Đồ án môn học nền móng thiết kế móng nông và móng cọc khoan nhồi

Đồ án nền móng thi công móng đơn và móng cọc khoan nhồi, có bản vẽ kèm theo MỤC LỤC MỞ ĐẦU. SỐ LIỆU THIẾT KẾ....................................................................................................4 1. Sơ đồ mặt bằng công trình. ..................................................................................................4 2. Số liệu về tải trọng theo đề bài.............................................................................................4 3. Số liệu về kích thước cột.......................................................................................................5 4. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất. ....................................................................5 5. Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún. .....................................................................................6 CHƯƠNG 1. ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG..............................................................................................................................7 1.1. Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của nền đất. .............................................................................7 1.2. Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất....................................................7 1.3. Đề xuất Phương án thiết kế Móng. ....................................................................................7 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG .....................................................8 2.1. Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa. .......................................................................8 2.1.1. Chọn vật liệu làm móng................................................................................................8 2.1.2. Chọn chiều sâu đặt móng..............................................................................................8 2.1.3. Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn..................8 2.1.4. Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn. ..........................................................9 2.1.5. Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2...................................................................10 2.1.6. Kiểm tra nền theo TTGH1............................................................................................13 2.1.7. Tính chiều cao móng (hm = h0 + c). ............................................................................14 2.1.8. Tính toán và bố trí cốt thép cho móng......................................................................16 2.2. Thiết kế và tính toán Móng nông cột biên.......................................................................17 2.2.1. Chọn vật liệu làm móng..............................................................................................17 2.2.2. Chọn chiều sâu đặt móng (h = 1,5 ÷ 2,0 m). ..............................................................18 2.2.3. Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn................18PBL 1: NỀN VÀ MÓNG SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 2 Lớp: 20X1B 2.2.4. Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn. .......................................................18 2.2.5. Kiểm tra độ lún của móng theo phương pháp cộng lún từng lớp...........................19 2.2.6. Kiểm tra nền theo TTGH1..........................................................................................23 2.2.7. Tính chiều cao móng hm = h0 + c. ...............................................................................24 2.2.8. Tính toán và bố trí cốt thép cho móng.......................................................................25 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP...................................28 3.1. Thiết kế và tính toán Móng cọc cột giữa. .........................................................................28 3.1.1. Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc. ...............................................................................28 3.1.2. Chọn kích thước cọc và đài cọc. .................................................................................28 3.1.3. Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 hmin ).........................................29 3.1.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT.................................................................30 3.1.5. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng.......................................................31 3.1.6. Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc.......................................................33 3.1.7. Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc. ...............................................................33 3.1.8. Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc. .................................................34 3.1.9. Tính toán độ lún của móng cọc...................................................................................37 3.1.10. Tính toán đài cọc........................................................................................................40 3.2. Thiết kế và tính toán Móng cọc cột biên. .........................................................................46 3.2.1. Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc. ...............................................................................46 3.2.2. Chọn kích thước cọc và đài cọc. .................................................................................46 3.2.3. Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 hmin ).........................................47 3.2.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT.................................................................48 3.2.5. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng.......................................................49 3.2.6. Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc.......................................................51 3.2.7. Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc. ...............................................................52 3.2.8. Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc. .................................................52PBL 1: NỀN VÀ MÓNG SVTH: Lê Thanh Tín – Nguyễn Thanh Thương 3 Lớp: 20X1B 3.2.9. Tính toán độ lún của móng cọc...................................................................................55 3.2.10. Tính toán đài cọc........................................................................................................58

