Luận văn Công trình trụ sở báo tuổi trẻ

ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 110 - LỚP: 99XD01 Luận văn Cơng trình trụ sở báo tuổi trẻ ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 111 - LỚP: 99XD01 PHƯƠNG ÁN II : MĨNG CỌC KHOAN NHỒI  I. CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC - Căn cứ vào tài liệu địa chất chọn lớp đất đặt đài cọc là lớp thứ 2. - Chiều sâu chơn mĩng so với mặt đất tự nhiên là hm = 2m - Căn cứ vào điều kiện địa chất ở đây chọn chiều sâu cọc cắm vào lớp đất thứ 4 (lớp cát mịn, ít sét ). - Đài cọc được cấu tạo bằng bê tơng mác 300, thép AIII. II. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU VÀ CẤU TẠO CỌC - Chọn đường kính cọc khoan nhồi :D = 0.8 m . Diện tích tiết diện ngang thân cọc : A = 502.0 4 8.0 4 . 22     D m2 Chu vi tiết diện ngang thân cọc : u = .D = 3.14  0.8 = 2.512 m. - Chiều dài cọc ngồi đài là 20m (mũi cọc cắm vào lớp 4 là 5m) . - Đoạn cọc neo vào đài : 15cm. - Đoạn thép neo vào đài : 35 + Be6 tơng mác 300 : Rn = 130 kG/cm2 = 1300 T/m2 Rk = 10 kG/cm2 = 100 T/m2 + Thép AIII : Ra = 3600 kG/cm2 = 36000 T/m2 cho đài mĩng. + Thép AII : Ra = 2800 kG/cm2 = 28000 T/m2 cho cọc nhồi. III. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC III.1. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 1. Tính sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền, theo TCXD 205-1998 5m -2m -5m -17m -22m Z1 =2 .7 5 Z2 =1 1m Z3 =1 9. 5m 4.Cát mịn ít sét -17m 3.Sét lẫn bột -5m 2.Sét pha xám xanh 1.Đất đắp -0.5m -5m 4 3 2 1 fs4 fs3 fs2 0. 5m 4. 5m 12 m >1 3m ±0.000 2m - Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qu = Qp + Qs =qpAp+Asfs ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 112 - LỚP: 99XD01 - Sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa = s s p p FS Q FS Q  - Trong đĩ : FSs : Hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1.5÷2.0 FSp : Hệ số an tồn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 2.0÷3 Ap : Diện tích tiết diện ngang thân cọc. - Ta cĩ : As = u.L U : chu vi tiết diện ngang của cọc. L : Chiều dài cọc ngồi đài, chọn L = 20m . - qp : Sức kháng ở mũi cọc, được tính theo cơng thức : cvppp cNNqNdq    c : Lực dính giữa thân cọc và đất T/m2. ’vp : Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng lượng bản thân đất, T/m2. Nc, Nq, N : Hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc và phương pháp thi cơng cọc.  : Trọng lượng thể tích của đất ở độ sâu mũi cọc, T/m3 dp : Đường kính tiết diện cọc .dp = 0.8 m - Ta cĩ : Qs = As.fs = u.(fi.li) fs : Ma sát bên tác dụng lên cọc được tính theo cơng thức: ahsas tgkcf   ca : Lực dính giữa thân cọc và đất, lấy ca = c (T/m2) (Đối với cọc bê tơng). ’h :Ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuơng gĩc với mặt bên cọc (T/m2). a : Gĩc ma sát giữa cọc và đất nền, lấy a =  li : Chiều dài lớp đất thứ i mà cọc đi qua. 2. Tính sức chịu tải của đất nền ở mũi cọc ( Qp ) - Ta cĩ: Qp = qp.Ap cvppp cNNqNdq    - Đất ở mũi cọc cĩ : I =28o30’  tra bảng (nội suy) được : Nq =17.808 Nc = 31.612 N = 15.7 - Khi tính tốn trọng lượng riêng của đất nằm dưới mực nước ngầm thì lấy trọng lượng riêng đẩy nổi. đn= 0.94 T/m3 dp =0.8m , c = 0.08 T/m2 - Ứng suất thẳng đứng hữu hiệu do trọng lượng bản thân đất nền : ’vp=  ii h =1.9024.5+0.94312+0.9945 = 24.575 T/m2 Vậy sức kháng ở mũi cọc là: qp =0.940.815.7+24.57517.808+0.0831.612= 452 T/m2 pA 5024.04 . 2  D m2 ppp AqQ  = 452  0.5024 = 227.085 T 3. Tính ma sát bên tác dụng lên cọc ( Qs ) Qs =Asfs - Ở đây cọc nằm trong 3 lớp ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 113 - LỚP: 99XD01  Lớp 2: cĩ các chỉ tiêu sau: ca = c =1.81 T/m2 , = 0o48’ ,  = 1.902 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin0o48’ = 0.986   ii zz  .' =1.9022.75= 5.23 T/m2 Nên ’h = 0.9865.23 = 5.157 T/m2  2sf ca +  ’ h tga = 1.81+ 5.157tg0o48’ = 1.882 T/m2  Lớp 3: cĩ các chỉ tiêu sau: ca = c =4.79 T/m2 , =14o 36’ ,  = 0.943 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin14036’ = 0.748   ii zz  .' =1.9022.75+0.94311 = 15.603 T/m2 Nên ’h = 0.74815.603 = 11.671 T/m2  3sf ca +  ’ h tga = 4.79+11.671tg14036’ = 7.83 T/m2  Lớp 4: cĩ các chỉ tiêu sau: ca = c = 0.08 T/m2 ,  = 28030’ ,  = 0.94 T/m3 ’h = ks.’v = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin28036’ = 0.523   ii zz  .' =1.9022.75+0.98411+ 0.9419.5 = 33.933 T/m2 Nên ’h = 0.52333.933 = 17.747 T/m2 4sf ca +  ’ h tga = 0.08+17.747tg28030’ = 9.716 T/m2 Vậy với chiều dài cọc ngồi đài 20 m ta cĩ : Qs2= 2sf As2=1.882  2.512  3 = 14.183 T Qs3= 3sf As3= 7.83  2.512  12 = 236.027 T Qs4= 4sf As4= 9.716  2.512  5 = 122.033 T Qs = 2 033.122 2 027.236 2 183.14  = 7.091 + 118.013 + 61.016 = 186.12 T Qp= 3 085.227 =75.695 T Vậy tổng sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa =186.12 +75.695 = 261.815 T III.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 114 - LỚP: 99XD01 -2m -5m -17m -22m 2m 2m 2m 2m 2m 2m 2m 1m 2m 2m 3. 5m 4. 5m 6m 8m 10 m 12 m 14 m 16 m 18 m 20 m ±0.000 >1 3m 12 m 4. 5m 0. 5m 1 2 3 4 2m 1m 21 .5 m -5m 1.Đất đắp -0.5m 2.Sét pha xám xanh -5m 3.Sét lẫn bột -17m 4.Cát mịn ít sét - Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qtc = m (mR qpAp + umfi.fi.li) - Sức chịu tải cho phép của cọc: Qa = tc tc k Q - Trong đĩ: + ktc : Hệ số độ tin cậy, lấy k = 1.4 + m = 1.0 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất . + mR = 1.1 : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc. + mfi = 0.6 (Cọc khoan nhồi khoan và đổ bê tơng dưới nước). + pA 502.04 . 2  D 4 m2 : Diện tích tiết diện ngang của cọc. + u : Chu vi tiết diện ngang của cọc. + qp: Sức kháng của đất ở mũi cọc; Mũi tựa lên đất cát mịn, ít sét được xác định theo cơng thức :  okIokpIp LBAdq   75.0 - Trọng lượng riêng trung bình của đất từ mũi cọc trở lên: 143.1 5125.4 94.05943.012902.15.4    I T/m 3 - Trọng lượng riêng của đất nằm dưới mũi cọc : I’ = 0.94 T/m3. - Đất ở mũi cọc cĩ: I = 28030’ , Tra bảng A6 (TCXD 205-1998) (nội suy) ta được:  =0.565 =0.28 okA 20.85 okB 39.15 qp =0.750.28(0.940.820.85+0.5651.1432239.15)=120.1 T/m2 + fi : Cường độ tiêu chuẩn của lớp đất nền thứ i ở mặt bên cọc phụ thuộc vào gĩc ma sát trong của đất.(tra bảng A.2 - TCXD 205-1998). ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 115 - LỚP: 99XD01 + li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc. + Để tính fi ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li như hình vẽ Kết quả cho trong bảng sau: Lớp Z (m) li (m) fi (T/m2) li fi (T/m) 2 (B=0.674) 3.0 2.0 1.022 2.044 4.5 1.0 1.468 1.468 3 (B=0.349) 6.0 2.0 3.65 7.30 8.0 2.0 3.85 7.70 10.0 2.0 4.00 8.00 12.0 2.0 4.18 8.36 14.0 2.0 4.36 8.72 16.0 2.0 4.53 9.06 4 (khơng dẻo) 18.0 2.0 5.40 10.8 20.0 2.0 5.60 11.2 21.5 1.0 5.75 5.75 - Vậy sức kháng ở mũi cọc là: mR .qp.Ap =1.1120.10.5024 = 66.372 T - Sức kháng bên là: u.mfi.fi.li =2.5120.6(2.044+1.468+7.3+7.7+8.0+8.36+8.72+9.06+10.8+11.2+5.75) = 121.182 T - Tổng sức chịu tải của cọc là: Qtc =1(66.372+121.182)=187.554 T - Sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa = tc tc k Q =  4.1 554.187 133.967 T - Chọn sức chịu tải thiết kế của cọc là Qtk = min{ Qa , Qa’}= 133.967 T V. THIẾT KẾ MĨNG KHUNG TRỤC 7: IV.1. TÍNH MĨNG B -7 (M1): - Tải trọng tác dụng lên mĩng :chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất: Tải Cột Nmax(T) Mtư(Tm) Qmax(T) Tính tốn B -7 298.13 -24.66 -7.44 Tiêu chuẩn B -7 248.44 -20.55 -6.20 IV.1.1 xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - Khoảng cách giữa các cọc là d +1m = 0.8+1 = 1.8m - Ứng suất trung bìmh dưới đế đài: tb = 348.41 8.1 967.133 )1( 22  d Pc T/m2 - Diện tích đài cọc được xác định như sau: Fđ = 982.722348.41 13.298     h N tbtb  m2 Lấy tb = 2 T/m3 Vậy chọn diện tích sơ bộ đài cọc là bl=2.53.5m, (Fđ = 8.75 m2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài: Qđ = n . Fđ. tb . hm =1.18.7522 = 38.5 T ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 116 - LỚP: 99XD01 IV.1.2. Xác định số lượng cọc n   aQ N = 1.3 967.133 5.3813.298  = 3.26 cọc với:  = 1.3 : hệ số kể đến mĩng chịu tải trọng lệch tâm  Chọn n = 4 cọc. - Hiệu ứng nhĩm cọc : (Theo Converse - Labarre)  = 1-.         787.0 2290 2122121.191 ..90 11 21 1221              nn nnnn ( = arctg '01019 3.2 8.0  arctg s d ) - Sức chịu tải của nhĩm cọc Qnh(a) = 40.787133.967 = 421.728 T IV.1.3. Chọn, bố trí và kiểm tra đài cọc - Chiều cao đài cọc : hđ = ac + h1 +20 (cm) h1 : chiều dài cọc ngàm trong đài = 0.15 m ac : bề rộng cột = 0.6 m  hđ = 0.6+0.15+0.2 = 0.95m .  chọn hđ = 1.5m - Chọn khoảng cách 2 cọc d+1m - Đài cọc cĩ kích thước và được bố trí như hình vẽ: - Khoảng cách giữa hai mép ngồi của hai cọc là: 3.1m. - Cạnh của hình tháp chọc thủng là: l = hc + 2h0tg450 = 0.6+21.351 =3.3 m. Vậy: l = 3.3m > 3.1m  Cọc nằm trong phạm vi hình tháp chọc thủng nên khơng cần kiểm tra điều kiện chọc thủng ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 117 - LỚP: 99XD01 Qtt Ntt Mtt -2000 ±0.000 045 20 00 15 00 7 B 40 0 600 80060 0 18 00 60 0 6002300600 10 0 30 00 10 0 60 0 90 0 90 0 60 0 1003500100 60011501150600 IV.1.4. Kiểm tra kích thước đáy mĩng (33.5m) - Xác định moment tại trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài Mott = Mtt + Qtt  hm = 24.66+7.441.5 = 35.82 Tm. - Trọng lượng tính tốn đài và đất phủ lên đài (chơn sâu 2.0m). ttdN =1.1Fđtbhm=1.133.52.02.0 =46.2 T. - Tổng tải trọng tại trọng tâm đáy mĩng: ttoN = ttdtt NN  = 298.13+46.2 =344.33 T - Tổng tải trọng tác dụng lên một cọc: xmax = 1.15 m  2ix = 41.15 2 = 5.29 m2 Ptt = 29.5 15.182.35 4 33.344 2 max    i tt tt o x xM n N = 86.083  7.787 ttPmax = 93.87 T ttPmin = 78.296 T tttbP = 86.083T  Nhận xét: ttPmax = 93.87 T< Qa = 133.967 T ttPmin = 78.296 T > 0 nên khơng cần kiểm tra chống nhổ. Vậy kích thước đáy mĩng thoả điều kiện. IV.1.5. Kiểm tra áp lực và độ lún của đáy khối mĩng qui ước: 1. Xác định kích thước mĩng khối qui ước ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 118 - LỚP: 99XD01 - Tính tb = 4  tb ,với  tb  là gĩc ma sát trong tính tốn trung bình ở trạng thái giới hạn  của các lớp đất mà cọc xuyên qua. - Ta cĩ: Lớp 2 : =1o48’ l2 = 3.0m Lớp 3 : =14o49’ l3 = 12m Lớp 4 : =28o37’ l4 = 5.0m ' '0'0'0 1816 5123 537281249143481 o i ii tb l l           - Từ 2 mép cọc hạ 2 đường xiên gĩc  : '0 '0 44 4 1816 4   tb tb    tg =0.071 Lm = 5.94m 4° 4'4° 4' Z -22m -2m 2m ±0.000 20 m 1. 5m - Kích thước mĩng khối qui ước: + Chiều dài đáy mĩng khối qui ước: Lm = a1 + 2Ltgtb = 3.1 + 220tg(3044’) = 5.94 m. + Chiều rộng đáy mĩng khối qui ước: Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(3044’) = 5.44 m.  Fqu =LmBm = 5.94  5.44 =32.313 m2 với: a1, b1 khoảng cách giữa hai mép ngồi của hai cọc theo phương cạnh dài và phương cạnh ngắn đối với đài cọc. l = 20 m : chiều dài cọc ngồi đài . 2. Xác định trọng lượng mĩng khối qui ước - Trọng lượng riêng của đất nằm dưới mực nước ngầm khi tính ta lấy đn - Tổng lực tác dụng tại đáy mĩng khối qui ước: tcquN Nđất +Nđ +Nc +N tc + Trọng lượng trung bình của đất và đài từ đáy đài trở lên: Nđất +Nđ =Fqu..hđ= 32.3131.9122.0 = 123.565 (T) ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 119 - LỚP: 99XD01 + Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối mĩng qui ước : (1.9123+0.94712+0.9465)32.313 = 705.393 (T) + Trọng lượng của các cọc là : 1.140.502432.5+1.140.502412(2.5-1)+1.140.50245(2.5-1)=72.95 (T) Vậy tổng tải trọng đứng tác dụng tại đáy mĩng khối qui ước là: tcquN 123.565+705.393+72.95+248.44 = 1150.348 (T) - Momen tại đáy mĩng khối qui ước: qu tctctc qu hQMM  = 20.55 +6.221.5 = 153.85 (Tm) 3. Kiểm tra áp lực tại đáy khối mĩng qui ước - Độ lệch tâm : e = tc qu tc qu N M = 348.1150 85.153 =0.134 (m) - Ứng suất trung bình tại đáy mĩng khối qui ước:        mqu tc qutc L e F N 61 =        94.5 134.061 313.32 348.1150 = 35.60(1  0.135) tcmax = 40.406 (T/m 2) tcmin = 30.794 (T/m 2) tctb = 35.6 (T/m 2) - Cường độ tiêu chuẩn của đất ở đáy mĩng khối qui ước: )'(21 IImm tc DxCBhAb K mmR     'II : Dung trọng đẩy nổi trung bình của các lớp đất trong mĩng khối quy ước 'II = 149.15125.4 5946.012947.05.4912.1    T/m3 II = 0.946 T/ m 3 :Dung trọng của đất nền dưới mũi cọc cĩ kể đến đẩy nổi. m2 = 1.3 : Hệ số điều kiện làm việc của nhà.(Đất cát mịn, chặt vừa, L/H < 1.5) m1 = 1.2 : Hệ số điều kiện làm việc của đất.(Đất cát mịn, chặt vừa) Ktc = 1: Hệ số tin cậy. cII = 0.14 T/ m2. A, B, D = f (): tra bảng theo  ( Bảng 2-1 “ Nền và mĩng các cơng trình dân dụng và cơng nghiệp” - GSTS Nguyền Văn Quảng ) - Đất dưới mũi cọc cĩ II =28o37’ tra bảng (nội suy) được: A = 0.98 ; B = 4.83; D = 7.4 1 3.12.1  tcR (0.985.440.946 + 4.83221.149 + 7.40.14) = 200 T/ m2. Vậy: tcmax = 40.406 (T/m 2) < 1.2Rtc = 1.2200 = 240 T/m2. tctb = 35.6 (T/m 2) < Rtc =200 T/m2. tcmin = 30.794 (T/m 2) > 0 Vậy đất nền dưới đáy mĩng khối qui ước ổn định. 4. Kiểm tra độ lún khối mĩng qui ước : - Ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy mĩng khối qui ước  z = ihi = tbhm = 1.14922 = 25.278 T/m 2 - Ứng suất gây lún tại đáy mĩng khối qui ước : gloP = tctb - tb.hm = 35.6 – 25.278 = 10.322 T/m 2 ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 120 - LỚP: 99XD01 - Ứng suất gây lún giảm dần theo độ sâu kể từ đáy mĩng khối qui ước và được xác định theo cơng thức sau: pz = k0  gloP Với k0 là hệ số tra bảng (Bảng3-7 sách hướng dẫn đồ án nền và mĩng - GS.TS. Nguyễn Văn Quảng) - Chia vùng chịu lún thành các lớp đất cĩ 4 m i bh  = 4 44.5 = 1.36 m Lấy hi =1m - Theo TCVN 45-78 ở độ sâu mà tại đĩ pz < 0.2  z thì cĩ thể xem như khơng lún nữa. Kết quả tính lún trình bày ở bảng sau: Điểm l/b Z(m) 2z/b ko pz (T/m 2)  z (T/m 2) pz tb(T/m 2) 0 1.09 0.0 0.0 1.0 10.322 25.278 10.152 1 1.09 1.0 0.367 0.967 9.981 26.224 9.321 2 1.09 2.0 0.735 0.839 8.660 27.170 7.808 3 1.09 3.0 1.103 0.674 6.957 28.116 6.178 4 1.09 4.0 1.470 0.523 5.398 29.062 - Ta thấy pz = 5.398 T/m 2 < 0.2  z =0.229.062 = 5.812 T/m 2 tại điểm 4 Vậy chiều dày vùng nén chặt là Hnc =4.0m - Tính lún theo phương pháp phân tầng cộng lún:  Độ lún của mĩng được tính theo cơng thức: itb hE S  .  - Lớp 4 :cát mịn theo thí nghiệm nén cĩ E = 157.8 kG/cm2 = 1578 T/m2 Lấy  = 0.8 Vậy :S = 1578 8.0 (10.152+9.321+7.808+6.178)1.0 = 0.017m =1.7cm.  S = 1.7 cm < [ Sgh] = 8 cm .( thoả yêu cầu về độ lún). ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 121 - LỚP: 99XD01 1m 1m 1 m 1m 20 m 5.398 6.957 8.66 2m ±0.000 Z -22m 25.278 26.224 27.17 28.116 29.062 10.322 9.981 0 1 2 3 4 1. 5 -2m IV.1.6. Tính thép cho đài cọc - Xem dầm làm việc như dầm console ngàm ở mép cột chịu lực tập trung là phản lực đầu cọc. - Momen theo phương cạnh dài (cạnh ngàm I-I) M = ri Pimax ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cột + Xét 2 cọc cĩ r = 2 1 chl  = 2 6.03.2  = 0.85 m , Pmax = 93.87 T Với l1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh dài hc: chiều cao tiết diện cột.  MI =2Pmax.r = 2 93.87  0.85 = 159.579 Tm Fa = 483.36 36001359.0 10579.159 9.0 5 0     a I Rh M cm2. - Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II): M = r.Pmax + r.Pmin + Xét 2 cọc cĩ r = 2 1 cbb  = 2 4.08.1  = 0.7m , Pmin = 79.296 T Với b1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh ngắn bc: bề rộng tiết diện cột.  MII = 0.793.87+0.779.296 = 121.2162 Tm Fa = 713.27 36001359.0 102162.121 9.0 5 0     a II Rh M cm2. Trong đĩ: h0 = hđ – a = 150 -15 = 135cm - Chọn 20 16 a170 ( 40.22 cm2) theo phương I-I - Chọn 20 14 a200 ( 30.78 cm2) theo phương II-II Thép cấu tạo chọn  12 a 200. ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 122 - LỚP: 99XD01 Pmax Sơ đồ tính: 1.45 0.85 Pmax 0.85 0.6 1.450.61.45 0.6 1.15 1.15 0.6 3.5m 0. 6 0. 9 0. 9 0. 6 3m 0.6 2.3 0.6 0. 6 1. 8 0. 6 0.8 0.6 0. 4 B 7 1. 5 2 m ±0.000 -2m IIII I I I.V.1.7. Tính tốn cọc chịu tác dụng của tải ngang 1. Chuyển vị ngang và gĩc xoay của cọc - Momen uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đặt lực H : - Lực ngang tác dụng lên mỗi đầu cọc : 86.1 4 44.7  n QH o T Mo =0 (do momen cân bằng với sức chống nhổ và chống nén của cọc) - Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I = 4 64 1 D = 48.014.3 64 1  =0.0201 m4 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : EbI = 2901040.0201 = 58290 Tm2 - Chiều rộng quy ước bc của cọc : Theo TCXD 205-1998 , khi d  0.8m thì bc = d+1m . bc = d +1m = 0.8 + 1 = 1.8 m - Chiều dài ảnh hưởng : lah = 2.(d+1) = 2(0.8+1) = 3.6m ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 123 - LỚP: 99XD01 M H H0 = 1 M0 = 1n Z Z Z HH MH       L F2 F1 3 0. 6 2m 3. 6m 1đv0 .5 m 4. 5m -5m ±0.000 2 1 3 1.Đất đắp -0.5m 2.Sét pha xám xanh -5m 3.Sét lẫn bột - Hệ số tỷ lệ k trong cơng thức : Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng nằm trong hai lớp đất nên hệ số k được tính theo cơng thức k = 266 05.0749.1 05.04.460749.18.260 21 2211       FF FkFk - Trong đĩ : Lớp 1 cĩ B = 0.674 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta được k1=260.8 Lớp 1 cĩ B = 0.349 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta được k2=460.4 - Hệ số biến dạng : 5 IE bK b C bd    = 5 58290 8.1266 = 0.3827 m-1 - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = bd  L = 0.382720 = 7.654 - Các chuyển vị HH , HM, MH ,MM của cọc ở cao trình đáy đài do các các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài: Trong đĩ : HH :chuyển vị ngang của tiết diện (m/T), bởi lực Ho =1 HM :chuyển vị ngang của tiết diện (1/T), bởi lực Mo =1 MH :gĩc xoay của tiết diện (1/T), bởi lực Ho =1 MM :gĩc xoay của tiết diện (1/Tm), bởi lực Mo =1 Từ Le =7.654 m > 4 tra bảng G2 (TCXD :205-1998) ta được: Ao =2.441 ; Bo =1.621; Co =1.715 Vậy :  H H = o bbd A IE3 1  441.2 582903827.0 1 3  = 7.4713.10-4 m/T    621.1 582903827.0 11 22 o bbd HMMH BIE  1.9.10-4 (1/T) 751.1 582903827.0 11    o bbd MM CIE  = 7.85.10-5 (1/Tm) - Chuyển vị ngang yo(m) của tiết diện ngang cọc ở đáy đài: y0 = H0 .HH +M0.HM =1.867.471310-4 = 0.00139m = 0.139 cm - Gĩc xoay của tiết diện ngang của cọc ở đáy đài ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 124 - LỚP: 99XD01 0 = H0.MH + M0.MM =1.861.910-4 = 0.00035 (rad) -Chuyển vị của cọc ở cao trình đáy đài IE HLLy b o Ooon 3 3  + IE ML b 0 =0.00139+0.0+0.0+0.0 = 0.139 cm  n =0.1178 cm < [ gh ] =1 cm  =0 + IE HL b o 2 2 + IE ML b 0 =0.00035+0.0+0.0 = 0.00035 (rad) <gh =0.002 (rad) -Momen uốn Mz (Tm) trong các tiết diện của cọc : 33303 2 DHCMBIEAIyEM bd o obbdobbdz    Với chiều dài tính đổi Ze =bdZ  Z = bd eZ  EbI K bd yo o Mo Ho 58290 266 0.3827 0.00139 0.00035 0.00 1.86 - Momen uốn Mz dọc thân cọc Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 1.306 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.50 2.2199 1.829 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 2.877 2.352 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 3.3532 2.874 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 3.6158 3.819 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 3.6299 4.442 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 3.4179 5.226 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 2.8918 6.271 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 1.9562 7.316 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 0.9717 9.145 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -0.441 10.452 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -0.834 - Mơ men lớn nhất trong cọc: Mmax = 3.6299 Tm - Diện tích cốt thép trong cọc khoan nhồi: Chọn thép trong cọc đặt theo cấu tạo là  > 0.4% ÷0.65% Fa  0.65Fc = 100 65.0 0.502 = 3.26310-3 m2 = 32.63 cm2 - Chọn 1618a170, cĩ Fa = 40.72cm2 - Sử dụng thép AII cĩ Ra = 2800 kG/cm2 , Rađ = 2200 kG/cm2 để bố trí cho cọc nhồi. - Lớp bê tơng bảo vệ a = 5cm 2. Kiểm tra độ ổn định của đất nền xung quanh cọc - Điều kiện khơng phá hỏng cọc khi chịu áp lực ngang: z < gh z : Ap lực tính tốn tại độ sâu Z. z =          13 0 12 0 110 DIE HC IE MBAyzk bbdbbdbd e bd  ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 125 - LỚP: 99XD01 - Vì Le = 7.654 m > 2.5m, nên kiểm tra điều kiện này tại vị trí : Z = 221.2 3827.0 85.085.0  bd m Ze = bd  Z = 0.38272.221 = 0.85 m - Các giá trị A1, B1, C1, D1 tra bảng G3 (TCXD : 205-1998 ), ứng với Ze = 0.85m ta được như sau: A1 = 0.996 , B1 = 0.849 , C1 = 0.3625 , D1 = 0.103 z =          103.0 582903827.0 86.10849.0 3827.0 00035.0996.000139.085.0 3827.0 266 3 z = 0.394 T/m2 gh : Ap lực giới hạn tại độ sâu Z = 2.221m gh = 12 1cos 4  (1ZtgI+cI) - Trong đĩ: 1 = 1 2 : Hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo cơng thức: 2 = MM MM dh dh   5.2 Mdh : Momen tải trọng thường xuyên, Mdh = 3.17 Tm M : Momen tải trọng tạm thời, M = 24.66 Tm 2 = 854.066.2417.35.2 66.2417.3    Cọc khoan nhồi lấy  = 0.6 - Đầu cọc nằm trong lớp thứ 2 cĩ : I = 1.902 T/m3 cI = 1.81 T/m2  = 0048’ gh = 10.854 )81.16.0480221.2902.1(480cos 4 '0 '0  tg =3.912 T/m 2.  z = 0.394 T/m2 < gh = 3.912 T/m2 Vậy : Nền đất quanh cọc khơng bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang. I.V.1.8. Kiểm tra sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc - Sức chịu tải của cọc khoan nhồi được tính theo cơng thức: Qvl = Ru.Fb +Ran.Fa Trong đĩ : Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Rb =130 kG/cm2 : Cường độ chịu nén của bê tơng Mác 300 Ran = Ra = 2800 kG/cm2 : Cường độ chịu kéo của thép AII. Fb = 5024 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của cọc. Fa = 40.72 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép. Ru = 5.4 R : Cường độ tính tốn của bê tơng cọc nhồi Ru = 2/6066.665.4 300 cmkG , Vậy chọn Ru = 60 kG/cm2 = 600 T/m2 Qvl = 605024 + 280040.72 = 415456 kG = 415.456 T Vậy Qvl = 415 T >1.4 Qa =1.4133.976 = 187.566 T  Cọc đủ khả năng chịu tải IV.2. TÍNH MĨNG C - 7 (M2) ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 126 - LỚP: 99XD01 - Tải trọng tác dụng lên mĩng :chọn tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất: Tải Cột Nmax(T) Mtư(Tm) Qmax(T) Tính tốn C -7 -530.98 -40.56 -9.83 Tiêu chuẩn C -7 -442.483 -33.8 -8.192 IV.2.1 xác định sơ bộ kích thước đài cọc: - Khoảng cách giữa các cọc là d +1m= 0.8 + 1m = 1.8m - Ưng suất trung bìmh dưới đế đài: tb = 348.41 8.1 967.133 )1( 22  d Pc T/m2 - Diện tích đài cọc được xác định như sau: Fđ = 217.1422348.41 98.530     h N tbtb  m2 Lấy tb = 2 T/m3 Vậy chọn diện tích sơ bộ đài cọc là bl=3.54.5m (Fđ = 15.75 m2) - Trọng lượng đài và đất phủ lên đài: Qđ = n . Fđ. tb . hm =1.115.7522 = 69.3 T IV.2.2. Xác định số lượng cọc n   aQ N = 1.3 967.133 3.6998.530  = 5.82 cọc với:  = 1.3 : hệ số kể đến mĩng chịu tải trọng lệch tâm  Chọn n = 6 cọc. - Hiệu ứng nhĩm cọc : (Theo Converse - Labarre)  = 1-.         689.0 2390 21331257231 ..90 11 '0 21 1221              nn nnnn ( = arctg '05723 8.1 8.0  arctg s d ) - Sức chịu tải của nhĩm cọc Qnh(a) = 60.689133.967 = 553.82 T IV.2.3. Chọn, bố trí và kiểm tra đài cọc ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 127 - LỚP: 99XD01 Qtt Ntt Mtt ±0.000 -2000 045 15 00 2 00 0 C 800 50 0 700 6003600600 1004800100 60018001800600 90 0 60 0 10 0 60 0 90 0 10 0 30 00 - Chiều cao đài cọc : hđ = ac + h1 +20 (cm) h1 : chiều dài cọc ngàm trong đài = 0.15 m ac : bề rộng cột = 0.7 m  hđ = 0.7+0.15+0.2 = 1.05m .  chọn hđ = 1.5m - Chọn khoảng cách 2 cọc d+1m - Đài cọc cĩ kích thước và được bố trí như hình vẽ - Khoảng cách giữa hai mép ngồi của hai cọc là: 4.4m. - Cạnh của hình tháp chọc thủng là: l = hc + 2h0tg450 = 0.7+21.351 =3.4 m. Vậy: l = 3.4m < 4.4m  Cọc nằm ngồi phạm vi hình tháp chọc thủng nên cần kiểm tra điều kiện chọc thủng IV.2.4. Kiểm tra kích thước đáy mĩng(bl) - Xác định moment tại trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài Mott = Mtt + Qtt  hm = 40.56+9.831.5 = 55.305 Tm. - Trọng lượng tính tốn đài và đất phủ lên đài (chơn sâu 2.0m). ttdN =1.1Fđtbhm=1.134.82.02.0 = 63.36 T. - Tổng tải trọng tại trọng tâm đáy mĩng: ttoN = ttdtt NN  = 530.98+63.36 = 594.34 T - Tổng tải trọng tác dụng lên một cọc: Xmax = 1.8m  2ix = 41.8 2 = 12.96 m2 ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 128 - LỚP: 99XD01 Ptt = 96.12 8.1305.55 6 34.594 2 max0    i tttt o x xM n N = 99.057  7.681 ttPmax = 106.738 T ttPmin = 91.376 T tttbP = 99.057T  Nhận xét: ttPmax =106.738 T< Qa = 133.967 T ttPmin = 91.376 T > 0 nên khơng cần kiểm tra chống nhổ. Vậy kích thước đáy mĩng thoả điều kiện. IV.2.5. Kiểm tra áp lực và độ lún của đáy khối mĩng qui ước: 1 Xác định kích thước mĩng khối qui ước - Tính tb = 4  tb ,với IItb là gĩc ma sát trong tính tốn trung bình ở trạng thái giới hạn  của các lớp đất mà cọc xuyên qua. - Ta cĩ: Lớp 2 : =1o48’ l2 = 3.0m Lớp 3 : =14o49’ l3 = 12m Lớp 4 : =28o37’ l4 = 5.0m ' '0'0'0 1816 5123 537281249143481 o i ii tb l l           - Từ 2 mép cọc hạ 2 đường xiên gĩc  : '0 '0 44 4 1816 4   tb tb    tg =0.071 - Kích thước mĩng khối qui ước: + Chiều dài đáy mĩng khối qui ước: Lm = a1 + 2Ltgtb = 4.4 + 220tg(404’) = 7.24 m. + Chiều rộng đáy mĩng khối qui ước: Bm = b1 + 2Ltgtb = 2.6 + 220tg(404’) = 5.44 m.  Fqu =LmBm = 7.24  5.44 = 39.385 m2 với: a1, b1 khoảng cách giữa hai mép ngồi của hai cọc theo phương cạnh dài và phương cạnh ngắn đối với đài cọc. l = 20 m : chiều dài cọc ngồi đài ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 129 - LỚP: 99XD01 Lm =7.24m 4° 4'4° 4' 20 m ±0.000 1. 5m 2m -2m -22m Z 2 Xác định trọng lượng mĩng khối qui ước - Trọng lượng riêng của đất nằm dưới mực nước ngầm khi tính ta lấy đn - Tổng lực tác dụng tại đáy mĩng khối qui ước: tcquN Nđất +Nđ +Nc +N tc + Trọng lượng trung bình của đất và đài từ đáy đài trở lên: Nđất +Nđ =Fqu..hđ= 39.3851.9122.0 = 150.608 (T) + Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến đáy khối mĩng qui ước : (1.9123+0.94712+0.9465)39.385 = 859.774 (T) + Trọng lượng của các cọc là : 1.160.502432.5+1.160.502412(2.5-1)+1.160.50245(2.5-1)=109.423 T Vậy tổng tải trọng đứng tác dụng tại đáy mĩng khối qui ước là: tcquN 150.608 + 859.774 + 109.423 + 442.483 = 1562.288 (T) - Momen tại đáy mĩng khối qui ước: qu tctctc qu hQMM  = 33.8 +8.19221.5 = 209.928 (Tm) 3. Kiểm tra áp lực tại đáy khối mĩng qui ước - Độ lệch tâm : e = tc qu tc qu N M = 288.156 928.209 =0.134 (m) - Ứng suất trung bình tại đáy mĩng khối qui ước:        mqu tc qutc L e F N 61 =        24.7 134.061 385.39 288.1562 = 39.667(1  0.111) tcmax = 44.07 (T/m 2) tcmin = 35.264 (T/m 2) tctb = 39.667 (T/m 2) - Cường độ tiêu chuẩn của đất ở đáy mĩng khối qui ước: )'(21 IImm tc DxCBhAb K mmR     'II : Dung trọng đẩy nổi trung bình của các lớp đất trong mĩng khối quy ước ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 130 - LỚP: 99XD01 'II = 149.15125.4 5946.012947.05.4912.1    T/m3 II = 0.946 T/ m 3 :Dung trọng của đất nền dưới mũi cọc cĩ kể đến đẩy nổi. m2 = 1.3 : Hệ số điều kiện làm việc của nhà. (Đất cát mịn, chặt vừa, L/H <1.5) m1 = 1.2 : Hệ số điều kiện làm việc của đất. (Đất cát mịn, chặt vừa). Ktc = 1: Hệ số tin cậy. cII = 0.14 T/ m2. A, B, D = f (): tra bảng theo  ( Bảng 2-1 “ Nền và mĩng các cơng trình dân dụng và cơng nghiệp” - GSTS Nguyền Văn Quảng ) - Đất dưới mũi cọc cĩ II =28o37’ tra bảng (nội suy) được: A = 0.98 ; B = 4.83; D = 7.4 1 3.12.1  tcR (0.986.240.946 + 4.83221.149 + 7.40.14) = 201.1 T/ m2. Vậy: tcmax = 44.07 (T/m 2) < 1.2Rtc = 1.2201.1 = 241.32 T/m2. tctb = 39.667 (T/m 2) < Rtc =201.1 T/m2. tcmin = 35.264 (T/m 2) > 0 Vậy đất nền dưới đáy mĩng khối qui ước ổn định. 4. Kiểm tra độ lún khối mĩng qui ước : - Ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy mĩng khối qui ước  z = ihi = tbhm = 1.14922 = 25.278 T/m 2 - Ứng suất gây lún tại đáy mĩng khối qui ước : gloP = tctb - tb.hm = 39.667 – 25.278 = 14.389 T/m 2 - Ứng suất gây lún giảm dần theo độ sâu kể từ đáy mĩng khối qui ước và được xác định theo cơng thức sau: pz = k0  gloP Với k0 là hệ số tra bảng (Bảng1-19 sách Thiết kế mĩng nơng) - Chia vùng chịu lún thành các lớp đất cĩ 4 m i bh  = 4 44.5 = 1.36 m Lấy hi =1.0m - Theo TCVN 45-78 ở độ sâu mà tại đĩ pz < 0.2  z thì cĩ thể xem như khơng lún nữa. Kết quả tính lún trình bày ở bảng sau: Điểm l/b Z(m) 2z/b ko pz (T/m 2)  z (T/m 2) pz tb(T/m 2) 0 1.33 0.0 0.0 1.0 14.389 25.278 14.152 1 1.33 1.0 0.367 0.967 13.914 26.224 12.993 2 1.33 2.0 0.735 0.839 12.072 27.170 10.885 3 1.33 3.0 1.103 0.674 9.698 28.116 8.6115 4 1.33 4.0 1.470 0.523 7.525 29.062 6.956 5 1.33 5.0 1.838 0.444 6.388 30.008 5.719 6 1.33 6.0 2.206 0.351 5.050 30.954 - Ta thấy pz = 5.05 T/m 2 < 0.2  z =0.230.954 = 6.19 T/m 2 tại điểm 6 Vậy chiều dày vùng nén chặt là Hnc = 6m - Tính lún theo phương pháp phân tầng cộng lún:  Độ lún của mĩng được tính theo cơng thức: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 131 - LỚP: 99XD01 itb hE S  . - Lớp 4 :cát mịn theo thí nghiệm nén cĩ E = 157.8 kG/cm2 = 1578 T/m2 Lấy  = 0.8 Vậy : S = 1578 8.0 (14.152+12.993+10.885+8.6115+6.956+5.719)1 = 0.03m =3cm.  S = 3 cm < [ Sgh] = 8 cm .( thoả yêu cầu về độ lún). 1m 1m 1m 1m 1m 1m 2m 1. 5m ±0.000 Z -22m 25.278 26.224 27.17 28.116 29.062 30.008 30.954 14.389 13.914 12.072 9.698 7.525 6.388 5.05 0 1 2 3 4 5 6 20 m -2m IV.2.6. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng - Kiểm tra điều kiện xuyên thủng theo cơng thức: Pxt  0.75.Rk.utb.h0 Pxt = 4106.738 = 426.952 T Utb = 2(ac +bc+2h0) = 2(0.5+0.7+21.35) = 7.8 m - Bê tơng mác 300, Rk = 10 kG/cm2 = 100 T/m2 - Ta cĩ : Pxt = 426.952 T  0.751007.81.35 = 789.75 T - Vậy đài cọc đã thoả mãn điều kiện xuyên thủng. IV.2.7. Tính thép cho đài cọc - Xem dầm làm việc như dầm console ngàm ở mép cột chịu lực tập trung là phản lực đầu cọc. - Tải trọng tác dụng lên các cọc trong mĩng: Pm =    2 max. i tt c tt x xM n N ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 132 - LỚP: 99XD01 Pmax 0.61.45Sơ đồ tính: Pmax 1.45 2.05 2.050.72.05 0. 6 1. 8 0. 6 3m 0. 9 0. 6 0. 6 0. 9 0.6 1.8 1.8 0.6 4.8m 0.6 3.6 0.6 0.7 0. 5 C 7 2m 1. 5 -2m ±0.000 I I II I I 0.8 - Momen theo phương cạnh dài (cạnh ngàm I-I) M = ri Pimax ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cột + Xét 2 cọc cĩ r = 2 1 chl  = 2 7.06.3  = 1.45m , Pmax = 106.738 T Với l1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh dài hc: chiều cao tiết diện cột.  MI =Pmax.r = 2106.7381.45 = 309.5402 Tm Fa = 77.70 36001359.0 105402.309 9.0 5 0     a I Rh M cm2. - Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II): M = ri Pmax + ri Pmin ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cột + Xét 2 cọc cĩ r = 2 1 cbb  = 2 5.08.1  = 0.65m Với b1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh ngắn bc: bề rộng tiết diện cột.  MII =0.65Pmax + 0.65Pmin = 0.65106.738+0.6591.376 = 128.7741 Tm Fa = 44.29 36001359.0 107741.128 9.0 5 0     a II Rh M cm2. Trong đĩ: h0 = hđ – a = 150 -15 = 135cm - Chọn 23 20 a140 ( 72.266 cm2) theo phương I - Chọn 27 12 a180 ( 30.537 cm2) theo phương II ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 133 - LỚP: 99XD01 Thép cấu tạo chọn  12 a 200. IV.2.8. Tính tốn cọc chịu tác dụng của tải ngang 1. Chuyển vị ngang và gĩc xoay của cọc - Momen uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đặt lực H : - Lực ngang tác dụng lên mỗi đầu cọc : 638.1 6 83.9  n QH o T Mo =0 (do momen cân bằng với sức chống nhổ và chống nén của cọc) - Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I = 4 64 1 D = 48.014.3 64 1  =0.0201 m4 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : EbI = 2901040.0201 = 58290 Tm2 - Chiều rộng quy ước bc của cọc : Theo TCXD 205-1998 , khi d  0.8m thì bc = d+1m . bc = d +1m = 0.8 + 1 = 1.8 m - Chiều dài ảnh hưởng : lah = 2.(d+1) = 3.6m F2 F1 3m 0. 6m   L n Z Z Z HH MH    M H H0 = 1 M0 = 1 3.Sét lẫn bột -5m 2.Sét pha xám xanh 1.Đất đắp -0.5m 3 1 2 ±0.000 -5m 4. 5m 0. 5m 1đv 3. 6m 2m - Hệ số tỷ lệ k trong cơng thức : Cz = k.z - Chiều dài ảnh hưởng nằm trong hai lớp đất nên hệ số k được tính theo cơng thức k = 266 05.0749.1 05.04.460749.18.260 21 2211       FF FkFk - Trong đĩ : Lớp 1 cĩ B = 0.674 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta được k1=260.8 Lớp 1 cĩ B = 0.349 tra bảng G1 (TCXD 205:1998), (nội suy) ta được k2=460.4 - Hệ số biến dạng : 5 IE bK b C bd    = 5 58290 8.1266 = 0.3827 m-1 - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = bd  L = 0.382720 = 7.654 - Các chuyển vị HH , HM, MH ,MM của cọc ở cao trình đáy đài do các các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài: ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 134 - LỚP: 99XD01 Trong đĩ : HH :chuyển vị ngang của tiết diện (m/T), bởi lực Ho =1 HM :chuyển vị ngang của tiết diện (1/T), bởi lực Mo =1 MH :gĩc xoay của tiết diện (1/T), bởi lực Ho =1 MM :gĩc xoay của tiết diện (1/Tm), bởi lực Mo =1 Từ Le =7.654 m > 4 tra bảng G2 (TCXD :205-1998) ta được: Ao =2.441 ; Bo =1.621; Co =1.715 Vậy :  H H = o bbd A IE3 1  441.2 582903827.0 1 3  = 7.4713.10-4 m/T    621.1 582903827.0 11 22 o bbd HMMH BIE  1.9.10-4 (1/T) 751.1 582903827.0 11    o bbd MM CIE  = 7.85.10-5 (1/Tm) - Chuyển vị ngang yo(m) của tiết diện ngang cọc ở đáy đài: y0 = H0 .HH +M0.HM =1.6387.471310-4+0 = 0.00122m = 0.122 cm - Gĩc xoay của tiết diện ngang của cọc ở đáy đài 0 = H0.MH +M0.MM =1.6381.910-4 +0 = 0.00031 (rad) -Chuyển vị của cọc ở cao trình đáy đài IE HLLy b o Ooon 3 3  + IE ML b 0 =0.00122+0.0+0.0+0.0 = 0.122 cm  n =0.122 cm < [ gh ] =1 cm  =0 + IE HL b o 2 2 + IE ML b 0 =0.00031+0.0+0.0 = 0.00031 (rad) <gh =0.002 (rad) -Momen uốn Mz trong các tiết diện của cọc : 33303 2 DHCMBIEAIyEM bd o obbdobbdz    Với chiều dài tính đổi Ze =bdZ  Z = bd eZ  EbI K bd yo o Mo Ho 58290 266 0.3827 0.00122 0.00031 0.00 1.638 - Momen uốn Mz dọc thân cọc Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 1.306 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.50 1.9559 1.829 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 2.5364 2.352 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 2.9594 2.874 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 3.1968 3.919 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 3.2328 4.442 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 3.0656 5.226 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 2.644 6.271 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 1.9031 ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 135 - LỚP: 99XD01 7.316 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 1.1511 9.145 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 0.1268 10.452 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -0.213 - Mơ men lớn nhất trong cọc: Mmax = 3.2328 Tm - Diện tích cốt thép trong cọc khoan nhồi: Chọn thép trong cọc đặt theo cấu tạo là  > 0.4% ÷0.65% Fa  0.65Fc = 100 65.0 0.502 = 20.0810-4 m2 = 32.63 cm2 - Chọn 1618a170, cĩ Fa = 40.72cm2 - Sử dụng thép AII cĩ Ra = 2800 kG/cm2 , Rađ = 2200 kG/cm2 để bố trí cho cọc nhồi - Lớp bê tơng bảo vệ a = 5cm. 2. Kiểm tra độ ổn định của đất nền xung quanh cọc - Điều kiện khơng phá hỏng cọc khi chịu áp lực ngang: z < gh z : Ap lực tính tốn tại độ sâu Z. z =          13 0 12 0 110 DIE HC IE MBAyzk bbdbbdbd e bd  - Vì Le = 7.654 m > 2.5m, nên kiểm tra điều kiện này tại vị trí : Z = 221.2 3827.0 85.085.0  bd m Ze = bd  Z = 0.38272.221 = 0.85 m - Các giá trị A1, B1, C1, D1 tra bảng G2 (CXD : 205-1998 ),ứng với Ze = 0.85m ta được như sau: A1 = 0.996 , B1 = 0.849 , C1 = 0.3625 , D1 = 0.103 z =          103.0 582903827.0 638.10849.0 3827.0 00031.0996.000122.085.0 3827.0 266 3 z = 0.342 T/m2 gh : Ap lực giới hạn tại độ sâu Z = 2.221 m gh = 12 Icos 4 (IZtgI+cI) - Trong đĩ: 1 = 1 2 : Hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo cơng thức: 2 = MM MM dh dh   5.2 Mdh : Momen tải trọng thường xuyên, Mdh = 0.293 Tm M : Momen tải trọng tạm thời, M = 40.56 Tm 2 = 989.056.40293.05.2 56.40293.0    Cọc khoan nhồi lấy  = 0.6 - Đầu cọc nằm trong lớp thứ 2 cĩ : I = 1.902 T/m3 cI = 1.81 T/m2  = 0048’ ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ BÁO TUỔI TRẺ GVHD: ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: NGUYỄN MINH PHƯƠNG - 136 - LỚP: 99XD01 gh = 10.989 )81.16.0480221.2902.1( 480cos 4 '0 '0  tg =4.53 T/m 2.  z = 0.342 T/m2 < gh = 4.53 T/m2 Vậy : Nền đất quanh cọc khơng bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang. I.V.2.9. Kiểm tra sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc - Sức chịu tải của cọc khoan nhồi được tính theo cơng thức: Qvl = Ru.Fb +Ran.Fa Trong đĩ : Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Rb =130 kG/cm2 : Cường độ chịu nén của bê tơng Mác 300 Ran = Ra = 2800 kG/cm2 : Cường độ chịu kéo của thép AII. Fb = 5024 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của cọc. Fa = 40.72 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép. Ru = 5.4 R : Cường độ tính tốn của bê tơng cọc nhồi Ru = 2/6066.665.4 300 cmkG , Vậy chọn Ru = 60 kG/cm2 = 600 T/m2 Qvl = 605024 + 280040.72 = 415456 kG = 415.456 T Vậy Qvl = 415 T >1.4 Qa =1.4133.976 = 187.566 T  Cọc đủ khả năng chịu tải