THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. docx

Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 1 Mục lục Trang PHẦN 1: BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 4 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG. 4 1.1. Các ký hiệu sử dụng trong tính toán. 4 1.2. Mô tả sơ bộ cấu tạo địa chất khu vực xây dựng. 4 2. NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ. 5 2.1. Nhận xét. 5 2.2. Kiến nghị. 5 PHẦN 2 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT 6 1. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH. 6 2. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH. 7 2.1. Lựa chọn kích thước và cao độ bệ cọc. 7 2.2. Lựa chọn kích thước và cao độ cọc. 8 3. LẬP SỐ LIỆU CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ. 9 3.1. Trọng lượng bản thân trụ. 9 3.2. Lập các tỏ hợp tải trọng thiết kế với MNTN. 10 3.3. Lập bảng tổ hợp tải trọng. 11 4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC 11 4.1. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu. 11 4.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền. 13 4.3. Sức kháng tính toán của cọc đơn. 17 5. CHỌN SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MÓNG. 17 5.1. Tính số lượng cọc: 17 5.2. Bố trí cọc trong móng : 18 5.3. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ: 19 6. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ. 20 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 2 6.1. Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn. 20 6.2. Kiểm toán sức kháng nhóm cọc. 20 7. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG. 23 7.1. Xác định độ lún ổn định. 23 7.2. Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh cọc. 26 8. CƯỜNG ĐỘ CỐT THÉP CHO CỌC VÀ BỆ CỌC, TÍNH MỐI NỐI THI CÔNG CỌC. 27 8.1. Cường độ cốt thép cho cọc và bệ cọc. 27 8.2. Tính mối nối thi công cọc. 34 PHẦN 3 : BẢN VẼ 35 1. Bản vẽ bố trí chung. 35 2. Bản vẽ cốt thép cọc. 35 3. Bản vẽ mối nối cọc. 35 4. Bản vẽ cốt thép bệ. 35 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 3 THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Sinh viên: Nguyễn Hữu Dân. Lớp: Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50. Trường: Đại học giao thông vận tải. Mã sinh viên: 0901958 Đề bài: 7-5-3 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 4 PHẦN 1: BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG. 1.1. Các ký hiệu sử dụng trong tính toán.  : Trọng lượng riêng của đất tự nhiên. (kN/m 3 )  s : Trọng lượng riêng của hạt đất. (kN/m 3 )  n : Trọng lượng riêng của nước (  n =9.81kN/m 3 ) W : Độ ẩm.(%) W L : Giới hạn chảy. (%) W p : Giới hạn dẻo. (%) a : Hệ số nén. (m 2 /kN) k : Hệ số thấm. (m/s) n : Độ rỗng. e : Hệ số rỗng. S r : Độ bão hòa. c : Lực dính của đất. (kN/m 2 )  : Tỷ trọng của đất. (độ)  : Tỷ trọng của đất. 1.2. Mô tả sơ bộ cấu tạo địa chất khu vực xây dựng. Tại lỗ khoan BH3, khoan xuống cao độ là -40m, gặp 4 lớp đất như sau:  Lớp 1: Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 5 Lớp 1 là lớp cát xãm, xám đen, kết cấu rời rạc. Chiều dày của lớp xác định được ở BH3 là 4.30m. Cao độ mặt lớp là 0.00m, cao độ mặt đáy là -4.30m. Chiều sâu xói của lớp đất này là 1.70m.  Lớp 2: Lớp 2 là lớp sét, xám nâu, xám đen, trạng thái chảy, phân bố dưới lớp 1. Chiều dày của lớp là 3.90m, cao độ mặt lớp là -4.30m, cao độ đáy lớp là -8.20m.  Lớp 3: Lớp 3 là lớp cát hạt nhỏ, kết cấu chặt vừa, phân bố dưới lớp 2. Có chiều dày là 28.80m, cao độ mặt lớp là -8.20m, cao độ đáy lớp là -37.00m.  Lớp 4: Lớp 4 là lớp cát hạt trung, màu xám, kết cấu rất chặt, phân bố dưới lớp 3. Chiều dày của lớp là 3m, cao độ mặt lớp là -37.00m, cao độ đáy lớp là 40.00m. 2. NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ. Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và quy mô dự kiến xây dựng, ta có một số nhận xét và kiến nghị sau: 2.1.Nhận xét.  Điều kiện địa chất công trình nhìn chung khá phức tạp. có 4 lớp đất phân bố và thay đổi từ trên mặt đất xuống độ sâu của mũi khoan.  Lớp đất 1,2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ, lớp 3 có trị số SPT trung bình, lớp 4 có trị số SPT và sức chịu tải lớn.  Lớp đất số 2 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đó. 2.2.Kiến nghị.  Với đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên chọn giải pháp móng cọc ma sát bằng bê tong cốt thép cho công trình cầu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa cọc.  Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất sô 3 để tận dụng được khả năng chịu ma sát của cọc. Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 6 PHẦN 2 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT 1. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH. BỐ TRÍ CHUNG CÔNG TRÌNH Phó Yªn 4600 3@1200=3600 22 8200 6@1200=7200 500 500 P 500 H¹ l-u 2524 P 23 P P 28 P 27 P 26 P 15 P Quy Nh¬n 8 P 500 1 P 21 P 20 P 19 P 18 P 17 P 16 P 1110 P 9 P P 14 P 13 P 12 P 43 P 2 P P 7 P 6 P 5 P C¸t mÞn -21.00 C¸t mÞn SÐt pha -18.00 -16.00 1000 2000 3@1200 500 28 cäc BTCT 400 X 400 L = 28,00 m 6@1200 500 500 3000 7000 1900 250 1750 2000 250 2000 1750 200 200 1900 1600 200 2300 1000 1000 1000 2000 2300 200 4000200 200 1000 9000 500 -6.00 SÐt pha SÐt pha -4.00 -2.00 SÐt pha 0.00(C§M§) +8.50(C§§T) 3000 7000 2000 +1.50 1600 +4.00(MNTN) 200 2000 200 +3.50(C§§B) +1.50(C§§B) 3000 8200 +8.00(MNTN) 4600 300 300 -2.00(M§SX) 8100 2300 4400 2300 9000 mÆt b»ng cäc mÆt b»ng trô Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 7 2. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH. 2.1. Lựa chọn kích thước và cao độ bệ cọc.  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 nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông ta chọn giá trị các cao độ như sau: Cao độ đỉnh trụ được chọn như sau: max   + 1  +    – 0.3m. Trong đó: MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN = 6.20m. MNTT: Mực nước thông thuyền, MNTT = 4.80m. H tt : Chiều cao thông thuyền, H tt = 2,50m. Ta có: Max  6.20 + 1.00 4.80 + 2.50  - 0.3 = max  7.20 7.30  - 0.30 = 7.00m.  Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 7.00m.  Cao độ đỉnh bệ( CĐĐB). Cao độ đỉnh bệ ≤ MNTN – 0.5m = 3.10 – 0.5 = 2.6m.  Chọn cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = + 2,0m.  Bề dày đáy móng (H b ). Bề dày bệ móng : H b = 1.5m ÷ 3.0m. Chọn bề dày bệ móng : H b = 2.0m.  Cao độ đáy bệ(CĐĐaB). CĐĐaB = CĐĐB – H b = 2.0 – 2.0 = 0m. Vậy các thông số thiết kế được chọn như sau: Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 7.00m. Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = + 2.0m. Bề dày đáy móng: H b = 2.0m. Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIT K MễN HC NN V MểNG. Nguyn Hu Dõn Lp K thut h tng ụ th - Khúa 50 Trang 8 Cao ỏy b : CaB = 0 m. 2.2. La chn kớch thc v cao cc. Theo tớnh cht ca cụng trỡnh l cu cú ti trng truyn xuụng múng l ln, a cht cú lp t chu lc nm cỏch mt t 8.20m v khụng phi l tng ỏ gc nen chn gii phỏp l múng cc ma sỏt bờ tong ct thộp. Chn cc bờ tụng ỳc sn, cc cú kớch thc l 0.45x0.45 2 ; c úng vo lp t s 3 l lp cỏt ht nh, kt cu cht va. Cao mi cc l -31.0m. nh vy cc ngp sõu vo lp t s 3 l 22.80m. Chiu di ca cc c xỏc nh nh sau: L c = CaB CMC = 0.0 (-31.0) = 31.0m. Trong ú: CaB : Cao ỏy b, CaB = 0.0m. CMC : Cao mi cc, CMC = -31.0m. Kim tra : Ta cú: 30 < = 31 0.45 = 68.89 < 70 Tha món yờu cu v mnh Tng chiu di ỳc cc s l : L = L c +1m = 31.0 + 1.0 = 32.0m. Cc c t hp t 3 t cc vi tng chiu di ỳc cc l: 32m = 11m +11m +10m. Nh vy 2 t than cc cú 450 800 Cao độ mặt đất sau khi đã tính xói lở H t-thuyền 2525 150 25 Httr = ? a = ? a = ? Hb = ? 120 MNTN MNTT b = ? Cao độ MĐ sau khi xói lở Cao độ đỉnh trụ 80 60 y m x h 170 N MNCN Cao độ đáy dầm 30 x y h m N 25 150 Httr = ? b = ? Hb = ? 80 60 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 9 chiều dài 11m và đốt mũi cọc có chiều dài 10m. Các cọc được nối với nhau bằng phương pháp hàn trong quá trình thi công đóng cọc. 3. LẬP SỐ LIỆU CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ. 3.1. Trọng lượng bản thân trụ.  Tính chiều cao thân trụ. Chiều cao thân trụ H tr : H tr = CĐĐT – CĐĐB – CDMT = 7.0 – 2.0 – 1.4 =3.6m. Trong đó: Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = 7.0m. Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = 2.0m. Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m.  Thể tích toàn phần ( không kể bệ cọc). Thể tích toàn phần của trụ V tr : V tr = V 1 + V 2 + V 3 = 0.8 x 1.7 x 8 +  8 + 4.5 +2  0.25   0.6  1.7 2 + (3.3 x 1.2 x 3.6 +  1.2 2 4 x 3.6) = 10.98 + 6.63 + 18.33 = 35.94 . 3 V1 V2 V3 V1 V2 V3 MNCN Cao ®é ®¸y dÇm 30 H t-thuyÒn MNTN MNTT Cao ®é ®Ønh trô Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 10  Thể tích phần trụ ngập nước ( không kể phần bệ cọc). Thẻ tích trụ ngập nướcV tn : V tn = S tr x (MNTN – CĐĐB) = (3.3 X 1.2 +   1.2 2 4 ) X (3.10 – 2.0) = 5.6  3 . Trong đó: S tr :Diện tichsmawtj cắt ngang thân trụ. MNTN : Mực nước thấp nhất. CĐĐB : Cao độ đỉnh bệ. 3.2. Lập các tỏ hợp tải trọng thiết kế với MNTN. Các tổ hợp tải trọng đề bài ra như sau: Tải trọng Đơn vị TTGHSD    - tĩnh tải thẳng đứng. KN 5800    - hoạt tải thẳng đứng. KN 4000    - hoạt tải nằm ngang. KN 110   -hoạt tải momen. KN.m 700 Hệ số tải trọng: Hoạt tải : n = 1.75 Tĩnh tải : n = 1.25   = 24.50 KN/ 3 : trọng lượng riêng của bê tông.   = 9.81 KN/ 3 : trọng lượng riêng của nước.  Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu ở TTGHSD: - Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu.  1  =    + (   +   x V tr ) -   x V tn . = 4000 + ( 5800 + 24.5 x 35.94) – 9.81 x 5.6 = 10625.59 KN - Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu. [...]... 13 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Trong đó : Su : cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình ( MPa), Su = Cuu α : hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và tỷ số 𝐷𝑏 𝐷 và hệ số dính được tra bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272 – 05 Đồng thời ta cũng tham khao công thức xác định α của API như sau: Nếu Su ≤ 25 KPa... lớp đất 1 và 2 là các lớp đất yếu, lớp đất 3 là lớp đất tốt nên độ lún ổn định của kết cấu nhóm cọc được xác định theo móng tương đương, sơ đồ như hình vẽ: Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 23 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Ta có : Db = 22800mm Móng tương đương nằm trong lớp đất 3 và cách đỉnh... 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Vậy: fct  0.8fr  Cọc không bị nứt khi cẩu và treo cọc - Tính duyệt khả năng chịu lực Giả sử trục trung hòa đi qua phía trên trục đối xứng (0< c ≤ 225mm)  Giả thiết tất cả các cốt thép đều chảy dẻo ⇒ 𝑓𝑠′ = 𝑓𝑠 = 𝑓𝑦 = 345 MPa Phương trình cân bằng nội lực theo phương trục dầm A s1fy  A s2 fy  0.85a.d.fc'  A 's fy Trong đó : As1 và As2 : Diện tích cốt... L100×100×12 táp vào 4 góc của mỗi cọc rồi sử dụng đường hàn để lien kết 2 đầu cọc Ngoài ra để tăng them độ an toàn cho mối nối ta sử dụng them 4 thép bản 520×100×10 táp vào khoảng giữa 2 thép góc để tăng chiều dài đường hàn Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 34 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG PHẦN... 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG ⇒ Vị trí của trục trung hòa được xác định : c= 𝑎 β1 = 21.28 0.82 = 25.95 mm ⇒ Điều giả sử là đúng  Kiểm tra sự chảy dẻo của cốt thép chịu kéo và chịu nén theo điều kiện:  's  0.003 c  d 's c   'y  ' fy Es  s1  0.003 fy d s1  c  y  c Es  s2  0.003 fy d s2  c  y  c Es Trong đó : ds1 và ds2 : Khoảng cách từ trọng tâm của... 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Đoạn nhô ra khỏi mũi cọc là 50 mm  Lưới cốt thép đầu cọc Ở đầu cọc bố trí một số lưới cốt thép đầu cọc có đường kính ϕ 6 mm, với mắt lưới là a = 50 mm × 50 mm, lưới được bố trí nhằm đảm bảo cho bê tông cọc không bị phá hoại do chịu ứng suất cục bộ trong quá trình đóng cọc  Vành đai thép đầu cọc Đầu cọc được bọc bằng một vành đai thép bằng thép... KN Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 12 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG 4.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR = 𝜑 𝑞𝑝 x Qp + 𝜑 𝑞𝑠 x Qs Với : Q s  q s A s ; Q p  q p A p Trong đó: Qp : sức kháng mũi cọc (MPa) qp : sứ kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức... khối Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 22 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Lớp đất 2 : Z = - 4.3 – (8.2) = 3.9m ⇒ Lớp 2 có chiều dày 3.9m và Su = S u = 17.2 KN/𝑚2 = 0.0172MPa 𝑙ớ𝑝 2 ⇒ 𝑄2 = (2 × 4050 + 2 ×5250) × 3900 × 0.0172 = 1247688 N = 1247.688 KN Vậy Qg1 = min( 1610.72; 1247.688) = 1247.688... Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 491.325 Trang 15 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG  Sức kháng mũi cọc Qp = qp x Ap , với q p  0,038 N corr D b  q D Và Ncorr = 0.77log10 1.92 𝜎′ N Trong đó: Ap : diện tích mũi cọc ( 𝑚𝑚2 ) Ncorr : số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, 𝜎 ′ ( búa/300mm)...  25.95)  0.043 > εy 25.95  s 2  0.003 (225  25.95)  0.023 > εy 25.95 Vậy tất cả cốt thép đều chảy ⇒ Giả thiết đúng Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 32 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG  Mô men kháng uốn danh định là  a  M n  0.85a.d f c'  d s1    As 2 f y d s1  d s 2   As' . 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 3 THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG Sinh viên: Nguyễn Hữu Dân Converter 2011.3.1006.1517, please register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 6 PHẦN 2 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT 1. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH. BỐ. register! THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG. Nguyễn Hữu Dân Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Khóa 50 Trang 13 4.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền. Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: Q R =  