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU SỐ LIỆU THIẾT KẾ 4

1 Sơ đồ mặt bằng công trình 4

2 Số liệu về tải trọng theo đề bài 4

3 Số liệu về kích thước cột 5

4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất 5

5 Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún 6

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG 7

1.1 Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của nền đất 7

1.2 Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất 7

1.3 Đề xuất Phương án thiết kế Móng 7

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG 8

2.1 Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa 8

2.1.1 Chọn vật liệu làm móng 8

2.1.2 Chọn chiều sâu đặt móng 8

2.1.3 Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 8

2.1.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 9

2.1.5 Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2 10

2.1.6 Kiểm tra nền theo TTGH1 13

2.1.7 Tính chiều cao móng (h m = h 0 + c) 14

2.1.8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng 16

2.2 Thiết kế và tính toán Móng nông cột biên 17

2.2.1 Chọn vật liệu làm móng 17

2.2.2 Chọn chiều sâu đặt móng (h = 1,5 ÷ 2,0 m) 18

2.2.3 Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 18

2.2.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn 18

2.2.5 Kiểm tra độ lún của móng theo phương pháp cộng lún từng lớp 19

2.2.6 Kiểm tra nền theo TTGH1 23

2.2.7 Tính chiều cao móng h m = h 0 + c 24

2.2.8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng 25

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP 28

3.1 Thiết kế và tính toán Móng cọc cột giữa 28

3.1.1 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc 28

3.1.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc 28

3.1.3 Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 h min ) 29

3.1.4 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT 30

3.1.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng 31

3.1.6 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc 33

3.1.7 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc 33

3.1.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc 34

3.1.9 Tính toán độ lún của móng cọc 37

3.1.10 Tính toán đài cọc 40

3.2 Thiết kế và tính toán Móng cọc cột biên 46

3.2.1 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc 46

3.2.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc 46

3.2.3 Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 h min ) 47

3.2.4 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT 48

3.2.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng 49

3.2.6 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc 51

3.2.7 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc 52

3.2.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc 52

3.2.9 Tính toán độ lún của móng cọc 55 3.2.10 Tính toán đài cọc 58

MỞ ĐẦU SỐ LIỆU THIẾT KẾ

1 Sơ đồ mặt bằng công trình

2 Số liệu về tải trọng theo đề bài

Bảng tải trọng tác dụng lên móng nông (STT 20)

Mực nước ngầm

Bảng tải trọng tác dụng lên móng cọc khoan nhồi (STT 1)

3 Số liệu về kích thước cột

Kích thước tiết diện cột: 450x500 (mm)

4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất

Độ ẩm

tự nhiên

W (%)

Giới hạn nhão Wnh (%)

Giới hạn dẻo Wd(%)

Góc nội ma sát ϕ (độ)

Lực dính đơn vị c (kN/m²)

Chỉ

số SPT N30

h (m)

5 Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún

Biểu đồ đường cong nén lún:

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN

Vì 0 < B < 1 nên lớp đất 1 (á cát) ở trạng thái dẻo

- Độ bão hoà nước: G = 0,01.W.∆

Vì 0,25 ≤ B ≤ 0,50 nên lớp đất 2 (á sét) ở trạng thái dẻo cứng

- Độ bão hoà nước: G = 0,01.W.∆e

0 = 0,01.22.2,65

0,666 = 0,875

- Vì 0,8 < G ≤ 1 nên lớp đất 2 (á sét) ở trạng thái bão hoà nước

1.1.3 Lớp 3: Cát hạt trung, chiều dày: ∞

- Hệ số rỗng tự nhiên e0= 0,689

Vì 0,55 < e0 < 0,7 nên đất 3 (cát hạt trung) ở trạng thái chặt vừa

- Độ bão hoà nước: G = 0,01.W.∆e

0 = 0,01.24.2,67

0,689 = 0,965

Vì G > 0,8 nên lớp đất 3 (cát hạt trung) ở trạng thái bão hoà nước

1.2 Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất

- Dựa vào những tài liệu địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và kết quả thí nghiệm cơ lý của đất nền nhận thấy lớp đất đầu tiên (Lớp đất Á cát) chiều dày 4m, ở trạng thái dẻo, có nhiều trạng thái vật lý tương đối tốt Do đó có thể lựa chọn để làm nền đất thiên nhiên cho công trình

