-Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình, tải trọng và đặc điểm công trình ta chọn giải pháp móng đơn Bê tông cốt thép trên nền nhân tạo (đệm cát). -Làm lớp bê tông lót dày 100 (mm) B5 vữa xi măng cát. -Dùng cát hạt trung vừa làm đệm, rải thành từng lớp, lu đến độ chặt yêu cầu. Đặc trưng đệm cát
PHẦN I TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TẠI CỔ CỘT SỐ LIỆU HỒ SƠ ĐỊA CHẤT SỐ 2: α Đặc điểm cơng trình Khung BTCT có tường chèn Bước cột (m) Giá trị tải trọng tiêu chuẩn cổ cột N (kN) 550 Mx (kN.m) My (kN.m) 10 450 55 Hx (kN) Hy (kN) 10 55 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TẠI CỔ CỘT: - Phương án móng nơng: P tt = γ P tc = 1, 2.Ptc Loại Vị trí Tải trọng tiêu chuẩn Ptc M1 Tải trọng tính tốn Ptt M1 M2 M2 Ptt: tải trọng tính tốn Ptc: tải trọng tiêu chuẩn γ = 1,2 hệ số tin cậy tải trọng Bảng tính tốn giá trị tải trọng N(kN) Mx (kN.m) My (kN.m) Hx (kN) Hy (kN) 550 10 10 450 55 55 660 12 12 540 66 66 Hx (kN) Hy (kN) - Phương án móng sâu P tt = α γ P tc = 5.1,2.P tc Loại Vị trí Tải trọng tiêu chuẩn Ptc C1 Tải trọng tính tốn Ptt C1 C2 C2 Ptt: tải trọng tính tốn Ptc: tải trọng tiêu chuẩn γ = 1,2 hệ số tin cậy tải trọng α = hệ số Bảng tính toán giá trị tải trọng N(kN) Mx (kN.m) My (kN.m) 2750 50 50 2250 275 275 3300 60 60 2700 330 330 PHẦN II THỐNG KÊ - ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN - Đặc điểm địa chất cơng trình: Bảng thống kê số liệu địa chất Dung Dung Độ ẩm Góc Lực Mơđun Hệ số Chiều trọng tự trọng ∆ Lớp dính ma sát biến rỗng dày nhiên đẩy đất c dạng E ban đầu Wnh (%) Wd (%) (kN/m ) o γ tn γ dn (m) W (%) o 2 (kN/m ) ϕ ( ) (kN/m ) eo (kN/m3) (kN/m3) 17,56 4,5 11o30' 28,5 33,8 19,7 26,75 2089 1,089 o 19,74 10,34 22,6 16 50' 17,2 39,1 22,1 27,05 4195 0,648 o 10 18,48 9,41 15,4 13 30' 24,6 28,5 20,3 26,74 4950 0,896 10 18,59 9,62 18 28o38' 21,6 → Mực nước ngầm xuất độ sâu 3m (m) MNN Cát trung - chặt vừa 26,6 6836 0,689 LỚ P ĐẤ T 1: Ásé t - Dẻ o mề m γtn =17,56 kN/m2 ϕ = 11o30' LỚ P ĐẤ T 2: Ásé t - C ứ ng γtn =19,74 kN/m2 γđn=10,34 kN/ m2 ϕ = 16o50' E = 2089 kN/ m2 c = 4,5 kN/ m2 E = 4195 kN/ m2 c = 22,6 kN/ m2 10 11 LỚ P ĐẤ T 3: Ásé t - Dẻ o mề m 12 13 14 γtn =18,48 kN/m2 γđn= 9,41 kN/m2 ϕ = 13o30' E = 4950 kN/ m2 c = 15,4 kN/ m2 15 16 17 18 19 20 21 LỚ P ĐẤ T 4: γtn =18,59 kN/m2 C t mịn - C hặ t vừ a γđn= 9,62 kN/m2 ϕ = 28o38' E = 6836 kN/ m2 c = 18 kN/ m2 22 23 24 25 26 27 MẶ T C Ắ T ĐỊ A C HẤ T TY ÛLEÄ1/ 200 - Phân loại đánh giá trạng thái lớp đất : Phân loại: theo số dẻo A: A = Wnh − Wd Tên đất dính Đất pha cát (Á cát) Đất sét pha (Á sét) Đất sét Chỉ số dẻo A` 1≤ A≤ 7 < A ≤ 17 A > 17 Đánh giá trạng thái dựa vào độ sệt B: B = W − Wd Wnh − Wd Tên trạng thái đất - Cát pha Rắn Dẻo Sệt - Sét pha sét Rắn (hay Cứng) Nửa rắn Dẻo Dẻo mềm Dẻo sệt Sệt (hay Nhão) Độ sệt B B1 B1 Bảng kết phân loại đánh giá: Lớp đất Loại đất Trạng thái A B Á sét Á sét Á sét Cát Dẻo mềm Cứng Dẻo mềm Chặt vừa 14,1 17 8,2 0,62 -0,29 0,52 PHẦN III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG - Nhận xét điều kiện địa chất cơng trình Đất thuộc trường hợp Đất yếu – Đất tốt Lớp đất yếu tương đối dày (3m) → Phương án móng Móng nơng: móng đơn Móng sâu: móng cọc - Đối với phương án móng nơng: Chọn giải pháp xử lý đệm cát PHẦN IV THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN MÓNG NƠNG MĨNG M1 Giải pháp xử lý đất: - Căn vào điều kiện địa chất cơng trình, tải trọng đặc điểm cơng trình ta chọn giải