Thiết kế móng cọc ép

CHƯƠNG THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS VÕ MINH THIỆN CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP 9.1 Tải trọng 9.1.1 Tải trọng tính tốn  Dựa vào bảng tổ hợp nội lực tính tốn chân cột  Moxtt: mơ men uốn quanh trục x  Moytt: mơ men uốn quanh trục y  Qoxtt: lực cắt theo trục x  Qoytt: lực cắt theo trục y  Nội lực tính tốn đáy đài: lực dọc Nz từ etabs chưa kể thêm tải trọng sàn tầng hầm vách hầm Tải trọng sàn tầng hầm vách tầng hầm tính tốn riêng  Tải trọng tính tốn chân cột C9: N ham  F.(g ham  pham )  18,36(25.1,1.0, 25  1, 2.6)  236,385kN Ntuongvay   btct L.tuongvay h  25.1,1.0,25.(3,9  3,6).3,1  1196,91kN Trường hợp tải (Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu) (Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) (Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) Tổ hợp Nztt (kN) Mytt Mxtt (kN.m) (kN.m) Hytt Hxtt (kN) (kN) COMB10 MAX -4002.97 -44.433 -42.988 28.72 -33.43 COMB11 MAX -3915.63 -33.619 -59.681 22.86 -29.52 -4002.97 -44.433 -42.988 28.72 -33.43 Hytt Hxtt COMB10 MAX  Tải trọng tính tốn chân cột C11: N ham  F.(g ham  pham )  65, 2(25.1,1.0, 25  1, 2.6)  839, 45kN Trường hợp tải Tổ hợp Nztt Mytt Mxtt (kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) -11389 -19.612 12.934 -15.32 -20.19 COMB1 (Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu) (Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -10720.7 -58.284 -137.336 -56.39 -31.93 -30 -47.04 (Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -10675.13 -117.392 -40.644  Chọn tổ hợp Nmax tính tốn sau kiểm tra với tổ hợp lại Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 183 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH 9.1.2 Tải trọng tiêu chuẩn  Tải trọng tiêu chuẩn sử dụng để tính tốn móng theo trạng thái giới hạn thứ hai  Tải trọng lên móng tính từ Etabs v9.7.4 tải trọng tính tốn, muốn có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn lên móng phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cơng trình Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình n = 1,2 Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận cách lấy tổ hợp tải trọng tính tốn chia cho hệ số vượt tải trung bình  Tải trọng tiêu chuẩn đáy đài chưa kể trọng lượng đài  Tải trọng tiêu chuẩn chân cột C9: N ham  236,385  205,55kN 1,15 N tuongvay  1196,91  1040,79kN 1,15 Trường hợp tải (Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu) (Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) (Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) Tổ hợp Nztc (kN) COMB10 MAX -3480.843 Mytc Mxtc (kN.m) (kN.m) -38.637 -37.380 Hytc Hxtc (kN) (kN) 24.973 29.069 COMB11 MAX -3404.89 -29.23 -51.896 19.87 COMB10 MAX -3480.843 -38.637 -37.380 24.973 -25.669 -29.069 Mytc Mxtc Hytc Hxtc  Tải trọng tiêu chuẩn chân cột C11: N ham  839, 45  729,95kN 1,15 Trường hợp tải Tổ hợp Nztc (kN) (kN.m) (kN.m) (kN) COMB1 (Nmax, Mxtu, Mytu, Hxtu, Hytu) -9903.73 -17.053 11.247 -13.321 (Mxmax, Mytu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB11 MAX -9322.348 -50.681 -119.422 -49.034 (Mymax, Mxtu, Ntu, Hxtu, Hytu) COMB10 MAX -9282.72 -102.08 -35.342 -26.086 (kN) -17.556 -27.76 -40.905 9.2 Sơ chiều sâu chơn móng kích thước  Thiết kế mặt đài trùng mép kết cấu sàn tầng hầm (trùng cốt -3,10m) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 184 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN N M Hm Q M1 hđ Q Ep-Ea Hình 9.1 Chiều cao đài móng  Chọn chiều cao đài móng hđ = 1,5 m 9.3 Cấu tạo cọc 9.3.1 Vật liệu 9.3.1.1 Bê tơng (TCVN 5574 – 2012) Bê tơng cho đài cọc dùng Mác 350 (B25) với tiêu sau:  Khối lượng riêng:  = 25 (kN/m3)  Cường độ chịu nén: Rb = 14,5 (MPa)  Cường độ chịu kéo: Rbt = 1,05 (MPa)  Mơđun đàn hồi: Eb = 30.10-3 (MPa) 9.3.1.2 Cốt thép (TCVN 5574 – 2012)  Cốt thép gân Ø ≥ 10 dùng loại AII với tiêu:  Cường độ chịu kéo: Rs = 280 (MPa)  Cường độ chịu nén: Rsc = 280 (MPa)  Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw = 225 (MPa)  Mơđun đàn hồi: Es = 20.10-4 (MPa)  Cốt thép trơn Ø < 10 dùng loại AI với tiêu:  Cường độ chịu kéo: Rs = 225 (MPa)  Cường độ chịu nén: Rsc = 225 (MPa)  Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: Rsw = 175 (MPa)  Mơđun đàn hồi: Es = 21.10-4 (MPa) 9.3.2 Kích thước cọc  Sơ chọn cọc đặc có tiết diện vng 40 x 40(cm) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 185 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH  Diện tích cọc: Ac  D2  0, 42  0,16(m2 )  Chọn cốt thép cọc: 4∅22 + 4∅22 có diện tích cốt thép:  3,14.0,0222 3,14.0,0222  As = 4.    0,003(m ) 4    Sơ chọn chiều dài cọc đảm bảo điều kiện mũi cọc nằm lớp đất tốt  Chiều dài cọc: lc = 36 (m) gồm cọc: chia làm đoạn cọc, cọc dài 12 (m)  Đoạn cọc nằm đài: 0,75 (m)  Đoạn cọc nằm đất: 35,25 (m)  Mũi cọc nằm độ sâu 38,45(m) ngàm 7,09 (m) lớp đất (Sét pha cát) ±0.000 -1.400 1500 1700 MÐTN ĐÁT ĐẮP MNN -3.000 -3.000 -3.100 -4.600 BÙN SÉT XÁM ĐEN, RẤT MỀN 38450 35250 -23.600 CÁT PHA SÉT, XÁM NHẠT, HẠT THÔ LẪN SỎI SẠN KÉM CHẶT SÉT PHA CÁT, XÁM, DẺO MỀM - NỬA CỨNG CÁT PHA SÉT, HẠT THÔ, CHẶT 1b -25.000 -26.600 3a 7090 -26.600 -43.450 SÉT PHA CÁT, XÁM NHẠT, HẠT THÔ KÉM CHẶT - CHẶT -50.000 Hình 9.2 Sơ đồ vị trí cọc mặt cắt địa chất Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 186 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN 9.4 Sức chịu tải cọc 9.4.1 Tính khả chịu tải cọc theo vật liệu R VL    A c R b  As R s  Trong đó:  R b : cường độ chịu nén tính tốn bê tơng cọc  R s :là cường độ chịu nén tính tốn cốt thép  A c : diện tích mặt cắt ngang cọc  A s :là diện tích ngang cốt thép (chọn ϕ 22)   : hệ số uốn dọc cọc    1,028  0,0000288  0,0016  Khi thi cơng ép cọc: l01 = ν1.l1 = x 12 = 12 (m)  Khi cọc chịu tải trọng cơng trình: l02 = ν2.l2 Trong : ν2 =0.7 ( đầu ngàm), l2= le  le – chiều dài tính đổi ( trường hợp xem cọc ngàm vị trí cách mép đài cọc khoảng le cọc làm việc ( phần cọc chịu tải trọng ngang)  K – hệ số tỉ lệ, xác định theo Bảng A1/(TCVN 10304 -2014 [4]) Khi tính tốn cọc chịu lực ngang, cọc làm việc với đoạn cọc có chiều dài lah tính từ đáy đài  Hệ số K = 15000 kN/m4 có (0,6 ≤e≤0,75).Tra bảng A1/( TCVN 10304 -2014 [4])  bd – hệ số biến dạng, xác định theo cơng thức:  bd  K bc E b I  bc – chiều rộng qui ước cọc, xác định sau: Khi d ≥ 0.8m bc = d + 1m; Khi d< 0.8m bc = 1.5d + 0.5m Suy ra: d = 0.4 m bc = 1.5x0.4 + 0.5 = 1.1m  Eb – mođun đàn hồi bêtơng cọc, Eb = 3x107 kN/m2 (B25) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 187 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH  I – momen qn tính tiết diện ngang cọc I= 0.44 d4 = = 0.00213 (m4) 12 12 Áp dụng tính tốn: Với K, bc, Eb, I bd  15000.1,1  0.612 3.0, 00213.3.107 Chiều sâu tính đổi cọc đất: Le =L0 + 2 = 28,16+ =31,4  bd 0, 612  l02 = ν2.l2 = 0,7x31,4= 22 m  Thiên an tồn chọn l0 = max(l01, l02) = 22 m   1,028  0,0000288  0,0016    l0 / d = 22/0,4 = 54 =>  = 