tham khảo thiết kế đồ án Thiết kế móng cộc

Trang 1

Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh

Chương 3

THIẾT KẾ MÓNG CỌC 3.1.Các dữ liệu tính toán :

1.Số liệu địa chất :

Lớp Đất

Dung trọng tự nhiên (kN/m3)

Dung trọng đẩy nổi

(kN/m3) Lực dính C (kN/m2) Góc ma sát trong ϕ (o) γtc γI γII γ'tc γ'I γ'II CtcCICII ϕtc ϕΙ ϕΙΙ 2a 18.99 18.99 18.99 9.26 0.00 0.00 9.54 6.88 8.05 12ο1’ 10ο17’ 11ο3’

2b 20.03 19.89 19.97 10.41 10.23 10.32 18.26 16.14 17.01 15ο24’ 14ο52’ 15ο5’20.18 20.10 10.59 10.49 20.38 19.51 15ο56’ 15ο43’3 19.81 19.69 19.74 19.93 19.88 10.04 10.18 10.129.90 9.96 22.88 20.46 21.40 25.30 24.36 14ο40’ 1514ο19’ο0’ 1415ο16’ο3’4 19.44 19.31 19.36 9.82 9.73 9.77 14.24 12.50 13.16 14ο4’ 13

ο25’ 13ο40’19.57 19.52 9.91 9.87 15.98 15.32 14ο44’ 14ο29’5 19.40 19.27 19.32 9.88 9.77 9.82 7.29 3.80 5.16 13ο49’ 12

ο57’ 13ο17’19.53 19.48 9.99 9.94 10.78 9.42 14ο41’ 14ο21’6a 18.51 18.44 18.47 9.30 9.25 9.27 2.73 0.30 1.21 26ο50’ 26ο19’ 26ο31’18.58 18.55 9.35 9.33 5.17 4.26 27ο20’ 27ο9’6b 19.24 19.18 19.20 19.30 19.28 9.90 9.85 9.87 9.95 9.93 2.89 1.324.46 1.90 3.88 29ο35’ 2929οο16’ 2955’ 29οο23’47’

7 20.22 20.19 20.20 10.53 10.48 10.50 38.23 33.93 35.57 16ο45’ 15

ο40’ 15ο5’20.25 20.24 10.58 10.56 42.54 40.90 17ο49’ 17ο25’

Trang 2

Mặt cắt địa chất:

3.2 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC : 3.2.1 Chọn chiều sâu đặt móng Df và kích thước cọc sơ bộ Chọn chiều sâu đặt đài cọc:

Chọn Df = 2.0m

Chọn các thông số về cọc :

• Chọn cọc bêtông cốt thép có tiết diện vuông là: 35x35 cm Æ Ap = 0.35x 0.35 =0.1225 m2• Chọn chiều dài cọc là: 23m

• Chiều dài của một đoạn cọc : l = 11.8m

• Với chiều dài của cọc như vậy, thì mũi cọc sẽ cắm vào lớp 6b là lớp đất cát có khả năng chịu lực khá lớn

• Cọc neo vào đài là : 0.1 m • Đoạn đập đầu cọc là : 0.6 m

Chọn vật liệu :

• Chọn mác bêtông B20 :

Rb = 11.5 MPa = 11500 kN/m2, Eb = 27000000 kN Rbt= 900 kN/m2

Trang 3

• Chọn cốt thép trong cọc :

Chọn cốt dọc: 8φ18 (thép CII có Rs = 2250000 kN/m2) Diện tích thép trong cọc là: As= 8x

π =20.35 cm2 Chọn cốt đai: φ6 (có Ra = 210000 kN/m2)

3.2.2 Xác định sức chịu tải cho phép của cọc Pc: 3.2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật liệu:

As : diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc (m2)

Ab : diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc đã trừ diện tích cốt thép(m2) ϕ : hệ số uốn dọc của cọc

Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm : ϕ =1.028−0.0000288λ2 −0.0016λ

Với 0 22.363.70.35

λ= = = =>ϕ = 0.809

Trong đó :

r: bán kính cọc vuông b: bề rộng tiết diện vuông

lo : chiều dài tính toán của cọc được xác định như sau: lo = υxl = 1.0x22.3 = 22.3m

20.1225 0.002035 0.12047

ÆQa(VL) =ϕ(R Ass+R Abb) = 0.809x103x(225x0.002035+ 11.5x0.12047) = 1865 kN 3.2.2.2.Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền

Trong đó:

Qs: sức kháng hông cực hạn (kN) Qp: Sức kháng mũi cực hạn(kN)

FSs: hệ số an toàn của ma sát hông (FSs = 2)

FSp: hệ số an toàn của sức kháng mũi cọc (FSp = 3) u: chu vi ngoài của tiết diện cọc

hsi: bề dày của lớp đất thứ i

fsi: ma sát hông của lớp đất thứ i ( )

σh’: ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc: σv’: ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng do trọng lượng bản thân đất Ca: lực dính giữa thân cọc và đất , cọc BTCT lấy ca= c

pp

Trang 4

Thiết kế Mĩng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh

qp: cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc: Ap: tiết diện cọc

Phần mũi cọc:

Zmc ϕ (độ) Ca (kN/m²) Nc σ’vp (kN/m²) Nq γ’(kN/m³) dp (m) Nγ

-24.3 29.4 2.6 35.37 248.5 20.93 9.9 0.35 18.5 CxNc = 92.0 σ’vpxNq= 5203 γ*dp*Nγ =64.1

5359 (kN/m2)

Qp = qpxAp = 656.4 (kN)

Vậy sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền: Qu = QS+QP-Gc = 1965 (kN)

Với Gc: trọng lượng bản thân của cọc Gc=n Ap lcγbt = 1x 0.1225x22.3x25 =68.3 (kN) => Sức chịu tải cho phép cọc theo đất nền: Qa = QS/FSs+QP/FSp-Gc = 837 (kN)

=CN σ νρ N γdNγ

Trang 5

3.2.2.3 Sức chịu tải của cọc theo SPT

Ω: chu vi tiết diện cọc = 0.35x4 = 1.4m

() 1/ 3[30*30*0.1225 (0.2*22*14 5.6*8.3)*1.4] 87.2 872

a SPT

Vậy sức chịu tải cho phép của cọc:

Pc = min(Qa(VL); Qa(DN); Qa(SPT)) = 837 (kN) 3.2.3 Xác định sơ bộ số lượng cọc:

1.3 3.32837

Chọn số cọc là 4

ttb

Trang 6

2270.64 316

0.525 718.1( ) 8374 4 0.525

3.3.2.Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm:

Hệ số nhóm η: η = ()()

⎡ − + −−

Trong đó : 0.35 18.431.05

ϕϕ =∑

12.58 1.4 15.3 1.6 14.29 3.6 14.21 2.4 27.9 4 29.47 9.325 123

otb

Trang 7

Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh 25.1

α = =

Lqu= L- 2x + 2lctanα = 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m Lqu= 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m

Bqu= B- 2y + 2lctanα = 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m Bqu= 1.75 – 2x 0.175 +2x 22.3xtan6.275o = 6.31 m

1857.4 40 218.2 (1.75 1.75 0.9 4 0.1225 22.3) 2510599.1

kmm1× 2

= 1

=> RII = ×1 (1.095 6.31 9.9 5.381 24.3 9.808 7.776 2.6)××+××+× => RII =1371.1(KN m/ 2)

Vậy đất nền dưới mũi cọc thỏa điều kiện ổn định

3.3.5.kiểm tra lún theo móng khối qui ước

quN

Trang 8

Thiết kế Mĩng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh - Mẩu 4-21 (độ sâu 21.5-22.0m) kết quả này dùng để tính lún cho mĩng cĩ độ sâu (21.0-25m)

Mẫu 4-21 Lớp 2a P(Kpa) e

0 0.788 25 0.763 50 0.749 100 0.726 200 0.690 400 0.657 800 0.619

Cc = 0.129 Bảng tính lún:

Điểm Z(m) 2Z/B Ko σgl(kN/m²) σbt(kN/m²)

1 1.262 0.4 0.96 25.59 274.20 2 2.524 0.8 0.8 21.33 287.69 3 3.786 1.2 0.606 16.16 301.17 4 5.048 1.6 0.449 11.97 314.65 5 6.31 2 0.336 8.96 328.14 6 7.572 2.4 0.257 6.85 341.62

Lớp hi(m)P1iP2ie1ie2i Si(cm) 1 1.262267.46 293.59 0.666 0.656 0.713 2 1.262280.95 304.41 0.661 0.652 0.642 3 1.262294.43 313.17 0.656 0.649 0.514 4 1.262307.91 321.98 0.651 0.646 0.387 5 1.262321.40 331.86 0.646 0.643 0.289 6 1.262334.88 342.78 0.641 0.639 0.219 2.76 cm [ ]

Vậy độ lún mĩng khối qui ước thỏa

3.3.6.Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang

Mơ hình hĩa đất ở xung quanh cọc là mơi trường đàn hồi tuyến tính (mơ hình Winkler)

bcbd =

S

Trang 9

4000 1.4 6500 1.6 6500 3.6 6000 2.4 5000 4 5000 9.31.4 1.6 3.6 2.4 4 9.3

5395 /

i iiK lK

Eb = 27000000 kN/m2 I =

0.35 0.3512

Chuyển vị của cọc tại cao trình đáy đài do các lực đơn vị gây ra:

2.441 2.14 10 /0.696 27000000 1.2505 10

M0 =

2 0.99*10

* 43 56.80.75*10

E I

lE I

2a 4000 3 6500 4 6500 5 6000 6a 5000 6b 5000

Trang 10

Trong đó: ze là chiều sâu tính đổi, ze=z×σbd

Bảng tính moment uốn dọc thân cọc :

0.000 0.000 0 0 1 0 -56.800 0.287 0.200 -0.001 0 1 0.2 -44.502 0.575 0.400 -0.011 -0.002 1 0.4 -32.732 0.862 0.600 -0.036 -0.011 0.998 0.6 -21.724 1.149 0.800 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -11.951 1.437 1.000 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -3.721 1.724 1.200 -0.287 -0.173 0.938 1.183 3.072 2.011 1.400 -0.455 -0.319 0.866 1.358 8.206 2.299 1.600 -0.676 -0.543 0.739 1.507 11.799 2.586 1.800 -0.956 -0.867 0.53 1.612 13.935 2.874 2.000 -1.295 -1.314 0.207 1.646 14.780 3.161 2.200 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 14.576 3.448 2.400 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 13.519 3.736 2.600 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 11.808 4.023 2.800 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 9.708 4.310 3.000 -3.54 -6.000 -4.688 -0.891 7.452 4.598 3.200 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 5.118 4.885 3.400 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 2.974 5.172 3.600 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 1.282 5.460 3.800 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 0.079 5.747 4.000 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 -0.250

Biểu đồ moment Mz:

Trang 11

MOMEN CỌC M (kNm)

-70-50-30-101030M (kN.m)50

* Kiểm tra cấu kiện chịu uốn:

Dựa vào bảng giá trị trên ta kiểm tra cốt thép tại vị trí z = 1.97m, có Mz(max) = 56.8 kNm Ta có: a = 4cm, h0 = 30 – 4 = 26 cm

M =α γ R bh 0.441 1 11500 0.3 0.26ξ =

Trang 12

2.874 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 0.964 3.161 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -2.381 3.448 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -4.977 3.736 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -6.758 4.023 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -7.809 4.310 3 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -8.129 4.598 3.2 -1.187 -7.204 -10.822 -9.082 -7.761 4.885 3.4 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -6.779 5.172 3.6 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -5.162 5.460 3.8 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -2.879 5.747 4 9.244 -0.358 -15.61 -23.14 0.157

Trang 13

0.862 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 14.292 1.149 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 17.093 1.437 1 0.992 0.997 0.499 0.167 18.744 1.724 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 19.160 2.011 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 18.571 2.299 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 17.172 2.586 1.8 0.843 1.706 1.584 0.961 15.130 2.874 2 0.735 1.823 1.924 1.308 12.737 3.161 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 10.097 3.448 2.4 0.347 1.874 2.609 2.195 7.400 3.736 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 4.807 4.023 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 2.421 4.310 3 -0.928 1.037 3.225 3.858 -0.072 4.598 3.2 -1.612 0.343 3.132 4.392 -2.233 4.885 3.4 -2.45 -0.648 2.772 4.826 -4.427 5.172 3.6 -3.445 -1.991 2.05 5.075 -6.599 5.460 3.8 -4.59 -3.742 0.857 5.029 -8.987 5.747 4 -5.854 -5.941 -0.927 4.548 -11.561

Trang 14

Kiểm tra ổn định nền quanh cọc :

le = 15.5m > 2.5m : cọc dài, chịu uốn, từ bảng giá trị và biểu đồ trên, ổn định nền theo phương ngang được kiểm tra tại độ sâu z = 1.72 m , ta có cI = 9.5 , φ0 = 15.110

Cọc ép →ξ = 0.3

σv’: ứng suất hữu hiệu tại độ sâu z , σv’ = 43.5 kN/m2

[ ] (43.5 (15.11 ) 0.3 9.5))

= 43.38 kN/m2

σy(max) = 19.16 kN/m2 < [σy] → thỏa điều kiện ổn định nền quanh cọc

3.3.7 Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc (nén lệch tâm)

•Chọn mác bêtông B20 :

Rb = 11.5 MPa = 11500 kN/m2, Eb = 27000000 kN Rbt= 900 kN/m2

•Chọn thép AII :

Trang 15

Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh Rsc = 280 MPa = 280000 kN/m2, Eb = 27000000 kN

As=As’ = 3φ18 = 7.63 cm Lo = 23 m

Tải trọng tác dụng là trọng lượng bản thân cọc: 1.1 p bt 1.1 0.35 0.35 25 3.369( / )

Trang 16

Thiết kế Móng Cọc GVHD: Thầy Trần Tuấn Anh Chọn móc cẩu φ18 có As = 254.5 mm2

3.3.7.Kiểm tra xuyên thủng

Không có phản lực nào nằm ngoài vùng tháp xuyên nên móng không bị xuyên thủng

3.4 Tính toán và bố trí cốt thép cho đài:

3.4.1.Tính toán cốt thép trong đài theo phương x: Sơ đồ tính:

11

Trang 17

0.03811.5 10 1.75 0.65

0.00157( ) 15.7( )0.9806 280 10 0.75

ξ ξ< =

1 0.5 1 0.5 0.0444 0.9778x

ς = − ξ = − =

Trang 18

0.00207( ) 20.7( )0.9778 280 10 0.65

Rbs

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	377,85 KB