đồ án thiết kế nền móng

đồ án thiết kế nền móng

LÊ ĐÌNH CHUNG 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Bộ môn: Kỹ thuật Xây dựng

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG

(PHẦN MÓNG CỌC ĐÓNG ÉP)

 Sinh viên: LÊ ĐÌNH CHUNG STT: 03 Lớp: 53XD-1

I SỐ LIỆU CÔNG TRÌNH

1 Tên công trình: “Chung cư cao cấp Sky”

2 Sơ đồ và đặc điểm công trình thiết kế:

II Thu thập và sử lý số liệu

a Đánh giá kết quả địa chất

3 Đất sét pha, lẫn thực vật, màu xám đen, dẻo mềm 4

4 Đất sét pha kẹp cát pha, màu xám tro, dẻo mềm 5.1

5 Đất cát hạt mịn, màu xám tro, chặt vừa 15.7

6 Đất cát hạt trung, lẫn sỏi sạn, màu xám vàng, rất chặt 4.7

7 Đất cát hạt mịn, lẫn sạn sỏi, màu xám vàng, rất chặt 5.8

8 Đất cuội sỏi, màu xám vàng, trắng đục, rất chặt hưa xác định

 Hệ số rống e = 1.131  Đất rỗng nhiều

 Chỉ số SPT  Đất ở trạng thái dẻo chảy

(Bảng E.2 Trang 17 TCVN 9351 - 2012)

 Modul iến dạng: = T/m

 Kết luận: Từ những đặc trưng trên ta iết được lớp thứ hai là đất sét pha,

màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm, thuộc loại đất yếu

 Hệ số rống e = 1.186  Đất rỗng nhiều

 Chỉ số SPT  Đất ở trạng thái dẻo

(Bảng E.2 Trang 17 TCVN 9351 - 2012)

 Modul iến dạng: = T/m

 Kết luận: Từ những đặc trưng trên ta iết được lớp thứ a là đất sét pha,

màu xám đen, trạng thái dẻo mềm, thuộc loại đất tương đối yếu

 Lớp đất 4

 Hệ số rống e = 1.081  Đất rỗng nhiều

 Chỉ số SPT  Đất ở trạng thái dẻo

(Bảng E.2 Trang 17 TCVN 9351 - 2012)

 Modul iến dạng: = T/m

 Kết luận: Từ những đặc trưng trên ta iết được lớp thứ tư là đất sét pha,

màu xám tro, trạng thái dẻo mềm, thuộc loại đất tương đối yếu

 Kết luận: Từ những đặc trưng trên ta iết được lớp thứ năm là đất cát hạt mịn,

màu xám tro, trạng thái chặt vừa, thuộc loại đất tương đối tốt

 Kết luận: Từ những đặc trưng trên ta iết được lớp thứ ảy là đất cát hạt mịn,

lẫn sạn sỏi, màu xám vàng, trạng thái chặt vừa, thuộc loại đất tốt

 Kết luận: Từ những đặc trưng trên ta iết được lớp thứ tám là đất cuội sỏi lẫn

sỏi sạn, màu xám vàng, trắng đục, trạng thái rất chặt, thuộc loại đất

tốt

Lưu ý: Lớp đất không để chiều dày vì ta tiến hành khảo sát theo phương pháp

khoan tiêu chuẩn SPT đến độ sâu m, chiều dày lớp đất không dừng

lại ở độ sâu m Ở đây ta khoan xuống lớp đất dày m

LÊ ĐÌNH CHUNG 6

 Nhận xét:

 Dựa vào các chỉ tiêu đánh giá trên ta nhận thấy rằng:

 Lớp là đất hỗn hợp gồm cát, sét pha, gạch vỡ, màu xám nâu, trạng thái không đồng nhất, dày m

 Lớp là đất sét pha, màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm, thuộc loại đất yếu, dày 8m

 Lớp là đất sét pha, màu xám đen, trạng thái dẻo mềm, thuộc loại đất tương đối yếu, dày 4m

 Lớp là đất sét pha, màu xám tro, trạng thái dẻo mềm, thuộc loại đất tương đối yếu, dày m

 Lớp là đất cát hạt mịn, màu xám tro, trạng thái chặt vừa, thuộc loại đất tương đối tốt, dày m

 Lớp là đất cát hạt trung, lẫn sỏi sạn, màu xám vàng, trạng thái chặt, thuộc loại đất tốt, dày m

 Lớp là đất cát hạt mịn lẫn sạn sỏi, màu xám vàng, trắng đục, trạng thái chặt vừa, thuộc loại đất tốt, dày m

 Lớp là đất cuội sỏi lẫn sỏi sạn, màu xám vàng, trắng đục, trạng thái rất chặt, thuộc loại đất tốt, chiều dày khảo sát m

 Từ sự đánh giá trên ta có thể nhận định rằng: mẫu đất trên thuộc loại đất

yếu, để sử dụng mẫu đất trên làm nền cho công trình, ta cần chọn phương

LÊ ĐÌNH CHUNG 7

MẶT CẮT ĐỊA CHẤT

LÊ ĐÌNH CHUNG 8

2 Đề xuất các phương án móng cọc đài thấp

 ông trình có tải trọng lớn

 Khu đất xây dựng tương đối ằng phẳng

 ền đất gồm lớp: đặc điểm các lớp đã trình ày trong phần đánh giá kết quả

địa chất

 Mực nước ngầm nằm ở độ sâu - m tại lúc khảo sát so với nền đất

 Chọn giải pháp móng cọc đài thấp thi công bằng phương pháp đóng, ép

 Phương án: Dùng cọc BTCT 40x40cm, đặt đài vào lớp đất , mũi cọc hạ sâu

xuống lớp thứ khoảng 1.4m Thi công ằng phương pháp đóng

3 Lựa chọn vật liệu

 Đài cọc:

 Bêtông: B35, M450,  1950 T/m ; 130 T/m

 ốt thép: thép chịu lực trong đài là thép loại A có 28000 T/m

 Lớp lót đài: êtông nghèo M100 dày 10cm

 Đài liên kết với cột và cọc (xem bản vẽ) Thép của cọc neo trong đài 20d

(ở đây chọn 45cm và đầu cọc trong đài cm

 Cọc đúc sẵn:

 Bêtông: B30, M400,  1700 T/m ; 120 T/m

 ốt thép: thép chịu lực A có 28000 T/m

Thép đai A có 22500 T/m

 ác chi tiết cấu tạo xem ản vẽ

4 Chọn độ sâu đặt đáy đài

 hiều sâu yêu cầu nhỏ nhất khi đặt đáy đài:

LÊ ĐÌNH CHUNG 9

5 Chọn các đặc trưng móng cọc

 hiều dài cọc: l 33.1m, tiết diện cọc: 40x40cm

 Tính toán sức chịu tải của cọc:

 Sức chịu tải của cọc BT T tiết diện đặc, hình vuông, chịu nén được tính theo công thức:

P Trong đó:

 diện tích tiết diện ngang của êtông cọc;

 cường độ tính toán của êtông khi nén mẫu hình trụ;

 cường độ tính toán của cốt thép;

 diện tích tiết diện ngang của cốt thép cọc;

 hệ số uốn dọc của cọc, thông thường lấy ằng , trừ trường hợp cọc xuyên qua các tầng đất yếu than ùn, ùn, sét yếu lúc đó lấy theo ảng sau:

Trong đó:

 L – chiều dài tính toán của cọc, không kể phần cọc nằm trong các lớp đất yếu bên trên;

 b, d – chiều rộng cạnh cọc hoặc đường kính cọc;

 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn:

 Sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu làm cọc (

 Cốt thép cọc: thép AII có MPa, thép dọc chịu lực của cọc chọn 4Ф14

 Diện tích tiết diện ngang của cọc bêtông:

 Vì cọc không xuyên qua than bùn nên

 Sức chịu tải của cọc:

P k

LÊ ĐÌNH CHUNG 10

 Xác định sức chịu tải tiêu chuẩn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:

 Với bề rộng tiết diện 0.4m, chịu tải trọng nén, sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát thi công bằng phương pháp đóng xác định theo công thức:

m m q A u m l Trong đó:

 q sức chịu tải ở mũi cọc lấy theo bảng A1 TCXD ;

 sức chịu tải ở mặt bên cọc, lấy theo bảng A2 TCXD ;

 m hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1;

 m, m các hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt xung quanh cọc có kể đến phương pháp hạ cọc, lấy theo bảng 5.5;

 A diện tích tiết diện đầu cọc;

LÊ ĐÌNH CHUNG 11

 Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ sáu 1.4m Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất đã xác định ở

phần Độ hạ sâu mũi cọc (kể từ cốt thiên nhiên đến chân cọc) bằng 34.2m Tra bảng A đối với cát hạt trung, ta có q k m

 Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc:

 Pđ Sức chịu tải cho phép tính toán của cọc theo đất nền;

 Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc đơn;

 k Hệ số an toàn, được lấy như sau: đối với mố cầu đài thấp, cọc ma sát, cọc chống thì k ;

Trong đó:

 chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc;

 A diện tích tiết diện ngang của mũi cọc;

 chỉ số SPT trung bình của lớp đất rời i bên thân cọc;

 L chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời i;

 L chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất loại sét j;

 hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc:

Cọc bêtông cốt thép thi công bằng phương pháp đóng,

 Tổng lực dọc sơ ộ tại đáy đài:

tâm Theo kinh nghiệm, khi độ lệch tâm của tải trọng tại đỉnh đài e

M x xTrong đó:

 Tải trọng thẳng quy đổi về đáy đài;

 n Số lượng cọc thực tế ố trí;

 M , M Mômen quay quanh trục quán tính chính X, Y quy đổi về đáy đài

 x, y Tọa độ của tim cọc cần tính nội lực có thể “-“ hoặc là “ ” ;

 x , y Tọa độ của cọc thứ i trong đài cọc;

7 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

 Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng:

 Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn:

- ọc làm việc trong điều kiền chịu nén cần phải thỏa mãn điều kiện sau:

 P , P – Phản lực đầu cọc max, min ứng với trường hợp tải trọngi ính toán;

 n l – Trọng lượng tính toán của cọc, n là hệ số vượt tải

 P Sức chịu tải cho phép của cọc;

 P – Sức chịu tải chống nhổ cho phép của cọc:

P

s

LÊ ĐÌNH CHUNG 15

 Trọng lượng tính toán của cọc:

n l k

P k

P k

 Kiểm tra:

P k P k

P k

 Thỏa mãn điều kiện kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn, P nên không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc P P

P

 Ta thấy nên khả năng chịu lực của cọc được tận dụng tối đa  Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc: - Sức chịu tải của nhóm cọc được tính theo công thức sau: P ó n P - Điều kiện kiểm toán: P ó

Trong đó:  P ó Sức chịu tải của nhóm cọc;  n Số lượng cọc trong móng;  P Sức chịu tải cho phép của cọc đơn;  Tải trọng tính toán quy đổi về đáy đài;  hệ số nhóm, tính theo công thức sau: n n n n n n Trong đó: - n Số hàng trong nhóm cọc; - n Số cọc trong một hàng; - deg arctg d s : Với: s Khoảng cách hai tim cọc tính từ tâm; d Đường kính hoặc cạnh cọc;  Số hàng trong nhóm cọc: n

 Số cọc trong một hàng: n

 Khoảng cách hai tim cọc tính từ tâm: s m

 Ta thấy: P ó k k  Thỏa mãn điều kiện

 Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công:

 Khi vận chuyển cọc:

 Để đảm ảo điều kiện chịu lực tốt nhất khi vận chuyển thì vị trí móc cần ố trí

sao cho trị số mômen dương lớn nhất ằng trị số mômen âm lớn nhất

M max M , M Trong đó:

M q a ; M q q aLVới:

 Khoảng cách từ đầu mút cọc đến móc cẩu;

 L hiều dài cọc;

 q – Trọng lượng cọc có xét đến hệ số động n với n – 1.5)

 Tuy nhiên, thực tế thi công người ta chọn khoảng cách ố trí móc cẩu sao cho:

LÊ ĐÌNH CHUNG 17

 Thay giá trị a = 0.207L vào công thức tính M ta được:

M M q L

 Khi lắp dựng cọc:

