Đồ án nền móng

THIT K MễN HC NN V MểNG Giỏo viờn hng dn: Nguyn c Hnh Sinh viờn : Nguyn Vn V Lp : Cu ng Anh Khúa 47 Mó SV : 0617421 bi : 9-8-3 PHầN I Báo cáo khảo sát địa chất công trình I Cấu trúc địa chất đặc điểm lớp đất Các ký hiệu sử dụng tính toán: s n W WL Wp a k n e Sr c : Trọng lợng riêng đất tự nhiên (kN/m3) : Trọng lợng riêng hạt đất (kN/m3 : Trọng lợng riêng nớc ( n=9.81kN/m3) : Độ ẩm (%) : Giới hạn chảy (%) : Giới hạn dẻo (%) : Hệ số nén (m2/kN) : Hệ số thấm (m/s) : Độ rỗng : Hệ số rỗng : Độ bão : Lực dính đơn vị (kN/m2) : Tỷ trọng đất (độ) : Tỷ trọng đất Tại lỗ khoan BH3, khoan xuống cao độ - 40m, gặp lớp đất nh sau: Lớp 1: Lớp lớp cát xám , xám đen, kết cấu rời rạc Chiều dày lớp xác định đợc BH3 4.30m, cao độ mặt lớp 0.00m, cao độ đáy -4.30m Chiều sâu xói lớp đất 1.70m Lớp 2: Lớp lớp sét xám nâu, xám đen, trạng thái chảy, phân bố dới lớp Chiều dày lớp 3.90m, cao độ mặt lớp -4.30m, cao độ đáy -8.20m Lớp 3: Lớp thứ gặp BH3 lớp cát hạt nhỏ, kết cấu chặt vừa, phân bố dới lớp Chiều dày lớp 28.80 m, cao độ mặt lớp -8.20 m, cao độ đáy lớp -37m Lớp 4: Lớp thứ gặp BH3 lớp cát hạt trung, màu xám, kết cấu chặt, phân bố dới lớp Chiều dày lớp 3.0 m, cao độ mặt lớp -37.0 m, cao độ đáy lớp -40.0m II Nhận xét kiến nghị Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu qui mô công trình dự kiến xây dựng, ta có số nhận xét kiến nghị sau: Nhận xét: + Điều kiện địa chất công trình phạm vi khảo sát nhìn chung phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố thay đổi phức tạp + Lớp đất số 1, lớp đất yếu số xuyên tiêu chuẩn sức chịu tải nhỏ, lớp có trị số SPT trung bình, lớp có trị số SPT sức chịu tải cao + Lớp đất số dễ bị lún sụt xây dựng trụ cầu Kiến nghị + Với đặc điểm địa chất công trình đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát BTCT cho công trình cầu lấy lớp đất số làm tầng tựa cọc + Nên cọc ngập sâu vào lớp đất số để tận dụng khả chịu ma sát cọc PHầN II Thiết kế kĩ thuật Bố trí chung công trình Cát bụi, màu xám, xám đen, kết cấu rời rạc Sét màu xám nâu, xám đen, trạng thái chảy Cát hạt nhỏ, màu xám, kết cấu chặt vừa Cát hạt trung, màu xám, kết cấu chặt I Lựa chọn kích thớc công trình 1.1 Lựa chọn kích thớc cao độ bệ cọc Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT) Vị trí xây dựng trụ cầu xa bờ phải đảm bảo thông thuyền thay đổi mực nớc MNCN MNTN tơng đối cao Xét điều kiện mỹ quan sông, ta chọn giá trị cao độ nh sau: MNCN + 1m Cao độ đỉnh trụ chọn nh sau: max 0.3m MNTT + H tt Trong đó: MNCN: Mực nớc cao nhất, MNCN = 8.8m MNTT : Mực nớc thấp nhất, MNTT = 3.9m H tt : Chiều cao thông thuyền, H tt = 6.0m Ta có: Max(8.8+1; 3.9+6.0) - 0.3 = Max(9.8; 9.9) - 0.3 = 9.6m => Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 9.6m Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB) Cao độ đỉnh bệ MNTN - 0.5m = 2.8 - 0.5 = 2.3m => Chọn cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = +2.0m Cao độ đáy bệ (CĐĐAB) Cao độ đáy bệ = CĐĐB - Hb Hb : Chiều dày bệ móng (Hb = 1.5m ữ 3m ) Chọn Hb = 2.0 m => Cao độ đáy bệ: CĐĐAB = 2.0 - 2.0 = m Vậy chọn thông số thiết kế nh sau: Cao độ đỉnh trụ Httr = ? Httr = ? MNTT MNTN b=? 450 b=? Hb = ? a=? Hb = ? a=? 150 25 Htt 25 120 25 60 80 800 60 80 170 Cao độ đỉnh trụ : CĐĐT = + 9.6m Cao độ đỉnh bệ : CĐĐB = + 2.0m Cao độ đáy bệ : CĐĐAB = 0.0 m Bề dầy bệ móng : Hb = 2.0 m 1.2 Chọn kích thớc cọc cao độ mũi cọc Theo tính chất công trình cầu có tải trọng truyền xuống móng lớn, địa chất có lớp đất chịu lực nằm cách mặt đất 8.20m tầng đá gốc, nên chọn giải pháp móng móng cọc ma sát BTCT Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thớc 0.45x0.45 m2; đợc đóng vào lớp số lớp cát hạt nhỏ, kết cấu chặt vừa Cao độ mũi cọc -31.0m Nh cọc đợc đóng vào lớp đất số có chiều dày 22.80m Chiều dài cọc (Lc) đợc xác định nh sau: Lc = CĐĐB - Hb - CĐMC Lc = 2.0 - 2.0 - (- 31.0) = 31.0 m Trong đó: CĐĐB = 2.0 m : Cao độ đỉnh bệ Hb = 2.0 m : Chiều dày bệ móng CĐMC = -31.0m : Cao độ mũi cọc Lc 31 Kiểm tra: d = 0, 45 = 68.89 70 => Thoả mãn yêu cầu độ mảnh Tổng chiều dài đúc cọc là: L = L c + 1m = 31.0 + 1.0m = 32.0m Cọc đợc tổ hợp từ đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 32m = 11m +11m + 10m Nh hai đốt thân cọc có chiều dài 11m đốt mũi có chiều dài 10m Các đốt cọc đợc nối với hàn trình thi công đóng cọc II Lập tổ hợp tải trọng Thiết kế 2.1 Trọng lợng thân trụ 2.1.1 Tính chiều cao thân trụ Chiều cao thân trụ Htr: Htr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT Htr = 9.6 - 2.0 - 1.4 = 6.2m Trong đó: Cao độ đỉnh trụ Cao độ đỉnh bệ Chiều dày mũ trụ : CĐĐT = + 9.6m : CĐĐB = + 2.0m : CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m Cao độ đỉnh trụ V1 V2 30 2.1.2 Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc) Cao độ đáy dầm V1 V2 Htt MNCN V3 V3 MNTT MNTN Thể tích trụ toàn phần Vtr : Vtr = V1 + V2 + V3 = (8 + 4.5 + 0.25x2) x1.2 8x1.7x 0.8 + x1.7x 0.6 + ( + 3.3x1.2)x 6.2 = 10.88 + 6.63 + 31.56 = 49.07 m3 2.1.2 Thể tích phần trụ ngập nớc (không kể bệ cọc) Thể tích trụ ngập nớc Vtn: Vtn = Str x (MNTN - CĐĐB) =( x1.2 + 3.3x1.2)x(2.8 2.0) = 4.07m Trongđó: MNTN = 2.8 m : Mực nớc thấp CĐĐB = 2.0 m : Cao độ đỉnh bệ Str : Diện tích mặt cắt ngang thân trụ (m2) 2.2 Lp cỏc t hp ti trng thit k vi MNTN Các tổ hợp tải trọng đề nh sau: Tải trọng - Tĩnh tải thẳng đứng Đơn vị kN TTGHSD 8200 - Hoạt tải thẳng đứng kN 5100 H oh - Hoạt tải nằm ngang kN 130 KN.m 1500 N ot N oh M o - Hoạt tải mômen Hệ số tải trọng: Hoạt tải : n = 1.75 Tĩnh tải : n = 1.25 bt = 24,50 kN/m3 : Trọng lợng riêng bê tông n = 9,81 kN/m3 : Trọng lợng riêng nớc 2.2.1 Tổ hợp tải trọng theo phơng dọc cầu TTGHSD Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu: o o N SD = N h + ( N t + bt xVtr ) n xVtn = 5100 + (8200 + 24.50x49.07) - 9.81x4.07 = 14462.29 kN Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu: H 1SD = Ho = 130 kN Mômen tiêu chuẩn dọc cầu: M 1SD = M o + H oh x(C Đ Đ T C Đ Đ B ) = 1500 + 130 x(9.6 2.0) = 2488 kN.m 2.2.2 Tổ hợp tải trọng theo phơng dọc cầu TTGHCĐ Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu N 1C Đ = 1.75xN oh + 1.25x( N ot + bt xVtr ) n xVtn = 1.75x5100 + 1.25x(8200 + 24.50x49.07) - 9.81x4.07 = 20637.84 kN Tải trọng ngang tính toán dọc cầu: H 1C Đ = 1.75x H oh = 1.75x130 =227.5 kN Mômen tính toán dọc cầu: M 1C Đ = 1.75xM o + 1.75xH oh x(C Đ Đ T C Đ Đ B ) = 1.75 x1500 + 1.75 x130 x(9.6 2.0) = 4354kN.m Tổ hợp tải trọng thiết kế TạI ĐỉNH Bệ Tải trọng Tải trọng thẳng đứng Tải trọng ngang Mômen Đơn vị kN kN kN.m TTGHSD 14462.29 130 2488 iii Xác định sức chịu tải dọc trục cọc TTGHCĐ 20637.84 227.5 4354 3.1 Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu PR Chọn vật liệu: + Cọc bê tông cốt thép, tiết diện cọc hình vuông: 0.45m x 0.45m + Bê tông có fc' = 28MPa + Thép ASTM A615, có fy = 420 MPa Bố trí cốt thép cọc : + Cốt chủ : Chọn 8#22, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc + Cốt đai : Chọn thép Mặt cắt ngang cọc BTCT Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu: PR Dùng cốt đai thờng, ta có: PR = xPn = x0.8x{0.85x fc' x(Ag- Ast) + fyxAst} Trong đó: : Hệ số sức kháng bê tông, = 0.75 fc' : Cờng độ nén quy định bê tông tuổi 28 ngày (MPa) fy : Giới hạn chảy tối thiểu quy định cốt thép (MPa) Ag : Diện tích mặt cắt nguyên cọc, Ag = 450x450 = 202500mm2 Ast : Diện tích cốt thép, Ast = 8x387=3096mm2 Vậy: PR = 0.75x0.8x{0.85x28x(202500 - 3096) + 420x3096} = 3627681.12 N 3627.68 KN 3.2 Sức kháng nén dọc trục theo đất QR Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR = qp Q p + qs Q s Với: Q s = q s A s ; Q p = q p A p Trong đó: Qp : Sức kháng mũi cọc (MPa) qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs qs Ap As qp : Sức kháng thân cọc (MPa) : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) : Diện tích mũi cọc (mm2) : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) : Hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc qs : Hệ số sức kháng sức kháng thân cọc qs = 0.7 v đất sét với v = 0.8 ta có: qs = 0.56 qs = 0.45 v đất cát với v = 0.8 ta có: qs = 0.36 q = 0.45 v đất cát với v = 0.8 ta có: q = 0.36 3.2.1 Sức kháng thân cọc Qs Do thân cọc ngàm lớp đất, có lớp đất dính lớp đất rời, nên ta tính Qs theo hai phơng pháp: Đối với lớp đất cát: Tính theo phơng pháp SPT Đối với lớp đất sét: Tính theo phơng pháp Đối với lớp đất sét: Theo phơng pháp , sức kháng đơn vị thân cọc qs nh sau: q s = S u Trong đó: Su: Cờng độ kháng cắt không thoát nớc trung bình (Mpa), Su = Cuu : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su tỷ số theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Db hệ số dính đợc tra bảng D Đồng thời ta tham khảo công thức xác định API nh sau : - Nếu Su 25 Kpa = 1.0 Su 25kPa 50kPa - Nếu 25 Kpa < Su < 75 Kpa = 0.5 - Nếu Su 75 Kpa = 0.5 Lớp 2: Ta có: Su = 17.2 KN/m = 17.2KPa = 0.0172 Mpa Db = 3.9m Tham khảo công thức xác định API ta có : Su = 17.2 Kpa < 25 Kpa = Do ta lấy hệ số dính: =1 Tên lớp Lớp Độ sâu (m) Chiều dày (m) Chu vi (m) 8.2 3.9 1.8 Cờng độ kháng cắt Su (N/mm2) 0.0172 Hệ số qS Qs (N/mm2) (kN) 1.0 0.0172 120.744 Đối với lớp đất cát: Sức kháng thân cọc Qs nh sau: Qs = qs x As qs = 0.0019 N Trong : As : Diện tích bề mặt thân cọc (mm2) N : Số đếm búa SPT trung bình dọc theo thân cọc (búa/300mm) Tên lớp Lớp1 Chỉ số Chỉ số SPT SPT trung bình Chiều dày Chu (m) (m) 2.0 1.8 4.0 2.0 1.8 4.3 0.3 1.8 Độ sâu (m) vi q s 10-3 0 0 2.0 3.8 3.6 13.68 1.85 1.925 3.6575 0.54 1.975 Qs1 = Qsi Lớp3 Q si (N) A s 106 (mm2) (kN) 15.655 8.2 1.8 4.85 10.0 1.8 1.8 13.0 3.0 1.8 11 9.5 16.0 3.0 1.8 11 19.0 3.0 1.8 22.0 3.0 24.0 2.0 0 3.24 39.552 18.05 5.4 97.47 11 20.9 5.4 112.86 14 12.5 23.75 5.4 128.25 1.8 20 17 32.3 5.4 174.42 1.8 12 16 30.4 3.6 109.44 6.425 12.2075 10 4.2 Bố trí cọc móng 4.2.1 Bố trí cọc mặt Tiêu chuẩn 22TCN 272 05 quy định: Khoảng cách từ mặt bên cọc tới mép gần móng phải lớn 225mm Khoảng cách tim đến tim cọc không đợc nhỏ 750mm 2.5 lần đờng kính hay bề rộng cọc, chọn giá trị lớn Với n = 28 cọc đợc bố trí theo dạng lới ô vuông mặt đợc bố trí thẳng đứng mặt đứng, với thông số : + Số hàng cọc theo phơng dọc cầu Khoảng cách tim hàng cọc theo phơng dọc cầu 1200 mm + Số hàng cọc theo phơng ngang cầu Khoảng cách tim hàng cọc theo phơng ngang cầu 1200 mm + Khoảng cách từ tim cọc đến mép bệ theo hai phơng dọc cầu ngang cầu 500 mm 4.2.2 Tính thể tích bệ Với 28 cọc bố trí nh hình vẽ, ta có kích bệ là: 4600mm x 8200mm Thể tích bệ là: Vb = 8200x4600x2000 = 7.544x1010mm3 = 75.44m3 4.3 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ 4.3.1 Tổ hợp hợp trọng TTGHSD Tải trọng thẳng đứng: 13 SD N SD = N + ( bt n )xVb = 14462.29 + (24.5 - 9.81)x75.44 = 15570.5KN Tải trọng ngang: SD H SD = H = 130.0 KN Mômen SD SD M SD = M + H xH b = 2488+ 130x2 = 2748KN.m 4.3.2 Tổ hợp hợp trọng TTGHCĐ Tải trọng thẳng đứng: N C2 Đ = N 1C Đ + (1.25x bt n )xVb = 20637.84 + (1.25x24.5 - 9.81)x75.44=22208.12KN Tải trọng ngang: H C2 Đ = H1C Đ = 227.5 KN Mômen M C2 Đ = M 1C Đ + H 1C Đ xH b = 4354+ 227.5x2 = 4809KN.m Tổ hợp tải trọng tác dụng LÊN ĐáY Bệ Tải trọng Đơn vị TTGHSD TTGHCĐ Tải trọng thẳng đứng kN 15570.5 22208.12 Tải trọng ngang kN 130.0 227.5 Mômen kN.m 2748 4809 V kiểm toán theo trạng thái giới hạn cờng độ i 5.1 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn 5.1.1 Tính nội lực tác dụng đầu cọc Sử dụng chơng trình FB - PIER V3 ta tính đợc nội lực cọc nh sau: 14 Vậy, Nmax = 958.6 kN 5.1.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn Công thức kiểm toán: N max + N Ptt Trong đó: Nmax: Nội lực lớn tác dụng lên đầu cọc (lực dọc trục) N : Trọng lợng thân cọc (kN) Ptt : Sức kháng dọc trục cọc đơn (kN) Ta có: Ptt = 1084.15KN N = Lc d ( bt n ) = 31x0.452 x (24.5 9.81) = 92.22 KN Vậy: N max + N =958.6 + 92.22 = 1050.82 KN Ptt = 1084.15 KN => Đạt 5.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục nhóm cọc Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục nhóm cọc : Vc Q R = g Q g = g1 Qg1 + g Qg2 Trong đó: VC : Tổng lực gây nén nhóm cọc nhân hệ số VC = 22208.12 (kN) QR : Sức kháng đỡ dọc trục tính toán nhóm cọc g Qg : Hệ số sức kháng đỡ nhóm cọc : Sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc g1, g2 : Hệ số sức kháng đỡ nhóm cọc đất dính, đất rời Qg1, Qg2 : Sức kháng đỡ dọc trục danh định nhóm cọc đất dính, đất rời 5.2.1 Với đất dính Qg1 = min{xTổng sức kháng dọc trục cọc đơn; sức kháng trụ tơng đơng} = min{Q1; Q2} 15 Với: : Hệ số hữu hiệu Q1 : xTổng sức kháng dọc trục cọc đơn đất dính : Sức kháng trụ tơng đơng Q2 Ta có : Cao độ mặt đất sau xói : -1.7 m Cao độ đáy bệ : 0.00 m Do sau xói lở, đáy bệ không tiếp xúc chặt chẽ với đất, đất bề mặt mềm yếu, khả chịu tải riêng rẽ cọc phải đợc nhân với hệ số hữu hiệu, lấy nh sau : = 0.65 với khoảng cách tim đến tim 2.5 lần đờng kính = 1.00 với khoảng cách tim đến tim lần đờng kính Mà khoảng cách tim đến tim 1200 = 2.67 d, cọc ta nội suy : 450 1.2 2.5d (1 0.65) = 0.65 + 1.2 2.5 ì 0.45 (1 0.65) = 0.653 d 2.5d ì 0.45 2.5 ì 0.45 Xác định Q1 Tổng sức kháng danh định dọc trục cọc đơn đất sét: = 0.65 + Qs = 120744 N Vậy: Q1 = nxQsx = 28x120744x0.653 = 2207683.3 N = 2207.7 kN Xác định Q2: Tính với lớp đất 2,sức kháng đỡ phá hoại khối đợc xác theo công thức: Q2 = ( X + 2Y ) ZSu + XYN cSu Trong đó: X : Chiều rộng nhóm cọc Y : Chiều dài nhóm cọc Z : Chiều sâu nhóm cọc NC : Hệ số phụ thuộc tỷ số Z/X Su : Cờng độ chịu cắt không thoát nớc dọc theo chiều sâu cọc (MPa) Su : Cờng độ chịu cắt không thoát nớc đáy móng (MPa) Ta có: X = 3x1200 + 450 = 4050mm Y = 6x1200 + 450 = 7650mm Do mũi cọc đặt lớp đất 3, nên Q2 = ( X + Y ) ZSu 16 Lớp 2: Z = -4.3 - (-8.2) = 3.9 m Lớp có chiều dày 3.9 m Su = Su = 17.2 KN / m = 0.0172MPa => Q2lop = (2x4050+2x7650)x3900x0.0172 = 1569672 N = 1569.67 kN Vậy: Q = 1569.67 kN Sức kháng trụ tơng đơng: Do đó: Qg1 = min{Q1; Q2} = min{2207.7 ; 1569.67} = 1569.67 kN Với: g1 = 0.65 5.2.2.Với đất rời Qg2 = xTổng sức kháng dọc trục cọc đơn Trong đó: : Hệ số hữu hiệu lấy =1 Sức kháng thân cọc cọc đơn lớp lớp là: Qs1 = 15655 N Qs3 = 1161312 N Vậy: Tổng sức kháng thân cọc nhóm cọc đất cát: Qs = n.(Qs1 + Qs ) = 28.(15655 + 1161312) = 32955076 N = 32955.076 KN Mũi cọc đặt cao độ -31.0 m lớp 3, sức kháng mũi cọc nhóm cọc: Q p = n.Q p = 28.1646730 = 46108440 N = 46108.44kN Do đó: Qg2 = 32955.076 + 46108.44= 79063.516 kN Với: g2 = Hệ số sức kháng cọc đơn, g2 = 0.36 Vậy sức kháng dọc trục nhóm cọc: QR = 0.65x1569.67+ 0.36x79063.516= 29483.15 kN >VC = 22208.12 KN => Đạt VI kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 6.1 Xác định độ lún ổn định Do lớp đất 1, 2, lớp đất yếu, lớp đất lớp đất tốt nên độ lún ổn định kết cấu móng đợc xác định theo móng tơng đơng, theo sơ đồ nh hình vẽ: 17 Ta có: Db = 22800mm Móng tơng đơng nằm lớp đất cách đỉnh lớp khoảng 2/3Db = 15200mm Với lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún móng nh sau: 30q.I B Sử dụng kết SPT: = N corr N D' Trong đó: I = - 0.125 0.5 q = o B S Với: : Độ lún nhóm cọc (mm) q : p lực tĩnh tác dụng 2Db/3 cho móng tơng đơng, áp lực với tải trọng tác dụng đỉnh nhóm cọc đợc chia diện tích móng tơng đơng không bao gồm trọng lợng cọc đất cọc N0 : Tải trọng thẳng đứng đáy bệ TTGHSD, N0 =15570.5KN S : Diện tích móng tơng đơng B : Chiều rộng hay chiều nhỏ nhóm cọc (mm), B = 4050 mm Db : Độ sâu chôn cọc lớp đất chịu lực D : Độ sâu hữu hiệu lấy 2Db/3 (mm), D = 15200 mm Ncorr: Giá trị trung bình đại diện hiệu chỉnh cho số đếm SPT tầng phủ độ sâu B phía dới đế móng tơng đơng (Búa/300mm) I : Hệ số ảnh hởng chiều sâu chôn hữu hiệu nhóm 18 Ta có: I = - 0.125 D' 15200 = 0.125 x = 0.53 > 0.5 B 4050 Tính q: Kích thớc móng tơng đơng : + Chiều rộng móng tơng đơng khoảng cách tim cọc xa theo chiều ngang cầu + đờng kính cọc: Btđ = 3x1.2 + 0.45 = 4.05 m + Chiều dài móng tơng đơng khoảng cách tim cọc xa theo chiều dọc cầu + đờng kính cọc: Ltđ = 6x1.2 + 0.45 = 7.65 m Diện tích móng tơng đơng S = Btđ x Ltđ = 4.05x7.65 =30.9825 m2 Do đó: q = 15570.5 = 502.58 kN/m2 = 0.502N/mm2 30.9825 Tính Ncorr: 1.92 N corr = 0.77 log ' N v 10 Trong đó: Ncorr: Số đếm SPT gần mũi cọc hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ 'v : ng suất thẳng đứng có hiệu (N/mm2) N : Số đếm SPT khoảng tính lún N đợc lấy giá trị trung bình số đếm SPT lớp đất đợc giới hạn từ đáy móng tơng đơng tới độ sâu khoảng B = 4.05m Ta có: Cao độ đỉnh lớp tính lún là: - 8.2 - D = - 8.2 - 15.2 = -23.4 m Cao độ đáy lớp tính lún là: - 23.4- B = -23.4 - 4.05 = -27.45(m) Nội suy ta đợc N = 18.325 (Búa/300mm) Tính 'v : Tính từ mặt đất sau xói đến độ sâu dới móng tơng đơng khoảng B 'v = u : ng suất tổng (KN/m2) u : áp lực nớc lỗ rỗng ứng với MNTN(KN/m2), MNTN = 2.8m = 1h1 + h2 + [ 8.20 (27.45) ] = (4.3-1.7)x18.09+ 16.9x3.9 + 18.463x19.25 = 468.36 KN/m2 19 u = (2.8 + h1 + h2 + [ 8.2 (27.45) ] ) n = (2.8 + 4.3 + 3.9 + 19.25) x9.81 = 296.75 KN/m2 => 'v = 468.36 - 296.75 = 1893.61 KN/m2 0.189 N/mm2 Thay số vào ta có: 1.92 N corr = 0.77 log ữ 18.325 = 14.21 (Búa/300mm) 10 0.189 30 q.I B 30 x0.502 x0.53 4050 => = = = 35.75mm 14.21 N corr Vậy độ lún nhóm cọc là: 35.75 mm 3.6 cm 6.2 Kiểm toán chuyển vị ngang đỉnh cọc Sử dụng phần mền tính toán móng FB-PIER ta tính đợc chuyển vị theo phơng dọc cầu (X), phơng ngang cầu (Y), phơng thẳng đứng (Z) vị trí đầu cọc nh sau : *** Maximum pile head displacements *** Max displacement in axial 0.2909E-02 M Max displacement in x 0.7409E-04 M Max displacement in y 0.9926E-03 M 1 0 14 25 Kết luận chuyển vị ngang lớn đỉnh cọc là: Theo phơng (X): y = 0.7409 10-4 m = 0.074 mm 38mm Theo phơng (Y): x = 0.9926 10-3 m = 0.9926 mm 38mm Vậy đảm bảo yêu cầu chuyển vị ngang VII cờng độ cốt thép cho cọc bệ cọc 7.1 Tính bố trí cốt thép dọc cho cọc Tổng chiều dài cọc dùng để tính toán bố trí cốt thép chiều dài đúc cọc : Lc = 32 (m) Đợc chia thành đốt, đốt có chiều dài L d = 11 (m) đốt có chiều dài Ld = 10 (m) Ta tính toán bố trí cho đốt cọc 7.1.1 Tính mô men theo sơ đồ cẩu cọc treo cọc Mô men lớn dùng để bố trí cốt thép Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2)) Trong đó: Mmax(1): Mômen cọc theo sơ đồ cẩu cọc Mmax(2): Mômen cọc theo sơ đồ treo cọc 7.1.1.1 Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld = 10 m 20 Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc Các móc cẩu đặt cách đầu cọc đoạn : a = 0.207 Ld = 0.207 x10 = 2.07(m) Chọn a = 2.0 m Trọng lợng thân cọc đợc xem nh tải trọng phân bố chiều dài đoạn cọc: q1 = bt.A = 24,5*0,452 = 4,96 (KN/m) Dới tác dụng trọng lợng thân ta có biểu đồ mô men nh sau : Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn : Mmax(1)= 12.4 kNm Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ treo cọc Móc đợc đặt cách đầu cọc đoạn b = 0.294Ld = 0.294 x 10 = 2.94 (m) Chọn b = 2.90 m Dới tác dụng trọng lợng thân ta có biểu đồ mô men nh sau : Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn : Mmax(2)= 20.86 kNm Vậy mô men lớn dùng để bố trí cốt thép : 21 Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = max(12.4; 20.86) = 20.86 KN.m 7.1.1.2 Tính mômen cho đốt cọc có chiều dài Ld = 11 m Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ cẩu cọc Các móc cẩu đặt cách đầu cọc đoạn : a = 0.207 Ld = 0.207 x11 = 2.277(m) Chọn a = 2.3m Trọng lợng thân cọc đợc xem nh tải trọng phân bố chiều dài đoạn cọc q1 = bt.A = 24,5*0,452 = 4,96 (KN/m) Dới tác dụng trọng lợng thân ta có biểu đồ mô men nh sau : Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn : Mmax(1)= 13.12 kNm Tính mô men lớn cọc theo sơ đồ treo cọc Móc đợc đặt cách đầu cọc đoạn b = 0.294Ld = 0.294 x 11 = 3.234(m) Chọn b = 3.2 m Dới tác dụng trọng lợng thân ta có biểu đồ mô men nh sau : Ta có mặt cắt có giá trị mô men lớn : Mmax(2)= 25.40 kNm Vậy mô men lớn dùng để bố trí cốt thép : 22 Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = max(13.12; 25.40) = 25.40 kNm 7.1.2 Tính bố trí cốt thép dọc cho cọc Ta chọn cốt thép dọc chủ chịu lực thép ASTM A615M Gồm 22 có fy = 420 MPa đợc bố trí mặt cắt ngang cọc nh hình vẽ : Ta tính duyệt lại mặt cắt bất lợi trờng hợp bất lợi mặt cắt có mô men lớn trờng hợp treo cọc: +) Cọc có chiều dài Ld= 10 m Mtt = 20.86 kNm +) Cọc có chiều dài Ld= 11 m Mtt = 25.40 kNm Kiểm tra bê tông có bị nứt hay không trình cẩu treo cọc Ta có : Cờng độ chịu kéo uốn bê tông : fr = 0.63 ì f ' c = 0.63 ì 28 = 3.334( MPa ) 0.8.fr = 0.8*3.334 = 2.667 (MPa) ng suất kéo thớ mặt cắt nguyên : +) Cọc có chiều dài Ld= 10 m: M fct = tt x d = 6M3 tt = x 20.863x10 = 1.3735 (MPa) Ig d 450 +) Cọc có chiều dài Ld= 11 m: M f ct = tt x d = 6M3 tt = x 25.403x10 = 1.6724 (MPa) Ig d 450 Vậy: fct < 0.8fr Cọc không bị nứt cẩu treo cọc Tính duyệt khả chịu lực Giả sử trục trung hòa nằm phía trục đối xứng (0 c 225 mm) 23 ' + Giả thiết tất cốt thép chảy dẻo f s = f s = f y = 420Mpa Phơng trình cân nội lực theo phơng trục dầm : A s1fy + A s2 fy = 0.85a.d.fc' + A 's fy Trong : As1và As2 : Diện tích cốt thép chịu kéo (mm2) A 's : Diện tích cốt thép chịu nén (mm2) A s1 = A 's = 3x387 = 1161 (mm ) A s2 = 2x387 = 774 (mm ) fc' : Cờng độ chịu nén bê tông (Mpa), fc' = 28 (Mpa) fy : Cờng độ chảy côt thép, fy = 420 (Mpa) a : Chiều cao vùng nén tơng đơng d : Đờng kính cọc, d = 450 (mm) E : Mô đun đàn hồi cốt thép, E = x10 ( Mpa ) Chiều cao vùng nén tơng đơng đợc xác định theo công thức : a= A s1fy + A s fy A 's fy 0.85.d.fc' = (1161 + 774 1161)x 420 = 30.35mm 0.85x 450 x28 Do fc =28 MPa = 0,85 Vị trí trục trung hòa đợc xác định : c= a 30.35 = = 35.71mm < 225 mm Giả sử 0.85 + Kiểm tra chảy dẻo cốt thép chịu kéo chịu nén theo điều kiện : 's = 0.003 c d 's c 'y = fy' Es s1 = 0.003 fy d s1 c y = c Es s = 0.003 fy d s2 c y = c Es Trong : ds1 ds2 : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến thớ bê tông chịu nén 24 d 's : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu nén đến thớ bê tông chịu nén ngoai ' Ta có : y = y = 's = 0.003 fy Es = 420 = 2.1x10 2x10 35.71 50 = 