Đồ án Nền móng: Chung cư cao tầng Phước Long

GIỚI THIỆU VỀ HỒ SƠ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: Chung cư cao tầng Phước Long ĐỊA ĐIỂM: Khu nhà Phước Long, phường Phước Long B Quận 9 TP Hồ Chí Minh I/ CẤU TẠO ĐỊA CHẤT: Từ mặt đất hiện hữu đêns độ sâu đã khảo sát là 45,0 m , nền đát tại vị trí xay dưng “CHUNG CƯ CAO TẦNG PHƯỚC LONG” được cấu tạo bởi 5 lớp đất thể hiện rõ trên các hình trụ hố khoan và mặt cắt công trình. 1/ lớp đất số 1: CL Trên mặt là lớp đát đắp gồm bề mặt cỏ dại, cát mịn lẫn bột, màu xám trắng , bề dày tại H1 = 1,20 m ; H2 = 0,60 m. sau đó là lớp số 1 : CL thuộc sét pha cát, màu xám trăng xám vàng nhạt, độ dẻo trung bình, trạng thái mềm đến rắn vừa (dẻo mềm) ; trị số chùy tiêu chuẩn N = 2-8 . lớp đất số 1 : CL có bề dày H1 = 5,70 m; H2 = 5,60 m với các tính chất cơ lý đặc trưng của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên W = 27,0 % Dung trọng ướt w = 1,844 g/cm3 Dung trọng đẩy nổi đn = 0,910 g/cm3 Sức chịu nén đơn Qu = 0,455 KG/cm2 Lực dính đơn vị C = 0,173 KG/cm2 Góc ma sát trong = 9029’ 2/ lớp đất số 2: SM Cát vừa đến mịn lẫn bột, màu xám trăng nâu đỏ vàng, trạng thái chặt vừa, trị số chùy tiêu chuẩn N = 8-26. lớp đất số 2 : SM có bề dày tại H1 = 7,20 m; H2 = 7.70 m với các tính chất cơ lí đặc trưng như sau: Độ ẩm tự nhiên W = 23,8% Dung trọng ướt w = 1,933 g/cm3 Dung trọng đẩy nổi đn = 0,975 g/cm2 Lực dính đơn vị C = 0,023 KG/cm2 Góc ma sát trong = 28030’ 3/ lớp đát số 3: CH Đất sét lẫn bột, màu nâu đỏ nâu vàng xám trắng, độ dẻo cao, trạng thái rắn đến rất rắn, trị số chùy tiêu chuẩn N = 11-30, lớp đất số 3 : CH có bề dày tại H1 = 8,10 m ; H2 = 12,10 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau: Độ ẩm tự nhiên W = 23,0 % Dung trọng ướt w = 1,970 g/cm3 Dung trọng đẩy nổi đn = 1,006 g/cm3 Sức chịu nén đơn Qu = 1,497 KG/cm2 Lực dính đơn vị C = 0,343 KG/cm2 Góc ma sát trong = 15046’ 4/ lớp đất số 4 : CL Sét pha cát màu vàng nâu xám trắng, độ dẻo trung bình trạng thái rất rắn, trị số chùy tiêu chuẩn N = 20-24, lớp đất số 4 : CL có bề dày tại H1 = 3,90 m, không có tại H2 với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau: Độ ẩm tự nhiên W = 22,6 % Dung trọng ướt w = 1,967 g/cm3 Dung trọng đẩy nổi đn = 1,006 g/cm3 Sức chịu nén đơn Qu = 2,057 KG/cm2 Lực dính đơn vị C = 0,370 KG/cm2 Góc ma sát trong = 15042’ 5/ lớp đát số 5: SM Cát vừa đến mịn lẫn bột, màu xám trắng vàng nâu, trạng thái chặt vừa, trị số chùy tiêu chuẩn N = 17-26, lớp đất số 5 : SM có bề dày phát hiện tại H1 = 18,90 m; H2 = 19.0 m; các tinh chất cơ lý đặc trưng: Độ ẩm tự nhiên W = 21,5 % Dung trọng ướt w = 1,977 g/cm3 Dung trọng đẩy nổi đn = 1,016 g/cm2 Lực dính đơn vị C = 0,027 KG/cm2 Góc ma sát trong = 30014’ Kết quả công tác khảo sát địa chất công trình tại khu vực xây dưng “Chung Cư Cao Tầng Phước Long” với 2 hố khoan cho thấy nền đát tại đây có những đăc điểm cơ lý như sau: Lớp số 1 : CL sét pha cát, trạng thái mềm đến rắn vừa, bề dày trung bình 5,65 m. Lớp số 2 : SM, cát trạng thái chặt vừa bề dày trung bình 7,40 m. Lớp số 3 : CH đất sét trạng thái rắn đến rất rắn, bề dày trung bình 10,10 m. Lớp số 4 : CL sét pha cát trạng thái rất rắn, bề dày 3,09 m. Lớp số 5 : SM cát, trạng thái chặt vừa, bề dày phát hiện trung bình 18,90 m. Để xây dựng chung cư cao tầng giải pháp móng cọc là thích hợp nhất. trong khu vực khảo sát có lớp đát số 3 : CH thuộc đất sét trạng thái rắn đến rất rắn ; lớp số 4 :CL thuộc sét pha cát, trạng thái rất rắn, lớp số 5 : SM thuộc cát chặt vừa và các lớp đất có thể dùng để chịu mũi cho các cọc bê tông. Tùy theo tải trọng thiết kế của công trình, người nghiên cứu cần ngiên cứu kĩ số liệu khảo sát địa chất tại từng vị trí hố khoan để tính toán, lựa chọn kích thước và chiều dài cọc cho được chinh xác và an toàn. II/ THỐNG KÊ XỬ LÝ CÁC SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT Dọc theo lỗ khoan cứ 2 m ta lấy 1 mẫu để kiểm tra tính toán các đia lương như : , w, e, c, Tính các đại diện của các lớp là giá trị tiêu chuẩn , w, e, c, . Cách tính các giá trị này được chia làm 2 nhóm: Đối với , w, e , để tính các giá trị tiêu chuẩn ta tính giá trị trung bình cộng của các mẫu trong lớp đất. Trước khi tính các giá trị trung bình cho các chi tiêu cơ lý, ta can phải kiểm tra hồ sơ địa chất để loại bỏ các sai số quá bé hoạc các sai số quá lớn. 1/ Các bước thực hiện: Bước 1: tập hợp số liệu của các chỉ tiêu ở từng lớp đất. Bước 2: Để tính các giá trị trung bình ta làm như sau: n : số mẫu thí nghiệm ở cùng lớp đất ứng với cùng chỉ tiêu. Bước 3: Loại bỏ những giá trị sai lệch quá lớn. Loại bỏ nhưng giá trị sai lệch Ai ra khỏi tập hợp khi Trong đó: n: tiêu chuẩn thống kê, lấy theo số lượng mẫu thí nghiệm sCM : độ lệch quân phương trung bình. nếu n £ 25 nếu n > 25 Bước 4: Các định hệ số biến động n £ [n ] Trong đó với mọi n £ 25 hay n > 25 Bước 5: xác định tiêu chuẩn của các chỉ tiêu từng lớp đất sau đó loại bỏ các giá trị sai số thô (nếu có) ta lập được bảng thống kê mới. Bước 6: tìm các giá trị tính toán. Wtt = Wtc ett = etc ctt = ctc - 2/ Tính cho lớp đất số 1: + độ ẩm: STT SHM w(%) 1 1-1 26 2 1-3 28.1 3 1-5 27.8 4 2-1 26 5 2-3 27.2 6 2-5 26.9 wtb= 27 Giá trị tiêu chuẩn: wtc=wtb= 27 + Dung trọng w STT SHM γw(KN/m3) 1 1-1 1.769 2 1-3 1.866 3 1-5 1.876 4 2-1 1.79 5 2-3 1.875 6 2-5 1.884 γtb= 1.843 Giá trị tiêu chuẩn: γtc=γtb= 1.843 + Hệ số rỗng e: STT SHM e(%) 1 1-1 0.905 2 1-3 0.839 3 1-5 0.826 4 2-1 0.883 5 2-3 0.817 6 2-5 0.805 etb= 0.845 Giá trị tiêu chuẩn: etc=etb= 0.845 Vậy = 27% ; = 1.843 g/cm3 ; = 0.845 + với c, : Ta có phương pháp áp dụng công thức: Dựa vào thí nghiệm cắt, ta có thông số mẫu 6 nên áp dụng công thức bình phương cực tiểu: 0.3 0.195 0.5 0.221 0.7 0.247 0.3 0.223 0.5 0.257 0.7 0.29 0.3 0.208 0.5 0.236 0.7 0.264 0.3 0.232 0.5 0.266 0.7 0.3 = = 0.166 kg/cm2 = = 0.158 Trong đó = 12 x 3.32 – 62 = 3.84 + tìm các giá trị tính toán: Wtt = Wtc = 27% ett = etc = 0.845 đối voi ctt Tính theo trạng thái giới hạn I (TTGH I): CItt = ctc – t. với = 1.81 Trong đó = = 0.019. = 0.017 Ta có: = = 0.019 CItt = 0.166 – 1.81 x 0.017 = 0.135 kg/cm2 Đối với = – x = 0.158 – 1.81 x 0.0336 = 0.097 Với = = 0.019 = 0.0336 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 4 => = 2.35 = – = 1.843 – 2.35 = 1.7725 g/cm3 Với = = 0.06 -Tinh theo trạng thái giới han 2 (TTGH II) CIItt = ctc – t. với = 1.1 Trong đó = = 0.019. = 0.017 Ta có: = = 0.019 CIItt = 0.166 – 1.1 x 0.017 = 0.147 kg/cm2 Đối với = – x = 0.158 – 1.1 x 0.0336 = 0.121 Với = = 0.019 = 0.0336 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 4 => = 1.25 = – = 1.843 – 1.25 = 1.8055 g/cm3 Với = = 0.06 3/ Tính cho lớp đất số 2: + độ ẩm: STT SHM w(%) 1 1-7 23.7 2 1-9 24 3 1-11 23.8 4 1-13 25.5 5 2-7 24.3 6 2-9 24.9 7 2-11 23.1 8 2-13 21.4 wtb= 23.8375 Giá trị tiêu chuẩn: wtc=wtb=23.83 + Dung trọng w STT SHM γw(KN/m3) 1 1-7 1.935 2 1-9 1.924 3 1-11 1.945 4 1-13 1.92 5 2-7 1.913 6 2-9 1.916 7 2-11 1.939 8 2-13 1.974 γtb= 1.933 Giá trị tiêu chuẩn: γtc=γtb=1.933 + Hệ số rỗng e: STT SHM e(%) 1 1_7 0.705 2 1_9 0.716 3 1_11 0.694 4 1_13 0.742 5 2_7 0.731 6 2_9 0.738 7 2_11 0.691 8 2_13 0.639 wtb= 0.707 Giá trị tiêu chuẩn: etc=etb=0.707 Vậy = 23.83% ; = 1.933 g/cm3 ; = 0.707 + với c, : Ta có phương pháp áp dụng công thức: Dựa vào thí nghiệm cắt, ta có thông số mẫu 6 nên áp dụng công thức bình phương cực tiểu: 1 0.566 1 0.546 2 1.109 2 1.069 3 1.652 3 1.593 1 0.554 1 0.571 2 1.085 2 1.117 3 1.617 3 1.664 1 0.569 1 0.63 2 1.114 2 1.231 3 1.658 3 1.832 1 0.529 2 1.038 3 1.548 1 0.539 2 1.057 3 1.576 = = 0.023 kg/cm2 = = 0.53975 Trong đó = 24 x 112 – 482 = 384 + tìm các giá trị tính toán: Wtt = Wtc = 23.83% ett = etc = 0.707 đối voi ctt Tính theo trạng thái giới hạn I (TTGH I): CItt = ctc – t. với = 1.716 ( nội suy) Trong đó = = 0.06. = 0.0324 Ta có: = = 0.06 CItt = 0.023 – 1.716 x 0.0324 = -0.0325 kg/cm2 coi như lực dính ctt = 0 kg/cm2 Đối với = – x = 0.53975 – 1.716 x 0.015 = 0.514 Với = = 0.06 = 0.015 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 8 => = 1.9 = – = 1.933 – 1.9 = 1.92 g/cm3 Với = = 0.021 -Tinh theo trạng thái giới han 2 (TTGH II) CIItt = ctc – t. với = 1.06 ( nội suy) Trong đó = = 0.06. = 0.0324 Ta có: = = 0.06 CIItt = 0.023 – 1.06 x 0.0324 = -0.0113 kg/cm2 coi như lực dính ctt = 0 kg/cm2 Đối với = – x = 0.53975 – 1.06 x 0.015 = 0.5238 Với = = 0.06 = 0.015 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 8 => = 1.12 = – = 1.933 – 1.12 = 1.924 g/cm3 Với = = 0.021 4/ Tính cho lớp đất số 3: + độ ẩm: STT SHM w(%) 1 11 23.1 2 13 23.6 3 15 22.9 4 17 21.8 5 19 24.3 6 111 25.5 7 21 23.3 8 23 21.6 9 25 21.3 10 27 22.9 wtb= 23.03 Giá trị tiêu chuẩn: wtc=wtb=23.03 + Dung trọng w STT SHM γw(KN/m3) 1 1_15 1.993 2 1_17 1.978 3 1_19 1.97 4 1_21 1.983 5 2_15 1.958 6 2_17 1.889 7 2_19 1.978 8 2_21 1.966 9 2_23 2.021 10 2_25 1.966 γtb= 1.97 Giá trị tiêu chuẩn: γtc=γtb=1.97 + Hệ số rỗng e: STT SHM ew 1 1_15 0.659 2 1_17 0.676 3 1_19 0.674 4 1_21 0.65 5 2_15 0.709 6 2_17 0.787 7 2_19 0.68 8 2_21 0.667 9 2_23 0.619 10 2_25 0.683 γtb= 0.68 Giá trị tiêu chuẩn: etc=etb=0.68 Vậy = 23.03% ; = 1.97 g/cm3 ; = 0.68 + với c, : Ta có phương pháp áp dụng công thức: Dựa vào thí nghiệm cắt, ta có thông số mẫu 6 nên áp dụng công thức bình phương cực tiểu: 1 0.621 1 0.54 2 0.901 2 0.79 3 1.18 3 1.039 1 0.613 1 0.59 2 0.889 2 0.863 3 1.164 3 1.137 1 0.667 1 0.691 2 0.953 2 0.981 3 1.238 3 1.271 1 0.601 2 0.869 3 1.137 = = 0.343 kg/cm2 = = 0.274 Trong đó = 21 x 98 – 422 = 294 + tìm các giá trị tính toán: Wtt = Wtc = 23.03% ett = etc = 0.68 đối voi ctt Tính theo trạng thái giới hạn I (TTGH I): CItt = ctc – t. với = 1.73 Trong đó = = 0.0618. = 0.0356 Ta có: = = 0.0618 CItt = 0.343 – 1.73 x 0.0356 = 0.28 kg/cm2 Đối với = – x = 0.274 – 1.73 x 0.0165 = 0.245 Với = = 0.0618 = 0.0165 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 7 => = 1.94 = – = 1.97 – 1.94 = 1.9399 g/cm3 Với = = 0.041 -Tinh theo trạng thái giới han 2 (TTGH II) CIItt = ctc – t. với = 1.07 Trong đó = = 0.0618. = 0.0356 Ta có: = = 0.0618 CIItt = 0.343 – 1.07 x 0.0356 = 0.305 kg/cm2 Đối với = – x = 0.274 – 1.07 x 0.0165 = 0.256 Với = = 0.0618 = 0.0165 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 7 => = 1.13 = – = 1.97 – 1.13 = 1.9525 g/cm3 Với = = 0.041 5/ Tính cho lớp đất số 4: + độ ẩm: STT SHM w(%) 1 1-23 23 2 1-25 22.1 wtb= 22.55 Giá trị tiêu chuẩn: wtc=wtb=22.55 + Dung trọng w STT SHM γw(KN/m3) 1 1-23 1.958 2 1-25 1.972 γtb= 1.965  Giá trị tiêu chuẩn: γtc=γtb=1.965 + Hệ số rỗng e: STT SHM ei 1 1-23 0.658 2 1-25 0.663 γtb= 0.661 Giá trị tiêu chuẩn: etc=etb=0.661 Vậy = 22.55% ; = 1.965 g/cm3 ; = 0.661 + với c, : Ta có phương pháp áp dụng công thức: Dựa vào thí nghiệm cắt, ta có thông số mẫu < 6 nên: Wtc =Wtt =22.55% g/cm3 0.661 Ctc = Ctt = 0.37KG/cm2 1 0.651 2 0.932 3 1.213 6/ Tính cho lớp đất số 5: + độ ẩm: STT SHM w(%) 1 1_27 21.2 2 1_29 20.9 3 1_31 22.1 4 1_33 22 5 1_35 21.6 6 1_37 21.3 7 1_39 21.2 8 1_4 21 9 1_43 20.7 10 2_27 22 11 2_29 21 12 2_31 22.9 13 2_33 22.4 14 2_35 23.1 15 2_37 20.9 16 2_39 21.7 17 2_41 20.3 18 2_43 20.7 wtb= 21.5 Giá trị tiêu chuẩn: wtc=wtb=21.5 + Dung trọng w STT SHM γw(KN/m3) 1 1_27 1.986 2 1_29 1.984 3 1_31 1.982 4 1_33 1.969 5 1_35 1.982 6 1_37 1.994 7 1_39 1.97 8 1_4 1.977 9 1_43 1.99 10 2_27 1.978 11 2_29 1.984 12 2_31 1.942 13 2_33 1.947 14 2_35 1.95 15 2_37 1.98 16 2_39 1.998 17 2_41 1.972 18 2_43 1.993 wtb= 1.976556 Giá trị tiêu chuẩn: ytc=ytb=1.976 + Hệ số rỗng e: STT SHM e 1 1_27 0.626 2 1_29 0.623 3 1_31 0.644 4 1_33 0.648 5 1_35 0.633 6 1_37 0.62 7 1_39 0.637 8 1_4 0.631 9 1_43 0.614 10 2_27 0.643 11 2_29 0.626 12 2_31 0.686 13 2_33 0.673 14 2_35 0.682 15 2_37 0.626 16 2_39 0.62 17 2_41 0.624 18 2_43 0.614 wtb= 0.637222 Giá trị tiêu chuẩn: etc=etb=0.637 Vậy = 21.5% ; = 1.976 g/cm3 ; = 0.637 + với c, : Ta có phương pháp áp dụng công thức: Dựa vào thí nghiệm cắt, ta có thông số mẫu 6 nên áp dụng công thức bình phương cực tiểu: 1 0.626 2 1.207 3 1.84 2 1.12 2 1.227 3 1.798 1 0.558 3 1.667 3 1.828 1 0.623 2 1.152 1 0.611 1 0.62 2 1.218 3 1.715 2 1.194 2 1.213 3 1.813 1 0.614 3 1.778 3 1.806 1 0.616 2 1.2 1 0.619 1 0.611 2 1.205 3 1.787 2 1.209 2 1.197 3 1.794 1 0.556 3 1.798 3 1.783 1 0.617 2 1.109 1 0.616 1 0.608 2 1.209 3 1.652 2 1.204 2 1.192 3 1.8 1 0.578 3 1.791 3 1.776 1 0.634 2 1.133 1 0.664 1 0.617 2 1.237 3 1.687 2 1.255 1 0.573 3 1.867 = = 0.0253 kg/cm2 = = 0.583 Trong đó = 54 x 252 – 1082 = 1944 + tìm các giá trị tính toán: Wtt = Wtc = 21.5% ett = etc = 0.637 đối voi ctt Tính theo trạng thái giới hạn I (TTGH I): CItt = ctc – t. với = 1.674 (nội suy) Trong đó = = 0.0433. = 0.0156 Ta có: = = 0.0433 CItt = 0.343 – 1.73 x 0.0356 = 0.28 kg/cm2 Đối với = – x = 0.583 – 1.674 x 0.0072 = 0.571 Với = = 0.0433 = 0.0072 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 18 => = 1.74 = – = 1.976 – 1.74 = 1.969 g/cm3 Với = = 0.016 -Tinh theo trạng thái giới han 2 (TTGH II) CIItt = ctc – t. với = 1.05 (nội suy) Trong đó = = 0.0433. = 0.0156 Ta có: = = 0.0433 CIItt = 0.343 – 1.05 x 0.0356 = 0.3056 kg/cm2 Đối với = – x = 0.583 – 1.05 x 0.0072 = 0.5754 Với = = 0.0433 = 0.0072 Đối với: lấy n = số mẫu. với n = 18 => = 1.07 = – = 1.976 – 1.07 = 1.9756 g/cm3 Với = = 0.016 Tổng kết số liệu địa chất: wtc wtt etc ett Lớp 1 27 27 1.843 1.843 0.845 0.845 Lớp 2 23.83 23.83 1.933 1.933 0.707 0.707 Lớp 3 23.03 23.03 1.97 1.97 0.68 0.68 Lớp 4 22.5 22.5 1.965 1.965 0.661 0.661 Lớp 5 21.5 21.5 1.976 1.976 0.637 0.637 ctc Lớp 1 0.166 0.135 0.147 0.158 8058’ 0.097 5032’ 0.121 6053’ 1.772 1.805 Lớp 2 0.023 0 0 0.539 28021’ 0.514 27012’ 0.523 27038’ 1.92 1.924 Lớp 3 0.343 0.28 0.305 0.274 15019’ 0.245 13045’ 0.256 14021’ 1.939 1.952 Lớp 4 0.37 0.281 15042’ Lớp 5 0.025 0.28 0.305 0.583 30014’ 0.571 29043’ 0.575 29054’ 1.969 1.975 CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG 1/ Phương án móng băng Tính móng băng tại vị trí : I-3-D Dựa vào cột D ta có: Các tải trọng ở các cột: dựa vào cột D ta có: 0.95N = 96T => N = 101T M = 7.6Tm 0.7 Q = 9.4T => Q = 13.43T Tương tự như vậy cho các cột khác. Coät A =88.88T =9.12Tm =10.74T Coät B =101T =7.6Tm =13.43T Coät C =101T =7.6Tm =13.43T Coät D =96T =7.6Tm =9.4T Cột E NE = 85.85T ME = 9.88Tm QE = 12.08T Tính và chọn sơ bộ các giá trị kich thước và chiều sâu chôn móng: Để thiết kế móng băng theo điều kiện địa chất này để đảm bảo độ lún ta đặt móng trên lớp đất số 3. bỏ qua lớp dất số 1 và 2 . Bỏ qua lớp đất mặt dày 1.2m có = 1.97T/m3. mực nước ngầm ở độ sâu 3.2m kể từ mặt đất đắp. Chọn sơ bộ các giá trị kích thước và chiều sâu chôn móng: 1/ xác định chiều dài móng -Chọn chiều cao sườn móng theo kết cấu bê tông cốt thép: hs = (1/6 ¸ 1/8) a chọn hs = 0.7 (m) đầu thừa: C1 = (1/2 ¸ 1/4) a1=(1/2 ¸ 1/4) *4000è choïn C1=1.5 m C2 = (1/2 ¸ 1/4) a4=(1/2 ¸ 1/4) *3000 choïn C2=1.5m Chiều dài móng băng: L=Lo+2C=17+2*1.5=20(m) Bề rộng móng băng : b = 2(m) Độ sâu đặt móng h = 2(m) quy các tải về dưới chân cột về trọng tâm đáy móng: chọn chiều dương momen la chiều quay thận chiều kim đồng hồ và ngươc lại NA + NB + NC + ND + NE = 88.88+101+101+96+85.85 = 472.73T Với MA + MB +MC - MD – ME = 9.12 + 7.6 +7.6 -7.6 – 9.88 = 6.84 Tm -NA*8.5 - NB*4.5 +NC*0.5 +ND*5.5 + NE*8.5 = - 88.88*8.5 - 101*4.5 + 101*0.5 + 96*5.5 + 85.85*8.5 = 98.245 Tm [(QA + QB +QC – QD -QE)].hs = (10.74 + 13.43 + 13.43 – 9.4 – 12.08)*0.7 = 11.284 Tm = 6.84+98.245+11.284= 116.369 Tm [(QA + QB + QC) - [(QD+QE )] =16.12T Lấy hệ số an toàn la 1.15 ta có đươc các giá trị tiêu chuẩn 411T 101.2Tm 14T 1.kiểm tra sự ổn đinh của đất nền dưới đáy móng: Điều kiện kiểm tra sự ổn định của móng: Rtc = m ( A b gI + B gtbh +D ctc) Vôùi + m = 1 + ctc , jtc laø löïc dính vaø goc ma saùt thöù ba ctc = 3.43 T/m2 jtc = 150 A = 0.325 B = 2.3 D = 4.84 maø gñn = 1.97-1=0.97 (T/m3) + chon b = 2 (m) h=btg()= 2tg(450 +)= 2.6 (m) Vôùi gtb= == 1.43(T/m3 ) Kích thước móng được xác định sơ bộ dựa vào công thức sau : Chọn F = chọn F=1.4x20.48 = 34.81 m2 Ta có Để tiện cho việc tính toán ta chọn b = 2m Tính lại diện tích Tính bs ? dựa vào sơ đồ bố trí các cột chọn cột nào có tải trọng lớn nhất để xác định bề rộng cột . Ta chọn NB = 101 T . Rn cường độ bê tông chịu nén lấy theo Max bê tông 300. Mặt khác ta có Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn bc = 0.3 m .Từ đó ta chọn bề rộng sườn lấy tối thiểu là 0.05 m tính từ cạnh cột .vậy chọn bs = 0.4 m. Kiểm tra độ ổn định và lún của nền đất : Kiểm tra độ ổn định của nền : Kiểm tra độ ổn định của nền với 3 điều kiện : (**) Độ lệch tâm Ta thấy ba điều kiện : Vậy thoã mãn điều kiện ổn định nền ổn định và làm việc như một vật liệu đàn hồi. Kiểm tra độ lún của móng băng : Điều kiện kiểm tra : Độ lún tương đối giữa các chân cột nhỏ hơn độ lún cho phép Ta dung phương pháp tổng phân tố để tính lún tại tâm móng, độ lún của tâm móng là tổng độ lún của các lớp phân tố trong vùng chịu nén . Với: Hi bề dày của từng lớp phân tố được lấy là: hi = là hệ số rỗng ứng với p1i , p2i k0 tra bảng phụ thuộc vào tỷ số l/b và z / b Pgl = Ptc - = Áp lực gây lún tại tâm đáy móng BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MẪU ĐẤT (1-15): Ta tieán haønh chia caùc lôùp ñaát vaø tính caùc giaù trò caàn thieát cho ñeán lôùp ñaát coù: thì ngöng laïi, vaø luùc naøy ta laáy toång ñoä luùn cuûa caùc lôùp ñaát so vôùi ñieàu kieän luùn cho pheùp ôû treân. - Ñeå xaùc ñònh ta caên cöù vaøo döïa vaøo baûng thí nghieäm coá keát cuûa maãu 1-15 0 2,5 5 10 20 40 80 e 0.633 0.641 0.628 0.61 0.584 0.548 0.511 Bảng tính lún tại tâm móng: Lôùp Ñieåm Z(m) K0 (m) 1 0 0 1 10.74 3,94 4.925 14.548 0.628 0,598 0.018 1 1 0.792 8.506 5,91 2 1 1 0.792 8.506 5,91 6.495 13.551 0,62 0.6 0.012 2 2 0.522 5.606 7.08 3 2 2 0.522 5.606 7.08 7.656 9.984 0.618 0.604 0.009 3 3 0.373 4 8.05 4 3 3 0.373 4 8.05 8,535 12.033 0,615 0.605 0.006 4 4 0.279 2.996 9.02 5 4 4 0.279 2.996 9.02 9.505 12.26 0.612 0.604 0.005 5 5 0.234 2.513 9.99 6 5 5 0.234 2.513 9.99 10.5 11.756 0,608 0.605 0,002 6 6 0,188 2 10,96 TOÅNG 0.052 Tacoù: toång ñoä luùn thoûa maõn ñieàu kieän Tính bề dày móng : Chọn bê tong max M300 có Rn = 13000 KN/m2 = 1300 T/m2 Rk = 1000 KN/m2 = 100 T/m2. Tại cột B, C có Ntt = 101 T. Dựa vào sơ đồ bố trí các cột ta chọn cột nào có tải trọng đứng lớn nhất để xã định bề rọng cột móng ta chọn NB = 101 T. Rn cường độ bê tong chịu nén lấy theo Max bê tông 300 Mặt khác ta có : 0.278 m Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn bc = 0.3 m. Từ đó ta chọn bề rộng sườn dài hơn bề rộng cột mỗi bên là 0.05m tính từ cạnh cột . Vậy chọn bs = 0.4m . Vậy chọn tiết diện cạnh hình vuông : Đối với móng băng ta chọn Ta chọn chiều cao dầm móng băng là hs = 0.7m Chọn bề dày móng là 0.5 m. Chọn lớp bê tông bảo vệ 5 cm 0.45m. Kiểm tra sự xuyên thủng của móng . Lực chống xuyên : =>Pcx > Pxt Vậy móng không bị xuyên thủng Kết quả nội lực trong dầm móng băng : Tính trọng tâm tiết diện móng băng . Chọn bề dày móng là 0.5 m. => h0 = 0.45m (lớp bê tông bảo vệ 5 cm ) Chiều cao dầm móng băng 0.7m. Momen tĩnh của các tiết diện nhỏ lấy đối với trục x nằm ở đáy móng băng . Momen tĩnh của các tiết diện nhỏ lấy đối với trục x. Tính diện tích mặt cắt đứng móng băng : A = A1 + 2A2 + 2A3 = Trọng tâm tiết diện móng băng . Tính moment quán tính của tiết diện nhỏ. + + + Hệ số Winker: Dùng chương trình máy tính Kricom với : Modun đàn hồi bê tông : E = 2.9.106 (T/m2). Hệ số nền : K = 206.54 (T/m2). Momen quán tính : J = 0.025134 m4. b = 2m. L = 20 m. Coät A =88.88T =9.12Tm =10.74T Coät B =101T =7.6Tm =13.43T Coät C =101T =7.6Tm =13.43T Coät D =96T =7.6Tm =9.4T Cột E NE = 85.85T ME = 9.88Tm QE = 12.08T Nhập số liệu tính toán : Tại A : L1 = 1.5 m => Ntt = 88.88 T Mtt = 9.12 + 10.74*0.7= 16.638 (T.m) Tại B : L2 = 5.5 m => Ntt = 101 T Mtt = 7.6 + 13.43* 0.7 = 17 (T.m) Tại C : L3 =10.5 m => Ntt = 101 T Mtt = 7.6 + 13.43 *0.7 = 17 (T.m) Tại D : L4 = 15.5 m => Ntt = 96 T Mtt = -7.6 – 9.4*0.7 = - 14.18 (T.m) Tại E : L5 = 18.5 m => Ntt = 85.85 T Mtt = -9.88 - 12.08 * 0.7 = -18.336 (T.m) Sau khi có các số liệu trên ta nhập vào bảng tính KRICOM và ta có kết quả : BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KRICOM MÓNG BĂNG : BANG KET QUA TINH TOAN Momen quan tinh = 2.513E-02 Be rong = 2.000E+00 He so nen = 2.065E+02 Modul dan hoi = 2.900E+06 =================================================== : Hoanh do : Do vong : Luc cat : Momen : =================================================== : 0.000 : 5.883E-02 : 2.430E-04 : 1.215E-09 : : 0.150 : 5.875E-02 : 3.643E+00 : 2.733E-01 : : 0.300 : 5.866E-02 : 7.280E+00 : 1.093E+00 : : 0.450 : 5.858E-02 : 1.091E+01 : 2.457E+00 : : 0.600 : 5.849E-02 : 1.454E+01 : 4.366E+00 : : 0.750 : 5.841E-02 : 1.816E+01 : 6.819E+00 : : 0.900 : 5.832E-02 : 2.178E+01 : 9.814E+00 : : 1.050 : 5.823E-02 : 2.539E+01 : 1.335E+01 : : 1.200 : 5.813E-02 : 2.899E+01 : 1.743E+01 : : 1.350 : 5.803E-02 : 3.259E+01 : 2.205E+01 : : 1.500 : 5.792E-02 : 3.618E+01 : 2.721E+01 : : 1.500 : 5.792E-02 : -5.270E+01 : 4.384E+01 : : 1.900 : 5.758E-02 : -4.315E+01 : 2.468E+01 : : 2.300 : 5.719E-02 : -3.367E+01 : 9.315E+00 : : 2.700 : 5.677E-02 : -2.426E+01 : -2.268E+00 : : 3.100 : 5.636E-02 : -1.491E+01 : -1.010E+01 : : 3.500 : 5.597E-02 : -5.630E+00 : -1.420E+01 : : 3.900 : 5.561E-02 : 3.588E+00 : -1.461E+01 : : 4.300 : 5.528E-02 : 1.275E+01 : -1.134E+01 : : 4.700 : 5.498E-02 : 2.186E+01 : -4.419E+00 : : 5.100 : 5.468E-02 : 3.092E+01 : 6.138E+00 : : 5.500 : 5.437E-02 : 3.993E+01 : 2.031E+01 : : 5.500 : 5.437E-02 : -6.107E+01 : 3.731E+01 : : 6.000 : 5.392E-02 : -4.989E+01 : 9.573E+00 : : 6.500 : 5.343E-02 : -3.880E+01 : -1.260E+01 : : 7.000 : 5.298E-02 : -2.781E+01 : -2.924E+01 : : 7.500 : 5.264E-02 : -1.691E+01 : -4.042E+01 : : 8.000 : 5.242E-02 : -6.061E+00 : -4.616E+01 : : 8.500 : 5.237E-02 : 4.758E+00 : -4.649E+01 : : 9.000 : 5.247E-02 : 1.558E+01 : -4.140E+01 : : 9.500 : 5.272E-02 : 2.644E+01 : -3.090E+01 : : 10.000 : 5.306E-02 : 3.737E+01 : -1.495E+01 : : 10.500 : 5.346E-02 : 4.837E+01 : 6.479E+00 : : 10.500 : 5.346E-02 : -5.263E+01 : 2.348E+01 : : 11.000 : 5.384E-02 : -4.155E+01 : -7.040E-02 : : 11.500 : 5.421E-02 : -3.040E+01 : -1.806E+01 : : 12.000 : 5.464E-02 : -1.916E+01 : -3.045E+01 : : 12.500 : 5.518E-02 : -7.817E+00 : -3.720E+01 : : 13.000 : 5.584E-02 : 3.646E+00 : -3.825E+01 : : 13.500 : 5.663E-02 : 1.526E+01 : -3.353E+01 : : 14.000 : 5.753E-02 : 2.705E+01 : -2.296E+01 : : 14.500 : 5.852E-02 : 3.903E+01 : -6.450E+00 : : 15.000 : 5.952E-02 : 5.122E+01 : 1.610E+01 : : 15.500 : 6.046E-02 : 6.361E+01 : 4.480E+01 : : 15.500 : 6.046E-02 : -3.239E+01 : 3.062E+01 : : 15.800 : 6.098E-02 : -2.486E+01 : 2.203E+01 : : 16.100 : 6.146E-02 : -1.728E+01 : 1.571E+01 : : 16.400 : 6.193E-02 : -9.631E+00 : 1.167E+01 : : 16.700 : 6.238E-02 : -1.928E+00 : 9.937E+00 : : 17.000 : 6.282E-02 : 5.830E+00 : 1.052E+01 : : 17.300 : 6.325E-02 : 1.364E+01 : 1.344E+01 : : 17.600 : 6.366E-02 : 2.151E+01 : 1.871E+01 : : 17.900 : 6.405E-02 : 2.942E+01 : 2.635E+01 : : 18.200 : 6.440E-02 : 3.738E+01 : 3.637E+01 : : 18.500 : 6.471E-02 : 4.538E+01 : 4.878E+01 : : 18.500 : 6.471E-02 : -4.047E+01 : 3.044E+01 : : 18.650 : 6.484E-02 : -3.646E+01 : 2.467E+01 : : 18.800 : 6.497E-02 : -3.244E+01 : 1.951E+01 : : 18.950 : 6.510E-02 : -2.841E+01 : 1.494E+01 : : 19.100 : 6.521E-02 : -2.437E+01 : 1.098E+01 : : 19.250 : 6.533E-02 : -2.033E+01 : 7.633E+00 : : 19.400 : 6.544E-02 : -1.627E+01 : 4.888E+00 : : 19.550 : 6.555E-02 : -1.222E+01 : 2.751E+00 : : 19.700 : 6.566E-02 : -8.150E+00 : 1.223E+00 : : 19.850 : 6.577E-02 : -4.079E+00 : 3.060E-01 : : 20.000 : 6.588E-02 : 0.000E+00 : 0.000E+00 : --------------------------------------------------- 9.937 kieåm tra ñoä luùn leäch giöõa caùc coät: Ñieàu kieän caàn vaø ñuû laø ñoä cheânh luùn giöõa caùc coät laø < (*) Giöõa hai coät A vaø B: (thoûa vôùi dieàu kieän (*)) Giöõa hai coät B vaø C: (thoûa vôùi dieàu kieän (*)) Giöõa hai coät C vaø D: (thoûa vôùi dieàu kieän (*)) Giöõa hai coät D vaø E: (thoûa vôùi dieàu kieän (*)) Tính cốt thép trong dầm móng băng : Tính toán móng theo hai phương : Tính theo phương cạnh ngắn của móng trên 1m dài. Xem cánh móng như một bản console với mép móng là đầu tự do, mặt ngàm là mặt đi qua mép sườn móng , tải tác dụng vào phản lục nền xem như phân bố đều với cường độ . =12.74.064 T.m Chọn thép có RA = 27000 T/m2. Diện tích cốt thép theo phương ngang. Chọn Số cây cây => chọn 5 cây. Khoảng cách giữa các cây thép : Vậy ta đặt thép theo cấu tạo a 200 trên 1m dài. Tính toán bố trí cốt thép cho móng băng theo phương cạnh dài. Móng băng có chiều cao cánh móng 0.45m. Chiều cao dầm móng băng 0.7 m. Tính toán cốt thép cho dầm móng băng. Tính cốt dọc: Do ở các chân cột có moment âm .Do đó ta tính cốt thép ở tiết diện HCN nhỏ. Có : Lớp bê tông bảo vệ : a = 5cm. => h0 = 0.7 – 0.05 = 0.65m. Cách bố trí thép: Lấy 70% Fa tính được để bố trí cho sườn móng, khi đó cánh móng vẫn bố trí cốt dọc nhưng đặt theo cấu tạo. Dưới đáy móng có đệm thêm một lớp cát dày 100mm và 1 lớp bê tông gạch vỡ bảo vệ dày 100 mm có Max khoảng 80. Bê tông có Max 300: Rk = 100 (T/m2 ) Thép CII Rn = 130 (KG/cm2 )= 1300 (T/m2). Ra = 2700 ( KG/cm2 ) = 27000 ( T/m2 ). Mặt cắt ( I – I ) cột A Giá trị moment : 43.84 (T.m). Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = Þ a=1-=4 Vì A0 > A nên ta đặt cốt đơn Fa = = Lượng thép dùng để bố trí: Với lượng thép trên ta chọn: và thêm . Ngoài cánh theo cấu tạo. Mặt cắt ( III – III ) cột B: Giá trị moment : 37.31 (T.m). Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = Þ a=1-= Vì A0 > A nên ta đặt cốt đơn Fa = = Lượng thép dùng để bố trí: Với lượng thép trên ta chọn: và thêm . Ngoài cánh theo cấu tạo Mặt cắt ( V – V ) cột C: Giá trị moment : 23.48 (T.m). Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = Þ a=1-= Vì A0 > A nên ta đặt cốt đơn Fa = = Lượng thép dùng để bố trí: Với lượng thép trên ta chọn: . theo cốt cấu tạo Ngoài cánh theo cấu tạo Mặt cắt ( VII– VII ) cột D: Giá trị moment : 44.8 (T.m). Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = Þ a=1-= Vì A0 > A nên ta đặt cốt đơn Fa = = Lượng thép dùng để bố trí: Với lượng thép trên ta chọn: chỉ với thép cấu tạo là đủ Ngoài cánh theo cấu tạo Mặt cắt ( IX – IX ) cột E: Giá trị moment : 48.78 (T.m). Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = Þ a=1-= Vì A0 > A nên ta đặt cốt đơn Fa = = Lượng thép dùng để bố trí: Với lượng thép trên ta chọn: và thêm Ngoài cánh theo cấu tạo Tính cốt thép ở mặt cắt chịu moment ở giữa nhịp: Tính toán bố trí cốt thép ở nhịp : Moment giữa nhịp làm căng thớ trên do đó tiết diện cần tính là tiết diện chữ T cánh chịu nén . Moment chịu uốn của bê tông . Với bc là bề rộng cánh, bc = b = 2m , chiều cao cánh ,hc = 0.3m . Ta nhận thấy các giá trị moment tại nhịp M trục trung hoà đi qua cánh vậy tính theo tiết diện chữ nhật lớn. Chọn a = 50mm => h0 = 700 – 50= 650 mm. Bê tông Max 300 => Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 (T/m2 ) Tại nhịp AB : (mặt cắt II-II ): Giá trị moment : 14 T.m Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = Þ a=1-= Fa = = Với lượng thép trên ta không cần chọn thêm thép (chỉ với cấu tạo là đủ) Tại nhịp BC : (mặt cắt IV-IV ): Giá trị moment : 46.49 T.m Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = a=1-= Fa = = Với lượng thép trên ta chọn thêm Tại nhịp CD : (mặt cắt VI-VI ): Giá trị moment : 38.25 T.m Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = a=1-= Fa = = Với lượng thép trên ta chọn thêm Tại nhịp DE : (mặt cắt VIII-VIII ): Giá trị moment : 9.937 T.m Max bê tông 300 => và Rn = 130 (KG/cm2 ) = 1300 ( T/m2 ). Ta tính được : : A = a=1-= Fa = = Với lượng thép trên ta không càn chọn thêm thép ( cốt cấu tạo là đủ) Tính cốt đai trong dầm móng băng : Ta chọn giá trị lực cắt lớn nhất để bố trí cốt đai . Dựa vào bảng kết quả tính nội lực bằng chuong trình KRICOM ta chọn giá trị . Qmax = 63.61 T. - Ñeå ñaûm baûo beâtoâng khoâng bò phaù hoaïi do öùng suaát neùn chính thì ta caàn phaûi tính toaùn ñieàu kieän: ÑK1: k0.Rn.b.h0 =0.35 x 1300 x 0.4 x 0.65= 118.3(T) > Qmax=63.61(T). ( k0 = 0.35 do ta sử dụng Max 300) Þ Khoâng phaûi thay ñoåi kích thöôùc tieát dieän daàm. Khẳ năng chịu lực của bê tông. ÑK2: k1.Rk.b.h0 = 0.6 x 100 x 0.4 x 0.65 = 15.6 (T) < Qmax = 63.61(T). (Xem moùng nhö daàm laáy k1 = 0,6). Cần phải bố trí cốt dai chịu kéo Điều kiện kiểm tra thoã mãn. Chọn thép AII có Và thép (Fa = 0.503 cm2) làm đai 4 nhánh (n = 4 ) Khoảng cách giữa hai cốt đai theo tính toán : Vậy khoảng cách giữa hai cốt đai theo tính toán utt = 14.8 cm. Khoảng cách lớn nhất giữa 2 cốt đai : Trong đoạn gần gối dầm (l/4): cm h= => uct = 30cm U = min(utt , uct , umax ) Chọn uct = 20cm. Trong đoạn giữa dầm (l/2): h=70>25 => uct 50cm Chọn uct = 25cm . Vậy ta có thể chọn cốt đai , n = 4 ,u1 = 16cm cho đoạn (l/4)nhịp, đầu nhịp , n =4 ,u2 = 20 cm cho đoạn l/2 nhịp giữa nhịp. PHÖÔNG AÙN II: THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC ÑAØI THAÁP. (Taïi coät I –3– D) (Vôùi: N=96(T), M=7.6(T.m), Q=9.4 (T)). I. Choïn caùc thoâng soá ban ñaàu: 1. Choïn chieàu saâu ñaët coïc, loaïi coïc, chieàu daøi vaø tieát dieän: - Xeùt vôùi coïc ñuùc saün vaø ñaët moùng gaàn hoá khoan 2. - Caên cöù theo hoà sô ñòa chaát ta nhaän thaáy töø lôùp ñaát 2 ñeán lôùp ñaát 5 laø nhöõng lôùp coù loaïi ñaát toát, chieàu daøy giöõa chuùng laø töông ñoái daøy vaø taûi cuûa coâng trình ñaët xuoáng laø khoâng lôùn laém. Do ñoù, ta choïn chieàu daøi cuûa coïc laø: 18m. Ta duøng 2 ñoaïn coïc noái vôùi nhau vaø moãi ñoaïn daøi: 9m. - Ngaøm ñaàu coïc vaøo ñaøi 10cm, vaø ñaäp vôõ ñaàu coïc 50cm ñeå cho dö ra coát theùp cuûa coïc duøng cho vieäc ngaøm coïc vaøo ñaøi. Vaäy chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc töø ñaùy moùng trôû xuoáng laø: 18 – (0,1 + 0,5)= 17,4m. - Coát theùp doïc coïc : 4Æ18 ÞFa = 10,174cm2). - Choïn coïc coù tieát dieän: 30x30 cm. - Choïn coät coù tieát dieän: 40x40 cm. - Choïn beà daøy ñaøi laø: 1m. - Söû duïng theùp AII coù : Ra=2700 (KG/cm2). - Söû duïng beâ toâng ñuùc coïc maùc 300 coù: Rn=130 (KG/cm2), Rk=100 (KG/cm2). 2. Xaùc ñònh chieàûu saâu ñaët ñeá ñaøi: Ñeå taùi taùc duïng leân caùc ñaàu coïc chæ coøn laø taûi ñöùng thì aùp löïc ñaát bò ñoäng Ep phaûi ñuû lôùn ñeå trieät tieâu taûi ngang Q, nghóa laø: EpQ. Do ñoù: ñoä saâu ñaët ñaøi phaûi thoûa maõn ñieàu kieän cuûa moùng coïc ñaøi thaáp laø: h ≥ 0,7hmin Chon lôùp ñaát maët vôùi =1,79 (T/m3 ). Vôùi: hmin = tg(450 - ) = tg(450-) = 2.64(m.) h≥0,7hmin=1,8(m.) Trong ñoù: - choïn b=2m. Vaäy: ñoä saâu ñaët ñaøi laø: h=2m. II. Xaùc ñònh söùc chòu taûi coïc theo vaät lieäu vaø theo ñaát neàn: 1. Theo vaät lieäu laøm coïc: Söùc chòu taûi cuûa coïc: PVL = ( RaFa + RbFb ). Vôùi laø heä soá uoán doïc phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh cuûa coïc. CHON Maëc khaùc: - Fa: dieän tích maët caét ngang cuûa taát caû coát doïc. Fa . Ra = 2700(KG/cm2). - Fb: dieän tích maët caét ngang cuûa beâ toâng coïc. Fb = Fcoïc – Fa = 900 – 10,174 = 889,826(cm2). Rb = 130(KG/cm2). Þ PVL = 0,7.(2700.10,174 + 130*889,826) = 101000(KG). PVL =101(T). 2. Theo ñaát neàn: Tính theo phuï luïc B. Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Qu = Qs + Qp –W = As.fs + Ap.qp -W Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : Qa = + Trong ñoù: Qs laø toång löïc ma saùt cuûa ñaát döôùi thaân coïc, vaø: Qsi = toång dieän tích maët ngoaøi cuûa thaân coïc, vaø: =4.d.li. löïc ma saùt ñôn vò cuûa lôùp ñaát thöù i leân 1m2 beà maët thaân coïc. Vaø: Ñoái vôùi coïc ñoùng eùp vôùi maät ñoä daøy thì: . Qp laø söùc chòu taûi muõi coïc, vaø Qp=qp.Ap. - Ap dieän tích maët caét ngang cuûa coïc - qp söùc choáng ñôn vò cuûa ñaát ôû döôùi muõi coïc. Vaø: (coc vuong) W laø troïng löôïng baûn thaân coïc. F = 1,5 ÷ 2,0 –heä soá an toaøn cho thaønh phaàn ma saùt beân. FSp = 2,0 ÷ 3,0 - heä soá an toaøn cho söùc khaùng cuûa ñaát döôùi muõi coïc. Chon lôùp ñaát maët vôùi =1,79 (T/m3 ). Tính: - Ma saùt giöõa coïc vaø ñaát neàn: + Troïng löôïng 1 coïc : W=0.3*0.3*17,4*(2.5-1) = 2,349(T) ( 2.5-1) dung troïng ñaåy noåi cuûa BT vì coïc ñaët döôùi möïc nöôùc ngaàm. +Tính Qp : =Ap * vôùi qp cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muó coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc : qp = 1,3 + , ,ñöôïc tra töø baûng caùc heä soá söùc chòu taûi cuûa TERZAGHI. *. Do coïc ñaët ôû lôùp ñaát thöù 3 coù j=150 C =3,43 () , =1.952 () =12,861 , =4,446 , =2,5 Theá caùc giaù trò vaøo bieåu thöùc treân ta ñöôïc: vaäy Qp=0.3*0.3*145.34=13,08(T) Tính Qs=Aifsi Vôùi Ai=4*d*li(li beà daøy lôùp ñaát maø coïc xuyeân qua) Trong ñoù löïc ma saùt fs ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : fs=Ca+ja =Ca+Ksja vôùi Ks=(1-sinj ) 1.4 +Ca, ja , löïc dính vaø goùc ma saùtcuûa coïc vôùi ñaát , ñoái vôùi coïc BT coát theùp thì Ca=C,ja=j.C, j laø löïc dính vaø goùc ma saùt cuûa ñaát . + öùng suaát coù hieäu do troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaát theo phöông thaúng ñöùng coù ñieåm ñaët taïi giöõa lôùp ñaát maø coïc ñi qua . Lôùp 1:coù beà daøy 6,2m Lôùp2 :coù beà daøy 7.7m Lôùp 3:coù beà daøy 12.1m nhöng phaàn coïc caém vaøo lôùp ñaát laø 5,5 m Khaû naêng chòu taûi cöïc haïn cuûa ñaát neàn: Qu = Qs + Qp - W = 58.108+ 13,08 – 2,349 = 68.839(T) Vaäy: söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc laø: Ta coù: > Qu= 68.839 (T) Vì khaû naêng chòu löïc cuûa coïc = min(Pvl, Pñn). Vaäy söùc chòu taûi cuûa coïc phaûi laáy theo söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn xung quanh coïc vaø baèng: 57,355(T). III. Xaùc ñònh soá löôïng coïc trong moùng vaø kích thöôùc ñaøi coïc: - Xeùt tröôøng hôïp boá trí caùc coïc ôû treân maët baèng theo daïng löôùi oâ vuoâng. - Choïn beà daøy ñaøi baèng 1m. 1. Xaùc ñònh soá löôïng coïc. Ta coù: n = . Vôùi: Vaäy ta choïn soá löôïng coïc laø: n = 4 coïc.(ñeå thuaän tieän cho vieäc tính toaùn) 2. Xaùc ñònh kích thöôùc ñaùy ñaøi : Ta coù: chon b = 1.7m b =1.7(m)=1700(mm). Kieåm tra kích thöôùc giöõa caùc coïc; ñoái vôùi coïc ñoùng eùp ta coù: 0,9(m)<1.1(m)<1,2(m). thoaõ ñieàu kieän. Khoaûng caùch töø meùp coïc haøng bieân ñeán meùp ñaøi laø (d/2 à d/3) cuï theå choïn =d/2=0.3/2=0.15(m) Vaäy dieän tích ñaùy ñaøi laø: F=1.7*1.7=2.89(m2). IV. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa caùc coïc: - Troïng tính toaùn taùc duïng xuoáng coïc thöù i laø: Vôùi: troïng löôïng ñaøi + troïng löôïng ñaát. Troïng löôïng ñaøi + troïng löôïng ñaát = 1.7*1.7*2,2*2= 12.716(T). beà daøy ñaøi)=7.6+ (9.4*1)=17(T). Coïc chòu taûi nguy hieåm nhaát laø 2 coïc naèm theo höôùng chòu moâment töùc laø coïc soá (3) vaø coïc soá (4),(hình veõ). Do ñoù: Heä soá nhoùm coïc: Vôùi: caïnh coïc d=0,3(m). Khoaûng caùch giöõa 2 tim coïc S=1,1m; vaø m=2, n=2. Ta coù: Do ñoù: taát caû caùc coïc ñeàu ñuû khaû naêng chòu taûi. Vì neân coïc khoâng bò nhoå. V.Kieåm tra söï oån ñònh cuûa neàn ñaát ôû döôùi caùc muõi coïc: Xem caùc coïc + ñaát neàn xung quanh caùc coïc + ñaøi coïc laø moät moùng khoái quy öôùc (MKQÖ). MKQÖ ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch veõ moät ñöôøng thaúng töø meùp ngoaøi cuûa coïc ngoaøi cuøng, hôïp vôùi maët thaân coïc moät goùc aûnh höôûng vôùi: ( Trong ñoù: ). 1) Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa MKQÖ: - Goùc ma saùt trung bình cuûa caùc goùc ma saùt cuûa caùc lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi xuoáng tôùi muõi coïc laø: Goùc môû: - Kích thöôùc moùng khoái quy öôùc: Vì caùc coïc boá trí theo daïng löôùi oâ vuoâng. bqö = lqö = 4,8(m). Dieän tích khoái moùng quy öôùc: Fqö = bqö . lqö = = 23,04(m2). 2) Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa neàn ñaát döôùi MKQÖ: Ñieàu kieän oån ñònh neàn: Tính: ). Vôùi: laø troïng löôïng rieâng töø ñaùy MKQÖ leân tôùi treân maët ñaát. laø troïng löôïng rieâng döôùiø ñaùy MKQÖ. Suyra: Tính: vaø . Vì Mx=0 neân eb=0. Do ñoù: . . Trong ñoù: Fqö = 23,04(m2). W = troïnglöôïng 4 coïc + troïng löôïng ñaát xung quanh coïc + troïng löôïng ñaøi. Vôùi: TL 4coïc = TL ñaøi = TL ñaát = TL ñaát treân MNN + TL ñaát döôùi MNN = = W = 9.828+ 474+7.225= 491(T). Fqö = bqö . lqö = (m2). Do ñoù: Caùc ñieàu kieän treân ñeàu thoaû, do ñoù neàn ñaát döôùi MKQÖ oån ñònh. 3. Kieåm tra söï xuyeân thuûng cuûa ñaøi coïc: - Ñieàu kieän ñaøi coïc khoâng bò xuyeân thuûng: Vôùi: (coïc naèm ngoaøi thaùp xuyeân). - Tính kích thöôùc ñaùy thaùp xuyeân: Ñaàu coïc ngaøm vaøo ñaøi 10(cm): h0 = 1 – 0,1 = 0,9(m). Caïnh ñaùy thaùp xuyeân: = 2.h0 + lcoät = 2.0,9 + 0,4 = 2,2(m). Theo phöông vuoâng goùc caïnh ñaùy thaùp xuyeân: = 2.h0 + bcoät = 2.0,9 + 0,4 = 2,2(m). Do = 2,2(m) > 1,1(m) (khoaûng caùch giöõa 2 coïc). Neân caïnh thaùp xuyeân phuû ra ngoaøi taát caû caùc ñaàu coïc. Vì vaäy ñaøi coïc khoâng bò coïc xuyeân thuûng. VI. Kieåm tra ñoä luùn cuûa neàn ñaát döôùi ñaùy MKQÖ: Aùp löïc gaây luùn: Chia neàn ñaát döôùi ñaùy MKQÖ ra thaønh caùc lôùp phaân toá coù beà daøy: hi = 0,2.bqö = 1(m),ta coù l/b=1, b=4,8 (b qu) Döïa vaøo thí nghieäm coá keát cuûa maãu 2-33 ñeå xaùc ñònh e: P(T/m2) 0 2,5 5 10 20 40 80 e 0,673 0,659 0,648 0,623 0,611 0,583 0,553 Ñeå tính luùn cho caùc lôùp ta aùp duïng coâng thöùc sau: lôùp phaân toá ñaàu tieân ñöôïc laáy ôû ñaùy moùng khoái quy öôùc caùch maët ñaát 19,4m (tính töø muõi coïc trôû xuoáng) Sau khi tính toaùn ta coù baûng tính luùn sau: Lôùp Ñieåm Z(m) K0 (m) 1 0 0 1 7.928 17.072 17.557 25,156 0.614 0,6 0,009 1 1 0,918 7.27 18.042 2 1 1 0.918 7.27 18.042 18.527 25.238 0,613 0,6 0,008 2 2 0.776 6.152 19.012 3 2 2 0.776 6.152 19.012 22.525 23.9 0.579 0.576 0.002 3 3 0.618 4.9 19.982 4 3 3 0.618 4.9 19.982 20.467 24.857 0.611 0.604 0.001 4 4 0.49 3.88 20.952 TONG 0.02 Ta coù: Vì: Vaäy: neàn ñaát ôû döôùi ñaùy MKQÖ oån ñònh. VII. Kieåm tra dieän tích coát theùp doïc trong quùa trình vaän chuyeån vaø caåu laép coïc: Do coïc daøi 18m neân raát khoù khaên trong quaù trình vaän chuyeån vaø caåu laép coïc, vì vaäy ta phaûi söû duïng coïc noái ñeå vaän chuyeån cho deã daøng , trong ñoù moãi ñoaïn coïc daøi 9m. Khi vaän chuyeån vaø khi treo giaù buùa ñeå ñoùng thì coïc seõ chòu löïc theo sô ñoà döôùi ñaây. Trong caùc sô ñoà naøy, muoán ñaûm baûo ñieàu kieän chòu löïc toát nhaát thì phaûi ñaët vò trí caùc moùc treo sao cho vò trí momen döông lôùn nhaát baèng trò soá momen aâm lôùn nhaát. Vì coïc daøi 18(m) naøy ñöôïc chia laøm 2 ñoaïn baèng nhau vaø baèng 9(m), do ñoù khi kieåm tra vaø tính toaùn coát theùp thì ta tính cho 1 coïc ñieån hình laø ñuû. 1) Quaù trình vaän chuyeån coïc: - Bieåu ñoà moâment khi vaän chuyeån coïc: Ñeå coù M- hoaëc M+ thì 2 moùc caåu caàn phaûi ñaët caùch ñaàu coïc 1 khoaûng: x=0,207.L = 0,207.9 = 1,863(m). Troïng löôïng cuûa 1m coïc: P1= = (0,3.0,3).1.2,5=0,225(T). Troïng löôïng cuûa coïc ñeå cho an toaøn (duøng ñeå tính toaùn): P=n.P1=1,4.0,225=0,315(T). (Vôùi: n=1,4 laø heä soá ñoäng trong quaù trình caåu coïc). Moâment sinh ra trong quaù trình vaän chuyeån coïc laø: ( choïn lôùp baûo veä a=0,025(m) h0= 0,3 – 0,025=0,275(m)). 2) Quaù trình döïng laép coïc: - Bieåu ñoà moâment khi döïng laép coïc:(hình veõ). Ñeå coù M-=M+ thì 2 moùc caåu caàn phaûi ñaët caùch ñaàu coïc 1 khoaûng: y=0,207.L = 0,294.9 = 1.863(m). Troïng löôïng cuûa 1m coïc: P1= = (0,3.0,3).1.2,5=0,225(T). Troïng löôïng cuûa coïc ñeå cho an toaøn (duøng ñeå tính toaùn): P=n.P1=1,4.0,225=0,315(T). Toâng momen taïi goái A Suy ra Vb = 1.08 Vaäy canh tay don nôi momen max la Vaäy momen max tai nhòp AB la: ( choïn lôùp baûo veä a=0,025(m) h0= 0,3 – 0,025=0,275(m)). Nhaän xeùt: ta thaáy raèng trong 2 quaù trình vaän chuyeån vaø döïng laép coïc thì dieän tích coát theùp ñeàu nhoû hôn so vôùi dieän tích coát theùp trong coïc ñuùc saün choïn ban ñaàu (4 Æ18Fa = 10,174(cm2). Vaäy löôïng coát theùp choïn ban ñaàu trong coïc ñuùc saün thoõa maõn caû 2 ñieàu kieän khi vaän chuyeån vaø döïng laép coïc. 3) Tính theùp laøm moùc caåu: Troïng löôïng baûn thaân cuûa toaøn coïc khi ñöùng yeân: P1= = (0,3.0,3).9.2,5=2,025(T). - Troïng löôïng baûn thaân cuûa toaøn coïc thieân veà an toaøn (duøng ñeå tính toaùn): P=n. = (Vôùi: n=1,4 laø heä soá ñoäng trong quaù trình caåu coïc). Ta coù: Choïn theùp laøm moùc caåu laø: Æ 12. 4) Tính chieàu daøi coát theùp neo trong coïc: Ta coù: . lneo=0,39(m)=390 (mm) VIII. Tính toaùn boá trí coát theùp trong ñaøi coïc: 1) Tính toaùn boá trí coát theùp theo phöông ngang: Xeùt maët ngaøm I-I ta coù: Momen töông öùng vôùi maët ngaøm I-I: MI-I = P3.r3 + P4.r4 ( choïn momen lôùn nhaát töông öùng vôùi P3 = P4 = Pmax) Maø: P3 = P4 = Pmax =34,9(T), vaø: r3= r4=0,55 - MI-I = 2. Dieän tích coát theùp : = = Choïn Æ 14 Soá caây = (caây). choïn 8 caây böôùc a= Vaäy choïn 8 Æ14 vôùi a =210(mm) 2) Tính toaùn boá trí coát theùp theo phöông ñöùng: Xeùt maët ngaøm II-II ta coù: Momen töông öùng vôùi maët ngaøm II-II:( Momen maët ngaøm treân baèng momen maët ngaøm döôùi) MII-II = P1.r1 + P3.r3 Maø: P1 = Pmin = 19.45(T). P3 = Pmax = 34.9(T). Vaø: r1= r3=0,55 - MII-II = Dieän tích coát theùp : = = Choïn Æ14 Soá caây = (caây). choïn 10 caây böôùc a= Vaäy choïn 10 Æ14 vôùi a=170(mm) Tính toaùn boá trí coát theùp ñai cho coïc: Hai ñaàu coïc laáy vaøo 1m boá trí coát ñai Ñoaïn coøn laïi naèm giuõa coïc boá trí coát ñai theo caáu taïo Gia coá taêng cöông cho ñaàu coïc Boå sung ñaàu coïc duøng löôùi 1 ñoaïn = d = 300 mm Muõi coïc : Theùp muõi coïc chon Noái hai ñoaïn coïc : Chuùng ta duøng hoäp noái coïc ñöôïc theå hieân nhu hình veõ, hoäp noái coïc daøy 20mm nhö hình veõ. Lieân keát giuõa ñaàu coïc vôùi Ñaøi : Döôùi Ñaøi laø lôùp beâ toâng loùt 10cm Vaø 1 lôùp ñeäm caùt ñaøy 10cm Theùp raâu lieân keát vôùi ñai co l = 30 = 18x30 540 mm Boá trí löôùi theùp choáng nöùt cho ñaøi : Do beà daøy Ñaøi la 1 m neân ta boá trí theâm löôùi choáng nöùt vì beâ toâng ñaøi coù theå bò co ngoùt gaây ra nöùt, löôùi bao phuø lôùp beân ngoai vôùi IX. Nhaän xeùt vaø choïn phöông aùn: Qua 2 phöông aùn thieát keá moùng baêng vaø moùng coïc ñaøi thaáp ñoái vôùi hoà sô ñòa chaát ñaõ cho thì ta thaáy phöông aùn moùng coïc ñaøi thaáp khaû thi hôn vì: - Moùng coïc thi coâng deã daøng. - Moùng coïc coù theå ñoùng xuyeân qua caùc lôùp ñaát yeáu ñeå ñeán ñöôïc lôùp ñaát toát nhaát. Trong khi ñoù moùng baêng thì thöôøng ñaët leân lôùp ñaát yeáu, neáu tính luùn khoâng thoûa thì ta phaûi taêng chieàu saâu ñaët moùng hoaëc taêng beà roäng cuûa moùng vieäc naøy gaây khoù khaên trong thi coâng vaø toán keùm veà kinh teá, taêng giaù thaønh trong coâng trình. - Ñoä luùn cuûa moùng coïc ñaøi thaáp thì nhoû hôn nhieàu so vôùi thöôøng hôïp ta laøm moùng baêng. - Vì ñoä luùn cuûa moùng coïc ñaøi thaáp nhoû cho neân coâng trình nhanh choùng taét luùn vaø coâng trình ñöôïc ñöa vaøo söû duïng ngay. - Ñoái vôùi moùng coïc ñaøi thaáp thì tröôùc khi thi coâng neàn moùng coâng trình thì khoâng caàn gia taûi tröôùc. Qua caùc nhaän xeùt treân thì ta quyeát ñònh choïn moùng coïc ñaøi thaáp Bình Döông ngaøy 28 thaùng 12 naêm 2009