,229 1,529 0,23 1 22,591 3,942 22,20 26,90 0,753 0,738 0,0097 7 1,229 1,784 0,18 1 23,364 3,105 22,98 26,50 0,752 0,739 0,007




dỒ an nỀn mong chẲng 1

Documents