Luận văn: Thiết kế móng cọc khoan nhồi doc

 4.Kiểm tra lực tác dụng lên cọc  5.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng  6.Tính toán đài cọc C.SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG I.CHỈ TIÊU KHỐI LƯỢNG BÊ TÔNG CỐT THÉP II.CHỈ TIÊU ĐI

II.SƠ ĐỒ CẤU TẠO,KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN

 1.Sơ đồ cấu tạo

 2.Kích thước các cấu kiện

III.TÍNH TOÁN BẢN

 1.Sơ đồ truyền tải

 2.Tính sơ bộ tiết diện cột biên và cột giữa

CHƯƠNG VII:THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN MÓNG

A.THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ĐÀI ĐƠN

I.TÍNH TOÁN MÓNG M1

 1.Tải trọng tác dụng lên móng

 2.Cấu tạo cọc

 3.Sơ bộ chiều sâu đáy đài và các kích thước

 4.Tính toán sức chịu tải của khoan nhồi

 5.Xác định số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài

 6.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên từng cọc trong nhóm

 7.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

 8.Tính toán đài cọc

II.TÍNH TOÁN MÓNG M2

 1.Tải trọng tác dụng lên móng

 2.Cấu tạo cọc

 3.Sơ bộ chiều sâu đáy đài và các kích thước

 4.Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi

 5.Xác định số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài

 6.Kiểm tra tải trọng cọc tác dụng lên từng cọc trong nhóm

 7.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

 3.Sơ bộ chiều sâu đáy đài và các kích thước

 4.Tính toán sức chịu tải của cọc ép

 5.Xác định số lượng cọc

 6.Kiểm tra lực tác dụng lên cọc

 7.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

 4.Kiểm tra lực tác dụng lên cọc

 5.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

 6.Tính toán đài cọc

C.SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

I.CHỈ TIÊU KHỐI LƯỢNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

II.CHỈ TIÊU ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT

 1.Chỉ tiêu điều kiện thi công

 2.Chỉ tiêu điều kiện kinh tế

III.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG TRỤC 3

PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC CỦA NHÀ

+ Khung là kết cấu chịu lực quan trọng nhất của công trình, khung nhận toàn bộ tải trọng ngang (gió ), cộng với tải trọng đứng Hệ chịu lực chính của công trình là khung chịu lực gồm các dầm dọc và các dầm ngang kết hợp với cột tạo thành hệ chịu lực chính của công trình

+ Lý do chọn khung phẳng để tính:

 Số nhịp của khung dọc nhiều hơn khung ngang , cho nên khả năng chịu lực của khung dọc lón hơn khung ngang, do đó ta không cần tính khung không gian

 Công trình có chiều cao nhỏ hơn 40m nên ta không cần phải tính gió động

I TÍNH KHUNG PHẲNG TRỤC 3 :

1 Sơ Đồ Truyền Tải :

2.Tính Sơ Bộ Tiết Diện Cột Biên Và Cột Giữa :

a/ Xác định kích thước cột

Theo chương I phần sàn ta có tĩnh tải sàn lớn nhất: sàn S2

-Tỉnh tải: g = 411.26 (kG/m2)

-Hoạt tải: p =186.48 (kG/m2)

=> qs = g+p = 597.74 (kG/m2)

Chọn tiết diện cột theo công thức trên với kích thước thay đổi 3 tầng một lần Công thức sơ bộ xác định tiết diện cột :

b b

R

N k

A 

Trong đó:

Ab: diện tích tiết diện cột

N=qsanxSx n -lực nén lớn nhất trong cột

1 -diện tích truyền tải của sàn lên cột

n –số tầng của công trình

R b=14.5 MPa cường độ chịu nén tính toán của bê tông B25

k: hệ số kể đến momen uốn do tải trong gió

k=1.2 đối với cột biên

k=1.4 đối với cột giữa

BẢNG TÍNH TOÁN VÀ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT

Cột Tầng N i max

584.3 1168.7

1753

35x50 40x50 45x60

1.4 1.4 1.4

1189

2379

3568

35x55 45x60 55x70

a)Nhịp AB

a/Tĩnh tải:

-Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân dầm gd ,trọng lượng các lớp cấu

tạo sàn gs (KG/ m2 ),trọng lượng tường xây trên dầm nếu có

-Trong lượng bản thân dầm: khi tính sap tự tính

-Trọng lượng tường xây trên dầm( tính đơn giản thiên về an toàn )

g t = bthtnt =0.1*(3.6-0.7) *1.1*1800=574.2 daN/m

-Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải sàn:

gs = 443.1 (kg/m2) -Tải trọng từ sàn truyền vào dầm trục 3 được xác định theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn Để đơn giản và an toàn ta xem dầm truyền tải bằng 2 lần

diện truyền tải giửa trục 3,4

-Tải trọng do sàn truyền vào: tải trọng có dạng hình tam giác, giá trị lớn nhất:

gtt = 2x gs x

2

L

=2 4.5 443.12

x x =1994(Kg/m) -Trọng lượng bản thân dầm phụ

-Trong lượng bản thân dầm: khi tính sap tự tính

-Trọng lượng tường xây trên dầm( tính đơn giản thiên về an toàn )

g t = bthtnt =0.1*(3.6-0.7) *1.1*1800=574.2 daN/m

-Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải sàn:

gs = 443.1 (kg/m2) -Trọng lượng bản thân dầm phụ

gd= b(h-hs)n = 0.25(0.5-0.12)1.12500=261.25 (daN/m)

-Tải trọng tác dụng lên dầm phụ hình chử nhật : gtt=443.1 daN/m

-Tổng tải trọng dầm phụ tác dụng lên dầm trục AB

- Tổng hoạt tải dầm phụ truyền vào dầm chính dạng lực tập trung

-Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải sàn:

-Tải trọng do sàn truyền vào: tải trọng có dạng hình tam giác, giá trị lớn nhất:

gtt = 2x gs x

2

L

=2 4.5 443.12

x x =1994(Kg/m) -Trọng lượng bản thân dầm phụ

5.TẢI TRỌNG GIÓ ( WIND ):

Thành phần tĩnh của gió:

Chiều cao nhà H = 30.3 m < 40 m, nên theo TCVN 2737-1995 không xét đến thành phần gió động mà chỉ xét đến thành phần gió tĩnh

Áp lực gió tĩnh phân bố theo bề rộng mặt đón gió của công trình được tính theo công thức:

Wtt = n.Wo.k.c.B (kG/m)

Trong đó :

 n = 1,2 hệ số vượt tải của tải trọng gió

 Wo : Giá trị áp lực gió lấy theo biểu đồ phân vùng

Công trình xây dựng ở Q1 thuộc khu vực IIA => Wo = 83 kg/m2

 c : là hệ số khí động phụ thuộc vào mặt đón gió

Gió đẩy c = 0,8 gió hút c = 0,6

 k : là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và hình dạng địa hình(Tra bảng 5-TCVN 2737-1995,theo dạng địa hình A)

 B : bề rộng đón gió của khung đang xét ( B = 9 )

- Giá trị tính gió đẩy :

Kết quả tính toán hệ số k ở bảng sau :

Tầng Độ cao

z (m) kz

Wtt

đ (kg/m)

Wtt

h (kg/m)

7 30.3 1.37 982.45 736.8

6.TỔ HỢP NỘI LỰC

a)Các trường hợp tải:

Tĩnh tải chất đầy(TT)

- Gồm tĩnh tải phân bố trên sàn, tải tường,và dầm

- Để dễ quản lí, trong quá trình khai báo trong SAP 2000,tĩnh tải được tách

ra thành tĩnh tải ( gồm tải phân bố trên ô sàn + tải cầu thang ) và tải tường ( tải tường bao che và tường ngăn bên trong); hai trường hợp tải đó khi tổ hợp được gộp chung là TĨNH TẢI

b)Tổ hợp nội lực:

Mục đích của việc tổ hợp nội lực :

Xác định nội lực nguy hiểm nhất do tải trọng ngoài gây ra tại tiết diện khảo sát với tiết diện đã chọn Từ nội lực đó tính và bố trí cốt thép

*Cấu trúc tổ hợp:

