thuyết minh đồ án nền móng 1 Tô Văn Lận

Mục lục PHẦN 1 : MÓNG NÔNG 3 I. SỐ LIỆU 3 I.1 Công trình cho các móng có nội lực tính toán dưới chân cột tại cao độ mặt đất 3 I.2 Số liệu nền đất 3 II THỰC HIỆN YÊU CẦU 3 II.1 Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện công trình 3 II. 2 Đề xuất các phương án thiết kế 7 III. TÍNH TOÁN: 7 III. 1 Thiết kế móng C1 7 III.1.1 Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng 7 III.1.2 Xác định cường độ tính toán của đất nền 8 III.1.3 Xác định kích thước sơ bộ của đáy móng 8 III.1.4 Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng 8 III.1.5 Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu 9 III.1.6 Kiểm tra lún của móng 11 III.1.7 Tính toán độ bền và cấu tạo móng 12 III.1.8 Tính toán cốt thép đế móng 14 III.2 Thiết kế móng C2 15 III.2.1 Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng 15 III.2.2 Xác định cường độ tính toán của đất nền 15 III.2.3 Xác định kích thước sơ bộ của đáy móng 15 III.2.4 Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng 15 III.2.5 Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu 16 III.2.6 Kiểm tra lún của móng 16 III.2.7 Tính toán độ bền và cấu tạo móng 18 III.2.8 Tính toán cốt thép đế móng 19 PHẦN 2: MÓNG CỌC 20 I. SỐ LIỆU CÔNG TRÌNH 20 I.1 Cột toàn khối 20 I.2 Tải trọng tính toán 21 I.3 Nền đất 21 II. THỰC HIỆN YÊU CẦU 21 II.1 Xử lý số liệu địa chất và đánh giá. 21 II.2 Xác định tải trọng tác dụng xuống móng 23 III. TÍNH TOÁN 23 III.1 Xác định độ sâu đặt đáy đài 23 III.2 Xác định các thông số về cọc 24 III.2.1 Chiều dài và tiết diện cọc 24 III.2.2 Lựa chọn sơ bộ về vật liệu cọc 24 III.2.3 Lựa chọn phương pháp hạ cọc 24 III.3 Xác định sức chịu tải của cọc 24 III.3.1 Sức chịu tải theo cường độ vật liệu (BTCT) 24 III.3.2 Sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 25 III.3.3 Sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cường độ của đất nền 27 III.3.4 Sức chịu tải cực hạn theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh 29 III.3.5 Sức chịu tải cực hạn theo kết quả xuyên tiêu chuẩn 30 III.3.6 Tổng hợp và lựa chọn sức chịu tải cho phép của cọc 31 III.4 Sức chịu tải cho phép của cọc 31 III.5 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc trong móng 32 III.6 Kiểm tra điều kiện áp lực xuống đỉnh cọc 32 III.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 33 III.7.1 Xác định nội lực do tải trọng ngang dọc theo thân cọc 33 III.7.2. Kiểm tra khả năng chịu uốn của cọc 38 III.7.3 Kiểm tra ổn định nền xung quanh cọc 38 III.8 Kiểm tra điều kiện áp lực tại mặt phẳng mũi cọc 39 III.8.1 Xác định kích thước của móng khối quy ước 39 III.8.2 Xác định trọng lượng của móng khối quy ước 40 III.8.3 Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng 40 III.8.4 Sức chịu tải của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc 40 III.9 Kiểm tra độ lún của móng 41 III.10. Tính toán và cấu tạo đài cọc 42 III.10.1 Kiểm tra chiều cao đài 42 III.10.2. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc 44 III.11 Kiểm tra cọc khi vận chuyển và lắp dựng, tính móc cẩu 46 III.11.1 Kiểm tra cọc khi vận chuyển và lắp dựng 46 III.11.2 Tính móc cẩu 47

