Luận văn Móng cọc khoan dẫn bóng trung tâm truyền hình Việt Nam

tốn: )/(5645.128161* 18 11 3 1 mT n n i i tc     TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -252- LỚP :98 XD3 Độ lệch quân phương:   035.0021.0* 118 1. 1 1 1 2        n i in   Sai số: %2.2022.0 5645.1 035.0      * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 18-1 = 17 => a = 0.95 => ta = 1.74 ttI = tc  )/(014.05645.1 18 035.0*74.15645.1 . 3mT n t   * Khi tính nền theo TTGH II: Ứng với n = 18-1 = 17 => a = 0.85 => ta = 1.07  ttII = tc  )/(009.05645.1 18 035.0*07.15645.1 . 3mT n t   1.2. Xác định các chỉ tiêu c, j Ở đây cĩ 3 hố khoan, cĩ 3 lớp đất. Lớp đất thứ 2 cĩ tất cả 18 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy cĩ tất cả 18 *3 trị số thí nghiệm ,thực hiện các tính tốn phụ: n pi ti ctc tgjtc pi2 ti * pi (pi*tgjtc+ ctc-ti)2 1 1.0 0.759 0.487 0.272 1 0.759 0 2 2.0 1.031 0.487 0.272 4 2.062 0 3 3.0 1.303 0.487 0.272 9 3.909 0 4 1.0 0.748 0.551 0.292 1 0.748 9E-3 5 2.0 1.028 0.551 0.292 4 2.056 0.011449 6 3.0 1.305 0.551 0.292 9 3.915 0.014884 7 1.0 0.745 0.476 0.268 1 0.745 1E-6 8 2.0 1.014 0.476 0.268 4 2.028 4E-6 9 3.0 1.283 0.476 0.268 9 3.849 9E-6 10 1.0 0.725 0.428 0.256 1 0.725 0.001681 11 2.0 1.005 0.428 0.256 4 2.010 0.004225 12 3.0 1.263 0.428 0.256 9 3.789 0.004489 13 1.0 0.662 0.413 0.249 1 0.662 0 14 2.0 0.911 0.413 0.249 4 1.822 0 15 3.0 1.160 0.413 0.249 9 3.480 0 16 1.0 0.715 0.512 0.268 1 0.715 0.004225 17 2.0 1.010 0.512 0.268 4 2.020 0.001444 18 3.0 1.165 0.512 0.268 9 3.495 0.022801 19 1.0 0.770 0.499 0.271 1 0.770 0 20 2.0 1.041 0.499 0.271 4 2.082 0 21 3.0 1.312 0.499 0.271 9 3.936 0 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -253- LỚP :98 XD3 22 1.0 0.710 0.446 0.264 1 0.710 0 23 2.0 0.974 0.446 0.264 4 1.948 0 24 3.0 1.238 0.446 0.264 9 3.714 0 25 1.0 0.874 0.578 0.296 1 0.874 0 26 2.0 1.170 0.578 0.296 4 2.340 0 27 3.0 1.466 0.578 0.296 9 4.398 0 28 1.0 0.798 0.523 0.275 1 0.798 0 29 2.0 1.073 0.523 0.275 4 2.146 0 30 3.0 1.348 0.523 0.275 9 4.044 0 31 1.0 0.729 0.470 0.259 1 0.729 0 32 2.0 0.988 0.470 0.259 4 1.976 0 33 3.0 1.247 0.470 0.259 9 3.741 0 34 1.0 0.829 0.542 0.287 1 0.829 0 35 2.0 1.116 0.542 0.287 4 2.232 0 36 3.0 1.403 0.542 0.287 9 4.209 0 37 1.0 0.819 0.526 0.293 1 0.819 0 38 2.0 1.112 0.526 0.293 4 2.224 0 39 3.0 1.405 0.526 0.293 9 4.215 0 40 1.0 0.707 0.449 0.258 1 0.707 0.0025 41 2.0 0.965 0.449 0.258 4 1.930 0.0025 42 3.0 1.223 0.449 0.258 9 3.669 0.0025 43 1.0 0.901 0.600 0.301 1 0.901 0 44 2.0 1.202 0.600 0.301 4 2.404 0 45 3.0 1.503 0.600 0.301 9 4.509 0 46 1.0 0.729 0.468 0.261 1 0.729 0 47 2.0 0.990 0.468 0.261 4 1.980 0 48 3.0 1.251 0.468 0.261 9 3.753 0 49 1.0 0.849 0.569 0.280 1 0.849 0 50 2.0 1.129 0.569 0.280 4 2.258 0 51 3.0 1.409 0.569 0.280 9 4.227 0 52 1.0 0.831 0.555 0.276 1 0.831 0 53 2.0 1.107 0.555 0.276 4 2.214 0 54 3.0 1.383 0.555 0.276 9 4.149 0 S 108 57.598 252 124.6 0.081712 * Giá trị tiêu chuẩn của c, j: TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -254- LỚP :98 XD3 )/(014.0*05.1544.0* 2cmkGtcc C tctt II   )/(015.0544.0 2cmkGc ttII  0066.0*05.12611.0*    tg tctt II ttgtg '15140ttII  = 54* 218 1 18 1 2           i i ii pp =54 *252-108 2=1944 (kG/cm2) )/(544.0)6.124*108252*6.57(* 1944 1 **.1 2 54 1 54 1 54 1 54 1 2 cmkG pppc i i i i iiiii tc                    2611.0)108*6.576.124*54( 1944 1**54*1 54 1 54 1 54 1               i i i iiii tc pptg   tc = 14.630 = 140 37’ * Giá trị tính tốn của c, j:   039.0081712.0* 254 1** 2 1 1 2        n i i tctc i ctgpn  (kG/cm 2) 0066.0 1944 54*039.0*    n tg   (kG/cm2) 014.0252* 1944 1*039.0*1* 1 2      n i ic p (kG/cm 2) * Khi tính nền theo TTGH I: Lấy a = 0.95 ; n-2 = 54-2 = 52 => ta = 1.675 * Khi tính nền theo TTGH II: Lấy a = 0.85 ; n-2 = 54-2 = 54 => ta = 1.05 3. Lớp đất thứ ba: 3.1. Xác định dung trọng g 3.1.1. Đối với dung trọng tự nhiên: * Dung trọng tiêu chuẩn: N gi g g-gi (g-gi)2 1 1.970 1.954 -0.016 0.000256 )/(014.0*675.1544.0* 2cmkGtcc c tctt I   )/(023.0544.0 2cmkGcttI  0066.0*675.12611.0*    tg tctt I ttgtg '02140ttI )/(954.1725.11* 6 11 36 1 mT n i i tc     TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -255- LỚP :98 XD3 2 1.969 1.954 -0.015 0.000225 3 1.938 1.954 0.016 0.000256 4 1.968 1.954 -0.014 0.000196 5 1.941 1.954 0.013 0.000169 6 1.939 1.954 0.015 0.000225 S 11.725 11.725 0.001 0.001327 * Dung trọng tính tốn: Độ lệch quân phương:   016.00013.0* 16 1* 1 1 6 1 2       i in   Sai số: %8.0008.0 954.1 016.0      * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 6-1 = 5 => a=0 .95 =>ta = 2.01 ttI = tc  )/(013.0954.1 6 016.0*01.2954.1 . 3mT n t   * Khi tính nền theo TTGH II : Ứng với n = 6-1 = 5 => a = 0.85 =>ta = 1.16 ttII = tc  )/(008.0954.1 6 016.0*16.1954.1 . 3mT n t   1.1.2. Đối với dung trọng ở trạng thái khơ: * Dung trọng tiêu chuẩn: N gi g g-gi (g-gi)2 1 1.589 1.564 -0.025 0.000625 2 1.594 1.564 -0.030 0.0009 3 1.559 1.564 0.005 0.000025 4 1.581 1.564 -0.017 0.000289 5 1.533 1.564 0.031 0.000961 6 1.527 1.564 0.037 0.001369 S 9.383 9.383 0.001 0.004169 * Dung trọng tính tốn: Độ lệch quân phương:   029.00042.0* 16 1. 1 1 1 2        n i in   Sai số: )/(564..19383* 6 11 3 1 mT n n i i tc     TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -256- LỚP :98 XD3 %8.1018.0 564.1 029.0      * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 6-1 = 5 => a = 0.95 => ta = 2.01 ttI = tc  )/(024.0564.1 6 029.0*01.2564.1 . 3mT n t   * Khi tính nền theo TTGH II: Ứng với n = 6-1 = 5 => a = 0.85 => ta = 1.16  ttII = tc  )/(014.0564.1 6 029.0*16.1564.1 . 3mT n t   1.2. Xác định các chỉ tiêu c, j Ở đây cĩ 3 hố khoan, cĩ 3 lớp đất. Lớp đất thứ 3 cĩ tất cả 6 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy cĩ tất cả 6 *3 trị số thí nghiệm ,thực hiện các tính tốn phụ: n pi ti ctc tgjtc pi2 ti * pi (pi*tgjtc+ ctc-ti)2 1 1.0 0.588 0.027 0.562 1 0.588 1E-0.6 2 2.0 1.149 0.027 0.562 4 2.298 4E-06 3 3.0 1.710 0.027 0.562 9 5.130 9E-06 4 1.0 0.590 0.031 0.579 1 0.590 4E-04 5 2.0 1.155 0.031 0.579 4 2.310 0.001156 6 3.0 1.730 0.031 0.579 9 5.190 0.001444 7 1.0 0.562 0.025 0.537 1 0.562 0 8 2.0 1.099 0.025 0.537 4 2.198 0 9 3.0 1.636 0.025 0.537 9 4.908 0 10 1.0 0.599 0.030 0.569 1 0.599 0 11 2.0 1.168 0.030 0.569 4 2.336 0 12 3.0 1.737 0.030 0.569 9 5.211 0 13 1.0 0.557 0.024 0.534 1 0.557 1E-06 14 2.0 1.090 0.024 0.534 4 2.180 4E-06 15 3.0 1.623 0.024 0.534 9 4.869 9E-06 16 1.0 0.546 0.022 0.524 1 0.546 0 17 2.0 1.070 0.022 0.524 4 2.140 0 18 3.0 1.594 0.022 0.524 9 4.782 0 S 36 20.203 84 46.994 0.00303 * Giá trị tiêu chuẩn của c, j:  = 18* 218 1 18 1 2           i i ii pp =18 *84-36 2=216 (kG/cm2) TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -257- LỚP :98 XD3 )/(009.0*07.1023.0* 2cmkGtcc C tctt II   )/(01.0023.0 2cmkGc ttII  004.0*07.15495.0*    tg tctt II ttgtg '36280ttII )/(023.0)47*3684*203.20(* 216 1 **.1 2 18 1 18 1 18 1 18 1 2 cmkG pppc i i i i iiiii tc                    5495.0)36*203.2047*18( 216 1**18*1 18 1 18 1 18 1               i i i iiii tc pptg   tc = 28.780 = 280 47’ * Giá trị tính tốn của c, j:   014.000303.0* 218 1** 2 1 1 2        n i i tctc i ctgpn  (kG/cm 2) 004.0 216 18*014.0*    n tg   (kG/cm2) 009.084* 216 1*014.0*1* 1 2      n i ic p (kG/cm 2) * Khi tính nền theo TTGH I: Lấy a = 0.95 ; n-2 = 18-2 = 16 => ta = 1.75 * Khi tính nền theo TTGH II: Lấy a = 0.85 ; n-2 = 18-2 = 16 => ta = 1.07 BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Lớp đất Trị tiêu chuẩn Trị tính tốn (T/m3) (kG/cm2) (Độ) TTGH I TTGH II gtc ctc jtc gttI cttI jttI gttII cttII jttII Lớp 1: Đất sét 1.889 0.13 10°18' 1.873 0.096 8°31' 1.880 0.11 9°13' Lớp 2: đất sét lẫn bột 1.953 0.544 14°37' 1.944 0.521 14°2' 1.947 0.529 14°15' Lớp 3: Cát mịn lẫn bột và ít sét 1.954 0.023 28°47' 1.941 0.007 28°28' 1.946 0.013 28°36' )/(009.0*75.1023.0* 2cmkGtcc c tctt I   )/(016.0023.0 2cmkGc ttI  004.0*75.15495.0*    tg tctt I ttgtg '28280ttI TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -258- LỚP :98 XD3 II.2.2.Xác định các chỉ tiêu khác ngồi c, j, g Như đã nĩi ở trên phần tĩm tắt lý thuyết các chỉ tiêu khác ngồi c, j, g thì trị số tính tốn được lấy theo phương pháp trung bình số học. Dưới đây là bảng kết quả của những chỉ tiêu đĩ. BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KHÁC NGỒI c, j, g Lớp đất Dung trọng đẩy nổi g' (T/m³) Hệ Số Rỗng e Độ Ẩm W(%) Giới Hạn Chảy Dẻo Độ Sệt B Hệ Số Nén a1-2 (cm²/kG) Modul biến dạng Eo (kG/cm2) WL WP PI Lớp 1: : Đất sét - 0.834 28.92 36.18 16.54 19.64 0..63 0.048 80,36 Lớp 2: đất sét lẫn bột 0.984 0.722 24.84 36.97 18.25 18.75 0.35 0.033 138,12 Lớp 3:Cát mịn lẫn bột và ít sét 0.978 0.701 24.98 Khơng dẻo 0.03 178,11 * KẾT LUẬN: Nền đất ở đây từ độ sâu 20m cĩ lớp đất số 3 là lớp đất cát vừa đến mịn lẫn bột và ít sỏi sạn, trạng thái chặt vừa. Lớp đất này rất thích hợp để chịu mũi cọc cho các loại cọc bê tơng. Dựa vào các đặt tính cơ lý của đất và theo yêu cầu của đồ án thì em chọn bốn phương án mĩng để thiết kế như sau: PHƯƠNG ÁN I : MĨNG CỌC ĐĨNG BTCT PHƯƠNG ÁN II : MĨNG CỌC KHOAN DẪN ĐĨNG BTCT PHƯƠNG ÁN III : MĨNG CỌC KHOAN NHỒI PHƯƠNG ÁN IV : MĨNG CỌC BARÉT TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -259- LỚP :98 XD3 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ MĨNG PHƯƠNG ÁN I :MĨNG CỌC ĐĨNG BTCT -  - I.CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC : - Căn cứ vào tru địa chất và chiều sâu của lớp đất, ta chọn lớp đất thứ 2 để đặt đài cọc , chiều sâu chơn mĩng so với mặt đất tự nhiên là h=2 m . II . CHỌN LOẠI VẬT LIỆU CHO CỌC : -Sử dụng cọc bê tơng cốt thép 35x35cm . + Bê tơng mác 300 : Rn = 130 kG/cm2; Rk = 10 kG/cm2. +Sử dụng thép AIII R’a = 3600 kG/cm2. AII Ra = 2800 kG/cm2. Ưu điểm: - Kiểm sốt được chất lượng cọc. - Phát huy được sức kháng bên và sức kháng mũi. - Độ tin cậy cao - Giá thành hạ.  