ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG CẦU ĐƯỜNG ĐH GTVT

SỐ LIỆU THIẾT KẾ: 1/ Số liệu tải trọng (cho vị trí tim đỉnh trụ theo phương dọc) Tải trọng Ptc - Tính tải thẳng đứng Ptc - Hoạt tải thằng đứng Hx - Hoạt tải ngang My - Hoạt tải Giá trị 9000 + 10 * stt 5000 + * stt 100 200 + stt Đơn vị kN kN kN kN * m 2/ Số liệu thủy văn chiều dài nhịp: Hạng mục MNCN (Mực nước cao nhất) MNTN (Mực nước thấp nhất) CĐĐT (Cao độ đỉnh trụ) CĐMĐ (Cao độ mặt đất) CĐMĐSX (Cao độ mặt đất sau xói) Chiều dài nhịp Giá trị + 5.50 +2.00 +6.5 0.00 -1.50 30 Đơn vị m m m m m m 3/ Địa chất cơng trìnih: - Địa chất PHẦN THUYẾT MINH THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN VÀ MĨNG Sinh viên: Phạm Văn Bi NTSSV: CĐ04.ĐT-006 Số liệu đề tài: + Đề số + Địa chất cơng trình Sơ đồ tính tải trọng theo phương dọc cầu gồn: +P + Ny + Hx Yêu cầu nội dung: 1/ Phương án móng cọc BTCT đài cao móng cọc khoan nhồi 2/ Tính duyệt theo trạng thái giới hạn 3/ Nêu biện pháp thi cơng sơ A/ Các hình chiếu trụ cầu: -1- Hình B/ Số liệu thiết kế: 1/ Số liệu tải trọng (cho vị trí tim đỉnh trụ theo phương dọc cầu) Bảng Tải trọng Ptc - Tính tải thẳng đứng Ptc - Hoạt tải thằng đứng Hx - Hoạt tải ngang My - Hoạt tải Đơn vị kN kN kN kN m Giá trị 9060 5030 100 206 2/ Số liệu thủy văn chiều dài nhịp: Hạng mục MNCN (Mực nước cao nhất) MNTN (Mực nước thấp nhất) CĐĐT (Cao độ đỉnh trụ) CĐMĐ (Cao độ mặt đất) CĐMĐSX (Cao độ mặt đất sau xói) Chiều dài nhịp Đơn vị m m m m m m Giá trị + 5.50 +2.00 +6.50 ± 0.00 -1.50 30 3/ Số liệu hố khoan địa chất: (theo hình trụ số khoan) Bảng Wp (%) W (%) γs γ ϕ (độ) (KN/m3) (KN/m3) Hạng mục C.dấy lớp đất (m) WL (%) Lớp - A Lớp 0,8 22,90 67,30 37,90 70,50 9,10 15,40 Lớp 7,80 40,70 21,09 26,09 15,60 19,70 Lớp 8,50 31,70 21,60 25,53 15,70 19,70 C (KN/m2) 3o26' 0,053x100 = 5,30 o 17 05' 0,327x100 = 32,70 o 15 41' 0,248x100 =24,80 PHẦN I BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH A/ CẤU TRỤC ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LỚP ĐẤT Các kí hiệu sử dụng tính tốn địa chất cơng trình + γ (KN/m3) : Trọng lượng thể tích tự nhiên đất + γs (KN/m3) : Trọng lượng riêng hoạt động + γn (KN/m3) : Trọng lượng riêng nước + W (%) : Độ ẩm + WL (%) : Giới hạn chảy -2- + Wp (%) : Giới hạn dẻo + a (m2/KN) : Hệ số nén lún + k (m/s) : Hệ số thấm + n (%) : Độ rỗng +e : Hệ số rỗng + Sr : Độ bảo hòa + C (KN/m2) : Lực dính đơn vị + ϕ (độ) : Góc ma sát đất +∆ : Tỉ trọng đất 1/ Lớp số - A : Đất đường bao gồm hỗn hợp sét, cát sạn sỏi trạng thái cừng, kết cấu chặt chiều dầy lớp 0,8m Không tiến hành lấy mẫu lớp mặc 2/ Lớp số 1: Bùn xét màu xám nâu Trạng thái chảy kết cấu kép chặt Bề dầy lớp đặt biệt 22,90 (m) + Hệ số rỗng ban đầu : εo = 1,909 + Độ rỗng : n = 66% + Độ sệt : B = 1,11 3/ Lớp số 2: Sét lẫn hạt bụi, cát sạn sỏi LATERIT màu xám trắng, vàng nhạt Trạng thái nửa cứng, kết cấu vừa chặt bề dầy lớp đạt 7,80 (m) + Hệ số rỗng ban đầu: εo = 0,742 + Độ rỗng : n = 43% + Độ sệt : B = 0,22 4/ Lớp số 3: Sét pha nhẹ màu vàng nhạt trạng thái dẻo cứng Lớp phân bố lớp 2, độ sâu 31,5m đến hết độ sâu đáy hố khoan Bề dầy lớp đạt 8,50m + Hệ số rỗng ban đầu: εo = 0,704 + Độ rỗng : n = 41% + Độ sệt : B = 0,39 -3- B/ Đánh giá sơ địa chất: Theo quan điểm trọng học đất loại đất dính trạng thái cứng nửa cứng, đất rời trạng thái chặt làm cho