ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MÓNG CẦU

ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ NỀN MĨNG .4 PHẦN MỘT : SỐ LIỆU THIẾT KẾ NỀN MĨNG I.BẢN VẼ MỐ TRỤ CẦU Hình : Hình chiếu trụ cầu II.SỐ LIỆU TẢI TRỌNG .4 Bảng 1: số liệu tải trọng vị trí tim đỉnh trụ theo phương dọc cầu: III.SỐ LIỆU THỦY VĂN VÀ CHIỀU DÀI NHỊP Bảng : số liệu liệu thủy văn chiều dài nhịp: IV.SỐ LIỆU HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT Bảng : số liệu liệu hố khoan địa chất ( theo hình trụ lỗ khoan CT4): Các kí hiệu: WL : Giới hạn chảy WP : Giới hạn dẻo W : Độ ẩm γs : Trọng lượng riêng hạt đất γ : Trọng lượng thể tích tự nhiên hạt đất φ : Góc ma sát hạt đất C : Lực dính đơn vị PHẦN HAI : BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT I.HÌNH TRỤ HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT 6 II.MƠ TẢ ĐỊA CHẤT CÁC LỚP ĐẤT II.1.LỚP SỐ II.2.LỚP SỐ 2a II.3.LỚP SỐ PHẦN BA : THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN MĨNG CỌC ĐĨNG I.BỐ TRÍ CHUNG CƠNG TRÌNH Hình : Bố trí chung cơng trình II.LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CƠNG TRÌNH II.1.LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ CAO ĐỘ ĐÀI CỌC .9 II.2.LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ CAO ĐỘ CỌC .9 III.TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI ĐỈNH BỆ CỌC VỚI MNTN 10 III.1 THỂ TÍCH TRỤ TỒN PHẦN ( CHƯA KỂ BỆ CỌC ) .10 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT III.2.THỂ TÍCH TRỤ NGẬP NƯỚC ( CHƯA KỂ BỆ CỌC ) .10 III.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TẠI TIM ĐỈNH BỆ VỚI MNTN 10 III.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG DỌC CẦU VỚI MNTN 10 III.5 BẢNG : TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI CAO ĐỘ TIM ĐỈNH BỆ CỌC VỚI MNTN .10 IV.TÍNH SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC .11 IV.1.TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU .11 IV.2.TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN .11 IV.3.SỨC CHỊU TẢI THIẾT KẾ CỦA CỌC: .12 V.TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG 13 V.1.TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC 13 V.2.BỐ TRÍ CỌC VÀ TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA BỆ CỌC 13 VI.TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI ĐÁY BỆ CỌC VỚI MNTN 14 VI.1.TỔ HỢP TẢI TIÊU CHUẨN 14 VI.2.TỔ HỢP TẢI TÍNH TỐN 14 VI.3.BẢNG : TỔ HỢP TẢI THIẾT KẾ TẠI ĐÁY BỆ VỚI MNTN 14 VII.KIỂM TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ NHẤT 14 VII.1.KIỂM TỐN NỘI LỰC ĐẦU CỌC .14 VII.2.KIỂM TỐN CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN TẠI VỊ TRÍ MŨI CỌC 19 VIII.KIỂM TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI .23 VIII.1.TẢI TRỌNG TÍNH LÚN 23 VIII.2.XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU TÍNH LÚN 23 VIII.3.TÍNH ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MĨNG QUY ƯỚC THEO PHƯƠNG PHÁP LỚP ĐÀN HỒI .23 VIII.4.KIỂM TỐN LÚN .24 IX.TÍNH CỐT THÉP CHO CỌC, TÍNH MỐI NỐI THI CƠNG CỌC VÀ TÍNH CỐT THÉP CHO BỆ CỌC 24 IX.1.TÍNH CỐT THÉP CHO CỌC 24 IX.2.TÍNH ĐƯỜNG HÀN MỐI NỐI THI CƠNG CỌC 26 IX.3.TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO BỆ CỌC 26 IX.4.KIỂM TỐN TRỌC THỦNG BỆ CỌC 29 X.TÍNH DỘ CHỐI CỦA CỌC VÀ CHỌN BÚA ĐĨNG CỌC 30 X.1.CHỌN BÚA ĐĨNG CỌC 30 X.2.TÍNH ĐỘ CHỐI THIẾT KẾ CỦA CỌC 30 PHẦN BỐN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN MĨNG CỌC KHOAN NHỒI 31 I.BỐ TRÍ CHUNG CƠNG TRÌNH 32 Hình : Bố trí chung cơng trình 32 II.LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CƠNG TRÌNH 32 II.1.LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ CAO ĐỘ ĐÀI CỌC .32 II.2.LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ CAO ĐỘ CỌC 32 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT III.TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI ĐỈNH BỆ CỌC VỚI MNTN 33 III.1 THỂ TÍCH TRỤ TỒN PHẦN ( CHƯA KỂ BỆ CỌC ) .33 III.2.THỂ TÍCH TRỤ NGẬP NƯỚC ( CHƯA KỂ BỆ CỌC ) .33 III.