ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD PHẦN IIINỀN MÓNG

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG PHẦN III NỀN MÓNG (15%) NHIỆM VỤ : - THIẾT KẾ MÓNG M1 TRỤC C-3 - THIẾT KẾ MĨNG M2 TRỤC D-3 - BỐ TRÍ MĨNG TRÊN MẶT BẰNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : SINH VIÊN THỰC HIỆN : LỚP : TH.S: VÕ THỊ THƯ HƯỜNG KHUẤT QUANG HIẾU 09X7 HÀ NỘI - 2014 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH 1.1 Đặc điểm kiến trúc: Cơng trình có tầng kể tầng mái,với chiều dài nhà: 50,65m, chiều rộng: 10,6m, tổng diện tích: 537 m2 Các tầng điển hình cơng trình (từ tầng đến tầng 5) có hình dáng, kích thước đơn điệu giống nhau, chiều cao tầng 3,6m Tổng chiều cao cơng trình 19 m tính đến cốt tầng mái Đây cơng trình cao tầng mang dáng dấp đại xây dựng , cơng trình phù hợp với đặc điểm kiến trúc quần thể cơng trình xung quanh Chức tầng,phòng phân hợp lý rõ ràng Bố trí phịng khu vệ sinh riêng,có ban cơng lan can chắn,hành lang rộng rãi thống đãng.Mỗi tầng có 12 phịng khép kín,2 cầu thang bên Vị trí : Cơng trình xây dựng huyện Mỹ Hào tỉnh Hưng Yên 1.2 Đặc điểm kết cấu Nhà có kết cấu khung vách lõi BTCT liền khối chịu lực coi cột ngàm vào mặt móng Cột tiết diện 22x50cm, cột 22x30 cm Do cơng trình có chiều cao khơng lớn, ký túc xá nên tải trọng tác dụng xuống móng khơng q lớn Khi tính tốn móng theo TTGH II, cần khống chế độ lún giới hạn với độ lún lệch giới hạn cơng trình để sử dụng cơng trình cách bình thường, để nội lực bổ sung lún không gây kết cấu siêu tĩnh không lớn để kết cấu khỏi hư hỏng, để đảm bảo mĩ quan cơng trình : S ≤ Sgh  ∆S ≤ ∆Sgh Theo TCXD 9362 : 2012 : Nhà khung bê tơng cốt thép có tường chèn : Độ lún tuyệt đối giới hạn: Sgh = 10 cm Độ lún lệch tương đối giới hạn: ∆Sgh = 0,002 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN 2.1 Đặc điểm địa chất cơng trình Địa tầng đất khảo sát đến độ sâu 30 m, MNN = 2m Chỉ tiêu lý kết thí nghiệm trường lớp đất TT γw Tên lớp đất ( γs h kN kN ) ( 3) m m3 m - W WL WP CII ϕII NSPT E0 (kPa) % % % (kPa) (0) - - - - - - - Đất lấp 16.5 Sét pha xám tro 18.0 26.5 5.7 32.6 37.8 23.2 Cát pha 18.6 26.7 6.3 26.3 29.2 23.3 17.5 18 10.8 8470 Sét xám gụ 18.1 26.6 7.4 36.4 42.8 24.5 Cát hạt vừa 19.1 27.0 9.6 19.5 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG - - 18 12.5 5.3 5180 20 - 13 6.7 5890 35 20 34200 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Trục địa chất Để lựa chọn giải pháp móng độ sâu chơn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng lớp đất *Lớp 1: Lớp đất lấp dày trung bình 1m Phủ khắp diện tích khảo sát xây dựng lớp đất lấp có bề dày 1.0m.Thành phần đất lấp cát hạt nhỏ,màu xám nâu,xám tro phần bên lẫn phế thải xây dựng Do đất lấp có thành