7.1 Số liệu về địa chất: Qua công tác khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng cấu trúc địa tầng của khu vực xây dựng cầu gồm các lớp sau: Lớp đất đắp: Nằm ngay trên tầng mặt ở vị trí 2 bên bờ sông. Đây là lớp đất sét, cát có bề dày thay đổi từ 1 – 2.5m. Lớp này không lấy mẫu thí nghiệm. Lớp đất 1:Lớp đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái rất mềm. Bề dày trung bình: htb = 2 – 2.5m Độ sệt: B = 1.32 Lực dính đơn vị: C = 0.3KGcm2. Góc ma sát trong: = 23 Dung trọng tự nhiên: = 1.475gcm3. Giá trị SPT = 0 Lớp đất 2: Lớp 2a: Lớp đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám
BÁO CÁO 7. TÍNH TOÁN MÓNG MỐ 7.1 Số liệu về địa chất: Qua công tác khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng cấu trúc địa tầng của khu vực xây dựng cầu gồm các lớp sau: Lớp đất đắp: Nằm ngay trên tầng mặt ở vị trí 2 bên bờ sông. Đây là lớp đất sét, cát có bề dày thay đổi từ 1 – 2.5m. Lớp này không lấy mẫu thí nghiệm. Lớp đất 1:Lớp đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái rất mềm. Bề dày trung bình: h tb = 2 – 2.5m Độ sệt: B = 1.32 Lực dính đơn vị: C = 0.3KG/cm 2 . Góc ma sát trong: ϕ = 23° Dung trọng tự nhiên: γ = 1.475g/cm 3 . Giá trị SPT = 0 Lớp đất 2: Lớp 2a: Lớp đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám đốm vàng nâu, trạng thái rất rắn. Bề dày trung bình: h tb = 8 – 8.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.952g/cm 3 . Giá trị SPT = 18 Lớp 2b:Lớp đất sét màu nâu vàng đốm xám, trạng thái rắn Bề dày trung bình: h tb = 2 – 2.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.977g/cm 3 . SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 37 Giá trị SPT = 22 Lớp 2c: Đất sét lẫn ít cát mịn, màu vàng nâu trạng thái rắn. Bề dày trung bình:h tb = 5 – 5.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.907g/cm 3 Giá trị SPT = 12 Lớp 3: Đất sét pha cát, màu vàng nâu, trạng thái rắn. Bề dày trung bình: h tb = 2 – 2.5m Độ sệt: B = 0.42 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.878g/cm 3 . Giá trị SPT = 9 Lớp đất 4: Lớp 4a: Đất sét màu xám đen, trạng thái rắn. Bề dày trung bình: h tb = 3 – 3.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.917g/cm 3 . Giá trị SPT = 13 Lớp 4b: Đất sét màu xám đen trạng thái rắn Bề dày trung bình: h tb = 4 – 4.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.924g/cm 3 . Giá trị SPT = 14 Lớp 4c: Đất sét màu xám đen, trạng thái rất rắn. Bề dày trung bình: h tb = 5 – 5.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.971g/cm 3 . Giá trị SPT = 16 Lớp 4d: Đất sét màu xám đen, trạng thái rắn. SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 38 Bề dày trung bình: h tb = 4 – 4.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.936g/cm 3 . Giá trị SPT = 15 Lớp 4e: Đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám đen, trạng thái rất rắn. Bề dày trung bình: h tb = 7 – 7.5m Độ sệt: B < 0 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.969g/cm 3 . Giá trị SPT = 17 Lớp đất 4 là lớp đất khá tốt nên ta có thể thiết kế mũi cọc nằm trong lớp đất này. Chon phương án móng là phương án cọc khoan nhồi, đường kính cọc là 1m, chiều dài cọc là 36.15m. Phần cọc ngàm trong bệ cọc là 150mm 7.2 Số liệu thiết kế: Cọc khoan nhồi đường kính D = 1m Độ xiên của cọc trong đất: 0 độ Cao độ đáy bệ cọc: E 1 = +1.34m Cao độ mũi cọc: E 2 = -33.66m Chiều dài của cọc trong đất: L = E 1 – E 2 = 1.34+33.66 = 35m Chiều dài tự do của cọc: L 0 = 0m Chiều dài cọc ngàm trong bệ: L ng = 0.15m Cường độ bê tông thân cọc: ' c f 40MPa= Trọng lượng riêng của bê tông cọc: 3 3 c 2500Kg / m 24.5KN /mγ = = Mô dul đàn hồi của bê tông: 1.5 ' 1.5 c c c E 0.043 f 0.043 2500 40 33994.5= ×γ × = × × = MPa SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 39 Diện tích mặt cắt ngang: 2 2 2 c D 1 A 0.7854m 4 4 = π× = π× = Mô men quán tính: 4 4 4 D 1 I 0.04909m 64 64 = π× = π× = Chu vi mặt cắt ngang: P D 1 3.14m= π× = π× = Cường độ của thép: y f 280MPa= Mô dun đàn hồi của thép: E s = 200000MPa Đường kính thanh cốt thép: φ = 32mm Diện tích 1 thanh cốt thép: 2 2 2 b d 32 A 804.25mm 4 4 = π× = π× = Số lượng thanh thép: n = 16 Tổng diện tích thép: 2 s b A n A 16 804.25 12868mm= × = × = Đường kính cốt đai: φ d = 12 7.3 Tính toán sức chịu tải của cọc: vl dn [P] min[P ,P ]= 7.3.1 Tính toán sức chịu tải theo vật liệu: ' vl s y c c P (A f A f )= φ× × + × Trong đó: φ = 0.9 – hệ số xét ảnh hưởng của uốn dọc. A s = 12868mm 2 – Diện tích thép dọc. f y = 280MPa – Cường độ của thép chủ. A c = 785398mm 2 - Diện tích mặt cắt ngang của cọc. ' c f 40MPa= - Cường độ của bê tông. vl P 0.9 (12868 280 785398 40) 31517064N 3212.7T⇒ = × × + × = = SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 40 7.3.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền(Theo TCVN205 – 1998): dn R p p f s i P m (m A q u m f l )= × × × + ×∑ × × Trong đó: m = 1 –Hệ số điều kiện làm việc m R = 1 – Hệ số diều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc. q p – Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc,(T/m 2 ) lấy theo bảng A7 Với h = 35m, I L < 0 Ta có q p = 394.8T/m 2 . u = P = 3.14m – Chu vi mặt cắt ngang của cọc. m f – Hệ số điều kiện làm việc của đất mặt bên cọc. Lấy theo bảng A5 m f = 0.7 Đối với trường hợp đóng ống thép. f s – Ma sát bên của lớp đất i,Tra theo bảng A2 dựa vào h i và độ sệt I L . l i – Chiều dày của lớp đất thứ i,(m). h i – Khoảng cách từ vị trí đáy bệ cọc tới trọng tâm lớp đất thứ i Ta tính sức chịu tải của mặt bên như bảng sau: Lớp đất h i (m) l i (m) I L f i (T/m 2 ) f i l i (T/m) 1 1 2 1.32 0.2 0.4 2a 3 2 < 0 4.8 9.6 5 2 5.6 11.2 7 2 6 12 9 2 6.35 12.7 2b 11 2 < 0 6.64 13.28 2c 13 2 < 0 6.92 13.84 15 2 7.2 14.4 15.5 1 7.27 14.54 3 17.5 2 0.42 3.69 7.38 4a 19.5 2 7.83 15.66 20 1 < 0 7.9 15.8 4b 22 2 < 0 8.18 16.36 24 2 8.46 16.92 26 2 8.74 17.48 SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 41 28 2 9.02 18.04 28.5 1 9.125 9.125 4d 30.5 2 < 0 9.37 18.74 32.5 2 9.65 19.3 4e 34.5 2 < 0 9.93 19.86 Sf i l i (T/m) 276.625 dn P 1(1 0.7854 394.8 3.14 0.7 276.625) 918.41T⇒ = × × + × × = Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo đất nền: dn dn tc P 918.41 [P ] 556.61T k 1.65 = = = Vậy sức chịu tải của cọc :[P] = 556.61T Xác định số lượng cọc: tt P 1387.72 N 1.5 3.74 [P] 5596.61 = β× = × = cọc Trong đó: P tt – Lực dọc tại vị trí đáy bệ mố ứng với tổ hợp trạng thái giới hạn cường độ I. P tt = 13304KN = 1356.22T Ta chọn 6 cọc và bố trí như hình vẽ: SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 42 1400 4350 4350 1400 1000150015001000 5000 25002500 5000 1400 8700 1400 11500 7.4 Tính toán nội lực cọc: Ta tính với tổ hợp nguy hiểm nhất. SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 43 BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC MẶT CẮT (5-5) KHI XẾP 2 LÀN XE Tổ hợp nội lực V (KN) Hướng dọc Hướng ngang Hx (KN) My (KNm) Hy (KN) Mx (KNm) TTGH CĐ I 13435.509 1323.644 7213.484 0.000 8720.950 TTGH CĐ II 9633.523 910.911 6186.271 407.352 11039.942 TTGH CĐ III 8703.947 1039.269 2056.706 116.386 662.569 TTGH SD 9903.892 857.825 4943.714 87.290 5480.327 7.4.1 Xác định bề rộng tính toán b c : Ta có: D = 1 > 0.8 nên bề rộng qui ước được tính theo công thức sau: c b D 1 1 1 2m= + = + = 7.4.2 Tính hệ số K: Ta có : m h 2 (D 1) 2 (1 1) 4m= × + = × + = Vậy chiều sâu đặt móng nằm trong 2 lớp đất. Lớp đất 1: Đất sét hữu cơ có h = 2m,I L = 1.32 > 1 Tra bảng G1 ta được K = 50T/m 4 . Lớp đất 2a:Đất sét lẫn ít cát mịn có h = 7m, I L < 0 tra bảng G1 ta được K = 600T/m 4 . Hệ sô K được tính theo công thức: 2 1 1 m 1 2 m 1 2 m 2 4 2 K h (2 h h ) K (h h ) K h 50 2 (2 4 2) 600 (4 2) 187.5T / m 4 × × × − + × − = × × × − + × − = = SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 44 7.4.3 Xác định hệ số biến dạng của đất quanh cọc: c 5 5 bd c K b 187.5 2 0.29 E I 3465289 0.04909 × × α = = = × × Trong đó: E c = 33994.5MPa = 3465289T/m 2 : Mô đun đàn hồi của bê tông thân cọc. I = 0.04909m 4 : Mô men quán tính mặt cắt ngang cọc. 7.4.4 Xác định chuyển vị đơn vị của cọc tại cao trình mặt đất: 0 HH δ - Chuyển vị ngang do H 0 = 1 gây ra. 0 HM δ - Chuyển vị ngang do M 0 = 1 gây ra. 0 MH δ - Chuyển vị xoay do H 0 = 1 gây ra. 0 MM δ - Chuyển vị xoay do M 0 = 1 gây ra. Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất: h L 0.29 35 10.15m − = α× = × = Trong đó: L = 35m Chiều sâu thực tế cọc hạ trong đất. Tra bảng G2 với _ h 10.15m= ta được giá trị của các hệ số: A 0 = 2.441 B 0 = 1.621 C 0 = 1.751 Các chuyên vị đơn vị của cọc tại cao trình mặt đất được xác định theo công thức: 0 0 HH 3 3 bd b A 2.441 0.000563 E I 0.29 3465289 0.04909 δ = = = α × × × × m/T 0 0 0 HM MH 2 2 bd b B 1.621 0.00011 E I 0.29 3465289 0.04909 δ = δ = = = α × × × × m -1 0 0 MM bd b C 1.751 0.000035 E I 0.29 3465289 0.04909 δ = = = α × × × × (T.m) -1 SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 45 7.4.5 Xác định chuyển vị của cọc tại đỉnh cọc: HH δ - Chuyển vị ngang do H n = 1 gây ra. HM δ - Chuyển vị ngang do M n = 1 gây ra. MH δ - Chuyển vị xoay do H n = 1 gây ra. MM δ - Chuyển vị xoay do M n = 1 gây ra. PP δ - Chuyển vị thẳng đứng do P n = 1 gây ra Do bệ trụ chôn trong đất nên ta có L 0 = 0 , Vậy chuyển vị của cọc tại đầu cọc cũng là chuyển vị của cọc tại cao trình mặt đất: 0 HH HH 0.000563δ = δ = m/T 0 HM MH HM 0.00011δ = δ = δ = T -1 0 MM MM 0.000035δ = δ = (T.m) -1 0 d PP h L h K E A C A + δ = + × × (m/T) Trong đó: L 0 = 0 – Chiều dài của cọc trên mặt đất. h = 35m – Chiều dài cọc chôn sâu trong đất. d D 1 K 0.2 5 5 = = = Hệ số xét đến sự giảm biến dạng của nền đối với những đáy móng lớn. 3 h C K h 600 35 21000T / m= × = × = - Hệ số nền của đất tại mũi cọc. K = 600T/m 4 - Hệ số ảnh hưởng của phản lực đất tại mũi cọc. 5 PP 0 35 0.2 2.4986 10 3465289 0.7854 21000 0.8754 − + ⇒ δ = + = × × × T/m 7.4.6 Xác định phản lực tại đỉnh cọc: PP ρ - Phản lực theo phương thẳng đứng do Chuyển vị thẳng đứng = 1 gây ra. HH ρ - Phản lực ngang do chuyển vị ngang = 1 gây ra. HM ρ - Phản lực ngang do chuyển vị xoay = 1 gây ra. SVTH: HOAØNG PHUÙ TUEÄ MSSV: CD03151 TRANG: 46 [...]... -10.34 - 17.9 2 0.1973 -0.891 -5.854 -15.08 36.668 27.0 9 7.2 867 -0.661 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 M(T.m) -110.7 TRANG: 58 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 TRANG: 59 z 0 BẢNG TÍNH GIÁ TRỊ LỰC CẮT Qz (T) ze A4 B4 C4 D4 0 0 0 0 1 0 Q(T) 54.862 0.7 2 0 -0.02 -0.004 -2E-04 1 53.363 1.4 4 0 -0.08 -0.021 -0.003 0.9997 49.137 2.1 6 0 -0.17997 -0.072 -0.016 0.9974 42.942 2.8 3.1 3.8 4.5 5.2 5.9 6.6 7.6 9... 548.033 7.4 .9.1.1 0.003 0.001 6 4 0.004 0.001 1 3 0.0000 0.0002 149.47 7 189.74 2 5.922 -20.037 2.990 - 17.2 58 Kiểm tra chuyển vị ngang: Ta có: u max = 1.87cm < [ u ] = 3.8cm ⇒ thõa điều kiện Kiểm tra khả năng chịu lực dọc: Tĩnh tải bản thân cọc: p c = γ c × A c × L = 2.5 × 0.7854 × 36.15 = 70.98T Điều kiện kiểm tra: Pn + γ DC × Pc = 356.2 + 1.25 × 70.98 = 444.9T < [P] = 556.1T ⇒ thõa điều kiện 7.5 Tính. .. Hsina(T)HxSina(T.m) cọc 1 2 3 Tổng -23.789 339.406 -23.789 4 47.8 50 -23.789 556.294 -71.368 1343.551 0 0 0 0 -1476.417 0.000 2419.880 943.463 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 P = ∑ P × Cosα − ∑ H × Sinα = 1343.511T H = ∑ P × Sinα + ∑ H × Cosα = 0 + 0 = 0T M = ∑ P × x × Cosα + ∑ H × x × Sinα + ∑ M = 872.095T.m Sai số của phép tính là 0% Các tổ hợp còn lại ta tính tương tự, kết quả tính tốn như bảng sau: TTGH N(T) Hy(T) TTGH 1343.55... 4.9496 23 0.401 3 16.95 Đạt 1.6 0.5972 5.2796 0.523 23 0.401 3 17.5 6 Đạt 5.1992 1.5 5.545 8 5.8924 1.7 3 0.466 5.6096 23 0.401 3 18.17 Đạt 6.2391 1.8 6.585 8 0.373 5.9396 23 0.401 3 18.78 Đạt 7 1.9 6 6.2696 6.9323 2 0.2998 6.5995 0.160 23 23 0.401 0.401 3 3 19.39 19.99 Đạt Đạt 7.6 255 2.2 8.318 4 0.035 7.2 595 23 0.401 3 21.21 Đạt 7 2.4 8 7.9 194 8.804 23 0.401 3 22.43 Đạt 9.012 10.39 2.6 -0.07 7 23 0.401... CĐ III TTGH SD V (KN) 13435.509 9633.523 8703.947 9903.892 Hướng dọc Hướng ngang Hx (KN) My (KNm) Hy (KN) Mx (KNm) 1323.644 7213.484 0.000 8720.950 910.911 6186.271 4 07.3 52 11039.942 1039.269 2056.706 116.386 662.569 8 57.8 25 4943.714 87.2 90 5480.327 Xét trường hợp theo phương dọc cầu:(My, Hx, Nz) Ta xét cho trạng thái giới hạn cường độ I: M y = 721.3T.m H x = 132.36T N z = 1343.5T Chuyển vị u, v,w của... × Cosα − (v + x × w) × Sinα) Kết quả nội lực tính tốn như bảng sau: SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 TRANG: 49 Nhóm Số cọc cọc 1 3 2 3 Sin Cos (v + a a x.w) 0 0 1 0.0032 1.5 0 0 1 0.0080 x a 1.5 Pn(T) Hn(T) Mn(T.m) 1 27.9 5 22.06 8 319.89 1 22.06 2 1 -130.466 -130.466 Ta nhận thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 2 có nội lực lớn nhất Kiểm tra lại các giá trị tính tốn: Nhóm Mn cọc (T.m) 1 -391.399 2 -391.399... 3.5 4 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 TRANG: 56 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 TRANG: 57 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH Mz (T.m) A3 B3 C3 D3 0 0 1 0 z 0 ze 0 0 0.7 2 0 -0.0013 -1E-04 1 0.2 -73.71 1.4 4 0 -0.0107 -0.002 0.9997 0.4 -38.75 2.1 6 0 -0.036 -0.011 0.9981 0.5997 -7.3 62 2.8 3.1 3.8 4.5 5.2 5.9 6.6 7.6 9 8 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.2 2.6 2 -0.0853 -0.1214 -0.2215 -0.365 -0.5587 -0.8085 -1.118 -1.6933... HxSina (T) (T.m) 0 0 0 0 0 0 P = ∑ P × Cosα − ∑ H × Sinα = 1343.551T H = ∑ P × Sinα + ∑ H × Cosα = 132.364T M = ∑ P × x × Cosα + ∑ H × x × Sinα + ∑ M = 80.902T.m Sai số của phép tính là 0% Các tổ hợp còn lại ta tính tương tự, kết quả tính tốn như bảng sau: TTGH N(T) Hx(T) TTGH 1343.55 132.36 CĐI 1 4 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ My(T.m ) 721.348 v (m) u(m) w(rad Pn(T) Hn(T) ) 0.005 0.009 0.001 319.89 22.06 6 8 MSSV:... 23.107 14.954 7.4 897 0.9532 -4.489 -10.37 -14.06 9.7 8 10.4 3 12.1 3.5 13.9 4 -2.34558 -1.96928 1.07408 9.244 -6.023 -6.765 -6.789 -0.358 -6.99 -8.84 -13.69 -15.61 -4.445 -6.52 -13.83 -23.14 -14.33 -13.71 -8.859 0.2576 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 TRANG: 60 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ MSSV: CD03151 TRANG: 61 Dựa vào các bảng tính ta có: σ max = 6.12T / m 2 z M max = 110.65T.m z Q max = 54.86T z 7.6 Kiểm tra... 110.65T.m z Q max = 54.86T z 7.6 Kiểm tra bê tơng cọc: 7.6 .1 Kiểm tra nén uốn: Ta qui đổi tiết diện hình tròn về hình vng: a = Ac = 0.7854 = 0.886m d2 322 As = 16 × π × = 16 × π × = 12868mm 2 4 4 Điều kiện kiểm tra: ' Ta có : 0.1× φ × f c × Ag = 0.1 × 0.75 × 30 × 785398 = 1767146 N = 17 67.1 KN ' Nu = 356.2 x 9.81 = 3494.3 KN > 0.1× φ × f c × Ag = 17 67.1 KN Vậy ta kiểm tốn mặt cắt theo điều kiện nén uốn: . 1.584 0.961 4.1041 6.58 57 1.9 0 .79 5 1 .77 1 .75 2 1.126 3.5604 6.9323 2 0 .73 5 1.823 1.924 1.308 3.1 077 7. 6255 2.2 0. 574 9 1.8 871 2. 272 17 1 .72 042 2.2063 8.31 87 2.4 0.3469 1. 874 5 2.60882 2.19535 1.3465 9.012. 3.1059 1.3865 0. 4 1 0.4 0.08 0.011 3.90 57 1 .73 31 0. 5 1 0.5 0.125 0.021 4. 579 8 2. 079 7 0. 6 0.999 0.6 0.018 0.036 5.5 87 2.4263 0. 7 0.999 0 .7 0.245 0.0 57 5.5 47 2 .77 29 0. 8 0.9 97 0 .79 9 0.32 0.085 5.8418 3.1195. 1323.644 72 13.484 0.000 872 0.950 TTGH CĐ II 9633.523 910.911 6186. 271 4 07. 352 11039.942 TTGH CĐ III 870 3.9 47 1039.269 2056 .70 6 116.386 662.569 TTGH SD 9903.892 8 57. 825 4943 .71 4 87. 290 5480.3 27 7.4.1