Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật xây dựng công trình giao thông căn phòng văn phòng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH H Đ THUYẾT MINH O IA G ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ TH G N Ô ĐỀ TÀI: N VẬ CĂN PHÒNG VĂN PHÒNG Ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG TẢ PH IT Chun ngành : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP CM Giáo viên hướng dẫn: ThS VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Sinh viên thực : NGUYỄN TIẾN TÀI Mã số sinh viên : Lớp : XM16 TP Hồ Chí Minh, Tháng 07 Năm 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.1 Giới thiệu 1.2 Giải pháp kiến trúc 1.3 Giải pháp kỹ thuật 1.3.1 Hệ thống cấp điện – nƣớc 1.3.2 Hệ thơng nƣớc 1.3.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 1.3.4 Hệ thống chống sét CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU H Đ 2.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu 2.1.1 Hệ kết cấu theo phƣơng đứng 2.1.2 Hệ kết cấu theo phƣơng ngang 2.1.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần ngầm 2.2 Lựa chọn vật liệu 2.2.1 Yêu cầu vật liệu 2.2.2 Bê tông sử dụng cho kết cấu 2.2.3 Cốt thép sử dung cho kết cấu 2.3 Sơ kích thƣớc tiết diện kết cấu 2.3.1 Sơ kích thƣớc sàn 2.3.2 Sơ kích thƣớc tiết diện dầm 2.3.3 Sơ kích thƣớc tiết diện cột 2.3.4 Vách lõi 10 O IA G G N Ô TH N VẬ TẢ PH IT CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 11 CM 3.1 Tiêu chuẩn thiết kế 11 3.2 Tải trọng tác dụng 11 3.2.1 Tải trọng thƣờng xuyên (tĩnh tải) 11 3.2.2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải) 12 3.3 Tính tốn tải trọng cho cơng trình 12 3.3.1 Tải trọng thƣờng xuyên lớp cấu tạo sàn 12 3.3.2 Tĩnh tải tƣờng 13 3.3.3 Hoạt tải 15 3.3.4 Tải thang máy 15 3.3.5 Tải bể nƣớc mái 17 3.3.6 Tải cầu thang 17 3.3.7 Tải trọng gió 17 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 29 4.1 Phƣơng án bố trí dầm 29 4.2 Phƣơng án 1: Tính tốn nội lực phƣơng pháp tra ô đơn 29 4.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 29 H Đ 4.2.2 Quy trình thiết kế 29 4.2.3 Tính tốn thiết kế sàn 30 4.3 Phƣơng pháp 2: Xác định nội lực theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn 35 4.3.1 Tiêu chuẩn thiết kế 35 4.3.2 Quy trình thiết kế 35 4.3.3 Xây dựng mơ hình vẽ Strip 36 4.3.4 Tính tốn thiết kế sàn 36 4.4 So sánh lựa chọn phƣơng án bố trí thép 46 4.5 Kiểm tra khả chịu cắt sàn 46 4.6 Kiểm tra chọc thủng sàn 48 4.7 Tính tốn vết nứt cho sàn 49 4.7.1 Lí thuyết tính toán 49 4.7.2 Kiểm tra hình thành vết nứt cho sàn 51 4.7.3 Tính tốn chiều rộng vết nứt 52 4.8 Kiểm tra độ võng cho sàn 54 4.8.1 Lựa chọn vị trí kiểm tra 54 4.8.2 Lí thuyết tính tốn 54 4.8.3 Tính tốn kiểm tra 57 O IA G TH CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 61 Ô G N 5.1 Cấu tạo cầu thang 61 5.2 Sơ tiết diện 61 5.3 Tải trọng tác dụng lên thang 61 5.3.1 Tĩnh tải chiếu nghỉ 61 5.3.2 Tĩnh tải xiên 62 5.3.3 Hoạt tải 63 5.3.4 Sơ đồ tính 63 5.3.5 Nội lực thang 64 5.4 Tính tốn thép dọc cho thang 65 5.4.1 Lý thuyết tính tốn 65 5.4.2 Kết tính tốn 66 N VẬ PH IT TẢ CM CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BỂ NƯỚC NGẦM 67 6.1 Địa chất cơng trình 67 6.1.1 Vị trí địa chất khu vực 67 6.1.2 Phân loại mô tả lớp đất 67 6.2 Sơ kích thƣớc bể nƣớc 67 6.3 Thông số thiết kế 69 6.3.1 Sơ tiết diện cấu kiện 69 6.3.2 Vật liệu sử dụng 70 6.4 Lựa chọn giải pháp móng cho bể nƣớc ngầm 70 6.5 Kiểm tra đẩy cho bể nƣớc ngầm 72 H Đ 6.6 Xây dựng mơ hình 3D bể nƣớc ngầm 72 6.6.1 Các trƣờng hợp tải trọng 72 6.6.2 Xác định hệ số ks 72 6.6.3 Xác định tải trọng cho bể nƣớc ngầm 73 6.6.4 