thuyết minh đồ án móng cọc đặc hình vuông
ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Bộ môn: Kỹ thuật Xây dựng ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG (PHẦN MÓNG CỌC ĐÓNG ÉP) Sinh viên: TRẦN DI THƯƠNG STT: 50 Lớp: 59 CNXD-2 I SỐ LIỆU CƠNG TRÌNH Tên cơng trình: “Nhà Ngoại Ô ” Sơ đồ đặc điểm cơng trình thiết kế: Tải trọng tính tốn tác dụng chân cột SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Số hiệu tải trọng: 50 Cột B2: Combo Comb Comb Comb Comb Nút: QX 21.7465 23.5301 0.9973 0.7863 QY 1.368 3.6771 47.7467 42.7016 N 1994.4997 1994.5244 1874.292 2064.7321 MX 0.1446 4.4172 85.4021 80.8403 My 41.3081 43.3378 1.1116 0.9181 Mz 0.4217 0.4439 0.0825 0.0603 Từ combo ta thấy Combo nội lực chân cột lớn nút nên ta chọn Combo để tính tốn cho đồ án Cịn combo cịn lại ta kiểm tra sau N0 = 2064.73 KN M0x = 80.84 KN.m Q0y = 42.7 KN M0y = 0.92 KN.m Q0x = 0.79 KN M0z = 0.0603 KN.m + Tải trọng tiêu chuẩn: PHẦN II SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT Phương pháp khảo sát : Thí nghiệm phịng kết hợp khoan khảo sát ngồi trường, sử dụng phương pháp xuyên tiêu chuẩn SPT Khu vực xây dựng móng B2, Thơng qua hố khoan HK4 ta thấy có lớp đất với đặt tính xây dựng khác Các số liệu tiêu lí : ( lấy lại số liệu địa chất móng đơn) Kích thước cột: 220x400 (mm) Số hiệu lỗ khoan : HK4 BẢNG CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA NỀN ĐẤT Các tiêu lý Chiều dày (m) Hạt sỏi (%) SVTH: TRẦN DI THƯƠNG Lớp 2.5 Lớp 2a 2.6 - Lớp 6.9 - MSSV:59132533 Lớp 4.8 - ĐỒ ÁN MÓNG CỌC Các tiêu lý Hạt cát (%) Hạt bụi (%) Hạt sét (%) Độ ẩm tự nhiên (%) Dung trọng ướt (T/m3 ) Dung trọng khô (T/m3 ) Dung trọng đẩy (T/m3) Tỷ trọng (T/m3) Độ bão hòa (%) Độ rỗng (%) Hệ số rỗng Giới hạn chảy (%) Giới hạn dẻo (%) Chỉ số dẻo Độ sệt Góc ma sát () Lực dính (kg/cm2) SPT GVHD: BẠCH VĂN SỸ Lớp 38.4 22.1 37.0 23.2 2.00 1.62 1.03 2.72 93 41 0.681 35.4 16.5 18.9 0.36 1221’ 0.256 – 13 Lớp 2a 66.1 13.1 20.8 19.5 2.00 1.67 1.05 2.70 85 38 0.616 27.2 14.9 12.3 0.37 1402’ 0.207 - 13 Lớp 25.6 28.5 45.9 21.61 2.01 1.65 1.05 2.73 90 40 0.655 44.1 21.8 22.4 -0.01 1431’ 0.375 15 – 39 Lớp 38.2 23.1 38.7 24.39 1.99 1.60 1.01 2.72 95 41 0.699 38.1 18.9 19.2 0.29 1231’ 0.280 10 - 29 Đánh giá số liệu địa chất: Dựa vào tiêu chuẩn TCVN 9362 – 2012 : “Thiết kế nhà công trình” tiêu chuẩn TCVN 9351 – 2012 “Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT” Ta tiến hành đánh giá số liệu địa chất sau: Lớp 1: Sét, màu nâu vàng - xám xanh - nâu đỏ - nâu, trạng thái dẻo cứng – dẻo mềm - Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 35.4% – 16.5% = 18.9% Vì IP =18.9% > 17% (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất đất sét - Độ sệt: IL = = = 0.354 Vì 0.25 < IL = 0.33 < 0.5 (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất sét trạng thái dẻo cứng - Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.93 < (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất thuộc loại đất bão hòa nước SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC - Môđun biến dạng E: E a c (N SPT 6) 10 = GVHD: BẠCH VĂN SỸ = 4.2 (MPa) * Nhận xét: Lớp đất đất sét trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất bão hòa nước, dày 4m Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm cho cơng trình Lớp 2a: Sét pha, màu nâu vàng - xám xanh – nâu đỏ - nâu, trạng thái dẻo cứng - Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 27.2% – 14.9% = 12.3% Vì IP = 12.3% < 17% (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất đất sét pha - Độ sệt: IL = = = 0.373 Vì 0.25 < IL = 0.373 < 0.5 (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất sét pha trạng thái dẻo cứng - Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.854 < (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất thuộc loại đất bão hòa nước E a c (N SPT 6) 10 = = 4.5 (MPa) - Môđun biến dạng E: * Nhận xét: Lớp đất đất sét pha trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất bão hòa nước, dày 1.5m Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm cho cơng trình Lớp 2: Sét, màu xám xanh – nâu vàng – nâu đỏ, trạng thái nửa cứng – cứng - Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 44.1% – 21.8% = 22.3% Vì IP = 22.3% > 17% (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất đất sét - Độ sệt: IL = = = - 0.008 Vì IL = - 0.008 < (Tra bảng – TCVN 9362:2012) SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ => Đất sét trạng thái cứng - Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.9 < (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất thuộc loại đất bão hòa nước E a c (N SPT 6) 10 = = 11.8 (MPa) - Môđun biến dạng E: * Nhận xét: Lớp đất đất sét trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất bão hòa nước, dày 8m Mẫu đất đạt u cầu dùng để làm cho cơng trình Lớp 3: Sét, màu xám trắng – nâu vàng – xám tro, trạng thái dẻo cứng - Chỉ số dẻo: IP = WL – WP = 38.1% - 18.9% = 19.2% (Tra bảng – TCVN 9362:2012) Vì IP = 19.2% > 17% => Đất đất sét - Độ sệt: IL = = = 0.285 Vì 0.25 < IL = 0.285 < 0.5 (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất sét trạng thái dẻo cứng - Độ bão hòa: 0.8 < G = 0.95 < (Tra bảng – TCVN 9362:2012) => Đất thuộc loại đất bão hịa nước - Mơđun biến dạng E: E a c (N SPT 6) 40 3(16 6) 10 10 = = 10.6 (MPa) * Nhận xét: Lớp đất đất sét trạng thái dẻo cứng, thuộc loại đất bão hòa nước, dày 5m Mẫu đất đạt yêu cầu dùng để làm cho công trình Nền đất: Số hiệu lỗ khoan: LK04 SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ - Mặt cắt địa chất: SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Đề xuất phương án móng cọc đài thấp Cơng trình có tải trọng lớn Khu đất xây dựng tương đối phẳng Nền đất gồm lớp: đặc điểm lớp trình bày phần đánh giá kết địa chất Chọn giải pháp móng cọc đài thấp thi cơng phương pháp đóng, ép SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Phương án: Dùng cọc BTCT 30x30cm, đặt đài vào lớp đất 1, mũi cọc hạ sâu xuống lớp thứ khoảng 14 m Thi cơng phương pháp đóng Lựa chọn vật liệu Đài cọc: Bêtông: B30, M400, 1700T/; 130 T/ Cốt thép: thép chịu lực đài thép loại AII có 28000 T/ Lớp lót đài: bêtơng M100 dày 10cm Đài liên kết với cột cọc (xem vẽ) Thép cọc neo đài 20mm đầu cọc đài 15cm Cọc đúc sẵn: Bêtông: B30, M400, 1700 T/; 130 T/ Cốt thép: thép chịu lực AII có 28000 T/ Thép đai AI có 22500 T/ Các chi tiết cấu tạo xem vẽ Chiều dày bê tơng bảo vệ cốt thép đáy móng: abv = 5cm Chọn độ sâu đặt đáy đài Đối với móng cọc đài thấp: hm 0.7 hmin (Chiều sâu đặt đáy đài hm phải thỏa mãn điều kiện chịu tải ngang áp lực bị động đất) Với: hmin = Trong đó: : góc ma sát lớp đất đặt đáy đài = 12021’ = 12.350 Qtt = QOx + QOy = 0.7863 + 42.702 = 43.4883KN : Tổng lực xô ngang tác dụng lên đài : trọng lượng riêng lớp đất đáy đài = (g/cm3) Giả sử b = 2m : bề rộng móng theo phương vng góc với phương lực xơ ngang => hmin = = = 0.831 (m) => 0.7 hmin = 0.7 x 0.831 = 0.5817 (m) Vậy ta chọn chiều sâu đặt đài hm = 1.8 (m) tính từ mặt đất tự nhiên để đảm bảo yêu cầu chịu lực Chọn đặc trưng móng cọc Chiều dài cọc: 14.3m, tiết diện cọc: 30x30cm SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Tính tốn sức chịu tải cọc: Sức chịu tải cọc BTCT tiết diện đặc, hình vng, chịu nén tính theo cơng thức: Trong đó: diện tích tiết diện ngang bêtơng cọc; cường độ tính tốn bêtơng nén mẫu hình trụ; cường độ tính tốn cốt thép; diện tích tiết diện ngang cốt thép cọc; hệ số uốn dọc cọc, thông thường lấy 1, trừ trường hợp cọc xuyên qua tầng đất yếu (than bùn, bùn, sét yếu) lúc lấy theo bảng 3.1 sau: Trong đó: – chiều dài tính tốn cọc, không kểphần cọc nằm lớp đất yếu bên trên; b, d – chiều rộng cạnh cọc đường kính cọc; Tính tốn sức chịu tải cọc đơn: Sức chịu tải cọc theo độ bền vật liệu làm cọc ( Cốt thép cọc: thép AII có , thép dọc chịu lực cọc chọn 4Ф14 Diện tích tiết diện ngang cọc bêtơng: Cường độ tính tốn bêtơng làm cọc ứng với bêtơng có cấp độ bền B30: Diện tích tiết diện ngang cốt thép cọc: SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Vì cọc khơng xun qua than bùn nên ( Tính lại để biết kĩ thêm ) Hệ số biến dạng: Với: Vì giá trị k rải khoảng rộng, thay đổi phụ thuộc vào loại đất, việc xác định phức tạp Tuy nhiên, nhận thấy hệ số k bé tức bé, nghĩa chiều dài làm việc cọc tính lớn, nghĩa an tồn Do đó, để đơn giản tính tốn, ta đề xuất sử dụng hệ số k = 7000 kN/m4 : Bề rộng quy ước cọc = d + = 0.3 + = 1.3 (m) (Vì d = 0.3 < 0.8 m) γc: Hệ số đk làm việc cọc làm việc độc lập γc = E: Modul đàn hồi vật liệu bê tông cọc (B30) E = 32.5 * 103 Mpa = 32.5 * 106 (KN/m2) I: Momen quán tính tiết diện cọc: I = = 6.75*10-4 (m4) = 0.6732 Xác định chiều dài tính tốn: ltt ltt = 0.7 * l1 Với móng cọc đài thấp: chiều dài l = ta có, chiều dài tính từ đáy đài tới vị trí xem ngàm viết lại: l1 = = = 2.971 (m) ltt = 0.7 * l1 = 0.7 * 2.971 = 2.0797 (m) Xác định độ mảnh : Với: r: Bán kính quán tính mặt cắt ngang cọc r = = 0.0866 (m) = 24.015 SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 10 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Xác định áp lực tiêu chuẩn đáy móng quy ước: Cường độ tính tốn nền: Trong đó: Hệ số điều kiện làm việc đất Ở đất đất sét (Tra bảng 15 Trang 26 TCVN 9362 :2012) Hệ số điều kiện làm việc cơng trình tương tác với Vì nhà có sơ đồ kết cấu mềm nên Hệ số tin cậy Do tiêu lý xác định thí nghiệm trực tiếp đất nên A, B, DCác hệ số không thứ nguyên Với(Tra bảng 14 trang25TCVN 9362 :2012) ta được: A = 0.31; B = 2.24; D = 4.77 – Trị tính tốn trọng lượng riêng hiệu qủa đất đáy móng –Độ sâu chơn khối móng quy ước đến cốt thiên nhiên –Trị tính tốn trung bình trọng lượng riêng hiệu đất phạm vi = Trọng lượng riêng hiệu lớp đất: MNN cách mặt đất tự nhiên 1.5m Từ mặt đất tự nhiên đến 1.5m lớp đất ta có: Cường độ tính tốn nền: Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn đáy móng: Thỏa mãn điều kiện kiểm tra Áp lực gây lún đáy móng quy ước: = kN/ SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 32 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Kiểm tra biến dạng đất Dùng phương pháp cộng lún lớp để tính độ lún tuyệt đối móng Với lớp đất có kết thí nghiệm nén ép: = Với lớp đất khơng có kết thí nghiệm nén ép: = Trong đó: = 0.8 Hệ số không thứ nguyên Ứng suất gây lún trung bình phạm vi lớp phân tố thứ i xác định trung bình cộng ứng suất gây lún đáy đỉnh lớp phân tố Chiều dày lớp phân tố i Độ lún lớp phân tố thứ i Chia nhỏ lớp đất đáy móng quy ước phạm vi chiều dày nén lún thành lớp phân tố Chiều dày lớp phân tố không vượt 0.25b = 0.252.662 =0.67m.Chọn chiều dày lớp 0.6 m Áp lực gây lún đáy móng quy ước: = BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG NỀN ĐẤT SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 33 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Bảng nội tra : Lớp đất Lớp Điểm xét hi, m Mũi cọc 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 Lớp zi 0 pđz (kN/m 2) 273.77 285.83 297.89 309.83 321.77 333.71 SVTH: TRẦN DI THƯƠNG l/b 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 2z/ b K0i 0.4 0.9 1.3 1.8 2.2 0.94 0.76 0.56 0.40 0.30 p0z (kN/m 2) 235.80 222.36 179.68 132.52 96.443 71.213 p0zbt (kN/m 2) 229.08 201.02 156.10 114.48 83.828 Ei (kN/m 2) 11800 11800 10600 10600 10600 MSSV:59132533 Si (m) 0.009 32 0.008 18 0.007 07 0.005 18 0.003 34 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC 0.6 345.65 1.1 2.7 0.22 53.999 62.606 GVHD: BẠCH VĂN SỸ 78 0.002 10600 84 0.036 37 Chiều sâu vùng chịu nén (Chiều sâu tính lún htl kể từ đáy móng) HL = 3.6 m Độ lún móng: = < Sgh = 8cm Kết luận: Vậy giới hạn đến độ sâu 3.6 m kể từ đáy móng Thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối PHỤ LỤC CÁC BẢNG TRA Bảng phân loại đất theo thành phần hạt SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 35 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ Bảng quy định trạng thái chặt đất theo hệ số rỗng e Đánh giá giá trị số tiêu lý đất thông qua kết SPT SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 36 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 37 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 38 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 39 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 40 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ TCVN - 10304 SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 41 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 42 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 43 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 44 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC GVHD: BẠCH VĂN SỸ TCVN - 10304 SVTH: TRẦN DI THƯƠNG MSSV:59132533 45 ĐỒ ÁN MÓNG CỌC SVTH: TRẦN DI THƯƠNG GVHD: BẠCH VĂN SỸ MSSV:59132533 46 ... (T/m3 ) Dung trọng khô (T/m3 ) Dung trọng đẩy (T/m 3) Tỷ trọng (T/m 3) Độ bão hòa (% ) Độ rỗng (% ) Hệ số rỗng Giới hạn chảy (% ) Giới hạn dẻo (% ) Chỉ số dẻo Độ sệt Góc ma sát () Lực dính (kg/cm 2) SPT... dày (m) Hạt sỏi (% ) SVTH: TRẦN DI THƯƠNG Lớp 2.5 Lớp 2a 2.6 - Lớp 6.9 - MSSV:59132533 Lớp 4.8 - ĐỒ ÁN MÓNG CỌC Các tiêu lý Hạt cát (% ) Hạt bụi (% ) Hạt sét (% ) Độ ẩm tự nhiên (% ) Dung trọng ướt (T/m3... 411.102 Pmax Pmin 447.7353 374.4687 Tên cọc (KN) Tải trọng tác dụng lên cọc (Tính theo Combo 2) Tên cọc tt Mxtt Mytt (KN) (KN.m) (KN.m) N xj xi2 yj yi2 Pi (KN) 2055.48 0.897 53.269 -0.45 0.2025 -0.3