phần trạng thái không đồng chưa đủ thời gian cố kết nên cần đào qua lớp đặt móng xuống lớp đất ổn định bên nên không lấy mẫu thí nghiệm *Lớp 2: Lớp sét xám tro, dày trung bình 5,7m - Tỷ trọng: ∆= γS 26,5 = = 2,65 γn 10 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI W - Wp WL - Wp = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 32,6 - 23, = 0,644 37,8 - 23,2 - Độ sệt: IL = 0,5 < IL = 0,644 < 0,75 → Đất trạng thái dẻo mềm - Hệ số rỗng: e = γS (1+ 0,01W) 26,5× (1+ 0,01×32,6) -1 = -1 = 0,952 γW 18 (Δ -1).γn 1+ e (2,65 -1)×10 = 8,452 (kN / m3 ) 1+ 0,952 - Trọng lượng riêng đẩy nổi: γđn = = - Môđun biến dạng: E = 5180 KPa < 15000 → đất thuộc loại trung bình Kết luận: Lớp sét pha dẻo mềm có khả chịu tải trung bình khơng thích hợp để làm cho cơng trình *Lớp 3: Lớp cát pha, dày trung bình 6,3 m - Tỷ trọng: ∆= γS 26,7 = = 2,67 γn 10 W - Wp WL - Wp = 26,3 - 23,3 = 0,508 29,2 - 23,3 - Độ sệt: IL = < IL = 0,508 < → Đất trạng thái dẻo - Hệ số rỗng: e = γS (1+ 0,01W) 26,7× (1+ 0,01× 26,3) -1 = -1 = 0,813 γW 18,6 (Δ -1).γn 1+ e (2,67 -1)×10 = 9,211 (kN / m3 ) 1+ 0,813 - Trọng lượng riêng đẩy nổi: γđn = = - Môđun biến dạng: E = 8470 KPa < 15000 → đất thuộc loại trung bình Kết luận: Lớp cát pha dẻo có khả chịu tải trung bình khơng thích hợp để làm cho cơng trình *Lớp 4: Lớp sét xám gụ , dày trung bình 7,4m - Tỷ trọng: ∆= γS 26,6 = = 2,66 γn 10 W - Wp WL - Wp = 36,4 - 24,5 = 0,650 42,8 - 24,5 - Độ sệt: IL = 0,5 < IL = 0,650 < 0,75 → Đất trạng thái dẻo mềm - Hệ số rỗng: e = γS (1+ 0,01W) 26,6× (1+ 0,01×36,4) -1 = -1 = 1,005 γW 18,1 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 (Δ -1).γn 1+ e (2,66 -1)×10 = 8,281 (kN / m3 ) 1+1,005 - Trọng lượng riêng đẩy nổi: γđn = = - Môđun biến dạng: E = 5890 KPa < 15000 → đất thuộc loại trung bình Kết luận: Lớp sét pha dẻo mềm có khả chịu tải trung bình khơng thích hợp để làm cho cơng trình *Lớp 5: Lớp cát hạt vừa , dày trung bình 9,6m - Tỷ trọng: ∆= γS 27 = = 2,7 γ n 10 - Hệ số rỗng: e = γS (1+ 0,01W) 27×(1+ 0,01×19,5) -1 = -1 = 0,689 γW 19,1 (Δ -1).γn 1+ e (2,7 -1)×10 = 10,064 (kN / m ) 1+ 0,689 - Trọng lượng riêng đẩy nổi: γđn = = - Môđun biến dạng: E = 34200 KPa > 15000 → đất thuộc loại tốt Kết luận: Lớp lớp đất có cường độ chịu tải tốt Với phương án móng cọc cho múi cọc tỳ lên lớp đất *Điều kiện thủy văn Mực nước ngầm độ sâu m ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN 3.1 Phương án móng Loại móng lựa chọn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm cơng trình, trị số tải trọng, móng cơng trình lân cận, điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn, yếu tố chống chấn động, tiếng ồn thi cơng móng, … Tải trọng cơng trình dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm truyền xuống móng: Móng Tiết diện cột Tải trọng tính tốn (cm) N0tt (kN) Q0tt (kN) M0tt (kN.m) M1(Trục C-3) 22x50 1797,62 -67,92 -174,317 M2(Trục D-3) 22x30 1037,17 19,59 -41,14 Với quy mô tải trọng cơng trình giải pháp móng sâu (móng cọc) hợp lý Mũi cọc cắm vào lớp Chiều dài tự cọc lớn việc tăng chiều sâu hạ cọc làm giảm tổng khối lượng cọc, đài làm giảm giá thành chung móng → có lợi dùng nhiều cọc ngắn Chiều sâu cọc lợi xác định từ điều kiện cân sức chịu tải cọc tính theo cường độ vật liệu cọc tính theo cường độ đất SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Theo điều kiện địa chất khả thi cơng ta có sử dụng phương án móng cọc ép BTCT để thiết kế móng cho cơng trình 3.2 Giải pháp mặt móng Căn vào đặc điểm cơng trình, tải trọng tác dụng lên cơng trình, điều kiện địa chất cơng trình vị trí xây dựng; dựa vào phân tích ta định chọn phương án móng cọc ép kích thuỷ lực để thiết kế móng cho cơng trình Căn vào nhịp khung bước cột lớn ta lựa chọn giải pháp móng đơn cho cột Giữa móng có hệ dầm giằng móng * Sơ chọn kích thước giằng móng (22x50)cm - Tác dụng giằng móng: + Giảm lún khơng móng + Để chịu ứng suất kéo vồng lên hay võng xuống gây làm nứt tường + Trong nhà khung làm giằng móng để tăng độ cứng khung để giảm lún không để xây tường lên có tường THIẾT KẾ CỌC 4.1 Chọn vật liệu làm cọc Bêtông cấp bền B30 có Rb = 17 MPa Cốt thép chịu lực nhóm CII có Cốt thép đai nhóm CI có Rs = Rsc = 280MPa Rs = Rsc = 225MPa φ Chọn kích thước cọc 25x25cm Thép dọc chịu lực gồm 16 nhóm CII Diện tích tiết diện cọc: Fc = 0,252 = 0,0625 m2 Diện tích cốt thép: Fs = 4.2,01 = 8,04 cm2 Chọn độ sâu đặt đế đài: Đáy đài đặt sâu 2,7 với cốt 0.00, tương đương sâu 1,5m so với cốt thiên nhiên Chiều cao đài chọn sơ hđ >= 3d = 0,75m  Chọn chiều cao đài 1m Vậy đế đài đặt cốt -1,5m so với cốt thiên nhiên, nằm lớp cát pha Làm lớp bêtơng lót vữa xi măng cát vàng B7,5 dày 10cm, ăn phía đế đài 10cm Chiều dài cọc: Phần cọc ngàm vào đài 0,15m Phần râu thép đập đầu cọc lớn 20.φ =20.18 = 360 mm; lấy 0,45 m Thân cọc xuyên qua lớp sét pha xám tro 5,7m Thân cọc xuyên qua lớp cát pha 6,3m Thân cọc xuyên qua lớp sét xám gụ 7,4m Mũi cọc cắm vào lớp đất cát hạt vừa 2,5m Ta có chiều dài cọc là: Lcọc = 0,45 + 0,15 + 5,2 +6,3+ 7,4 + 2,5 = 22 m SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Chọn cọc dài 22m nối từ đoạn 8m đoạn 7m Địa tầng 4.2 Xác định tải trọng Tải trọng cơng trình dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm truyền xuống móng Móng Tiết diện cột Tải trọng tính tốn (cm) N0tt (kN) Q0tt (kN) M0tt (kN.m) M1(Trục C-3) 22x50 1797,62 -67,92 -174,317 M2(Trục D-3) 22x30 1037,17 19,59 -41,14 Ngồi cịn có tải trọng thêm hệ giằng, tải trọng tường truyền lên móng SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Tải trọng tính tốn lên móng giằng móng: Kích thước giằng móng chọn sơ bxh = 22x50cm Tải trọng giằng truyền lên móng: Móng M1: Móng M2: 6, + 2,5   N g1 = 0, 22.0,  3, + ÷.25.1,1 = 24, kN   2,5   N g = 0, 22.0,3  3, + ÷.25.1,1 = 8,8kN   Tải trọng tường truyền lên móng: Móng M1: + Trọng lượng tường truyền vào:  6,3+ 2,5  Gt1 = ( 0,22.4,4.18.1,1+ 2.0,015.4,4.18.1,3)  + 3,6÷ = 178,04(kN)   Móng M2: + Trọng lượng tường truyền vào:  2,5  Gt2 = ( 0,22.4,4.18.1,1+ 2.0,015.4,4.18.1,3)  + 3,6÷ = 107,94(kN)   ⇒ Tổng tải trọng bổ sung tác dụng lên móng M1(Trục C3): Nbs1 = 24,2 + 178,04 = 202,24 (kN) ⇒ Tổng tải trọng bổ sung tác dụng lên móng M2(Trục E9): Nbs2 = 8,8 + 107,94 = 116,74(kN) 5.2.1 Tải trọng tính tốn: Tải trọng tính tốn sử dụng để tính tốn móng theo trạng thái giới hạn thứ Tải truyền xuống móng kể giằng, cột, tường là: Móng Tiết diện cột Tải trọng tính tốn (cm) N0tt (kN) Q0tt (kN) M0tt (kN.m) M1(Trục C-3) 22x50 1999,86 -67,92 -174,317 M2(Trục D-3) 22x30 1153,9 19,59 -41,14 5.2.2 Tải trọng tiêu chuẩn: Tải trọng tiêu chuẩn sử dụng để tính tốn móng theo trang thái giới hạn thứ hai Tải trọng tính tải trọng tính tốn, tải trọng tiêu chuẩn xác định cách lấy tải trọng tính tốn chia cho hệ số vượt tải trung bình Cơng trình thiết kế n= 1,15 nhà khung nên theo quy phạm ta có hệ số vượt tải trung bình Móng Tiết diện cột Tải trọng tiêu chuẩn SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 (cm) N0tc (kN) Q0tc (kN) M0tc (kN.m) M1(Trục C-3) 22x50 1739 -59 -151,58 M2(Trục D-3) 22x30 1003,4 17,03 -35,77 5.3 Tính tốn sức chịu tải cọc 5.3.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc Pv Rb : = ϕ.( Rb Ab + Rs As ) Cường độ chịu nén tính tốn bêtơng với bêtơng cấp bền B25 ta có Rb = 14,5Mpa = 14500 kN / m2 Rs : Cường độ chịu nén tính tốn cốt thép, với cốt thép nhóm CII ta có Rs = 280MPa = 280000kN / m Ab : As : Diện tích tiết diện ngang bêtơng Diện tích tiết diện cốt thép dọc As = 0, 000804( m ) ϕ =1 Pv = 1.(17000.0,0625+280000.8,04.10-4) = 1287,62 (KN) 5.3.2 Sức chịu tải cọc theo cường độ đất Sức chịu tải cọc theo xuyên tiêu chuẩn SPT Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính tốn sức chịu tải cho phép cọc theo viện thiết kế kiến trúc Nhật Bản theo TCVN 10304 - 2014 Sức chịu tải cực hạn cọc: R c,u = q b A b + u ∑ ( f c,i lc,i + fs,i ls,i ) (kN) Trong đó: qb : cường độ sức kháng đất mũi cọc Mũi cọc nằm đất rời q b = 300Np cho cọc đóng p A = 0,0625(m2) : diện tích tiết diện đầu cọc; u = 4.0,25 = 1m : chu vi cọc; Np = 20: số SPT trung bình khoảng 4d phía 1d phía mũi cọc SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 10 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 N0tt My.xi P = ± n nc ∑ x2 tt tt i i=1 i P1tt = P4tt = 1999,86 228,66.0,6 − = 304,7(kN) 4.0,62 P2tt = P5tt = 1999,86 228,66.0,6 + = 495,25(kN) 4.0,62 P3tt = 1999,86 = 399,97(kN) Mô men tương ứng với mặt ngàm I - I: M I= ( P2 + P5 ) r1 = 2.495,25.0,35= 346,68KNm Với r1 = 1,2/2 - 0,5/2 = 0,35 m Mô men tương ứng mặt với ngàm II-II: MII = ( P1 + P2 ) r2 = (304,7+ 495,25).0,34 = 271,98kNm r2 = 0,9/2 - 0,22/2= 0,34 m Cốt thép chịu mô men MI Với h0 = hd − 0,15= 0,8− 0,15 = 0,65 MI 346,68× 106 αm = = = 0,0509 R bbh02 11,5× 1400× 6502 ξ = 1− 1− 2α m = 1− 1− 2× 0,0509 = 0,052 Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu MI ξR bbho 0,052× 11,5× 1400× 650 As = = = 1943,5mm2 Rs 280 Chọn 13 φ 14 có As = 20,01 cm2 Khoảng cách trục cốt thép cạnh là: a= 1400 − 2.25 = 112,5 13− mm Chọn a = 110mm SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 24 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI Chiều dài là: b − 2a bv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 = 1700 - 2.25 = 1650 mm Cốt thép chịu mô men MII Với h0 = hd − 0,15= 0,8− 0,15 = 0,65 M II 271,98× 106 αm = = = 0,0329 R bbh02 11,5× 1700× 6502 ξ = 1− 1− 2α m = 1− 1− 2× 0,0329 = 0,0335 Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu MI ξRbbho 0,0335× 11,5× 1700× 650 As = = = 1519,84mm2 Rs 280 Chọn 10 φ 14 có As = 15,39 cm2 Khoảng cách trục cốt thép cạnh là: a= 1700 − 2.25 = 183,33 10 − Chiều dài là: mm Chọn a = 180mm b − 2a bv = 1400 - 2.25 = 1350 mm SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 25 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 26 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 THIẾT KẾ MÓNG M2 (MÓNG TRỤC D-3) 9.1 Xác định số lượng cọc bố trí cọc mặt bằng: Để cọc ảnh hưởng lẫn , coi cọc đơn , khoảng cách cọc bố trí mặt phải thoả mãn điều kiện Giả sử số cọc tính tốn cọc ⇒ hệ số tin cậy 3d = 3.0,25 = 0,75(m) γ k = 1,75 Sức chịu tải cho phép cọc: R c,d = ⇒ ⇒ ≥ R c,u 1110,1 = = 634,34 γk 1,75 kN Chọn sức chịu tải cọc: P = min(PV , Rc,d ) = 634,34 kN + Phản lực đầu cọc thay áp lực tính tốn giả định đất nền: P tt = R c,d ( 3d ) = 634,34 = 1127,72(kPa) ( × 0,25) Fd = N0tt 1153,9 = = 1,1(m); tt P − n.γ tb.h 1127,72− 1,1.20.2,1 + Diện tích sơ đáy đài: h +h 2,7+ 1,5 htb = tr ng = = 2,1 2 + Với + Trọng lượng sơ đài đất đài: Nttd,sb = Fd,sb.γ tb.h.n= 1,1.20.2,1.1,1= 50,82(kN); + Lực dọc tính tốn sơ xác định đến cốt đế đài: Ntt = N0tt + Nttd = 1153,9+ 50,82= 1204,72(kN); nc,sb = Ntt = 1204,72 = 1,9 633,74 Rcd + Số lượng cọc sơ : (cọc); Vì móng chịu tải lệch tâm ta tăng số cọc chọn số cọc bố trí hình vẽ: SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 27 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 * Kiểm tra lực max truyền xuống dãy cọc biên: Fd,tt = 0,5.1,25= 0,625(m); + Diện tích đế đài thực tế: + Trọng lượng tính tốn đài đất đài thực tế: Nttd,d,tt = Fd,tt.