pháp móng đơn Bê tơng cốt thép nhân tạo (đệm cát) - Làm lớp bê tơng lót dày 100 (mm) B5 vữa xi măng cát - Dùng cát hạt trung vừa làm đệm, rải thành lớp, lu đến độ chặt yêu cầu Đặc trưng đệm cát Chiều dày (m) 1,1 Dung Dung Độ ẩm Môđun Lực Hệ số trọng tự trọng Góc ma W (%) Wnh (%) Wd (%) biến ∆ dính rỗng nhiên đẩy sát dạng c ban đầu (kN/m ) o γ tn γ dn ϕ() Eo (kN/m2) eo (kN/m2) (kN/m3) (kN/m3) 18 35 35000 - - Thiết kế móng: 0,000 3500 1000 500 0,500 ĐỆ M C Á T LỚ P ĐẤ T1 3,500 LỚ P ĐẤ T2 SƠ ĐỒBỐTRÍ ĐỆ M C Á T MÓ NG ĐƠN M1 Xác định sơ chiều sâu chơn móng: - Giả thiết b = 1,5(m) bềrộ ng mó ng hm = 0,4(m) chiề u cao mó ng γ tb = 20(kN / m3) dung trọng trung bình củ a đấ t vàbêtô ng mó ng - Chiều sâu chơn móng tính tốn sơ qua cơng thức ϕ ∑ H tt 11o30 ' 2.12 hmin = 0, 7.tg (45° − ) = 0, 7.tg (45° − ) = 0,5( m) γ tb b 20.1, → chọn h = 1(m) - Vậy độ sâu chơn móng h= 1+0,5 (tơn nền)= 1,5 (m) Kích thước móng: - Cường độ tiêu chuẩn đất (lớp cát đệm): R tc = m1.m2 ( A.b.γ + B.h.γ ' + D.c tc ) ktc ϕ = 350 → A = 1, 67; B = 7, 69; D = 9,59 m1 = 1,1; m2 = ktc = 1,1.1 → R tc = (1, 67.1,5.18 + 7, 69.1,5.20 + 9,59.0) = 303, 4(kN / m ) - Diện tích đáy móng: N otc R tc − γ tb h F= = 550 = 2(m ) 303, − 20.1,5 - Móng chịu tải lệch tâm nên chọn đế móng hình chữ nhật tăng diện tích móng lên F ' = α F = 1,2.2 = 2,4(m2 ) l = 1,2 b F' 2,4 → b= = = 1,41(m2 ) α 1,2 → l = 1,2.b = 1,2.1,41= 1,692(m) - Chọn kích thước đáy móng b× l = 1,4× 1,6(m) với α = - Cường độ tiêu chuẩn đất ứng với tiết diện móng mới: 1,1.1 (1, 67.1, 4.18 + 7, 69.1,5.20 + 9,59.0) = 300,1( kN / m ) → R tc = - Ứng suất đế móng: tc tc N otc 6.( M x + H y hm ) σ = + + γ tb h b.l b.l 550 6.(10 + 10.0, 4) = ± + 20.1,5 1, 4.1, 1, 4.1, 62 tc tc σ max = 299 kN / m σ tc + σ 299 + 252,1 → → σ tbtc = max = = 275, kN / m tc 2 σ = 252,1 kN / m tc σ max ≤ 1, R - Kiểm tra điều kiện áp lực tc σ tb ≤ R tc max ( ( ) ) ( ) tc σ max = 299 ( kN / m ) < 1, 2.R = 1, 2.300,1 = 360,1( kN / m ) thỏa mãn điều kiện áp lực σ tbtc = 275, ( kN / m ) < R = 300,1( kN / m ) tc 1,2.R − σ max 360,1− 299 100% = 100% = 17%nên kích thước chênh nhiều 1,2.R 360,1 móng lớn khơng kinh tế Giảm bớt kích thước đáy móng để tăng áp lực lên: - Chọn b= 1,3 (m) → l=1,6 (m) - Cường độ tiêu chuẩn đất ứng với b= 1,3 (m) 1,1.1 (1, 67.1,3.18 + 7, 69.1,5.20 + 9,59.0) = 296,8( kN / m ) → R tc = - Ứng suất: 550 6.(10 + 10.0, 4) ± + 20.1,5 1,3.1, 1,3.1, 62 tc tc tc σ max = 319, kN / m σ max + σ 319, + 269, tc → σ = = = 294,5 kN / m tb tc 2 σ = 269, kN / m tc σ max ≤ 1, R - Kiểm tra điều kiện áp lực tc σ tb ≤ R tc σ max = ( ( ) ) ( ) tc σ max = 319, ( kN / m ) < 1, 2.R tc = 1, 2.296,8 = 356, ( kN / m ) σ tbtc = 294,5 ( kN / m ) < R tc = 296,8 ( kN / m ) tc 1,2.R − σ max 356,2 − 319,7 100% = 100% = 10% chênh lệch 1,2.R 356,2 → Thỏa mãn điều kiện áp lực đáy móng Kiểm tra chiều cao đệm cát theo điều kiện áp lực lên lớp đất yếu (Á sét – dẻo mềm): - Giả thiết chiều cao lớp đệm cát hd = 1,1(m) Để đảm bảo đệm cát ổn định biến dạng giới hạn cho phép phải đảm bảo điều kiện: σ1 + σ ≤ Rdy σ = γ h + γ d hd ứng suất trọng lượng thân đất cốt đáy móng đệm cát σ = k0 (σ tbtc − γ h) ứng suất cơng trình gây nên Rdy = m1m2 A.by γ + B.H γ '+ D.c tc ) áp lực tính tốn mặt lớp đất yếu ( ktc σ = γ h + γ d hd = 1,5.20 + 18.1,1 = 49,8 ( kN / m ) σ = ko (σ tbtc − γ h) = σ zgl= hd l − b 1,6 − 1,3 ∆= = = 0,15( m) 2 N tc Fy = gl σ z= hd N tc = Notc + F h.γ tb = 550 + 1,3.1,6.1,5.20 = 612,4( kN ) - Ứng suất gây lún đáy móng: σ zgl=0 = σ tbtc − γ h = 294,5− 17,56.1,5 = 268,2( kN / m2 ) l 1,6 = = 1,23; b 1,3 → tra bảng, nội suy ko = 0,471 2.z 2.hd 2.1,1 = = = 1,7 b b 1,3 → σ = 0, 471.268, = 126,3(kN / m ) = σ zgl= hd H = 1,5+ 1,1= 2,6(m) 1,5.20 + 1,1.18 = 19,2(kN / m3) 1,5+ 1,1 612,4 = 5,4(m2 ) →Fy = 114,7 γ '= by = Fy + ∆ − ∆ = 5,4 + 0,152 − 0,156 = 2,2( m) Kết lý đất thí nghiệm trực tiếp nên lấy ktc = ϕ = 16050 ' = 16.8330 Tra bảng 3.2 t.28 (Hướng dẫn Đồ án Nền Móng – GS.TS Nguyễn Văn Quảng), nội suy ta có A = 0,383; B = 2,547; D = 5,127 m1 hệ số điều kiện làm việc (Á sét, B>0,5) → m1 = 1,1 m2 hệ số điều kiện làm việc cơng trình, thiên an toàn lấy m2 = ( m1 , m2 Tra bảng 3.1 t.27 (Tài liệu hướng dẫn Đồ án Nền Móng – GS.TS Nguyễn Văn Quảng) 1,1.1 → Rdy = (0,383.2, 2.17,56 + 2,547.2, 6.19, + 5,172.4,5) = 181,5(kN / m ) Rdy > σ + σ = 49,8 + 126,3 = 176,1( kN / m ) → Chênh lệch 3% Như chiều cao đệm cát thỏa mãn điều kiện áp lực lên lớp đất yếu (Á sét dẻo mềm) Tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ hai: Kiểm tra đệm cát theo điều kiện biến dạng: - Ứng suất trọng lượng thân đất gây đáy móng: bt σ z =0 = γ h = 17,56.1,5 = 26,3 kN / m ( σ gl z= ) - Ứng suất gây lún đáy móng: = σ tbtc − σ zbt=0 = 294,5− 26,3 = 268,2( kN / m2 ) - Tính tốn lún phương pháp cộng lún lớp phân tố Công thức tính lún: βi gl σ zi hi i =1 Ei n S= ∑ β= 0,8 Ei môđun đàn hồi lớp đất thứ i l 2.z σ zgli = ko.σ zgl=0 ứng suất gây lún lớp đất thứ i, ko = f ( , ) b b hi chiều dày lớp phân tố thứ i - Chia đất đáy móng thành nhiều lớp nhỏ với chiều dày 0,2.b = 0,2.1,3 = 0,26(m) Bảng kết tính lún Lớp đất Điểm Độ sâu z (m) Á sét γ = 17,56(kN / m2 ) E = 2089(kN / m2 ) 0,00 Đệm cát 0,26 l/b 1,23 σ zigl (kN /m2) σ bt (kN/m2) 2z/b Ko 0,00 1,000 268,2 26,3 0,40 0,969 259,9 31,0 γ = 18(kN / m2 ) E = 35000(kN / m2 ) 0,52 0,78 1,04 1,10 Á sét γ = 17,56(kN / m2 ) E = 2089(kN / m2 ) 1,30 1,56 1,82 2,00 10 2,08 11 2,34 12 2,60 13 2,86 14 3,12 15 3,38 16 3,64 17 3,90 18 4,16 19 4,42 20 4,68 21 4,94 22 5,20 ĐỆ M C Á T 0,80 1,20 1,60 1,69 0,833 0,657 0,501 0,475 223,4 176,2 134,4 127,4 35,7 40,4 41,5 45,1 500 1100 1000 500 3000 2,00 0,384 103,0 49,7 2,40 0,299 80,2 54,3 2,80 0,236 63,3 57,5 3,08 0,204 54,7 58,9 3,20 0,190 51,0 61,6 Á sét 3,60 0,156 41,8 64,3 γ = 10,34(kN / m ) 4,00 0,130 34,9 67,0 E = 4195(kN / m ) 4,40 0,109 29,2 69,7 4,80 0,094 25,2 72,4 5,20 0,081 21,7 75,1 5,60 0,071 19,0 77,8 6,00 0,062 16,6 80,5 6,40 0,054 14,5 83,2 6,80 0,049 13,1 85,9 7,20 0,043 11,5 88,6 0,039 10,5 91,3 07,60 268,2 26,3 8,00 0,036 9,7 94,0 31 259,8 30o bt gl 223,4 - Phạm vi gây lún lấy tới điểm 22 có 35,7 σ > 10.σ - Độ lún 40,4 176,2 o 60 41,5 134,3 0,06 134,2134,4 + 127,3 0,26 268.1 S = 0,8.102 + 259,8+ 223,3 + 176,1+ 45,1 127,4 ÷ ÷+ 35000 35000 49,7 103 0,2 127,3+ 103 0,26 103 54,3 63,37 0,18 63,3 + 54,7 0,08 54,7+ 50,9 80,2 + + 80,2+ ÷+ ÷+ 63,3 ÷+ ÷ MNN 2089 2 2089 2 2089 57,5 4195 54,7 58,9 0,26 50,9 9,7 10 61,6 51 + + 41 ,8 + 34,9 + 29,2 + 25,2 + 21 ,7 + 19 + 16,6 + 14,5+ 10,5+ ÷ 11 4195 2 41,8 64,3 12 gl = 0,512 + 0,018+ 0,882 + 0,626 σbt+zi0,407 67+ 0,081+ 1,354 34,9 σ zi 13 = 4,88(cm) 29,2 69,7 S ≤ S 14 - Điều kiện gh 72,4 25,2 15 móng Sgh độ lún tuyệt đối, lớn đơn, với nhà khung Bê tông cốt thép 75,1 21,7 16 Sgh = 8(cm) 19 77,8 17 16,6 →S < Sgh thỏa mãn điều kiện lún tuyệt đối 80,5 18 - Như kích thước đáy móng cát lấy 14,5 83,2 chiều dày đệm 19 85,9 13,1 20 11,5 88,6 21 10,5 91,3 22 9,7 94 ĐƠN VỊ : - Ứ ng suấ t kN/ m2 - C hiề u dà i mm Z BIỂ U ĐỒ Ứ NG SUẤ T G Â Y LÚ N & Ứ NG SUẤ T DO TRỌNG LƯNG BẢ N THÂ N MÓ NG M1 Kiểm tra kích thước đế móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất: Xác định sơ tiết diện cột: - Thiết kế Bê tơng móng B20 Rb = 11,5(MPa); Rbt = 0,9(MPa); γ b = - Chiều cao giả thiết móng hm = 0,4(m) , ao = 0,05(m) →chiều cao làm việc móng ho = 0,4 − 0,05 = 0,35(m) - Diện tích tiết diện ngang cột xác định theo công thức N tt 660.103 Fc = (1 ÷ 1.5) = 1,1 = 63130(mm ) Rb 11,5 - Chọn tiết diện cột Fc = bc lc = 200.350 = 70000(mm ) Áp lực tính tốn đáy móng: tt tt N tt 6.( M x + H y hm ) σ = + + γ tb h b.l b.l 660 6.(12 + 12.0, 4) = + + 20.1,5 1,3.1, 1,3.1, tc tt tt σ max = 377, kN / m σ max + σ 377, + 317 tt → = = 347,3 kN / m → σ tb = tc 2 σ = 317 kN / m l − lI tt tt tt → σ 1tt = σ + σ max − σ l ÷ 1,6 − 0,625 = 317,6 + (377,1− 317,6) = 353,9(kN / m2 ) 1,6 Theo điều kiện chọc thủng: tt N xt = Fxt σ max ≤ N ct = 0, 75.Rbt h0 btb móng có đế hình chữ nhật, chịu tải lệch tâm nên xét mặt chọc thủng nguy hiểm - Lực gây chọc thủng N xt = Fxt σ tbtt ' 0,2.0,2 = 0,35(m2 ) Fxt = 0,3.1,3− 2 tt tt σ + σ 377, + 353,9 σ tbtt ' = max = = 365,8(kN / m ) 2 → N xt = 0,35.365,8 = 128(kN ) tt max ( ( ( ) ) ( ) - Lực chống xuyên thủng: bd + bc 0,9 + 0, = 0, 75.0,9.103.0,35 = 129,9 ( kN ) 2 → N xt = 128 ( kN ) < N cx = 129,9 ( kN ) N cx = 0, 75.Rbt ho Theo điều kiện chịu uốn cấu kiện bê tông cốt thép: ho ≥ L σ ott btt 0, 4.btr Rb l − lc 1, − 0,35 = = 0, 625 ( m ) 2 btt = l = 1, ( m ) ; btr = lc = 0,35 ( m ) σ ott = σ tbtt ' = 365,8(kN / m2 ) L= σ ott btt 365,8.1, → ho = 0, 4( m) ≥ 0,55 = 0,55 = 0,33( m) 0, 4.btr Rb 0, 4.0,35.11,5.103 Như chiều cao móng hợp lý ) - Diện tích cốt thép: MI 600,2 = = 0,056 < α R αm = Rb.lm.ho 14,5.103.2,3.0,5672 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 056 = 0, 058 ξ Rb b.ho 0, 058.14,5.2,3.0,567 = 10 = 3917( mm ) Rs 280 AsI 3917 100% = 100% = 0,3% - Hàm lượng cốt thép µ = bh o 2300.567 Chọn φ 22 (as = 380mm2 ) để bố trí: As 3917 = 10,3 → lấy 11 cây( As = 4180(mm ) ) - Số lượng n = = as 380 (lm − 2.abv ).as (2300 − 2.50).380 = = 200(mm) lấy s = 200(mm) - Bước cốt thép s = As 4180 - Chiều dài thép lII* = lm − 2.abv = 1700 − 2.50 + 2.15 = 1630(mm) AsI = MÓNG CỌC MC2 Đánh giá điều kiện địa chất, địa chất thủy văn: Tải trọng tác động: Loại Vị trí N(kN) Tải trọng tiêu chuẩn C2 2250 Ntc Tải trọng tính tốn C2 2700 Ntt Xác định sơ độ sâu đặt đài cọc: - Giả thiết b = 2(m) bềrộ ng mó ng Mx (kN.m) My (kN.m) Hx (kN) Hy (kN) 275 275 330 330 γ tb = 20(kN / m3) dung trọng trung bình củ a đấ t vàbêtô ng mó ng - Độ sâu đặt đài cọc tính tốn sơ qua công thức: ϕ ∑ H tt 11o30 ' 2.330 hmin = 0, 7.tg (45° − ) = 0, 7.tg (45° − ) = 2,3( m) γ tb b 20.2 → chọn h = 2(m) Vậy độ sâu chơn móng h= 2(m) (gồm 1,5(m) đất tự nhiên, 0,5(m) đất tôn nền) - Cote 0,000 tính cao mặt đất thiên nhiên 0,500 (m) - Đáy đài đặt cote -2,000(m) - Làm lớp Bêtơng lót vữa xi măng cát B5 dày 100 - Cọc hạ phương pháp ép - Cắm cọc vào lớp đất cát mịn, chặt vừa Chọn cọc bê tông cốt thép: - Loại cọc: vuông , tiết diện 300x300 (mm) - Chiều dài cọc C2= 0,5+1,5+5+10+5= 22 (m) Dùng cọc dài 11 (m) m vaø o đà i cọc 100(mm) ngà = 21,5(m) - Chiều dài cọc lo = 22(m) − p đầ u cọc lấ y thé p râ u 400(mm) ñaä Rb = 14,5(MPa) Rbt = 1,05(MPa) - Vật liệu Bêtông Cọc B25 - Cốt thép φ > 10 Rs = 280(MPa) Tính tốn cốt thép cho cọc theo điều kiện vận chuyển cẩu lắp: Xét đoạn cọc mũi 11(m) - Lực phân bố thân cọc: (trọng lượng thân cọc) L gbt = Fc nd γ bt = 0,3 1, 6.25 = 3, 6(kN / m) 0,207.L nd = 1, : hệ số động (Theo TCVN 356-2005) - Khi vận chuyển: M= 0,0214.L2 Sơ đồtính vàbiể u đồmoment vậ n c huyeå n 0,207.L - Khi cẩu lắp: L 0,294.L M= 0,0432.L2 Sơ đồtính vàbiể u đồmoment c aå u laé p *Nhận xét: - Trường hợp cẩu lắp gây moment lớn để thiết kế cho cọc Bố trí móc cẩu cách đầu cọc đoạn 0, 294.l = 0, 294.11000 ≈ 3250(mm) Tính tốn cốt thép cho cọc: M = 0, 0432.3, 6.112 = 18,8 ( kN m ) Lấy ao = 0,03(m) → ho = 0,3− 0,03 = 0,27(m) α= M 18,8 = = 0, 059 Rbbh0 14,5.103.0,3.0, 27 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 059 = 0, 061 ξ Rb b.ho 0, 061.14,5.103.0,3.0, 27 = 10 = 2, 6(cm2 ) Rs 280.10 → Chọn 2φ14 As = 3, 08(cm ) Tính tốn móc cẩu: - Thép làm móc cẩu dùng thép dẻo có Rs = 210(MPa) - Lực kéo móc cẩu lấy nửa trọng lượng cọc : 1 Q = qL = 3,6.12 = 21,6(kN) 2 Q 21,6 As = = 104 = 1,03(cm2 ) Rs 210.103 → Chọn thép φ12 (a s = 1,13(cm )) làm móc cẩu Rs lan = (wan + ∆ an ).d Rb - Chiều dài đoạn neo: ≥ l ' an hệ số λan , wan, ∆λan, lan ' tra Bảng 36 TCVN 356-2005 λan lan' (mm) wan ∆λan Không nhỏ 1,2 11 20 250 As = 350 210 + 11).12 = 341(mm) lan = (1,2 → → choïn lan = 350(mm) 14,5 ≥ 250(mm) 25 350 100 350 C ấ u tạo thé p mó c c ẩ u 4500 11000 3250 4500 11000 Bốtrí thé p mó c c ẩ u Xác định sức chịu tải cọc: 3250 3250 Sơ đồtính c ọc µ = 0,5 19,5 m 3250 5.1 Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc: Pvl = ϕ ( Rb Ab + Rs As ) ϕ = 1, 028 − 0, 0000288λ − 0, 0016λ hệ số uốn dọc Chiều dài tính tốn: l = µ lo = 0,5.19,5 = 9, 75(m) Đường kính tương đương d p = Độ mảnh λ = 4.b 4.0,32 = = 0,339(m) π π l 9, 75 = = 28, 76 d p 0,339 → ϕ = 1, 028 − 0, 0000288.28, 762 − 0, 0016.28, 76 = 0,959 4.π 142 10−6 ) = 1416,8( kN ) 5.2 Sức chịu tải theo tiêu lý đất nền: Qtc = m.( mR qp.Ap + u∑ mf fsi i ) → Pvl = 0,959.(14,5.103.0,32 + 280.103 m=1 : hệ số điều kiện làm việc cọc đất mR hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc → đất cát mịn mR = 1,1 m f hệ số điều kiện làm việc đất xung quanh cọc (Bảng A.3 TCVN 205-98) f si : ma sát bên cọc đất (Bảng A.2 TCVN 205-98 ) q p : cường độ chịu tải mũi cọc (Bảng A.1 TCVN 205-98 ) Z = 23,5(m), Cá t mịn chặ t vừ a → qp = 3410(kN / m2 ) Ap = 0,3.0,3 = 0,09(m2 ) diện tích tựa lên đất cọc u = 4.0,3 = 1,2(m) chu vi tiết diện ngang li chiều dày lớp đất thứ i chia lớp phân tố Bảng kết tính tốn Độ sâu Chiều dày Phân tố Độ sệt B mf fsi(kN/m2) z(m) li(m) 0,62 2,75 1,5 0,9 11,9 4,5 2,0 1,0 54,5 -0,29 6,5 2,0 1,0 59,0 8,0 1,0 1,0 62,0 9,5 2,0 0,9 25,2 11,5 2,0 0,9 25,7 0,52 13,5 2,0 0,9 26,1 15,5 2,0 0,9 26,6 17,5 2,0 0,9 27,2 10 19,5 2,0 1,0 55,5 Cát mịn 11 21,5 2,0 1,0 57,5 12 23,0 1,0 1,0 59,0 → Qtc = 1.(1,1.3410.0,32 + 1,2.825,7) = 1328,4(kN / m2 ) < Pvl li.mf.fsi (kN/m) 16,1 109,0 118,0 62,0 45,4 46,3 47,0 47,9 49,0 111,0 115,0 59,0 825,7 - Dự kiến số cọc móng từ (6 ÷ 10) cọc → ktc = 1,65 - Sức chịu tải cho phép cọc đơn theo tiêu lý đất Q 1328,4 Qa1 = tc = = 805,1(kN) ktc 1,65 23,500 12 C hia c c lớ p phâ n tốtính sứ c c hịu tả i Mó ng c oïc C 5.3 Sức chịu tải theo tiêu cường độ đất nền: Qa = Q A q Qs A f + p = s s+ p p FS s FS p FS s FS p Tính Qp Ap = 0,3.0,3 = 0,09(m2 ) diện tích đầu cọc q p = cN c + σ 'vp N q + γ d p Nγ c: lực dính đất 23 21,5 19,5 11 17,5 10 15,5 13,5 11,5 9,5 2,75 1,5 2 4 10 2 2 2,000 6,5 0,000 4,5 0,5 (m) σ 'vp : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng độ sâu mũi cọc trọng lượng thân đất σ 'vp = 17,56.3,5 + 10,34.5 + 9, 41.10 + 9, 62.5 = 255, 4( kN / m2 ) γ : trọng lượng thể tích đất độ sâu mũi cọc d p = 0,339(m) đường kính mũi cọc N c , N q , Nγ hệ số sức chịu tải ϕa = 28o38' = 28,63o → Nc = 27,1, Nq = 15,8, Nγ = 17,8 (Bảng V-2 Bài tập Cơ học đất – GS.TS Vũ Công Ngữ) → qp = 18.27,1+ 255,4.15,8+ 9,62.0,339.17,8 = 4581,2( kN ) Qp = Ap.qp = 0,32.4581,2 = 412,3( kN ) Tính Qs Qs = As f s = u ∑ f si li u= 1,2(m): chu vi cọc f si = ca + σ 'h tan ϕ a ϕa = ϕ gó c ma sá t trong ng phương phá p é p tónh) (Hạcọc bằ ca = c lực dính σ 'h = K si σ 'v : ứng suất hữu hiệu đất theo phương vng góc với mặt bên cọc σ 'v = ∑ γ i zi áp lực hữu hiệu theo phương thẳng đứng K si = ( 1÷ 1,4) ( 1− sinϕ ) = 1− sinϕ Độ sâu z(m) 3,5 8,5 18,5 23,5 li(m) c (kN/m2) ϕ (o) 1,5 10 4,5 22,6 15,4 18,0 11o30' 16o50' 13o30' 28o38' Bảng kết tính tốn γ δ v’ δ h’ Ks (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) 17,56 0,80 61,5 49,2 10,34 0,71 113,2 80,4 9,41 0,77 207,2 159,5 9,62 0,52 255,2 132,7 fsi (kN/m2) 14,5 46,9 53,7 90,4 → Qs = 1, 2.1245,3 = 1494, 4(kN ) Q Q 1494, 412,3 → Qa = s + p = + = 884, 6(kN ) < Pvl FS s FS p *Nhận xét: Qa1 = 805,1(kN ) < Qa2 = 884,6(kN ) →dùng Qa1 để thiết kế Xác định số lượng cọc móng: - Áp lực tính tốn giả định tác dụng lên đế đài phản lực gây Q 805,1 ptt = a1 = = 994(kN / m2 ) (3d ) (3.0,3) N ott 2700 A = = = 2,84( m ) - Diện tích sơ đế đài d ptt − n.γ tb h 994 − 1,1.20.2 - Trọng lượng sơ đài cọc đất đài cọc: N dtt = n.γ tb h Ad = 1,1.20.2.2,84 = 125(kN ) - Lực dọc tính tốn sơ xác định cote đế đài: fsi li (kN/m) 21,8 234,5 537,0 452,0 1245,3 N tt = N ott + N dtt = 2700 + 125 = 2825(kN ) - Số lượng cọc sơ bộ: N tt 2825,8 1,3 = 1,3 = 4,6 Qa1 805,1 →chọn số cọc nc = móng cịn chịu tác dụng moment lực xơ ngang Bố trí cọc: - Khoảng cách tâm cọc a ≥ 3.d = 3.0,3 = 0,9(m) - Khoảng cách từ mép đài đến tâm cọc biên 0,7.d = 0,7.0,3 = 0,21(m) → lấy 0,25 (m) - Khoảng cách từ mép đài đến mép cọc 0,1 (m) - Diện tích tiết diện ngang cột xác định sơ theo công thức: N tt 2700.103 Fc = (1 ÷ 1.5) = 1,1 = 258260(mm ) Rb 11,5 150100 - Chọn tiết diện cột Fc = bc lc = 450.600 = 270000(mm ) - Giả thiết chiều cao đài hd = 0,75(m) 450 lc = 600 bc = 450 1400 600 100150 100 150 y O 900 900 150 100 2300 Bốtrí c ọc Mó ng c ọc C Kiểm tra lực truyền xuống cọc: - Diện tích đáy đài thực tế : Ad = 1,4.2,3 = 3,22( m ) - Trọng lượng đài cọc đất đài cọc thực tế : N dtt = n.γ tb h Ad = 1,1.20.2.3,22 = 141,7(kN ) - Lực dọc tính tốn xác định cote đế đài: N tt = N ott + N dtt ' = 2700 + 141,7 = 2841,7(kN ) - Momen tính tốn trọng tâm đế đài: M xtt = M oxtt + H oy hd = 330 + 330.0,75 = 577,5(kN m) M ytt = - Lực truyền xuống dãy cọc biên(1, 3, 4, 6) xác định sau: x tt N max tt N tt M xtt ymax M y xmax = ± nc ± nc nc ∑ yi ∑ xi2 tt → N max = móng lệch tâm phương tt i =1 tt x nc i =1 N M ymax ± nc ∑ yi2 i =1 tt → N max = 2841,7 577,5.0,9 ± 4.0,92 tt Nmax = 634(kN ) = N3tt = N6tt → tt tt tt Nmin = 313,2(kN ) = N1 = N4 - Lực truyền xuống cọc 2, xác định sau: N tt 2872 N =N = = = 473,6(kN ) nc tt tt - Trọng lượng tính tốn cọc : tt Ncoï c = n.γ bt Ac lc = 1,1.25.0,3 22 = 54,5(kN ) tt tt → Nmax + Ncoï c = 634 + 54,5 = 688,5(kN ) < Qa1 = 805,1(kN ) → lực truyền xuống cọc không vượt q giá trị sức chịu tải tính tốn cọc đất tt N = 313,2(kN ) > : không cần xét trường hợp cọc chịu tải trọng nhổ Tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ nhất: Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất móng khối quy ước: ϕ α = tb với ϕtb = ∑ϕ h i i ∑h i = 11o30'.1,5 + 16o50'.5 + 13o30'.10 + 28o38'.5 = 17o39' 1,5 + + 10 + 17o39' →α = ≈ 4,4o Kích thước móng khối quy ước: - Chiều dài: L = bc = 2,1 + 2.21,5.tg 4, 4o = 5, 4( m) Bề rộng: B = 1,2 + 2.21,5.tg 4,4 = 4,5( m) Chiều cao H = 21,5+ = 23,5(m) Trọng lượng móng khối quy ước: G = G1 + G2 + G3 - Trọng lượng lớp đất từ đế đài trở lên: G1 = L B.h.γ bt = 5,4.4,5.2.20 = 972(kN) - - o Trọng lượng lớp đất đế đài cọc (đã trừ phần cọc chiếm chỗ): G2 = ( Aqu - nc Ac ) ∑ γ i hi = (5, 4.4,5 − 6.0,32 ).(17,56.1,5 + 10,34.5 + 9, 41.10 + 9, 62.5) = 5232,9(kN ) - Trọng lượng cọc lớp đất: G3 = 6.0,32(25.1,5+ 15.5+ 15.10 + 15.5) = 182,3(kN ) → G = 972+ 5323,9+ 182,3 = 6478,2(kN ) - Lực dọc tiêu chuẩn tác dụng đáy móng khối quy ước: N tc = N otc + G = 2250 + 6478, = 8728, 2(kN ) - Momen tiêu chuẩn tâm đáy móng khối quy ước: tc tc tc Mox = Mox + Hoy H = 275+ 275.(21,5+ 0,75) = 6393,8(kN.m) tc Moy =0 - Ứng suất đáy móng khối quy ước: tc N tc 6.M xtc 6.M y tc σ max = ± ± B.L B.L2 B L 8728, 6.6393,8 = ± 5, 4.4,5 4,5.5, 42 tc tc tc σ max = 651,5 kN / m σ max + σ 651,5 + 66, tc = = 359, kN / m → σ tb = tc 2 σ = 66, kN / m Áp lực tiêu chuẩn đất đáy móng khối quy ước: ( RM = ( ) ) ( ) m1.m2 (1,1 A.B.γ + 1,1.B.H γ '+ 3.D.c) ktc Kết lý đất thí nghiệm trực tiếp nên lấy ktc = ϕ = 28o38' Tra bảng 3.2 t.28 (Hướng dẫn Đồ án Nền Móng – GS.TS Nguyễn Văn Quảng), nội suy ta có A = 1,031; B = 5,123; D = 7,567 m1 hệ số điều kiện làm việc (Cát mịn) → m1 = 1,2 m2 hệ số điều kiện làm việc cơng trình lấy m2 = 1,1 ( m1 , m2 Tra bảng 3.1 t.27 Hướng dẫn Đồ án Nền Móng – GS.TS Nguyễn Văn Quảng) 2.20 + 1,5.17,56+ 5.10,34 + 10.9,41+ 5.9,62 γ '= = 11,1(kN / m3) + 1,5+ 5+ 10 + 1, 2.1,1 → RM = (1,1.1, 031.4, 6.9, 62 + 1,1.5,123.(21,5 + 2).11,1 + 3.7,567.18) = 2546(kN / m ) tc σ max ≤ 1, R - Kiểm tra điều kiện áp lực tc σ tb ≤ R tc σ max = 651, ( kN / m ) < 1, 2.RM = 1, 2.2546 = 3055, ( kN / m ) Thỏa mãn điều kiện áp lực σ tbtc = 359, ( kN / m ) < RM = 2546 ( kN / m ) Tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ hai: Kiểm tra lún: độ lún móng tính theo độ lún khối móng quy ước có mặt cắt abcd - Ứng suất gây lún đáy móng khối quy ước: σ zgl=0 = σ tbtc − σ zbt=0 - Ứng suất trọng lượng thân gây đáy móng khối quy ước: σ zbt=0 = ∑ γ i hi = 17,56.3,5 + 10,34.5 + 9, 41.10 + 9, 62.5 = 255, 4( kN / m ) i =1 σ = 359, 2(kN / m ) tc tb → σ zgl=0 = 359, − 255, = 103,8( kN / m ) - Tính tốn lún phương pháp cộng lún lớp phân tố Cơng thức tính lún: βi gl σ zi hi i =1 Ei n S= ∑ β= 0,8 Ei môđun đàn hồi lớp đất thứ i l 2.z σ zgli = ko.σ zgl=0 ứng suất gây lún lớp đất thứ i, ko = f ( , ) b b hi chiều dày lớp phân tố thứ i Chia đất đáy móng khối quy ước thành lớp nhỏ với chiều dày lớp 0,2.B = 0,2.4,5 = 0,9(m) Bảng kết tính tốn Độ sâu σ zigl (kN /m2) σ bt (kN/m2) Lớp đất Điểm L/B 2z/B ko z (m) 0,0 0,0 1,000 103,80 255,40 Cát mịn 0,9 0,4 0,968 100,48 264,25 1,2 L= 5400 γ = 9,62(kN / m ) 1,8 0,8 0,830 86,15 273,10 2,7 1,2 0,652 67,68 281,95 E = 6836(kN / m ) 3,6 1,6 0,496 51,48 290,80 a d - Phạm vi gây lún lấy tới điểm có σ bt > 5.