Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Tính toán móng trục 2

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC 2MỤC LỤC CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN MÓNG TRỤC 2 6.1./ ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: 6.1.1./ Tài liệu cho trước: Theo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu đất xây dựng được cấu tạo bởi các lớp sau: -Lớp đất hữu cơ dày 0.5m -Lớp đất á sét dày 3.0m -Lớp đất á cát dày 5.0m -Lớp đất cát hạt trung có chiều dày vô cùng. * Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được cho ở bảng sau: STT Lớp đất Chiều dày Tỷ trọng D W Wnh Wd jtc Ctc E (m) (T/m3) (%) (%) (%) (độ) (daN/cm2) (daN/cm2) 1 Hữu cơ 0.5 - 1.70 - - - - - - 2 Á sét 3.0 2.68 1.98 20 25 16 18 0.18 70 3 Á cát 5.0 2.66 1.95 22 24 18 22 0.16 140 4 Cát hạt trung ¥ 2.67 1.94 22 - - 28 0.08 200 -Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu -3.0m (tính từ mặt đất tự nhiên) -Dung trọng đẩy nổi của các lớp đất dưới mực nước ngầm + Lớp Á sét: = 1.03 T/m3 + Lớp Á cát: = 1.0 T/m3 + Lớp cát hạt trung: = 0.99 T/m3 6.1.2./ Đánh giá điều kiện địa chất Đánh giá trạng thái của đất theo các chỉ tiêu sau: Lớp Á sét (lớp 2): + Chỉ số dẽo: A = Wnh – Wd = 25 - 16 = 9 + Độ sệt: 0.44 Ta thấy: 0.25<B = 0.44<0.5 lớp Á sét ở trạng thái dẽo cứng. + Độ no nước của mẫu đất: Với: G = 0.85 > 0.8 lớp Á sét ở trạng thái bảo hoà nước Kết luận: Lớp Á sét, trạng thái dẽo cứng, bão hòa nước . Lớp Á cát (lớp 3): + Chỉ số dẽo: A = Wnh – Wd = 24 - 18 = 6 + Độ sệt: Ta thấy: 0.5<B = 0.66<0.75 lớp Á cát ở trạng thái dẽo mềm. + Độ no nước của mẫu đất: 0.88 Với: G = 0.88 > 0.8 lớp Á cát ở trạng thái bảo hoà nước Kết luận: Lớp Á cát, trạng thái dẽo mềm, bão hòa nước . Lớp cát hạt trung (lớp 4): Hệ số rỗng tự nhiên 0.679 0.50 < e = 0.679 < 0.70 lớp Cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa. Độ bảo hoà nước: G = 0.85 > 0.8 lớp Cát hạt vừa ở trạng thái bảo hoà nước. Kết luận: Lớp cát hạt trung, ở trạng thái chặt vừa. Với công trình này ta sử dụng giải pháp kết cấu khung BTCT toàn khối công trình thuộc loại cao tầng, tải trọng tác dụng lớn, đặc biệt là lực xô ngang gây ra bởi tải trọng gió.Công trình được xây dựng trong thành phố, trạng thái các lớp đất nền tương đối tốt, đồng thời căn cứ vào khả năng thi công thực tế ta chọn phương án móng cọc đài thấp. So với các loại móng khác thì móng cọc có nhiều ưu điểm rỏ rệt như: giảm khối lượng làm đất, tiết kiệm được vật liệu, có thể cơ giới hoá việc thi công được dễ dàng. Nó không những đáp ứng yêu cầu biến dạng và cường độ của công trình đối với nền tương đối tốt mà còn có thể chịu được lực ngang và lực nhổ một cách hữu hiệu, có lợi cho việc chống gió của kết cấu nhà cao tầng. 6.2./ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: - Tải trọng: tĩnh tải, hoạt tải và gió đã được tính ở phần tính khung. Từ bảng tổ hợp nội lực cho cột khung, ta chọn các tổ hợp nội lực tại chân cột có khả năng gây nguy hiểm nhất cho móng, các giá trị này lấy theo phương ngang nhà (trong mặt phẳng khung ). Vì tải trọng tác dụng vào khung là tải trọng tính toán, nên khi tính toán móng cọc ở TTGH2, ta phải chia cho hệ số vượt tải ktc =1.15 để có tải tiêu chuẩn làm số liệu để thiết kế. - Từ kết quả phân tích nội lực của hệ khung phẳng, ứng với mỗi chân cột ta có 3 cặp nội lực nguy hiểm như sau: * Mmax - Ntư - Qtư. * Mmin - Ntư - Qtư * Nmax - Mtư - Qtư Bảng tải trọng tính toán móng Trục móng Tải trọng tính toán Mmax Ntư Qtư Mmin Ntư Qtư Nmax Mtư Qtư (T.m) (T) (T) (T.m) (T) (T) (T) (T.m) (T) A 26.05 -212.99 7.58 -28.62 -271.19 -8.94 -332.13 -26.48 -8.44 B 29.51 -227.50 9.49 -27.73 -247.15 -8.31 -316.85 -24.56 -7.21 C 27.55 -240.21 8.31 -29.69 -220.56 -9.49 -314.10 24.09 7.08 D 28.49 -224.85 8.97 -26.18 -166.65 -7.55 -274.29 26.51 8.60 Ứng suất tại chân cột theo mỗi phương được xác định theo công thức: (*) Trong đó: F: Diện tích cột tại cổ móng. : Moment chống uốn. Trong các tổ hợp nội lực nêu trên, tổ hợp nội lực nào cho kết quả smax sẽ được chọn để tính móng. Ở công thức (*) , các giá trị: F, W, là các giá trị không thay đổi. Suy ra smax khi tổng: (N + M)max. - Với các tổ hợp nội lực trên thì ta chọn tổ hợp nội lực , Mtư , Qtư để tính toán móng, sau đó ta kiểm tra với tổ hợp nội lực còn lại cho của móng đó. 6.3./ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP: 6.3.1./ MÓNG TRỤC 2-A 6.3.1.1./ Tải trọng: - Lực dọc N truyền xuống đáy móng = lực dọc trong cột + trọng lượng đà kiềng + trọng lượng tường xây trên đà kiềng. 1735 daN 1203 daN 7425 daN - Ta có bảng tải trọng như sau: Trục móng Tổ hợp cơ bản tính toán Tổ hợp cơ bản tiêu chuẩn Nttmax Mtttư Qtttư Ntcmax Mtctư Qtctư (T) (T.m) (T) (T) (T.m) (T) A 342.49 -26.48 -8.44 297.82 -23.03 -7.34 6.3.1.2./ Đưa ra phương án móng - Căn cứ vào các chỉ tiêu cơ lý và các đặc trưng cơ học của đất vừa xác định ở trên, ta đưa ra các phương án móng như sau: **/ Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đặt đài cọc vào lớp đất thứ 2, đặt mũi cọc vào lớp đất thứ 3 **/ Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đặt đài cọc vào lớp đất thứ 2, đặt mũi cọc vào lớp đất thứ 4 **/ So sánh: Lớp đất thứ 2 là lớp đất Á sét ở trạng thái dẻo cứng, có độ sệt B=0.44<0.6 nên ta đặt đài cọc trong lớp đất này là tốt. Lớp đất thứ 3 là lớp đất Á cát ở trạng thái dẻo mềm, có độ sệt B=0.66>0.6, là lớp đất yếu nên không thể đặt mũi cọc trong lớp đất này Lớp đất thứ 4 là lớp cát hạt trung trạng thái chặt vừa, là lớp đất tốt nên ta đặt mũi cọc trong lớp đất này là hợp lý. **/ Kết luận: Đặt đài cọc trong lớp đất thứ 2, mũi cọc đặt trong lớp đất thứ 4. 6.3.1.3./ Chọn chiều sâu chôn đáy đài Để đài cọc không bị dịch chuyển và cột không bị uốn phải đặt đài cọc ở độ sau sao cho đủ ngàm vào đất. Kiểm tra điều kiện: Þ Trong đó : j - góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên, j = 18o g - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên, g = 1.98 T/m3 b- cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tải trọng nằm ngang, giả thiết b = 1.5m. Vậy ta chọn chiều sâu chôn đài hm =1.8m. 6.3.1.4./Chọn vật liệu, kích thước cọc +Bê tông cọc và đài cọc B20, có: Rb = 11.5 MPa ; Rbt = 0.9 MPa. +Cốt thép: Cốt đai dùng thép AI (Ø < 10) : RS = 225 MPa; RSW = 175 MPa Cốt dọc chịu lục dùng thép AII (Ø ≥ 10): RS = 280 MPa; RSW = 225 MPa +Chọn chiều dài cọc Lc = 14m. +Cọc ngàm vào đài 0.6 m (trong đó 0.45 m là phần cọc bị phá vỡ, phần còn lại 0.15 m) + Chọn tiết diện cọc : 30 x 30 cm. +Cốt dọc của cọc chọn 4Ø18 (As = 10.18cm2) +Sử dụng cọc ma sát. +Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh. 6.3.1.5./ Xác định sức chịu tải của cọc: Sức chịu tải của cọc xác định theo hai trường hợp: sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải theo vật liệu làm cọc. a) Theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải của cọc Bê tông cốt thép tiết diện (30x30)cm được xác định theo công thức : Pvl = jx(AsxRs + AbxRb) Trong đó: j - hệ số uốn dọc, cọc không xuyên qua bùn, than bùn, j = 1 Rb = 14.5 MPa = 145 (daN/cm2) cường độ chịu nén của bê tông B25. Rs = 365 MPa = 3650 (daN/cm2) cường độ tính toán của cốt thép AIII. As - diện tích cốt thép, As = 10.18 cm2. Ab - diện tích tiết diện phần bêtông trong cọc, Ab = Ac – As = 900– 10.18 = 890 cm2 Þ Pvl = 1x(10.18 x 3650 + 890x145) = 166207daN » 166T. b) Theo đất nền: *Theo phương pháp thí nghiệm trong phòng: Sức chịu tải của cọc theo đất nền được xác định theo công thức: Pđn = mx(mRxRxA + umfxfixli) Trong đó : m - hệ số điều kiện làm việc, m = 1 mR, mf - hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất với cọc và sức chịu tải của đất ở mũi cọc. Phương pháp hạ cọc: ép cọc, đất cát hạt trung, tra bảng A3, TCXD 205:1998, có: mR = 1.2 ; mfi = 1. A - diện tích tiết diện ngang của mũi cọc, F = 0.3 x 0.3 = 0.09 m2 u - chu vi tiết diện ngang qua cọc, u = 4×0.3 = 1.2 m R - cường độ trung bình lớp đất dưới mũi cọc phụ thuộc và loại đất và chiều sâu mũi cọc. fi - lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình xung quanh cọc của lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua. li – chiều dày lớp đất phân tố. * Trình tự tính toán:Sfili - Chia các lớp đất mà cọc đi qua thành các lớp phân tố có chiều dày hi ≤ 2m. - Căn cứ vào độ sâu zi tính từ mặt đất tự nhiên giữa các lớp đất phân tố và trạng thái của các lớp đất phân tố đó (tra bảng 3.20trang 202 sách Nền Móng “Châu Ngọc Ẩn” để tính trị số ma sát bên fi và phản lực đất nền ở mũi cọc R (tra bảng 3.19 trang 210). Hình vẽ xác định zi , fi Kết quả tính toán như sau: Lớp đất h Lớp phân tố li Trạng thái đất zi fi fi.li (m) (m) (m) (T/m2) (T/m) Á sét 1.7 1 1.7 B = 0.44 2.65 2.174 3.69 Á cát 5.0 2 2 B = 0.66 4.5 1.23 2.46 3 2 6.5 1.33 2.66 4 1 8.0 1.45 1.45 Cát hạt vừa ¥ 5 2 9.5 6.425 12.85 6 2 11.5 6.71 13.42 7 2 13.5 6.99 13.98 8 0.7 14.85 7.179 5.025 = 55.54 Xác định R: Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên tới mũi cọc ZR=15.2m. Tra bảng sách Nền Móng của “Châu Ngọc Ẩn” suy ra R= 440 T/m2 114.16 T Söùc chòu taûi cho pheùp: 81.5T So sánh: (thỏa) * Kết luận: Chọn PTK = min( Pvl; Pđn,) = min(166; 81.5 ) = 81.5 T . 6.3.1.6./ Thiết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc - Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau có thể coi là cọc đơn. Các cọc bố trí trong mặt bằng sao cho khoảng cách của các tim cọc a ³3d (với d - dường kính cọc). - AÙp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra: 100.6(T/m2) -Dieän tích sô boä cuûa ñeá ñaøi: 3.54 m2. Trong ñoù: + Ntto: Toång taûi troïng tính toaùn xaùc ñònh leân ñænh ñaøi. + gtb = 2 T/m3 . Troïng löôïng theå tích bình quaân cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi. + n = 1.1: Heä soá vöôït taûi. + h = 1.8: Chieàu saâu choân ñeá ñaøi -Troïng löôïng cuûa ñaøi: =1.1 x 3.54x1.8x 2 = 14T -Soá löôïng coïc caàn thieát nc4.3 cọc Với: b = 1.2 - hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mômen. - Vậy choïn soá coïc chính thöùc laø nc = 6 coïc. - Ta bố trí cọc cho mặt bằng đài móng như sau: 6.3.1.7./ Kieåm tra ñieàu kieän aùp löïc. -Dieän tích ñaùy ñaøi thöïc teá: Fñ = 1.6x2.4 =3.84 m2. -Troïng löôïng thöïc teá cuûa ñaøi G0tt = nFñgh = 1.1x3.84x2x1.8 = 15.2T -Löïc doïc tính toaùn thöïc teá xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: =342.49+15.2 =357.7 T -Momen tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: = 26.48 +8.44x1.8 = 41.67 Tm -Löïc taùc duïng leân caùc coïc bieân: Với: + == 0.9; åxi2 = 4x0.92 = 3.24 m2 59.616 ±11.575 Pttmax = 59.616 + 11.575= 71.2 T; Pttmin = 59.616 -11.575 = 47.88 T Ptttb == 59.46 T -Troïng löôïng tính toaùn cuûa coïc: Pc = 0.3 x 0.3 x14x 2.5x1.1=3.465 T -Ñieàu kieän kieåm tra : -Ta thaáy: Pttmax + Pc = 71.2 + 3.465 =74.5 T < PTK =81.5T (thỏa) Pmin= 47.88 T >0 (thỏa) Kết luận: Thoả mãn điều kiện lực tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất tác dụng xuống cọc biên và không có cọc bị kéo do đó không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ. 6.3.1.8./ Tính toán nền theo biến dạng */ Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc Để kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc, ta quan niệm: đài cọc, cọc và phần đất giữa các cọc là một khối móng qui ước (hình vẽ). Móng khối này có chiều sâu từ mặt đất tự nhiên đến mặt phẳng đi qua mũi cọc. Ta có : - Chiều dài khối móng quy ước: LM = 2 x Lcx tg+ l =2 x13.4xtg(60 12’) + 2.1= 5 m - Chiều rộng khối móng quy ước: BM = 2xLcx tg+ b =2x13.4xtg(6012’) + 1.3 = 4.2 m - Chiều cao khối móng quy ước: HM = 15.2 m - Tính trọng lượng khối móng quy ước: -Trọng lượng phạm vi từ đế đài trở lên: = LM × BM × h × tb =5 x4.2 x1.8 x 2 = 75.6 T -Trọng lượng cọc = 6 x 0.32 x 14 x 2.5 = 18.9 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống ( phải trừ đi thể tích đất bị cọc chiếm chỗ) nếu đất nằm trên mực nước ngầm nếu đất nằm dưới mực nước ngầm Lớp hi (m) (T/m3) hi x (T/m2) 2 1.2 1.98 2.376 2 0.5 1.03 0.515 3 5.0 1.0 5.0 4 6.7 0.99 6.633 14.5 296.67T -Vậy: Trọng lượng khối móng quy ước: = 75.6+ 18.9 + 296.67 = 391.17 T Hình vẽ: Khoái moùng quy öôùc (Móng trục A) -Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: = 297.82 + 391.17 = 689 T -Momen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng quy ước: = 23.03 + 7.34 x 15.2 = 134.6 Tm -Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước: = 32.8+7.7= 40.5 T/m2 ; = 32.8 – 7.7 = 25.1 T/m2 T/m2 -Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng quy ước: Với: + Ktc =1 Hệ số độ tin cậy + m1=1.2; m2 = 1.0: Tra bảng 2-2 (sách Nền và móng - GSTS Nguyễn Văn Quảng) + A, B, D – các hệ số phụ thuộc vào góc nội ma sát (tra bảng sách Cơ Học Đất trang 269) + j = 28o Þ A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40. + = γdn4 = 0.99 T/m3.dung trọng đẩy nổi của đất ngay tại đáy khối móng quy ước + Ctc =0.08 daN/cm2 = 0.8T/m2: lực dính của lớp đất dưới đáy móng khối quy ước +: dung trọng trung bình của các lớp đất từ đáy khối móng quy ước trở lên 1.18 T/m3 118 T/m2 -Kiểm tra điều kiện: = 40.5 T/m2 < 1.2RM = 1.2 x 118 = 142T/m2 . = 32.8 T/m2 < RM =118 T/m2 = 25.1 T/m2 >0 Kết luận: Vậy nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải, ta tiến hành kiểm tra lún cho móng khối qui ước. */ Kiểm tra lún cho móng cọc đài thấp - Việc kiểm tra lún cho móng cọc được tiến hành thông qua việc kiểm tra lún của móng khối qui ước. Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp. - Chia lớp đất dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp phân tố có chiều dày hi hi < 0.2 x BM =0.2 x 4.2 = 0.84 m, chọn hi = 0.8 m. - Ứng suất bản thân của đất gây ra tại đáy móng khối quy ước 18 T/m2 - Ứng suất bản thân tại lớp đất có chiều dày hi: - Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ước: sđgl = stbtc - sđbt = 32.8– 18 = 14.8 T/m2 - Ứng suất gây lún do áp lực gây lún gây ra ở độ sâu zi σzigl = koxσđgl Bảng tính ứng suất gây lún và ứng suất bản thân móng trục 2- A Lớp đất Điểm Ñoä saâu zi (m) ko (T/m2) (T/m2) E0 (T/m2) Cát hạt trung 0 0 0.00 1.19 1.00 14.8 18 2000 1 0.8 0.38 1.19 0.83 11.87 18.7 0.0043 2 1.6 0.76 1.19 0.496 7.34 19.58 0.003 3 2.4 1.14 1.19 0.294 4.35 20.38 0.0019 4 3.2 1.52 1.19 0.187 2.77 21.17 0.001 5 4.0 1.9 1.19 0.127 1.88 21.96 0.007 - Chiều sâu vùng ảnh hưởng: Tại điểm 4 (zi = 3.2 m), ta thấy: s4bt = 21.17 T/m2 > 5 x s4gl = 5 x 2.77 = 13.85 T/m2 -Độ lún của móng cọc (tức khối móng quy ước): 0.0102m Ta thấy: S=1.02 cm < Sgh = 8 cm (thỏa) Kết luận:Vậy đất đủ khả năng chịu lực theo điều kiện biến dạng. Hình vẽ: Sơ đồ tính lún cho móng cọc trục 2-A 6.3.1.9./ Tính toán và cấu tạo đài cọc: a) Tính toán chiều cao của đài cọc - Nhằm đảm bảo đài cọc chỉ có ứng suất nén, ta chọn bề dày h0 theo điều kiện sau: Chọn + Trong đó: b: bề rộng đài cọc; bc: bề rộng chân cột; bm: khoảng cách từ mép cọc ngoài đến mép đài * Kiểm tra điều kiện chọc thủng của cọc + Nct: lực gây đâm thủng bằng tổng các phản lực các đầu cọc nằm ngoài phạm vi đấy tháp đâm thủng ở một phía cạnh dài đài cọc,( khi móng cọc chịu tải trọng lệch tâm thì tính cho phía có phản lực max của cọc) + Mặt đâm thủng hình thành từ chân cột, xiên góc 450 + Ta thấy tháp đâm thủng bao trùm ra ngoài các cọc, như vậy đài không bị đâm thủng b) Tính toán cốt thép đài cọc: - Xác định phản lực đầu cọc: +Cọc 1,4: 48.04 T +Cọc 2,5: 59.6 T +Cọc 3,6: 71.2 T Xem đài cọc làm việc như conson, ngàm tại tiết diện chân cột. - Mômen tại mặt ngàm I-I: MI-I = (P3+ P6) x z = (71.2+71.2)x 0.6=85.44 T.m z = 0.6m là khoảng cách từ tim cọc đến mép ngàm - Diện tích cốt thép cần thiết là: 35.68 cm2 Chọn 16Ø18, có As = 40.8 cm2 với s = 100 mm - Mômen tại mặt ngàm II-II: MII-II = (P1+ P2 +P3) x z = (48.04+59.6+71.2) x 0.3= 53.65 T.m - Diện tích cốt thép cần thiết là: 22.4cm2 Chọn 13Ø16, có As = 40.8 cm2 với s = 200 mm Hình vẽ: Sơ đồ tải trọng, mô men đài cọc trục 2-A 6.3.2./ MÓNG TRỤC 2-D 6.3.2.1./ Tải trọng: - Lực dọc N truyền xuống đáy móng = lực dọc trong cột + trọng lượng đà kiềng + trọng lượng tường xây trên đà kiềng. 1735 daN ;1203 daN ; 7425 daN - Ta có bảng tải trọng như sau: Trục móng Tổ hợp cơ bản tính toán Tổ hợp cơ bản tiêu chuẩn Nttmax Mtttư Qtttư Ntcmax Mtctư Qtctư (T) (T.m) (T) (T) (T.m) (T) D 284.65 26.51 8.60 247.52 23.05 7.48 6.3.2.2./ Chọn chiều sâu chôn đáy đài - Để đài cọc không bị dịch chuyển và cột không bị uốn phải đặt đài cọc ở độ sau sao cho đủ ngàm vào đất. - Kiểm tra điều kiện: Þ Trong đó : j - góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên, j = 18o g - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên, g = 1.98 T/m3 b- cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tải trọng nằm ngang, giả thiết b = 1.5m. Vậy ta chọn chiều sâu chôn đài hm =1.8m. 6.3.2.3./Chọn vật liệu, kích thước cọc +Chọn chiều dài cọc Lc = 14m. +Cọc ngàm vào đài 0.6 m (trong đó 0.45 m là phần cọc bị phá vỡ, phần còn lại 0.15 m) + Chọn tiết diện cọc : 30 x 30 cm. +Cốt dọc của cọc chọn 4Ø18 (As = 10.18cm2) +Sử dụng cọc ma sát. +Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh. 6.3.2.4./ Xác định sức chịu tải của cọc: - Sức chịu tải của cọc xác định theo hai trường hợp: sức chịu tải của cọc theo đất nền và sức chịu tải theo vật liệu làm cọc. a) Theo vật liệu làm cọc Tính tương tự như móng trục A: Pvl = jx(AsxRs + AbxRb) = » 131T. b) Theo đất nền: *Theo phương pháp thí nghiệm trong phòng: - Lấy kết quả như móng trục A: Pđn = mx(mRxRxA + umfxfixli)= 114.16 T Söùc chòu taûi cho pheùp: 81.5T So sánh: (thỏa) * Kết luận: Chọn PTK = min( Pvl; Pđn,) = min(131; 81.5 ) = 81.5 T . 6.3.2.5./ Thiết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc -Dieän tích sô boä cuûa ñeá ñaøi: 2.95 m2. Trong ñoù: -Troïng löôïng cuûa ñaøi: =1.1 x 2.95x1.8x 2 = 11.68T -Soá löôïng coïc caàn thieát: nc4.36 cọc Với: b = 1.2 - hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mômen. - Vậy choïn soá coïc chính thöùc laø nc = 5 coïc. - Ta bố trí cọc cho mặt bằng đài móng như sau: 6.3.2.6./ Kiểm tra điều kiện áp lực. -Dieän tích ñaùy ñaøi thöïc teá: Fñ = 1.6x2.4 =3.84 m2. -Troïng löôïng thöïc teá cuûa ñaøi G0tt = nFñgh = 1.1x3.84x2x1.8 = 15.2T -Löïc doïc tính toaùn thöïc teá xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: =284.65+15.2 =299.85 T -Momen tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: = 26.51 +8.6x1.8 = 42 Tm -Löïc taùc duïng leân caùc coïc bieân: Với: + == 0.9; åxi2 = 4x0.92 = 3.24 m2 59.97 ±11.66 Pttmax = 59.97 + 11.66= 71.63 T; Pttmin = 59.97 -11.66 = 48.3 T Ptttb == 59.46 T -Troïng löôïng tính toaùn cuûa coïc: Pc = 0.3 x 0.3 x14x 2.5x1.1=3.465 T -Ñieàu kieän kieåm tra : -Ta thaáy: Pttmax + Pc = 71.63 + 3.465 =75 T < PTK =81.5T (thỏa) Pmin= 48.3 T >0 (thỏa) Kết luận: Thoả mãn điều kiện lực tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất tác dụng xuống cọc biên và không có cọc bị kéo do đó không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ. 6.3.2.7./ Tính toán nền theo biến dạng */ Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc - Lấy kết quả móng trục A: - Chiều dài, rộng khối móng quy ước: LM = 5 m ; BM = 4.2 m ; HM = 15.2 m - Tính trọng lượng khối móng quy ước: -Trọng lượng phạm vi từ đế đài trở lên:= 72.58 T -Trọng lượng cọc := 5 x 0.32 x 14 x 2.5 = 15.75 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống ( phải trừ đi thể tích đất bị cọc chiếm chỗ) 298T -Vậy: Trọng lượng khối móng quy ước: = 72.58+ 15.75 + 298 = 386 T -Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: = 247.52 + 386 = 633 T -Momen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng quy ước: = 23.05 + 7.48 x 15.2 = 136.7 Tm -Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước: = 30.1+7.1= 37.2 T/m2 ; = 30.1 – 7.1 = 23 T/m2 T/m2 -Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng quy ước: 118 T/m2 -Kiểm tra điều kiện: = 37.2 T/m2 < 1.2RM = 1.2 x 118 = 142T/m2 . = 30.1 T/m2 0 Kết luận: Vậy nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải, ta tiến hành kiểm tra lún cho móng khối qui ước. */ Kiểm tra lún cho móng cọc đài thấp Kết quả tương tự móng trục A : S=1.02 cm < Sgh = 8 cm (thỏa) Kết luận:Vậy đất đủ khả năng chịu lực theo điều kiện biến dạng. 6.3.1.8./ Tính toán và cấu tạo đài cọc: a) Tính toán chiều cao của đài cọc - Chọn h0 giống móng trục A: Chọn + Mặt đâm thủng hình thành từ chân cột, xiên góc 450 + Ta thấy tháp đâm thủng bao trùm ra ngoài các cọc, như vậy đài không bị đâm thủng - Xác định phản lực đầu cọc: +Cọc 1,4: 48.3 T +Cọc 2: +Cọc 3,5: 71.6 T b) Tính toán cốt thép đài cọc: Xem đài cọc làm việc như conson, ngàm tại tiết diện chân cột. Hình vẽ: Sơ đồ tải trọng, mô men đài cọc - Mômen tại mặt ngàm I-I: MI-I = (P3+ P5) x z = (71.6+71.6)x 0.6=85.92 T.m z = 0.6m là khoảng cách từ tim cọc đến mép ngàm - Diện tích cốt thép cần thiết là: cm2 Chọn 16Ø18, có As = 40.64 cm2 với s = 100 mm - Mômen tại mặt ngàm II-II: MII-II = (P1+P3) x z = (48.3+71.6) x 0.3= 35.97 T.m Diện tích cốt thép cần thiết là: 15.86cm2 Chọn 13Ø14, có As = 20.01cm2 với s = 200 mm 6.3.3./ MÓNG ĐÔI TRỤC 2-B, 2-C 6.3.3.1./ Tải trọng: - Lực dọc N truyền xuống đáy móng = lực dọc trong cột + trọng lượng đà kiềng 1735 daN 1203 daN 413 daN 3351 daN = 3.35 T - Ta có bảng tải trọng như sau: Trục móng Tổ hợp cơ bản tính toán Tổ hợp cơ bản tiêu chuẩn Nttmax Mtttư Qtttư Ntcmax Mtctư Qtctư (T) (T.m) (T) (T) (T.m) (T) B -320.20 -24.56 -7.21 278.44 -21.36 -6.27 C -317.45 24.09 7.08 276.05 20.95 6.16 6.3.3.2./ Xác định trọng tâm khối móng: NCttx A= NBttx(B- A) Với A là khoảng cách giữa trọng tâm 2 cột B và C ta có B=3.4 m. => 317.15 x A= 320.2 x (3.4 - A) => A = 1.69 m Ta quy nội lực về trọng tâm móng O: Hình vẽ đưa tải trọng về tâm móng O Ta có: = -320.2-317.45= -637.65 T = (24.09-24.56)+(317.45x1.7-320.2x1.7)= -5.145 Tm =7.08-7.21= -0.13 T ; ; 6.3.3.2./ Chọn chiều sâu chôn đáy đài: (giống móng trục A) Chọn chiều sâu chôn đài hm =1.8m. 6.3.3.3./Chọn vật liệu, kích thước cọc: (giống móng trục A) 6.3.3.4./ Xác định sức chịu tải của cọc: (giống móng trục A) a) Theo vật liệu làm cọc: Pvl = 131T. b) Theo đất nền: 114.16 T Söùc chòu taûi cho pheùp: 81.5T * Kết luận: Chọn PTK = min( Pvl; P’đn,) = min(131; 81.5 ) = 81.5 T . 6.3.3.5./ Thiết kế số lượng cọc và tiết diện đài cọc -Dieän tích sô boä cuûa ñeá ñaøi: m2. -Troïng löôïng cuûa ñaøi: =1.1 x 6.6x1.8x 2 = 26.14T -Soá löôïng coïc caàn thieát nc9.77 cọc Với: b = 1.2 - hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mômen. - Vậy choïn soá coïc chính thöùc laø nc = 10 coïc. - Ta bố trí cọc cho mặt bằng đài móng như sau: Hình vẽ: Bố trí móng cọc trục B,C 6.3.3.6./ Kiểm tra điều kiện áp lực. -Dieän tích ñaùy ñaøi thöïc teá: Fñ = 1.8x4.6 =8.28 m2. -Troïng löôïng thöïc teá cuûa ñaøi G0tt = nFñgh = 1.1x8.28x2x1.8 = 32.79T -Löïc doïc tính toaùn thöïc teá xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: =637.65+32.79 =670.44 T -Momen tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm dieän tích tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: = 5.145 +0.13x1.8 = 5.377 Tm -Löïc taùc duïng leân caùc coïc bieân: Với: + == 2.0m; åxi2 = 4x22 +4x12= 20 m2 67.04 ± 0.5 Pttmax = 67.04 + 0.5= 67.54 T; Pttmin = 67.04 -0.5 = 66.54 T Ptttb == 67.04 T -Troïng löôïng tính toaùn cuûa coïc: Pc = 0.3 x 0.3 x14x 2.5x1.1=3.465 T -Ñieàu kieän kieåm tra : -Ta thaáy: Pttmax + Pc = 67.04 + 3.465 =70.505 T < PTK =81.5T (thỏa) Pmin= 66.54 T >0 (thỏa) Kết luận: Thoả mãn điều kiện lực tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất tác dụng xuống cọc biên và không có cọc bị kéo do đó không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ. 6.3.3.7./ Tính toán nền theo biến dạng */ Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc Để kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc, ta quan niệm: đài cọc, cọc và phần đất giữa các cọc là một khối móng qui ước (hình vẽ). Móng khối này có chiều sâu từ mặt đất tự nhiên đến mặt phẳng đi qua mũi cọc. Ta có : - Chiều dài khối móng quy ước: LM = 2 x Lcx tg+ l =2 x13.4xtg(60 12’) + 4.3 = 7.2 m - Chiều rộng khối móng quy ước: BM = 2xLcx tg+ b =2x13.4xtg(6012’) + 1.5 = 4.4 m - Chiều cao khối móng quy ước: HM = 15.2 m - Tính trọng lượng khối móng quy ước: -Trọng lượng phạm vi từ đế đài trở lên: = LM × BM × h × tb =7.2 x4.4 x1.8 x 2 = 114 T -Trọng lượng cọc = 10 x 0.32 x 14 x 2.5 = 31.5 T -Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống ( phải trừ đi thể tích đất bị cọc chiếm chỗ) -Vậy: Trọng lượng khối móng quy ước: = 114+ 31.5 + 446.31 = 591.81 T -Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: = 554.48+591.81= 1146.29 T -Momen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng quy ước: = 4.47 + 0.113 x 15.2 = 6.18 Tm -Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước: = 36.18+0.16= 36.34 T/m2 ; = 36.18 – 0.16 = 36.02 T/m2 T/m2 -Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng quy ước: =118 T/m2 -Kiểm tra điều kiện: = 36.34 T/m2 < 1.2RM = 1.2 x 118 = 142T/m2 . = 36.18 T/m2 < RM =118 T/m2 = 36.02 T/m2 >0 Kết luận: Vậy nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải, ta tiến hành kiểm tra lún cho móng khối qui ước. Hình vẽ: Khoái moùng quy öôùc (Móng trục B,C) */ Kiểm tra lún cho móng cọc đài thấp - Việc kiểm tra lún cho móng cọc được tiến hành thông qua việc kiểm tra lún của móng khối qui ước. Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp. - Chia lớp đất dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp phân tố có chiều dày hi hi < 0.2 x BM =0.2 x 4.4 = 0.88 m, chọn hi = 0.8 m. - Ứng suất bản thân của đất gây ra tại đáy móng khối quy ước 18 T/m2 - Ứng suất bản thân tại lớp đất có chiều dày hi: - Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ước: sđgl = stbtc - sđbt = 36.18– 18 = 18.18 T/m2 - Ứng suất gây lún do áp lực gây lún gây ra ở độ sâu zi σzigl = koxσđgl =ko x 18.18 Bảng tính ứng suất gây lún và ứng suất bản thân móng trục B,C Lớp đất Điểm Ñoä saâu zi (m) ko (T/m2) (T/m2) E0 (T/m2) Cát hạt trung 0 0 0.00 1.64 1.00 18.18 18 2000 1 0.8 0.36 1.64 0.86 15.63 18.79 0.0054 2 1.6 0.73 1.64 0.562 10.22 19.58 0.004 3 2.4 1.09 1.64 0.356 6.47 20.38 0.0026 4 3.2 1.45 1.64 0.24 4.36 21.17 0.0017 5 4.0 1.82 1.64 0.164 2.98 21.96 0.0012 - Chiều sâu vùng ảnh hưởng: Tại điểm 5 (zi = 4.0 m), ta thấy: s5bt = 21.96 T/m2 > 5 x s5gl = 5 x 2.98 = 14.9 T/m2 -Độ lún của móng cọc (tức khối móng quy ước): 0.0149m Ta thấy: S=1.49 cm < Sgh = 8 cm (thỏa) Kết luận:Vậy đất đủ khả năng chịu lực theo điều kiện biến dạng. Hình vẽ: Sơ đồ tính lún cho móng cọc trục B,C 6.3.3.8./ Tính toán và cấu tạo đài cọc: a) Tính toán chiều cao của đài cọc - Chọn b) Tính toán cốt thép đài cọc: - Sơ đồ tính của đài là dầm đơn giản có đầu thừa kê lên 2 gối là 2 cột: * Tính toán thép chịu uốn: Thép theo phương cạnh dài: - Thép chịu momen dương: MI-I = 40.52 T.m Diện tích cốt thép cần thiết là: cm2 Chọn 10Ø16, có As = 20.15 cm2 với s = 200 mm. - Thép chịu momen âm: MII-II = 168.85 T.m Diện tích cốt thép cần thiết là: cm2 Chọn 20Ø22, có As = 72.2cm2 với s = 100 mm Thép theo phương cạnh ngắn: - Mômen tương ứng với mặt ngàm III-III: (thép đặt vuông góc với mặt cắt II-II) MIII-III = (P1 + P2 + P3+ P4+ P5)x Z , với z = 0.5 m - Xác định phản lực đầu cọc: +Cọc 1,6: 66.37 T +Cọc 2,7: 65.7 T +Cọc 3,8: 67 T +Cọc 4,8: 68.34 T +Cọc 5,10: 67.7 T Þ MIII-III = (66.37+65.7+67+68.34+67.7) x 0.5 = 167.5 T.m - Diện tích cốt thép cần thiết là: cm2 Chọn 37Ø16, có As = 74.37cm2 với s = 120 mm 6.3.4. Kiểm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp *./Khi vận chuyển -Vị trí móc cẩu phải thoả mãn + Trọng lượng phân bố của cọc trên 1 m dài : q = b x h x gbt = 0.3 x 0.3 x 2.5 = 0.225 (T/m) + Moment cẩu lắp cọc : M = 0.043 x ql2 =0.043 x 0.225 x 72 = 0.474 (T.m) Hình vẽ: Sơ đồ tính khi vận chuyển cọc Diện tích cốt thép dùng cho vận chuyển : Chiều dày lớp bảo vệ a = 5cm = 0.022 => = 0.98. (cm2)< 4f18 (As =10.18cm2) Vậy cọc chọn thỏa mãn điều kiện vận chuyển. **/ Khi lắp dựng: Ta có sơ đồ tính như sau: Hình 2.2 Sơ đồ tính khi lắp dựng cọc -Momen Max gây ra khi lắp dựng cọc = 0.086 x q x L2 = 0.086 x 0.225 × 72 = 0.95 Tm -Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp : = 0.044 => = 0.97 1.3 (cm2)< 4f18 (As =10.18cm2) Vậy cọc chọn thỏa mãn điều kiện cẩu lắp.