+ Tổ hợp chính (tổ hợp cơ bản) : Gồm tĩnh tải(TT+TUONG) và một hoạt tải; hệ số tổ hợp chung cho tĩnh tải và hoạt tải là 1

COMBO 1.Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng lẻ

COMBO 2.Tĩnh tải + Hoạt tải cách tầng chẵn

COMBO 3.Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp lẻ

COMBO 4.Tĩnh tải + Hoạt tải cách nhịp chẵn

COMBO 5.Tĩnh tải + Hoạt tải liền nhịp

COMBO 6.Tĩnh tải + Gió trái

COMBO 7.Tĩnh tải + Gió phải

7.TÍNH THÉP CHO DẦM

BẢNG PHẦN TỬ KHUNG

a) Tổng hợp nội lực dầm

BẢNG TỔ HỢP MOMENT DẦM KHUNG

Nhịp Phần

tử

Tiết diện

GT -50.36 0.5227 -50.36

GN 19.292 29.278 29.28

GP -60.21 -6.575 -60.21 D40

GT -44.88 -3.396 -44.88

GN 19.214 29.878 29.88

GP -55.99 -12.2 -55.99 D41

GT -18.97 -13.6 -18.97

GN 20.264 33.919 33.92

GP -45.45 -32.18 -45.45

b)Tính cốt dọc:

BÊ

0.001 -0.065 220 6.284 0.23

0.032 -3.391 220 6.284 0.23

-37 Min -48787

0.185

0.170 -18.250 320+225 19.244 0.71

0.205 -21.949 325+222 22.329 0.71

0.009 -0.924 220 6.284 0.23

-38 Min -54473

0.206

0.188 -20.207 225+322 21.221 0.78

-38 Min

19302

6 0.073 0.076 8.144 225 9.818 0.36

38 Min -63826 - - -23.362 225+230 23.956 0.89

0.025 -2.636 220 6.284 0.23

-39 Min -50364

0.191

0.175 -18.795 320+225 19.244 0.71

0.207 -22.150 325+222 22.329 0.71

0.013 -1.370 220 6.284 0.23

0.045 -4.841 220 6.284 0.23

-40 Min -44883

0.170

0.157 -16.888 225+222 17.42 0.64

0.193 -20.723 225+322

-21.22

1 0.78

41 Max -7969.8

0.030

0.030 -3.187 220 6.284 0.23

0.056 -6.005 220 6.284 0.23

-41 Min -42341

0.160

0.149 -15.993 225+220

0.181 -19.369 425 19.63 0.72

-42 Max -9812.4

0.037

0.036 -3.911 220 6.284 0.36

0.070 -7.499 220 6.284 0.32

-42 Min -38388

0.145

0.136 -14.589 220+225

0.174 -18.624 320+225

-19.24

4 0.71

43 Max -11763

0.045

0.044 -4.673 220 6.284 0.23

0.086 -9.193 220 6.284 0.23

-43 Min -33574

0.127

0.120 -12.857 122+225

0.166 -17.766 222+225 17.42 0.65

-44 Max -17124

0.065

0.063 -6.739 220 6.284 0.32

0.094 -10.110 220 6.284 0.32

-44 Min -31401

0.119

0.112 -12.067 122+225

-13.61

9 0.5

44 Min 18460 0.070 0.072 7.775 225 9.818 0.36

4

44 Min -43717

0.165

0.154 -16.478 222+225 17.42 0.65

0.050 -5.386 220 6.284 0.23

0.115 -12.350 220 6.284 0.233

-45 Min -18970

0.072

0.069 -7.442 225 9.818 0.364

0.159 -17.086 222+225 17.42 0.645

-46 Max -14383

0.054

0.053 -5.687 220 6.284 0.233

0.053 -5.687 220 6.284 0.233

-46 Min -68234

0.258

0.231 -24.823 425+128

0.229 -24.590 425+128

-25.78

8 0.955

47 Max -8485.5

0.032

0.032 -3.391 220 6.284 0.233

0.032 -3.391 220 6.284 0.233

-47 Min -72797

0.275

0.245 -26.318 325+228

-27.04

3 1.002

0.249 -26.683 325+228

-27.04

3 1.002

48 Max -12724

0.048

0.047 -5.046 220 6.284 0.233

0.047 -5.046 220 6.284 0.233

-48 Min -69998

0.265

0.237 -25.403 425+128

0.233 -24.992 425+128

-25.78

8 0.955

49 Max -18222

0.069

0.067 -7.157 220 6.284 0.233

0.067 -7.157 220 6.284 0.233

-49 Min -63480

0.240

0.217 -23.246 425+128

0.221 -23.737 425+128

0.078 -8.388 220 6.284

0.081 0.078 3

50 Min -61998

0.235

0.212 -22.751 225+228

0.207 -22.250 225+228

-22.13

4 0.82

51 Max -25001

0.095

0.091 -9.708 220 6.284

0.091 -9.708 220 6.284

-0.23

3

51 Min -56933

0.215

0.196 -21.044 225+228

0.202 -21.619 225+228

-22.13

4 0.82

52 Max -28944

0.110

0.104 -11.167 220 6.284

0.104 -11.167 220 6.284

-0.23

3

52 Min -54499

0.206

0.188 -20.215 325+220

0.183 -19.648 325+220

0.114 -12.183 220 6.284

0.114 -12.183 220 6.284

-0.23

3

53 Min -50013

0.189

0.174 -18.674 320+225

-19.24

4

0.71

3

0.181 -19.378 320+225

0.122 -13.072 220 6.284

0.122 -13.072 220 6.284

-0.23

3

54 Min -50041

0.189

0.174 -18.684 320+225

0.168 -18.063 320+225

0.032 -3.391 220 6.284

0.001 -0.065 220 6.284

-0.23

3

55 Min -59611

0.226

0.205 -21.949 320+225 19.244

0.170 -18.250 325+222 22.329

-0.82

7

56 Max -2285.3

0.009

0.009 -0.924 220 6.284

0.188 -20.207 225+322 21.221

-0.78

6

57 Max -6575.2

0.025

0.025 -2.636 220 6.284

0.207 -22.150 325+222 22.329

0.175 -18.795 320+225 19.244

-0.71

3

58 Max -12196

0.046

0.045 -4.841 220 6.284

0.013 -1.370 220 6.284

-0.23

3

58 Min -55988

0.212

0.193 -20.723 225+322 21.221

0.157 -16.888 225+222 17.42

-0.64

5

59 Max -15209

0.058

0.056 -6.005 220 6.284

0.030 -3.187 220 6.284

-0.23

3

59 Min -52029

0.197

0.181 -19.369 425 19.63

59 Min -42341

0.160

0.149 -15.993 225+220 16.102

0.070 -7.499 220 6.284

0.036 -3.911 220 6.284

-0.23

3

60 Min -49870

0.189

0.174 -18.624 320+225 19.244

0.136 -14.589 225+220 16.102

-0.59

6

61 Max -23619

0.089

0.086 -9.193 220 6.284

0.044 -4.673 220 6.284

-0.23

3

61 Min -47395

0.179

0.166 -17.766 222+225 17.42

0.120 -12.857 122+225 13.619

-0.50

4

62 Max -26084

0.099

0.094 -10.110 220 6.284

0.063 -6.739 220 6.284

-0.23

3

62 Min -43717

0.165

0.154 -16.478 222+225 17.42

-0.64

5

62 Min 18460 0.070 0.072 7.775 225 9.818 0.36

4 4

62 Min -31401

0.119

0.112 -12.067 122+225 13.619

-0.50

4

63 Max -32180

0.122

0.115 -12.350 220 6.284

0.050 -5.386 220 6.284

-0.23

3

63 Min -45431

0.172

0.159 -17.080 222+225 17.42

0.069 -7.442 225 9.818

-0.36

4

c)Tính cốt đai:

-Thép đai dùng Ф8 Rsw = 0.8Rs =180 MPa

-Thép đai 2 nhánh Aws =2x0.283 =1.006 cm2

 Tính cho các dầm nhịp AB; CD

-Tính cho dầm có lực cắt lớn nhất và bố trí cho các dầm còn lại

-Lực cắt trong dầm nhịp AB; CD Qmax = 26.2242 daN tại đầu dầm 38

-Tra bảng Các số liệu φb2 = 2 ,φb3 = 0.6 ,φb4 = 1.5 ,β = 0.01

-Tính khả năng chịu cắt của bê tông

Qbo = 0.5φb4(1+φn)Rbt.b.ho

+Khả năng chịu cắt của dầm trục AB ,CD

Qbo = 0.5x1.5(1+0)1.05x10x40x67.5=21262.5 daN

Qmax=26224.2 daN> Qb0 =21262.5 daN

-Bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên ta tính thêm cốt đai chịu lực cắt

Lấy gần đúng C = 2h0 = 1350

Kiểm tra điều kiện ứng suất chính nén

C* > 2h0 = 135 cm Lấy C = C* = 4030.8 cm và C0 = 2h0 = 135cm ứng với tải trọng phân bố

Trong đoạn giữa dầm bố trí cốt đai Ф8a200

 Tính cho các dầm nhịp BC

-Tính cho dầm có lực cắt lớn nhất và bố trí cho các dầm còn lại

-Lực cắt trong dầm nhịp BC Qmax = 31332.4 daN tại đầu dầm 47

-Tra bảng Các số liệu φb2 = 2 ,φb3 = 0.6 ,φb4 = 1.5 ,β = 0.01

-Tính khả năng chịu cắt của bê tông

Qbo = 0.5φb4(1+φn)Rbt.b.ho

+Khả năng chịu cắt của dầm trục AB ,CD

Qbo = 0.5x1.5(1+0)1.05x10x40x67.5=21262.5 daN

Qmax=31332.4daN> Qb0 =21262.5 daN

-Bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên ta tính thêm cốt đai chịu lực cắt

Lấy gần đúng C = 2h0 = 1350

Kiểm tra điều kiện ứng suất chính nén

Trong đoạn giữa dầm bố trí cốt đai Ф8a200

8.TÍNH THÉP CHO CỘT

-Tại mỗi tiết diện của một phần tử, ta cần tìm các cặp nội lực sau:

Mmax, Ntư

Mmin, Ntư

Nmax, Mtư

Qmax

-Ba cặp nội lực đầu dùng để tính cốt thép dọc chịu lực

-Giá trị Qmax dùng để tính cốt đai cho những tiết diện sát chân cột

BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC CỘT KHUNG

Phan tu Mmax Ntu Mmin Ntu Nmax Mtu C1 18.75 -191.8 -24.64 -194 -209.9 -24.09 C2 27.22 -165.4 -31.11 -184.9 -184.9 -31.11

C3 28.43 -142.5 -27.46 -157.4 -157.4 -27.46 C4 23.07 -117 -22.05 -131 -131 -22.05 C5 21.68 -105 -21.86 -107 -107 -21.86 C6 21.02 -73.6 -20.66 -83.51 -83.51 -20.66 C7 17.47 -55.63 -17.46 -60.88 -60.88 -17.46 C8 15.33 -33.95 -16.11 -39.53 -39.53 -16.11 C9 18.97 -16.97 -16.15 -18.71 -19.58 -12.11 C10 39.15 -349.8 -41.71 -349.8 -455.2 -1.838 C11 35.54 -348.2 -39.51 -310.8 -404.5 -4.395 C12 36 -303.6 -30.36 -331.1 -352.5 -4.975 C13 25.48 -277.4 -20.64 -261.8 -300.8 -3.713 C14 22.34 -216.3 -20.72 -236.1 -250.6 -4.406 C15 21.31 -184.1 -17.4 -174.5 -200.6 -4.805 C16 12.88 -129.7 -11.43 -143 -150.4 -2.894 C17 10.87 -91.97 -9.322 -87.6 -100.6 -3.565 C18 7.475 -43.58 -6.935 -50.82 -51.97 -5.945

*Trình tự tính toán cốt thép cho cột như sau:

 Tính độ lệch tâm ban đầu e0:

l ( b b a a

dh

J E J E K

11 0

0





h e

h N

-Mô men quán tính của bê tông: Jb =

12

3

bh

-Mô đun đàn hồi của thép: Es = 2010-4 MPa

-Mô men quán tính của thép: Ja = tbh0(0.5h - a)2

Giả thiết ban đầu t = 0.8%~1.2%

 Độ lệch tâm tính toán:

Với a = a’ = 4cm - bề dày lớp bê tông bảo vệ

a – khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc lệch tâm đến trọng tâm của cốt

thép chịu kéo

a’- khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc lệch tâm đến trọng tâm của cốt thép

chịu nén

 Xác định trường hợp lệch tâm:

x =

b R N

n

-Nếu x < 0h0 lệch tâm lớn

-Nếu x  0h0 lệch tâm bé

 Tính cốt thép dọc:

a.Trường hợp lệch tâm lớn:

-Nếu x > 2a’:

Fa = Fa’ =

)'(

)5.0(

0 '

0

a h R

x h

e N

'

'

a h R

F

F a a

-Nếu  sai khác nhiều với gt thì dùng  tính lại Nth và 

b.Trường hợp lệch tâm bé

-Tính x’, nếu e0  0.2 h0 thì

x’ = h - (1.8 +

0

5 0

Fa = Fa’ =

)'(

)'5.0('0 '

0

a h R

x h

bx R Ne

CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN MÓNG

Theo “TCXD 205 : 1998 _ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”, cọc nhồi là cọc

được thi công tạo lỗ trước trong đất, sau đó lỗ được lấp đầy bằng bê tông có hoặc không có cốt thép Việc tạo lỗ được thực hiện bằng phương pháp khoan, đóng ống hay phương pháp đào khác Được thiết kế cho các công trình cầu đường, thủy lợi, dân dụng và công nghiệp Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở Thành phố Hồ Chí Minh trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển

và có nhiều tiến bộ Cọc khoan nhồi sau khi thi công thường được kiểm tra chất lương bằng các phương pháp sau : thí nghiệm nén tĩnh, siêu âm, đo sóng ứng suất hay tia … Cọc nhồi có đường kính bằng và nhỏ hơn 600mm được gọi là cọc nhồi

có đường kính nhỏ, cọc nhồi có đường kính lớn hơn 600mm được gọi là cọc nhồi có đường kính lớn Cọc khoan nhồi có các ưu khuyết điểm sau :

- Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m (như công trình cầu Mỹ Thuận) Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm

- Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thường ít so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp)

- Có khả năng thi công cọc qua các lớp đất cứng nằm xen kẻ hay qua các lớp cát dày mà không thể ép được

- Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông cọc thường phức tạp nên gây tốn kém Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lổ

khoan không đảm bảo và dể bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lổ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc

- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép

do công nghệ khoan tạo lỗ

- Ở nước ta các công trình nhà cao tầng đã xây dựng trong các thành phố lớn như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh hầu hết đều dùng móng cọc nhồi Thực tế cho thấy việc sử dụng móng cọc khoan nhồi cho nhà cao tầng là hợp lý

A THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ĐÀI ĐƠN

Theo TCXD 205 : 1998 , cọc và móng cọc được thiết kế theo các trạng thái giới hạn Trạng thái giới hạn của móng cọc được phân thành hai nhóm:

Nhóm thứ nhất gồm các tính toán:

- Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điều kiện đất nền

- Độ bền của vật liệu làm cọc và đài cọc

- Độ ổn định của cọc và móng

Nhóm thứ hai gồm các tính toán:

+ Độ lún của nền cọc và móng

+ Chuyển vị ngang của cọc và móng

+ Hình thành và mở rộng vết nứt trong cọc và đài cọc bằng bê tông cốt thép

I TÍNH TOÁN MÓNG M1

1.Tải trọng tác dụng lên móng :

a) Tải trọng tính toán :

Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực chân cột :

CỘT CỘT TRỤC A,D(MÓNG M1) NỘI

LỰC

Mtư(Tm) Nmin (T) Q(T) -24.1211 -394.274 -13.9

Chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán cho móng M2 :

- Tiết diện đà kiềng chọn là (35 x 70) cm

- Theo phương trong mặt phẳng khung:

G1 = bđ x hđ x  x n x Lđ

= 0.35 x 0.7 x 2.5 x 1.1 x 4.5 = 3.032 T

- Theo phương vuông góc mặt phẳng khung:

G2 = bđ x hđ x  x n x Lđ = 0.35 x 0.7 x 2.5 x 1.1 x 9 = 6.064 T

- Tải do tường tầng hầm bằng bêtông (dày 15cm):

- Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai

- Tải trọng lên móng đã tính được từ SAP là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lên móng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên công trình Tuy nhiên, để đơn giản quy

phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình n =1,15 Như tải trọng tiêu chuẩn nhận

được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình M2: Mtc=-20.975Tm ; Ntc=361.41 ;Qtc=-12.087T

2.Cấu tạo cọc :

a) Vật liệu làm cọc :

- Bê tông B25, Rb = 145 (daN/cm2) ; Rbt = 10.5 (daN/cm2)

- Cốt thép chịu lực nhóm AII có Rs = 2800 (daN/cm2)

- Cốt đai nhóm AI có Rs = 2300 (daN/cm2)

b) Tiết diện cọc :

- Cọc chịu tải trọng ngang, hàm lượng cốt thép   (0,4 - 0,65)% Để chọn được đường kính cọc và chiều sâu hạ cọc thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng của công trình, cần phải đưa ra phương án kích thước khác nhau để so sánh lựa chọn Tuy nhiên trong khuôn khổ thời gian của đồ án này ta chọn tính cọc có đường kính D=0.8 m, phù hợp với khả năng thi công cọc khoan nhồi ở nước ta hiện nay

- Cốt thép dọc chịu lực giả thiết gồm : 1416 có As = 28.154 cm2,  = 0,56%

3.Sơ bộ chiều sâu đáy đài và các kích thước :

- Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm

- Chọn chiều cao đài móng là hđ =1.5 m Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên là -3.5m, tính từ cốt 0.00 qui ước là -4.5 m

- Chân cọc cắm sâu vào lớp cát hạt nhỏ và trung (lớp đất 6) đoạn 10 m Chất lượng bê tông cọc nhồi phần đầu cọc thường kém do đó đập vỡ bêtông đầu cọc cho chừa cốt thép ra một đoạn 90cm và ngàm vào đài Phần cọc ngàm vào đài

B

Q tg





Trong đó:

Q: lực ngang tác dụng lên đài, Qmax =13.9T =139 KN

φ : góc ma sát trong của lớp đất đặt đáy đài, φ = 15.410

B: bề rộng của đài, giả thiết b=4m;

γ: dung trọng của lớp đất đặt đáy đài; γ = 19.64 KN/m2

Do đó hm ≥

464.19

1392)2

41.1545(7.0

x

x tg

o o

Vậy hm = 1.5 m thỏa điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận

4.Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi :

a) Theo vật liệu làm cọc :

- Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức: (Tham khảo mục 4 TCXD 195-1997 – thiết kế cọc khoan nhồi)

 = 0.5024 m2, diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc

Ran : Cường độ tính toán cho phép của cốt thép, khi thép nhỏ hơn ∅ 28 mm

Ran =

5 1

c

R

nhưng không lớn hơn 2200 daN/cm2

Với Rc = 2800 daN/cm2: giới hạn chảy của cốt thép ( cốt thép nhóm AII )

- Theo chỉ tiêu cơ lý đất nền :

Công thức xác định sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền ( phụ lục A

TCXD - 205 :1998 )

tc

tc a

k

Q

Q 

Trong đó:

- ktc : Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,4 dựa trên quy phạm

- Qa : Sức chịu tải của đất nền

- Qtc = m ( mR qp. Ap+ U  mf fsi li)

Với - qp : Cường độ tính toán chịu tải của đất ở mũi cọc

m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1.0

mR : Hệ số làm việc của đất ở mũi cọc ,lấy mR = 1

mf : Hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc ( bảng A.5 TCXD – 205 : 1998

cọc nhồi dưới nước hoặc dung dịch sét trong đất cát) => mf = 0.6

Ap : Diện tích tiết diện ngang chân cọc

= 0,5024 m2

U : Chu vi tiết diện ngang cọc => U =  x d = 3,14 x 0,8 = 2,512 m

li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc

: TCXD 205-1998 phụ thuộc vào độ sâu trung bình của các phân lớp đất Zi)