Đồ án thiết kế móng cọc

Thi công bằng phương pháp đóng.. Nối bằng hàn bản mã.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

PHẦN I: MÓNG CỌC I.SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

1.Cột (toàn khối)

- Tiết diện cột Bc x Lc (cm): 30x50

- Cao trình cầu trục (m) : 6,3m

- Cao trình đỉnh cột (m): 8,4m

2.Tải trọng tính toán:

3.Nền đất:

CÁC LỚP ĐẤT

Số hiệu H(m) Số hiệu H(m) Số hiệu H(m) Số hiệu H(m)

II.XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT; ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH:

1.Xử lý số liệu địa chất:

a.Lớp 1: Có số hiệu là 36 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W =46.6

-Giới hạn nhão ( hay còn gọi là giới hạn sệt): W S =40.5(%)

-Giới hạn dẻo ( hay còn gọi là giới hạn lăn): W d =20.0(%)

- Dung trọng tự nhiên:γ =W 1.70( /T m3) 17.0(= kN m/ 3)

-Tỉ trọng hạt: ∆ = 2.71

-Sức kháng xuyên tĩnh q C(Mpa) : q C =0.14(MPa) 140(= kN m/ 2)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=1

Đánh giá loại đất trạng thái của đất ta căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá như sau:

Chỉ số dẻo: A W= s −W d =40.5 20.0 20.5− = vì A= 20.5 17 > ⇒ Đất sét

Độ đặc của đất dính: 46.6 20.0 1.297

40.5 20.0

d

s d

W W B

W W

− − vì B> ⇒1 Đất sét ở trạng thái lỏng -Từ các số liệu thu thập được ta xác định thêm các chỉ số sau:

w

W

γ

+Hệ số rỗng ban đầu cùa đất: (1 0.01 ) 1 2.71 10 (1 0.01 46.6) 1 1.337

17.0

n w

W

e γ

γ

+Độ rỗng của mẫu đất: 100 1.337 100 57.21%

e n e

+Độ no nước của mẫu đất : 0.01 0.01 46.6 2.71 0.944

1.337

W G

e

E =αq = × = kN m (Ứng với đất sét lỏng ⇒ < < 3 α 6)

b.Lớp 2: Có số hiệu là 31 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W = 38.1

-Giới hạn nhão ( hay còn gọi là giới hạn sệt): W S =34.4(%)

-Giới hạn dẻo ( hay còn gọi là giới hạn lăn): W d =20.6(%)

- Dung trọng tự nhiên:γ =W 1.77( /T m3) 17.7(= kN m/ 3)

-Tỉ trọng hạt: ∆ =2.68

-Sức kháng xuyên tĩnh q C(Mpa) : q C =0.21(MPa) 210(= kN m/ 2)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=1

Đánh giá loại đất trạng thái của đất ta căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá như sau:

Chỉ số dẻo: A W= s −W d =34.4 20.6 13.8− = vì 7< =A 13.8 17< ⇒ Á sét (sét pha)

Độ đặc của đất dính: 38.1 20.6 1.268

34.4 20.6

d

s d

W W B

W W

− − vì B> ⇒1 Đất á sét ở trạng thái lỏng -Từ các số liệu thu thập được ta xác định thêm các chỉ số sau:

w

W

γ

+Hệ số rỗng ban đầu cùa đất: (1 0.01 ) 1 2.68 10 (1 0.01 38.1) 1 1.1

17.7

n w

W

e γ

γ

+Độ rỗng của mẫu đất: 100 1.1 100 52.38%

e n e

+Độ no nước của mẫu đất : 0.01 0.01 38.1 2.68 0.928

1.1

W G

e

E =αq = × = kN m (Ứng với sét pha ở trạng thái lỏng

với q c <7(kG cm/ 2) ⇒ < < 3 α 6)

c.Lớp 3: Có số hiệu là 78 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W = 28.2%

-Giới hạn nhão ( hay còn gọi là giới hạn sệt): W S =38.4(%)

-Giới hạn dẻo ( hay còn gọi là giới hạn lăn): W d =23.7(%)

- Dung trọng tự nhiên:γ =W 1.91( /T m3) 19.1(= kN m/ 3)

-Tỉ trọng hạt: ∆ =2.71

-Góc ma sát trong: ϕ =16 25'0

-Lực dính:C=0.28(kG cm/ 2) 28(= kN m/ 2)

- Kết quả thí nghiệm nén ép :

Lực nén

-Sức kháng xuyên tĩnh q C(Mpa) : q C =2.52(MPa) 2520(= kN m/ 2)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=17

Đánh giá loại đất trạng thái của đất ta căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá như sau:

Chỉ số dẻo: A W= s −W d =38.4 23.7 14.7− = vì 7 < =A 14.7 17 < ⇒ Đất sét pha(á sét)

Độ đặc của đất dính: d 38.4 23.728.2 23.7 0.306

s d

W W B

W W

− − vì 0.25< <B 0.5⇒ Đất sét pha ở trạng

thái dẻo cứng

-Từ các số liệu thu thập được ta xác định thêm các chỉ số sau:

w

W

γ

+Hệ số rỗng ban đầu cùa đất: (1 0.01 ) 1 2.71 10 (1 0.01 28.2) 1 0.82

19.1

n w

W

e γ

γ

+Độ rỗng của mẫu đất: 100 0.82 100 45.10%

e n e

+Độ no nước của mẫu đất : 0.01 0.01 28.2 2.71 0.932

0.82

W G

e

+Hệ số nén a : 1 2

i i i

i i

e e a

p p

−

=

− +Modul biến dạng:

2

E =αq = × = kN m (Ứng với sét pha ở trạng thái dẻo cứng có

2

C

q > kG cm ⇒ < <3 α 6)

d.Lớp 4: Có số hiệu là 15 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W = 14.5

-Tỉ trọng hạt: ∆ =2.65

-Sức kháng xuyên tĩnh q C(Mpa) : q C =10.2(MPa) 10200(= kN m/ 2)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=26

-Thành phần hạt:

Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt

Hàm lượng các hạt có d>2mm: 11%

Hàm lượng các hạt có d>0.5mm: 11+21.5+38=70.5%>50%⇒Lớp 4 là đất cát thô

Từ kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=26 ( 10<N<29)⇒Lớp 4 là đất cát thô ở trạng thái chặt

vừa

E =αq = × = kN m (Ứng với cát thô ở trạng thái chặt

vừa cứng có q C >100(kG cm/ 2) ⇒ = ÷α 2 3)

Lực nén P(kPa) e (m2a/kN)

100 0.757 4.6x10-4

150 0.737 4x10-4

200 0.719 3.6x10-4

-Sức kháng xuyên tĩnh q C(Mpa) : q C =10.2(MPa) 10200(= kN m/ 2) ứng với cát thô ở trạng

thái chặt vừa gần về phí trạng thái chặt.⇒ ≈e 0.6 ; =38 52'ϕ 0

(Theo bảng tra của tài liệu địa chất khi 10<N<30 và 40<q c<120 ⇒350 < <ϕ 400)

+Dung trọng tự nhiên:

3

w w

e

γ

Kết quả trụ địa chất như sau:

Từ kết quả trên ta nhận thấy lớp 1và lớp 2 là hai lớp đất yếu lớp 3 và lớp 4 là hai lớp đất khá Tốt có thể đặt mũi cọc

Đất sét ở trạng thái lỏng γ =W 17.0(kN m/ 3);ϕ =

C=;q C =140(kN m/ 2);N=1;

Đất sét pha ở trạng thái lỏng γ =W 17.7(kN m/ 3);ϕ =

C=;q C =210(kN m/ 2);N=1;

Đất sét pha ở trạng thái dẻo cứngγ =W 19.1(kN m/ 3);ϕ =16 25'0

2

Đất cát thô ở trạng thái chặt vừaγ =W 18.96(kN m/ 3);ϕ =38 52'0

2

C= kN m ;q C =10200(kN m/ 2);N=26;

P c

T c1

T c2

N 0

Q 0

500

L

d

250

2.Xử lí số liệu tải trọng:

- Tiết diện cột Bc x Lc (cm): 30x50

- Cao trình cầu trục (m) : 6,3m

- Cao trình đỉnh cột (m): 8,4m

Tải trọng tính toán tại chân cột:

Tải trọng do trọng lượng bản thân:

v c c c b

Tổng lực dọc tính toán tại chân cột:

a c v

Mômen tính toán tại chân cột theo hai phương:

tt

x c c g c c ct

M P L P H T H

kN m

y c ct

M =T ×H = × = kN m

Lực cắt tính toán tại chân cột theo hai phương:

tt

x c

tt

y c g

Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột:

Từ tải trọng tính toán ở trên ta có thể xác định tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột như sau:

Trong đó: n là hệ số vượt tải có thể lấy giá trị trung bình: n=1.15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

719.65

1.15 338.425

1.15 13.86

1.15 2.2

1.15

21.3

1.15

tt

tc

tt

tc x

x

tt

y

tc

y

tt

tc x

x

tt

y

tc

y

N

n

M

n

M

n

Q

n

Q

n

Thành phần Ký hiệu Đơn vị Tải trọng

Tải trọng ngang đỉnh cột và gió P g kN 18.6

II.THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH:

1.Phương án móng

- Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đài đặt vào lớp 1,mũi cọc hạ sâu xuống lớp 3

khoảng 2.4 m Thi công bằng phương pháp ép

- Phương án 2: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đài đặt vào lớp 1,mũi cọc hạ sâu xuống lớp 3

khoảng 2.4 m Thi công bằng phương pháp đóng

Ờ đây ta chọn phương án 1

2.Vật liệu làm móng cọc:

Đài cọc:

- Chọn bêtông Mác 250:

- Thép chịu lực: chọn thép AII có ⇒R a =2800(kG cm/ 2) 280000(= kN m/ 2)

- Lớp lót bêtông đá 4x6 mác 100 dày 100

-Lớp bê tông bảo vệ cốt thép đài ta chọn a=5cm

- Đài liên kết ngàm vào cột.Cọc neo vào đài 10cm , cốt thép cọc neo vào trong đài ≥30d Cọc BTCT

- Chọn bêtông Mác 250:

- Thép chịu lực: chọn thép AII có ⇒R a =2800(kG cm/ 2) 280000(= kN m/ 2)

- Thép đai: chọn thép AI⇒R a =2300(kG cm/ 2) 230000(= kN m/ 2)

3.Thiết kế móng :

a.Chọn độ sâu đặt đài:

Vì tính theo móng cọc đài thấp nên độ sâu đặt đài cọc phải thỏa mãn điều kiện:

H

B

ϕ γ

×

× Trong đó: H Q= =18.52(kN): Tổng lực ngang tiêu chuẩn

γ =17.0(kN m/ 3): Dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài

ϕ =0: Góc ma sát trong của lớp đất đặt đài

Chọn sơ bộ bề rộng đài B=2 m

⇒Vậy chọn độ sâu chôn đài : H m =1.5m

b Chọn các đặc trưng của cọc:

- Tiết diện cọc 30x30(cm) Thép dọc AII chịu lực dùng 4 18 (φ F a =10,18cm2)

- Chiều dài cọc : cọc ngàm vào lớp đất 3 khoảng 2.4m: l c=9.0 1.5 0.1 6.0 2.4 16− + + + = m

-Cọc được chia thành 2 đoạn dài 8m Nối bằng hàn bản mã

c.Xác định sức chịu tải của cọc:

c.1:Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc:

Đối với cọc bê tông đúc sẵn :P VL =ϕ(R F a a+R F b b)

Trong đó : ϕ: Hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cọc.

13.5 45 0.59 0.375 0.215

0.3

tt l b

R a =280000(kN m/ 2);F a =10,18cm2