1,028 – 0,0000288.542 – 0,0016.54 = 0,853 → Qvl  0,853.14500.0,16  0,003.280000   2705,3kN) 9.4.2 Tính khả chịu tải cọc theo đất (Theo TCVN 205 – 1998) - Cọc nằm móng cọc đơn chịu tải dọc trục phải tính tốn theo sức chịu tải đất với điều kiện : + Đối với cọc chịu nén : N c ,d  R 0 Rc ,d ; Rc ,d  c ,k n k N t,d  R 0 Rt,d ; Rt,d  t,k n k + Đối với cọc chịu kéo : - Trong : Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 188 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN Nc,d Nt,d tương ứng trị tính tốn tải trọng nén tải trọng kéo tác dụng lên cọc ( lực dọc phát sinh tải trọng tính tốn tác dụng vào móng tính với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất), Rc,d Rt,d tương ứng trị tính tốn sức chịu tải trọng nén sức chịu tải trọng kéo cọc; Rc,k Rt,k tương ứng trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén sức chịu tải trọng kéo cọc, xác định từ trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u sức chịu tải trọng kéo cực hạn Rt,u γ0 hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng đất sử dụng móng cọc, lấy cọc đơn bằn 1,15 móng nhiều cọc γn hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình, lấy 1,2; 1,15 1,1 tương ứng với tầm quan trọng cơng trình cấp I, II, III ( xem phụ lục F TCVN 10304 – 2014) γk hệ số tin cậy theo đất ( lấy theo mục 7.1.11b TCVN 10304 -2014) 9.4.2.1 Xác định sức chịu tải cọc treo loại (mục 7.2.2 , TCVN 10304 -2014) Sức chịu tải trọng nén Rc,u , tính kN cọc treo theo đất nền: Rc,u   c ( cq q p Ap  u   cf fili ) đó: γc – hệ số điều kiện làm việc cọc đất lấy γc = 1; γcq – hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, γcq = 1.1; γcf – hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc, γcf = 1.0 (lấy theo Bảng /( TCVN 10304 -2014 [4]) Ap – diện tích mũi cọc, Ap = 0.42 = 0.16 m2; u – chu vi tiết diện ngang cọc, u = 1.6 m; qp – cường độ chịu tải đất mũi cọc, lấy theo Bảng ( TCVN 10304 -2014 [4]) sét pha => qp = 4100 kN/m2 Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 189 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH l i – chiều dày lớp đất thứ i (được chia) tiếp xúc với mặt bên cọc; f i – ma sát bên lớp đất thứ i chia ( l i  m) mặt bên cọc, lấy theo Bảng 3( TCVN 10304 -2014 [4]) Bảng 9.1 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý LỚP ĐẤT 1b SỨC CHIU TẢI THEO CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐÂT NỀN STT LỚP i γcfi li zi fi γcfi x li x fi 1 20.4 0 119.028 1.4 85.02 1.6 44.48 71.168 1.5 89.29 133.935 1.5 91.11 136.665 1.6 93.28 149.248 2 48.32 96.64 49.52 99.04 50 100 1.25 50 62.5 3a 10 γcfi x li x fi 968.224 qb (kN/m ) 4100 Ab (m2) 0.16 u (m) 1.6 Rc,u1 (kN) 2205.1584 Rc,d1 (kN) 1422.6828 9.4.2.2 Tính theo cường độ đất phụ lục G (TCVN 10304 -2014) Sức chịu tải cho phép cọc tính theo cơng thức: Rc,u  RS  RP đó: Rs – sức chịu tải cực hạn ma sát bên; RP – sức chịu tải cực hạn sức chống mũi cọc; Tính tốn sức chịu tải cực hạn ma sát bên n R S  u  fSi li i đó: u – chu vi ngồi tiết diện ngang, u = 1.6 m; li – chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc; Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 190 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH Pxt  914,048  913, 485  1827,533kN Pcx  1.Rbt u h h0 C Trong đó: bc, hc – kích thước tiết diện cột, bc = 0,5m, hc = 0,5m; h0 – chiều cao có ích đài móng, h0 = 1,5 – 0,2 = 1,3 m; Rbt – cường độ tính tốn chịu kéo bê tơng, Rbt = 1050 kN/m2; u – Đường trung bình u  0,5   1, 25m Ta có C theo phương X : C1 = 750 mm = 0.75 m ( xem hình trên)  Pcx = 1.1050.1, 25.1,3 1,3  2957, kN 0, 75 - Ta thấy Pxt < Pcx nên thỏa điều kiện chống xun thủng đài cọc chiều cao đài chọn hồn tồn hợp lý 9.5.5.2 Tính cốt thép đài cọc  Giả sử xem đài cọc ngàm chân cột P P + + C2 500 C4 C5 C3 500 1200 C1 C6 400 2000 400 + PPP 400 1200 1200 400 3200 Hình 9.7 Mặt ngàm đài cọc móng M1 Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 202 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN  Tải trọng tính thép: TẢI TRỌNG TÍNH THÉP ĐÀI X1 X2 X3 X4 X5 X6 ƩNtt 1.2 1.2 1.2 1.2 5327.46 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 P1 (kN) P2(kN) P3(kN) P4 (kN) P5 (kN) P6 (kN) 914.0488 913.7669 913.4851 862.3333 862.0514 861.7695 MY -1.353 MX -93.088 Bảng 9.5 Tải trọng tính thép  Tính tốn móng theo phương cạnh ngắn Bm: P P + 500 150 1500 400 1200 1200 400 3200 Hình 9.8 Sơ đồ tính đài móng M1 cạnh Bm M   a i Pi  0,95  P1  P4   0,95  914,048  862, 333  1687, 563(kN.m) m  M 1687,563   0.038 R b h b 0,9.14500.1,32.2     2m    2.0,038  0.039  b R b bh 0,9.0,039.14,5.2.1,3.104 As    47,02cm Rs 280 Chọn: 19Ø18 (Ø18a150) Aa chọn = 48,32(cm2) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 203 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH  Tính tốn móng theo phương cạnh dài Lm: PPP + + 500 150 1500 400 1200 400 2000 Hình 9.9 Sơ đồ tính đài móng M1 cạnh Bm M   a i Pi  0,35  P1  P2  P3   0,35  914,048  913,766 913, 485   959, 455(kN.m) m  M 959, 455   0.0176 R b h b 0,9.14500.1,3.3,     2m    2.0,0176  0.0178  b R b bh 0,9.0,0178.14,5.3, 2.1,3.104 As    34,51cm Rs 280 Chọn: 16Ø18 (Ø18a200) Aa chọn = 40,69 (cm2) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 204 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN 400 100 9.5.6 Bố trí cốt thép đài móng M1 500 E 2200 1200 12Ø20 1 500 100 400 Ø18a150 Ø18a200 100 400 1200 1200 500 3400 M? T B? NG MĨNG M1 TL: 1/30 Hình 9.10 Mặt đài móng M1 Ø8a100 12Ø20 Ø12a200 Ø12a200 1500 -3.100 600 Ø12a200 Ø18a150 150 250 -4.600 35250 Ø18a200 -43.450 Hình 9.11 Mặt cắt đứng I-I đài móng M1 9.6 Tính tốn móng M2 9.6.1 Xác định số lượng cọc móng  Số lượng cọc chọn sơ sau: N tt  Ndai  Nham 12703, 23 n    1,  14,9 tk Q 1200 Trong đó:   1,  1,6 hệ số vượt tải Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 205 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH Kích thước đài sơ bộ: Lđ x Bđ = x (m2) Ndai = 25.4.4.1,5 = 600 kN → Chọn n = 15 cọc  Chọn khoảng cách cọc là: 1200 400 100 S = 3D = 3.0,4 = 1,2 (m) 800 3400 800 100 400 1200 E 20Ø25 100 400 1200 1200 1200 1200 400 100 5800 Hình 9.12 Sơ đồ bố trí cọc đài móng M2 9.6.2 Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc  Tính khối lượng móng: Wqu  Bd Ld h m  'tb  25.5,6.3, 2.1,5  672(kN)  Tải trọng Pi tác dụng lên cọc: Pi  N tt  N dai  Nsan  N tuongvay n  M y tt x i xi  M x tt yi  N btcoc  yi2  Ptb  Qtk  1200kN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 2.4 1.2 1.2 2.4 2.4 1.2 1.2 1.2 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0 0 P1 (kN) P2 (kN) P3 (kN) P4 (kN) P5(kN) P6(kN) P7(kN) P8(kN) P9 (kN) P10(kN) 950.597 948.753 927.081 925.238 923.394 928.509 926.665 924.821 922.978 922.978 Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 206 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC X11 X12 X13 X14 X15 ƩNtt MX 2.4 1.2 1.2 2.4 12900.7 -24.408 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 ηRc,d MY 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 18000 -50.886 P11 (kN) P12 (kN) P13 (kN) P14 (kN) P15 (kN) 926.249 924.405 922.561 920.718 918.874 Bảng 9.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc móng M2  Pmax  Qtk = 1200 (kN)  Pmin (kN) > → Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện  Kiểm tra với tổ hợp: M Xmax , M , Qtu, Ntu TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 2.4 1.2 1.2 2.4 2.4 1.2 1.2 1.2 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0 0 P1 (kN) P2 (kN) P3 (kN) P4 (kN) P5(kN) P6(kN) P7(kN) P8(kN) P9 (kN) P10(kN) 927.581 922.404 897.4 892.223 887.047 890.601 885.425 880.249 875.072 875.072 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC X11 X12 X13 X14 X15 ƩNtt MX 2.4 1.2 1.2 2.4 12232.2 -185.23 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 ηRc,d MY 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 18000 -142.87 P11 (kN) P12 (kN) P13 (kN) P14 (kN) P15 (kN) 873.45 868.274 863.098 857.921 852.745 Bảng 9.7 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc móng M2 → Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện y  Kiểm tra với tổ hợp: M Xtu , M max , Qtu, Ntu : Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 207 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 2.4 1.2 1.2 2.4 2.4 1.2 1.2 1.2 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0 0 P1 (kN) P2 (kN) P3 (kN) P4 (kN) P5(kN) P6(kN) P7(kN) P8(kN) P9 (kN) P10(kN) 919.103 913.219 887.507 881.623 875.74 888.978 883.094 877.211 871.327 871.327 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG CỌC X11 X12 X13 X14 X15 ƩNtt MX 2.4 1.2 1.2 2.4 12186.6 -111.2 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 ηRc,d MY 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 18000 -162.39 P11 (kN) P12 (kN) P13 (kN) P14 (kN) P15 (kN) 878.681 872.798 866.914 861.03 855.146 Bảng 9.8 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc móng M2 → Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện 9.6.3 Kiểm tra ổn định mũi cọc 1.400 (MĐTT) a L a Ltana L' Ltana Hình 9.13 Khối móng quy ước  Để kiểm tra áp lực móng ta dùng tái tiêu chuẩn để tính tốn: Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 208 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN  Kết tính tốn trình bày sau: KIỂM TRA ỔN ĐỊNH DƯỚI MŨI CỌC N φtb tc kN 10524.548 22 Bqu Lqu Wqu ƩN Pd m m kN kN kN/m2 5.66 8.06 21048.88 31573.431 692.10233 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI NỀN( Rtc= A.Bmγ'I + B.Zm.γ'II + D.C Rtc A B D C 0.55 3.21 5.81 263.304348 2962.803161 Kpa Wxqu Wyqu Ptctb Ptcmax Ptcmin 61.282329 43.034489 230.70233 232.28306 229.12159 Bảng 9.9 Kiểm tra ổn định mũi cọc → Vậy đất nên thỏa điều ổn định mũi cọc 9.6.4 Kiểm tra lún đáy móng  Chia lớp đất phía mũi cọc thành lớp có chiều dày: hi  Bm 5,66   1,8(m) 5 → Vậy chọn hi=1 m  Kết trình bày bảng sau: ĐIỂM ÁP LỰC GL ĐỘ SÂU ĐÁY PHÂN LỚP 39.45 40.45 41.45 42.45 43.45 44.45 45.45 46.45 47.45 230.7023259 ĐỘ SÂU ĐIỂM γ' K0 δgl δbt 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 0.9964664 0.9425615 0.8262398 0.6873882 0.5601654 0.4551977 0.3736076 0.3082138 0.2563915 229.88712 217.45113 190.61543 158.58205 129.23145 105.01517 86.192142 71.105636 59.15012 0.02606 238.11 247.91 257.71 267.51 277.31 287.11 296.91 306.71 316.51 m S Bảng 9.10 Kết tính lún móng M3 → Vậy đất nên thỏa điều kiện biến dạng lún Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 209 