Đồ án nền móng thiết kế móng cọc

Đồ án nền móng , tính sức chịu tải của nền móng , tính sức chịu tải của cọc , thiết kế cọc theo sức chịu tải của công trình.Tính đài móng, lựa chọn móc treo thích hợp tương ứng với chiều dài cọc , kiểm tra các điều kiện tiêu chuẩn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG – GIAO THÔNG - - ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG NHÓM Lớp: K63XD Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS PHẠM HOÀNG ANH Hà Nội, ngày 08 tháng 07 năm 2020 Đồ án Nền & Móng ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG – GIAO THÔNG - - ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG NHÓM Lớp :K63XD Mã sinh viên Họ tên 18020668 Trần Văn Huynh 18020733 Nguyễn Công Kiên Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS PHẠM HOÀNG ANH Hà Nội, ngày 08 tháng 07 năm 2020 Đồ án Nền & Móng Các yêu cầu Thiết kế móng cọc đài thấp bê tơng cốt thép (BTCT) chân cột có tải trọng theo số liệu mục điều kiện đất cho mục Biết cọc thi công theo phương pháp ép, yêu cầu:  Lựa chọn chiều sâu đáy đài, chiều dài cọc, kích thước tiết diện cọc;  Dự báo sức chịu tải cọc đơn;  Xác định số lượng cọc bố trí cọc;  Kiểm tra sức chịu tải cọc móng;  Tính tốn kiểm tra sức chịu tải đất mũi cọc;  Tính tốn kiểm tra độ lún móng cọc (cho phép độ lún móng cọc 8cm);  Tính tốn, cấu tạo chi tiết cọc đảm bảo điều kiện an toàn vận chuyển thi cơng;  Tính tốn cấu tạo chi tiết đài móng; Đồ án trình bày gồm hai phần: Quyển thuyết minh tính tốn (A4) vẽ cấu tạo chi tiết cọc đài móng (A3) Số liệu tải trọng Số liệu N (T) Mx (Tm) My (Tm) Số liệu địa chất Nhóm 250 30 30 Đồ án Nền & Móng Layer 5a 5b Sức chịu tải quy ước qc (kG/cm2) 1.1 1.6 1.0 0.9 0.9 1.1 1.8 3.0 3.0 4.0 Modul tổng biến dạng E (kG/cm2) 120.0 86.0 73.0 73.0 61.0 99.0 150 200.0 183.0 229.0 Đồ án Nền & Móng Bài làm I Đề xuất phương án - Cơng trình có tải lớn - Đất gồm lớp:  Lớp 1: cát bụi dày 4,7m yếu  Lớp 2: đất sét có tính dẻo thấp yếu, chiều dày 1,8m  Lớp 3: bụi, chiều dày 5,6m, yếu  Lớp 4: cát sét, chiều dày 8,4m, yếu  Lớp 5: đất sét có tính dẻo cao, chiều dày 7,9m, tốt  Lớp 6: đất sét dẻo cứng, chiều dày 2,6m, tốt  Lớp 7: đất sét cứng, chiều dày 6,3m, tốt -Dùng phương pháp móng cọc đài thấp Đồ án Nền & Móng - Dùng cọc Bê tơng cốt thép (BTCT) đúc sẵn có khích thước 35 x 35 cm Đáy đài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu xuống lớp khoảng 1-2m Thi công phương pháp ép cọc II Phương pháp thi công vật liệu móng cọc, chiều sâu đáy đài Đài cọc - Bê tơng: B20 có Rb= 11,5 MPa, Rbt= 0,9 MPa - Cốt thép: thép chịu lực đài thép đài loại AII có Ra= 280 MPa - Lớp lót đài bê tơng nghèo dày 0,1m - Đài liên kết ngàm với cột cọc Thép cọc neo đài đầu cọc đài cao 50cm Cọc đúc sẵn - Hạ cọc phương pháp đóng cọc (ép cọc) - Bê tơng: B25; Rbt=1,05 MPa, Rb= 14,5 MPa - Cốt thép: thép chịu lực AI, đai cọc AI - Các chi tiết cấu tạo xem vẽ Chiều sâu đáy đài: chọn chiều sâu chơn móng 1,5 m III Chọn đặc trưng móng cọc Cọc Hình minh hoạ - Chọn tiết diện cọc 30 x 30 (cm) - Thép dọc chịu lực 4ϕ16AII ( lấy theo yêu cầu cấu tạo ) - Chiều dài cọc: chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp khoảng 2m Vậy chiều dài cọc: lc= 32m Sức chịu tải cọc theo đất Dự báo dựa vào kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Đồ án Nền & Móng Lớp đất Độ sâu 4,7 6,5 12,1 20,5 28,4 31 37,3 Chiều dày 4,7 1,8 5,6 8,4 7,9 2,6 6,3 N30 15,25 11,46 8,6 5,3 16,9 27,5 Góc ma sát i 28, 29 12,22 13,2 12,22 10,09 14,45 16,4 Lực dính 16,5 14,3 16,9 11,6 20,8 15,8  i   �N i  �N i (kPa) 30,5 12 22,92 17,2 10,6 33,8 55 - Sức chịu tải cọc theo đất xác định theo công thức: Pgh=Qs+Qc - Sức chịu tải tính tốn: Pd  Pgh Fs n + Qs ma sát cọc đất xung quanh thành cọc: Qs  1.uc � i hi i 1 + Qc lực kháng mũi cọc: Qc   Rn Fc Trong đó:  1 , hệ số điều kiện làm việc đất với cọc vuông, hạ phương pháp ép cọc : 1    ;  Fc diện tích thiết diện cọc: Fc  0,35 �0,35  0,1225( m ) ;  uc chu vi cọc: uc  0,35 �4  1,4m ;  Rn sức kháng giới hạn đất mũi cọc; Rn  R7   �N n  400 �27,5  11000kPa   i lực ma sát trung bình lớp đất thứ i quanh mặt cọc Qs  1, � 30,5 �3,  12 �1,8  22,92 �5,  17, �8,  10, �7,9  33, �2,  55 �2   943,11( KN ) Qc   Rn Fc  1�11000 �0,1225  1347,5( KN ) Theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT theo cơng thức Meyerhoff Đồ án Nền & Móng - Sức kháng cho phép đất lên cọc: Q Q 943,11  1347,5  1145( KN ) �114,5T  P  dn  c F s  s - Sức chịu tải cho phép cọc theo đất nền: W  P    P  dn  F c  1145  sc 98  1036( KN ) 0,9  Fs hệ số an toàn Fs  (2 �3) Chọn Fs=2;  Wc  Fc Lc  tt  0,35 �0,35 �32 �25  98( KN ) (trọng lượng toàn cọc);  Fsc hệ số an toàn theo trọng lượng Fsc=0,9 - Sức chịu tải cọc theo vật liệu: Pvl   �m �( Rb �Fb  Ra �Fa ) Trong đó:  m: hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc loại cọc số lượng cọc móng  0,85 �1 Chọn m=1;   hệ số uốn dọc.Chọn =1;  Fa diện tích cốt thép: Fa = 16,01 cm2 ;  Fb diện tích phần bê tơng: Fb=Fc – Fa = 0,35×0,35 – 16,01×10-4 = 0,121 m2 => Pvl = 1×1× (1450×0,121 + 2,8×104×16,01×10-4) = 220,27 T Vậy  P     P  dn ; Pvl  = 1036 kN �103,6T Chọn số lượng cọc bố trí hình vẽ - Độ lệch tâm: Đồ án Nền & Móng Mx 30   0,12 �    2e  1, 24 N 250 M 30 e x   0,12 �    2e  1, 24 N 250 e => Chọn β=1,4 - Sơ lựa chọn số lượng cọc: N 2500 �  �1,  3,38 P 1036 => Chọn cọc bố trí cọc hình vẽ n Đài cọc hình vẽ Từ việc bố trí cọc ta có kích thước đài: A =Bđ x Lđ = 1,8 x 1,8 m Chọn hd = 1,5m => h0d= 1,5-0,5 = 1m IV Tính tốn kiểm tra tải trọng phân phối lên cọc Kiểm tra tải trọng lên cọc móng Pwi  N M y xi M x yi  n  n nc � xi2 �yi2 i 1 i 1 Tải trọng phân bố tiêu chuẩn đáy đài: N  N  (l �b �hd ) �  2500  (1,8 �1,8 �1,5) �20  2597, 2( KN ) n �y �y i 1 i i 1 n i 1 i 1 i 2 �0,552  �( 0,55)  1, 21( m ) �xi �xi 2 �0,552  �( 0,55)  1, 21(m2 ) Bảng số liệu tải trọng tác dụng đầu 2597, 300 �yi 300 �xi � Pwi    1, 21 1, 21 �Pw max  922 KN �� �Pw  376,5 KN Tất cọc chịu nén cọc: N0 xi -0.55 0.55 -0.55 0.55 yi 0.55 0.55 -0.55 -0.55 Pwi (kN) 649.33 922.00 376.5 649.3 Đồ án Nền & Móng Pw max= 922 kN < P = 1036(kN) P  Pw max 1036  922 �100%   11% P 1036 Pw max  Wc �P � 922  98  1020  1036 KN =>Thoả mãn Tính tốn kiểm tra SCT đất mũi cọc A, Xác định kích thước khối móng quy ước (móng tương đương) - Góc ma sát trung bình đất chiều dài làm việc cọc: n �i hi �i hi tb  i 1n  i 17 �hi �hi i 1  i 1 16, 44 �2  3, �28, 29  1,8 �12, 22  5, �13,  8, �12, 22  7, �10, 09  2, �14, 45 31,5  13.940 Trong đó:  i góc ma sát lớp đất thứ i mà cọc qua  hi chiều dài đoạn cọc qua lớp i mà cọc qua - Góc huy động(góc mở móng):  tb 13,94   3,50 4 - Kích thước khối đáy móng cọc tương đương: Bqu  b  �Lc �tan( )  (1,1  0,35)  � 31,5 �tan(3,5� )  5,3m Lqu  l  �Lc �tan( )  (1,1  0,35)  � 31,5 �tan(3,5� )  5,3m Trong đó:  Lc Chiều dài làm việc cọc (từ đáy đến mũi cọc) Lc=31,5m  b,l khích thước theo hai hướng hình bao ngồi hàng cọc biên Đồ án Nền & Móng Hình vẽ B, Sức chịu tải đất mũi cọc - Áp lực trung bình mức mũi cọc: ptb  N0 2500   tb �H m   20 �33  749 Lqu �Bqu 5,3 �5, (KN/m2) - Sức chịu tải mũi cọc: pu  �N �1 � �b   �q �N q   �c �N c Với =16,40 Tra bảng ta có N=2,5; Nq=4,92; Nc=13,68 5,18 1   0, �  0,84; 6, 28   1; 5,18    0, �  1,16 6, 28 - Trọng lượng thể tích trung bình: n � i hi � i hi  tb  i 1n  i17  �hi �hi i 1 i 1 17 �3,  18,9 �1,8  18,1�5,  18 �8,  17,5 �7,9  19,1�2,  19,8 �2  18 31,5 (KN/m2) pu  �2,5 �0,84 �19,8 �5,3  1�18 �33 �4,92  1,16 �16 �13, 68  3287 ( KN/m2) � pa  pu 3287   1315 Fs 2,5 ( KN/m2) Vậy ta có ptb < pa, đất đủ sức chịu tải.(Thoả mãn) C, Xác định độ lún móng cọc _ p  pgl  ptb   tb �hm  749  18 �(31,5  1,5)  155( kN / m2 ) Với móng hình chữ nhật: Lqu Bqu  5,18 1 5,18 tra bảng 6.1 trang 132 ta ω=0,88 Đồ án Nền & Móng 1   0,32 S  pgl �Bqu �w �  155 �5,3 �0,88 � E0 15000  0, 043(m) �4, 4cm  � S�  8cm � � gh Thoả mãn Vậy độ lún móng cọc đáp ứng thoả mãn yêu cầu kĩ thuật V Tính tốn kiểm tra cọc đảm bảo điều kiện vận chuyển cẩu lắp Có loại cọc: loại cọc 7m loại cọc 6m Tải trọng phân bố q=×Fc×n n hệ số động  n=1.6 vận chuyển cọc q=×Fc×n=25×0,35×0,35×1,6=4,9(KN/m)  n=1.4 cẩu lắp q=×Fc×n=25×0,35×0,35×1,4=4,29(KN/m) Đối với loại cọc 7m Đoạn cọc dài 7m bố trí móc Khi vận chuyển cọc   Chọn a cho M �M => a=0.207×lc=0.207×7 =1.5m qa 4,9 �1,52 M    5,51( KN / m) 2 qL q �a �Ld 4,9 �7 4,9 �1,5 �7 M 1  d     4, 28( KN / m) 8  Khi cẩu lắp Đồ án Nền & Móng   Chọn b cho M �M => b=0,294×lc=0,294×7=2m M 2  qa 4,29 �22   9,8( KN / m) 2 M  2 qL �L  2b � 4, 29 �7 �  �2 �  d �� d �� � � 9,45( KN / m) 8 �7  � �Ld  b � - Ta thấy M1 Trị số moomen dương lớn M2 = 9,8 (KN/m) Dùng M2 để tính tốn Lấy lớp bảo vệ cọc a’=3cm; Chiều cao làm việc cốt thép: h0= 35-3=32 cm Fa  M2 9,8   1, 21(cm ) 0,9 �h0 �Ra 0,9 �0,32 �280000 Cốt thép trọng vận chuyển dọc chịu momen uốn cọc 8ϕ16 (Fa=16,08 cm) Cọc đủ khả chịu tải cẩu lắp Được bố trí hình vẽ - Tính tốn cốt thép làm móc cẩu Lực kéo móc cẩu trường hợp cẩu lắp cọc Fk  q �l Lực kéo nhánh gần Fk'  Fk q �l 4,9 �7    8,575 KN 4 Diện tích cốt thép móc cẩu Thép (AI) Fa  Fk' 8,575   0,38cm Ra 22500 Chọn thép móc cẩu ϕ12 có Fa=1.13cm2 ... Nội, ngày 08 tháng 07 năm 2020 Đồ án Nền & Móng Các yêu cầu Thiết kế móng cọc đài thấp bê tơng cốt thép (BTCT) chân cột có tải trọng theo số liệu mục điều kiện đất cho mục Biết cọc thi công theo... pháp móng cọc đài thấp Đồ án Nền & Móng - Dùng cọc Bê tơng cốt thép (BTCT) đúc sẵn có khích thước 35 x 35 cm Đáy đài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu xuống lớp khoảng 1-2m Thi công phương pháp ép cọc. .. liên kết ngàm với cột cọc Thép cọc neo đài đầu cọc đài cao 50cm Cọc đúc sẵn - Hạ cọc phương pháp đóng cọc (ép cọc) - Bê tông: B25; Rbt=1,05 MPa, Rb= 14,5 MPa - Cốt thép: thép chịu lực AI, đai cọc