Nhược điểm: - Gây ra ảnh hưởng chấn động đến các cơng trình hiện hữu xung quanh. - Gây tiếng ồn ảnh hưởng đến sinh hoạt. - Khơng thể xuyên qua các tầng sét cứng, cát chặt, đặc biệt la khi các tầng này nằm dưới sâu, do vậy chiều dài thường hạn chế. - Đĩng bằng búa thuỷ lực. III. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC : Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đât nền . - Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đát nền , theo TCXD 205 – 1998 . Qa = tc tc k Q Trong đĩ : ktc là hệ số độ tin cậy được lấy như sau : ktc =1.4 Qtc = isifippr lfmuAqmm ( ) - qp : cường độ tính tốn chịu tải của đất ở mũi cọc . - fsi : cường độ tính tốn của lớp thứ i theo mặt xung quanh cọc . - m : hệ số của cọc làm việc trong đất , lấy m = 1 - mr ,mfi : các hệ số làm việc của đất lần lượt ở mũi cọc và ở mặt bên cọc cĩ kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc ,đến sức chống tính tốn của đất - li : chiều dày của lớp thứ i tiếp xúc với cọc . - Ap , u tiết diện và chu vi cọc . Ta cĩ : mR = 1 mfi = 1 qp =348.2 T/m2 u = 4x0.35 = 1.4m Ap= 0.35x0.35 =0.1225 m2 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -260- LỚP :98 XD3 Để tính fs ,ta chia đất thành từng lớp với chiều dày li như hình vẽ . Tra bảng ta cĩ các giá trị sau: 4, 5m 0, 5m 2m 16 m 2m Z9 =1 8m Z1 0= 20 m Z1 1= 22 m Z1 2= 23 .8 5m Z8 =1 6m 25 m 2m 2m 1. 7m 2m Cát mịn lẫn bột, ít sét, trạng thái chặt vừa. B = 0. = 1,954(T/m3) = 28 47' 1. 7m 25 m  o  2m 2m - 24.700 - 2.000 Z7 =1 4m Z2 =4 m Z1 =2 .5 m Z3 =6 m Z4 =8 m Z5 =1 0m Z6 =1 2m 2m 1m 2m 2m 2m 2m 2m 2m Đất sét lẫn bột , trạng thái dẻo cứng. B = 0,35. = 1,953(T/m3) = 14 37'   o 2m 2m 2m Đất sét, trạng thái dẻo mềm. B = 0,63. = 1,889(T/m3) = 10 18'o  Mặt đất tính toán 0.000 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -261- LỚP :98 XD3 →mRqPAP =1*348.2*0.1225=42.65 T →u∑mf fsi li=1.4*1*99.41=139.2 T ⇛Qtc = isifippr lfmuAqmm ( ) =181.8 T. Vậy : Q a= Tk Q tc tc 9.129 4.1 8.181  III.1. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 6. Tính sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền, theo TCXD 205-1998 - Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qu = Qp + Qs =qpAp+Asfs - 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, u = 4x0.35 = 1.4m L : Chiều dài cọc ngồi đài, chọn L = 22.7.m . - 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. Lớp đất zi (m) li fi (T/m2) fili (T/m2) 2 2.5 1 1.03 1.03 4 2 1.39 2.78 3 6 2 3.65 7.3 8 2 3.85 7.7 10 2 5.55 11.1 12 2 5.11 10.22 14 2 4.67 9.34 16 2 4.53 9.06 18 2 4.69 9.38 20 2 4.85 9.7 4 22 2 5.8 11.6 23.85 1.7 5.985 10.2 Tổng cộng: 99.41 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -262- LỚP :98 XD3 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 . - 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 =28o28’  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= 0.941 T/m3, dp =0.35m , c = 0.007 T/m2 - Ưng suất thẳng đứng hữu hiệu do trọng lượng bản thân đất nền : vp=  ii h =1.8733.5+0.873x1+0.94416+0.9413.7 = 26.0142 T/m2 Vậy sức kháng ở mũi cọc là: qp =0.9410.815.7+26.014217.808+0.00731.612= 475,3 T/m2 Ap= 0.35x0.35 =0.1225 m2 ppp AqQ  = 475,3  0,1225 = 58,22 T 3. Tính ma sát bên tác dụng lên cọc ( Qs ) Qs =Asfs - Ở đây cọc nằm trong 3 lớp Lớp 2: cĩ ca = c =0.096 T/m2 , = 8o31’ ,  = 1.873 T/m3 h’ = ks.v’ = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin8o31’ = 0.852   ii zz  .' =1.8733+0.873x4.5= 9,5 T/m2 Nên h’ = 0.8529,5 = 8.09 T/m2  1sf ca + h ’ tga = 0,096+8.09tg8o31’ = 1.3 T/m2 Lớp 3: cĩ ca = c =0.521 T/m2 , =14o 2’ ,  = 0.944 T/m3 h’ = ks.v’ = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin1402’ = 0.757   ii zz  .' =1.8733+0.873x4.5+0.94413 = 21.77 T/m2 Nên h’ = 0.75721.77 = 16,48 T/m2  2sf ca + h ’ tga = 0.521+16,48tg1402’ = 4,64 T/m2 Lớp 4: cĩ TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -263- LỚP :98 XD3 ca = c = 0.007 T/m2 ,  = 28028’ ,  = 0.941 T/m3 h’ = ks.v’ = ks.(’.z) ks =1-sin = 1-sin28028’ = 0.523   ii zz  .' =1.8733+0.873x4.5+0.94413+ 0.94122,85 = 43,32 T/m2 Nên h’ = 0,52343,32 = 22,65 T/m2 3sf ca + h ’ tga = 0.007+22,65tg28028’ = 12,29 T/m2 Vậy với chiều dài cọc ngồi đài 22,7 m ta cĩ : Qs2= 2sf As2=1.3  1.4 3 = 5,46 T Qs3= 3sf As3= 4.64  1.4 16 = 96,51T Qs4= 4sf As4= 12,29  1.4 3,7 = 63,66T Qs = 2 66,63 2 51,96 2 46,5  = 2,73 + 48,25 + 31,83= 82,81 T Qp= 3 22,58 =19,40T Vậy tổng sức chịu tải cho phép của cọc là: Qa =19,40 +82,81 = 102,216 T Chọn sức chịu tải thiết kế của cọc là :Qa=min{Qa,Qa’}=102,216T IV . THIẾT KẾ MĨNG KHUNG TRỤC 3 - A : IV . 1 TÍNH MĨNG 3 - A :( M1) - Tải truyền xuống mĩng : IV . 1.1 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc là 3d = 3x 0.35=1.05 m - Ứng suất trung bình dưới đế đài : 71.92 )35.0*3( 216,102 )3( 22  d Pc th T/m 2 ( với Pc= Qa=102,216T) -Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài : tb=2 T/m3 -Diện tích đài cọc được xác định sơ bộ như sau : ).(02,4 2271.92 43.357 2m h NF tbtb      đ -Trọng lượng đài và đất phủ lên đài được xác định như sau : Qđ = n.Fd.tb.hm = 1.1*4,02*2*2 = 17,73T IV . 1.2 Xác định số lượng cọc . )(77,4 216,102 73.1743.3573,1. P cọc c Nnc  - Chọn n = 5 cọc ( vì mĩng lệch tâm khá lớn ) -Kích thước mĩng được chọn là : 2x3 m (Fd=6 m2) Chân cột trục A B C D Ntt (T) 357,43 569,96 573,4 368,44 Mtt (Tm) 18.11 31.31 31.46 15.31 Qtt (T) 7.68 11.23 11.40 5.69 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -264- LỚP :98 XD3 -Bố trí đài và cọc như hình vẽ: IV . 1.3 Cấu tạo và tình tốn đài cọc : - Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài h1= 15 cm - Chiều cao tối thiểu của đài :hd= ac+h1+h2 = 50 + 15 +20 = 85 cm Với chiều cao đài giả định là hđ = 1. m ,thì đầu cọc nằm ở phạm vi hình tháp chọc thủng nên khơng cần kỉêm tra điều kiện chọc thủng .(Xem hình vẽ ) - Lực dọc tính tốn xác định : ∑ Ntt = 357.43+26.4=383.83 T - Khoảng cách giữa các cọc : a = 3d = 3*0,35 = 1,05 (m). Chọn lại khoảng cách giữa các cọc như hình vẽ . - Chiều cao đài: h = 1,0 (m).  Kiểm tra lại kích thước đài cọc : - Diện tích thực đài cọc: ).(632 2mLBF  đđ*đ - Tải trọng thực tác dụng lên đài: ).(4,262261,1* ThFnN tb  đ *tt - Tải trọng tính tốn được tính lại: ).(83.3834.2642.357* TNNN tttto tt - Kiểm tra lại điều kiện: )(216,102)(76.76 5 83.383 TQT n N c tt  chophép Vậy kích thước mĩng đã tính tốn là hợp lý. IV.1.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên một đầu cọc. - Tính tốn mĩng khối qui ước tới đáy đài: ).(.... ThLBnW tbmdddqu  Với gtb = 2 T/m3 - Thể tích đài cọc: ).(60,132 3mHLB  đđđ - Thể tích đất phía trên đài cọc. ).(6)0,12(32 3mhLB  đđ 213 00 20 00 30 0 70 0 3000 4 5 3 70 0 40 0 500 A 1200300 1200 300 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -265- LỚP :98 XD3 - Trọng lượng của đài cọc và đất đắp trên đài. ).(9.28)880,165,26(1,1 TWqư đ - Tải trọng truyền xuống đáy đài. ).(3,3869.2842.357 TWNN ttott  đqư ).(47,33268,711,18 TmhQMM mttottott  - Tải trọng tác dụng bình quân lên đầu cọc. ).(26.77 5 3.386 T n N p c tt tb   - Tải trọng tác dụng lên đầu cọc biên. ).( 1 2 max max min T x xM pp n i i tt y tb tt     Xmax = 1.2 (m).   ).(76.5)2,1(2)2.1(2 222 mxi Vậy : ).(97.626,77 76.5 2,147,3326.77max min Tptt  Pmax = 84,23 (T). Pmin = 70.29 (T). - Trọng lượng tính tốn của cọc. ).(65,75,27,2235,035,01,1 TLddnp cC   * Kiểm tra điều kiện lực tác dụng lớn nhất truyền xuống dãy cọc biên. Pmax +Pc = 84.23 + 7.65 = 91,87(T). Pmax +Pc = 91,87(T) < Qc = 105,59 (T). Vậy cọc đủ khả năng chịu tải. * Kiểm tra điều kiện lực tác dụng nhỏ nhất truyền xuống dãy cọc biên. (kiểm tra điều kiện chống nhổ ). Pttmin = 70.29(T) > 0 => khơng cần kiểm tra cọc chịu nhổ. IV.1.5 Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền dưới mũi cọc (ứng suất dưới đáy mũi cọc) IV.1.5.1 Xác định kích thước mĩng khối qui ước. - Xác định gĩc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua.    i ii tb h h  o tb 80,157.3163 7.336.281615,14313.9     gĩc truyền lực: '953 4 80,15 4 0 0  tb   - Chiều rộng mĩng khối qui ước: 4 .2 tbm tgDBB   đ với: Bđ = 2(m): chiều rộng đài cọc. D = 0,35(m). Lc = 22.7(m): chiều dài cọc. TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -266- LỚP :98 XD3 do đĩ: Bm = 2– 0,35 + 2 . 22.7 . tg(3,95o) = 5.3(m). Bm = 5,3(m). - Chiều dài mĩng khối qui ước: 4 .2 tbm tgDLL   đ với Lđ = 3(m): chiều dài đài cọc. do đĩ: Lm = 3 – 0,35 + 2 . 22.7 . tg(3,95o) = 6.3(m). Lm = 6.3(m). - Chiều cao mĩng khối qui ước: Hm = Lc + hm = 22.7 + 2 = 24.7 (m). - Trọng lượng mĩng khối qui ước trong phạm vi từ đáy đài cọc trở lên. ).