Đồ án nền móng HCMUT Tô Lê Hương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG HK 1 NĂM HỌC: 2022-2023 GVHD: ThS. TÔ LÊ HƯƠNG SVTH: PHAN QUANG HUY MSSV: 2013324 NHÓM- LỚP: L01 TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 GVHD: ThS. Tô Lê Hương Mục lục Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 1 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ..........................................................................7 I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................................................7 1. Các bước thống kê (ngoại trừ c và φ)...................................................................7 2. Thống kê các giá trị c và φ....................................................................................9 3. Một số vấn đề cần lưu ý khi thống kê địa chất:................................................10 II. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT..........................................................................................11 1. Lớp đất 1:.............................................................................................................11 1.1 Độ ẩm W (%).................................................................................................12 1.2 Tính giới hạn nhão WL (%)..........................................................................14 2. Lớp đất 2 ..............................................................................................................29 2.1 Độ ẩm W (%), Dung trọng ướt (g/cm3 ), Khối lượng riêng .................29 2.2 Đặc trưng lục dính c và góc ma sát trong ................................................30 3. Lớp đất 3 ..............................................................................................................32 3.1 Độ ẩm W (%).................................................................................................32 3.2 Tính giới hạn nhão WL (%)..........................................................................34 3.3 Tính giới dẻo Wp (%)....................................................................................36 3.4 Khối lượng riêng (g/cm3 )...........................................................................38 3.5 Dung trọng ướt (g/cm3 ) .............................................................................40 3.6 Đặc trưng lục dính c và góc ma sát trong ................................................42 4. Lớp đất 4 ..............................................................................................................48 4.1 Độ ẩm W (%), Dung trọng ướt (g/cm3 ), Khối lượng riêng .................48 4.2 Đặc trưng lục dính c và góc ma sát trong ................................................48 GVHD: ThS. Tô Lê Hương Mục lục Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 2 5. Lớp đất 5 ..............................................................................................................50 5.1 Độ ẩm W (%), Dung trọng ướt (g/cm3 ), Khối lượng riêng .................50 5.2 Đặc trưng lục dính c và góc ma sát trong ................................................51 6. Lớp đất 6 ..............................................................................................................53 6.1 Độ ẩm W (%).................................................................................................53 6.2 Khối lượng riêng ........................................................................................57 6.3 Dung trọng ướt (g/cm3 ) .............................................................................59 6.4 Đặc trưng lục dính c và góc ma sát trong ................................................61 BẢNG TÓM TẮT CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ MÓNG CỌC.................................68 BẢNG TÓM TẮT CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ MÓNG BĂNG ..............................69 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG ....................................................................56 I. SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ................................................56 1. Thông số đất nền .................................................................................................57 2. Mặt cắt địa chất công trình ................................................................................58 3. Số liệu tính toán...................................................................................................60 3.1. Sơ đồ móng băng..........................................................................................60 3.2. Giá trị tính toán............................................................................................60 3.3. Giá trị tiêu chuẩn .........................................................................................60 4. Thông số vật liệu..................................................................................................62 4.1. Cốt thép.........................................................................................................62 4.2. Bê tông: .........................................................................................................62 II. CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT MÓNG..........................................................................62 III. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG.........................................................63 1. Xác định sơ bộ chiều dài móng băng (Lm) .......................................................63 GVHD: ThS. Tô Lê Hương Mục lục Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 3 2. Xác định chiều cao dầm móng (hd) ...................................................................63 3. Xác định sơ bộ chiều rộng móng........................................................................64 4. Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng theo tiêu chuẩn TCVN 9362:2012..................................................................................................................65 5. Kiểm tra ổn định nền theo TTGH I...................................................................66 6. Kiểm tra ổn định nền theo TTGH II.................................................................68 7. Kiểm tra lún.........................................................................................................69 8. Xác định các kích thước khác của tiết diện móng băng ..................................71 IV. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG BĂNG..........................................74 V. THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO MÓNG BĂNG ........................................................86 1.Thanh thép số 1 ....................................................................................................87 2.Thanh thép số 2 ....................................................................................................89 3.Thanh thép số 3 ....................................................................................................93 4.Thanh thép số 4 ....................................................................................................95 5.Thanh thép số 5:...................................................................................................96 6.Thanh thép số 6:...................................................................................................96 CHƯƠNG 03: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC........................................97 I. BẢNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC: ......................................................97 II. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐỀ BÀI........................................98 1. Chọn các thông số cho đài và cọc.......................................................................98 1.1. Vật liệu:.........................................................................................................98 1.2. Đài cọc:..........................................................................................................99 1.2.1. Chọn chiều sâu chôn móng ......................................................................99 1.2.2. Chọn chiều sâu mũi cọc: ............................................................................... GVHD: ThS. Tô Lê Hương Mục lục Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 4 1.2.3. Chọn tiết diện cọc: ..................................................................................101 2. Tính sức chịu tải của cọc ..................................................................................101 2.1. Sức chịu tải theo vật liệu:..........................................................................101 2.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền TCVN 10304:2014 ......105 2.3. Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền.............................................106 2.4. Sức chịu tải của cọc tính theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT).................108 3. Chọn sơ bộ cọc np ..............................................................................................110 4. Bố trí cọc ............................................................................................................110 III. KIỂM TRA MÓNG CỌC THEO TCVN 10304:2014 VÀ TCVN 5574:2018 ....110 1.Kiểm tra sức chịu tải của cọc ............................................................................110 2.Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc .................................................................111 3.Kiểm tra lún........................................................................................................112 4.Kiểm tra lún cho khối móng quy ước...............................................................115 5.Kiểm tra xuyên thủng, cắt và tính toán cốt thép trong đài ............................119 5.1. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng:..............................................................119 5.2. Kiểm tra điều kiện cắt cho đài cọc:..........................................................119 5.3. Tính toán và bố trí cốt thép trong đài móng ...........................................120 IV. KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN CẨU CỌC VÀ DỰNG CỌC..................122 V. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang.........................................................................124 1.Xác định nội lực trong cọc.................................................................................124 2.Kiểm tra theo TCVN 205-1998 .........................................................................131 2.1. Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc........................................................131 2.2. Kiểm tra cọc chịu moment........................................................................132 GVHD: ThS. Tô Lê Hương Mục lục Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 5 2.3. Kiểm tra cọc chịu cắt.................................................................................133 3.Xác định nội lực trong cọc bằng phần mềm SAP 2000...................................133

