Đồ án môn học nền móng công trình đại học Cần Thơ do thầy Tuẩn hướng dẫn cách tính toán móng cọc đơn bê tông cốt thép, tính toán đài móng, bố trí thép đài móng, hướng dẫn chi tiết, giúp đạt hiệu quả môn học,
CHƯƠNG SỐ LIỆU CƠNG TRÌNH 1.1 Số liệu tải trọng Móng M1: Tải trọng tác động lên móng M1 gồm: tải trọng cơng trình truyền xuống, tải trọng đà kiềng, tải giằng móng, tải trọng lượng thân đất đắp: Ghi chú: phương phương Z ; phương phương Y ; phương phương X - Thiết kế móng theo tổ hợp thứ 1: 𝑁0𝑡𝑡 = 𝑁𝑚𝑎𝑥 + 𝑁𝑑𝑘 + 𝑁𝑔𝑚 = 112,8 𝑇 𝑀𝑌𝑡𝑡 = 5,391 𝑇𝑚 𝐻𝑋𝑡𝑡 = 0,88 𝑇 - Kiểm tra móng theo tổ hợp thứ 2: 𝑁0𝑡𝑡 = 𝑁𝑚𝑎𝑥 + 𝑁𝑑𝑘 + 𝑁𝑔𝑚 = 107,1 𝑇 𝑀𝑌𝑡𝑡 = 5,33 𝑇𝑚 𝐻𝑋𝑡𝑡 = 0,645 𝑇 Móng M2 Tải trọng tác động lên móng M2 gồm: tải trọng cơng trình truyền xuống, tải từ đà kiềng, tải giằng móng, tải trọng lượng thân đất đắp: - Thiết kế móng theo tổ hợp thứ 1: 𝑁0𝑡𝑡 = 𝑁𝑚𝑎𝑥 + 𝑁𝑑𝑘 + 𝑁𝑔𝑚 = 65,5 𝑇 𝑀𝑌𝑡𝑡 = 4,971 𝑇𝑚 𝐻𝑋𝑡𝑡 = 0,505 𝑇 - Kiểm tra móng theo tổ hợp thứ 2: 𝑁0𝑡𝑡 = 𝑁𝑚𝑎𝑥 + 𝑁𝑑𝑘 + 𝑁𝑔𝑚 = 65,5 𝑇 𝑀𝑌𝑡𝑡 = 4,971 𝑇𝑚 𝐻𝑋𝑡𝑡 = 0,505 𝑇 1.2 Số liệu đất 1.2.1 Tài liệu i Theo tiêu chuẩn Việt Nam: +Tên đất xác định theo hàm lượng hạt sét sau: Tên đất Hàm lượng hạt sét 0.005mm (%) Sét 60 – 30 Á sét nặng 30-20 Á sét trung 20-15 Á sét nhẹ 15-10 Á cát nặng 10-6 Á cát nhẹ 6-3 Cát 1 Chảy > B > 0.75 Dẻo chảy 0.75 > B >0.5 Dẻo mềm 0.5 > B > 0.25 Dẻo cứng 0.25 > B > Nửa cứng B 0.65 - Cát pha sét sét pha cát > 0.70 > 0.50 Sét > 0.60 > 0.60 Bùn loại > 1.0 > 1.0 Dựa theo tài liệu: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH CƠNG TRÌNH: CHỢ CHUN DOANG LÚA GẠO CẤP KHU VỰC HUYỆN THỐT NỐT- THÀNH PHỐ CẦN THƠ Căn vào: Hợp Đồng số: 108/HĐ.KSĐC.VKT.04 ngày 14 tháng năm 2004 việc khoan địa chất cơng trình: CHỢ DUYÊN DOANG LÚA GẠO CẤP KHU VỰC Vị trí hố khoan bên A xác định Phịng thí nghiệm Cơ Lý Đất LAS-XD 124 tiến thực khảo sát Địa Chất Cơng Trình sau: A NGOÀI HIỆN TRƯỜNG 1.Khoan lấy mẩu nguyên dạng: với máy khoan thiết bị công ty Soiltes (Mỹ) thực 03 hố khoan đến độ sâu 40m hố, lấy tổng cộng 60 mẫu nguyên dạng để phân tích tiêu lý đất Mẫu lấy ống mẫu hình trụ dài 06 tấc, đường kính tấc 2.Thử sơ khả chịu tải đất dụng cụ xuyên (Pocket Penetrometer) công ty Soiltest trường 3.Mẫu đất giữ ngun dạng bên ngồi có tráng lớp Paraphin tránh va chạm di chuyển B TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM iii Với thiết bị công ty Soiltest (Mỹ) Kyodo (Nhật), xác định tiêu theo quy trình thử nghiệm địa chất đính kèm C KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Mô tả lớp: CL1: Lớp sét pha bột màu nâu đỏ (đất bồi) đến xám đen lẫn hữu phân hủy Trạng thái cứng CH1: Lớp sét màu xám trắng, lẫn kết von cứng Trạng thái dẽo đến cứng CH2: Lớp sét xám xanh, xen kẹp vệt cát mịn mỏng Trạng thái dẽo mềm đến dẽo nhão SM1: Lớp cát mịn pha bột sét, màu xám, đến xám đen, xen kẹp lớp sét hữu mỏng Trạng thái chặt vừa CL2: Lớp sét pha bột lẫn vệt cát mịn, màu xám xanh Trạng thái nhão CL3: Lớp sét pha bột lẫn kết von cứng màu xám vàng Trạng thái cứng SM2: Lớp sét pha bột sét màu xám vàng, hạt độ trung bình đến mịn trạng thái