Mục lục PHẦN : MĨNG NƠNG I SỐ LIỆU .3 I.1 Cơng trình cho móng có nội lực tính tốn chân cột cao độ mặt đất .3 I.2 Số liệu đất II THỰC HIỆN YÊU CẦU .3 II.1 Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện cơng trình II Đề xuất phương án thiết kế III TÍNH TỐN: .7 III Thiết kế móng C1 .7 III.1.1 Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng III.1.2 Xác định cường độ tính tốn đất .8 III.1.3 Xác định kích thước sơ đáy móng .8 III.1.4 Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng III.1.5 Kiểm tra điều kiện áp lực đỉnh lớp đất yếu III.1.6 Kiểm tra lún móng 11 III.1.7 Tính tốn độ bền cấu tạo móng 12 III.1.8 Tính tốn cốt thép đế móng 14 III.2 Thiết kế móng C2 15 III.2.1 Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng 15 III.2.2 Xác định cường độ tính tốn đất 15 III.2.3 Xác định kích thước sơ đáy móng 15 III.2.4 Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng 15 III.2.5 Kiểm tra điều kiện áp lực đỉnh lớp đất yếu 16 III.2.6 Kiểm tra lún móng 16 III.2.7 Tính tốn độ bền cấu tạo móng 18 III.2.8 Tính tốn cốt thép đế móng 19 PHẦN 2: MÓNG CỌC 20 I SỐ LIỆU CƠNG TRÌNH 20 I.1 Cột toàn khối 20 I.2 Tải trọng tính tốn .21 I.3 Nền đất 21 II THỰC HIỆN YÊU CẦU 21 II.1 Xử lý số liệu địa chất đánh giá 21 II.2 Xác định tải trọng tác dụng xuống móng 23 III TÍNH TỐN 23 III.1 Xác định độ sâu đặt đáy đài .23 III.2 Xác định thông số cọc 24 III.2.1 Chiều dài tiết diện cọc 24 III.2.2 Lựa chọn sơ vật liệu cọc 24 III.2.3 Lựa chọn phương pháp hạ cọc 24 III.3 Xác định sức chịu tải cọc 24 III.3.1 Sức chịu tải theo cường độ vật liệu (BTCT) .24 III.3.2 Sức chịu tải cực hạn theo tiêu lý đất 25 III.3.3 Sức chịu tải cực hạn theo tiêu cường độ đất 27 III.3.4 Sức chịu tải cực hạn theo kết thí nghiệm xuyên tĩnh 29 III.3.5 Sức chịu tải cực hạn theo kết xuyên tiêu chuẩn 30 III.3.6 Tổng hợp lựa chọn sức chịu tải cho phép cọc 31 III.4 Sức chịu tải cho phép cọc 31 III.5 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc móng 32 III.6 Kiểm tra điều kiện áp lực xuống đỉnh cọc .32 III.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 33 III.7.1 Xác định nội lực tải trọng ngang dọc theo thân cọc 33 III.7.2 Kiểm tra khả chịu uốn cọc 38 III.7.3 Kiểm tra ổn định xung quanh cọc .38 III.8 Kiểm tra điều kiện áp lực mặt phẳng mũi cọc 39 III.8.1 Xác định kích thước móng khối quy ước .39 III.8.2 Xác định trọng lượng móng khối quy ước 40 III.8.3 Áp lực tiêu chuẩn đáy móng 40 III.8.4 Sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc 40 III.9 Kiểm tra độ lún móng 41 III.10 Tính tốn cấu tạo đài cọc 42 III.10.1 Kiểm tra chiều cao đài .42 III.10.2 Tính tốn bố trí cốt thép cho đài cọc 44 III.11 Kiểm tra cọc vận chuyển lắp dựng, tính móc cẩu 46 III.11.1 Kiểm tra cọc vận chuyển lắp dựng 46 III.11.2 Tính móc cẩu .47 PHẦN : MĨNG NƠNG I SỐ LIỆU I.1 Cơng trình cho móng có nội lực tính tốn chân cột cao độ mặt đất Nội lực Đơn vị Móng C1 Móng C2 N0 kN 820 560 M0 kNm 160 70 Qo kN 40 20 I.2 Số liệu đất Lớp Số hiệu H (m) 13 II THỰC HIỆN YÊU CẦU CÁC LỚP ĐẤT Lớp Số hiệu H (m) 40 Mực nước ngầm (m) Lớp Số hiệu 22 -2,7 II.1 Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện cơng trình Lớp đất 1, số hiệu 5: Thành phần hạt (%) tương ứng với cở hạt Hạt cát Hạt sỏi >10 - 10- 55 - - Hạt Hạt sét Th ô To 2-1 1- 0,5- 0,25- 0,1- 0,05- 0,001 0,05 mm chiếm 68%, theo bảng 2, TCVN 9362:2012, đất cát bụi Trạng thái phân loại theo thí nghiệm xuyên tĩnh: qc = Mpa = 60 kG/cm2 ( 40 < qc < 120 ), theo bảng 5, TCVN 9362:2012, đất trạng thái chặt vừa Tương ứng hệ số rỗng e = 0,6 ÷ 0,8, nội suy từ pt tìm e = 0,87 - Xác định dung trọng tự nhiên: - Xác định dung trọng đẩy nổi: = = = 8,55 kN/m3 - Độ bão hòa: Theo bảng TCVN 9362:2012, G khoảng 0,5 0,8; cát trạng thái ẩm - Góc ma sát đất xác định theo kết xuyên tiêu chuẩn từ phụ lục E TCVN 9351:2012 theo công thức: = = = 28,860 = 28051’ - Mô đun biến dạng E, xác định từ kết xuyên tĩnh Với đất cát =1,5 3; lấy = có: E =26 = 12 Mpa = 12000 kPa Lớp đất 2, số hiệu 22: 30, 24, 17,46 2,66 5,88 50 10 15 20 0.741 WP (%) 0.761 29, WL (%) Lực dính c kN/m 0.779 40 W (%) Tỉ Góc trọn ma g hạt sát Gs (độ) Kết thí nghiệm nén ép 0.825 ST T Dung trọng tự nhiên (kN/m3 ) Sức khán g xuyê n tĩnh qc Kq xuyê n tĩnh chuẩ n N 0.42 Xác định tên đất theo số dẻo Id = WL – WP = 30,4 – 24,5 = 5,9 % < %  Đất cát pha Xác định trạng thái đất dính theo độ sệt IL = = = 0.915 Vì 0,75 < IL= 0.915 10 1,5 Thô To 10- 55 2-1 10, 5 41, 10 Vừa Hạt Nhỏ Mịn Hạt sét Bụi (%) (Mpa ) N 13,6 2,63 18,5 0,5- 0,25- 0,1- 0,05- 0,001 mm chiếm 35,5%, theo bảng 2, TCVN 9362:2012, đất cát sỏi Trạng thái phân loại theo thí nghiệm xuyên tĩnh: - qc = 18,5 Mpa = 60 kG/cm2 ( 150 < qc), theo bảng 5, TCVN 9362:2012, đất trạng thái chặt Tương ứng hệ số rỗng e ~ 0,55, nội suy từ pt tìm e = 0,68 - Xác định dung trọng tự nhiên: - Xác định dung trọng đẩy nổi: = = = 9,52 kN/m3 - Độ bão hòa: Theo bảng TCVN 9362:2012, G khoảng 0,5 0,8; cát trạng thái ẩm - Góc ma sát đất xác định theo kết xuyên tiêu chuẩn từ phụ lục E TCVN 9351:2012 theo công thức: = = = 36,630 = 36037’ - Mô đun biến dạng E, xác định từ kết xuyên tĩnh Với đất cát =1,5 3; lấy = có: E =318,5 = 12 Mpa = 55500 kPa - Dung trọng đẩy : = = = 9,518 kN/m3 II Đề xuất phương án thiết kế Nhận thấy lớp đất lớp đất cát bụi chặt vừa, dày 13m có E = 12000 kPa: Chọn phương án móng nơng thiên nhiên, đáy móng nằm lớp 1, có độ sâu chơn móng m III TÍNH TỐN: III Thiết kế móng C1 III.1.1 Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng Giá trị tiêu chuẩn xác định theo công thức: Atc = Với ktc, hệ số vượt tải, lấy trung bình cho loại tải trọng kết cấu bên 1,2 Ta tìm tải trọng tiêu chuẩn sau: Ntc0 = 683,33 kN; Mtc0 = 133,33 kNm; Qtc0 = 33,33 kN III.1.2 Xác định cường độ tính tốn đất Giả thiết chiều rộng móng bsơ = 1,8 m ; Giả thiết chiều sâu chơn móng hm = m Cường độ tính tốn đất xác định theo công thức: R = ( Ab + Bh + DcII ) m1 =1.2 – đáy móng cát mịn no nước; m2 =1 ktc = 1.0 – tiêu lý đất xác định thí nghiệm trực tiếp; = 28051’ – Tra bảng 2.1 có A=1,107; B= 5,424; D= 7,812 cII =  R = ( 1,107 × 1,8 × 16,35 + 5,424 × × 16,35 + 7,812 × 0) = 251,93 kPa III.1.3 Xác định kích thước sơ đáy móng Asb= k = 1,2 = 3,9 m2 Do móng chịu tải lệch tâm nên chọn đáy móng hình chữ nhật Tỉ số cạnh kn=1,5 - Cạnh ngắn móng là: b = = = 1,6m - Cạnh dài móng : l = kn.b = 1,5 1,3 = 2,4m  Kích thước sơ móng: 1,6 × 2,4 m III.1.4 Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng Điều kiện : + = + = = 229,81 kPa + = + × () = 229,81 + × () = 396,481 > 1,2 R = 291,888 kPa  Tiết diện sơ không thỏa điều kiện, phải tăng tiết diện móng - Chọn lại kích thước móng: 1,8 m × 2,7 m , tiến hành kiểm tra lại có R=251,9326 kPa + = × = = 180,604 < R = 251,33 kPa; + = + × () = 180,64 + × () = 290,343 < 1,2 R= 291, 888 kPa  Tiết diện móng phát huy tốt khả chịu lực đất III.1.5 Kiểm tra điều kiện áp lực đỉnh lớp đất yếu Lớp đất lớp đất yếu so với lớp đất (thông qua giá trị góc ma sát φ mơ đun biến dạng E) Mực nước ngầm độ sâu -2,7 m Điều kiện kiểm tra: pz + pd ≤ Rz Trọng lượng riêng hiệu lớp đất: - Từ mặt đất đến mực nước ngầm: γ = γ1 = 16,35 kN/m3 - Từ mực nước ngầm đến đáy lớp 1: γ = γđn1 γđn1 = = = 8.551 kN/m3 - Từ mặt lớp đến đáy lớp 2: γ = γđn2 γđn2 = = = 8.754 kN/m3 - Áp lực trọng lượng thân đất đáy móng: pdz = = γ1 × h11 = 16,35 × = 32,70 kPa - Áp lực trọng lượng thân đất mực nước ngầm: pdz = 2,7 = pdz = + γ1 × h12 = 32,70 + 16,35 × 0,7 = 44,15 kPa - Áp lực trọng lượng thân đất đỉnh lớp đất yếu: pdz = 13 = pdz = 2,7 + γ1 × h13 = 44,15 + 8,551 × 10,3 = 132,22 kPa - Áp lực phụ thêm tải trọng cơng trình đáy móng: p0 = ptctb – pdz = = 180,604 - 32,70 = 147,90 kPa Kiểm tra áp lực phụ thêm đỉnh lớp đất yếu - Áp lực phụ thêm tải trọng cơng trình đáy lớp 1: pz, z = 11 m = αp0 K0 = f ; = f ( = 0,506 pz, z = 11 m = 0,506 × 147,90 = 74,846 kPa - Tổng áp lực tải đỉnh lớp đất yếu: pdz = 13 + pz,z = 11 = 132,22 + 74,846 = 207,08 kPa - Cường độ tính tốn lớp đất yếu: Rz = - Trong đó: m1 = 1,1 – cát bụi no nước; m2 = 1,0 – giả thiết tỉ số L/H ≥ 4; ktc = 1,0 – tiêu lý đất xác định thí nghiệm trực tiếp; φII = φtc = 8049’; tra bảng 2.1 có: A = 0,168; B = 1,678; C = 4,100; cII = 20,023 kPa γII = γđn2 = 8,754 kN/m3 γ’II = = = 10,171 kN/m3 hz = 13 m; Diện tích đáy khối móng quy ước: Az = 11,724 m2 a = = = 0,45 m Chiều rộng móng khối quy ước: bz = = = 3,003 m Thay số vào cơng thức trên, ta có: Rz = = 339.186 kPa So sánh: pdz = 13 + pz,z = 11 = 207,08 kPa < Rz = 339.186 kPa, thỏa mãn điều kiện áp lực đỉnh lớp đất yếu III.1.6 Kiểm tra lún móng - Độ lún tuyệt đối lớn Sgh = 8cm - Tính tốn độ lún thep phương pháp tổng độ lún lớp phân tố (cơ học đất) - Ta lấy áp lực trung bình đáy móng để tính lún = 180,604 – 19,6 × = 147,9 kPa - α: hệ số tra bảng 2.7 phụ thuộc vào tỷ số 2z/b l/b=1.42 Ta có bảng số liệu sau: pz = pdz 2z/b l/b α αp0 (kPa) (kPa) 147.9 A 0.00 0.00 1.50 1.00 32.70 139.4 B 0.45 0.50 1.50 0.94 40.06 C 0.90 1.00 1.50 0.77 114.33 47.42 D 1.35 1.50 1.50 0.58 86.06 54.77 Cát bụi E 1.80 2.00 1.50 0.43 63.23 62.13 (lớp F 2.25 2.50 1.50 0.32 47.61 69.49 1) G 2.70 3.00 1.50 0.25 36.46 76.85 H 3.15 3.50 1.50 0.19 28.42 84.20 I 3.60 4.00 1.50 0.15 22.63 91.56 J 4.05 4.50 1.50 0.13 18.49 98.92 K 4.50 5.00 1.50 0.10 15.38 106.28 -Lập bảng tính độ lún xác định chiều dày vùng lún -Độ lún lớp cát mịn: Si =β -Các điểm p1i p10i tính điểm lớp phân tố Sau tính tốn ta có bảng: Lớp Điểm đất Lớp Điểm A B B C C D D E z (m) hi n β E0 = αqc (Kpa) Δδz Kiểm tra Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Xét tiếp Dừng tính lún Dừng tính lún Δδztb Si (m) 147.90 143.70 0.004491 139.49 139.49 0.45 0.25 0.833 12000 126.91 0.003966 114.33 114.33 0.45 0.25 0.833 12000 100.20 0.003131 86.06 0.45 0.25 0.833 12000 86.06 74.65 0.002333 63.23 0.45 0.25 0.833 12000 10 Phản lực cọc lên đáy đài: Diện tích sơ đáy đài: Tổng lực dọc tính tốn tính đến đáy đài: = + 1,1 1,775 201,5 = 1298,482 kN Số lượng cọc móng: (cọc) -Sơ chọn cọc bố trí cọc theo hình dạng vng mặt Khoảng cách cọc kích thước thực tế đài theo hình sau: III.6 Kiểm tra điều kiện áp lực xuống đỉnh cọc Điều kiện kiểm tra tổng quát sau: Trong đó: Rctk - sức chịu tải thiết kế cọc, (kN); - trọng lượng tính tốn cọc, (kN); ;- áp lực lớn nhỏ tác dụng xuống cọc, (kN) Áp lực tác dụng xuống đầu cọc trường hợp móng chịu tải lệch tâm theo phương: = 43,86 + 5,1 × 1,5 = 51,510 kNm 30 = 505,638 + 25,83 × 1,5 = 544,383 kNm Tổng lực dọc tính tốn đến đáy đài theo kích thước đài thực tế: = + 1,1 × × × 20 × 1,5 = 1371,912 kN Tính tốn áp lực xuống đỉnh cọc trình bày bảng sau: Cọ c xi yi -0.75 0.75 -0.75 -0.75 0.75 -0.75 0.75 0.75 ∑x2i 2.25 ∑y2i 2.2 Mttx 51.51 Mtty Pi 544.38 178.687 144.347 507.269 541.609 342.97 Trọng lượng tính tốn từ đáy đài đến mũi cọc: Kiểm tra điều kiện: Thỏa điều kiện Kiểm tra làm việc cọc nhóm theo biểu thức: Hệ số tính theo cơng thức Labarre: Thay số: Móng thỏa mãn điều kiện làm việc nhóm III.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang III.7.1 Xác định nội lực tải trọng ngang dọc theo thân cọc Móng chịu tải trọng lệch tâm theo hai phương, cần kiểm tra theo phương có lực cắt lớn Lực cắt lớn tác dụng xuống móng: Qoxtt = 25,83 kN, lực cắt tác dụng lên cọc là: Q= Qoxtt /4 = 25,83/4 = 6,46 kN Mơ men qn tính tiết diện ngang cọc: Chiều rộng quy ước cọc: bc = 1,5dc + 0,5 = 1,5 × 0,35 + 0,5 = 1,025m Hệ số tra Bảng 3.22, với đất loại cát có số sệt: K = 7773 kN/m4 Hệ số biến dạng tính theo cơng thức: 31 Chiều sâu tính đổi: le = αbdl = 0,75 × 26,5 = 19,852 m Tra bảng 3.24 có: A0 = 2,565; B0 = 1,662; C0 = 2,795; Chuyển vị ngang cọc lực đơn vị H0 = gây ra: m/kN Chuyển vị ngang cọc lực đơn vị M0 = gây ra: m/kN Góc xoay cọc lực đơn vị H0 = gây ra: m/kN Mô men uốn lực cắt cọc cao trình mặt cắt: M0 = M + Ql0 = Q0 = Q = 6,458 kN Chuyển vị ngang y0 góc xoay ᴪ0 cao trình mặt đất: = 6,6 × 0,000181 + = 0,001166844 m = 6,6 0,0000876 + = 0,000566 rad Chuyển vị ngang góc xoay cọc cao trình đáy đài: Trong công thức l0 khoảng cách từ đáy đài đến mặt đất, với móng cọc đài thấp nên = 0, vậy: ∆ = y0 = 0,001166844 m; ᴪ = ᴪ0= 0,000566 rad Áp lực tính tốn – σz (kPa) ; mô men uốn – Mz (kNm) lực cắt Qz (kN) tiết diện cọc sau: 32 Mô men dọc theo thân cọc: Z 0.000 -0.133 -0.267 -0.400 -0.534 -0.667 -0.801 -0.934 -1.068 -1.201 -1.335 -1.468 -1.602 -1.735 -1.869 -2.002 -2.136 -2.269 -2.403 -2.536 -2.670 -2.937 -3.204 -3.471 -3.738 -4.005 -4.672 -5.339 Ze 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.5 4.0 A3 0.000 0.000 -0.001 -0.005 -0.011 -0.021 -0.036 -0.057 -0.085 -0.121 -0.167 -0.222 -0.287 -0.365 -0.455 -0.559 -0.676 -0.808 -0.956 -1.116 -1.295 -1.693 -2.141 -2.621 -3.103 -3.541 -3.919 -1.614 B3 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.002 -0.005 -0.011 -0.020 -0.034 -0.055 -0.083 -0.122 -0.173 -0.238 -0.319 -0.420 -0.543 -0.691 -0.867 -1.074 -1.314 -1.906 -2.663 -3.600 -4.718 -6.000 -9.544 -11.730 C3 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.992 0.985 0.975 0.960 0.938 0.907 0.866 0.881 0.739 0.646 0.530 0.385 0.207 -0.271 -0.941 -1.877 -3.408 -4.688 -10.340 -17.910 D3 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.699 0.799 0.897 0.994 1.090 1.183 1.273 1.358 1.437 1.507 1.566 1.612 1.640 1.646 1.575 1.352 0.917 0.197 -0.891 -5.854 -15.070 Mz 0.862 1.702 2.490 3.233 3.917 4.533 5.051 5.495 5.844 6.064 6.234 6.329 6.312 6.214 6.043 5.821 5.531 5.176 4.844 4.376 3.443 2.458 1.516 0.666 -0.034 -0.409 2.427 Mz -6.00 -5.00 -4.00 -3.00 -2.00 A4 0.000 -0.005 B4 0.000 0.000 C4 0.000 0.000 7.0000E+00 6.0000E+00 5.0000E+00 4.0000E+00 3.0000E+00 2.0000E+00 1.0000E+00 0.0000E+00 -1.00 0.00 -1.0000E+00 Lực cắt dọc theo thân cọc: Z 0.000 -0.133 Ze 0.0 0.1 D4 1.000 1.000 Qz 6.458 6.375 33 -0.267 -0.400 -0.534 -0.667 -0.801 -0.934 -1.068 -1.201 -1.335 -1.468 -1.602 -1.735 -1.869 -2.002 -2.136 -2.269 -2.403 -2.536 -2.670 -2.937 -3.204 -3.471 -3.738 -4.005 -4.672 -5.339 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.5 4.0 -0.020 -0.045 -0.080 -0.125 -0.180 -0.245 -0.320 -0.404 -0.499 -0.603 -0.714 -0.838 -0.967 -1.105 -1.248 -1.396 -1.547 -1.699 -1.848 -2.125 -2.339 -2.437 -2.346 -1.969 1.074 9.244 -0.003 -0.009 -0.021 -0.042 -0.072 -0.114 -0.171 -0.243 -0.333 -0.443 -0.575 -0.730 -0.910 -1.116 -1.350 -1.643 -1.906 -2.227 -2.578 -3.360 -4.228 -5.140 -6.023 -6.765 -6.789 -0.358 0.000 -0.001 -0.003 -0.008 -0.016 -0.030 -0.051 -0.082 -0.125 -0.183 -0.259 -0.356 -0.479 -0.630 -0.815 -1.036 -1.299 -1.608 -1.966 -2.849 -3.973 -5.355 -6.990 -8.840 -13.690 -15.610 1.000 1.000 1.000 0.999 0.997 0.994 0.989 0.980 0.967 0.946 0.917 0.876 0.821 0.747 0.652 0.529 0.374 0.181 -0.057 -0.692 -1.592 -2.821 -4.445 -6.520 -13.830 -23.140 6.158 5.809 5.358 4.831 4.229 3.584 2.921 2.244 1.552 0.874 0.265 -0.391 -0.951 -1.505 -1.976 -2.078 -2.758 -3.077 -3.316 -3.614 -3.656 -3.430 -2.934 -2.127 1.332 7.535 Qz 1.0000E+01 8.0000E+00 6.0000E+00 4.0000E+00 2.0000E+00 -6.00 -5.00 -4.00 -3.00 -2.00 0.0000E+00 -1.00 0.00 -2.0000E+00 -4.0000E+00 -6.0000E+00 Áp lực ngang dọc theo thân cọc: Z 0.000 -0.133 -0.267 -0.400 -0.534 -0.667 -0.801 -0.934 Ze 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 A1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.999 0.999 B1 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 C1 0.000 0.005 0.002 0.045 0.080 0.125 0.180 0.245 D1 0.000 0.000 0.001 0.005 0.011 0.021 0.036 0.057 ϭz 0.000 1.132 2.107 2.926 3.587 4.092 4.433 4.623 34 -1.068 -1.201 -1.335 -1.468 -1.602 -1.735 -1.869 -2.002 -2.136 -2.269 -2.403 -2.536 -2.670 -2.937 -3.204 -3.471 -3.738 -4.005 -4.672 -5.339 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.5 4.0 0.997 0.995 0.992 0.987 0.979 0.969 0.955 0.937 0.913 0.882 0.848 0.795 0.735 0.575 0.347 0.033 -0.385 -0.928 -2.928 -5.853 0.799 0.899 0.997 1.095 1.192 1.287 1.379 1.468 1.553 1.633 1.706 1.770 1.823 1.887 1.874 1.755 1.490 1.037 -1.272 -5.941 0.320 0.405 0.499 0.604 0.718 0.841 0.974 1.115 1.264 1.421 1.584 1.752 1.924 2.272 2.609 2.907 3.128 3.225 2.463 -0.927 0.085 0.121 0.167 0.222 0.288 0.365 0.456 0.560 0.678 0.812 0.961 1.126 1.308 1.720 2.195 2.724 3.288 3.858 4.980 4.548 4.643 4.495 4.190 3.697 3.004 2.129 1.045 -0.254 -1.802 -3.620 -5.604 -8.088 -10.797 -17.242 -25.188 -34.744 -45.765 -58.096 -89.138 -97.045 ϭz 2.0000E+01 -6.00 -5.00 -4.00 -3.00 -2.00 0.0000E+00 -1.00 0.00 -2.0000E+01 -4.0000E+01 -6.0000E+01 -8.0000E+01 -1.0000E+02 -1.2000E+02 III.7.2 Kiểm tra khả chịu uốn cọc Điều kiện kiểm tra: Mzmax≤ [M] Tại độ sâu z = -1,60 m kể từ đáy đài (thuộc lớp đất 1) có Mzmax = 6,330 kNm Kiểm tra khả chịu uốn cọc chọn với tiết diện 35 × 35, thép dọc 4∅14 – As = 6,16 cm2 Bê tông cọc cấp độ bền B25 – Rb = 14500 kPa Chọn a = cm; h0 = 35 – = 31 cm Lượng thép dọc chịu uốn: 2∅14 – As = 3,08 cm2 = 0,000308 m2 Khả chịu uốn cọc: kNm 35 Như vậy: Mzmax = 6,330 kNm < [M] = kNm Thỏa mãn điều kiện III.7.3 Kiểm tra ổn định xung quanh cọc Điều kiện kiểm tra: Tại độ sâu z = -1,60 m kể từ đáy đài (thuộc lớp đất 1) ta có = 4,643 kPa Tính tốn áp lực ngang lớn cho phép với thông số: Lớp đất có: c1 = 14,71 kPa; φ1 = 18°20’ Tại độ sâu -1,60 m (kể từ mặt đất) có: σ’v = 52,853 kPa ; lấy ; ; thay số vào ta có: Như vậy: có = 4,643 kPa < = kPa Thỏa mãn điều kiện áp lực ngang dọc theo thân cọc III.8 Kiểm tra điều kiện áp lực mặt phẳng mũi cọc Điều kiện kiểm tra áp lực đất mặt phẳng mũi cọc sau: Trong đó: - áp lực tiêu chuẩn trung bình lớn mặt phẳng mũi cọc, (kPa); - sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc, (kPa) III.8.1 Xác định kích thước móng khối quy ước Phạm vi khối móng quy ước theo hình Góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc xuyên qua theo phương dài: Cạnh đáy móng khối quy ước: Lqu = Bqu = L’ + 2Hqutg(φtb/4) = 1,85 + × 26,5 × tg(10o3’/4) = 4,303 m 36 III.8.2 Xác định trọng lượng móng khối quy ước Trọng lượng móng khối quy ước bao gồm phận: cổ móng; đài cọc; cọc lớp đất nằm phạm vi móng khối quy ước Tính tốn cụ thể sau: - Trọng lượng cổ móng, đài cọc đất đài: Gd = Vdγtb = × × 1,5 × 20 = 120 kN - Trọng lượng lớp đất – từ đáy đài đến mũi cọc, G 1; (do thể tích khối đất phạm vi móng khối quy ước trừ thể tích cổ móng, đài cọc đất đài – V d phần cọc nằm đoạn này): G1 = (V1 – Vd – Vc1) γ1 Trong đó: Vd = × × 1,5 = m3 V1 = 4,33 × 4,33 × 2,7 = 49,995 m3 Vc1 = 0,35 × 0,35 × (2,7 – 1,5) × = 0,588 m3 37 G1 = (49,995 – – 0,588) × 18,24 = 791,749 kN - Trọng lượng lớp đất từ mực nước ngầm đến mũi cọc: G2 = (V2 – Vc2)γtb1-4 Trong đó: V2 = AquBqu(h12+h2 h3+h4) = 4,303 × 4,303 × (1,5 + 12,8 + + 2) = 468,474 m3 Vc12 = 0,35 × 0,35 (1,5 + 12,8 + + 2) × = 12,397 m3 - Trọng lượng thể tích trung bình lớp đất này: G2 = (468,474 - 12,397) × = 3794,55 kN - Trọng lượng toàn cọc lớp đất: - Trọng lượng móng khối quy ước: N0qutc= Gd + G1 + G2 +G3 = 120 + 791,749 + 3794,55 + = 4906,953 kN III.8.3 Áp lực tiêu chuẩn đáy móng Áp lực tiêu chuẩn trung bình đáy móng: = 323,228 kPa Áp lực tiêu chuẩn lớn đáy móng: ptcmax 415,92 kPa = 38,14 + 4,43 × 28 = 162,313 kNm = 439,69 + 22,46 × 28 = 1068,590 kNm = 13,28 m3 III.8.4 Sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc Sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc xác định theo cơng thức: Trong đó: = 1,3 - đáy móng khối quy ước cát; =1,1 - giả thuyết tỷ số L/H ≥ ; ktc = 1,0 - tiêu lý đất xác định thí nghiệm trực tiếp; φII = φtc = 28,64o; tra bảng có: A = 1,060; B = 5,239; D = 7,658; == 10,63 kN/m3; = kPa; = 8,769 kN/m3 Thay số vào cơng thức trên, ta có: So sánh với điều kiện trên: = 323,228 kPa < RM= kPa = 415,92 kPa < 1,2 RM = 2290,704 kPa 38 Thỏa mãn điều kiện áp lực lên đất mặt phẳng mũi cọc III.9 Kiểm tra độ lún móng Phạm vi tính lún móng cọc tính từ mặt phẳng mũi cọc đến độ sau thỏa mãn điều kiện pz ≤ 0,2 pdz mũi cọc đặt vào lớp đất tốt Trong đó: Áp lực trọng lượng thân đất mặt phẳng mũi cọc: = 232,383 kPa Áp lực phụ thêm tải trọng mặt phẳng mũi cọc: p0 =ptbtc - pdz= 323,228 – 232,383 = 90,845 kPa Công trình thuộc dạng nhà khung bê tơng cốt thép có tường chèn, theo Bảng 16 – TCVN 9362:2012 có độ lún tuyệt đối lớn Sgh = cm Tính toán độ lún theo phương pháp tổng độ lún lớp phân tố cách chia đất thành lớp phân tố đồng có chiều dày hi = 0,9 m < Bqu/4 Áp lực phụ thêm tải trọng cơng trình độ sâu z kể từ đáy móng khối quy ước: Pz = αp0 = α.129,4 Trong đó: α - hệ số, tra bảng 2.7 phụ thuộc vào tỉ số 2z/Bqu Lqu/ Bqu = 1,0 Lập tính tốn độ lún sau: z Lớp Điểm (m 2z/Bqu Lqu / Bqu đất ) Cát 0.0 0.00 thô 0.9 0.42 α pz = αp0 (kPa) pdz (kPa) Kiểm tra 1.000 0.953 90.845 86.546 232.383 241.950 Tính tiếp Tính tiếp 39 1.8 3.6 0.84 1.67 1 0.782 0.428 71.063 38.910 251.516 261.083 Tính tiếp Dừng tính lún chặt vừa Tại đáy lớp có pz = 38,910 kPa < 0,2pdz = 261,083 × 0,2 = 50,217 kPa, ta dừng tính lún lớp Độ lún tổng cộng theo cường độ E: = = 0,0034(m) = 0,34 cm Tổng độ lún S= 0,34 cm < Sgh = cm Thỏa mãn điều kiện độ lún giới hạn III.10 Tính tốn cấu tạo đài cọc Chọn chiều cao đài cọc hd = 0,7 m Chiều dài đoạn đầu cọc ngàm vào đài 0,1 m; chiều cao làm việc đài là: h0 = hd – 0,1 = 0,6 m III.10.1 Kiểm tra chiều cao đài Áp lực xuống đỉnh cọc theo kết tính tốn trên: P1 = 178,687 kN P2 = 144,347 kN P3 = 507,269 kN P4 = 541,609 kN Kiểm tra chọc thủng cột đài Điều kiện kiểm tra: Lực gây chọc thủng cọc 1, 2, 3, P = P1 + P2+ P3 + P4 = 178,687 + 144,347 + 507,269 + 541,609 = 1371,912 kN Các thông số: c1 = 0,75 – dc/2 – lc/2 = 0,75 – 0,35/2 – 0,6/2 = 0,275 m < 0,5 h0 Suy : c2 = 0,75 – dc/2 – bc/2 = 0,75 – 0,35/2 – 0,4/2 = 0,375 m > 0,5 h0 Suy : Khả chống chọc thủng: Như vậy: P = 1371,912 kN< Pcct = kN Thỏa mãn điều kiện kiểm tra chống chọc thủng cột đài 40 Kiểm tra chọc thủng góc đài Điều kiện kiểm tra: P ≤ Pcct ≤ Trong đó: b1 = 0,35/2 + 0,25 = 0,425 m; b2 = 0,35/2 + 0,25 = 0,425 m P = P4 = 541,609 kN = 1243,799 kN Như vậy: P = 541,609 kN < Pcct = 1243,799 Thỏa mãn điều kiện kiểm tra chống chọc thủng góc đài Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt Điều kiện kiểm tra: Q ≤ Qc = βbh0Rbt Trong đó: Q - tổng phản lực cọc nằm tiết diện nghiêng, cọc 4: Q = P3+ P4 = 507,269 + 541,609 = 1048,878 kN b - chiều rộng đài, b = m; β =1,68 Qc = βbh0Rbt = 1,68 × × 0,6 × 1050 = 2116,86 kN Như vậy: Q = 1048,878 kN < Qc = 2116,86 kN → Đạt III.10.2 Tính tốn bố trí cốt thép cho đài cọc 41 - Mô men ngàm tương ứng với mặt cắt I-I: 471,995 kNm r3,4 = 0,45 m - Mô men ngàm tương ứng với mặt cắt II-II: kNm r1,3 = 0,55 m - Diện tích cốt thép đài theo phương cạnh dài cột: 0,00312 m2 = 31,2 cm2 Chọn 10Ø20 As1c = 31,4 cm2 Khoảng cách thép: 212 mm Chọn 10Ø12a200 bố trí theo chiều rộng đài Chiều dài thép: l1 = l – 2abv = 2000 – × 25 = 1950 mm Diện tích cốt thép đài theo phương cạnh ngắn cột: 0,00250 m2 = 25 cm2 Chọn 8Ø20 As1c = 25,1 cm2 Khoảng cách thép: = 212 mm Chọn 8Ø20a200 bố trí theo chiều dài đài Chiều dài thép: l2 = b – 2abv = 2000 – × 25 = 1950 mm 42 III.11 Kiểm tra cọc vận chuyển lắp dựng, tính móc cẩu III.11.1 Kiểm tra cọc vận chuyển lắp dựng 43 Bố trí móc cẩu vị trí 1/5 từ đầu cọc, giá trị mô men uốn lớn ứng với sơ đồ vận chuyển lắp dựng Mmax = 0,07pL2 Trong đó: L - chiều dài đoạn cọc, ứng với đoạn cọc mũi có L = 7,4 m; q - trọng lượng thân cọc: q = kdγbAb = 1,75 × 25 × 0,35 × 0,35 = 5,36 kN/m Mô men uốn lớn nhất: Mmax = 0,07qL2 = 0,07 × 5,36 × 7,42 = 20,54 kNm Khả chịu uốn cọc tính phần kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang, có = 25,99 Như vậy: Mmax = 20,54 kNm < = 25,99 kNm Cọc đủ khả chịu lực trình vận chuyển lắp dựng III.11.2 Tính móc cẩu Diện tích cốt thép móc cẩu u cầu: Trọng lượng tính tốn cọc: = qL = 5,36 × 7,4 = 39,66 kN Thay số: = 0,000142 m2 = 1,4 cm2 Chọn móc cẩu: ∅14 - = 1,54 cm2 44 ... 0.899 0.997 1. 095 1. 192 1. 287 1. 379 1. 468 1. 553 1. 633 1. 706 1. 770 1. 823 1. 887 1. 874 1. 755 1. 490 1. 037 -1. 272 -5.9 41 0.320 0.405 0.499 0.604 0. 718 0.8 41 0.974 1. 115 1. 264 1. 4 21 1.584 1. 752 1. 924 2.272... 16 .04 26 0.799 2.0 12 .0 1. 0 8.027 16 .05 27 31 32 33 34 34 41 0.799 0. 516 0. 516 0. 516 0. 516 0. 516 Chặt 0.8 2.0 2.0 2.0 2.0 1. 0 2.0 Tổng 12 .8 14 .8 16 .8 18 .8 20.8 21. 8 23.8 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0... -0.2 71 -0.9 41 -1. 877 -3.408 -4.688 -10 .340 -17 . 910 D3 0.000 0 .10 0 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.699 0.799 0.897 0.994 1. 090 1. 183 1. 273 1. 358 1. 437 1. 507 1. 566 1. 612 1. 640 1. 646 1. 575 1. 352 0. 917