Hiện nay một trong các loại cọc được lựa chọn khá nhiều trong kết cấu móng cọc nhà cao tầng là cọc ống ly tâm ứng lực trước. Việc tính toán thiết kế cho loại cọc này hoàn toàn là một kiến thức mới so với kiến thức trong trường học. Bộ tài liệu này bao gồm đầy đủ kiến thức từ phân loại, cấu tạo, tiêu chuẩn thiết kế, thuyết minh tính toán và bản vẽ. Rất mong bộ tài liệu sẽ giúp ích nhiều cho các bạn.
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG CỌC ÉP 3.1 PHƯƠNG ÁN - THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 3.1.1 NỘI LỰC TRUYỀN XUỐNG MÓNG Từ bảng nội lực ta chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính móng: • Tổ hợp 1: Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu • Tổ hợp 2: |Mx|max, Ntu, Mytu, Qxtu, Qytu • Tổ hợp 3: |My|max, Ntu, Mxtu, Qxtu, Qytu ⇒ Chọn tổ hợp để tính móng theo trạng thái giới hạn thứ ( có tổ hợp tổ hợp đặc biệt ) ⇒ Chọn tổ hợp để tính móng theo trạng thái giới hạn thứ hai ( có tổ hợp tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn) ∗ Tải trọng tầng hầm truyền xuống móng Vì mô hình có nhập tầng hầm truyền tải lên tầng hầm với giá trị tải trọng: Sàn dày 20 cm Tường xây : 200 kG/cm2 Hoàn thiện : 50 kG/m2 Hoạt tải : 600 kG/m2 Vì vậy, tải trọng tác dụng lên móng bao gồm tải trọng sàn tầng hầm ∗ Giá trị nội lực để tính toán móng: Tải trọng dùng để tính toán móng theo nhóm trạng thái giới hạn thứ tổ hợp tải trọng tải trọng tiêu chuẩn Để có giá trị nội lực tiêu chuẩn, ta phải lập bảng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nhập tải trọng tiêu chuẩn vào mô hình Tuy nhiên, để đơn giản, tiêu chuẩn cho phép ta lấy trực tiếp nội lực tính toán chia cho hệ số vượt tải n để có nội lực tiêu chuẩn ⇒ Chọn tổ hợp để tính móng theo trạng thái giới hạn thứ hai ( có tổ hợp tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG Lấy n = 1.15 3.1.2 CẤU TẠO CỌC a Cấu tạo cọc ép cọc cung cấp công ty Phan Vũ Chiều dài cọc theo đơn đặt hàng, tối đa lên tới 20m chi tiết kó thuật cọc: (xem chi tiết vẽ cấu tạo coc) • cọc loại A • đường kính : 600 mm • bề dày : 90 mm • thép ửựng lửùc trửụực : 18ị7 ã theựp ủai ị4 ã bêtông mác 800 A III 18 LỖ III MẶT CẮT I-I A-A b Sơ chọn chiều sâu đáy đài kích thước Thiết kế mặt đài trùng mép kết cấu sàn tầng hầm GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG Chọn chiều cao đài móng hđ = 1.5 m Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên 3.7 m Chiều sâu đặt đáy đài nhỏ thiết kế với yêu cầu cân áp lực ngang theo giả thiết tải ngang hoàn toàn lớp đất từ đáy đài tiếp nhận Điều kiện cân xảy khi: Hm 2Q ≥ ( Kp Fs − K a )γBd ϕ 2Q tt o ≥ h = tg ( 45 − ) hñ γBd = 0.75tg (45 − 12.55 × 2.85 ) = 0.43m => Thỏa 1.97 × Chân cọc cắm sâu vào lớp cát mịn lẫn sỏi (lớp đất 3) đoạn m Phần cọc ngàm vào đài 80 cm (kể phần thép chờ) 3.1.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 3.1.3.1 THEO VẬT KIỆU LÀM CỌC (DỰA THEO TC JIS 5337-1982 CỦA NHẬT) a Chi tiết kỹ thuật loại cọc tròn MẶT CẮT I-I b Chi tiết kỹ thuật thép PC GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG c Đặc tính cọc ∗ Đặc tính vật lý bê tông σ cu = 800(daN/cm2): Cường độ chịu nén trước căng σ cp = 560(daN/cm2): Cường độ chịu nén sau căng σ bt = 70(daN/cm2): Cường đo chịu kéo uốn Ec =4.2x105(daN/cm2): Môdul đàn hồi trước căng Ecp =3.15x105(daN/cm2): Môdul đàn hồi sau căng ε s =15.10-7 : Độ co ngót ψ = : Hệ số từ biến ∗ Đặc tính vật lý thép PC Bar σ pu = 14500(daN/cm2): Giới hạn bền σ py = 13000(daN/cm2): Giới hạn chảy E p =20x105(daN/cm2): Môdul đàn hồi thép r =0.035 : Hệ số chúng ứng suất ( nhão ) ∗ Đặc tính hình học cọc GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG Ø-Nos Di Do T Ø4 Dp MẶT CẮT NGANG CỌC Do : Đường kính Di : Đường kính T : Bề dày Dp : Đường kính vòng thép ro : Bán kính ri : Bán kính rp : Bán kính vòng thép Ac : Diện tích mặt cắt ngang cọc Ap : Diện tích cốt thép φ − Nos : Đường kính số lượng thép GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG d Tính toán thiết kế cọc ∗ Tính toán momen uốn gây nứt • ng suất kéo ban đầu PC Bar: σ pi < 0.8 × σ py σ pi < 0.7 ì pu ã ã pi σ pi = 0.8 × σ py = 0.8 ×13000 = 10400 ( daN / cm ) σ pi = 0.7 × σ pu = 0.8 ×14500 = 10150 ( daN / cm ) ⇒ choïn σ pi = 10150 ( daN / cm ) • Ứng suất kéo thép kéo phương pháp ứng lực σ pi σ pt = ' + n ( Ap / Ao ) n’: Là tỉ số modul đàn hồi thép bê tông sau caêng n' = Ep Ecp = 6.67 Ao : diện tích tiết diện bêtông = Ac - Ap (cm2 ) • Ứng suầt trước bêtông ( σ pt × Ap ) daN / cm2 σ cpt = ( ) Ao • Độ tổn thất căng trước từ biến co ngót bêtông n ×ψ × σ cpt × ε s ∆σ pψ = daN / cm2 ) ( 1+ n × ( σ cpt / σ pt ) × ( 1+ 0.5 ×ψ ) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG n: Là tỉ số modul đàn hồi thép bêtông giai đoạn cuối = Ep Ec = 4.76 • Độ tổn thất căng trước giãn thép PC Bar ∆σ r = r × ( σ pt − × ∆σ pψ ) ( daN / cm ) • ng suất kéo hữu hiệu thép PC Bar σ pe = σ pt − ∆σ pψ − ∆σ r ( daN / cm2 ) ã ệựng suaỏt hieọu quaỷ cuỷa beõtoõng ì Ap σ ce = pe daN / cm2 ) ( Ao • Momen quán tính mặt cắt tiết diện π n I e = × ( r04 − ri4 ) + × Ap × rp2( cm ) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG • Momen kháng uốn mặt cắt tiết diện I Z e = e ( cm3 ) ro • Momen uốn gây nứt M cr' = Z e × ( σ bt + σ pe ) ( kN m ) ' Với: M cr > M cr momen kháng nứt (TC JIS A 5337-1982) M br' =1.5 M cr' (TC JIS A 5337-1982) M br' : Là momen phá hoại nứt ∗ Tính toán khả chịu lực cọc • Khả chịu lục cho phép coïc: P a ( theo TC JIS 5337 – 1982) • Tải trọng làm việc dài hạn: RaL = × ( σ cu − σ ce ) × Ac ( kN ) • Tải trọng làm việc ngắn hạn: RaS = × ( σ cu − σ ce ) × Ac ( kN ) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG • Khả chịu lực cho phép cọc: Pe (TC ACI 543) Pe = ( 0.33 × f c' − 0.27 × f pe ) × Ac ( kN ) f c' = σ cu ; f pe = σ ce ⇒ Khả chịu lực theo tính toán Ptt = (2733; 5466; 3644) = 2733 KN = 273.3 T • Khả chịu lực cho phép cọc theo số liệu thiết kế đơn vị sản suất ( Cty cổ phần đầu tư Phan Vũ ĐC 200 Hoàng Văn Thụ Q Phú Nhuận Tp HCM) Cọc tròn Þ600mm, mác bêtông 800, ximăng PCB40, thép sử dụng để chế tạo cọc cáp Þ7 thép chủ Rb = 14500 kG/cm2, thep đai Rb = 6000 kG/cm2 Thiết kế theo tiêu chuẩn: JIS G3112, JIS G3109, JIS G3536, kiểm tra theo tiêu chuẩn: JIS Z2241 Cọc đúc sẵn nơi sản xuất sau vận chuyển đến công trường • Tải trọng làm việc dài hạn: Ptk = 260 T • Mô men kháng nứt cho phép Mcr = 17 Tm ⇒ Sức chịu tải theo thiết kế đơn vị sản xuất thấp sức chịu tải tính toán 4,7% Vậy loại cọc cung cấp cho công trường công ty Phan Vũ sản suất chọn tải trọng thiết kế tải trọng thiết kế đơn vị sản suất ⇒ Ptk = 260 T 3.1.4 KIỂM TRA CẨU CỌC Trọng lượng thân cọc GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG π 3.14 D0 − Di2 ) × γ × 1.1 = 0.62 − 0.422 ) × 2500 × 1.1 = 396.4 ( kG / m ) ( ( 4 0.293L M = p × 0.293L × = 2894.8 ( daNm ) < M 'cr = 18410 ( daNm ) ⇒ Vậy cọc đảm bảo điều kiện cẩu lắp p = Ac × γ × 1.1 = 396.4 (daN/m) 3820 9180 2894.8 (daNm) 3820 9180 sơ đồ cẩu lắp cọc Kiểm tra khả vận chuyển M = p × 0.207L × 0.207L = 2171( daNm ) < M 'cr = 18410 ( daNm ) ⇒ Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực vận chuyển GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 10 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG 396.4 (daN/m) 2700 7600 2700 2171 (daNm) 2700 7600 2700 sơ đồ tính toán vận chuyển cọc đến công trường 3.1.5 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LÝ ĐẤT NỀN: Theo tiêu lý đất n Pd = m(mRqpAp + u ∑ m f f i li ) i =1 • m = 1; • mR = 1; • qp : cường độ tính toán đất mũi cọc (T/m ) Mũi cọc nằm lớp đất cát trung trạng thái chặt vừa Độ sâu hạ mũi cọc = 22.4m Tra bảng A.I trang 55 TCXD 205:1998 ta có: qp = 850 T/m2 • Ap : diện tích tiết diện ngang mũi cọc = 0.283 m • u : chu vi cọc = 1.89 m ∗ Tính sức chịu tải cực hạn ma sát thành cọc: Chia lớp đất thành lớp nhỏ có chiều dày ≤ 2m GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 11 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG ⇒ sức chịu tải tiêu chuẩn cọc theo tiêu lý đất neàn: Pdtc = 1x(1x850 x 0.283 + 1.89 x 67.64) = 368.4 T Sức chịu tải cọc theo cường độ đất dùng để tính toán: Pdtc 368.4 Pd = = = 210.5 T Fs 1.75 3.1.6 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN Sức chịu tải cọc theo cường độ đất xác định hteo công thức (TCVN 2051998) Qa = Qs Q p + FS s FS p Trong đó: • FSS : hệ số an toàn phần ma sát chọn • FSp : hệ số an toàn phần mũi cọc chọn ∗ Tính Qs Qs = As × fsi = u ∑ fsi l i • us : chu vi mặt cắt ngang cọc us = π × d = 3.14 × 0.6 = 1.89 m ( ) • fsi : ma sát bên tác dụng lên cọc fsi = Ca + σ h' × tgϕa Ca : Lực dính thân cọc với đất (Ca =C) • Giá trị ϕa ϕ > 15 lấy sau • GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 12 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU • • CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG ϕa = 0.75ϕ + 10 cho cọc đóng ϕa = ϕ − 30 cho cọc khoan nhồi ⇒ Chọn ϕa = 0.75ϕ + 10 ' • σ h : ứng suất hữu hiệu đất theo phương vuông góc với mặt bên σ h' = σ v' × k s k s = − sin ϕ σ v' = γ i × l i (li : chiều dày lớp đất thứ i) ⇒ Vậy sức chịu tải cọc ma sát beân Qs = u ∑ fsi l i = 1.89 × 100.7 = 190.25 ( T ) Tính Qp ∗ Qp = q p A • Ap : diện tích mặt cắt ngang mũi cọc Ap = 0.283 (m2) • qp : cường độ chịu tải đất mũi coïc q P = 1.3CN c +σ ' N + 0.6γ dN vp q γ Vì độ sâu chôn móng lớn so với đướng kính cọc nên ta bỏ qua thành phần thứ nên công thức tính sức chịu tải đất mũi cọc xác định nhö sau: q P = 1.3CN c +σ ' N vp q • với C = 0.24 (T/m ) lực dính đất mũi cọc • Nc , Nq hệ số phụ thuộc vào góc ma sát đất, hình dạng mũi cọc phương pháp thi công (tra sách đồ án móng thầy Châu Ngoïc Aån trang 174) Nc = 47.3 , Nq = 29.5 ' • σ vp : ứng suất hữu hiệu đất theo phương thẳng đứng độ sâu mũi cọc trọng lượng thân đất (T/m2 ) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 13 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG ⇒ Cường độ chịu tải đất mũi cọc qp = 1.3 x 0.24 x 47.3 + 42.843 x 29.5 = 1278 (kN/m2 ) ⇒ Do sức chống mũi Qp = 0.283 x 1308.6 = 304.31 (kN/m2 ) ⇒ Sức chịu tải cọc xác định theo cường độ Qa = Qs Qp 190.25 311.45 + = + = 196.56 ( T ) FS s FS p ⇒ Vậy sức chịu tải cọc: Pc = { Pd, Pvl , Pcd } = { 260; 210.5; 196.56} = 196.56 T 3.1.7 XÁC ĐỊNH SỐ LƯNG CỌC Sơ xác định số lượng cọc: nc = k × N tt 915 = 1.2 × = 5.58 cọc Ptk 196.56 ⇒ Chọn cọc Chọn kích thước đài cọc bố trí cọc sau: • Kích thước đài: • Bd = 3.5 m • Ld =3.5 m • Hd = 1.5 m GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 14 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG 500 100 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU Ø 60 Ø 60 1550 Ø 60 0 60 Ø 100 500 1550 400 Ø 60 900 2500 3500 900 100 500 2500 500 100 3500 C MAËT BẰNG BỐ TRÍ CỌC VÀ ĐÀI MÓNG 3.1.8 TÍNH TOÁN CỌC CHỊU TÁC DỤNG ĐỒNG THỜI CỦA LỰC THẲNG ĐỨNG, LỰC NGANG VÀ MOMEN 3.1.8.1 THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG đất): Trọng lượng thực tế đài (vì đài nằm sát tầng hầm nên đài Ndtt = 1.1 x x 1.5 x 3.5 x 3.5 = 35.2 T Lực dọc tính toán cốt đáy đài: Ntt = 915 + 35.2 = 950.2 T Moment tính toán cốt đáy đài: Mxtt = M0xtt + Qytt hd = 11.09 + 2.83 x 1.5 = 16.75Tm Mytt = M0ytt + Qxtt hd = 3.383 + 2.85 x 1.5 = 9.083Tm Lực truyền xuống cọc: tt N tt M y xi M xtt y i + + Pi = n x ∑ i ∑ yi2 tt GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 15 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG • Pmax = 187.53 T • Pmin = 183.92 T Trọng lượng tính toán cọc: π 3.14 p = Ac × γ × 1.1 = ( D02 − Di2 ) × γ × 1.1 = ( 0.62 − 0.422 ) × 2500 × 1.1 = 396.4 ( kG / m ) 4 Trọng lượng cọc sâu 19.7m Pc = 19.7 x 396.4 = 7801.2 kG = 7.8 T tt Pmax + Pcoc = 187.53 + 7.8 = 195.33 T < Ptk = 198.56 T => đạt tt Pmin > nên cọc không chịu nhổ 3.1.8.2 THEO PHƯƠNG NGANG 3.1.8.2.1 THEO PHƯƠNG NGANG Qy =Qmax = 2.85T Chia cho cọc, cọc chịu lực ngang Ho = Qmax 2.85 = = 0.57T 5 Moment tác dụng lên đầu cọc: Mo =H0.hd = 0.57 x 2= 1.14Tm a Tìm chuyển vị ngang góc xoay cọc cao trình đáy đài: chuyển vị ngang: ∆n = yo góc xoay: ψ = ψ0 Các tính toán thực theo chiều sâu tính đổi: ze = αbd x z; le = αbd x l Moment quán tính tiết diện ngang cọc: π ( Do − Di4 ) π × ( 0.64 − 0.44 ) 64 = 64 ( ) = 0, 0051 m Độ cứng tiết diện ngang cọc: GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 16 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG EbI = 2900000 x 0.0051 = 1479725 Tm2 Hệ số biến dạng: αbd = K bc E bI Trong đó: bc : chiều rộng qui ước cọc Cọc có đường kính d = 0.6m theo TCVN 205:1998 bc = 1.5d + 0.5m = 0.9 + 0.5 = 1.4 m K : hệ số qui ước (hệ số tỉ lệ) Tra baûng G1 TCXD 205:1998 => K = 3500 kN/m4 => αbd = 350 × 1.4 = 0.484 m −1 1479725 ( ) Các chuyển vị δHH , δHM , δMH , δMM ứng lực đơn vị đặt đáy đài: δHH = α E I Ao bd b δMH=δHM = α E I Bo bd b δMM = α E I Co bd b M H N yΟ ψ Ο H δΗΗ δΗΜ SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG LÊN CỌC GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 17 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU δΗΗ δΜ Η δΗΜ H0 =1 CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG δΜ Μ M0= SƠ ĐỒ CHUYỂN VỊ CỦA CỌC TRONG MẶT ĐẤT a) DO TÁC DỤNG CỦA H0 =1 ĐẶT Ở MỨC MẶT ĐẤT b) DO TÁC DỤNG CỦA M0 =1 δHH : Chuyển vị ngang tiết diện, m/kN, lực Ho =1 δHM : Chuyển vị ngang tiết diện, 1/kN, môment Mo= δMH : Góc xoay tiết diện,1/kN, lực Ho = δMM : Góc xoay tiết diện, 1/kNm, Mo = Trong đó: Ao,Bo,Co Tra bảng G.2 tùy thuộc vào chiều sâu tính đổi cọc đất Le Chiều dài tính đổi cọc đất: Le = αbd L = 0.484 x 19.7 = 9.5 m Tra baûng G2 TCXD 205 : 1998 => A0 = 2.441; B0 = 1.621; C0 = 1.751 × 2.441 = 117.10−5 ( m / kN ) 0.484 x 1479725 × 1.621 = 38.10−5 ( 1/ kN ) =>δMH = δHM = 0.484 x 1479725 × 1.751 = 20.10−5 ( 1/ kNm ) =>δMM = 0.484x 1479725 => δHH = Chuyển vị ngang yo = Ho δHH + Mo δHM=0.57 x 117.10-5 + 11.4 x 38.10-5 = 0.0007 m ψ0 =Ho δMH + Mo δMM=0.57 x38.10-5 + 11.4 x 20.10-5 = 0.0003 rad Chuyển vị ngang cao trình đáy đài ∆n = y + ψ l + H.l 03 M.l 02 + = 3.E b I 2.E b I = 0.0007 + 0.0004 × + = 0.0007 ( m ) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 18 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU ψ =ψ0 + CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG H.l 02 M.l + = 2.E b I E b I = 0.0003 + = 0.0003 ( rad ) 3.1.9 TÍNH LÚN CHO MÓNG 3.1.9.1 XÁC ĐỊNH KHỐI MÓNG QUI ƯỚC 6100 -2.2m -3.7m hñ =1500 Hm =3700 500 2200 900 0.00m ϕtb/4 Hm 19.700 7800 ϕtb/4 6000 -24.2m Lm MÓNG KHỐI QUY ƯỚC Góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc qua: ϕtb = ϕ1h1 + ϕ2h2 + ϕ3h3 12.55 × 5.9 + 18.8 × 7.8 + 28.5 × = = 19.80 h1 + h2 + h3 5.9 + 7.8 + Chiều dài đoạn mở rộng: GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 19 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG ϕtb 19.80 = 19.7 × tg = 1.7m 4 Chiều dài đáy khối móng qui ước: Lm = 3.5 - 0.2x2 + 2x1.7 = 6.5m Chiều rộng đáy khối móng qui ước: Bm = 3.5 - 0.2x2 + 2x1.7 = 6.5m Chiều cao khối móng qui ước: Hm = 19.7m x = Lctg 3.1.9.2 XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯNG CỦA KHỐI MÓNG QUI ƯỚC: Trong phạm vi từ đáy đài trở lên: (phía đáy đài đất ) N1tc = LmBmhγtb = 6.5 x 6.5 x 1.5 x 2.5 = 158.4 T Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc: Pc = 19.7 x 396.4 = 7801.2 kG = 7.8 T Trị tiêu chuẩn cọc phạm vi lớp đất cát pha dẻo mềm (dày 5.9m): 7.8 x 5.9 = 2.33T 19.7 Trọng lượng khối móng qui ước phạm vi lớp cát pha dẻo mềm không kể trọng lượng cọc: N2tc = 0.948 x 5.9 x 6.5 x 6.5 - x 2.33 = 188.7T Trị tiêu chuẩn cọc phạm vi lớp cát pha dẻo (dày 7.8m): 7.8 x 7.8 = 3.08 T 19.7 Trọng lượng khối móng qui ước phạm vi lớp cát pha dẻo không kể trọng lượng cọc: N3tc = 0.981 x 7.8 x 6.5 x 6.5 - x 3.08 = 260.4 T Trị tiêu chuẩn cọc phạm vi lớp cát chặt vừa (dày 17.5m): 7.8 x = 3.27T 19.7 Trọng lượng khối móng qui ước phạm vi lớp cát pha dẻo không kể trọng lượng cọc: N4tc = 1.052 x x 6.5 x 6.5 - x 3.27 = 250.3T ⇒ Trọng lượng khối móng qui ước tc N qu = 158.4 + 188.7 + 260.4 + 250.3 = 857.8 T Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy móng qui ước: tc Ntc = Notc + N qu = 780.87 + 857.8 = 1638.87 T Moment tiêu chuẩn tương ứng đáy khối móng qui ước: tc Mxtc = M x + Qytc x Hm = + 0.43 x 19.7 = 11.5Tm GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 20 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VUÕNG Mytc = M y + Qxtc x Hm = 3.43 + 1.3 x 19.7 = 29.04 Tm Độ lệch tâm theo phương cạnh dài: tc 11.5 M xtc = 0.0068m el = tc = 1638.87 N Độ lệch tâm theo phương cạnh ngắn: eb = M ytc N tc = 29.04 = 0.017m 1638.87 Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối qui ước: • σ tc max • σ tc tc • σ tb 6e 6e N tc 1638.87 × 0.0068 × 0.017 (1 + l + b ) = (1 + + ) = 40.79 T/m2 = Lm xBm Lm B m 6.5 × 6.5 6.5 6.5 6e 6e N tc 1638.87 × 0.0068 × 0.017 (1 − l − b ) = (1 − − ) = 39 T/m2 = Lm xBm Lm B m 6.5 × 6.5 6.5 6.5 tc tc = (σ max + σ ) = 39.9 T/m2 Cường độ tính toán đất đáy khối móng qui ước: Rm = cọc m1 m2 ' ( A.BM γ II + B.H M γ II + D.c II ) K tc Trong đó: m1 = 1.2; m2 = 1.0 Ktc = 1.0 ϕ = 28030’ tra baûng : => A = 1.02; B = 5.08; D =7.53 γII = γdn3 = 1.052 T/m3 HM x γII’: ứng suất trọng lượng thân lớp đất mũi HM x γ’ = h1γdn1 + h2γdn2 + h3γdn3 = 5.9 x 0.948 + 7.8 x 0.981 + x 1.052 = 19.56 T/m2 => Rm = 1.2x 1.0 (1.02 × 6.5 × 1.052 + 5.08 × 19.56 + 7.53 × 0.24) = 136.9 T/m2 => σ max = 40.79 T/m2 < 1.2Rm = 164.3 T/m2 tc σ tb = 39.9 T/m2 < Rm = 136.9 T/m2 tc 3.1.9.3 TÍNH ĐỘ LÚN CỦA MÓNG Ứng suất trọng lượng thân: Tại đáy khối móng qui ước: σ bt = h1γdn1 + h2γdn2 + h3γdn3 = 5.9 x 0.948 + 7.8 x 0.981 + x 1.052 = 24.5T/m2 Tại độ sâu z(m) kể từ đáy khối móng qui ước: σ zbt = σ bt + γdn3 z = 19.5 + 1.052 x z GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 21 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG Ứng suất gây lún đáy khối móng qui ước: σ zgl=0 = σ tctb - σbt = 39.9 – 24.5 = 15.4 T/m2 Tại độ sâu z(m) kể từ đáy khối móng qui ước: σ zgl = K0 σ zgl=0 = K0 x 15.4 K0: tra bảng 3.7 sách “Đồ án móng” GSTS Nguyễn Văn Quảng Chia đất đáy khối móng qui ước thành lớp có chiều dày Bm 6.5 = = 1.3 lấy 1.2m 5 Phạm vi chịu lún tính đến độ sâu ứng suất gây lún 1/5 ứng suất trọng lượng thân đất gây Giới hạn tính lún lấy đến điểm độ sâu 7.2m kể từ đáy khối móng qui ước Độ lún nền: S= 0.8 ∑E i =1 i σ zigl hi = 0.8 ×1.2 15.4 5.39 ( + 15.2 + 12.94 + 10.47 + 8.32 + 6.01 + ) = 0.22m 270.2 2 = 2.2 cm ⇒ S < Sgh = 8cm: (đạt) GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 22 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU 3.1.10 CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO ĐÀI CỌC 3.1.10.1 KIỂM TRA CHỌC THỦNG hđ =1500 45° 900 200 200 600 1900 600 SƠ ĐỒ THÁP CHỌC THỦNG Vẽ tháp chọc thủng, ta có tháp chọc thủng phủ bên cọc nên không cần kiểm tra chọc thủng 3.1.10.2 TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC Tính toán đài cọc theo điều kiện chịu uốn Sơ đồ tính thép cho phương X phương Y: Y I r = 800 1250 II X 900 II 500 900 500 1250 800 500 R300 1250 3500 800 I 1250 500 P +P MẶT NGÀM I-I r = 800 P +P MẶT NGÀM II-II 3500 C SƠ ĐỒ TÍNH THÉP ĐÀI MÓNG a Tính thép cho phương x: GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 23 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG Moment tương ứng với mặt ngàm I-I: MI -I = rI (P1 + P2) = 0.8 x (187.53 + 187.53) = 300 tm ⇒ diện tích cốt thép: M 300 × 105 = = 82 cm2 Fa = 0.9h0Ra 0.9 × 145 × 2800 Dùng thép φ22 có fa = 3.801cm2 Số thanh: n= 82 = 21.5 3.801 Choïn n = 22 Khoảng cách trục cốt thép cạnh nhau: a= 3.5 − (2 × 0.05) = 0.16m = 160cm 22 − ⇒ Dùng Þ25a150 b Tính thép theo phương y: Moment tương ứng với mặt ngàm II-II: MII-II = rI (P3 + P4) = 0.8 x(183.93 + 183.93) = 294.3 Tm ⇒ Diện tích cốt thép: M 294.3 × 105 = = 80.5cm2 Fa = 0.9h0Ra 0.9 × 145 × 2800 Dùng thép φ22 có fa = 3.801cm2 Số thanh: n= 80.5 = 21.1 3.801 Chọn n = 21 Khoảng cách trục cốt thép cánh : a= 3.5 − (2 × 0.05) = 0.16m = 160cm 22 − ⇒ Dùng Þ22a150 So sánh lựa chọn phương án móng Qua thông số tính toán cấu tạo phương án móng, ta nhận thấy phương án móng cọc ép bêtông ly tâm ứng suất trước có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương án móng cọc khoan nhồi truyền thống thường sử dụng Móng cọc khoan nhồi phải khoan đến độ sâu -36.3m kể từ mặt đất tự nhiên móng cọc phải ép đến độ sâu -23.6 GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 24 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2003 – 2008 TÀU CHUNG CƯ CHÍ LINH – VŨNG Ma sát thành bên cọc khoan nhồi có phần giảm so với cọc ép công nghệ khoan tạo lỗ Vì cọc rỗng nên tiết kiệm vật liệu nhiều, dẫn đến giá thành rẻ cọc khoan nhồi, đặc biêt giai đoạn giá phôi thép ngày tăng cao, nguyên vật liệu ngày trở nên khan Trung bình giá thành cọc ống rẻ cọc bêtông bình thường khoảng 150.000/m Cọc khoan nhồi cần máy móc thi công phức tạp đội ngũ chuyên gia thi công nhiều kinh nghiệm cọc ống có phương pháp thi công ép cọc đơn giản hiệu Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi nhiều công đoạn phức tạp Để phát cọc ống không đạt chất lượng, ta cần xem có nước từ lòng ống trào sau ép (trường hợp miệng cọc nằm mực nước ngầm) kiểm tra có nước xuất lòng cọc hay không (trường hợp miệng cọc nằm mực nước ngầm) Chất lượng cọc khoan nhồi thường có hệ só tin cậy không cao, thi công vùng đất yếu đội ngũ thi công nhiều kinh nghiệm Chất lượng cọc ống có hệ số tin cậy cao Thường có 1% số lượng cọc bị cố thi công Với cọc khoan nhồi bị khuyết tật lớn tốn nhiều công sức để khắc phục thường khắc phục cọc ống xử lý dễ dàng biện pháp nêu phần sử lý cố cọc ống thi công Với so sánh trên, ta thấy chọn phương án cọc ép bêtông ly tâm ứng suất trước phương án có nhiều ưu điểm kó thuật kinh tế GVHD: NGUYỄN HỮU ANH TUẤN TRANG 25 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM