ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới

Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Tính phản lực chân cột chơng trình SAP2000 Khi tính toán phần kết cấu phía TCVN cho phép đợc coi nh cột đợc ngàm đỉnh móng phản lực chân cột đợc dùng để tính cho móng tơng ứng Sau hình vẽ minh hoạ hệ kết cấu đợc khai báo để tính toán Hình Sơ đồ tính toán khung K4 SAP2000 Phản lực chân cột đợc xác định trình bày Bảng tổ hợp nội lực cột I Đánh giá đặc điểm công trình Nhà ga hành khách cảng hàng không Đồng Hới có mặt hình chữ nhật với đơn nguyên Tổng kích mặt 43.2ì65.42 m Hệ thống kết cấu đỡ mái gồm 33 cột Các cột thuộc phần khung bêtông cốt thép gồm 22 cột có kích thớc tiết diện 0.3x0.6m Cột liên kết khớp với kết cấu mái không gian bên Công trình gồm tầng, phòng chờ diện tích lớn đặt tầng 2, phòng dịch vụ đặt tầng Hệ thống kết cấu gồm khung BTCT liên kết với dầm dọc BTCT tạo thành hệ khung không gian Kết cấu công trình hệ khung BTCT hệ dầm sàn BTCT đổ toàn khối Cao trình đỉnh mái + 14.8 m Hệ dầm giằng móng với ý nghĩa tác dụng đặt dới mặt móng liên kết móng với nhau, chịu tải trọng ngang giảm lún lệch móng Địa điểm xây dựng Nhà ga hành khách nằm phạm vi khu vực cảng hàng không Đồng Hới, cách khu vực thị xã khoảng 10km nơi mật độ dân c trung bình có công trình lân cận Do chiều dài công trình lớn, nên cần bố trí khe nhiệt độ để tránh nội lực phát sinh chênh lệch nhiệt độ, dàn mái không gian bên Đồng thời ta kết hợp khe lún với khe nhiệt độ để tránh tối đa ảnh hởng lún không đến kết cấu công trình Công trình đợc chia làm đơn nguyên với kích thớc lần lợt là: 43.2ì28.8m 43.2ì36m SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Tra bảng 16 TCXD 45-78 ta có giới hạn cho phép độ lún tuyệt đối độ lún lệch tơng đối móng công trình là: Độ lún lệch tơng đối : Sgh = 0.001 Độ lún tuyệt đối : Sgh = cm II đánh giá điều kiện địa chất công trình Địa tầng Hình trụ địa chất Địa tầng đợc khoan khảo sát tới chiều sâu 18 m so với mặt đất tự nhiên Cấu tạo địa tầng nh sau: cốt thiên nhiên Mực nớc ngầm cao độ sâu - 4.5 Đất trồng trọt =16 KN/m3 m so với mặt đất tự nhiên Mặt cắt địa chất trung bình công trình Cát pha dẻo nh sau: = 19.2 KN/m3 I = 0.33 + Lớp đất lấp trồng trọt, = 16 = 18 ; C = 25 qc = 2800 kpa KN/m dày 0.5 m; E = 14000 kpa + Lớp cát pha dẻo cứng IL =0.33; = 9.96 KN/m3 qc = 2800 Kpa Dày 3.7 m MNN + Lớp cát bụi chặt vừa, qc = 4500 Kpa Dày 6.3 m; Cát bụi chặt vừa + Lớp cát trung chặt vừa qc = 8700 = 19 KN/m3 Kpa Dày 7.5m ; = 30 qc = 4500 kpa Lớp cát hạt trung chặt vừa bên dới cha E = 10000 kpa kết thúc phạm vi lỗ khoan sâu = 9.4 KN/m3 18 m Bảng tiêu lý lớp đất Dùng bảng Đánh giá trạng thái đất theo độ nhão IL với loại sét bảng Đánh giá trạng thái đất theo độ chặt dựa vào hệ số rỗng e với Cát hạt trung chặt vừa = 19.2 KN/m3 loại cát = 35 ; C = W - WP qc = 8700 kpa E = 31000 kpa Trong đó: Độ nhão: I L = ; Hệ = 10.12 KN/m3 WL - WP L đn đn đn số rỗng: e = s (1 + 0.01 ì W ) Giá trị IL, e ứng với lớp đất trạng thái yêu cầu chọn ghi cụ thể nh bảng Ta có: s W WL Wp (%) (%) (%) STT Tên lớp đất Chiều dày (m) Đất trồng trọt 0,5 - - - - Cát pha dẻo 3.7 19.2 26.5 20 24 18 Cát bụi chặt vừa 6.3 19 26.5 26 - - Cát hạt trung chặt vừa 7.5 19.2 26.5 18 - - SVTH lớp (KN/m3) (KN/m3) Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới - E ( Kpa) - 18 25 2800 14000 30 - 4500 10000 CII - 0.33 0.66 - 0.757 IL e - Phần móng: 15% qc ( KPa ) - II ( độ ) - STT PHM TUN ANH 0.63 35 8700 31000 Bảng Chỉ tiêu lí lớp đất công trình * Ghi chú: Khi có nhiều lớp đất thoả mãn yêu cầu trạng thái đất ta chọn lớp đất hợp lí Các lớp đất nằm dới mực nớc ngầm từ độ sâu - 4.5 m trở xuống bị đẩy nên tính toán ta phải tính với dung trọng đẩy nổi: dn = s n Dung trọng 1+ e nớc: n = 10 KN/m3 S TT Tên lớp đất s (KN/m3) e đn (KN/m3) Cát bụi chặt vừa 26.5 0.757 9.4 Cát hạt trung chặt vừa 26.5 0.63 10.12 Bảng Trọng lợng đẩy lớp đất Đánh giá địa chất lớp đất Đánh giá điều kiện địa chất tổng thể địa chất cụ thể lớp đất hai sở để lựa chọn phơng án móng lớp đất khả thi để đặt móng Cụ thể nh sau: 3.2.1 Lớp đất trồng trọt Chiều dày trung bình 0.5 m; = 16 (KN/m3) Lớp đất yếu, khả chịu lực 3.2.2 Lớp cát pha dẻo Chiều dày trung bình 3.7 m , có: w = 19.2 (KN/m3); s = 26.5 (KN/m3) W = 20 % e = 0.66 II = 200 = 200; CII = 15 Môđun biến dạng tổng quát: E = 14000 KPa > 10000 KPa Đây lớp đất tốt, modul biến dạng lớn Tuy nhiên chiều dày lớp đất nhỏ Với tải trọng công trình, sử dụng phơng án móng nông kích thớc móng lớn 3.2.4 Lớp cát bụi chặt vừa Chiều dày trung bình 6.3 m có: SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% w = 19 KN/m3 ; s = 26.5 KN/m3 W = 26%; e = 0.757 II = 300 > 200 ; Môđun biến dạng tổng quát: E = 10000 KPa = 10000 KPa Đây lớp đất tốt, hệ số rỗng trung bình, góc ma sát môđun biến dạng tơng đối lớn Chiều dày lớp đất lớn Tuy nhiên với phơng án móng cọc tải trọng nh tính toán cọc phải xuống sâu chiều sâu tơng ứng với độ sâu mũi cọc cách giới hạn dới lớp đất khoảng an toàn Vậy cho cọc xuyên qua lớp đất 3.2.5 Lớp cát hạt trung chặt vừa Chiều dày trung bình 7.5 m có: w = 19.2 KN/m3 ; s = 26.5 KN/m3 W = 18%; e = 0.63 < 0.7 II = 350 > 200 ; CII = Môđun biến dạng tổng quát: E = 31000 KPa > 10000 KPa Đây lớp đất tốt phạm vi khảo sát lớp đất tốt Độ ẩm nhỏ, hệ số rỗng nhỏ, góc ma sát môđun biến dạng lớn Chiều dày lớp đất phạm vi khoan khảo sát đủ lớn để tin cậy đặt mũi cọc III lựa chọn giải pháp móng Phơng án móng Trên sở đặc điểm công trình, nội lực tính toán bất lợi chân cột, số liệu khảo sát địa chất công trình đánh giá tính chất xây dựng lớp đất ta chọn giải pháp móng cọc hạ phơng pháp đóng cho công trình Cọc đợc thiết kế để đầu mũi xuyên qua giới hạn lớp cát hạt trung chặt vừa m Cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát Giải pháp đợc lựa chọn : + Độ lún tuyệt đối nhỏ, độ lún lệch tơng đối móng nhỏ, gây nội lực lún gối tựa không dàn không gian + Thi công dễ dàng nhanh chóng + Cọc phù hợp với tải trọng công trình Cọc đóng có nhợc điểm gây tiếng ồn lớn, nhiên địa điểm xây dựng khu dân c, nên chấp nhận đợc Sử dụng móng cọc đài thấp Số lợng cọc đài kích thớc đài cọc đợc lấy theo tính toán Đài cọc đợc đặt lên lớp bê tông lót mác 100, dày 10 cm Sử dụng cọc BTCT tiết diện 30 ì 30 cm - dùng đoạn cọc dài 12 m Phần đầu cọc đợc ngàm vào đài 20 cm Phần đầu cọc phá 45 cm cho trơ cốt thép để liên kết với cốt thép dọc chịu lực cọc vào đài móng + Thép dọc chịu lực gồm 420 CII có Ra= Ra= 260000 KPa + Thép đai CI có Rađ = 200000 KPa + Bêtông mác 300 có Rn = 13000 KPa + Đầu cọc có mặt bích hình vuông thép hàn vào thép dọc chịu lực cọc trớc đổ bê tông cột + Phần mũi cọc đợc gia cờng đai lò xo Phần đầu cọc đợc gia cờng lới thép Giữa cọc có hai móc thép để cẩu lắp Vị trí móc thép đợc tính toán cụ thể phần sau + Bịt đai thép cho mũi cọc đặt lới thép cấu tạo đầu cọc để chịu ứng suất cục Giải pháp mặt móng SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Căn vào kết cấu hệ khung lựa móng dới chân cột móng cọc đơn Toàn công trình có 59 móng chia làm loại : + Móng dới chân cột độc lập 0.6 x 0.6 m đỡ mái + Móng dới chân cột khung kích thớc 0.3ì0.6 m đỡ mái + Móng dới chân cột khung kích thớc 0.3ì0.3 m Ta tính toán móng dới chân cột G8 0.3x0.6m móng dới chân cột đỡ mái chịu mômen lớn móng dới chân cột F8 0.3x0.3m móng chịu tải mômen nhỏ nhng lực dọc lớn Tác dụng dầm giằng móng tạo độ cứng không gian cho móng, chịu tải trọng ngang, tăng cờng độ ổn định, giảm độ lún lệch móng Do chênh cốt nhà nhỏ, nên tính toán, ta bỏ qua chênh cốt lấy toàn cốt cốt nhà IV Thiết kế Móng m1 cột trục G8 4.1 Xác định nội lực tính toán đỉnh móng: Theo kết tính toán, chân cột G8 (nút 4) có cặp tổ hợp I-14 có nội lực bất lợi nhất: M = 16903,4 KGm = 169.034 KNm Q = 9311.4 KG =93.11 KN N = 43284.7 KG = 432.85 KN Sơ chọn chiều cao đài 0.8 m, đế đài đặt độ sâu 1.5 m so với mặt đất tự nhiên tức nằm lớp cát pha dẻo m Mặt đầm giằng móng thiết kế cốt -0.9m, trùng với mặt móng Dầm giằng có tiết diện 0.25x0.45 m Theo yêu cầu cọc đợc xác định sức chịu tải theo hai thông số: PV - Sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc PX - Sức chịu tải cọc theo kết xuyên tĩnh Cọc bị phá hoại theo sức chịu tải bất lợi nên giá trị (P V, PX) đợc đa vào tính toán 4.2 Xác định sức chịu tải cọc 4.2.1 Theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải thẳng đứng xác định theo độ bền vật liệu làm cọc, cọc BTCT tiết diện lăng trụ đặc chế tạo sẵn, móng cọc đài thấp cọc đợc tính nh chịu nén tâm lực dọc trục Pv = .( Rb.Fb + Ra.Fa ) đó: = 1- hệ số uốn dọc với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, đất sét yếu Cọc sử dụng thép chịu lực 420 nên Fa = 12.56 cm2 Fb = 30ì30 = 900 cm2 Ra = 2600 KG/cm2 ; Rb = 130 KG/cm2 Vậy: Pv = 1ì(130ì900 + 2600ì12.56 ) = 149656 (KG) = 1496.56 (KN) (1) Sức chịu kéo tâm cọc: Pk = Ra.Fa = 2600ì12.56 = 32656 (KG) = 326.56 (KN) (1*) 4.2.2 Theo kết xuyên tĩnh Xuyên tĩnh đợc xác định máy xuyên Theo 20TCN 174-89 sức chịu tải cọc xác định theo phơng pháp xuyên tĩnh tính theo công thức: Px = đó: SVTH lớp Pmui Pxq + 2ữ3 Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Pmũi = qp.F = kìqcìF Pmũi - sức cản phá hoại đất mũi cọc + qp sức cản phá hoại đất chân cọc + qc - sức cản mũi xuyên trung bình đất phạm vi 3d phía chân cọc 3d phía dới chân cọc n Pxq = U ì qsi hi i =1 Pxq - sức cản phá hoại đất toàn thành cọc qsi = q ci i + U - chu vi tiết diện cọc U = 4ì30 = 120 (cm) = 1,2 (m) + F - diện tích tiết diện cọc F = 0.0625 (m2) + qsi - lực ma sát thành đơn vị cọc lớp đất thứ i có chiều dày hi + qci Sức cản mũi xuyên trung bình lớp đất thứ i + ki, i - hệ số tra bảng 5.9 sách Nền móng ST T Loại đất qci (KN/m2) Ki qsi Đất lấp - - - - Cát pha dẻo 2800 0.45 60 46.67 Cát bụi chặt vừa 4500 0.5 100 45 Cát hạt trung chặt vừa 8700 0.5 100 87 i (KN/m2) Bảng Tính sức cản phá hoại đất quanh thành cọc Có: Pmũi = kìqcìF = 0.5ì 8700ì 0.09 = 391,5 (KN) n Pxq = u. q si h i = 1.2ì(46.67ì2.7 + 45ì6.3+ì87ì2) i =1 = 700.21(KN) Thiên an toàn chọn: Px = Pmui + Pxq 391.5 700.21 Px = + = 480.61 ( KN ) (2) Sức chịu kéo tâm cọc: Pk = Pxq / = 700.21 / = 350.1 (KN) (2*) Kết luận: Từ (1) (2) ta thấy Min(Px,Pv) = Px =480.61 (KN) Chọn PX = 497.16 (KN) để tính cọc chịu nén Từ (1*) (2*) ta chọn sức chịu kéo tâm cọc Pk = 350.1 KN để tính cọc chịu nhổ 4.3 Xác định số lợng bố trí cọc Để cọc đợc coi cọc đơn, bố trí cọc mặt với khoảng cách tim hai cọc 3d áp lực tính toán tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc: SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới P tt = Px ( 3.d ) = 480.61 ( 3.0,3) PHM TUN ANH Phần móng: 15% = 593.34 ( KN / m ) Diện tích sơ đế đài đợc tính theo công thức: F= N tt0 P tt tb h.n Trong đó: + n = 1.1 - hệ số độ tin cậy + h = 1.7 m - độ sâu đặt đáy đài so với cốt 0,00 + tb = 22 KN/m3 trọng lợng riêng đài cọc đất bậc đài F= 432.85 = 0.78 m 593.34 22 ì 1.7 ì 1.1 Trọng lợng tính toán sơ đài đất đài: Nttsb = nìFđìhìtb = 1.1ì 0.78ì1.7ì22 = 32.09 (KN) Số lợng cọc sơ đợc tính theo công thức: N 0tt + N sbtt 432.85 + 32.09 = = 0.97 nc = Px 480.61 Vì móng chịu tải lệch tâm lớn nên ta chọn nc = cọc Bố trí cọc đài nh hình vẽ: G Hình Bố trí cọc cho đài móng G8 Khoảng cách a từ tim cọc biên đến mép đài thoả mãn điều kiện: ab = 25 > 0.7ìd = 0.7ì 30 = 21 (cm) Khoảng cách tim cọc: amin = 90 = 3ìd = ì 30 = 90 (cm) Kích thớc đài thực tế: Fth = 1.4ì1.4 =1.96 (m2) 4.4 Kiểm tra cọc theo điều kiện cờng độ Trọng lợng tính toán đài đất đài: Nttđ = nìFthđìhìb = 1.1ì1.96ì1.7ì22 = 80,63 (kN) Lực dọc tính toán thực tế đế đài: N tt = 80.63 + 432.85 = 513.48 (kN) Lực cắt chân cột gây mô men tính toán ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài : Mxtt = M + Q ì h = 169.034 + 93.11ì1.7 = 327.32 (kNm) Móng chịu tải lệch tâm phơng Lực truyền xuống cọc dãy biên: SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới P tt max-min PHM TUN ANH Phần móng: 15% tt N tt M y x max = ' nc xi2 Lực truyền xuống dãy cọc biên: tt Pmax = 513.48 327.32 ì 0.45 + = 310.21 (kN ) 4 ì 0.45 Các cọc dãy biên vùng chịu ứng suất kéo mômen nén lực dọc có khả bị nhổ: tt Pmin = 513.48 327.32 ì 0.45 = 53.47 (kN ) 4 ì 0.45 Pttmin = -53.47 (kN) < nên cần kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc Kiểm tra lực truyền xuống cọc: Pttmax + Pc Px Trong đó: Pc- trọng lợng tính toán cọc BTCT nằm từ đế đài đến mũi cọc Phần cọc nằm dới mực nớc ngầm bị đẩy đn= - n = 25 - 10 = 15 (KN/m3) Pc = 1.1ì 0.3ì0.3ì(25ì3 + 15ì9) = 20.79 (kN) Pttmax + Pc = 310.21 + 20.79 =331.0 (kN) < Px = 480.61 (kN) Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực đợc lực nén lớn Kiểm tra điều kiện chống nhổ: Để thiên an toàn, kiểm tra cọc chịu nhổ, ta bỏ qua trọng lợng thân cọc Pttmin=53.47 kN Pk=350.1 KN Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực đợc lực kéo lớn 4.5 Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng: 4.5.1 Xác định kích thớc khối móng quy ớc: Để tính độ lún móng cọc ta tính độ lún khối móng quy ớc có mặt cắt abcd lớp đất đặt mũi cọc nh với móng nông thiên nhiên Nhờ ma sát diện tích xung quanh cọc đất bao quanh nên tải trọng móng đợc truyền lên diện tích lớn xuất phát từ mép cọc biên đáy đài nghiêng góc: = tb so với phơng đứng tb = = II h2 + II h3 + II h4 h2 + h3 + h4 18 ì 2.7 + 30 ì 6.3 + 35 ì = 27.96 2.7 + 6.3 + tb 27.96 = = = 6.99 4 Chiều dài đáy khối móng quy ớc: LM = 0.9 + ì 0.3 + ì 11 ì tg 6.99 = 3.89 (m) Chiều rộng đáy khối quy ớc: BM = 0.9 + ì 0.3 + ì 11 ì tg 6.99 = 3.89 (m) Chiều cao khối móng quy ớc: HM = 12,7 (m) 4.5.2 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ớc: SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Trọng lợng khối móng quy ớc phạm vi từ đế đài trở lên nh sau: Ntc1 = LM.BM.h.tb = 3.89ì3.89ì1.7ì22 = 565.94 (kN) Trọng lợng khối móng quy ớc phạm vi từ đế đài trở xuống Ntc2 =(3.89ì3.89 4ì0.3ì0.3)ì(2.7ì19.2 + 0.3ì19 + 6ì9.4 +2ì10.12) = 1906.33 (kN) Trọng lợng cọc : Ntcc = 4ì20.79 = 83.16 (kN) Trọng lợng khối móng quy ớc: Ntcm = N tc = 83.16 + 565.94 + 1906.33 = 2555.43 (kN) i Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ớc: Ntc = N 432.85 + N mtc = + 2555.43 = 2916.14 (kN ) 1.2 1.2 Mômen tiêu chuẩn lấy với trọng tâm đáy khối quy ớc: Mtcx = Mtcxo + Qtcxo ì12,7 = Độ lệch tâm: e= 169.034 93.11 + ì 12,7 = 1126.27 ( kNm) 1.2 1.2 M tc 1126.27 = = 0.386 (m) N tc 2916.14 áp lực tiêu chuẩn đáy khối quy ớc: tc max N tc 6.e 2916.14 ì 0.386 = = ì LM ì BM LM 3.89 ì 3.89 3.89 tcmax = 307.45 (kPa) tcmin =77.98 (kPa) tctb = 192.72 (kPa) áp lực tính toán đất đáy khối quy ớc: RM = ( ) m1.m2 ì 1.1 ì A ì BM ì II +1.1 ì B ì H M ì II, + ì D ì CII K tc Trong đó: + Các giá trị m1, m2 tra bảng 3.1 tài liệu Hớng dẫn đồ án móng: m1 = 1.4; m2 = 1.0 + Ktc = tiêu lý đất đợc lấy theo thí nghiệm trực tiếp đất + Với II = 350 tra bảng 3-2, A = 1.67; B = 7.69; D = 9.59 II = đn = 10.12 (kN/m3) II = 0.7 ì + 3,7 ì 19.2 + 0.3 ì 19 + ì 9.4 + ì 10.12 (0.7 + 3.7 + 0.3 + + 2) = 12.41 (kN/m3) CII = 35 Vậy RM = 1.4 ì ì (1.1 ì 1.67 ì 3.77 ì 10.12 + 1.1 ì 7.69 ì 12,7 ì 12.41 + ì 9.59 ì 35) = 3374.32 (KPa) Thoả mãn điều kiện: tcmax = 307.45 (kPa) 1.2ì RM = 4049,18 (kPa) tbtc = 192.72 (kPa) RM = 3374.32 (kPa) SVTH lớp Trang Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Vậy ta tính toán đợc độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Trong trờng hợp đất từ phạm vi đáy khối móng quy ớc trở xuống có chiều dày lớn môđun biến dạng lớn, đáy khối móng quy ớc có diện tích bé nên ta dùng mô hình bán không gian biến dạng tuyến tính để tính toán Giả thiết thời điểm xây dựng đất cố kết hoàn toàn 4.5.3 ứng suất thân đáy lớp đất: - Tại đáy lớp đất lấp: zbt=0.7 = 0.7ì16 = 11.2 (kPa) - Tại đáy lớp cát pha dẻo: zbt=4.4 = 11.2 +3.7ì19.2 =82.24 (kPa) - Tại mực nớc ngầm: zbt=4.7 = 82.24 + 0.3ì19 = 87.79 (kPa) - Tại đáy lớp cát bụi chặt vừa : zbt=10.5 = 87.79 + 6ì9.4 = 144.34 (kPa) - Tại đáy khối quy ớc: zbt=12.7 = 144.34 + 2ì 10.12 =164.58 (kPa) 4.5.4 Kiểm tra độ lún Giá trị ứng suất gây lún đáy khối móng quy ớc bt glz=0 = tctb - z =12.7 =192.72 164.58 = 28.14 (kPa) Ta có: glz=0 = 28,14 kPa < 0.2ì bt = 0.2ì164.58 = 32.92 (KPa) Nên kiểm tra lún Lấy độ lún tuyệt đối móng, S = Tơng quan lún lệch tơng đối móng đợc so sánh tính xong móng cột trục lại 4.6 Tính toán độ bền cấu tạo đài cọc: 4.6.1 Chọn vật liệu làm đài móng: - Bêtông móng mác 250 có: Rn = 110000 (KPa); Rk = 880 (KPa) - Cốt thép CII có: Ra = 26.104 (KPa) 4.6.2 Kiểm tra chiều cao đài móng cọc: Để đài cọc không bị chọc thủng đáy tháp trùm trục cọc Bằng cách vẽ xác ta thấy điều kiện chọc thủng đợc đảm bảo G Hình Tháp chọc thủng đài cọc móng G8 Chiều cao đài cọc chọn: hđ = 0.8 m Chiều cao làm việc đài cọc là: h0 = hđ - 0.2 = 0.8 - 0.2 = 0.6 (m) 4.6.3 Tính toán cốt thép cho đài cọc: SVTH lớp Trang 10 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Đài móng tính nh côngxon ngàm vào cột Theo nguyên tắc lực phản lực tải trọng tác dụng lên côngxon đài móng phản lực đầu cọc tác dụng lên đài dới dạng lực tập trung Mômen uốn My gây cọc lực kéo, nén có giá trị khác G Hình Tính toán thép đài cọc * Đối với mặt ngàm I-I: MI = r1.(P1 + P4) đó: r1 = 0.15 (m) P1 = P4 = Pttmax = 310.21 (kN) MI = 0.15ì(310.21 + 310.21) = 93.06 (kNm) Diện tích cốt thép chịu mômen MI: FaI = MI 93.06 = = 6.63 ì 10 (m ) 0.9 ì h ì Ra 0.9 ì 0.6 ì 26.10 FaI = 6.63 (cm2) Cốt thép đợc chọn phải thỏa mãn điều kiện hạn chế: 10 cm a 20 cm ; 10 mm Chọn 910 có Fa = 7.07 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a1 = 1400 ì (35 + 15) =162,5 (mm) Chọn a1 = 162 mm Chiều dài thép là: l1 = 1.4 2ì(0.015 + 0.035) = 1.3 (m) Cốt thép đặt dới * Đối với mặt ngàm II-II: MII = r2ì(P1 + P2) đó: r2 = 0.3 (m) P1 = 310.21 KN P2 = Pmin = -53.47 KN MII= 0.3ì(310.21 53.47) = 77.02 (KNm) FaII = SVTH M II 77.02 = = 5.63.10 (m ) 0.9 ì h' ìRa 0.9 ì 0.585 ì 26.10 lớp Trang 11 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% FaII = 5.63 (cm2) Chọn 810 có Fa = 6.28 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a2 = 1400 ì (35 + 15) =185.7 (mm) Chọn a2 = 186 mm Chiều dài thép là: l2 = 1.4 2ì(0.015 + 0.035) = 1.3 (m) Trong đó, chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép a0 = 35 mm Cốt thép đặt lên G Hình Cốt thép cho móng G8 V thiết kế Móng cột trục F8 Cột trục F8 cột vuông, có kích thớc tiết diện 0.3x0.3m 5.1 Xác định nội lực tính toán đỉnh móng Theo kết tính toán, chân cột F8 (nút 3) có cặp tổ hợp I-14 có nội lực bất lợi nhất: M = 2035.5 KGm = 20.36 KNm Q = 1033.2.4 KG =10.33 KN N = 51212.7 KG = 512.13 KN Các thông số lại nh với móng cột trục G8, bớc tính với công thức tính toán ý nghĩa số hạng công thức nh bảng tra số hạng nh tính với móng G8 nên ta đa kết tính toán cuối mà không giải thích chi tiết lại Chiều cao đài móng 0.8 m 5.2 Xác định sức chịu tải cọc đơn: Sức chịu tải cọc phụ thuộc vào thân cọc địa chất đất kết tính toán sức chịu tải cọc cho toàn công trình P = PX = 480.61 (kN); 5.3 Xác định số lợng bố trí cọc SVTH lớp Trang 12 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Để cọc đợc coi cọc đơn, bố trí cọc mặt với khoảng cách tim hai cọc 3d áp lực tính toán tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc: P tt = Px ( 3.d ) = 480.61 ( ì 0.3) = 593.34 ( kN / m ) Diện tích sơ đế đài đợc tính theo công thức: F= 512.13 = 0.93 m 593.34 22 ì 1.7 ì 1.1 Trọng lợng tính toán sơ đài đất đài: Nttsb = nìFđìhìtb = 1.1ì0.93ì1.7ì22 = 38.26 (kN) Số lợng cọc sơ đợc tính theo công thức: nc = N 0tt + N sbtt 512.13 + 38.26 = =1.1 Px 480.61 Chọn nc = cọc Bố trí cọc đài nh hình vẽ f Hình Bố trí cọc cho đài móng F8 Khoảng cách a từ tim cọc biên đến mép đài thoả mãn điều kiện: ab = 25 cm > 0.7ìd = 0.7ì 30 = 21 (cm) Khoảng cách tim cọc: amin = 90 cm = 3ìd = ì 30 = 90 (cm) Kích thớc đài thực tế: Fth = 0.5ì1.4 =0.7 (m2) 5.4 Kiểm tra cọc theo điều kiện cờng độ Trọng lợng tính toán đài đất đài: Nttđ = nìFthđìhìb = 1.1ì0.7ì1.7ì22 = 28.79 (kN) Lực dọc tính toán thực tế đế đài: N tt = 28.79 + 512.13 = 540.92 (kN) Lực cắt chân cột gây mô men tính toán ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài : Mxtt = M + Q ì h = 20.36 + 10.33ì1.7 = 37.92 (kNm) Móng chịu tải lệch tâm phơng Lực truyền xuống cọc dãy biên: SVTH lớp Trang 13 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới P tt max-min PHM TUN ANH Phần móng: 15% tt N tt M y x max = ' nc xi2 Lực truyền xuống dãy cọc biên: tt Pmax = 540.92 37.92 ì 0.45 + = 312.59 (kN ) 2 ì 0.45 Các cọc dãy biên vùng chịu ứng suất kéo mômen nén lực dọc có khả bị nhổ: tt Pmin = 540.92 37.92 ì 0.45 = 228.33 (kN ) 2 ì 0.45 Pttmin = 228.33 (kN) > nên không cần kiểm tra điều kiện cọc chịu nhổ Kiểm tra lực truyền xuống cọc: Pttmax + Pc Px tt P max + Pc = 312.59 + 20.79 =333.38 (kN) < Px = 480.61 (kN) Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực đợc lực nén lớn 5.5 Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng: 5.5.1 Xác định kích thớc khối móng quy ớc: Chiều dài đáy khối móng quy ớc: LM = 0.9 + ì 0.3 + ì 11 ì tg 6.99 = 3.89 (m) Chiều rộng đáy khối quy ớc: BM = ì 0.3 + ì 11 ì tg 6.99 = 2.99 (m) Chiều cao khối móng quy ớc: HM = 12,7 (m) 4.5.2 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ớc: Trọng lợng khối móng quy ớc phạm vi từ đế đài trở lên nh sau: Ntc1 = LM.BM.h.tb = 3.89ì2.99ì1.7ì22 = 435.0 (kN) Trọng lợng khối móng quy ớc phạm vi từ đế đài trở xuống Ntc2 = (3.89ì2.99 4ì0.3ì0.3)ì(2.7ì19.2 + 0.3ì19 + 6ì9.4 +2ì10.12) = 1512,36 (kN) Trọng lợng cọc : Ntcc = 4ì20.79 = 83.16 (kN) Trọng lợng khối móng quy ớc: Ntcm = N tc = 83.16 + 435.0 + 1512.36 = 2030.52 (kN) i Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ớc: Ntc = N 512.13 + N mtc = + 2030.52 = 2457.3 (kN ) 1.2 1.2 Mômen tiêu chuẩn lấy với trọng tâm đáy khối quy ớc: Mtcx = Mtcxo + Qtcxo ì12.7 = Độ lệch tâm: 20.36 10.33 + ì 12.7 = 126.29 (kNm) 1.2 1.2 M tc 126.29 e = tc = = 0.0514 ( m) 2457.3 N áp lực tiêu chuẩn đáy khối quy ớc: SVTH lớp Trang 14 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới tc max = PHM TUN ANH Phần móng: 15% N tc 6.e 2457.3 ì 0.0514 = ì LM ì BM LM 3.89 ì 2.99 3.89 tcmax = 276.42 (kPa) tcmin = 146.11 (kPa) tctb = 211.26 (kPa) áp lực tính toán đất đáy khối quy ớc: RM =3374.32 (KPa) Thoả mãn điều kiện: tcmax = 276.42 (kPa) 1.2ì RM =4049,18 (kPa) tbtc = 211.26 (kPa) RM = 3374.32 (kPa) Vậy ta tính toán đợc độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Trong trờng hợp đất từ phạm vi đáy khối móng quy ớc trở xuống có chiều dày lớn môđun biến dạng lớn, đáy khối móng quy ớc có diện tích bé nên ta dùng mô hình bán không gian biến dạng tuyến tính để tính toán Giả thiết thời điểm xây dựng đất cố kết hoàn toàn 5.5.3 Kiểm tra độ lún tuyệt đối Tại đáy khối quy ớc ứng suất thân lớp đất gây là: zbt=12.5 = 164.58 (kPa) - tính phần móng G8 Giá trị ứng suất gây lún đáy khối móng quy ớc bt glz=0 = tctb - z =20 = 211.26 164.58 = 46.68 (kPa) Chia đất dới đáy khối móng quy ớc thành lớp có giá trị h i = 0.598 m thỏa mãn điều kiện hi BM / = 2.99 / = 0.7475 m Giá trị ứng suất gây lún điểm độ sâu z i kể từ đáy khối móng quy ớc đợc xác định theo công thức: gl = K0i gl z z= i Trong đó: K0i - hệ số phụ thuộc vào tỷ số: L B bảng M M = 2z i 3.89 = 1.3 đợc tra 2.99 BM Kết tính toán giá trị ứng suất gây lún ứng suất thân đợc lập thành bảng Excel nh sau: Điểm Độ sâu 2z i (m) BM 0.598 1.196 1.794 0.4 0.8 1.2 Koi 0.97 0.8535 0.667 gl z bt z (Kpa) (KPa) 46.68 45.28 39.84 31.14 164.58 170.63 182.74 200.89 i i Bảng Tính giới hạn móng G8 Giới hạn lấy đến điểm độ sâu 1.794 m kể từ đáy khối quy ớc thoả mãn điều kiện: gl = 31.14 (KPa) < 0.2ì bt = 0.2ì200.89 = 40.178 (KPa) Độ lún đợc tính toán nh sau: S= SVTH oi gl 0.8 n gl h = zi ì hi zi i 31000 i =0 i = E oi n lớp Trang 15 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới S= PHM TUN ANH Phần móng: 15% 0.8 ì 0,598 46.68 31.14 + 45.28 + 39.84 + ) = 0.0019 (m) = 0.19 (cm) < Sgh = ( 31000 2 (cm) 11.2 82.24 MNN 87.79 bt 144.34 164.58 200.89 46.68 45.28 39.84 31.14 gl Hình Xác định giới hạn móng F8 5.5.4 Kiểm tra độ lún tơng đối Độ lún móng cột trục G8 S = cm Độ lún móng cột trục F8 S = 0,19 cm Khoảng cách G8 F8 L = 720 cm S = 0.19 = 0.00026 < 0.001 720 Vậy điều kiện lún lệch tơng đối đợc đảm bảo 5.6 Tính toán độ bền cấu tạo đài cọc 5.6.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng đài móng cọc: Để đài cọc không bị chọc thủng tốt đáy tháp chọc thủng phải trùm trục cọc Bằng cách đo vẽ xác ta thấy điều kiện chọc thủng đợc đảm bảo SVTH lớp Trang 16 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% F Hình 10 Tháp chọc thủng đài cọc F8 Chiều cao đài cọc chọn: hđ = 0.8 m Chiều cao làm việc đài cọc là: h0 = hđ - 0.1= 0.8 0.2 = 0.6 (m) 5.6.3 Tính toán cốt thép cho đài cọc: f * Đối với mặt ngàm I-I: MI = r1.P1 đó: r1 = 0.3 (m) P1 = Pttmax = 312.59 (kN) MI = 0.3ì312.59 = 93.78 (kNm) Diện tích cốt thép chịu mômen MI: FaI = MI 93.78 = = 6.68 ì 10 (m ) 0.9 ì h ì Ra 0.9 ì 0.6 ì 26.10 FI = 6.68 (cm2) Cốt thép đợc chọn phải thỏa mãn điều kiện hạn chế: 10 cm a 20 cm ; 10 mm Chọn 514 có Fa = 7.69 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: SVTH lớp Trang 17 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới a1 = PHM TUN ANH Phần móng: 15% 500 ì (35 + 15) =100 (mm) Chọn a1 = 100 mm Chiều dài thép là: l1 = 1.4 2ì(0.015 + 0.035) = 1.3 (m) Cốt thép đặt dới * Đối với mặt ngàm II-II: Lấy theo cấu tạo: Chọn 810 có Fa =6.28 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a2 = 1400 ì (35 + 15) =185.7 (mm) Chọn a2 = 186 mm Chiều dài thép là: l2 = 0.5 2ì(0.015 + 0.035) = 0.4 (m) Trong đó, chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép a0 = 35 mm Cốt thép đặt lên phơng uốn phụ f Hình10 Bố trí cốt thép cho móng F8 * Ghi chú: + Khi bố trí cốt thép cho móng ta bố trí cốt thép chờ để liên kết với cốt thép cột + Mỗi cọc có hai thép móc cẩu đờng kính 14 mm chôn sẵn cọc Vị trí thép móc cẩu thoả mãn giá trị tuyệt đối mômen dơng lớn hai thép mômen âm vị trí đặt thép trình cẩu lắp có giá trị Khoảng cách đợc tính sẵn có giá trị từ đầu cọc đến vị trí đặt thép móc cẩu 0.207L Với L = chiều dài cọc Cọc thiết kế nh cọc mẫu + Cách bố trí thép cụ thể nh vẽ M 0.1 Móng G8 đợc sử dụng để bố trí cho móng cột đỡ mái Móng F8 đợc tính để bố trí cho móng lại SVTH lớp Trang 18 Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới PHM TUN ANH Phần móng: 15% Hình 11 Cấu tạo cọc Mục lục Phần móng IV Thiết kế Móng m1 cột trục G8 SVTH lớp Trang 19