Tính toán thiết kế chung cư Hiệp Phú

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM KHOA XÂY DỰNG HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUY NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHUNG CƯ HIỆP PHÚ SVTH : NGUYỄN ĐÌNH PHAN LỚP : 08HXD2 MSSV : 08B1040157 THÁNG 10 - 2010 ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 186 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN CHƯƠNG 1 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1.1. MÔ TẢ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: Công tác khảo sát địa chất phục vụ công trình chung cư Hiệp Phú với khối lượng khảo sát gồm 2 hố khoan, nền đất tại đây được cấu tạo bởi 5 lớp đất như sau: 1.1.1. Mặt cắt địa chất công trình: Hình 5.1 Mặt cắt địa chất công trình 1.1.2. Mô tả tình hình địa chất công trình: ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 187 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu đã khảo sát là 44 m , nền đất được cấu tạo bởi 6 lớp đất thể hiện rõ trên các hình trụ hố khoan và mặt cắt địa chất công trình. 1.1.2.1. Lớp đất số 1: Là lớp đất đắp ; bề dày tại H =1.3m 1.2.1.2. Lớp đất số 2: Sét pha cát lẫn sỏi sạn Laterite- trạng thái dẻo cứng, là lớp đất tốt Lớp đất số 2 có bề dày H =5.70m tại cao độ -7.0m. Tính chất cơ lý đặc trưng của các lớp như sau:  Độ ẩm : W = 21 %  Dung trọng tự nhiên :  w = 1.956 g/cm³  Dung trọng khô :  k = 1.617 g/cm³  Dung trọng đẩy nổi :  đn = 1.016 g/cm³  Lực dính đơn vị : C = 0.265 Kg/cm²  Góc ma sát trong :  = 13 0 35 ’ 1.2.1.3. Lơp đất số 3: Sét lẫn bột và ít cát , màu xám trắng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng. Lớp đất số 3 có bề dày tại H =3.9m tại cao độ -10.9m Tính chất cơ lý đặc trưng các lớp như sau:  Độ ẩm : W = 24.2 %  Dung trọng tự nhiên :  w = 1.919 g/cm³  Dung trọng khô :  k = 1.545 g/cm³  Dung trọng đẩy nổi :  đn = 0.982 g/cm³  Lực dính đơn vị : C = 0.224 Kg/cm²  Góc ma sát trong :  = 14 0 20’ 1.1.2.4. Lớp đất số 4: Sét pha nhiều cát, màu xám trắng nâu đỏ nhạt, dẻo cứng, có bề dày tại H =2.7 m tại cao độ -13.6m Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau:  Độ ẩm : W = 21 %  Dung trọng tự nhiên :  w = 2.00 g/cm³  Dung trọng khô :  k = 1.653 g/cm³  Dung trọng đẩy nổi :  đn = 1.036 g/cm³  Lực dính đơn vị : C = 0.150 Kg/cm² ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 188 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN  Góc ma sát trong :  = 15 0 00 ’ 1.1.2.5. Lớp đất số 5: Sét lẫn bột màu nâu nhạt, xám trắng, trạng thái nửa cứng. Lớp số 5 có bề dày tại H =13m tại cao độ -26.6m Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau:  Độ ẩm : W = 24.4 %  Dung trọng tự nhiên :  w = 1.917 g/cm³  Dung trọng khô :  k = 1.541 g/cm³  Dung trọng đẩy nổi :  đn = 0.974 g/cm³  Lực dính đơn vị : C = 0.208 Kg/cm²  Góc ma sát trong :  = 15 0 50’ 1.1.2.6. Lớp đất số 6: Cát vừa đến cát mịn lẫn bột, màu xám trắng, trạng thái bời rời có bề dày H =16.5m. tại cao độ -44m Tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau:  Độ ẩm : W = 25.6 %  Dung trọng tự nhiên :  w = 1.913 g/cm³  Dung trọng khô :  k = 1.523 g/cm³  Dung trọng đẩy nổi :  đn = 0.951 g/cm³  Lực dính đơn vị : C = 0.025 Kg/cm²  Góc ma sát trong :  = 27 0 05 ’ 1.1.3. Tình hình địa chất thủy văn: Về mặt địa chất thuỷ văn, mực nước ngầm được quan sát tại 2 vị trí hố khoan trong thời điểm khảo sát, mực nước xuất hiện ở độ sâu cách mặt đất hiện hữu tại H=3.0m. ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 198 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN Bảng 5.1 Tính chất cơ lý của các lớp đất Lớp đất MÔ TẢ ĐẤT Độ ẩm tự nhiên Dung trọng Tỷ trọng Độ bão hòa Độ rỗng Hệ số rỗng Giới hạn chảy dẻo Độ sệt Nén đơn Q u Lực dính C Góc ma sát trong g/cm3 G.hạn nhão G.hạ n dẻo Chỉ số dẻo Tự nhiên Khô Đẩy nổi W%  tn  k  đn  s S% n%  0 W ch W d I p B kG/c m 2 KG/cm 2 KG/cm 2 2 Sét pha cát lẫn sỏi sạn Laterite- trạng thái dẻo cứng, là lớp đất tốt 21.0 1.956 1.617 1.016 2.690 85.1 39.9 0.664 33.9 17.1 11.7 0.27 0.265 13 0 35' 3 Sét lẫn bột và ít cát , màu xám trắng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng 24.2 1.919 1.545 0.982 2.687 88 42.5 0.739 39.4 18 21.4 0.29 0.224 14 0 20' 4 Sét pha nhiều cát, màu xám trắng nâu đỏ nhạt, dẻo cứng 21 2.00 1.653 1.036 2.68 90.6 38.3 0.621 29.5 16 13.5 0.37 0.15 15 0 00' 5 Sét lẫn bột màu nâu nhạt, xám trắng, trạng thái nửa cứng 24.4 1.917 1.541 0.974 2.686 88.2 42.6 0.743 38 18.3 19.7 0.31 0.208 15 0 50' 6 Cát vừa đến cát mịn lẫn bột, màu xám trắng, trạng thái bời rời 25.6 1.913 1.523 0.951 2.662 91.1 42.8 0.748 Không dẻo - 0.025 27 0 05' ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 199 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN 1.1.4. Đánh giá nhận xét điều kiện địa chất: Kết quả khảo sát địa chất vị trí xây dựng cơng trình: Chung cư Hiệp Phúvới khối lượng 2 hố khoan sâu 44m cho thấy: - Lớp 1: là lớp đất đắp yếu - Lớp 2: Sét pha cát lẫn sỏi sạn Laterite, trạng thái dẻo cứng, là lớp đất tốt. - Lớp 3: lớp sét lẫn boat, trạng thái dẻo cứng là lớp đất tương đối tốt. - Lớp 4: Lớp sét pha cát tương đối tốt. - Lớp 5: là lớp sét trạng thái nửa cứng, là lớp đất tương đối tốt. - Lớp 6: lớp cát trạng thái chặt vừa là lớp đất rất tốt. 1.1.5. Phân tích lựa chọn phương án móng: Dựa vào địa chất cơng trình và tải trọng truyền xuống chân cột lớn, do đó phương án móng tốt nhất cho cơng trình là móng cọc và khoan nhồi. Đối với móng cọc ta lựa chọn phương án móng cọc ép là hợp lý hơn cọc đóng(ít gây chấn động). Bởi vì phương án móng cọc ép có các ưu điểm sau: + Thích hợp với điều kiện xây chen, ít ảnh hưởng đến cơng trình lân cận. + Khơng gây tiếng động lớn. + Giá thành tương đối rẻ và được dùng phổ biến hiện nay. Bên cạnh những ưu điểm, phương án cọc ép còn có một số khuyết điểm sau : trong điều kiện địa chất gặp lớp đất cát có chiều dày lớn, các chướng ngại vật, thì việc hạ cọc gặp khó khăn. Trong những năm gần đây, để phục vụ cho vấn đề xây chen trong thành phố việc áp dụng cọc ép, cọc khoan dẫn kết hợp với búa thủy lực để xây dựng các loại nhà cao tầng khá phổ biến. Phương pháp ép cọc có ưu điểm là khơng gây chấn động và tiếng ồn khi thi cơng nhưng sức ép khơng lớn, chiều dài và tiết diện cọc bị hạn chế. Khi chiều dài cọc lớn thì phải nối nhiều đoạn tốn thời gian thi cơng và thêm kinh phí. Khi ép cọc gặp lớp cát hoặc đất dính ở trạng thái dẻo cứng thì khó ép cọc qua nếu sức ép khơng lớn. Chiều dài cọc khoảng 26m. Khi thi cơng đóng hoặc ép cọc thì khối đất cọc chiếm chỗ lớn, sẽ gây trồi rất nguy hiểm cho các cơng trình lân cận. Do đó để khắc phục nhược điểm này thì ta chọn phương pháp khoan dẫn áp dụng sẽ hợp lý hơn. 1.2 TÍNH TỐN NỘI LỰC CHO MĨNG : ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 200 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN 3 4 5 A B C D M1 7000 7000 6000 10000 7000 22000 6 850085007000 21 M2 M2 M-1 MẶT BẰNG MĨNG Từ kết quả nội lực của khung trục 5, ta chọn các cặp nội lực bất lợi nhất để tính móng đó là: (M max , N tư ); (M min , N tư ); (N max , M tư ) BẢNG CÁC CẶP NỘI LỰC BẤT LỢI CHO 4 MĨNG KHUNG TRỤC 5 Trục Cặp nội lực N (T) M (Tm) Q (T) Trục A-5 M max , N tu 327.7 14.9 7.68 M min , N tu 10.4 1.07 1.15 N max, M tu 376.2 12.5 7.06 Trục B-5 M max , N tu 536.5 34.6 16.18 M min , N tu 30.6 2.42 1.71 N max, M tu 615 34.3 17.75 Trục M max , N tu 594.4 32.3 14.84 ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 201 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN C-5 M min , N tu 19.0 0.90 0.21 N max, M tu 594.4 32.3 14.84 Trục D-5 M max , N tu 354.7 10.3 4.64 M min , N tu 26.3 0.86 1.52 N max, M tu 354.7 10.3 4.64 *Nội lực tính tốn được lấy từ cặp nội lực gây bất lợi nhất . - Chọn giá trị nội lực ở chân cột A5 là: N tt =376.2 T M tt =12.5 Tm Q tt =7.06T - Chọn giá trị nội lực ở chân cột B5 là: N tt =615 T M tt =34.3 Tm Q tt =17.75T - Chọn giá trị nội lực ở chân cột C5 là: N tt =594.4 T M tt =32.3 Tm Q tt =14.84T - Chọn giá trị nội lực ở chân cột D5 là: N tt =354.7 T M tt =10.3 Tm Q tt =4.64T * Ta thấy nội lực ở chân cột A5 & D5, B5 & C5 chênh lệch nhau khơng q 15% nội lực nên ta chọn giá trị nội lực lớn hơn để tính cho cột còn lại. ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT & NỘI LỰC MÓNG GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN 202 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN SƠ ĐỒ LỰC VÀ MĨNG N tt =376.2 T N tt =615 T N tt =615 T N tt =376.2 T M tt =12.5 Tm M tt =34.3 Tm M tt =34.3 Tm M tt =12.5 Tm Q tt =7.06Tm Q tt =17.75Tm Q tt =17.75Tm Q tt =7.06Tm ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 203 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN CHƯƠNG II TÍNH MĨNG CỌC ÉP BTCT Cọc ép được tính tốn theo các trạng thái giới hạn: - Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH1 (cường độ) dùng tải trọng tính tốn để thiết kế cọc, tính tốn đài cọc, kiểm tra khả năng chịu tải của cọc. - Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH2 (biến dạng) dùng tải trọng tiêu chuẩn để tính lún móng, kiểm tra sức chịu tải của đất nền. 2.1 Chọn chiều cao đài và chiều sâu chơn móng: - Chiều cao tối thiểu của đài xác định theo cơng thức: H đ ≥ a c +l ngam +20(cm) Trong đó : a c cạnh lớn của cột L ngam : chiều dài cọc ngàm vào cột, chọn l ngam =15cm H đ ≥ 80+15+20 cm=115cm Chọn H đ =120cm=1.2m - Chiều sâu chơn móng so với cốt nền tầng hầm là : H m = -1.2(m) so với cốt ± 0.000 là :H m = - 4.00(m) - Đài cọc được sử dụng Bêtơng B22.5 , Cốt thép AII có R s = 2800 daN/cm 2 2.2. Chọn vật liệu làm cọc: Bê tơng dùng cho cọc B22.5 : Rb =130 daN/cm 2  Cốt thép dùng thép AII: R a = 2800 daN/cm 2 Chọn tiết diện cọc : 0.3 x 0.3m  A P = d x d = 0.3 x0.3 = 0.09m 2 u = 4d = 1.2 m  Chọn sơ bộ số lượng thép trong cọc :  Chọn 416 có F a = 8.04 cm 2 , đai 6 - Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 6 (lớp cát ) là lớp đất tốt một đoạn 1.25m  Tổng chiều dài cọc ép là 24 m gồm 3 đoạn 8 m.  Cọc neo vào đài 0.15 m, đoạn đập đầu cọc 0.5m 2.3. Kiểm tra cốt thép trong cọc khi vận chuyển và lắp dựng: 2.3.1. Khi vận chuyển: [...]... 91.95T Kết luận : So sánh ba kết quả xác định sức chịu tải tính tốn của cọc theo điều kiện vật liệu và theo điều kiện đất nền, thì ta thấy sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 211 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP lớn hơn sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền, nên để thiên về an tồn ta lấy trị số nhỏ hơn để tính tốn,... Trang 213 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP 2000 1400 300 2000 300 1400 300 300 Mặt bằng bố trí cọc móng M1 2.3.6.3 Kiểm tra thiết kế móng cọc: * Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : -Lực tác dụng lên các cọc: Ntt=N+Qđ = 376.2+10.56=386.8(T) Mtt=M+Q.hđ = 12.5+7.06x1.2=20.97 (T.m) Trong đó: Q : lực cắt tính tốn M: Mo men tính tốn hđ: Chiều cao đài móng * Tải trọng... 3000 950 300 1200 300 300 950 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP Mặt bằng bố trí cọc móng M2 2.3.6.3 Kiểm tra thiết kế móng cọc: * Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : -Lực tác dụng lên các cọc: Ntt=N+Qđ = 615+19.8=634.8(T) Mtt=M+Q.hđ = 34.3+17.75x1.2=55.6 (T.m) Trong đó: Q : lực cắt tính tốn M: Mo men tính tốn hđ: Chiều cao đài móng * Tải trọng tác dụng lên cọc... PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP * Móng M1: hđ = 1.2m - Tiết diện cột: * Móng M1: bc x hc =0.4x0.5 (m) 1200 45° 500 P1+P2=154.7(T) P2+P4=169.7(T) 450 2 2 2 5 3 4 1 2000 500 1 300 1400 300 1 300700 700300 2000 Tháp xun thủng  Hình tháp xun thủng bao trùm cả móng nên móng M1 khơng bị xun thủng * Tính tốn cốt thép đài cọc M1: - Tính tốn và bố trí thép theo 2 phương - Khi tính tốn thép... (chiều cao đài tính tốn)  Chọn 1418 (Fa=35.63cm2)  Bố trí 18 a150   - Cốt thép theo phương Y, chịu MII:  Fa   Với h0=1.2-0.15=1.05m =105cm (chiều cao đài tính tốn)  Chọn 1418 (Fa=35.63cm2)  Bố trí 18 a150 MI 77.4 105   29.25cm 2 0.9.Ra ho 0.9  2800 105 3.3.6 Móng M2 (trục B & trục C) GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 221 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG... Qa Trang 222 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP Trong đó:  : Hệ số xét đến ảnh hưởng của momen tác động lên móng cọc, lấy trong khoảng [1  1.5] Chọn :  = 1.2 + Qa : sức chịu tải cho phép tính tốn của cọc đơn (kN) + Qđ : trọng lượng đài và đất phủ lên đài cọc (kN) Qđ = n  tb.Df.Fđ =1.1x2x1.2x7.5=19.8(T) - (5-13) Lực dọc tính tốn tác dụng lên đế đài: Ntt=615+19.8=634.8(T)... ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP - u : chu vi ngồi của tiết diện ngang của cọc: u = 120 cm=1.2m - li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xun qua - fi : ma sát bên của lớp đất i ở mặt bên của thân cọc (T/m2), tra trong tiêu chuẩn (Bảng A2) - qp : cư ng độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/m2) được xác định bằng cách tra bảng (Bảng A1) Cấu tạo các lớp đất cọc xun qua Tính chất cơ lý... 25.05 (m) GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 225 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP * Nội lực tiêu chuẩn gây ra tại đáy móng khối quy ước : Ntc = Ntc0 + Qm = 534.8+1037 = 1571.8 (T) Mtc = Mtc0 + Qtc0 hc = 29.83+15.43x23.85 = 397.8 Tm * Ap lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước : Cư ng độ tính tốn của đất ở đáy khối móng quy ước : Rtc =  m1m2  A  Bm    B  hm... PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP = 0.018(m) = 1.8 (cm) S=1.8cm < Sgh=8cm ( Thỏa mãn u cầu biến dạng) 500 0.00 150 1200 -2.80 NỀN TẦNG HẦM 23850 5300 N=1173.9T M=157.3T 30.14 0 31.343 -27.85m 1 32.546 33.749 34.952 11.65 11.09 9.09 2 6.80 3 4.95 4 Biểu đồ ứng suất bản thân (T/m2) Biểu đồ ứng suất gây lún (T/m2) Z Biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân 2.3.6.4 Tính tốn độ bền... 1.016  3.9  0.982 2.7  1.036  13  0.974  0.625  0.951  25.67(T / m 2 )  f si  tg 27005'(1  sin 27005')  25.67  0.25  7.4(T / m2 ) Tính lực ma sát theo phụ lục B GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT TUẤN Trang 210 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHAN ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ HIỆP PHÚ Li Ca (m) Lớp đất 2 3 4 5 6 CHƯƠNG 2: MÓNG CỌC ÉP (T/m2) 3 3.9 2.7 13 1.25 0.265 0.224 0.15 0.208 0.025  0 2 3  (T/m ) 1.016 0.982 1.036 0.974