 Khi cọc có chiều dài > 8m cần bố trí móc cẩu thứ để khi thi công treo cọc lên

giá búa Móc cẩu thứ này được bố trí bên trong 2 móc cẩu dùng để vận

chuyển cọc Mômen uốn lớn nhất xác định theo công thức sau:

M max M , M Trong đó:

 Mômen uốn lớn nhất xuất hiện trong cọc khi thi công được dùng để tính toán

kiểm tra cốt thép dọc trong cọc như một cấu kiện bêtông cốt thép chịu uốn

thông thường

M max M , M , M , M

 Kiểm toán khả năng chịu uốn của cọc khi thi công:

 Chọn bê tông bảo vệ cọc là a = (3 – 5)cm  chiều cao làm việc của cốt thép cọc

h a a a : kích thước cạnh cọc

 ường độ chịu kéo của cốt thép chọn làm móc cầu;

 Chọn loại thép thỏa mãn yêu cầu

 Với chiều dài L ọ m, ta chia cọc ra làm 3 đoạn với chiều dài như sau:

L ọ m, L ọ m, L ọ m

 Tính toán thép cho đoạn cọc L ọ m và L ọ m

 Mômen uốn lớn nhất của cọc khi tiến hành vận chuyển cọc:

 Tính toán thép cho đoạn cọc L m:

 Mômen uốn lớn nhất của cọc khi tiến hành vận chuyển cọc:

 Chọn Ф20 có A ọ mm

;

;

LÊ ĐÌNH CHUNG 22

 Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt:

 Điều kiện kiểm tra:

h Trong đó:

 Tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng;

 b – Bề rộng của đài;

 h Chiều cao hữu ích của tiết diện đang xét (trường hợp chiều cao đài không đổi thì bằng chiều cao hữu ích đài)

 Xác định trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước:

 Trọng lượng đất và bêtông đài cọc tính từ mặt đất thiên nhiên đến đáy đài:

Trong đó: h Khoảng cách từ đỉnh đài đến mũi cọc;

 Xác định áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng:

 Độ lệch tâm của tải trọng tiêu chuẩn tại đáy móng:

e ư M

m

 Xác định áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng quy ước:

P

 m Hệ số điều kiện làm việc của nền đất Ở đây m do nền đất là

cát hạt trung, lẫn sỏi sạn (Tra bảng 15 – Trang 26 TCVN 9362 :2012)

 m Hệ số điều kiện làm việc của công trình trong sự tương tác với nền

Vì nhà có sơ đồ kết cấu mềm nên m

 k Hệ số tin cậy Do chỉ tiêu cơ lý được xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất nên k

 A, B, D – Các hệ số không thứ nguyên Với (Tra bảng 14 trang 25

TCVN 9362 :2012) ta được: A = 1.34; B = 6.35; C = 8.55

 – Trị tính toán trọng lượng riêng hiệu qủa của đất tại đáy móng

 h ư– Độ sâu chôn khối móng quy ước đến cốt thiên nhiên

 – Trị tính toán trung ình trọng lượng riêng hiệu quả của đất trong phạm vi h ư

LÊ ĐÌNH CHUNG 27

 Thỏa mãn điều kiện kiểm tra

 Áp lực gây lún tại đáy móng quy ước:

p = p h ư kN/m

 Kiểm tra iến dạng nền đất

 Dùng phương pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng

 Với những lớp đất có kết quả thí nghiệm nén ép: S =

 h – hiều dày lớp phân tố i

58.87 61.68 64.50 65.10 67.83 70.55 73.58

-38.3 m

MNN -1.5 m

BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG NỀN ĐẤT

1 1.49 1.13 0.5 0.913 229.42 308.42 61.68

2 2.98 1.13 1 0.685 172.13 322.49 64.50

3 3.3 1.13 1.107 0.632 158.81 325.51 65.10 Lớp

( át mịn, lẫn sạn sỏi)

4 4.79 1.13 1.607 0.426 107.05 339.14 67.83

5 6.28 1.13 2.107 0.298 74.88 352.77 70.55

6 7.77 1.13 2.607 0.214 53.77 366.40 73.28

LÊ ĐÌNH CHUNG 30

 Momen tương ứng với mặt cắt 1 - 1:

M P P r P r

r m  M k m

 Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau là: