ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình PHẦN II : THIẾT KẾ MÓNG CỌC A- THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất vị trí khoan khảo sát địa chất HK1 Chiều sâu khoan khảo sát là 30m có các trạng thái của đất nền sau : Lớp : Sét nâu xám – xám trắng trạng thái dẻo mềm h1 = 2.5 m γ1 = 16.8 KN/m3 γ '1= 7.7 KN/m3 c1 = 13.3 kN/m2 φ1 = 70 12’ MNN nằm ở độ sâu 0.5m Lớp : : Bùn sét pha, xám xanh đen, trạng thái chảy h2 = 5m γ = 17 KN/m3 γ '2 = 7.1 KN/m3 c2 = 7.4 kN/m2 φ2 = 40 34’ Lớp 3: Sét, nâu – xám trắng, trạng thái nửa cứng h3 = 6.5 m γ = 19 KN/m3 γ '3 = 9.3 KN/m3 c3 = 35.5 kN/m2 φ3 = 130 54’ Lớp : cát pha, vàng nâu, trạng thái dẻo h4 = 1.5m γ = 18.9 KN/m3 γ '4 = 9.4 KN/m3 c4 = 10.4 kN/m2 φ4 = 210 41’ Lớp : Sét nâu- xám trắng – vàng, trạng thái nửa cứng h5 = 13.5 m γ = 19.8KN/m3 γ '5 = 10.1 KN/m3 c5 = 56.2 kN/m2 φ5 = 160 08’ ĐỒ ÁN NÊN MÓNG Khoa Kỹ Thuật Công Trình B – THIẾT KẾ MÓNG CỌC B1.CHỌN DỮ LIỆU TÍNH TOÁN CHO MÓNG CỌC Số liệu tải trọng 1/ Số liệu tải trọng: N tt = 5* N 0tt = 5*929 = 4645( KN ) M tt = 4* M 0tt = 4*97 = 388( KN m) H tt = 3* H 0tt = 3*121 = 363( KN ) B2.TÍNH TOÁN MÓNG CỌC I CHỌN CHIỀU SÂU CHƠN ĐÀI : Chọn chiều sâu chơn đài Df = 2.8 m II CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHO CỌC 1/ Chọn vật liệu làm cọc Chọn hệ số điều kiện làm việc của bêtông γ b = 0.9 Móng được đút bằng bêtông M300 có Rbt = 1MPa (cường độ chịu kéo của bêtông); Rb = 13 MPa ( cường độ chịu nén của bêtông); mođun đàn hồi E = 29.103Mpa = 2,9.106 T/m2 Cốt thép móng loại CII,AII có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280 Mpa Cốt thép móng loại CI,AI có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225 Mpa Hệ số vượt tải n = 1.15 Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ móng a = 0.15 m 2/Chọn sơ bộ kích thước cọc và đoạn cọc 2.1/ Chọn chiều dài đoạn cọc Lc Dựa vào thí nghiệm SPT ta chọn : chiều dài đoạn cọc đất là 19m đoạn neo và đập đầu cọc là 50cm chiều dài đoạn cọc neo vào lớp đất có SPT >10 là 2m chiều dài đoạn cọc Lc = 19 + 0.5 + = 21.5 m chiều dài tính toán cọc = 21.5– 0.5 = 21m 2.2/ Chọn cọc tiết diện vuông 40 x 40 (cm) Diện tích tiết diện ngang cọc Ap = 0.4 x 0.4 = 0.16 m2 Chu vi tiết diện ngang cọc u = x 0.4 = 1.6 m 2.3/ Chọn cường độ bêtông Chọn bêtông M300 Rb = 13000 (KN/m2) , Rbt = 1000 (KN/m2) 2.4/ Chọn cốt thép làm cọc Chọn thép AII : Rs = Rsc = 280000 (KN/m2) Chọn φ 18 ( Fa = 20.35 cm2) , cớt đai φ ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Thuật Công Trình III XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 1/ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qavl = ϕ ( Rb Ab + Rs As ) Trong đó : Rs = 280000 (KN/m2) Rb = 13000 (KN/m2) As = 20.35 10-4 (m2) Ap = 0.16 (m2) Ab = Ap - As = 0.16 – 20.35 10- =0.1579 (m2) νl 0.7 × 21 λ= = = 36.75 d 0.4 ϕ = 1.028 − 0.0000288 × λ − 0.0016 × λ = 1.028 − 0.0000288 × 36.752 − 0.0016 × 36.75 = 0.9303 ⇒ Qavl = Qa = 0.9303 × (13000 × 0.1579 + 280000 × 20.35 × 10−4 ) = 2439.71( KN ) 2/ Sức chịu tải của cọc theo đất nền 2.1/ Dựa vào các đặt trưng học của nền đất Sức chịu tải cực hạn của cọc Qu Qu = Qs + Qp Qs : thành phần chịu tải ma sát Qp : thành phần chịu mũi Sức chịu tải cho phép Q Qa = u FS a/ Thành phần chịu tải ma sát Qs = u × ∑ ( f si × l i ) Trong đó : u : chu vi tiết diện ngang cọc li : chiều dài đoạn cọc lớp đất i fsi : ma sát đơn vị trung bình đoạn cọc lớp đất i f si = σ hi × tgϕi + ci σ hi = K oi × σ vi K oi = (1 − sin ϕi ) OCR ⇒ f si = σ vi × (1 − sin ϕi ) OCR × tgϕ + ci Koi : hệ sớ áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh σ vi : ứng suất có hiệu trọng lượng bản thân tại điểm tính fsi ϕi , ci : góc ma sát và lực dính lớp đất i OCR : tỷ sớ cớ kết trước ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Thuật Công Trình + Lớp Đoạn cọc nằm dưới mực nước ngầm L=0.7m 0.7 σ vi = × 20 + 16.8 × 1.8 + 7.7 × = 52.935( KN / m ) f si = 52.935 × (1 − sin 12') × × tg 012'+ 13.3 = 19.15( KN / m ) + Lớp L=5m σ vi = × 20 + 16.8 × 1.8 + 7.7 × 0.7 + 7.1 × = 73.38( KN / m ) 0 f si = 73.38 × (1 − sin 34') × × tg 34'+ 7.4 = 12.8( KN / m ) + Lớp L = 6.5 m 6.5 σ vi = × 20 + 16.8 × 1.8 + 7.7 × 0.7 + 7.1 × + 9.3 × = 121.36( KN / m ) 0 f si = 121.36 × (1 − sin13 54') × × tg13 54'+ 35.5 = 58.32( KN / m ) + Lớp L = 1.5 m 1.5 σ vi = × 20 + 16.8 × 1.8 + 7.7 × 0.7 + 7.1 × + 9.3 × 6.5 + 9.4 × = 158.63( KN / m ) ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình f si = 158.63 × (1 − sin 21 41') × × tg 21 41'+ 10.4 = 50.17( KN / m ) 0 + Lớp L = 7.3 m σ vi = × 20 + 16.8 × 1.8 + 7.7 × 0.7 + 7.1 × + 9.3 × 6.5 + 9.4 × 1.5 + 10.1 × 7.3 = 202.545( KN / m ) f si = 202.545 × (1 − sin16008') × × tg16 008'+ 56.2 = 98.5( KN / m ) ⇒ Q = u × ∑ ( f × l ) = 1.6 × (19.15 × 0.7 + 12.8 × + 58.32 × 6.5 + 50.17 × 1.5 + 98.5 × 7.3) = 2001.264 KN s si i b/ Thành phần chịu mũi của cọc Qb = Ap × q p Ap : diện tích tiết diện ngang cọc Ap = 0.016 m2 qp: sức chịu mũi đơn vị q p = cN c + qN q + γ dN γ d :cạnh cọc vuông d = 0.4 m ϕ ,c : góc ma sát và lực dính N c = 13.75 ϕ =16008’ ⇒ N q = 4.964 N γ = 2.5 c = 56.2 KN/m2 q : ứng suất có hiệu trọng lượng bản thân đất nền gây tại mũi cọc q = (20 × + 1.8 × 16.8 + 0.7 × 7.7 + × 7.1 + 6.5 × 9.3 + 1.5 × 9.4 + 7.3 × 10.1) = 239.41( KN / m ) ⇒ q p = 56.2 × 13.75 + 239.41 × 4.964 + 10.1 × 0.4 × 2.5 = 1971.28 KN / m Qb = 0.16 × 1971.28 = 315.4 KN => Sức chịu tải cực hạn của cọc Qu Qu = Qs + Qb = 2001.264 + 315.4 =2316.66KN - Sức chịu tải cho phép cọc dựa vào đặc trưng học nền đất Q 2316.66 Qa = u = = 1158.33 KN FS 2.2/ Dựa vào đặc trưng vật lý của nền đất Sức chịu tải của cọc đóng ép Q tc = m R q p Ap + u∑ m fi f si li I L = 0.02 z = 23.8m qp = ⇒ q p = 888(T / m ) (tra bảng A1/68) I = 0.02 L z f si ∈ tra bảng A2/68 IL ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình m f , m R tra bảng A3/69 Chia lớp đất có cọc qua thành nhiều lớp dày 2m và lập bảng tính toán Lớp Z (m) 3.8 5.05 6.3 8.3 9.8 11.3 13.3 15.3 16.55 17.55 19.3 21.3 23.3 24.95 Li (m ) 0.5 2 2 0.5 1.5 2 1.3 ∑ IL 0.66 0.66 1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 f si x m f x Li f si mf f si x m f x Li 0.916 1.282 0.6 0.6 0.6 6.682 6.962 7.242 7.417 2.902 7.802 8.082 8.362 8.593 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1.649 0.577 1.08 1.08 0.54 12.028 12.532 13.036 3.34 3.918 14.044 14.548 15.052 10.054 103.478 Q tc = m R q p Ap + u∑ m fi f si li = 0.7 × 888 × 0.16 + 1.6 × 103.478 = 265.02(T ) = 2650.2 KN sức chịu tải cho phép của cọc dựa vào đặc trưng vật lý nền đất Q tc 2650.2 Qa = tc = = 1709.806 KN K 1.55 => sức chịu tải của cọc Qa = min(Qa , Qa , Qa ) = min(2439.71,1158.33,1709.806) = 1158.33 KN IV CHỌN SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC 1.chọn số lượng cọc: N tt 4645 ∑ n=β = 1,5 = 6.015 Qa 1158.33 β : hệ số xét đến ảnh hưởng của các moment tác động lên móng cợt β = (1, ÷ 1, 6) Vậy ta chọn số lượng cọc được thiết kế là cọc 2.sau chọn số lượng cọc, kiểm tra tiết diện cọc: - Kiểm tra tiết diện cọc chọn Q 1158.33 Qtb = a2 = = 7239.6( KN / m ) d 0.4 tc 4645 ∑N = F= = 0, 063(m ) < 0, × 0, = 0,16( m ) Qtb − γ tb D f 1.15*9* [ 7239.5 − 22* 2.8] ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình d Chọn mép đài cách mép ngoài của cọc ngoài là: =200 mm = 0,2 m Bố trí cọc V KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 1/ Tổng tải trọng tác dụng lên trọng tâm hệ cọc và trọng tâm đáy đài cọc ∑ N tt = N tt + γ tb D fđF = 4645 + 22 × 2.8 × × = 5630.6( KN ) Trong đó : Fđ : diện tích đài cọc γ tb : dung trọng trung bình bêtông và đất 2/ Tổng momen tính toán tác dụng lên đáy đài: Chọn h= 1,2m ∑ M tt = M tt + H tt × h = 388 + 363 × 1.2 = 823.6( KN ) 3/ Khoảng cách từ tâm cọc tới trọng tâm đáy đài x1 = x4 = x7 = −1.6m x = x5 = x8 = m x3 = x6 = x9 = 1.6m ⇒ ∑ xi2 = x12 + x22 + x32 = × [( −1.6)2 + (0)2 + 1.6 ] = 15.36( m ) 4/ Lực tác dụng lên cọc số 1,4,7 ĐỒ ÁN NÊN MÓNG P= ∑N n tt − ∑M ∑x 15 i =1 tt y i Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình × | x |= 5630.6 823.6 − × | −1.6 |= 540( KN ) 15.36 5/ Lực tác dụng lên cọc số 2,5,8 N tt ∑ M ytt 5630.6 ∑ P= − 15 × | x |= = 625.6( KN ) n ∑ xi i =1 6/ Lực tác dụng lên cọc số 3, 6, ∑ N tt − ∑ M ytt × | x |= 5630.6 + 823.6 × | 1.6 |= 711.4( KN ) P= 15 n 15.36 ∑ xi2 i =1 ⇒ Pmin = P1 = P4 = P7 = 540( KN ) > Pmax = P3 = P6 = P9 = 711.4( KN ) < Qa = 1158.33 KN Thỏa mãn khả chịu lực của cọc 8/ Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc nhóm Qnh = η × n p × Qa Với η là hệ sớ nhóm ( m − 1)n + m ( n − 1) η = −θ × 90 × m × n Trong đó : m = : số hàng cọc n = 3: số cọc hàng d 0.4 θ = arctg ( ) = arctg ( ) = 180 26' s 1.2 (3 − 1) × + (3 − 1) × ⇒ η = − 180 26'× = 0.863 90 × × Qnh = η × n p × Qa Sức chịu tải của cọc làm việc nhóm: = 0.863 × × 1158.33 = 8996.75( KN ) > ∑ N tt =5630.6( KN ) Thỏa => bố trí cọc VI KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỌC 1/ Xác định móng khối qui ước Kích thước của đáy móng khối qui ước ϕ Bqu = Y + 2l × tg ( tb ) ϕ Lqu = X + 2l × tg ( tb ) X = 3.6m , Y = 3.6m: khoảng cách mép cọc biên theo phương x và y l = 21m : chiều dài phần cọc tiếp xúc với nền đất ϕtb : góc ma sát trung bình ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình 0 0 ϕ l 12'× + 34'× + 13 54'× 6.5 + 21 41'× 1.5 + 16 08'× 7.3 ϕtb = ∑ i i = = 120 42' ∑l i + + 6.5 + 1.5 + 7.3 120 42' B = 3.6 + × 21 × tg ( ) = 5.93( m ) qu ⇒ L = 3.6 + × 21 × tg ( 12 42' ) = 5.93( m ) qu + Diện tích khới móng qui ước Fqu = Bqu × Lqu = 5.93 × 5.93 = 35.165( m ) + Dung trọng bình quân của đất khối móng qui ước γ h 20 × + 16.8 × 1.8 + 7.7 × 0.7 + 7.1 × + 9.3 × 6.5 + 9.4 × 1.5 + 10.1 × 7.3 γ tbqu = ∑ i i = = 10.06( KN / m ) h + 1.8 + 0.7 + + 6.5 + 1.5 + 7.3 ∑ i + Thể tích đài Vdai = B × L × hd = × × 1.2 = 19.2( m ) + Thể tích cọc Vcoc = n × Lcoc × Fcoc = × 21 × 0.42 = 30.24( m ) + Thể tích đất Vdat = Fqu × L − (Vdai + Vcoc ) = 35.165 × 23.8 − (19.2 + 30.24) = 787.49( m ) + Trọng lượng đất khối móng qui ước Qdat = Vdat × γ tbqu = 787.49 × 10.06 = 7922.12( KN ) + Trọng lượng bêtông Qbt = Vbt × γ bt = (30.24 + 19.2) × 25 = 1236( KN ) 2/ Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng khối qui ước tc Pmax ≤ 1.2 R tc tc tc Điều kiện ổn định Ptb ≤ R tc Pmin ≥ + Tổng tải trọng khối móng qui ước N tt 4645 tc N = ∑ qu 1.15 + Qdat + Qbt = 1.15 + 7922.12 + 1236 = 13197.2( KN ) 388 363 tc = M tc + H tc × ( h + ∑ l ) = + × (1.2 + 21) = 7313.3( KN m ) ∑ M quy y x d i 1.15 1.15 + Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng mm R tc = ( A Bqu γ + B D f γ * + c D ) A = 0.3625 k ϕ = 16 08' ⇒ B = 2.45 D = 5.01 C = 56.2 ( KN / m ) q = γ * D f = (20 × + 1.8 × 16.8 + 0.7 × 7.7 + × 7.1 + 6.5 × 9.3 + 1.5 × 9.4 + 7.3 × 10.1) = 239.41( KN / m ) m1 = m2 = k = ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình 1×1 ⇒ R tc = × (0.3625 × 4.43 × 10.1 + 2.45 × 239.41 + 56.2 × 5.01) = 884.3( KN / m ) tc Pmax = tc N qu Fqu ± tc M quy Bqu × L qu = 13197.2 × 7313.3 ± 35.165 5.93 × 5.932 P tc = 585.7( KN / m ) ⇒ max tc Pmin = 164.8( KN / m ) tc N qu 13197.2 tc Ptb = = = 375.2( KN / m ) Fqu 35.165 tc Pmax = 585.7( KN / m ) ≤ 1.2 R tc = 1061.16( KN / m ) tc Pmin = 164.8( KN / m ) ≥ thỏa điều kiện ổn định tc tc Ptb = 375.2( KN / m ) ≤ R = 884.3( KN / m ) 3/ Kiểm tra lún (móng khối qui ước) + Áp lực gây lún Pgl = Ptbtc − γ * D f = 375.2 − 239.41 = 135.79( KN / m ) e1i − e2 i × hi ≤ [ S ] = 8cm + e1i Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ hi = 2m Áp lực ban đầu trọng lượng bản thân đất gây tại lớp đất i : P1i = σ vi' = ∑ γ i × Z i ⇒ e1i + Độ lún S = ∑ Si = ∑ Áp lực tại giữa lớp đất i sau xây dựng móng P2 i = P1i + σ gli ⇒ e2 i Trong đó : σ gli = koi × Pgl l b koi : hệ sớ phân bố ứng suất koi ∈ tra bảng SGK Z b Tính lún : ta dùng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố Chọn mẫu đất tính lún : - Chọn mẫu 1-12 ( độ sâu 23.8-24m) tính lún từ => 23.8-25.8 m P (KN/m2) e 0.71 100 0.677 200 0.66 400 0.625 800 0.578 ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình => Tháp xuyên không bao trùm hết tất cả các đầu cọc Ta có : + Phản lực ròng của cột ; ; lên đài M dytt N tt 4645 823.6 P1( net ) = P4( net ) = P7( net ) = −∑ × |x1 |= − × | −1.6 |= 430.3( KN ) np 15.36 ∑ xi Tiết diện cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng A01 = A04 = A07 = 0.4 × 0.4 = 0.16( m ) + Phản lực ròng của cột ; lên đài M tt N tt 4645 823.6 P2( net ) = P8( net ) = − ∑ dy2 × |x2 |= − × | |= 516( KN ) np 15.36 ∑ xi Tiết diện cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng A02 = A08 = 0.4 × = 0.16( m ) + Phản lực ròng của cột ; ; lên đài M dytt N tt 4645 823.6 P3( net ) = P6( net ) = P9( net ) = −∑ × |x3 |= + × | −1.6 |= 602( KN ) np 15.36 ∑ xi Tiết diện cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng A01 = A04 = A07 = 0.4 × 0.4 = 0.16( m ) =>Lực gây xuyên thủng ĐỒ ÁN NÊN MÓNG Khoa Kỹ Thuật Công Trình A Pxt = ∑( Pi ( net ) × i ) Ap = (3 P1( net ) + P2( net ) + P3( net ) ) × A01 Ap = (3 × 430.3 + ×516 + × 620) × 0.16 0.16 = 4183( KN ) Lực chống xuyên thủng Pcx = 0.75 Rbt × (2bc + 2hc + 4h0 )h0 = 0.75 × × 103 × (2 × 0.6 + × 0.7 + × 1.05) × 1.05 = 5355( KN ) Pxt = 4183 KN < Pcx = 5355 KN ⇒ chọn h=1.2m VIII XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ THÉP TRONG ĐÀI 1/ Xác định cốt thép bố trí theo phương cạnh dài của đài cọc Xét mặc cắt I-I ĐỒ ÁN NÊN MÓNG Khoa Kỹ Thuật Công Trình -Xem dầm conxôn, ngàm tại mép cột, lực tác dụng lên dầm là lực đầu cọc.Ta có sơ đồ tải trọng sau: M I − I = ∑ ( Pi ( net ) × ri ) Trong đó : P3( net ) = P6( net ) = P9( net ) = 620( KN ) r3 = r6 = r9 = 1.25( m ) ⇒ M I − I = P3( net ) × r3 = × 620 × 1.25 = 2325( KN m ) Diện tích cốt thép M I −I 2325 As1 = = = 8.78 × 10−3 ( m ) = 87.8(cm ) 0.9 Rs h0 0.9 × 280 × 10 × 1.05 Chọn thép φ 22 π d 3.14 × 2.22 as = = = 3.799(cm ) 4 Số thép A 87.8 n = s1 = = 23 as 3.799 Chọn 25 Khoảng cách giữa các B − × 100 4000 − × 100 s= = = 158.33( mm ) n −1 25 − Chọn thép φ 22@150 bố trí theo phương cạnh dài 2/ Xác định cốt thép bố trí theo phương cạnh ngắn Xét mặt cắt II-II Xem dầm conxôn, ngàm tại mép cột, lực tác dụng lên dầm là lực đầu cọc.Ta có sơ đồ tải trọng sau: ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình M II − II = ∑ ( Pi ( net ) × ri ) Trong đó : P1( net ) + P2( net ) + P3( net ) = 430.3 + 516 + 620 = 1566.3( KN ) r1 = r2 = r3 = 1.3( m ) ⇒ M II − II = 1566.3 × 1.3 = 2036.2( KN m ) Diện tích cốt thép M II − II 2036.2 As1 = = = 7.7 × 10−3 ( m ) = 77(cm ) 0.9 Rs h0 0.9 × 280 × 10 × 1.05 Chọn thép φ 22 π d 3.14 × 2.22 as = = = 3.799(cm ) 4 Số thép A 77 n = s1 = = 20.3 as 3.799 Chọn 24 Khoảng cách giữa các L − × 100 4000 − × 100 s= = = 165.2( mm ) n −1 24 − Chọn thép φ 22@160 bố trí theo phương cạnh ngắn IX KIỀM TRA CỌC KHI VẬN CHUYỂN VÀ THI CÔNG Khi vận chuyển cọc bằng hai neo đặt sẵn thân cọc, tác dụng của trọng lượng bản thân cọc, tiết diện của cọc có thớ chịu nén và thớ chịu kéo Do đó để tiết diện bê tông cốt thép làm việc có lợi nhất thì ta phải tìm vị trí đặt neo cho mômen chịu kéo và nén bằng 1/ Tính cốt thép dọc cọc lắp cọc dùng hai móc cẩu -Sơ đồ tính: ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình - Trọng lượng cọc phân bố m dài: q = Fcoc × γ bt = 0.4 × 0.4 × 25 = 4( KN / m ) ⇒ M max = 0.0214qL2 = 0.0214 × × = 4.194( KN m ) Tính cốt thép chịu lực bố trí theo chiều dài cọc Các công thức tính toán M Im ax 4.194 As = = = 0.462 × 10−4 ( m ) = 0.462(cm ) 0.9 Rs h0 0.9 × 280 × 10 × 0.36 Trong đó : b = 0.4m a = 0.04m h0=0.36m Vậy thép chọn thỏa điều kiện 2/ Tính cốt thép dọc cọc lắp cọc dùng móc cẩu Sơ đờ tính ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Thuật Công Trình Trọng lượng cọc phân bố 1m dài: q = Fcoc × γ bt = 0.4 × 0.4 × 25 = 4( KN / m ) ⇒ M max = 0.043qL2 = 0.043 × × = 8.43( KN m ) Tính cốt thép chịu lực bố trí theo chiều dài cọc Các công thức tính toán: M Im ax 8.43 As = = = 0.929 × 10−4 ( m ) = 0.929(cm ) 0.9 Rs h0 0.9 × 280 × 10 × 0.36 Trong đó : b = 0.3m a = 0.04m h0=0.26m =>Vậy thép chọn thỏa điều kiện 3/ Tính thép móc cẩu để vận chuyển và lắp dựng cọc: Trọng lượng bản thân cọc q = Fcoc × γ bt × Lcoc = 0.42 × 25 × = 28( KN ) Tại vị trì móc cẩu, móc cẩu chịu lực P = q = 28KN Vì thép móc có nhánh nên P 28 As = = = 0.5(cm ) Rs × 28 Vậy ta chọn thép móc cẩu là φ 10 X KIỂM TRA CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Xác định chuyển vị ngang cọc lực ngang dưới chân cọc gây nhằm đảm bảo thỏa điều kiện khống chế của công trình về chuyển vị ngang Đồng thời xác định các biểu đồ moment, lực cắt, ứng suất nhằm kiểm tra cốt thép cọc đủ khả chịu lực, cũng vị trí cần cắt cốt thép Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc, ta phân tích chuyển vị ngang, moment và lực cắt dọc theo chiều dài cọc + Tính hệ số biến dạng α bd α bd = Kbc Eb J y Trong đó : Eb = 29 × 106 ( KN / m ) d 0.44 = = 2.133 × 10−3 ( m ) 12 12 K : hệ số nền qui ước +Lớp : Sét, nâu xám, xám trắng, trạng thái dẻo mềm IL=0.66 K = 3080 ( KN / m ) + Lớp : Bùn sét pha, xám xanh đen, trạng thái chảy IL=1.16 K = 650 ( KN / m ) Jy = ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình + Lớp : Sét, nâu, xám trắng, trạng thái nửa cứng IL=0.1 K = 7400 ( KN / m ) + Lớp : Cát pha, vàng nâu, trạng thái dẻo IL=0.5 K = 5000 ( KN / m ) + Lớp : Sét, nâu, xám trắng, vàng, trạng thái nửa cứng IL=0.02 K = 7880 ( KN / m ) ⇒K= 3080 × + 650 × + 7400 × 6.5 + 5000 × 1.5 + 7880 × 7.3 = 5608.17( KN / m ) + + 6.5 + 1.5 + 7.3 bc = 1.5d + 0.5 = 1.5 × 0.4 + 0.5 = 1.1( m ) ⇒ α bd = Kbc 5608.17 × 1.1 =5 = 0.6306( m −1 ) Eb J y 29 × 106 × 2.133 × 10−3 + Chiều dài cọc qui đổi le = α bd × l = 0.6306 × 21 = 13.243 + Xác định chuyển vị tại đầu cọc các lực đơn vị A0 = 2.441 B0 = 1.621 C = 1.751 -Chuyển vị ngang đầu cọc lực đơn vị Ho=1 1 δ HH = A0 = × 2.441 = 1.574 × 10−4 ( m / KN ) −3 α bd Eb J y 0.6306 × 29 × 10 × 2.133 × 10 - Góc xoay đầu cọc lực đơn vị M0=1 ; H0=1 1 δ MH = δ HM = B0 = × 1.621 = 6.59 × 10−5 (1 / KN ) α bd Eb J y 0.6306 × 29 × 106 × 2.133 × 10−3 - Góc xoay đầu cọc moment chuyển vị M0=1 1 δ MM = C0 = × 1.751 = 4.489 × 10−5 (1 / KN m ) −3 α bd Eb J y 0.6306 × 29 × 10 × 2.133 × 10 + Moment ́n và lực cắt của cọc tại cao trình ở đáy đài : H tt 363 H0 = = = 40.33( KN ) 9 M tt 388 + H × hd = + 40.33 × 1.2 = 91.5( KN m ) 9 + Chuyển vị ngang y0 và góc xoay ϕ0 tại cao trình đáy đài y0 = H 0δ HH + M 0δ MH = 40.33 × 1.574 × 10−4 + 91.5 × 6.59 × 10−5 = 12.37 × 10−3 ( m ) M0 = ϕ0 = H 0δ HM + M 0δ MM = 40.33 × 6.59 × 10−5 + 91.5 × 4.489 × 10−5 = 6.8 × 10−3 ( rad ) + Xác định moment, lực cắt và áp lực dọc theo chiều dài cọc -Moment ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình H M y ( z ) = α bd2 Eb J y y0 A3 − α bd Eb J yϕ0 B3 + M 0C + D3 α bd Lực cắt Q y ( z ) = α bd3 Eb J y y0 A4 − α bd2 Eb J yϕ0 B4 + α bd M 0C + H D4 - Áp lực σ x( z ) = ϕ M H D K ze ( y0 A1 − B1 + C1 + ) α bd α bd α bd Eb J y α bd Eb J y A1 ; B1 ; C1 ; D1 A3 ; B3 ; C ; D3 phụ thuộc vào ze = α bd z (tra bảng 4.3 SGK) A4 ; B4 ; C ; D4 Bảng tính moment uốn dọc thân cọc: Αbd 0.63 Z 0.16366 0.32733 0.49099 0.65466 0.81833 0.98199 1.14566 1.30932 1.47299 1.63666 1.80032 Mo Ho 91.5 40.33 Eb Jy yo φo 290000 00 0.0021 33 0.0161 0.00858 B3 C3 D3 0 Mz (KN.m) 106.540 0.1 0 0.1 115.694 0.2 -0.001 0.2 124.453 0.3 -0.004 -0.001 0.3 132.755 0.4 -0.011 -0.002 0.4 139.477 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 145.574 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 150.699 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 154.257 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 156.598 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 157.615 -0.167 -0.083 0.975 0.994 156.609 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 155.098 Ze A3 ĐỒ ÁN NÊN MÓNG 1.96399 2.12766 2.29132 2.45499 2.61865 2.78232 2.94599 3.10965 3.27332 3.43698 3.60065 3.76432 3.92798 4.09165 4.25531 4.41898 4.58265 4.74631 4.90998 5.07365 5.23731 5.40098 5.56464 5.72831 5.89198 Khoa Kỹ Thuật Công Trình 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 152.628 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 148.466 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 143.387 1.5 -0.559 -0.42 0.811 1.437 137.421 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 131.04 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 123.84 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 116.04 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 108.33 -1.295 -1.314 0.207 1.646 100.20 2.1 -1.487 -1.59 -0.01 1.627 91.74 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 83.40 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 74.92 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 66.78 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 58.90 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 51.66 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 44.31 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 37.90 2.9 -3.331 -5.34 -3.852 -0.295 31.45 -3.54 -6 -4.688 -0.891 25.89 3.1 -3.722 -6.69 -5.621 -1.603 20.08 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 15.51 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 11.21 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 7.60 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 4.58 3.6 -3.757 -10.196 - -7.325 1.64 ĐỒ ÁN NÊN MÓNG 6.05564 6.21931 6.38297 6.54664 Khoa Kỹ Thuật Công Trình 3.7 -3.471 -10.776 3.8 -3.036 -11.252 3.9 -2.427 -11.585 -1.614 -11.731 Bảng tính lực cắt Q dọc thân cọc: Z Ze A4 B4 11.751 13.235 14.774 16.346 17.919 C4 -8.979 10.821 12.854 15.075 D4 -0.90 -2.38 -3.90 -4.62 Qz (KN) ĐỒ ÁN NÊN MÓNG 0.16366 0.32733 0.49099 0.65466 0.81833 0.98199 1.14566 1.30932 1.47299 1.63666 1.80032 1.96399 2.12766 2.29132 2.45499 2.61865 2.78232 2.94599 3.10965 3.27332 3.43698 3.60065 3.76432 3.92798 Khoa Kỹ Thuật Công Trình 0 0 57.67 0.1 -0.005 0 56.42 0.2 -0.02 -0.003 53.32 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 48.29 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 41.97 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 34.79 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 26.77 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 18.31 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 9.95 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 1.60 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 -6.74 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 -14.57 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 -21.68 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 -28.28 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -33.92 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -39.29 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -43.51 1.7 -1.396 -1.613 -1.036 0.529 -46.89 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -49.36 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -51.47 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -52.39 2.1 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 -52.95 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -52.53 2.3 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 -51.72 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -50.32 ĐỒ ÁN NÊN MÓNG 4.09165 4.25531 4.41898 4.58265 4.74631 4.90998 5.07365 5.23731 5.40098 5.56464 5.72831 5.89198 6.05564 6.21931 6.38297 6.54664 Khoa Kỹ Thuật Công Trình 2.5 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 -48.46 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -46.25 2.7 -2.42 -5.591 -6.143 -3.58 -43.68 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -40.98 2.9 -2.2 -6.42 -7.892 -5.423 -37.94 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -34.64 3.1 -1.638 -7.034 -7.739 -31.76 3.2 -1.187 -7.204 -9.082 -28.21 3.3 -0.599 -7.243 -10.549 -25.10 3.4 0.147 -7.118 -12.133 -21.98 3.5 1.074 -6.789 -13.826 -18.82 3.6 2.205 -6.212 -15.613 -15.74 3.7 3.563 -5.338 -17.472 -12.85 3.8 5.173 -4.111 -19.374 -10.28 3.9 7.059 -2.473 -9.822 10.822 11.819 12.787 13.692 14.496 15.151 15.601 15.779 -21.279 -7.48 9.244 -0.358 -23.14 -4.87 -15.61 ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình Bảng tính ứng śt σ theo phương ngang của mặt bên cọc: Z Ze A1 B1 C1 σz D1 0 0 (KN/m2) 0.000 0.16367 0.1 0.1 0.005 11.559 0.32733 0.2 0.2 0.02 0.001 21.094 0.491 0.3 0.3 0.045 0.004 28.722 0.65466 0.4 0.4 0.08 0.011 34.587 0.81833 0.5 0.5 0.125 0.021 38.811 0.982 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 41.482 1.14566 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 42.905 1.30933 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 43.079 1.473 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 42.183 1.63666 0.992 0.997 0.499 0.167 40.577 1.80033 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 38.135 1.96399 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 34.938 2.12766 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 31.395 2.29133 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 27.650 2.45499 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 23.724 ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình 2.61866 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 19.574 2.78232 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 15.369 2.94599 1.8 0.843 1.706 1.584 0.961 11.209 3.10966 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 7.366 3.27332 0.735 1.823 1.924 1.308 3.637 3.43699 2.1 0.662 1.863 2.098 1.506 0.089 3.60065 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 -2.914 3.76432 2.3 0.47 1.892 2.443 1.95 -5.910 3.92799 2.4 0.347 1.874 2.609 2.195 -8.071 4.09165 2.5 0.202 1.83 2.765 2.454 -10.221 4.25532 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -12.188 4.41899 2.7 -0.162 1.643 3.03 3.003 -13.506 4.58265 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -14.415 4.74632 2.9 -0.64 1.29 3.196 3.574 -15.390 4.90998 -0.928 1.037 3.225 3.858 -16.072 5.07365 3.1 -1.251 0.723 3.207 4.133 -16.041 5.23732 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -16.474 5.40098 3.3 -2.011 -0.112 2.991 4.626 -16.127 5.56465 3.4 -2.45 -0.648 2.772 4.826 -15.889 5.72831 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 -15.376 5.89198 3.6 -3.445 -1.991 2.05 5.075 -14.959 6.05565 3.7 -4 -2.813 1.52 5.097 -14.174 6.21931 3.8 -4.59 -3.742 0.857 5.029 -13.889 6.38298 3.9 -5.21 -4.784 0.047 4.853 -13.100 6.54664 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -12.655 ĐỒ ÁN NÊN MĨNG Khoa Kỹ Tḥt Cơng Trình Dựa vào kết quả tính toán M ta có Mmax = 157.615 KN.m M max 157.615 As = = = 17.4 × 10−4 ( m ) = 17.4(cm ) < As ( chon ) = 20.35cm 0.9 Rs ho 0.9 × 280 × 103 × 0.36 => Vậy thép chọn thỏa điều kiện ... 1 .87 4 2. 609 2. 195 -8. 071 4.09165 2. 5 0 .20 2 1 .83 2. 765 2. 454 -10 .22 1 4 .25 5 32 2.6 0.033 1.755 2. 907 2. 724 - 12. 188 4.4 189 9 2. 7 -0.1 62 1.643 3.03 3.003 -13.506 4.5 82 6 5 2. 8 -0. 385 1.49 3. 1 28 3 . 28 8... (KN /m2 ) Rb = 13000 (KN /m2 ) As = 20 .35 10-4 (m2 ) Ap = 0.16 (m2 ) Ab = Ap - As = 0.16 – 20 .35 10- =0 .1579 (m2 ) νl 0.7 × 21 = = = 36.75 d 0.4 ϕ = 1. 0 28 − 0.000 0 28 8 × λ − 0.0016 × λ = 1. 0 28 − 0.000 0 28 8... -1.9 92 -2. 956 -2. 379 -0.345 - 52. 95 2. 2 -2. 125 -3.36 -2. 84 9 -0.6 92 - 52. 53 2. 3 -2. 243 -3. 785 -3.379 -1.104 -51. 72 2.4 -2. 339 -4 .22 8 -3.973 -1.5 92 -50. 32 ĐỒ ÁN NÊN M NG 4.09165 4 .25 531 4.4 189 8 4.5 82 6 5