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TẠI TIM ĐỈNH BỆ VỚI MNTN 33 III.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG DỌC CẦU VỚI MNTN 33 III.5 BẢNG : TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI CAO ĐỘ TIM ĐỈNH BỆ CỌC VỚI MNTN .33 IV.TÍNH SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC .34 IV.1.TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 34 IV.2.TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN .34 IV.3.SỨC CHỊU TẢI THIẾT KẾ CỦA CỌC: .35 V.TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG 36 V.1.TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC 36 V.2.BỐ TRÍ CỌC VÀ TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA BỆ CỌC 36 VI.TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI ĐÁY BỆ CỌC VỚI MNTN 37 VI.1.TỔ HỢP TẢI TIÊU CHUẨN 37 VI.2.TỔ HỢP TẢI TÍNH TỐN 37 VI.3.BẢNG : TỔ HỢP TẢI THIẾT KẾ TẠI ĐÁY BỆ VỚI MNTN 37 VII.KIỂM TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ NHẤT 37 VII.1.KIỂM TỐN NỘI LỰC ĐẦU CỌC .37 VII.2.KIỂM TỐN CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN TẠI VỊ TRÍ MŨI CỌC 41 VIII.KIỂM TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI .46 VIII.1.TẢI TRỌNG TÍNH LÚN 46 VIII.2.XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU TÍNH LÚN 46 VIII.3.TÍNH ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MĨNG QUY ƯỚC THEO PHƯƠNG PHÁP LỚP ĐÀN HỒI .46 VIII.4.KIỂM TỐN LÚN .47 IX.TÍNH CỐT THÉP CHO BỆ CỌC, KIỂM TỐN TRỌC THỦNG 47 IX.1.TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO BỆ CỌC 47 X.4.KIỂM TỐN TRỌC THỦNG BỆ CỌC 50 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ NỀN MĨNG PHẦN MỘT : SỐ LIỆU THIẾT KẾ NỀN MĨNG I BẢN VẼ MỐ TRỤ CẦU +6.50 (CĐĐT) 2 V1 V2 V3 V4 V3 +5.50 (MNCN) +1.50 (CĐĐB) +2.00 (MNTN) +0.00 (CĐMĐ) mC 1-1 mC 2-2 Hình : Hình chiếu trụ cầu II SỐ LIỆU TẢI TRỌNG Bảng 1: số liệu tải trọng vị trí tim đỉnh trụ theo phương dọc cầu: Tải trọng Đơn v ị Giá trị Pt(tc) - Tĩnh tải thẳng đứng kN 9000+10*16 = 9160 Ph(tc) - Hoạt tải thẳng đứng kN 5000+5*16 = 5080 Hx - Hoạt tải ngang kN 100 kN.m 200+16 = 216 My - Hoạt tải SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI THIẾT KẾ MĨNG CỌC III GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT SỐ LIỆU THỦY VĂN VÀ CHIỀU DÀI NHỊP Bảng : số liệu liệu thủy văn chiều dài nhịp: Hạng mục Đơn v ị Số liệu MNCN (Mực nước cao nhất) m +5.5 MNTN (Mực nước thấp nhất) m +2.0 CĐĐ (Cao độ đỉnh trụ) m +6.5 CĐMĐ ( Cao độ mặt đất) m 0.00 CĐMĐSX (Cao độ mặt đất sau xói) m -1.50 Chiều dài nhịp m 30 IV SỐ LIỆU HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT Bảng : số liệu liệu hố khoan địa chất ( theo hình trụ lỗ khoan CT4): Tên l Chiều p WL (%) WP (%) W γs (%) (kN/m ) γ (kN/m ) φ (độ) C (kN/m2) Lớp 17.9 43.47 28.79 51.7 10.76 16.32 4o47’ 6.2 Lớp 2a 4.9 41.36 27.34 28.7 14.65 18.85 17o33’ 17.8 Lớp 44.70 14.75 18.80 22o54’ 33.8 22.9 27.4 Các kí hiệu: WL : Giới hạn chảy WP : Giới hạn dẻo W : Độ ẩm γs : Trọng lượng riêng hạt đất γ : Trọng lượng thể tích tự nhiên hạt đất φ : Góc ma sát hạt đất C : Lực dính đơn vị SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI HÌNH TRỤ HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT I GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT THIẾT KẾ MĨNG CỌC PHẦN HAI : BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT HÌNH TRỤ LỖ KHOAN CT4 TỈ LỆ : 1/250 Mô tả đất đá Ngày khoan : 20/01/2003 Mặt cắt lỗ khoan Lớp thổ nhưỡng, cát mòn màu trắng vàng, rời rạc Bùn sét cát kẹp cát mòn màu xám xanh Sét cát lẫn cuội kết màu nâu vàng, nửa cứng Sét màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng 1 1 1 1 10 15 14 14 16 15 15 18 20 BIỂU ĐỒ BÚA CHUẨN SỐ BÚA 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 25 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI Cao độ lỗ khoan: 0.0 m (Giả đònh) 2a Thứ Số Cao tự hiệu độ lớp lớp mặt lớp (m) Độ Số hiệu Bề Nước ngầm sâu dày mặt lớ p Xuấ t Ổn độ sâu lớp (m) đònh lấy mẫu (m) 0.2 0.2 CT4-1 CT4-2 CT4-3 CT4-4 CT4-5 17.9 CT4-6 10 11 12 CT4-7 13 CT4-8 14 15 16 CT4-9 17 18.1 18 CT4-10 19 20 4.9 CT4-11 21 CT4-12 22 23.0 23 24 CT4-13 25 26 7.0 CT4-14 27 28 CT4-15 29 30.0 30 Kết thúc lỗ khoan độ sâu 30 m ĐỘ SÂU (M) THIẾT KẾ MĨNG CỌC II II.1 GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT MƠ TẢ ĐỊA CHẤT CÁC LỚP ĐẤT LỚP SỐ -Dưới lớp thổ lớp bùn sét màu xám xanh, xen kẹp lớp bùn sét, cát mịn mỏng, lẫn thực vật vỏ sò, phân bố theo độ sâu lỗ khoan CT4 từ 0.2 đến 18.1m.Lớp có tiêu lý sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 51.7 % Dung trọng tự nhiên : γ = 16.32 kN/m3 Dung trọng hạt : γs = 10.76 kN/m3 Tỉ trọng : Δ = 2.631 Hệ số rỗng : e = 1.447 Chỉ số dẻo Ip = 14.67 % Độ sệt : IL > Góc nội ma sát : φ = 4o 47’ Lực dính kết : C = 6.2 kN/m2 Mơđun biến dạng E = 0.6968 MPa II.2 LỚP SỐ 2a -Xuất lớp bùn sét cát, trạng thái nửa cứng lớp sét cát chia lớp lớp 2a: lớp sét cát có chứa chất hạch sạn sỏi oxit sắt, mangan, màu nâu vàng xám trắng, tượng oxy hóa chất sắt nhơm dính kết hạt cát sét tạo thành lớp sét cát có chứa sạn sỏi Lớp xuất tất lỗ khoan, phân bố lỗ khoan CT4 tử độ sâu 18.1 m đến 23 m.Lớp có tiêu lý sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 28.7 % Dung trọng tự nhiên : γ = 18.85 kN/m3 Tỉ trọng : Δ = 2.691 Hệ số rỗng : e = 0.836 Chỉ số dẻo Ip = 14.02 % Độ sệt : IL = 0.1 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT Góc nội ma sát : φ = 17o 33’ Lực dính kết : C = 17.8 kN/m2 Mơđun biến dạng E = 2.135 MPa II.3 LỚP SỐ -Là lớp sét màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Lớp suất lỗ khoan CT4 với độ sâu từ 23 m đến 30m.Lớp có tiêu lý sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 27.4 % Dung trọng tự nhiên : γ = 18.8 kN/m3 Tỉ trọng : Δ = 2.681 Hệ số rỗng : e = 0.817 Chỉ số dẻo Ip = 21.78 % Độ sệt : IL = 0.2 Góc nội ma sát : φ = 22o 54’ Lực dính kết : C = 33.8 kN/m2 Mơđun biến dạng E = 2.146 MPa PHẦN BA : THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN MĨNG CỌC ĐĨNG I BỐ TRÍ CHUNG CƠNG TRÌNH SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT +6.50 (CĐĐT) +1.50 +5.50 (MNCN) (CĐĐB) -1.50(CĐMĐSX) +2.00 (MNTN) +0.00 (CĐMĐ) BÙN SÉT, XEN KẸP CÁC LỚP CÁT MỊN MỊN MỎNG -18.10 SÉT CÁT, NỬA CỨNG -23.00 -25.00 (CĐMC) SÉT, NỬA CỨNG -30.00 Hình : Bố trí chung cơng trình II LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CƠNG TRÌNH II.1 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ CAO ĐỘ ĐÀI CỌC -Cao độ đỉnh bệ +1.5 m -Chọn bề dày bệ móng Hb = m -Cao độ đáy bệ là: 1.5 – = - 0.5 m II.2 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ CAO ĐỘ CỌC -Chọn phương án móng cọc ma sát, cọc bê tơng cốt thép tiết diện dxd = 35x35cm, cọc làm từ bê tơng cấp độ bền B25 (M350), cốt thép AIII -Cọc đóng vào lớp đất số (sét nâu vàng, trạng thái nửa cứng) với cao độ mũi cọc CĐMC = -25 m Như cọc đóng vào lớp đất số với chiều dày m -Chiều dài cọc LC = CĐĐB - Hb - CĐMC = 1.5 - - (-25) = 24.5 (m) L 24.5 = 70 ≤ 70 ⇒ Thỏa u cầu độ mảnh -Tỉ lệ : c = d 0.35 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT -Cọc tổ hợp tử hai đốt với tổng chiều dài đúc cọc (kể 1.5 m phần ngàm đài đầu cọc đập phá để neo thép đầu cọc vào đài) 26 = 13+13 (m) Đốt thân đốt mũi dài 13 m Các cọc nối với q trình thi cơng cách hàn III TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI ĐỈNH BỆ CỌC VỚI MNTN III.1 THỂ TÍCH TRỤ TỒN PHẦN ( CHƯA KỂ BỆ CỌC ) Vtn = V1 + V2 +2V3 = (14*2) + [(14*3) + (9.4*1.4) + (9.4+14)*(1.4+2)]/6 + 2*[3.14*0.5 2*3.25/4+3.25*1*1] = 55.9 (m3) III.2 THỂ TÍCH TRỤ NGẬP NƯỚC ( CHƯA KỂ BỆ CỌC ) Vtr = 2*(MNTN – CĐĐB)*[(3.14*0.52/4) + (1*1)] = 2*(2-1.5)*[(3.14*0.52/4) + (1*1)] = 1.2 (m3) III.