chặt Chiều dày vị trí xuất lớp đất: Lớp Đất Dày (m) Vị trí xuất Hố Khoan CL1 1.2 0.0 ÷ -1.2 H1 1.0 0.0 ÷ -1.2 H2 1.2 0.0 ÷ -1.2 H3 0.8 -1.2 ÷ -2.0 H1 1.2 -1.2 ÷ -2.2 H2 1.2 -1.2 ÷ -2.4 H3 4.5 -2.0 ÷ -6.5 H1 3.3 -2.2 ÷ -6.5 H2 4.6 -2.4 ÷ -7.0 H3 2.0 -6.5 ÷ -8.5 H1 2.5 -6.5 ÷ -9.0 H2 1.5 -7.0 ÷ -8.5 H3 CH1 CH2 SM1 iv CL2 CL3 SM2 14.0 -8.5 ÷ -22.5 H1 14.0 -9.0 ÷ -23.0 H2 16.0 -8.5 ÷ -24.5 H3 7.0 -22.5 ÷ -30.5 H1 8.0 -23.0 ÷ -31.0 H2 9.0 -24.5 ÷ -33.5 H3 > 9.5 -30.5 kéo dài đến 40.0 H1 > 9.0 -31.0 kéo dài đến 40.0 H2 > 6.5 -33.5 kéo dài đến 40.0 H3 -1.2 H1 -1.2 H2 -1.2 H3 Mực nước ngầm D CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC LỚP ĐẤT Tính chất Ký Đơn lý hiệu vị Lớp đất CL1 CH1 CH2 SM1 CL2 CL3 SM2 Độ ẩm tự nhiên 𝜔 % 29.70 26.67 46.24 40.67 54.07 24.79 27.18 Dung trọng ướt 𝛾𝑡 g/cm3 1.804 1.847 1.657 1.711 1.628 1.921 1.833 Dung trọng khô 𝛾𝑑 g/cm3 1.391 1.459 1.135 1.217 1.061 1.541 1.443 Tỉ trọng Gs - 2.678 2.692 2.684 2.678 2.686 2.685 2.678 Tỉ số rổng eo - 0.925 0.846 1.377 1.203 1.549 0.747 0.861 Độ rổng no % 48.06 45.81 57.72 54.56 60.49 42.63 46.11 Dtrọng đẩy 𝛾 đn g/cm3 0.872 0.917 0.712 0.762 0.666 0.967 0.904 Độ bảo hòa S % 85.96 84.82 90.73 90.50 93.64 89.24 84.70 Sức chịu nén qu kG/cm2 0.627 0.775 0.308 0.239 0.271 1.425 0.757 Ứng suất dính C kG/cm2 0.227 0.286 0.160 0.106 0.142 0.466 0.206 Góc nội sát 𝜙 Độ 13.41 14.82 8.023 13.25 5.22 24.27 30.25 Giới hạn dẽo 𝜔𝑃 % 30.61 26.53 27.01 - 30.08 29.94 - Giới hạn chảy 𝜔𝐿 % 48.86 51.92 52.81 - 48.22 47.39 - Chỉ số dẽo Ip % 18.25 25.39 25.81 - 18.14 17.45 - Độ sệt B - -0.05 0.005 0.745 - 1.321 -0.294 - v Ghi chú: Số liệu địa chất bảng giá trị trung bình, góc ma sát 𝜙, dung trọng 𝛾 lực dính c giá trị tiêu chuẩn Đất đắp có tc = 1.8 g/cm3 o = 350 E MẶT CẮT HỐ KHOAN SỐ (HK1) CL1: Lớp sét pha bột màu nâu đỏ ( đất bồi ) đến xám đen lẫn hữu phân hủy Trạng thái cứng Chiều dày 1.2m, vị trí xuất hiện: 0.0 đến -1.2m CH1: Lớp sét màu xám trắng, lẫn kết von cứng Trạng thái dẽo đến cứng Chiều dày 0.8m, vị trí xuất hiện: -1.2 đến -2.0m CH2: Lớp sét xám xanh, xen kẹp vệt cát mịn mõng Trạng thái dẽo mềm đến dẽo nhão Chiều dày 4.5m, vị trí xuất hiện: -2.0 đến -6.5m SM1: Lớp cát mịn pha bột sét, màu xám, đến xám đen, xen kẹp lớp sét hữu mõng Trạng thái chặt vừa Chiều dày 2.0m, vị trí xuất hiện: -6.5 đến -8.5m CL2: Lớp sét pha bột lẫn vệt cát mịn, màu xám xanh Trạng thái nhão Chiều dày 14.0m, vị trí xuất hiện: -8.5 đến 22.5m CL3: Lớp sét pha bột, lẫn kết von cứng màu xám vàng Trạng thái cứng Chiều dày 7.0m, vị trí xuất hiện: -22.5 đến 30.5m SM2: Lớp cát pha bột sét màu xám vàng, hạt độ trung bình đến mịn Trạng thái chặt Chiều dày 9.5m, vị trí xuất hiện: 30.5 đến -40.0m, chưa kết thúc F ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN (HK1) Ta sử dụng đường cong nén lún lớp đất: SM1, CL3 SM2 vi HỆ SỐ RỖNG, E ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN 1.15 1.05 0.95 0.85 0.75 0.65 0.55 TẢI TRỌNG NÉN P, kG/cm2 Lớp đất SM1 – Độ sâu 6.5÷6.7m Ký hiệu mẫu: 1-3(SM1) Độ sâu: 6.5÷6.7 𝛥 = 2.679 