(... ThLmBW tbmmmqu  ).(56.133223.63.5 TW mqu  - Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc: cọc (35x35)cm, dài 22.7(m). Ntcc =1.1.nc Lc . Fc . g =1,1*5* 22.7 *0,35 *0,35* 2,5 = 38.23(T). - Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến mực nước ngầm . 1,880x2x5.3x6,3 =125,5 T - Trọng lượng đất từ mực nước ngầm trở xuống đến đáy mĩng khối qui ước. (0.880*1+0.947*16+0.946*3.7)*5,3*6,3=652,2(T) - Trọng lượng mĩng khối qui ước: ).(5,9492,6525,12523,3856,133 TN tcqu  - Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối mĩng qui ước. ).(13075,94943,357 TNNN tcqu tc o tc  - Mơmen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối mĩng qui ước. ).(2.223)27.22(68,747,33 TmhQMM tcotcotc  m - Độ lệch tâm: ).(17,0 1307 2.223 m N Me tc tc  - Ap lực tiêu chuẩn tại đáy khối mĩng qui ước:                 3.6 17,061 39.33 1307.61max min mmm tc tc L e BL N  )./(48,45 2max mTtc  )./(80,32 2min mTtc  )/(14,39 2mTtctbx  IV.1.5.2 Xác định cường độ tính tốn của đất ở đáy mĩng khối qui ước : Cường độ tính tốn của đất dưới mũi cọc : Cơng thức : )./)(..3...1,1...1,1( 2'21 mTCDHBBA k mmR IIIImIIm tc m     trong đĩ : ktc = 1: hệ số độ tin cậy ( lấy ktc = 1 vì các chỉ số cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất ). m1 , m2: hệ số điều kiện làm việc của đất nềnvàdạng kết cấu cơng trình TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -267- LỚP :98 XD3 tác động qua lại với nền đất . m1 = 1,2: ( đất cát vừa và mịn ) m2 = 1,3: (đất các vừa và mịn , L /H < 1,5 ) g II = 1,946( T/m3): trọng lượng riêng của lớp đất nằm dưới mũi cọc, lấy với ɣđn =0,946 ( T/m3) Hm= 22,7 m CII = 0,013 (T/m2): lực dính của lớp đất dưới mũi cọc g' II: trọng lượng riêng trung bình của lớp đất nằm dưới mũi cọc. )./( 31' mT l l i n i ii II        )./(07,1 7.31612 946.07.3947.016880.01880.12 3' mTII    . jII = 28o47’, tra bảng 3.2 / 27 sách HDĐA N&M (Tg.Nguyễn Văn Quảng- NXB XÂY DỰNG ) nội suy ta cĩ: A = 1,018 ; B = 4,891 ; D = 7,522 Vậy ta cĩ : )./(4,212 )013,0522,7307,17.22891.41,1946,09,4018,11,1( 1 3,12,1 2mTR R m m     Suy ra: 1,2.Rm = 1,2*212,4= 254,9 (T/m2). Thoả mãn điều kiện: mtc RmT 2,1)/(48,45 2max  mtc RmT  )/(80,32 2min  Kết luận: Vậy ta cĩ thể sử dụng cơng thức tính tốn được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính . IV.1.6 KIỂM TRA ĐỘ LÚN. - Theo qui phạm Việt Nam , độ lún của mĩng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc ( tức là dưới mĩng khối qui ước ). - Theo TCVN 45 – 78 giới hạn chịu lún ở độ sâu tại đĩ cĩ : btglz   2,0 - Dùng phương pháp cộng lún từng lớp ithi a ii hE SSS  ; -Tính lún dưới đáy mĩng khối qui ước : Lm=6.3m ;Bm=5.3m . -Ap lực bản thân tại mũi cọc : )/(05.277.3946.016947.01880.04880,1).( 2mThiibt   -Ap lực gây lún tại tâm diện tích đáy mĩng khối qui ước : )/(09,1205,2714.39 2mTP bttctbo   - tại giữa mỗi lớp đất ,ta xác định các trị số : + ).( iibt h  :Ap lực bản thân + ooglz pk  : Ap lực gây lún . Trịsố ko (tra bảng 3-7 trang 33 sách HDNM –Nguyễn Văn Quảng )ứng với 2z/b và tỷ số : 18.1 3.5 3.6  B L TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -268- LỚP :98 XD3 (z tính từ đáy mĩng khối qui ước ) -Chia nền đất dưới mũi cọc thành từng lớp cĩ chiều dày : ,325,1 4 3.5 4  mi Bh lấy hi=1 m - chia nền thành các lớp dày 1m lập bảng như sau : *Tại độ sâu z= 8m dưới đáy mĩng khối quy ước cĩ : )/(16.6726,322,02,0)/(92,4 22 mTxxmT btglz   *Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp : -Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong sử lý địa chất: E=1781 T/m2 =0.8 - Độ lún được tính bởi cơng thức cmh E S i tb i a 21) 2 92,435,618,818,1070,11 2 09,12( 1781 8.0    Như vậy : S =2 cm < [ Sgh ] = 8cm. thoả yêu cầu về biến dạng. STT Độ sâu (m) 2z/b ko gl (T/m2) bt (T/m2) 0 0 0 1 12,09 27.05 1 1 0.377 0.968 11,70 27.996 2 2 0.755 0.842 10,179 28.942 3 3 1.132 0.677 8,18 29.888 4 4 1.509 0.526 6,35 30.834 5 5 1.886 0.407 4,92 32.726 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -269- LỚP :98 XD3 IV.1.7.Tính đài cọc và bố trí thép cho đài : 1.Kiểm tra điều kiện xuyên thủng . - Kiểm tra theo điều kiện chọc thủng : Pxt ≤ 0.75R k.u xt .ho . Khi vẽ tháp chọc thủng thì các cọc đều nằm trong tháp ,do đĩ khơng cần kiểm tra điều kiện chọc thủng . 2.Tính cốt thép. - 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 5.04,2  = 0.95 m , Pmax = 84,23 T Với l1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh dài hc: chiều cao tiết diện cột.  MI =2Pmax.r = 2 84,23  0.95 = 160 Tm Fa = 09.58 36001059.0 10160 9.0 5 0     a I Rh M cm2. - Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II): 22 ,7 m 16 m 10 m o 4,9232,726 z 8,1829,888 30,834 6,35 28,942 27,996 10,18 11,70 27,05 12,09 o o 4, 5m 0, 5m 1, 0m 3,95° 1, 0m TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -270- LỚP :98 XD3 + Xét 2 cọc cĩ r = 2 1 cbb  = 2 4.08.1  = 0.7m , Ptb = 77,26 T Với b1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh ngắn bc: bề rộng tiết diện cột.  MII =2Ptb.r = 2  77,26  0.7 = 108,164 Tm Fa = 27,39 3600859.0 10164,108 9.0 5 0     a II Rh M cm2. Trong đĩ: h0 = hđ – a = 100 -15 = 85cm - Chọn 1622 a180 ( 60,81 cm2) theo phương I-I - Chọn 11 22 a180 ( 41,81 cm2) theo phương II-II Thép cấu tạo chọn  12 a 200. IV. 1.6. Tính tốn cọc chịu tác dụng của tải trọng ngang -Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đĩ đầu cọc chỉ chuyển vị ngang khơng cĩ chuyển vị xoay. -Momen quán tính tiết diện ngang của cọc : 453 1012535.035.0 12 1 12 1 mbhI  -Độ cứng tiết diện ngang của cọc : 254 36271012510290. TmIEb   - Chiều rộng quy ước bc: theo TCXD 205-1998: +d 18.0  dbm c +d mdbm c 03.15.035.05.15.05.18.0  -Hệ số tỷ lệ k trong cơng thức :Cz=k.z L M H S M NS S M N TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -271- LỚP :98 XD3 -chiều dài ảnh hưởng : lah=2(d+1)=2*(0.35+1)=2.7m -Chiều dài ảnh hưởng nằm trong lớp đất thứ 2là lớp đất sét vàng trạng thái dẻo mềm ,tra bảng ta được hệ số tỷ lệ là k=296T/m4. - Hệ số biến dạng : 155 609.0 3627 03.1296 .    m IE kb b c bd -Chiều dài tính đổi của cọc trong đất : Le= 05.157.24609.0. Lbd -Các chuyển vị MMMHHMHH  ,,, của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . HH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) bởi Ho=1(T) HM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) bởi Mo=1(Tm) MH :gĩc xoay của tiết diện (1/T) bởi Ho=1(T) MM : gĩc xoay của tiết diện (1/Tm) bởi Mo=1(Tm) Le=15.05 m >4 m cọc tựa lên đất ⇛Ao=2.441 ; Bo=1.621 ; Co=1.751 - Cơng thức tính : )/(1079.29441.2 3627609.0 1 .. 1 4 33 TmAIE OBbd HH      )/1(1005.12621.1 3627609.0 1 .. 1 4 22 TBIE OBbd HMMH      )/1(1093.7751.1 3627609.0 1 .. 1 4 TmA IE OBbd MM      -Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài: Qtt=7.68T (đối với 5 cọc )⇛Hf=7.68/5=1.536T -Vì đầu cọc ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang , trên đầu cọc cĩ xuất hiện momen gọi là momen ngàm : 16 m 3m la h= 2. 7m 1dvHf Mf TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -272- LỚP :98 XD3 TmH IE L IE LL M f B O MM b O MMOMH f 334.2536.11093.7 1005.12 . ..2 4 4 2            ( Vì Lo=0 ) - Chuyển vị ngang yo (m) tại cao trình đáy đài : + yo=Hf . HMfHH M  . =1.536x29.79x10-4-2.334x12.05x10-4=0.0018m . - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf : cm IE LM IE LH Ly b of b f ooon 18.00000018.0.2 . .3 . 30  .Vì ( Lo=0 , 0 )   cmS ghn 1 -Momen uốn Mz (Tm ) trong các tiết diện của cọc : Mz= 331332 ......... D H CMBIEAyIE bd f obbdobbd    Với chiều sâu tính đổi Ze= zbd .  Momen uốn Mz dọc thân cọc : z(m) ze A3 B3 C3 D3 MZ 0.000 0.0 0 0 1,000 0 -2.334 0.328 0.2 -0.001 0 1.000 0.200 -1.832 0.657 0.4 -0.011 -0.002 1,000 0,400 -1.352 0.985 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -0.903 1.314 0.8 -0,085 -0.034 0.992 0.799 -0.506 1.642 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.173 2.463 1.5 -0.559 -0.420 -0.881 1.437 0.214 3.284 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.533 3.941 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 0.4221 4.598 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 0.938 5.747 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -0.120 6.568 4.0 -1.614 -11.73 -17.919 -15.076 -0.167 -Momen uốn lớn nhất trong cọc :Mmax=-2.334Tm -Diện tích cốt thép trong cọc : 225.2 )335(36009.0 233400 9.0 cm hR MF oa a   Chọn 4∅16 cĩ Fa=8.04 cm2>2.25cm2.  Kiểm tra độ ổn định của đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang : -Điều kiện khơng phá hỏng cọc khi chịu áp lực ngang : ghz   z :Ap lực tính tốn tại độ sâu Z . IEb (Tm2) K (T/m4) bd (m-1) oy (m) o fM (Tm) Hf (T) 3627 296 0.609 0.0018 0 -2.334 1.536 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -273- LỚP :98 XD3 ) . .