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Các bước thống kê (ngoại trừ c và φ)

Bước 1: Tập hợp số liệu của chỉ tiêu cần thống kê ở cùng 1 lớp đất đối với tất cả các hố khoan

Bước 2: Tính giá trị trung bình của các chỉ tiêu cần thống kê

Trong đó: n – Số mẫu được tập hợp

Ai – Giá trị của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng

Bước 3: Tính giá trị độ lệch quân phương

Bước 4: Tính giá trị hệ số biến động  = 

Trong một tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động      thì đạt, còn ngược lại ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn

Trong đó    – Hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong TCVN 9362:2012 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng Đặc trưng của đất Hệ số biến động   

Trọng lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15

Chỉ tiêu sức chống cắt 0.3

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 8

Cường độ nén một trục 0.4

Bước 5: Xem xét loại bỏ giá trị sai số Ai:

Giá trị Ai sẽ bị loại bỏ khi:      −  

Trong đó:  : Độ lệch toàn phương

Với  là hệ số phụ thuộc vào số lượng mẫu thí nghiệm n, được tra theo bảng sau: n 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Bước 6: Tính toán giá trị tiêu chuẩn

Trong đó: n – Giá trị mẫu sau khi loại bỏ sai số

Bước 7: Tính toán giá trị tính toán (Áp dụng cho các giá trị  )

: tra bảng phụ thuộc vào T=n -1 và α

Khi tính nền theo biến dạng (TTGH I) lấy α =0.85

Khi tính nền theo cường độ (TTGH II) lấy ∞=0.95

2 Thống kê các giá trị c và φ

- Việc xử lý các kết quả thí nghiệm cắt trong phòng nhằm xác định trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị c tc và góc ma sát φ tc tiến hành bằng cách tính toán theo phương pháp bình phương cực tiểu sự phụ thuộc tuyến tính đối với toàn bộ tổng hợp đại lượng thí nghiệm trong đơn nguyên địa chất công trình

 =   + Trong đó:  là sức chống cắt của mẫu đất p là áp lực pháp tuyến truyền lên mẫu đất

Bước 1: Kiểm tra thống kê với từng cấp áp lực: Thực hiện lần lượt các bước như đã trình bày trong mục 1 để biết rằng có loại mẫu nào hay không

Bước 2: Tính giá trị tiêu chuẩn c tc và φ tc được tính toán theo các công thức:

  với n là số lần thí nghiệm của đại lượng 

Bước 3: Tính sai số toàn phương trung bình  của giá trị c và φ

Bước 4: Tính giá trị hệ số biến động của giá trị c và φ

Trong một tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động      thì đạt, còn ngược lại ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn

Bước 5: Tính cacs giá trị tính toán

: tra bảng phụ thuộc vào T=n -2 và α

Khi tính nền theo biến dạng (TTGH I) lấy α =0.85

Khi tính nền theo cường độ (TTGH II) lấy α =0.95

Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được nhiều chỉ tiểu đại diện cho nền

Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu sắc, độ mịn của hạt mà ta phân chia thành từng lớp đất

Theo tiêu chuẩn 45-78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động  đủ nhỏ Vì vậy, ta phải loại trừ những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất Do đó việc thống kê địa chất là rất quan trọng để phục vụ tính toán nền móng

3 Một số vấn đề cần lưu ý khi thống kê địa chất:

- Khi thống kê địa chất, số mẫu n ≥ 6 thì mới thống kê trạng thái giới hạn Nếu n < 6 thì chúng ta tiến hành kiểm tra thống kê      và lấy giá trị tiêu chuẩn bằng giá trị trung bình (dung trọng, độ ẩm, …)

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 11 thí nghiệm 2 (ứng với 6 cặp ( ;  ), n=6) thì tiến hành thống kê theo trạng thái giới hạn

- Sử dụng hàm LINEST trong phần mềm EXCEL để hỗ trợ thống kê lực dính c và góc ma sát trong φ Khi thống kê các chỉ tiêu c, φ ban đầu ta phải kiểm tra thông kê với từng cấp áp lực để biết rằng có loại mẫu nào hay không.

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

HỒ SƠ ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC

DỰ ÁN: CHUNG CƯ TÂN TẠO ĐỊA ĐIỂM:ĐƯỜNG TRẦN ĐẠI NGHĨA, XÃ TÂN KIÊN, HUYỆN BÌNH

Kết quả tính toán được trình bày chi tiết trong từng lớp đất như sau:

Thành phần: Bùn sét, màu xám xanh-xám đen, trạng thái chảy

Hố khoan 1 có 9 mẫu: HK1-1, HK1-2, HK1-3, HK1-4, HK1-5, HK1-6, HK1-7, HK1-

Hố khoan 2 có 9 mẫu: HK2-1, HK2-2, HK2-3, HK2-4, HK2-5, HK2-6, HK2-7, HK2-

SST Số hiệu mẫu W (%) │W-Wtb│ (W-Wtb) 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn W tc 31 %

Với n, suy ra = 2.73 Độ lệch quân phương:

Giá trị tiêu chuẩn: tc tb

Tính theo trạng thái giới hạn 1: tt tc

 =   =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc

 =   =  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 14

SST Số hiệu mẫu WL (%) │WL-WLtb│ (WL-WLtb) 2 Ghi chú

SST Số hiệu mẫu WP (%) │WP-WPtb│ (WP-WPtb) 2 Ghi chú

Tính theo trạng thái giới hạn 1: tt tc pI p I

 =   =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc pII p II

SST Số hiệu mẫu │ tb- │ ( tb- ) 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn: tc= tb =2.6017 (g/cm 3 )

