phương án cọc thép BTCT

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001

CHƯƠNG II:

PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP BTCT

I TÍNH MÓNG M 1 :

* Các trường hợp tổ hợp tải trọng cho móng :

 Tổ hợp tải trọng chính : bao gồm các tải trọng thường xuyên, các tảitrọng tạm thời tác dụng lâu dài và một trong các tải trọng tạm thời tác dụngngắn hạn

 Tổ hợp tải trọng phụ : bao gồm các tải trọng thường xuyên, các tảitải trọng tạm thời tác dụng lâu dài và ít nhất là hai tải trọng tạm thời tác dụngngắn hạn

 Tổ hợp tải trọng đặc biệt : bao gồm các tải trọng thường xuyên, tảitrọng tạm thời tác dụng lâu dài , một vài tải trọng tạm thời tác dụng ngắn hạnvà một số tải trọng đặc biệt tạm thời như động đất, nổ, địa chấn …

Theo kết quả giải nội lực khung,ta có giá trị nội lực tại mặt cắt chân cột 110là:

1) Chọn kích thước và vật liệu làm cọc :

Chọn cọc tiết diện vuông (3030)cm ; chiều dài cọc 24m , gồm 3 đoạn cọcdài 8m nối lại Mũi cọc cắm vào lớp thứ 3 (lớp cát) là lớp đất tốt

Đoạn cọc chôn sâu vào đài 150mm

Vật liệu : bêtông đúc cọc mác 250# có Rn = 110 (KG/cm2) ; cốt thép dọcdùng trong cọc là 420( Fa = 12.56 cm2), đai 8, thép CII có Ra = 2600 (KG/cm2)và Rađ = 2100 (KG/cm2)

2) Kiểm tra cẩu ,lắp cọc :

 Trường hợp vận chuyển cọc :Các móc cẩu trên cọc được bố trí ở các

điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho momentdương lớn nhất bằng moment âm có trị số tuyệt đối lớn nhất

Mmax= 0.043qL

8m

Trang 2

Trọng lượng phân bố của cọc trên 1 m dài :

q = b  h  bt = 0.3  0.3  2.5 = 0.225 (T/m) = 225 (KG/m)Moment cẩu lắp cọc :

M = 0.043 ql2 = 0.043  225 82 =619.2 (KG.m) = 61920 (KG.cm)Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp :

619200.9 o 0.9 2600 25

M Fa

Ra h

    = 1.058 (cm2)< 420 (Fa =12.56cm2)Mà Fachọn là 420 nên thép chọn cấu tạo cọc thỏa điều kiện vận chuyển

 Trường hợp dựng cọc :

Sơ đồ tính :

Moment cẩu lắp cọc :

M = 0.086 ql2 = 0.086  225 82 = 1238.4 (KG.m) =123840 (KG.cm)Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp :

1238400.9 o 0.9 2600 25

M Fa

Ra h

    = 2.117 (cm2) < 420 (12.56 cm2)Mà Fachọn là 420 nên thép chọn cấu tạo cọc thỏa điều kiện dựng ép cọc Tóm lại : ứng với hai trường hợp vận chuyển cọc và dựng cọc , thép chọn420 để cấu tạo cọc là thỏa

 Tính thép làm móc treo cọc : lực do một nhánh treo chịu khi cẩu lắp

P = 141.2  q  l = 540 (KG)  diện tích thép :Fa P 2600540

Ra

  =0.21 (cm2)Chọn 114 ( Fa = 1.539 cm2) làm móc treo

Tính đoạn thép neo móc treo vào trong cọc : neo 3.14 2 10540

k

P l

U R

Vì lneo < 30 nên chọn lneo = 30  2 = 60 (cm)

3) Chiều sâu chôn móng : chọn chiều sâu chôn móng là hm=2.5m so vớicao độ tầng hầm

Trang 3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :

Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp

3) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu :

QaVL =  ( Rn.FP + Ra.Fa )

Trong đó :  : hệ số uốn dọc

Rn : cường độ chịu nén của bêtông (T/m2)

FP : diện tích tiết diện ngang của cọc (m2)

Ra : cường độ chịu kéo của thép dọc trong cọc (T/m2)

Fa : diện tích cốt thép dọc trong cọc (m2)

 Xác định  :