Hoạt tải nắp 76 6.7 Tổ hợp nội lực tính tốn cho bể 77 6.7.1 Các trƣờng hợp tổ hợp nội lực tính tốn cho bể 77 6.8 Tính tốn cốt thép cho bể 79 6.8.1 Tính tốn cốt thép cho nắp 79 6.8.2 Tính tốn cốt thép cho thành 80 6.8.3 Tính tốn cốt thép cho đáy 84 6.9 Tính tốn khe nứt cho thành đáy 85 6.9.1 Lí thuyết tính tốn 85 6.9.2 Kiểm tra hình thành vết nứt cho đáy thành 87 6.10 Tính lún cho bể 90 G CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KHUNG 91 O IA 7.1 Thông số tính tốn 91 7.2 Nhiệm vụ thiết kế 91 7.3 Nội lực khung 91 7.4 Kiểm tra ổn định chống lật 94 7.5 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 94 7.5.1 Lý thuyết tính tốn 94 7.5.2 Thực hành tính tốn 94 7.6 Kiểm tra chuyển vị ngang tƣơng đối tầng 97 7.7 Thiết kế dầm 98 7.7.1 Kích thƣớc dầm 98 7.7.2 Nội lực tính tốn 98 7.7.3 Tính tốn cốt dọc 99 7.7.4 Tính tốn cốt đai cho dầm 108 7.7.5 Tính toán cốt treo cho dầm 116 7.8 Thiết kế cột 118 7.8.1 Kích thƣớc cột 118 7.8.2 Nội lực tính tốn 118 7.8.3 Tính tốn cốt dọc cho cột 119 7.8.4 Tính tốn cốt đai cho cột 125 G N Ô TH N VẬ PH IT TẢ CM CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG 129 8.1 Điều kiện địa chất cơng trình, nội lực tính tốn vật lieu sử dụng 129 8.1.1 Vị trí địa chất khu vực .129 8.2 Lựa chọn giải pháp móng .129 8.2.1 Phân loại mô tả lớp đất 129 8.2.2 Phƣơng án móng nơng: móng bè 132 8.2.3 Phƣơng án móng sâu 133 8.3 Xác định chiều sâu chơn móng 134 8.4 Các loại tải trọng tính toán 135 8.4.1 Tải trọng tính tốn 135 8.4.2 Tải trọng tiêu chuẩn 138 CHƯƠNG 9: THẾT KẾT MÓNG CỌC ÉP 140 H Đ 9.1 Cấu tạo cọc đài cọc 140 9.1.1 Vật liệu sử dụng 140 9.1.2 Sơ chiều cao đài móng 140 9.1.3 Sơ cọc 140 9.2 Sức chịu tải cọc 140 9.2.1 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp 140 9.2.2 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu 142 9.2.3 Xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo Rc,u 144 9.3 Thiết kế móng cột M1 cột (C10) 150 9.3.1 Sơ số lƣợng 150 9.3.2 Bố trí cọc đài 150 9.3.3 Kiểm tra điều kiện ép cọc 151 9.3.4 Kiểm tra phản lực đầu cọc 151 9.3.5 Kiểm tra điều kiện áp lực mũi cọc 154 9.3.6 Dự báo độ lún cho khối móng 159 9.3.7 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 160 9.3.8 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc 165 9.4 Thiết kế móng cột biên M2 cột (C13) 168 9.4.1 Sơ số lƣợng 168 9.4.2 Bố trí cọc đài 168 9.4.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc 169 9.4.4 Kiểm tra điều kiện áp lực mũi cọc 172 9.4.5 Dự báo độ lún cho khối móng 177 9.4.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 178 9.4.7 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc 182 O IA G G N Ô TH N VẬ PH IT TẢ CM CHƯƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 185 10.1 Cấu tạo cọc đài cọc 185 10.1.1 Vật liệu sử dụng 185 10.1.2 Sơ chiều cao đài móng 185 10.1.3 Sơ cọc 185 10.2 Sức chịu tải cọc 185 10.2.1 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu 185 10.2.2 Xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo Rc,u 187 H Đ 10.3 Thiết kế móng cột M1 cột (C10) 194 10.3.1 Sơ số lƣợng 194 10.3.2 Bố trí cọc đài 194 10.3.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc .195 10.3.4 Kiểm tra điều kiện áp lực mũi cọc 198 10.3.5 Dự báo độ lún cho khối móng 203 10.3.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 204 10.3.7 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc 208 10.4 Thiết kế móng cột biên M2 cột (C13) 211 10.4.1 Sơ số lƣợng 211 10.4.2 Bố trí cọc đài 211 10.4.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc .212 10.4.4 Kiểm tra điều kiện áp lực mũi cọc 215 10.4.5 Dự báo độ lún cho khối móng 220 10.4.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 221 10.4.7 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc 225 G O IA CHƯƠNG 11: CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 228 G N Ô TH 11.1 Khái quát 228 11.2 Chỉ tiêu đánh giá 228 11.2.1 So sánh tiêu vật liệu bê tông cốt thép móng 228 11.3 Kết luận .230 N VẬ PH IT TẢ CM H Đ O IA G G N Ô TH N VẬ PH IT TẢ CM CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.1 Giới thiệu - - Tên dự án: Cao ốc văn phòng DV007 Địa chỉ: Phƣờng 9, Quận 5, thành phố Hồ Chí Minh Quy mơ:  Chiều cao cơng trình: 54.1 m tính từ cốt 0.0 m  Số tầng gồm: tầng hầm cao 3.1 m, tầng cao 4.2 m, 13 tầng điển hình tầng cao 3.6 m, tầng thƣợng cao 3.6 m, mái cao 3.1 m  Chiều dài cơng trình: 39 m  Chiều rộng cơng trình: 26 m Diện tích xây dựng cơng trình:   1 ( m ) H Đ Công công trình:  Tầng hầm: để giữ xe tơ, xe máy, phòng bơm, phòng máy phát, …  Tầng trệt: văn phòng  Tầng – 14: văn phòng  Tầng sân thƣợng: bố trí bể nƣớc inox, phịng kỹ thuật thang máy  Tầng mái: sử dụng mái bằng, che chắn thang phòng kỹ thuật thang máy O IA G G N Ô Tầng hầm nằm cốt cao độ -3.1 m đƣợc bố trí ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm (độ dốc i = 15%) theo hƣớng đƣờng để giúp thuận tiện cho việc lƣu thông lên xuống tầng hầm Hệ thống cầu thang thang máy bố trí vị trí hầm giúp cho ngƣời sử dụng nhìn thấy lúc vào giúp phục vụ việc lại, đồng thời hệ thống PCCC dể dàng nhìn thấy có cố cháy nổ xảy Tầng trệt, tầng điển hình bố trí văn phịng xung quanh lối chung giúp cho giao thơng tiện lợi với việc hiệu trình sử dụng cơng trình Giao thơng cơng trình: + Giao thơng đứng: có buồng thang máy nằm lõi cứng, cầu thang đƣợc đặt đối cứng cơng trình giúp tăng ổn định cơng trình + Giao thơng ngang: xung quanh cơng trình bố trí lối rộng đảm bảo yêu cầu không gian kiến trúc nhƣ yêu cầu kỹ thuật phòng cháy chữa N VẬ - TH 1.2 Giải pháp kiến trúc PH IT TẢ - - GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH CM - Trang SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC H Đ O IA G TH G N Ơ Hình 1.1 Mặt tầng hầm N VẬ PH IT TẢ CM Hình 1.2 Mặt tầng điển hình GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.3 Giải pháp kỹ thuật 1.3.1 Hệ thống cấp điện – nước - - H Đ Cơng trình sử dụng điện đƣợc cung cấp từ nguồn: lƣới điện TP Hồ Chí Minh máy phát điện (kèm theo máy biến áp tất đƣợc đặt dƣới tầng hầm để tránh gây tiếng ồn độ rung ảnh hƣởng đến sinh hoạt cơng trình) Tồn đƣờng dây điện đƣợc ngầm (đƣợc tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi cơng) Hệ thống cấp điện đƣợc hộp kỹ thuật luồn gen điện đặt ngầm tƣờng sàn, đảm bảo không qua khu vực ẩm ƣớt đƣợc nối tới bảng điện tổng tạo điều kiện dễ dàng cần sửa chữa Hệ thống cấp nƣớc cơng trình bao gồm hồ nƣớc ngầm, hệ thống ống dẫn nƣớc cấp PVC máy bơm Hệ thống tiếp nhận nƣớc từ nguồn nƣớc cấp thành phố Nƣớc đƣợc bơm lên bồn chứa nƣớc mái máy bơm để tạo áp lực cần thiết cung cấp cho thiết bị vệ sinh hộ chung cƣ Các đƣờng ống qua tầng đƣợc bọc hộp gen nƣớc Hệ thống cấp nƣớc ngầm hộp kỹ thuật Các đƣờng ống cứu hỏa ln đƣợc bố trí tầng dọc theo khu vực giao thông đứng trần nhà IA G O 1.3.2 Hệ thơng nước TH Hệ thống nƣớc thải: Hệ thống nƣớc thải cơng trình bao gồm hệ thống ống dẫn từ thiết bị thu nƣớc thải dẫn xuống bể tự hoại để xử lý, lắng đọng chất thải trƣớc đƣa hệ thống cống thoát nƣớc thành phố Hệ thống thoát nƣớc mƣa: Mặt mái lan can đƣợc tạo độ dốc để tập trung nƣớc mƣa thoát xuống đất hệ thống ống đứng PVC G N Ô - N VẬ - Hệ thống phòng cháy chữa cháy bao gồm họng cứu hoả, bình cứu hoả đƣợc lắp đặt vị trí hành lang, cầu thang Ngồi ra, cịn lắp đặt hệ thống cịi báo cháy biển báo an toàn cháy nổ dọc hành lang Bố trí hệ thống cứu hoả gồm họng cứu hoả lối đi, sảnh… với khoảng cách tối đa theo tiêu chuẩn TCVN 2622-1995 CM - PH - IT TẢ 1.3.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 1.3.4 Hệ thống chống sét - - Sử dụng hệ thống thu sét Stormaster ESE với khả bảo vệ khu vực chống sét tốt so với loại kim thu sét thơng thƣờng Bố trí kim thu sét mái nối với dây đồng nối đất Đƣợc trang bị hệ thống chống sét theo yêu cầu tiêu chuẩn chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46-84) GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI + ktc hệ số độ tin cây, ktc = đặc trƣng tính tốn lấy trực tiếp từ mẫu đất nơi xây dựng  + ' II giá trị trung bình trọng lƣợng thể tích lớp đất phía độ sâu đặt móng         ' II  43 +     9     k N / m 43 H Đ + γII = 9.7 kN/m3 giá trị trung bình trọng lƣợng thể tích lớp đất phía dƣới đáy móng (lớp đất số 6) + CII = 28.5 kN/m2 giá trị tính tốn lực dính đơn vị đất nằm dƣới đáy móng + b bề rộng (cạnh bé) đáy khối móng quy ƣớc, b = 11.62 m + h chiều sâu đặt móng so với cốt quy định Theo thích mục 4.6.9 TCVN 9362:2012 chiều rộng tầng hầm lớn 20 m chiều sâu đặt móng h lấy htd (chiều sâu tính từ sàn tầng hầm) Theo công thức (16) mục 4.6.9 TCVN 9362:2012 O IA G     ' II 25  m Ô chiều sâu đến tầng hầm Do h = htd nên h0 = G N h  h  h td +  kc TH h  h td  h  h N VẬ + A, B D hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng 14 TCVN 9362:2012 phụ thuộc vào trị tính tốn góc ma sát φII φII = φc = 15o15’ Tra bảng đƣợc giá trị A = 0.33, B = 2.32, D = 4.86 Cƣờng độ tiêu chuẩn đất dƣới đáy khối móng quy ƣớc:    3  1        9    k N m - CM PH R  IT TẢ - Kiểm tra điều kiện áp lực mặt phẳng mũi cọc  P tb  4 k N /m  R  k N /m  tc  P m a x  4 k N /m  R  k N /m tc  tc P  4 3 k N /m  m in - 2 → Thỏa điều kiện áp lực mũi cọc Kiểm tra tƣơng tự cho cặp nội lực lại với: Bảng 10.12 Thông số xác định sức chịu tải đất hdai Aqu m 1.5 m 135 tc N qu kN 54147.5 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Wx Wy 3 m 261.4 m 261.4 Trang 218 RM 1.2RM kN/m 2476 kN/m2 2971.2 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Bảng 10.13 Tính tốn áp lực dƣới mũi cọc cho tổ hợp Ntc0x Mtc0x Mtc0y Qtc0x Qtc0y Nqutc Mxqutc Myqutc Ptctb Ptcmax Ptcmin - kN kN-m kN-m kN kN kN kNm kNm kN/m2 kN/m2 kN/m2 CB1.1TC 1TT+1HT CB1.2TC 1TT+1GX CB1.3TC 1TT+1GXX CB1.4TC 1TT+1GY CB1.5TC 1TT+1GYY CB2.1TC 1TT+0.9HT+0.9GX CB2.2TC 1TT+0.9HT+0.9GXX CB2.3TC 1TT+0.9HT+0.9GY CB2.4TC 1TT+0.9HT+0.9GYY 5985.2 5066.1 4807 5093.9 4778.3 5997.4 5764.3 6022.6 5739.1 554.8 334.8 333.9 331.3 337.4 533 532.2 530.4 535.7 52.2 107 -57.4 20.9 27.8 123.5 -24.3 46.1 52.2 -208.7 437.4 -730.4 -139.1 -153.9 322.6 -727.8 -196.5 -209.6 106.1 83.5 84.3 81.7 86.1 103.5 104.3 101.7 106.1 60132 59213 58954 59241 58925 60144 59911 60170 59886 395.65 209.55 207.45 208.75 208.25 377.75 375.75 377.85 376.55 260.85 763.1 1153 187.75 203.05 607.4 1116 248.65 262.2 445.4 438.6 436.7 438.8 436.5 445.5 443.8 445.7 443.6 447.9 442.3 441.9 440.3 438.1 449.3 449.5 448.1 446 442.9 434.9 431.5 437.3 434.9 441.7 438.1 443.3 441.2 H Đ Tổ hợp O IA G G N Ô TH VẬ Kiểm tra lại điều kiện áp lực mặt phẳng mũi cọc cặp nội lực lại: N - tc CM - H TP - I TẢ  M a x (P tb )  4 k N /m  R  k N /m  tc  M a x (P m a x )  4 k N /m  R  k N /m  tc M in ( P m in )  k N /m   Thỏa mãn điều kiện áp lực mũi cọc Kết luận: Móng thỏa điều kiện áp lực mặt phẳng mũi cọc Khi đất dƣới mặt phẳng mũi cọc ứng xử nhƣ “vật liệu đàn hồi” độ lún đất đƣợc xác định phƣơng pháp phân tầng cộng lún GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 219 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 10.4.5 Dự báo độ lún cho khối móng 10.4.5.1 Quy trình tính tốn - Bƣớc 1: Tính áp lực đáy móng khối quy ƣớc p tb (kN/m2) - Bƣớc 2: Tính áp lực gây lún tải trọng cơng trình đáy móng khối quy ƣớc tc p gl  p tb   z  4  4   k N m tc bt p tb  4 tc (kN/m2)   z         bt       9   = 4 (k N /m ) - Bƣớc 3: Tính ứng suất trọng lƣợng thân đất Bƣớc 4: Tính ứng suất gây lún (ứng suất tải trọng gây ra) độ sâu z kể từ đáy móng khối quy ƣớc  z p gl (K0 hệ số tra bảng C.1 trang 74 TCVN 9362:2012) Bƣớc 5: Xác định phạm vi chịu nén lún (HCN) + Do đất dƣới mũi cọc đất sét nên phạm vi tính lún móng khối quy ƣớc H Đ -  K0p IA G O bt đƣợc tính từ mặt phẳng mũi cọc đến độ sâu thỏa mãn điều kiện  z p   z -  1  m  h i  m N VẬ - BM G hi  N Ô TH (theo phụ lục C mục C.1.5 trang 75 TCVN 9362:2012) Bƣớc 6: Chia HCN thành lớp phân tố i đồng nhất, với:  PH pi  hi n S   IT TẢ Bƣớc 7: Tính độ lún ổn định móng khối quy ƣớc, theo mục C.16 trang 75 TCVN 9362:2012 CM Ei Trong đó: + S: Độ lún cuối (ổn định) móng + n: Số lớp chia theo độ sâu tầng chịu nén + hi: Chiều dày lớp đất thứ i + Ei: Mô đun biến dạng lớp đất thứ i E i  6  N i SPT - + pi: Áp lực thêm trung bình lớp đất thứ i + β: Hệ số không thứ nguyên 0.8 Bƣớc 8: Kiểm tra độ lún móng khối quy ƣớc: S  S gh , theo bảng 16 trang 30 TCVN 9362:2012 nhà dân dụng nhiều tầng khung bê tông cốt thép có tƣờng chèn Sgh = 8(cm) - Nhận thấy:  zp z bt   0  , ta bỏ qua tính lún cho móng 424 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 220 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 10.4.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng - Chiều cao đài hd = 1.5 m Chiều cao làm việc đài: h  h d  a    m 10.4.6.1 Kiểm tra cột chọc thủng đài Chọc thủng với tháp chọc thủng tự với góc nghiêng 45o - Vẽ hình tháp chọc thủng tự với góc   45 o H Đ O IA G G N Ô TH N VẬ PH IT TẢ Hình 10.13 Mặt đứng tháp chọc thủng tự móng cột M1 CM Hình 10.14 Mặt tháp chọc thủng tự móng cột M1 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 221 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI - Phản lực đầu cọc theo kết tính tốn : Cọc xj m -1.2 1.2 -1.2 1.2 Σxj2 yj m -1.2 -1.2 1.2 1.2 Σyj2 Mxtt Mytt Ntt Nj KN 1694.3 1813.5 1875.4 1994.5 m m kNm kNm kN 5.76 5.76 434.5 286 7377.8 - Điều kiện kiểm tra: P  P c c t    ( b c  c )   ( l c  c )  h R b t - Kích thƣớc đáy tháp nén thủng: L c t  l c  h     3  m B c t  b c  h      m H Đ Trong đó: + lc, bc chiều dài chiều rộng cột + 1.6 m khoảng cách lớn mép cọc theo phƣơng Kết luận: Tháp chọc thủng bao trùm hết tồn cọc, đài móng M2 đảm bảo điều kiện nén thủng tự O IA G - TH G N Ô Chọc thủng hạn chế với góc nghiêng > 45o N VẬ PH IT TẢ CM Hình 10.15 Mặt đứng tháp chọc thủng hạn chế móng cột M1 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 222 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI H Đ Phản lực đầu cọc: O - IA G Hình 10.16 Mặt tháp chọc thủng hạn chế móng cột M1 Ơ TH P  P1  P  P  P G N     9  7 k N VẬ Điều kiện kiểm tra: P  P c c t    ( b c  c )   ( l c  c )  h R b t N - PH IT TẢ Trong đó: + bc, lc: kích thƣớc tiết diện cột (m) lần lƣợt theo phƣơng ngang đứng + Rbt: cƣờng độ chịu kéo tính tốn bê tơng (MPa) + c1 khoảng cách mặt từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng, (m) theo phƣơng đứng + c2 khoảng cách mặt từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng, (m) theo phƣơng ngang + Khi c  h c  h phải lấy h / c  h / c  để tính, tức CM coi tháp chọc thủng nghiêng + Khi 1 c  h , c  h lấy