cơng trình xây dựng Đất dính trạng thái dẻo mềm đất rời trạng thái chặt vừa đặt móng với điều kiện cơng trình nhỏ tải trọng khơng lớn Thế nên lớp đất số sử dụng làm móng cọc cho cơng trình, cơng trình có tải trọng lớn sử dụng móng cọc đài cao, cọc bê tơng cốt thép móng cọc đài cao, cọc khoan nhồi bêtông cốt thép PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT Tính tốn sơ lựa chọn phương án móng phần ta đưa phương án móng cọc đài cao móng cọc khoan nhồi Sự lựa chọn phương án hợp lý phương án phụ thuộc vào việc so sánh lực thiết bị đơn vị thi công, công nghệ thi công, điều kiện thi công giá thành loại móng PHƯƠNG ÁN MĨNG CỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐÀI CAO Trình tự tiến hành 1/ Thiết kế sơ móng cọc đài cao + Lựa chọn kích thước cọc + Dự báo sức chịu tải cọc + Xác định sơ số lượng cọc, ước lượng ban đầu cho số lượng cọc, nc + Bố trí cọc mặt + Bố trí cọc mặt đứng + Kích thước đài cọc 2/ Tính tốn kiểm tra cọc + Xác định tải trọng làm việc cọc + Kiểm tra cọoc thi công 3/ Tính tốn kiểm tra đài cọc + Xác định chiều cao đài + Xác định bố trí cốt thép đài 4/ Tính tốn độ lún chung móng cọc 5/ Thiết kế tổ chức thi công sơ -4- I Lựa chọn kích thước cơng trình: 1/ Kích thước cao độ bệ cọc: Việc xây dựng cầu phải đảm bảo thông thuyền, đáy bệ thường phải bố trí thấp MNTN 0,5M  1m (sách móng cơng trình cầu đường Bùi Anh Dũng - Nguyễn Sĩ Ngọc, NXB GTVT, trang 96) thay đổi MNCN MNTN tương đối lớn (3,5m) 5,50 - 2m = 3,50m để đảm bảo điều kiện mĩ quan sông tránh va chạm trực tiếp tàu thuyền vào cọc nên ta chọn cao độ đáy bệ thấp MNTN 1m Hbệ: Là chiều cao bệ cọc, hố trụ cầu bệ cọc có chiều dầy từ  3m (sách móng cơng trình cầu đường Bùi Anh Dũng - Nguyễn Sĩ Ngọc, NXB GTVT, tragn 96) ta chọn HB = 2m + Cao độ đỉnh bệ: + 1.50 + Cao độ đáy bệ: -0,75 2/ Kích thước cao độ cọc: Chọn cọc bê tơng cốt thép Đúc Sẵn, đường kính 400 x 400, chiều dài L = 29,00m (được tổ hợp từ đoạn cọc sau) + Đoạn cuối cọc: = 11,70m + Đoạn cọc: L = 11,70m + Đoạn đầu cọc: L = 5,60m Các đoạn cọc nối với phương pháp hàn trình thi cơng đóng cọc Cọc đóng vào lớp đất thứ 6,75m nhằm vào đài cọco đoạn ≥ 2.d = 40.2 = 80 cm có mơmen lớn (sách móng cơng trình cầu đường Bùi Anh Dũng - Nguyễn Sĩ Ngọc, NXB GTVT, trang 97) + Cao độ đáy bệ: - 0,75 + Cao độ mũi cọc: - 28,95 + Chiều dài cọc tính tốn: ltt = -0,75 - (-28,95) ltt = 28,20m + Chiều dài dọc thiết kế ltk = 28,20 + 0,80 -5- Ltk = 29,00 m (Đoạn cọc nằm bệ ≥ 2.d = 40.2 = 80cm = 0,8m) + Chiều dài dọc từ đáy bệ  mặt đất sau xói: 0,75 (m) 3/ Tính tốn thể tích trụ: Các kí hiệu sử dụng tính tốn + MNCN = +5.50 : Mực nước cao + MNTN = +2.00 : Mực nước thấp + CĐĐT = +6.50 : Cao độ đỉnh trụ + CĐMĐ = ± 0.00 : Cao độ mặt đất + CĐMĐSX = -1.50: Cao độ mặt đất sau xói + CĐĐoB = +1.50 : Cao độ đỉnh bệ a/ Tính chiều cao trụ cột: (Hc) Hc = CĐĐT - CĐĐB - CĐMT (Chiều cao mũ trụ) = 6,50 - 1,50 - 1,75 Hc = 3,23 m b/ Tính thể tích trụ tồn phần (chưa kể bệ cọc) Vtr = V1 + V2 + V3 (1) Trong đó: + V1 = 14 x x V1 = 28m3 + V2 = 0,5 (14 x + 9,4 x 1,4) x 0,75 V2 = 15,435 m3 + V3 = (2 x 3,14 x 0,52) x 3,25 + x x 3,25 x V3 = 11,60m3 Thế giá trị vào (1) ta Vtr = 28 + 15,435 + 11,60 Vtr = 55,035 m3 4/ Lập tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN: Các kí hiệu giá trị công thức từ số liệu đầu + Pt(tc) = 9060 (KN): Lực thẳng đứng tỉnh tải tác dụng đỉnh trụ + Ph(tc) = 5030 (KN): Lực thẳng đứng hoạt tải tác dụng đỉnh trụ -6- + Hh(tc) = 100 (KN): Lực nhanh tiểu chuẩn hoạt tải theo phương dọc + Mh(tc) = 206 (KN.m): Mômen tiêu chuần hoạt tải theo phương dọc + γbt = 25 (KN/m3): Trọng lượng riêng bêtông + γn = 10 (KN/m3): Trọng lượng riêng nước + Vtr = 53,035 (m3): Thể tích phần trụ ngập nước (chưa tính bệ lọc) + nh = 1,4: Hệ số tải trọng hoạt tải + nt = 1,1: Hệ số tải trọng tĩnh tải 5/ Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN: a/ Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu: + Nt(tc) = Pt(tc) + Ph(tc) + (γbt + Vtr) - (γn + Vtn) = 9060 + 5030 + (25 x 55,035) - (1,785 x 10) Nt(tc) = 15448,025 KN b/ Tải trọng nhanh tiêu chuẩn dọc cầu: + Hx(tc) = 100 KN c/ Mômen tiêu chuẩn dọc cầu + My(tc) = My(tc) + Hx(tc) x (CĐĐT - CĐĐB) = 206 + 100 x (6,5 - 1,50) My(tc) = 706 KN.m Tổ hợp tải trọng tính tốn theo phương dọc cầu với MNTN: a/ Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu: Nt(tt) = Pt(tc) x nt + Ph(tc) x nh + (γbt + Vtr) x nt - γn x Vtn = 9060 x 1,1 + 5030 x 1,4 + (25 x 55,035) x 1,1 - 1,785 x 10 Nt(tt) = 18.503,61 KN b/ Tải trọng ngang tính tốn dọc cầu + Hx(tc) = Hx(tc) x nh = 100 x 1,1 Hx(tc) = 140 KN c/ Momen tính tốn dọc cầu: + My(tt) = My(tt) x nh + Hx(tc) x nh (CĐĐ - CĐĐB) = 206 x 1,4 + 100 x 1,4 x My(tt) = 988,40 KN.m -7- 7/ Lập bảng tổ hợp tải trọng: Bảng Tên tải trọng Tải trọng thẳng đứng Nt Tải trọng ngang Hx Mômen My Đơn vị KN KN KN.m Tiêu chuẩn 15448,025 100 706 Tính tốn 18503,61 140 998,40 II Dự báo sức chịu tải dọc trục cọc: Sức chịu tải dọc trục cọc theo vật liệu Đối với cọc bê tông cốt thép chịu nén tâm xác định sức chịu tính tốn có xét đến độ ổn định ta dùng công thức sau: PVL = m2 ϕ (Rb Fb + Ra Fa) (2) Trong đó: + m2 : Hệ số điều kiện làm việc, tra bảng 3.11 trang 146, sách mát cơng trình cầu đường Bùi Anh Định - Nguyễn Sĩ Ngọc, NXBXD - 2005, dự kiến số cọc > 21 cọc m2 = + ϕ: Hệ số uốn dọc, phục thuộc vào kính thước tiết diện cọc, chiều dài tính tốn thân cọc Khi bị uốn dọc (L tt) Đối với móng bệ cao tồn cọc thẳng (dự kiến bố trí cọc móng tồn thằng đứng ta nhận thấy cơng trình chịu lực ngang khơng lớn) Ltt = LNT LNT : Chiều dài chịu uốn, đoạn từ đáy bệ đến độ sâu nhã cọc bị giữ chặt L M xác định theo qui ước sau: Khi L1 < nội dung lấy LM = Lo + nd - 1/2 L1 Ngược lại L1 > nd lấy LM = Lo + n d Lo chiều dài tự từ đáy bệ đến mặt đất (sau xói lỡ) L1 Chiều dài đoạn cọc nằm đất d: Đường kính cọc trịn hay cạnh cọc vuông n: Hệ số, thường lấy 5-7 chọn n = -8- Ta có: L1 = 27,45 M > n.d = x x 0,4 = 4,0M Nên ta lấy: LM = Lo + n d = 0,75 + x 0,4 LM = 2,75 M ⇒ Ltt = LM = 2,75M + Chọn cọc tiết diện 400 x 400 + Số lượng cốt dọc chủ φ 18 CT5 cốt thép AII + Cốt đai φ cốt thép AI Hình Kiểm tra điều kiện uốn dọc + Bán kính qn tính cọc Ta có: r = J F Trong đó: J: mơmen qn tính cọc F: Là diện tích tiết diện cọc r: Là bán kính quán tính cọc ⇒ r= d4 12 = d2 0,4 12 0,4 r = 0,115 + kiểm tra điều kiện Ta có: Ltt 2,75 = = 23,913 r 0,115 Tra bảng 3.2 Trang 168 sách móng Châu Ngọc Ẩn, NXBĐHQG 2005; sau nội sut ta ϕ = 0,703 + Rb: Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng, bê tông mác 300 tra bảng phụ lục 3.1 TCVN 3.1 TCVN 5574-1991 sách hướng dẫn đồ án móng Nguyễn Văn Quãng - Nguyễn Hữu Kháng, NXBXD - 1996, trang 167 Rb = 130 (kg/cm2) = 13.000 KN/m2 -9- + Ra: Cường độ chịu nén tính tốn cốt thép, thép AII Tra bảng 3.3 TCVN 5574 - 1991 sách hướng dẫn đồ án móng Nguyễn Văn Quãng - Nguyễn Hữu Khánh, NXBXD = 1996, trang 168 Ra = 2800 kg/cm2 = 280.000KN/m2 + Fa: Diện tích cốt thép dọc chủ Fa = × π Q 3,14 × 0,018 = 8× 4 Fa = 0,00203m2 + Fb: Diện tích phần bê tông cọc Fb = d2 - Ft = 0,42 - 0,00203 Fb = 0,158 m2 Thế tất số liệu vào công thức (2) ta được: PVL = x 0,703 (13000 x 0,158 + 280000 x 0,00203) PVL = 1843,547 KN 2/ Tính sức chịu tải cọc theo đất nền: Dùng công thức thực nghiệm để xác định sức chịu tải tính tốn cọc theo quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 GTVT Pđn  n tc tc  = k.m2 (U  ∑ α i Fi , l i + F R    (3) Trong đó: Mặt cắt địa chất: Ta chia nhỏ lớp đất có chiều dầy 2m Bảng tính tốn ma sát thành bên cọc đất BẢNG STT lớp Độ sâu TB (m) hi Đột sệt li (m) Fi tc (T/m2) li Fi tc B 1,11 1,11 1,11 1,11 1,11 2 2 0,2 0,4 0,6 0,7 0,766 0,4 0,8 1,2 1,4 1,532 - 10 - 0,121 0,302 0,4 1.000 0.400 0.080 0.011 0.0004 0.0001 0.000003 0.000002 0.000271 0,151 0,302 0,5 1.000 0.500 0.125 0.021 0.0004 0.0001 0.000005 0.000004 0.000233 0,181 0,302 0,6 0.999 0.600 0.180 0.036 0.0004 0.0002 0.000006 0.000007 0.000195 0,212 0,302 0,7 0.999 0.700 0.245 0.057 0.0004 0.0002 0.000009 0.000011 0.000158 0,242 0,302 0,8 0.997 0.799 0.320 0.085 0.0004 0.0003 0.000012 0.000017 0.000122 0,272 0,302 0,9 0.995 0.899 0.405 0.121 0.0004 0.0003 0.000015 0.000024 0.000086 0,302 0,302 1,0 0.992 0.997 0.499 0.167 0.0004 0.0003 0.000018 0.000033 0.000053 0,333 0,302 1,1 0.987 1.095 0.604 0.222 0.0004 0.0004 0.000022 0.000044 0.000020 0,363 0,302 1,2 0.979 1.192 0.718 0.288 0.0004 0.0004 0.000026 0.000057 -0.000012 0,393 0,302 1,3 0.969 1.287 0.841 0.365 0.0004 0.0004 0.000030 0.000073 -0.000042 0,423 0,302 1,4 0.955 1.379 0.974 0.456 0.0004 0.0005 0.000035 0.000091 -0.000070 0,454 0,302 1,5 0.937 1.468 1.115 0.560 0.0003 0.0005 0.000040 0.000111 -0.000096 0,484 0,302 1,6 0.913 1.553 1.264 0.678 0.0003 0.0005 0.000046 0.000135 -0.000121 0,514 0,302 1,7 0.882 1.633 1.421 0.812 0.0003 0.0006 0.000051 0.000162 -0.000144 0,544 0,302 1,8 0.843 1.706 1.584 0.961 0.0003 0.0006 0.000057 0.000191 -0.000165 0,575 0,302 1,9 0.795 1.720 1.752 1.126 0.0003 0.0006 0.000063 0.000224 -0.000184 0,605 0,302 2,0 0.735 1.823 1.924 1.308 0.0003 0.0007 0.000069 0.00026 -0.000200 0,665 0,302 2,2 0.575 1.887 2.272 1.720 0.0002 0.0007 0.000082 0.000342 -0.000223 0,726 0,302 2,4 0.347 1.874 2.609 2.195 0.0001 0.0007 0.000094 0.000437 -0.000233 0,786 0,302 2,6 0.033 1.755 2.907 2.724 0.0001 0.0006 0.000105 0.000542 -0.000226 0,847 0,302 2,8 -0.335 1.490 3.128 3.288 -0.0001 0.0005 0.000113 0.000654 -0.000197 0,907 0,302 3,0 -0.928 1.037 3.225 3.858 -0.0003 0.0004 0.000116 0.000768 -0.000144 1,058 0,302 3,5 -2.928 -1.272 2.463 4.980 -0.001 -0.0004 0.000089 0.000991 -0.000146 1,210 0,302 4,0 -5.854 -0.927 4.548 -0.002 -0.0022 -0.000033 0.000905 -0.000738 1,361 0,302 4,5 -9.059 -13.416 -8.772 0.255 -0.003 -0.005 -0.000306 0.000051 -0.001686 1,512 0,302 5,0 -10.394 -22.476 -22.427 -11.158 -0.004 -0.008 -0.000807 -0.00222 -0.002835 -5.941 - 72 - Bảng tính δ Z α α z 0,000 0,030 0,060 0,091 0,121 0,151 0,181 0,212 0,242 0,272 0,302 0,333 0,363 0,393 0,423 0,454 0,484 0,514 0,544 0,575 0,605 0,665 0,726 0,786 0,847 0,907 1,058 1,210 1,361 1,512 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,3024 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 A1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.999 0.999 0.997 0.995 0.992 0.987 0.979 0.969 0.955 0.937 0.913 0.882 0.843 0.795 0.735 0.575 0.347 0.033 -0.335 -0.928 -2.928 -5.854 -9.059 -10.394 B1 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.799 0.899 0.997 1.095 1.192 1.287 1.379 1.468 1.553 1.633 1.706 1.720 1.823 1.887 1.874 1.755 1.490 1.037 -1.272 -5.941 -13.416 -22.476 C1 D1 0.000 0.005 0.020 0.045 0.080 0.125 0.180 0.245 0.320 0.405 0.499 0.604 0.718 0.841 0.974 1.115 1.264 1.421 1.584 1.752 1.924 2.272 2.609 2.907 3.128 3.225 2.463 -0.927 -8.772 -22.427 0.000 0.000 0.001 0.004 0.011 0.021 0.036 0.057 0.085 0.121 0.167 0.222 0.288 0.365 0.456 0.560 0.678 0.812 0.961 1.126 1.308 1.720 2.195 2.724 3.288 3.858 4.980 4.548 0.255 -11.158 2.821A1 2.821 2.821 2.821 2.821 2.821 2.821 2.818 2.818 2.812 2.806 2.798 2.784 2.761 2.733 2.694 2.643 2.575 2.488 2.378 2.242 2.073 2.622 0.978 0.093 -1.086 -2.617 -8.259 -16.514 -25.555 -29.321 3.781B1 0.243C1 0.000 0.371 0.743 1.115 1.487 1.859 2.230 2.602 2.970 3.342 3.706 4.071 4.431 4.785 5.127 5.158 5.774 6.071 6.342 6.580 6.777 7.015 6.967 6.525 5.539 3.855 -4.229 -22.088 -49.880 -83.565 0.000 0.001 0.004 0.010 0.019 0.030 0.043 0.059 0.077 0.098 0.121 0.146 0.174 0.204 0.236 0.270 0.307 0.345 0.384 0.425 0.467 0.552 0.633 0.706 0.706 0.783 0.598 -0.225 -2.131 -5.449 Biểu đồ Mơmen (KN.m) Biểu đồ chuyển vị: 3/ Tính tóan cốt thép: a/ Tính tóan cốt thép cho cọc: Chọn bêtơng mac 300 Rn =130Kl/cm2 Thép AII có R = 2800kl/cm2 Nội lực lớn cọc nhóm Pcọc = 1281,76 KN = N Hcọc = 7,838 KN Mcọc = 10,668KN.m Ta tính tóan cọc khoan nhồi theo trường hợp chịu nén lệch tâm - 73 - 1.371D1 0.000 0.000 0.001 0.005 0.014 0.027 0.047 0.075 0.111 0.159 0.219 0.292 0.379 0.480 0.600 0.737 0.892 1.069 1.265 1.482 1.722 2.265 2.890 3.587 4.330 5.080 6.558 5.989 0.335 14.695 δz 0.000426 0.000387 0.000348 0.000309 0.000271 0.000233 0.000195 0.000158 0.000122 0.000086 0.000053 0.000020 -0.000012 -0.000042 -0.000070 -0.000096 -0.000121 -0.000144 -0.000165 -0.000184 -0.000200 -0.000223 -0.000233 -0.000226 -0.000197 -0.000144 -0.000146 -0.000738 -0.001686 -0.002835 + Tính độ lệch tâm e • Độ lệch tâm ban đầu M 10,668 e01 = N = 1281,76 e01 = 0,00832m = 0,832 cm • Độ lệch tâm ngẩu nhiên : (Do sai lệch kích thước hình học thi công e0n h 25 ⊄ 2cm (khi chiều dầy > 25cm) e0n = max 1,5cm ( Khi chiều dầy 15cm < h ≤ 25cm) 1cm ( Khi h ≤ 15cm) = 4cm 25 ⊄ e0n = max 1,5 Chọn e0n = 4cm Độ lệch tâm e e0n = e01 + e0n = 0,832 + e0n = 4,832 cm Khi M tương đối nhỏ N tương đối lớn e01 tương đối nhỏ  Đây trường hợp lệch tâm nhỏ Ta có : Ast = α Rb A Rs (29) Trong : Ast : diện tích tiết diện tịan cốt thép dọc α : hệ số Rb : Cường độ chịu nén bê tơng A: Diện tích tiết diện Rs : Cường độ chịu kéo cốt thép - 74 - Hệ số α phụ thuộc vào n vàm Ta tính n: N n = R A b N : lực thẳng đứng n= 1.281,76 * 100 130 * 7850 n = 0,125 Với : π D 3,14 * 12 = = 7850cm A= 4 Ta tính m: N e0 ς m = R A.r b Với ς = m= 1.281,76 * 100 * 4,832 * 130 * 7850 * 50 m = 0,0121 Ta tính hệ số β β= a = = 0,05 D 100 Trên đồ thị hình 5.15 họ biểu đồ tương tác tiết diện tròn với β =0,05, Sách bê tông cốt thép phần cấu kiện Ta α = 0,1 Thế tất cã số liệu vào công thức (29) ta Ast = 0,1 * 130 * 7850 2800 Ast = 36,446cm2 Chọn cốt thép 16 ϕ 18 a 200 rãi theo chu vi cọc Ta có : A18 = n18 x 3,14 x 0,92 = 16 x 3,14 x 0,92 A18 = 40,694 cm2 - 75 - Mmin = 0,5% < Ast 100% ≤ A Mmax = 3,5% Mmin = 0,5% < Mtt = 0,18% < Mmax =3,5%  Đạt yêu cầu Sức chịu tải cọc theo vật liệu Pvl = m2ϕ ( Rb Fa + Ra Fa ) Trong : m2 : Hệ số điều kiện làm việc ; Đối với cọc nhồi ta lấy m2 = 0,8 ϕ = 0,7 : Hệ số uốn dọc  Pvl = 0,7 x 0,8 (130 x 7850 + 2800 x40,694) Pvl = 635.288,192 kl tt Pvl = 635,288 T > Pmax = 127,58T Vậy cọc thỏa mản sức chịu tải theo vật liệu b/ Tính tóan thép cho đài cọc: Hình 29 MẶT BẰNG SƠ ĐỒ TÍNH TĨAN CỐT THÉP BỆ CỌC Do đài cọc nằm nước nên ta chọn lớp bêtong bảo vệ abv = 10cm Chọn lại chiều cao đài ứng với lực lớn đầu cọc Chiều cao đài Hd = hng + ht Với hng = 20cm : chiều dài cọc ngàm vào đài Ht : Xác định từ điều kiện chọc thủng cọc lên đài ứng với nội lực lớn cọc biên Pmax hxt = u * R * 0,75 c c Trong : Pmax = 215,7T: Nội lực dọc trục lớn cọc uc = π R = 3,14 : chu vi cọc Rc = 10kl/cm2 : Cường độ chịu cắt bê tông 215,7  hxt = 3,14 *100 * 0,75 = 0,92m - 76 -  Chọn hd = 2m  h0 = hd – abv = 200 – 10 = 190cm Tính tóan thép bệ cọc theo phương dọc cầu Ta có : R = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 R1 = 7093,26 KN R2 = P13 + P14 + P15 + P16 + P17 + P18 R2 = 7690,54KN Ta chọn sơ đồ (2) có tải trọng lớn để tính cốt thép theo phương dọc cầu R2 = 7690,54KN Md(tt) = R2 * = 7690,54 * Md(tt) = 15.381,08 KN.m Trong đó: R2 : Ngoại lực sơ đồ dọc cầu Md(tt) : Môpen tính tóan lớn tiết diện bệ theo phương ngang cầu (Tiết diện vị trí mép cột) Ta có Fa = M 153.180.000 = 0,9.Ra h0 0,9 * 2800 * 190 Fa = 321,247cm2 Chọn lưới thép ϕ 22 Bố trí theo lưới vng có mắc lưới 150 * 150mm theo phương dọc cầu bố t í thép : ntd = L − 2.c0 1400 − * 10 +1 = +1 a0 15 ntd = 93 Chọn ntd =93 Trong đó: L = 1400cm chiều rộng bệ trụ theo phương ngang cầu C0 = 10cm chiều dầy lớp bê tơng bảo vệ tính từ trụ cốt thép ngồi - 77 - a0 = 15cm bước lưới cốt thép (Khỏang cách giửa tim cốt thép gần ) F22(dọc cầu) = n22 f22 = 93 * 3,7994 F22(dọc cầu) = 353,344cm2 Vậy F22(dọc cầu) = 353,344 cm2 > Fa = 321,247cm2 Trong : f 22 = π d 3,14 * 2,2 = = 3,7994cm 4 Tính cốt thép bệ cọc theo phương ngang cầu: Ta có : R3 = P1 + P7 + P13 = 1182,211 + 1231,983 + 1281,756 R3 = 3.695,95 KN Mn(tt) = (R3 * 2,75) + (R3 * 0,25) = (3.695,95 * 2,75) + (3.695,95 * 0,25) Mn(tt) = 11.087,85 KN.m Ta có : Fa = M 110.878.500 = 0,9 * Ra * h0 0,9 * 2800 *190 Fa = 231,575cm2 Chọn lưới thép phi 25 bố trí theo lưới vng có mắc lưới 150*150mm theo phương ngang cầu bố trí thép ntn = L − 2.c 700 − *10 +1 = +1 a0 10 ntn = 46,33thanh Chọn ntn = 48 L = 700cm : chiều rộng bệ trụ theo phương dọc cầu C0 = 10cm : chiều dầy lớp bê tơng bảo vệ tính từ tim cốt thép mgoài A0 = 15cm : bước lưới cốt thép khỏang cách tim hai cốt thép gần Diện tích cốt thép theo phương ngang là: F25(ngang cầu) = n25 f25 = 48*4,906 F25(ngang cầu) = 235,488cm2 - 78 - Trong f 25 = π d 3,14 * 2,5 = = 4,906cm 4 Bố trí thép cịn lại theo cấu tạo phi 12 a 200 IV/ Thiết kế tổ chức thi cơng: Thi cơng cọc khoan nhồi gồm bước là: + Khoan lỗ + Đặt cốt thép + Đổ bê tông cọc a/ Khoan lổ: Đối với loại đất rời rạc khó đảm bảo ổn định thành lỗ khoan, ta dùng phương pháp khoan sét Đổ đầy lỗ khoan sét bê tông, vừa có tát dụng tạo nên áp lực định chóng lại chuyển vị thành lỗ khoan, hạn chế lắng đọng mun khoan làm cho mủi khoan tiếp xúc với đất hố Ngoài vữa bentonit ngấm vào thành hố khoan với chiều sâu khỏang 20cm Vữa sét liên kết hạt đất lại làm cho ổn định không bị tuột xuống b/ Đặt cốt thép: Cốt thép thường gia công thành đọan gọi lồng cốt thép, dùng cẩu để đặt vào lỗ khoan Cần ý bố trí miếng đệm bê tông định vị đễ cốt thép nằm vị trí tránh cốt thép nằm sát vào thành lỗ khoan lớp bảo vệ bê tông mỏng làm cốt thép nhanh bị rỏ, giảm tuổi thọ cọc Khi cốt thép dài thả đọan tiếp tục nối dài miệng lỗ khoan phương pháp hàn c/ Đổ bê tông cọc: Trước đặt cốt thép cần ý rửa chân cọc cho mùn khoan mảnh vụn Đổ bê tông cọc khoan lòng cọc khô cần ý để bê tông không bị phân lớp, cần dùng ống hay vòi bơm thả gần sát mặt bê tông, không nên đổ bê tông rơi xuống cao 1m - 79 - Thường lòng cọc có nước ngầm chảy vào vữa sét, đổ bê tông lòng cọc phải dùng phương pháp đổ bê tông nước Hiện nay, người ta dùng cã hai cách đổ óng đứng hoặ phương pháp vữa dán Chú ý bê tông cọc cần phải nhuyễn, cốt liệu bê tông không nên dùng đá to 2cm Nếu ta dùng đá to độ sụt lớn bê tông dễ bị phân lớp, xốp rõng, cần thí nghiệm theo dõi kỹ đổ bê tông CÁC BIỂU ĐỒ - Ta quy tải trọng mặt đất: M0 = M1cọc + H1 cọc + L0 Trong đó: + M1cọc = 0,727 (KN-Hn): Mơ men cọc (lấy bảng trang 30) + H1cọc = 5,217 (KN): Lực cắt cọc (lấy bảng trang 29) + L0 = 0,75 (m): Chiều dài cọc tự từ đáy bệ đến mặt đất (sau xói lở) Thế vào ta được: => M0 = 0,727 + 5,217 x 0,75 M0 = 4,64 (KN.m) H0 = 5,217 (KN) - Ta có: E.J1 cọc = 2,9 107 x d4 12 E.J1 cọc = 2,9 107 x 0,00213 = 61.770 KN.m2 - Hệ số biến dạng cọc: α= m.btt E J 1coc Trong đó: + m: đặc trưng hệ số phụ thuộc vào tính chất đất tra bảng V.5 sách móng Phan Hồng Quân, NXB GD, trang 221 β = 2.000 KN/m4 + btt: hệ rộng tính tốn btt = k (DC + 1) - 80 - Trong đó: + k = cọc hình chữ nhật + Dc = 0,4 (m): đường kính hay cạnh cọc => btt = (0,4 + 1) = 1,4 (m) E.J1 cọc = 61.770 KN.m2 - Thế vào ta được: α= 2000x1,5 = 0,538 61770 - Chiều dài tương đối cọc: L' = L x α = 27,45 x 0,538 L' = 14,768 (m) > Tra bảng V.3 sách móng Phan Hồng Quân, NXB GD, trang 228 Ta được: A0 = 2,441 B0 = 1,621 C0 = 1,751 - Xác định chuyển vị cao trình mặt đất : ∫ ∫ ∫ HH HM MM = 2,441 A0 = = 0,0002537 α E.J 0,538 x61.770 = 1,621 B0 = = 0,00009066 α E.J 0,538 x61.770 = 1,751 C = = 0,00005268 α E J 0,538.61770 Chuyển vị cao trình mặt đất: γ0: chuyển vị ngang móng cao trình mặt đất φo: chuyển vị xoay móng cao trình mặt đất Ta có: 0 Y0 = δ HH H + δ HH M - 81 - = 0,0002537 x 5,317 + 0,00009066 x 4,64 y0 = 0,00174393 (M) ϕ0 0 = - ( δ MH H + δ MM M ) = - (0,00009066 x 5,217 + 0,00005268 x 4,64) = - (0,00047297 + 0,00024443) ϕ0 = -0,0007174 (rad) Phương trình biểu diễn mơ men, lực cắt, góc xoay (các hệ số tra V3, V4, sách móng Phan Hồng Quân, NXB GD , trang 228, 229) MZ = α2 EJ.y0 A3+ α.EJϕ0.B3 + M0.C3 + H D3 α = 0,5382.61770.0,00174393A3-0,538.61770.0,0007174B3 5,217 + 4,64C3+ 0,538 D3 MZ = 31,24A3 - 23,84B3 + 4,64C3 + 9,7 D3 * Qz = α3 E.J.y0.A4+ α2.E.J.