1.3 Đề xuất Phương án thiết kế Móng

Do yêu cầu đối với công trình dân dụng, nhà làm việc nên ta có thể thiếu kế và tính toán nền móng theo 2 phương án sau:

- Phương án 1: Thiết kế và tính toán móng nông bằng BTCT (loại móng đơn)

+ Thiết kế và tính toán móng cho cột giữa

+ Thiết kế và tính toán móng cho cột biên (lệch tâm)

- Phương án 2: Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp (cọc BTCT thi công bằng phương pháp đóng ép)

+ Thiết kế và tính toán móng cho cột giữa

+ Thiết kế và tính toán cho cột biên (lệch tâm)

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG

2.1 Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa

2.1.1 Chọn vật liệu làm móng

- Bê tông Mac 200 (cấp độ bền B15) Có:

Rn = 8,5 (MPa) = 850 (T/m2);

Rk = 0,75 (MPa) = 75 (T/m2)

- Cốt thép CI dùng làm thép đai, cường độ chịu kéo dọc trục Ra = 225 (MPa) = 22500 (T/m2)

- Cốt thép CII dùng làm thép chịu lực cường độ chịu kéo dọc trục Ra = 280 (Mpa) = 28000

- Điều kiện xác định kích thước đáy móng: σtb ≤ Rtc

- Dùng tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản để tính toán, lấy hệ số vượt tải bằng 1,2

↔ F = a b > 2,84 Với b = 1,8 (m) → chọn a = 2 (m)

Kết hợp với 1 ≤ α =a/b ≤ 1,3 và móng lệch tâm nhỏ → chọn a = 2 (m) là hợp lý

2.1.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn

- Từ số liệu về sơ đồ móng và tải trọng đề bài thì kết luận móng cột giữa lệch tâm theo một phương Bố trí phương cạnh dài chịu tác dụng của tải trọng lệch tâm, khi đó ea ≠ 0; eb = 0

M

Vậy các điều kiện kiểm tra đều thoả mãn

Kết luận: chọn kích thước đáy móng F = axb = 2x1,8 (m)

2.1.5 Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2

- Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp đất phân tố có chiều dày hi sao cho:

z = Ko.gl, Ko phụ thuộc vào (a/b, 2z/b)

- Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng bản thân của đất gây ra đối với những điểm nằm trên trục thẳng đứng đi qua trọng tâm đáy móng p với

Tại điểm tính thứ 10: σzP = 0,14(kG/cm2) < 0,2.σzbt = 0,195(kG/cm2) vậy dừng tính lún ở độ sâu 5m

- Tính độ lún của các lớp phân tố, bỏ qua biến dạng đàn hồi của nền:

Si= e1i−e2i

1−e 1i hi Pi=(z−1)

p

+ip2

P1i=(z−1)

bt +ibt

2 P2i = Pi+P1i

- Pi là áp lực trung bình của lớp đất phân tố thứ i do tải trọng ngoài gây ra

- e1i và e2i là hệ số rỗng tương ứng với các cấp áp lực P1i và P2i (tra trên đường cong nén lún của các lớp đất tương ứng)

- P1i là áp lực trung bình của lớp đất phân tố thứ i do trọng lượng bản thân của đất gây ra

- P2i là áp lực trung bình của lớp đất phân tố thứ i do trọng lượng bản thân của đất và do tải trọng ngoài gây ra

2.1.6 Kiểm tra nền theo TTGH1

Theo TCVN 9362 - 2012 “Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình” đối với các trường hợp sau phải tính toán TTGH I:

- Các nền là đất sét yếu bão hòa nước và than bùn

- Ngoài ra, khi áp lực hông hai bên móng chênh lệch lớn (thường do tôn nền phía trong công trình cao) thì phải kiểm tra trượt, lật móng

2.1.6.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền (nếu cần)

- Đất nền của công trình nằm ở lớp đất đầu tiên, là đất Á cát có tính chất cơ lý tốt nên không cần kiểm tra sức chiu tải của nền

2.1.6.2 Kiểm tra ổn đinh lật (khi σ min < 0)

95 = 10,9 > 1,5 : điều kiện ổn định về lật được thỏa mãn

2.1.6.3 Kiểm tra ổn đinh trượt ngang

- Nền đặt móng không nằm trên dốc hay ngay dưới dốc, áp lực ngang ở hai bên móng nhỏ nên không cần kiểm tra ổn định trượt ngang

+ Toàn bộ ứng suất kéo chính sinh ra trong móng do bê tông chịu

+ Công trình tiếp thu toàn bộ mômen uốn do phản lực của nền đất sinh ra

- Chiều cao làm việc (h0) của móng được tính toán để đảm bảo móng không bị phá hoại chọc thủng do ứng suất kéo chính (chọc thủng theo phương nghiêng góc α – α là góc truyền ứng suất kéo chính lớn nhất trong vật liệu, với bê tông thì α = 45o

Điều kiện móng không bị chọc thủng: Pct ≤ k.Rk.Utb.h0 (*)

Cường độ chịu kéo của bê tông B20: Rk = 900 (kN/m2)

k là hệ số độ nghiêng của mặt phẳng phá hoại, α=45o (tanα = 1) thì k = 0,75 Thay vào (*) được bất phương trình:

1154-320,55(4h02+1,9h0+0,225)≤0,75.750.(1,9+4h0 )h0

Giải bất phương trình được h0 ≥ 0,36 (m) và h0 ≤ -0,83 (m) (loại nghiệm âm)

Kết hợp với điều kiện cấu tạo h0 ≥ 0,5 (m)

Nên chọn h0 = 0,5 (m), chọn bề dày lớp bảo vệ là c = 0,05 (m)

Vậy chiều cao móng hm = 0,5+0,05 = 0,55 (m)

2.1.8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng

- Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp tải trọng bổ sung để tính

- Công trình bố trí trong móng được tính toán với hai giả thiết:

+ Công trình tiếp thu toàn bộ mômen uốn do phản lực của nền đất sinh ra

+ Cánh tay đòn ngẫu lực lấy bằng 0,75h0 = 0,75.0,5 = 0,375 (m)

Diện tích cốt thép cần thiết tại một tiết diện nào đó trong móng được xác định như sau:

max= N0

F.(1+ 6ea

a ) = 11541,8.2.(1+ 6.0,082

2 ) =399,4

min= N0

F.(1- 6ea

a ) = 11541,8.2.(1- 6.0,082

2 ) = 241,6

tbtt= I−I=369,81

- Tính toán và bố trí cốt thép cho phương cạnh a:

MI−I=0,125.tbtt.b (a − ac)2=0,125.369,81.1,8.(2 − 0,5)2=187,21

Diện tích cốt thép cần thiết : Fa= M

0,9.h 0 m a R a = 187,21

0,9.0,5.0,75.280000 = 19,81 (cm2) Chọn 13Φ14 có Fa = 20,01 (cm2) > Fa = 19,81 (cm2) Khoảng cách cốt thép là 135 (mm)

- Tính toán và bố trí cốt thép cho phương cạnh b :

MII−II = 0,125.tb.a (b − bc)2=0,125.320,55.2 (1,8 − 0,45)2 = 146,05

Diện tích cốt thép cần thiết : Fa= M

0,9.h 0 m a R a = 146,05

0,9.0,5.0,75.280000 = 15,45 (cm2) Chọn 14Φ12 có Fa = 15,83 (cm2) > Fa = 15,45 (cm2) Khoảng cách cốt thép là 110 (mm)

2.2 Thiết kế và tính toán Móng nông cột biên

2.2.1 Chọn vật liệu làm móng

- Bê tông M250 (cấp độ bền B20) có: Rn = 11,5 (MPa) = 1150 (T/m2); Rk = 0,9 (MPa) = 90 (T/m2)

- Cốt thép CI dùng làm thép đai, cường độ chịu kéo dọc trục Ra = 225 (MPa) = 22500 (T/m2)

- Cốt thép CII dùng làm thép chịu lực cường độ chịu kéo dọc trục Ra = 280 (Mpa) = 28000 (T/m2)

+0.00m

-1.50m 1 2 5

4 3

- Điều kiện xác định kích thước đáy móng: σtbđ ≥ Rtc

- Dùng tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản để tính toán, lấy hệ số vượt tải bằng 1,2

Với b = 1,6 (m) → chọn a = 2 (m)

Kết hợp với 1 ≤ α = a/b ≤ 1,3 và móng lệch tâm nhỏ → chọn a = 2 (m) là hợp lý

2.2.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn

- Từ số liệu về sơ đồ móng và tải trọng đề bài thì kết luận móng cột giữa lệch tâm theo một phương Bố trí phương cạnh dài chịu tác dụng của tải trọng lệch tâm, khi đó ea ≠ 0; eb = 0

Vậy các điều kiện kiểm tra đều thoả mãn

Kết luận: chọn kích thước đáy móng F = axb = 2x1,6 (m)

2.2.5 Kiểm tra độ lún của móng theo phương pháp cộng lún từng lớp

- Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp đất phân tố có chiều dày hi sao cho

0,2b ≤ hi ≤ 0,4b ↔ 0,32 ≤ hi ≤ 0,64 (b là bề rộng móng)

- Để đơn giản trong tính toán thì mặt phân cách các lớp đất phân tố nên trùng với mặt

phân cách các lớp đất tự nhiên và trùng với mực nước ngầm

- Thông thường chiều dày các lớp đất phân tố lấy bằng nhau để dễ tính toán

- Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng ngoài gây ra đối với những điểm nằm

trên trục thẳng đứng Oz đi qua trọng tâm đáy móng σzp = K0 σgl, K0 phụ thuộc vào a/b, 2z/b

- Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng bản thân của đất gây ra đối với những điểm nằm trên trục thẳng đứng đi qua trọng tâm đáy móng σzp với:

- Xác định chiều sâu vùng chịu nén (Ha):

+ Theo TCVN 9362-2012, Ha được xác định là khoảng cách từ đáy móng đến độ sâu mà tại đó:

Pi là áp lực trung bình của lớp đấy phân tố thứ i do tải trọng ngoài gây ra,

2.2.6 Kiểm tra nền theo TTGH1

2.2.6.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền

- Theo TCVN 9362-2012: “ Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình ” đối với các trường hợp sau phải tính toán TTGH1:

+ Các nền là đất sét yếu bão hòa nước và than bùn

+ Ngoài ra , khi áp lực hông hai bên móng chênh lệch lớn (thường do tôn nền phía trong công trình cao) thì phải kiểm tra trượt , lật móng Đất nền của công trình nằm ở lớp đất đầu tiên , là á sét có tính chất cơ lý tốt nên không cần kiểm tra sức chịu tải của nền

2.2.6.2 Kiểm tra ổn định lật (khi 𝒎𝒊𝒏 < 0)

Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán kiểm tra

- Ứng suất phân bố dưới đáy móng theo phương cạnh dài là:

2.2.6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang

- Điều kiện ổn định: ∑ Ndtt f n0 ≥ n Qtt0 để đảm bảo móng không bị trượt

Với:

Ndtt = N0tt+ G

f: là hệ số ma sát (Theo bảng PL2.5, Nền và móng, tác giả: Lê Xuân Mai, ta có: f= 0,2)

n0 = 0,9, n = 1,2

- Ta có:

∑N0tt f n0 = (1009 + 100,8) 0,2.0,9 = 199,76(kN)

n Q0tt = 1,2.21 = 25,2(kN) Thỏa mãn điều kiện ổn định: ∑Ndtt f n0 ≥ n Qtt0

=>Vậy nền móng thỏa mãn các điều kiện về ổn định

2.2.7 Tính chiều cao móng h m = h 0 + c

Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp tải trọng bổ sung để tính:

- Móng làm bằng vật liệu BTCT nên chiều cao làm việc (ℎ0) của móng được tính toán từ 2 giả thiết sau:

+ Toàn bộ ứng suất kéo chính sinh ra trong móng do bê tông chịu

+ Cốt thép tiếp thu toàn bộ mô men uốn do phản lực của nền đất sinh ra

- Chiều cao làm việc (h0) của móng được tính toán để đảm bảo móng không bị phá hoại chọc thủng do ứng suất kéo chính (chọc thủng theo phương nghiêng góc α, với α là góc truyền ứng suất kéo chính lớn nhất trong vật liệu, với BT thì α = 45°)

Điều kiện móng không bị chọc thủng:

Cường độ chịu kéo của bê tông B20: Rk = 900 (kN /m2)

𝑘 𝑙à ℎệ 𝑠ố độ 𝑛𝑔ℎ𝑖ê𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 𝑚ặ𝑡 𝑝ℎẳ𝑛𝑔 𝑝ℎá ℎ𝑜ạ𝑖, 𝛼 = 45°(𝑡𝑎𝑛 𝛼 = 1)𝑡ℎì 𝑘 = 0,75 Thay vào (*) ta được biểu thức:

3999,6ℎ02+ 1899,81ℎ0− 1058,9 ≥ 0

⟹ [ℎ0 ≥ 0,32 (𝑛ℎậ𝑛)

ℎ0 ≤ −0,8(𝑙𝑜ạ𝑖) ,

Kết hợp với điều kiện cấu tạo ℎ0 ≥ 0,5 (𝑚)

Nên chọn: ℎ0= 0,5 (m), chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ là c = 0,05(m)

Vậy chiều cao móng: ℎ𝑚 = ℎ0+ 𝑐= 0,5+0,05= 0,55(m)

=> {𝑎𝑐𝑡 = 𝑎𝑐+ 2ℎ0 = 1,5(𝑚)

𝑏𝑐𝑡 = 𝑏𝑐+ 2ℎ0 = 1,45(𝑚)

2.2.8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng

- Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp tải trọng bổ sung để tính

- Cốt thép bố trí trong móng được tính toán với 2 giả thiết:

+ Cốt thép tiếp thu toàn bộ mô men uốn do phản lực của nền đất sinh ra

+ Cánh tay đòn ngẫu lực lấy bằng 0,9h0

- Diện tích cốt thép cần thiết tại một tiết diện nào đó trong móng được xác định như sau:

Fa = M

0,9.h0.ma.Ra

Diện tích cốt thép cần thiết : Chọn ma=0,9 , Thép CII nên Ra=280000 (kN/m2)

Fa = M

0,9.h 0 m a R a = 155,43

0,9.0,5.0,9.280000 = 1,37 10−3(m2) = 13,7(cm2) Chọn 14ϕ12 có Fa′= 14,7 (cm2) > Fa = 12,5(cm2)

Khoảng cách cốt thép là:

 Chọn a = 130(mm)

- Tính toán cốt thép cho phương cạnh b:

MII−II = 0,125 σtb a (b − bc)2 = 0,125.315,31.2 (1,6 − 0,45)2 = 104,25(kN m) Diện tích cốt thép cần thiết : Chọn ma = 0,9 , Thép CII nên Ra = 280000 (KN/m2)

Fa = M

0,9.h 0 m a R a = 104,25

0,9.0,5.0,9.280000 = 9,2 × 10−4(m2) = 9,2(cm2) Chọn 9ϕ12 có Fa′ = 10,2 (cm2) > Fa = 9,2(cm2)

