THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC CỦA KHU ĐẤT XÂY DỰNG

Theo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu đất xây dựng được cấu tạo bởi các lớp sau: Lớp đất hữu cơ dày 0.5m Lớp đất á sét dày 3.0m Lớp đất á cát dày 5.0m Lớp đất cát hạt trung có chiều dày vô cùng. Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được cho ở bảng sau:

1 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC CỦA KHU ĐẤT XÂY DỰNG 1.1./ ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: 1.1.1./ Tài liệu cho trước: Theo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu đất xây dựng được cấu tạo bởi các lớp sau: -Lớp đất hữu cơ dày 0.5m -Lớp đất á sét dày 3.0m -Lớp đất á cát dày 5.0m -Lớp đất cát hạt trung có chiều dày vô cùng. * Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được cho ở bảng sau: ST T Lớp đất Chiề u dày Tỷ trọn g ∆ γ W W n h W d ϕ tc C tc E (m) (T/m 3 ) (% ) (% ) (% ) (đ ộ) (daN/c m 2 ) (daN/c m 2 ) 1 Hữu cơ 0.5 - 1.70 - - - - - - 2 2 Á sét 3.0 2.68 1.98 20 25 16 18 0.18 70 3 Á cát 5.0 2.66 1.95 22 24 18 22 0.16 140 4 Cát hạt trung ∞ 2.67 1.94 22 - - 28 0.08 200 -Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu -3.0m (tính từ mặt đất tự nhiên) -Dung trọng đẩy nổi của các lớp đất dưới mực nước ngầm e n đn + −∆ = 1 )1( γ γ + Lớp Á sét: đn 2 γ = 1.03 T/m 3 + Lớp Á cát: đn 3 γ = 1.0 T/m 3 + Lớp cát hạt trung: đn 4 γ = 0.99 T/m 3 1.1.2./ Đánh giá điều kiện địa chất Đánh giá trạng thái của đất theo các chỉ tiêu sau:  Lớp Á sét (lớp 2): + Chỉ số dẽo: A = W nh – W d = 25 - 16 = 9 + Độ sệt: = − = − = 9 1620 A WW B d 0.44 Ta thấy: 0.25<B = 0.44<0.5 ⇒ lớp Á sét ở trạng thái dẽo cứng. 3 + Độ no nước của mẫu đất: 0.01 0.01 20 2.68 0.85 0.624 o W G e × ×∆ × × = = = Với: ( ) ( ) 0 1 0.01 2.68 1 1 0.01 20 1 1 0.624 1.98 n W e γ γ ∆ + × × + × = − = − = ⇒ G = 0.85 > 0.8 ⇒ lớp Á sét ở trạng thái bảo hoà nước Kết luận: Lớp Á sét, trạng thái dẽo cứng, bão hòa nước .  Lớp Á cát (lớp 3): + Chỉ số dẽo: A = W nh – W d = 24 - 18 = 6 + Độ sệt: 22 18 0.66 6 d W W B A − − = = = Ta thấy: 0.5<B = 0.66<0.75 ⇒ lớp Á cát ở trạng thái dẽo mềm. + Độ no nước của mẫu đất: 0.01 0.01 22 2.66 0.664 o W G e × ×∆ × × = = = 0.88 Với: ( ) ( ) 0 1 0.01 2.66 1 1 0.01 22 1 1 0.664 1.95 n W e γ γ ∆ + × × + × = − = − = ⇒ G = 0.88 > 0.8 ⇒ lớp Á cát ở trạng thái bảo hoà nước Kết luận: Lớp Á cát, trạng thái dẽo mềm, bão hòa nước .  Lớp cát hạt trung (lớp 4): Hệ số rỗng tự nhiên 4 ( ) ( ) 0 1 0.01 2.67 1 1 0.01 22 1 1 1.94 n W e γ γ ∆× × + × × × + × = − = − = 0.679 0.50 < e = 0.679 < 0.70 ⇒ lớp Cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa. Độ bảo hoà nước: 0.01 0.01 21.7 2.67 0.85 0.679 o W G e × ×∆ × × = = = G = 0.85 > 0.8 ⇒ lớp Cát hạt vừa ở trạng thái bảo hoà nước. Kết luận: Lớp cát hạt trung, ở trạng thái chặt vừa. Với công trình này ta sử dụng giải pháp kết cấu khung BTCT toàn khối công trình thuộc loại cao tầng, tải trọng tác dụng lớn, đặc biệt là lực xô ngang gây ra bởi tải trọng gió.Công trình được xây dựng trong thành phố, trạng thái các lớp đất nền tương đối tốt, đồng thời căn cứ vào khả năng thi công thực tế ta chọn phương án móng cọc đài thấp. So với các loại móng khác thì móng cọc có nhiều