Đồ án nền và móng

lOMoARcPSD|15978022 BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG - - ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG SVTH: NGUYỄN BÁ THỰC LỚP: D21CTNK1KH MSSV: 21DL5802131119 GVHD: THS NGUYỄN NGỌC LƯỢNG BÌNH ĐỊNH - 2023 1/48 lOMoARcPSD|15978022 Trường ĐHXD Miền Trung Khoa Xây Dựng ĐA Nền móng ĐỒ ÁN NỀN MĨNG (PHẦN MĨNG NƠNG) ĐỀ SỐ: 11 Họ tên: Nguyễn Bá Thực Lớp: D21CNK1KH I/ SỐ LIỆU: 1/Mặt : Số Tải trọng tính tốn tác dụng mặt ngàm móng Cột NO tt(T) Mott(Tm) QOtt(T) C1 42.9 3.4 1.7 C2 54.7 4.4 2.2 2/Nền đất Bảng 1- Chỉ tiêu lý Độ Độ Kết ẩm ẩm Dung Kết Độ Góc Lực ẩm tự giới giới trọng Tỷ ma sát xuyên dính c Số hạn hạn tự TT trọng xuyên nhiên tĩnh hiệu nhão dẻo nhiên γ hạt Δ φ W tc qc (kG/cm2) (%) (độ) W N d (T/m ) Wnh (Mpa) (%) (%) 22 10.4 11 31.5 44 1.84 2.74 0.19 1.88 5 20.1 34 22 30 12 2.66 0.25 4.22 17 27 2.6 54 29.6 32.6 1.82 20.2 0.15 4.25 26 Bảng - Kết thí nghiệm nén lún Số hi Kết thí nghiệm nén lún e-p với áp lực nén p (kN/m ) hiệu (m) 50 100 200 300 11 1.5 0.926 0.897 0.871 0.847 34 3.9 0.617 0.597 0.585 0.576 54 >10m 0.856 0.821 0.79 0.762 Chiều sâu mực nước ngầm : Hnn= 3.8 (m) TT 400 0.833 0.568 0.748 II/YÊU CẦU *Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện xây dựng cơng trình *Đề xuất phương án móng nơng khả thi tự nhiên gia cố chọn phương án *Thiết kế phương án móng chọn Thuyết minh tinh tốn khổ A4 Bản vẽ khổ giấy A1,trên thề hiện: Mặt móng (TL 1:100) + Cột địa chất + Cao trình mặt đất tự nhiên : +0.00m Các chi tiết móng M1,M2 giải pháp gia cố có Thống kê vật liệu + Khung tên vẽ Ghi chú: Đồ án phải giáo viên hướng dẫn thơng qua hai lần Giảng viên hướng dẫn 1/48 lOMoARcPSD|15978022 Trường ĐHXD Miền Trung Khoa Xây Dựng ĐỀ SỐ: 11 Họ tên: Nguyễn Bá Thực I/SỐ LIỆU: 1/ Tải trọng: Cột C1 2/Nền đất tt NO (kN) 234 ThS Nguyễn Ngọc Lượng ĐA Nền móng ĐỒ ÁN NỀN MÓNG (PHẦN MÓNG SÂU) Lớp: D21CNK1KH Tải trọng tính tốn tác dụng mặt ngàm móng Moytt(kNm) Qoxtt(kN) Qoytt(kN) Moxtt(kNm) 11.7 19.9 5.9 10.5 Bảng 1- Chỉ tiêu lý Độ Dung Độ Kết ẩm trọng Lực Kết Góc Độ ẩm giới tự ẩm tự giới Tỷ ma sát dính c xuyên Số hạn nhiên trọng TT nhiên hạn tĩnh xuyên hiệu γ φ W nhão dẻo hạt Δ tc (kG/cm qc (%) Wnh Wd (T/m3 (độ) N ) (Mpa) (%) ) (%) 29 26 2.6 12.0 2.2 12 32.5 1.8 0.09 5 34 22 1.8 13 20 28 2.7 0.18 2.2 15 27 32 25 2.6 17.3 3.5 43 1.86 0.2 21 27 28 2.7 19.5 4.2 50 45 1.92 0.32 25 Bảng - Kết thí nghiệm nén lún Kết thí nghiệm nén lún e-p với áp lực nén p (kN/m ) Số hi TT hiệu (m) 50 100 200 300 400 12 5.5 0.779 0.762 0.735 0.713 0.702 20 6.5 0.828 0.799 0.78 0.772 0.765 43 0.804 0.778 0.754 0.733 0.727 50 >20m 0.79 0.774 0.761 0.75 0.768 Chiều sâu mực nước ngầm : Hnn= 9.7 (m) II/YÊU CẦU *Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện xây dựng cơng trình *Đề xuất phương án móng nơng khả thi tự nhiên gia cố chọn phương án *Thiết kế phương án móng chọn Thuyết minh tinh toán khổ A4 Bản vẽ khổ giấy A1,trên thề hiện: Mặt móng (TL 1:100) + Cột địa chất Các chi tiết móng, chi tiết cọc đài cọc Thống kê vật liệu + Khung tên vẽ Ghi chú: Đồ án phải giáo viên hướng dẫn thơng qua hai lần 1/48 lOMoARcPSD|15978022 Giảng viên hướng dẫẫn ThS Nguyễn Ngọc Lượng 1/48 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng PHẦN THIẾT KẾ MĨNG NƠNG SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng I TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MĨNG Tải trọng tính tốn tác dụng mặt ngàm móng thể bảng 1.1: Bảng 1.1 Tải trọng tính tốn tác dụng mặt ngàm móng Cột Nott(T) Mott(Tm) Qott(T) C1 42.9 3.4 1.7 C2 54.7 4.4 2.2 Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng mặt ngàm móng xác định theo cơng thức sau: ; NOtc = MOtc = QOtc = ; n - hệ số vượt tải; chọn n = 1.2 Kết tính tốn thể bảng 1.2 : Bảng 1.2 Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng mặt ngàm móng Cột Notc(T) Motc(Tm) Qotc(T) C1 35.75 2.83 1.42 C2 45.58 3.67 1.83 II ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT - THUỶ VĂN NƠI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 2.1 Phân loại xác định trạng thái đất - Dựa vào kết bảng “báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình” từ lập bảng tiêu lý lớp đất Bảng 1.3 Chỉ tiêu lý TT SH W Wnh Wd 11 31.5 44 22.5 1.84 2.74 10.45 0.19 1.88 34 22 12 54 29.6 32.6 27.1 1.82 2.64 20.2 0.15 4.25 26 30 γ Δ φ c qc N 2.66 20.15 0.25 4.22 17 Trong đó: SH - số hiệu lớp đất W - độ ẩm tự nhiên, (%) Wnh - độ ẩm giới hạn nhão, (%) Wd - độ ẩm giới hạn dẻo, (%) γ - dung trọng tự nhiên đất, (T/m3) Δ - tỷ trọng hạt φ - góc ma sát đất, (độ) c - lực dính đất, (kG/cm2 ) qc - sức cản xuyên mũi đất, (Mpa) N - số SPT từ kết thí nghiệm SPT - Kết thí nghiệm nén lún thể bảng 1.4 Bảng 1.4 - Kết thí nghiệm nén lún TT Số hi Kết thí nghiệm nén lún e-p với áp lực nén p (kN/m ) SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng hiệu (m) 50 100 200 300 400 11 1.5 0.926 0.897 0.871 0.847 0.833 34 3.9 0.617 0.597 0.585 0.576 0.568 54 >10m 0.856 0.821 0.79 0.762 0.748 Chiều sâu mực nước ngầm : Hnn = 3.8 (m) - Nhận xét: Nền đất gồm lớp đất, tất loại đất dính nên tên trạng thái xác định sau: - Căn vào số dẻo mà phân đất dính thành loại theo quy phạm Việt Nam bảng 1.5; Bảng 1.5 Phân loại đất dính TCVN9362:2012 STT Chỉ số dẻo A (%) Tên đất 1% ≤ A ≤ 7% Á cát (cát pha) 7% < A ≤ 17% Á sét (sét pha) A > 17% Sét Trong đó: A = Wnh - Wd - Để đánh giá trạng thái đất dính ta dùng đặc trưng độ sệt B (bảng 1.6) Bảng 1.6 Đánh giá trạng thái đất dính (TCVN9362:2012) Tên đất trạng thái Độ sệt B Đất cát pha (á cát) - Rắn B1 Đất sét pha (á sét) sét - Cứng B1 Trong đó: B= Kết phân loại đánh giá trạng thái đất thể bảng 1.7 : Bảng 1.7 Kết phân loại đánh giá trạng thái đất Lớp W (%) Wnh (%) Wd (%) 31.5 22 29.6 44 30 32.6 22.5 12 27.1 2.2 Các tiêu tính tốn A (%) 21.5 B 0.42 Tên trạng thái đất Sét pha trạng thái dẻo 18 0.56 Sét pha trạng thái dẻo 5.5 0.45 Cát Pha trạng thái dẻo - Mô đun đàn hồi biến dạng lớp đất dính xác định theo công thức: SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng E = αqc ; (kG/cm2) Trong đó: hệ số a xác định tuỳ theo loại đất (bảng 1.8) Bảng 1.8 Giá trị a qc (kG/cm2) Giá trị a qc < 15 5÷8 qc > 15 3÷6 qc > 4.5 ÷ 7.5 qc < 3÷6 qc < 6W(%) < 70 3÷6 qc < 6W(%) > 70 2÷4 Cát pha 10 < qc < 35 3÷5 Cát qc > 20 1.5 ÷ Loại đất Sét, sét pha nửa cứng, cứng Sét, sét pha dẻo mềm, dẻo chảy Bùn sét, bùn sét pha - Phân loại đất tốt/ đất yếu: Đất tốt: E ≥ 50 kG/cm Đất yếu: E < 50kG/cm Kết tính tốn thể bảng 1.9 : Bảng 1.9 Giá trị mô đun biến dạng lớp đất Giá trị ⍺ Loại đất qc (kG/cm2) E (kG/cm2) Lớp Sét pha trạng thái dẻo Sét pha trạng thái dẻo Cát Pha trạng thái dẻo 18.8 42.2 42.5 - Hê số rỗng tự nhiên đất xác định theo cơng thức γn = Trong đó: Đất tốt/ đất yếu 4.5 84.6 Đất tốt 4.5 189.9 Đất tốt 4.5 191.3 Đất tốt T/m3 W - độ ẩm tự nhiên, (%) - Dung trọng đẩy cho lớp đất có mực nước ngầm - Kết tính tốn hệ số rỗng tự nhiên dung trọng đẩy thể bảng 1.10 Bảng 1.10 Hệ số rỗng tự nhiên dung trọng đẩy Lớp γ (T/m3) Δ W(%) eo γđn (T/m3) 1.84 2.74 31.5 0.96 - 2 2.66 22 0.6226 1.023 1.82 2.64 29.6 0.8799 0.872 2.3 Trụ địa chất SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng Sét pha trạng thái dẻo 1.84 1.9 10.45 Sét pha trạng thái dẻo 2.5 20.15 1.023 Cát pha trạng thái dẻo 1.82 1.5 20.2 0.872 Bảng 1.11 Cao độ lớp đất Vị trí Giá trị (mét) CĐ1 0.00 CĐ2 -1.50 CĐ3 -3.90 CĐ4 -5.40 Nhận xét: - Địa chất thuỷ văn: Lớp đất lớp đất yếu có chiều dày tương đối mỏng nên phải đặt móng xuyên qua lớp Với tiêu tính tốn lớp đất nhìn chung lớp đất lớp đất làm móng Để đảm bảo chiều sâu chơn móng, đặt móng vào lớp thích hợp - Bố trí cơng trình: Để đảm bảo quy hoạch tổng thể thiết kế, đồng thời đảm bảo an tồn Ta chọn bố trí cơng trình nằm vị trí lỗ khoang để lớp đất làm móng cơng trình gần sát với thực tế khảo sát địa chất tình tốn SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng - Điều kiện địa hình: Địa hình mặt sang lấp phẳng ta lấy mặt đất tự nhiên làm chuẩn cốt ±0.00 III Chọn chiều sâu chơn móng, xác định sơ kích thước đáy móng 3.1 Chọn chiều sâu chơn móng - Dựa vào tải trọng điều kiện địa chất - thủy văn ta chọn chiều sâu chơn móng sau: + Chiều sâu chơn móng cột C1: h= m + Chiều sâu chơn móng cột C2: h= m 3.2 Xác định sơ kích thước đáy móng Hình 1.2 Xác định sơ kích thước đáy móng 3.2.1 Kích thước đáy móng cột C1 - Chiều sâu chơn móng h = 2m - Giả sử chọn bề rộng đáy móng b = - Cường độ tính tốn đất đáy móng theo tiêu chuẩn TCVN 9362 - 2012: 1.5 m + Các tiêu tính tốn lấy từ kết thí nghiệm nên chọn Ktc = SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng Ta có chiều dài tính tốn đoạn cọc: l = yl = m Với l = m (Độ mảnh cọc lớn với chiều dài đoạn cọc lớn hơn) Độ mảnh cọc: l = l0/d = 30 Nếu l < 28 j =1 Nếu 28 < l < 120 j = 1,028 - 0,0000288l2 - 0,0016l Vậy ta có j = 0.954 Ta giá trị sức chịu tải cọc theo cường độ vật liệu: Qvl = 0.954×(280000×0.001017 + 13000×0.09) = 1387.8 kN 3.4.2 Xác định sức chịu tải cọc theo phương pháp thống kê - Theo TCVN: 205-1998 sức chịu tải tiêu chuẩn tính sau: n   Qtc = mmR qp  AP +umfi  fSi li   i=1  - m: hệ số điều kiện làm việc cọc đất lấy m=1 - mR: hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc m R=1 - mf: hệ số điều kiện làm việc đất xung quanh cọc,tra bảng có m f=1 - qp: sức chịu tải đất mũi cọc, xác định phụ thuộc vào yếu tố: + Loại đất mũi cọc đất dính có độ sệt B = -0.08 + Độ sâu mũi cọc: Zmũi = 18.40 m Phần thiết kế móng cọc) Tra bảng A1 - TCXD 205 - 1998, qp = - Tiết diện ngang cọc Ap = -Chu vi cọc: u = 4d = 0.09 1.20 12312.0 kN/m2 m2 m - Sức kháng bên đơn vị tính tốn bảng 2.9 Trong đó: - Lớp p/tố: lớp đất cọc qua có chiều dày khơng q 2m, nằm lớp đất - zi : độ sâu điểm i so với mặt đất, điểm ứng với đáy đài, đơn vị (m) - zitb : độ sâu điểm nằm lớp phân tố i (độ sâu trung bình), đơn vị (m) - B/Loại đất: Nếu đất dính để giá trị độ sệt, đất rời để tên đất trang thái - f si : lực ma sát thành bên đơn vị, đơn vị (kN/m2) - l i : chiều dày lớp phân tố i, (m) - Ta có: n mfi  fSi li i=1 Suy ra: Qtc = = 964.55 kN/m (xem bảng 2.9) 1×(1×12312×0.09 + 1.2×964.55) = Số cọc dự kiến bố trí n = nên lấy Ktc = 2265.54 kN 1.65 TK Vậy sức chịu tải thiết kế cọc theo phương pháp thống kê: Qa SVTH: Nguyễn Thành Trung = Qtc/Ktc = Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 1373.05 kN 31 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng Bảng 2.9 Tính tốn sức kháng thành bên cọc (PPTK) Điểm Lớp p/tố zi zitb B/Loại đất f si li f si l i 1.5 1 2.9 2.2 0.42 20.96 1.4 29.34 2 4.90 3.90 0.28 40.66 2.00 81.32 3 6.90 5.90 0.28 45.00 2.00 90.00 4 8.70 7.80 0.28 47.36 1.80 85.25 5 10.70 9.70 0.19 64.55 2.00 129.10 6 12.70 11.70 0.19 67.38 2.00 134.76 7 14.70 13.70 0.19 70.18 2.00 140.36 8 14.80 14.75 0.19 71.65 0.10 7.16 9 16.80 15.80 -0.08 73.12 2.00 146.24 10 10 18.40 17.60 -0.08 75.64 3.4.3 Xác định sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất Sức 1.60 121.02 chịu tải thiết kế cọc: Q a CĐ = Qs + Q p FS s FS p Lấy hệ số: FSs = ; FSp = - Sức kháng bên: Q s = u∑f si l i Theo Coulomb, f si = c + K sisvi 'tanjai (kN/m2) + Đối với cọc đóng /ép bê tơng cốt thép lấy ca = c; ja = j + K si = - sinji (đất thơng thường) + svi' : ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng điểm lớp đất i, cịn gọi (ứng suất trung bình), kN/m + Kết tính tốn sức kháng bên đơn vị thể bảng 2.10 Chú thích thơng số bảng 2.10 + Điểm đáy đài + zi : độ sâu điểm thứ i (m) + g : dung trọng lớp đất đoạn cọc xuyên qua có xét đẩy nổi, (kN/m 3) + svi' : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng điểm i (kN/m 2) tb + svi' : ứng suất điểm lớp thứ i (kN/m ) + cai : lực dính mặt bên cọc với đất (kN/m2) + jai : góc ma sát mặt bên cọc với đất (0) SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 32 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng + fsi : sức kháng ma sát bên đơn vị, (kN/m2) Ta có : ∑f si l i = → Qs = 1001.15 4××1001.15 = kN/m 1201.38 kN Bảng 2.10 Tính tốn sức kháng thành bên cọc (chỉ tiêu cường độ) Điểm Lớp zi g svi' 1.50 tb svi' cai li jai f si f si l i 27.60 1 2.90 18.40 53.36 40.48 19 10.45 25.11 1.40 35.15 2 7.50 18.50 138.46 95.91 20 12.40 36.56 4.60 168.18 3 8.70 9.05 149.32 143.89 20 12.40 44.84 1.20 53.81 4 14.80 9.26 205.81 177.57 30 17.17 68.67 6.10 418.89 5 18.40 9.92 - Sức kháng mũi : Qp = Ap.qp 241.52 223.67 40 18.05 90.31 3.60 325.12 Trong đó: + Diện tích mặt cắt ngang mũi cọc , Ap = m2 0.09 + qp : sức kháng mũi đơn vị, tính theo cơng thức Terzaghi (cọc vuông) q p = 1.3cNc + sv'Nq + 0.4dg'Ng Ta có mũi cọc thuộc lớp đất thứ nên: c kN/m2 g' = = 40.00 kN/m j= 9.92 18.05 độ suy ra, Nc = 15.569 ; Nq = 6.075 ; Ng = 4.025 Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng đất điểm mũi cọc, sv' = 241.52 kN/m2 Nên qp = → Qp = 1.3×40×15.569+241.52×6.075+ 0.4××9.92×4.025 = 0.09×2276.82 = 204.91 2276.82 kN/m2 kN Vậy sức chịu tải thiết kế cọc theo tiêu cường độ đất nền: QaCD = + = 668.99 kN Thông qua giá trị sức chịu tải cọc từ phương pháp ta có sức chịu tải thiết kế cọc sau: Qtk = (Qvl; QaTK; QaCD) ≤ 1/2Qvl = min(1387.8 ; 1373.05 ; 668.99) Vậy sức chịu tải thiết kế cọc là: Qtk = 669.0 kN 669.0 ≤ 693.9 kN (Đúng) kN 3.5 Sơ số lượng cọc bố trí cọc 3.5.1 Sơ số lượng cọc tt ∑N - Số cọc: n= b× SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 33 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng Qtk tt Trong đó: - ∑N - Tải trọng tính tốn cao trình đáy đài: ∑Ntt = Nott + 1.1gtbhFsb = 2750 + 1.1×22×1.5×3.47 = với: Fsb = 3.47 ttNott = kN 2750.0 = m2 p - gtbh ptt = 825.91 825.91 - 22x1.5 Qtk2 = 669.0 = kN/m2 (3d) kN/m 2875.96 (3x0.3)^2 gtb= 22 - b = 1.3 Suy ra, Chọn n = 669.0 kN n = 1.3× = 5.6 cọc x 3.5.2 Bốố trí cọc 0.3 - Qtk = y 1.2 Mx t t My 0.3 0.9 0.9 0.3 0.3 Hình 2.2 Sơ bốố trí cọc (đơn vị: m) 3.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc theo phương thẳng đứng Tải trọng công trình tác dụng lên cọc thứ i ∑Ntt ∑Mxtt× yi ∑Mytt× xi Pi = +2 + 2n ∑xi ∑yi Trong đó: tt - ∑N - Tải trọng tính tốn cao trình đáy đài: ∑Ntt = Nott + 1.1gtbhF = -n= 2750 + 1.1×22×1.5×(1.8x2.4) = 2906.82 kN - ∑Mytt = Moytt + Qoxtthđ = tt tt 14.1 + 4.7×0.9 = 183.3 kNm tt SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 34 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng - ∑Mx = Mox + Qoy hđ = 24 + 3.6×0.9 = 272.4 2 - ∑xi = 6×0.6 = 2.1600 2 - ∑yi = kNm 4×0.9 = 3.2400 Kết tính tốn, thể bảng 2.11 Bảng 2.11 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc theo phương thẳng đứng Cọc xi (m) yi (m) Pi (kN) 0.6 -0.9 459.72 0.6 535.39 0.6 0.9 611.05 -0.6 -0.9 357.89 -0.6 433.55 -0.6 Từ kết tính tốn bảng 2.11, ta có: 0.9 Pmax = 509.22 611.05 kN Pmin = 357.89 kN Vì Pmin > nên điều tất cọc bị nén, điều kiện kiểm tra sau: Pmax + Pc ≤ Qtk Trong đó: Pc - trọng lương tính tốn cọc ( phần cọc ngàm đất) Ta có: Pc = 1.1gbtLAp - gbt = 25 kN/m3 -L = 16.90 m (chiều dài làm việc cọc đất, mục 3.3.2) 0.09 m2 - Ap = Suy ra, Pc = 1.1×25×16.9×0.09= 41.83 kN Ta thấy, Pmax + Pc = 611.05 + 41.83 = 652.88kN ≤ Qtk = 668.99 kN (Đúng) Như vậy, cọc đảm bảo điều kiện chịu tải thẳng đứng 3.7.Kiểm tra sức chịu tải cọc làm việc theo nhóm Điều kiện kiểm tra: Pnh = k.n.Qtk ≥ ∑Ntt Trong đó: q[(n1 - 1)n2 + (n2 - 1)n1] - Hệ số nhóm, k = 90n1n2 q = arctan(d/s) = d = 0.3 m s = 0.9 m arctan(0.3 / 0.9) = n1 = 18.43 độ n2 = 18.43[(2 - 1)×3 + (3 - 1)×2] Suy ra, k = - SVTH: Nguyễn Thành Trung = 0.7611 Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 35 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng 90×2×3 - Qtk = 669.0 kN - n cọc = tt - ∑N = 2906.82kN Ta có: Pnh = 0.7611×6×668.99 = 3055.01 Kết luận: nhóm cọc đủ khả chịu tải kN ≥ ∑Ntt = 2906.82 kN (Đúng) 3.8 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc Kích thước móng khối quy ước + Góc ma sát trung bình đất từ phạm vi từ đáy đài đến mũi cọc Đoạn từ đáy đài đến hết lớp 1: l1= 1.4 m; j1 = 10.45 độ Đoạn (toàn lớp 2): l2= 5.8 m; j2 = 12.40 độ Đoạn (toàn lớp 3): l3= 6.1 m; j3 = 17.17 độ Đoạn (từ đầu lớp đến mũi cọc): l4= 3.6 m; j4 = 18.05 độ Chiều dài cọc ngàm đất: L = 16.90 m; jtb = ∑jili = 17.17×6.1 + 18.05×3.6 = 15.16 độ L jtb 15.16  Góc mở rộng a = = = 3.79 độ 4 + Khoảng cách từ mép hai cọc theo trục y: 10.45×1.4 + 12.4×5.8 + 16.90 2.1 m + Khoảng cách từ mép hai cọc theo trục x: B1 = 1.5 m + Cạnh móng theo trục y: Lqu = L1 + 2Ltana = 2.1 + 2×16.9×tan(3.79) = m 34 + Cạnh móng theo trục x: Bqu = B1 + 2Ltana = 1.5 + 2×16.9×tan(3.79) = m  Diện tích móng khối quy ước: Fqu = 4.34 × 3.74 = 16.23 74 + Chiều cao móng khối quy ước: H = L + h = 16.9 + 1.5 = 18.4 m2 m - Dung trọng trung bình đất phạm vi từ mặt đất đến mũi cọc: Rtc = Lớp (tồn lớp khơng có nước ngầm): h1 = 2.9 m1m2(A×Bqu Lớp 2a (lớp phần mực nước ngầm): h2a 4.6 m; ×gII + B×H×gII* + D×cII) = kt Lớp 2b (lớp phần có nước ngầm): h2b 1.2 m; Lớp (toàn lớp 3): = h3 = Lớp (từ đầu lớp đến mũi cọc): h4 = gII *= ∑Hgihi = L1 = c = 6.1 m; Trong đó: Mũi cọc thuộc lớp = đất 4, nên có: 3.6 m; g = 18.4×2.9 + 18.5×4.6 + 9.05×1.2 + 9.26×6.1 + 9.92 18.4 + 3.6 I I - Cường độ đất mặt phẳng mũi cọc: SVTH: Nguyễn Thành Trung = Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 36 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng g4dn = 9.92 kN/m3 cII = c4 = 40 kN/m2 jII = j4= 18.05 , suy : A = 0.432 ; B = 2.728 Đất mũi cọc có độ sệt B = -0.08 suy ra: m1= 1.2  Rtc = 1.2×1.1 5.319×40) (0.432×3.74×9.92 + 2.728×18.4×13.13 + - Tải trọng tiêu chuẩn trọng tâm đáy móng khối quy ước: tc + ∑N - tải trọng thẳng đứng trọng tâm đáy móng khối quy nước ∑Ntc = Notc + Nđtc + Nctc + N1tc 18.4 kN/ m3 18.5 kN/ 9.05 m3 9.26 kN/ m3 9.92 kN/ m3 kN/ m3 = 13.13 kN 3m ; D = 5.319 m2= 1.1 = SVTH: Nguyễn Thành Trung kN 1171.96 m Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 37 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng tc tc No - tải trọng thẳng đứng cơng trình truyền xuống: No = Nđtc - trọng đài đất đài: Nđtc = gtbhF = 2291.7 kN 22×1.5×(1.8x2.4) = Nctc - trọng lượng cọc (cọc nằm đất): 142.56 k N 228.15 k N tc c N = ngbtLAp = 6×25×16.9×0.09 = N1tc - trọng lượng đất móng khối quy ức trừ thể tích cọc đài chiếm chỗ N1tc = (HFqu - hF - nLAp)gII* = [18.4×16.23 - 1.5×(1.8×2.4) - 6×16.9×0.09]×13.13 = 3716.13 kN Suy ra, ∑Ntc = Notc + Nđtc + Nctc + N1tc = 2291.7 + 142.56 + 228.15 + 3716.13 = tc + ∑Mx - moment quay quanh trục x trọng tâm đáy móng khối quy nước 6378.5 kN ∑Mxtc = Moxtc + Qoytc.hđ = 200 + 30 × 0.9 = 227 kNm tc + ∑My - moment quay quanh trục y trọng tâm đáy móng khối quy nước ∑Mytc = Moytc + Qoxtc.hđ = 117.5 + 39.2 × 0.9 = 152.78 kNm - Độ lệch tâm tải trọng tác dụng lên móng khối quy ước + Theo phương cạnh dài: tc ey tc = x 227 = ∑N = ∑M 0.0356 m 6378.5 + Theo phương cạnh ngắn: tc ex tc = y 152.78 = ∑N ∑M = 0.024 m 6378.5 - Phản lực tiêu chuẩn đất mặt phẳng mũi cọc tc = ∑N pmaxtc Bqu 6ex (1 + + 6ey ) Fqu Lqu kN/m2 tc pmin tc ∑N 6ex 6ey Fqu Bqu (1 Lqu = 6×0.024 =(1 - - ) 6×0.0356 3.74 ptb = )= 358.53 4.34 max + p2 mintc = 427.48 + kN/m 358.532 = 393.01 kN/m2 p tc SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 38 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng tc - Kiểm tra điều kiện ổn định pmaxtc = 427.48 kN/m2 ≤ 1.2Rtc = 1.2x1171.96 = kN/m2 1406.35 pmintc = 358.53 ≥ ptbtc = 393.01 kN/m2 ≤ Rtc = 1171.96 kN/m2 kN/m2 (Đún g) (Đún g) (Đún g) Kết luận, đất mặt phẳng mũi cọc đủ khả chịu lực 3.9 Kiểm tra lún móng cọc - Điều kiện độ lún tuyệt đối S≤ Sgh = 8cm - Phương pháp tính lún: Phương pháp cộng lún phân tố - Lý thuyết tính tốn + Xác định áp lực gây lún đáy móng theo cơng thức, pgl = ptbtc - gII*×h + Chia lớp đất đáy móng thành lớp phân tố có chiều dày đủ nhỏ h i ≤ b/4 Một lớp phân tố thứ i có điểm đầu (i -1) điểm cuối i Chẳng hạn, lớp đất phân tố , có điểm đầu điểm điểm cuối điểm + Xác định ứng suất thân điểm đầu điểm cuối lớp phân tố * bt * Tại Điểm 0, so = gII ×h * Tại điểm 1, gi - dung * Tại điểm i, Trong đó: s1 = sobt + g1×h1 bt si = si-1bt + gi×hi bt trọng lớp đất phân tố thứ i ( có xét đẩy nổi) hi - chiều dày lớp đất phân tố thứ i + Xác định ứng suất gây lún điểm đầu điểm cuối lớp đất phân tố gl gl * Tại điểm 0, so = p * Tại điểm i, sigl = koipgl với koi tra bảng theo tỷ số zi/b l /b Trong đó: zi = zi -1 + hi - độ sâu điểm i so với đáy móng b chiều rộng móng l - chiều dài móng + Xác định chiều sâu tính lún, vị trí thoả mãn yêu cầu sibt ≥ 5sigl 10sigl (Đất tốt) sibt ≥ (Đất yếu) + Xác định ứng suất trọng lượng thân đất vị trí lớp đất bt bt SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 39 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng phân tố: GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng p1i = si-1 +si ,với i= 0,1,2,…,n + Xác định tổng ứng suất trọng lượng thân tải trọng ngồi điểm lớp phân tố gl gl si-1 +si với i= 0,1,2,…,n p2i = p1i + , + Từ p1i suy giá trị e1i , từ p2i suy e2i + Tính độ lún Si cho lớp phân tố: e1i - e2i ×hi Si = + e1i + Tổng độ lún tuyệt đối: S = Si Bảng 2.12 - Kết thí nghiệm nén lún TT Số hiệu 53 Kết thí nghiệm nén lún e-p với áp lực nén p (kN/m ) 50 100 200 300 400 0.7336 0.724 0.712 0.704 0.700 0.695 - Các thơng số + Đáy móng quy ước thuộc lớp đất thứ 4, có mực nước ngầm + Chiều cao móng khối quy ước: H= 18.4 m + Chiều rộng móng: Bqu = 3.74 m + Chiều dài móng: Lqu= 4.34 m + Dung trọng đẩy lớp đất 4: g4dn = 9.92 + Chiều dày lớp : dày kN/m3 kN/m3 * + Dung trọng trung bình đất móng khối quy ước: + Áp lực gây lún đáy móng: pgl = ptbtc - gII*×H gII = 13.13 = 393.01 - 13.13×18.4 = bt = gII* ×H = + Ứng suất thân tâm đáy móng (điểm 0): + Tỷ số chiều dài/ chiều rộng móng: + Độ lún tuyệt đối: S = 13 = 241.6 kN/m2 so Lqu/Bqu = mm kN/m2 151.4 1.2 1.3 cm ≤ cm → Đúng (chi tiết tính lún thể bảng 2.13) Kết luận: Nền đất mũi cọc đảm bảo yêu cầu độ lún Bảng 2.13 - Bảng tính lún móng cọc Thơng số chung Lớp hi Điểm zi Tổng S = US thân US gây lún gi SVTH: Nguyễn Thành Trung bt zi/b Koi 13 mm e2i Si Tính lún gl p1i Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) p2i e 1i 40 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng si 0 si 241.6 151.4 0.9 0.9 9.92 250.53 0.24 0.935 141.6 246.1 392.6 0.702 0.695 4.0 0.9 1.8 9.92 259.46 0.48 0.744 112.6 255 382.1 0.702 0.696 3.0 0.9 2.7 9.92 268.39 0.72 0.542 82.1 263.9 361.3 0.701 0.697 2.0 0.9 3.6 9.92 277.32 0.96 0.388 58.7 272.9 343.3 0.701 0.698 2.0 0.9 4.5 9.92 286.25 Giải thích thơng số bảng 2.13 1.20 0.283 42.9 281.8 332.6 0.701 0.698 2.0 hi - chiều dày lớp đất phân tố thứ i, (m), hi ≤ Bqu/4 zi - độ sâu điểm xét so với đáy móng, (m), đáy móng zo = gi - dung trọng lớp đất phân tố i xét, (kN/m ) xét tính đẩy (nếu có) bt si - ứng suất thân điểm i, (kN/m ) Koi - hệ số tính lún gl si - ứng suất gây lún điểm i, (kN/m ) p1i, p2i (kN/m2) áp lực để suy giá trị e1i e2i Si - độ lún lớp đất phân tố, (mm) 3.10 Tính tốn đài cọc theo trạng thái giới hạn I 3.10.1 Xác định kích thước cổ móng Diện tích mặt cắt ngang cổ móng cần thiết tt o N Fc ≥ b× Rb Lấy b = 1.3 - hệ số ảnh hưởng mômen lực ngang Rb = 11,5MPa - Cường độ chịu nén bê tông Cấp B20 Suy ra, m2 Fc Chọn bc = Chọn l c =  bc Fc = 558 mm 500 mm → l c = Fc/bc = = 310870 > 310870 mm2 622 mm 700 mm  Fc = bcl c = 500×700 Vậy kích thước cổ móng cọc, bc×l c = = 350000 mm2 500×700 mm2 → Thoả mm2 3.10.2 Kiểm tra chiều cao đài theo điều kiện xuyên thủng tháp xuyên góc 45 độ - Chiều cao đài hđ = 0.9 m - Kiểm tra sơ điều kiện: SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 41 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng l c + 2h o > L Các kích thước: l c = 0.7 b c + 2h o > B m;b c = 0.5 m; L =2 m; B = 1.5 m ho = hđ - a = 0.9 - 0.1 = m (chọn a = 10 cm = 0.1 m) Ta có: l c + 2h o = (Đúng) 2.3 > L1 = b c + 2h o (Đúng) = 2.1 > B1 = Vì điều kiện sơ thoả nên khơng cần kiểm tra xun thủng góc 45 độ 3.10.3 Kiểm tra xuyên thủng tháp xuyên góc khác 45 độ Sơ đồ: 1.2 0.3 c1 c2 0.3 0.9 0.9 0.3 0.3 Hình 2.3 Sơ đồ xuyên thủng khác 45 độ (đơn vị: m) P xt ≤ P cx = [a1 (b c + c ) + a2 (l c + c )]h o R bt với a= 1+hco  Nếu c ≤ 0.5ho lấy c =0.5ho Nếu 0.5ho ≤ c ≤ ho dùng giá trị c để tính a Ta có:  Pcx = Pxt = Ta có : Nếu c > ho lấy c =ho 0.4 m  lấy c1 = + c1 = + c2 = 0.2 + Rbt = 0.9 m  lấy c2 = MPa = 0.4 m, nên a1 = 3.35 0.4 m, nên a2 = 3.35 900 kN/m2 [3.35×(0.5 + 0.4) + 3.35×(0.7 + 0.4)]×0.8×900 = ∑Pi = 4824 459.72 + 535.39 + 611.05 + 357.89 + 433.55 + 509.22 = Pxt= 2906.82 kN < Vậy đài cọc đảm bảo điều kiện bền Pcx= 4824 kN (Đúng) kN 2906.82 k N 3.10.4 Tính tốn thép đài cọc SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 42 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng r,2,3 II 1.2 1 0.3 r3,6 I a) sơ đốồ tnh II c2 0.3 I 0.3 0.9 0.9 0.3 Hình 2.4 Sơ đốồ mặt cắốt tnh thép đài (đơn vị: m) - Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc (kN): Bảng 2.14 đầu cọc Cọc đáy đài Pi b) Tính - Phản lực tác dụng vào 459.72 535.39 611.05 357.89 433.55 509.22 toán bố trí cốt thép đài theo phương cạnh dài - thép số 1: - Khoảng cách từ tim cọc 3, đến mặt ngàm I - I : r3,6 =0.550 m - Moment lớn mặt ngàm I - I : MI = P3×r3 + P6×r6 = 611.05×0.55 + 509.22×0.55 616.15 = kNm - Diện tích cốt thép cần thiết : MI 616.15×1000000 A= s R sh = = 3056.3 - Số thép cần bố trí: A s1 n1= fs Chọn n1 = 18 mm o 0.9×280000×0.8 Thép f = 16 mm có diện tích fs = == 15.2 - Khoảng cách kề a1= b - 2×50 100 Vậy thép cạnh dài bố trí : 201.1 (bố trí thép dài): = 1800 - 2×50 = mm n - 18 mm f 18 - 16 @ 100 b) Tính tốn bố trí cốt thép đài theo phương cạnh ngắn - thép số 2: - Khoảng cách từ tim cọc 1,2 đến mặt ngàm II - II : r 1,2,3 = 0.350 m - Moment lớn mặt ngàm II - II : SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 43 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng MII = P1×r1 + P2×r2 + P3×r3 = 459.72×0.35 + 535.39×0.35 + 611.05×0.35 = 562.16 kNm - Diện tích cốt thép cần thiết : MII 562.16×1000000 As2 = == 2788.49mm 0.9×280000×0.8 0.9Rsho - Số thép cần bố trí: Thép f = 16 mm có diện tích fs = = 13.9 201.1 m m A s1 n2= = fs Chọn n2 = 14 - Khoảng cách kề (bố trí thép dài): a2= l - 2×50 177 = 2400 - 2×50 = mm n - 14 - Vậy thép cạnh ngắn bố trí : 14 f 16 @ 177 3.10.5 Kiểm tra cọc trình vận chuyển treo lên giá búa Cọc gồm đoạn có chiều dài > m nên cần bố trí móc cẩu thứ để treo lên giá búa, Hình 2.5 Sơ đồ bố trí móc cẩu, (a)- Vận chuyển, (b) - Treo lên giá búa Từ sơ đồ (a) (b) ta thấy moment lớn treo cọc lên giá búa Mmax = 0.043qL2 Trong đó: q - Trọng lượng tính tốncọc phân bố theo chiều dài đoạn cọc: q = 1.1gbt.Ap = 1.1×25×0.09 = 2.475 kN/m L - chiều dài đoạn cọc (xét đoạn dài nhất): L= Suy ra, Mmax = m 0.043 × 2.475 × 9^2 = 8.62 kNm - Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép cọc 25mm nên chiều cao làm việc tiết diện cọc: h o = d - 0.025 = 0.3 - 0.025 = 0.275 m - Diện tích cốt thép cọc cần thiết: Mmax SVTH: Nguyễn Thành Trung 8.62×1000000 Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 44 lOMoARcPSD|15978022 ĐA Nền Móng GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Lượng Ayc = == 0.9Rsho 124.39 mm 0.9×280000×0.275 - Diện tích cốt thép thực tế cọc chịu uốn trình vận chuyển, treo lên giá búa: Att = n. f = 2  182 = 508.94 mm2 Vì Att > Ayc nên cọc đảm bảo điều kiện vận chuyển treo lên giá búa HẾT SVTH: Nguyễn Thành Trung Lớp D21CTNKH Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) 45