Vì cọc ngàm vào đài và mũi cọc cắm vào lớp cát nên ta có thể xem sơ đồtính cọc là 2 đầu ngàm   = 0.5

Chiều dài tính toán của cọc : lo = .lđất yếu = 0.5 12.25 = 6.125 (m)

Hệ số độ mảnh :  = l0

r =20.417 ; tra bảng   = 0.968Vậy : QaVL = 0.968 (1100 0.09 + 27000  12,56.10-4 )= 128.66 ( T )

4) Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền :

Ta có công thức xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền A7 phụ lục ATCXD 205-1998 có bổ sung thêm các hệ số m’,m’R và m’f

Qtc = m.(mR qb.Ap + umf.fi.lI )Trong đó : m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất , m=1

PHẦN NỀN MÓNG – Chương 2: PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP BTCT Trang 97

Thứ tự lớp đất cọc đi qua

Q N

-5800

-4300 M

-3300

Hầm

Bùn sét : 8.45 m Lớp sét : 10 m Cát mịn : 6 m

Trang 4

mR : hệ số làm việc của đất dưới mủi cọc mR =1

mf : hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc mf =1

L = 24m chiều dài cọc

dp = đường kính đáy cọc, dp =0.3 m ; u : chu vi cọc , u = 1,2 m

qp : cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọcVới : qP = C.NC + ’VP .Nq + .dP.N

Trong đó :

C : lực dính của đất ở đầu mũi cọc C = 0.0212 ( T/m2 )

 : dung trọng đẩy nổi của lớp đất ở đầu mũi cọc  = 0.928 ( T/

m3 )

dP: đường kính của cọc dP = 0.3m

NC ; Nq ; N : là các hệ số chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất

 = 26o36’

NC = 38.79 ; Nq = 23.87 ; N = 19.7

’VP : ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc

do trọng lượng bản thân của đất

’VP =  (’I hI) = (0.5788.45+0.83710+0.9285.55)= 18.405 (T/m3) Sức chịu tải của đất nền dưới đầu mũi cọc :

QP =AP.qP= 0.09(0.021238.79+18.40523.87+0.9280.319.7)=40.1(T)Xác định mf fi li - Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc

 fi: ma sát bên cọc fi xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độsâu trung bình của các phân lớp đất zi Các lớp đất được chia thành các phân lớpcó bề dày không quá 2m

Cọc xuyên qua các lớp đất có các phân lớp như sau: Tra bảng A.2 TCVN 205:

Trang 5

fili = 85.614Sức chịu tải theo đất nền do ma sát xung quanh cọc: fili =85.614 (T/m)Sức chịu tải cực hạn ở hông cọc :

QS = 1.2 85.614 = 102.74 (T)Theo TCXD 205 :1998 lấy

FSS : hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên = 2

FSP : hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc = 3

QaĐ =102.74 40.1

2  3 = 64.77 ( T )

Vậy : sức chịu tải tính toán của cọc ép là

5) Xác định diện tích đài cọc và số lượng cọc :

Chọn khoảng cách giữa các cọc là : d = 0.3 m

Phản lực đầu cọc :

64.77(3 ) (3 0.3)

767.653 80 2.2 2.5

tt sb

tb

N F

p  h

   10.3 (m2)Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc :

Nđđ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  10.3  2.2  2.5 =62.315 (T)Số lượng cọc trong móng :

767.653 62.3151.2

64.77

c

dn

N n

Q

Chọn 16 cọc (3030cm) để bố trí

6) Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc :

PHẦN NỀN MÓNG – Chương 2: PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP BTCT Trang 99

XY

0.1 0.4 0.9m 0.9m 0.9m 0.4 0.1 0.1

0.4

0.9 m

0.1

0.9 m 0.9 m 0.4

Trang 6

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức :

max max

tt tt

y x

C

M x

M y N

Diện tích của đài cọc chọn : Fđ = 3.53.5= 12.25 (m2)

Trọng lượng của đất và đài :

Nđđ = 1.1  Fđ  tb  hm = 1.1  12.25  2.2  2.5 = 74.11 (T)Tổng tải trọng của công trình và trọng lượng của đất, đài cọc :

Ntt = 767.653 + 74.11 = 841.77 (T)Các đại lượng khác :

Nmin = 56.36 (T) > 0 : cọc chỉ chịu nén , không cần kiểm tra nhổ

7) Xác định sức chịu tải dưới đáy móng quy ước :

a/ Xác định kích thước móng quy ước :

Trang 7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 (4.86 8.45) (23 10) (27.1 5.55)



Kích thước móng quy ước :

Fqư = (LM + 2Lc.tg)(BM + 2Lc.tg) = (3.5+224tg4.39o)  (3.5+224tg4.39o) = 51.62 (m2)

b/ Xác định trọng lượng thể tích đẩy nổi của các lớp đất nằm dưới mực nước ngầm :

Lớp bùn sét :

( 1) (2.667 1)1

0.578

1 1 1.8825

n dn

d/ Xác định trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên

1119 51.62 26.5

M tb

1 (0.91 7.18 4.65 26.5)0.818 7.15 0.456

tt

R       = 107.45 (T/m2)

f/ Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy móng quy ước :

PHẦN NỀN MÓNG – Chương 2: PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP BTCT Trang101

Trang 8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001(767.653/1.2) 1119

     34.07 (T/m2) < R tt

g/ Ứng suất lớn nhất ở mép khối móng quy ước :

(6.44 /1.2) 634.07

  và maxtc 1.2R tt được thỏa mãn

8) Kiểm tra lún :

Ứng suất bản thân tại các lớp đất :

 Lớp đất bùn sét ( dày 10.45 m ) :

10.45 10.45 0.578 6.04

bt z

 Lớp đất sét ( dày 10 m ) :

20.45 10 0.837

bt z

    = 8.37 (T/m2)

 Tại lớp cát mịn tính đến đầu mũi cọc:

29.8 9.35 0.928

bt z

    = 34.07-23.08 =10.99 (T/m2)Xét tỉ số M 7.187.18

M

L

B  = 1Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau vàbằng 1.436

Bảng tính lún cho khối móng quy ước :

Điểm Độ sâu z LM/BM 2z/BM Ko gl bt

Trang 9

9) Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc :

Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn

PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục iDiện tích cốt thép tính theo công thức :

0.9 .a o

M Fa

R h

Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét

ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó

Ra : cường độ tính toán của thép

b/ Tính toán cốt thép :

Số liệu tính toán : bêtông mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép CII Ra = 2600(KG/cm2)

Chiều cao đài 1,5m ; lớp bêtông bảo vệ 5 cm

* Moment theo phương I-I :

MI-I = MI-I = r1 (P3 +P7 + P11 + P15) + r2 (P4 + P8 + P12 + P16)Trong đó : r1 = 0.15m , r2 = 1.05m

P4 = P8 = P12 =P16 = Pmaxtt = 60.74 ( T )

P3 = P7 = P11 = P15 = Pm PHẦN NỀN MÓNG – Chương 2: PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP BTCT Trang103

IIII

Trang 10

I I a

Chọn 24 cây 22 đặt @150 để bố trí ( Fachọn = 91.2cm2); mỗi cây dài 3,4m

* Moment theo phương II-II : lấy như phương I-I ( vì móng vuông bố trí16cọc đối xứng )

Chọn 2422 đặt @150 để bố trí (Fachọn =91.2 cm2); mỗi cây dài 3,4m

* Tổng khối lượng thép bố trí trong đài cọc móng M 2: 163.2m thép  22

1) Chọn chiều sâu đặt đài cọc : chọn chiều sâu chôn móng là

hm=2.5m so với cao độ tầng hầm

Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :

Trang 11

2) Diện tích đài cọc và số lượng cọc :

Chọn khoảng cách giữa tim các cọc là d = 0.3 m

64.77(3 ) (3 0.3)

471.754 80 2.2 2.5

tt sb

tb

N F

p  h

Nđđ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  6.33  2.2  2.5 = 38.31 (T)Số lượng cọc trong móng :

471.754 38.311.2

64.77

c

dn

N n

Q

   8.45 (cọc)Chọn 9 cọc để bố trí

Sơ đồ bố trí các cọc trong đài :

Q N

-5800

-4300 M

-3300

Hầm

Trang 12

Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức :

max max

tt tt

y x

C

M x

M y N

Diện tích của đài cọc chọn : Fđ = 2.62.6 = 6.76 (m2)

