ĐỒ án NỀN MÓNG

GVHD: Ths Hoàng Thế Thao ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MƠN CƠNG TRÌNH  ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths Hồng Thế Thao SVTH: Trịnh Xuân Đức MSSV: 1811988 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao MỤC LỤC PHẦN I : THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT A Lý thuyết thống kê I Sử lý số liệu thống kê địa chất II Phân chia đơn nguyên địa chất Hệ số biến động Qui tắc loại trừ sai số Đặc trưng tiêu chuẩn Đặc trưng tính toán B Phần thống kê I Lớp ( 16 mẫu ) Dung trọng tự nhiên đất w (g/cm3) Dung trọng tự nhiên đất ’ (g/cm3) Lực dính đơn vị c ( kG/cm2 ) góc ma sát trong ( độ) II Thống kê số liệu mẫu, giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn theo giá trị giới hạn PHẦN II : THIẾT KẾ MĨNG BĂNG I Xác định sơ kích thước móng Chiều sâu đặt móng Chiều dài móng L (m) Xác định bề rộng móng B (m) Xác định sợ tiết diện cột Chiều cao dầm móng hd Bề rộng dầm móng bd Xác định chiều cao cánh móng hm II Kiểm tra theo TCVN 9362:2012 Kiểm tra ổn định Tính tốn độ lún Kiểm tra cường độ đất III Kiểm tra móng theo tiêu chuẩn 5574 : 2018 Kiểm tra điều kiện chịu cắt IV Tính tốn cốt thép cho móng theo tiêu chuẩn 5574:2018 Tính tốn cốt thép bảng móng a Cốt thép theo phương ngang b Bố trí cốt thép theo phương cạnh dài Tính tốn cốt thép cho dầm móng Cốt giá Tính tốn cốt thép cho gối Tính tốn cốt đai PHẦN III : THIẾT KẾ MĨNG CỌC I Số liệu tải trọng tính toán Thống số vật liệu cọc SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao Tải trọng thiết kế móng cọc II Xác định sơ kích thước cọc đài Xác định chiều sâu đặt móng Df Chọn chiều dài cọc kích thước tiết diện Chọn chiều dài đoạn cọc Chọn sơ cốt thép cọc Chọn sơ tiết diện cột III Tính sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc theo tiêu làm việc vật liệu làm cọc theo TCVN 5574 : 2018 Sức chịu tải cọc theo tiêu đất TCVN 10304:2014 a Sức chịu tải cọc theo tiêu lý b Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất c Sức chịu tải cọc theo tiêu xuyên tĩnh (Công thức Nhật Bản ) Xác định sức chịu tải tiêu chuẩn Xác định sức chịu tải thiết kế cọc Rcd IV Chọn sơ số cọc V Bố trí cọc VI Kiểm tra móng theo TCVN 10304 : 2012 TCVN 5574 : 2012 Kiểm tra sức chịu tải cọc Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm Kiểm tra lún Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp Kiểm tra cọc đồng thời chịu tải ngang đồng thời chịu tải đứng Kiểm tra ổn định đất quanh cọc Kiểm tra khả chịu cắt cọc Kiểm tra đài cọc theo điều kiện xuyên thủng từ cột xuống đài, từ cọc lên đài Kiểm tra cọc theo điều kiện chịu cắt cọc VII Tính cốt thép cho đài móng theo TCVN 5574 :2018 Tính thép đặt theo phương X Tính thép đặt theo phương Y SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao PHẦN I: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT PHẦN THỐNG KÊ: HỒ SƠ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH: KHU PHỨC HỢP THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ VÀ CĂN HỘ GIA PHÚ ( HỐ KHOAN ) ĐỊA ĐIỂM : 445-449 Gia Phú 270-277 TRẦN VĂN KIỀU- PHƯỜNG – QUẬN – TP HỒ CHÍ MINH I LỚP ( 16 mẫu ) Dung trọng tự nhiên đất γ w (g/cm3): Lớp STT Mẫu gi |gi -gtb| ( gi -gtb) 3 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) D-5 19.8 0.29 0.0827 Nhận D-6 19.6 0.49 0.2377 Nhận D-7 20.1 0.01 0.0002 Nhận D-8 20.1 0.01 0.0002 Nhận D-9 20.3 0.21 0.0452 Nhận D-10 20.1 0.01 0.0002 Nhận D-11 20.2 0.11 0.0127 Nhận D-12 20.2 0.11 0.0127 Nhận D-13 19.8 0.29 0.0827 Nhận 10 D-14 19.5 0.59 0.3452 Nhận 11 D-15 20.2 0.11 0.0127 Nhận 12 D-16 20.3 0.21 0.0452 Nhận 13 D-17 20.2 0.11 0.0127 Nhận 14 D-18 20.3 0.21 0.0452 Nhận 15 D-19 20.4 0.31 0.0977 Nhận 16 D-20 20.3 0.21 0.0452 Nhận Tổng 321.4 n gtb 16 20.0875 sg 0.2680174 n 0.0133425 0.6782088 [n ] 0.05 Thoả n's cm tc Giá trị tiêu chuẩn g 20.0875 Theo TTGH I a ta ρ Giá trị tính tốn 0.95 1.75 0.0058373 tt 19.970242 0.85 1.07 0.0035691 ÷ 20.20475762 Theo TTGH II gI a ta ρ tt 20.015805 ÷ 20.15919466 g II SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao σ= √ n γ tb −γ i) =0.268 ( ∑ n−1 i=1 σ ¿ =0.0133 As Vậy đường kính cốt thép thỏa điều kiện cẩu lắp ) Kiểm tra cọc đồng thời chịu tải ngang đồng thời chịu tải đứng Khi tính cọc độc lập chịu tác dụng đồng thời lực đứng, lực ngang mơmen uốn theo sơ đồ Hình A.1 A.2 Cho phép dùng chương trình máy tính mơ tả tác dụng học tương hỗ dầm (dầm đàn hồi) Trong đó, đất bao quanh cọc xem môi trường đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc trưng hệ số CZ, tính kN/m3 , tăng dần theo chiều sâu Hệ số tính tốn đất thân cọc, CZ, xác định theo công thức: 63 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao Cz= k Z γc Trong : k hệ số tỷ lệ, tính kN/m4 , lấy phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc theo Bảng A.1; z độ sâu tiết diện cọc đất, nơi xác định hệ số nền, kể từ mặt đất trường hợp móng cọc đài cao, kể từ đáy đài trường hợp móng cọc đài thấp; c hệ số điều kiện làm việc (đối với cọc độc lập c = 3) (trích tcvn 10304: 2014 phụ lục A) - Tra từ bảng A1 phụ lục A tcvn 10304:2014 ta kết “k” tương ứng với lớp đất: Lớp Tổng - hi 2.5 4.1 25.7 32.3 K (kN/m4) 9400 10193.75 19593.75 Loại đất Bùn sét , trạng thái chảy Sét pha, trạng thái dẻo mềm Cát pha , trạng thái dẻo - Từng giá trị độ sâu z tương ứng ta tìm hệ số Cz tương ứng, chia vùng ảnh hưởng cọc thành đoạn dài 1m với chiều rộng d cọc; xem cọc đứng nằm đàn hồi Winkler, vùng theo chiều sâu tương ứng với giá trị Ki(độ cứng lò xo kN/m) Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn Sap2000 tìm giá trị momen, lực dọc gây nguy hiểm cho cọc áp lực tác dụng lên cọc - Tổ hợp nội lực phải quy đổi trọng tâm đài cọc sử dụng Sap2000 giải nội lực: - Lực tác dụng lên đài : Ntt = Ntt + (0.4×12 + 1.7 ×22) × 2.1×2.1×1.2 = 3525 + 223.322 =3748.322 kN 64 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao Mxtt = Mxtt + h/2 × Hy = 140 +0.9/2 ×106 Lớp = 187.7 kN.m Mytt = Mytt + h/2 × Hx = 138 +0.9/2 ×125 = 194.25 kN.m Hxtt = 125 kN Hytt = 106 kN h (m) 0.9 - tt SN 3748.322 Mttx 187.7 Mtty 194.25 HttX(kN) 125 HttY(kN) 106 Độ cứng lò xo theo phương z đỉnh cọc: Sđh = 0.2× S = 0.2 × 0.00307 = 0.000615 m K = Rcd / Sđh =1193.94 / 0.000615 = 1940314.21 kN/m - Kết từ Sap2000 65 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 Z 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 k 0 9400 9400 9400 9400 9400 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 10193.75 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 56400 65800 75200 84600 94000 112131.25 122325 132518.75 142712.5 152906.25 163100 173293.75 183487.5 193681.25 203875 214068.75 224262.5 234456.25 244650 254843.75 265037.5 275231.25 285425 295618.75 305812.5 316006.25 326200 336393.75 0.175 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.105 0 19740 23030 26320 29610 32900 39245.94 42813.75 46381.56 49949.38 53517.19 57085 60652.81 64220.63 67788.44 71356.25 74924.06 78491.88 82059.69 85627.5 89195.31 92763.13 96330.94 99898.75 103466.6 107034.4 110602.2 114170 35321.34 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao - Bảng giá trị nội lực cho vị trí nguy hiểm cọc: Cọc M -30.28 -30.41 -33.01 -33.15 M max 58.5 58.52 58.94 58.96 Ntu -783.97 -831.27 -1151.22 -1103.92 Ntu max -729.84 -840.13 -1168.08 -1112.79 Vẽ biểu đồ tương tác để kiểm tra khả chịu lực - Lớp bê tông bảo vệ cọc 50 mm Cốt thép 420  = As/bho = 1256/(0.35×0.289) = 1.238% = Rs/bRb = 1.238%×260 /(1.1×14.5) = 0.201 Trong phạm vi từ <  < R ❑R = 0.8 0.8 = =0.58 Rs/ Es 260/ ×10 1+ 1+ εb 0.0035 =n s = Suy m = (1-0.5) + (1-)(-0.5n) - Q -30.57 -30.73 -31.77 -31.83 Trong phạm vi R <  < 1+  66 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao  = a/ ho = (50 +20/2)/0.29 =0.207 với +1.207 s = -2(-R)/(1+-R) n=  + (1-s) m = (1-0.5) + (1-)(-0.5n) - Ta lập bảng sau a 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 0.20252 x 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.58333 0.6 0.7 0.8 0.9 1.2069 d 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 0.2069 js 1 1 1 0.94654 0.62581 0.30507 -0.0157 -0.3364 -1 n 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.58333 0.61083 0.77578 0.94074 1.10569 1.27065 1.61194 m 0.160619 0.215964 0.261309 0.296654 0.321999 0.337343 0.342492 0.338395 0.307982 0.267568 0.217155 0.156741 Biểu đồ tương tác không thứ nguyên với a = 0.245 0.4 0.35 0.3 m 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 n - Tính giá trị lực dọc n, m từ lục dọc N moment M n = N/Rbbho M* = M -N (0.5ho-a) m = M* /Rbbho2 67 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao - Ta bảng sau cọc M_max M_max2 N1 30.28 58.5 783.97 30.41 58.52 831.27 33.01 58.94 1151.22 33.15 58.96 1103.92 N2 729.84 840.13 1168.08 1112.79 M*1 39.42813 40.11724 46.45547 46.04199 M*2 67.02813 68.33716 72.5907 71.96437 n1 0.498312 0.528378 0.731746 0.701681 m1 0.080844 0.082257 0.095253 0.094405 n2 0.463906 0.534009 0.742463 0.707319 m2 0.137435 0.140119 0.148841 0.147556  Dựa vào biểu đồ tương tác ta thấy cặp lực nằm khoảng cho phép Vậy cọc đủ khả chịu lực 6) Kiểm tra ổn định đất quanh cọc cI , I - lực dính góc ma sát tính tốn đất  - hệ số 0,6 cho cọc nhồi cọc ống; 0,3 cho cọc lại 1 - hệ số cho trường hợp trừ cơng trình chắn đất, chắn nước lấy 0,7 2 - hệ số xét đến tỷ lệ ảnh hưởng phần tải trọng thường xuyên tổng tải - Tại độ sâu cách mặt đất tự nhiên m, phản lực xuất từ sap2000 9.264kN  zmax = 9.264/0.35m2 = 26.468 kN/m2 Lớp li 4.5 4.1 ứng suất lớp đất c j g' 2.367 5.5 8.131 15.095 9.9 s 11.25 63.09 Ứng xuất hữu hiệu vị trí 5m so với mặt đất tự nhiên: ’v = 63.09 [σ ¿¿ z ]=❑1 ❑2 4 σ ' v tg ( ϕ ) +c I ) =1 ×0.7 × × ( 26.468 ×tg 80 7' +0.3 ×15.095 ) =33.55 kN /m2 ¿ ( o cos ( ϕ ) cos ( ' ) ) Kiểm tra khả chịu cắt cọc 68 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao Lực cắt lớn từ kết chạy sap2000: Qmax = 31.83 kN 0.3Rbbho = 0.3×14500×0.35×0.29 = 441.525 kN Vậy Qmax < 0.3Rbbho Cốt đai đặt theo cấu tạo Chọn f Chọn sw chọn sw As 28.2743 mm2 100 mm 200 mm đoạn đầu cọc đoạn cọc 1.2m 7.6m ) Kiểm tra đài cọc theo điều kiện xuyên thủng từ cột xuống đài , từ cọc lên đài 69 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hồng Thế Thao Chọn lớp bê tơng bảo vệ đài : 100mm Chọn cốt thép theo phương X: 20 Chọn cốt thép theo phương Y: 20 Kích thước cột: bc = lc = 0.55m hox = h_đài – 0.1 – 0.02/2 -0.02 = 0.87 m hoy = h_đài – 0.1 – 0.02/2 = 0.89 m ho = 0.5(hox +hoy) = 0.88 m Kích thước đường bao tính toán: Lx = bc + ho = 0.55 + 0.88 =1.43 m Ly = lc + ho = 0.55 + 0.88 =1.43 m Chu vi đường bao tiết diện tính tốn: u = 2(Lx+Ly) = 2×(1.43+1.43) = 5.72 m Ab = uho = 5.32 × 0.88 = 5.0336 m2 70 SVTH: Trịnh Xuân Đức 1811988 GVHD: Ths Hoàng Thế Thao Lực giới hạn: Fbu = RbtAb = 1.05 × 103 × 5.0336 = 5285.28 kN Moment kháng uốn theo phương X, Y: Wx = Lx(Lx/3 + Ly) = 1.43×(1.43/3 + 1.43) = 2.72 m3 Wy = Ly(Ly/3 + Lx) = 1.43×(1.43/3 + 1.43) = 2.72 m3 Moment giới hạn theo phương X, Y: Mbu,x = RbtWxho = 1.05 ×103×2.72×0.88 = 2547.95 kN.m Mbu,y = RbtWyho = 1.05 ×103×2.72×0.88 = 2547.95 kN.m F = Ntt = 3525 kN Mxtt = 193 kN.m Mytt = 200.5 kN.m Mx My F 3525 193 200.5 + + = + + =0.718