Luận văn Công trình trụ sở báo tuổi trẻ

ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH Luận văn Cơng trình trụ sở báo tuổi trẻ SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 110 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH PHƯƠNG ÁN II : MĨNG CỌC KHOAN NHỒI  I CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC - Căn vào tài liệu địa chất chọn lớp đất đặt đài cọc lớp thứ - Chiều sâu chơn móng so với mặt đất tự nhiên h m = 2m - Căn vào điều kiện địa chất chọn chiều sâu cọc cắm vào lớp đất thứ (lớp cát mịn, sét ) - Đài cọc cấu tạo bê tơng mác 300, thép AIII II CHỌN LOẠI VẬT LIỆU VÀ CẤU TẠO CỌC - Chọn đường kính cọc khoan nhồi :D = 0.8 m  D   0.8 2   0.502 m 4 Chu vi tiết diện ngang thân cọc : u = .D = 3.14  0.8 = 2.512 m - Chiều dài cọc ngồi đài 20m (mũi cọc cắm vào lớp 5m) - Đoạn cọc neo vào đài : 15cm Diện tích tiết diện ngang thân cọc : A = - Đoạn thép neo vào đài : 35 + Be6 tơng mác 300 : Rn = 130 kG/cm2 = 1300 T/m2 Rk = 10 kG/cm2 = 100 T/m + Thép AIII : Ra = 3600 kG/cm2 = 36000 T/m2 cho đài móng + Thép AII : Ra = 2800 kG/cm = 28000 T/m2 cho cọc nhồi III XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC III.1 Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất Tính sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền, theo TCXD 205-1998 2m 2.Sé t pha xá m xanh Z2=11m fs3 -17m t mòn 4.Cá fs4 sét 5m -17m >13m -5m Z 3=19.5m 3.Sé t lẫn t -2m fs2 -5m -5m 12m Z 1=2.75 0.5m 4.5m ±0.000 1.Đấ t đắ p -0.5m -22m - Sức chịu tải cực hạn cọc: Qu = Qp + Qs =qpAp+Asfs SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 111 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH - Sức chịu tải cho phép cọc là: Qa = Qp FS p  Qs FS s - Trong : FSs : Hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên, lấy 1.5÷2.0 FSp : Hệ số an tồn cho sức chống mũi cọc, lấy 2.0÷3 Ap : Diện tích tiết diện ngang thân cọc - Ta có : As = u.L U : chu vi tiết diện ngang cọc L : Chiều dài cọc ngồi đài, chọn L = 20m - qp : Sức kháng mũi cọc, tính theo cơng thức :  Nq  cN c q p  d p N    vp c : Lực dính thân cọc đất T/m2 ’vp : Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng độ sâu mũi cọc trọng lượng thân đất, T/m2 Nc, Nq, N : Hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào ma sát đất, hình dạng mũi cọc phương pháp thi cơng cọc  : Trọng lượng thể tích đất độ sâu mũi cọc, T/m3 dp : Đường kính tiết diện cọc dp = 0.8 m - Ta có : Qs = As.fs = u.(fi.li) fs : Ma sát bên tác dụng lên cọc tính theo cơng thức: f s  c a  k s h tg a ca : Lực dính thân cọc đất, lấy ca = c (T/m 2) (Đối với cọc bê tơng) ’h :Ứng suất hữu hiệu đất theo phương vng góc với mặt bên cọc (T/m 2) a : Góc ma sát cọc đất nền, lấy a =  li : Chiều dài lớp đất thứ i mà cọc qua Tính sức chịu tải đất mũi cọc ( Qp ) - Ta có: Qp = qp.Ap  Nq  cN c q p  d p N    vp - Đất mũi cọc có : I =28 o30’  tra bảng (nội suy) : Nq =17.808 Nc = 31.612 N = 15.7 - Khi tính tốn trọng lượng riêng đất nằm mực nước ngầm lấy trọng lượng riêng đẩy đn= 0.94 T/m dp =0.8m , c = 0.08 T/m2 - Ứng suất thẳng đứng hữu hiệu trọng lượng thân đất : ’vp=   i  hi =1.9024.5+0.94312+0.9945 = 24.575 T/m2 Vậy sức kháng mũi cọc là: qp =0.940.815.7+24.57517.808+0.0831.612= 452 T/m2  D 2 Ap   0.5024 m  Q p  q p  A p = 452  0.5024 = 227.085 T Tính ma sát bên tác dụng lên cọc ( Qs ) Qs =Asfs - Ở cọc nằm lớp SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 112 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH  Lớp 2: có tiêu sau: ca = c =1.81 T/m , = o48’ ,  = 1.902 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin0o48’ = 0.986  ' z    i  z i =1.9022.75= 5.23 T/m2 Nên ’h = 0.9865.23 = 5.157 T/m ’ o ’  f s  ca +  h tga = 1.81+ 5.157tg0 48 = 1.882 T/m  Lớp 3: có tiêu sau: ca = c =4.79 T/m , =14o 36’ ,  = 0.943 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin14 036’ = 0.748  ' z    i  z i =1.9022.75+0.94311 = 15.603 T/m2 Nên ’h = 0.74815.603 = 11.671 T/m ’ ’  f s3  ca +  h tga = 4.79+11.671tg14 36 = 7.83 T/m  Lớp 4: có tiêu sau: ca = c = 0.08 T/m ,  = 28030’ ,  = 0.94 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin28 036’ = 0.523  ' z    i  z i =1.9022.75+0.98411+ 0.9419.5 = 33.933 T/m2 Nên ’h = 0.52333.933 = 17.747 T/m ’ ’ f s  ca +  h tga = 0.08+17.747tg28 30 = 9.716 T/m Vậy với chiều dài cọc ngồi đài 20 m ta có : Qs2= f As2=1.882  2.512  = 14.183 T Qs3= f s As3= 7.83  2.512  12 = 236.027 T Qs4= f s As4= 9.716  2.512  = 122.033 T s2 14.183 236.027 122.033   = 7.091 + 118.013 + 61.016 = 186.12 T 2 227.085 Qp= =75.695 T  Qs = Vậy tổng sức chịu tải cho phép cọc là: Qa =186.12 +75.695 = 261.815 T III.2 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 113 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 2m 2m 3.Sé t lẫn bột -5m -17m 2m -17m 2m 2m 12m -2m 8m 10m 12m 14m 16m 18m 20m 21.5m -5m 2m -5m 2m 1m 2m 4.5m 2m 3.5m 4.5m 6m 0.5m ±0.000 1.Đấtđắp -0.5m 2.Sé t pha xá m xanh 4.Cá t mòn sé t 1m 2m >13m -22m - Sức chịu tải cực hạn cọc: Qtc = m (mR qpAp + umfi.fi.li) - Sức chịu tải cho phép cọc: Qa = Qtc k tc - Trong đó: + ktc : Hệ số độ tin cậy, lấy k = 1.4 + m = 1.0 : Hệ số điều kiện làm việc cọc đất + m R = 1.1 : Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc + m fi = 0.6 (Cọc khoan nhồi khoan đổ bê tơng nước)  D 2 + Ap   0.502 m : Diện tích tiết diện ngang cọc + u : Chu vi tiết diện ngang cọc + qp: Sức kháng đất mũi cọc; Mũi tựa lên đất cát mịn, sét xác định theo cơng thức : q p  0.75  I d p Ako   I LBko  - Trọng lượng riêng trung bình đất từ mũi cọc trở lên: I  4.5  1.902  12  0.943   0.94  1.143 T/m 4.5  12  - Trọng lượng riêng đất nằm mũi cọc : I’ = 0.94 T/m3 - Đất mũi cọc có: I = 28030 ’ , Tra bảng A6 (TCXD 205-1998) (nội suy) ta được:  =0.565 =0.28 Ako  20.85 Bko  39.15 qp =0.750.28(0.940.820.85+0.5651.1432239.15)=120.1 T/m + fi : Cường độ tiêu chuẩn lớp đất thứ i mặt bên cọc phụ thuộc vào góc ma sát đất.(tra bảng A.2 - TCXD 205-1998) SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 114 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH + li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc + Để tính fi ta chia đất thành lớp với chiều dày li hình vẽ Kết cho bảng sau: Lớp (B=0.674) (B=0.349) (khơng dẻo) Z (m) 3.0 4.5 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 21.5 li (m) 2.0 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.0 fi (T/m2) 1.022 1.468 3.65 3.85 4.00 4.18 4.36 4.53 5.40 5.60 5.75 li fi (T/m) 2.044 1.468 7.30 7.70 8.00 8.36 8.72 9.06 10.8 11.2 5.75 - Vậy sức kháng mũi cọc là: mR qp.Ap =1.1120.10.5024 = 66.372 T - Sức kháng bên là: u.m fi.fi.li =2.5120.6(2.044+1.468+7.3+7.7+8.0+8.36+8.72+9.06+10.8+11.2+5.75) = 121.182 T - Tổng sức chịu tải cọc là: Qtc =1(66.372+121.182)=187.554 T - Sức chịu tải cho phép cọc là: Qa = Qtc 187.554 =  133.967 T k tc 1.4 - Chọn sức chịu tải thiết kế cọc Qtk = min{ Qa , Qa’}= 133.967 T V THIẾT KẾ MĨNG KHUNG TRỤC 7: IV.1 TÍNH MĨNG B -7 (M1): - Tải trọng tác dụng lên móng :chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất: Tải Cột Nmax(T) Mtư(Tm) Tính tốn B -7 298.13 -24.66 Tiêu chuẩn B -7 248.44 -20.55 IV.1.1 xác định sơ kích thước đài cọc: - Khoảng cách cọc d +1m = 0.8+1 = 1.8m - Ứng suất trung bìmh đế đài: tb = Qmax(T) -7.44 -6.20 Pc 133.967   41.348 T/m 2 (d  1) 1.8 - Diện tích đài cọc xác định sau: Fđ = N 298.13   7.982 m  tb   tb h 41.348   Lấy tb = T/m Vậy chọn diện tích sơ đài cọc bl=2.53.5m, (Fđ = 8.75 m2) - Trọng lượng đài đất phủ lên đài: Qđ = n Fđ tb hm =1.18.7522 = 38.5 T SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 115 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH IV.1.2 Xác định số lượng cọc n Qa N = 1.3 298.13  38.5 = 3.26 cọc 133.967 với:  = 1.3 : hệ số kể đến móng chịu tải trọng lệch tâm  Chọn n = cọc - Hiệu ứng nhóm cọc : (Theo Converse - Labarre)  n1  1n  n  1n1   2  1   2  1      19.1     0.787 90.n1 n 90        = 1-  ( = arctg d  arctg  19 010 ' ) s 2.3 - Sức chịu tải nhóm cọc Qnh(a) = 40.787133.967 = 421.728 T IV.1.3 Chọn, bố trí kiểm tra đài cọc - Chiều cao đài cọc : hđ = ac + h1 +20 (cm) h1 : chiều dài cọc ngàm đài = 0.15 m ac : bề rộng cột = 0.6 m  hđ = 0.6+0.15+0.2 = 0.95m  chọn hđ = 1.5m - Chọn khoảng cách cọc d+1m - Đài cọc có kích thước bố trí hình vẽ: - Khoảng cách hai mép ngồi hai cọc là: 3.1m - Cạnh hình tháp chọc thủng là: l = hc + 2h0tg45 = 0.6+21.351 =3.3 m Vậy: l = 3.3m > 3.1m  Cọc nằm phạm vi hình tháp chọc thủng nên khơng cần kiểm tra điều kiện chọc thủng SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 116 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH ±0.000 1500 45 2000 Qtt Ntt M tt -2000 2300 600 100 600 600 900 600 80 3000 600 600 1150 100 1150 100 600 900 400 1800 600 600 3500 100 B IV.1.4 Kiểm tra kích thước đáy móng (33.5m) - Xác định moment trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài Mott = Mtt + Qtt  h m = 24.66+7.441.5 = 35.82 Tm - Trọng lượng tính tốn đài đất phủ lên đài (chơn sâu 2.0m) N dtt =1.1Fđtbhm=1.133.52.02.0 =46.2 T - Tổng tải trọng trọng tâm đáy móng: N ott = N tt  N dtt = 298.13+46.2 =344.33 T - Tổng tải trọng tác dụng lên cọc: xmax = 1.15 m  xi2 = 41.152 = 5.29 m2 Ptt = N ott M tt x max 344.33 35.82  1.15    = 86.083  7.787 n 5.29 xi2 tt Pmax = 93.87 T tt Pmin = 78.296 T Ptbtt = 86.083T  Nhận xét: tt Pmax = 93.87 T< Qa = 133.967 T tt = 78.296 T > nên khơng cần kiểm tra chống nhổ Pmin Vậy kích thước đáy móng thoả điều kiện IV.1.5 Kiểm tra áp lực độ lún đáy khối móng qui ước: Xác định kích thước móng khối qui ước SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 117 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH  tb - Tính tb = ,với  tb  góc ma sát tính tốn trung bình trạng thái giới hạn  lớp đất mà cọc xun qua - Ta có: Lớp : =1o48’ l2 = 3.0m Lớp : =14o49’ l3 = 12m o ’ Lớp : =28 37 l4 = 5.0m  '  l 48   14 49'  12  28037'   tb  i i   16o18' li  12  - Từ mép cọc hạ đường xiên góc  :  tb 16 018'  tb    4 '  tg =0.071 4 2m 1.5m ±0.000 -2m 4° 4' 20m 4° 4' -22m Lm = 5.94m Z - Kích thước móng khối qui ước: + Chiều dài đáy móng khối qui ước: Lm = a1 + 2Ltgtb = 3.1 + 220tg(3044’) = 5.94 m + Chiều rộng đáy móng khối qui ước: Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(3044 ’) = 5.44 m  Fqu =LmBm = 5.94  5.44 =32.313 m2 với: a1, b1 khoảng cách hai mép ngồi hai cọc theo phương cạnh dài phương cạnh ngắn đài cọc l = 20 m : chiều dài cọc ngồi đài Xác định trọng lượng móng khối qui ước - Trọng lượng riêng đất nằm mực nước ngầm tính ta lấy đn - Tổng lực tác dụng đáy móng khối qui ước: tc tc N qu  Nđất +Nđ +Nc +N + Trọng lượng trung bình đất đài từ đáy đài trở lên: Nđất +Nđ =Fqu..hđ= 32.3131.9122.0 = 123.565 (T) SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 118 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH + Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối móng qui ước : (1.9123+0.94712+0.9465)32.313 = 705.393 (T) + Trọng lượng cọc : 1.140.502432.5+1.140.502412(2.5-1)+1.140.50245(2.5-1)=72.95 (T) Vậy tổng tải trọng đứng tác dụng đáy móng khối qui ước là: tc N qu  123.565+705.393+72.95+248.44 = 1150.348 (T) - Momen đáy móng khối qui ước: tc M qu  M tc  Q tc hqu = 20.55 +6.221.5 = 153.85 (Tm) Kiểm tra áp lực đáy khối móng qui ước - Độ lệch tâm : e= tc M qu N tc qu = 153.85 =0.134 (m) 1150.348 - Ứng suất trung bình đáy móng khối qui ước: tc N qu  6e  1150.348   0.134  1  =   1   = 35.60(1  0.135) 5.94  Fqu  Lm  32.313  tc = 40.406 (T/m2)  max tc tc = 30.794 (T/m2)   tbtc = 35.6 (T/m 2) - Cường độ tiêu chuẩn đất đáy móng khối qui ước: R    II' : m1 m2 ( Abm   Bhm '   DxC II ) K tc Dung trọng đẩy trung bình lớp đất móng khối quy ước  II' = 1.912  4.5  0.947  12  0.946   1.149 T/m 4.5  12   II = 0.946 T/ m :Dung trọng đất mũi cọc có kể đến đẩy m2 = 1.3 : Hệ số điều kiện làm việc nhà.(Đất cát mịn, chặt vừa, L/H < 1.5) m1 = 1.2 : Hệ số điều kiện làm việc đất.(Đất cát mịn, chặt vừa) Ktc = 1: Hệ số tin cậy cII = 0.14 T/ m2 A, B, D = f (): tra bảng theo  ( Bảng 2-1 “ Nền móng cơng trình dân dụng cơng nghiệp” - GSTS Nguyền Văn Quảng ) - Đất mũi cọc có II =28 o37’ tra bảng (nội suy) được: A = 0.98 ; B = 4.83; D = 7.4  R tc  (0.985.440.946 + 4.83221.149 + 7.40.14) = 200 T/ m2 tc Vậy:  max = 40.406 (T/m 2) < 1.2Rtc = 1.2200 = 240 T/m2  tbtc = 35.6 (T/m2) < Rtc =200 T/m2 tc = 30.794 (T/m2) >  Vậy đất đáy móng khối qui ước ổn định Kiểm tra độ lún khối móng qui ước : - Ứng suất trọng lượng thân đáy móng khối qui ước  z = ihi = tbh m = 1.14922 = 25.278 T/m2 - Ứng suất gây lún đáy móng khối qui ước : Pogl =  tbtc - tb.hm = 35.6 – 25.278 = 10.322 T/m SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 119 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 0.6 2.3 0.6 I 0.6 0.9 0.6 0.6 II 0.4 0.6 0.6 0.9 1.8 3m II 0.6 I 1.15 1.15 0.6 3.5m B ±0.000 0.6 1.45 1.5 2m 1.45 -2m Pmax 0.85 Sơ đồtính: 0.6 Pmax 0.85 1.45 I.V.1.7 Tính tốn cọc chịu tác dụng tải ngang Chuyển vị ngang góc xoay cọc - Momen uốn lực cắt cọc cao trình đặt lực H : - Lực ngang tác dụng lên đầu cọc : Ho  Q 7.44   1.86 T n Mo =0 (do momen cân với sức chống nhổ chống nén cọc) - Moment qn tính tiết diện ngang cọc : I= 1 D =  3.14  0.8 =0.0201 m 64 64 - Độ cứng tiết diện ngang cọc : EbI = 29010 40.0201 = 58290 Tm2 - Chiều rộng quy ước bc cọc : Theo TCXD 205-1998 , d  0.8m bc = d+1m bc = d +1m = 0.8 + = 1.8 m - Chiều dài ảnh hưởng : lah = 2.(d+1) = 2(0.8+1) = 3.6m SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 122 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ MH 1.Đất đắ p -0.5m 2.Sétpha xá m xanh 2m 1đv 3.6m -5m F1 -5m L F2 0.6 4.5m 0.5m ±0.000   Z  M0 = HH Z H H0 =  n Z M GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 3.Sé t lẫn t - Hệ số tỷ lệ k cơng thức : Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng nằm hai lớp đất nên hệ số k tính theo cơng thức k= k1 F1  k F2 260.8  1.749  460.4  0.05   266 F1  F2 1.749  0.05 - Trong : Lớp có B = 0.674 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta k1=260.8 Lớp có B = 0.349 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta k2=460.4 - Hệ số biến dạng :  bd  K  bC 266 1.8 = = 0.3827 m-1 Eb  I 58290 - Chiều dài tính đổi phần cọc đất : Le = bd  L = 0.382720 = 7.654 - Các chuyển vị HH , HM, MH ,MM cọc cao trình đáy đài các ứng lực đơn vị đặt cao trình đáy đài: Trong : HH :chuyển vị ngang tiết diện (m/T), lực Ho =1 HM :chuyển vị ngang tiết diện (1/T), lực Mo =1 MH :góc xoay tiết diện (1/T), lực Ho =1 MM :góc xoay tiết diện (1/Tm), lực Mo =1 Từ Le =7.654 m > tra bảng G2 (TCXD :205-1998) ta được: Ao =2.441 ; Bo =1.621; Co =1.715 Vậy :  1 -4 Ao   2.441 = 7.4713.10 m/T  Eb I 0.3827  58290 1 -4   HM  Bo   1.621  1.9.10 (1/T)  bd Eb I 0.3827  58290 1 -5  Co   1.751 = 7.85.10 (1/Tm) 0.3827  58290  bd Eb I HH=  MH  MM bd - Chuyển vị ngang yo(m) tiết diện ngang cọc đáy đài: y0 = H0 HH +M0.HM =1.867.471310 -4 = 0.00139m = 0.139 cm - Góc xoay tiết diện ngang cọc đáy đài SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 123 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 0 = H0.MH + M0.MM =1.861.910-4 = 0.00035 (rad) -Chuyển vị cọc cao trình đáy đài  n  y o  o LO  HL3o ML0 + =0.00139+0.0+0.0+0.0 = 0.139 cm 3E b I E b I  n =0.1178 cm < [ gh ] =1 cm  =0 + HL2o ML0 + =0.00035+0.0+0.0 = 0.00035 (rad) 0.4% ÷0.65% Fa  0.65Fc = D3 0.00 0.50 0.699 0.897 1.090 1.437 1.566 1.646 1.352 0.197 -5.854 -15.076 Mz (Tm) 0.00 2.2199 2.877 3.3532 3.6158 3.6299 3.4179 2.8918 1.9562 0.9717 -0.441 -0.834 0.65 0.502 = 3.26310 -3 m2 = 32.63 cm2 100 - Chọn 1618a170, có Fa = 40.72cm2 - Sử dụng thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 , Rađ = 2200 kG/cm để bố trí cho cọc nhồi - Lớp bê tơng bảo vệ a = 5cm Kiểm tra độ ổn định đất xung quanh cọc - Điều kiện khơng phá hỏng cọc chịu áp lực ngang: z < gh z : Ap lực tính tốn độ sâu Z z =   M H k  z e  y A1  B1  C1  D1   bd   bd  bd Eb I  bd Eb I  SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 124 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH - Vì Le = 7.654 m > 2.5m, nên kiểm tra điều kiện vị trí : Z= 0.85 0.85   2.221 m  bd 0.3827 Ze = bd  Z = 0.38272.221 = 0.85 m - Các giá trị A1, B1, C1, D1 tra bảng G3 (TCXD : 205-1998 ), ứng với Ze = 0.85m ta sau: A1 = 0.996 , B1 = 0.849 , C1 = 0.3625 , D1 = 0.103 z = 266 0.00035 1.86    0.85 0.00139  0.996   0.849    0.103 0.3827 3827 3827  58290   z = 0.394 T/m2 gh : Ap lực giới hạn độ sâu Z = 2.221m gh = 12 (1ZtgI+cI) cos 1 - Trong đó: 1 = 2 : Hệ số kể đến phần tải trọng thường xun tổng tải trọng, tính theo cơng thức: 2 = M dh  M 2.5  M dh  M Mdh : Momen tải trọng thường xun, Mdh = 3.17 Tm M : Momen tải trọng tạm thời, M = 24.66 Tm 2 = 3.17  24.66  0.854 2.5  3.17  24.66 Cọc khoan nhồi lấy  = 0.6 - Đầu cọc nằm lớp thứ có : I = 1.902 T/m3 cI = 1.81 T/m2  = 0048’ gh = 10.854  (1.902  2.221  tg 0 48 '  0.6  1.81) =3.912 T/m ' cos 48  z = 0.394 T/m2 < gh = 3.912 T/m2 Vậy : Nền đất quanh cọc khơng bị phá hỏng chịu áp lực ngang I.V.1.8 Kiểm tra sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc - Sức chịu tải cọc khoan nhồi tính theo cơng thức: Qvl = Ru.Fb +Ran.Fa Trong : Qvl : Sức chịu tải cọc theo vật liệu Rb =130 kG/cm2 : Cường độ chịu nén bê tơng Mác 300 Ran = Ra = 2800 kG/cm2 : Cường độ chịu kéo thép AII Fb = 5024 cm : Diện tích tiết diện ngang cọc Fa = 40.72 cm2 : Diện tích tiết diện ngang cốt thép R : Cường độ tính tốn bê tơng cọc nhồi 300 2 Ru = 66.66  60kG / cm , Vậy chọn Ru = 60 kG/cm = 600 T/m 4.5 Ru = Qvl = 605024 + 280040.72 = 415456 kG = 415.456 T Vậy Qvl = 415 T >1.4 Qa =1.4133.976 = 187.566 T  Cọc đủ khả chịu tải IV.2 TÍNH MĨNG C - (M2) SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 125 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH - Tải trọng tác dụng lên móng :chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất: Tải Cột Nmax(T) Mtư(Tm) Tính tốn C -7 -530.98 -40.56 Tiêu chuẩn C -7 -442.483 -33.8 IV.2.1 xác định sơ kích thước đài cọc: - Khoảng cách cọc d +1m= 0.8 + 1m = 1.8m - Ưng suất trung bìmh đế đài: tb = Qmax(T) -9.83 -8.192 Pc 133.967   41.348 T/m 2 (d  1) 1.8 - Diện tích đài cọc xác định sau: Fđ = N 530.98   14.217 m  tb   tb h 41.348   Lấy tb = T/m Vậy chọn diện tích sơ đài cọc bl=3.54.5m (Fđ = 15.75 m 2) - Trọng lượng đài đất phủ lên đài: Qđ = n Fđ tb hm =1.115.7522 = 69.3 T IV.2.2 Xác định số lượng cọc n Qa N = 1.3 530.98  69.3 = 5.82 cọc 133.967 với:  = 1.3 : hệ số kể đến móng chịu tải trọng lệch tâm  Chọn n = cọc - Hiệu ứng nhóm cọc : (Theo Converse - Labarre)  n1  1n  n  1n1   2  1   3  1   '    23 57     0.689 90.n1 n 90        = 1-  ( = arctg d 0.8  arctg  230 57 ' ) s 1.8 - Sức chịu tải nhóm cọc Qnh(a) = 60.689133.967 = 553.82 T IV.2.3 Chọn, bố trí kiểm tra đài cọc SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 126 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH ±0.000 Ntt Mtt 1500 45 2000 Qtt -2000 3600 600 600 100 600 900 80 600 1800 100 1800 100 600 900 500 3000 700 600 4800 100 C - Chiều cao đài cọc : hđ = ac + h1 +20 (cm) h1 : chiều dài cọc ngàm đài = 0.15 m ac : bề rộng cột = 0.7 m  hđ = 0.7+0.15+0.2 = 1.05m  chọn hđ = 1.5m - Chọn khoảng cách cọc d+1m - Đài cọc có kích thước bố trí hình vẽ - Khoảng cách hai mép ngồi hai cọc là: 4.4m - Cạnh hình tháp chọc thủng là: l = hc + 2h0tg45 = 0.7+21.351 =3.4 m Vậy: l = 3.4m < 4.4m  Cọc nằm ngồi phạm vi hình tháp chọc thủng nên cần kiểm tra điều kiện chọc thủng IV.2.4 Kiểm tra kích thước đáy móng(bl) - Xác định moment trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài Mott = Mtt + Qtt  h m = 40.56+9.831.5 = 55.305 Tm - Trọng lượng tính tốn đài đất phủ lên đài (chơn sâu 2.0m) N dtt =1.1Fđtbhm=1.134.82.02.0 = 63.36 T - Tổng tải trọng trọng tâm đáy móng: N ott = N tt  N dtt = 530.98+63.36 = 594.34 T - Tổng tải trọng tác dụng lên cọc: Xmax = 1.8m  xi2 = 41.8 = 12.96 m SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 127 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ Ptt = GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH N ott M 0tt x max 594.34 55.305  1.8 = 99.057  7.681    n 12.96 xi2 tt = 106.738 T Pmax tt = 91.376 T Pmin Ptbtt = 99.057T  Nhận xét: tt =106.738 T< Qa = 133.967 T Pmax tt Pmin = 91.376 T > nên khơng cần kiểm tra chống nhổ Vậy kích thước đáy móng thoả điều kiện IV.2.5 Kiểm tra áp lực độ lún đáy khối móng qui ước: Xác định kích thước móng khối qui ước   - Tính tb = tb ,với  tbII góc ma sát tính tốn trung bình trạng thái giới hạn  lớp đất mà cọc xun qua - Ta có: Lớp : =1o48’ l2 = 3.0m o ’ Lớp : =14 49 l3 = 12m Lớp : =28o37’ l4 = 5.0m  ' i li 48   14 49'  12  28037'    tb    16o18' li  12  - Từ mép cọc hạ đường xiên góc  :   16 018'  tb  tb   4 '  tg =0.071 4 - Kích thước móng khối qui ước: + Chiều dài đáy móng khối qui ước: Lm = a1 + 2Ltgtb = 4.4 + 220tg(404 ’) = 7.24 m + Chiều rộng đáy móng khối qui ước: Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(404’) = 5.44 m  Fqu =LmBm = 7.24  5.44 = 39.385 m2 với: a1, b1 khoảng cách hai mép ngồi hai cọc theo phương cạnh dài phương cạnh ngắn đài cọc l = 20 m : chiều dài cọc ngồi đài SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 128 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 2m 1.5m ±0.000 -2m 4° 4' 20m 4° 4' -22m Lm =7.24m Z Xác định trọng lượng móng khối qui ước - Trọng lượng riêng đất nằm mực nước ngầm tính ta lấy đn - Tổng lực tác dụng đáy móng khối qui ước: tc tc N qu  Nđất +Nđ +Nc +N + Trọng lượng trung bình đất đài từ đáy đài trở lên: Nđất +Nđ =Fqu..hđ= 39.3851.9122.0 = 150.608 (T) + Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối móng qui ước : (1.9123+0.94712+0.9465)39.385 = 859.774 (T) + Trọng lượng cọc : 1.160.502432.5+1.160.502412(2.5-1)+1.160.50245(2.5-1)=109.423 T Vậy tổng tải trọng đứng tác dụng đáy móng khối qui ước là: tc N qu  150.608 + 859.774 + 109.423 + 442.483 = 1562.288 (T) - Momen đáy móng khối qui ước: tc M qu  M tc  Q tc hqu = 33.8 +8.19221.5 = 209.928 (Tm) Kiểm tra áp lực đáy khối móng qui ước - Độ lệch tâm : e= tc M qu N tc qu = 209.928 =0.134 (m) 156.288 - Ứng suất trung bình đáy móng khối qui ước: tc N qu  6e  1562.288   0.134  1  =   1   = 39.667(1  0.111) Fqu  Lm  39.385  7.24  tc  max = 44.07 (T/m2) tc tc  = 35.264 (T/m2)  tbtc = 39.667 (T/m2) - Cường độ tiêu chuẩn đất đáy móng khối qui ước: mm R   ( Abm   Bhm '   DxC II ) K tc '  II : Dung trọng đẩy trung bình lớp đất móng khối quy ước SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 129 LỚP: 99XD01 ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ  II' = GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 1.912  4.5  0.947  12  0.946   1.149 T/m 4.5  12   II = 0.946 T/ m :Dung trọng đất mũi cọc có kể đến đẩy m2 = 1.3 : Hệ số điều kiện làm việc nhà (Đất cát mịn, chặt vừa, L/H  Vậy đất đáy móng khối qui ước ổn định Kiểm tra độ lún khối móng qui ước : - Ứng suất trọng lượng thân đáy móng khối qui ước  z = ihi = tbh m = 1.14922 = 25.278 T/m2 - Ứng suất gây lún đáy móng khối qui ước : Pogl =  tbtc - tb.hm = 39.667 – 25.278 = 14.389 T/m - Ứng suất gây lún giảm dần theo độ sâu kể từ đáy móng khối qui ước xác định theo cơng thức sau:  zp = k0  Pogl Với k0 hệ số tra bảng (Bảng1-19 sách Thiết kế móng nơng) - Chia vùng chịu lún thành lớp đất có hi  bm 5.44 = = 1.36 m 4 Lấy h i =1.0m - Theo TCVN 45-78 độ sâu mà  zp < 0.2  z xem khơng lún Kết tính lún trình bày bảng sau: Điểm l/b Z(m) 2z/b ko 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 0.0 0.367 0.735 1.103 1.470 1.838 2.206 1.0 0.967 0.839 0.674 0.523 0.444 0.351  zp (T/m ) 14.389 13.914 12.072 9.698 7.525 6.388 5.050 2  z (T/m )  zp tb(T/m ) 25.278 26.224 27.170 28.116 29.062 30.008 30.954 14.152 12.993 10.885 8.6115 6.956 5.719 - Ta thấy  zp = 5.05 T/m < 0.2  z =0.230.954 = 6.19 T/m điểm Vậy chiều dày vùng nén chặt Hnc = 6m - Tính lún theo phương pháp phân tầng cộng lún:  Độ lún móng tính theo cơng thức: SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 130 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH    tb hi E - Lớp :cát mịn theo thí nghiệm nén có E = 157.8 kG/cm2 = 1578 T/m2 Lấy  = 0.8 0.8 Vậy : S = (14.152+12.993+10.885+8.6115+6.956+5.719)1 = 0.03m =3cm 1578  S = cm < [ Sgh] = cm ( thoả u cầu độ lún) S 2m 1.5m ±0.000 20m -2m 14.389 1m 25.278 1m 26.224 1m 27.17 1m 28.116 1m 29.062 1m 30.008 30.954 -22m 13.914 12.072 9.698 7.525 6.388 5.05 Z IV.2.6 Kiểm tra điều kiện xun thủng - Kiểm tra điều kiện xun thủng theo cơng thức: P xt  0.75.Rk.utb.h0 P xt = 4106.738 = 426.952 T Utb = 2(ac +b c+2h 0) = 2(0.5+0.7+21.35) = 7.8 m - Bê tơng mác 300, Rk = 10 kG/cm2 = 100 T/m2 - Ta có : Pxt = 426.952 T  0.751007.81.35 = 789.75 T - Vậy đài cọc thoả mãn điều kiện xun thủng IV.2.7 Tính thép cho đài cọc - Xem dầm làm việc dầm console ngàm mép cột chịu lực tập trung phản lực đầu cọc - Tải trọng tác dụng lên cọc móng: Pm = N nc tt tt   M x x SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG max i - 131 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH 0.6 3.6 0.6 I 0.6 0.7 II 0.5 0.6 0.6 0.9 1.8 3m II 0.9 0.6 0.6 I 1.8 1.8 0.6 4.8m C ±0.000 0.7 2.05 1.5 2m 2.05 -2m Pmax 1.45 Sơ đồtính: 0.6 Pmax 1.45 2.05 - Momen theo phương cạnh dài (cạnh ngàm I-I) M = ri Pimax ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cột + Xét cọc có r = l1  hc 3.6  0.7 = = 1.45m , P max = 106.738 T 2 Với l1:là khoảng cách hai tim cọc theo phương cạnh dài hc: chiều cao tiết diện cột  MI =Pmax.r = 2106.7381.45 = 309.5402 Tm Fa = MI 309.5402  10   70.77 cm 0.9h0 Ra 0.9  135  3600 - Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II): M = ri Pmax + ri Pmin ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cột + Xét cọc có r = b1  bc 1.8  0.5 = = 0.65m 2 Với b1:là khoảng cách hai tim cọc theo phương cạnh ngắn bc: bề rộng tiết diện cột  MII =0.65Pmax + 0.65Pmin = 0.65106.738+0.6591.376 = 128.7741 Tm Fa = M II 128.7741 10   29.44 cm 0.9h0 Ra 0.9  135  3600 Trong đó: h0 = hđ – a = 150 -15 = 135cm - Chọn 23 20 a140 ( 72.266 cm2) theo phương I - Chọn 27 12 a180 ( 30.537 cm2) theo phương II SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 132 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH Thép cấu tạo chọn  12 a 200 IV.2.8 Tính tốn cọc chịu tác dụng tải ngang Chuyển vị ngang góc xoay cọc - Momen uốn lực cắt cọc cao trình đặt lực H : - Lực ngang tác dụng lên đầu cọc : Ho  Q 9.83   1.638 T n Mo =0 (do momen cân với sức chống nhổ chống nén cọc) - Moment qn tính tiết diện ngang cọc : I= 1 D =  3.14  0.8 =0.0201 m 64 64 - Độ cứng tiết diện ngang cọc : EbI = 29010 40.0201 = 58290 Tm2 - Chiều rộng quy ước bc cọc : Theo TCXD 205-1998 , d  0.8m bc = d+1m bc = d +1m = 0.8 + = 1.8 m - Chiều dài ảnh hưởng : lah = 2.(d+1) = 3.6m MH 1.Đấ t đắ p -0.5m 2.Sét pha xám xanh 2m 1đv -5m F1 -5m L F2 3.Sé t lẫ n t 0.6m 3m 3.6m 4.5m Z  ±0.000 0.5m M0 = HH Z  H0 =  n Z M H - Hệ số tỷ lệ k cơng thức : Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng nằm hai lớp đất nên hệ số k tính theo cơng thức k= k1 F1  k F2 260.8  1.749  460.4  0.05   266 F1  F2 1.749  0.05 - Trong : Lớp có B = 0.674 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta k1=260.8 Lớp có B = 0.349 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta k2=460.4 - Hệ số biến dạng :  bd  K  bC 266 1.8 = = 0.3827 m-1 Eb  I 58290 - Chiều dài tính đổi phần cọc đất : Le = bd  L = 0.382720 = 7.654 - Các chuyển vị HH , HM, MH ,MM cọc cao trình đáy đài các ứng lực đơn vị đặt cao trình đáy đài: SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 133 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH Trong : HH :chuyển vị ngang tiết diện (m/T), lực Ho =1 HM :chuyển vị ngang tiết diện (1/T), lực Mo =1 MH :góc xoay tiết diện (1/T), lực Ho =1 MM :góc xoay tiết diện (1/Tm), lực Mo =1 Từ Le =7.654 m > tra bảng G2 (TCXD :205-1998) ta được: Ao =2.441 ; Bo =1.621; Co =1.715 Vậy :  1 -4 Ao   2.441 = 7.4713.10 m/T  Eb I 0.3827  58290 1 -4   HM  Bo   1.621  1.9.10 (1/T)  bd Eb I 0.3827  58290 1 -5  Co   1.751 = 7.85.10 (1/Tm) 0.3827  58290  bd Eb I HH=  MH  MM bd - Chuyển vị ngang yo(m) tiết diện ngang cọc đáy đài: y0 = H0 HH +M0.HM =1.6387.471310-4+0 = 0.00122m = 0.122 cm - Góc xoay tiết diện ngang cọc đáy đài 0 = H0.MH +M0.MM =1.6381.910-4 +0 = 0.00031 (rad) -Chuyển vị cọc cao trình đáy đài  n  y o  o LO  HL3o ML0 + =0.00122+0.0+0.0+0.0 = 0.122 cm 3E b I E b I  n =0.122 cm < [ gh ] =1 cm  =0 + HL2o ML0 + =0.00031+0.0+0.0 = 0.00031 (rad) 0.4% ÷0.65% Fa  0.65Fc = 0.65 0.502 = 20.0810 -4 m2 = 32.63 cm2 100 - Chọn 1618a170, có Fa = 40.72cm2 - Sử dụng thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 , Rađ = 2200 kG/cm2 để bố trí cho cọc nhồi - Lớp bê tơng bảo vệ a = 5cm Kiểm tra độ ổn định đất xung quanh cọc - Điều kiện khơng phá hỏng cọc chịu áp lực ngang: z < gh z : Ap lực tính tốn độ sâu Z z =   M H k  z e  y A1  B1  C1  D1   bd   bd  bd Eb I  bd Eb I  - Vì Le = 7.654 m > 2.5m, nên kiểm tra điều kiện vị trí : Z= 0.85 0.85   2.221 m  bd 0.3827 Ze = bd  Z = 0.38272.221 = 0.85 m - Các giá trị A1, B1, C1, D1 tra bảng G2 (CXD : 205-1998 ),ứng với Ze = 0.85m ta sau: A1 = 0.996 , B1 = 0.849 , C1 = 0.3625 , D1 = 0.103 z = 266 0.00031 1.638    0.85 0.00122  0.996   0.849    0.103 0.3827 0.3827 0.3827  58290   z = 0.342 T/m2 gh : Ap lực giới hạn độ sâu Z = 2.221 m gh = 12 (IZtgI+cI) cos  I - Trong đó: 1 = 2 : Hệ số kể đến phần tải trọng thường xun tổng tải trọng, tính theo cơng thức: 2 = M dh  M 2.5  M dh  M Mdh : Momen tải trọng thường xun, Mdh = 0.293 Tm M : Momen tải trọng tạm thời, M = 40.56 Tm 2 = 0.293  40.56  0.989 2.5  0.293  40.56 Cọc khoan nhồi lấy  = 0.6 - Đầu cọc nằm lớp thứ có : I = 1.902 T/m3 cI = 1.81 T/m2  = 0048’ SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 135 99XD01 LỚP: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ gh = 10.989 GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH  (1.902  2.221  tg 0 48 '  0.6  1.81) =4.53 T/m cos 0 48 '  z = 0.342 T/m2 < gh = 4.53 T/m Vậy : Nền đất quanh cọc khơng bị phá hỏng chịu áp lực ngang I.V.2.9 Kiểm tra sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc - Sức chịu tải cọc khoan nhồi tính theo cơng thức: Qvl = Ru.Fb +Ran.Fa Trong : Qvl : Sức chịu tải cọc theo vật liệu Rb =130 kG/cm2 : Cường độ chịu nén bê tơng Mác 300 Ran = Ra = 2800 kG/cm2 : Cường độ chịu kéo thép AII Fb = 5024 cm : Diện tích tiết diện ngang cọc Fa = 40.72 cm2 : Diện tích tiết diện ngang cốt thép R : Cường độ tính tốn bê tơng cọc nhồi 300 2 Ru = 66.66  60kG / cm , Vậy chọn Ru = 60 kG/cm = 600 T/m 4.5 Ru = Qvl = 605024 + 280040.72 = 415456 kG = 415.456 T Vậy Qvl = 415 T >1.4 Qa =1.4133.976 = 187.566 T  Cọc đủ khả chịu tải SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 136 99XD01 LỚP: