Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN THỨ NHẤT: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 6 1.1. Sự cần thiết phải đầu tư: 6 1.1.1. Các chủ trương: 6 1.1.2. Các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng: 6 1.1.3. Các luận điểm chứng minh việc đầu tư xây dựng là cần thiết: 6 1.2. Địa điểm, vị trí xây dựng và điều kiện khí hậu tự nhiên: 6 1.2.1. Địa điểm và vị trí khu đất xây dựng: 6 1.2.2. Điều kiện khí hậu tự nhiên: 7 1.2.3. Hiện trạng khu đất xây dựng: 7 1.3. Nội dung đầu tư thiết kế xây dựng: 8 1.3.1. Các hạng mục đầu tư: 8 1.3.2. Nội dung thiết kế: 10 1.4. Giải pháp thiết kế: 10 1.4.1. Giải pháp về tổng mặt bằng: 10 1.4.2. Giải pháp về kiến trúc: 11 1.4.3. Giải pháp kỹ thuật: 14 1.5. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: 15 1.5.1. Mật độ xây dựng: 15 1.5.2. Hệ số sử dụng đất: 15 1.6. Kết luận: 16 PHẦN THỨ HAI: KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 17 CHƯƠNG 1. SƠ LƯỢC VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH VÀ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN PHẦN KẾT CẤU 17 1.1. Sơ lược về kết cấu công trình: 17 1.1.1. Các hệ kết cấu chịu lực chính trong nhà cao tầng: 17 1.1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình xây dựng: 17 1.2. Nhiệm vụ tính toán kết cấu công trình: 18 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 19 2.1. Tổng quan về kết cấu sàn trong nhà cao tầng: 19 2.1.1. Tầm quan trọng của hệ sàn trong kết cấu nhà cao tầng: 19 2.1.2. Giải pháp kết cấu sàn cho công trình Northern hotel: 19 2.2. Xác định sơ bộ kích thước các cấu kiện: 20 2.2.1. Chọn chiều dày sàn: 20 2.2.2. Kích thước tiết diện dầm: 21 2.3. Tải trọng tác dụng 23 2.3.1. Tĩnh tải: 23 2.3.2. Hoạt tải: 26 2.4. Tính toán sàn điển hình: 28 2.4.1. Phân loại ô bản sàn: 28 2.4.2. Nội lực các ô sàn bản kê: 29 2.4.3. Tính toán cốt thép cho các ô bản sàn: 30 2.4.4. Kiểm tra độ võng của sàn: 31 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 36 3.1. Cấu tạo cầu thang: 36 3.2. Mặt bằng kết cấu cầu thang: 36 3.2.1. Chọn vật liêu: 36 3.2.2. Sơ đồ kết cấu cầu thang: 37 3.3. Tính toán tải trọng tác dụng lên cầu thang: 37 3.3.1. Tải trọng tác dụng lên bản vế thang: 37 3.3.2. Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ: 38 3.3.3. Tải trọng dầm DCT, DCN1, DCN2, CT1 và CT2 38 3.4. Tính toán nội lực và bố trí cốt thép cho cầu thang: 41 3.4.1. Tính toán nội lực các thành phần cầu thang: 41 3.4.2. Tính toán cốt thép: 44 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM TRỤC 33 48 4.1. Phương pháp tính toán hệ kết cấu. 48 4.1.1. Tính toán theo ETABS 9.5: 48 4.1.2. Phương pháp sử lý số liệu: 48 4.2. Tính toán tải trọng tác dụng lên kết cấu: 48 4.2.1. Tải trọng thẳng đứng: 48 4.2.2. Tải trọng gió tác dụng lên công trình: 51 4.3. Xác định nội lực: 66 4.3.1. Phương pháp tính toán. 66 4.3.2. Các trường hợp tải trọng. 67 4.3.3. Tổ hợp tải trọng. 68 4.3.4. Tổ hợp nội lực và tính cốt thép (Theo TCVN): 68 4.4. Tính toán cốt thép tại các tiết diện dầm: 68 4.4.1. Tính cốt thép dọc dầm trục 33: 68 4.4.2. Tính toán cốt ngang (thép đai): 82 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CÁC VÁCH TRỤC 33 97 5.1. Lý thuyết tính toán vách cứng: 97 5.1.1. Cơ sở lý thuyết tính: 97 5.1.2. Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi: 97 5.1.3. Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment: 98 5.1.4. Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác: 99 5.1.5. Nhận xét và chọn phương pháp tính cho các vách phẳng: 99 5.1.6. Thiết lập biểu đồ tương tác không thứ nguyên: 100 5.1.7. Lựa chọn phương án đặt cốt thép: 101 5.2. Tính toán cốt thép dọc cho các vách trục 33 (vách V1, V2, V3, V1’): 101 5.2.1. Các trường hợp tải và tổ hợp tải trọng các vách trục 33: 102 5.2.2. Tính toán vách V1 trục 33: 109 5.2.3. Tính toán vách V2 trục 33: 113 5.2.4. Tính toán vách V3 trục 33: 116 5.2.5. Tính toán vách V1’ trục 33: 121 5.3. Tính toán cốt ngang cho các vách cứng (vách V1, V2, V3, V1’): 125 5.3.1. Lý thuyết tính toán: 125 5.3.2. Tính toán cốt đai cho vách V1: 126 5.3.3. Tính toán cốt đai cho các vách còn lại (V2, V3, V1’): 126 5.3.4. Chọn cốt thép ngang: 127 CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ MÓNG TƯỜNG TRỤC 33 128 6.1. Điều kiện địa chất công trình xây dựng: 128 6.1.1. Lý thuyết xác định các chỉ tiêu vật lý của đất: 128 6.1.2. Tính toán các chỉ tiêu cơ lý của đất xây dựng: 129 6.1.3. Đánh giá tính năng xây dựng của các lớp đất nền: 130 6.1.4. Điều kiện địa chất thủy văn: 131 6.1.5. Lựa chọn giải pháp móng cho công trình: 131 6.1.6. Lựa chọn phương án móng: 132 6.2. Giả thiết tính toán và tải trọng thiết kế: 132 6.2.1. Các giả thiết tính toán: 132 6.2.2. Tải trọng dùng để tính toán, thiết kế cọc khoan nhồi: 133 6.3. Thiết kế móng cọc khoan nhồi M1 (dưới vách V3) : 133 6.3.1. Tải trọng thiết kế : 133 6.3.2. Chọn vật liệu làm móng: 135 6.3.3. Sơ bộ chọn kích thước cọc, đài cọc và chiều sâu đặt đài: 135 6.3.4. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: 136 6.3.5. Xác định số lượng cọc: 138 6.3.6. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: 139 6.3.7. Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc: 140 6.3.8. Kiểm tra cường độ đất nền dưới đáy móng khối quy ước: 141 6.3.9. Tính toán độ lún của móng: 142 6.3.10. Tính toán đài cọc: 143 6.4. Thiết kế móng M2, M3: 144 6.4.1. Tải trọng thiết kế : 144 6.4.2. Chọn vật liệu làm móng: 146 6.4.3. Sơ bộ chọn kích thước cọc, đài cọc và chiều sâu đặt đài: 146 6.4.4. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: 147 6.4.5. Xác định số lượng cọc: 149 6.4.6. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: 149 6.4.7. Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc: 151 6.4.8. Kiểm tra cường độ đất nền dưới đáy móng khối quy ước: 152 6.4.9. Tính toán độ lún của móng: 153 6.4.10. Tính toán đài cọc: 154 6.5. Thiết kế móng M4: 155 6.5.1. Tải trọng thiết kế : 155 6.5.2. Chọn vật liệu làm móng: 157 6.5.3. Sơ bộ chọn kích thước cọc, đài cọc và chiều sâu đặt đài: 157 6.5.4. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: 157 6.5.5. Xác định số lượng cọc: 160 6.5.6. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: 160 6.5.7. Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc và tính lún cho móng: 161 6.5.8. Tính toán đài cọc: 161 PHẦN THỨ BA: THI CÔNG CÔNG TRÌNH 162 CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 162 1.1. Đặc điểm chung – Các điều kiện cụ thể liên quan và ảnh hưởng đến quá trình thi công công trình: 162 1.2. Lựa chọn giải pháp thi công phần ngầm: 163 1.2.1. Phương pháp đào đất trước sau đó thi công từ dưới lên: 163 1.2.2. Thi công tường nhà làm tường chắn đất: 165 1.2.3. Phương pháp gia cố nền trước khi thi công hố đào: 166 1.2.4. Phương pháp thi công từ trên xuống (topdown): 167 1.3. Thi công tường cọc khoan nhồi (tường vây): 169 1.3.1. Số liệu thiết kế: 169 1.3.2. Trình tự thi công tường cọc khoan nhồi (cọc nhồi mini): 169 1.3.3. Thi công tường cọc khoan nhồi: 172 1.4. Thi công cọc khoan nhồi cho các móng công trình: 175 1.4.1. Đôi nét về thi công cọc khoan nhồi ở nước ta: 175 1.4.2. Các phương pháp công nghệ khoan tạo lỗ cọc nhồi bê tông: 175 1.4.3. Lựa chọn giải pháp thi công: 176 1.4.4. Trình tự thi công cọc khoan nhồi: 177 1.4.5. Thi công cọc khoan nhồi bằng máy khoan gầu xoay: 177 1.4.6. Nhu cầu nhân lực và thời gian thi công cọc: 200 1.5. Thi công đào đất tầng hầm và hố móng: 201 1.5.1. Quy trình thi công: 201 1.5.2. Lựa chọn máy đào và thiết bị thi công: 201 1.5.3. Chọn máy vận chuyển đất: 203 1.5.4. Tổ chức thi công đào đất: 203 1.6. Thiết kế biện pháp thi công công tác BTCT toàn khối đài, giằng móng: 204 1.6.1. Thiết kế ván khuôn móng điển hình móng M2: 204 1.6.2. Cơ cấu quá trình thi công: 208 1.6.3. Phân chia phân đoạn và tính nhịp công tác các dây chuyền bộ phận: 209 1.6.4. Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận: 210 1.6.5. Thiết kế biện pháp đổ bê tông móng: 212 CHƯƠNG 2. BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG BÊ TÔNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 215 2.1. Lựa chọn ván khuôn: 215 2.2. Lựa chọn cột chống: 216 2.3. Lựa chọn xà gồ: 216 2.4. Tổ hợp ván khuôn: 216 2.5. Thiết kế tấm ván khuôn sàn: 217 2.5.1. Tải trọng tác dụng: 217 2.5.2. Sơ đồ tính: 218 2.5.3. Kiểm tra sự làm việc các tấm ván khuôn: 218 2.5.4. Tính toán xà gồ đỡ ván khuôn sàn: 219 2.5.5. Tính toán cột chống: 220 2.6. Thiết kế ván khuôn dầm: 220 2.6.1. Tổ hợp ván khuôn: 221 2.6.2. Xác định tải trọng: 221 2.6.3. Xác định khoảng cách xà gồ đỡ ván khuôn đáy dầm: 221 2.7. Thiết kế ván khuôn vách: 222 2.7.1. Tổ hợp ván khuôn sử dụng: 222 2.7.2. Xác định tải trọng: 222 2.7.3. Tính toán khoảng cách đặt các sườn ngang: 223 2.7.4. Thiết kế sườn ngang: 224 2.7.5. Tính toán bulong xuyên: 225 CHƯƠNG 3. LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG PHẦN THÂN 226 3.1. Các công tác chủ yếu: 226 3.2. Tính toán khối lượng các công việc: 226 3.2.1. Vách cứng: 226 3.2.2. Lõi thang máy: 227 3.2.3. Dầm: 228 3.2.4. Sàn: 229 3.3. Tính công lao động: 232 3.3.1. Lắp dựng ván khuôn: 233 3.3.2. Lắp dựng cốt thép: 234 3.3.3. Đổ bê tông: 235 3.3.4. Tháo dỡ ván khuôn: 236 3.4. Tính toán nhịp công tác dây chuyền bộ phận trên các đợt: 237
Ngày với xu hướng phát triển thời đại nhà cao tầng xây dựng rộng rãi thành phố thị lớn Các văn phòng cho thuê, hộ cao cấp, khách sạn… với chiều cao xây dựng khơng ngừng tăng lên Cùng với trình độ kĩ thuật xây dựng ngày phát triển, đòi hỏi người làm xây dựng phải khơng ngừng học hỏi để nâng cao trình độ chun mơn nhằm đáp ứng với yêu cầu ngày cao công nghệ Đồ án tốt nghiệp lần bước cần thiết cho em nhằm hệ thống kiến thức học nhà trường sau gần năm năm học Đồng thời giúp cho em bắt đầu làm quen với công việc thiết kế công trình hồn chỉnh, để đáp ứng tốt cho công việc sau Với nhiệm vụ giao, thiết kế đề tài: “Northern Hotel“ Trong giới hạn đồ án thiết kế : Phần I : Kiến trúc : 20 %.- Giáo viên hướng dẫn: ThS.KTS Nguyễn Ngọc Bình Phần II : Kết cấu : 50% - Giáo viên hướng dẫn: ThS Phan Cẩm Vân Phần III : Thi công : 30% - Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Quang Trung Trong q trình thiết kế, tính tốn, có nhiều cố gắng, kiến thức hạn chế, chưa có nhiều kinh nghiệm nên chắn em khơng tránh khỏi sai xót Em kính mong góp ý bảo thầy, để em hồn thiện đề tài Đồng thời có thêm nhiều kiến thức bổ ích liên quan đến ngành nghề mà em chọn tương lai Em xin chân thành cảm ơn tất thầy giáo, cô giáo trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, khoa Xây dựng DD&CN, đặc biệt thầy, cô trực tiếp hướng dẫn em đề tài tốt nghiệp Đà Nẵng, tháng năm 2012 Sinh Viên Nguyễn Bá Kiên PHẦN THỨ NHẤT: KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư: 1.1.1 Các chủ trương: .6 1.1.2 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng: 1.1.3 Các luận điểm chứng minh việc đầu tư xây dựng cần thiết: 1.2 Địa điểm, vị trí xây dựng điều kiện khí hậu tự nhiên: .6 1.2.1 Địa điểm vị trí khu đất xây dựng: .6 1.1.1 Điều kiện khí hậu tự nhiên: .7 1.1.2 Hiện trạng khu đất xây dựng: 1.2 Nội dung đầu tư thiết kế xây dựng: 1.2.1 Các hạng mục đầu tư: 1.2.2 Nội dung thiết kế: 10 1.3 Giải pháp thiết kế: 10 1.3.1 Giải pháp tổng mặt bằng: 10 1.3.2 Giải pháp kiến trúc: 11 1.3.3 Giải pháp kỹ thuật: 14 1.3 Tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật: 15 1.3.1 Mật độ xây dựng: 15 1.3.2 Hệ số sử dụng đất: 15 1.4 Kết luận: 15 PHẦN THỨ HAI: KẾT CẤU CƠNG TRÌNH 16 CHƯƠNG SƠ LƯỢC VỀ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH VÀ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN PHẦN KẾT CẤU 16 1.1 Sơ lược kết cấu cơng trình: .16 1.4.1 Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng: 16 1.4.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho cơng trình xây dựng: 16 1.5 Nhiệm vụ tính tốn kết cấu cơng trình: 17 CHƯƠNG TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 18 2.1 Tổng quan kết cấu sàn nhà cao tầng: .18 2.1.1 Tầm quan trọng hệ sàn kết cấu nhà cao tầng: 18 2.1.2 Giải pháp kết cấu sàn cho cơng trình Northern hotel: 18 2.2 Xác định sơ kích thước cấu kiện: 19 2.2.1 Chọn chiều dày sàn: 19 2.2.2 Kích thước tiết diện dầm: 19 2.3 Tải trọng tác dụng 21 1.1.1 Tĩnh tải: 22 2.3.1 Hoạt tải: 24 2.4 Tính tốn sàn điển hình: .27 2.4.1 Phân loại ô sàn: 27 2.4.2 Nội lực ô sàn kê: 28 2.4.3 Tính tốn cốt thép cho ô sàn: 29 1.1.2 Kiểm tra độ võng sàn: .30 CHƯƠNG TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 35 3.1 Cấu tạo cầu thang: .35 3.2 Mặt kết cấu cầu thang: 35 3.2.1 Chọn vật liêu: 35 1.1.3 Sơ đồ kết cấu cầu thang: .36 3.3 Tính tốn tải trọng tác dụng lên cầu thang: 36 3.3.1 Tải trọng tác dụng lên vế thang: .36 3.3.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ: 37 3.3.3 Tải trọng dầm DCT, DCN1, DCN2, CT1 CT2 37 3.4 Tính tốn nội lực bố trí cốt thép cho cầu thang: 40 3.4.1 Tính tốn nội lực thành phần cầu thang: 40 3.4.2 Tính tốn cốt thép: 43 CHƯƠNG TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM TRỤC 3-3 47 2.1 Phương pháp tính tốn hệ kết cấu 47 2.1.1 Tính toán theo ETABS 9.5: 47 2.1.2 Phương pháp sử lý số liệu: 47 2.2 Tính tốn tải trọng tác dụng lên kết cấu: 47 2.2.1 Tải trọng thẳng đứng: 47 2.2.2 Tải trọng gió tác dụng lên cơng trình: 50 2.3 Xác định nội lực: 65 2.3.1 Phương pháp tính tốn 65 2.3.2 Các trường hợp tải trọng .66 2.3.3 Tổ hợp tải trọng .67 2.3.4 Tổ hợp nội lực tính cốt thép (Theo TCVN): .67 2.4 Tính tốn cốt thép tiết diện dầm: 67 2.4.1 Tính cốt thép dọc dầm trục 3-3: 67 2.4.2 Tính tốn cốt ngang (thép đai): .81 CHƯƠNG TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CÁC VÁCH TRỤC 3-3 97 3.1 Lý thuyết tính tốn vách cứng: 97 3.1.1 Cơ sở lý thuyết tính: 97 3.1.2 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi: .97 3.1.3 Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment: 98 3.1.4 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác: 99 3.1.5 Nhận xét chọn phương pháp tính cho vách phẳng: .99 3.1.6 Thiết lập biểu đồ tương tác không thứ nguyên: 100 3.1.7 Lựa chọn phương án đặt cốt thép: .101 3.2 Tính tốn cốt thép dọc cho vách trục 3-3 (vách V1, V2, V3, V1’): .101 3.2.1 Các trường hợp tải tổ hợp tải trọng vách trục 3-3: 102 3.2.2 Tính tốn vách V1 trục 3-3: 109 3.2.3 Tính tốn vách V2 trục 3-3: 113 3.2.4 Tính tốn vách V3 trục 3-3: 116 3.2.5 Tính tốn vách V1’ trục 3-3: .121 3.3 Tính tốn cốt ngang cho vách cứng (vách V1, V2, V3, V1’): 125 3.3.1 Lý thuyết tính tốn: .125 3.3.2 Tính toán cốt đai cho vách V1: 126 3.3.3 Tính tốn cốt đai cho vách lại (V2, V3, V1’): 126 3.3.4 Chọn cốt thép ngang: 127 CHƯƠNG THIẾT KẾ MÓNG TƯỜNG TRỤC 3-3 128 4.1 Điều kiện địa chất công trình xây dựng: 128 4.1.1 Lý thuyết xác định tiêu vật lý đất: 128 4.1.2 Tính tốn tiêu lý đất xây dựng: 129 4.1.3 Đánh giá tính xây dựng lớp đất nền: 130 4.1.4 Điều kiện địa chất thủy văn: 131 4.1.5 Lựa chọn giải pháp móng cho cơng trình: 131 4.1.6 Lựa chọn phương án móng: 132 4.2 Giả thiết tính tốn tải trọng thiết kế: 132 4.2.1 Các giả thiết tính tốn: 132 4.2.2 Tải trọng dùng để tính tốn, thiết kế cọc khoan nhồi: 133 4.3 Thiết kế móng cọc khoan nhồi M1 (dưới vách V3) : 133 4.3.1 Tải trọng thiết kế : .133 4.3.2 Chọn vật liệu làm móng: .135 4.3.3 Sơ chọn kích thước cọc, đài cọc chiều sâu đặt đài: 135 4.3.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi: 136 4.3.5 Xác định số lượng cọc: 138 4.3.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: 139 4.3.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc: .140 4.3.8 Kiểm tra cường độ đất đáy móng khối quy ước: 141 4.3.9 Tính tốn độ lún móng: 142 4.3.10 Tính tốn đài cọc: 143 4.4 Thiết kế móng M2, M3: .144 4.4.1 Tải trọng thiết kế : .144 4.4.2 Chọn vật liệu làm móng: .146 4.4.3 Sơ chọn kích thước cọc, đài cọc chiều sâu đặt đài: 146 4.4.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi: 147 4.4.5 Xác định số lượng cọc: 149 4.4.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: 149 4.4.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc: .151 4.4.8 Kiểm tra cường độ đất đáy móng khối quy ước: 152 4.4.9 Tính tốn độ lún móng: 153 4.4.10 Tính tốn đài cọc: 154 4.5 Thiết kế móng M4: 155 4.5.1 Tải trọng thiết kế : .155 4.5.2 Chọn vật liệu làm móng: .157 4.5.3 Sơ chọn kích thước cọc, đài cọc chiều sâu đặt đài: 157 4.5.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi: 157 4.5.5 Xác định số lượng cọc: 160 4.5.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: 160 4.5.7 Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc tính lún cho móng: 161 4.5.8 Tính tốn đài cọc: 161 PHẦN THỨ NHẤT: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư: 1.1.1 Các chủ trương: Quyết tâm xây dựng thành phố Đà Nẵng thành trung tâm kinh tế trọng điểm mang tầm chiến lược khu vực miền trung tây nguyên Là cầu nối đường di sản Huế-Đà Nẵng-Quảng Nam Đảng nhân dân Đà Nẵng đề mục tiêu xây dựng thành phố văn minh, đẹp, đẩy mạnh phát triển công nghiệp, du lịch dịch vụ kèm Đưa Đà Nẵng sánh vai với đầu tầu kinh tể nước Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh 1.1.2 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng: TCXDVN 323:2004 : Nhà cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 - 1995 : Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 229 - 1999 : Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió TCVN 5065 - 1990 : Khách sạn – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 356 : 2005 :Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT TCVN 45:1978 :Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình TCVN 205 : 1997 :Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 198 : 1997 :Nhà cao tầng – thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối TCVN 4453: 1995 :Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối-quy phạm thi cơng nghiệm thu 1.1.3 Các luận điểm chứng minh việc đầu tư xây dựng là cần thiết: Đà Nẵng thành phố trực thuộc trung ương nước, trung tâm kinh tế trọng điểm miền trung tây nguyên, điểm cuối tuyến hành lang kinh tế đông tây Nằm đường di sản khu vực – Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam Lại nơi thiên nhiên ưu đãi, có bãi cát dài, mịn đẹp Được bình chọn bãi biển đẹp hành tinh Đó lợi thế, cũng tiềm to lớn phát triển loại hình du lịch dịch Mặt khác nơi thường xuyên diễn kiện lớn thu hút lượng khách du lịch đáng kể đổ hàng năm Điển hình kiện bắn pháo hoa quốc tế tổ chức mỗi năm lần Do nhu cầu du lịch dịch vụ kèm phát triển có tiềm khai thác Northern Hotel đầu tư xây dựng nhằm phục vụ nhu cầu khách du lịch ngày gia tăng năm gần thành phố 1.2 Địa điểm, vị trí xây dựng và điều kiện khí hậu tự nhiên: 1.2.1 Địa điểm và vị trí khu đất xây dựng: 1.2.1.1 Địa điểm (địa danh): Northern hotel nằm trục đường 3/2 thuộc phường Thuận Phước quận Hải Châu thành phố Đà Nẵng 1.2.1.2 Vị trí (tọa độ): Đà nẵng thành phố trẻ động có: - Diện tích: 1.255,53km2 gồm quận nội thành (Hải Châu, Thanh Khê, Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn, Liên Chiểu, Cẩm Lệ), huyện ngoại thành (Hòa Vang) huyện đảo (Hoàng Sa) - Dân số: Dân số Đà Nẵng 887.070 người (theo số liệu điều tra dân số 1/4/2009) - Mật độ: 906,7 người/Km2 - Vị trí: Thành phố Đà Nẵng nằm 15 o55' đến 16o14' vĩ Bắc, 107o18' đến 108o20' kinh Đông, Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, Tây Nam giáp tỉnh Quảng Nam, Đông giáp Biển Đông - Northern Hotel nằm gần khu vực trung tâm thành phố Ngay bùng binh cầu Thuận Phước – cầu dây văng lớn Việt Nam bắc qua sông Hàn Cách sân bay Đà Nẵng khoảng 6Km phía Tây Nam 1.1.1 Điều kiện khí hậu tự nhiên: - Thành phố Đà Nẵng nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao biến động Khí hậu Đà Nẵng nơi chuyển tiếp đan xen khí hậu miền Bắc miền Nam, với tính trội khí hậu nhiệt đới điển hình phía Nam Mỡi năm có mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 12 mùa khô từ tháng đến tháng 7, có đợt rét mùa đơng khơng đậm không kéo dài Các yếu tố khí tượng: - Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9 °C; cao vào tháng 6, 7, 8, trung bình 28-30 °C; thấp vào tháng 12, 1, 2, trung bình 18-23 °C Riêng vùng rừng núi Bà Nà độ cao gần 1.500 m, nhiệt độ trung bình khoảng 20 °C - Độ ẩm khơng khí trung bình 83,4%; cao vào tháng 10, 11, trung bình 85,67-87,67%; thấp vào tháng 6, 7, trung bình 76,67-77,33% - Lượng mưa trung bình hàng năm 2.504,57 mm; lượng mưa cao vào tháng 10, 11, trung bình 550-1.000 mm/tháng; thấp vào tháng 1, 2, 3, 4, trung bình 23-40 mm/tháng - Số nắng bình quân năm 2.156,2 giờ; nhiều vào tháng 5, 6, trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng; vào tháng 11, 12, trung bình từ 69 đến 165 giờ/tháng - Khu vực thành phố Đà nẵng chịu ảnh hưởng hai loại gió chính: Gió Đơng Đơng Nam từ tháng đến tháng 8, gió Đơng Bắc từ tháng đến tháng sang năm , tốc độ gió lớn :45m/s, bão thường xảy từ tháng đến tháng 11 với sức gió từ 12 -85 km/h, trung bình có 0,5 bão đổ vào thành phố năm - Thủy văn, ngập lụt: cơng trình nằm phần cuối sông Hàn đổ biển, lại khu vực đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước tốt nên khơng xảy tình trạng ngập lụt vào mùa mưa 1.1.2 Hiện trạng khu đất xây dựng: Kiến trúc, sử dụng đất: Diện tích khu đất xây dựng : 1032,6 m2 Diện tích đất xây dựng : 676,8 m2 Tổng diện tích sàn : 9003,55 m2 Hệ số sử dụng đất : 8,72 Mật độ xây dựng : 65,54% Quy mơ cơng trình : hầm + + lửng + 15 lầu + sân thượng Chiều cao cơng trình : 62,7 m Diện tích xây dựng tầng hầm: 944,8 m2 - Hạ tầng kĩ thuật đô thị: + Hệ thống điện nước phục vụ thi công xây dựng cơng trình đảm bảo dễ dàng thuận tiện + Địa hình phẳng, nằm trục đường 3/2 dễ dàng khâu vận chuyển vật tư phục vụ thi cơng cơng trình Kết ḷn: Thuận lợi cho việc đầu tư xây dựng công trình 1.2 Nội dung đầu tư thiết kế xây dựng: 1.2.1 Các hạng mục đầu tư: Dtích STT tên hạng mục Xdựng m2 Tầng hầm 944,8 Tầng 676,8 Tầng lửng 513,9 Lầu 457,8 Sân thượng 457,9 Tường rào Phát điện dự phòng Dtích Số Quy mô sàn tầng 944,8 676,9 513,10 6868 15 135 phòng 457,10 100m Ghi Đầu tư xây dựng Đầu tư xây dựng Đầu tư xây dựng Đầu tư xây dựng Đầu tư xây dựng Đầu tư xây dựng Đầu tư mua Khu vực tầng hầm sử dụng để bố trí hệ thống máy móc kỹ thuật phục vụ cho cơng trình, đồng thời nơi để phương tiện lại khách vào khách sạn Tầng nơi có phận tiếp tân, đại sảnh phòng giám đốc nhân viên kỹ thuật khách sạn tầng lửng sử dụng làm nhà hàng buffet, phục vụ bữa ăn cho khách nhân viên khách sạn Tầng 1, sử dụng để làm phòng hội nghị, bố trí cách linh hoạt để phù hợp với quy mơ hội nghị Riêng tầng có phần sử dụng làm khu kỹ thuật cho hồ bơi Tầng khu vực có bể bơi, khu spa phòng tập thể dục… ngồi sân thượng bố trí nhà hàng, giải khát, caffee… phục vụ nhu cầu khách Phối cảnh công trình Nothern Hotel 1.2.2 Nội dung thiết kế: STT Tên phòng chức Số lượng người Trang thiết bị kèm them Tiêu chuẩn 18 m /người 12 m /người Tổng diện tích (m2) Ghi 36 Theo y/c CĐT Phòng giám đốc VP Phòng điểu hành VP Kho hành lý 22,57 P.thay đồ, gửi đồ NV 9,6 Kho bếp Đồ dùng nhà bếp Nhà hàng buffet nhà hàng Bếp Dụng cụ nhà bếp Phòng hội nghị Bàn, ghế Hồ bơi 10 P.thể dục, thể hình 11 Khu Spa 12 13 14 Phòng ngủ loại Phòng ngủ loại Phòng vệ sinh Dụng cụ hồ bơi Dụng cụ thể dục, thể hình 36 13,11 1,5 m2/chỡ 321 52,2 1,8 m2/chỗ 1141 45 0,8 m2/chỗ 36 350 Phòng ngủ KS 3072 Phòng ngủ KS 621 TB vệ sinh 133 Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT Theo y/c CĐT 1.3 Giải pháp thiết kế: 1.3.1 Giải pháp tổng mặt bằng: Vì cơng trình xây dựng độc lập, lại nằm nội thành nên diện tích đất tương đối chật hẹp Do quy hoạch tổng mặt đơn giản Mặt khác cơng trình có vị trí thuận lợi mặt tiếp giáp với đường (trong có đường 3/2 đường lớn thành phố Đà Nẵng) lại có vỉa hè rộng 5m, thuận lợi cho việc vào phương tiện giao thông Hệ thống bãi đậu xe bố trí tầng ngầm đáp ứng nhu cầu đón tiếp, đậu xe cho khách Cổng hướng trực tiếp mặt đường chính, ngồi có thiết kế thêm cổng phụ xuống khu vực đậu xe nằm đường Võ Thị Sáu bên cạnh nhằm giảm tải cho cổng thuận tiện cho khách vào khách 10 Chọn 12Ø20 (As = 37,7 cm2), µ= 0,875% 4.4.4 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: 4.4.4.1 Theo vật liệu làm cọc: Sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc xác định theo công thức: Pvl = ϕ (m1 m2 Rb Fb + Rs Fs ) Trong đó: +m1: hệ số điều kiện làm việc, cọc khoan nhồi đúc bê tông theo phương thẳng đứng, m1=0,85 +m2 :hệ số điều kiện làm việc kể đến phương pháp thi công cọc, thi công cần dùng ống vách đổ bê tông huyền phù sét nên m2=0,7 +Rs- cường độ tính tốn cốt thép, thép AII: Ra=280(MPa) +Fs- diện tích cốt thép cọc, Fa= 43,98(cm2) +Rb:cường độ chịu nén bê tơng, bê tơng B25 có Rb=14,5(MPa) +Fb:diện tích tiết diện bê tơng: Fb = 402 – 43,98 = 4982,57(cm2) + ϕ =1- hệ số uốn dọc, với móng cọc đài thấp khơng xun qua than bùn Pvl =1(0,85.0,7.1,45.4982,57 + 28.43,98) = 5530 (kN) 4.4.4.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền: n Sức chịu tải cho phép theo đất nền: Pđn = Pđnn K tc Với Ktc hệ số tin cậy cọc;Ktc = 1,4 sức chịu tải xác định tính tốn Sức chịu tải tiêu chuẩn cọc theo đất nền: Pđnn = m(mr.R.F + uΣmflifi) Trong đó: + m: hệ số điều kiện làm việc, m = + mr:hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, mr = + F:diện tích mũi cọc cọc nhồi không mở rộng đáy: F= 5027(cm2) + u:chu vi thân cọc, u = 2π.40 = 251,2 (cm) + mf: hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp khoan tạo lỗ (cọc khoan tạo lỗ dung dịch Bentonite) Tra bảng theo 20TCN 21-86 ta mf = 0,6 + li: chiều dày lớp đất thứ i mà cọc qua (m) + fi: hệ số ma sát lớp đất thứ i mặt bên thân cọc(kN/m 2) Tra bảng theo 20TCN 21-86 + R:cường độ chịu tải đất đầu mũi cọc (kN/m 2), tra bảng theo 20TCN 21-86 ta R = 14744 kN/m2 + Chia lớp đất mà cọc qua thành lớp phân tố có chiều dày li ≤ 2m 147 + Căn vào độ sâu z i tính từ mặt đất tự nhiên đến lớp đất phân tố trạng thái lớp phân tố đó, tra bảng tìm f i tiến hành tính tốn Pđn Các số liệu tính tốn đc tổng hợp bảng sau: Bảng 6.19: Lớp đất Á cát Á sét Cát bụi Cát hạt trung Cát hạt to lẫn sỏi Ta có: li (m) 1,8 2 1,8 2 1,8 2 2,4 2 zi (m) 5,5 7,4 9,4 11,3 13,2 15,2 17,2 19,1 21 23 25 27,2 29,4 31,4 32,9 ∑ fl i i fi (kN/m2) B = 0,5 24,5 21,4 B = 0,563 21,9 26,7 36,5 38,1 chặt vừa 39,3 40,1 80,4 83,2 chặt vừa 86 89,1 92,2 chặt vừa 95 97,1 trạng thái fi.li (kN/m) 44,1 42,8 43,8 48,06 73 76,2 78,6 72,18 160,8 166,4 172 213,84 184,4 190 97,1 z (m) R (kN/m2) 33,4 14744 = 1663,3 (kN/m2) Thay thơng số tìm vào cơng thức tính sức chịu tải cọc ta sức chịu tải cọc theo đất sau: Pđnn = 1.(1.14744.0,5027 + 2,512.0,6.1663,3) = 9918 (kN) Sức chịu tải tính tốn cọc: Pđn = Pđnn 9918 = = 7085( kN ) K tc 1, 4.4.4.3 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn: Sử dụng kết thí nghiệm xun tiêu chuẩn SPT để tính tốn sức chịu tải giới hạn cọc theo công thức Nhật Bản cho TCXD 205- 1998: PSPT = [α N a F + (0,2 N S LS + c.LC )πD] Trong đó: + α :hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc, cọc khoan nhồi lấy α =15 +Na: số SPT đất chân cọc, mũi cọc nằm lớp cát hạt to lẫn cuội sỏi có Na = 82 +NS: số SPT trung bình lớp đất cát mà cọc cắm qua bao gồm lớp cát bụi (N=45), lớp cát hạt trung (N= 68), lớp cát hạt to lẫn sỏi (N= 82) 148 NS = 45 × 7,8 + 68 × 8, + 82 × = 62,84 7,8 + 8, + +LS:chiều dài cọc nằm đất cát, cát bụi (L = 7,8m), lớp cát hạt trung (L = 8,4m), lớp cát hạt to lẫn sỏi (L = 5m) LS= 21,2 m +c: Lực dính đất dính: Với lớp cát: c = 18 kPa Với lớp sét: c = 24 kPa +LC:chiều dài cọc cắm đất dính, bao gồm lớp cát L C= 1,8m lớp sét L c = 5,8m +D:đuờng kính tiết diện cọc; D = 0,8(m): +F:diện tích tiết diện ngang chân cọc, F = 0,5027(m2) → PSPT = 1/3(15 82.0,5027+( 0,2.52,84.21,2+18.1,8 + 24.5,8) π 0,8) = 5730 (kN) Vậy sức chịu tải cọc nhồi: [ PTK ] = min( PVL ; Pdn ; PSPT ) = min(5530; 7085;5730) = 5530 (kN ) 4.4.5 Xác định số lượng cọc: Với số lượng cọc dự kiến bố trí cọc, kích thước đài chọn 3,x3,6m Diện tích đáy đài Fd = 3, × 3, = 12,96 m2 ∑ N tt Số lượng cọc cần thiết nc = β [ PTK ] Trong đó: β=1,5 hệ số kể đến mơmen lệch tâm (1÷ 1,5) trường hợp cọc xét có moment lệch tâm lớn Mmax = 6442,7 kN.m ∑ N tt = N ott + Gd ; N ott = 12430,3kN ) (tổ hợp tính toán Nmax) Gd - trọng lượng đài phần sàn đài Gd = n.γ Fdđ( h +s h ) = 1,1× 25 × 3, ×1, × (2 + 0, 2) = 254,1( kN ) ∑ N tt = N ott + Gd = 12430,3 + 254,1 = 12684, ( kN) nc = β ∑ N tt 12684, = 1,5 × = 3, 44 , chọn nc = (phù hợp với giả thiết ban đầu) 5530 [ PTK ] 4.4.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Chọn tổ hợp tính tốn cho đài tổ hợp có: Bảng 6.20: Trường hợp tải (Ntu, Mymax, Mxtu, Qxtu, Qytu) Ntt (kN) 12275,5 Mxtt (kNm) 6,0 Mytt (kNm) 6442,7 Qxtt (kN) 643,7 Qytt (kN) 11,5 Sơ đồ bố trí cọc đài: 149 400 200 200 400 2400 3600 200 400 2400 400 200 3600 Hình 6.3 Điều kiện kiểm tra: ΣP0max ≤ Pđnn; ΣP0min ≤ Pđnk Vì móng chịu tải trọng lệch tâm theo hai phương x,y, lực tác dụng xuống cọc xác định theo công thức sau: tt max P n n M ytt xmax N tt M xtt ymax = + n' + n' nc ∑ yi ∑ xi2 i =1 tt Pmin = i =1 k M ytt xmax M y N − − n' nc ∑ yi2 ∑ xi2 tt tt x n' k max i =1 i =1 Trong đó: + nc = 2: số lượng cọc móng tt tt + M x , M y (kNm):moment uốn tính tốn quanh trục x trục y + xi, yi : khoảng cách từ cọc i đến trục x y + xmax, ymax : khoảng cách từ trọng tâm cọc chịu nén nhiều (chịu kéo nhiều nhất) đến trục tt + N (kN): lực dọc tính tốn đáy đài Lực dọc tính tốn N = N o + Gd = 12275,5 + 254,1 = 12529, kN Mơmen tính tốn đáy đài quay quanh trục x-x M xtt = M 0ttx + Q ytt (hm + 0, 2) = + 11,5 × 2, = 31,3 kN.m Mơmen tính tốn đáy đài quay quanh trục y-y tt tt M ytt = M 0tty + Qxtt (hm + 0, 2) = 6442, + 643, × 2, = 7858,84 kN.m 150 tt Pmax = 12529, 31,3 ×1, 7858,84 ×1, + + = 4776,1(kN ) 4 × 1, 22 ×1, 22 tt Pmax = 12529, 31,3 ×1, 7858,84 ×1, − − = 1488, 6(kN ) => khơng có cọc chịu 4 × 1, 22 × 1, 2 nhổ Trọng lượng tính tốn cọc: Pc = n.L.F γ bt =1,1.28,8.0,5027.25 = 398,1(kN) Lực tác dụng lên cọc: P = Pttmax + Pc = 4776,1 + 398,1 = 5174,2 < [P]= 5530kN Pmin > (không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ) Tiến hành kiểm tra cho tổ hợp nội lực lại ta cũng kết thỏa mãn Bảng 6.21: Móng Tổ hợp Nott (kG) M2 M3 Qoxtt (kG) Qoytt Moxtt Moytt Ntt Mxtt Mytt (kG) (kGm) (kGm) (kG) (kGm) (kGm) Pmaxtt (kG) Pmintt (kG) Pmaxtt Kiểm tra +Pc(kG) 11561,9 106,42 18,71 33,258 578,39 11816 74,42 12430,3 572,84 11,65 6,1059 5801,29 12684 31,74 7061,54 4648,85 1693,32 5046,95 thỏa mãn 9780,24 64,50 23,14 49,759 9478,48 390,73 8,39 11892 231,17 5,54 7,9 5,06 812,51 3138,76 2769,21 3536,86 thỏa mãn 10034 100,67 146,96 2560,17 2457,00 2958,27 thỏa mãn 2669,78 9732,6 26,36 3529,39 3173,93 1692,37 3572,03 thỏa mãn 0,1305 2318,79 12146 12,32 2827,36 3628,12 2444,92 4026,22 thỏa mãn 4.4.7 Kiểm tra cường độ đất tại mặt phẳng mũi cọc: Để kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc ta coi cọc, đài cọc phần đất cọc móng khối quy ước Móng có chiều sâu đáy móng từ mặt đất đến mặt phẳng qua mũi cọc 4.4.7.1 Diện tích móng khối quy ước: Fqư = AqưBqư Trong đó: + Aqư = A1 + 2Ltgα ; Bqư = B1 + 2Ltgα; H qu = 28,8 + 2, = 31(m) + A1, B1(m): khoảng cách từ mép hàng cọc đối diện theo hai phía, A1= B1 = 3,2m; + L(m): chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc L=28,8 (m) + α :góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép cọc α= Với: φtb = ∑ φ l ∑l i i i φtb 27,33 = = 6,830 4 = 6, 4.22 + 5,8.18 + 7,8.30 + 8, 4.29 + 5.38 = 27,33 33, Nên : Aqư = Bqư = 3,2 + 2.28,8.tg(6,830) = 10,1(m) Diện tích móng khối quy ước: Fqư = 102(m2) 151 4.4.7.2 Xác định trọng lượng móng khối quy ước: Trọng lượng đài lớp đất đài từ đáy trở lên đến mặt sàn tầng hầm: N1 = Fqư.(hđ+0,2) γ tb = 102x2,2x25 = 5610(kN) Trọng lượng cọc: N2=4.L.F γ bt =4.28,8.0,5027.25 = 1447,6(kN) Trọng lượng lớp thứ mực nước ngầm: N3= (Fqư-4Fc)h1γ1= (102 - 4.0,5027).0,4.19,9 = 796,2(kN) Các lớp đất mực nước ngầm dùng dung trọng đẩy nởi để tính tốn Trọng lượng lớp thứ mặt nước ngầm (dày 1,4 m): N4= (Fqư-4Fc)h2γ1= (102 - 4.0,5027).1,4.10,35 = 1449,2(kN) Trọng lượng lớp thứ hai mặt nước ngầm (dày 5,8m): N5=(Fqư-4Fc)h2γđn2= (102 - 4.0,5027).5,8.9,821 = 5697,4(kN) Trọng lượng lớp thứ ba N6=(Fqư-4Fc)h3γđn3= (102 - 4.0,5027).7,8 9,389 = 7325,4(kN) Trọng lượng lớp thứ tư N7=(Fqư-4Fc)h4γđn4= (102 - 4.0,5027).8,4.9,886 = 8306,8(kN) Trọng lượng lớp đất thứ (cát thô lẫn sạn sỏi) dày 5m: N8=(Fqư-4Fc)h5γđn5= (102 - 4.0,5027).5.10,55 = 5276,4(kN) Trọng lượng móng khối qui ước: Nqư = ∑Ni = 35911,2(kN) 4.4.8 Kiểm tra cường độ đất dưới đáy móng khối quy ước: - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên mặt phẳng mũi cọc: tc Lực dọc tiêu chuẩn: Ntc= N o + Nqư = 10674,3 + 35911,2 = 46585,5 (kN) tc tc tc Moment quanh trục X: M x = M x + Q y H qu = 5,3 + 10.31 = 315,3(kN.m) tc tc tc Moment quanh trục Y: M y = M y + Q x H qu = 5602,3 +559,7 31 = 22953,2( kN.m) Độ lệch tâm theo trục X,Y : M eX = N tc x tc 315, = = 0, 007 ( m); 46585, eY = M ytc N tc = 22953, = 0, 493(m) 46585,5 - Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước: tc σ max/ = N tc Fqu × eX × eY ± ± Aqu Bqu 46585,5 6.0, 007 6.0, 493 = 1± ± ÷ ÷ 102 10,1 10,1 ÷ σtcmax = 592,4 (kN/m2) σtcmin = 321,1 (kG/m2) σtctb = 0,5.( σtcmax +σtcmin ) = 456,75(kN/m2) - Cường độ đất đáy móng khối quy ước: Theo TCXD 45-70: R tc = m1m2 [ A.Bquγ + B.H γ ' + D.c tc − γ , h0 ] K tc 152 Trong đó: +m1=1,2 đáy móng khối qui ước nằm đất cát +Chọn m2=1,1 + Ktc = 1,1: Hệ số độ tin cậy + γ = 10,55(kN/m3): trọng lượng riêng đất đáy móng khối quy ước + γ 'II=10,015(kN/m3): trọng lượng riêng đất từ đáy khối qui ước trở lên +ctc =5kN/m2: lực dính đơn vị đất đáy móng khối qui ước +A,B,D: hệ số phụ thuộc vào góc φ, với φ =380 tra bảng ta có : A = 2,11; B =9,44 ; D = 10,8 +h0 = 2,4m: chiều sâu tính đến tầng hầm tc Nên R =1,2.[(2,11.10,1.10,55+9,44.31.10,015+10,8.5-10,015.2,4] = 3822,7(kN/m2) - Kiểm tra cường độ đất đáy móng khối quy ước: σtctb = 456,75(kN/m2) < R tc = 3822,7(kN/m2) σtcmax = 592,4(kN/m2) < 1,2 R tc = 4572,2(kN/m2) σtcmin = 321,1 (kG/m2) > => khơng xảy tượng lật với móng Kết luận: Nền đất mũi cọc đủ sức chịu tải 4.4.9 Tính tốn độ lún của móng: Tính tốn độ lún móng cọc khoan nhồi tiến hành thơng qua việc tính tốn độ lún móng khối quy ước đảm bảo điều kiện sau: S ≤ [S] = 8(cm) Chia đất đáy móng khối qui ước thành lớp đất có chiều dày: hi hi σi Eoi Trong đó: β = 0,74; hi = 2m Và E0i = 37000kN/m2 Vậy độ lún tuyệt đối móng M1 S = 2,548cm ≤ [ S ] = 8cm , đảm bảo độ lún tuyệt đối giới hạn (theo TCXD 205-1998) 4.4.10 Tính tốn đài cọc: - Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng phá hoại mặt nghiêng: Nhận xét: lăng thể chọc thủng 450 trùm qua tất cọc Như đài cọc không bị đâm thủng - Tính tốn cốt thép: Việc tính tốn đài chịu uốn tiến hành theo trị số moment tiết diện thẳng đứng đài mép cột Diện tích cốt thép yêu cầu: As ≥ M tt 0,9.Rs ho Trong đó: +Mtt: momen tính tốn tiết diện mép cọc; Mtt = ΣPi.ri +Rs = 280MPa: cường độ chịu kéo cốt thép +h0: chiều cao làm việc đài Chọn a = 50mm thì: h0 = - 0,2 - 0,05 = 1,75m 154 II 400200 y x I x I 200400 1025 2400 3600 350 y 200 400 2400 3600 II 400 200 Hình 6.4 • Tính tốn cốt thép theo phương x: Momen tính tốn tiết diện mép cọc: MII-II = (P1 + P1)r2 =(4776,1+4776,1).0,35 = 3343,3(kN.m) Diện tích cốt thép yêu cầu: As ≥ M tt 3343,3 × 100 = = 75,8 (cm ) 0,9.Ra ho 0,9 × 28 × 175 Chọn thép 20Ø22 có As=76cm2, đặt Khoảng cách theo phương ngang a=180 Chiều dài mỡi l= 3550mm • Tính tốn cốt thép theo phương y: Momen tính tốn tiết diện mép cọc: MI-I = (P1 + P2)r1 =(4776,1+1488,6).1,025 = 6421,3(kN.m) Diện tích cốt thép yêu cầu: As ≥ M tt 6421,3 ×100 = = 145, (cm ) 0,9.Ra ho 0,9 × 28 × 175 Chọn thép 24Ø28 có As=147,8cm2, đặt Khoảng cách theo phương ngang a=150 Chiều dài mỗi l= 3550mm 4.5 Thiết kế móng M4: 4.5.1 Tải trọng thiết kế : Các tải trọng thiết kế móng M4 thể bảng tính : Bảng 6.23 : 155 BẢNG NỘI LỰC CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG Tên móng M4 Nội lực TT HT GX N (kN) -2154,15 -40,29 -23,84 Qx (kN) -3,14 -0,14 23,63 Qy (kN) 35,71 1,42 1,59 Mx (kN.m) 33,598 1,343 3,476 My (kN.m) -6,358 -0,186 80,536 GXX 24,33 -23,46 -1,62 -3,536 -79,879 GY -290,32 -0,76 14,46 35,57 -4,545 GYY 288,82 -0,99 -14,38 -35,397 3,735 Từ ta có bảng tổ hợp nội lực sau : Bảng 6.24 : BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN MÓNG M4 TÊN MÓNG M4 MXmax THCB2 MYmax Nmax MXtư MYtư MXtư Ntư MYtư Ntư QXtư QXtư QXtư QYtư QYtư MXtt(kN.m) 69,2 MYtt(kN.m) -10,9 NỘI LỰC Ntt (kN) MXmax THCB1 MYmax MXmax THTT MYmax Nmax Nmax MYtư MXtư MXtư MYtư MXtư MXtư Ntư Ntư MYtư Ntư Ntư MYtư QXtư QXtư QXtư QXtư QXtư QXtư QYtư QYtư QYtư QYtư QYtư QYtư QYtư 30,1 69,2 66,8 31,6 66,8 69,2 30,1 66,8 -86,2 -10,9 -10,6 -78,4 -10,6 -10,9 -86,2 -10,6 -2444,5 -2129,8 -2444,5 -2451,7 -2168,5 -2451,7 -2444,5 -2129,8 -2451,7 tt X -3,9 -26,6 -3,9 -4,0 -24,4 -4,0 -3,9 -26,6 -4,0 tt 50,2 34,1 50,2 50,0 35,5 50,0 50,2 34,1 50,0 Q (kN) Qy (kN) Vậy tải trọng dùng để thiết kế móng M4 lấy từ tổ hợp tính tốn : Bảng 6.25 : (Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu) (Ntu, Mymax, Mxtu, Qxtu, Qytu) Ntt (kN) -2451,7 -2129,8 Mxtt (kNm) 66,8 30,1 Mytt (kNm) -10,6 -86,2 Qxtt (kN) -4,0 -26,6 Qytt (kN) 50,0 34,1 (Ntư, Mytu, Mxmax, Qxtu, Qytu) -2444,5 69,2 -10,9 -3,9 50,2 Trường hợp tải Từ ta có tải trọng tiêu chuẩn dùng để tính tốn móng M4 theo trạng thái giới hạn là: Bảng 6.26: 156 (Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu) (Ntu, Mymax, Mxtu, Qxtu, Qytu) Ntc (kN) -2131,9 -1852,0 Mxtc (kNm) 58,1 26,1 Mytc (kNm) -9,2 -75,0 Qxtc (kN) -3,4 -23,1 Qytc (kN) 43,5 29,6 (Ntư, Mytu, Mxmax, Qxtu, Qytu) -2125,6 60,1 -9,5 -3,4 43,6 Trường hợp tải (lực dọc âm thể lực nén lên cọc) 4.5.2 Chọn vật liệu làm móng: Bê tơng cọc B25 có Rb= 14.5 MPa = 145(daN/cm2); Rbt= 1,05 MPa = 10,5(daN/cm2) Cốt thép > dùng thép AII: Rs = Rsc = 280 MPa; Rsw = 225 MPa Cốt thép ≤ dùng thép AI: Rs = Rsc = 225 MPa; Rsw = 175 MPa 4.5.3 Sơ chọn kích thước cọc, đài cọc và chiều sâu đặt đài: 4.5.3.1 Sơ chọn kích thước đài cọc: Sàn tầng hầm dày 200mm, thiết kế mặt đài trùng mép kết cấu sàn tầng hầm, độ sâu -2,6 m Để tránh tượng lún lệch xảy với móng an tồn cho cơng trình, mặc dù móng chịu tải trọng bé ta cũng chọn chiều cao đài cọc móng M1, M2, M3 trình bày 2m Như vậy, chiều sâu đặt đáy đài -4,6 m so với cốt mặt đất tự nhiên Kích thước đài cọc (với đài cọc bố trí cọc) AxB xác định sau: A = B ≥ D + 30cm = 80 + 30 = 110cm => chọn A = B = 1,2m Với móng M4: coi móng móng cọc chịu tải trọng tâm Thành phần lực nằm ngang Q moment M coi bị triệt tiêu hệ dầm móng liên kết móng cơng trình lại với 4.5.3.2 Cấu tạo cọc: Mũi cọc xuyên qua lớp đất cắm sâu vào lớp đất thứ khoảng 1m Chiều sâu mũi cọc so với cốt tự nhiên là: 6,4 + 5,8 + 7,8 + 8,4 + = 29,4m Chiều dài tính tốn cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc: Ltt= 29,4 – 4,6= 24,8(m) Chiều dài cọc đúc bê tơng 25,8m Trong có 0,8m bị đập bỏ chất lượng bê tông đầu cọc kém 0,2m ngàm vào đài cọc Diện tích tiết diện cọc Acọc = πR2 = π.0,42 = 0,503(m2) Chọn cốt thép cọc: As ≥ (0,4 ÷ 0,65)%Acọc = 0.0065x 5030= 32.7 (cm2) Chọn 12Ø20 (As = 37,7 cm2), µ= 0,875% 4.5.4 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: 4.5.4.1 Theo vật liệu làm cọc: Sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc xác định theo công thức: Pvl = ϕ (m1 m2 Rb Fb + Rs Fs ) 157 Trong đó: +m1: hệ số điều kiện làm việc, cọc khoan nhồi đúc bê tông theo phương thẳng đứng, m1=0,85 +m2 :hệ số điều kiện làm việc kể đến phương pháp thi công cọc, thi công cần dùng ống vách đổ bê tông huyền phù sét nên m2=0,7 +Rs- cường độ tính tốn cốt thép, thép AII: Ra=280(MPa) +Fs- diện tích cốt thép cọc, Fa= 43,98(cm2) +Rb:cường độ chịu nén bê tông, bê tơng B25 có Rb=14,5(MPa) +Fb:diện tích tiết diện bê tông: Fb = 402 – 43,98 = 4982,57(cm2) + ϕ =1- hệ số uốn dọc, với móng cọc đài thấp không xuyên qua than bùn Pvl =1(0,85.0,7.1,45.4982,57 + 28.43,98) = 5530 (kN) 4.5.4.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền: n Sức chịu tải cho phép theo đất nền: Pđn = Pđnn K tc Với Ktc hệ số tin cậy cọc;Ktc = 1,4 sức chịu tải xác định tính tốn Sức chịu tải tiêu chuẩn cọc theo đất nền: Pđnn = m(mr.R.F + uΣmflifi) Trong đó: + m: hệ số điều kiện làm việc, m = + mr:hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, mr = + F:diện tích mũi cọc cọc nhồi khơng mở rộng đáy: F= 5027(cm2) + u:chu vi thân cọc, u = 2π.40 = 251,2 (cm) + mf: hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp khoan tạo lỗ (cọc khoan tạo lỗ dung dịch Bentonite) Tra bảng theo 20TCN 21-86 ta mf = 0,6 + li: chiều dày lớp đất thứ i mà cọc qua (m) + fi: hệ số ma sát lớp đất thứ i mặt bên thân cọc(kN/m 2) Tra bảng theo 20TCN 21-86 + R:cường độ chịu tải đất đầu mũi cọc (kN/m 2), tra bảng theo 20TCN 21-86 ta R = 14744 kN/m2 + Chia lớp đất mà cọc qua thành lớp phân tố có chiều dày li ≤ 2m + Căn vào độ sâu z i tính từ mặt đất tự nhiên đến lớp đất phân tố trạng thái lớp phân tố đó, tra bảng tìm f i tiến hành tính tốn Pđn Các số liệu tính tốn đc tổng hợp bảng sau: 158 Bảng 6.27: Lớp đất Á cát Á sét Cát bụi Cát hạt trung Cát hạt to lẫn sỏi Ta có: li (m) 1,8 2 1,8 2 1,8 2 2,4 zi (m) 5,5 7,4 9,4 11,3 13,2 15,2 17,2 19,1 21 23 25 27,2 fi (kN/m2) B = 0,5 24,5 21,4 B = 0,563 21,9 26,7 36,5 38,1 chặt vừa 39,3 40,1 80,4 83,2 chặt vừa 86 89,1 30,1 chặt vừa ∑ fl i i trạng thái 95 fi.li (kN/m) 44,1 42,8 43,8 48,06 73 76,2 78,6 72,18 160,8 166,4 172 213,84 z (m) R (kN/m2) 33,4 14744 95 = 1286,8 (kN/m2) Thay thơng số tìm vào cơng thức tính sức chịu tải cọc ta sức chịu tải cọc theo đất sau: Pđnn = 1.(1.14744.0,5027 + 2,512.0,6.1286,8) = 9351 (kN) Pđnn 9351 = = 6679(kN ) Sức chịu tải tính toán cọc: Pđn = K tc 1, 4.5.4.3 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn: Sử dụng kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính tốn sức chịu tải giới hạn cọc theo công thức Nhật Bản cho TCXD 205- 1998: PSPT = [α N a F + (0,2 N S LS + c.LC )πD ] Trong đó: + α :hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc, cọc khoan nhồi lấy α =15 +Na: số SPT đất chân cọc, mũi cọc nằm lớp cát hạt to lẫn cuội sỏi có Na = 82 +NS: số SPT trung bình lớp đất cát mà cọc cắm qua bao gồm lớp cát bụi (N=45), lớp cát hạt trung (N= 68), lớp cát hạt to lẫn sỏi (N= 82) NS = 45 × 7,8 + 68 × 8, + 82 ×1 = 58, 7,8 + 8, + +LS:chiều dài cọc nằm đất cát, cát bụi (L = 7,8m), lớp cát hạt trung (L = 8,4m), lớp cát hạt to lẫn sỏi (L = 1m) LS= 17,2 m 159 +c: Lực dính đất dính: Với lớp cát: c = 18 kPa Với lớp sét: c = 24 kPa +LC:chiều dài cọc cắm đất dính, bao gồm lớp cát L C= 2,8m lớp sét L c = 5,8m +D:đuờng kính tiết diện cọc; D = 0,8(m): +F:diện tích tiết diện ngang chân cọc, F = 0,5027(m2) → PSPT = 1/3(15 82.0,5027+( 0,2.58,4.17,2+18.2,8 + 24.5,8) π 0,8) = 5330 (kN) Vậy sức chịu tải cọc nhồi: [ PTK ] = min( PVL ; Pdn ; PSPT ) = min(5530; 6679;5330) = 5330 (kN ) 4.5.5 Xác định số lượng cọc: Với số lượng cọc dự kiến bố trí cọc, kích thước đài chọn 3,x3,6m Diện tích đáy đài Fd = 1, × 1, = 1, 44 m2 Số lượng cọc cần thiết nc = β ∑ N tt [ PTK ] Trong đó: β=1,2 hệ số kể đến mơmen lệch tâm (1÷ 1,5) ∑ N tt = N ott + Gd ; N ott = 12430,3kN ) (tổ hợp tính tốn Nmax) Gd - trọng lượng đài phần sàn đài Gd = n.γ Fdđ( h +s h ) = 1,1× 25 ×1, ×1, × (1 + 0, 2) = 47,52( kN ) ∑ N tt = N ott + Gd = 2451, + 47,5 = 2499, ( kN) nc = β ∑ N tt 2499 = 1, × = 0,56 , chọn nc = (phù hợp với giả thiết ban đầu) 5330 [ PTK ] 4.5.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Do bỏ qua tác dụng moment M lực cắt Q nên tổ hợp nguy hiểm tổ hợp có lực dọc nguy hiểm Cụ thể tổ hợp thứ Bảng 6.28: Trường hợp tải (Ntu, Mymax, Mxtu, Qxtu, Qytu) Ntt (kN) -2451,7 Mxtt (kNm) 66,8 Mytt (kNm) -10,6 Qxtt (kN) -4,0 Qytt (kN) 50,0 Điều kiện kiểm tra: ΣP0max ≤ Pđnn; ΣP0min ≤ Pđnk Lực tác dụng lên xác định theo công thức sau: tt Pmin = Pmax = N tt 2499, = = 2499, nc tt + N (kN): lực dọc tính tốn đáy đài Lực dọc tính tốn N tt = N ott + Gd = 2499, kN Trọng lượng tính tốn cọc: Pc = n.L.F γ bt =1,1.25,8.0,5027.25 = 200(kN) Lực tác dụng lên cọc: P = Pttmax + Pc = 2499,2 + 200 = 2699,2 < [P]= 5330kN 160 4.5.7 Kiểm tra cường độ đất tại mặt phẳng mũi cọc và tính lún cho móng: Để kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc ta coi cọc, đài cọc phần đất cọc móng khối quy ước Móng có chiều sâu đáy móng từ mặt đất đến mặt phẳng qua mũi cọc Việc kiểm tra cường độ đất tính tốn độ lún cho móng thực phần móng M1, M2, M3 4.5.8 Tính tốn đài cọc: - Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng phá hoại mặt nghiêng: Nhận xét: lăng thể chọc thủng 450 trùm qua tất cọc Như đài cọc không bị đâm thủng P(C − b) 8h0 Ra - Tính toán cốt thép: P(C − a) Fa ≥ 8h0 Ra Fa ≥ +h0: chiều cao làm việc đài Chọn a = 50mm thì: h0 = - 0,2 - 0,05 = 0,75m • Tính tốn cốt thép theo phương x: Diện tích cốt thép yêu cầu: Fa ≥ P (C − b) 2499, 2(0, 71 − 0,35) = = 0,53cm 8h0 Ra 8.0, 75.280 Do diện tích cốt thép tính q bé Do ta đặt thép theo cấu tạo đảm bảo khả chịu lực móng Vậy chọn thép đặt móng Ø12a200 Chiều dài mỡi l= 1150mm • Tính tốn cốt thép theo phương y: P(C − a ) 2499, 2(0, 71 − 1) Fa ≥ =