TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤPTÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC Đánh giá điều kiện địa chất công trình, thuỷ văn khu vực xây dựng: - Theo Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình của
Trang 1TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC BỆ THẤP
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Đánh giá điều kiện địa chất công trình, thuỷ văn khu vực xây dựng:
- Theo Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu vực xây dựng ta thấy nền của khu vực xây dựng được cấu tạo bởi các lớp chính sau
+ Lớp 1: Sét, trạng thái dẻo chảy, IL=0.2 dày 2,4m
+ Lớp 2: Sét pha, trạng thái dẻo cứng, IL=0.3dày 4,4m
+ Lớp 3: Cát pha, trạng thái chặt, dày 4,6m
+ Lớp 4: Cát bụi,trạng thái xốp, dày 2,1m,
+ Lớp 5: Cát hạt trung,chặt vừa,dày lớn
+MNTN: 1,1m
+ Cao độ mặt xói lở: 48,1 m
TẢI TRỌNG VÀ KÍCH THƯỚC ĐÁY CÔNG TRÌNH BÊN TRÊN(BXL).
BẢNG CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT
lớp đất
Chiề
u dày (m)
Trạn
g thái
(Kpa )
KN/m
3 ( 0 )
1 Đất sét 2,4
Dẻo chảy 18,2 12 18
2 Sét pha 4,4
Dẻo cứng 18,2 17 19
3 Cát pha 4,6 Chặt 20,5 22 20
5
Cát hạt trung Lớn
Chặt
Trang 21 Xác định tải trọng tác dụng xuống móng.
Dựa vào bảng “TỔ HỢP NỘI LỰC".Khi tính toán với TTGH1 dùng tải trọng tính toán
Do khi tính toán khung ta dùng tải trọng tính toán nên nội lực trong khung là nội lực tính toán Để xác định tổ hợp nội lực tiêu chuẩn ta phải tính khung chịu tải trọng tiêu chuẩn, nhưng để đơn giản trong tính toán nội lực tiêu chuẩn có thể lấy như sau:
(Trong đó: n(t)=1,2: là hệ số tĩnh tải và n(h)=1,4: là hệ số hoạt tải)
2 Chọn độ sâu đặt bệ cọc.
- Đối với móng cọc đài thấp: hm ≥ 0,75.hmin
Với:
Trong đó: +) φ: góc ma sát trong trung bình của 5 lớp đất φ=φtb=22,80
+) H: Tổng lực xô ngang tác dụng lên đài
+) γ: trọng lượng riêng trung bình của 5 lớp đất γtb= 19,02 KN/m3
+) a = 2,0 m: bề rộng của bệ theo phương vuông góc với phương của lực xô ngang
0,75 hmin = 0,75 x 2,79 = 2,093 (m)
Vậy chọn hm = 3 (m) tính từ mặt nước thấp nhất
3 Chọn bệ cọc:
L=10(m), b=4(m), h=2(m)
4 Chọn vật liệu, loại cọc, chiều dài, kích thước tiết diện, biện pháp thi công:
a Chọn vật liệu:
Bê tông :
+ Sử dụng bê tông M300
+ Khối lượng riêng : ≥ 2500 kG/m3
Trang 3+ Cường độ chịu nén tính toán : Rn = 130 kG/cm2
+ Cường độ chịu kéo tính toán : Rk = 10 kG/cm2
+ Môđun đàn hồi : E = 290.103 kG/cm2
Cốt thép :
- Thép AI: thép Ф < 10
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán : 2300 kG/cm2
+ Cường độ chịu cắt khi tính cốt ngang : 1800 kG/cm2
+ Mô đun đàn hồi : 21.105 kG/cm2
- Thép AII: thép Ф ≥ 10
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán : 2800 kG/cm2
+ Cường độ chịu cắt khi tính cốt ngang : 2200 kG/cm2
+ Mô đun đàn hồi : 21.105 kG/cm2
b Sơ bộ chọn kích thước cọc:
- Tải trọng tác dụng xuống móng khá lớn, căn cứ vào điều kiện địa chất công trình ở trên ta dùng loại cọc ma sát cắm vào lớp đất cát hạt trung sâu 11,4 m
- Sử dụng cọc đúc sẵn bằng BTCT, tiết diện (35*35), Fcọc = 0,105 m2
- Cốt thép cọc dùng 4Ф16, fa = 8,04cm2
- Chọn chiều dài cọc Lcọc = 12 m
- Cọc ngàm vào bệ cọc một đoạn = 100cm, phần đập vỡ đầu cọc dài 40cm
5 Xác định sức chịu tải của cọc.
a Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc:
PVL = φ.(Rb.Fb + Ra.Fa)
Trong đó:
φ : hệ số uốn dọc φ = 0,7;
Rb: Cường độ chịu nén của bê tông, Rb=130(kG/cm2);
Ra: Cường độ chịu nén của cốt thép, Ra=2800(kG/cm2);
Fa: Diện tích cốt thép, Fa=8,04(cm2);
Trang 4Fb: Diện tích tiết diện cọc, Fb=(35x35-8,04)=1216,96(cm )=0.1216 (m2)
=> PVL = 0,7.(130.1216,96 + 2800.8,04) = 126501,76kG = 126,501T
b Sức chịu tải của cọc theo đất nền
- Độ sâu trung bình của lớp một là: 1
l
=1,1+1.9+0,5/2=3,25( m)
=> 1
f
=49,25 (
2
/
KN m
)
- Độ sâu trung bình lớp thứ 2 là: 2
l
=1,1+2,4+4,4/2=5,7 (m)
=> f2=41,05 (
2
/
KN m
)
- Độ sâu trung bình lớp thứ 3 là: l3=1,1+2,4+4,4+4,6/2=10,2 (m)
=> f3=46,2 (
2
/
KN m
)
Trang 5- Độ sâu trung bình của lớp thứ 4 là: 4
l
=1,1+2,4+4,4+4,6+2,1/2=13,55(m)
=> 4
f
=36,84 (
2
/
KN m
)
- Độ sâu trung bình của lớp thứ 5 là: 5
l
= 1,1+2,4+4,4+4,6+2,1+11,4/2=20,3 (m)
=> 5
f
=79,42 (
2
/
KN m
)
- Ta có:
tc
R
=5100(
2
/
KN m
).(chiều sâu tại chân cọc L=1,1+2,4+4,4+4,6+2,1+11,4=26 m)
- Sức chịu tải của cọc là:
- Được xác định theo phương pháp thống kê theo công thức:
Trong đó:
K: là hệ số đồng nhất, k=0.7
m; hệ số điều kiện chịu lực, m=1
F : diện tích tiết diện ngang chân cọc
u : chu vi tiết diện ngang cọc
li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc
fi : cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc, tra theo bảng 2 – 20TCN 21-86
: hệ số tra bảng, =1
R : cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc Tra theo bảng 1– 20TCN21-86
=.>
=>
dn
c
P
=0,7x1x((5100x0.1216
+1,4x1x(0,5*50,5+4,4x41,05+4,6x46,2+2,1x36,84+11,4x79,42 ))
Trang 6=> c
P
=1807,6 KN =180,76 T
Ta có:
Pvl = 126,502T
Pđn = 180,76 T
=> Ptk = min
( ;c vl c dn)
vl d
==101,2016 T
+
vl
c
k
=1,25;
6 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng.
a Xác định số lượng cọc:
với β là hệ số gia tăng số cọc tải trọng lệch tâm gây ra
là Tổng giá trị các tải trọng tác dụng lên đầu cọc
Với
: khối lượng nước trên bệ.=> = 1x1x10x4 = 40 (T)
: khối lượng bệ => = (10x4x2)x 2500 = 200000 Kg=200 (T)
=>
Vậy ta chọn số cọc là 40 cọc
b Bố trí cọc:
Bố trí cọc thỏa mãn các yêu cầu cấu tạo
Trang 77 Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn thứ nhất: (về
cường độ và độ ổn định)
a Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Dùng tổ hợp tải trọng tính
toán
Trọng lượng tính toán của đài và đất đắp trên đài:
- Chọn hệ trục tạo độ như hình vẽ;
-Chuyển tổ hợp lực về trọng tâm đáy móng:
Vậy
So sánh
Cọc không bị phá hoại
c Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới mũi cọc
** Xác định kích thước khối móng quy ước:
- Chiều sâu hố móng: H m=26 m (tính từ MNTN)
- Xác định chiều rộng và chiều dài hố móng
Trang 8( B là khoảng cách 2 mép cọc ngoài cùng theo chiều rộng của móng)
(L là khoảng cách 2 mép cọc ở ngoài cùng theo chiều dài của móng)
Với : là trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất trong phạm vi chôn móng
Là trọng lượng thể tích quy ước của các lớp đất trong hố móng
* Chuyển tải trọng về khối móng quy ước:
+ Ứng suất dưới đáy móng:
Với:
+ Kiểm tra sức chịu tải của mũi cọc:
- Với tt
R
: Sức chịu tải tính toán của đất nền tại đáy móng khối quy ước
'
R
: Cường độ tiêu chuẩn của đất nền tại đáy mống khối quy ước (
'
R
=300KN/m2) Lớp cát hạt trung
Trang 91 2
,
k k
: Là hệ số tra bảng ( 1
k
=0,1; 2
k
=3)
b: Chiều rộng của móng( b=4m)
h: Chiều sâu chôn móng (h=28,1m)
Vậy sức chịu tải của đát nền được đảm bảo.