Đồ án thiết kế môn học Nền và Móng

Thiết kế môn học Nền và Móng Bộ môn Địa — kỹ thuật Trần Đăng Khoa Kết cáu xây dựng K50 1 SỐ LIỆU THIẾT KỀ.... Chiều cao thông thuyền Thiết kế môn học Nền và Móng Bộ môn Địa — kỹ thuật T

Trang 2

Thiết kế môn học Nền và Móng Bộ môn Địa — kỹ thuật

Trần Đăng Khoa Kết cáu xây dựng K50

1

SỐ LIỆU THIẾT KỀ - (2 22322012211 251851 8191352152112 281 1151 811111 E2 xe

PHAN | oe

BAO CAO KHAO SAT DIA CHAT CONG TRINH

1 CÂU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIÊM CÁC LÓP ĐẤT

2 NHẬN XÉT VÀ KIỀN NGHỊ

PHAN II

THIET KE Ki THUAT

BO TRI CHUNG CONG TRINH jess cccesassesssesesesnveramrmenenuenanee

1 LỰA CHỌN KÍCH THƠIỚC CÔNG

1.1.5 Kích thơiớc và cao độ của cọ :

2 LẬP SỐ LIỆU CÁC TÔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KÉ

2.1 Tính toán thể tích trụ

2.1.1 Tính chiều cao thân trụ

2.1.2 Thể tích toàn phần (không kẻ bệ cọc) 8 2.1.2 Thé tich phan try ngap nojéc (không kể bệ cọc)

2.2 Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN :::¿¿-222222vvvvvvrvrcrrrrrrrr

Thiết Ke môn học Nền và Móng Bộ môn Địa — kỹ thuật

2

2.3 Tổ hợp tải trọng theo phơ]ơng ngang cầu ở TTGHSD -ssrrrrrrre

9

2.4 Tô hợp tải trọng theo phơ]ơng ngang cầu ở TTGHCĐ

3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC ĐƠN

Trang 3

4.1 Chon số lojong coc n

4.2 Bo tri coc trong moéng

4.2.1 Kich thơjớc bệ cọc sau khi đã bố trí bệ cọc

4.2.2 Tính thê tích b

4.3 Tổ hợp tải trọng vê đáy bệ

4.4 Tô hợp hop trong 6 TTGHSD

16

4.5 Tổ hợp hợp trong 6 TTGHCD

5 KIÊM TOÁN THEO TRẠNG THÁI [GIỚI HẠN NCƠJÖNGĐÐ ĐỘI

17

5.1 Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

5.1.1 Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc

Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

lêm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc

6 KIEM TOAN THEO TRANG THAI GIGI HAN SỬ DUNG

6.1 Xác định độ lún ổn định

Thiết kế môn học Nền và Móng Bộ môn Địa - kỹ thuật

Trần Đăng Khoa Kết cu xây dựng K50

4

Trang 4

THIẾT KÉ MÔN HỌC

NÊN & MÓNG

Giáo viên hojớng dẫn : Nguyễn Bá Đồng

Sinh viên thực hiện : Trần Đăng Khoa

Trang 5

Chiều cao thông thuyền

Trần Đăng Khoa Kết cấu xây dựng K50

PHAN |

BAO CÁO KHAO SAT DIA CHAT

CONG TRINH

7

8

1 CAU TRUC DIA CHAT VA DAC DIEM CUA CAC LOP DAT

Cac ki hiéu chung trong tinh toan

y (kN/ms3) = Trọng lơ|ợng riêng của đất tự nhiên

s(KN/m) = Trọng lơ)ợng riêng của hạt đất

‘yn(KN/ms) = Trong lojong riéng cua nơ]ớc

Trang 6

A = Tỉ trọng của đất

9

Lớp 1: Sét màu xám vàng,nâu đỏ, trạng thái nửa cứng

Lớp đât sô 1 gặp ở lỗ khoan LK2 Thành phân chính là đât sét màu xám vàng ,nâu đỏ

Chiều dày của lớp xác định đơ\ợc ở LK2 là 2.50m Cao độ mặt lớp tại LK2 là 0.00m,

cao độ đáy là 2.5m Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) xác định tại một điểm thí nghiệm giá

trị xuyên là N= 26 (búa)

Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 01 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ

tiêu cơ lí dojge ghi trong bảng tổng hợp

Một số chỉ tiêu khác đơ\ợc xác định nhƠ] sau:

10

+s=27 kN/m W› = 19.1%

y = 19.3KN/m3

Lớp 2: Sét pha màu xám trạng thái nửa mềm

Lớp đất 2 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố dơnới lớp 1 Thành phân là sét pha ,màu xám ,

trạng thái dẻo mềm

Chiều dày của lớp xác định đơ\ợc ở LK2 là16.8m Cao độ mặt lớp tại LK2 là -2.5m, cao

độ đáy lớp là -19.30m Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT)xác định thay đổi từ 5 đến 8 búa

Trong lớp này đã tiễn hành lấy thí nghiệm của 08 mẫu đắt nguyên trạng , giá trị một số

chỉ tiêu cơ lí đơ|ợc ghi trong bảng tổng hợp

Một số chỉ tiêu khác dojgc xác định nhƠ] sau:

34.022.311.7%prIWW=-=-=

e Chỉ số độ sệt:

28.922.30.56411.7pppWWII—==

Trang 7

11

W = 28.9% Wi= 34.0%

‘Ys =26.9 KN/ms We = 22.3%

y = 17.8kKN/m3

Lớp 3: Sét pha, màu xám vàng, trạng thái nủa mềm

Lớp thứ 3 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố doi lớp 2 Thành phần là sét pha ,màu xám

vàng,nâu đỏ, trạng thái nửa cứng

Chiều dày của lớp xác định đơ\ợc ở LK2 là16.8m Cao độ mặt lớp tại LK2 là -19,3m, cao

độ đáy lớp là -34.0m Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT)xác định thay đổi từ 32 đến 40 búa

Trong lớp này đã tiễn hành lấy thí nghiệm của 07 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số

chỉ tiêu cơ lí đơ|ợc ghi trong bảng tổng hợp

Một số chỉ tiêu khác đơ\ợc xác định nhƠ] sau:

2 NHAN XET KIEN NGHI

Theo tai liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và quy mô công trình dự kiến xây dựng, em xin có một sô nhận xét và đề xuất sau:

e Nhận xét

Trang 8

1 Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chung là khá phức tạp , có

nhiều lớp đất phân bố và thay đổi khá phức tạp

2 Lớp đất số 1 là lớp mặt có trạng thái nửa cứng Lớp 2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên

tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ, Lớp 3 có chỉ số SPT tojong đối lớn

3 Lớp đất 2 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đây

e Đề xuất

1 Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây,nên sử dụng phƠ]ơng pháp móng cọc ma

sát bằng BTCT cho công trình câu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa đầu cọc

2 Nên để cọc ngập sâu vào lớp đất số 3 để tận dụng khả năng chịu lực ma sát của cọc

PHAN II

THIET KE Ki THUAT

14

1 LỰA CHỌN KÍCH THƠỊỚC CÔNG TRÌNH

1.1 Kích thơjớc và cao độ của bệ cọc, cọc

Dac diém céng trinh nam ở vị trí gần khu vực sông chi cé tinh chat thông thuyên ở mức

độ trung bình

'Về mùa cạn thì mực nơ)ớc trên sông tại vị trí xây dựng công trình là tơJơng đối thấp, còn

về mùa mƠIa thì nơ|ớc sông có tính chất dòng chảy dâng nhanh Do cần thoát nơ)ớc tốt

trong mila moja và đảm bảo cho thông thuyền nên chọn cao độ đỉnh bệ là +2.0m

1.1.1 Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT)

Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi mực nơ|ớc giữa MNCN và MNTN là tơơng đối cao Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn

các giá trị cao độ nhƠ| sau:

Cao độ đỉnh trụ chọn nhƠI sau: max

: Chiều cao thông thuyền ttH =2.50 (m)

Suy ra: max(6.20+1; 4.80+2.50) - 0.3 = max(7,2; 7,3) — 0,3 = 7,0(m)

Trang 9

15

1.1.4 Cao độ đáy bệ (CDDAB)

Cao độ đáy bệ = CĐĐB - Hp

Với H›: Chiều day bệ móng suy ra chọn H›= 2 (m)

=> Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = 0,0 — 2,0 = -2.0( m)

Vậy các thông số thiết kế:

1.1.5 Kích thơiớc và cao độ của cọc

Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là không lớn lắm, địa chất có lớp đất chịu lực nằm cách mặt đất là 19.3m và không phải tâng đá gôc nên chọn giải pháp móng cọc ma sát BTCT

Coc dojge chon 1a coc BTCT đúc sẵn, đơtờng kính nhỏ có kích thơ)ớc 450x450mm Cọc

đựơc đóng vào lớp đât sô 3 là lớp đât sét pha, màu xám vàng nâu đỏ, ở trạng thái cứng Cao độ mũi cọc là -30m Nhơi vậy cọc đựơc đóng trong lớp đất số 3 có chiều dày là

10.7m

Trang 10

Hb = 2.00 m : Chiều dày bệ móng

CĐMC = -30.00m : Cao độ mũi cọc

> Kiém tra:

2862.22700.45-Ld=<

=> Thoả mãn yêu câu vê độ mảnh

>_ Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L= Le+ 1m = 28.00 + Im = 29.00m Cọc đơjợc tổ hợp

từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 29m = 10m +10m + 9m Nhơ vậy hai đốt thân

cọc có chiều dài là 10m và đốt mũi có chiều dài 9m Các đốt cọc sẽ đơjợc nối với nhau bang hàn trong quá trình thi công đóng coc - -

2 LAP SO LIEU CAC TO HOP TAI TRONG THIET KE

2.1 Trọng lơợng ban thân trụ

2.1.1 Tính chiều cao thân trụ

Chiều cao thân trụ Hư

Sr: Diện tích mặt cắt ngang thân trụ (m2)

18

Trang 11

2.2 Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN

Các tổ hợp tải trọng đề bài ra nhơ sau:

‘yot = 24,50 kKN/ms : Trọng lơ|ợng riêng của bê tông

yn = 9,81 kN/ma : Trọng lơJợng riêng của nơớc

2.3 Tổ hợp tải trọng theo phơơng dọc cầu ở TTGHSD

® Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu:

2.4 Tổ hợp tải trọng theo phơiơng dọc cầu ở TTGHCĐ

> Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu

1.75*1.25%(*)* „ssmmmNNNVVWYy=++—

= 1.75*4200 + 1.25*(6000 + 24.50*46.02) — 9.81*15.78

Trang 12

Trang 13

: Cojong d6 nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)

yf : Giéi hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (MPa)

Ag: Dién tich mặt cat nguyén cua cgc, Ag= 450x450 = 202500mmz2

Ast: Dién tich cốt thép, As:= 8x387=3096mm›

Vậy: Pa= 0,75*0,8*{0,85*30*(202500- 3096) + 4203096}

= 3831073,2 N

3831 KN

21

3.2 Xác định sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc theo đất nền

Sức kháng đỡ tính toán của các cọc Q: đơJợc tính nhƠ| sau:

Q **„„.200=+

Với:

*sssOGA=

pm QGA=

Trong đó: Qp : Sức kháng mũi cọc (MPa)

qp: Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)

Q:: Sức kháng thân cọc (MPa)

qs: Strc khang don vi than coc (MPa)

A›: Diện tích mũi cọc (mm2)

A;: Diện tích bề mặt thân cọc (mmz)

Trang 14

Do thân cọc ngàm trong 3 lớp đất là lớp đất dính nên ta tính Q theo hai phơ\ơng pháp:

tinh theo phojong phap a

Theo phojong php a, strc khang don vi than cgc qs nho) sau:

usSqa=

Trong đó:

Su: Cơiờng độ kháng cắt không thoát nơớc trung bình (Mpa), Su = Cuu

2

œ : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số

DD»

và hệ số dính đơ\ợc tra bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định

Trang 16

với Sucơ)ờng độ kháng cắt không thoát nơớc trung bình

Mũi cọc đặt tại lớp 3 có Su= 49.7KN/ma›

Trần Đăng Khoa Kết cầu xây dựng K50

Trang 17

Tiêu chuân 22TCN 272 - 05 quy định: _

> Khoảng cách tim giữa hai hàng cọc liên nhau it nhat 14 2,5d hay 750 mm lay giá trị

nào lớn hơn ( d là đơiơng kính cọc )

> Khodang cach tir mép coc ngoai cing dén mép bé :

=

225 mm

V6i n = 28 coc dojgc bé tri theo dang 10)6i 6 vudng trén mat bang va dojgc bố trí thẳng

đứng trên mặt đứng, với các thông sô :

+ Số hang coc theo phojong doc cầu là 7 Khoảng cách tìm các hàng cọc theo phơ)ơng

doc cau 1a 1200 mm

+ Số hàng cọc theo phojong ngang cầu là 4 Khoảng cách tim các hàng cọc theo phơ]ơng ngang câu là 1200 mm

25

+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phơ|ơng dọc cầu và ngang câu là 500 mm

5@120=600503@ 120=360504605072050

4.2.1 Kich thoy6c bé coc sau khi đã bố trí cọc

Theo phojong doc cau: B =4600 (mm)

Theo phojong ngang cau: L = 8200 (mm)

26

4.3 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ

Trang 18

+1.00(C§ § B)+4.50(MNCN)+2.00(MNTN) doc tr u cauNgang tr u cau 80602525120170+5.20(C§ §T)- 1.00(G§ § AB)0.00a=170a=17020080605202515045025150800200700460MNHMNHxyxyNHxyMNHyx??????b=125b

Trang 19

5 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cơiờng độ I

5.1 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn

5.1.1 Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc

Tính theo chojong trình FB-Pier

Khai báo các thông số, chạy chơơng trình, đơlợc kết qua nhoj sau:

Result Type Value Load Comb Pile

*** Maximum pile forces ***

Max shear in 2 direction 0.2149E+02 KN 1 0 14

Max shear in 3 direction 0.2825E+01 KN 1 0 25

Max moment about 2 axis 0.6897E+01 KN-M 1 0 18

Max moment about 3 axis -0.4392E+02 KN-M 1 0 14

Max axial force -0.7433E+03 KN 10 11

Max torsional force -0.6089E-02 KN-M 1 0 25

28

Max demand/capacity ratio 0.2075E+00 1 0 11

Do dé: Nmax= 743.3 KN, vay lay gid tri lớn hon 1A Nmax= 743.3 KN dé kiém toán 5.1.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn

Công thức kiểm toán nội lực đầu coc nho) sau :

Trang 20

max743.380.457823.75833.77uNNkNPkN+A=+=<=

>

thoa man

5.2 Kiém toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc

Công thức kiêm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc :

@S=creeVOO

Trong đó :

Vc: Tông lực gây nén nhóm cọc đã nhân hệ sô Vc= 17674 (KN)

Q&: Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc

: Các hệ sô sức kháng đỡ của nhóm cọc Tra theo tiêu chuẩn ta có:

0,650=

Qs: Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc, đơlợc xác định nhƠ] sau :

Tổng sức kháng doc truc cita cdc coc don ; sire khang try tojong dojong}

Qe= min (Qi,Q)

Với

: Hệ số hữu hiệu -

Ta có :Cao độ mặt đât sau xói là : -2.0 m

Cao độ đáy bệ là : -2.00 m Ti - `

Do vậy sau khi xói lở đáy bệ không tiệp xúc chặt chẽ với đât, đông thời ta có đât trên bê

mặt là đât sét nửa cứng đề cho an toàn ta coi bê mặt là đât yêu,khi đó khả năng chịu tải riêng rẽ của từng cọc phải đơlợc nhân với hệ số hữu hiệu n lay nhƠ] sau : TỊ

= 0.65 Với khoảng cách tim đến tim bằng 2.5 lần đơiờng kính |

= 1.0 Với khoảng cách tim đến tìm bằng 6 lan doyong kính

Mà ta bố trí khoảng cách tim đến tim bang

120084503=

lan doyong kính cọc do đó ta nội suy TỊ

OOn—N0=+-=+ 41 || L-HUV1,22,51,22,5* 0,450,6510,450,6510,450,67662,56* 0,452,

5*0,45ddd

Xác định tông sức kháng đọc trục của các cọc đơn :

Nhoj 6 trên ta đã xác định đơlợc sức kháng thành danh định của một cọc đơn là :

Trang 21

Trang 22

bố theo đơiờng 2:1 theo méng toyong dojong nhoy hinh vé

M6 hinh quy déi sang mong tojong dojong

hv: là độ sâu so với MNTN hw= Zi+ 3.1 m

Ứng suất có hiệu các điểm do trọng lượng bản thân

Trang 23

iZA

Zivt-Zi

(m

Ung suat (KN/m) Ứng suất tổng

Áp lực nơớc lỗ rỗng Ứng suất có hiệu

Trang 24

TrỊt-lt K«l lv ney NSv oO M [vy Ba p lvZca kÌ xnufr

: Độ tăng ứng suất có hiệu tại giữa lớp đất do tải trọng ngoài gây ra

V: Tải trọng thẳng đứng theo trạng thái giới hạn sử dụng.V = 17674.844 kN

Bg: Chiều ông trên mặt bằng của nhóm cọc (Khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng)

Lg: Chiều dài trên mặt bằng của nhóm cọc (Khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng)

Zi: Khoảng cách từ vị trí 2Du/3 đến trọng tâm lớp đất cần tính

Trang 25

Trytt kp lv ney N3v oO M [vy BA p lvzeø «l xnuŸt

Trần Đăng Khoa Két cáu xây dựng K50

Ứng suất có hiệu do trong lojong đất gây ra

Ứng suất có hiệu do tải trọng ngoài

Ứng suất thẳng đứng cuối cùng hữu hiệu

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	7,38 MB