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TẠI TIM ĐỈNH BỆ VỚI MNTN III.3.1.Tải thẳng đứng tiêu chuẩn tim đỉnh bệ: N1( tc ) = Ph( tc ) + Pt ( tc ) + γ bt * Vtr − γ n * Vtn = 9160 + 5080 + 25*55.9 − 10*1.2 = 15625.5 ( kN ) III.3.2.Tải trọng ngang tiêu chuẩn theo phương dọc cầu tim đỉnh bệ: H1X (tc) = HX = 100 kN III.3.3.Mơ men tiêu chuẩn theo phương dọc cầu: M1Y (tc) = 216 + 100*( 6.5 – 1.5) = 716 (kN.m) III.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG DỌC CẦU VỚI MNTN III.4.1.Tải thẳng đứng tính tốn tim đỉnh bệ: N1( tt ) = Ph( tc) *1.4 + Pt( tc ) *1.2 + γ bt * Vtr *1.2 − γ n * Vtn N1( tt ) = 9160*1.4 + 5080*1.2 + 25*55.9*1.2 − 10*1.2 = 20585 ( kN ) III.4.2.Tải trọng ngang tính tốn phương dọc cầu tim đỉnh bệ: H1X (tt) = nh*HX = 1.4*100 = 140 (kN) III.4.3.Mơ men tính tốn theo phương dọc cầu: M1Y (tt) = nh*M1Y (tc) = 1.4*716 = 1002.4 (kN.m) III.5 BẢNG : TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI CAO ĐỘ TIM ĐỈNH BỆ CỌC VỚI MNTN TÊN TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ TẢI TIÊU CHUẨN TẢI TÍNH TỐN Tải trọng thẳng đứng kN 15625.5 20585 Tải trọng ngang kN 100 140 kN.m 716 1002.4 Mơmen SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 10 THIẾT KẾ MĨNG CỌC V GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG V.1 TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC Số lượng cọc chọn sơ theo cơng thức : nc = β * N tt 20585 = 1.6* = 17.5 Ptt 1877.83 Chọn số cọc thiết kế nc = 18 cọc Trong : β = 1.6 hệ số xét đến ảnh hưởng giá trị mơmen, loại đài cọc, chiều dài chịu uốn LM Ntt = 20585 kN – lực thẳng đứng tính tốn lấy theo mục III.5 Ptt = 1877.83 kN – Sức chịu tải tính tốn thiết kế cọc (xem mục IV.3) V.2 BỐ TRÍ CỌC VÀ TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA BỆ CỌC • Bố trí cọc móng: Bố trí cọc móng thỏa mãn khoảng cách tim cọc tối thiểu 2.5d , theo mặt sau : X Y o 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hình : Mặt bố trí cọc • Kích thước bệ cọc sau bố trí cọc: Chiều dày bệ cọc Hb = m Chiều dài theo phương dọc cầu B = 6.5 m Chiều dài theo phương ngang cầu L = 14 m • Thể tích bệ cọc: N N +1.50 H M +0.00 (CĐMĐ) Thể tích bệ cọc : SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 36 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT Vb = (1.75*14*6.5)+0.25*1/6*[(14*6.5) + (9.4*1.4) + (14+9.4)*(6.5+1.4)] Vb = 172.5 (m3) VI TỔ HỢP TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẠI ĐÁY BỆ CỌC VỚI MNTN VI.1 TỔ HỢP TẢI TIÊU CHUẨN • Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn: Ntc = N1,tc + (γbt – γn)*Vb= 15625.5 + (25-10 )*172.5 = 18213 ( kN ) • Tải ngang tiêu chuẩn theo phương dọc cầu: Htc = H1,tc = 100 ( kN ) • Mơ men tiêu chuẩn theo phương dọc cầu : Mtc = My + Hh,(tc)*[CĐĐT – ( CĐĐB – hb)] = 216 + 100*[6.5- ( 1.5-2 )] = 916 (kN) VI.2 TỔ HỢP TẢI TÍNH TỐN • Tải trọng thẳng đứng tính tốn: Ntt = N1(tt) + (nt*γbt – γn)*Vb= 20585 + (1.2*25-10 )*172.5 = 24035 ( kN ) • Tải ngang tính tốn theo phương dọc cầu: Htt = H1(tt) = 140 ( kN ) • Mơ men tính tóan theo phương dọc cầu : Mtt = M1(tt) + H(tt)*hb = 1002.4 + 140*2 = 1282.4 (kN) VI.3 BẢNG : TỔ HỢP TẢI THIẾT KẾ TẠI ĐÁY BỆ VỚI MNTN TÊN ĐƠN VỊ TIÊU CHUẨN TÍNH TỐN Tải trọng thẳng đứng kN 18213 24035 Tải trọng ngang kN 100 140 kNm 916 1282.4 Mơmen ( Bảng dùng để kiểm tốn theo trạng thái giới hạn) VII KIỂM TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ NHẤT VII.1 KIỂM TỐN NỘI LỰC ĐẦU CỌC VII.1.8 Kiểm tốn nội lực đầu cọc • Xác định loại móng bệ cao hay bệ thấp:  Điều kiện móng bệ thấp là: ϕ 2* H h ≥ 0.75*tan(45o + ) * a*γ h = Df - hx với Df chiều sâu chơn móng vào đất (tính từ mặt đất đến đế dài cọc) hx bề dày xói lở cạnh trụ φ : góc ma sát lớp đất tính từ đáy bệ cọc lên H : tổng lực ngang a : kích thước móng vng góc với mặt phẳng đặt mơmen ( cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với lực ngang H) γ : trọng lượng riêng lớp đất tính từ đế đài cọc lên SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 37 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT Chiều sâu chơn móng vào đất là:  h = CĐMĐ – CĐĐáyB – hx = - (-0.5) – 1.5 = -1 (m) Với: CĐMĐ = 0.00 m ; CĐĐáyB = +1.50 – = -0.5 (m) ; h x = CĐMĐ – CĐMĐSX = – (-1.5) = 1.5 (m)  Móng đặt cao mặt đất sau xói m, kiểm tốn nội lực đầu cọc tính tốn theo phương pháp móng cọc bệ cao • Bước 1: Tính chiều dài chịu nén, chịu uốn tầng cọc Chiều dài chịu nén : LN = Lo + L1 = + 23.5 = 24.5 (m) L0 = m chiều dài cọc phía mặt đất sau xói L1 = 23.5 m chiều dài cọc ngập đất  Chiều dài chịu uốn LM : Chọn η = (là hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào trạng thái lớp đất phạm vi LM) lớp đất bùn sét, Do L1 = 23.5 m > 2ηd = 2*7*0.35 = 4.9 (m) nên LM tính theo cơng thức: LM = L0 + ηd = + 7*1 = (m) • Bước 2: Tính tốn hệ số phương trình tắc  rvv v + rvu u + rvω ω = N tt   ruv v + ruu u + ruω ω = H tt Dạng ma trận : [A]*[x] = [B]  r v + r u + r ω = M ωu ωω tt  ωv  Trong : Ntt = 24035 ( kN ) Tải trọng thẳng đứng tính tốn (Bảng trọng mục VI.3) Htt = 140 (kN) Tải trọng ngang tính tốn theo phương dọc cầu (Bảng trọng mục VI.3) Mtt = 1282.4 (kN) Mơ men tính tốn theo phương dọc cầu (Bảng trọng mục VI.3) u , v, ω chuyển vị ngang, chuyển vị thẳng đứng, góc xoay bệ quanh điểm O (gốc tọa độ đáy bệ) rik : Phản lực liên kết (i) chuyển vị đơn vị liên kết (k) gây Tính hệ số (rik) : 18 rvv = E.∑ Fi 0.785 cos βi = E *18* *cos (0o ) = 0.576735*E LNi 24.5 rv v = 0.576735.E 18 ruu = E.∑ 18 Fi J sin β i + 12.E.∑ 3i cos βi LNi LMi ruu = 12* E *18* 0.1 *cos (00 ) = 0.0421875* E 83 ruu = 0.0421875.E 18 rωω = E.∑ 18 Fi J xi cos βi + 4.E.∑ i LNi LMi SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 38 THIẾT KẾ MĨNG CỌC rωω = E * GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT 0.785 0.1 (12*2.52 +6*0 )* cos (00 ) + 4* E *18* 24.5 rωω = 3.303061.E 18 ruv = rvu = E.∑ Fi sin β i cosβi ; Do góc β = với cọc thẳng nên ta có : LNi ruv = rvu = 18 rvω = rωv = E.∑ Fi xi cos βi = bố trí đối xứng nên ∑ xi = LNi rvω = rωv = 18 ruω = rωu = E.∑ 18 18 Fi J J xi sin βi cosβ i − 6.E.∑ i = −6.E.∑ i (Do góc β = 00) LNi L c os β L c os β 1 Mi i Mi i ruω = rωu = − E *18* 0.1 82 * cos(00 ) ruω = rωu = - 0.16875.E Trong đó: E = 30.103 MPa = 30.106 kN/m2 , Mơ đun đàn hồi bê tơng cọc Fi = 3.14*12 /4= 0.785 (m2) ,diện tích mặt cắt ngang cọc Ji = 0.1*d4 = 0.1*14 = 0.1 (m4) , Mơ men qn tính mặt cắt ngang cọc xi : Khoảng cách từ cọc thứ i đến gốc tọa độ O (Xem sơ đồ bố trí cọc trên) nc = 18 cọc : Số lượng cọc móng • Bước 3: Giải phương trình tắc Thay hệ số vừa tính vào hệ phương trình tắc ta được: • Bước 4: Tính nội lực tầng cọc: Các cọc hàng theo phương dọc cầu có nội lực tính tốn cơng thức, kết tính tốn bảng sau: SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 39 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 40 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT • Bước 5: Kiểm tra kết tính tốn: VII.1.9 Kiểm tốn nội lực dọc trục cọc Cơng thức kiểm tốn nội lực dọc trục : Nmax + ΔN ≤ Ptt 1391.435 + 442.3 = 1833.7 (kN) ≤ 1877.83 (kN) → Đạt ! Trong : Nmax = 1391.435 kN lực dọc cọc chịu nén lớn (xem Bảng 6) ΔN = 24.5*[3.14*12/4]*23 = 442.3 (kN) : Trọng lượng thân cọc Ptt = 1877.83 (kN) sức chịu tải thiết kế cọc VII.1.10 Kiểm tốn tải trọng ngang trục cọc Điều kiện kiểm tốn : Hx 140 ≤m⇒ = 0.16 ≤ ⇒ Đạt ! tc nc * P 18*50 Trong đó: Hx = 140 kN Ngoại lực ngang tác dụng lên bệ (xem Bảng 5) nc = 18 số cọc m = hệ số điều kiện làm việc (lấy theo Tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình giao thơng đường 22TCN ) Ptc = T = 5*10 kN = 50 kN lực ngang tiêu chuẩn cọc (lấy theo Tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình giao thơng đường 22TCN ) VII.2 KIỂM TỐN CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN TẠI VỊ TRÍ MŨI CỌC VII.1.11 Xác định kích thước khối móng quy ước (Xem Hình 4) a) Tính góc mở α cho khối móng quy ước: ϕ 11.138 α = tb = = 2.785o 4 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 41 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT Trong đó: ϕtb = ∑ϕ * L i i ∑L i = 17.9* 4o 47 '+ 4.9*17 o33'+ * 22o54' = 11.1380 17.9 + 4.9 + ϕi góc ma sát lớp đất thứ i có bề dày Li (xem Bảng 3) b) Xác định kích thước khối móng quy ước: • Theo phương dọc cầu: A = a*(n - 1) + d + 2*Lc*tanα A = 2.5*(3 – 1) + + 2*24.5*tan(2.785o ) = 8.384 (m) • Theo phương ngang cầu: B = b*(m - 1) + d + 2*Lc*tan(α) B = 2.5*(6 - 1) + + 2*24.5*tan(2.785o ) = 15.884 (m) Trong : Lc = 24.5 m Chiều dài cọc ngập đất d=1m Đường kính cọc a = 2.5 m Khoảng cách hai hàng cọc theo phương dọc cầu b = 2.5 m Khoảng cách hai hàng cọc theo phương ngang cầu n=3 Số hàng cọc theo phương dọc cầu m=6 Số hàng cọc theo phương ngang cầu c) Tính diện tích móng khối móng quy ước: Fqu = A*B = 8.384*15.884 = 133.171 (m2) d) Mơ men chống uốn: Wqu = (B*A2)/6 = (15.884*8.3842)/6 = 186.08 (m3) SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 42 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT +1.50 (CĐĐB) H = 23.5 M -1.50(CĐMĐSX) B = 15.884 M A = 8.384 M Hình : Sơ đồ kích thước khối móng quy ước VII.1.12 Chuyển hệ tải trọng trọng tâm khối móng quy ước a) Tính tốn trọng lượng thể tích khối móng quy ước: n F L (γ − γ ) 18*0.785* 23.5*(25 − 7.509) γ qu = γ tb + c c c bt tb = 7.509 + = 9.364 (kN / m3 ) Vqu 3129.529 Trong : Vqu = A*B*H = 8.384*15.884*23.5 = 3129.529 (m3) thể tích khối móng quy ước Fc = 3.14*12 /4= 0.785 (m2) diện tích mặt cắt ngang cọc Lc = 23.5 m chiều dài cọc ngập đất γ bt = 25 kN / m3 trọng lượng riêng bêtơng cốt thép nc = 18 số cọc γ tb trọng lượng thể tích đẩy trung bình lớp đất phạm vi cọc xun qua, tính cơng thức sau: SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 43 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT γ tb = ∑γ dni hi ∑h i = (16.32 − 9.81)*17.9 + (18.85 − 9.81) * 4.9 + (18.8 − 9.81)*7 = 7.509 ( kN / m3 ) 17.9 + 4.9 + hi chiều dày lớp đất thứ i cọc xun qua γ dni = γ i − γ n = γ i − 9.81 (kN / m3 ) ; dung trọng đẩy lớp đất thứ i b) Chuyển tải trọng trọng tâm đáy móng khối quy ước: Tải trọng thẳng đứng tính tốn: N0 (tt) = Ntt + n1* γ qu *Vqu = 24035 + 1.1*9.364*3129.529 = 56270.4 (kN) Tải trọng ngang tính tốn theo phương dọc cầu: H0 (tt) = Htt = 140 (kN) Mơmen tính tốn theo phương dọc cầu: M0 (tt) = Mtt + Htt*LM = 1282.4 + 140*8 = 2402.4 (kNm) Trong : Ntt ; Htt ; Mtt tải trọng thẳng đứng tính tốn, tải trọng ngang tính tốn, mơmen tính tốn đáy bệ (xem Bảng 5) LM = m chiều dài chịu uốn tính tốn VII.1.13 Tính ứng suất đáy khối móng quy ước a) Ứng suất nén lớn nhất: N M 56270.4 2402.4 σ max = 0( tt ) + 0(tt ) = + = 435.453 (kN / m ) Fqu w qu 133.171 186.08 b) Ứng suất nén nhỏ nhất: N M 56270.4 2402.4 σ = 0( tt ) − 0( tt ) = − = 409.632 (kN / m ) Fqu w qu 133.171 186.08 c) Ứng suất nén trung bình: σ + σ 435.453 + 409.32 σ tb = max = = 422.387 (kN / m ) 2 VII.1.14 Kiểm tốn ứng suất đáy khối móng quy ước a) Sức chịu tải tính tốn đất mũi cọc: Rtt = 1.2*{R’.