ĐỒ ÁN MÓNG CỌC ÉP THEO TCVN 10304

GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH CHƯƠNG TÍNH TỐN MĨNG TRỤC 5.1 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT & CHỌN PHƯƠNG ÁN MĨNG HK 01 LỚ P CÁ T SAN LẤ P MÀ U XÁ M NÂ U 3400 HK 02 2.8 3.4 Hình Mặt cắt địa chất cơng trình 10.0 10 14 LỚ P BÙ N SÉ T MÀ U XÁ M XANH 19900 12 16 18 20 22 23.3 24 5.1.1 Các tiêu lý lớp đất Căn vào bảng báo cáo kết khảo sát địa chất công trình khu đất nơi xây dựng cơng trình ta có cấu tạo địa chất cơng trình gồm lớp sau đây: Bảng Chỉ tiêu lý lớp đất Dung Góc ma Mơ trọng Dung trọng Độ ẩm Lực dính sát φ 28 biến Độ sâu Dày Độ sệt tự nhiên đẩy γđn W c 30 (m) (m) B (%) γw (kN/m2 ) (kN/m ) 32 Độ Phút (kN (kN/m3 ) Lớp Trạng thái 11600 26 LỚ P ÁSÉ T MÀ U LOANG LỖNÂ U VÀ NG, NÂ U ĐỎ , XÁ M TRẮ NG, DẺ O CỨ NG 34 5100 SL 34.9 Cát san lấp, 36 -3.1 3.1 27.3 màu xám nâu 38 Bùn sét, -9.3 6.2 77.5 40.0 15.2 5.3 40 màu xám xanh Á sét, màu loang lỗ nâu vàng, nâu đỏ, -24.3 15 25.4 19.4 9.7 xám trắng, dẻo cứng Á sét, 5.1.2 Nhận &21.3 chọn phương màu xanh nhạt, -40xét đấtcxđ 20 án móng10.3 nửa cứnga Nhận xét đất ÁSÉ T MÀ U XÁ M XANH NHẠT, NỬ A CỨ NG 6.3 1.22 38 16.3 0.39 17 18 0.2 19 49 Khu vực dự kiến xây dựng cơng trình có bề mặt địa hình san lấp, phẳng không bị chia cắt Cấu trúc địa tầng đơn giản, đồng Dưới lớp san lấp lớp đất yếu có bề dày lớn, trung bình khoảng 20m Bên lớp đất yếu lớp đất có cường độ tương đối lớn Mực nước ổn định khu vực khảo sát nằm nơng, vào khoảng -0.3m có tính ăn mòn yếu bê tông kim loại b Các phương án móng ► Móng cọc ép  Ưu điểm SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HỒNG QN HQC TÂY NINH Có khả chịu tải lớn, sức chịu tải cọc ép với đường kính lớn chiều sâu lớn chịu tải hàng trăm Không gây ảnh hưởng chấn động cơng trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen đô thị lớn, khắc phục nhược điểm cọc đóng thi công điều kiện Giá thành rẻ so với phương án móng cọc khác Cơng nghệ thi cơng cọc khơng đòi hỏi kỹ thuật cao  Khuyết điểm Cọc ép sử dụng lực ép tĩnh để ép cọc xuống đất, thi cơng loại đất sét mềm,sét pha cát Đối với loại đất sét cứng, cát có chiều dày lớn khó thi cơng ► Móng cọc khoan nhồi  Ưu điểm Sức chịu tải lớn, đạt hàng nghìn Số lượng cọc cho móng Khi thi công không gây chấn động đáng kể nên không ảnh hưởng phương diện chấn động công trình lân cận Khơng gây tiếng ồn đáng kể đóng cọc Thích hợp với tất loại đất, đá Thích hợp cho móng có tải trọng lớn như: nhà cao tầng có tầng hầm, cơng trình cầu, v.v  Nhược điểm Giá thành cao so với loại cọc khác Khi thi công, việc giữ thành hố khoan khó khăn Khi khoan để tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng nhà sử dụng không dùng ống chống vách đầy đủ hay không dùng cọc ván để kè neo cẩn thận móng cơng trình lân cận bị hư hỏng Chất lượng bêtơng cọc thường thấp khơng đầm Trong thực tế gặp khơng trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật trầm trọng Khi cọc thi công xong phát khuyết tật trầm trọng việc xử lý gặp nhiều khó khăn tốn Khi cọc nhồi đường kính lớn có chiều dài lớn trọng lượng thân cọc tính đến chân cọc lớn làm tăng tải trọng truyền xuống c Chọn phương án móng Qua xem xét cân nhắc ưu nhược điểm trên, ta chọn tính móng với phương án:  Phương án: Móng cọc ép Dự kiến cắm mũi cọc lớp đất thứ địa tầng 5.2 TÍNH TỐN MĨNG CỌC ÉP 5.2.1 Vật liệu sử dụng Bảng Bảng vật liệu sử dụng 5.2.2 Nội lực tính tốn a Cách chọn tổ hợp nội lực SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Theo ngun tắc tính tốn thiết kế móng cọc, phải chọn tất cặp tổ hợp nội lực để tính tốn kiểm tra Tuy nhiên để đơn giản tính tốn, theo kinh nghiệm, ta thường dùng cặp nội lực sau để thiết kế móng cọc: o Cặp tổ hợp 1: Lực dọc lớn nhất, moment, lực ngang tương ứng o Cặp tổ hợp 2: Moment lớn nhất, lực dọc lực ngang tương ứng o Cặp tổ hợp 3: Lực ngang lớn nhất, moment lực dọc tương ứng Trong tính tốn móng cọc ta thường chọn cặp tổ hợp (lực dọc lớn nhất) để tính tốn thiết kế móng cọc, sau lấy cặp nội lực lại kiểm tra Khi kiểm tra cọc chuyển vị ngang kiểm tra xoay móng dùng cặp nội lực để tính tốn dùng tổ hợp để kiểm tra b Tổ hợp nội lực Bảng Bảng tổng hợp nội lực tính tốn chân cột khung trục Trường hợp Tổ hợp N0tt M0xtt M0ytt Q0xtt Q0ytt tải (kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) COMB Nmax 3415.58 37.76 6.733 3.38 19.44 COMB Cột Trường Tổ hợp N0tc M0xtc M0ytc Q0xtc Q0ytc Mx max 3382.45 65.291 11.188 3.38 19.44 Trục hợp (kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) COMB CỘT C9 My max 2565.82 44.087 14.966 5.17 12.84 Nmax COMB6 3415.58 37.76 6.733 3.38 19.44 COMB Mx COMB1 3382.45 25.66865.291 19.44 Qx max 2602.18 12.85511.188 5.23 3.38 13.25 max COMB 3A=C9 Qy My COMB8 2565.82 37.76 44.087 12.84 max 3415.58 6.733 14.966 3.38 5.17 19.44 max COMB Qx max COMB8 2602.18 24.50925.668 Nmax 2320.37 39.87612.855 22.02 5.23 12.613.25 Qy max COMB7 3415.58 37.76 6.733 3.38 19.44 CỘTC1 COMB Nmax 2320.37 44.18724.509 Mx max COMB1 2240.63 82.88139.876 24.77 22.0213.212.6 COMB Mx COMB1 2240.63 44.187 82.881 24.77 13.2 My max 2099.45 43.136 85.42 26.46 12.9 max COMB 3B=C15 My COMB3 2099.45 43.136 85.42 26.46 12.9 Qx max 2139.53 25.258 54.831 26.46 12.9 max COMB Qx max COMB4 2139.53 25.258 54.831 26.46 12.9 Qy max 2182.17 27.354 50.7 25.39 Qy max COMB1 2182.17 27.354 50.7 25.3913.36 13.36 Bảng Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn chân cột khung trục Ghi chú: SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH - N0tt lực dọc tính tốn - M0xtt moment tính tốn quay quanh trục X (làm uốn theo phương trục Y) - M0ytt moment tính tốn quay quanh trục Y (làm uốn theo phương trục X) - Q0xtt lực cắt tính tốn theo phương X - Q0ytt lực cắt tính tốn theo phương Y Nhận xét: - Do cột 3A 3D đối xứng nên ta tính móng chân cột 3A (có lực dọc lớn hơn) bố trí móng tương tự cho cột trục 3D - Do cột 3B 3C gần nên ta tính móng chân cột 3B (có lực dọc lớn hơn) bố trí móng tương tự cho cột trục 3C 5.2.3 Chọn tiết diện cọc - Chọn cọc ép có tiết diện 400x400 mm - Theo mục 8.1.4 TCVN 10304-2014, lựa I L  0.1 chọn chiều dài cọc phải dựa vào điều kiện địa chất vị trí xây dựng, cao độ đáy đài có xét đến khả thực tế thiết bị thi cơng móng cọc Theo nguyên tắc, mũi cọc phải xuyên qua lớp đất yếu xuống tầng đất rắn với chiều sâu hạ cọc vào tối thiểu 1m đóng qua vùng đất có số sệt (ngoại trừ đá) Ta chọn cọc gồm 03 đoạn, đoạn 11,7m - Cốt thép dọc chịu lực dùng thép C-II, A-II 8Ø20 (As =25,13 cm2, hàm lượng thép thỏa điều kiện > 1%), cốt đai thép Ø8 30 d 30 10 20cm 600  5cm 10 cm mm 60cm - Chọn chiều dài đoạn đập đầu cọc , đoạn ngàm đầu cọc vào đài nằm khoảng (lấy theo mục 8.8 TCVN 10304-2014), thiên an toàn ta chọn - Mũi cọc nằm lớp đất sét, màu I L 0.2 xanh nhạt, nửa cứng, có số sệt (lớp 3) cao độ -36.6m (so với mặt đất tự nhiên), cắm vào lớp đất tốt đoạn 1.7m - Khi cọc dài, nối cọc từ đoạn cọc chế tạo sẵn Để nối cọc dùng thép để hàn nối cọc hay dùng thép góc L Việc nối cọc thực ép xong đoạn cọc trước - Trong phạm vi 1m tính từ đầu cọc  20mm 0.5m tính từ mũi cọc, bước cốt đai a=50mm để tăng cường độ cứng đầu mũi cọc Lưới thép đầu cọc bố trí Ø6a50 để chống ứng suất cục đầu cọc đóng cọc, tránh vỡ đầu cọc đóng hay ép Thường bố trí 3-5 lưới cách 50mm Thanh thép gia cường mũi cọc để chịu động lực kháng xuyên qua lớp đất cứng, thường dùng - Thiết kế mặt đài cốt -1m - Móng cọc thiết kế móng cọc đài thấp độ chơn sâu đài phải thỏa điều kiện lực ngang tác động đáy cơng trình phải cân với áp lực đất tác động lên đài cọc SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Hình Các lực tác dụng lên đài cọc Chọn chiều cao đài móng hđ =1,2 m - Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt đất tự nhiên -2,2m - 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 trở lên tiếp nhận Q tt max  Q tt X  Qtt Y  5, 232  19, 442  20,13  kN  Dùng để kiểm tra điều kiện cân áp lực ngang đáy đài theo công thức thực nghiệm:(Sơ chọn bề rộng đài 4,4m) Hm chiều sâu chơn móng từ cốt thiên nhiên Hm = Df =2,2m �Qmax tt  H m �hmin  0, �tan(45o  ) �  �Bd Trong đó: : góc ma sát đất từ  đáy đài trở lên : dung trọng đất kể từ đáy  đài trở lên mặt đất Bđ : cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tải ngang Q H m  2,  m  �hmin � o 3, 633o � �20,13  0, �tan � 45  �  0,86  m  � � 5,3 �4, � Vậy Hm thỏa điều kiện cân áp lực ngang nên ta tính tốn móng với giả thiết tải ngang hoàn toàn lớp đất từ đáy đài tiếp nhận SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Hình Trụ địa chất tính tốn kích thước sơ cọc ép đài đơn 5.2.4 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu Sức chịu tải tính tốn theo vật liệu cọc tính theo cơng thức sau: Pvl   Rs As  Rb Ab  Trong đó: : Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh cọc Theo điều 7.1.8 TCVN 10304-2014, loại cọc, tính tốn theo cường độ vật liệu, cho phép cọc ngàm cứng đất tiết diện nằm cách đáy đài đoạn l0 xác định sau: + Khi thi công ép cọc: l01 v1 l1 111 11  m  l 02 v l 0.7 32.7 22.89 + Khi cọc chịu tải trọng cơng trình: Trong đó: l2 bề dày lớp đất yếu mà cọc cắm xuyên qua SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG:  m GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ SVTH: TRẦN THANH LIÊM CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Hình hệ sớ v phụ thuộc liên kết SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Thiên an l0 max l01 ; l02  max11m ; 22.89m  22.89 m  toàn chọn  1.028  0.0000288   0.0016   l / d 22.89 / 0.4 57.225  280  1.028  0.0000288  R s0 0016 280  MPa 1.028 0.0000288 103  kN57/.225 m 2  0.0016 57.225 0.842 - Rs: Cường độ tính tốn thép AII, - As: Diện tích tiết  20 As 8  25.13cm  25.13 10   m  diện ngang cốt dọc 400 Rb 17  MPa  17 10 kN / m  - Rb: Cường độ chịu nén bêtơng B30, - Ab: Diện tích tiết diện ngang bê tơng cọc (đã trừ diện tích cốt thép) Ab  Ap  As 0.4 0.4  25.13 10 0.158  m  Pvl   Rs As  Rb Ab  0.842  280 103 25.13 10   17 103 0.158 2854 kN  5.2.5 Xác định sức chịu tải cọc ép theo tiêu đất - Cọc nằm móng cọc đơn chịu tải dọc trục phải tính tốn theo sức chịu tải đất với điều kiện: R NRc ,cd, d�  cR,kc , d  n k Đối với cọc chịu nén: ;  Đối với cọc chịu kéo:  ;  Rt,k NR 0 R t, dt, d� t, d  n k Trong đó: - Nc,d Nt,d tương ứng trị tính toán tải trọng nén tải trọng kéo tác dụng lên cọc (lực dọc phát sinh tải trọng tính tốn tác dụng vào móng tính với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất), - Rc,d Rt,d tương ứng trị tính tốn sức chịu tải trọng nén sức chịu tải trọng kéo cọc; - Rc,k Rt,k tương ứng trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén sức chịu tải trọng kéo cọc, xác định từ trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn R c,u sức chịu tải trọng kéo cực hạn Rt,u - γ0 hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng đất sử dụng móng cọc, lấy cọc đơn 1.15 móng nhiều cọc - γn hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình, lấy 1.2, 1.15 1.1 tương ứng với tầm quan trọng cơng trình cấp I, II, III (xem phụ lục F TCVN 10304 – 2014) - γk hệ số tin cậy theo đất (lấy theo mục 7.1.11/b TCVN 10304 -2014) a Xác định sức chịu tải cọc theo mục 7.2.2, TCVN 10304 -2014  Theo mục 7.2.2, TCVN R   � �q �A  u �   �f �l  � cf i i c ,u c cq b b 10304 -2014 ta có cơng thức tính sức chịu tải trọng nén Rc,u cọc treo theo đất nền:  Trong đó: γc – hệ số điều kiện làm việc cọc đất lấy γc = γcq – hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, γcq = SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH γcf – hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc,γcf = Ab: Diện tích tiết diện ngang bê tơng cọc (đã trừ diện tích cốt thép) Ab  Ap  As 0.4 0.4  25.13 10  0.158 m2   u 2  bc  hc  2  0.4  0.4  1.6  m u – chu vi tiết diện ngang cọc, qb – cường độ chịu tải đất mũi cọc, lấy theo Bảng 2/(TCVN 10304 -2014) với đất sét, độ sệt 0.2 H=36.6m (>35m) tra bảng ta giá trị qb = 8000kN/m2 li – chiều dày lớp đất thứ i (được chia) tiếp xúc với mặt bên cọc; li  fi – ma sát bên lớp đất thứ i chia (m) mặt bên cọc, lấy theo Bảng 3/ (TCVN 10304 -2014) SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 10 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Thép đỉnh đài bố trí   theo phương Thép trung gian bố trí   theo phương Đoạn thép đập đầu cọc,  ,   g Tính tốn thép cho cọc ► Kiểm tra cọc vận chuyển Cọc bố trí móc cẩu sơ đồ cẩu cọc dựng cọc Trọng lượng thân cọc kể đén hệ số động cẩu lắp dựng cọc  Khi vận chuyển cọc (mỗi đoạn dài  ) Hình 12 Sơ đồ tính móc cẩu vận chuyển Tuy nhiên ta sử dụng móc cẩu để vận chuyển lắp dựng nên giá trị moment lớn lúc là: Hình 13 Sơ đồ tính móc cẩu lắp dựng  Giả thiết      Chọn   có   Vậy thép chọn cọc phía   hợp lý ► Tính tốn thép móc cẩu  Chọn   có   SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 34 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH 5.2.8 Tính móng M1 (móng chân cột 3-A 3-D) a Sơ đồ bố trí cọc đài cọc - Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài   - Khoảng cách tim cọc  Trong   cạnh cọc Lưu ý: Do mơ hình khơng gian phần mềm ETABS nên trục tọa độ X,Y để tính móng trục tọa độ theo phần mềm ETABS để xác định chiều moment xác ( Giúp cho việc tính tốn tải trọng dọc trục lớn nhỏ cơng trình tác dụng lên cọc Hình 14 Sơ đồ bố trí cọc móng M1 (móng chân cột 3-A 3-D) SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 35 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH b Kiểm tra lực tác dụng lên cọc ► Kiểm tra với tổ hợp   ;  ;  ; ;   Từ mặt bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:  Trọng lượng đài đất đài sau bố trí cọc:  Lực dọc tính tốn xác định đáy đài:  Vì móng chịu tải lệch tâm theo 02 phương trục X trục Y, lực truyền xuống cọc xác định theo cơng thức sau:  Trong đó:   số lượng cọc móng M1;   moment uốn tính tốn tương ứng đáy đài theo trục X  Với:   momen uốn tính toán đỉnh đài theo trục X   lực cắt tính tốn đỉnh đài theo trục Y   chiều cao đài;   moment uốn tính tốn tương ứng đáy đài theo trục Y  Với:   momen uốn tính tốn đỉnh đài theo trục Y   lực cắt tính tốn đỉnh đài theo trục X   chiều cao đài;  ,  (m): khoảng cách từ trục cọc thứ i đến trục qua trọng tâm diện tích tiết diện cọc mặt phẳng đáy đài (xem hình 5.15) Bảng 18 Lực truyền xuống cọc theo tổ hợp    Từ kết tính tốn trên, ta có:  ;  Trọng lượng tính tốn cọc:  Kiểm tra lực truyền xuống cọc:  Thỏa mãn điều kiện lực truyền xuống cọc, chênh lệch lực truyền xuống cọc sức chịu tải cọc nhỏ nên chọn cọc có đường kính chiều sâu chơn cọc đạt yêu cầu Mặt khác   nên ta khơng phải tính tốn kiểm tra theo điều kiện chống nhổ SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 36 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH ► Kiểm tra với tổ hợp phụ   ;  ;  ;  ;  Từ mặt bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:  Trọng lượng đài đất đài sau bố trí cọc:  Lực dọc tính tốn xác định đáy đài:  Vì móng chịu tải lệch tâm theo hai phương trục X trục Y, lực truyền xuống cọc xác định theo cơng thức sau:  Trong đó:   số lượng cọc móng M2;   moment uốn tính tốn tương ứng đáy đài theo trục X  Với:  là momen uốn tính tốn đỉnh đài theo trục X   lực cắt tính tốn đỉnh đài theo trục Y   chiều cao đài;   moment uốn tính toán tương ứng đáy đài theo trục Y  Với:   momen uốn tính tốn đỉnh đài theo trục Y   lực cắt tính toán đỉnh đài theo trục X   chiều cao đài;  ,  (m): khoảng cách từ trục cọc thứ i đến trục qua trọng tâm diện tích tiết diện cọc mặt phẳng đáy đài (xem hình 5.15) Bảng 19 Lực truyền xuống cọc theo tổ hợp    Từ kết tính tốn trên, ta có: Trọng lượng tính toán cọc:  Kiểm tra lực truyền xuống cọc:   ;  Thỏa mãn điều kiện lực truyền xuống cọc, chênh lệch lực truyền xuống cọc sức chịu tải cọc nhỏ nên chọn cọc có đường kính chiều sâu chơn cọc đạt yêu cầu Mặt khác   nên ta tính tốn kiểm tra theo điều kiện chống nhổ SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 37 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH ► Kiểm tra với tổ hợp phụ   ;  ;  ;  ;  Từ mặt bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:  Trọng lượng đài đất đài sau bố trí cọc:  Lực dọc tính tốn xác định đáy đài:  Vì móng chịu tải lệch tâm theo hai phương trục X trục Y, lực truyền xuống cọc xác định theo công thức sau:  Trong đó:   số lượng cọc móng M2;   moment uốn tính toán tương ứng đáy đài theo trục X  Với:   momen uốn tính tốn đỉnh đài theo trục X   lực cắt tính toán đỉnh đài theo trục Y   chiều cao đài;   moment uốn tính tốn tương ứng đáy đài theo trục Y  Với:   momen uốn tính tốn đỉnh đài theo trục Y   lực cắt tính tốn đỉnh đài theo trục X   chiều cao đài;  ,  (m): khoảng cách từ trục cọc thứ i đến trục qua trọng tâm diện tích tiết diện cọc mặt phẳng đáy đài (xem hình 5.15) Bảng 20 Lực truyền xuống cọc theo tổ hợp    Từ kết tính tốn trên, ta có:  ;  Trọng lượng tính tốn cọc:  Kiểm tra lực truyền xuống cọc:  Thỏa mãn điều kiện lực truyền xuống cọc, chênh lệch lực truyền xuống cọc sức chịu tải cọc nhỏ nên chọn cọc có đường kính chiều sâu chơn cọc đạt yêu cầu Mặt khác   nên ta tính tốn kiểm tra theo điều kiện chống nhổ c Xác định độ lún cho móng cọc ép M2 (theo TTGH II) ► Xác định kích thước móng khối quy ước Người ta quan niệm nhờ ma sát mặt xung quanh cọc đất, tải trọng móng truyền diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngồi cọc đáy đài nghiêng góc   (lấy theo mục 7.4.4 TCVN 10304-2014) Trong đó:  Độ lún móng cọc tính theo độ lún móng khối quy ước Khi đó:  ; SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 38 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH  Kích thước móng khối quy ước:   Trong đó:   khoảng cách mép cọc biên theo phương X   khoảng cách mép cọc biên theo phương Y   chiều dài tính từ đáy đài đến mũi cọc Diện tích đáy móng khối quy ước:   Hình 15 Kích thước móng khối quy ước M1 ► Chuyển tải trọng trọng tâm đáy móng khối quy ước Tải trọng đứng:  Trong đó:   tải trọng tiêu chuẩn đỉnh đài   trọng lượng đài đất phía đài    trọng lượng lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc (có xét đến đẩy nổi)    trọng lượng cọc  Vậy:   Moment:   ► Tính áp lực đáy móng khối quy ước truyền cho Độ lệch tâm:  ;  Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước:     SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 39 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH ► Xác định cường độ tính tốn đất đáy móng khối quy ước  Trong đó:  ,   hệ số điều kiện làm việc đất (lấy theo Bảng 6.2 /sách phân tích móng cọc – PGS.TS Võ Phán);   hệ số tin cậy   cạnh ngắn móng khối quy ước (xem hình 5.15)   chiều cao móng khối quy ước (xem hình 5.15)   dung trọng lớp đất đáy móng khối quy ước (có kể đến đẩy nổi)  là dung trọng trung bình lớp đất từ đáy móng khối quy ước trở lên (có kể đến đẩy nổi)   ;  ;   hệ số (lấy theo bảng 6.1 sách phân tích móng cọc PGS TS Võ Phán) ứng với góc ma sát lớp đất đáy móng khối quy ước     lực dính đơn vị lớp đất đáy móng khối quy ước Suy ra:  Kiểm tra điều kiện:   Do tính tốn độ lún đất móng khối quy ước theo quan niệm biến dạng đàn hồi tuyến tính (nền làm việc giai đoạn đàn hồi vùng biến dạng dẻo phát triển độ sâu Z = B/4 móng khối quy ước) SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 40 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH ► Dự báo độ lún móng cọc đài đơn Ứng suất gây lún đáy móng khối quy ước:  Ứng suất gây lún đáy móng khối quy ước lớp phân tố thứ “i”  Trong đó:   hệ số kể đến ngoại lực tác động ứng với lớp phân tố thứ “i”, tra bảng 5.1/Sách học đất GS TS Cao Văn Chí Ứng suất trọng lượng thân đất nền:  Chia đất đáy móng khối quy ước thành lớp phân tố có chiều dày  , chọn   (chia nhỏ xác) Từ điều kiện:   Cơng thức tính tốn độ lún:   Trong đó:   hệ số rỗng ứng với cấp áp lực nén   chiều dày phân tố thứ “i” Bảng 21 Hệ số rỗng e ứng với cấp áp lực đất (lớp 3)  Ví dụ tính tốn điển hình  : Điểm 0:  Ta có:   Tra bảng 5.1/Sách học đất ta có   Vậy  Điểm 1:  Ta có:   Tra bảng 5.1/Sách học đất ta có   Vậy  Điểm 2:  Ta có:   Tra bảng 5.1/Sách học đất ta có   Vậy  Ví dụ tính tốn điển hình  : Điểm 0:  Điểm 1:  Điểm 2:  Điểm 3:  Điểm 4:  Tương tự ta lập bảng tính cho vị trí lại thỏa điều kiện   dừng Bảng 22 Ứng suất tải trọng trọng lượng thân  Hình 16 Biểu đồ ứng suất (kN/m2) SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 41 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Bảng 23 Bảng xác định độ lún cho móng cọc đài đơn M1  Theo phụ lục E (Biến dạng giới hạn móng cơng trình), TCVN 10304-2014, trang 77, nhà nhiều tầng kết cấu khung bê tơng cốt thép độ lún tuyệt đối cho phép   Ta có độ lún cuối cơng trình   SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 42 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH d Kiểm tra chọc thủng cho đài đơn Theo mục 6.2.5.4 TCVN 5574 – 2012, Kết cấu dạng chịu tác dụng lực phân bố diện tích hạn chế cần tính tốn chống nén thủng theo điều kiện:      Trong đó:  lực dọc tính tốn lớn chân cột móng xét   tổng phản lực liên kết cọc nằm đáy tháp xuyên thủng ứng với trường hợp    hệ số, lấy đối với:  bê tông nặng  bê tông hạt nhỏ  bê tông nhẹ  cường độ chịu kéo bê tông  giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp xun thủng  chiều cao có ích đài móng Hình 17 Phạm vi ảnh hưởng tháp nén thủng Hình 18 Phạm vi ảnh hưởng tháp xuyên thủng móng M1 Ta thấy đáy tháp xuyên thủng móng M1 xuyên qua tất đầu cọc đài theo phương nên không cần phải kiểm tra chọc thủng đài Như chiều cao đài chọn không bị xuyên thủng, xem hợp lý SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 43 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH e Kiểm tra chuyển vị ngang đầu cọc theo phương pháp SNIP II-17-77 (Phụ lục G, TCXD 205-1998) Bảng 24 Tải trọng ngang từ chân cột truyền xuống móng  Lực cắt lớn đáy đài:   Lực cắt tác dụng lên cọc:   Moment quán tính tiết diện cọc:  Bề rộng quy ước cọc (lấy theo mục G3, phụ lục G, TCXD 205-1998) Khi     Khi     Cọc có tiết diện    Mô đun đàn hồi bê tông B30:   K hệ số nền, lấy theo bảng G1, phụ lục G, TCXD 205-1998, đất xung quanh cọc thuộc loại sét, nửa cứng có  , cọc đóng,  , Chọn   Hệ số biến dạng:  Chiều dài cọc tính đổi:  Với L chiều sâu hạ cọc thực tế (mũi cọc) đất tính tính mặt đất với cọc đài cao từ đáy đài với cọc đài thấp ( , ,  hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng G2, phụ lục G, TCXD 205-1998, tùy thuộc vào chiều sâu tính đổi phần cọc đất   Khi   nằm hai giá trị ghi bảng G2 lấy theo giá trị gần để tra bảng) Ta có  , gần với giá trị   bảng, mũi cọc tựa lên đất, tra bảng ta có:  ;  ;  Xác định chuyển vị ngang   góc xoay   đầu cọc: (lấy theo công thức G.11, G.12, G.13 phụ lục G, TCXD 205-1998) Chuyển vị ngang   tiết diện lực đơn vị   gây  Chuyển vị ngang   tiết diện moment đơn vị   gây  Góc xoay tiết diện moment đơn vị   gây  Lực cắt đầu cọc:   Moment uốn đầu cọc:   Chuyển vị ngang góc xoay cọc cao trình mặt đất (lấy theo công thức G.9, G.10 phụ lục G, TCXD 205-1998)   Tính tốn chuyển vị ngang góc xoay cọc đáy đài (lấy theo công thức G.7, G.8 phụ lục G, TCXD 205-1998)  là chiều dài cọc từ đáy đài đến mặt đất cọc đài cao, cọc đài thấp    Theo mục 11.4 tiêu chuẩn ngành 20TCN 21:1986, ngàm đầu cọc vào sâu khoảng   đài xem liên kết đàn hồi quy ước SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 44 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QUÂN HQC TÂY NINH Kết hợp với mục 11.13 tiêu chuẩn ngành 20TCN 21:1986, liên kết cọc đài liên kết đàn hồi quy ước giá trị cho phép giới hạn chuyển vị ngang cọc không vượt   Vậy   xem hợp lý  xem hợp lý SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 45 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HỒNG QN HQC TÂY NINH f Tính tốn cốt thép cho đài Chọn sơ đồ tính dầm console có mặt ngàm tiết diện mép cột tải trọng tác dụng tổng phản lực cọc nằm ngồi mép cột Từ mặt bố trí cọc đài, ta chọn hướng ngàm sau: Ngàm theo phương Y: Tổng phản lực liên kết đầu cọc phía trái mép cột:  Tổng phản lực liên kết đầu cọc phía phải mép cột:  Ta thấy   Nên ta chọn hướng ngàm từ mép phải cột đến mép phải đài (cùng chiều dương với trục X) Ngàm theo phương X: Tổng phản lực liên kết đầu cọc phía mép cột:  Tổng phản lực liên kết đầu cọc phía mép cột:  Ta thấy   Nên ta chọn hướng ngàm từ mép cột đến mép đài (cùng chiều dương với trục Y) Tóm lại: Ngàm từ mép cột theo phương X, hướng lên Ngàm từ mép phải cột theo phương Y, hướng sang phải Hình 19 Sơ đồ tính biểu đồ moment theo phương X, Y đài móng Chiều cao đài cọc  , chọn   Vậy chiều cao làm việc có ích đài móng  Sử dụng cốt thép   có   ► Moment tiết diện ngàm I-I (bố trí thép theo phương Y)  Diện tích cốt thép đài cọc theo phương xác định theo cơng thức  Chọn   có   để bố trí cho đài cọc theo phương Y Khoảng cách   Chọn   Ta chọn thép   bố trí theo phương Y (phương dọc) ► Moment tiết diện ngàm II-II (bố trí thép theo phương X)  Diện tích cốt thép đài cọc theo phương xác định theo công thức  Chọn   có   để bố trí cho đài cọc theo phương X Khoảng cách  , Chọn   Ta chọn thép   bố trí theo phương X (phương ngang) Tóm lại: Thép đáy đài: SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 46 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HỒNG QN HQC TÂY NINH Bố trí lớp   theo phương X (phương cạnh ngắn cột) Bố trí lớp   theo phương Y (phương cạnh dài cột) Thép đỉnh đài bố trí   theo phương Thép trung gian bố trí   theo phương Đoạn thép đập đầu cọc,  ,   SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 47 GVHD: PGS.TS VŨ TRƯỜNG VŨ CHUNG CƯ HOÀNG QN HQC TÂY NINH g Tính tốn thép cho cọc ► Kiểm tra cọc vận chuyển Cọc bố trí móc cẩu sơ đồ cẩu cọc dựng cọc Trọng lượng thân cọc kể đén hệ số động cẩu lắp dựng cọc  Khi vận chuyển cọc (mỗi đoạn dài  ) Hình 20 Sơ đồ tính móc cẩu vận chuyển Tuy nhiên ta sử dụng móc cẩu để vận chuyển lắp dựng nên giá trị moment lớn lúc là: Hình 21 Sơ đồ tính móc cẩu lắp dựng  Giả thiết      Chọn   có   Vậy thép chọn cọc phía   hợp lý ► Tính tốn thép móc cẩu  Chọn   có   Hình 22 Mặt bố trí móng cọc ép SVTH: TRẦN THANH LIÊM MSSV:1231160044 TRANG: 48 ... 1.7m - Khi cọc dài, nối cọc từ đoạn cọc chế tạo sẵn Để nối cọc dùng thép để hàn nối cọc hay dùng thép góc L Việc nối cọc thực ép xong đoạn cọc trước - Trong phạm vi 1m tính từ đầu cọc  20mm... độ mảnh cọc Theo điều 7.1.8 TCVN 10304- 2014, loại cọc, tính toán theo cường độ vật liệu, cho phép cọc ngàm cứng đất tiết diện nằm cách đáy đài đoạn l0 xác định sau: + Khi thi công ép cọc: l01... đó:  Độ lún móng cọc tính theo độ lún móng khối quy ước Khi đó: ;  Kích thước móng khối quy ước:     khoảng cách mép cọc biên theo phương X   khoảng cách mép cọc biên theo phương