ĐỀ tài NHÀ GA HÀNH KHÁCH – CẢNG HÀNG KHÔNG ĐỒNG hới PHẦN nền MÓNG

§å ¸N TèT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% Mc lc PHN NỀN MÓNG IV THIẾT KẾ MÓNG M1 CỘT TRỤC G8 .7 TÍNH PHẢN LỰC CHÂN CỘT BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000 Khi tính tốn phần kết cấu phía TCVN cho phép coi cột ngàm đỉnh móng phản lực chân cột dùng để tính cho móng tương ứng Sau hình vẽ minh hoạ hệ kết cấu khai báo để tính tốn SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% Hỡnh Sơ đồ tính tốn khung K4 SAP2000 Phản lực chân cột xác định trình bày “Bảng tổ hợp nội lực cột” I ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH Nhà ga hành khách cảng hàng khơng Đồng Hới có mặt hình chữ nhật với đơn ngun Tổng kích mặt 43.2× 65.42 m Hệ thống kết cấu đỡ mái gồm 33 cột Các cột thuộc phần khung bêtông cốt thép gồm 22 cột có kích thước tiết diện 0.3x0.6m Cột liên kết khớp với kết cấu mái khơng gian bên Cơng 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 khơng gian Kết cấu cơng 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 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 cư trung bình có cơng trình lân cận Do chiều dài cơng 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 SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% ảnh hưởng lún không đến kết cấu cơng trình Cơng trình chia làm đơn ngun với kích thước là: 43.2× 28.8m 43.2× 36m Tra bảng 16 TCXD 45-78 ta có giới hạn cho phép độ lún tuyệt đối độ lún lệch tương đối móng cơng trình là: Độ lún lệch tương đối : ∆Sgh = 0.001 Độ lún tuyệt đối : Sgh = cm II ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Địa tầng Hình TRỤ ĐỊA CHẤT Địa tầng khoan khảo sát tới chiều c è t thiªn n hiªn sâu – 18 m so với mặt đất tự nhiên Cấu § Ê t tr å n g tr ä t γ =16 KN/m3 tạo địa tầng sau: Mực nước ngầm cao độ sâu C ¸ t pha d Ỵ o γ = 19.2 KN/m3 4.5 m so với mặt đất tự nhiên I = 0.33 ϕΙΙ = 18 ° ; CΙΙ = 25 Mặt cắt địa chất trung bình cơng trình qc = 2800 kpa E = 14000 kpa sau: γ = 9.96 KN/m3 + Lớp đất lấp trồng trọt, γ = 16 MNN KN/m3 dày 0.5 m; + Lớp cát pha dẻo cứng IL =0.33; C t bụi c hặt v ừa γ =19 KN/m3 qc = 2800 Kpa Dày 3.7 m ϕΙΙ =30 ° qc = 4500 kpa + Lớp cát bụi chặt vừa, qc = 4500 E =10000 kpa γ = 9.4 KN/m3 Kpa Dày 6.3 m; + Lớp cát trung chặt vừa qc = 8700 Kpa Dày 7.5m ; Lớp cát hạt trung chặt vừa bên chưa kết thúc phạm vi lỗ khoan C ¸ t hạ t tr ung c hặt v ừa sõu 18 m γ = 19.2 KN/m3 ϕΙΙ = 35 ° ; CΙΙ = Bảng tiêu lý lớp đất qc = 8700 kpa E =31000 kpa Dùng bảng “Đánh giá trạng thái γ = 10.12 KN/m3 đất theo độ nhão IL” với loại sét bảng “Đánh giá trạng thái đất theo độ chặt dựa vào hệ số rỗng e” với loại cát W - WP Trong đó: Độ nhão: I L = ; Hệ WL - WP L ®n ®n ®n số rỗng: e = γ s (1 + 0.01 × W ) −1 γ Giá trị IL, e ứng với lớp đất trạng thái yêu cầu chọn ghi cụ thể bảng Ta có: SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% γs Chiều dày (m) (KN/m3) (KN/m3) W WL Wp (%) (%) (%) STT Tên lớp đất 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 - ϕII - qc E ( KPa ) ( Kpa) - - - 18 25 2800 14000 0.757 30 - 4500 10000 0.63 35 8700 31000 STT IL e - - - 0.33 0.66 - - CII ( độ ) Bảng Chỉ tiêu lí lớp đất cơng 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 mực nước ngầm từ độ sâu - 4.5 m trở xuống bị đẩy nên tính tốn ta phải tính với dung trọng đẩy nổi: γ dn = nước: γ n = 10 KN/m3 S TT Tên lớp đất γs (KN/m ) e γs −γn Dung trọng 1+ e γ 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 lượng đẩy lớp đất Đánh giá địa cht tng lp t SVTH Trang lớp Đồ áN TèT NGHIÖP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUẤN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không ®ång híi PhÇn mãng: 15% Đánh giá điều kiện địa chất tổng thể địa chất cụ thể lớp đất hai sở để lựa chọn phương án móng lớp đất khả thi để đặt móng Cụ thể sau: 3.2.1 Lớp đất trồng trọt Chiều dày trung bình 0.5 m; γ = 16 (KN/m3) Lớp đất yếu, khơng có khả chịu lực 3.2.2 Lớp cát pha dẻo Chiều dày trung bình 3.7 m , có: γ w = 19.2 (KN/m3); γ s = 26.5 (KN/m3) W = 20 % e = 0.66 ϕII = 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 cơng trình, sử dụng phương án móng nơng kích thước móng lớn 3.2.4 Lớp cát bụi chặt vừa Chiều dày trung bình 6.3 m có: γ w = 19 KN/m3 ; γ s = 26.5 KN/m3 W = 26%; e = 0.757 ϕII = 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 tương đối lớn Chiều dày lớp đất lớn Tuy nhiên với phương án móng cọc tải trọng tính tốn cọc phải xuống sâu chiều sâu tương ứng với độ sâu mũi cọc cách giới hạn 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: γ w = 19.2 KN/m3 ; γ s = 26.5 KN/m3 W = 18%; e = 0.63 < 0.7 ϕII = 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 NỀN MểNG SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần mãng: 15% Phương án móng Trên sở đặc điểm cơng trình, nội lực tính tốn bất lợi chân cột, số liệu khảo sát địa chất cơng trình đánh giá tính chất xây dựng lớp đất ta chọn giải pháp móng cọc hạ phương pháp đóng cho cơng trình Cọc 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 lựa chọn : + Độ lún tuyệt đối nhỏ, độ lún lệch tương đối móng nhỏ, gây nội lực lún gối tựa không dàn không gian + Thi cơng dễ dàng nhanh chóng + Cọc phù hợp với tải trọng cơng trình Cọc đóng có nhược điểm gây tiếng ồn lớn, nhiên địa điểm xây dựng khu dân cư, nên chấp nhận Sử dụng móng cọc đài thấp Số lượng cọc đài kích thước đài cọc lấy theo tính tốn Đài cọc đặt lên lớp bê tơng lót mác 100, dày 10 cm Sử dụng cọc BTCT tiết diện 30 × 30 cm - dùng đoạn cọc dài 12 m Phần đầu cọc 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 4φ20 CII có Ra= Ra’= 260000 KPa + Thép đai φ6 CI có Rađ = 200000 KPa + Bêtơng mác 300 có Rn = 13000 KPa + Đầu cọc có mặt bích hình vng thép hàn vào thép dọc chịu lực cọc trước đổ bê tông cột + Phần mũi cọc gia cường đai lò xo Phần đầu cọc gia cường lưới thép Giữa cọc có hai móc thép để cẩu lắp Vị trí móc thép tính tốn cụ thể phần sau + Bịt đai thép cho mũi cọc đặt lưới thép cấu tạo đầu cọc để chịu ứng suất cục Giải pháp mặt móng Căn vào kết cấu hệ khung lựa móng chân cột móng cọc đơn Tồn cơng trình có 59 móng chia làm loại : + Móng chân cột độc lập 0.6 x 0.6 m đỡ mái + Móng chân cột khung kích thước 0.3× 0.6 m đỡ mái + Móng chân cột khung kích thước 0.3× 0.3 m Ta tính tốn móng chân cột G8 0.3x0.6m móng chân cột đỡ mái chịu mơmen lớn móng chân cột F8 0.3x0.3m móng chịu tải mơmen nhỏ lực dọc lớn Tác dụng dầm giằng móng tạo độ cứng khơng gian cho móng, chịu tải trọng ngang, tăng cường độ ổn định, giảm độ lún lệch gia cỏc múng SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUẤN ANH ®Ị TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng híi PhÇn mãng: 15% Do chênh cốt ngồi nhà nhỏ, nên tính tốn, 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 tốn đỉnh móng: Theo kết tính tốn, 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 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) đưa vào tính tốn 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 tính chịu nén tâm lực dọc trục Pv = ϕ.( Rb.Fb + Ra.Fa ) đó: ϕ = 1- hệ số uốn dọc với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, đất sét yếu Cọc sử dụng thép chịu lực 4φ20 nên Fa = 12.56 cm2 Fb = 30× 30 = 900 cm2 Ra = 2600 KG/cm2 ; Rb = 130 KG/cm2 Vậy: Pv = 1× (130× 900 + 2600× 12.56 ) = 149656 (KG) = 1496.56 (KN) (1) Sức chịu kéo tâm cọc: Pk = Ra.Fa = 2600× 12.56 = 32656 (KG) = 326.56 (KN) (1*) 4.2.2 Theo kết xuyên tĩnh Xuyên tĩnh xác định máy xuyên Theo 20TCN 174-89 sức chịu tải cọc xác định theo phương pháp xun tĩnh tính theo cơng thức: Px = Pmui Pxq + 2÷3 đó: Pmũi = qp.F = k× qc× F Pmũi - sức cản phá hoại đất mũi cọc SVTH Trang líp §å ¸N TèT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% + qp sức cản phá hoại đất chân cọc + qc - sức cản mũi xuyên trung bình đất phạm vi 3d phía chân cọc 3d phía chân cọc n Pxq = U × ∑ qsi hi i =1 Pxq - sức cản phá hoại đất toàn thành cọc q ci qsi = α i + U - chu vi tiết diện cọc U = 4× 30 = 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, αi - hệ số tra bảng 5.9 sách “Nền móng” ST T Loại đất αi 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 (KN/m2) Bảng Tính sức cản phá hoại đất quanh thành cọc Có: Pmũi = k× qc× F = 0.5× 8700× 0.09 = 391,5 (KN) n Pxq = u.∑ qsi hi = 1.2× (46.67× 2.7 + 45× 6.3+× 87× 2) i =1 = 700.21(KN) Pmui Pxq + 391.5 700.21 + = 480.61 ( KN ) (2) Px = Thiên an toàn chọn: Px = 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 SVTH Trang líp §å ¸N TèT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% T (1*) v (2*) ta chọn sức chịu kéo tâm cọc Pk = 350.1 KN để tính cọc chịu nhổ 4.3 Xác định số lượng bố trí cọc Để cọc coi cọc đơn, bố trí cọc mặt với khoảng cách tim hai cọc ≥ 3d Áp lực tính tốn tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc: P tt = Px ( 3.d ) = 480.61 ( 3.0,3) = 593.34 ( KN / m ) Diện tích sơ đế đài tính theo cơng thức: F= N tt Ptt − γ 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 + γ tb = 22 KN/m3 trọng lượng riêng đài cọc đất bậc đài F= 432.85 = 0.78 m 593.34 − 22 × 1.7 × 1.1 Trọng lượng tính toán sơ đài đất đài: Nttsb = n× Fđ× h×γ tb = 1.1× 0.78× 1.7× 22 = 32.09 (KN) Số lượng cọc sơ tính theo công thức: nc = N 0tt + N sbtt 432.85 + 32.09 = = 0.97 Px 480.61 Vì móng chịu tải lệch tâm lớn nên ta chọn n’c = cọc Bố trí cọc đài 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 > 0.7× d = 0.7× 30 = 21 (cm) Khoảng cách tim cọc: amin = 90 = 3× d = × 30 = 90 (cm) SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% Kích thước đài thực tế: Fth = 1.4× 1.4 =1.96 (m2) 4.4 Kiểm tra cọc theo điều kiện cường độ Trọng lượng tính tốn đài đất đài: Nttđ = n× Fthđ× h×γ b = 1.1× 1.96× 1.7× 22 = 80,63 (kN) Lực dọc tính tốn thực tế đế đài: N tt = 80.63 + 432.85 = 513.48 (kN) Lực cắt chân cột gây mô men tính tốn ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài : Mxtt = M + Q × h = 169.034 + 93.11× 1.7 = 327.32 (kNm) Móng chịu tải lệch tâm phương Lực truyền xuống cọc dãy biên: tt N tt M y x max ± P max-min = ' nc ∑ xi2 tt Lực truyền xuống dãy cọc biên: tt Pmax = 513.48 327.32 × 0.45 + = 310.21 (kN ) 4 × 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 × 0.45 − = −53.47 (kN ) 4 × 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 lượng tính tốn cọc BTCT nằm từ đế đài đến mũi cọc Phần cọc nằm mực nước ngầm bị đẩy γ đn= γ - γ n = 25 - 10 = 15 (KN/m3) Pc = 1.1× 0.3× 0.3× (25× + 15× 9) = 20.79 (kN) Pttmax + Pc = 310.21 + 20.79 =331.0 (kN) < Px = 480.61 (kN) Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực lực nén lớn Kiểm tra điều kiện chống nhổ: Để thiên an toàn, kiểm tra cọc chịu nhổ, ta bỏ qua trọng lượng thân cọc Pttmin=53.47 kN ≤ Pk=350.1 KN Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực lực kéo lớn 4.5 Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng: 4.5.1 Xác định kích thước khối móng quy ước: Để tính độ lún móng cọc ta tính độ lún khối móng quy ước có mặt cắt abcd lớp đất đặt mũi cọc với móng nơng thiên nhiên Nhờ ma sát diện tích xung quanh cọc đất bao quanh nên tải trọng SVTH Trang 10 líp §å ¸N TèT NGHIÖP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUẤN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% múng c truyn lờn diện tích lớn xuất phát từ mép ngồi cọc biên đáy đài ϕ nghiêng góc: α = tb so với phương đứng ϕ tb = ϕ II h2 + ϕ II h3 + ϕ II h4 h2 + h3 + h4 18 × 2.7 + 30 × 6.3 + 35 × = = 27.96 2.7 + 6.3 + ϕ 27.96 α = tb = = 6.99 4 Chiều dài đáy khối móng quy ước: LM = 0.9 + × 0.3 + × 11 × tg 6.99 = 3.89 (m) Chiều rộng đáy khối quy ước: BM = 0.9 + × 0.3 + × 11 × tg 6.99 = 3.89 (m) Chiều cao khối móng quy ước: HM = 12,7 (m) 4.5.2 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ước: Trọng lượng khối móng quy ước phạm vi từ đế đài trở lên sau: Ntc1 = LM.BM.h.γ tb = 3.89× 3.89× 1.7× 22 = 565.94 (kN) Trọng lượng khối móng quy ước phạm vi từ đế đài trở xuống Ntc2 =(3.89× 3.89 – 4× 0.3× 0.3)× (2.7× 19.2 + 0.3× 19 + 6× 9.4 +2× 10.12) = 1906.33 (kN) Trọng lượng cọc : Ntcc = 4× 20.79 = 83.16 (kN) Trọng lượng khối móng quy ước: Ntcm = ∑ N tc i = 83.16 + 565.94 + 1906.33 = 2555.43 (kN) Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ước: 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 ước: Mtcx = Mtcxo + Qtcxo × 12,7 = 169.034 93.11 + × 12,7 = 1126 27 ( kNm) 1.2 1.2 Độ lệch tâm: e= M tc 1126 27 = = 0.386 (m) N tc 2916.14 Áp lực tiêu chuẩn đáy khối quy ước: tc σ max − = SVTH Trang 11  N tc 6.e  2916.14  × 0.386   = × 1 ± 1 ±  LM × BM  LM  3.89 × 3.89 3.89 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% σtcmax = 307.45 (kPa) σtcmin =77.98 (kPa) σtctb = 192.72 (kPa) Áp lực tính tốn đất đáy khối quy ước: , RM = K × (1.1 × A × BM ×γ II +1.1 × B × H M × γ II + × D × CII ) tc m m Trong đó: + Các giá trị m1, m2 tra bảng 3.1 tài liệu “Hướng dẫn đồ án móng”: m1 = 1.4; m2 = 1.0 + Ktc = tiêu lý đất lấy theo thí nghiệm trực tiếp đất + Với ϕII = 350 tra bảng 3-2, A = 1.67; B = 7.69; D = 9.59 γ II = γ đn = 10.12 (kN/m3) γ II’ = 0.7 × + 3,7 × 19.2 + 0.3 × 19 + × 9.4 + × 10.12 (0.7 + 3.7 + 0.3 + + 2) = 12.41 (kN/m3) CII = 35 Vậy RM = 1.4 × × (1.1 × 1.67 × 3.77 × 10.12 + 1.1 × 7.69 × 12,7 × 12.41 + × 9.59 × 35) = 3374.32 (KPa) Thoả mãn điều kiện: σtcmax = 307.45 (kPa) ≤ 1.2× RM = 4049,18 (kPa) σtbtc = 192.72 (kPa) ≤ RM = 3374.32 (kPa) Vậy ta tính tốn độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Trong trường hợp đất từ phạm vi đáy khối móng quy ước trở xuống có chiều dày lớn mơđun biến dạng lớn, đáy khối móng quy ước có diện tích bé nên ta dùng mơ hình bán khơng gian biến dạng tuyến tính để tính tốn 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: σ zbt=0.7 = 0.7× 16 = 11.2 (kPa) - Tại đáy lớp cát pha dẻo: σ zbt=4.4 = 11.2 +3.7× 19.2 =82.24 (kPa) - Tại mực nước ngầm: σ zbt=4.7 = 82.24 + 0.3× 19 = 87.79 (kPa) - Tại đáy lớp cát bụi chặt vừa : σ zbt=10.5 = 87.79 + 6× 9.4 = 144.34 (kPa) - Tại đáy khối quy ước: σ zbt=12.7 = 144.34 + 2× 10.12 =164.58 (kPa) 4.5.4 Kiểm tra độ lún Giá trị ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước σglz=0 = σtctb - σ zbt=12.7 =192.72 – 164.58 = 28.14 (kPa) Ta có: σglz=0 = 28,14 kPa < 0.2× σbt = 0.2× 164.58 = 32.92 (KPa) Nên khơng phải kiểm tra lún Lấy độ lún tuyệt đối móng, S = SVTH Trang 12 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần mãng: 15% Tương quan lún lệch tương đối móng so sánh tính xong móng cột trục lại 4.6 Tính tốn độ bền cấu tạo đài cọc: 4.6.1 Chọn vật liệu làm đài móng: - Bêtơng 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 khơng bị chọc thủng đáy tháp trùm ngồi trục cọc Bằng cách vẽ xác ta thấy điều kiện chọc thủng 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 tốn cốt thép cho đài cọc: Đài móng tính cơngxon ngàm vào cột Theo ngun tắc lực phản lực tải trọng tác dụng lên cơngxon đài móng phản lực đầu cọc tác dụng lên đài dạng lực tập trung Mômen uốn My gây cọc lực kéo, nén có giá trị khác SVTH Trang 13 líp §å ¸N TèT NGHIÖP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUẤN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% G Hình Tính tốn 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 = 0.15× (310.21 + 310.21) = 93.06 (kNm) Diện tích cốt thép chịu mơmen MI: M 93.06 I = 6.63 × 10 − (m ) FaI = 0.9× h × R = 0.9 × 0.6 × 26.10 a FaI = 6.63 (cm2) Cốt thép chọn phải thỏa mãn điều kiện hạn chế: 10 cm ≤ a ≤ 20 cm ; φ ≥ 10 mm Chọn 9φ10 có Fa = 7.07 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a1 = 1400 − × (35 + 15) =162,5 (mm) Chọn a1 = 162 mm −1 Chiều dài thép là: l1 = 1.4 – 2× (0.015 + 0.035) = 1.3 (m) Cốt thép đặt * Đối với mặt ngàm II-II: MII = r2× (P1 + P2) đó: r2 = 0.3 (m) P1 = 310.21 KN P2 = Pmin = -53.47 KN MII= 0.3× (310.21 –53.47) = 77.02 (KNm) SVTH Trang 14 lớp Đồ áN TốT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUẤN ANH ®Ị TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng híi PhÇn mãng: 15% M 77.02 −4 II FaII = 0.9× h' ×R = 0.9 × 0.585 × 26.10 = 5.63.10 (m ) a FaII = 5.63 (cm ) Chọn 8φ10 có Fa = 6.28 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a2 = 1400 − × (35 + 15) =185.7 (mm) Chọn a2 = 186 mm −1 Chiều dài thép là: l2 = 1.4 – 2× (0.015 + 0.035) = 1.3 (m) Trong đó, chiều dày lớp bêtơng bảo vệ cốt thép a0 = 35 mm Cốt thép đặt lên G Hình Cốt thép cho móng G8 V THIẾT KẾ MĨNG CỘT TRỤC F8 Cột trục F8 cột vng, có kích thước tiết diện 0.3x0.3m 5.1 Xác định nội lực tính tốn đỉnh móng Theo kết tính tốn, 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 thơng số lại với móng cột trục G8, bước tính với cơng thức tính tốn ý nghĩa số hạng công thức bảng tra số SVTH Trang 15 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% hạng tính với móng G8 nên ta đưa kết tính tốn cuối mà khơng 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 tốn sức chịu tải cọc cho tồn cơng trình P = PX = 480.61 (kN); 5.3 Xác định số lượng bố trí cọc Để cọc 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 ( × 0.3) = 593.34 ( kN / m ) Diện tích sơ đế đài tính theo cơng thức: F= 512.13 = 0.93 m 593.34 − 22 × 1.7 × 1.1 Trọng lượng tính tốn sơ đài đất đài: Nttsb = n× Fđ× h×γ tb = 1.1× 0.93× 1.7× 22 = 38.26 (kN) Số lượng cọc sơ tính theo cơng thức: N 0tt + N sbtt 512.13 + 38.26 = =1.1 nc = Px 480.61 Chọn n’c = cọc Bố trí cọc đài 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 > 0.7× d = 0.7× 30 = 21 (cm) Khoảng cách tim cọc: amin = 90 cm = 3× d = × 30 = 90 (cm) SVTH Trang 16 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% Kích thước đài thực tế: Fth = 0.5× 1.4 =0.7 (m2) 5.4 Kiểm tra cọc theo điều kiện cường độ Trọng lượng tính tốn đài đất đài: Nttđ = n× Fthđ× h×γ b = 1.1× 0.7× 1.7× 22 = 28.79 (kN) Lực dọc tính tốn thực tế đế đài: N tt = 28.79 + 512.13 = 540.92 (kN) Lực cắt chân cột gây mô men tính tốn ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài : Mxtt = M + Q × h = 20.36 + 10.33× 1.7 = 37.92 (kNm) Móng chịu tải lệch tâm phương Lực truyền xuống cọc dãy biên: tt N tt M y x max P max-min = ' ± nc ∑ xi2 tt Lực truyền xuống dãy cọc biên: tt Pmax = 540.92 37.92 × 0.45 + = 312.59 (kN ) 2 × 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 × 0.45 − = 228.33 (kN ) 2 × 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 Pttmax + Pc = 312.59 + 20.79 =333.38 (kN) < Px = 480.61 (kN) Vậy cọc đảm bảo khả chịu lực lực nén lớn 5.5 Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng: 5.5.1 Xác định kích thước khối móng quy ước: Chiều dài đáy khối móng quy ước: LM = 0.9 + × 0.3 + × 11 × tg 6.99 = 3.89 (m) Chiều rộng đáy khối quy ước: BM = × 0.3 + × 11 × tg 6.99 = 2.99 (m) Chiều cao khối móng quy ước: HM = 12,7 (m) 4.5.2 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ước: Trọng lượng khối móng quy ước phạm vi từ đế đài trở lên sau: Ntc1 = LM.BM.h.γ tb = 3.89× 2.99× 1.7× 22 = 435.0 (kN) Trọng lượng khối móng quy ước phạm vi từ đế đài trở xung SVTH Trang 17 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần mãng: 15% Ntc2 = (3.89× 2.99 – 4× 0.3× 0.3)× (2.7× 19.2 + 0.3× 19 + 6× 9.4 +2× 10.12) = 1512,36 (kN) Trọng lượng cọc : Ntcc = 4× 20.79 = 83.16 (kN) Trọng lượng khối móng quy ước: Ntcm = ∑ N tc i = 83.16 + 435.0 + 1512.36 = 2030.52 (kN) Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ước: 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 ước: Mtcx = Mtcxo + Qtcxo × 12.7 = 20.36 10.33 + × 12.7 = 126.29 (kNm) 1.2 1.2 Độ lệch tâm: e= M tc 126.29 = = 0.0514 ( m) N tc 2457.3 Áp lực tiêu chuẩn đáy khối quy ước: tc σ max − =  N tc 6.e  2457.3  × 0.0514   = × 1 ± 1 ±  LM × BM  LM  3.89 × 2.99  3.89  σtcmax = 276.42 (kPa) σtcmin = 146.11 (kPa) σtctb = 211.26 (kPa) Áp lực tính tốn đất đáy khối quy ước: RM =3374.32 (KPa) Thoả mãn điều kiện: σtcmax = 276.42 (kPa) ≤ 1.2× RM =4049,18 (kPa) σtbtc = 211.26 (kPa) ≤ RM = 3374.32 (kPa) Vậy ta tính tốn độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Trong trường hợp đất từ phạm vi đáy khối móng quy ước trở xuống có chiều dày lớn mơđun biến dạng lớn, đáy khối móng quy ước có diện tích bé nên ta dùng mơ hình bán khơng gian biến dạng tuyến tính để tính tốn Giả thiết thời điểm xây dựng đất cố kết hoàn toàn 5.5.3 Kiểm tra độ lún tuyệt đối Tại đáy khối quy ước ứng suất thân lớp đất gây là: σ zbt=12.5 = 164.58 (kPa) - tính phần móng G8 Giá trị ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước σglz=0 = σtctb - σ zbt=20 = 211.26 –164.58 = 46.68 (kPa) Chia đất đáy khối móng quy ước thành lớp có giá trị h i = 0.598 m thỏa mãn điều kiện hi ≤ BM / = 2.99 / = 0.7475 m SVTH Trang 18 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần mãng: 15% Giá trị ứng suất gây lún điểm độ sâu z i kể từ đáy khối móng gl quy ước xác định theo công thức: σ zi = K0i σ gl z= L Trong đó: K0i - hệ số phụ thuộc vào tỷ số: B M M = 2zi 3.89 = 1.3 tra 2.99 BM bảng Kết tính toán giá trị ứng suất gây lún ứng suất thân lập thành bảng Excel sau: Điểm Độ sâu 2zi (m) BM 0.598 1.196 1.794 0.4 0.8 1.2 Koi 0.97 0.8535 0.667 σ gl z σ 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 ước thoả mãn điều kiện: σgl = 31.14 (KPa) < 0.2× σbt = 0.2× 200.89 = 40.178 (KPa) Độ lún tính toán sau: β oi gl 0.8 n gl σ h = S = ∑ E zi i 31000 ∑ σ zi × hi i =0 i =0 oi 0.8 × 0,598 46.68 31.14 ( S= + 45.28 + 39.84 + ) = 0.0019 (m) = 0.19 (cm) < Sgh = 31000 2 n (cm) SVTH Trang 19 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% 11.2 82.24 MNN 87.79 σbt 144.34 164.58 200.89 46.68 45.28 39.84 31.14 σgl Hình Xác định giới hạn móng F8 5.5.4 Kiểm tra độ lún tương 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 tương đối đảm bảo 5.6 Tính tốn độ bền cấu tạo đài cọc 5.6.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng đài móng cọc: Để đài cọc khơng bị chọc thủng tốt đáy tháp chọc thủng phải trùm trục cọc Bằng cách đo vẽ xác ta thấy điều kiện chọc thủng đảm bảo SVTH Trang 20 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới 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 tốn 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 = 0.3× 312.59 = 93.78 (kNm) Diện tích cốt thép chịu mơmen MI: M 93.78 I = 6.68 × 10 − (m ) FaI = 0.9× h × R = 0.9 × 0.6 × 26.10 a FI = 6.68 (cm2) SVTH Trang 21 lớp Đồ áN TốT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUẤN ANH ®Ị TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng híi PhÇn mãng: 15% Cốt thép chọn phải thỏa mãn điều kiện hạn chế: 10 cm ≤ a ≤ 20 cm ; φ ≥ 10 mm Chọn 5φ14 có Fa = 7.69 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a1 = 500 − × (35 + 15) =100 (mm) Chọn a1 = 100 mm −1 Chiều dài thép là: l1 = 1.4 – 2× (0.015 + 0.035) = 1.3 (m) Cốt thép đặt * Đối với mặt ngàm II-II: Lấy theo cấu tạo: Chọn 8φ10 có Fa =6.28 (cm2) Khoảng cách hai cốt thép cạnh nhau: a2 = 1400 − × (35 + 15) =185.7 (mm) Chọn a2 = 186 mm −1 Chiều dài thép là: l2 = 0.5– 2× (0.015 + 0.035) = 0.4 (m) Trong đó, chiều dày lớp bêtơng bảo vệ cốt thép a0 = 35 mm Cốt thép đặt lên phương uốn phụ f Hình10 Bố trí cốt thép cho móng F8 * Ghi chú: SVTH Trang 22 lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% + Khi bố trí cốt thép cho móng ta bố trí ln cốt thép chờ để liên kết với cốt thép cột + Mỗi cọc có hai thép móc cẩu đường kính 14 mm chơn sẵn cọc Vị trí thép móc cẩu thoả mãn giá trị tuyệt đối mômen dương lớn hai thép mơmen âm vị trí đặt thép q trình cẩu lắp có giá trị Khoảng cách 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 cọc mẫu + Cách bố trí thép cụ thể vẽ M – 0.1 Móng G8 sử dụng để bố trí cho móng cột đỡ mái Móng F8 tính để bố trí cho móng lại Hình 11 Cấu tạo cọc SVTH Trang 23 líp §å ¸N TèT NGHIƯP KSXD KHãA 2002-2007 gvhd: THS PHẠM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% SVTH Trang 24 líp ... CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG SVTH Trang lớp Đồ áN TốT NGHIệP KSXD KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% Phương án móng Trên sở đặc... KHóA 2002-2007 gvhd: THS PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% Tương quan lún lệch tương đối móng so sánh tính xong móng cột trục lại 4.6 Tính tốn độ bền... PHM TUN ANH đề TàI: Nhà ga hành khách cảng hàng không đồng hới Phần móng: 15% hng ú tính với móng G8 nên ta đưa kết tính tốn cuối mà khơng giải thích chi tiết lại Chiều cao đài móng 0.8 m 5.2