Phương án móng cọc docx

Tức là nằm tại mặt lớp thứ 2... III – Xác định số cọc và bố trí cọc cho móng: aXác định kích thước sơ bộ đáy móng... IV - Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng 1 Áp lực đáy móng

C – Phương án móng cọc

Thiết kế móng cọc cột trục I của nhà bê tông cốt thép không có tường chèn, tiết diện cột 300x200.Nền nhà Cos 0.00 cao hơn Cos ngoài nhà 0.60m, Cos ngoài nhà cao hơn mặt đất tự nhiên 0,4m.Tải trọng tác dụng tại đỉnh cột :

N0tt = 500(kN); M0tt = 60(kNm); Q tt = 4(kN)

Lực dọc tiêu chuẩn ở đỉnh móng: 416 , 7

2 , 1

500

0

n

N N

tt

2

60

0

n

M M

tt

Lực cắt tiêu chuẩn ở đỉnh móng: 3 , 33

2 , 1

4

=

=

=

n

Q Q

tt

I - Chọn loại cọc, kích thước cọc và phương pháp thi công:

Tải trọng tác dụng xuống móng không lớn lắm, ta dùng cọc cắm vào lớp sét pha có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn lớp cát pha ở bên trên

Đáy đài đặt tại Cos – 2 m và cách Cos ngoài nhà 1,4m Tức là nằm tại mặt lớp thứ 2

Dùng cọc C5 – 20 dài 5m,tiết diện cột 0,2 x 0,2 (m) Thép dọc chịu lực 4Φ10

có Ra =230000 Kpa, bê tông Mác 200 có Rb = 9000KPa.Đầu cọc có mặt bích bằng thép Cọc được đưa xuống bằng búa diezel không khoan dẫn

Cách thức liên kết cọc với đài:

Ngàm cọc với đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu cọc cho trơ cốt thép một đoạn: 20d=20x10= 200mm = 0,2m; và ngàm thêm một phần đầu cọckhông bị phá vào đài là 0,1m

II- Xác định sức chịu tải của cọc

1. xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

Công thức xác định:

Pv = ϕ (Rb.Fb + Ra.Fa)

Trong đó:

+Hệ số uốn dọc ϕ =1 (móng đài thấp không xuyên qua lớp bùn hay than bùn)

+ Rb :cường độ chịu nén của bê tông

+ Ra: Cường độ chịu nén của thép

+ Fb: Diện tích tiết diện của bê tông (=0,04m2)

+ Fa: Diện tích tiết diện của thép dọc (=0.000314m2)

=> Pv = ϕ.(Rb.Fb + Ra.Fa)=1(9000x0,04 + 230000x0,000314)=432,22 KN 2.Xác định sức chịu tải của cọc theo cường đọ chịu nén của đất nền:

Chân cọn tỳ lên lớp sét pha dẻo cứng nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc masat.Sức chịu tải của cọc theo đất nền xác định theo công thức:

)

.

.(

1

∑

+

P

Trong đó :

+ m=1 : Hệ số làm việc của cọc trong đất

+ m R=1, f i=1 :do hạ bằng búa diezel không khoan dẫn

+ F : diện tích tiết diện ngang chân cọc = 0,04m2

+ u : Chu vi tiết diện ngang của cọc = 4x0,2 = 0,8

+ hi: Chiều dày lớp thứ i tiếp xúc với cọc

Ta chia nền đất thành các lớp đất có chiều dày như trong hình vẽ hi≤ 2m

Zi,H được tính từ Cos thiên nhiên

H = 5,6 (tra bảng 6.2 sách hướng dẫn đồ án) với sét pha, B= 3,8

bằng phương pháp nội suy: R= 2316Kpa

Tra bảng 6.3 ( sách hướng dẫn đồ án) có:

=

Z1 1,6 B≈ 0,4 f1=18,6 h1=1

=

Z2 2,6 B≈ 0,4 f 2=23,4 h2=1

=

Z3 3,55 B≈ 0,4 f 3=26,1 h3=0,9

=

Z4 4,8 B≈ 0,4 f 4=28,6 h4=1,6

)

.

.(

1

∑

+

P

=1(1x2316x0,04 +0,8(18,6x1+23,4x1+26,1x0,9+28,6x1,6))=181,64 KN

Pd

'

K Pd

d

4 , 1

64 , 181

=129,74 KN (Kd là hệ số an toàn của đất)

-1,4 -0,6

1

2

3

3.Xác định sức chịu tải trọng nén phương ngang theo thí nghiệm xuyên tĩnh Sức phá hoại của cọc masat:

P x' =P mui+P xp =k.q c.F+P xq

Pmui:Sức cản phá hoại của đất ở mũi

qpSức cản phá hoại của đất ở chân cọc

Cọc xuyên qua lớp cát pha dày 3m có qtb

c =4000 KPa Cọc xuyên qua lớp sét pha dày 1,6 m có qtb

c =1600KPa tra α và K từ bảng 5.9 sách hướng dẫn đồ án có:

+ Cát pha : α=100

) ( 40 100

4000

q

q c

+ Sét pha : α = 40

) ( 40 40

1600

q

q c

Sức phá hoại của đất ở chân cọc:

) ( 720 1600 45 , 0

k

q p = c = =

nên

) ( 6 , 177 04 , 0 720

q p

mui

P = = =

) ( 2 , 147 ) 6 , 1 40 40 3 ( 8 , 0

u si i

xq

P = Σ = + =

Tải trọng cho phép truyền xuống cọc:

Theo tiêu chuẩn TCN112-84:

KPa

P P

P mui xq

2

2 , 147 3

8 , 28 2

=

4.Xác định sức chịu tải theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT

Bỏ qua ma sát thành :

F N

−

+

=

'

+ n=2 vì cọc đóng

+ m= 400 cho cọc đóng

+ N= 9,Số SPT ở chân cọc

+ F=0,04 Tiết diện ngang chân cọc

+ Fs=0,8x5=4 Diện tích mặt xung quanh cọc (m2)

+ N− =15x33++19,9x1,9=12,67

=> P'

=400x9x0,04 + 2x12,67x4 = 245,36KN

Tải trọng cho phép truyền xuống cọc:

Pspt=

4

'

P =

4

36 , 245

=61,34KN 5.Kết luận

22

,

432

=

Pv > Pd

'

=129,74 (KN)

22

,

432

=

Pv > Px= 83 , 2 (KN)

22

,

432

=

Pv >Pspt=61,34 (KN)

Ta chọn phương pháp xác định sức chịu tải theo phương pháp xuyên tĩnh

2

,

83

=

Px (KN) để tính toán

III – Xác định số cọc và bố trí cọc cho móng:

a)Xác định kích thước sơ bộ đáy móng

Áp lực giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

) ( 39 , 360 )

2 , 0 3 (

74 , 129 )

.

3

d

P

P x

Diện tích sơ bộ đáy móng:

) ( 54 , 1 1 , 1 7 , 1 20 39 , 360

500

.

2

m n

h P

N

F

tb

tt

tt

o

−

=

−

=

γ

2

4 , 1 2

h h

Trọng lượng của đài và đất trên đài

) ( 59 , 57 20 7 , 1 54 , 1 1 , 1

.

n

N tt sb tb

Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài :

Ntt N N tt 500 57 , 59 557 , 59 (KN)

d

tt

=

Số lượng cọc sơ bộ :

29 , 4 74 , 129

59 , 557

'

=

=

=

x

tt

N

Ta lấy nc=6 cọc.Bố trí cọc như hình vẽ :

0,25 0,6 0,6 0,25

1,7

Bố trí cọc trong mặt bằng

Chọn khoảng cách giữa các tim cọc :

3D = 3x20 =60 (Cm)

b) Diện tích đế đài thực tế : F d' = 1 , 1x1 , 7 = 1 , 87 (m2 )

Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài:

) ( 70 20 7 , 1 87 , 1 1 , 1

.

n

N tt d tb

Lực dọc tính toán xác định đến cốt đài :

) ( 570 70

N

N

d

tt

o

Lực dọc do khối đất chênh lệch gây ra :

) ( 074 , 19 17 7 , 1 1

,

1

6

,

Nd = =

Độ lệch tâm của khối đất chênh lệch:

) ( 5 , 0 4

3 , 0 7 , 1

l

l

e c

Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế dài :

) ( 33 , 72 5 , 0 07 , 19 7 , 0 4 60

Q

M

M tt tt d d

o

Lực dọc truyền xuống dãy cọc biên:

) ( 13 , 125 6

, 0 4

6 , 0 3 , 72 6

570

2 2

max '

x

x M n

N

p

i

tt y

c

tt

Σ +

=

) ( 87 , 64 6

, 0 4

6 , 0 3 , 72 6

570

2 2

min '

x

x M n

N

p

i

tt y

c

tt

Σ

−

=

Trọng lượng tính toán của cọc:

) ( 5 , 4 25 5 , 4 1 , 1 2

,

0

2

,

Ở đây 125 , 13 4 , 5 129 , 63 ' 129 , 74 ( )

=

<

= +

= +

Như vậy thoả mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống dãy cọc biên và ptt

min

=64,87 KN > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chông nhổ

IV - Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng

1) Áp lực đáy móng quy ước:

Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng quy ước có mặt cắt là abcd

Trong đó:

4

tb

ϕ

6 , 1 9 , 2

6 , 1 17 9 , 2 18

3 2

3 3 2

+

+

= +

+

h h

h h

tb

ϕ ϕ

4

64 ,

17

=

=

-0,6

1

2

3

Chiều dài của đáy khối quy ước:

) ( 19 , 2 4 , 4 5 , 4 2 3 , 0 2 , 1

.

l

L

L M = + c + α = + + =

Chiều rộng của đáy khối quy ước:

) ( 49 , 1 4 , 4 5 , 4 2 2 , 0 6 , 0

.

b

B

B M = + c + α = + + =

Chiều cao khối móng quy ước Hm=6,1 (m)

Xác định trọng lượng của khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở lên có thể xác định theo công thức:

) ( 89 , 97 20 5 , 1 49 , 1 19 , 2

N tc = M M γtb = =

Trọng lượng của khối quy ước thứ 2

KN x

x x

x xFxn

x xB

L

N tc ( M M h h ) ( 2 , 19 1 , 49 2 , 9 2 , 9 0 , 04 6 ) 19 , 2 168 , 32

2 2

2

Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc 20x20 dài 5m:

Trọng lượng của 6 đoạn:

4 , 17

6

9

,

2

5

Trọng lượng của khối quy ước thứ 3

KN x

x x

x xFxn

x xB

L

N tc ( M M h h ) ( 2 , 19 1 , 49 1 , 6 1 , 6 0 , 04 6 ) 18 , 2 88 , 03

3 3

3

Trọng lượng của 6 đoạn:

6

,

9

6

6

,

1

5

5

=

x

Vậy trọng lượng của khối quy ước abcd:

) ( 24 , 381 6 , 9 03 , 88 4 , 17 632 , 168 89

,

N tc

Trị tiêu chuẩn xác định tới đáy móng khối quy ước:

) ( 94 , 797 24 , 381 7 ,

N

N

qu

tc

o

Mômen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm đáy khối quy ước:

) ( 31 , 70 1 , 6 33 , 3 50

Q

M

M tc tc m

o

94 , 797

31 , 70

m N

M

e tc

tc

=

=

=

Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước:

) ( 49 , 303 ) 19 , 2

088 , 0 6 1 ( 49 , 1 19 , 2

94 , 797 )

6 1 (

.

x L

e B

L

N

N

P

m m

m

tc qu

tc

o

) ( 57 , 185 ) 19 , 2

088 , 0 6 1 ( 49 , 1 19 , 2

94 , 797 )

6 1 (

.

x L

e B

L

N

N

P

m m

m

tc qu

tc

o

) ( 53 , 244 2

57 , 185 49

,

303

KN

P tc

2)Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước:

)

.

(

1

II II

m II

m tc

K

m

m

Ktc=1 vì các chỉ tiêu cơ lý lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp với đất Tra bảng 3.1 :

m1=1,2 vì đầu cọc xuyên qua lớp sét pha

m2=1 vì công trình là không thuộc loại tuyệt đối cứng

17

=

II

ϕ tra bảng 3.2 có:A=0,39 B=2,57 D=5,15

) / (

2

,

II =

γ

42 , 18 6

, 1 3 1 4 , 0

2 , 18 6 , 1 2 , 19 3 17 1 4

,

0

17

+ + +

+ +

+

II

γ

VËy ( 0 , 39 1 , 49 18 , 2 2 , 57 6 , 1 18 , 42 5 , 15 1 , 9 ) 397 , 19 ( )

1

2 , 1

1

KN x

x x x

x

1,2.Rm=1,2x397,19 =476,62 (KN)

3) So sánh

) ( 62 , 476

2 , 1 ) ( 49 , 303

p tc = < m =

) ( 19 , 397 )

( 53 ,

Thoả mãn điều kiện:

Vậy ta có thể tính toán độ lún theo quan điểm nền biến dạng tuyến tính, trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn, đáy của khối quy ước có diện tích bé nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán

V - Tính toán độ lún của nền theo quan niẹm tuyến tính:

=

∆s 8 (Cm) (Đối nhà khung bê tông cốt thép không có tường chèn)

-ứng xuất bản thân:

+ ứng xuất bản thân tại đáy lớp đất đắp:

) ( 117 17

1

bt

σ

+tại đáy lớp cát pha;

) ( 6 , 74 2 , 19 3 17

3

bt

σ

+Tại đáy khối quy ước:

) ( 72 , 103 2 , 18 6 , 1 2 , 19

3

σ

- Ứng xuất gây lún tại đáy khối quy ước:

) ( 81 , 140 72 , 103 53 , 244

tb

gl

σ

Chia lớp đất dưới đáy móng quy ước 0 , 298

5

49 , 1

< m i

B h

Bảng ứng xuất gl

zi

σ và bt

zi

σ

B

L

M

M

BM

z

bt zi

zi

σ

Lớp 3

Cú:

E=9000

Giới hạn nền lấy tới điểm 9: z=2,682 m kể từ đỏy múng quy ước trở

xuống

Độ lỳn của nền:

∑

=

= n

i

gl

zi

E

h

S

1

8

,

8 , 1 ) 2

51 , 24 75 , 29

88 , 136 2

81 , 140 ( 9000

298

,

0

.

8

,

=

Nhận thấy S= 1,77 < ∆S=8 (Cm) thoả món điều kiện nộn lỳn

biểu đồ ứng suất gây lún

1

2

3

103,72 114,56 125,41 136,26 147,10

140,81 119,49 75,12 45,98

VI- Tính toán độ bền và cấu tạo móng:

Dùng bê tông mác 200, thép AII

1)Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng

7 , 0 7 , 0 4

,

=

hm

65 , 0 05 , 0 7 , 0

0 =h −a = − =

h m bv (m)

Vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc, như vậy đài cọc khong bị đâm thủng

2) Cấu tạo móng :

a)Tính thép cho mặt cắt I-I (Theo phương cạnh dài)

-Mô men ngàm tương ứng với mặt I-I

)

1 P P

r

M I−I = +

Trong đó : P3 =P6 =Pmaxtt = 125 , 13 (KN)

2

3 , 0

2

,

1

r = − =

Vậy: M I−I = 0 , 45x2x125 , 13 = 112 , 61 (KN.m)

Diện tích cốt thép tương ứng với mặt I-I

) ( 87 , 6 28 65 , 0 9 , 0

61 , 122

.

9

,

0

2 0

x x R

h

M

F

a

I

I

Chọn 8Φ12 Fa=8x1,131=9,048 (cm2)

Chiều dài mỗi thanh;

) ( 65 , 1 025 , 0 2 7 , 1 025

,

0

2

l = − = − =

Khoảng cách cần bố trí giữa các thanh thép:

) ( 008 , 1 092 , 0 1 , 1 ) 2

012 , 0 025 , 0 015 , 0 ( 2

'

m x

b

b = − + + = − =

Khoảng cách giữa các tim cốt thép:

−

=

− 8 1

008 , 1 1

'

nb 0,144 (m) ≈ 15 (cm)

Vậy : ta bố trí 8 thanh thép 12 cách nhau 15 (cm)

b)Tính thép cho mặt cắt II-II (phương cạnh ngắn)

-Mô men ngàm tương ứng với mặt II-II

)

MII−II =r P +P +

Trong đó : P3 =Pmaxtt = 125 , 13 (KN)

) ( 87 , 64

min

P = tt =

) ( 95

P tt

tb =

=

2

2 , 0 6

,

0

r = − =

Vậy: M II−II = 0 , 2 ( 64 , 87 + 95 + 125 , 13 ) = 57 (KN.m)

Diện tích cốt thép tương ứng với mặt II-II

) ( 47 , 3 28 65 , 0 9 , 0

57

.

9

,

0

2 0

cm x

x R

h

F

a

II II

II

−

Chọn 7Φ10 Fa=7 x 0,785=5,495 (cm2)

Chiều dài mỗi thanh:

) ( 05 , 1 025 , 0 2 1 , 1 025

,

0

2

b = − = − =

Khoảng cách cần bố trí giữa các thanh thép:

) ( 608 , 1 092 , 0 7 , 1 ) 2

012 , 0 025 , 0 015 , 0 ( 2

'

m x

l

l = − + + = − =

Khoảng cách giữa các tim cốt thép:

−

=

− 7 1

608 , 1 1

'

* Vậy : ta sẽ dùng 7 thanh thép Φ10, mỗi thanh cách nhau 26 (cm.)

c) Hình vẽ:

2

7Ø10

1700

100 100

8Ø12

100

100

2 1

phuong an mong coc

Ø6

50 thep cho cua cot