c   2  h hoặc c   2  h để tính, nghĩa   3 1 - 45  h       c1  Tính tốn thơng số: ,  h       c2  c  m , c  5 m , bc GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH = 0.5 m; lc = 0.6 m Trang 223 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI  c  m < h  m    3 - Ta thấy:  - Khả chống chọc thủng:  c  5 m < h  m    3 P c c t   3      3        1  k N Vậy: P  7 k N  P c c t  k N Thỏa điều kiện cột chọc thủng đài 10.4.6.2 Kiểm tra cọc góc chọc thủng đài H Đ O IA G G N Ô TH N VẬ IT TẢ PH Hình 10.17 Mặt tháp chọc thủng cọc góc móng cột M1 Điều kiện kiểm tra: P  Pc c t    ( b  c )   ( b  c )  h R b t - Trong đó: b1: khoảng cách từ mép cọc góc đến mép ngồi đài theo phƣơng đứng b2: khoảng cách từ mép cọc góc đến mép ngồi đài theo ngang c1, c2 có ý nghĩa giá trị giống nhƣ trƣờng hợp chọc thủng hạn chế CM - c  c  m      3  P c c t    3  (1   )  3  (1   )    1  7216 kN - Lực gây chọc thủng: P  m a x  P1 ; P ; P3 ; P   9 k N - Vậy: P  9 k N  P c c t  k N 10.4.6.3 Kiểm tra điều kiện hàng cọc chọc thủng đài tiết diện nghiêng - Lực gây phá hoại trƣờng hợp tổng phản lực cọc nằm tiết diện nghiêng (Kiểm tra hàng cọc có tổng phản lực lớn nhất) GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 224 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Q  P3  P   9  9 k N - Điều kiện kiểm tra: Q  Q c   bh 0R bt Trong đó: c đƣợc lấy c2 trƣờng hợp chọc thủng hạn chế 0.675 m + Q: tổng phản lực cọc tiết diện nghiêng, kN + h0: chiều cao làm việc đài, m + b: bề rộng đài, b = 3.7 m + - + β: hệ số xác định nhƣ sau: + Khi c  h0 + Khi c  h  h        c  nhƣng không nhỏ 0.6   h0 / c lấy c  h lấy Tiến hành tính tốn Qc: Đ H  h0  c  c         c           IA G bt     1  k N O  Q c   bh 0R Vây: - Thỏa điều kiện cƣờng độ tiết diện nghiêng TH - Q  9 k N  Q c  k N G N Ô VẬ 10.4.7 Tính tốn bố trí cốt thép đài cọc N Nội lực tính tốn TẢ Xem cánh móng nhƣ dầm console ngàm mép cột, chịu tải trọng tập trung phản lực cọc gây Tính tốn dùng hai mặt cắt I-I II-II qua mép cổ móng theo hai phƣơng để tính - Mơ men ngàm phản lực đầu cọc gây với giá trị: PH IT - CM n M   ri P i i 1 - Trong đó: + ri: khoảng cách từ tâm cọc thứ i đến mặt ngàm + Pi: phản lực đầu cọc thứ i Phản lực đầu cọc theo kết tính tốn: Cọc xj m -1.2 1.2 -1.2 1.2 yj m -1.2 -1.2 1.2 1.2 Σxj2 Σyj2 Mxtt Mytt Ntt Nj KN 1694.3 1813.5 1875.4 1994.5 m m kNm kNm kN 5.76 5.76 434.5 286 7377.8 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 225 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI - Mô men tƣơng ứng với mặt cắt I-I II-II lần lƣợt là: H Đ O IA G G N Ơ TH N VẬ IT TẢ Hình 10.18 Mặt đứng tháp chọc thủng hạn chế móng cột M1 PH M I  rI  P3  P      9   k N m II  r II  P  P  CM M     9   k N m Thiết kế thép cho đài cọc a Lý thuyết tính tốn cốt thép cho đài cọc - Lý thuyết tính tốn cốt thép cho đài cọc đƣợc trình bày tóm tắt nhƣ sau: Cốt thép CB400-V:  R  3,  R  - Tính: - Kiểm tra điều kiện:  - Diện tích cốt thép dọc cần thiết: - m  M  bR bbh o   1  2 m , Với  b    m   R      R  3 As    bR bbh o R Hàm lƣợng thép với cốt thép CB400-V: (   GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH , với  b  s  50 Trang 226 ) SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI  m in  %   s  - AS b  h0  0 %   m ax   R Theo mục 10.3.3.1 TCVN 5574:2018: Diện tích cốt thép chọn: As  b  D a R b R s 17  0  3   0  % 350 As  m in   s   0 %  % bh b Tiến hành tính tốn cốt thép cho đài cọc - Xét mặt ngàm I’-I’: m  - M 3483   bR bbh   0    m   R  Kiểm tra điều kiện:  G s O As  b  D a  3700  7424 m m    25 200  9081 m m 9081  0 %  % G  100%  N 3700  1350 VẬ b  h0 Ô TH As   m  0 350 IA