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG 38450 1700 SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH a 233.21 kPa 238.11 kPa 247.91 kPa 257.71 kPa 267.51 kPa 277.31 kPa 278.31 kPa 296.91 kPa 306.71 kPa 316.51 kPa a 230.70 kPa 229.88 kPa 217.45 kPa 190.61 kPa 158.58 kPa 129.23 kPa 105.01 kPa 86.19 kPa 71.10 kPa 59.15 kPa Hình 9.14 Biểu đồ ứng suất lún 9.6.5 Tính kết cấu đài cọc 800 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 400 1500 150 1200 3200 1200 400 9.6.5.1 Kiểm tra điều kiện xun thủng 400 400 1200 1200 1200 1200 400 1200 1200 400 3200 5600 Hình 9.15 Nén thủng xảy đế móng M3 Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 210 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN LỰC XUN THỦNG X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 2.4 1.2 1.2 2.4 2.4 1.2 1.2 1.2 Y1 1.2 P (kN) 921.914 Y2 1.2 P (kN) 916.03 Y3 Y4 1.2 1.2 P (kN) P (kN) 890.318 884.434 Y5 1.2 P 5(kN) 878.55 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 0 0 P 6(kN) P 7(kN) P 8(kN) P (kN) P 10(kN) 891.789 885.905 880.021 874.137 874.137 LỰC XUN THỦNG X11 X12 X13 X14 X15 ƩNtt MX 2.4 1.2 1.2 2.4 12228.7 -111.2 ηRc,d 18000 MY -162.39 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 P 11 (kN) P 12 (kN) P 13 (kN) P 14 (kN) P 15 (kN) 881.492 875.608 869.725 863.841 857.957 Bảng 9.11 Lực xun thủng  Cột có kích thước 0,8×0,8 (m) Pxt = P1 + P2 + P6+ P7 + P11 + P12 = 921,914+916,03+891,789+885,905 +881,492+875,608= 5372,738 kN PCX  1.Rbt u h h0 C Trong đó: bc, hc – kích thước tiết diện cột, bc = 0,8m, hc = 0,8m; h0 – chiều cao có ích đài móng, h0 = 1,5 – 0,2 = 1,3 m; Rbt – cường độ tính tốn chịu kéo bê tơng, Rbt = 1050 kN/m2; u – Đường trung bình, u= 0,8  3, = 2m Ta có C theo phương X : C = 600 mm = 0.6 m  Pcx = 1.1050.2.1,3 1,3  5915 kN 0, - Ta thấy Pxt < Pcx nên thỏa điều kiện chống xun thủng đài cọc chiều cao đài chọn hồn tồn hợp lý Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 211 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH 9.6.5.2 Tính cốt thép đài cọc  Giả sử xem đài cọc ngàm chân cột PPP + + 11 PPP + 12 C4 C5 C3 C2 + C1 + PP PP P 400 + C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 400 1200 3200 + 1200 + 2000 400 1200 1200 1200 1200 400 5600 Hình 9.16 Mặt ngàm đài cọc móng M3  Tính tốn móng theo phương cạnh ngắn Bm: PPP + + 11 800 PPP + + 12 150 1500 400 1200 1200 1200 1200 400 5600 Hình 9.17 Sơ đồ tính sơ đồ tính đài móng M3 M x   a i Pi  0,8  P2  P7  P12   2.(P1  P6  P11 )  0, 8(916,03  885,905  875,608)  2.(921,914  891,789  881.492)  7532,4kNm Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 212 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG m  GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN M 7532,   0,06 R b h 02 b 0,9.14500.1,32.5,     2m    2.0,06  0,0629 As   b R b bh 0,9.0, 0629.14,5.5,6.1,3.10   213,66cm Rs 280 Chọn: 38Ø28 (Ø28a150) Aa chọn = 233,86 (cm2)  Tính tốn móng theo phương cạnh dài Lm: 800 PP PP P + + + + 150 1500 400 1200 1200 400 3200 Hình 9.18 Sơ đồ tính sơ đồ tính đài móng M3 M x   a i Pi  0,8  P1  P2  P3  P4  P5   0,8  921,914  916,03  890,318  884,434  878,55  3592,997(kN.m) m  M 3592,997   0,051 R b h b 0,9.14500.1, 32.3,     2m    2.0,051  0,052  b R b bh 0,9.0,052.14,5.3, 2.1,3.104 As    101,35cm Rs 280 Chọn: 22Ø25 (Ø25a150) Aa chọn = 107,8 (cm2) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 213 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH 1200 400 100 9.6.6 Bố trí cốt thép đài móng M3 2 800 1200 E 800 3400 20Ø25 100 400 Ø28a150 Ø22a150 100 400 1200 1200 1200 1200 400 100 5800 Hình 9.19 Mặt đài móng M3 Ø8a100 20Ø25 Ø12a200 Ø12a200 1500 -3.100 Ø12a200 600 Ø12a200 Ø28a150 150 250 -4.600 35250 Ø22a150 -43.450 Hình 9.20 Mặt cắt đứng II-II đài móng M2 9.6.7 Kiểm tra vận chuyển cọc: - Cọc bố trí móc cẩu sơ đồ cẩu cọc dựng cọc - Trong lượng thân cọc kể đến hệ số động cẩu lắp dựng cọc: Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 214 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN q = kđ.γbt.Ap = 1.5 x 25 x 0.16 = (kN/m) - Khi vận chuyển cọc: (mỗi đoạn cọc dài: L =12m) 6.3, 62 q.a + Momen âm: M1 = = = 38,88 (kNm) 2 q.a q.l12 6.4,82 + Momen dương: M2 = = - 38,88 = -21,6 (kNm) 8 a= 0.3L l = L - 2a a= 0.3L L M1 M1 M2 Hình 9.21 Sơ vận chuyển cọc - Tuy nhiên ta sử dụng móc cẩu để vận chuyển dựng lắp nên giá trị momen lớn lúc là: 6.3, 62 q.a = = 38,88 (kNm) 2 + Momen âm: M3 = 2 6.122  12  2.3,  q.lc2  lc  2b  + Momen dương: M4 = = 35,26 (kNm)   =  12  3,   lc  b  Mmax = 38,88 (kNm) l = L-a a= 0.3L L M3=38,88kNm M4=35,26kNm Hình 9.22 Sơ đồ cẩu lắp cọc - Kiểm tra thép cọc: giả thiết a = 4cm => h0 = d - a = 36cm m  38,88 M = = 0.05;  b Rb d h0 1.14,5.1000.0, 4.0,362 Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 215 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XN KHÁNH     2 m =   2.0, 05 = 0,0531 => Ast    b Rb d h0 Rs = 0, 0531.14,5.0, 4.3, = 3,96 (cm2) 280 - Vậy thép chọn cọc 3Ø22 (11,39 cm2) phía hợp lý - Tính tốn thép móc cẩu: Fk' Amc = mà F’k = Fk/2 = qL/2 = (6x12)/2 = 36(kN) Rs 36 x102 => Amc = = 1,28(cm2); Ta chọn Ø16 (2.01 cm2) 2800 Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 216 [...]... =1258.218 kN 2 2 3 3 Đối với móng cọc ép BTCT “thông thường” : R ép min = (1,5 – 2) Rc,d ( R ép min là lực ép tối thiểu để cọc đạt được sức chịu tải theo điều kiện đất nền) R ép max = ( 2 - 3) Rc,d ( R ép max là lực ép tối đa để cọc không bị phá hoại theo điều kiện vật liệu làm cọc) Vì vậy ta có mối quan hệ giữa P ép , Pvl và Rc,d của cọc như sau : Rc,d < R ép min < R ép max < Qvl => Rvl = 2705,3,16... Hình 9.20 Mặt cắt đứng II-II đài móng M2 9.6.7 Kiểm tra vận chuyển cọc: - Cọc được bố trí 2 móc cẩu trong sơ đồ cẩu cọc và dựng cọc - Trong lượng bản thân cọc kể đến hệ số động khi cẩu lắp và dựng cọc: Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 214 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN q = kđ.γbt.Ap = 1.5 x 25 x 0.16 = 6 (kN/m) - Khi vận chuyển cọc: (mỗi đoạn cọc dài: L =12m) 6.3, 62 q.a 2... đầu cọc móng M2 → Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện 9.6.3 Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc 1.400 (MÑTT) a L a Ltana L' Ltana Hình 9.13 Khối móng quy ước  Để kiểm tra áp lực nền dưới đấy móng ta dùng tái tiêu chuẩn để tính toán: Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 208 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN  Kết quả tính toán được trình bày trong bản sau: KIỂM TRA ỔN ĐỊNH DƯỚI MŨI CỌC... ép tối đa R ép max không được vượt quá Rvl  Chọn giá trị thiết kế QTK: Điều kiện: R vl  2705,3(kN)  R c,u  2678,218(kN) Ta có: RTK = ( RVL, Rc,d1, Rc,d2 ) = ( 2705,3 ; 1422,68 ; 1258, 218 ) Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 192 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN → Vậy chọn RTK = 1200 (kN) = 120 (T) 9.5 Tính toán móng M1 9.5.1 Xác định số lượng cọc trong móng  Số lượng cọc. .. mũi cọc RP  Ap (C.N C   VP N q ) Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 191 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH trong đó: Ap – diện tích tiết diện mũi cọc, Ap = 0.16 m2; d – cọc, d = 0.4 m; – dung trọng đất nền dưới mũi cọc, = đn = 9.8 kN/m3; C – lực dính đất nền dưới mũi cọc, C = 302.8 kN/m2; Vp – ứng suất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc; Nếu chiều sâu mũi cọc. .. toán móng M2 9.6.1 Xác định số lượng cọc trong móng  Số lượng cọc được chọn sơ bộ như sau: N tt  Ndai  Nham 12703, 23 n    1, 4  14,9 tk Q 1200 Trong đó:   1, 2  1,6 hệ số vượt tải Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 205 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG SVTH: NGUYỄN XUÂN KHÁNH Kích thước đài sơ bộ: Lđ x Bđ = 4 x 4 (m2) Ndai = 25.4.4.1,5 = 600 kN → Chọn n = 15 cọc  Chọn khoảng cách giữa các cọc. .. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 204 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN 400 100 9.5.6 Bố trí cốt thép đài móng M1 500 E 2200 1200 12Ø20 1 1 500 100 400 Ø18a150 Ø18a200 100 400 1200 1200 500 3400 1 M? T B? NG MÓNG M1 TL: 1/30 Hình 9.10 Mặt bằng đài móng M1 Ø8a100 12Ø20 Ø12a200 Ø12a200 1500 -3.100 600 Ø12a200 Ø18a150 150 250 -4.600 35250 Ø18a200 -43.450 Hình 9.11 Mặt cắt đứng I-I đài móng. .. toàn hợp lý 9.5.5.2 Tính cốt thép đài cọc  Giả sử xem đài cọc được ngàm tại chân cột P P + 4 + 1 C2 500 C4 C5 C3 500 1200 C1 C6 400 2000 400 2 + 3 PPP 1 400 1200 1200 400 3200 Hình 9.7 Mặt ngàm đài cọc móng M1 Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 202 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN  Tải trọng tính thép: TẢI TRỌNG TÍNH THÉP ĐÀI X1 X2 X3 X4 X5 X6 ƩNtt 1.2 0 1.2 1.2 0 1.2 5327.46... LÊN TỪNG CỌC X11 X12 X13 X14 X15 ƩNtt MX 2.4 1.2 0 1.2 2.4 12232.2 -185.23 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 ηRc,d MY 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 18000 -142.87 P11 (kN) P12 (kN) P13 (kN) P14 (kN) P15 (kN) 873.45 868.274 863.098 857.921 852.745 Bảng 9.7 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc móng M2 → Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện y  Kiểm tra với tổ hợp: M Xtu , M max , Qtu, Ntu : Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang 207... 76  Cọc số 6 có: x 6  1,2  m  ; y6  0,6  m   P6  5567, 455 93,088.0,6 1,353.1, 2    0, 4.0, 4.35, 25.15  986, 3695(kN) 6 2,16 5,76  Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:  Do bố trí cọc khoảng cách ≥3D nên không kiểm tra hệ số nhóm Ta có:  Pmax = P1 = 1038,649 1089,158 (kN)  Rtk = 1200 (kN)  Pmin = P6 = 986,3695 (kN) > 0 → Vậy cọc bố trí thỏa điều kiện Chương 9: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP Trang ... Đối với móng cọc ép BTCT “thơng thường” : R ép = (1,5 – 2) Rc,d ( R ép lực ép tối thiểu để cọc đạt sức chịu tải theo điều kiện đất nền) R ép max = ( - 3) Rc,d ( R ép max lực ép tối đa để cọc khơng... -17.556 -27.76 -40.905 9.2 Sơ chiều sâu chơn móng kích thước  Thiết kế mặt đài trùng mép kết cấu sàn tầng hầm (trùng cốt -3,10m) Chương 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 184 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY... 9: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP Trang 192 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: ThS.VÕ MINH THIỆN → Vậy chọn RTK = 1200 (kN) = 120 (T) 9.5 Tính tốn móng M1 9.5.1 Xác định số lượng cọc móng  Số lượng cọc