PHẦN 1 THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 1.1 THÔNG KÊ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình. Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau: • Áp lực của bất cứ vùng nào trong nền đều không vượt quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ đất nền). • Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu). • Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không vượt quá giá trị cho phép. • Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế. • Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công. Công trình trường Đại học công nghệ GALVESTON gồm có 11 tầng, 1 tầng thượng và 1 mái, cốt ± 0,000 m được đặt tại vị trí mặt bằng sàn tầng 1, mặt cốt đất tự nhiên là 0,450 m. Chiều cao công trình kể từ cốt ± 0,000 m là 44,8 m. Kết cấu công trình sử dụng hệ khung lõi chịu lực. Công trình dự kiến sử dụng phương án móng sâu, 2 phương án được đưa ra để so sánh và lựa chọn là phương án móng cọc khoan ép và cọc khoan nhồi. 1.1.1 Khối lượng khảo sát Khối lượng khảo sát gồm 04 hố khoan ký hiệu HK1 đến HK4. Trong đó, mỗi hố khoan sâu 70m. Tổng độ sâu khoan khảo sát là 280 m. Thí nghiệm chùy tiêu chuẩn : 140 lần Lấy mẫu đất nguyên dạng để thí nghiệm trong phòng xác định các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất : 140 mẫu. Chi tiết như sau: Ký hiệu Cao độ HK giả định Độ sâu (m) Số mẫu nguyên dạng (mẫu) Số lần thử SPT (lần) HK1 ±0,00 70,0 35 35 HK2 ±0,00 70,0 35 35
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - PHẦN III NỀN MĨNG 30% NHIỆM VỤ ĐƯỢC GIAO: 1- THƠNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 2- PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC BTCT ĐÚC SẴN 3- PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC BTCT ĐÚC TẠI CHỖ 4- SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN P.A TỐI ƯU Thiết kế móng cọc ép 33 CHƯƠNG … THIẾT KẾ MĨNG CỌC ĐÚC SẴN THI CƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP -PHẦN THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 1.1 THÔNG KÊ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT - Thiết kế bên nhà cao tầng bao gồm tính tốn liên quan đến móng cơng trình Việc thiết kế móng phải đảm bảo tiêu chí sau: Áp lực vùng không vượt khả chịu lực đất (điều kiện cường độ đất nền) Ứng suất kết cấu không vượt khả chịu lực suốt trình tồn kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu) Chuyển vị biến dạng kết cấu (độ lún móng, độ lún lệch móng) khống chế không vượt giá trị cho phép Ảnh hưởng việc xây dựng cơng trình đến cơng trình lân cận khống chế Đảm bảo tính hợp lý tiêu kỹ thuật, khả thi công thời gian thi công - Cơng trình trường Đại học cơng nghệ GALVESTON gồm có 11 tầng, tầng thượng mái, cốt ± 0,000 m đặt vị trí mặt sàn tầng 1, mặt cốt đất tự nhiên -0,450 m Chiều cao cơng trình kể từ cốt ± 0,000 m 44,8 m Kết cấu cơng trình sử dụng hệ khung lõi chịu lực Cơng trình dự kiến sử dụng phương án móng sâu, phương án đưa để so sánh lựa chọn phương án móng cọc khoan ép cọc khoan nhồi 1.1.1 Khối lượng khảo sát - Khối lượng khảo sát gồm 04 hố khoan ký hiệu HK1 đến HK4 Trong đó, hố khoan sâu 70m Tổng độ sâu khoan khảo sát 280 m - Thí nghiệm chùy tiêu chuẩn : 140 lần - Lấy mẫu đất nguyên dạng để thí nghiệm phòng xác định tiêu lý lớp đất : 140 mẫu Chi tiết sau: Ký hiệu Cao độ HK giả định Độ sâu (m) HK1 ±0,00 70,0 Thiết kế móng cọc ép Số mẫu nguyên dạng (mẫu) 35 Số lần thử SPT (lần) 35 34 HK2 ±0,00 70,0 35 35 HK3 ±0,00 70,0 35 35 HK4 ±0,00 70,0 35 35 Tổng cộng 280,0 m 140 mẫu 140 lần 1.1.2 Đặc điểm phân bố đặc trưng lý lớp đất - Theo kết khảo sát đất gồm lớp khác Do độ dốc lớp nhỏ, chiều dày đồng nên cách gần xem đất điểm cơng trình có chiều dày cấu tạo mặt cắt địa chất điển hình - Căn vào số liệu ghi nhận trường kết thí nghiệm phịng 140 mẫu đất ngun dạng, chúng tơi thành lập 04 hình trụ địa chất 04 hố khoan mặt cắt địa chất cơng trình - Kể từ mặt đất hữu đến độ sâu khảo sát 70m, đất khu vực xây dựng cấu tạo 05 lớp đất thể rõ hình trụ hố khoan mặt cắt địa chất cơng trình - Kết mơ tả sau : Lớp đất 1: Sét dẻo chảy đến dẻo mềm Lớp đất sét số có bề dày hố khoan bảng sau Thành phần lớp chủ yếu sét, bột, bụi lẫn cát mịn, màu xám nâu vàng, trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm - H K H K H K H K H K h ( m ) 4, 3, 4, 5, Chiều dày trung bình HK2 = 3,8 m Đặc trưng lý chủ yếu lớp sau: - Độ ẩm tự nhiên - Dung trọng tự nhiên : tn 1, 716( g / cm ) - Dung trọng đẩy : dn 0, 733( g / cm3 ) - Lực dính đơn vị : C = 0,166 (kG/cm2) - Góc ma sát : φ = 6019’ - Sức kháng xuyên động : N =0–2 - Hệ số rỗng tự nhiên eo = 1,318 - Kết thí nghiệm nén khơng nở hơng: Cấp áp lực (kG/cm2) Thiết kế móng cọc ép : : ω = 47,6% 0, 0,2 50,5 , 1 2 4 35 1, Hệ số rỗng (e) 1,0 59 , Moduyn E (kG/cm2) 0, 0, 0, 2 5, 3 9, 1, Lớp đất 2: Bùn sét chảy Lớp đất bùn sét, có bề dày hố khoan bảng sau Thành phần lớp chủ yếu sét, cát mịn, bột, hữu cát mịn, màu xám đen, xám xanh, trạng thái chảy - H K H K H K H K H K h ( m ) 1, 2, 2, 0, Chiều dày trung bình HK2 = 12,9 m Đặc trưng lý chủ yếu lớp sau: - Độ ẩm tự nhiên : ω = 80,10% - Dung trọng tự nhiên : tn 1, 401( g / cm ) - Dung trọng đẩy : dn 0, 484( g / cm3 ) - Lực dính đơn vị : C = 0,091 (kG/cm2) - Góc ma sát : φ = 3023’ - Sức kháng xuyên động : N =0–2 - Hệ số rỗng tự nhiên eo = 2,368 - Kết thí nghiệm nén không nở hông: : Cấp áp lực (kG/cm2) 0, Hệ số rỗng (e) 2, Moduyn E (kG/cm2) Thiết kế móng cọc ép 0,2 50,5 1,8 64 , 1 , 6 , , 4 1, 0, 1, 6, 36 7 Lớp đất 3: Sét sét dẻo mềm đến dẻo cứng Lớp đất sét , sét có bề dày hố khoan bảng sau Thành phần lớp chủ yếu sét, cát bụi lẫn bột, màu nâu xám, vàng nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng - H K H K H K H K H K h ( m ) 0, 9, 1, 5, Chiều dày trung bình HK2 = 9,4 m Đặc trưng lý chủ yếu lớp sau: - Độ ẩm tự nhiên : ω = 28,40% - Dung trọng tự nhiên : tn 1,899( g / cm ) - Dung trọng đẩy : dn 0,932( g / cm3 ) - Lực dính đơn vị : C = 0,246 (kG/cm2) - Góc ma sát : φ = 12013’ - Sức kháng xuyên động : N = – 15 - Hệ số rỗng tự nhiên eo = 0,824 - Kết thí nghiệm nén không nở hông: : Cấp áp lực (kG/cm2) 0, Hệ số rỗng (e) 0, 0,2 50,5 0,7 68 , , 7 Moduyn E (kG/cm2) 2 4-8 0, 0, 0,6 85 6, 9 0, 10 9,0 08 Lớp đất 4: Cát mịn đến thô, chặt vừa đến chặt Lớp cát mịn đến thơ, có bề dày bảng sau Thành phần lớp đất cát mịn đến thô, màu vàng nâu xám, trạng thái chặt vừa đến chặt H Thiết kế móng cọc ép H H H H 37 - K K K K K h ( m ) 8, 7, 9, 2, Chiều dày trung bình HK2 = 17,5 m Đặc trưng lý chủ yếu lớp sau: - Độ ẩm tự nhiên : ω = 20,20% - Dung trọng tự nhiên : tn 1,943( g / cm ) - Dung trọng đẩy : dn 1, 010( g / cm3 ) - Lực dính đơn vị : C = 0,044 (kG/cm2) - Góc ma sát : φ = 29056’ - Sức kháng xuyên động : N = 11 – 50 - Hệ số rỗng tự nhiên eo = 0,648 - Kết thí nghiệm nén khơng nở hông: : 0, Cấp áp lực (kG/cm2) 0,2 50,5 0,6 00 Hệ số rỗng (e) , , Moduyn E (kG/cm2) 2 4-8 0, 0, 0,5 45 7, 7 4, 13 4,9 04 Lớp đất 5: Sét dẻo cứng Lớp sét dẻo cứng có bề dày bảng sau (đến hết chiều sâu khảo sát) Thành phần lớp đất sét lẫn cát, trạng thái dẻo cứng - H K H K H K h ( m ) 5, 6, H K 3, H K 7, Chiều dày trung bình HK2 = 26,40 m Thiết kế móng cọc ép 38 Đặc trưng lý chủ yếu lớp sau: - Độ ẩm tự nhiên : ω = 23,70% - Dung trọng tự nhiên : tn 1,947( g / cm ) - Dung trọng đẩy : dn 0,992( g / cm3 ) - Lực dính đơn vị : C = 0,305 (kG/cm2) - Góc ma sát : φ = 14052’ - Sức kháng xuyên động : N = 17 – 24 - Hệ số rỗng tự nhiên eo = 0,762 - Kết thí nghiệm nén khơng nở hơng: : Cấp áp lực (kG/cm2) 0, Hệ số rỗng (e) 0, Moduyn E (kG/cm2) 0,2 50,5 0,7 24 , , 2 4-8 0, 0, 0,6 53 2, 8 4, 12 0,2 57 1.1.3 Hình trụ hố khoan: Địa chất dùng tính tốn cho phần móng xác định theo vị trí móng tính tốn mặt bố trí hố khoan Trong bài, theo định GVHD, cấu tạo địa chất hố khoan số (HK2) chọn để thiết kế móng Thiết kế móng cọc ép 39 Hình 1.1 Trụ địa tầng HK2 1.1.4 Mặt cắt địa chất cơng trình Thiết kế móng cọc ép 40 Hình 1.2 Mặt cắt địa chất cơng trình (HK1-HK2) Thiết kế móng cọc ép 41 1.1.5 Tổng hợp tiêu lý Bảng 1.1 Bảng tiêu lý tiêu chuẩn đất Bảng 1.2 Bảng tiêu lý tính tốn đất Thiết kế móng cọc ép 42 Bảng 2.7 Nội lực truyền xuống cọc móng cột C1 với cặp nội lực - Trọng lượng cọc: Pc 1,1.25.0, 4.0, 4.(26 0, 7) 111,32 (kN) - Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc thỏa mãn điều kiện: �Pmax Pc 869, 292 111,32 980, 612( kN ) �Qa ( dn ) 1093,58( kN ) � �Pmin 811,801( kN ) Vậy cọc thỏa mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra phản lực đầu cọc móng cột C1 với cặp nội lực 3: - tt tt tt Lực dọc tính tốn đáy đài: N N o N d 7284,42 917,1 8201,52 (kN) - Mơmen tính tốn đáy đài : Chiều cao đài móng hd 1, 7(m) tt tt M Xtt M OX QOY hd 17,967 54,68.1, 110,923 tt tt M Ytt M OY QOX hd 95,643 53,07.1, 185,862 - Lực truyền xuống cọc: Pi tt (kN.m) (kN.m) N tt M Xtt yi M Ytt x i � � n �yi2 �xi2 Kiểm tra phản lực đầu cọc móng cột C1 với cặp nội lực dùng để tính toán Cọ c n Mtty tt M x Ntt (kN) (kN.m (kN.m) ) xi (m) yi (m) x2i (m) y2i (m) �x i (m2) �y i (m2) -1,2 -1,8 1,44 3,240 -1,8 3,240 1,2 -1,8 1,44 3,240 8201,5 12 110,92 185,86 11,52 21,60 -1,2 -0,6 1,44 0,360 -0,6 0,360 1,2 -0,6 1,44 0,360 Kiểm tra phản lực đầu cọc móng cột C1 với cặp nội lực dùng để tính tốn Cọ c n Mtty tt M x Ntt (kN) (kN.m (kN.m) ) 10 11 12 xi (m) yi (m) x2i (m) y2i (m) -1,2 1,2 -1,2 1,2 0,6 0,6 0,6 1,8 1,8 1,8 1,44 1,44 1,44 1,44 0,360 0,360 0,360 3,240 3,240 3,240 �x i (m2) �y i (m2) Pi (kN) 656,417 667,972 679,526 666,743 678,297 689,852 Pi (kN) 677,068 688,623 700,177 687,394 698,949 710,503 Bảng 2.8 Nội lực truyền xuống cọc móng cột C1 với cặp nội lực Thiết kế móng cọc ép 60 - Trọng lượng cọc: Pc 1,1.25.0, 4.0, 4.(26 0, 7) 111,32 (kN) - Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc thỏa mãn điều kiện: �Pmax Pc 710,503 111,32 821,823(kN ) �Qa ( dn ) 1093,85( kN ) � �Pmin 656, 417(kN ) Vậy cọc thỏa mãn điều kiện chịu lực 2- Kiểm tra độ bền khối móng qui ước Xác định góc truyền lực: tb ; tb góc ma sát trung bình lớp đất Bảng 2.9 Bảng xác định góc ma sát trung bình lớp đất - Diện tích khối móng quy ước: Fqu Lqu Bqu Lqu Lo 2.L.tg( ) 2.25,3.tg(2, 2o ) �5,95 (m) Bqu Bo 2.L.tg( ) 2,8 2.25,3.tg(2, 2o ) �4, 75 (m) H qu L D f 25,3 2, 28( m) Fqu 5,95.4, 75 28, 263(m ) - Tải tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước: Trọng lượng thân đài: Gd d hd bd ld 25.1, 7.4, 4.3, 598, (kN) Trọng lượng thân cọc: G2 n. c Lc Fc 12.25.25,3.0, 42 1214, 4(kN) Trọng lượng đất khối móng quy ước ( khơng kể trọng lượng cọc đài) G3 ( Fqu H qu n Ap L Fd hd ). tb (28, 263.28 12.0, 2.25,3 4, 4.3, 2.1, 7).7, 32 5262(kN ) Trọng lượng khối móng quy ước: Gqu Gd G2 G3 598, 1214, 5262 7074,8(kN) Lực dọc tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước: N tc N otc Gqu 8104,97 7074,8 15179, 77(kN ) Thiết kế móng cọc ép 61 Hình 2.8 Khối móng quy ước chân cột C1 Bảng 2.10 Bảng xác định trọng lượng riêng trung bình khối móng quy ước Moment tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước: M xtc M oxtc Qytc (L hd ) 13, 68 102,34.(25,3 1, 7) 2776,86( kN m) M ytc M oytc Qxtc (L hd ) 14, 27 30, 07.(25,3 1, 7) 826,16( kN m) Ứng suất đáy khối móng quy ước: N tc 15179, 77 p 537,1 Bqu Lqu 4, 75.5,95 tc tb Thiết kế móng cọc ép (kN/m2) 62 tc max p tc p đó: M xtc M ytc 15179, 77 N tc 2776,86 826,16 673,1( kN / m ) 2 4, 75.5,95 5,95.4, 75 Bqu Lqu Wx Wy 4, 75.5,95 6 M xtc M ytc 15179, 77 N tc 2776,86 826,16 401,1( kN / m ) 2 5,95.4, 75 Bqu Lqu Wx Wy 4, 75.5,95 4, 75.5,95 6 Trong Wx ; Wy moment chống uốn khối móng quy ước Điều kiện để ổn định là: �ptbtc �R tc � tc tc �pmax �1, 2.R � tc �pmin �0 Trong đó: R tc m1.m2 ( A.b. B.D f D.c) k tc Với: m1 ; m2 hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc cơng trình tác động qua lại với đất Tra bảng 15 TCVN 9632-2012 ta có m = 1,1 ; m2 = 1,3 ktc hệ số tin cậy chọn ktc = lấy trực tiếp từ thí nghiệm tính tốn A; B; D hệ số phụ thuộc vào góc ma sát (Đáy móng quy ước nằm lớp đất o thứ có 29 56 ' tra bảng 14 TCXD 9632-2012) Ta có: A 1,1414; B 5,575; D 7,927 dung trọng lớp đất đáy móng quy ước: 10,1(kN / m3 ) dung trọng lớp đất từ đáy móng quy ước trở lên: h 0,8.17,16 (3,8 0,8).7,33 12,9.4,84 9, 4.9,32 1,9.10,1 1 � i i 7,32(kN / m3 ) h 3,8 12,9 9, 1,9 c lực dính lớp đất đáy móng quy ước c = 4,4 (kN/m ) b chiều rộng khối móng quy ước b = Bqu = 4,75 m Df chiều sâu đặt đáy khối móng quy ước => R tc 1,3.1,1 (1,1414.4, 75.10,1 5,575.28.7, 32 7,927.4, 4) 1762,174 (kN/m2) ptbtc 537,1(kN / m ) R tc 1762,174(kN / m ) tc pmax 673,1(kN / m ) 1, 2.R tc 1, 2.1762,174 2114, 61(kN / m ) tc Ta thấy: pmin 401,1(kN / m ) Vậy đáy khối móng quy ước thỏa điều kiện ổn định 2.6.4 KIỂM TRA ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA KHỐI MĨNG QUI ƯỚC - Ta tính tốn độ lún theo quan điểm biến dạng tuyến tính Thiết kế móng cọc ép 63 - Tính độ lún cho móng cọc trường hợp tính độ lún khối móng quy ước thiên nhiên - Ứng suất thân đáy khối móng quy ước: bt � i hi 204,95(kN / m ) Bảng 2.11 Bảng tính tốn tổng ứng suất đáy khối móng quy ước - tc Áp lực móng truyền cho nền: ptb 537,1(kN / m ) - Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước: Pgl ptbtc bt 537,1 204,95 332,15( kN / m ) �Lqu 2.z � ; � �Bqu B qu � � gl ko Pgl bt i hi � � ; với ko tra bảng C.1 TCVN 9632-2012 dựa vào - Chia đất đáy khối móng quy ước thành lớp phân tố có bề dày m (hi ≤ Bqu/4) - Đất đáy khối móng quy ước có E = 13490,4 (kN/m 2) > 5000 (kN/m2) nên kể từ gl 0, 2. bt xem móng khơng lún - Sau tính tốn độ lún tới độ gl 39,93(kN / m ) 0, 2. bt 0, 2.305,95 61,19(kN / m ) - sâu z = 10 m thấy nên ta dừng lại e e S � 1i 2i hi e1i Tính lún theo cơng thức: Trong đó: S độ lún cố kết (m) ei hệ số rỗng tương ứng phần lớp thứ i hi chiều dày lớp phân tố thứ i (m) - Vì đáy móng quy ước lớp lớp mà ta tính lún lớp nên ta dùng biểu đồ quan hệ e-p lớp để tính tốn lún cho khối móng quy ước Thiết kế móng cọc ép 64 BIỂU ĐỒ QUAN HỆ e-p 12 10 e 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 p (kN/m2) Hình 2.9 Biểu đồ thể quan hệ e-p lớp Bảng 2.12 Bảng tính tốn độ lún lớp đáy móng quy ước Vậy độ lún khối móng quy ước là: Si = 54,9 (mm) Ta có: Si = 54,9 (mm) < Sgh = 80 (mm) (Theo TCVN 9632-2012) Độ lún khối móng quy ước thỏa điều kiện biến dạng Thiết kế móng cọc ép 65 Hình 2.10 Biểu đồ thể độ lún móng cột C1 2.6.5 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Thiết kế móng cọc ép 66 Qxtt 34,58(kN ); Qytt 117, 69(kN ) - Tải truyền xuống móng: - Hợp lực hai thành phần lực ngang tác dụng: Q tt (Qxtt ) (Qytt ) 34,582 117, 69 122, 665( kN ) Lực cắt tác dụng lên cọc là: Ho Qtt 122, 665 10, 222(kN ) 12 12 I b.h3 0, 4.0, 43 2,133.103 (m4 ) 12 12 - Moment quán tính tiết diện cọc: - Bề rộng quy ước cọc: Theo TCXD 10304-2014 Khi d < 0,8 m bc = 1,5.d + 0,5 (m) Khi d ≥ 0,8 m bc = d + (m) - Cọc có tiết diện (400 x 400 mm) bc = 1,5.0,4 + 0,5 = 1,1 (m) - Môdun đàn hồi bê tông B30: Eb 32,5.10 ( MPa) 32,5.10 (kN / m ) - K : hệ số có thứ nguyên (kN/m 4) Đầu cọc nằm lớp đất lớp lớp nên: K1.h1.(h1 2.h2 ) K h22 5000.1,1.(1,1 2.1, 7) 5000.1, K 5000(kN / m ) 2 hah 2,8 hah 2.(d 1) 2.(0, 1) 2,8(m) Trong đó: h ah h1 h2 Chọn K = K1 = K2 = 5000 (kN/m2) (Tra bảng A.1 TCVN 10304-2014) bd K bc 5000.1,1 5 0, 602 Eb I 32,5.106.2,133.103 - Hệ số biến dạng: - Chiều dài cọc đất tính đổi: le bd l 0, 602.(26 0, 7) 15, 241(m) Với l khoảng cách thực tế tính từ mũi cọc đến đáy đài - Tra bảng G.2 TCXD 205-1998, ta có: Ao 2, 441; Bo 1, 621; Co 1, 751 (Với le > m) Xác định chuyển vị ngang yo góc xoay ψo đầu cọc: Chuyển vị ngang tiết diện cọc lực đơn vị Ho = gây ra: HH 1 Ao 2, 441 1, 614.10 4 (m / kN ) 3 Eb I 0, 602 32,5.10 2,133.10 bd Chuyển vị ngang tiết diện cọc lực đơn vị Mo = gây ra: HM 1 Bo 1, 621 6, 452.10 5 (1/ kN ) 3 Eb I 0, 602 32,5.10 2,133.10 bd Góc xoay tiết diện cọc lực đơn vị Ho = gây ra: MH HM 1 Bo 1, 621 6, 452.10 5 (1/ kN ) 3 Eb I 0,602 32,5.10 2,133.10 bd Thiết kế móng cọc ép 67 Góc xoay tiết diện cọc lực đơn vị Mo = gây ra: MM 1 Co 1, 751 4,196.10 5 (1/ kN m) bd Eb I 0, 602.32,5.106.2,133.10 3 Moment uốn lực cắt đầu cọc: H o 10, 222(kN ); M o M H o lo Với: lo = (m) chiều dài tự cọc (cọc đài thấp) M moment uốn đài tác dụng lên đầu cọc Chuyển vị ngang góc xoay cọc cao trình mặt đất: yo H o HH M HM 10, 222.1, 614.10 4 1, 65.103 (m) o H o MH M MM 10, 222.6, 452.105 6, 6.104 (rad) Tính tốn chuyển vị ngang góc xoay cọc mức đáy đài: yo o lo o H lo3 M.lo2 yo 1, 65.10 3 (m) 1(cm) 3.Eb I 2.Eb I H.lo2 M.lo o 6, 6.104 ( rad ) 2.Eb I Eb I => Giá trị nhỏ xấp xỉ Chuyển vị góc xoay cọc đáy đài thỏa mãn điều kiện chuyển vị góc xoay giới hạn Áp lực z (kN / m ) , moment uốn M z (kN.m) , lực cắt Qz ( kN ) , lực dọc N z (kN ) tiết diện cọc tính theo cơng thức sau: H K M z ze ( yo A1 o B1 C1 o D1 ) bd bd bd Eb I bd Eb I (kN/m2) M z ( bd2 Eb I yo A3 bd Eb I o B3 M C3 Ho D3 ) bd (kN.m) Qz ( bd3 Eb I yo A4 bd2 Eb I o B4 bd M C4 H o D4 ) (kN) Nz N Trong đó: ze chiều sâu tính đổi, ze bd z với bd 0, 602 A1 ; B1;C1 ; D1; A4 ; B4 ; C4 ; D4 ; A3 ; B3 ; C3 ; D3 Thiết kế móng cọc ép tra bảng G.3 TCVN 205-1998 68 Bảng 2.13 Moment dọc thân cọc Mz (kN.m) Z (m) 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 M (kN.m) Hình 2.11 Biểu đồ moment dọc thân cọc Thiết kế móng cọc ép 69 Bảng 2.14 Lực cắt dọc thân cọc Qz (kN) Z (m) -6.000 -4.000 -2.000 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.00012.000 Q (kN) Hình 2.12 Biểu đồ lực cắt dọc thân cọc Thiết kế móng cọc ép 70 Bảng 2.15 Giá trị áp lực ngang dọc thân cọc σz (kN/m2) Z (m) -3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 σ (kN/m2) Hình 2.13 Biểu đồ giá trị áp lực ngang dọc thân cọc Thiết kế móng cọc ép 71 Kiểm tra ổn định đất xung quanh cọc: Theo TCVN 205-1998 Phụ lục G: Vì cọc có d = 0,4 m chiều dài cọc đất 25,3 m hạ vào lớp lớp cát mịn đến thô, chặt vừa đến chặt nên ta không cần kiểm tra ổn định đất xung quanh cọc Kiểm tra cốt thép cọc: - Cốt thép dọc: Tính lượng cốt thép dọc cọc cấu kiện chịu uốn với tiết diện vuông: b = 400 mm; h = 400 mm Từ moment dọc theo thân cọc ta có moment lớn M max 13, 041( kN m) M 13, 041 0, 014 b Rb b.ho 1.17000.0, 4.(0, 0,03) Với abv = 30 mm 2. 2.0, 014 0, 0141 As b Rb b.ho 0, 0141.1.17000.0, 4.(0, 0,03) 9, 72.105 (m ) Rs 365000 Do lượng thép cọc chọn 8∅20 có As 25,12(cm ) nên dọc đủ khả chịu moment tải trọng gây - Cốt thép ngang: Lực cắt bê tông chịu: Qb 3 (1 f n ).R bt b.ho 0, 6.(1 0).1, 2.103.0, 4.(0, 0, 03) 106,56(kN ) Trong đó: 3 0, bê tồng nặng Ta có: QYmax 10, 222(kN ) Qb 106,56(kN ) nên cốt đai chọn theo cấu tạo Chọn cốt đai lớn cho cọc ∅8s200 nhỏ cho cọc ∅8s50 2.6.6 TÍNH ĐÀI CỌC 1- Kiểm tra xuyên thủng đài cọc - Ta thấy tháp chọc thủng với góc 45o bao trùm hết đầu cọc nên ta kiểm tra với tháp chọc thủng nhỏ 45o - Vậy ta không cần kiểm tra chọc thủng cho đài 2- Tính thép đài cọc - Xem đài cọc làm việc conson ngàm mép cột, chịu tác dụng thẳng đứng từ cọc Thiết kế móng cọc ép 72 Hình 2.14 Tháp xuyên thủng móng cột C1 - Tải tác dụng lên đầu cọc tính trên: - Moment mặt ngàm I-I M I I (P1 P4 P7 P10 ).0,825 (811,801 815,979 820,156 824,334).0,825 - M I I 2699, 623( kN m) - Moment mặt ngàm II-II M II II (P1 P2 P3 ).1, 425 ( P4 P5 P6 ).0, 225 M II II (811,801 834, 28 856, 759).1, 425 (815,979 838, 458 860,937).0, 225 - M II II 4132,51(kN m) - Tính thép theo phương X: m M I I 2699, 623 0, 0155 b Rb b.ho 1.14,5.103.4, 4.(1, 0, 05) 2. m 2.0, 0155 0, 0156 Thiết kế móng cọc ép 73 Hình 2.15 Sơ đồ tính thép đài cọc Diện tích cốt thép theo phương X: As Rb b.h0 0, 0156.14,5.103.4, 4.(1, 0, 05) 5,865.10 3 Rs 280000 (m2) Chọn bố trí cố thép: Chọn 24ø18 rãi với khoảng cách s = 180 mm ( As chọn = 61,08 cm2) - Tính thép theo phương Y: m M II II 4132,51 0, 0327 b Rb b.ho 1.14,5.10 3, 2.(1, 0, 05) 2. m 2.0, 0327 0, 0333 Diện tích cốt thép theo phương Y: As Rb b.h0 0, 0333.14,5.103.3, 2.(1, 0, 05) 9,105.103 Rs 280000 (m2) Chọn bố trí cố thép: Chọn 24ø22 rãi với khoảng cách s = 130 mm ( As chọn = 91,2 cm2) - Thép lớp trên: Chọn thép ø12s200 phân bố cho lớp - Thép lớp bên: Chọn thép ø12s300 phân bố cọc Thiết kế móng cọc ép 74 ... xác định độ lún móng cọc ta coi móng cọc khối móng quy ước bao gồm cọc phần đất cọc - Vì việc tính tốn móng khối quy ước giống tính tốn móng nơng thiên nhiên (bỏ qua ma sát mặt bên móng) trị số... Trên sở ta cân nhắc giải pháp móng - Đối với giải pháp móng nơng: Móng bè Thiết kế móng cọc ép 43 - Đối với giải pháp móng sâu: Móng cọc đúc sẵn ( cọc đóng, cọc ép) cọc khoan nhồi Dựa vào điều... móng quy ước thỏa điều kiện ổn định 2.6.4 KIỂM TRA ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA KHỐI MÓNG QUI ƯỚC - Ta tính tốn độ lún theo quan điểm biến dạng tuyến tính Thiết kế móng cọc ép 63 - Tính độ lún cho móng cọc