[ + k1*( b – )] + k2*γtb*( h - 3)} Rtt = 1.2*{375*[1+0.04*(8.384 - 2)] + 0.2*9.364*( 23.5 - 3)} Rtt = 610.983 (kN/m2) Trong : R’ = 3.75 kG/cm2 = 375 kN/m2 : Cường độ giới hạn đất (Bảng 7.5 trang 403-Chương VII- Tiêu chuẩn Kỹ thuật cơng trình giao thơng đường 22TCN 1879-NXB GTVT) K1 = 0.04 (m-3) : Hệ số (Bảng 7.8 trang 404-Chương VII- Tiêu chuẩn Kỹ thuật cơng trình giao thơng đường 22TCN 18-79-NXB GTVT) K2 = 0.2 : Hệ số (Bảng 7.8 trang 404-Chương VII- Tiêu chuẩn Kỹ thuật cơng trình giao thơng đường 22TCN 18-79-NXB GTVT) b = 8.384 m = A : Bề rộng đáy khối móng quy ước h = H = 23.5 m : Chiều sâu chơn móng khối quy ước SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 44 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT γtb = 9.364 kN/m3 : Trọng lượng thể tích trung bình đất b) Điều kiện kiểm tốn: σ max ≤ 1.2* Rtt   σ tb ≤ Rtt  435.453 kN / m ≤ 1.2*610.983 = 733.179 (kN/m ) Thế số :  422.387 (kN/m ) ≤ 610.983 (kN/m )  Kết luận : Đạt ! SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 45 THIẾT KẾ MĨNG CỌC VIII GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT KIỂM TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI VIII.1 TẢI TRỌNG TÍNH LÚN Do khoảng cách cọc ≤ lần cạnh cọc nên ta coi móng cọc khối móng quy ước để tính lún Tải trọng tính lún là: N tc + Pcoc − γ tb * Lc * Fc 18213+8654.625 − 7.509*24.5*0.785 p= Fqu = 133.171 p = 200.668 (kN/m2) Trong : Ntc = 18213 kN : Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn đáy bệ (xem Bảng 5) Fqu = 133.171 m2 : Diện tích đáy khối móng quy ước Pcoc = nc*γbt*Lc*Fc = 18*25*24.5*0.785 = 8654.625 (kN) γ tb = 7.509 (kN ) trọng lượng thể tích đẩy trung bình lớp đất phạm vi cọc xun qua VIII.2 XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU TÍNH LÚN Tính lún theo phương pháp lớp đàn hồi, với tải trọng tính lún p = 200.668 kN/m2 = 200.668 kPa > 100 kPa nên nội suy lấy hệ số k p = 0.9, bề rộng móng b = 8.384 < 10 m, tồn đất sét, mơđun biến dạng E = 2.146 MPa ≤ 10 MPa, chiều sâu tính lún tính theo cơng thức : H = Hs = (9+0.15*b)*kp = (9 + 0.15*8.384)*0.9 = 9.232 (m) Lấy chiều sâu tính lún H = 9.5 m VIII.3 TÍNH ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MĨNG QUY ƯỚC THEO PHƯƠNG PHÁP LỚP ĐÀN HỒI Cơng thức tính : S = p.b.kc n ki − ki−1 ∑ km i =1 Ei Trong : b = 8.384 m Bề rộng móng p = 200.668 kN/m = 0.200668 MPa tải trọng tính lún kc = 1.2: Hệ số điều chỉnh ảnh hưởng độ sâu, tra bảng phụ thuộc tỉ số hai lần chiều sâu tính lún bề rộng móng 2H/b = 2*9.5/8.384 = 2.266 km = 1: Hệ số ảnh hưởng bề rộng móng độ cứng đất phụ thuộc mơđun biến dạng E lớp đất chiều sâu tính lún bề rộng móng b Tra bảng với E = 2.146 MPa < 10 MPa, 10 m [...]... trong đất: IV.3 SỨC CHỊU TẢI THIẾT KẾ CỦA CỌC: Sức chịu tải thiết kế của cọc : Ptt = min (Pvl ; Pdn) = ( 2340.6 ; 1226 ) = 1226 (kN) SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 12 THIẾT KẾ MĨNG CỌC V GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG V.1 TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC Số lượng cọc chọn sơ bộ theo cơng thức : nc = β * N tt 20585 = 2.5* = 40.6 Ptt 1226 Chọn số cọc thiết kế là nc = 40 cọc Trong đó :... trong đất: IV.3 SỨC CHỊU TẢI THIẾT KẾ CỦA CỌC: Sức chịu tải thiết kế của cọc : Ptt = min (Pvl ; Pdn) = ( 4831.5 ; 1877.83 ) = 1877.83 (kN) SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 35 THIẾT KẾ MĨNG CỌC V GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG V.1 TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC Số lượng cọc chọn sơ bộ theo cơng thức : nc = β * N tt 20585 = 1.6* = 17.5 Ptt 1877.83 Chọn số cọc thiết kế là nc = 18 cọc Trong... BỆ CỌC IX.3.1 Tính cốt thép theo phương dọc cầu: Sơ đồ tính tốn như Hình 5 : Sơ đồ tính cốt thép dọc cầu Các tải trọng R1, R2, R3, R4 là hợp lực của lực dọc tại đầu cọc trong một hàng theo phương dọc cầu (Xem Bảng 6 ) 10 R1 = ∑ N i = 621.638*10 = 6216.38 ( kN ) 1 20 R2 = ∑ N i = 602.330* 2 + 600.236*8 = 6006.548 ( kN ) 11 SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 26 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT 30 R3... phép của cọc (Xem mục IV.3) H = E/Q– Chiều cao rơi búa (m) E = 3.096 Tm– Năng lượng xung kích của búa (T.m) SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 30 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT PHẦN BỐN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN MĨNG CỌC KHOAN NHỒI SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 31 THIẾT KẾ MĨNG CỌC I GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT BỐ TRÍ CHUNG CƠNG TRÌNH +6.50 (CĐĐT) +1.50 +5.50 (MNCN) (CĐĐB) -1.50(CĐMĐSX) +2.00 (MNTN) +0.00... SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 19 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT c) Tính diện tích móng khối móng quy ước: Fqu = A*B = 11.269*20.269 = 228.411 (m2) d) Mơ men chống uốn: Wqu = (B*A2)/6 = (20.269*11.3692)/6 = 428.99 (m3) +1.50 (CĐĐB) H = 23.5 M -1.50(CĐMĐSX) B = 20.269 m A = 11.269 m Hình 4 : Sơ đồ và kích thước khối móng quy ước VII.1.5 Chuyển hệ tải trọng về trọng tâm khối móng quy ước a) Tính tốn... tọa độ O (Xem sơ đồ bố trí cọc ở trên) nc = 40 cọc : Số lượng cọc trong móng • Bước 3: Giải phương trình chính tắc Thay hệ số vừa tính được vào hệ phương trình chính tắc ta được: SVTH : NGUYỄN QUANG ĐẠI 16 THIẾT KẾ MĨNG CỌC GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT • Bước 4: Tính nội lực trong tầng cọc: Các cọc trong cùng một hàng theo phương dọc cầu có nội lực bằng nhau và được tính tốn bởi cơng thức, kết quả tính tốn... ngang cầu Co = 10 cm - Lớp bê tơng bảo vệc cốt thép a = 200 mm - Bước cốt thép bố trí Vậy chọn bố trí theo phương dọc cầu là 68Ф18a200 (As = 17306 mm2) IX.3.2 Tính cốt thép theo phương ngang cầu: Coi tồn bộ bệ cọc như một dầm mút thừa kê lên hai gối là tâm của hai cột trụ chịu ngoại lực là các lực tập trung bằng tổng lực dọc của các hàng cọc theo phương dọc cầu. Sơ đồ tính tốn như Hình 6 : Sơ đồ tính... Trong đó : q = 0.352*13*2500 = 3981.25 kG –Trọng lượng cọc X.2 TÍNH ĐỘ CHỐI THIẾT KẾ CỦA CỌC m.n.F E Q + 0.2q ( met ) P Cơng thức tính : Q + q P.( + n.F ) m 0.5*150*0.1225*5 2.5 + 0.2*3.981 etk = = 0.0007 122.6 122.6*( + 150*0.1225) 2.5 + 3.981 0.5 etk = ( met ) Vậy độ chối thiết kế là etk = 0.7 mm Trong đó : etk – Độ chối thiết kế (mm) (>2 mm , và e ... + d + 2*Lc*tan(α+β) A = 1.2*(4 – 1) + 0.35 + 2*24.5*tan(2.785o + 5.7106o) = 11.269 (m) • Theo phương ngang cầu: B = b*(m - 1) + d + 2*Lc*tan(α+β) B = 1.4*(10 - 1) + 0.35 + 2*24.5*tan(2.785o +... A = a*(n - 1) + d + 2*Lc*tanα A = 2.5*(3 – 1) + + 2*24.5*tan(2.785o ) = 8.384 (m) • Theo phương ngang cầu: B = b*(m - 1) + d + 2*Lc*tan(α) B = 2.5*(6 - 1) + + 2*24.5*tan(2.785o ) = 15.884 (m)... NGUYỄN QUANG ĐẠI HÌNH TRỤ HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT I GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT THIẾT KẾ MĨNG CỌC PHẦN HAI : BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT HÌNH TRỤ LỖ KHOAN CT4 TỈ LỆ : 1/250 Mô tả đất đá Ngày khoan : 20/01/2003