  =    =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc

  =    =  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 20

SST Số hiệu mẫu ( ) 2 Ghi chú

  =    =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc

  =    =  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 22

1.6 Đặc trưng lục dính c và góc ma sát trong 

*Kiểm tra thống kê với từng cấp áp lực:

*Sau khi kiểm tra, loại bỏ sai số ta lập được bảng số liệu:

*Dùng hàm Linest (Excel) được kết quả:

*Tính toán giá trị tiêu chuẩn tg =0.0605 ⟹ =3°28’

I tg I tt I c c (1 ) 0.0667(1 0.011) 0.066;0.0674 (Kg / c m ) tg tg (1 ) 0.0605(1 0.02

Thành phần: Cát pha kẹp bùn, màu xám đen

Hố khoan 1 có 2 mẫu: HK1-10, HK1-11

Hố khoan 2 có 3 mẫu: HK2-10, HK2-11, HK2-12

Do số lượng mẫu nhỏ hơn 6 nên ta không sử dụng phương pháp loại trừ mà tính trung bình cho các mẫu và giá trị trung bình cũng là giá trị tiêu chuẩn và tính toán

2.1 Độ ẩm W (%), Dung trọng ướt (g/cm 3 ), Khối lượng riêng

 =  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 30

*Ta lập được bảng số liệu:

*Dùng hàm Linest (Excel) được kết quả:

Kết quả hàm linest 0.3251 0.0653 0.0326 0.0704 0.8844 0.1031 99.4048 13 1.0569 0.1382 tg =0.3251 ⟹ °01’

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 31 Đồ thị quan hệ  - τ

Thành phần: Bùn sét, màu xám xanh- xám đen, trạng thái dẻo chảy

Hố khoan 1 có 6 mẫu: HK1-12, HK1-13, HK1-14, HK1-15, HK1-16, HK1-17

Hố khoan 2 có 5 mẫu: HK2-13, HK2-14, HK2-15, HK2-16, HK2-17

SST Số hiệu mẫu W │W-Wtb│ (W-Wtb) 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn W tc g.65 %

Với n, suy ra = 2.47 Độ lệch quân phương:

SST Số hiệu mẫu WL │WL-WLtb│ (WL-WLtb) 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn W L tc i.8 %

Với n, suy ra = 2.47 Độ lệch quân phương:

SST Số hiệu mẫu Wp │Wp-Wptb│ (Wp-Wptb) 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn W p tc 3.7 % Độ lệch quân phương:

Tính theo trạng thái giới hạn 1: tt tc pI p I

 =   =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc pII p II

SST Số hiệu mẫu │ tb- │ ( tb- ) 2 Ghi chú

  =    =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc

  =    =  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 40

STT Số hiệu mẫu ( - 2 Ghi chú

  =    =  Tính theo trạng thái giới hạn 2: tt tc

  =    =  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 42

*Kiểm tra thống kê với từng cấp áp lực:

*Mặc dù điều kiện hệ số biến động đã thõa mãn, nhưng kiểm tra thấy hệ số hồi quy R²

1.5)

Df  = Df  t = 1.5x19.8 = 29.7 d = 4.2-1.5= 2.7 m, kb = b tan(45° +  / 2) = 1 tan(45° + 10°54’ / 2)= 1,2m

- Xác định diện tích đáy móng bang:

+ Từ điều kiện ổn định nền (Giả thiết móng không chịu moment)

- Diện tích đáy móng: F m = B m xL m = 1x 17.8 = 17.8 m 2

+ Khi có thêm momen thì chọn sơ bộ diện tích móng:

F1 = 1.2Fm= 1.2x17.8= 21.36 m 2 Suy ra Bm sau = = 1.2 m Suy ra chọn B = 2 m

5 Kiểm tra ổn định nền theo TTGH I

Sức chịu tải của nền

 h’: bề dày lớp đất đặt trên móng

AI, BI, DI : các hệ số không thứ nguyên tính theo công thức λ, i, nλ

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 67 λy, λq , λc : các hệ số chịu tải phụ thuộc vào vị trí tính toán của góc ma sát trong của đất nền ( tan = tan10°54´ = 0.192), tra bảng E1 TCVN 9362:2012

=> λy = 0.56, λq = 2.52, λc = 8.6 iy , iq , ic : các hệ số ảnh hưởng góc nghiêng của tải trọng, phụ thuộc vào vị trí tính toán góc ma sát trong của đất và góc nghiêng của hợp lực so với phương thẳng đứng trên đáy móng, tra bảng E2 TCVN 9362:2012

Do tải tác dụng thẳng đứng nên tỉ số 

Suy ra: iy = 1, iq = 1, ic = 1 ny, nq, nc : các hệ số ảnh hưởng của tỷ số các cạnh đến móng hình chữ nhật

= =  = + = + = + = + = + = + cI lực kết dính của lớp đất dưới đáy móng

 dung trọng trung bình của lớp đất đặt dưới đáy móng (kN/m 3 )

 dung trọng của lớp đất đặt trên móng

=     +   +  chọn ktc =2, ta được:  =   = = (Thỏa)

6 Kiểm tra ổn định nền theo TTGH II

Kiểm tra theo điều kiện nền còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi:

Kích thước móng B×L (2×17.8) thỏa điều kiện ổn định

- Lý thuyết các bước tính lún theo kết quả từ bài toán nén Oedometer (thí nghiệm nén cố kết):

+ Xác định ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do trọng lượng bản thân bt và ứng suất gây lún gl

+ Xác định ứng suất gây lún trung bình của từng lớp phân tố Ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân tại vị trí chính giữa lớp phân tố: p1i = ’bt

Ứng suất gây lún được xác định bằng tổng của ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân và ứng suất gây lún tại vị trí chính giữa lớp đất cần tính lún.

+ Xác định độ rỗng ei dựa vào đường cong quan hệ e - p:

+ Xác định độ lún ổn định của từng lớp phân tố Từ đó, tính l n ổn định cho toàn bộ vùng nên tính lún Áp dụng kết quả từ bài toán nén lún Oedometer cho mỗi lớp đất đã chia, độ lún S được xác định theo công thức:

  + Kết quả quan hệ e-p cho lớp đất 1, dựa vào kết quả thống kê:

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 70 Độ lún cho phép Sgh, theo bảng 16 TCVN 9362-2012, đối với công trình khung bê tông cốt thép không có tường chèn Sgh = 8 cm (0.08m) Áp lực gây lún pgl = + (  −  ) =  + ( − )  = kN/m 2

Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng lớp đất nhỏ có hi = 0.6m

Chú ý: Mỗi lớp phân tố phải nằm trọn vẹn trong 1 lớp đất

STT hi Zi l/b z/b K0 gl bt bt /gl

 = =  nên ta dừng việc tính lún

6 0.6 3.3 89.28 103.510 0.683 0.677 0.002 Độ lún cố kết sơ cấp của móng là: Sc= 0.023 m Độ lún S= 2.3 (cm) < [ Sgh] → Thoã điều kiện về độ lún

8 Xác định các kích thước khác của tiết diện móng băng

 với b c : bề rộng cột, 100mm do cấu tạo cốt pha

- Chiều cao mép cánh móng h c :

Chọn theo cấu tạo, hc ≥200 mm suy ra chọn hc = 0.2 m

Xác định chiều cao bản móng:

- Xét 1m bề rộng bản móng để xác định chiều cao bản móng

Dựa vào điều kiện không đặt cốt đai ( bê tông đủ khả năng chịu cắt ), ta cần có:

 = 0.6 đối với bê tông nặng

 :xét đến ảnh hưởng của lực dọc kéo, nén, trong bản móng không có lực dọc nên lấy

- Đối với bê tông chịu lực cắt không có cốt đai phải đảm bảo điều kiện an toàn về lực cắt sau đây (Mục 8.1.3.3.1, TCVN 5574-2018):

 Thay các giá trị vào công thức, ta có:

Suy ra: hm = h0 + abv = 0.25 + 0.05 = 0.3 m = 300 mm

Suy ra: chiều cao dầm móng: hd = hm + (100÷300) mm = 300 + (100÷300) (400÷600) mm, suy ra chọn chiều cao dầm móng hd = 0.6 m

Dựa vào điều kiện xuyên thủng: Pxt ≤ Pct

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG BĂNG

- Sử dụng phần mềm SAP 2000 để tính toán nội lực trong dầm móng

- Trong phương án tính toán móng chịu uốn có xét đến ứng xử thực của đất nền

(phương pháp tính toán móng mềm) Khi đó, đất nền được xem là một hệ tương dồng với vô số các lò xo đàn hồi tuyến tính (thường gọi là nền Winkler)

- Hệ số đàn hồi của lò xo được gọi là hệ số phản lực nền k

- Hệ số phản lực nền k phụ thuộc vào hệ số nền theo phương đứng Cz theo công thức: k = Cz  Fi

Chia chiều dài móng thành các đoạn có giá trị 0,1m Hệ số phản lực nền k được tính theo công thức:

Hình 2: Biểu đồ lực cắt Q

- Kết quả sau khi chạy SAP 2000:

Text Text Text KN KN-m Text

Bảng tổng hợp moment tại vị trí nguy hiểm

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO MÓNG BĂNG

Xác định vị trí trục trung hòa

Tính toán cốt thép trong móng theo tiết diện chữ T lật ngược

Mf ≥ Mmax Trục trung hòa đi qua cánh nên tiết diện tính toán là hình chữ nhật kích thước bxh = 2m x 0.6m

- Theo kết quả nội lực từ phần mềm: Mmax= 352.0211 kNm

- Xác định vị trí trục trung hòa:

Vậy trục trung hòa qua cánh cho tất cả các trường hợp

Hình: cốt thép minh họa cho móng

Vì trục trung hoà qua cánh cho tất cả các trường hợp nên cốt thép tính theo tiết diện hình chữ nhật lớn: bxh = 2000x600mm hoặc hình chữ nhật nhỏ: bxh = 300x600mm tuỳ từng trường hợp

Qua biểu đồ nội lực M, ta dùng moment âm ( mặt cắt số 2-2) để tính thép cho thanh thép số 1

Tiết diện chử T ngược, trục trung hòa qua cánh có tiết diện tính toán bxh= 2000x600mm

Suy ra thỏa điều kiện hạn chế

+ Tính diện tích cốt thép:

= = + Chọn thép: 2d14 có As = 308 mm 2

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ: s min d 0

 =   =   + Kiểm tra khả năng chịu lực:

Giả thiết lớp bê tông bảo vệ: c = 50mm Khoảng thông thủy giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao dầm là t = 50mm th 0 a 50 18 59(mm) h 600 59 541(mm) 0.541m

  = = => Tiết diện thiết kế đủ khả năng chịu lực

Qua biểu đồ nội lực M, ta dùng moment dương tại mặt cắt 1-1, 3-3, 4-4, 5-5, 6-6 để tính thép cho thanh thép số 2

Tiết diện tính toán bxh= 300x600mm

- Tính toán thép cho mặt cắt 1-1:

 = = Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 90 min 0.1% 0.63% max 1.99%

 =   =   - Tính toán thép cho mặt cắt 3-3:

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 91 b 2

 =  −  = −  Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 92

 =   =   Mặt cắt M (kNm) αm ξ As (mm2) Chọn cốt thép μ% [M]

- Lực cắt lớn nhất trong dầm móng: Qmax = 239.826 kN

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông:

→ =  Vậy bê tông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt thép ngang chịu lực cắt Chọn cốt đai ϕ8, số nhánh cốt đai n = 2, Asw = 100.53 mm 2

- Xác định bước cốt đai:

+ Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

= +Khoảng cách cốt đai tính toán:

2 b 4 b bt 0 sw sw tt 2 max

= + Khoảng cách cốt đai cấu tạo: do h > 450 (mm) nên: ct h 600

+ Chọn cốt đai bố trí cho đoạn L/4 đầu dầm:

S w1 = min(S max , S tt , S ct ) = min(479.76, 450.19, 100)

→ Chọn Sw1 = 100 (mm) bố trí d8@100 cho đoạn đầu dầm sw sw sw bt w1

=  =  =   =   Suy ra bước cốt đại chọn là hợp lý

+ Bố trí cốt đai cho đoạn dầm giữa nhịp: ct

+ Chọn cốt đai bố trí cho đoạn 3L/4 giữa dầm:

Sw2 = min(Smax, Stt, Sct) = min(479.76, 450.19, 200)

→ Chọn Sw1 = 200 (mm) bố trí d8@200 cho đoạn giữa dầm sw sw sw bt w1

=  =  =   =   Suy ra bước cốt đại chọn là hợp lý

- Tính diện tích cốt thép trong 1m dài

- Moment tại mặt cắt ngàm: tt 2 2 max( net ) b tt tt tt dy 2 max(net) 2 2

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 96 s

Suy ra chọn n = 5 theo yêu cầu cấu tạo tối thiểu

Thanh thép số 5 là thép cấu tạo giữa cho thanh số 4 chịu lực

Thanh thép số 6 là cốt giá, thép cấu tạo giữ cho thanh thép số 3 ổn định không bị phình ngang khi dầm có chiều cao lớn

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC

BẢNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC

hiểm để tính toán và thiết kế móng cọc

Lớp đất Bề dày (m) Giá trị Độ ẩm

Lớp 1: Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái chảy

Lớp 2: Cát pha kẹp bùn, màu xám đen

Lớp 3: Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái dẻo chảy

Lớp 4: Cát pha màu nâu hồng 0.5 -1.9 TC 19.33 20.0 0.077 22 o 10'

Lớp 5: Sét, màu nâu vàng – xám trắng, trạng thái nửa cứng – dẻo cứng

Lớp 6: Cát pha màu nâu vàng – nâu đỏ

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐỀ BÀI

Nội lực tính toán tại chân cột

N tt (kN) Mx tt(kNm) Hy tt (kN) MY tt (kNm) HX tt (kN)

➢ Giá trị tiêu chuẩn: tc A tt

N tc (kN) Mx tc(kNm) Hy tc (kN) MY tc (kNm) HX tc (kN)

1 Chọn các thông số cho đài và cọc

1.1 Vật liệu: a Cốt thép (theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018)

Cường độ của thanh thép (Mpa)

Nhóm thép Rs Rsc Es

CB240-T 210 210 20000 b Bê tông: chọn cấp độ bền B25

- Cường độ chịu nén của bê tông là Rb = 14.5 Mpa

- Cường độ chịu kéo của bê tông là Rbt = 1.05 Mpa

- Môdun đàn hồi Eb = 30000000 kN/m 2

- Hệ số điều kiện làm việc của bê tông  = b 1

1.2.1 Chọn chiều sâu chôn móng

Chọn sơ bộ kích thước đài: chọn bề rộng đài: b = 2 (m)

Chọn chiều sâu chân đài:

Giả thiết công trình không có tầng hầm xung quanh, không có công trình lân cận thì để đơn giản trong thi công như ép cọc, đào thi công đài móng … chiều sâu đặt đáy đài móng

Trong móng cọc không cần chọn chiều sâu đài móng Df thỏa điều kiện cân bằng áp lực đất bị động với tải trọng ngang tại chân cột vì sẽ kiểm tra cọc chịu tải trong ngang ở các bước sau Chọn D f = 2 m đặt tại lớp đất 1 (Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái chảy.)

Chọn sơ bộ chiều sâu đặt móng: Df = 2(m)

Chọn chiều cao đài móng h= 1m

→ Đáy đài đặt trong lớp 1 (Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái chảy.)

- Chiều sâu chôn móng yêu cầu: o f w

Q: Tổng lực ngang Q = H tt = 23 kN

w: dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài

: góc ma sát trong b: bề rộng đài, lấy b = 2 (m)

Chọn giá trị w và  nhỏ nhất để bài toán an toàn

 −    Vậy Df = 2 (m) đạt yệu cầu

1.2.2 Chọn chiều sâu mũi cọc:

Mũi cọc nên cấm vào đất rời có chỉ số SPT lớn hơn khoảng 30 hoặc đất dính có số búa SPT lớn hơn khoảng 15 một đoạn lớn hơn 2m

Dựa vào thí nghiệm SPT của hố khoan 1 ở hồ sơ địa chất móng cọc để chọn chiều dài cọc theo quy định cắm vào lớp đất tốt lớn hơn 2m Chọn độ sâu đặt mũi cọc: 40.3m

+ Chọn cọc ngàm vào đài: a1= 0.1 (m)

+ Phần cốt thép neo vào đài: a2 = (30÷40)ϕ = (0.6÷0.8)m

Chiều dài cọc phải đúc là L= 40.3 - 2+ (0.6 + 0.1)= 39m

3 = 13m Chiều dài từ mũi cọc đến đáy đài (Chiều dài làm việc thực của cọc)

- Chọn thi công rung - ép cọc, cọc chế tạo sẵn, cọc bê tông cốt thép

Chọn kích thước tiết diện ngang cho cọc:

100 d 390mm d  → 100 = 100 - Suy ra chọn cọc vuông có tiết diện 40cm×40cm

- Diện tích tiết diện ngang cọc:

- Chọn cốt thép trong cọc: Đối với cọc BTCT đúc sẵn (đóng, ép): Thép dọc chịu lực trong cọc ϕ ≥ 14mm và hàm lượng thộp à ≥ 0.8% (3.3.3 TCXD 205:1998)

➢ Chọn thép dọc 4d22 có As 20.53 mm 2

2 Tính sức chịu tải của cọc

2.1 Sức chịu tải theo vật liệu:

+ As: diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc

+ Abt = Ab - As = 0.16 – 1520.53×10 -6 = 0.15847947 (m 2 ): diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc

❖ Xác định : hệ số giảm khả năng chịu lực do ảnh hưởng uốn dọc

= A bán kính quán tính của cọc tròn, cọc vuông

= =  Chiều dài tính toán của cọc trong trường hợp cọc làm việc dài hạn:

Trong đó: v2 = 1 (đầu ngàm – đầu ngàm trượt) l1 là chiều dài tính đổi (xem cọc như ngàm tại vị trí cách mép dưới đài cọc một khoảng le cọc khi làm việc)

+ l0 chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền Đáy đài nằm trong đất nên l0 = 0

+   hệ số biến dạng, I/m, xác định theo công thức: 5 p c kb

+ k – hệ số tỉ lệ (tra bảng A1 TCVN 10304:2012) khi cọc qua nhiều lớp đất thì tính tương đương

+ E: modul đàn hồi của bê tông lấy theo TCVN 5574-2018, Eb = 30×10 3 MPa

+ Mô men quán tính thiết diện ngang cọc

= =  + Chiều rộng quy ước của cọc: b p =1.5d+0.5 1.5 0.4=  +0.5 1.1m= (d = 0.45m < 0.8m)

+ Hệ số làm việc  = c 1 đối với cọc độc lập

+ k: hệ số tỷ lệ(tra bảng A1 TCVN 10304:2012) khi cọc qua nhiều lớp đất thì tính tương đương ( ) i i i k k l

Lớp đất Trạng thái tự nhiên Chiều dày

1 Bùn sét, màu xám xanh-xám đen, trạng thái chảy 17.7 1.51 4000

2 Cát pha kẹp bùn, màu xám đen

3 Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái dẻo chảy 9.6 0.94 12000

4 Cát pha màu nâu hồng 1.9 12000

5 Sét, màu nâu vàng – xám trắng, trạng thái nửa cứng – dẻo cứng

6 Cát pha màu nâu vàng – nâu đỏ 1.7 0.13 12000

2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền TCVN 10304:2014

- γ c =1: là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất đối với cọc chịu nén

- γ , γ tra bảng 4 trang 26 TCVN 10304:2014 với I cq cf L < 0.5 ( hạ cọc bằng phương pháp ép) => γ = 1.1, cq γ = 1 cf

- q b là cường độ sức kháng cắt dưới mũi cọc, tra bảng 2 trang 24 TCVN 10304:2014 với IL 0 và chiều sâu mũi cọc = 40.3m => qb= 6000 kN/m 2

Lớp đất IL γ cf li zi fi γ f l cf i i

2.3 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền:

❖ Xác định sức chịu tải cực hạn R c u , ( ) kN của cọc theo đất nền: c,u b b i i

- qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (kN/m 2 )

- Ab = 0.16 (m 2 ): diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc

- u: chu vi tiết diện ngang cọc (u = 1.6 m)

- fi là cường độ sức kháng cắt (do ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc

- ki - hệ số áp lực ngang của đất lên thân cọc, phụ thuộc vào loại cọc: cọc chuyển vị (đóng, ép) hay cọc thay thế (khoan nhồi hoặc barrette), theo Eurocode

- OCR: hệ số cố kết, xét OCR=1

-  ' v,z ứng suất hữu hiệu theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i”

-  i là góc ma sát giữa đất và cọc, thông thường cọc BTCT lấy  i bằng góc ma sát trong của đất i, đối với cọc thép lấy bằng 2i/3

- Lớp 1: Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái chảy, l 1 = 17.7 (m)

- Lớp 2: Cát pha kẹp bùn, màu xám đen, l 2 = 5.3 (m)

Tương tự các lớp còn lại ta có:

- Lớp 3: Bùn sét, màu xám xanh – xám đen, trạng thái dẻo chảy, l 3 = 9.6 (m)

Tương tự các lớp còn lại ta có: lớp zi c k tan fi li fili

Cường độ sức kháng của đất dính thuần túy không thoát nước dưới mũi cọc R b

' q  ,p: ứng suất có hiệu tại theo phương thẳng đứng do đất nền gây ra tại cao trình mũi cọc(kN/m 2 )

+ N , c N : hệ số sức chịu tải dưới mũi cọc, tra theo  q I của Terzaghi

+ cI: lực dính đất nền ở mũi cọc ở lớp thứ 6

→ Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền: c,u b b i i

2.4 Sức chịu tải của cọc tính theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT)

Công thức của viện kiến trúc nhật bản:

- qb = 300Np cọc đóng ép (Np là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d phía dưới và 4d phía trên mũi cọc) => Np => qb = 5400kN/m 2 ĐẤT DÍNH lớp lc,i Nc,i cu,i cu,i/ L/d fL fc,i fc,i lc,i

Lớp ls,i Ns,i fs,i fs,i x ls,i

Bảng tổng hợp sức chịu tải của cọc theo đất nền:

SCT của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền 2571.28 kN

SCT của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền 1973.56 kN

SCT của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 2702.1328 kN c,k c,d k

= = 1.75  Trong đó: Rc,d Trị tính toán sức chịu tải nén của cọc

Rc,k Trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng của cọc được xác định từ các trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,k=Rc,u min = 1973.56 kN

Ta có: Pvl= 2612.5 kN > Rc,k => thỏa

Xác định số lượng cọc trong móng tt p c,d

Trong đó N tt = 3x N0 = 3x388 = 1164 kN k= 1.2÷1.5 ( hệ số xét ảnh hưởng của các moment tác động lên móng cột)

Chọn sơ bộ tiết diện cột: tt

Chọn cột tiết diện 40 cm × 40 cm (Fc = 1200 cm 2 )

Chọn khoảng cách giữa các cọc theo phương x là 3d = 1.2 m

Chọn khoảng cách giữa các cọc theo phương y là 3d = 1.2 m

Khoảng cách giữa mép cọc tới mép ngoài của đài chọn 0.5d = 0.2 m

Tiết diện đài cọc là 2m x 0.8m

Chọn chiều cao đài cọc h = 1 m Chọn acm => h0= 0.85m

KIỂM TRA MÓNG CỌC THEO TCVN 10304:2014 VÀ TCVN 5574:2018

1 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

Trọng lượng riêng trung bình của bê tông và đài  tb " kN/cm 3

Chuyển ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc: tt tt tb f d tb

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 111 tt tt tt y y x

Tải trọng tác dụng lên cọc: tt tt tt y x tt i 2 i 2 i i i

= +  Sức chịu tải cọc đơn tt tt i,max 2 c.d

= = +  = = kN, thỏa tt tt i,min 1

2 Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc

  với n1: Số hàng cọc trong 1 nhóm cọc, n1 = 1 n2: Số cọc trong 1 hàng, d: đường kính hoặc cạnh cọc, d = 0.4 m s: khoảng cách giữa các cọc, s = 1.2 m

= − − n n + − = −  −  + −   Sức chịu tải của nhóm cọc = η x x Rc,d = 0.9x2x1127.75= 2029.95kN

- Tính kích thước khối móng quy ước

Với X,Y là khoảng cách từ 2 mép cọc biên theo 2 hướng x và y

Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới MKQU tc tc tb tc tc max tc min

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 113 tc 1 2 ,

II tc qu II f II II

=     +  +  Trong đó: m1 = m2 = ktc = 1 (Tra bảng theo TCVN 9362:2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình)

- Áp lực tiêu chuẩn tại mặt đáy móng: tc tc tb qu

=  tc tc tc x ,qu y,qu tc tc tc max tb tb x y qu qu qu

= + = + + tc tc tc x ,qu y,qu tc tc tc min tb tb x y qu qu qu

– diện tích đáy móng khối quy ước

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 114 là trọng lượng của MKQƯ

- Moment chống uốn của móng khối quy ước:

- Dời lực về đáy móng khối quy ước:

- Ứng suất dưới đáy móng khối quy ước:

- Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước:

4 Kiểm tra lún cho khối móng quy ước

- Điều kiện biến dạng lún: s ≤ [s]

- Độ lún cho phép [s] cm

- Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng lớp nhỏ hi hi ≤ (0.4÷0.6) Bqu = (0.4÷0.6)×2.56 = (1.024 ÷ 1.536)

Chọn hi = 1 m để tính lún chính xác hơn

- Độ lún được tính theo phương pháp cộng lún từng lớp phân tố:

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 116 n

- Các quan hệ e-p trong tính lún:

Lớp 6 chọn mẫu HK1-MS13 (độ sâu 39.8 -40m) để tính lún từ 40.3-m

- Tính độ lún s1 của phân tố 1:

+ Phân tố 1 có chiều dày h1 = 1 m, ở độ sâu 40.3-41.3m, khoảng cách từ đáy móng đến giữa lớp phân tố 1 là z1 = 0.5 m

+ Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra:

+ Ứng suất ban đầu tại giữa lớp phân tố:

11 v1 f 1 p =  = (D +z )%5.542 10.14 0.5+  &0.61 kPa + Ứng suất tại giữa lớp phân tố sau khi đặt móng:

21 11 gl1 p =p +  &0.61 103.54+ 64.15kPa + Hệ số rỗng của lớp đất trước và sau khi lún:

- Độ lún của phân lớp 1:

- Tính tương tự cho các lớp khác, ta được kết quả như bảng sau:

Chiều dày Độ sâu Z L/b Z/b Koi σgli P1i P2i e1i e2i Si

→ Dừng tính toán ở lớp thứ 6

→ Bài toán thỏa mãn điều kiện về lún

5 Kiểm tra xuyên thủng, cắt và tính toán cốt thép trong đài

5.1 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng:

- Đài cọc phải thỏa mãn điều kiện xuyên thủng:

 Chiều cao làm việc thật sự của đài: ho= hđài – a= 1000 – 150 = 850 mm = 0.85 m

- Xác định kích thước tháp xuyên:

→ Tháp xuyên phũ toàn bộ phần cọc Do đó không cần kiểm tra xuyên thủng từ cột xuống

5.2 Kiểm tra điều kiện cắt cho đài cọc: Điều kiện chống cắt (không có cốt đai):

 = hệ số xét ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng

n: hệ số ảnh hưởng ứng suất nén và kéo dọc trục

C: chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên mặt móng

5.3 Tính toán và bố trí cốt thép trong đài móng a) Thanh thép số 1: Thép theo phương ngang

Momen tại mặt cắt ngàm 1-1:

M =  P  r , với r i là khoảng cách từ tâm cọc đến mép

Pi net: Phản lực ròng tt tt tt y x i net 2 i 2 i i i

Họ và tên sinh viên : Phan Quang Huy | Mã số sinh viên :2013324 Trang 121 n (số cọc) x x 2 y y 2

Khoảng cách giữa các thanh thép

Chọn thép 5d20@150 b) Thanh thép số 2: Thép theo phương dọc

Do cọc đồng trục với cột nên ta chỉ cần bố trí thép cấu tạo là đủ

KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN CẨU CỌC VÀ DỰNG CỌC

Khi vận chuyển cọc bằng hai neo có sẵn trên cọc, do tác dụng của trọng lượng bản thân, tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu nén và chịu kéo Để an toàn, ta chọn vị trí đặt neo sao cho mômen kéo và nén bằng nhau

Tải trọng tác dụng lên cọc chính là trọng lượng bản thân cọc

- Thông thường ta kể thêm ảnh hương động khi thi công vận chuyển và lắp dựng: kd = 1.2 – 1.5

- Trọng lượng bản than cọc quy thành tải phân bố đều như sau:

Momen lớn nhất trong cẩu dựng cọc:

Chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 5 cm h0 = 400 – 50 = 350 mm

+ Thép đã chọn là 4ϕ22, phần thép chịu kéo là 2 có

Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi vận chuyển

Khi dựng cọc thẳng đứng, cần giằng neo để giữ cọc không đổ Chọn vị trí đặt neo thích hợp để mômen kéo và mômen nén trên cọc bằng nhau, đảm bảo cọc chịu lực cân bằng Cấu tạo của cọc cũng ảnh hưởng đến lực chịu tải, tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu nén và thớ chịu kéo.

+ Trọng lượng bản thân cọc

+ Mômen lớn nhất trên cọc

+ Cốt thép tối thiểu trong cọc

+ Thép đã chọn là 4ϕ22, phần thép chịu kéo là 2 có

Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi thi công cọc

Ta bố trí 2 móc cẩu trên 1 đoạn cọc

Chọn đường kính móc cẩu từ điều kiện:

Amoc là diện tích tiết diện móc cẩu, Amoc = 2 × πd 2 /4

FS là hệ số an toàn, chọn FS = 2

Chọn chiều dài đoạn neo theo điều kiện:

Fneo × Rbt  Pcoc × FS Trong đó:

Fneo là diện tích bề mặt đoạn neo, Fneo = (πd)×lneo

FS là hệ số an toàn, chọn FS = 2

Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang

1 Xác định nội lực trong cọc

Ta kiểm tra cho trường hợp lực cắt lớn nhất theo từng phương Do tiết diện cọc hình chữ nhật nên chỉ cần kiểm tra với trường hợp lực cắt lớn nhất

Lực cắt lớn nhất tại chân đài: tt tt 2 tt 2 2 2

H = H +H = 46 +23 Q.43(kN) Lực cắt tác dụng 1 cọc: tt coc

= = Moment tại chân đài đã chuyển thành lực dọc trong cột, nên cọc không có moment tác dụng Mo= 0 Chỉ có lực ngang tác dụng ở đầu cọc (tương ứng đáy đài) p 5

+ Chiều dài cọc quy đổi:

- Xác định chuyển vị ngang y0 và góc xoay ψ 0 ở đầu cọc

- Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị H0 = 1 gây ra:

- Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị M0 = 1, H0 = 1 gây ra:

- Góc xoay của tiết diện cọc bởi lực đơn vị M0=1 gây ra:

- Moment uốn và lực cắt tại đầu cọc:

- Chuyển vị ngang và góc xoay của cọc tại cao trình mặt đất:

- Tính toán chuyển vị ngang và góc xoay của cọc ở mức đáy đài:

Trong đó l0 là chiều dài cọc từ đáy đài đến mặt đất, cọc đài thấp l0=0

 =y o =0.00299 m,  =  = o 0.00137rad Áp lực σ (kN/m ) , moment uốn M z 2 z (kNm), lực cắt Qz trong các tiết diện cọc được tính theo công thức sau:

Trong đó: ze là chiều sâu tính đổi, z =α z e bd với  = bd 0.69=  

HM o MM o 5 b HM ng 5 o MM

Moment dọc theo thân cọc: z z e A 3 B 3 C 3 D 3 M z (kNm)

Biểu đồ moment dọc theo thân cọc:

Biểu đồ lực cắt dọc theo cọc:

Bảng giá trị áp lực ngang: z z e A 1 B 1 C 1 D 1 s z (kN/m 2 )

Biểu đồ áp lực ngang:

2.1 Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc

: áp lực tính toán trên thân cọc lên đất xung quanh được xác định ở độ sâu Z kể từ đáy đài cọc khi móng đài thấp, Z được xác định như sau:

: hệ số, lấy bằng 1 trừ trường hợp công trình làm tường chắn lấy 0.7

: hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, lấy gần đúng 0.7

: là dung trọng tính toán của đất nguyên cấu trúc, được xác định trong đất bão hoà nước có xét đến lực đẩy nổi

: giá trị tính toán của góc ma sát trong (độ) và lực dính (kN/m 2 ) của đất

: hệ số lấy bằng 0.6 đối với cọc đóng và cọc ống

Xét tại độ sâu Z = 1.304 m so với đáy đài tức cách mặt đất một khoảng Z’ = 3.304 (m)

(thuộc lớp đất số 1) có

Lớp đất 1 có: c1 = cI = 6.6 kN/m 2 ; 1 = I →Thoả điều kiện ổn định nền đất quanh cọc

2.2 Kiểm tra cọc chịu moment

Tại vị trí z = 1.884m, có moment lớn nhất M = 28.62kNm

- Kiểm tra khả năng chịu uốn của cọc đã chọn với tiết diện 400x400, thép dọc 4d22

+ Lượng thép dọc chịu uốn: 4d22 => As = 1520.53mm 2

- Khả năng chịu uốn của cọc:

→ Cọc đảm bảo chịu uốn

2.3 Kiểm tra cọc chịu cắt

- Kiểm tra điều kiện tính cốt đai:

→ Vậy cọc thỏa điều kiện chịu cắt

Vậy đặt cốt đai theo cấu tạo Đường kính cốt đai: → Chọn d = 6 mm

→ Chọn a = 50 mm bố trí đầu cọc và a= 100mm cho đoạn giữa cọc

3 Xác định nội lực trong cọc bằng phần mềm SAP 2000

Xác định nội lực: kiểm tra trường hợp tải ngang nhóm cọc sẻ được tiến hành bằng phần mềm sap2000, đất quanh cọc được xem như môi trường đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc trưng bằng các lò xo đặt cách nhau 1m Độ cứng lò xo ki= Cod x x a

Trong đó: u=1.6m: chu vi tiết diện cọc a: khoảng cách giữa 2 lò xo

Cod: hệ số nền theo phương ngang của cọc ở độ sâu z

Cod=k x zi zi độ sâu lò xo thứ i k tra bảng A1 TCVN 10304:2014

Bảng hệ số tỉ lệ k các lớp đất mà cọc đi qua

Lớp đất Trạng thái tự nhiên Chiều dày

1 Bùn sét, màu xám xanh-xám đen, trạng thái chảy

Cát pha kẹp bùn, màu xám đen

3 Bùn sét, màu xám xanh-xám đen, trạng thái dẻo chảy

Cát pha, màu nâu hồng

5 Sét, màu nâu vàng-xám trắng, trạng thái nửa cứng-dẻo cứng

Cát pha, màu nâu vàng-nâu đỏ

Tiêu đề	Đồ án môn học Nền móng: Thống kê địa chất và thiết kế móng băng
Tác giả	Phan Quang Huy
Người hướng dẫn	ThS. Tô Lê Hương
Trường học	Đại học Quốc gia TP. HCM, Trường Đại học Bách Khoa
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	Đồ án môn học
Năm xuất bản	2022
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	149
Dung lượng	4,04 MB