TT Chỉ tiíu Ký hiện Đơn vị Gía trị
1 Chiều dăy m 5.5 2 Độ đ̉m tự nhiín W % 20.9 3 Dung trọng tự nhiín γtn g/cm3 1.93 4 Dung trọng khô γc g/cm3 1.60 5 Tỷ trọng Δ g/cm3 2.67 6 Hệ số rổng e 0.667 7 Độ rổng n % 40.0 8 Độ bêo hòa G % 83.3 9 Độ đm giới hạn chảy Wch % 23.4 10 Độ đm giới hạn dẻo Wd % 18.9
11 chi số dẻo Id % 4.5
12 Độ sệt B 0.43
13 Lực dính kết C kg/cm2 0.044
14 Góc ma sât trong φ độ 30
15 Hệ số nĩn lún a cm2
/kG 0.035 16 Cường độ chịu tải quy ước Ro kg/cm2 1.3 17 Mô đun tổng biến dạng Eo kg/cm2 120 18 Số búa trung bình /30cm N30 búa 16
e) Lớp đất 5: Cât hạt mịn trạng thâi chặt vừa chiều dăy 3.8m Bảng 7.6: Bảng tính câc hệ sớ đất lớp 5
TT Chỉ tiíu Ký hiện Đơn vị Gía trị
1 Chiều dăy m 3.8
2 Tỷ trọng Δ g/cm3 2.66
3 Góc ma sât trong φ độ 31
4 Góc nghỉ khi khô độ 29
5 Góc nghỉ khi ướt độ 23
6 hệ số rổng max emax 1.026
7 Hệ số rổng min emin 0.759
8 Dung trọng khô max γc g/cm3 1.51
9 Dung trọng khô min γ g/cm3 1.31
10 Cường độ chịu tải quy ước Ro kg/cm2 2.1
11 Mô đun tổng biến dạng Eo kg/cm2 175
12 Số búa trung bình /30cm N30 búa 24
ן ן
⇒ Lớp 5 lă lớp cât hạt mịn trạng thâi chặt vừa, tính năng xđy dựng tớt, có khả năng chịu tải trung bình, đất có tính nĩn lún trung bình, chiều dăy lớp tương đới nín khơng thích hợp lăm móng cho cơng trình.
f) Lớp đất 6: Cât hạt mịn trạng thâi chặt, chiều 8m
Bảng 7.7: Bảng tính câc hệ sớ đất lớp 6
TT Chỉ tiíu Ký hiện Đơn vị Gía trị
1 Chiều dăy m 8
2 Tỷ trọng Δ g/cm3 2.66
3 Góc ma sât trong φ độ 38
4 Góc nghỉ khi khô độ 30
5 Góc nghỉ khi ướt độ 24
6 hệ số rổng max emax 1.024
7 Hệ số rổng min emin 0.763
8 Dung trọng khô mê γc g/cm3 1.51
9 Dung trọng khô min γ g/cm3 1.32
10 Cường độ chịu tải quy ước Ro kg/cm2 3.3 11 Mô đun tổng biến dạng Eo kg/cm2 226 12 Số búa trung bình /30cm N30 búa 47
ן ן
7.1.3. Điều kiện địa chất, thủy văn
Nước ngầm ở khu vực qua khảo sât dao động tuỳ theo mùa. Mực nước tĩnh mă ta quan sât thấy nằm câch mặt đất thiín nhiín -1.9m. Nếu thi cơng móng sđu, nước ngầm ít ảnh hưởng đến cơng trình.
7.2. Lựa chọn giải phâp móng
Câc lớp đất ở bín trín như lớp 1 (đất sĩt - sĩt pha trạng thâi chảy), lớp 2 (đất sĩt trạng thâi nửa cứng), lớp 3 (đất sĩt pha trạng thâi dẻo cứng đôi chỗ dẻo mền) lớp 4 (đất cât pha), lớp 5 (cât hạt mịn trạng thâi chặt vừa) lă câc lớp đất hoặc lă quâ mỏng, hoặc lă có khả năng chịu tải kĩm khơng ổn định về tính chất cơ lý vă bề dăy. Ta nhận thấy chỉ có lớp 6 (cât thô lẫn cuội sỏi), lă câc lớp đất vừa nằm ở dưới sđu, vừa có khả năng chịu tải lớn phù hợp với câc công trình cao tầng.
Căn cứ văo tình hình địa chất, qui mô công trình cũng như tải trọng tâc dụng xuống móng thì giải phâp móng sđu (móng cọc) lă hợp lí hơn cả. Mũi cọc sẽ đựơc ngăm văo lớp đất 6. Câc phương ân móng cọc:
Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ
7.2.1. Cọc ĩp
Nếu dùng móng cọc ĩp (ĩp trước khi đăo đất) có thể cho cọc đặt văo lớp đất 6,việc hạ cọc sẽ gặp khó khăn khi cần xuyín văo lớp 2,3,4,5 có chiều sđu lớn, có thể phải khoan dẫn .
Ưu điểm: lă giâ thănh rẻ, thích hợp với điều kiện xđy chen, không gđy chấn động
đến câc công trình xung quanh. Dễ kiểm tra chất lượng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ĩp. Xâc định được sức chịu tải của cọc ĩp qua lực ĩp cuối cùng.
Nhược điểm: kích thước vă sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều
dăi cọc không có khả năng mở rộng vă phât triển do thiết bị thi công cọc bị hạn chế hơn so với câc công nghệ khâc ,thời gian thi công kĩo dăi hay gặp độ chối giả khi đóng. Với qui mơ cơng trình sẽ gặp khơng ít khó khăn.
7.2.2. Cọc khoan nhồi
Nếu dùng móng cọc khoan nhồi, có thể đặt cọc lín lớp cât thô lẫn cuội sỏi tuỳ thuộc văo điều kiện cđn bằng sức chịu tải của cọc tính theo cường độ vật liệu cọc vă tính theo cường dộ đất nền.
Ưu điểm:Có thể tạo ra những cọc có đường kính lớn, do đó sức chịu tải của cọc khâ
cao.Do câch thi cơng, mặt bín của cọc nhồi thường sần sùi, do đó ma sât giữa đất vă cọc nói chung có trị số lớn hơn so với câc loại cọc khâc. Tớn ít cốt thĩp vì không phải vận chuyển cọc. Khi thi công không gđy ra những chấn động lăm nguy hại đến câc công trình lđn cận. Nếu dùng cọc nhồi thì điều kiện mở rộng chđn cọc ( nhằm tăng sức chịu tải của cọc ) tương đối dễ dăng hơn .
Nhược điểm:Khó kiểm tra chất lượng cọc.Thiết bị thi công tương đối phức tạp.Công
trường dễ bị bđ̉n trong quâ trình thi công.
⇒ Căn cứ văo tải trọng tâc dụng truyền xuống móng, điều kiện địa chất vă trín cơ sở phđn tích những ưu, nhược điểm của câc loại cọc , khả năng thi công ta chọn phương ân móng cọc khoan nhồi thiết kế cho công trình , một phương ân đang được sử dụng phổ biến hiện nay.
7.3. Thiết kế cọc khoan nhồi7.3.1. Câc giả thiết tính tơn 7.3.1. Câc giả thiết tính tơn
Sức chịu tải của cọc trong móng được xâc định như đới với cọc đơn đứng riíng rẽ, khơng kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc.
Tải trọng của cơng trình qua đăi cọc chỉ truyền lín câc cọc chứ khơng trực tiếp truyền lín phần đất nằm giữa câc cọc tại mặt tiếp giâp với đăi cọc.
Khi kiểm tra cường độ của nền đất vă khi xâc định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một móng khối qui ước bao gồm cọc, đăi cọc, phần đất giữa câc cọc.
Vì việc tính tơn móng khới qui ước giớng như tính tơn móng nơng trín nền thiín nhiín( bỏ qua ma sât ở mặt bín móng) cho nín trị sớ momen của tải trọng ngoăi tại đây móng khối qui ước được lấy giảm đi một câch gần đúng bằng trị số moment của tải trọng ngoăi so với cao trình đây đăi. Đăi cọc vă cọc xem như tuyệt đối cứng.
7.3.2. Xâc định tải trọng truyền xuống móng
Tải trọng tâc dụng xuống móng gồm: Tĩnh tải, hoạt tải, gió ( gió tĩnh + gió động),tải trọng do dầm móng truyền văo.
Móng cơng trình được tính tơn dựa theo giâ trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống móng của phương ân kết cấu đê chọn ( xem bảng THNL chđn cột).
*Xâc định tải trọng do dầm móng truyền văo:
Kích thước dầm móng chọn sơ bộ 60x100 cm cho toăn bộ cơng trình
Do khi tính tơn khung dùng tải trọng tính tơn nín nội lực trong khung lă nội lực tính tơn. Để đơn giản nội lực tiíu chuđ̉n có thể được suy ra từ nội lực tính tôn như
sau: NLtc=NLtt
1,15 , với 1.15: hệ số vượt tải trung bình.
Bảng 7.8: Bảng tính nội lực cột C3
|M|x max Mx tu Mx tu
My tu , Ntu Mytu , Nmax |M|x max , Ntu
Qx 76,4179 45,2834 10,8763 Qy -154,7229 -206,8016 -216,187 Mx -121,1859 -186,8941 -193,1675 My 103,9979 26,0299 -38,6332 N -6869,961 -7884,976 -7806,8365 Nội lực THTT Bân hầm C3 Tiết điện Dưới Tầng Phần tử
Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ
Bảng 7.9: Bảng tính nội lực cột C4
|M|x max Mx tu Mx tu
My tu , Ntu Mytu , Nmax |M|x max , Ntu
Qx 41,6037 43,4639 -14,1776 Qy -48,7673 -57,5923 -88,5406 Mx -29,0023 -36,8377 -90,1695 My 75,6984 75,6853 -58,9988 N -6971,586 -7307,9039 -6267,3607 Nội lực THTT Bân hầm C4 Dưới Tầng Phần tử Tiết điện Bảng 7.10: Bảng tính nội lực cột C8 |M|x max Mx tu Mx tu
My tu , Ntu |M|x max , Ntu Mytu , Nmax
Qx 37,9647 8,2755 -22,3427 Qy -30,6387 -34,7068 -30,2872 Mx -29,9318 -34,9077 -26,8008 My 72,7402 -4,0534 -65,6363 N -4754,1381 -5782,6703 -6149,8352 Nội lực THTT Bân hầm C8 Dưới Tầng Phần tử điệnTiết Bảng 7.11: Bảng tính nội lực cột C10 |M|x max Mx tu Mx tu
My tu , Ntu |M|x m ax , Ntu Mytu , Nmax
Qx -145,6607 -106,2509 -85,5972 Qy 89,5948 103,259 104,8634 Mx 70,2567 86,6134 87,7787 My -174,1136 -70,8611 -29,2272 N -4386,28 -4816,491 -6030,6532 THTT Bân hầm C10 Dưới Tầng Phần tử Tiết điện Nội lực 7.3.3. Thiết kế móng M1 a) Chọn vật liệu Bí tơng cọc B25 có: Rb = 14,5 MPa ; Rbt = 1,05 MPa Cốt dọc chịu lực dùng thĩp AII có:
Rs = Rsc = 280 MPa ; Rsw = 225MPa Cốt đai dùng nhóm AI có:
Rs = Rsc = 225MPa ; Rsw = 175Mpa b) Chọn kích thước cọc, chiều sđu đặt đây đăi
Vì cọc đăi thấp nín chiều sđu đặt đế đăi phải thỏa mên điều kiện âp lực phía sau đăi cđn bằng với âp lực ngang:
h ¿ 0.7 hmin.
hmin = tg(450 -
ϕ
2 ) √∑H
γb
∑H tổng tải trọng ngang tại móng theo phương vuông góc với cạnh b.
b cạnh đây đăi theo phương thẳng góc với tải trọng ngang ∑H, sơ bộ chọn b = 4m
γ, φ dung trọng tự nhiín , góc ma sât trong của đất ngay tại đây đăi
= 17.6 kN/m3 , = 6o
∑H =/Q+ =/-216.19+ =344.97 (kN)
hmin = tg(45o- ) m
h
- Công trình có 1 tầng bân hầm, phần dưới cốt 0.00 chiều sđu -0.7m. Chọn chiều cao đăi cọc lă 1,5 m (thỏa mên),mặt trín của đăi cọc trùng với mặt săn của tầng hầm . Do đó cao trình đây đăi –(0.7+1,5)=-2.2m.
- Chọn kích thước cọc khoan nhồi dựa văo tải trọng tâc động lín cơng trình, điều kiện địa chất cơng trình. Sơ bộ ta chọn đường kính cọc D = 0.6m
- Cọc tiết diện tròn:
- Mũi cọc cắm sđu văo lớp cât hạt mịn trạng thâi chặt (lớp đất 7) một đoạn 2(m) - Chiều sđu mũi cọc lă lă:-( 19.2+10.5+15.2+5.5+3.8+2)=-56.2
- Chiều dăi tính tơn của cọc tính từ đây đăi đến mũi cọc :Ltt=56.2-2.2=54(m) - Chọn cốt thĩp trong cọc:
Chọn
⇒ chọn 8Ø18
- Chất lượng bí tơng dầu cọc kĩm, do đó ta phải đập vỡ một đoạn ¿ 30Ø = 540mm = 0.54m, Ta chọn 0.6m. Đoạn ngăm cọc văo đăi: 0.15m
c) Chọn kích thước cọc, chiều sđu đặt đây đăi * Theo vật liệu:
Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ (Mục 7.1, TCVN 10304-2014)
Trong đó:
- Hệ sớ điều kiện lăm việc (mục 7.1.9, TCVN 10304-2014).
- Hệ số kể đến phương phâp thi công cọc trong câc nền, việc khoan vă đổ bí tơng văo lịng hớ khoan dưới nước có dùng ống vâch thănh (mục 7.1.9, TCVN 10304-2014).
Ab - Diện tích tiết diện ngang cọc: .
Rs - Cường độ chịu nĩn của cốt thĩp, cốt thĩp CII.
- hệ số uốn dọc (mục 7.1.8, TCVN 10304-2014): Đối với mọi loại cọc, khi tính tơn theo cường độ vật liệu, cho phĩp xem cọc như một thanh ngăm cứng trong đất tại tiết diện nằm câch đây đăi một khoảng l1 xâc
định theo công thức:
l0: chiều dăi đoạn cọc kể từ đây đăi cao tới cao độ san nền. Ở đđy lă cọc đăi thấp nín l0 = 0.
lă hệ sớ biến dạng (Phụ lục A, TCVN 10304-2014).
k lă hệ số tỷ lệ được lấy phụ thuộc loại đất bao quanh cọc (Bảng A.1, TCVN 10304-2014).
bp = d+1 = 0.6+1 = 1.6 m chiều rộng quy ước của cọc (đối với cọc d = 0.6m).
γc = 3 : hệ số điều kiện lăm việc cọc độc lập.
lă mơ men qn tính tiết diện ngang cọc. Xâc định độ mảnh của cọc: .
Kết luận: Sức chịu tải cọc theo vật liệu Rvl = 405(kN).
* Sức chịu tải cọc theo chỉ tiíu cơ lý đất nền:
(Mục 7.2.3, TCVN 10304-2014)
Sức chịu tải cọc theo chỉ tiíu cơ lý Rc,u của cọc khoan nhồi được xâc định theo cơng thức:
Trong đó:
- hệ sớ điều kiện lăm việc của cọc trong đất.
- hệ số điều kiện lăm việc của đất ở dưới mũi cọc có kể đến trường hợp đổ bí tơng dưới nước.
- hệ sớ điều kiện lăm việc của đất trín thđn cọc. Bảng 5, TCVN 10304-2014.
Ab - Diện tích tiết diện ngang cọc: . u - Chu vi tiết diện thđn cọc.
qb - cường độ sức khâng của đất dưới mũi cọc.
Sức khâng mũi của cọc nằm trong lớp đất dính được lấy theo bảng 7 (Mục 7.2.3.4, TCVN 10304-2014).
Chỉ số độ sệt của lớp đất tại cao trình mũi cọc có IL = 0.031 < 0.1, tra bảng ta lấy qb = 4000 (kN/m2).
Cường độ sức khâng mũi .
Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ
3, TCVN 10304-2014).
li - chiều dăi đoạn cọc nằm trong lớp thứ i.
Kết luận: Sức chịu tải cọc theo chỉ tiíu cơ lý đất nền . * Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền:
Phụ lục G, TCVN 10304-2014)
Sức chịu tải cọc theo chỉ tiíu cường độ Rc,u của cọc khoan nhồi được xâc định theo cơng thức:
Trong đó:
- hệ số điều kiện lăm việc của cọc trong đất.
- hệ số điều kiện lăm việc của đất ở dưới mũi cọc có kể đến trường hợp đổ bí tơng dưới nước.
Ab - Diện tích tiết diện ngang cọc: . Cường độ sức khâng của đất dưới mũi cọc tính như sau:
Đất rời: .
Đất dính: .
fi - cường độ sức khâng trung bình trín thđn cọc:
+ Đới với đất dính (Cơng thức G5, TCVN 10304-2014)
+ Cu,i - Cường độ sức khâng khơng thơt nước của lớp đất dính i. Cu,i = 6.25×Nc,i với Nc,i lă chỉ sớ SPT trong đất dính.
+ - Hệ sớ phụ thuộc văo đặc điểm lớp đất nằm trín lớp dính loại cọc vă phương phâp hạ cọc cớ kết của đất trong quâ trình thi công vă phương phâp xâc định Cu (tra
trín biểu đồ hình G.1, TCVN 10304-2014).
+ ki - hệ sớ âp lực ngang của đất lín cọc, tra bảng G.1
+ - ứng suất phâp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ i có kể đến độ sđu giới hạn ZL.
+ - góc ma sât giữa đất vă cọc, thơng thường đới với cọc bí tơng lấy bằng góc ma sât trong i của đất.
- Mũi cọc nằm trong lớp đất dính nín
+ Cu - Cường độ sức khâng khơng thơt nước của lớp đất dính “i” tại cao trình mũi cọc. Cu = 6.25×NSPT = 6.25×22.375 = 139.84 (kN/m2).
+ - Đối với cọc khoa nhồi.
Cường độ sức khâng mũi .
Việc tính sức khâng trín thđn cọc trín đoạn cọc có độ sđu lớn hơn hoặc bằng ZL, cường độ sức khâng trín thđn cọc được giới hạn bởi giâ trị .
Theo (mục G.2.2, TCVN 10304-2014), căng x́ng sđu, cường độ sức khâng trín thđn cọc căng tăng. Tuy nhiín chỉ tăng đến độ sđu giới hạn ZL năo đó bằng khoảng 15 lần đến 20 lần đường kính cọc. Ta có thể xâc định được ZL dựa văo tỉ số ZL/d (Tra bảng G.1, phụ lục G, TCVN 10304-2014). Trạng thâi đất lă chặt, suy ra ZL/d = 15 ZL = 15×0.6 = 9 (m). Vì cọc xuyín qua cả lớp đất dính vă nằm trong lớp đất rời, nín ZL chỉ tính từ độ sđu có lớp đất rời.
Kết luận: Sức chịu tải cọc theo chỉ tiíu cường độ đất nền . * Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền:
(Công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản 1988)
Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT, Rc,u của cọc khoan nhồi được xâc định theo công thức:
Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ
- hệ số điều kiện lăm việc của cọc trong đất.