ϕ0.B4+ α.M0.C4+ H0.D4 = 0,5383.61770.0,00174393 A4 - 0,5382 61770 0,0007174 B4 + 0,538 4,64 C4 + 5,217 D4 QZ = 16,77 A4 - 12,85 B4 + 2,5 C4 + 5,217 D4 Chuyển vị cọc: YZ = y0 A1+ = 0,00174393 A1 = ϕ0 M H B1+ C1+ D1 α EJ α EJ α 0,0007174 4,64 5,217 B1 + C1 + D 0,538 0,538 61770 0,538 3.61770 = 0,00174393 A1 - 0,00133345 B1 + 0,00025952 C1+ 0,00054237 D1 Áp lực ngang: σy = ϕ M H0 m.Z   D1   y A1 + B1 + C1 + α  α α 3.EJ  α EJ = 3717,472 (0,00174393A1- 0,0013345B1+ 0,00025952C1 + - 82 - 0,00054237D1) Z σy = (6,48 A1 - 4,96 A1 + 0,96 C1 + 2,01D1) Z CHỌN BÚA ĐĨNG CỌC - Sức chịu tải tính tốn cọc theo cơng thức sau:  − n.F Q + k q  n.F  n.F    +  Q.H  + Nguyên tắc = k0 m2  2  e Q+q     Trong đó: k0: Hệ số đồng củ đất; k0 = 0,7 + m2: Hệ số điều kiện làm việc; m2 = + F: Diện tích tiết diện ngang cọc F = 40 x 40 = 1600 cm2 + n = 150T/m3 = 0,015 T/cm2, phụ thuộc vào vật liệu phương pháp đóng cọc + e = (chảy máu) + Q = (T): Trọng lượng búa đóng cọc + q = γbt x F'a x 29 q = 11,6 (T) + H = 155 (cm): chiều cao rơi búa Thế tất số liệu vào công thức ta được: 0,015 x1600 + 0,2 x11,6  − 0,015 x1600   0,015 x1600  N tt = 0,7 x1 x7 x155 x +   + 2 + 11,6     28,33 (T) - Độ lún e: n.F Q.H Q + k q x e = N tt ( N tt + n.F ) Q+q 0,015 x1600 x7 x155 x0,2 x11,6 = 28,33(28,33 + 0,015 x1600) x + 11,6 c = 2,19 (cm) - 83 - Ntt = Giá trị e thường dùng để theo dõi đóng cọc, hướng dẫn thi cơng ngồi trường Thơng qua Ngun tắc ta biết độ lún cọc sau nhát búa, đóng cọc phải đảm bảo độ lún cọc (e) phải nhỏ giá trị e = 2,19 (cm) - Chọn búa đóng cọc: Chọn loại búa thường tùy theo lượng xung kích, lấy sau: E ≥ 25 Ntt Trong đó: + E: lượng xung kích búa + Ntt: sức chịu tải cọc Thế vào ta được: E ≥ 25 Ntt E ≥ 25 x 28,33 E ≥ 708,25 (N) => Vậy ta chọn búa song động Liên Xơ cũ có số hiệu búa là: CCCM503, có kích thước trọng lượng phận sau: + Trọng lượng toàn : 7000 (N) + Trọng lượng phần xung kích : 700 (N) + Hành trình pittơng : 177 (mm) + Đường kính xi lanh : 177 (mm) + Năng lượng lần va chạm : 1400 (N.m) + Số nhát phút : 30 (nhát) THÉP CỌC NHỒI - Tính độ lệch tâm e: độ lệch tâm ban đầu e09 = M M Z (max) = tt N Pmax Trong đó: - 84 - MZ(max): mơ men lớn cọc, lấy giá trị lớn bảng 20 trang 97 MZ(max) = 196,02 (KN.m) tt Pmax = 1275,822 (KN) ; trang 84 Thế giá trị vào công thức ta được: 196,02 e01 = 1275,822 = 0,1536 (m) = 15,36 (cm) - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: => e0n = (cm) - Độ lệch tâm cuối e0 = e01 + = 15,3 + e0 = 19,36 (cm) - Độ lệch tâm giới hạn eogh = 0,4 (1,2 h - α0 h0) Trong đó: h = 100 (cm) α = 0,58 h0 = 94 (cm) => e0gh = 0,4 (1,2 x 100 - 0,58 x 94) = 26,19 (cm) Ta so sánh eogh e0 để xác định cấu kiện lệch tâm lớn hay lệch tâm bé Ta có: e0 = 19,36 (cm) < e0gh = 26,19 (cm) => Đây trường hợp lệch tâm bé Tính m: m= 1275,822 x100 x19,36 x1 130 x7850 x50 - 85 - m = 0,048 - 86 - ... < 3206,25 KN ⇒ Đạt yêu cầu 2/ Tính toán chọc thủng theo phương dọc cầu: (Sơ đồ sơ đồ 5) xem hình 17, 18 Sơ đồ - mặt phẳng LMNO sơ đồ - mặt phẳng PQRV Hai sơ đồ kiểm toán LMNO PQRV tương tự nhau,... THUẬT Tính tốn sơ lựa chọn phương án móng phần ta đưa phương án móng cọc đài cao móng cọc khoan nhồi Sự lựa chọn phương án hợp lý phương án phụ thuộc vào việc so sánh lực thiết bị đơn vị thi công,... yêu cầu SƠ ĐỒ TÍNH TỐN CHỌC THỦNG THEO MẶT BẰNG PQRV XIII/ Kiểm tra bệ cọc theo mặt phẳng nghiêng: Sơ đồ tính: 1/ Tính tốn mặt phẳng nghiên theo sơ đồ sơ đồ 2: Xem hình 19, 20 Tương tự sơ đồ tính