Ch¬ng I : Më §Çu Trong kú häc tríc ®îc sù híng dÉn gi¶ng d¹y cña thÇy gi¸o NguyÔn Huy Ph¬ng chóng em ®· ®îc lµm quen víi m«n C¬ häc ®Êt-mét m«n häc kÜ thuËt c¬ së kh«ng thÓ thiÕu ®èi víi sinh viªn khoa c«ng tr×nh c¸c trêng §¹i häc kü thuËt vµ lµ kiÕn thøc c¬ b¶n cña c¸c kü s, c¸n bé kü thuËt khi thiÕt kÕ vµ thi c«ng tr×nh. Nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n nhÊt cña C¬ häc ®Êt nh: Sù h×nh thµnh vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt, sù ph©n bè øng suÊt trong khèi ®Êt, biÕn d¹ng cña ®Êt vµ søc chÞu t¶i cña nÒn ®Êt, tÝnh æn ®Þnh cña m¸i ®Êt vµ ¸p lùc lªn têng ch¾n…§Ó vËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®· häc trong C¬ häc ®Êt vµo thiÕt kÕ mãng díi c«ng tr×nh, còng nh ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®Êt nÒn ®Ó ®a ra ph¬ng ¸n kh¶o s¸t, thiÕt kÕ mãng, ®¶m b¶o vÒ mÆt kü thuËt còng nh ®¶m b¶o vÒ mÆt kinh tÕ, chóng em ®îc lµm quen víi m«n häc NÒn vµ Mãng cïng víi ®å ¸n m«n häc. §å ¸n cña em gåm cã c¸c ch¬ng môc sau: + Më ®Çu + Ch¬ng I: Më ®Çu. + Ch¬ng II: ThiÕt kÕ mãng + Ch¬ng III: TÝnh lón cña c«ng tr×nh. + Ch¬ng IV: KÕt luËn. §îc sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o T¹ §øc ThÞnh ®Õn nay em ®· hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Em xin ch©n thanh c¶m ¬n c¸c thÇy. Sinh viªn: Vò v¨n Th¾ng Líp: DCCT B-K47 Ch¬ng ii:ThiÕt kÕ mãng 1. Chän ph¬ng ¸n mãng . Víi mÆt c¾t ®Þa chÊt nh h×nh vÏ : Bïn sÐt SÐt dÎo SÐt nöa cøng Do líp trªn cïng lµ líp bïn sÐt yÕu t¬ng ®èi dµy, do ®ã kh«ng thÓ s dông ph¬ng ¸n mãng n«ng. Díi cïng lµ líp sÐt nöa cøng nªn ta cã thÓ sö dông phíng ¸n mãng cäc. Trong thêi gian lµm viÖc cña c«ng tr×nh, cã thÓ do ¶nh hëng cña ho¹t ®éng xãi ngÇm cña dßng s«ng sÏ ¶nh hëng ®Õn chÊt lîng c«ng tr×nh. §Ó h¹n chÕ nh÷ng ¶nh hëng ®ã ta chän chiÒu s©u ®µi thÝch hîp. Gi¶ sö chiÒu s©u ®¸y ®µi lµ h = 4,5m , khi ®ã : H ϕ hmin = tg( 450 - ) ∑ 2 γ .b V× ∑ H = 0 ⇒ hmin = 0 Do ®ã ®iÒu kiÖn h ≥ 0,7. hmin lu«n tho¶ m·n . Chän cäc bª t«ng c«t thÐp tiÕt diÖn 40 × 40 cm. ChiÒu s©u cäc lµ 10,5 m víi 0,5 m ngµm vµo ®µi cäc. Cäc cã cèt däc lµ 4 thanh φ 16, cèt thÐp lo¹i CT5, bª t«ng m¸c 250 §µi cäc lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp, bª t«ng m¸c 250 kÝch thíc 9,4 × 6,4m 2.T¶i träng t¸c dông T¶i träng tiªu chuÈn: + T¶i träng th¼ng ®øng : ∑N + T¶i träng ngang: ∑H + M« men t¸c dông : T¶i träng tÝnh to¸n : = PtcI = 164 tc ∑M ∑N + PtcII + 925 = 1089 (T) = 0 tc = P tc II .e = 164. 0,5 =82 (Tm) = n. ∑ N tc Ta chän hÖ sè vît t¶i lµ n = 1,2, do ®ã : ∑ N tt =1,2.1089 = 1306,8 (T) tt ∑M tt = n. ∑M tc =1,2. 82 = 98,4(Tm) T¶i träng t¸c dông xu«ng ®¸y ®µi: +T¶i träng th¼ng ®øng : bao gåm t¶i träng do c«ng tr×nh truyÒn xuèng , t¶i träng ®µi cäc, t¶i träng cña phÇn bª t«ng tõ mÆt ®µi ®Õn mÆt ®Êt ∑ N = ∑ N tt + G Trong ®ã G lµ khèi lîng ®µi cäc . G = γ btct .V dc + G1 γ btct : khèi lîng riªng trung b×nh cña bª t«ng cèt thÐp lµm ®µi cäc, ta lÊy γ btct = 2,5 (T/m3) V dc : ThÓ tÝch ®µi cäc . G = 2,5. 9,4.6,4 = 300,8 (T) G1 = 2,5.9.6.2,5 = 337,5 (T) ∑N ⇒ = 1306,8+ 300,8 + 337,5 = 1945,1 (T) +M« men t¸c dông xu«ng ®¸y ®µi : ∑ M = 98,4 (Tm) 2. X¸c ®Þnh sè lîng cäc §Ó x¸c ®Þnh sè lîng cäc bè trÝ trong ®µi chÞu ®îc t¶i träng trªn, ta ph¶i x¸c ®Þnh ®îc søc chÞu t¶i cña cäc . a, Søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc : Ta cã : Pvl = m (RbtFbt + RctFct) Gi¶ ®Þnh víi sè lîng cäc t¬ng ®èi lín, tra b¶ng ta cã m = 1. Víi bª t«ng m¸c 250, tra b¶ng ta cã : Rbt = 1100 (T/m2) Cèt thÐp CT5 , tra b¶ng ta cã : Rct = 18000 (T/m2) . Cäc cÊu t¹o bëi 4 thanh φ 16 nªn diÖn tÝch cèt thÐp trong cäc lµ : Rct = π d 4 2 2 = 3,14. 0,016 = 0,0002 (m2). 4 V× diÖn tÝch cèt thÐp rÊt nhá nªn ta cã thÓ lÊy diÖn tÝch bª t«ng b»ng diÖn tÝch tiÕt diÖn cäc : Rbt = 0,4.0,4 = 0,16 (m2) ⇒ Pvl = 1.(1100. 0,16 +18000. 0,0002) = 179,6 ( T) b, Søc chÞu t¶i cña cäc theo ®Êt nÒn. PH = k.m ( RH.F + u. ∑ f .l i ) i Ta lÊy k = 0,7 ; m = 1; u : Chu vi tiÕt diÖn cäc cã gi¸ trÞ lµ u = ( 0,4+ 0,4).2 = 1,6m l i : ChiÒu dµy c¸c líp ®Êt mµ cäc xuyªn qua . H f H : Lùc ma s¸t giíi h¹n qua c¸c líp ®Êt. RH : Søc chÞu t¶i cña nÒn díi mòi cäc. B©y giê ta ®i x¸c ®Þnh tõng thµnh phÇn Søc chÞu t¶i cña nÒn díi mòi cäc (RH) Víi ®é s©u mòi cäc lµ 14,5m , ®Êt díi mòi cäc lµ sÐt dÎo cøng cã ®é sÖt B = 0,2 Tra b¶ng ta cã RH =553 T/m2 Lùc ma s¸t giíi h¹n qua c¸c líp ®Êt: H + Líp trªn cïng lµ líp bïn sÐt, cã ®é sÖt rÊt lín B = 1,6, nªn f = 0 1 + Líp sÐt dÎo cã ®é s©u trung b×nh lµ h = 6m , B = 0,4 H ⇒ f = 3,05 (T/m2) 2 + Líp sÐt nöa cøng n»m ë ®é s©u trung b×nh h = 11,25 m ; B = 0,2 H ⇒ f 3 = 6,68 (T/m2) Víi chiÒu dµy cäc c¾m vµo trong ®Êt nÒn lµ 10m , ta x¸c ®Þnh ®îc : i l 1 = 0m; l 2 = 3,5m; l 3 = 6,5m; Nh vËy ta cã : PH = 1.0,7.[553. 0,16 + 1,6.(3,05.3,5 + 6,68.6,5)] = 122,52 (T) Ta thÊy søc chÞu t¶i cña cäc theo ®Êt nÒn nhá h¬n søc chÞu t¶i cña nã tÝnh theo vËt liÖu. Chän PH lµm t¶i träng ®Ó tÝnh to¸n. Do ®ã sè lîng cäc trong ®µi lµ : ∑ n = µ. H N P 1,5 µ : HÖ sè kinh nghiÖm kÓ ®Õn ¶nh hëng cña t¶i träng ngang, chän µ = ⇒ n = 1,5. 1945,1 = 23,8190 122,52 §Ó tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n vµ bè trÝ ta chän 24 cäc 3. Bè trÝ cäc trong ®µi . §Ó bè trÝ cäc ta ph¶i ®i x¸c ®Þnh ¸p lùc t¸c dông xuèng ®¸y ®µi: σ max min ∑N = tc F +G ∑ + M tc W Víi: F lµ diÖn tÝch ®¸y ®µi ; F = a.b = 9,4.6.4 = 60,16 m2 . W: M« men ch«ng uèn cña ®µi cäc. 2 2 W = b.a = 9,4.6,4 = 64,17 (m3). 6 6 1727,2 82 + = 30 (T/m2). ⇒ σ max = 60,16 64,17 1727,2 82 σ min = 60,16 − 64,17 = 27,43 (T/m2). Ta thÊy møc chªn lÖch gi÷a t¶i träng lín nhÊt vµ nhá nhÊt lµ kh«ng nhiÒu, do ®ã lùc t¸c dông lªn mçi cäc trong ®µi chªnh nhau kh«ng nhiÒu. Vµ ®Ó tiÖn cho viÖc thi c«ng ta cã thÓ bè trÝ cäc ®Òu thµnh 6 hµng vµ 4 cét nh h×nh vÏ: 0,5 1,8 m 1,8 m 1,8 m 0,5 0,7 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 0.7 S¬ ®å bè trÝ cäc 4. KiÓm tra t¶iträng t¸c dông lªn ®Ønh cäc. Do hµng cäc ngoµi cïng chÞu lùc lín nhÊt nªn ta chØ cÇn kiÓm tra t¶i träng t¸c dông lªn hµng cäc ngoµi cïng: P max min 0 = ∑N M .y ∑y x + − n max 2 i Víi s¬ ®å bè trÝ cäc nh trªn ta cã : xmax = 2,7m M« men t¸c dông : ∑x M y 2 i + − M .x ∑x y = 12.( 0,92 + 2,72) = 97,2 M =0 = 98,4(Tm) x max 2 i 1945,1 98,4.2,7 + = 83,78 (T). 24 97,2 1945,1 98,4.2,7 min P0 = 24 − 97,2 = 78,31 (T). P ⇒ Nh vËy : P max 0 max 0 = = 83,78 < PH = 122,52, do ®ã ®iÒu kiÖn ®îc tho¶ m·n. 4. KiÓm tra cêng ®é ®Êt nÒn díi mòi cäc. Ta x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: σ max min = N F d + − qu M W qu Trong ®ã : Nd lµ t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông vµo ®¸y khèi mãng quy íc. M lµ m« men t¸c dông vµo mãng khèi quy íc. Wqu lµ m« men chèng uèn cña mãng khèi quy íc. F qu lµ diÖn tÝch ®¸y khèi mong quy íc. Ta cã : F qu = (A + 2.l.tg α )(B + 2.l.tg α ). A = 5,8m ; B = 8,4 m ; l = 14,5 m. α= ϕ tb = ϕ tb 4 ∑ϕ . h = ϕ . h + ϕ . h + ϕ . h ∑h h +h +h ⇒ α= i i 1 1 2 2 1 2 3 3 3 = 6 0 32'.0 + 13015'.3,5 + 130.6,5 = 13 0 5' 0 + 3,5 + 6,5 0 13 5' = 3 016' . 4 DiÖn tÝch ®¸y khèi mãng quy íc : F qu = (5,8 + 2.10.tg3016’)(8,4 + 2.10.tg3016’) = 6,94.9,54 = 66,2 (m2) M« men chèng uèn cña khèi mãng quy íc: 2 Wqu = 9,54.6,94 = 76,58 (m3) 6 T¶i träng th¼ng ®øng t¹i ®¸y khèi mãng quy íc, bao gåm t¶I träng tiªu chuÈn cña c«ng tr×nh, khèi lîng cña ®µi cäc, cña mãng khèi quy íc( trong ®ã gåm träng lîng c¸c cäc vµ ®Êt gi÷a c¸c cäc ) §Ó x¸c ®Þnh träng lîng mãng khèi quy íc ta lÊy khèi lîng thÓ tÝch trung b×nh cña mãng khèi quy íc b»ng 2 T/m3 tc Nd= ∑ N + G qu + G = 1089 + 2.66,2.10 + 300,8 + 337,5 = 3051,5 (T). ⇒ 3051,5 82 + = 47,17 66,2 76,58 3051,5 82 σ min = 66,2 − 76,58 = 45,02 σ max = (T/m2). (T/m2). ¸p lùc tiªu chuÈn cho phÐp t¸c dông lªn ®Êt ë ®¸y khèi mãng quy íc: Rtc = m (A γ b + B γ tb h) + D.c Trong ®ã : m= 1; γ = 1,92 (T/m3); h = 14,5; b=6,94m γ tb = ∑γ .h ∑h i i = i 1,57.4 + 1,96.4 + 1,92.6,5 = 1,83 (T/m3). 4 + 4 + 6,5 Víi ϕ = 130 tra b¶ng ra ta cã: A = 0,26; B = 2,06: D = 4,56 ⇒ Rtc = 1.(0,26.1,92.6,94 + 2,06.1,83.14,5) + 4,56.5,5 = 83,2 (T/m2). Do ®ã tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : σ max = 47,17 ≤ 1,2. Rtc = 99,84 (T/m2). σ max + σ min 2 = 46,1 ≤ Rtc = 83,2 (T/m2). 5. KiÓm tra søc chèng xuyªn cña cäc vµo ®µi cäc. TiÕn hµnh kiÓm tra cho hµng cäc chÞu t¶i träng chÞu t¶i träng t¸c dông lín nhÊt. τ=P max 0 u.h2 (T/m2) Víi bªt«ng m¸c 300 th× cêng ®é kh¸ng nÐn cña bªt«ng lµ Rn = 1100 ⇒ [τ ] = Ta cã : ⇒ ≤ [τ ] Rn = 110 (T/m2) 10 83,78 τ= = 34,9 (T/m2) 1,6.1,5 τ < [τ ] . Do ®ã ®iÒu kiÖn ®îc tho¶ m·n, ®µi cäc kh«ng bÞ cäc xuyªn thñng Ch¬ng III : TÝnh ®é lón cña mãng cäc. Ta tÝnh lón t¹i t©m cña mãng víi øng suÊt tiÕp xóc t¹i ®¸y khèi mãng quy íc lµ: p= σ max + σ min 2 = 46,1 (T/m2). ¸p lùc g©y lón: Pgl = p - γtbh = 46,1 - 1,83.14,5 = 19,57 (T/m2). Ta tÝnh ®é lón theo ph¬ng ph¸p ph©n tÇng lÊy tæng. Chia nÒn ®Êt ra thµnh c¸c líp ph©n tè cã chiÒu dµy h i = 0,2b = 1,388m §é lón tõng líp tÝnh theo c«ng thøc sau: Si = a0i.hi.σi Vµ ®é lón tæng céng cña nÒn lµ : S = ∑ Si KÕt qu¶ tÝnh lón ®îc tÝnh theo b¶ng sau: B¶ng tÝnh c¸c thµnh phÇn øng suÊt §iÓm tÝnh 1 2 3 4 5 6 7 σbt Zi 0 1.388 2.776 4.164 5.552 6.94 8.328 26.60 29.26 31.93 34.59 37.26 39.92 42.59 l/b 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 z/b 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 ko 1 0.972 0.848 0.682 0.532 0.414 0.325 σz 19.57 19.02 16.60 13.35 10.41 8.10 6.36 19,57 16,6 19,02 16,6 13,35 10,41 8,1 42,59 6,36 S¬ ®å ph©n bè øng suÊt T¹i ®iÓm thø 7 ta thÊy nÐn Ðp lµ 8,328m. Víi a0 = σ z < 0,2σ bt nh vËy chiÒu dµy vïng ho¹t ®éng a 0,012 = 0,0075 (cm2/kG) = 1+ e0 1 + 0,6 Nh vËy ta cã ®é lón tæng céng cña nÒn díi mòi cäc lµ: S = 0,0075.1,388.( = 8,37 (cm) 19,57 6,36 ).101 + 19,02 + 16,6 + 13,35 + 10,41 + 8,1 + 2 2 Ch¬ng IV: KÕt luËn Qua qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n ®îc sù híng dÉn cña thÇy gi¸o T¹ §øc ThÞnh ®Õn nay em ®· hoµn thµnh ®å ¸n cña m×nh. Do thêi gian cã h¹n vµ vèn kiÕn thøc céng víi kinh nghiÖm thùc tÕ cña em cßn nhiÒu h¹n chÕ, nªn ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt, kÝnh mong ®îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy gi¸o híng dÉn vµ b¹n bÌ ®ång nghiÖp. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Hµ Néi, ngµy 27 th¸ng 4 n¨m 2006 ... Qua trình làm đồ án đợc hớng dẫn thầy giáo Tạ Đức Thịnh đến em hoàn thành đồ án Do thời gian có hạn vốn kiến thức cộng với kinh nghiệm thực tế em nhiều hạn chế, nên đồ án không tránh khỏi sai... độ lún móng cọc Ta tính lún tâm móng với ứng suất tiếp xúc đáy khối móng quy ớc là: p= max + = 46,1 (T/m2) áp lực gây lún: Pgl = p - tbh = 46,1 - 1,83.14,5 = 19,57 (T/m2) Ta tính độ lún theo... 0,2b = 1,388m Độ lún lớp tính theo công thức sau: Si = a0i.hi.i Và độ lún tổng cộng : S = Si Kết tính lún đợc tính theo bảng sau: Bảng tính thành phần ứng suất Điểm tính bt Zi 1.388 2.776 4.164