Đồ án nền móng TÍNH MÓNG cọc EP TCVN_10304

Móng trục 2C có tổng trọng lượng sàn, đà kiềng tầng hầm truyền vào |Mx| max, N tương ứng, My tương ứng, Qx tương ứng, Qy tương ứng Sau đã chọn được các tổ hợp nguy hiểm ta chọn ra các t

PHẦN IIIMÓNG

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 8.1 Số liệu địa chất công trình

Hình 8.1 Mặt cắt địa chất

Bảng 8.1 : Bảng thống kê chỉ tiêu cơ lý đất nền.

Độ ẩm W(%)

Độ bảo hoà

G

Độ rộng n

Hệ số rỗng

e o

giới hạn chảy

W I (%)

giới hạn dẻo

W p (%)

Chỉ số dẻo

I p

Độ sệt B

Góc

ma sát (o)

Góc ma sát

Lực dính (KPa)

Hình 8.3 : Mặt bằng truyền tải sàn tầng hầm

Chọn hệ đà kiềng có kích thước giống hệ dầm tầng 2:

Móng trục 2C có tổng trọng lượng sàn, đà kiềng tầng hầm truyền vào

 |Mx| max, N tương ứng, My tương ứng, Qx tương ứng, Qy tương ứng

Sau đã chọn được các tổ hợp nguy hiểm ta chọn ra các tổ hợp lực cho ứng suất lớn nhất tại chân cột và dùng tổ hợp lực đó để tính móng

y y x

x W

W W

M F

P





 max



Trong đó:

F: diện tích cột

W x: Moment chống uốn theo phương X của tiết diện ngang cổ cột

Bảng 8.4: Kết quả nội lực nguy hiểm cho móng.

 Chọn các móng để tính toán: ta có khung truc 2 đối xứng qua trục C2.

+ So sánh móng 2A và móng 2E:

2E 2A 2E

Bảng 8.6 Tải trọng tiêu chuẩn

8.3.1 Độ sâu đặc móng

Do công trình có 1 tầng hầm, cao trình sàn tầng hầm là -1.5m nên chiều sâu chôn

đài dựa trên cao trình sàn tầng hầm Do đó, chọn cao trình mặt đài trùng với cao

trình sàn tầng hầm h = 1.5m.

Chiều cao đài cọc được chọn dựa trên sự tính toán đủ khả năng chịu lực và khả

Chiều sâu đặt đài móng (chưa kể bê tông lót): 3.0m (từ mặt đất tự nhiên)

công thức thực nghiệm sau:

B

Q tg

h H

tb

tt m

Giả thiết bề rộng của móng theo phương vuông góc với Q có kích thước B = 2.5m,

- Tính thép cho cọc dựa vào nội lực sinh ra trong quá trình cẩu cọc và lắp dựng cọc

Chọn giá trị lớn nhất để cấu tạo thép cho cọc

Cọc khi cẩu và lắp dựng tải trọng tác dụng lên cọc chính là trọng lượng bản thân của cọc

A p : Diện tích cọc

n= 1.1 hệ số vượt tải do trọng lượng bản thân.

Kiểm tra cẩu cọc.

s s

-Kiểm tra khả năng chịu cắt của móc cẩu

2 6

Dựa vào sơ đồ momen ta thấy sơ đồ dựng cọc gây nguy hiểm nhất, nên chọn vị trí đặt móc cẩu cho cọc theo sơ đồ nói trên

0.294 0.294 10 2.94 3.0

8.3.3 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn.

8.3.3.1 Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu Pvl

b

: diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc

- Trường hợp : Cọc xuyên qua các lớp đất yếu hệ số  được tính như sau:

2

1 028 0 0000288 . 0 0016.

λ : Độ mảnh của cọc được tính như sau

Hình 8.8: Sự làm việc của cọc

TH1 : do thi công ép cọc

-Lấy theo phụ lục G mục G.1 công thức G.1 trong TCVN 10304:2014 “ Móng

cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”.

Hình 8.9: Mặt cắt chia các phân tố

Công thức xác định sức chịu tải cực hạn R c,u , tính bằng kN.

dn

R q A u f l

-Lấy theo phụ lục G mục G.1 công thức G.1 trong TCVN 10304:2014 “ Móng

cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”.

dn

R q A u f l

Trong đó:

u : chu vi tiết diện ngang cọc, u = 4x4 = 1.6m

l i : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua.

f i : cường độ sức kháng trung bình ( ma sát đơn vị ) của lớp đất thứ i trên

f c K  tan Với:

c ai : lực dính giữa thân cọc và lớp đất thứ i

bên của cọc : σ’ vi =i i l với :

γi : dung trọng đất nền của lớp đất thứ i

-Mực nước ngầm ở độ sâu 2m số với mặt đất tự nhiên, đài dày 1.5m, đáy đài

nằm ở độ sâu 3m so với mặt đất tự nhiên vậy

Chiều dài đoạn cọc l i

Độ sâu

trung bình Z i

γ i

đẩy nổi

σ vi φ ai c ai fi u f l i i

Chiều dài đoạn cọc l i

Độ sâu

trung bình Z i

γ i

đẩy nổi

G.2.1, TCVN 10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”.

N : hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc lấy theo Terzaghi.

c : lực dính của đất dưới mũi cọc

'

p

pháp hiệu quả theo phương thẳng đứng do đất nền gây ra tại cao trình mũi cọc được tính như sau:

'

q hVới :

γ

i

: dung trọng lớp đất thứ i

401.51 1658.84 2060.35 1.55 1329.26

8.3.3.3.Tính sức chịu tải cho phép của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất, đá R c ,d cli

Theo điều 7.1.11 TCVN 10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế “ Cọc

nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải trọng dọc trục đều phải tính theo sức chịu tảicủa đất nền với điều kiện

Đối với cọc chịu nén.

chuẩn thiết kế “ điều 7.2 Sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lí đất, đá và điều

7.2.2 đối với các loại cọc treo, kể cả cọc ống có lõi đất hạ bằng phương pháp đóng

hoặc ép)

n

tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I , II , III lấy theo phụ lục F TCVN

10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”

Móng có từ 1 đến 5 cọc 1.75

 Sức chịu tải trong nén cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý đất, đá,

cọc ống có lõi đất hạ bằng phương pháp đóng hoặc ép, được xác định bằng tổng sứckháng của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc

đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất được xác định theo

bảng 4 TCVN 10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế “ ( Hạ cọc bằng

phương pháp ép, trong đất có chỉ số sệt IL < 0.5 cq 1 1 ,cf 1 0. )

cọc ống có bịt mũi; bằng diện tích tiết diện ngang lớn nhất của phần cọc được mở rộng và bằng diện tích tiết diện ngang không kể đến lõi của cọc ông không bịt mũi

u: chu vi tiết diên ngang thân cọc

TCVN 10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế “).

theo bảng 3, TCVN 10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế “).

dày không quá 2m

phép nội suy tuyến tính

Hình 8.10: Mặt cắt các phân tố đất.

Bảng 8.12: Sự làm việc của các phân tố đất

Lớp

Độ sâu lấy mẫu (m)

chiều dày lớp dất (m)

Chiều dài đoạn

cọc l i

Độ sâu

Các thông số khác tra bảng ta được số liệu bảng sau

Bảng 8.13 : Tính toán sức chịu tải tiêu chuẩn theo chỉ tiêu cơ lý

8536 69

1329 26

tt tk a

- Để cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể xem cọc là cọc đơn Vì vậy các cọc bố trí trên mặt bằng sao cho khoảng cách giữa các tim cọc tối thiểu 3d÷6d

- Khoảng cách từ mép ngoài cọc đến mép ngoài của đài là d/2÷d/3

n: số lượng cọc trong đài.

tại mặt phẳng đáy đài

tt x

Tải trọng tác dụng lên đầu cọc

 Trọng lượng bản thân đài.

kNm

tt x H

kN

tt y H

Trong đó:

l: chiều dài của cọc.

kN

tk a

Thỏa điều kiện chịu tải của nhóm cọc.

8.3.5 Kiểm tra ổn định của đất nền dưới đáy khối móng quy ước.

Điều kiền :

1 20

Xác định kích thước khối móng qui ước.

- Theo phụ lục C, điều C1, C2 TCVN 10304:2014 “ Móng cọc – Tiêu chuẩn

thiết kế ” chọn mô hình móng khối quy ước trong trường hợp cọc nằm trong

nền khi cọc xuyên qua các lớp đất yếu cắm vào tầng đất tốt

- Khối móng quy ước được xác định như hình sau

Hình 8.12 : Xác định khối móng quy ước ( nền không đồng nhất)

qu qu

N P

B L

Trong đó :

N

dọc tiêu chuẩn tại chân cột, trọng lượng đài, trong lượng cọc và trọng lượng đất nằm trong khối móng qui ước)

tc

x

M

**

qu

F : diện tích khối móng quy ước.

l : chiều dài cọc, tính từ đáy đài đến mũi cọc.

Bảng 8.18 : Dung trọng trung bình từ đáy đài dến mũi cọc.

Trong đó:

II

qu

R : Sức chịu tải dưới khối móng quy ước

nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo điều 4.6.10 và theo bảng

15, TCVN 9326:2012,: Tiêu chuẩn thiết kề nền nhà và công trình”.

Bảng 8.21 : Dung trọng đất nền từ mũi cọc đền mặt đài.

h i : bề dày lớp phân tố thư i

Dựa vào kết quả thí nghiệm đất từ hồ sơ địa chất ta xác định được modun biến dạngcủa từng lớp đất

Nên để đơn giản ta nội suy bậc 2 từ sơ đồ nén lún ứng với từng cấp tải ( quan hệ

Bảng 8.22 : Kết quả thí nghiệm đất mẫu H4-11 độ sâu 22÷ 22.2m

Modun biến dạng kG/cm2 0 57.4 100.4 214.1 356.9

Bảng 8.23 : Kết quả thí nghiệm đất mẫu H4-12 độ sâu 24.3÷ 24.5m

-Theo bảng 16 TCVN 9362:2012 “ Tiêu chuẩn thiết kế nên nhà và công trình “

→ Vậy độ lún của khối móng qui ước đảm bảo điều kiện độ lún tuyệt đối

Hình 8.13 : Biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân

8.3.7 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng của đài.

Hình 8.14 : Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Tính toán xuyên thủng cho đài cọc, dựa vào điều 6.2.5.4 TCVN 5574:2012 “ Kết

cấu bê tông và bê tong cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế “ thỏa mãng điều kiện

α : hệ số lấy đối với

+ Bê tông nặng α = 1.0

thành khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện

Hình 8.15 : Khi mặt bên của tháp nén thủng nghiên với góc lớn hơn 45 0 ( tính từ

đáy lớn tháp nén thủng )

- Ngoài ra vế phải của công thức trên được xác định cho tháp nén thủng thực

- Khi đó khả năng chịu lực này được lấy không lớn hơn giá trị ứng với tháp

Mô phỏng đài bằng phần mềm Sap 2000 v12, các cọc tương ứng với các phản lực mà ta đã tính ở phần trên Cách làm này cho ta cái nhìn tổng quát, và kết cấu làm việc tương đối thực tế và chính xác hơn, các được bước thực hiện như sau.

- Như đã học, đầu tiên ta khai báo hệ lưới, khoảng cách bước nhịp theo kích thước đã chọn, khai báo các loại vật liệu, tên cấu kiện và tiến hành vẽ ta được mô hình sau

- Xem đài như một dãi bản làm việc như sàn ( phần từ shell ), đài có kích thước tiết diện (4x6.4x1.5)m

Hình 8.16: Khai báo phần tử sàn

Hình 8.17: Mô Hình không gian 3D đài cọc

- Tải tập trung tác dụng lên đài tương ứng với các phản lực đầu cọc đã có ở phần tính phản lực, lực tập trung này được gán tại vị trí nút, các vị trí cọc tương ứng với các phần tử tai nút đó được thể hiên như sau

Hình 8.18 : Mặc bằng vị trí cọc trong đài

Hình 8.19 : Phần tử nút tướng ứng với các cọc trong đài

- Để mô phỏng đài làm việc thực tế hơn đài liên kết với cột và được ngàm cứng phía trên cột

- Ở đây do đã tính trọng lượng bản thân đài và lực dọc của cột truyền xuống cho các đầu cọc đã tính ở phần trên nên xem như không có trọng lượng bản

- Liên kết các giữa các điểm lại với nhau bằng các dầm ảo ( không có trong lượng bản thân của dầm )

Hình 8.20 : Phản lực đầu cọc dưới dạng lực tập trung

- Sau khi đã gán xong tiến hành chạy file lấy nội lực tính toán cốt thép

- Hệ trục tọa độ địa phương và cách biểu diễn momen uốn đối với phần tử shell trong Sap 2000 v12, ký hiệu về các trục tọa độ địa phương và momen uốn trong phần tử shell được quy định trong phần mềm Sap 2000 như sau

Hình 8.21 : Quy định về trục tọa độ địa phương và momen uốn

- Về màu sắc, trục 1 thể hiện bằng màu đỏ, trục 2 thể hiện bằng màu trắng,

và trục 3 thể hiện bằng màu xanh

- Đối với phần tử nằm ngang, theo mặc định trục 1 hướng theo trục X và trục

2 hướng theo trục Y

- M11 là mô men uốn tác dụng lên bề mặt vuông góc với trục 1, và quay quanh trục 2.

- M22 là mô men uốn tác dụng lên bề mặt vuông góc với trục 2, và quay quanh trục 1

- M11 và M22 là 2 giá trị được sử dụng để tính toán cốt thép cho ô sàn

- Các vùng đậm trong biểu đồ momen thể hiện các vị trí có nội lực lớn Khi tính toán diện tích cốt thép sẽ đặt theo phương trục X, chúng ta sử dụng biểu đồ M11, ta so sánh các vị trí để lấy ra giá trị lớn nhất trong các giá trị đọc tại các điểm

- Tương tự khi tính toán diện tích cốt thép sẽ đặt theo trục Y (sử dụng M22)

3 0

4 909

m s s.chon

A

3 0

3 801

m s s.chon

A