ưu điểm rỏ rệt như: giảm khối lượng làm đất, tiết kiệm được vật liệu, có thể cơ giới hoá việc thi công được dễ dàng. Nó không những đáp ứng yêu 5 cầu biến dạng và cường độ của công trình đối với nền tương đối tốt mà còn có thể chịu được lực ngang và lực nhổ một cách hữu hiệu, có lợi cho việc chống gió của kết cấu nhà cao tầng. 1.2./ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: - Tải trọng: tĩnh tải, hoạt tải và gió đã được tính ở phần tính khung. Từ bảng tổ hợp nội lực cho cột khung, ta chọn các tổ hợp nội lực tại chân cột có khả năng gây nguy hiểm nhất cho móng, các giá trị này lấy theo phương ngang nhà (trong mặt phẳng khung ). Vì tải trọng tác dụng vào khung là tải trọng tính toán, nên khi tính toán móng cọc ở TTGH2, ta phải chia cho hệ số vượt tải k tc =1.15 để có tải tiêu chuẩn làm số liệu để thiết kế. - Từ kết quả phân tích nội lực của hệ khung phẳng, ứng với mỗi chân cột ta có 3 cặp nội lực nguy hiểm như sau: * M max - N tư - Q tư . * M min - N tư - Q tư * N max - M tư - Q tư Bảng tải trọng tính toán móng 6 Trục móng Tải trọng tính toán M max N tư Q tư M min N tư Q tư N max M tư Q tư (T.m) (T) (T) (T.m) (T) (T) (T) (T.m) (T) A 26.05 - 212.9 9 7.58 - 28.62 - 271.19 - 8.94 - 332.13 - 26.48 - 8.44 B 29.51 - 227.50 9.4 9 - 27.73 - 247.15 - 8.31 - 316.85 - 24.56 - 7.21 C 27.55 - 240.21 8.31 - 29.69 - 220.56 - 9.49 - 314.10 24.09 7.08 D 28.49 - 224.85 8.9 7 - 26.18 - 166.65 - 7.55 - 274.29 26.51 8.60 - Ứng suất tại chân cột theo mỗi phương được xác định theo công thức: W M F N += σ (*) Trong đó: F: Diện tích cột tại cổ móng. 6 2 hb W × = : Moment chống uốn. - Trong các tổ hợp nội lực nêu trên, tổ hợp nội lực nào cho kết quả σ max sẽ được chọn để tính móng. 7 - Ở công thức (*) , các giá trị: F, W, là các giá trị không thay đổi. Suy ra σ max khi tổng: (N + M) max . - Với các tổ hợp nội lực trên thì ta chọn tổ hợp nội lực max N , M tư , Q tư để tính toán móng, sau đó ta kiểm tra với tổ hợp nội lực còn lại cho của móng đó. 1.3./ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP: 1.3.1./ MÓNG TRỤC 2-A 1.3.1.1./ Tải trọng: - Lực dọc N truyền xuống đáy móng = lực dọc trong cột + trọng lượng đà kiềng + trọng lượng tường xây trên đà kiềng. 1 1 2 1 1 ( ) 2500 1.1 0.2 0.4 (4.5 8) 2 2 dk bt d G n b h l l γ = × × × × + = × × × × + = 1735 daN 2 1 1 2500 1.1 0.25 0.5 7 2 2 dk bt d G n b h l γ = × × × × × = × × × × × = 1203 daN 1 2 1 1 ( ) 330 1.2 3 (4.5 8) 2 2 t t t G n h l l γ = × × × + = × × × + = 7425 daN - Ta có bảng tải trọng như sau: 8 Trục móng Tổ hợp cơ bản tính toán Tổ hợp cơ bản tiêu chuẩn N tt max M tt tư Q tt tư N tc max M tc tư Q tc tư (T) (T.m) (T) (T) (T.m) (T) A 342.49 -26.48 - 8.44 297.82 -23.03 - 7.34 1.3.1.2./ Đưa ra phương án móng - Căn cứ vào các chỉ tiêu cơ lý và các đặc trưng cơ học của đất vừa xác định ở trên, ta đưa ra các phương án móng như sau: **/ Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đặt đài cọc vào lớp đất thứ 2, đặt mũi cọc vào lớp đất thứ 3 **/ Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đặt đài cọc vào lớp đất thứ 2, đặt mũi cọc vào lớp đất thứ 4 **/ So sánh: Lớp đất thứ 2 là lớp đất Á sét ở trạng thái dẻo cứng, có độ sệt B=0.44<0.6 nên ta đặt đài cọc trong lớp đất này là tốt. 9 Lớp đất thứ 3 là lớp đất Á cát ở trạng thái dẻo mềm, có độ sệt B=0.66>0.6, là lớp đất yếu nên không thể đặt mũi cọc trong lớp đất này Lớp đất thứ 4 là lớp cát hạt trung trạng thái chặt vừa, là lớp đất tốt nên ta đặt mũi cọc trong lớp đất này là hợp lý. **/ Kết luận: Đặt đài cọc trong lớp đất thứ 2, mũi cọc đặt trong lớp đất thứ 4. 1.3.1.3./ Chọn chiều sâu chôn đáy đài - Để đài cọc không bị dịch chuyển và cột không bị uốn phải đặt đài cọc ở độ sau sao cho đủ ngàm vào đất. - Kiểm tra điều kiện: 0 0 2 2 0 2 2 0 1 1 18 45 1.98 45 1.5 8.44 2 2 2 2 p m m E h tg b h tg Q T ϕ γ     = × × × − × = × × × − × > =  ÷  ÷     ⇒ m 1.73h m≥ Trong đó : ϕ - góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên, ϕ = 18 o γ - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên, γ = 1.98 T/m 3 10 b- cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tải trọng nằm ngang, giả thiết b = 1.5m. Vậy ta chọn chiều sâu chôn đài h m =1.8m. 1.3.1.4./Chọn vật liệu, kích thước cọc +Bê tông cọc và đài cọc B20, có: R b = 11.5 MPa ; R bt = 0.9 MPa. +Cốt thép:  Cốt đai dùng thép AI (Ø < 10) : R S = 225 MPa; R SW = 175 MPa  Cốt dọc chịu lục dùng thép AII (Ø ≥ 10): R S = 280 MPa; R SW = 225 MPa +Chọn chiều dài cọc L c = 14m. +Cọc ngàm vào đài 0.6 m (trong đó 0.45 m là phần cọc bị phá vỡ, phần còn lại 0.15 m) + Chọn tiết diện cọc : 30 x 30 cm. +Cốt dọc của cọc chọn 4Ø18 (A s = 10.18cm 2 ) +Sử dụng cọc ma sát. [...]... xung quanh cọc của lớp đất thứ i mà cọc xun qua li – chiều dày lớp đất phân tố * Trình tự tính tốn:Σfili - Chia các lớp đất mà cọc đi qua thành các lớp phân tố có chiều dày hi ≤ 2m - Căn cứ vào độ sâu zi tính từ mặt đất tự nhiên giữa các lớp đất phân tố và trạng thái của các lớp đất phân tố đó (tra bảng 3.20trang 202 sách Nền Móng “Châu Ngọc Ẩn” để tính trị số ma sát bên fi và phản lực đất nền ở mũi... RM =118 T/m2 25 tc σ min = 25.1 T/m2 >0 Kết ḷn: Vậy nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải, ta tiến hành kiểm tra lún cho móng khối qui ước */ Kiểm tra lún cho móng cọc đài thấp - Việc kiểm tra lún cho móng cọc được tiến hành thơng qua việc kiểm tra lún của móng khối qui ước Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp - Chia lớp đất dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp phân tố có chiều dày hi hi... Học Đất trang 269) + ϕ = 28o ⇒ A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40 + γ II = γdn4 = 0.99 T/m3.dung trọng đẩy nổi của đất ngay tại đáy khối móng quy ước + Ctc =0.08 daN/cm2 = 0.8T/m2: lực dính của lớp đất dưới đáy móng khối quy ước ' + γ II : dung trọng trung bình của các lớp đất từ đáy khối móng quy ước trở lên ' γ II = 0.99 × 6.7 + 1× 5 + 0.5 ×1.03 + 2.5 ×1.98 + 0.5 × 1.7 = 1.18 6.7 + 5 + 0.5 + 2.5 +... kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất với cọc và sức chịu tải của đất ở mũi cọc Phương pháp hạ cọc: ép cọc, đất cát hạt trung, tra bảng A3, TCXD 205:1998, có: mR = 1.2 ; mfi = 1 A - diện tích tiết diện ngang của mũi cọc, F = 0.3 x 0.3 = 0.09 m2 u - chu vi tiết diện ngang qua cọc, u = 4×0.3 = 1.2 m R - cường độ trung bình lớp đất dưới mũi cọc phụ thuộc và loại đất và chiều sâu... T/m2 -Độ lún của móng cọc (tức khối móng quy ước): 4 S = ∑ Si = 0.0043 + 0.003 + 0.0019 + 0.001 = 0.0102m i =1 Ta thấy: S=1.02 cm < Sgh = 8 cm (thỏa) Kết ḷn:Vậy đất đủ khả năng chịu lực theo điều kiện biến dạng 13400 15200 3 3200 5000 500 1800 500 1 2500 27 2 4 σ σ 28 Hình vẽ: Sơ đồ tính lún cho móng cọc trục 2-A 1.3.1.9./ Tính tốn và cấu tạo đài cọc: a) Tính tốn chiều cao của đài cọc -... -Diện tích sơ bộ của đế đài: tt N0 342.49 Fsb = tt = = 3.54 P − γ tb × h × n 100.6 − 2 × 1.8 × 1.1 m2 Trong đó: + Ntto: Tổng tải trọng tính toán xác đònh lên đỉnh đài 17 + γtb = 2 T/m3 Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài + n = 1.1: Hệ số vượt tải + h = 1.8: Chiều sâu chôn đế đài -Trọng lượng của đài: tt G0 = n × Fsb × h × γ TB =1.1 x 3.54x1.8x 2 = 14T -Số lượng cọc cần thiết ∑N +G nc... độ tính tốn của đất nền ở đáy khối móng quy ước: RM = m1 × m2 ' ( A × BM × γ II + B × H M × γ II + D × cII ) ktc Với: + Ktc =1 Hệ số độ tin cậy 24 + m1=1.2; m2 = 1.0: Tra bảng 2-2 (sách Nền và móng GSTS Nguyễn Văn Quảng) + A, B, D – các hệ số phụ thuộc vào góc nội ma sát (tra bảng sách Cơ Học Đất trang 269) + ϕ = 28o ⇒ A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40 + γ II = γdn4 = 0.99 T/m3.dung trọng đẩy nổi của. .. 1.4 ' pvl = 166T ≥ (1.5 ÷ 2) pdn = (122 ÷ 163)T (thỏa) * Kết luận: Chọn PTK = min( Pvl; Pđn,) = min(166; 81.5 ) = 81.5 T 1.3.1.6./ Thiết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc - Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau có thể coi là cọc đơn Các cọc bố trí trong mặt bằng sao cho khoảng cách của các tim cọc a ≥3d (với d - dường kính cọc) - Áp lực tính toán giả đònh tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây... chịu tải của cọc: Sức chịu tải của cọc xác định theo hai trường hợp: sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải theo vật liệu làm cọc a) Theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải của cọc Bê tơng cốt thép tiết diện (30x30)cm được xác định theo cơng thức : Pvl = ϕx(AsxRs + AbxRb) Trong đó: ϕ - hệ số uốn dọc, cọc khơng xun qua bùn, than bùn, ϕ=1 Rb = 14.5 MPa = 145 (daN/cm2) cường độ chịu nén của bê tơng... thân của đất gây ra tại đáy móng khối quy ước 5 bt σ đ = ∑ γ i hi = (0.99 × 6.7 + 1× 5 + 0.5 ×1.03 + 2.5 ×1.98 + 0.5 ×1.7) = 18 i =1 - Ứng suất bản thân tại lớp đất có chiều dày hi: bt σ ziđ = σ bt + γ dn i4 × z = 18 + 0.99 × z i - Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ước: σđgl = σtbtc - σđbt = 32.8– 18 = 14.8 T/m2 - Ứng suất gây lún do áp lực gây lún gây ra ở độ sâu zi T/m2 26 σzigl = koxσđgl Bảng tính . 1 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC CỦA KHU ĐẤT XÂY DỰNG 1.1./ ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: 1.1.1./ Tài liệu cho trước: Theo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu đất xây dựng. việc chống gió của kết cấu nhà cao tầng. 1.2./ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: - Tải trọng: tĩnh tải, hoạt tải và gió đã được tính ở phần tính khung. Từ bảng tổ hợp nội lực cho cột khung, ta chọn. gây nguy hiểm nhất cho móng, các giá trị này lấy theo phương ngang nhà (trong mặt phẳng khung ). Vì tải trọng tác dụng vào khung là tải trọng tính toán, nên khi tính toán móng cọc ở TTGH2, ta