PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MểNG
2.3/ PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN MểNG
- Để xác định được phương án móng hợp lí và tối ưu nhất ta phải dựa vào nhiều yếu tố để đánh giá như: Sức chịu tải của đất nền, kích thước mặt bằng, biến dạng cho phép của móng để ta so sánh giữa các phương án nền móng với nhau, từ đó xác định được phương án nào đảm bảo kỹ thuật, dễ thi công và kinh tế nhất để lựa chọn.
- Các phương án được đưa ra là: Móng đơn trên nền thiên nhiên, móng băng tren nền thiên nhiên, móng trên nền nhân tạo (cọc cát, cọc ép, cọc khoan nhồi,…).
Hình 2.6: Mặt bằng cột và đà kiềng
- Ta dùng lực dọc chân cột khung trục G để tính toán sơ bộ phương án móng.
Bảng 2.2: Lực dọc tại chân cột khung trục G
Tên phần tử cột Lực dọc tính toán (T) Lực dọc tiêu chuẩn (T)
C1G1 232.47 202.15
C2G1 402.45 349.96
C3G1 390.03 339.16
C4G1 628.65 546.65
C5G1 688.13 598.37
C6G1 374.56 325.7
C7G1 759.51 660.44
C8G1 577.3 502
C9G1 64.07 55.71
- Ta chọn 2 giá trị nội lực lớn nhất và nhỏ nhất để tính toán sơ bộ
- Ta thấy lớp đất đặt móng có Rtc rất nhỏ, không thích hợp cho giải pháp móng trên nền thiên nhiên mà ta phải gia cố nền. Do tải trọng công trình truyền xuống là tương đối lớn nên ta xem xét 2 giải pháp là cọc ép và cọc khoan nhồi
để ép xuống nền đất, có tác dụng truyền tải của công trình xuống nền đất tốt có khả năng chịu lực đủ lớn để gánh đỡ công trình.
- Để chọn sơ bộ được kích thước cọc và chiều sâu chôn cọc hợp lí, ta lập biểu đồ quan hệ giữa Qu (sức chịu tải cực hạn của cọc) và Qa (sức chịu tải cho phép của cọc) theo chiều sâu ứng với các kích thước cọc khác nhau.
Hình 2.7: Biểu đồ quan hệ giữa Qgh, Qcp với độ sâu của 1 số loại cọc ép - Ta chọn cột C7G1 (giá trị lực dọc lớn nhất) để tính toán sơ bộ. Ta có
Ntt = 759,51 T
- Ta dự kiến chọn 9 cọc, suy ra sức chịu tải cho phép của mỗi cọc cần là:
) ( 39 , 9 84
51 , 759
9 T
Qcp ≥ Ntt = =
- Đối với cọc 35x35 (cm)
+ Từ biểu đồ quan hệ giữa Qgh, Qcp với độ sâu, ta chọn cọc 35x35 thì cao trình mũi cọc tối thiểu cần thiết là -26,1m, cọc ngàm vào đài là 0,1m, đoạn đập đầu cọc là 0,6m => chiều dài cọc là L = -5,5 - (-26,1) + 0,1 + 0,6 = 21,3. Vậy chọn cọc dài 22,5m, gồm 3 đoạn cọc, mỗi đoạn 7,5m, cao độ mũi cọc là Z = -27,3m.
+ Độ mảnh của cọc:
3 , 35 64 , 0
5 , 22 =
=
= d λ L
- Đối với cọc 30x30 (cm)
+ Tương tự, nếu ta chọn cọc có tiết diện 30x30 (cm) thì cao trình mũi cọc tối thiểu cần thiết là -27,92m => Chiều dài cọc L = -5,5 – (-27,92) + 0,7 = 23,12 (m).
Chọn cọc có chiều dài là 24m, gồm 3 đoạn, mỗi đoạn 8m.
+ Độ mảnh
3 80 , 0 24 =
=
= d λ L
+ Độ mảnh khá lớn, sẽ làm giảm cường độ theo vật liệu của cọc, dẫn đến không kinh tế.
- Đối với cọc 40x40 (cm)
+ Đối với cọc 40x40 (cm) thì cao trình mũi cọc tối thiểu cần thiết là -25,8m =>
Chiều dài cọc L = -5,5 – (-25,8) + 0,7 = 21 (m). Chọn cọc có chiều dài là 22,5m, gồm 3 đoạn, mỗi đoạn 8,5m.
+ Ta thấy dùng cọc 40x40 (cm) so với cọc 35x35 (cm) sẽ làm tăng lượng bê tông cọc, tăng kích thước đài, không kinh tế; ngoài ra, chọn cọc lớn có thể gây khó khăn trong việc thi công ép cọc.
Vậy ta chọn cọc 35x35 (cm) như đã tính toán như trên.
Hình 2.8: Bố trí cọc
- Bố trí cọc trong móng như hình trên, ta thấy kích thước đài là 2,8 x 2,8 (m).
Vậy b=2,8m<L/3=11,2/3=3,7 (m); 10Fđài=10x2,82=78,4 (m2)<Fnhịp=7,2x11,2=80,64 (m
2
) (thỏa điều kiện về kích thước đài).
2.3.2/ Phương án móng cọc khoan nhồi
- Cọc khoan nhồi là loại cọc thi công bằng cách dùng thiết bị khoan tạo hố khoan theo đường kính và độ sâu yêu cầu, sau đó đưa lồng thép vào và nhồi bê tông.
Cọc khoan nhồi thường có đường kính từ 0,6m – 2m.
- Để chọn sơ bộ được kích thước cọc và chiều sâu chôn cọc hợp lí, ta lập biểu đồ quan hệ giữa Qu (sức chịu tải cực hạn của cọc) và Qa (sức chịu tải cho phép của cọc) theo chiều sâu ứng với các đường kính cọc khác nhau.
Hình 2.9: Biểu đồ quan hệ giữa Qgh, Qcp với độ sâu của 1 số loại cọc khoan nhồi - Ta chọn cột C7G1 có giá trị lực dọc lớn nhất để tính toán sơ bộ. Ta có
Ntt = 759,51 T
- Ta dự kiến chọn 3 cọc, suy ra sức chịu tải cho phép của mỗi cọc cần là:
) ( 17 , 3 253
51 , 759
3 T
Qcp ≥ Ntt = =
- Đối với cọc đường kính 60cm
0,6m => chiều dài cọc là L = -5,5-(-27,57) + 0,1 + 0,6 = 22,77. Vậy chọn cọc dài 24m.
+ Độ mảnh của cọc:
6 40 , 0
24 =
=
= d λ L
- Đối với cọc đường kính 80cm
+ Tương tự, nếu ta chọn cọc có đường kính 80cm thì cao trình mũi cọc tối thiểu cần thiết là -22,22m => Chiều dài cọc L = -5,5 – (-22,22) + 0,7 = 17,42 (m). Chọn cọc có chiều dài là 19m.
+ Độ mảnh
75 , 8 23 , 0 19 =
=
= d λ L
+ Dùng cọc đường kính 80cm thì giảm chiều dài cọc nhưng không đáng kể, ngược lại sẽ làm tăng lượng bê tông cọc, tăng công tạo hố khoan, không kinh tế.
- Đối với cọc đường kính 100cm
+ Đối với cọc có đường kính 100cm thì ta tra được cao trình mũi cọc tối thiểu cần thiết là -20,44m => Chiều dài cọc L = -5,5 – (-20,44) + 0,7 = 15,64 (m). Chọn cọc có chiều dài là 17m.
+ Độ mảnh
1 17 17 =
=
= d λ L
+ Ta thấy dùng cọc có đường kính 100cm cũng không kinh tế giống như cọc đường kính 800cm.