𝛾𝑤 = 1.713 g/cm3 𝜔0 = 37.39 % 𝜀0 = 1.148 Tải trọng Hệ số Cấp tải nén rổng trọng kG/cm2 Hệ số nén kG/cm2 a, cm2/kG Môduyn Hệ số Hệ số biến dạng cô kết thấm E, kG/cm2 Cv.Cm2/sec K, cm/sec 0.25 1.079 0.00-0.25 0.2749 3.906250000 0.0004128 3.519E-12 0.5 1.012 0.25-0.50 0.2681 3.878205128 0.0002508 2.084E-12 0.963 0.50-1.00 0.0979 10.271929825 0.0003885 1.180E-12 0.869 1.00-2.00 0.0945 10.386363636 0.0005179 1.518E-12 0.742 2.00-4.00 0.0636 14.695945946 0.0005661 1.116E-12 0.608 4.00-8.00 0.0335 25.987179487 0.0008845 9.188E-13 ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN HỆ SỐ RỖNG, E 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 TẢI TRỌNG NÉN P, kG/cm2 Lớp đất CL3 – Độ sâu 28.3÷28.5 vii Ký hiệu mẫu: 1-14(CL3) Độ sâu: 28.3÷28.5 𝛥 = 2.684 𝛾𝑤 = 1.870 g/cm3 𝜔0 = 26.75 % 𝜀0 = 0.820 Tải trọng Hệ số Cấp tải nén rổng trọng kG/cm kG/cm Hệ số nén Môduyn biến dạng 2 Hệ số Hệ số cô kết thấm a, cm /kG E, kG/cm Cv.Cm /sec K, cm/sec 0.25 0.801 0.00-0.25 0.076 11.927 0.0039010 9.22639E-12 0.5 0.785 0.25-0.50 0.650 13.805 0.0003620 7.31922E-13 0.767 0.50-1.00 0.035 25.429 0.0002790 3.0350E-13 0.743 1.00-2.00 0.024 36.228 0.0078865 5.96243E-12 0.712 2.00-4.00 0.016 55.930 0.0017012 8.21605E-13 0.677 4.00-8.00 0.009 98.163 0.0056049 1.51473E-12 ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN HỆ SỐ RỖNG, E 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 TẢI TRỌNG NÉN P, kG/cm2 Lớp đất SM2 – Độ sâu 39.8÷40.0 Ký hiệu mẫu: 1-20 (SM2) Độ sâu: 39.8÷40.0 𝛥 = 2.68 𝛾𝑤 = 1.818 g/cm3 𝜔0 = 29.56 % 𝜀0 = 0.910 Tải trọng Hệ số Cấp tải nén rổng trọng kG/cm kG/cm Hệ số nén Môduyn biến dạng 2 Hệ số Hệ số cô kết thấm a, cm /kG E, kG/cm Cv.Cm /sec K, cm/sec 0.25 0.853 0.00-0.25 0.2289 4.172229640 0.0004137 2.935E-12 0.5 0.789 0.25-0.50 0.2540 3.647864019 0.0002513 1.979E-12 0.737 0.50-1.00 0.1054 8.485507246 0.0003864 1.263E-12 0.659 1.00-2.00 0.0772 11.252475248 0.0005145 1.231E-12 0.565 2.00-4.00 0.0474 17.516129302 0.0005709 8.384E-13 0.467 4.00-8.00 0.0244 32.000000000 0.0009166 6.946E-13 viii 1.2.2 Đánh giá khả chịu tải đất - Để đánh giá khả chịu tải đất ta dựa vào áp lực Rtc đất Theo TCVN 9362:2012 ta có: Rtc = m.[( A.b + B.h ).tb + D.c] (Cơng thức áp dụng cho cơng trình khơng có tầng hầm) Trong đó: + m = : hệ số điều kiện làm việc + A, B, D : hệ số phụ thuộc góc ma sát đất đáy móng o + c : lực dính đơn vị đất đáy móng + tb: trọng lượng riêng trung bình đất nằm đáy móng - Lớp CL1: Giả sử đáy móng đặt cao trình -0.8m, nằm lớp đất CL1 - = 13040’, tra bảng ta giá trị: A = 0.28 B = 2.15 D = 4.62 - c = 0.227 kG/cm2 = 2.27 T/m2 - b = 1m : bề rộng móng nhỏ giả định - h = 0.8m: độ sâu chôn móng giả định - tb lớp đất nằm đáy móng tb = 1.804 T/m3 Áp lực tiêu chuẩn đất nền: Rtc = 1× [( 0.28×1 + 2.15×0.8 ) ×1.804 + 4.62×2.27] = 14.1 T/m2 Ta nhận thấy Rtc = 14.1 T/m2 = 1.41 kG/cm2 Cường độ đất đất nhỏ dày 1.2m nên cần đưa tải trọng xuống sâu thiết kế móng - Lớp CH1: Giả sử đáy móng đặt cao trình -1.2m, nằm lớp đất CH1 - = 14049’, tra bảng ta giá trị: A = 0.29 B = 2.17 D = 4.69 - c = 0.286 kG/cm2 = 2.86 T/m2 - b = 1m : bề rộng móng nhỏ giả định - h = 1.2m: độ sâu chơn móng giả định - tb lớp đất nằm đáy móng tb = 1.804 T/m3 ix Áp lực tiêu chuẩn đất nền: Rtc = 1× [( 0.29×1 + 2.17×1.2 ) ×1.804 + 4.69×2.86] = 18.6 T/m2 Ta nhận thấy Rtc = 18.6 T/m2 = 1.86 kG/cm2 đất tốt dày 0.8m nên cần đưa tải trọng xuống sâu thiết kế móng - Lớp CH2: Đây lớp đất có e0 = 1.377 > 0.7 B = 0.745 > 0.5 Giả sử đáy móng đặt cao trình -2m, nằm lớp đất CH2 - = 801’, tra bảng ta giá trị: A = 0.14 B = 1.55 D = 3.93 - c = 0.16 kG/cm2 = 1.6 T/m2 - b = 1m : bề rộng móng nhỏ giả định - h = 2m: độ sâu chơn móng giả định - tb lớp đất nằm đáy móng tb = 𝛾1 ℎ1 +𝛾đ𝑛 ℎ2 ℎ1 +ℎ2 = 1.804×1.2+0.917×0.8 1.2+0.8 = 1.45 T/m3 Áp lực tiêu chuẩn đất nền: Rtc = 1× [( 0.14×1 + 1.55×2 ) ×1.45 + 3.93×1.6] = 11 T/m2 Ta nhận thấy Rtc = 11 T/m2 = 1.1 kG/cm2 đất yếu dày 4.5m, cần gia cố đưa tải trọng xuống sâu thiết kế móng - Lớp SM1: Đây lớp cát có lẫn bùn có hệ số rổng e0 = 1.203 > 0.65 Giả sử đáy móng đặt cao trình -6,5m, nằm lớp đất SM1 - = 13015’, tra bảng ta giá trị: A = 0,27 B = 2,09 D = 4,59 - c = 0,106 kG/cm2 = 1.06 T/m2 - b = 1m : bề rộng móng nhỏ giả định - h = 6,5m: độ sâu chơn móng giả định - tb lớp đất nằm đáy móng tb = 𝛾1 ℎ1 +𝛾đ𝑛 ℎ2 +𝛾đ𝑛 ℎ3 ℎ1 +ℎ2 +ℎ3 = 1,804×1,2+0,917×0,8+0,712×4,5 1,2+0,8+4,5 = 0,939 T/m3 Áp lực tiêu chuẩn đất nền: Rtc = 1× [( 0,27×1 + 2,09×6,5 ) ×0,939 + 4,59×1,06] = 17,87 T/m2 x 𝑃0𝑚𝑎𝑥 𝑃0𝑚𝑎𝑥 = 82.06 Với: +0+ 𝑃0𝑚𝑖𝑛 𝑃0𝑚𝑖𝑛 = 𝑀𝑥𝑡𝑡 ×𝑦𝑛 𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑦𝑡𝑡 ×𝑥𝑛 𝑚𝑎𝑥 = + + ∑ 𝑦𝑖2 ∑ 𝑥𝑖2 𝑛 𝑁𝑡𝑡 = 𝑁𝑡𝑡 𝑛 82.06 5.35×0.8 4×0.82 = 15.35 T 𝑀𝑥𝑡𝑡 ×𝑦𝑘 𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑦𝑡𝑡 ×𝑥𝑘 𝑚𝑎𝑥 - ∑ ∑ 𝑥𝑖2 𝑦𝑖 -0- 5.35×0.8 4×0.82 = 12 T xi: khoảng cách từ trục y đến trục cọc thứ i xn max: khoảng cách từ trục y đến trục cọc chịu nén ngồi xkmax: khoảng cách từ trục y đến trục cọc chịu kéo ngồi - Trọng lượng tính tốn thân cọc: Pc = 0.25×0.25×2.5×1.1× (23-0.6) = 3.85 T ⇒ 𝑃0𝑚𝑎𝑥 + Pc = 15.35 + 3.85 = 19.2 T < 𝑃𝑛𝑡𝑡 = 22.5 T (thỏa) ⇒ 𝑃0𝑚𝑖𝑛 = 12 T > không cần kiểm tra điều kiện nhổ cọc 8/ Kiểm tra cường độ đất mũi cọc - Điều kiện kiểm tra: 𝑡𝑐 𝜎𝑡𝑏 ≤ 𝑅𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝜎𝑚𝑎𝑥 ≤ 1,2𝑅𝑡𝑐 - Để kiểm tra cường độ đất mũi cọc, người ta xem đài cọc, cọc phần đất cọc khối quy ước Khối móng quy ước có chiều sâu đặt móng khoảng cách từ mặt đất đến cao trình mũi cọc + Xác định kích thước móng quy ước: 𝑡𝑐 Góc ma sát trung bình lớp đất cọc qua: 𝜑𝑡𝑏 = 𝑡𝑐 𝜙𝑡𝑏 = Với: ∑ 𝜑𝑖𝑡𝑐 𝑙𝑖 ∑ 𝑙𝑖 13.41×0.45+14.82×0.8+8.023×4.5+13.25×2+5.22×14+24.27×0.65 0.45+0.8+4.5+2+14+0.65 li: bề dày lớp đất thứ i mà cọc qua 𝜙𝑖 : góc ma sát lớp đất thứ i mà cọc qua +Lớp CL1: 𝜑1𝑡𝑐 = 13.41; 𝑙1 = 0.45𝑚 = 7.56o +Lớp CH1: 𝜑2𝑡𝑐 = 14.82; 𝑙2 = 0.8𝑚 +Lớp CH2: 𝜑2𝑡𝑐 = 8.023; 𝑙3 = 4.5𝑚 +Lớp SM1: 𝜑2𝑡𝑐 = 13.25; 𝑙4 = 2𝑚 +Lớp CL2: 𝜑2𝑡𝑐 = 5.22; 𝑙5 = 14𝑚 +Lớp CL3: 𝜑2𝑡𝑐 = 24.27; 𝑙6 = 0.65𝑚 Góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép hàng cọc biên: 𝛼= 𝑡𝑐 𝜑𝑡𝑏 = 7.56 = 1.890 Chiều dài khối móng quy ước: 𝐿𝑞𝑢 = 𝐿1 + 𝑑 0.25 + 2𝐿𝑐 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 1.6 + + × 22.4 × tan(1.89) = 3.33𝑚 2 Chiều rộng khối móng quy ước: 𝑑 𝐵𝑞𝑢 = 𝐿𝑞𝑢 = 𝐵1 + 2𝐿𝑐 𝑡𝑎𝑛𝛼 + = 0.8 + × 22.4 × tan(1.89) + 0.25 = 2.53𝑚 Lc = chiều dài cọc không kể đoạn ngàm vào đài: 22.4m L1, B1: khoảng cách tim cọc biên theo chiều dài rộng đài L1 = 0.8×2 = 1.6 m, B1 = 0.8 m, d = 0.25m : đường kính cọc Diện tích khối móng quy ước: 𝑞𝑢 𝐹𝑚 = 𝐿𝑞𝑢 𝐵𝑞𝑢 = 3.33 × 2.53 = 8.425 𝑚2 Độ sâu đặt móng khối móng quy ước: Hqu = 0.75 + 22.4 = 23.15 m + Tổng tải trọng tác dụng cao trình đáy móng quy ước: - Tải trọng đất đài cọc từ đáy đài trở lên: 𝑁1𝑡𝑐 = 𝐹𝑞𝑢 𝛾𝑡𝑏 ℎ =8.425×(2.2×0.75 +1.8×1.8) = 41.2 T - Tải trọng từ cao trình đáy đài trở xuống mũi cọc: Tải trọng lớp: 𝑁𝑖𝑡𝑐 = (𝐹𝑞𝑢 − 𝑛 ∑ 𝐹𝑐𝑜𝑐 ) 𝛾𝑖 ℎ𝑖 Fqu = 8.425 m2 : diện tích đáy móng quy ước đến mũi cọc hi: chiều dày lớp đất cọc qua ứng với i + Tải trọng lớp đất CL1: 𝑁1𝑡𝑐 = (8.425 − × 0.25 × 0.25) × 1.804 × 0.45 = 6.53 𝑇 + Tải trọng lớp đất CH1: 𝑁2𝑡𝑐 = (8.425 − × 0.25 × 0.25) × 0.917 × 0.8 = 5.9 𝑇 + Tải trọng lớp đất CH2: 𝑁3𝑡𝑐 = (8.425 − × 0.25 × 0.25) × 0.712 × 4.5 = 25.79 𝑇 + Tải trọng lớp đất SM1: 𝑁4𝑡𝑐 = (8.425 − × 0.25 × 0.25) × 0.762 × = 12.27 𝑇 + Tải trọng lớp đất CL2: 𝑁5𝑡𝑐 = (8.425 − × 0.25 × 0.25) × 0.666 × 14 = 75.06 𝑇 + Tải trọng lớp đất CL3: 𝑁6𝑡𝑐 = (8.425 − × 0.25 × 0.25) × 0.967 × 0.65 = 5.06 𝑇 ⇒ Tổng tải trọng đất từ cao trình đáy đài trở xuống mũi cọc: 𝑁𝑑𝑎𝑡 = ∑ 𝑁𝑖𝑡𝑐 = 6.53 + 5.9 + 25.79 + 12.27 + 75.06 + 5.06 = 130.61 𝑇 - Tải trọng thân cọc: 𝑡𝑐 𝑁𝑐𝑜𝑐 = × 0.25 × 0.25 × 1.1 × 2.5 × 22.4 = 23.1 𝑇 - Tổng tải trọng thân móng cao trình đáy móng quy ước: 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑁𝑞𝑢 = 𝑁1𝑡𝑐 + 𝑁𝑑𝑎𝑡 + 𝑁𝑐𝑜𝑐 = 41.2 + 130.61 + 23.1 = 194.91 𝑇 - Kiểm tra theo tổ hợp thứ 2: 𝑁0𝑡𝑐 = 𝑁𝑚𝑎𝑥 + 𝑁𝑑𝑘 + 𝑁𝑔𝑚 = 56.96 𝑇 𝑀𝑌𝑡𝑐 = 4,323 𝑇𝑚 𝐻𝑋𝑡𝑐 = 0.439 𝑇 + Tổng tải trọng tác dụng cao trình đáy móng quy ước: 𝑡𝑐 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 = 𝑁0𝑡𝑐 + 𝑁𝑞𝑢 = 56.96 + 194.91 = 251.87 𝑇 - Mômen lực ngang gây xung quanh trục y là: 𝑀𝑌 = 𝐻𝑋𝑡𝑐 ℎ = 0.439 × (0.75 + 22.4) = 10.163 𝑇𝑚 (chiều dương) - Tổng mômen tiêu chuẩn xung quanh trục y: ∑ 𝑀𝑌𝑡𝑐 = 𝑀𝑌𝑡𝑐 + 𝑀𝑌 = 4.323 + 10.163 = 14.486 𝑇𝑚 (chiều dương) + Ứng suất đáy khối móng quy ước: Độ lệch tâm: 𝑀𝑦𝑡𝑐 14.486 𝑒𝑦 = = = 0.0575 𝑚 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 251.87 Ứng suất tìm được: 𝑡𝑐 𝜎𝑡𝑏 = tc max ∑ 𝑁𝑡𝑐 𝐹𝑞𝑢 N tc Fqu 𝑡𝑐 ⇒ 𝜎𝑚𝑎𝑥 = tc = 8.425 8.425 Fqu tc = 29.9 T/m2 6.e x 6.e y 1 bqu l qu 251.87 N 𝑡𝑐 ⇒ 𝜎𝑚𝑖𝑛 = 251.87 6×0,0575 (1 + + 3.33 ) = 36.41 T/m2 6.e x 6.e y 1 b l 251.87 8.425 (1 − − 6×0,0575 3.33 ) = 24.02 T/m2 + Sức chịu tải đáy móng quy ước: Sức chịu tải đất đáy móng quy ước: 𝑅𝑡𝑐 = 𝑚 [(𝐴𝑏𝑞𝑢 + 𝐵 ℎ𝑞𝑢 ) 𝛾̄ + 𝐷𝑐] + m = 1: số điều kiện làm việc + A, B, D: hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát tiêu chuẩn 𝜑 Ứng với 𝜑 = 24.270 , tra bảng ta tìm được: 𝑡𝑐 A = 0.736 B = 3.938 D = 6.51 + bqu = 2.53 m: bề rộng đáy móng cạnh nhỏ + h = 23.15 m: chiều sâu đáy móng quy ước kể từ cao trình quy hoạch +𝛾 = 𝛾̄ = 𝑡𝑐 𝛾𝑡𝑏 = ∑𝑛 𝑖 𝛾𝑖 ℎ𝑖 ∑𝑛 𝑖 ℎ𝑖 : trọng lượng riêng trung bình đất nằm mũi cọc 1,804×1,2+0,917×0,8+0,712×4,5+0,762×2+0,666×14+0,967×0.65 1,2+0,8+4,5+2+14+0.65 ⇒ 𝛾 = 0.76 𝑇/𝑚3 𝑡𝑐 ⇒ 𝑅𝑞𝑢 = × [(0.763 × 2.53 + 3.938 × 23.15) × 0.76 + 6.51 × 4.66] = 101.1 𝑇/𝑚2 - Từ kết ta thấy: 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝜎𝑡𝑏 = 29.9 𝑇/𝑚2 < 𝑅𝑞𝑢 = 101.1 𝑇/𝑚2 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 36.41 𝑇/𝑚2 < 1,2𝑅𝑞𝑢 = 121.3 𝑇/𝑚2 𝛼= 𝑡𝑐 𝜎𝑚𝑎𝑥 𝑡𝑐 𝜎𝑚𝑖𝑛 = 36.41 24.02 = 1,51 < min = 24.02 T/m2 > Vậy kiểm tra cường độ đất thỏa 9/ Kiểm tra lún mũi cọc - Kiểm tra tải trọng cơng trình theo phương pháp cộng lún lớp phân tố - Ứng suất đáy móng gồm thành phần: ứng suất thân ứng suất tăng thêm + Ứng suất thân lớp đất: 𝜎𝑖𝑏𝑡 = 𝛾𝑖 ℎ𝑖 𝛾𝑖 ,ℎ𝑖 : trọng lượng riêng chiều dày lớp đất thứ i Tổng ứng suất thân đất cao trình đáy móng quy ước: −32 ⇒ 𝜎𝑏𝑡 = 20.82 𝑇/𝑚2 (tính trên) + Ứng suất tăng thêm: 𝜎𝑍 = 𝐾𝑍 𝜎𝑔𝑙 Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước: 𝑡𝑐 𝜎𝑔𝑙 = 𝛼(𝜎𝑡𝑏 − 𝜎𝑏𝑡 ) = 29.9 − 20.82 = 9.08 𝑇/𝑚2 Với: 𝛼: hệ số phân tán ứng suất, ta chọn 𝛼 = KZ: phụ thuộc vào tỉ số 𝑧 ; 𝑥 𝐵𝑞𝑢 𝐵𝑞𝑢 = →Tra bảng Hệ số tính ứng suất đất tải trọng z: độ sâu lớp đất kể từ đáy khối móng quy ước - Tổng độ lún cơng trình xác định theo công thức: 𝑆 = ∑𝑛1 𝑆𝑖 Si: độ lún lớp thứ i, độ lún xác định theo: 𝑆𝑖 = 𝑒1𝑖 −𝑒2𝑖 1+𝑒1𝑖 ℎ𝑖 - Từ cấp tải trọng thực tế cơng trình P1i, P2i tra biểu đồ đường cong nén lún 𝜀 − 𝑃, ứng với lớp đất ta xác định 𝜀1𝑖 , 𝜀2𝑖 tương ứng lớp SM2 𝑃1𝑖 = 𝑏𝑡 𝜎𝑖𝑏𝑡 +𝜎𝑖+1 𝑃2𝑖 = 𝑃1𝑖 + 𝜎𝑔𝑙𝑖 - Chia đất đáy khối móng quy ước thành lớp với chiều dày: ℎ𝑖 ≈ 𝐵𝑞𝑢 = 2.53 = 0.63 𝑚 - Ta giới hạn lấy đến vị trí 𝜎𝑍 ≤ 0.2𝜎𝑏𝑡 kể từ đáy khối móng quy ước tới độ sâu đất thực tế coi khơng nén M3’-2 BẢNG TÍNH LÚN MĨNG hi (m) Cao trình (m) z (m) σbt (T/m2) -23.15 0.0 20.82 0.7 Tổng độ lún: cm P1i (T) Z/b k σgl (T/m2) 0.00 9.08 21.16 -23.85 0.7 21.5 0.7 0.276 0.92 1.4 22.17 0.7 0.553 0.707 2.1 22.85 0.7 0.83 0.496 2.8 23.53 1.1 0.353 e2i Si (m) 8.715 29.87 0.741 0.728 0.005 7.385 29.23 0.739 0.7285 0.004 5.46 27.97 0.738 0.73 0.003 3.85 27.04 0.737 0.731 0.0024 4.5 23.19 -25.95 e1i 6.42 22.51 -25.25 P2i (T) 8.35 21.84 -24.55 σgltb (T/m2) 3.2 - Nhận thấy cao trình -25.95m: 𝜎𝑍 = 3.2 𝑇/𝑚2 ≤ 0.2𝜎𝑏𝑡 = 4.164 𝑇/𝑚2 Ta có S = 1.44 cm < [Sgh] = 8cm, độ lún cơng trình thỏa điều kiện lún cho phép Tính lún móng M2 10/ Tính tốn kết cấu đài cọc 10.1.Theo điều kiện chịu uốn - Chiều cao đài xác định theo công thức: 1 ℎ0 = 𝐿𝑐 √ ∑ 𝑃0𝑖 0.4.𝑅𝑛 𝑏𝑡𝑟 - Đối với tiết diện 1-1: 𝐿𝑐 = 1.4−0.2 Móng M3’-2 = 0.6 𝑚: khoảng cách từ mép móng đến chiều cao móng thay đổi ∑ 𝑃0𝑖 = 𝑃0𝑚𝑎𝑥 +𝑃0𝑚𝑖𝑛 + 𝑃0 = 15.35 + 12 + 13.676 = 41.026 T btr = 0.4 m: bề rộng cột Rn = 115 kG/cm2: cường độ chịu nén bê tông B20 ⇒ ℎ0 = 0.6 × √ 41.026 0.4×1150×0.4 = 0.283 𝑚 - Đối với tiết diện 2-2 𝐿𝑐 = 0.5𝑚: khoảng cách từ mép móng đến chiều cao móng thay đổi ∑ 𝑃0𝑖 = 2𝑃0𝑚𝑎𝑥 = × 15.35 = 30.7 T btr = 0.2m: bề rộng cột Rn = 115 kG/cm2: cường độ chịu nén bê tông B20 ⇒ ℎ0 = 0.5 × √ 30.7 0.4×1150×0.2 = 0.289 𝑚 Chiều cao đài h = h0 + z + a = 0.289+ 0.15 + 0.05 ≈ 0.5 m z = 0.15m: đoạn ngàm cọc vào đài, a = 0.05m: lớp bảo vệ Vậy, chọn chiều cao đài chọn H = 0.75 m thỏa 10.2.Theo điều kiện chọc thủng - Điều kiện: ∑ 𝑃𝑜𝑖 ≤ 0.75𝑅𝑘 × 𝑈𝑡𝑏 × ℎ𝑜 𝑈𝑡𝑏 : chu vi trung bình tháp chọc thủng 𝑈𝑡𝑏 = 2(𝑙𝑐 + 𝑏𝑐 + 2ℎ0 ) = ( 0.4 + 0.2 + 2×0.75) = 4.2m ∑ 𝑃𝑜𝑖 = 2𝑃0𝑚𝑎𝑥 + 2𝑃0𝑚𝑖𝑛 = 2×15.35 + 2×12 = 54.7 T 0.75𝑅𝑘 × 𝑈𝑡𝑏 × ℎ𝑜 = 0.75 × 90 × 4.2 × 0.75 = 212.625 T ∑ 𝑃𝑜𝑖 = 54.7 𝑇 ≤ 0.75𝑅𝑘 × 𝑈𝑡𝑏 × ℎ𝑜 = 212.625 𝑇 (Thỏa) - Kích thước đáy tháp chọc thủng với góc nghiêng từ mép 450 bcht = bc+2h0 = 0.2 +2×0.55 = 1.3 m lcht = lc + 2h0 = 0.4 + 2×0.55 = 1.5 m 10.3.Theo điều kiện chịu cắt Tại vị trí ngàm vào cột: ℎ0 = 𝑄 𝑏×𝑅𝑘 = 2×15.35+2×12 1.4×90 = 0.434m (thỏa) 10.4 Tính nội lực bố trí thép cho đài cọc - Tính tốn đài cọc theo điều kiện chịu uốn, người ta quan niệm đài cọc dầm consol ngàm vào tiết diện qua chân cột hay vị trí đài cọc có chiều cao thay đổi chịu uốn phản lực đầu cọc - Tính mơmen bố trí thép cho đài cọc với mặt cắt tương ứng ngàm 1-1: Ta có: 𝑀 = ∑ 𝑃0𝑖 𝑑𝑖 1 Móng M3’-2 Trong đó: P0i: phản lực đầu cọc thứ i phạm vi dầm consol.(ta chọn giá trị P0max để tính tốn thiên an toàn) di: khoảng cách từ ngàm đến trục cọc thứ i 𝑀 = 0.3 × 41.026 = 12.31 𝑇𝑚 + Diện tích thép dương cần thiết theo phương rộng đài: 𝐹𝑎 = 𝑀 0.9.𝑅𝑏 ℎ0 = 12.31×105 0.9×2600×55 = 9.56 cm2 + Chọn khoảng cách tim thép a = 100mm + Số cần thiết: 𝑛= 140−10 10 + = 14 + Chọn thép ∅16 để bố trí Fa=14×2.011 = 28.154 cm2 - Kiểm tra hàm lượng thép: 𝜇𝑚𝑎𝑥 = 𝜇𝑡𝑡 = 𝜉𝑅 𝑅𝑏 𝑅𝑆 𝐹𝑎𝑐ℎ𝑜𝑛 𝑏.ℎ0 ×100 = ×100 = 0,623×115 2600 28.154 140×55 ×100 = 2,75 % ×100 = 0,37 % 𝜇𝑚𝑖𝑛= 0,1% ⇒ 𝜇𝑚𝑖𝑛 < 𝜇𝑡𝑡 < 𝜇𝑚𝑎𝑥 ⇒ Hàm lượng thép thỏa + Vậy chọn bố trí thép cho đài cọc ∅16𝑎100 - Tính mơmen bố trí thép cho đài cọc với mặt cắt tương ứng ngàm 2-2: 𝑀 = 30.7 × 0.6 = 18.42 𝑇𝑚 + Diện tích thép dương cần thiết theo phương dài đài: 𝐹𝑎 = 𝑀 0.9.𝑅𝑏 ℎ0 = 18.42×105 0.9×2600×55 = 14.31 cm2 + Chọn khoảng cách tim thép a = 100mm + Số cần thiết: 𝑛= 220−10 10 + = 22 + Chọn thép 𝜑14 để bố trí Fa = 22×1.539 = 33.858 cm2 - Kiểm tra hàm lượng thép: 𝜇𝑚𝑎𝑥 = 𝜉𝑅 𝑅𝑏 𝑅𝑆 ×100 = 𝜇𝑡𝑡 = 𝐹𝑎𝑐ℎ𝑜𝑛 ×100 = 𝑏.ℎ 0,623×115 2600 33.858 140×55 ×100 = 2,75 % ×100 = 0,44 % 𝜇𝑚𝑖𝑛= 0,1% ⇒ 𝜇𝑚𝑖𝑛 < 𝜇𝑡𝑡 < 𝜇𝑚𝑎𝑥 ⇒ Hàm lượng thép thỏa + Vậy chọn bố trí thép cho đài cọc 𝜑14𝑎100 Hình 4.10 Bố trí thép móng M2 CHƯƠNG THIẾT KẾ BẢN VẼ 5.1 Tỉ lệ khung tên − Những tỷ lệ dùng vẽ này: 1/100, 1/50, 1/20, 1/10, 1/5 − Khung tên: lấy theo khung tên chuẩn đại học cần thơ (dài x rộng = 1600 x 600 mm) Hình 5.1 Ví dụ khung tên trường ĐHCT 5.2 Kí hiệu, nét vẽ cỡ in − Kí hiệu: tạm lấy theo mẫu chuẩn cán hướng dẫn − Nét vẽ cỡ in: tạm lấy theo quy định nét vẽ cỡ in cán hng dn cá c mẫu chuẩn quy đ?nh n?t vẽ - c? in mặt m?ng dòng t iê u ®? ch?nh cao mm l o¹ i n?t k? hiƯu t hanh dµn cao 2.0 ( 1.8 )mm k? hiƯu nót cÇu cao 2.0 (1.8) mm k? hiƯu t r ục mặt cắt 1 2 10 12 c? in n?t t hÊy 0.25 - 0.3 n?t mảnh 0.15 n?t đứt 0.18 - 0.2 n?t ®øt 0.15 Tr ôc 0.15 t h?p 0.45 - 0.5 t 0.25 - 0.3 d 0.25 b 0.2 dd 0.2 xg 0.2 cao 3.0 mm cao 3.0 mm cao 2.0 mm cao t r ình k? hiệu đối xứng dim t adit s cao 2.0 mm k? hiÖu t h?p cao 1.0 mm chó t h?ch t h?p cao 2.0 mm chó t h?ch t h?p cao 2.0 mm ghi chó Lí p - mÇu ghi chó cao mm cao mm i Hình 5.2 Ví dụ số kí hiệu, nét vẽ cỡ in 5.3 Màu sắc chữ viết − Màu sắc: tạm lấy theo mẫu màu cán hướng dẫn − Chữ viết: tạm lấy mẫu cán hướng dẫn ii TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 4612 : 1988 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bê tơng cốt thép Kí hiệu quy ước thể vẽ Hà Nội 1998 TCXD 160: 1987 Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế thi cơng móng cọc Hà Nội 1987 TCVN 9362 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình Hà Nội 2012 TCVN 4253: 2012 Cơng trình thủy lợi – cơng trình thủy cơng – yêu cầu thiết kế Hà Nội 2012 TCVN 10304 : 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Hà Nội 2014 TCVN 1651-1 2008 Thép cốt bê tơng Phần – Thép trịn trơn Hà Nội 2008 TCVN 1651-2 2008 Thép cốt bê tông Phần – Thép vằn Hà Nội 2008 TCXD 356: 2005 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế Hà Nội 2005 TCXD 198:1997 Nhà cao tầng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối Hà Nội 1997 10 Nguyễn Văn Quãng, Nguyễn Hữu Kháng (1996) Hướng dẫn đồ án móng Nhà xuất xây dựng Hà Nội 1996 11 Nguyễn Bá Kế cộng (2008) Móng nhà cao tầng, kinh nghiệm nước Nhà xuất xây dựng Hà Nội 2008 12 Lê Đức Thắng (1998) Tính tốn móng cọc Nhà xuất giao thơng vận tải TPHCM 13 Nguyễn Văn Quảng (2003) Chỉ dẫn thiết kế thi công cọc Baret, tường đất neo đất Nhà xuất xây dựng Hà Nội 2003 14 Das, B M (2007) Principles of foundation engineering 6th Edition Toronto: Thomson Learning 15 Budhu, M (2011) Soil Mechanics and Foundations, 3rd edition, John Wiley & Sons 16 Ken Fleming, Austin Weltman, Mark Randolph and Keith Elson (2009), Piling Engineering, 3rd edition, Taylor & Francis 17 Hemsley, J A (2000) Design applications of raft foundations Hemsley J A., editor, London: Thomas Telford 18 Gupta, S C (1997) Raft foundation: design and analysis with a practical approach New age international (P) limited, Publishers India 19 Poulos, H G and Davis, E H (1974) Elastic solutions for soil and rock mechanics New York: John Wiley 20 Poulos, H G and Davis, E H (1980) Pile foundation analysis and design New York: John Wiley 21 Joseph E Bowles, RE., S.E (1996), Foundation analysis and design, 5th edition, The McGraw-Hill Companies, Inc 22 Randolph, M F (1994) Design methods for pile groups and piled rafts State of the Art Rep., Proc., 13th ICSMFE 5: 61–82 ... ÁN NỀN MĨNG Móng nơng 2.1.1 Móng đơn • Định nghĩa: Móng đơn loại kết cấu móng đơn giản phổ biến nhất .Móng đơn loại móng nằm riêng lẻ, loại móng sử dụng cột dùng làm hệ kết cấu chịu lực cơng trình. .. 2.1.3 Móng bè • Định nghĩa: Móng bè hay cịn gọi móng tồn diện móng bè nằm tồn diện tích cơng trình Móng bè thường dùng cơng trình có tầng hầm Tồn sàn hầm làm việc móng, tải trọng cơng trình phân... cơng trình + Móng băng phương: móng băng chịu lực theo phương, loại móng thiết kế theo phương cơng trình Hình 2.2 Móng băng • Phạm vi ứng dụng: Móng băng thường sử dụng trường hợp đất xấu, cơng trình