γ tb.h.n= 0,625.20.2,1.1,1= 28,875(kN); + Trọng lượng tính tốn đất chênh: l− l 1,25− 0,3 Nttdc = n.hch c b.γ d = 1,1.1,2 .0,5.20= 6,232(kN); 2 + Mômen tính tốn đất chênh: l+ l 1,25+ 0,3 Mttdc = Nttdc.ed = Nttdc c = 6,232 = 2,4(kN); 4 Ntt = N0tt + Nttd = 1153,9+ 28,875= 1182,78(kN) + Lực dọc tính tốn đến cốt đế đài là: + Mơmen tính tốn xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài: tt Mtt = M0tt + Qtt.h'd + Mch = 41,14+ 19,59.0,8+ 2,4= 59,212(kNm); Ntt My.xmax 1182,78 59,212.0,375 P = ± = ± nc 2.0,3752 ∑ x2 tt tt max + Lực tính tốn truyền xuống cọc: i=1 i Pmttax = 670(kN);Pmttin = 512,44(kN);Ptbtt = 591,39(kN) + Kiểm tra điều kiện: tt tt  Pmax + Pc ≤ P  tt  Pmin ≥ PC = n.FC.γ C.LC - Pcọc : Trọng lượng tính tốn cọc, có giá trị là: n= 1,1 Lc = 22− 0,15− 0,45= 21,4(m) ; γ c = 25(kN/m3) 0,5m cọc nằm mực nước ngầm SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 28 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 γ c = 15(kN/m3) (21,4-0,5)m cọc nằm mực nước ngầm Pc = 1,1.0,0625.0,5.25+ ( 21,4− 0,5) 15 = 22,41(kN) - Kiểm tra hợp lý số lượng cọc: tt R c,d − ( Pmax + Pc ) R c,d × nc = 634,34 − ( 591,39 + 22,41) × = 0,065 634,34 nên không cần phải kiểm tra điều kiện chống nhổ Kiểm tra móng cọc theo TTGH 7.1 Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng quy ước + Độ lún móng cọc tính theo độ lún khối móng qui ước có mặt cắt abcd (hình vẽ) Do ma sát mặt xung quanh cọc đất bao quanh, tải trọng móng truyền diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép cọc α= đáy đài nghiêng góc ϕ tb ϕtb = ∑ Trong : ϕ tb = ∑ϕ h ∑h i i i = ϕi hi ∑ hi ϕ1h1 + ϕ2 h + ϕ3 h + ϕ4 h 12,50.5, + 180.6,3 + 130.7, + 350.2, = = 16, 430 h1 + h + h + h 21, SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 29 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI α= → ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 ϕtb 16, 43 = = 4,10 4 Sơ đồ móng quy ước móng cọc Chiều dài đáy khối qui ước: d 0, 25 L M = L + × + × H × tgα = 0, 75 + × + × 21, × tg ( 4,1° ) = 4, 05m 2 Bề rộng đáy khối qui ước: BM = B + × d 0, 25 + × H × tgα = × + × 21, × tg ( 4,1° ) = 3, 3m 2 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 30 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 - Xác định trọng lượng khối quy ước + Chiều cao khối móng quy ước: (tính đến cốt TN) HM = 21,4 + 1,5 = 22,9(m) + Trọng lượng tiêu chuẩn đất phạm vi từ đế đài trở lên: N1tc = LM.BM.h.γtb = 4,05.3,3.1,5.20 = 400,95 (kN) + Trọng lượng riêng trung bình đất từ đế đài đến chân cọc: γ II' = ∑ γ i hi 18, 0.0,5 + 8, 45.4, + 9, 21.6,3 + 8, 28.7, + 10, 06.2, = = 9, 03kN / m3 h 21, ∑i Trọng lượng khối móng quy ước phần từ đế đài đến chân cọc chưa kể bê tông cọc: N2tc = (LM BM − nc × Fc ).γ II' ∑ hi = (4,05.3,3− 2.0,252 ).9,03.21,4 = 2558,52kN Trọng lượng cọc phạm vi từ đế đài đến chân cọc: N ctc1 = nc Fc Lc γ bt = 2.0, 252 0,5.25 + ( 21, − 0,5 ) 15 = 40, 75kN Trọng lượng khối móng qui ước: N qutc = N1tc + N 2tc + N ctc1 = 400,95+ 2558,52+ 40,75= 3000,22kN Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối qui ước: tc N tc = N 0tc + N qu = 1003,4 + 3000,22 = 4003,62kN Mô men tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối qui ước: Mtc = Mtco+ Qtc.( LC+hđ )+ Mtcch = 35,77 + 17,03.(21,4 + 0,8)+2,4/1,15 = 415,92 (kNm) M tc 415,92 e = tc = = 0,104m N 4003,62 tc Độ lệch tâm: Áp lực tiêu chuẩn đáy khối qui ước: tc max,min p → ptc max = N tc  6.etc  4003,62  6.0,104  = 1±  1± ÷= LM BM  LM  4,05.3,3 4,05 ÷  345,71 kPa SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 31 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ptc = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 253,4 kPa tc tc pm 345,71+253,4 ax + pmin p = = = 299,56kPa 2 tc tb Áp lực tính tốn đất đáy khối qui ước: RM = m1.m2 A.BM γ II + B.H M γ II' + D.cII ) ( K tc Ktc = tiêu lý đất lấy theo kết thí nghiệm trực tiếp đất Theo TCXD 9362 : 2012 tra m1 = 1,4 mũi cọc hạ vào lớp cát hạt vừa, chặt vừa m2 = sơ đồ kết cấu cơng trình mềm ϕ = 35o tra bảng A = 1.68; B = 7.73; D = 9,6 Trọng lượng riêng đất đáy khối móng quy ước: γII = 9,03 kN/m3 Trị tính tốn thứ trung bình đất từ đáy móng quy ước trở lên: γ II' = ∑ γ i hi 16,5× 1,0 + 18,0× 1,0 + 8,45× 4,7 + 9,21× 6,3+ 8,28× 7,4 + 10,06× 2,7 = 1+ 1,0 + 4,7 + 6,3+ 7,4 + 2,5 ∑ hi γ II' = 9,64N / m3 RM = Có: 1.1,4 (1,68.3,3.9,03+7,73.22,9.9,64) = 2459,1 kPa ptc max = p tctb = 345,71 kPa < 1,2.RM = 1,2.2459,1 = 2950,93 kPa 299,56 kPa < RM= 2459,1 kPa Vậy thoả mãn điều kiện áp lực đáy móng quy ước Nên ta tính tốn độ lún cuả theo quan niệm biến dạng tuyến tính 7.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng: Áp lực thân đáy khối quy ước: n σ bt = σ z ∑ h γ bt = 16,5× 1+ 18,0× 1+ 8,45× 4,7 + 9,21× 6,3+ 8,28× 7,4 + 10,06× 2,7 = 220,67 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 32 = i =1 (kPa) i i TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Ứng suất gây lún đáy móng quy ước: σ zgl=0 = ptbtc − σ zbt= H M =  299,56 – 220, 67 = 78,89kPa Chia đất móng quy ước thành lớp phân tố có chiều dày: hi ≤ BM/5 = 3,3/5 = 0,66 m đảm bảo lớp chia đồng Chọn hi = 0,2 3,3 = 0,66 m Gọi z độ sâu kể từ đáy móng quy ước ứng suất gây lún độ sâu zi : σ gl z =K0 σ gl z =0 =k0.78,89 Độ lún lớp phân tố thứ i: Si = β (σ zigl + σ zigl−1 ).hi (σ gl + σ zigl−1 ).hi = 0,8 zi E E Với k0 tra TCXD 9362 : 2012 -ứng suất thân độ sâu z kể từ đáy móng: σbt z = ∑ γ i hi = 220,67 + 10,06.z Ta có bảng tính lún: σ zibt 0, × σ zibt 78,89 220,67 44,134 0,97 76,52 228,45 45,9 1,29 0,838 66,11 237,17 47,68 1,2 1,29 0,667 52,62 245,42 49,45 1,6 1,29 0,512 40,39 256,08 51,2 Điểm Z(m) 2Z/B L/B K0 σ zigl 0 1,29 1 0,66 0,4 1,29 1,32 0,8 1,98 2,64 l σg i z Tại độ sâu 2,46 m kể từ đáy móng quy ước có σ gl z = 40,39 kN < 0,2 σ bt z =51,2 kN → Lấy giới hạn tầng chịu 2,64m 10 ∑S Độ lún móng: S = = i =1 i 0,8.0,66  78,89 40,39  × + 76,52 + 66,11+ 52,62 + 34200  2 ÷  =0,00394m < Sgh = 0,1m SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 33 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ⇒ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Vậy độ lún móng đảm bảo yêu cầu độ lún tuyệt đối ∆S = S1 − S2 0,6 − 0,394 = = 0,0000824 < ∆Sgh = 0,001⇒ L 2500 thỏa mãn điều kiện lún lệch tương đối giới hạn Biểu đồ ứng suất thân ứng suất gây lún móng 8.Tính tốn độ bền cấu tạo đài cọc 8.1 Chọn vật liệu đài cọc: Dùng bê tông B20 có Rb = 11,5 MPa ; Rbt = 0,9 MPa Dùng cốt thép nhóm CII có Rs = 280 MPa SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 34 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 8.2 Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: Với chiều cao đài chọn hđ = 0,8 m đáy tháp chọc thủng trùm kín ngồi trục cọc biên → đài khơng bị chọc thủng SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 35 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 Tính tốn mơ men thép đặt cho đài cọc: Sơ đồ tính tốn cốt thép Ntt M x P = ± ny i nc ∑ x2 tt tt i i=1 i P1tt = Pmttin = 1153,9 59,212.0,375 − = 498(kN) 2.0,3752 P2tt = Pmttax = 1153,9 59,212.0,375 + = 655,9(kN) 2.0,3752 Mô men tương ứng với mặt ngàm I - I: MI = ( P2 ) r1 = 655,9.0,225 = 147,58kNm Với r1 = 0,75/2 - 0,3/2 = 0,225 m Cốt thép chịu mô men MI Với h0 = hd − 0,15= 0,8− 0,15 = 0,65 αm = MI 147,58× 106 = = 0,061 R bbh02 11,5× 500× 6502 ξ = 1− 1− 2α m = 1− 1− 2× 0,061 = 0,063 Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu MI SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 36 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI As = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 ξR bbho 0,063× 11,5× 500× 650 = = 837,11mm2 Rs 280 Chọn φ 18 có As = 10,18 cm2 Khoảng cách trục cốt thép cạnh là: a= 500 − 2.25 = 150 4− Chiều dài là: mm Chọn a = 150mm b − 2a bv = 1250 - 2.25 = 1200 mm − Theo phương làm việc cịn lại khơng có moment nên bố trí thép cấu tạo φ Chọn 10a200 Chiều dài là: b − 2a bv = 500 - 2×25 = 450 mm SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 37 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD 2009 - 2014 SVTT :KHUẤT QUANG HIẾU – LỚP 2009X7TRANG 38