Đồ án nền móng phần cọc khoan nhồi

thích hợp để sv tham khảo cách làm. không chịu trách nhiệm về nội dung, không có giá trị pháp lý, không sao chép.

CHƯƠNG MĨNG CỌC KHOAN NHỒI 3.1 Các thơng số cọc khoan nhồi Từ thống kê địa chất ta có Lớp 1: Bùn sét, màu xám xanh - xám đen, trạng thái chảy γI = 14.686 kN/m3 ; γI’ = 5.171 kN/m3 φI = 2.77 ; cI = 5.302 kN/m2 Bề dày: m SPT trung bình: Cuu = 10.19 kN/m2 , φuu = 2019’ Lớp 2: Sét pha, mùa xám trắng - nâu vàng - nâu hồng, trạng thái dẻo cứng γI = 19.228 kN/m3 ; γI’ = 9.779 kN/m3 φI = 13.51 ; cI = 16.49 kN/m2 Bề dày: 2.2 m SPT trung bình: 11 Cuu = 12.05 kN/m2 , φuu = 3016’ Lớp 3: Cát pha, màu nâu vàng - xám trắng Trạng thái dẻo γI = 20.539 kN/m3 ; γI’= 11.039 kN/m3 φI = 23.77 ; cI = 3.608 kN/m2 Bề dày: 14.6m SPT trung bình: 14 Cuu =28.55 kN/m2 , φuu = 7055’ Lớp 4: Sét (bùn CK), màu xám đen trạng thái dẻo cứng γI = 18.232 kN/m3 ; γI’= 8.589 kN/m3 φI = 11.489 ; cI = 21.986 kN/m2 Bề dày: 2.7 m SPT trung bình: 18 Cuu = 26.16 kN/m2 , φuu = 609’ 3.1.1 Vật liệu sử dụng Bê tơng: Móng đúc bê tơng B30 ( M400 ) có: Rb = 17 MPa (cường độ chịu nén bê tông) Rbt = 1.2 MPa (cường độ chịu kéo bê tông) Eb = 27.103 MPa = 27.107 KN/m2 γb = Hệ số làm việc bê tông Cốt thép ( bảng 21 TCVN 5574-2012) - Đối với cốt thép đai sử dụng thép AI có thông số sau: + Cường độ chịu kéo,nén tính toán Rs = 225 (Mpa) + Cường độ chịu kéo cột thép ngang Rsw = 175 (Mpa) + Modun đàn hồi cốt thép AI; E = 21*104 (MPa) - Đối với cốt thép dọc sử dụng thép AIII có thông số sau: + Cường độ chịu kéo,nén tính toán Rs = 365 (Mpa) + Cường độ chịu kéo cột thép ngang Rsw = 290 (Mpa) + Modun đàn hồi cốt thép AI; E = 20*104 (MPa) 3.1.2 Chọn kích thước sơ Chọn cọc khoan nhời có đường kính d = 0.8 m Chu vi cọc: uc = π x d = π x 0.8 = 2.51m Chọn cốt thép: 12ϕ16: As = 2412.74 mm2 Đoạn cọc ngàm vào đài: H1 = 0.1m Đoạn cọc đập bỏ neo vào thép đài: 0.5m Khoảng cách từ mép cọc tới mép đài là: 0.3m Lớp bê tông bảo vệ: a = 0.1m Dung trọng trung bình đất và bê tơng: γtb = 22 kN/m2 Chiều sâu chơn móng: Giả sử cơng trình khơng có tầng hầm, chọn Df = m Thiết kế móng cọc nằm gần hố khoan Sơ chọn chiều dài cọc đảm bảo điều kiện mũi cọc nằm đất độ sâu 31.5m, đặt lớp đất 4: đất sét Có sớ búa SPT N = 10 ÷ 23 búa Chiều dài cọc: Lc =29.5 m Gồm đoạn cọc 14.5m đoạn cọc 15 m - Đoạn cọc nằm đài 0.7m - Đoạn cọc nằm đất 28.8 m 3.2 Tính tốn móng 3.2.1 Nội lực tính móng Ntt (kN) 5091 Mtt (kNm) 53 Htt (kN) 40 Ntc (kN) 4427 Mtc (kNm) 47 Htc (kN) 35 Tiết diện cột 300x1000 3.2.2 Tính toán sức chịu tải cọc 3.2.2.1 Theo điều kiện vật liệu Sức chịu tải cọc theo vật liệu xác định theo công thức sau: Rvl =  ( + ) Trong đó + : hệ số điều kiện của vật liệu = (7.1.9 TCVN 10304-2012) +: kể đến phương pháp thi công cọc = + cường độ chịu nén của bê tông + :diện tích bê tông mặt cắt ngang thân cọc = A - = 0,5 – 0,00241274 = 0,49758726 (m2 ) + : cường độ chịu nén của cốt thép = 365Mpa (Thép AIII) + : diện tích của tồn cớt thép cọc As = 2412.74 mm2 +  : hệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh cọc lấy theo công thức thực nghiệm  = 1,028 – 0,0000288.λ2 – 0,0016   = 1,028 – 0,0000288 – 0,0016 27,5 = 0,98  Rvl =  ( + ) = 0,98*(1*1*17*0,49758726 + 365*0,00241274) *1000 = 9152.8(kN) Lực ép lớn (mục 3.5 TCVN 9394-2012) 3.2.2.2 Theo điều kiện đất (tính theo phương pháp: theo tiêu cường độ c,φ thí nghiệm SPT) Théo tiêu cường độ c, φ: Sức chịu tải cực hạn tính theo công thức mục G2 trang 80 TCVN 10304 – 2014: Trong đó: + : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (đất dính) lớp đất thứ = 1.3.c.+.+0.4.B => qb = 1.3*21.986*10.46 + 18.232*2*3.135 + 0.4*8.589*0.4*1.71=415.63 kN + , tra theo  ( sách móng – thầy Châu Ngọc Ẩn ) Với φ = 11.489 => + u : chu vi diện tích ngang cọc u = π * 0.8 = 2.51 m2 + :chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ i + : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i thân cọc Cường độ sức kháng trung bình thân cọc đất dính: fi = ɑ x cu,i ɑ : hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm lớp đất dính, loại cọc phương pháp hạ cọc, cớ kết của đất q trình thi cơng phương pháp xác định cu Khi không có đầy đủ thông tin, xác định ɑ bằng cách tra sơ đồ G1 Lớp Trạng thái γI γI’ cI (kN/m3 ) 14.686 (kN/m3 ) 5.171 (kN/m3 ) 5.302 Độ dày (m) φI SP T (độ) búa 2.77 10.19 cu 2.2 19.228 9.779 16.49 13.51 11 12.05 Sét - cứng Sét pha - dẻo mềm,dẻo cứng Cát pha - dẻo 14.6 20.539 11.037 3.608 14 28.55 Sét - cứng 2.7 18.232 8.589 21.986 23.77 11.48 18 26.16 Cường độ sức kháng trung bình thân cọc đối với đất dính ( lớp 1,lớp lớp 4) Lớp 1: Bùn sét l1 = 8m cuu = 10.19 kN/m2 fi = ɑ.cu,i = x 10.19 = 10.19 kN/m2 ɑ = (hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm lớp dính, loại cọc phương pháp hạ cọc tra hình G.1 TCVN 10304-2014) Lớp 4: Sét l4 =2.7m fi = ɑ.cu,i = 0,3 x 26.16 = 7.848 kN/m2 ɑ = 0,3 (hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm lớp dính, loại cọc phương pháp hạ cọc tra hình G.1 TCVN 10304-2014) Cường độ sức kháng trung bình thân cọc đối với cát pha/sét pha Lớp 2: Sét pha l2 = 7.1m cu,2 = 43,75 kN/m2 fi = c + Ks tgδi = 9.76 + 1.2*(1-sin3,180) x (3,2* 19,85 + 1,2*10,26 + * 9,58 ) tg3,180 =16.68 kN/m2 Lớp 3: Cát pha l3 = 14.6m fi = c + Ks tgδi = 3.608 + 1.2*(1-sin23.77) x (1.5* 14.686 + 0.5*5.171 + 2.2* 9.779 + * 11.039 ) tg23.77 = 43.58 kN/m2 - Sức chịu tải cực hạn: Rc,u = + u = 415.63 x 0.5 + 2.51x (101.19 x + 16.68 x 7.1 + 43.58 x 14.6 + 7.848 x 2) = 4173.4 kN - Sức chịu tải cho phép Theo thí nghiệm SPT (mục G.3.2 TCVN 10304-2012) - Sức chịu tải cực hạn: RSPT = + u.) Trong đó + : cường độ sức kháng mũi cọc với cọc khoan nhồi => + ; diện tích tiết diện ngang mũi cọc = = =0.5 (m2) + u : chu vi tiết diện ngang cọc u = (m2) + cường độ sức kháng trung bình đoạn cọc nằm đất Đất rời Đất dính Lớp 1: đất dính Tra hình G.2 TCVN 10304 => σ = fL: Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh L/d cọc: cọc nhồi m chọn d=0,8m mà !, sửa tra lại hết đám f l xong tính lại fsi nha! Lớp 2: đất dính Tra hình G.2 TCVN 10304 => σ = fL: Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh L/d cọc: Lớp 3: Tra hình G.2 TCVN 10304 => σ = 0.8 fL: Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh L/d cọc: Lớp 4: Tra hình G.2 TCVN 10304 => σ = 0.6 fL: Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh L/d cọc: - Sức chịu tải cực hạn: RSPT = + u.) =159.96 x 0.5 +2.51 x (10.19 x + 12.08 x 2.2 + 22.84 x 14.6 + 15.696 x 2) = 1267.1 kN Với : hệ số phụ thuộc vào số lượng cọc lấy theo mục 7.1.10 TCVN 10304-2012 Dự kiến số lượng cọc từ – 10 cọc: = 1,65 + kiểm tra điều kiện thi công cọc P ep(max) = Ptk = * 768= 1536 (kN) P ep(min) = 1,5 Ptk = 1.5* 768= 1152 (kN) Ta có Rvl = 9152.8 > P ep(max) = 1536 > P ep(min) = 1152 > Ptk = 768 (kN) => Ptk = 768 (kN) thỏa điều kiện thi công 3.2.3 Tính toán sơ số lượng cọc từ 1,2 tới 1,4, m lấy 1,2 cho số cọc nhỏ lại , số cọ khoan nhồi khoảng nữa, nhiều 2/3 số cọc ép đẹp  Chọn 10 cọc Trong đó : tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đài cọc :sức chịu tải thiết kế cọc β : hệ số xét đến ảnh hưởng của momen lực ngang (β = 1.2÷1.6) a) Chọn sơ đài cọc Khoảng cách tâm cọc bằng 3d = 2400mm Khoảng cách từ mép cọc tới đài cọc bằng 400mm (có thể lấy bằng d/2 ÷d/3) Kích thước đài cọc Bd = 6600 mm Ld = 9000 mm  Diện tích đài cọc Ad = Bd Ld = 6.6 x 9=59.4 (m2) Tọa độ tâm cọc so với tâm hình học đài cọc 10 Trục X (m) -2.4 2.4 3.6 1.2 1.2 3.6 2.4 -2.4 51.84 Trục Y (m) 2.4 2.4 2.4 0 0 -2.4 -2.4 -2.4 34.56 Tính lại số cọc sửa lại hết tọa độ theo bố trí số cọc nha Kiểm tra lại điều kiện xuyên thủng đài cọc (6.2.5.4 TCVN 5574 -2012) Dời lực đáy đài móng = + Wd + tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đài cọc = 5091 (kN) + Wd ; lượng đài cọc Wd = Ad Df = 59.4 * * 25 = 2970 (kN)  = + Wd = 5091 + 2970 = 8061 (kN) = + * Df = 53 + 40 =133 (kN.m) 3.2.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng Ảnh hưởng nhóm cọc: Trong đó n1 ; số hàng nhóm cọc: n1 = n2 ; số cọc hàng: n2 = d: đường kính cọc d = 800 mm s; khoảng cách tâm cọc: s = 3.d = 2400 mm -Sức chịu tải nhóm cọc η.n.Ptk = 0,709 10 768 = 5449.12 (kN) > Ntt = 5091 (kN) => cọc thỏa khả chịu tải Tải trọng lớn nhỏ tác dụng lê cọc biên:  Pmax = 518.4 kN < Ptk = 768kN (thỏa đk) => Pmin > (thỏa đk) Vậy cọc đơn đảm bảo khả chịu tải 3.2.5 Kiểm tra ứng suất móng khối quy ước Để kiểm tra xem đất đáy móng khối quy ước có ổn định hay khơng, tiến hành kiểm tra ứng suất mũi cọc Quan niệm nhờ ma sát mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng móng truyền diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc đáy đài và mở rộng nghiêng góc Cọc xuyên qua các lớp đất gần vị trí hố khoan có các thơng số: Lớp Trạng thái Bùn sét - chảy Sét pha - dẻo cứng γII γII’ cII φII SPT (kN/m3) 14.84 (kN/m3) 5.302 (kN/m3) 5.522 (độ) 3.01 búa 10.19 2.2 19.472 10.011 17.524 13.76 11 12.05 14 28.55 18 26.16 Độ dày (m) Cát pha - dẻo 14.6 20.677 11.18 4.5 Sét - dẻocứng 2.7 18.307 8.655 23.5 23.96 11.89 cu Xác định khới móng quy ước ( m tính lại tới đi, sửa tới gửi t tính khối móng quy ước cho), khơng thì có công thức dưới nè! + Chiều dài khối móng quy ước Lqu = L1 + 2.Lc tan  = 6.6 + 2*29.5*tan4= 10.7 (m) L1, b1 chiều dài, rợng đaig móng mà m tính sau m tính số lượng cọc bố trí vào đài Lc chiều dài đoạn cọc tính từ đáy móng ( tổng chiều dài cọc – chiều dài cọc nằm bê tông – chiều dài cọc đập để nối thép) Tan anpha phi trung bình 4, phi trung bình m lấy phi theo ttghII lớp đất mà cọc nằm nhân với chiều dài cọc nằm lớp đêm hết chia cho tổng chiều dài cọc nằm đất + Chiều rộng khối móng quy ước Bqu = B1 + 2.Lc tan  = + 2* 29.5*tan4.375 = 13.1 (m) + Khối lượng đất khối móng quy ước: + Khối lượng đất bị cọc, đài chiếm chỗ: = 10 * 0.5 *()+ 10.7 * 13.1 * 2*22 = 7341.9 kN + Khối lượng cọc đài bê tông Qc = nApγbtLc + γbtVđài = 10 * 0.5 * 25 * 29.5 + 10.7 * 13.1 * * 25=10696 kN Khối lượng tổng móng quy ước: Qqu = Qđ + Qc - Qdc = 32925.2 + 10696 – 7341.9 = 36279.3 kN Tải trọng truyền xuống đáy móng quy ước Trong đó + Qqu ; khối lượng khối móng quy ước Qqu = 36279.3 (kN) -Kiểm tra sức chịu tải đất dưới mũi cọc ( đáy móng quy ước)  Tải trọng tiêu chuẩn lớn tác dụng đáy móng quy ước:  Tải trọng tiêu chuẩn nhỏ tác dụng đáy móng quy ước:  Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng đáy móng quy ước Sức chịu tải đất dưới móng quy ước:  Lqu : chiều dài khối móng quy ước Lqu = 8.8 (m)  m1 : hệ số làm việc của đất (tra bảng 15 TCVN 9362-2012) m1 = 1.1  m2 :hệ số làm việc của nhà (tra bảng 15 TCVN 9362-2012) Giả thiết tỷ số L/H > => m2 =1  ktc : hệ số tin cậy lấy theo (mục 4.6.11 TCVN 9362-2012) ktc =  A , B ,D hệ số không thứ nguyên (tra bảng 14 TCVN 9362-2012)  CII : trị tính toán của lực dính đơn vị CII = 23.5 (kN/m2) Ta có: =>Thỏa điều kiện sức chịu tải đất nền móng quy ước 3.2.6 Kiểm tra độ lún móng cọc Tính lún theo phương pháp cộng lún lớp phân tố   Tính lún theo phương pháp tổng độ phân tố, độ lún giới hạn: Sgh = 10cm Chia đất thành lớp đồng với chiều dày thỏa điều kiện: hi ≤ (0,4 ÷ 0,6)x    Bm Vẽ biểu đồ ứng suất với: Dừng tính lún chiều sâu có: Tính áp lực:  - Nội suy ( ngoại suy) e1i , e2i Độ lún phân tố: Tính toán cụ thể cho móng cọc: Df = 2m ; γbt = 22 ( kN/m3) ( t gửi m file tính lún t, pgl thì lát m tính tới tính thử đc k o, ko đc thì nói t t tính cho) 3.2.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mơ hình Winkler (dùng phần mềm) Tính độ cứng lò xo theo cơng thức :K = Cz × A (kN/m) (này sài sap 2000 á, m difine thêm thiết diện trò 0.8m vơ cọc ép bữa á, thay đổi tiết diện lại ) Do Cz thay đổi tuyến tính theo độ sâu z nên đồ án móng để đơn giản hóa tḥn tiện q trình mơ hình, sinh viên có thể lấy giá trị Cz vị trí lớp đất làm giá trị hệ sớ để xác định độ cứng lò xo trung bình đại diện cho lớp đất Chọn khoảng cách lò xo 0.1m => Như vậy độ cứng lò xo :K =Cz*A Trong đó A diện tích hình chiếu ngang của cọc đất Đới với ví dụ A =0.3*0.1 =0.04 (m2) Lưu ý: lò xo ở mũi cọc đầu cọc độ cứng giảm cho lò xo đó gánh chịu diện tích có 0.5A Lớp đất Trạng thái Sét chảy sét pha cát pha đất sét Ki (kN/m4) 7000 12000 18000 30000 Bề dày 2.2 14.6 Cz 3 3 18666.7 8800 87600 10000 k (kN/m) 746.7 352 3504 400 3.2.8 Kiểm tra xuyên thủng Pxt < Pcx Trong đó Pxt = Pcx = α Rbt ubt h0 Với α = 0.75 Cường độ chịu kéo tính toán = 1,2 (Mpa) Ubt : giá trị trung bình của chu vi đáy đáy dưới tháp nén thủng hình thành bị nén thủng Ubt = 2*(hc + bc + 2c ) = hc :chiều dài cột bc :chiều rộng cột c : khoảng cách từ mép cột đáy tháp xuyên thủng lấy bằng h0 = 1400 h0 ; chiều cao làm việc của tiết diện h0 = H –a = Pcx =  Pxt =…… (kN) < Pcx = …… (kN)  Chiều cao đài móng chọn hợp lý thỏa điều kiện xuyên thủng 3.2.9 Tính cốt thép đài móng Giả thiết xem đài cọc ngàm mặt chân cột Ta có: L = 1.9 m, n= Tải trọng: Ntt (kN) Mtt (kNm) Htt (kN) Ntc (kN) Mtc (kNm) Htc (kN) Tiết diện cột 5091 53 40 4427 47 Thép lưới, xét bảng tiết diện 1mx1m ta có diện tích thép lưới: Với a khoảng cách thép lưới D đường kính thép chọn 35 300x1000