( 13111 DIE H C IE M BAyzK bbd f bbd f bd o oe bd z      Vì Le=15.05m >2.5m .Ta kiểm tra điều kiện này tại vi trí: mZ bd 396.1609.0/85.0/85.0   mzZ bde 85.0396.1609.0   Các giá trị A1,B1,C1,D1 được tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998 Với Zc=0.85 m tra bảng ta được như sau : A1= 0.996 ; B1=0.849 ; C1= 0.363 ; D1=0.103 2 32 /56.0)103.03627609.0 536.1363.0 3627609.0 334.20996.00018.0(85.0 609.0 296 mTz      gh :Ap lực giới hạn ở độ sâu Z=1.396 m )( cos 4 21 III I gh ctgZ    Trong đĩ : 11  :2 Hệ số ,kể đến phần tải trọng thương xuyên trong tổng tải trọng tính theo cơng thức : MM MM dh dh    *5.22  Mdh:Momen tải trọng thường xuyên : Mdh=7.68Tm M :Momen tải trọng tạm thời : M=18.11Tm 69.0 11.1868.7*5.2 11.1868.7 2    Với cọc BTCT : 3.0 Đầu cọc nằm trong lớp đất thứ 2 nên ta cĩ các tính chất cơ lí như sau : 3/873.1 mTI  2/096.0 mTCI  '318OI  ⇛ 121.1)096.03.0)'318(396.1873.1( )'318cos( 469.01  oogh tg T/m 2 ⇛ 22 /121.1/56.0 mTmT ghZ   Vậy :nền đất quanh cọc khơng bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang . IV.7. KIỂM TRA CỌC KHI VẬN CHUYỂN VÀ CẨU LẮP. 1. Khi vận chuyển. 8000 0.207 L=1656 0.207 L=16564688 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -274- LỚP :98 XD3 - Lực tác dụng là tải trọng bản thân phân bố đều: q = 1,1 . 0,35 . 0,35 . 2,5 = 0,337 T/m vị trí đặt vật kê cách đầu cọc: 0,207. L = 0,207 . 8 = 1,656(m). - Mơmen tại gối: ).(936.08*337.0*0434.0 2max TmM  02.0 3235130 10936.0 2 5 2    onbhR MA 9898.0)211(5.0  A 82,0 3236009898,0 10936.0 5     oahR MF  Fa=0.82 < 8,04 cm2= 4 ∅16 Do đĩ cọc đảm bảo chịu lực khi vận chuyển. 2 .Khi cẩu lắp. Vị trí đặt vật kê cách đầu cọc: 0,294. L = 0,294 . 8 = 2,352(m). - Mơmen tại gối: )(85,18337.0086,0 2max TmM  039.0 3235130 10'8,1 2 5 2    e bhR MA on ⇛ 98.0)211(5.0  A 64,1 32360098,0 1085,1 5     oahR MF  < 8,04cm2= 4∅16 Do đĩ cọc đảm bảo chịu lực khi cẩu lắp. Vậy cốt thép trong cọc đã chọn thoả mãn điều kiện vận chuyển và cẩu lắp. 3 .Tính thép cho mĩc treo. - Lực do một nhánh thép chịu khi cẩu lắp. ).(348,18337,0 2 1 2 1 TqlP  - Diện tích thép yêu cầu: ).(374,0 3600 10348,1 23 cm R PF a a    Chọn f16 (Fa = 2,011 cm2 ). 4. Tính đoạn thép mĩc treo neo vào cọc. 8000 5648 0.294 L=2352 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -275- LỚP :98 XD3 - Điều kiện để mĩc treo khơng bị trượt: .u Plneo  trong đĩ: P = 1,348(T). u = p . d = 3,14 . 1,6 = 5,024(cm). t : lực bám dính giữa bêtơng và cốt thép, lấy t = 20(KG/cm2). ).(41.13 20024,5 10348,1 3 cmlneo    Chọn đoạn neo lneo = 20cm. IV . 2 TÍNH MĨNG 3C :( M2) - Tải truyền xuống mĩng : IV . 2.1 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc là 3d = 3x 0.35=1.05 m - Ứng suất trung bình dưới đế đài : 71.92 )35.0*3( 216,102 )3( 22  d Pc th T/m 2 ( với Pc= Qa=102,216T) -Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài : tb=2 T/m3 -Diện tích đài cọc được xác định sơ bộ như sau : ).(46,6 2271.92 4,573 2m h NF tbtb      đ -Trọng lượng đài và đất phủ lên đài được xác định như sau : Qđ = n.Fd.tb.hm = 1.1*6,46*2*2 = 28,4T IV . 1.2 Xác định số lượng cọc . )(8.8 216,102 4,284.5735,1. P cọc c Nnc  - Chọn n = 10 cọc ( vì mĩng lệch tâm khá lớn ). Vậy chọn lại kích thước đài cọc la F = (2,5x3,7)m=9.25m2 -Bố trí đài và cọc như hình vẽ: Chân cột trục A B C D Ntt (T) 357,43 569,96 573,4 368,44 Mtt (Tm) 18.11 31.31 31.46 15.31 Qtt (T) 7.68 11.23 11.40 5.69 90 0 25 00 350 35 0 5 90 0 35 0 1 1000 500 500 1000 350 3700 4 8 3 76 2 50 0 10 600 9 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -276- LỚP :98 XD3 IV . 2.3 Cấu tạo và tính tốn đài cọc : - Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài h1= 15 cm - Chiều cao tối thiểu của đài :hd= ac+h1+h2 = 60 + 15 +20 = 95 cm Với chiều cao đài giả định là hđ = 1.2 m ,thì đầu cọc nằm ở phạm vi hình tháp chọc thủng nên khơng cần kỉêm tra điều kiện chọc thủng .(Xem hình vẽ ) - Lực dọc tính tốn xác định : ∑ Ntt = 573.4+40.7=614,1 T - Khoảng cách giữa các cọc : a = 3d = 3*0,35 = 1,05 (m). Chọn lại khoảng cách giữa các cọc a = 1(m). - Chiều cao đài: h = 1,2 (m).  Kiểm tra lại kích thước đài cọc : - Diện tích thực đài cọc: ).(25.97,35,2 2mLBF  đđ*đ - Tải trọng tác dụng lên đài: ).(7.402225,91,1* ThFnN tb  đ *tt - Tải trọng tính tốn được tính lại: ).(1,6147.404.573* TNNN tttto tt - Kiểm tra lại điều kiện: )(216.102)(41.61 10 1.614 TQT n N c tt  chophép Vậy kích thước mĩng đã tính tốn là hợp lý. IV.2.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên một đầu cọc. - Tính tốn mĩng khối qui ước tới đáy đài: ).(.... ThLBnW tbmdddqu  Với gtb = 2 T/m3 - Thể tích đài cọc: ).(1.112,17.35.2 3mHLB  đđđ - Thể tích đất phía trên đài cọc. )(4.7)2,12(7.35.2 3mhLB  đđ - Trọng lượng của đài cọc và đất đắp trên đài. ).(90.45)889,14.75,21.11(1,1 TWqư đ - Tải trọng truyền xuống đáy đài. ).(3.61990.454.573 TWNN ttott  đqư ).(14,452,140,1146,31 TmhQMM đttottott  - Tải trọng tác dụng bình quân lên đầu cọc. ).