Chọn Φ 25a200, với b = 3700 mm ta có số thép: N n  3700  100  18 200 TẢ Tính tốn tƣơng tự ta có bảng tổng hợp kết tính tốn cốt thép cho đài cọc sau: PH IT - 0      Diện tích cốt thép chọn: s  - H - R   0     (thỏa)     R  3 Đ As   bR bbh o CM Bảng 10.14 Tính tốn cốt thép đài móng cột M1 Kí hiệu MI MII Mơ men kN.m 34483 3617.6 α 0.035 0.037 ξ 0.036 0.038 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH As mm2 7424 7836 μs% 0.18 0.18 Trang 227 As chọn Chọn thép Φ Φ 25 Φ 25 a 200 200 n 18 18 mm2 9081 9081 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 11: CHỌN PHƢƠNG ÁN MÓNG CHƯƠNG 11: CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 11.1 Khái quát - Qua hai phƣơng án móng cọc tính tốn trên, để lựa chọn phƣơng án tối ƣu cho cơng trình ta cần so sánh nhiều yếu tố thể đƣợc ƣu điểm nhƣ khuyết điểm phƣơng án kể đến nhƣ yếu tố mặt kinh tế, điều kiện thi công, điều kiện địa chất công trình, … 11.2 Chỉ tiêu đánh giá 11.2.1 So sánh tiêu vật liệu bê tông cốt thép móng 11.2.1.1 So sánh bê tơng Cọc khoan nhồi - Thể tích bê tơng đài cọc: Vd = 2×3.7×6.1×1.5 + 2×3.7×3.7×1.5 = 108.78 m3 - Thể tích bê tông cọc: V c   H Đ         m O IA G Cọc ép bê tông cốt thép Thể tích bê tơng đài cọc: Vd = 2×3.3×3.3×1.5 + 2×2.1×3.3×1.5 = 53.46 m3 - Thể tích bê tông cọc: TH - VẬ 11.2.1.2 So sánh khối lượng cốt thép G N Ô V c         m N Bảng 11.1 So sánh thép phƣơng án CM Móng cọc BTCT Thép cọc kg 10288 6859 13424 8949 PH M1 M2 M1 M2 Móng cọc nhồi Thép đài kg 4146 1720 1967 924 IT Móng TẢ Phương án Tổng kg 14434 8579 15391 9873 Bảng 11.2 Tổng so sánh Phương án Cọc nhồi Cọc BTCT - Bê tông đài m3 109 54 Thép đài kg 5866 2891 Bê tông cọc m3 415 173 Thép cọc kg 17147 22373 Tổng bê tông m3 524 227 Tổng cốt thép kg 23013 25264 Nhận xét: Khối lƣợng cốt thép cọc khoan nhồi sử dụng lớn không nhiều so với phƣơng án cọc ép bê tông cốt thép bê tông cọc khoan nhồi sử dụng lớn so GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 228 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 11: CHỌN PHƢƠNG ÁN MÓNG với phƣơng án cọc ép bê tông cốt thép, nên phƣơng án cọc bê tông cốt thép kinh tế phƣơng án cọc khoan nhồi mặt vật liệu 11.2.1.3 So sánh điều kiện thi công Cọc bê tông cốt thép - - Có thể thấy rằng, địa chất dƣới hố móng phức tạp, có chiều dày lớp cát lớn (lớp 5a 5b có N30> 15) Do đó, để đảm bảo chiều sâu cọc nhƣ quy định thiết kế, cọc cần phải xuyên qua lớp đất cát Tuy nhiên, cƣờng độ cát nhiều cƣờng độ bê tông cọc làm cho cọc khơng thể xun qua đƣợc ép, xuất độ chối giả, hạt cát dƣới mũi cọc, xung quanh cọc bị nén chặt lại làm tăng lực ma sát xung quanh cọc, tăng sức chống mũi hay làm tăng sức chịu tải đất Để giải tƣợng này, ta tiến hành khoan dẫn khoan mồi trƣớc thi cơng với đƣờng kính khoan khoảng ¾ cạnh cọc Đ H Cọc khoan nhồi G Cọc khoan nhồi đƣợc thi công với dàn máy móc thiết bị đại, thuận tiện địa hình phức tạp Cọc khoan nhồi đƣợc đặt vào lớp đất cứng, chí tới lớp đá mà cọc đóng khơng thể với tới đƣợc Thiết bị thi công cọc khoan nhồi nhỏ gọn nên thi cơng điều kiện xây dựng chật hẹp, q trình thi cơng khơng gây trồi đất xung quanh, không gây lún nứt, ảnh hƣởng đến cọc xung quanh, phần móng kết cấu cơng trình kế cận Cọc khoan nhồi có tiết diện độ sâu mũi cọc lớn nhiều so với cọc chế sẵn sức chịu tải lớn nhiều so với cọc chế tạo sẵn Khả chịu lực cao 1,2 lần so với cơng nghệ khác thích hợp với cơng trình lớn, tải trọng nặng, địa chất móng đất có địa tầng thay đổi phức tạp Ƣu điểm nội bật việc thi công cọc khoan nhồi có độ an tồn thiết kế thi công cao, kết cấu thép dài liên tục 11,7 mét, bê tông đƣợc đổ liên tục từ đáy hố khoan lên tạo khối cọc bê tông đúc liền khối nên tránh đƣợc tính trạng chấp nối tổ hợp cọc nhƣ ép đóng cọc, tăng khả chịu lực độ bền có móng cơng trình cơng nghiệp, tịa nhà cao tầng, cầu giao thông quy mô nhỏ,… Độ nghiêng lệch cọc nằm giới hạn cho phép, bên cạnh số lƣợng cọc đài cọc nên việc bố trí đài cọc cơng trình đƣợc dễ dàng Tính an tồn, tiết kiệm chi phí thời gian thi cơng cọc khoan nhồi cao cọc ép thông thƣờng Thép đƣợc bố trí theo chu vi nên chịu đƣợc lực tác dụng theo tất phƣơng O IA - G N Ô TH - N VẬ PH IT TẢ - - - GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH CM - Trang 229 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI CHƢƠNG 11: CHỌN PHƢƠNG ÁN MĨNG - Tuy nhiêm, thi cơng cọc khoan nhồi, yêu cầu kỹ thuật thi công cao dẫn đến khó kiểm tra xác chất lƣợng bê tơng nhồi vào cọc, địi hỏi lành nghề đội ngũ công nhân việc giám sát chặt chẽ nhằm tn thủ quy trình thi cơng 11.3 Kết luận - Nhận thấy địa chất cơng trình phức tạp, quy mơ cơng trình lớn nên cần độ ổn định cao sức chịu tải lớn Phƣơng án cọc khoan nhồi phù hợp với tiêu chí nêu Nhƣợc điểm khắc phục đƣợc Thiên an tồn ta chọn phƣơng án móng cọc khoan nhồi phƣơng án thi cơng cho cơng trình H Đ O IA G G N Ô TH N VẬ PH IT TẢ CM GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 230 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO I TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội TCVN 5574:2012 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội TCVN 2737:1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội TCXD 229:1999 Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió, NXB Xây dựng, Hà Nội TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tơng cốt thép tồn khối TCXD 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Đ H TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình G O IA TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công nghiệm thu G N Ô II SÁCH THAM KHẢO TH TCVN 205:1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế 11 Bộ Xây dựng (2014), Cấu tạo bê tông cốt thép, NXB Xây dựng VẬ N 12 Phan Quang Minh (chủ biên), Ngố Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2013), Kết cấu bê tông cốt thép (Phần cấu kiện bản), NXB Khoa học Kỹ thuật IT TẢ PH 13 Võ Bá Tầm (2015), Kết cấu bê tông cốt thép, cấu kiện đặc biệt (tập 3), Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh CM 14 GS Nguyễn Đình Cống (2011), Tính tốn tiết diện cột bê tơng cốt thép, Nhà xuất xây dựng 15 GS.TS Nguyễn Đình Cống (2016), Sàn sƣờn bê tơng tồn khối, Nhà xuất xây dựng 16 Vũ Mạnh Hùng (2008), Sổ tay thực hành Kết cấu Cơng trình, NXB Xây dựng 17 Đỗ Kiến Quốc (Chủ biên), Nguyễn Thị Hiền Lƣơng, Bùi Cơng Thành, Lê Hồng Tuấn, Trần Tấn Quốc (2016), Giáo trình sức bền vật liệu, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 18 Nguyễn Thế Danh (Chủ biên), Trần Thanh Loan, Nguyễn Thị Tố Lan (2016), Sức bền vật liệu (Tập 1), Nhà xuất xây dựng 19 Trƣơng Quang Thành, Giáo Trình Cơ Học Đất (2015), Nhà xuất xây dựng 20 PGS.TS Võ Phán, Ths Hồng Thế Thao (2013), Phân tích tính tốn móng cọc, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 21 Gs.Ts Vũ Cơng Ngữ, Ths Nguyễn Thái (2006), Móng cọc phân tích thiết kế, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 22 Tơ Văn Lận (2016), Nền móng, dùng cho sinh viên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp, Nhà xuất xây dựng III PHẦN MỀM 23 Phầm mềm SAP 2000 version 22.0.0 24 Phần mềm ETABS version 17.0 25 Phần mềm Word 2016, Excel 2016 26 Phần mềm SAFE version 12.0.0 H Đ 27 Phần mềm Autocad 2020 O IA G G N Ô TH N VẬ PH IT TẢ CM