σ gl - Độ lún: 0,9 103,8 51,48 + 100,48+ 86,15+ 67,68+ ÷ 6836 2 = 3,85(cm) - Điều kiện: n tuyệ t đố i S ≤ Sgh độlú n lệ ch tương đố i (nhàKhung BTCT cótườ ng chè n ∆Sgh =0,001) ∆S ≤ ∆Sgh độlú H= 23500 S = 0,8.102 o 4,4 Sgh độ lún tuyệt đối, lớn móng đơn, với nhà khung Bê tơng cốt thép Sgh = 8(cm) → S < Sgh Thỏa mãn điều kiện lún tuyệt đối Độ lún lệch tương đối S −S 4, 44 − 3,85 ∆S = = = 0, 001 = ∆S gh = 0, 001 L 500 Thỏa mãn điều kiện lún tương đối b 255,4 c 103,8 264,25 σbtzi 100,48 86,15 273,1 67,68 281,95 290,8 51,48 σglzi ĐƠN VỊ : - Ứ ng suấ t kN/ m2 - C hiề u dà i mm BIỂ U ĐỒ Ứ NG SUẤ T G Â Y LÚ N & Ứ NG SUẤ T DO TRỌNG LƯNG BẢ N THÂ N MÓ NG C ỌC C Kiểm tra chiều cao đài cọc: Rb = 14,5(MPa) Rbt = 1,05(MPa) - Thiết kế bê tông đài cọc B25 N1tt = N4tt = 313,2(kN ) N2tt = N5tt = 473,6(kN ) N3tt = N6tt = 634(kN ) - Lực chống xuyên thủng: N cx = 0,75 ×Acx ×Rbt = 0,75.0,6844.1,05.103 = 539( kN ) 0, 45 + 1, với Acx = 1, 4.0,175 + 0, 475 = 0,6844( m ) - Lực gây xuyên thủng: N xt = ( P3 + P6 ) 0,1 0,1 = 2.634 = 422, ( kN ) 0,3 0,3 → N cx > N xt đài cọc không bị xuyên thủng lc = 600 Ntt M tt tt 650 H 100100 45o 100100 300 600 300 600 300 100100 150100 I I II II I bc = 450 600 1400 I 450 lc = 600 100150 900 900 150 100 I 2300 I 100 150 Kiể m tra xuyê n thủ ng Mó ng c ọc C Tính tốn bố trí cốt thép: sử dụng cốt thép AII có Rs = 280(MPa) Theo phương cạnh dài: - Sơ đồ tính biểu đồ momen: I I P3+P6=1268 (kN) r=0,6 m 0,85 m MI= 760,8 (kN.m) M φ 0,022 = 0,75− 0,1− = 0,639(m) 2 - Momen quanh mặt ngàm I-I: MI = r.(P3 + P6 ) = 0,6.1268 = 760,8(kN.m) - Diện tích cốt thép: - Chiều cao làm việc: ho = hd − 0,1− αm = MI 760,8 = = 0,092 < α R Rb.bm.ho 14,5.103.1,4.0,6392 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 092 = 0, 097 AsI = ξ Rb b.ho 0, 097.14,5.1, 4.0, 639 = 10 = 4493( mm ) Rs 280 - Hàm lượng cốt thép µ = AsI 4493 100% = 100% = 0,5% bh o 1400.639 Chọn φ 22 (as = 380mm2 ) để bố trí: AsI 4493 = = 11,8 → lấy 12 cây( As = 4560(mm ) ) as 380 (bm − 2.abv ).as (1400− 2.50).380 = = 108(mm) lấy s = 110(mm) - Bước cốt thép s = As 4560 - Số lượng n = - Chiều dài thép lI* = lm − 2.abv = 2300 − 2.50 + 2.15 = 2230(mm) Theo phương cạnh ngắn: - Sơ đồ tính biểu đồ momen: II II r= 0,225 m P1+P2+P3=1420,8 (kN) 0,475 m MII= 319,7 (kN.m) M - Chiều cao làm việc: hoII = hoI − 0,014 = 0,639− 0,014 = 0,625(m) - Momen quanh mặt ngàm II-II: MI = r.(P1 + P2 + P3) = 0,225.(313,2 + 473,6 + 634) = 319,7(kN.m) - Diện tích cốt thép: αm = MI 319,7 = = 0,024 < α R Rb.lm.ho 14,5.103.2,3.0,6252 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 024 = 0, 024 AsI = ξ Rb l.ho 0, 024.14,5.2,3.0, 625 = 10 = 1787( mm ) Rs 280 - Hàm lượng cốt thép µ = AsI 1787 100% = 100% = 0,12% bh o 2300.625 Chọn φ14 (as = 154mm ) để bố trí: As 1787 = = 11, → lấy 12 cây( As = 1848( mm ) ) as 154 (lm − 2.abv ).as (2300 − 2.50).154 = = 183(mm) lấy s = 180(mm) - Bước cốt thép s = As 1848 - Số lượng n = * - Chiều dài thép lI = lm − 2.abv = 1400 − 2.50 + 2.15 = 1330(mm) ... = 1, : hệ số động (Theo TCVN 356-2005) - Khi vận chuyển: L 0,207.L 0,207.L M= 0,0214.L2 Sơ đồtính vàbiể u đồmoment vậ n c huyể n - Khi cẩu lắp: L 0,294.L M= 0,0432.L2 Sơ đồtính vàbiể u đồmoment... 0,207.L nd = 1, : hệ số động (Theo TCVN 356-2005) - Khi vận chuyển: M= 0,0214.L2 Sơ đồtính vàbiể u đồmoment vậ n c huyể n 0,207.L - Khi cẩu lắp: L 0,294.L M= 0,0432.L2 Sơ đồtính vàbiể u đồmoment c ẩ... Phương án móng Móng nơng: móng đơn Móng sâu: móng cọc - Đối với phương án móng nơng: Chọn giải pháp xử lý đệm cát PHẦN IV THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN MÓNG NƠNG MĨNG M1 Giải pháp xử lý đất: - Căn vào điều