TÍNH TOÁN MÓNG TƯỜNG VÂY

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY

C. TÍNH TOÁN THỰC HÀNH

I. THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY TRONG GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG

5. TÍNH TOÁN MÓNG TƯỜNG VÂY

Dùng nội lực chân tường để tính toán cho móng tường vây (trục 1A tường vây có chiều dài 51,2m)

Tầng vách tổ hợp Mặt cắt P(kN) V2(kN) V3(kN) M2(kNm) M3(kNm) TANG1 TV1 COMB1 Bottom -5266.56 -522.09 -5501.37 -2428.12 -761.416 TANG1 TV1 COMB2 Bottom -5892.77 -568.53 -5389.78 -2607.79 -776.457 TANG1 TV1 COMB3 Bottom -5921.54 -579.98 -5245.22 -2223.62 -823.331 TANG1 TV1 COMB4 Bottom -5106.77 -393.6 -5693.12 -2883.03 -687.594 TANG1 TV1 COMB5 Bottom -5368.81 -627.68 -5598.74 -2741.57 -741.49 TANG1 TV1 COMB6 Bottom -5238.29 1228.39 -5645.99 -2812.59 2265.132 TANG1 TV1 COMB7 Bottom -5237.29 -2249.67 -5645.88 -2812.01 -3694.22 TANG1 TV1 COMB8 Bottom -5145.76 -415.61 -5558.3 -2530.2 -732.475 TANG1 TV1 COMB9 Bottom -5381.6 -626.28 -5473.35 -2402.89 -780.982 TANG1 TV1 COMB10 Bottom -5264.13 1044.18 -5515.88 -2466.8 1924.979 TANG1 TV1 COMB11 Bottom -5263.23 -2086.07 -5515.78 -2466.28 -3438.44 TANG1 TV1 COMB12 Bottom -5709.35 -457.4 -5457.87 -2691.9 -746.012 TANG1 TV1 COMB13 Bottom -5945.19 -668.07 -5372.92 -2564.59 -794.519 TANG1 TV1 COMB14 Bottom -5827.72 1002.39 -5415.44 -2628.5 1911.441 TANG1 TV1 COMB15 Bottom -5826.82 -2127.86 -5415.34 -2627.98 -3451.97 TANG1 TV1 COMB16 Bottom -5735.24 -467.71 -5327.76 -2346.14 -788.198 TANG1 TV1 COMB17 Bottom -5971.08 -678.38 -5242.81 -2218.83 -836.705 TANG1 TV1 COMB18 Bottom -5853.61 992.08 -5285.34 -2282.75 1869.255 TANG1 TV1 COMB19 Bottom -5852.71 -2138.17 -5285.24 -2282.22 -3494.16 TANG1 TV1 COMB20 Bottom -5107.76 1348.63 -5692.98 -2883.02 2298.255 TANG1 TV1 COMB21 Bottom -5367.82 -2369.91 -5598.88 -2741.58 -3727.34 TANG1 TV1 COMB22 Bottom -5106.76 -2136.72 -5692.87 -2882.44 -3673.65 TANG1 TV1 COMB23 Bottom -5368.82 1115.43 -5598.99 -2742.16 2244.565 TANG1 TV1 COMB24 Bottom -5146.66 1152.4 -5558.17 -2530.19 1954.79 TANG1 TV1 COMB25 Bottom -5380.71 -2194.29 -5473.48 -2402.89 -3468.25

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 198

TANG1 TV1 COMB26 Bottom -5145.76 -1984.42 -5558.07 -2529.67 -3419.92 TANG1 TV1 COMB27 Bottom -5381.61 942.52 -5473.58 -2403.42 1906.468 TANG1 TV1 COMB28 Bottom -5710.24 1110.61 -5457.74 -2691.89 1941.252 TANG1 TV1 COMB29 Bottom -5944.29 -2236.08 -5373.05 -2564.6 -3481.78 TANG1 TV1 COMB30 Bottom -5709.34 -2026.21 -5457.64 -2691.37 -3433.46 TANG1 TV1 COMB31 Bottom -5945.19 900.73 -5373.15 -2565.12 1892.931 TANG1 TV1 COMB32 Bottom -5736.14 1100.3 -5327.63 -2346.13 1899.066 TANG1 TV1 COMB33 Bottom -5970.19 -2246.39 -5242.94 -2218.84 -3523.97 TANG1 TV1 COMB34 Bottom -5735.24 -2036.51 -5327.54 -2345.61 -3475.65 TANG1 TV1 COMB35 Bottom -5971.09 890.42 -5243.04 -2219.36 1850.744 HAM1 TV1 COMB1 Bottom -11303.8 -107.92 -9143.41 -4348.69 -3.429 HAM1 TV1 COMB2 Bottom -11078.7 -149.33 -9427.08 -4672.71 -141.179 HAM1 TV1 COMB3 Bottom -11982.8 -248.87 -9201.69 -4410.7 -215.899 HAM1 TV1 COMB4 Bottom -10218.6 -27.15 -9380.08 -4663.1 76.608 HAM1 TV1 COMB5 Bottom -10580.9 10.4 -9357.51 -4558.29 65.975 HAM1 TV1 COMB6 Bottom -10400.9 768.32 -9368.18 -4609.48 4210.029 HAM1 TV1 COMB7 Bottom -10398.6 -785.07 -9369.41 -4611.91 -4067.45 HAM1 TV1 COMB8 Bottom -11050.4 -114.86 -9176.11 -4422.05 8.828 HAM1 TV1 COMB9 Bottom -11376.4 -81.06 -9155.79 -4327.73 -0.741 HAM1 TV1 COMB10 Bottom -11214.4 601.06 -9165.4 -4373.8 3728.907 HAM1 TV1 COMB11 Bottom -11212.4 -796.99 -9166.5 -4375.98 -3720.82 HAM1 TV1 COMB12 Bottom -10847.8 -152.14 -9431.41 -4713.67 -115.147 HAM1 TV1 COMB13 Bottom -11173.8 -118.34 -9411.09 -4619.34 -124.717 HAM1 TV1 COMB14 Bottom -11011.8 563.79 -9420.7 -4665.41 3604.932 HAM1 TV1 COMB15 Bottom -11009.8 -834.26 -9421.8 -4667.6 -3844.8 HAM1 TV1 COMB16 Bottom -11661.5 -241.72 -9228.56 -4477.86 -182.395 HAM1 TV1 COMB17 Bottom -11987.5 -207.93 -9208.25 -4383.54 -191.965 HAM1 TV1 COMB18 Bottom -11825.5 474.2 -9217.85 -4429.61 3537.683 HAM1 TV1 COMB19 Bottom -11823.5 -923.85 -9218.96 -4431.79 -3912.04 HAM1 TV1 COMB20 Bottom -10220.4 751.1 -9379.45 -4661.73 4223.799 HAM1 TV1 COMB21 Bottom -10579.1 -767.85 -9358.14 -4559.67 -4081.22 HAM1 TV1 COMB22 Bottom -10218.2 -805.24 -9380.68 -4664.17 -4070.62 HAM1 TV1 COMB23 Bottom -10581.3 788.49 -9356.91 -4557.23 4213.206 HAM1 TV1 COMB24 Bottom -11052 585.57 -9175.54 -4420.82 3741.3 HAM1 TV1 COMB25 Bottom -11374.8 -781.49 -9156.36 -4328.96 -3733.21 HAM1 TV1 COMB26 Bottom -11050 -815.14 -9176.64 -4423.01 -3723.68 HAM1 TV1 COMB27 Bottom -11376.8 619.22 -9155.26 -4326.77 3731.766 HAM1 TV1 COMB28 Bottom -10849.4 548.29 -9430.84 -4712.43 3617.325 HAM1 TV1 COMB29 Bottom -11172.2 -818.77 -9411.66 -4620.58 -3857.19 HAM1 TV1 COMB30 Bottom -10847.4 -852.42 -9431.94 -4714.63 -3847.66 HAM1 TV1 COMB31 Bottom -11174.2 581.95 -9410.56 -4618.39 3607.791 HAM1 TV1 COMB32 Bottom -11663.1 458.71 -9227.99 -4476.63 3550.076 HAM1 TV1 COMB33 Bottom -11985.9 -908.36 -9208.82 -4384.77 -3924.44

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 199

HAM1 TV1 COMB34 Bottom -11661.1 -942.01 -9229.1 -4478.82 -3914.9 HAM1 TV1 COMB35 Bottom -11987.9 492.36 -9207.71 -4382.58 3540.543

Coi đoạn tường vây thứ hai như dãy tường bê tông cốt thép có tiết diện (800x1000) mm chịu lực nén đúng tâm là lực dọc đƣợc lấy từ kết quả chân vách của mô hình tính toán đoạn tường bên trên. Theo đó, nội dung tính toán thiết kế đoạn tường vây thứ hai bao gồm:

- Tính sức chịu tải của đoạn tường

- Kiểm tra lực tác dụng lên đầu dãy tường

- Kiểm tra nền theo điều kiện ổn định và điều kiện biến dạng

Sử dụng tổ hợp nguy hiểm. Bài toán tính cho mỗi m dài tường vây theo bài toán phẳng:

 

 

 

max 2tu 3tu

tu

2max 3tu

tu

3max 2tu

P ,M ,V

M ,P ,V

V ,P ,M







Vách Tổ hợp Mặt cắt

P (kN/m)

V3 (kN/m)

M2 (kNm/m) TV1 COMB30 Bottom -211.863 -184.218 -92.0826 TV1 COMB35 Bottom -234.138 -179.838 -85.5972 a. Sức chịu tải của đoạn tường

 Công thức xác định sức chịu tải dãy tường theo vật liệu:

vl u an a

P R A R F Trong đó:

Pvl – sức chịu tải dãy tường theo điều kiện vật liệu

Ru - cường độ tính toán của bê tông dãy tường. Trong điều kiện đổ bê tông trong bùn khoan, Ru đƣợc tính theo công thức:

u

R min R ;6MPa 4.5

 

  

 

Với: R – mác bê tông thiết kế, R = 400

Ran – Cường độ tính toán của cốt thép, Ran được tính theo công thức

   

    

an c

R 300

R min ; 220MPa min ; 220MPa 200MPa

1.5 1.5

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 200

Với: Rc – giới hạn của thép dọc thiết kế, Rc= 300MPa

A – diện tích tiết diện ngang của bê tông trong dãy tường, A = 0,8m2 Fa - Diện tích cốt thép dọc trong dãy tường, Fa= 31,42cm2

Theo đó: P = 6000×0,8 + 200000×31,42×10 = 5428,4kNvl -4

 Sức chịu tải của cọc baret theo đất nền:

Sức chịu tải của cọc baret tiết diện (800x1000)mm theo điều kiện đất nền gốm 2 thành phần:

sức kháng mũi và ma sát thành.

Chân cọc baret phải đƣợc đặt vào lớp đất tốt, đủ khả năng chịu lực. Căn cứ vào điều kiện địa chất trong khu vực, ta chọn lớp 2C để đặt mũi cọc.

Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền đƣợc xác định theo phụ lục A TCXD 205:1998 nhƣ công thức:

tc a

tc

Q Q

K Trong đó:

Qa – sức chịu tải cho phép tính toán

Qtc – sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền dãy tường đơn Ktc – Hệ số an toàn cho phần ma sát bên, Ktc lấy bằng 1.4 Qtc đƣợc xác định theo công thức:

 

tc R p p f si i

Q m m q A u m f l 

Với: m, mR, mf – hệ số điều kiện làm việc của dãy tường trong đất, m = mR = 1, mf =0.6 qp , fsi– cường độ chịu tải ở mũi và mặt bên dãy tường

Ap – Diện tích mũi dãy tường u – chu vi thân dãy tường

li – chiều dày các lớp đất dãy tường xuyên qua Sức chịu tải mũi cọc: mRqpAp

o mR = 1 - hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc.

o F = 8000 cm2 : diện tích tiết diện ngang mũi cọc

o Cao độ mũi cọc: z = 30,3 m, tra bảng với sét nửa cứng IL= 0,27  qP = 241,3 T/m2.

Khi đó : m q AR p p  1 241,3 0,8 193, 04T

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 201

Cường độ tính toán ma sát thành xung quanh cọc:

1

. . .

n

fi i i

Um f l Chia đất thành các lớp đồng nhất có chiều dày ( 2m).

Bảng tính lực ma sát xung quanh thân cọc Lớp

đất

IL Phân lớp

zi

(m) mfi fi

li (m)

mfifili (T/m)

1 0,84 1 7.1 0.6 0.76 1.2 0.547

18700 20700 22700 24700 26500 27800 29300 800

-26.00 -27.60

-33.60

20001200

-30.60

7100 8700 10700 12700 14700 16700

70025000160060006400

1

2B 2C

3

A

-0.30

-6.80

20002000200020002000200020002000160010002000

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 202

2 8.7 0.6 0.76 2 0.912

3 10.7 0.6 0.76 2 0.912

4 12.7 0.6 0.76 2 0.912

5 14.7 0.6 0.76 2 0.912

6 16.7 0.6 0.76 2 0.912

7 18.7 0.6 0.76 2 0.912

8 20.7 0.6 0.76 2 0.912

9 22.7 0.6 0.76 2 0.912

10 24.7 0.6 0.76 2 0.912

2B 0,41 11 26.5 0.6 4.36 1.6 4.186

2C 0,27 12 27.8 0.6 7.2 1 4.320

13 29.3 0.6 7.4 2 8.880

Tổng 26,14

Chu vi ma sát: u = 2 x1 = 2m Thành phần ma sát: u

1 n

fi i i i

m f l



 26,14×2 = 52,28 T

Qtc = 193,04 + 52,28 = 245,32 T - Sức chịu tải cua cọc theo đất nền:

245, 32

175, 2( ).

 tc  1, 4 

a tc

Q Q T

K (Kd = 1,4 hệ số an toàn đối với đất)

Vậy sức chịu tải của cọc là giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị sức chịu tải theo vật liệu và đất nền : P = min P ,Qtk  v amin= 175T

b. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu dãy tường Lực dọc lớn nhất ở đầu dãy tường Pmax = 23,4 T

             

tt

max max 0

P P P 234 1 ,1 1 0 ,8 23 ,8 25 757 ,6 kN 1750kN P

P0 : trọng lƣợng bản thân cọc.

Vậy dãy tường đảm bảo khả năng chịu tải.

c. Kiểm tra nền theo điều kiện ổn định và biến dạng

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 203

Tải trọng tiêu chuẩn Vách Tổ hợp Mặt

cắt

Ntc (kN/m)

V3tc (kN/m)

M2tc

(kNm/m) TV1 COMB30 Bottom 184.23 -160.19 -80.07 TV1 COMB35 Bottom 203.60 -156.38 -74.43

 Xác định kích thước khối móng quy ước

o Kích thước khối móng quy ước được xác định theo công thức

M 1

M 1 m

M m

B B

L L 2h tg

H h





 

 Trong đó:

BM, LM, HM, – tương ứng là chiều rộng , chiều dài và chiều sâu móng quy ước

B1 , L1 , hm , – tương ứng là bề rộng, bề dài tính tới mép ngoài hàng dãy tường ngoài cùng của đài móng và hm là chiều dài thực tế của dãy tường.

α – góc mở rộng truyền lực, α đƣợc tính theo công thức:

tb

4

 

Với tb – góc nội ma sát trung bình các lớp đất dãy tường xuyên qua, tb được tính theo công thức:

tb i i

i

h h

 



Với φi – góc nội ma sát lớp đất i

hi – chiều dày lớp đất i dãy tường xuyên qua Lớp

đất

Chiều

dày li  lii tb α BM LM HM

(m) (độ) (độ) (độ) m m m

1 19.2 10.33 198.34

10.974 2.7436 1 3.081 23.8 2B 1.6 13.67 21.872

2C 3 13.66 40.98

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 204

-0.30

-6.80

-30.60 -26.00 -27.60

1920016003000

LM=3081 800

BM=1m HM=23800

800

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 205

o Kiểm tra ổn định đất nền dưới khối móng quy ước

Kiểm tra ổn định đất nền tại đáy khối móng quy ƣớc theo công thức

tc tc

tb

tc tc

max tc min

P R

P 1.2R

P 0





 Trong đó:

Ptc , Pmaxtc , Pmintc – tương ứng là áp lực tiêu chuẩn trung bình, lớn nhất và nhỏ nhất ở đế móng quy ƣớc do tải tiêu chuẩn gây ra.

Rtc – cường độ tiêu chuẩn của đất nền dưới móng quy ước

- Trọng lƣợng tiêu chuẩn của đất từ cốt -6,8m đến đáy khối móng quy ƣớc:

 

   

1

2 2 3, 081 0,8 1 0, 74 19, 2 0,99 1, 6 0,9 3 99,15

   

          



tc

M M c i i

tc

W L B F h

W T



- Trọng lƣợng tiêu chuẩn của cọc baret:

3tc 2,5 23,8 1 0,8   47, 6 T W

 Trọng lƣợng tiêu chuẩn của khối móng quy ƣớc : 99,15 47,6 146,75( )

   

tc tc

qu i

W W T

- Giá trị tiêu chuẩn của lực dọc ở đáy khối móng quy ƣớc:

0 20,36 146, 75 167,11( )

    

tc tc tc

N N Wqu T

- Momen tiêu chuẩn tại tâm đáy khối móng quy ƣớc:

0 7, 44( )

 

tc tc

y y

M M Tm

- Momen chống uốn của khối móng quy ƣớc :

2 2

1 3, 081 3

1, 58

6 6

 M M   

x

B L

W m

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ƣớc : 167,11

54, 24 1 3, 081

  



tc tc

M

P N F

(T/m2)

max

7, 44

54, 24 58, 95 1, 58

    

tc tc tc y

M x

N M

P F W

(T/m2)

max

7, 44

54, 24 49, 53 1, 58

    

tc tc y tc

M x

N M

P F W

(T/m2)

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 206

- Cường độ tiêu chuẩn của đất nền tại đáy khối móng quy ước :

1 2( ' )

tc

M II M II II

tc

R m m AB BH Dc

k  

  

Trong đó:

m1=1,2 đáy khối móng quy ƣớc đặt trên đất cát pha có IL <0,5 m2=1,0 vì công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng.

ktc=1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất theo thí nghiệm trực tiếp cII = 3,41T/m2

0

0, 28

13, 65 2,13

4, 64

 

  

  A B D



Dung trọng của lớp đất dưới đáy khối móng quy ước: γII =0,9 T/m3

Dung trọng trung bình của các lớp đất từ đáy khối móng quy ƣớc đến cốt sàn hầm

' 0, 74 19, 2 0,99 1, 6 0,9 3 3

0, 78 T/m 23,8

    

 

II

Rtc = 1,2×1,0[0,28×1×0,9 + 2,13×23,8×0,78 + 4,64×3,41] = 66,74 (T/m2) Kiểm tra:

tc 2 tc 2

tb

tc 2 tc 2

max

tc 2

min

P =54,24(T/m )<R =66,74(T/m ) P =58,95(T/m )<1,2R =80,1(T/m ) P =49,53(T/m )>0

 Như vậy đất nền dưới đáy khối móng quy ước thỏa điều kiện ổn định.

o Kiểm tra độ lún của khối móng quy ƣớc:

- Ứng suất tại đáy khối móng quy ƣớc do tải trọng ngoài và tải trọng bản thân khối móng gây ra: P = Ptbtc = 54,24 T/m2

- Ứng suất do trọng lƣợng bản thân đất ngay tại đáy móng khối quy ƣớc:

 2

0, 74 25, 7 0, 99 1, 6 0, 9 3 23, 3 T/m



      



bt

z i i

bt z

  h



- Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ƣớc:

glz=o =Ptb

tc-zbt= 54,24 – 23,3 = 30,94 T/m2

GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH

SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 207

- Độ lún tại tâm móng đƣợc xác định:

1 i

n i gl

z i

i i

S h

E 





Trong đó:

 β - hệ số phụ thuộc hệ số nở hụng à của đất, β = 0,8

 Ei - mô đun biến dạng tổng quát của lớp phân tố thứ i.

 hi - chiều dày mỗi phân tố, h<0,25BM chọn hi= 2m

 zgli - áp lực gây lún đƣợc tính ở giữa phân tố thứ i.

Lớp  zi hi LM/BM 2z/BM K0

i

gl

z

i

gl

z zi

zi

 i / i

gl

z z

  E si

(T/m3) (m) (m) (T/m2) (T/m2) (T/m2) (T/m2) (T/m2) (mm)

2C 0.9 0 1 3.081 0 1.00 30.94 23.61 23.30 23.75 1.01 1860 10.2 2C 0.9 1 2 3.081 2 0.53 16.28 9.27 24.20 25.10 2.71 1860 8.0

3 1.06 3 1.2 3.081 6 0.13 3.98 2.75 26.00 26.64 9.67 3122 0.8 3 1.06 4.2 1.2 3.081 8.400 0.07 2.25 1.89 26.00 26.64 14.08 3122 0.6

Độ lún tổng cộng tại đáy khối móng quy ƣớc: S = 19,6 mm <  S 80mm

Vậy: Móng thỏa điều kiện biến dạng của nền.