Đang tải... (xem toàn văn)
Hướng dẫn đồ án Nền móng ĐH SPKT TPHCM (9 điểm), file pdf đồ án nền móng, gồm : Thống kê địa chất, thiết kế móng đơn, thiết kế móng băng, thiết kế móng cọc, .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH MỤC LỤC CHƯƠNG I THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1 Tại phải thống kê địa chất ? 1.2 Phân loại tiêu : .4 1.3 Bài toán cường độ : Thống kê địa chất móng cọc : 2.1 Thơng tin cơng trình : 2.2 Thống kê đơn nguyên : 2.3 Thống kê tiêu đơn : 2.5 Hệ số rỗng theo cấp tải ei 2.6 Độ ẩm W (%) : 12 2.7 Thống kê tiêu kép : 13 2.8 Tổng hợp thống kê địa chất .20 2.9 Phân loại đất : 21 Thống kê địa chất móng nơng : .24 3.1 Thơng tin cơng trình : 24 3.2 Thống kê đơn nguyên : 24 3.3 Thống kê tiêu đơn : 25 3.4 Hệ số rỗng theo cấp tải ei : 27 3.5 Độ ẩm W (%) : 29 3.6 Giới hạn nhão WL (%) .30 3.7 Giới hạn dẻo Wp (%) .30 3.8 Thống kê tiêu gián tiếp : 31 3.9 Thống kê tiêu kép : 31 3.10 Tổng hợp thống kê địa chất .35 3.11 Phân loại đất : 36 CHƯƠNG II TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG ĐƠN .40 Tại chọn phương án thiết kế móng đơn ? 40 Các thông số địa chất 41 Thông số vật liệu .42 Chiều sâu đặt móng 42 Xác định sơ kích thước móng 43 Kiểm tra kích thước móng .44 6.1 Điều kiện ổn định .44 6.2 Điều kiện cường độ 45 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 6.3 Điều kiện trượt 46 6.4 Điều kiện biến dạng ( lún xoay ) .47 6.5 Điều kiện chống xuyên .47 Tính tốn bố trí thép cho móng 49 7.1 Theo phương cạnh dài MC 1-1 .49 7.2 Theo phương cạnh ngắn MC 2-2 50 CHƯƠNG III TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG 51 Tại chọn phương án móng băng ? 51 Các thông số 52 Thông số vật liệu .53 Sơ tính tốn móng băng 53 Tổng hợp nội lực, xác định điểm đặt tâm lực 53 Kiểm tra kích thước móng .55 6.1 Điều kiện ổn định .55 6.2 Điều kiện cường độ 55 6.3 Điều kiện biến dạng lún 56 6.4 Điều kiện chống cắt cánh móng .56 Tính tốn bố trí cốt thép 57 7.1 Tính tốn cốt thép móng 57 7.2 Tính tốn cốt thép dầm móng .58 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC .61 Tại chọn phương án thiết kế móng cọc? 61 Các thông số 62 Thông số vật liệu 63 Chọn sơ chiều sâu chôn móng kích thước cọc .64 4.1 Chiều sâu đặt cọc 64 4.2 Kích thước cọc 64 Xác định sức chịu tải cọc 65 5.1 Sức chịu tải theo vật liệu 65 5.2 Sức chịu tải theo tiêu lý đất 66 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 69 6.1 Bố trí cọc đài 70 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 70 Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy móng khối quy ước tính lún cho móng 72 Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy khối móng quy ước tính lún cho móng 73 9.1 Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy khối móng quy ước 73 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG 9.2 10 GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Điều kiện biến dạng lún 74 Xác định chiều cao tính thép cho đài cọc 75 10.1 Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chống xuyên thủng hạn chế: .75 10.2 Tính thép cho đài cọc .76 11 Kiểm tra cẩu, lắp cọc 78 11.1 Kiểm tra trình vận chuyển .78 11.2 Kiểm tra cọc trình lắp dựng 79 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH CHƯƠNG I THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT Lý thuyết thống kê : 1.1 Tại phải thống kê địa chất ? Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế móng có số lượng hố khoan nhiều số lượng mẫu đất lớn lớp đất lớn vấn đề đặt lớp đất phải chọn đưuọc đại diện tiêu cho Ban đầu khoan lấy mẫu dựa vào quan sát thay đổi màu, hạt độ mà ta chia thành lớp đất Theo TCVN 9362-2012 gọi lớp địa chất công trình tập hợp giá trị có đặc trưng lý phải có hệ số biến động nhỏ Vì ta phải loại trừ mẫu có chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho đơn nguyên chất Vì thống kê địa chất công việc quan trọng tính tốn móng 1.2 Phân loại tiêu : Chỉ tiêu vật lý : Khối lượng riêng tự nhiên mẫu đất: 𝛾 Độ ẩm mẫu đất: W Khối lượng riêng hạt: 𝛾s Các tiêu vật lý khác : Khối lượng riêng khô đất: 𝛾d Khối lượng riêng bão hòa: 𝛾sat Khối lượng riêng đẩy nổi: 𝛾dn Hệ số rỗng đất: e Độ bão hòa đất: G Độ rỗng đất: n Chỉ tiêu cường độ : Cường độ chống cắt hiểu lực chống trượt lớn đơn vị diện tích mặt trượt khối đất trượt lên khối đất Sức chống cắt phụ thuộc vào lực dính đơn vị ( c ) góc mà sát (φ) Nhiệm vụ người thiết kế móng thực tế nhận định, đánh giá số liệu kết thí nghiệm xác định c φ mà đơn vị khảo sát địa chất cung cấp Từ chọn lấy giá trị số c φ hợp lý hơn, đáng tin cậy để dùng cho việc tính tốn thiết kế móng Ứng suất cắt: Lực dính: c Góc ma sát đất: Các tiêu biến dạng : DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Hệ số nén lún Modun biến dạng Hệ số rỗng ứng với cấp áp lực 1.3 Bài toán cường độ : Sức chịu tải đất nền, khả chống trượt, khả chống lật Bài toán biến dạng Độ lún tức thời độ lún ổn định Các phương pháp thống kê Chỉ tiêu kép: c, 𝜑 Chỉ tiêu đơn: tiêu lại 2.1 Thống kê địa chất móng cọc : Thơng tin cơng trình : Cơng trình : NHÀ Ở PHÙNG KHẮC KHOAN Địa điểm: PHÙNG KHẮC KHOAN, PHƯƠNG ĐA KAO, QUẬN 1, TP.HCM Tiêu chuẩn tính tốn, thống kê: TCVN 9153-2012 TCVN 93622012 Khảo sát : Khối lượng khoan: 01 hố khoan, hố khoan sâu 45m 2.2 Thống kê đơn ngun : Theo tiêu chuẩn tính tốn thống kê: TCVN 9362-2012 với TCVN 91532012 Phân chia đơn nguyên địa chất: chiều sâu khoan khảo sát -45m hố khoan Các trạng thái đất nên sau: Tên Hố lớp khoan HK1 HK1 Bảng 2.1 Bảng thống kê đơn nguyên địa chất Độ Số hiệu mẫu sâu Bề dày Độ sâu Mô tả đất đáy (m) Số hiệu Từ Đến lớp HK1-1 1.8 2.0 Sét pha, màu nâu đỏ nâu vàng - xám xanh 4.6 3.5 HK1-2 3.8 4.0 Trạng thái dẻo cứng dẻo mềm Sét lẫn sạn sỏi Leterit, màu nâu đỏ - xám 6.5 1.9 HK1-3 5.8 6.0 trắng Trạng thái dẻo cứng DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG HK1 GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 9.2 2.7 HK1-4 7.8 HK1-5 HK1-6 HK1-7 HK1-8 HK1-9 HK1-10 HK1-11 HK1-12 HK1-13 HK1-14 HK1-15 HK1-16 HK1-17 HK1-18 HK1-19 9.8 11.8 13.8 15.8 17.8 19.8 21.8 23.8 25.8 27.8 29.8 31.8 33.8 35.8 37.8 HK1 38.5 29.3 HK1 40.5 2.0 HK1 45.0 4.5 8.0 Sét pha nặng, màu xám trắng - nâu vàng Trạng thái dẻo cứng 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 Cát pha, màu nâu hồng 24.0 - nâu vàng - xám trắng - nâu đỏ 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0 38.0 Sét pha nặng, màu nâu vàng - nâu hồng - nâu HK1-20 39.8 40.0 xám Trạng thái nửa cứng HK1-21 41.8 42.0 Sét, màu nâu vàng nâu hồng Trạng thái HK1-22 44.8 45.0 cứng Chọn lớp làm mẫu: Cát pha, màu nâu hồng – nâu vàng – xám trắng – nâu đỏ 2.3 Thống kê tiêu đơn : Trọng lượng riêng tự nhiên tn (kN/m3) Bảng 2.2 Bảng tính tốn dung trọng STT Số hiệu mẫu tn (kN/m3) tb (kN/m3) |i-tb| |(i-tb)2| Ghi HK1-5 HK1-6 20.8 20.7 20.5 0.30 0.20 0.09 0.04 Nhận Nhận DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG 10 11 12 13 14 15 GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH HK1-7 HK1-8 HK1-9 HK-10 HK1-11 HK1-12 HK1-13 HK1-14 HK1-15 HK1-16 HK1-17 HK1-18 HK1-19 Tổng 20.8 20.6 21.2 20.9 20.7 21.4 20.1 20.2 19.9 20.5 19.8 19.9 20.0 307.5 0.30 0.10 0.70 0.40 0.20 0.90 0.40 0.30 0.60 0.00 0.70 0.60 0.50 0.09 0.01 0.49 0.16 0.04 0.81 0.16 0.09 0.36 0.00 0.49 0.36 0.25 3.44 Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận độ lệch bình phương trung bình: = ∑ (A − A ) = = 0.495 Ta có: n = 15 v = 2.64 ( Bảng A.3) . = 0.495 x 2.64 = 1.3068 Ta thấy: |𝛾 − 𝛾 |𝑚𝑎𝑥 = 0.9 < = 1.3068 nên khơng có sai số thơ bị loại 2.3.1 Kiểm tra thống kê : độ lệch bình phương trung bình = ∑ (A − A ) = = 0.495 (dùng cho tiêu đơn γ, W, e,…) Hệ số biến động: = = = 0.024 Điều kiện: ≤ [] Ta có: 0.024 ≤ 0.05 (thỏa mãn điều kiện) Với [] = 0.05 theo giá trị [] mục 4.1.4 (TCVN 9153 - 2012) Tập hợp mẫu chọn 2.3.2 Xác định giá trị tiêu chuẩn : = ∑ = = 20.5 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 2.3.3 Xác định giá trị tính tốn trạng thái giới hạn : Theo TTGH I : Độ tin cậy = 0.95, tra bảng A.1 TCVN 9362 – 2012 ta được: t = 1.76 (n-1=14) = = = 0.01 √ √ = (1 ± ) = 20.5x(1 ± 0.01) = (20.27 ÷ 20.73) Theo TTGH II : Độ tin cậy = 0.85, tra bảng A.1 TCVN 9362 – 2012 ta được: t = 1.08 (n-1=14) = = = 6.69 × 10 √ √ = (1 ± ) = 20.5x(1 ± 6.69 × 10 ) = (20.36 ÷ 20.64) (n-1) 𝐭 tt 2.5 Bảng 2.3 Bảng giá trị dung trọng tính tốn TTGH I TTGH II 0.95 0.85 14 14 0.01 0.00669 1.76 1.08 20.27 ÷ 20.73 20.36 ÷ 20.64 Hệ số rỗng theo cấp tải ei Hệ số rỗng tự nhiên eo STT Số hiệu mẫu eo HK1-5 HK1-6 HK1-7 HK1-8 HK1-9 HK1-10 HK1-11 HK1-12 HK1-13 0.546 0.483 0.540 0.497 0.446 0.467 0.528 0.432 0.602 eotb |eoi-eotb| |(eoi-eotb)2| 0.55 0.004 0.067 0.010 0.053 0.104 0.083 0.022 0.118 0.052 0.00002 0.00449 0.00010 0.00281 0.01082 0.00689 0.00048 0.01392 0.00270 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG 10 11 12 13 14 15 GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH HK1-14 HK1-15 HK1-16 HK1-17 HK1-18 HK1-19 Tổng 0.571 0.663 0.567 0.669 0.652 0.568 8.231 0.021 0.113 0.017 0.119 0.102 0.018 0.00044 0.01277 0.00029 0.01416 0.01040 0.00032 0.08062 độ lệch bình phương trung bình = ∑ (e − e ) = = 0.076 Hệ số biến động : = = = 0.138 Điều kiện ≤ [] 0.138 < 0.3 ( thỏa mãn điều kiện ) Với [] = 0.3 theo giá trị [] mục 4.1.4 (TCVN 9153-2012) Hệ số rỗng e tương ứng với cấp tải trọng P = 50 (KN/m2) STT 10 11 12 13 14 15 Số hiệu mẫu HK1-5 HK1-6 HK1-7 HK1-8 HK1-9 HK1-10 HK1-11 HK1-12 HK1-13 HK1-14 HK1-15 HK1-16 HK1-17 HK1-18 HK1-19 Tổng e50 0.506 0.466 0.497 0.470 0.424 0.443 0.497 0.401 0.564 0.524 0.630 0.545 0.644 0.633 0.547 7.791 e50tb |e50i-e50tb| |(e50i-e50tb)2| 0.52 0.014 0.054 0.023 0.050 0.096 0.077 0.023 0.119 0.044 0.004 0.110 0.025 0.124 0.113 0.027 0.0002 0.0029 0.0005 0.0025 0.0092 0.0059 0.0005 0.0142 0.0019 0.0000 0.0121 0.0006 0.0154 0.0128 0.0007 0.0795 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH độ lệch bình phương trung bình = ∑ (e −e ) = = 0.075 Hệ số biến động : = = = 0.144 Điều kiện ≤ [] 0.144 < 0.3 ( thỏa mãn điều kiện ) Với [] = 0.3 thoe giá trị [] mục 4.1.4 (TCVN 9153-2012) Hệ số rỗng tương ứng với cấp tải trọng P = 100 (kN/m2) STT 10 11 12 13 14 15 Số hiệu mẫu e100 HK1-5 HK1-6 HK1-7 HK1-8 HK1-9 HK1-10 HK1-11 HK1-12 HK1-13 HK1-14 HK1-15 HK1-16 HK1-17 HK1-18 HK1-19 Tổng 0.482 0.457 0.479 0.457 0.412 0.430 0.481 0.391 0.547 0.505 0.609 0.534 0.630 0.621 0.534 7.569 e100tb |e100i-e100tb| |(e100i-e100tb)2| 0.50 0.018 0.043 0.021 0.043 0.088 0.070 0.019 0.109 0.047 0.005 0.109 0.034 0.130 0.121 0.034 0.0003 0.0018 0.0004 0.0018 0.0077 0.0049 0.0004 0.0119 0.0022 0.0000 0.0119 0.0012 0.0169 0.0146 0.0012 0.0773 độ lệch bình phương trung bình = ∑ (e −e ) = = 0.074 Hệ số biến động : = = = 0.148 Điều kiện ≤ [] 0.148 < 0.3 ( thỏa mãn điều kiện ) DƯ CHÍ KHANG 10 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Xác định sức chịu tải cọc 5.1 Sức chịu tải theo vật liệu Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn R = φ(R A + R A ) R = 0.99(14500x0.16 + 260000x8.04x10 ) = 2503.75 kN Ap : Diện tích tiết diện ngang (Ap = 0.16 m2 ) Rb : Cường độ chịu nén tính tốn bê tông ( Rb = 11.5 Mpa = 11500 kN/m2 ) Rb : Cường độ chịu nén tính tốn cốt thép( Rsc = 260 Mpa=260000 kN/m2 ) As : Tổng diện tích cốt thép cọc ( As = 8.04 cm2 = 8.04x10-4 m2 ) Cọc vuông cạnh r : φ = 1.028 – 0.0000288 λ2 – 0.0016 λ = 0.99 Chọn sơ đồ tính cọc đầu ngàm vào đài móng đầu khớp v= 0.7 Độ mãnh λ : λ = = = 14 ( lo = vl = 0.7x8 = 5.6 m ) DƯ CHÍ KHANG 65 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 5.2 Sức chịu tải theo tiêu lý đất 5.2.1 Sức chịu tải cọc chống 𝑅, = 𝛾𝑞 𝐴 𝑅 , = 1𝑥20000𝑥0.16 = 3200 kN Rc,u : Sức chịu tải trọng nén (kN) 𝛾 : Hệ số điều kiện làm việc cọc 𝛾 = qp : Cường độ sức kháng đất mũi cọc chống ( qp = 20 Mpa = 20000 kN/m2 ) 5.2.2 Sức chịu tải cọc treo loại, kể cọc có lõi đất hạ phương pháp đóng ép R , = 𝛾𝒄 (𝛾 𝑞 𝐴 + 𝑢 ∑ 𝛾 𝑓 𝑙 Rc,u Sức chịu tải trọng nén (kN) u : Chu vi tiết diện ngang thân cọc ( u = 4x0.4 = 1.6 m ) 𝛾 𝛾 : Hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc thân cọc( B1 ) fi : Cường độ sức kháng trung bình đất lớp thứ i thân cọc (Bảng 3) li : Chiều dài đoạn cọc nằm lớp thứ i qp : Cường độ sức kháng đất mũi cọc ( Tra bảng ), với chiều sâu mũi cọc 17 (m) đất cát hạt bụi, trạng thái chặt vừa nội suy tìm dược qp =1710 kPa Ap : Diện tích tiết diện ngang bê tơng (Ap = 0.16 – 8.04x10-4 = 0.16 m2 ) Lớp đất 1 2 3 4 4 Tổng Dựa vào số sệt Ip độ sâu trung bình lớp đất thứ i ta có fi li Độ sâu Độ sệt fi γcf 𝛾 𝑓𝑙 (m) tb Li ( Kn/m2) (m) 3.2 0.39 26.42 52.84 1.2 4.8 0.39 27.68 33.216 1.2 Sạn sỏi 58 69.6 1.5 7.35 Sạn sỏi 37.025 55.5375 9.1 0.47 29.265 58.53 1.8 11 0.47 28.46 51.228 12.9 Cát bụi 36.32 72.64 1.5 14.65 Cát bụi 37.72 56.58 1.8 16.3 Cát bụi 38.78 69.804 18.8 Cát bụi 39.92 79.84 17 519.9755 Kết tính tốn tóm tắt bảng sau: Vậy R , = 1𝑥(1𝑥1710𝑥0.16 + 1.6𝑥519.9755 = 1105.561 𝑘𝑁 DƯ CHÍ KHANG 66 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 5.2.3 Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất R , = 𝑞 𝐴 + 𝑢∑𝑓𝑙 Rc,u : Sức chịu tải cực hạn cọc Rc,u (kN) c : Lực dính đất mũi cọc ( c = 6.38 kN/m2 ) 𝑞 : Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng đất gây cao trình mũi cọc Nc Nq : hệ số sức chịu tải đất mũi cọc ( Tra bảng ) Với nội suy ta được: (Nc = 113.16, Nq = 21.36) u : Chu vi tiết diện ngang thân cọc ( u = 4x0.4 = 1.6 m ) li : Chiều dài đoạn