phương án cọc bê tông ly tâm ứng suất trước

Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình. Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau: + Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ đất nền). + Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu). + Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không vượt quá giá trị cho phép. + Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế. + Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công. Công trình Cantavil Hoàn Cầu gồm có 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, cốt + 0,00 m được chọn đặt tại mặt sàn tầng trệt, mặt đất tự nhiên tại cốt 1,50 m, mặt sàn tầng hầm tại cốt 3,20 m. Chiều cao công trình kể từ cốt +0,00 m là 55 m. Kết cấu công trình sử dụng hệ khung lõi kết hợp vách chịu lực. Trước khi đi vào thiết kế cụ thể cho móng thì cần phải thu thập tài liệu, hồ sơ địa chất, thuỷ văn để phân tích, đánh giá lựa chọn giải pháp móng phù hợp, để đảm bảo tính khả thi, an toàn và tránh gây lãng phí cho công trình. 1.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Báo cáo khảo sát kỹ thuật này trình bày các kết quả khảo sát địa chất công trình chung cư Cantavil Hoàn Cầu tại quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh. Được thực hiện với khối lượng gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 50m. Tổng độ sâu đã khoan là 150m, 53 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của đất. Công tác khảo sát địa kỹ thuật được thưc hiện theo TCXDVN 4419:1987. 1.1.1 Địa tầng Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp khác nhau. Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dày khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mỗi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình. Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng, địa tầng tại công trường có thể chia thành các lớp đất chính sau:  Lớp k: Cát san lấp Bề dày h = 1,3 m, nằm từ mặt đất tự nhiên sâu từ 1,7 m đến 2,8 m.  Lớp 1: Sét xám trắng, đốm nâu, trạng thái dẻo mềm Bề dày h = 12,2 m, độ sâu từ 2,8 m đến 15 m.  Lớp 2: Sét pha trạng thái dẻo mềm Bề dày h = 10,8 m, độ sâu từ 15 m đến 25,8 m.  Lớp 3: Sét xám trắng trạng thái dẻo cứng Bề dày h = 7,4 m, độ sâu từ 25,8 m đến 33,2 m.

Trang 1

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 2

Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình.Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau:

+ Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điềukiện cường độ đất nền)

+ Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tạicủa kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu)

+ Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khốngchế không vượt quá giá trị cho phép

+ Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế

+ Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công.Công trình Cantavil Hoàn Cầu gồm có 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, cốt + 0,00 m được chọn đặttại mặt sàn tầng trệt, mặt đất tự nhiên tại cốt -1,50 m, mặt sàn tầng hầm tại cốt -3,20 m Chiềucao công trình kể từ cốt +0,00 m là 55 m Kết cấu công trình sử dụng hệ khung lõi kết hợpvách chịu lực

Trước khi đi vào thiết kế cụ thể cho móng thì cần phải thu thập tài liệu, hồ sơ địa chất, thuỷvăn để phân tích, đánh giá lựa chọn giải pháp móng phù hợp, để đảm bảo tính khả thi, an toàn

và tránh gây lãng phí cho công trình

1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Báo cáo khảo sát kỹ thuật này trình bày các kết quả khảo sát địa chất công trình chung cưCantavil Hoàn Cầu tại quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh Được thực hiện với khốilượng gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 50m Tổng độ sâu đã khoan là 150m, 53 mẫu đất nguyêndạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của đất

Công tác khảo sát địa kỹ thuật được thưc hiện theo TCXDVN 4419:1987

1.1.1 Địa tầng

Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp khác nhau Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dàykhá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mỗi điểm của công trình có chiềudày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình

Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng, địa tầng tại côngtrường có thể chia thành các lớp đất chính sau:

 Lớp k: Cát san lấp

Bề dày h = 1,3 m, nằm từ mặt đất tự nhiên sâu từ -1,7 m đến -2,8 m

 Lớp 1: Sét xám trắng, đốm nâu, trạng thái dẻo mềm

Trang 2

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015

 Lớp 4: Cát pha nâu vàng trạng thái dẻo

Dungtrọng tựnhiên

Dungtrọngkhô

Dungtrọngđẩy nổi

Độ

ẩm tựnhiên

Chỉ

Số SPT Gócnội masát

Chỉ sốxuyên

tiêuchuẩn

Lựcdính kết

Độsệt

Môđuyntổngbiếndạng

H(m)

γw(kN/m3)

γd(kN/m3)

γđn(kN/m3)

W(%)

NSPT ϕ

(°)

cq(kN/m2)

CII(kN/m2) IL

E(kN/m2)

Trang 4

ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHĨA 2010-2015

k

21

3

54

CÁT SAN LẤP

SÉT XÁM TRẮNG ĐỐM VÀNG, TRẠNG THÁI DẺO MỀM

SÉT PHA, TRẠNG THÁI DẺO MỀM

SÉT XÁM TRẮNG TRẠNG THÁI DẺO CỨNG

CÁT PHA NÂU VÀNG, TRẠNG THÁI DẺO CỨNG

CÁT TRUNG CÓ LẪN SẠN TRẠNG THÁI CHẶT VỪA

1.1.2 Đánh giá điều kiện địa chất

Dựa vào các chỉ tiêu cơ lý của đất nền ở bảng trên cĩ thể đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất từ

đĩ đưa ra phương án mĩng thiết kế khả thi và hợp lý Trong đồ án, sinh viên đánh giá tínhchất của đất nền chủ yếu dựa vào 2 thơng số chính là modun tổng biến dạng E0 và gĩc ma sáttrong ϕ

 Lớp 2

Lớp sét pha trạng thái dẻo mềm dày 10,8m cĩ modun biến dạng 5000<E0 = 6230< 10000kN/m2 và gĩc ma sát trong 100<ϕ=13015’<200 Do đĩ lớp đất 2 thuộc lớp cĩ khả năng chịutải trung bình

 Lớp 3

Lớp sét xám trạng thái dẻo cứng dày 7,4m cĩ mođun biến dạng 5000<E0 = 7500< 10000kN/m2 và gĩc ma sát trong 100<ϕ=14020’<200 Dĩ đĩ lớp đất 3 thuộc lớp khả năng chịu tảitrung bình

 Lớp 4

Lớp cát pha nâu vàng trạng thái dẻo cứng dày 4,3m cĩ mođun biến dạng 10000 kN/m2<E0 =

10420 kN/m2 và gĩc ma sát trong 100<ϕ=17030’<200 Dĩ đĩ lớp đất 4 thuộc lớp khả năngchịu tải khá tốt

 Lớp 5

Lớp cát trung cĩ lẫn sạn trạng thái chặt vừa dày 5,9m cĩ mođun biến dạng E0 = 15920

>10000 kN/m2 và gĩc ma sát trong 200<ϕ=23011’<300 Dĩ đĩ lớp đất 5 thuộc lớp khả năngchịu tải tốt

Trang 5

1.1.3 Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn

Nước ngầm ở khu vực qua khảo sát nhận dao động tuỳ theo mùa Mực nước tĩnh mà ta quansát thấy nằm ở độ sâu -13,5 m so với mặt đất tự nhiên Khi thi công tầng hầm ở độ sâu -1,7 m

so với mặt đất tự nhiên thì nước ngầm ít ảnh hưởng đến công trình nên khá thuận lợi, khôngcần phương án tháo khô hố móng

1.2 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN

Móng công trình được tính toán theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột,bao gồm:

Tải trọng tính toán được sử dụng để tính nền móng theo trạng thái giới hạn thứ I

Tính ứng suất tác dụng tại vị trí chân cột tương ứng với từng tổ hợp gây nên các cặp nội lựcnguy hiểm cho cột biên, cột giữa Từ đó chọn tổ hợp có cặp nội lực gây ra ứng suất lớn nhất

y x th

M M N F

Trong đó, Momen chống uốn:

2W

y x th

M M N F

tt tt tt

y x th

M M N F

• Tương tự tính cho TOHOP71, TOHOP43 được các ứng suất σth71, σth43.

⇒σmax =max(σ σth1, th44,σ σth4, th71,σth43) Lấy trường hợp cặp nội lực có σmax để đi thiết kế

Vì khung đối xứng và sự chênh lệch nội lực giữa cột A-2 và D-2, B-2 và C-2 không lớn nênchỉ cần tính móng cho cột biên trục D-2 và cột giữa trục B-2( có ứng suất chân cột lớn hơn),sau đó suy ra cho cột biên A-2 và cột giữa C-2

Bảng 1-2 Tổ hợp tải trọng tính toán tại chân cột biên A-2 (C1)

Trang 6

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015 VỊ

VỊ

TRÍ

N (kN)

M x

(kNm )

M y

(kNm )

-27.49 -97.43 100.37- 28.93 18716.9

N, Mx, My, Qxmax, Qy TOHOP7

3

12685.90

-12.06 -88.14 110.64- 8.16 18649.1

N, Mx, My, Qx, Qymax TOHOP7

8

11765.30

M y

(kNm )

42.28 70.41- -52.54 -44.94 20230.1

-N, Mxmax, My, Qx, Qy TOHOP7

12404.80

81.68 54.60- -56.25 -86.58 18553.9

-N, Mx, Mymax, Qx, Qy TOHOP5

12539.90

29.53

97.26

100.19 -31.40 18703.1

-N, Mx, My, Qxmax, Qy TOHOP7

3

12672.20

40.75

87.02

109.10 -47.72 18884

-N, Mx, My, Qx, Qymax TOHOP7

8

12358.5

65.16

54.88

61.57 -96.82 18339.6

Trang 7

-92,97(kNm) M= xA

-95,90(kN)

Q= yA

13781,10(kN) N=

40,01(kNm) M= xB

42,13(kN) Q= yB

13755,70(kN) N=

-42,28(kNm) M= xC

-44,94(kN) Q= yC

9250,27(kN) N=

94,57(kNm) M= xD

88,61(kN) Q= yD

D C

B A

-3,20 -4,70

-39,50

Hình 1.2 Nội lực tại các chân cột móng khung trục 2

1.2.2 Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ II Tảitrọng lên móng đã xác định là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn lênmóng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác bằng cách nhập tải trọng tiêuchuẩn tác dụng lên công trình Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượttải trung bình n = 1,15 Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận lấy các tổ hợp tải trọng tính toánchia cho hệ số vượt tải trung bình n = 1,15

Bảng 1-6 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột biên khung trục 2 (A-2)

VỊ

TRÍ

N (kN) (kNm) Mx (kNm) My (kN) Qx (kN) Qy

Trang 8

Mx (kN m)

My (kNm )

Qx (kN) (kN) Qy

94.87

41.50

-N, Mx, My, Qx, Qymax TOHOP7

8 10746.52- -56.66 -47.72 53.54- 84.19

Trang 9

-Bảng 1-9 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột biên khung trục 2 (D-2)

• Phương án 1: Móng cọc ly tâm ứng suất trước

• Phương án 2: Móng cọc khoan nhồi

Trang 10

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-2015PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC

1.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CỌC LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC

Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước đã xuất hiện ở Việt Nam một số năm gần đây và đã đượccác kỹ sư mạnh dạn đưa vào thiết kế nền móng cho công trình Cọc được chế tạo dựa trêncông nghệ cáp ứng lực căng trước và công nghệ quay ly tâm kết hợp với phụ gia để bê tông

có thể đạt cường độ 800 kG/cm2 Bảo dưỡng bằng hơi nước nên có thể rút ngắn thời gian bảodưỡng và đảm bảo cường độ của bê tông Cọc dạng ống có đường kính phổ biến từ 300-800,chiều dài cọc có thể lên tới 20m, có thể thi công bằng phương pháp ép hoặc đóng

• Tuỳ theo cường độ kéo của thép mà cọc được phân ra làm 3 loại (theo tiêu chuẩn NhậtBản):

+ Loại A: Cọc có sức chịu nén tốt nhất và chịu uống kém nhất vì thép được kéo ít nhất, bêtông không mất nhiều sức chịu nén

+ Loại C: Cọc có sức chịu nén kém nhất và chịu uốn tốt nhất vì thép được kéo nhiều nhất.+ Loại B: có đặc tính trung gian của hai loại trên

Những ưu điểm nổi bật của cọc ly tâm ứng suất trước:

+ Cọc có trọng lượng bản thân nhẹ hơn cọc thường, có khả năng chịu nén tốt hơn Vì vậy,người ta có thể chế tạo những cọc có kích thước dài đến 20m mà vẫn đảm bảo điều kiệnchuyên chở Hạn chế tối đa được các mối nối giữa thân cọc do đó hạn chế được sự giảm sứcchịu tải của cọc do việc nối cọc

+ Cọc có khả năng chống nứt cao vì bê tông có cường độ cao và được nén trước Đặc biệt khithi công bằng phương pháp đóng và cọc đã đạt đến độ chối nếu bê tông không được néntrước thì rất dễ bị nứt vì khả năng chịu kéo của bê tông yếu

+ Trong những trường hợp tiến độ thi công được đặt lên hàng đầu thì cọc bê tông ly tâm càngchứng tỏ được ưu điểm vì cọc được chế tạo tại công trường nhà máy, với công nghệ hấp cao

áp thì sau khi đổ bê tông và quay ly tâm thì chỉ cần hấp cao áp khoảng 2-3h thì là có thểchuyên chở ra công trường thay vì phải đợi hàng tuần như cọc bê tông thường

1.5 THIẾT KẾ MÓNG A2 VÀ D2 (TẠI CỘT BIÊN KHUNG TRỤC 2) 1.5.1 Cấu tạo đài cọc và cọc

a Đài cọc

Bê tông cấp độ bền B30:

Cường độ chịu nén : R b = 17 Mpa

Cường độ chịu kéo: R bt =1.2 Mpa

Module đàn hồi: E b = 32.5x10 3 MPa

Cốt thép chịu lực AIII (Rs = 365 MPa)

Cốt thép đai AI (Rs = 225 MPa)

Thiết kế mặt đài trùng với mép trên kết cấu sàn tầng hầm Do đó chiều sâu chôn đài so vớimặt đất tự nhiên 1,7 + 1,5 = 3,2 m (trong đó 1,7 m là khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến sàntầng hầm, 1,5 m là chiều cao dự kiến của đài)

Trang 11

b Cọc

Cọc được chọn là cọc ly tâm, có đường kính D = 500 mm

Dự kiến cọc được ngàm vào lớp đất khá tốt (lớp 4) một khoảng 2 m Do đó chiều sâu mũi cọctính từ mặt đất tự nhiên 1,3 + 12,2 + 10,8 + 7,4+ 4,3+2 = 38 m

 Tham khảo số liệu kỹ thuật cọc bê tông ly tâm ứng suất trước D500 của công ty Phan Vũ:

• Bê tông cọc dùng bê tông : B60

Cường độ chịu nén thiết kế: f c ’ = 60 MPa

Cường độ tính toán: R b =33 MPa , R bt =1.65MPa

Module đàn hồi: E b = 40.10 3 MPa

• Thép dọc cọc dùng thép sợi ứng suất trước:

Đường kính danh định: d = 9 mm

Diện tích danh định: A ps = A = 63.62 mm 2

Cường độ chịu cắt: f py = 1275 MPa

Cường độ chịu kéo: f pu = R s = 1420 MPa

Module đàn hồi: E s = 20x10 4 MPa

Momen uốn gãy : [Mug]=154,5 (kNm)

1.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc

a Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

 Khả năng chịu lực cho phép của cọc theo số liệu thiết kế của đơn vị sản xuất ( CTY

CỔ PHẦN ĐẦU TƯ PHAN VŨ).

Chọn cọc D = 500 mm loại PC, cấp tải loại A

Đặc điểm cọc PC được hiển thị trong bảng 9-10 thông số kỹ thuật bên dưới

Trang 12

Bảng 1-10 Bảng thông số liệu thiết kế

Trang 14

Dựa vào bảng thông số kỹ thuật thì cọc D = 500 mm, cấp tải loại A: Ac = 1152,33 cm2;W=3,01kN/m :

• Khả năng chịu tải của cọc : Ra = 1390 kN

• Tải trọng thi công: Ptc = 2780 kN

 Khả năng chịu tải của vật liệu khi ép cọc : Rvl = 2780 kN

 Theo phụ lục A và B TCVN7888:2008

Tính ứng suất hữu hiệu của cọc:

• Ứng suất kéo căng ban đầu:

F

A

Kiểm tra điều kiện cgp i ci

Es:Mođun đàn hồi của thép dự ứng lực trước (Mpa)

Eci:Mođun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất (MPa)

Eci=0.75Eb=0.75x40000=30000(Mpa)

Ec:Mođun đàn hồi ban đầu của bê tông (Mpa)

Trang 15

ψ(t,ti): hệ số từ biến

( ) 0.118 ( ( )0.6)

0.6 3.5 1.58

+ Tra 22TCN272:05 và nội suy được kc=0.6

kf: hệ số xét đến ảnh hưởng của cường độ bê tông

t: tuổi của bê tông (ngày); t=28 ngày

ti: tuổi của bê tông khi bắt đầu chịu lực (ngày); ti=3 ngày

H: độ ẩm (%); H= 80%

0.6

28 380

Trang 16

 Ứng suất hữu hiệu trong bê tông:

fc : ứng suất hữu hiệu trong bê tông

fc’ : cường độ chịu nén thiết kế của bê tông

Vậy chọn sức chịu tải của vật liệu theo nhà sản xuất

b Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (mục 7.2.2.1 TCVN 10304:2014)

Sức chịu tải trọng nén R c u, tính bằng kN của cọc được xác định bằng tổng sức kháng của đấtdưới mũi cọc và trên thân cọc:

R

R =γ

Trang 17

f - cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i ( được chia l i ≤2m) trên thân cọc,

lấy theo Bảng 3 và để xét đến tác động của động đất các hệ số f i được nhân với hệ số0,85 ;

k

γ - hệ số an toàn, γ =k 1, 4;

 Tính sức chịu tải cực hạn do ma sát thân cọc:

Trang 18

Trang 19

Bảng 1-11 Tính sức chịu tải do ma sát thân cọc

Lớp

đất Loại đất

Cao độ

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb (kN/m2) 6000.000

Tiết diện ngang mũi cọc Ab (m2) 0.196Chu vi tiết diện ngang thân cọc u (m) 1.570

c Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền (phụ lục G- TCVN 10304:2014)

Sức chịu tải cực hạn của cọc:

Trang 20

F - hệ số an toàn cho thành phần kháng mũi lấy bằng 2,0-3,0

Việc lựa chọn hệ số an toàn cho thành phần ma sát nhỏ hơn hệ số an toàn cho thành phầnkháng mũi vì: hai đại lượng trên không đạt cực hạn cùng một lúc, thường ma sát bên đạt cựchạn trước sức kháng mũi

 Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát RS

R =u∑ f l Trong đó:

u – chu vi tiết diện ngang cọc,u= π =d 3,14.0,5 1,57 = m ;

k - hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i lên cọc, k i = −1 sinϕi

Bảng 1-12 Tính toán thành phần ma sát xung quanh cọc

Trang 21

li γi ci φi ki

' ,

q = cN +N qγ + α γ NγTrong đó:

Trang 22

s

R - sức chịu tải cực hạn do ma sát(kN);

b

R - sức chịu tải cực hạn do chống mũi(kN);

 Tính toán sức chống cực hạn của mũi xuyên

R = A q = A k q Trong đó:

+ k c- là hệ số chuyển đổi sức kháng mũi xuyên thành sức kháng mũi cọc, tra bảng G2 k c=0,5;

+ q c - là sức chống xuyên trung bình, lấy trong khoảng 3d phía trên và 3d phía dưới mũi cọc(vì cọc cắm vào lớp cát hạt trung lẫn sạn đoạn 2m > 3d = 1,5m nên trong phạm vi trên vàdưới mũi cọc đều là lớp đất cát hạt trung lẫn sạn, do đó q c = 11598 (kN/m 2 );

+ A b- diện tích tiết diện ngang của cọc, Ap= 0,19 m 2

Trang 23

s i i

R =u∑l f Trong đó:

+ u – là chu vi tiết diện ngang cọc, u = 1,57 (m);

+ li - chiều dài của cọc trong lớp đất thứ i ;

+ f i - lực ma sát đơn vị của lớp đất thứ i và được xác định theo cường độ đất nền ở mũi cọc

+ q ci- là sức kháng mũi xuyên trung bình trong lớp đất thứ i;

+ αi- là hệ số chuyển đổi từ sức kháng xuyên sang sức kháng trên thân cọc, tra bảng G2

e Sức chịu tải thiết kế

Sức chịu tải thiết kế của cọc:

, min( ; ; ) min(1390; 2780;2233,91; 2020,57;1553) 1390

Vậy R a tk,  = 1390 kN

1.5.3 Kiểm tra cọc làm việc đài thấp và chọn chiều cao đài

 Để móng làm việc như móng cọc đài thấp, chiều sâu chôn đài (D ) phải lớn hơn giá f

trị hmin, khi đó đất nền sẽ đóng vai trò chịu toàn bộ tải trọng ngang của móng Cụ thể:

min0,7

f

0 min

2

tan(45 )

Q h

b

ϕγ

Trong đó:

Q - là lực xô ngang

Trang 24

ϕ góc ma sát trong của lớp đất đặt đài.

γ dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài.

Giá trị lực ngang lớn nhất tại chân cột: Q max =96,46kN

Giả sử bề rộng đài móng là b=4m

Đài móng đặt tại lớp đất có ϕ =11 250 '; γ =20kN m/ 3

0 0 min

11 25' 2.96,46

Bề mặt của đài ở cao độ sàn tầng hầm (-3,20m)

Chiều cao đài sơ bộ chọn 1,5 m

Chiều sâu chôn móng tính từ mặt đất tự nhiên là 3,2m

Vậy chiều sau chôn đài tại cao độ -4.70 m(thỏa điều kiện)

2 0 0 ' .(h ) tan (45 11 25 / 2).20.3, 2.1,5.4 257

Trang 25

Thoả điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết tải nganghoàn toàn do lớp đất từ trên đáy đài tiếp nhận và lúc đó giả thiết các cọc chỉ chịu kéo, nén.

1.5.4 Xác định số lượng cọc trong đài

Xác định sơ bộ số lượng cọc:

,tk

tt c

a

N n

R

= β

Trong đó:

tt

N - lực dọc tính toán tại chân cột (ngoại lực tác dụng lên móng);

Vì trong quá trình giải khung, để tăng nội lực chân cột cũng như nguy hiểm cho khung, khi

mô hình không tính đà kiềng và sàn tầng hầm Do đó khi tính móng phải cộng thêm các tảitrọng này vào phần lực dọc tại chân cột

Đà kiềng, kích thước tiết diện: 300x700mm

Khoảng cách giữa các cọc theo phương X là 3d = 1500 mm

Khoảng cách giữa các cọc theo phương Y là 3d = 1500 mm

Khoảng cách giữa mép cọc tới mép ngoài của đài chọn là d/2 = 250mm

Mặt bằng bố trí cọc như hình 9.5 :

Trang 26

Chiều cao đài được giả thiết ban đầu hđ = 1,5 m

Trọng lượng tính toán của đài:

N P

Trang 27

p = kN > : không cần kiểm tra cọc chịu nhổ

 Kiểm tra với tổ hợp còn lại

Trang 28

iy

1078,89 100,3 1179,19 13901016,51 0

iy

Trang 29

1067,87 100,3 1168,17 1390997,88 0

iy

Trang 30

Tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên cọc biên:

1023,38 100,3 1123,68 1390951,89 0

iy

Trang 31

ax min

1051,12 100,3 1151, 42 1390988,84 0

+ Tải trọng truyền xuống cọc đảm bảo không vượt quá sức chịu tải cho phép của cọc

+ Không có cọc nào trong móng chịu nhổ

1.5.6 Kiểm tra nền dưới đáy khối móng quy ước

O

Hình 1.6 Kích thước khối móng qui ước

a Kích thước khối móng quy ước

Quan niệm cọc và đất giữa các cọc làm việc đồng thời như một khối móng quy ước đồng nhấtđặt trên lớp đất bên dưới mũi cọc Độ lún của móng trong trường hợp này là do nền dưới đáykhối móng quy ước gây ra, biến dạng của bản thân các cọc được bỏ qua Tính toán và kiểmtra theo trạng thái giới hạn II và tải trọng được dùng tính toán là tải tiêu chuẩn

Trang 32

Mặt truyền tải của khối móng quy ước được mở rộng hơn so với diện tích đáy đài với gócmở:

i

h h

b Trọng lượng khối móng quy ước

Khối lượng đất trong móng quy ước

c Kiểm tra điều kiện làm việc đàn hồi của các lớp đất dưới móng khối quy ước

Tải trọng tiêu chuẩn quy về đáy khối móng quy ước

m m

k

Trang 33

tc tc tb qu

N p A

N p

Vậy điều kiện đất nền được thoả mãn

Do đó lớp đất dưới đáy móng có thể coi là làm việc đàn hồi và có thể tính toán được độ lúncủa nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính Tính toán độ lún của nền theo phương phápcộng lún từng lớp

1.5.7 Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước

Bản chất của phương pháp cộng lún từng lớp là chia nền dưới đáy móng thành nhiều lớpphân tố, rồi tính lún cho từng lớp phân tố không xét đến ảnh hưởng nở hông Độ lún cuốicùng bằng tổng độ lún của các lớp phân tố

Tính độ lún của móng cọc trong trường hợp này được xem độ lún của móng khối quy ước

Trang 34

Bảng 1-19 Bảng tính ứng suất bản thân theo chiều sâu của các lớp đất

(m)

γ(kN/m3)

Ứng suất bản thânbt

σ

(kN/m2)

gl zi bt zi

σ σ

0,8

gl

zi i i

E

=

Trang 35

Hình 1.7 Ứng suất phân bố dưới đáy khối móng qui ước

1.5.8 Kiểm tra điều kiện chọc thủng

Chọn a = 15 cm, chiều cao làm việc của đài h0=1,5 0,15 1,35− = m

Với góc xiên 450 thì thấy tháp chọc thủng bao hết các cọc nên không phải kiểm tra chọcthủng

Trang 36

Trang 38

 Tính thép cho phương X:

Tiết diện tính toán : bxh = 4000x1500mm

Momen tương ứng với mặt ngàm I-I:

m b

0,029.17.400.145

79,5365

b s

A n a

Tiết diện tính toán : bxh = 4000x1500mm

Momen tương ứng với mặt ngàm II-II:

m b

0,028.17.400.145

75,7365

b s

A n a

Vậy: bố trí thép cho phương ngắn đài cọc: 26φ 20s150 (mm).

Chọn φ 12a200 đặt cấu tạo ở lớp trên.

Trang 39

700 700

Trang 40

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010-20151.6 THIẾT KẾ MÓNG B2 VÀ C2 (TẠI CỘT GIỮA KHUNG TRỤC 2)

1.6.1 Cấu tạo đài cọc và cọc

Chọn thiết kế giống như móng A2 và D2

1.6.2 Tính toán sức chịu tải của cọc

Thiết kế tính toán móng cột giữa, các thông số chiều sâu chôn móng, chiều dài cọc, vật liệucọc và chiều cao đài được chọn giống như khi thiết kế cột biên Do vậy, kết quả quá trình tínhtoán sức chịu tải của cọc ở móng cột giữa được lấy từ kết quả thiết kế móng cột biên ở mục1.5

Sức chịu tải thiết kế: R a tk,  = 1390 kN

1.6.3 Kiểm tra cọc làm việc đài thấp và chọn chiều cao đài

 Để móng làm việc như móng cọc đài thấp, chiều sâu chôn đài (D ) phải lớn hơn giá f

trị hmin, khi đó đất nền sẽ đóng vai trò chịu toàn bộ tải trọng ngang của móng Cụ thể:

min0,7

b

ϕγ

Trong đó: Q - là lực xô ngang

ϕ góc ma sát trong của lớp đất đặt đài.

γ dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài.

Giá trị lực ngang lớn nhất tại chân cột: Q max =94,62kN

Giả sử bề rộng đài móng là b=5,5m

Đài móng đặt tại lớp đất có ϕ =11 250 '; γ =20kN m/ 3

0 0 min

11 25' 2.94,62

Bề mặt của đài ở cao độ sàn tầng hầm (-3,20m)

Chiều cao đài sơ bộ chọn 1,5 m

Chiều sâu chôn móng tính từ mặt đất tự nhiên là 3,2m

Vậy chiều sau chôn đài tại cao độ -4,70 m(thỏa điều kiện)

 Kiểm tra lực cắt:

Định dạng
Số trang	107
Dung lượng	5,72 MB

phương án cọc bê tông ly tâm ứng suất trước

PHƯƠNG ÁN 2: CỌC KHOAN NHỒ