-1.50m 1 2 5

2 a=1609Ø12

14 Ø12

a=130 1

1700

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP

3.1 Thiết kế và tính toán Móng cọc cột giữa

Cường độ bê tông chịu nén Rb = 17 (Mpa) = 17000 (kN/m²)

Cường độ bê tông chịu kéo Rbt = 1,15 (Mpa) = 1150 (kN/m²)

Cường độ bê tông chịu nén Rb = 17 (Mpa) = 17000 (kN/m²)

Cường độ bê tông chịu kéo Rbt = 1,15 (Mpa) = 1150 (kN/m²)

3.1.2.1 Chọn kích thước và tiết diện cọc

- Chọn Cọc khoan nhồi có đường kính D = 600 mm

- Chiều dài cọc L= 15 (m) trong đó phần ngàm vào đài là 0,8 (m) Sau đó đập 0,65 (m) tạo cốt thép chôn vào trong đài Như vậy, chiều dài tính toán là 14,2 (m), mũi cọc cắm vào lớp cát hạt vừa 8 (m), cốt thép dọc dùng 418, cốt thép đai dùng 6

- Kích thước cạnh dài a của đài cọc được chọn là: a = 0,5.2 + 2 = 3 m

Vậy kích thước đài cọc được chọn là axb = 3m x 3m

3.1.3. Chọn chiều sâu đặt đáy đài cọc (điều kiện: h ≥ 0,7 h min ).

Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán:

- Chiều sâu đặt đáy đài cọc được lựa chọn thỏa mãn giả thiết thứ nhất: toàn bộ tải trọng ngang tác dụng lên móng cọc do đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận Vì vậy,áp lực ngang của đất tác dụng lên đài cọc (áp lực bị động) cân bằng với tải trọng ngang tác dụng lên đỉnh đài :

hmin= tan(450- 

2 ).√2∑𝐻.𝑏Chọn độ sâu chôn đài là 1,8 (m)

Vậy chọn h = 1,8 (m) là thoả mãn

3.1.4 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn BTCT

3.1.4.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

- Sức chịu tải của cọc nhồi chịu nén

Pvl = .(Ra.Fa+m1.m2.Rb.Fb) Trong đó:

Pvl là sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu

Ra = 280 (Mpa)=280000 (kN/m2); Rb= 17 (Mpa)=17000 kN/m2

Fa là diện tích ngang của 418

Fb là diện tích ngang của phần bê tông cọc

 là hệ số uốn dọc của cọc,cọc đài thấp lấy =1

m1 là hệ số điều kiện làm việc ,đối với cọc được nhồi bê tông qua ông dịch chuyển thẳng đứng thì m1=0,85

m2 là hệ số điều kiện làm việc kể ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc, thi công trong các loại đất cần dùng ống vách và đổ bê tông dưới huyền phù sét thì lấy m2=0,7

 Pvl = 1.(280000 4. ∗.0,0182

4 + 0,85 0,7 17000.( ∗.0.62

4 − 4. ∗.0,0182

4 )) = 3134,66 (kN)

3.1.4.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền theo TCVN 10304:2014

- Sức chịu tải của cọc ma sát là do ma sát giữa mặt xung quanh cọc ,đất bao quanh và của đất nền dưới chân cọc gây ra

Pdnn = m(mr.R.F + u∑mf.fi.li) Trong đó:

m là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, chọn m=1

mr và mf - Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất với cọc và sức chịu tải của đất ở mũi cọc: chọn mr =1; mf =1

F - Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc tỳ lên lớp đất chịu lực ở mũi cọc F =

Cọc ma sát chịu nén nên hệ số an toàn Fs = 1,4

Sức chịu tải cho phép tác dụng lên cọc là [P] = (Pu/Fs) = 2598,27

1,4 = 1855,91 (kN) Vậy ta sử dụng [P] = 1855,91 (kN) làm giá trị tính toán

3.1.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng