TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỘT TRỤ

ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ PHẦN 3: TÍNH TOÁN , THIẾT KẾ MÓNG CỌC BTCT I. Dữ liệu tính toán móng cọc BTCT: - Số liệu tải trọng: N tt =4130(KN), M tt =70(KN), Q tt =40(KN) N tc =3591(KN), M tc =61(KN), Q tc =45(KN) - Vật liệu làm móng: + Bê tông: B25(M350) Cường độ chòu nén: R b =14.5(MPa)=14500(KN/m 2 ) Cường độ chòu kéo: R bt =1.05(MPa) Modun đàn hồi: E b =30x10 3 (MPa) Hệ số poison: µ=0.2 SVTH: TRẦN  - 1 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ  bt γ = KN/m 3 ),  tb γ = (KN/m 3 ) +Cốt thép: Thép tròn AII (cốt dọc): R s =280(MPa), E s = 210 × 10 6 KN/m 2 - Đòa chất: SVTH: TRẦN  - 2 - MSSV:80601775 Lp γ(ΚΝ/m 3 ) γ'(KN/m 3 ) c(KN/m 2 ) ϕ 2a 17.91 0 11.43 10 0 51' 2b 18.13 0 12.37 12 0 55' 3a 18.97 9.57 12.3 13 0 3b 19.63 10.19 30.97 16 0 2' 4a 19.21 10.19 17.82 24 0 22' 4b 19.37 9.88 14.85 25 0 59' 5 20.28 10.52 55.3 16 0 35' ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ II. Tính toán thiết kế móng cọc: 1. Chọn kích thước sơ bộ: Tiết diện cọc: 30(cm)x 30(cm) Chiều dài cọc: L= 12(m), l = L - x = 12 - 0.5 =11.5(m) gồm 2 đoạn cọc mỗi đoạn dài 6(m) Chọn thép trong cọc là 4φ18 với F a =1018(mm 2 )=10.18(cm 2 ) Chọn chiều sâu đài D f =1.5(m) (vò trí HK2 , độ sâu MNN là -4.0m) 2. Tính sức chòu tải của cọc P c : a. Theo vật liệu làm cọc: Ta có: ( ) a b b a a Q R A R A ϕ = + SVTH: TRẦN  - 3 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ               ν λ ϕ λ λ = − = − = × × = = = = − − = b p s A A A cm l r ( ) ( )          ϕ − → = + = × × + × × = a b b a a Q R A R A KN b. Theo điều kiện đất nền: *Theo chỉ tiêu cơ học: Ta có: p s a s p Q Q Q FS FS = + +Thành phần chòu tải do ma sát xung quanh cọc s Q : ∑ = sisis fAQ SVTH: TRẦN  - 4 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Với :  si ai si vi ai f c k tg σ ϕ = + ( )      ϕ σ γ = Ω× = × = − = × si i i si ai i vi i A h d h k h Lớp   i h m ai c (KN/m 2 ) ai ϕ  vi σ (KN/m 2 ) si k si A (m 2 ) si f (KN/m 2 ) si Q (KN) 2a 1 11.43 10 0 51' 17.91 1.2 15.34 18.41 1.2 2b 1.8 12.37 12 0 55' 32.634 2.16 20.50 44.29 2.16 3b 1.2 30.97 16 0 2' 12.228 1.44 34.53 49.72 1.44 4a 1 17.82 24 0 22' 10.19 1.2 21.61 25.94 1.2 4b 3.5 14.85 25 0 59' 34.58 4.2 28.11 118.08 4.2 5 3 55.3 16 0 35' 31.56 3.6 64.70 232.94 3.6 Tổng Q s =489.38(KN) SVTH: TRẦN  - 5 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ +Thành phần sức chòu mũi của đất dưới mũi cọc p Q : Dùng theo phương pháp Terzaghi: Cọc đặt vào lớp đất 5 có: c=55.3(KN/m 2 ), γ’=10.52(KN/m 3 ) ϕ=16 0 35’⇒N c =12, N q =4.71, N γ =2.965 A p =0.3 2 (m 2 ) q p =1.3cN c +γhN q +0.4γdN γ = 1.3x55.3x12+10.52x13x4.71+0.4x10.52x0.3x2.965 =1510.56(KN/m 2 ) Khi đó:      = = × = p p p Q A q KN Vậy: sức chòu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học:         = + = + = p s a Q Q Q KN SVTH: TRẦN  - 6 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ (với s FS = 2 ; p FS = 3 ) *Theo chỉ tiêu vật lý: ( ) (cơ lý) R p p f si i a tc m q A u m f l Q k + = ∑ Giả thiết bố trí 6-10 cọc =>  = tc k Hệ số điều kiện làm việc của cọc ở dưới mũi cọc 1.1 R m = (hạ cọc bằng ép cọc) Hệ số điều kiện làm việc của cọc ở mặt bên cọc  = f m (hạ cọc bằng ép cọc) Sức chòu tải đơn vò diện tích của đất ở mũi cọc : 2 1510.56( / ) p q KN m= (Do đất ở mũi cọc (ở độ sâu 21.4m) là đất cát mòn trạng thái chặt vừa) Chu vi cọc 4 0.3 1.2( )u m = × = SVTH: TRẦN  - 7 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Xác đònh lực ma sát bên của cọc (chia mỗi lớp đất dày 1m): *Theo chỉ tiêu vật lý: ( ) (cơ lý) R p p f si i a tc m q A u m f l Q k + = ∑ Giả thiết bố trí 6-10 cọc => = tc k Hệ số điều kiện làm việc của cọc ở dưới mũi cọc 1.1 R m = (hạ cọc bằng ép cọc) Hệ số điều kiện làm việc của cọc ở mặt bên cọc  = f m (hạ cọc bằng ép cọc) Sức chòu tải đơn vò diện tích của đất ở mũi cọc : 2 1510.56( / ) p q KN m = (Do đất ở mũi cọc (ở độ sâu 21.4m) là đất cát mòn trạng thái chặt vừa) SVTH: TRẦN  - 8 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Chu vi cọc 4 0.3 1.2( )u m = × = Xác đònh lực ma sát bên của cọc (chia mỗi lớp đất dày 1m): c/ Theo thí nghiệm SPT : Chiều sâu (m) 1.5-2.0 3.0-3.5 5.0-5.5 7.0-7.5 9.0-9.5 12-12.5 14.5-15 Loại đất Sét pha nhiều cát Sét pha nhiều cát Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite Cát vừa lẫn bột và ít sỏi sạn Sét vừa lẫn bột và ít sạn Sét lẫn bột Sét lẫn bột N(SPT) 4 5 10 13 38 44 42 Sức chòu tải cho phép của cọc trong đất dính và đất rời(theo TCVN 195-1997) : ( )    a p c c s s p s Q N A N L N L W − = + + Ω− SVTH: TRẦN  - 9 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ - N = 44: Chỉ số SPT xuyên động trung bình của đất trong khoảng d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc: - Chu vi cọc :    m Ω = × = - A p =0.09(m 2 ): diện tích tiết diện mũi cọc - N c =13: giá trò trung bình SPT lớp đất rời - N s =(4+5+10+38+44+42): 6=23.83 - L c =3.5(m): chiều dài mũi cọc nằm trong lớp đất rời - L s =8(m): chiều dài cọc nằm trong lớp đất dính - W p-s (T): Hiệu số giữa trọng lượng cọc và trọng lượng đất bò cọc thay thế SVTH: TRẦN  - 10 - MSSV:80601775 [...]... MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG SVTH: TRẦN VĂN PHONG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ - 13 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Kiểm tra sức chòu tải của cọc (lưc tác dụng lên cọc) : Ngoại lực quy đổi về tâm đài móng : ∑N tt ∑M = N tt + Fd γ tb D f = 4130 + 32 × 22 ×1.5 = 4427 ( KN ) tt y tt tt = M y + H x hd = 70 + 40 ×1.2 = 118( KNm) Phản lực đầu cọc lớn nhất ở cọc 5 và nhỏ nhất ở cọc 1; 2 : tt max P ∑N... P + σ tb ứng suất trung bình lúc sau lớp thứ i 1i Sau đó dựa vào thí nghiệm nén cố kết ta tính lún như sau: n n i =1 i =1 S = ∑S = ∑ e1i − e2i ×hi 1 + e1i *Kết quả nén cố kết : Lấy số liệu thí nghiệm nén cố kết của để tính lún SVTH: TRẦN VĂN PHONG - 20 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG p lực P (KN/m2) GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Kết quả thí nghiệm nén 25 50 100 200 0 Độ rổng e p lực P (KN/m2) Độ rổng e 0.846 0.82... MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG ∑N n=β Pc GVHD: TRẦN XUÂN THỌ tt = 1.6 × 4130 = 8.832 ( β = 1.2 ÷ 1.6) 748.21 => chọn n = 9 (cọc) Diện tích sơ bộ của cột: Chọn B25 có Rb= 14500 (KN/m2) N tt 4130 Fcot = β = 1.3 × = 0.37m 2 ( β = 1.2 ÷ 1.4) Rb 14500 => chọn cột vuông F = 60cm × 60cm Kích thước đài cọc: B × L = 3m × 3m - Khoảng cách giữa các cọc là 4d=1.2m - Cấu tạo đài có mép đài cách mép cọc ngoài là 150mm... 4.61× 4.61 6 7243.43 115 − = 333.79( KN / m 2 ) > 0 2 Bqu Lqu B L 4.61× 4.61 4.61× 4.61 6 6 Vậy: Đất nền dưới mũi cọc thoả mãn điều kiện ổn đònh σ max − 2 qu qu = 6 Kiểm tra độ lún của móng cọc (độ lún của đất nền dưới mũi cọc) p lực gây lún: SVTH: TRẦN VĂN PHONG - 19 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ σ gl = σ tb − (∑ γ i hi + D f γ ) = 340.83 − (1× 17.91 + 1.8 × 18.13 + 1.2 × 10.19 +... và lớp bảo vêä a= 0.1(m) => hd =1.2(m) Vậy: Thỏa điều kiện xuyên thủng tb c SVTH: TRẦN VĂN PHONG - 23 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ 8 Kiểm tra sức chòu tải ngang của cọc: Nội lực dọc theo cọc: Do cạnh của cọc: dc = 0.3(m )≤0.8(m) Nên bềà rộng quy ước của cọc là: bc = 1.5dc + 0.5 =(1.5 × 0.3) + 0.5 = 0.95(m) Với B25 có: E = 30 × 106(KN/m2) ; I= b × h3 0.3 × 0.33 = = 6.75 × 10−4 (... ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ W p −s = Ap ( Lcγ bt − ∑γ i' hi ) W p − s = 0.09 ( 11.5 × 25 − 1x17.91 − 1.8 ×18.13 − 1.2 ×10.19 − 1×10.19 − 3.5 × 9.88 − 3x10.52 ) = 13.36( KN ) = 1.336(T ) Vậy: Qa = 1.5 × 44 × 0.09 + (0.15 ×13 × 3.5 + 0.43 × 23.83 × 8) ×1.2 − 1.336 = 111.16(T ) = 1111.64 (KN) Chọn QaTK = min(1444.53; 748.21 ;1111.64 ) = 748.21( KN ) 3 Chọn số lượng cọc và bố trí cọc : Số lượng cọc sơ... ∑M − ∑x tt y 2 i xmax ∑M − ∑y tt x 2 i ymax 4427 118 − × 1.2 − 0 69 (6 ×1.2 2 ) = 475.5( KN ) > 0 = Kiểm tra sức chòu tải của cọc làm việc trong nhóm : SVTH: TRẦN VĂN PHONG - 14 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Hệ số nhóm η : n1 : số hàng cọc (= 3 ) n1 : số cọc trong 1 hàng (= 3 )  ( n1 − 1) n2 + ( n2 − 1) n1  ÷ = 0.792 η = 1−θ   ÷ 90n1n2   d  0.3  0 θ = arctg  ÷ = arctg... Mẫu 2-3 0.686 400 0.593 0.631 800 0.563 (3-3.5m) Mẫu 2-7 (7-7.5m) Bảng tính lún móng cọc với Bqu=4.61(m) z z Bqu ko 0 0 0 1 1 1.2 0.260 Lớp Điểm 1 σz σbt P1i P2i 2 2 2 (KN/m ) (KN/m ) (KN/m ) (KN/m2) 174.86 26.856 e1i 37.629 202.843 0.800 e2i Si (m) 0.759 0.0275 0.890 155.569 48.401 SVTH: TRẦN VĂN PHONG - 21 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG 2 GVHD: TRẦN XUÂN THỌ 0.781 0.522 91.248 4.8 1.041 0.370 85.988... 9.6 2.082 0.109 19.127 144.906 9 9 10.8 2.343 0.095 10 SVTH: TRẦN VĂN PHONG 16.578 156.618 - 22 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG 10 12 GVHD: TRẦN XUÂN THỌ 2.603 0.080 S=0.059(m)=5.9(cm) 14.029 168.330 Vậy: Thỏa điều kiện về độ lún vì S=5.9(cm)≤ 8(cm) 7 Kiểm tra xuyên thủng cọc: B tông B25 có Rbt = 10500 (KN/m2) Theo điều kiện xuyên thủng: Pxt ≤ Pcx Mà: S xt = 4hod × ( bcot + hod ) tb c P ∑N = tt 9 =... ∑N tt (thỏa) SVTH: TRẦN VĂN PHONG - 15 - MSSV:80601775 ĐỒ ÁN NỀN-MÓNG GVHD: TRẦN XUÂN THỌ Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc (móng khối qui ước): ∑ l ϕ = ( 1×10 51'+ 1.8 ×12 55'+ 1.2 ×16 2 '+ 1× 24 22 '+ 3.5 × 25 59 '+ 3 ×16 35 ') = 18 59 ' = 1 + 1.8 + 1.2 + 1 + 3.5 + 3 ∑l o ϕtb i o o o o o i o i α= ϕtb 18o59 ' = = 4o 45' 4 4 Kích thước móng qui ước : Bqu = ( B − 2 × y ) + 2 × ho × tgα = (3 − 2 × 0.15)