CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (tầng2)
V. THIẾT KẾ MÓNG M2 (MÓNG TRỤC B-6)
1. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trên mặt bằng
b−2abv
A
t hé p ch? c?t
±0.00
-0.45
ỉ 12S200 ỉ 12S200
4ỉ 25 4ỉ 25
6 A
10ỉ 14S2002 12ỉ 18S160
1 -1.35
-2.35
-25.75
1 0ỉ 14 a2 00
1 2ỉ 18 a1 60
1
2 2 2
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 115 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
Mãng
Cột
Cét
Combo8
trục Nttmax Mxttt Qxttt Myttt Qyttt
(kN) (kNm) (kN) (kNm) (kN)
M1 B-6 30x70 5257,37 95,5 3,15 5,4 30,8
Tải trọng tính toán cho móng
+ Để cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể coi là cọc đơn, các cọc được bố trí trong mặt bằng sao cho khoảng cách giữa các tim cọc 3d = 3.0,35 = 1,05(m).
+ Áp lực giả định lên đáy đài:
2 tt 995, 4
902,85(kN) (3.0,3
P = 5) =
tt
2 tt
t b
b s
b t
N 5257,37
6,1(m ) P n. .h 902,85 20.1,1.2,35
F = = =
− −
htb=2,35 m: chiều sâu đặt đế đài kể từ cốt sàn tầng 1 n: hệ số vượt tải n = 1,1
tb=20kN/m3: trọng lượng thể tích trung bình của đài +Trọng lượng sơ bộ của đài và đất trên đài:
tt
d,sb sb tb tb
N =F . .h .n=6,1 20 2,35 1,1 315,37(kN); = + Lực dọc tính toán sơ bộ xác định đến cốt đế đài:
tt tt tt
N =N +Nd =5257,37 315,37 5572,74kN;+ = Số lượng cọc sơ bộ :
tt c,sb
SCT
N 5572,74
n 5,59
P 995,4
= = = (cọc);
Chọn số cọc là 7
+ Khoảng cách giữa các tim cọc 3d =1,05 m
+ Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài 0,7d = 0,245 (m), (Chọn 0,25m) + Chọn kích thước đài cọc: lxb = 2,95 x2,75 m
+ Bố trí cọc như hình vẽ:
Y
X
1 3
4 5
6 7 2
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 116 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
* Kiểm tra lực max truyền xuống dãy cọc biên:
+ Diện tích đế đài thực tế: Fd,tt =2,75 2,95 =8,11(m );2 + Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài thực tế:
tt
d,d,tt d,tt tb tb
N =F h n=8,11 20 2,35 1,1 419, 28(kN) = + Lực dọc tính toán đến cốt đế đài là:
tt tt tt
0 d
N =N +N =5257,37 419,28 5676,65(kN)+ =
+ Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài:
tt tt tt
y 0 y 0x d
M =M +Q .h =5, 4+3,15.1=8,55(kN.m)
tt tt tt
x 0x 0 y d
M =M +Q .h =95,5+30,8.1 126,3(kN.m)= + Lực tính toán truyền xuống cọc:
tt tt tt
y i
tt x i
n n
max;min
2 2
c i i
i 1 i 1
N M .y M .x
P n y x
= =
=
Trong đó:
nc = 7 là số cọc trong móng.
tt
Mx : mômen uốn tính toán tương ứng quanh trục X.
tt
My
: mômen uốn tính toán tương ứng quanh trục Y.
ymax: khoảng cách từ tim cọc biên đến trục X.
xmax: khoảng cách từ tim cọc biên đến trục Y.
yi ; xi: khoảng cách từ trục cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại mặt phẳng đáy đài.
Cọc xi (m) yi(m) Pi (kN)
1 -0,95 0,525 828,74
2 0 1,05 851,04
3 0,95 0,525 833,24
4 0 0 810,95
5 -0,95 -0,525 788,65
6 0 -1,05 770,85
7 0,95 -0,525 793,15
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 117 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
Vậy ta có: Pmaxtt =853,2(kN);Pmintt =768,5(kN);Ptbtt =810,85(kN)
+ Kiểm tra điều kiện:
tt sct
max c
tt min
P P P
P 0
+
- Pcọc : Trọng lượng tính toán của cọc, có giá trị là: PC = n.F . .LC C C
n=1,1 ;Lc = 23,4(m)
3 c 25(kN / m )
= do 0,4m cọc nằm ở trên mực nước ngầm.
3 c 15(kN / m )
= do 23m cọc nằm ở dưới mực nước ngầm.
Pc =1,1 0,35 0,35 0, 4 25 +23 15 =47,83(kN)
tt
max c sct
tt min
853, 2 47,83 901,03(kN) 995, 4(kN) (kN) 0
P P P
P 768,5
+ = + = =
=
Thoả mãn lực lớn nhất truyền xuống dãy cọc biên, và không phải tính toán kiểm tra theo điều kiện chống nhổ.
- Kiểm tra điều kiện kinh tế
( tt ) ( )
SCT max c
c SCT
P P P 995, 4 853, 2 47,83
n 7 0,66
P 995, 4
− + − +
= = < 1
Thỏa mãn điều kiện kinh tế 2. Kiểm tra móng theo TTGH II:
2.1 Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy khối móng quy ước:
Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc = tb/4.
- Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng khối quy ước. Trong đó:
i i tb
i
φ = φ .h = + + + + + + = 8,52
10,45.4,3 6,51.2,2 3,26.2,6 4,12.4,5 8,51.2,5 10,12.5 18.2,3
h 23,4
φtb
α = = = 2,13
4 4
8,52 0
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 118 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
= + + = + + =
= + + = + + =
M c
M c
d 0,35
L L 2 2 L tg 2,1 2 2 23,4 tg2,13 4,19
2 2
d 0,35
B B 2 2 L tg 1,9 2 2 23,4 tg2,13 4
2 2
Trong đó:
L: Khoảng cách giữa 2 tim cọc biên theo phương cạnh dài B: Khoảng cách giữa 2 tim cọc biên theo phương cạnh ngắn Lc: khoảng cách từ đế đài đến chân cọc
L = 2,1m B = 1,9m
d = 0,35m (cạnh của cọc)
- Xác định trọng lượng của khối quy ước
+ Chiều cao khối móng quy ước: ( tính đến cốt tự nhiên) HM = 23,4 1,9 25,3m + =
+ Trọng lượng của khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở lên:
N1tc = LM.BM.htb.tb = 4,19 ×4×2,35×20 = 787,72 (kN)
+ Trọng lượng của khối quy ước trong phạm vi từ đế đài đến đáy cọc chưa kể bê
tông cọc:
N2tc =(L .BM M) hii
= (4 4,19) ( 0,4.18,6 3,9.8,9 2,2.8,35 2,6.7,23 4,5.7,55 2,5.8,77 5.9,36 2,3.9,5+ + + + + + + )
=3416,82 kN( )
+ Trọng lượng cọc trong phạm vi từ đế đài đến chân cọc:
Ntc3 =n .F .L .c c c = bt 7 0,12250, 4 25 +23 15 =304, 4(kN) + Trọng lượng khối móng qui ước:
tc tc tc tc
qu 1 2 3
N =N +N +N =787,72+3416,82+304,4=4508,94(kN) + Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối qui ước:
tc tc tc
0 qu
N =N +N =4730,54+4508,94=9239,48(kN) + Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối qui ước:
M = M + Q × htcy tcoy tcox ( m +lc)=4,5 2, 625+ +(1 23, 4 = 68,55(kN.m))
M = M + Q × htcx tcox tcoy ( m +lc)=79,58 25, 66+ +(1 23, 4 = 705,68(kN.m))
+ Độ lệch tâm theo trục X:
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 119 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
tc x
x tc
M 705,68
e 0,076(m)
N 9239, 48
= = =
+ Độ lệch tâm theo trục Y:
tc
y 3
y tc
M 68,55
e 7,42.10 (m)
N 9239,48
= = = −
+ Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước:
tc 3
y
tc x
max,min
M M M M
N 6.e 6.e 9239, 48 6 7, 42.10 6 0,076
p . 1 1
L .B L B 4,19 4 4,19 4
−
= =
→ pmaxtc =619,98 (kPa)
tc
pmin =550,38 (kPa)
tc tc
tc max min
tb
p p 619,98 550,38
p 585,18
2 2
+ +
= = = (kPa)
Cường độ tính toán của đất ở đáy khối qui ước:
( ' )
1 2
M M II II II
tc
R m .m A.B . B.H. D.c
= K + +
Ktc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
Tra bảng 15 TCVN 9362 - 2012 được:
m1 = 1,2 vì mũi cọc hạ vào lớp cát hạt nhỏ m2 = 1 sơ đồ kết cấu của công trình là mềm.
= 18 tra bảng 14 TCVN 9362 – 2012 được A = 0,43; B = 2,72; D = 5,31 Trọng lượng riêng của đất ở đáy khối móng quy ước: II = 9,5(kN/m3)
Trọng lượng trung bình của đất từ đáy móng quy ước trở lên:
i i '
II i
3
h 17.1,9 18,6.0,4 8,9.3,9 8,35.2,2 7,23.2,6 7,55.4,5 8,77.2,5 9,36.5 9,5.2,3
h 1,9 0,4 3,9 2,2 2,6 4,5 2,5 5 2,3
9,33(kN / m )
+ + + + + + + +
= =
+ + + + + + + +
=
= + =
M
1,2 1
R (0,43 4 9,5 2,72 25,3 9,33) 790,07 1
CII=0: lực dính đơn vị dưới đáy khối quy ước Có:
tc
pmax =619,98 kPa < 1,2.RM = 1,2×790,07 = 948,08 (kPa)
tc
ptb = 585,18 kPa < RM = 790,07 (kPa)
Vậy thoả mãn điều kiện áp lực dưới đáy móng quy ước. Nên ta có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính.
2.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng : Áp lực bản thân ở đáy khối quy ước:
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 120 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
n bt
z i i
bt
i 1
h
17.1,9 18,6.0, 4 8,9.3,9 8,35.2, 2 7, 23.2,6 7,55.4,5 8,77.2,5 9,36.5 9,5.2,3 199,14(kPa)
=
= =
= + + + + + + + + =
Ứng suất gây lún ở đáy móng quy ước:
M M
gl tc bt bt
z 0= ptb z H= =585,18 – 199,14 386,04 kPa= ( ) 0,2. z H= 39,82(kPa)
= − =
→ Vậy nền dưới đáy khối móng quy ước cần phải kiểm tra lún.
Chia nền đất dưới móng quy ước thành các lớp phân tố có chiều dày:
hi BM/4 = 4/4 = 1,04 m và đảm bảo mỗi lớp chia ra là đồng nhất.
Chọn hi = 1
Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng quy ước thì ứng suất gây lún ở độ sâu zi :
gl
z=k0. glz 0= =k0×386,04
Với k0 tra trong TCVN 9362 – 2012:
Ứng suất bản thân ở độ sâu z kể từ đáy móng: = btz i.hi =199,14 9,5.z+ Điểm z (m) 2z/b l/b k0 σglzi σbt 0,2. σbt
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
0 0 0 1,0475 1 386,04 199,14 39,82
1 1 0,5 1,0475 0,93 359,01 208,64 41,72 2 2 1 1,0475 0,725 279,87 218,14 43,62 3 3 1,5 1,0475 0,515 198,8 227,64 45,52 4 4 2 1,0475 0,361 139,36 237,14 47,42 5 5 2,5 1,0475 0,261 100,75 246,64 49,32
6 6 3 1,0475 0,194 74,89 256,14 51,22
7 7 3,5 1,0475 0,15 57,9 265,64 53,12
8 8 4 1,0475 0,11 43,43 275,14 55,02
Ở độ sâu z = 8 m dưới đáy khối quy ước tỉ số
gl zi bt zi
σ 43,43
0,15 0,2 σ = 275,14 =
nên giới hạn nền được lấy ở vị trí này.
Độ lún của móng được tính theo công thức :
gl gl gl gl
zi zi 1 i zi zi 1 i
i
.( ).h 0,8 ( ).h 0,8
S . .1425,3.1 0,0712(m)
2.E E 2 16000
− −
+ +
= = = =
Với:
gl gl
zi zi 1
( ) 386,04 43,43
359,01 279,87 198,8 139,36 100,75 74,89 57,9 1425,3(kPa)
2 2 2
+ − = + + + + + + + + =
Độ lún S = 7,12 cm < Sgh= 10 cm. Vậy thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối.
GVHD: THS VÕ THỊ THƯ HƯỜNG Trang - 121 - SVTH: PHAN VĂN SÁNG – LỚP: 16X9
Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún trong móng Kiểm tra độ lún lệch tương đối giữa các móng trong công trình Smax=0,0722m
Smin=0,0712m