1.2x10 35.71 ( 400 35.71) s1 = 0.003 = 0.03 35.71 (225 35.71) s = 0.003 = 0.016 35.71 Vậy tất cốt thép chảy Giả thiết + Mô men kháng uốn danh định : a M n = 0.85a.d.fc' d s1 A s2 fy ( d s1 d s ) + A 's fy d s1 d 's 30.35 M n = 0.85x30.35x 450 x 28 400 774x 420( 400 225 ) + 1161x 420( 400 50 ) = 238.86x106 N.mm = 238.86 KN.m ( ) + Mô men kháng uốn tính toán : Mr = f.Mn = 0.9x238.86 =214.98 (KN.m) > Mtt = 25.40``````` (KN.m) Đạt Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối đa hàm lợng cốt thép tối thiểu c 35.71 = = 0.158 < 0.42 => Đạt d s2 225 As 8x387 = = 0.017 bxd ( 450 50)450 f' 28 = 0,03 ì c = 0.03 ì = 0.002 fy 420 = => > => Đạt Kết luận : Cốt thép đợc chọn bố trí nh đảm bảo khả chịu lực 7.2 Bố trí cốt thép đai cho cọc Do cọc chủ yếu chịu nén, chịu cắt nhỏ nên không cần duyệt cờng độ cốt thép đai Vì cốt thép đai đợc bố trí theo yêu cầu cấu tạo + Đầu cọc ta bố trí với bớc cốt đai 50 mm chiều dài là: 1400 mm + Tiếp theo ta bố trí với bớc cốt thép đai 100 mm chiều dài là:1100mm 25 + Đoạn lại đoạn cọc (phần đoạn cọc) bố trí với bớc cốt đai : 150 mm 7.3 Chi tiết cốt thép cứng mũi cọc Cốt thép mũi cọc có đờng kính 40, với chiều dài 750 mm Đoạn nhô khỏi mũi cọc 50 mm 7.4 Lới cốt thép đầu cọc đầu cọc bố trí số lới cốt thép đầu cọc có đờng kính mm ,với mắt lới a = 50 ì 50mm Lới đợc bố trí nhằm đảm bảo cho bê tông cọc không bị phá hoại chịu ứng suất cục trình đóng cọc 7.5 Vành đai thép đầu cọc Đầu cọc đợc bọc vành đai thép thép có chiều dày = 10 mm nhằm mục đích bảo vệ bê tông đầu cọc không bị hỏng đóng cọc có tác dụng để hàn nối đốt cọc thi công với 7.6 Cốt thép móc cẩu Cốt thép móc cẩu đợc chọn có đờng kính 22 Do cốt thép bố trí cọc thừa ta sử dụng cốt thép móc cẩu làm móc treo ta không cần phải làm móc thứ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công để cọc bãi Khoảng cách từ đầu đoạn cọc đến móc neo a = 2m = 2000 mm đốt cọc 10m, a=2.3m=2300mm đốt cọc 11m vIII tính mối nối thi công cọc Ta sử dụng mối nối hàn để nối đoạn cọc lại với Mối nối phải đảm bảo cờng độ mối nối tơng đơng lớn cờng độ cọc tiết diện có mối nối Để nối đốt cọc lại với ta sử dụng thép góc L-100 ì 100 ì 12 táp vào góc cọc sử dụng đờng hàn để liên kết hai đầu cọc Ngoài để tăng thêm an toàn cho mối nối ta sử dụng thêm thép 520x100x10mm đợc táp vào khoảng hai thép góc để tăng chiều dài hàn nối 26 27 [...]... = 22208.12 (kN) QR : Sức kháng đỡ dọc trục tính toán của nhóm cọc g Qg : Hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc : Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc g1, g2 : Hệ số sức kháng đỡ của nhóm cọc trong đất dính, đất rời Qg1, Qg2 : Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc trong đất dính, đất rời 5.2.1 Với đất dính Qg1 = min{xTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn; sức kháng trụ tơng đơng} = min{Q1;... sức kháng của cọc đơn, g2 = 0.36 Vậy sức kháng dọc trục của nhóm cọc: QR = 0.65x1569.67+ 0.36x79063.516= 29483.15 kN >VC = 22208.12 KN => Đạt VI kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 6.1 Xác định độ lún ổn định Do lớp đất 1, 2, là các lớp đất yếu, lớp đất 3 là lớp đất tốt nên độ lún ổn định của kết cấu móng đợc xác định theo móng tơng đơng, theo sơ đồ nh hình vẽ: 17 Ta có: Db = 22800mm Móng tơng... 22208.12 Tải trọng ngang kN 130.0 227.5 Mômen kN.m 2748 4809 V kiểm toán theo trạng thái giới hạn cờng độ i 5.1 Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn 5.1.1 Tính nội lực tác dụng đầu cọc Sử dụng chơng trình FB - PIER V3 ta tính đợc nội lực của cọc nh sau: 14 Vậy, Nmax = 958.6 kN 5.1.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn Công thức kiểm toán: N max + N Ptt Trong đó: Nmax: Nội lực lớn nhất tác dụng lên... = 8.132 N/mm2 => qp Q p =0.36x8.132x202500 = 592822.8N Vậy sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR =491325 + 592822.8 = 1084147.8 N = 1084.15 KN 3.3 Sức kháng dọc trục của cọc đơn Ptt Sức kháng dọc trục của cọc đơn đợc xác định nh sau: Ptt = min( PR , Q R ) =min(3627.68; 1084.15) = 1084.15 KN iV chọn số lợng cọc và bố trí cọc trong móng 4.1 Tính số lợng cọc n: Số lợng cọc n đợc xác định nh sau: n... dụng lên đầu cọc (lực dọc trục) N : Trọng lợng bản thân cọc (kN) Ptt : Sức kháng dọc trục của cọc đơn (kN) Ta có: Ptt = 1084.15KN N = Lc d 2 ( bt n ) = 31x0.452 x (24.5 9.81) = 92.22 KN Vậy: N max + N =958.6 + 92.22 = 1050.82 KN Ptt = 1084.15 KN => Đạt 5.2 Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc : Vc Q R = g Q g = g1 Qg1 + g 2 Qg2 Trong đó:... tính toán và bố trí cốt thép là chiều dài đúc cọc : Lc = 32 (m) Đợc chia thành 3 đốt, 2 đốt có chiều dài L d = 11 (m) và 1 đốt có chiều dài Ld = 10 (m) Ta đi tính toán và bố trí cho từng đốt cọc 7.1.1 Tính mô men theo sơ đồ cẩu cọc và treo cọc Mô men lớn nhất dùng để bố trí cốt thép Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2)) Trong đó: Mmax(1): Mômen trong cọc theo sơ đồ cẩu cọc Mmax(2): Mômen trong cọc theo sơ đồ treo... 5.4 174.42 29.0 2.0 1.8 23 22.5 42.75 3.6 153.9 31.0 2.0 1.8 27 25 47.5 3.6 171.0 Qs 2 = Qsi 1161.312 Vậy sức kháng thân cọc nh sau: Lớp 1 2 3 Hệ số sức Q qs kháng qs (kN) 15.655 120.744 1161.312 Tổng 0.36 0.56 0.36 qs Q qs (kN) 5.636 67.617 418.072 491.325 3.2.2 Sức kháng mũi cọc Qp Sức kháng mũi cọc Qp: Qp = qp x Ap và q p = 0.038N corr D b q l D 1.92 Với: N corr = 0.77 log ' N v 10 Trong... 1 0.125 x = 0.53 > 0.5 B 4050 Tính q: Kích thớc của móng tơng đơng : + Chiều rộng móng tơng đơng chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo chiều ngang cầu + đờng kính cọc: Btđ = 3x1.2 + 0.45 = 4.05 m + Chiều dài móng tơng đơng chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theo chiều dọc cầu + đờng kính cọc: Ltđ = 6x1.2 + 0.45 = 7.65 m Diện tích móng tơng đơng là S = Btđ x Ltđ = 4.05x7.65 =30.9825 m2... 0.77 log ữ 18.325 = 14.21 (Búa/300mm) 10 0.189 30 q.I B 30 x0.502 x0.53 4050 => = = = 35.75mm 14.21 N corr Vậy độ lún của nhóm cọc là: 35.75 mm 3.6 cm 6.2 Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh cọc Sử dụng phần mền tính toán nền móng FB-PIER ta tính đợc chuyển vị theo các phơng dọc cầu (X), phơng ngang cầu (Y), phơng thẳng đứng (Z) tại vị trí đầu mỗi cọc nh sau : *** Maximum pile head displacements... 5.2.2.Với đất rời Qg2 = xTổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn Trong đó: : Hệ số hữu hiệu lấy =1 Sức kháng thân cọc của cọc đơn ở lớp 1 và lớp 3 là: Qs1 = 15655 N và Qs3 = 1161312 N Vậy: Tổng sức kháng thân cọc của nhóm cọc trong đất cát: Qs = n.(Qs1 + Qs 4 ) = 28.(15655 + 1161312) = 32955076 N = 32955.076 KN Mũi cọc đặt tại cao độ -31.0 m của lớp 3, sức kháng mũi cọc của nhóm cọc: Q p = n.Q ... khoảng B = 4.05m Ta có: Cao độ đỉnh lớp tính lún là: - 8.2 - D = - 8.2 - 15.2 = -2 3.4 m Cao độ đáy lớp tính lún là: - 23. 4- B = -2 3.4 - 4.05 = -2 7.45(m) Nội suy ta đợc N = 18.325 (Búa/300mm) Tính... cấu chặt vừa Cao độ mũi cọc -3 1.0m Nh cọc đợc đóng vào lớp đất số có chiều dày 22.80m Chiều dài cọc (Lc) đợc xác định nh sau: Lc = CĐĐB - Hb - CĐMC Lc = 2.0 - 2.0 - (- 31.0) = 31.0 m Trong đó:... Trọng lợng thân trụ 2.1.1 Tính chiều cao thân trụ Chiều cao thân trụ Htr: Htr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT Htr = 9.6 - 2.0 - 1.4 = 6.2m Trong đó: Cao độ đỉnh trụ Cao độ đỉnh bệ Chiều dày mũ trụ : CĐĐT = +