cọc nằm lớp thứ i fi : Cường độ sức kháng trung bình đất lớp thứ i thân cọc (Bảng 3) Ap : Diện tích tiết diện ngang (Ap = 0.16 m2 ) 𝑞 = 19.95𝑥3.5 + 20.6𝑥1.9 + 19.7𝑥2.7 + 20.5𝑥7.8 = 322.055 𝑘𝑁/𝑚 qp : Cường độ sức kháng đất mũi cọc (𝑞 = 𝑐𝑁 + 𝑞 𝑁 ) 𝑞 = 𝑐𝑁 + 𝑞 𝑁 = 6.38𝑥113.16 + 322.055𝑥21.36 = 7601.06 𝑘𝑁/𝑚 Vậy R , = 7601.06𝑥0.16 + 1.6𝑥519.9755 = 2048.13 𝑘𝑁 5.2.4 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT Công thức viện kiến trúc Nhật Bản (1988) R , = 𝑞 𝐴 + 𝑢 ∑(𝑓 𝑙 + 𝑓 𝑙 ) Rc,u : Sức chịu tải cực hạn cọc Rc,u (kN) u : Chu vi tiết diện ngang thân cọc ( u = 4x0.4 = 1.6 m ) Ap : Diện tích tiết diện ngang (Ap = 0.16 m2 ) qp : Cường độ sức kháng đất mũi cọc, với mũi cọc nằm lớp đất rời: qp = 300Np = 300 x 14 = 4200 (kN/m2) ; Np = 14 số SPT trung bình Cường độ sức kháng đất thân cọc fi : (Đất rời) fsi = 3.33 × Nsi Trong đó: Ns1 = Ns2 = 11 Ns3 = Ns4 = 14 fs1 = 3.33 × Ns1 = 3.33 × = 13.32 fs2 = 3.33 × Ns2 = 3.33 × 11 = 36.63 fs3 = 3.33 × Ns3 = 3.33 × = 16.65 fs4 = 3.33 × Ns4 = 3.33 × 14 = 46.62 Nhóm fsi Lớp Ztrên Zdưới Zitb lsi (m) fsi.lsi đất (kPa) Đất 1.5 4.6 3.05 13.32 3.1 41.292 rời DƯ CHÍ KHANG 67 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 4.6 6.5 5.55 6.5 9.2 7.85 9.2 17 13.1 Đất rời Đất rời Đất rời 36.63 1.9 69.597 16.65 2.7 44.955 46.62 7.8 363.636 519.48 Tổng Vậy R , = 4200𝑥0.16 + 1.6𝑥519.48 = 1503.168 𝑘𝑁 Bảng tổng hợp sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc Giá trị Theo vật liệu Rvl 2503.75 kN Theo tiêu lý đất R , Theo tiêu cường độ đất R , 2048.13 kN Theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT R , 1503.17 kN 1105.56 kN 5.2.5 Sức chịu tải cho phép cọc Điều kiện kiểm tra 𝑁 ≤ 𝑅, =𝑅, Ncd : giá trị tính tốn tải trọng nén tác dụng lên cọc Rck : Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén cực hạn (Rcu) Rck = (R , , R , , R , ) o : Hệ số điều kiện làm việc n : Hệ số tầm quan trọng cơng trình k : Hệ số tin cậy theo đất Do móng thiết kế móng nhiều cọc (4 cọc) nên hệ số điều kiện làm việc o 1.15 Cơng trình cấp II nên lấy hệ số tầm quan trọng cơng trình n 1.15 Cọc thiết kế cọc treo chịu tải trọng nén móng cọc đài thấp có đáy đài nằm lớp đất biến dạng lớn nên lấy giá trị k phụ thuộc vào số lượng cọc đài móng.Móng thiết kế có 01 đến 05 cọc nên lấy k 1.75) DƯ CHÍ KHANG 68 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Thơng số Sức chịu tải cọc theo vật liệu Giá trị Rvl 2503.75 kN Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất R , 1105.56 kN Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất R , 2048.13 kN Sức chịu tải cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT R , = 1503.17 kN Giá trị sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,k = 1105.56 kN Hệ số điều kiện làm việc o = 1.15 Hệ số tầm quan trọng cơng trình n = 1.15 Hệ số tin cậy theo đất k = 1.75 Sức chịu tải cho phép cọc Rc,a = 631.75 (kN ) Sức chịu tải thiết kế cọc Rc,d = 631.75 (kN ) Xác định số lượng cọc bố trí cọc Xác định sơ số lượng cọc đài móng: 𝑛 = (1 ÷ 1.4) n : số cọc đài Ntt : tải trọng tính tốn thẳng đứng truyền xng móng Ptk : Giá trị tính tốn sức chịu tải thiết kế cọc đơn 𝑛 = 1.3𝑥 = 3.6 Chọn n=4 (cọc) DƯ CHÍ KHANG 69 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 6.1 Bố trí cọc đài Khoảng cách bố trí (s) hai tim cọc phải 3d, khoảng cách từ tim cọc đến mép dài d, khoảng cách từ mép cọc đến mép đài d = 400 mm (với d kích thước cạnh cọc) Cọc phải bố trí cho tim cột trùng với trọng tâm nhóm cọc Mặt bố trí cọc Sau bố trí cọc vào đài ta xác định lại kích thước đài Bđ x Lđ = 2.1m x 2.1m Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc Tải trọng tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức: P = +∑ y +∑ Ntt : Tải trọng tính tốn thẳng đứng truyền thẳng xuống móng (Ntt =1764.22 kN) W : Trọng lượng trung bình đài đất độ sâu Df 𝑊 = 𝐵đ 𝑥𝐿đ 𝑥𝐷𝑓𝑥𝛾 = 2.1𝑥2.1𝑥1.5𝑥22 = 145.53 𝑘𝑁 n : Số lượng cọc đài Mx ; My : Moment xoay quanh trục X Y (Mtt = 81.58 kN.m) DƯ CHÍ KHANG 70 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH xi, yi : Tọa độ tim cọc theo phương X Y (lấy giá trị âm dương theo chiều dương quy ước) x1 = x2 = -0.6m ; x3 = x4 = 0.6m Do móng chịu lệch tâm phương nên tải trọng tác dụng lên đầu cọc tính theo: P =P = = +∑ P =P = = ×x +∑ − × 0.6 = 443.45 kN ×x + × 0.6 = 511.43 kN Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 𝑃 0 𝑁 + 𝑊 ≤ n𝑅 , 511.43 𝑘𝑁 < 𝑃 = 𝑅 , = 631.75 𝑘𝑁 443.45 𝑘𝑁 > 1764.22 + 145.53 = 1909.75 𝑘𝑁 ≤ n𝑅 , = 0.795𝑥4𝑥631.75 = 2008.965 𝑘𝑁 Thỏa mãn điều kiện Theo công thức hiệu ứng nhóm Converse Labarre: ( ) ( ) =1−θ & 𝜃(𝑑𝑒𝑔) = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 Hệ số xét đến ảnh hưởng nhóm n1 : Số hàng cọc nhóm n2 : Số cọc hàng d : đường kính cọc trịn kích thước cạnh cọc vng s : Khoảng cách hai tim cọc Ta có Đài bố trí cọc nên xác định n1 = 2, n2 = Sử dụng cọc vng có kích thước cạnh d = 400mm = 0.4m Khoảng cách hai tim cọc s = 1200mm = 1.2m θ(deg) = arctg = arctg = 18.435 (deg) Thay số vào công thức ta xét đến hệ số xét đến ảnh hưởng nhóm ( )× ( )× = − 18.435 = 0.795 × × DƯ CHÍ KHANG 71 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy móng khối quy ước tính lún cho móng Xác định khối móng quy ước Cơng thức xác định chiều dài rộng khối móng quy ước: L = (L − d) + 2L tg( ) B = (B − d) + 2L tg( ) Lm : Chiều dài đáy khối móng Bm : Chiều rộng đáy khối móng Lđ : Chiều dài đài móng Bđ : Chiều rộng đài móng Lc : Chiều dài làm việc cọc (khơng tính đoạn ngàm vào đài đoạn đập bỏ đầu cọc tb : Góc ma sát trung bình có trọng số lớp đất ∑φ h φ = h Góc ma sát Chiều dày lớp đất Góc ma sát trung Lớp đất i deg Li m bình tb deg 12.79 11.8 24.18 3.5 1.9 2.7 7.8 16.68 Ta có: Chiều rộng đài móng: Bđ = 2m Chiều dài đài móng: Lđ = 2m Chiều dài làm việc cọc: Lc = 15.5m Chiều dài đáy khối móng quy ước L = (L − d) + 2L tg 16.68 = (2.1 − 0.4) + × 15.5 × tg = 3.96 (m) DƯ CHÍ KHANG 72 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Chiều rộng đáy khối móng quy ước B = (B − d) + 2L tg 16.68 = (2.1 − 0.4) + × 15.5 × tg = 3.96 (m) Diện tích khối móng quy ước Bm x Lm = 3.96 x 3.96 = 15.68 m2 Trọng lượng khối móng quy ước W =B × L × 𝐷 +𝐿 γ = 3.96 x 3.96 × (1.5 + 15.5) x 20.18 = 5379.73 kN Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy khối móng quy ước tính lún cho móng 9.1 Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy khối móng quy ước Xác định độ lệch tâm ex: 𝑒 = ×( = ) 67.983+82.293𝑥(1.5+15.5) = = 0.21 (𝑚) 1470.183+5379.73 Xác định ứng suất lớn nhỏ đáy khối móng quy ước: Ứng suất lớn nhất: 𝑃 = 1+ 1470.183 + 5379.73 × 0.21 = 1+ = 575.79 kN/m 3.96 x 3.96 3.96 × Ứng suất nhỏ nhất: 𝑃 = 1− × = 1− × = 297.83 kN/m Ứng suất trung bình: P = × = = 436.81 kN/m Xác định sức chịu tải tiêu chuẩn Rtc(RII) đất đáy móng khối móng quy ước: R = (AB γ + B(L + D )γ∗ + Dc m1 : Hệ số điều kiện làm việc (tra bảng, cát bụi) m1 = 1.2 m2 : Hệ số điều kiện làm việc (giả sử cơng trình có L/H>4) m2 = DƯ CHÍ KHANG 73 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH ktc : Hệ số tin cậy tiêu lý (các tiêu thí nghiệm trực tiếp) ktc = Với φ = 24.18 nội suy từ bảng tra ta giá trị A = 0.73 B = 3.91 D = 6.49 Bm : Chiều rộng đáy khối móng quy ước (Bm = 3.96m) Lc : Chiều dài làm việc cọc (Lc = 15.5m) Df : Chiều sâu chơn móng (Df = 1.5m) cII : Lực dính đất đáy móng khối móng quy ước (cII = 6.38 kPa) γ : Dung trọng đất đáy móng khối móng qui ước (γ = 10.77kN/m2) 𝛾 ∗ : Dung trọng trung bình đáy móng ∑ γh 𝛾∗ = h Dung trọng ( kN/m3 ) Lớp đất Chiều dày lớp đất Li m 19.95 3.5 10.94 2.9 Dung trọng trung bình 12.61 10.18 2.7 10.77 7.8 (AB γ + B(L + D )γ∗ + Dc R = = (0.73x3.96x10.77 + 3.91(15.5 + 1.5)12.61 + 6.49x6.38 = 1091.93 kN/m2 Điều kiện: P = 575.79 kN/m ≤ 1.2R ≈ 1.2R = 1310.31 kN/m P = 436.81 kN/𝑚 ≤ R ≈ R = 1091.93 kN/m P = 297.83 kN/m > Thỏa mãn điều kiện 9.2 Điều kiện biến dạng lún 𝑆 ≤ 𝑆 = 8𝑐𝑚 Áp lực p (kN/m2) 0.55 Hệ số rỗng e 50 0.52 100 0.5 200 0.49 400 0.47 Áp lực đáy móng p = + (𝛾 − 𝛾 )𝐷 = + (20.5 − 20.27)𝑥1.5 = 94.09 (𝑘𝑁/𝑚 ) DƯ CHÍ KHANG 74 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Áp lực gây lún tâm đáy móng 𝜎 = 𝑝 − 𝛾𝐷 = 94.09 − 10.77𝑥1.5 = 77.93 (𝑘𝑁/𝑚 ) Tổng độ lún S = 0.93 cm < Sgh = cm bt ≥ 5gl (với E > 5000 kPa) Dừng lún 10 Xác định chiều cao tính thép cho đài cọc 10.1 Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chống xuyên thủng hạn chế: Pcx > Pxt Theo điều kiện đài tuyệt đối cứng ℎ ≥ = = 0.8 => Chọn h0 = 0.8m h0 : Chiều cao làm việc đài cọc Bd : Chiều rộng đài bc : Chiều rộng cột Công thức xác định lực chống xuyên thủng: 𝑃 = (𝑏 + 𝑐 ) + (ℎ + 𝑐 ) Rbt : Cường độ chịu kéo bê tông h0 : Chiều cao làm việc bê tông 𝛼 = : Đối với đài cọc toàn khối c1 : Khoảng cách từ mép cột đến mép đài cọc gân theo phương x c2 : Khoảng cách từ mép cột đến mép đài cọc gân theo phương y Nếu ci > h0 ci = h0 ci < 0.4h0 => ci = 0.4h0 bcol : Chiều rộng cổ cột hcol : Chiều dài cổ cột Xác định lực chống xuyên thủng Ta có Bê tơng làm đài móng cấp độ bên B20 => Rbt = 900kPa Chiều dài đoạn đầu cọc ngàm vào đài L1 = 0.5m DƯ CHÍ KHANG 75 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Khoảng cách từ mép cột đến mép đài cọc gần theo phương x: c1 = 0.15m Chiều rộng cổ cột bcol = 0.5m Chiều dài cổ cột hcol = 0.5m Thay số vào công thức ta xác định lực chống xuyên thủng: P = (b + c ) + (h + c ) = (0.5 + 0.15) + (0.5 + 0.15) = 9984 kN Do cọc đài nằm ngồi vùng diện tích chống xun thủng nên ta xác định cơng thức tính lực xun thủng: 𝑃 = ∑𝑃 = 𝑃 + 𝑃 + 𝑃 + 𝑃 = 440.06 + 440.06 + 508.04 + 508.04 = 1896.2 kN Kiểm tra lại điều kiện chống xuyên thủng hạn chế P = 1896.2 kN < P = 9984 kN Thõa mãn điều kiện 10.2 Tính thép cho đài cọc Tính théo cho phương chiều rộng đài Bđ (phương X) Sơ độ tính consol chịu tải tập trung tải trọng (Pi), cánh tay đòn có chiều dài (ai) Moment mặt ngàm mép cột tính theo cơng thức: M =∑ P ×a Diện tích cốt thép tính theo cơng thức: A = Xác định moment mặt ngàm mép cột Theo phương X tải trọng tập trung tác lên đầu cọc P2 P4 Cánh tay đòn lực P2 P4 so với mép cột a2 = 0.35m, a4 =0.35m Thay vào công thức ta moment ngàm mép cột M =∑ P ×a = P ×a +P ×a = 440.06𝑥0.35 + 508.04𝑥0.35 = 331.835 kN m DƯ CHÍ KHANG 76 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Xác định diện tích cốt thép Chọn thép bố trí cho đài thép CB300V có Rs = 260 MPa Chiều cao làm đài h0 = 0.8m Thày vào công thức ta xác định diện tích cốt thép: A = = × × = 1772 (𝑚𝑚 ) Bố trí thép cho đài Diện tích thép 14: A Số thép tính tốn: n = Khoảng cách bố trí thép 𝑎 = => Chọn 180 mm ∅ đ = x14 = 153.86 mm ∅ = = = 11.5 => Chọn 12 = 181 𝑚𝑚 Vậy bố trí thép cho đài cọc theo phương bề rộng đài Bđ (Phương X):@180 Tính thép cho phương chiều dài đài Lđ (phương Y) Sơ độ tính consol chịu tải tập trung tải trọng (Pi), cánh tay địn có chiều dài (bi) Moment mặt ngàm mép cột tính theo cơng thức: M =∑ P ×a Diện tích cốt thép tính theo cơng thức: A = Xác định moment mặt ngàm mép cột Theo phương X tải trọng tập trung tác lên đầu cọc P1 P2 Cánh tay đòn lực P2 P4 so với mép cột b1 = 0.35m, b2 =0.35m Thay vào công thức ta moment ngàm mép cột M =∑ P ×a = P ×b +P ×b = 440.06𝑥0.35 + 440.06𝑥0.35 = 308.04 kN m Xác định diện tích cốt thép Chọn thép bố trí cho đài thép CB300V có Rs = 260 MPa Chiều cao làm đài h0 = 0.8m DƯ CHÍ KHANG 77 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Thay vào cơng thức ta xác định diện tích cốt thép: A = = × = 1645 (𝑚𝑚 ) × Bố trí thép cho đài Diện tích thép 14: A Số thép tính tốn: n = Khoảng cách bố trí thép 𝑎 = => Chọn 200 mm ∅ đ = x14 = 153.86 mm ∅ = = 10.69 => Chọn 11 = = 200 𝑚𝑚 Vậy bố trí thép cho đài cọc theo phương bề rộng đài Lđ (Phương Y):@200 11 Kiểm tra cẩu, lắp cọc 11.1 Kiểm tra trình vận chuyển Trọng lượng thân cọc: q = nA γ = 1.4 × 0.16 × 25 = 5.6 (kN/m) Chiều dài đoạn cọc Lmax = 8m Sơ đồ vận chuyển dùng móc cẩu Moment uốn lớn cọc: Mmax = 0.0214 x 5.6 x 82 = 7.67 kN.m Cọc có tiết diện b x h = 400 x 400mm, bố trí 416 lấy lớp bê tơng bảo vệ cọc a = 25mm => Chiều cao làm việc cốt thép h0 = D - 25 = 400 – 25 = 375mm Diện tích cốt thép dùng cho việc cẩu cọc: 𝐴 = = = 0.87 (𝑐𝑚 ) Thép cấu tạo cọc thỏa điều kiện lắp đặt DƯ CHÍ KHANG 78 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH 11.2 Kiểm tra cọc trình lắp dựng Sơ đồ lắp dựng cọc móc cẩu Moment xuất trình lắp dựng: Mmax = 0.068 x 5.6 x 82 = 24.37 kN.m Diện tích cốt thép dụng cho lắp dựng cọc: A = = = 2.77 (cm ) Thép cấu tạo cọc thỏa điều kiện lắp dựng Tính cốt thép móc treo Lực nhánh cốt treo cẩu cọc: p= = = 22.4 kN Diện tích cốt thép móc treo: 𝐴 = = = 86.15 (𝑚𝑚 ) Chọn cốt thép dùng cho móc treo cọc 14 (As = 153.86 mm2) Đoạn neo cốt thép móc neo treo cọc: L ≥ 30d = 30x14 = 420 (mm) Chọn Ln = 450 mm DƯ CHÍ KHANG 79 ... móng khối quy ước tính lún cho móng 72 Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy khối móng quy ước tính lún cho móng 73 9.1 Kiểm tra khả chịu tải (Rtc) đáy khối móng quy ước 73 DƯ CHÍ KHANG ĐỒ ÁN NỀN... Chiều sâu đặt móng Chiều sâu chơn móng: Chọn Df = 2m Hình 4.1: Trụ địa chất móng đơn DƯ CHÍ KHANG 42 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH Xác định sơ kích thước móng Vì đáy móng đặt vào... DƯ CHÍ KHANG 50 ĐỒ ÁN NỀN VÀ MĨNG GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG BÌNH CHƯƠNG III TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG BĂNG Tại chọn phương án móng băng ? Móng băng cột dùng tải trọng lớn mà kích thước móng đơn q lớn