* Xác định góc ảnh hưởng  =

Trang 13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001( 1) (2.667 1)1

0.837

1 1 1.0012

n dn

820.23 39.44 26.5

M tb

     30.76 (T/m2) < R tt

(7.17 /1.2) 630.76

  và maxtc 1.2 tt

R

  được thỏa mãn

10.45 10.45 0.578 6.04

bt z

20.45 10 0.837

bt z

    = 8.37 (T/m2)

Trang 14

29.8 9.35 0.928

bt z

      7.68 (T/m2)Xét tỉ số M 6.286.28

M

L

B  = 1Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau vàbằng 6.28/5 = 1.256

Giới hạn nền lấy đến điểm 3 ở độ sâu 3.768 m kể từ đáy móng quy ước :

Độ lún của nền :

3

1

0.8 0.8 1.256

Vậy độ lún của khối móng quy ước thỏa

6) Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc :

Trang 15

Moment tại ngàm xác định theo công thức :

1

Trong đó : n là số lượng cọc trong phạm vi côngxôn

PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục iDiện tích cốt thép tính theo công thức :

0.9 .a o

M Fa

R h

Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét

ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó

Ra : cường độ tính toán của thép

b/ Tính toán cốt thép :

Số liệu tính toán : bêtông mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép CII Ra = 2600(KG/cm2)

Chiều cao đài 1,5m ; lớp bêtông bảo vệ 5 cm

* Moment theo phương I-I :

MI-I = r1.(P3 + P6 + P9 ) = 30.663.9 = 115.02 (T.m)Diện tích cốt thép :

5 1

1

115.02 100.9 .o o 0.9 2600 145

M Fa

R h



  = 33.9 (cm2)Chọn 18 cây16 đặt @150 để bố trí ( Fachọn = 36.198m2);mỗi cây dài 2.5 m

* Moment theo phương II-II : lấy như phương I-I ( vì móng vuông bố trí 9cọc đối xứng )

Chọn 18 cây16 đặt @150 để bố trí ( Fachọn = 36.198m2);mỗi cây dài 2.5 m

* Tổng khối lượng thép bố trí trong đài cọc móng M 2: 90m thép  16

Trang 16

III / TÍNH TOÁN MÓNG M3 :

Theo kết quả giải nội lực khung,ta có giá trị nội lực tại mặt cắt chân cột 6là

1) Chọn chiều sâu đặt đài cọc : chọn chiều sâu chôn móng là

hm=2.5m so với cao độ tầng hầm

Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :

Trang 17

2) Diện tích đài cọc và số lượng cọc :

Chọn khoảng cách giữa tim các cọc là d = 0.3 m

64.77(3 ) (3 0.3)

589.059 80 2.2 2.5

tt sb

tb

N F

p  h

Nđđ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  7.91  2.2  2.5 = 47.836 (T)Số lượng cọc trong móng :

589.059 47.8361.2

64.77

c

dn

N n

Q

Chọn 12 cọc để bố trí :

Q N

-5800

-4300 M

-3300

Hầm

Trang 18

Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức :

max max

tt tt

y x

C

M x

M y N

Diện tích của đài cọc chọn : Fđ = 3.52.6= 9.1 (m2)

a/ Xác định kích thước móng quy ước :

L M= B M= 7.18m

c

b -5800

-3300 -4300

Trang 19



Kích thước móng quy ước :

Fqư = (LM + 2Lc.tg)(BM + 2Lc.tg) = (3.5+224tg4.39o)  (2.6+224tg4.39o) = 45.13 (m2)

b/ Xác định trọng lượng thể tích đẩy nổi của các lớp đất nằm dưới mực nước ngầm :

Lớp bùn sét :

( 1) (2.667 1)1

0.578

1 1 1.8825

n dn

956.8 45.12 26.5

M tb

Trang 20

f/ Ứng suất trung bình thực tế dưới đáy móng quy ước :

     32.085 (T/m2) < R tt

(8.159 /1.2) 632.085

  và maxtc 1.2R tt được thỏa mãn

10.45 10.45 0.578 6.04

bt z

20.45 10 0.837

bt z

    = 8.37 (T/m2)

29.8 9.35 0.928

bt z

      9.005 (T/m2)Xét tỉ số M 7.186.28

M

L

B  = 1.14Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau vàbằng 6.28/5 = 1.256

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	660,5 KB