(93.61 10 3.619 T n N p c tt tb   - Tải trọng tác dụng lên đầu cọc biên. ).T( x xM pp n 1i 2 i max tt y tb tt max min     Xmax = 1.5 (m).   ).(12)1(2)5.0(4)5.1(4 2222 mxi TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -277- LỚP :98 XD3 Vậy : ).(6.593.61 12 5,114.4593.61max min Tp tt  Pttmax = 67.,57 (T). Pttmin = 56.33(T). - Trọng lượng tính tốn của cọc. ).(65,75,27,2235,035,01,1 TLddnp cC   * Kiểm tra điều kiện lực tác dụng lớn nhất truyền xuống dãy cọc biên. Pttmax +Pc = 67.57 + 7,65 = 75,22(T). Pttmax +Pc = 75,22(T) < Qc = 102,216 (T). Vậy cọc đủ khả năng chịu tải. * Kiểm tra điều kiện lực tác dụng nhỏ nhất truyền xuống dãy cọc biên. (kiểm tra điều kiện chống nhổ ). Pttmin = 55,33(T) > 0 => khơng cần kiểm tra cọc chịu nhổ. IV.2.5 Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền dưới mũi cọc (ứng suất dưới đáy mũi cọc) IV.2.5.1 Xác định kích thước mĩng khối qui ước. - Xác định gĩc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua.    i ii tb h h  o tb 80,157.3163 7.336.281615,14313.9     gĩc truyền lực: '953 4 80,15 4 0 0  tb   - Chiều rộng mĩng khối qui ước: 4 .2 tbm tgDBB   đ với: Bđ = 2.5(m): chiều rộng đài cọc. D = 0,35(m). Lc = 22.7(m): chiều dài cọc. do đĩ: Bm = 2.5– 0,35 + 2 . 22.7 . tg(3,95o) = 5,8(m). Bm = 5,8(m). - Chiều dài mĩng khối qui ước: 4 .2 tbm tgDLL   đ với Lđ = 3.7(m): chiều dài đài cọc. do đĩ: Lm = 3.7 – 0,35 + 2 . 22.7 . tg(3,95o) = 6,99(m). Lm = 6,99(m). - Chiều cao mĩng khối qui ước: Hm = Lc + hm = 22.7 + 2 = 24.7 (m). - Trọng lượng mĩng khối qui ước trong phạm vi từ đáy đài cọc trở lên. ).(... ThLmBW tbmm m qu  )..(2.1622299.68.5 TW mqu  - Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc: cọc (35x35)cm, dài 22.7(m). Ntcc = n.Lc . Fc . g = 10x22.7 x 0,35 x 0,35 x2,5 = 69,5(T). - Trọng lượng đất từ đáy đài trở xuống đến mực nước ngầm . 1,880x2x5,8x6,99 =152,4 T TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -278- LỚP :98 XD3 - Trọng lượng đất từ mực nước ngầm trở xuống đến đáy mĩng khối qui ước. (0.880*1+0.947*16+0.946*3.7)*5,8*6,99=791,9(T) - Trọng lượng mĩng khối qui ước: ).(11769,7912,1625,694,152 TN tcqu  - Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối mĩng qui ước. )(4,17494.5731176 TNNN tco tc qu tc  - Mơmen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối mĩng qui ước. ).(313)27.22(40.1146.31 TmhQMM mtcotcotc  - Độ lệch tâm: ).(179,0 4.1749 313 m N Me tc tc  - Ap lực tiêu chuẩn tại đáy khối mĩng qui ước:                  99.6 18,061 99,68,5 4.1749.61max min mmm tc tc L e BL N  )./(81,49 2max mTtc  )./(48,36 2min mTtc  )/(15,43 2mTtctbx  IV.2.5.2 Xác định cường độ tính tốn của đất ở đáy mĩng khối qui ước : Cường độ tính tốn của đất dưới mũi cọc : Cơng thức : )./)(..3...1,1...1,1( 2'21 mTCDHBBA k mmR IIIImIIm tc m     trong đĩ : ktc = 1: hệ số độ tin cậy ( lấy ktc = 1 vì các chỉ số cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất ). m1 , m2: hệ số điều kiện làm việc của đất nềnvàdạng kết cấu cơng trình tác động qua lại với nền đất . m1 = 1,2: ( đất cát vừa và mịn ) m2 = 1,3: (đất các vừa và mịn , L /H < 1,5 ) g II = 1,946( T/m3): trọng lượng riêng của lớp đất nằm dưới mũi cọc, lấy với ɣđn =0,946 ( T/m3) Hm= 24,7 m CII = 0,013 (T/m2): lực dính của lớp đất dưới mũi cọc g' II: trọng lượng riêng trung bình của lớp đất nằm dưới mũi cọc. )./( 31' mT l l i n i ii II        )./(07,1 7.31612 946.07.3947.016880.01880.12 3' mTII    . jII = 28o47’, tra bảng 3.2 / 27 sách HDĐA N&M (Tg.Nguyễn Văn Quảng- NXB XÂY DỰNG ) nội suy ta cĩ: A = 1,018 ; B = 4,891 ; D = 7,522 Vậy ta cĩ : TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -279- LỚP :98 XD3 )./(2,231 )013,0522,7307,17.24891.41,1946,04,5018,11,1( 1 3,12,1 2mTR R m m     Suy ra: 1,2.Rm = 1,2*231,2= 277,4 (T/m2). Thoả mãn điều kiện: mtc RmT 2,1)/(81,49 2max  mtc RmT  )/(48,36 2min  Kết luận: Vậy ta cĩ thể sử dụng cơng thức tính tốn được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính . IV.2.6 KIỂM TRA ĐỘ LÚN. - Theo qui phạm Việt Nam , độ lún của mĩng cọc được tính cho lớp đất dưới mũi cọc ( tức là dưới mĩng khối qui ước ). - Theo TCVN 45 – 78 giới hạn chịu lún ở độ sâu tại đĩ cĩ : btglz   2,0 - Dùng phương pháp cộng lún từng lớp ithi a ii hE SSS  ; -Tính lún dưới đáy mĩng khối qui ước : Lm=6.99m ;Bm=5.8m . -Ap lực bản thân tại mũi cọc : )/(05.277.3946.016947.01880.04880,1).( 2mThiibt   -Ap lực gây lún tại tâm diện tích đáy mĩng khối qui ước : )/(1,1605,2715,43 2mTP bttctbo   - tại giữa mỗi lớp đất ,ta xác định các trị số + ).( iibt h  :Ap lực bản thân + ooglz pk  : Ap lực gây lún . Trịsố ko (tra bảng 3-7 trang 33 sách HDNM – Nguyễn Văn Quảng )ứng với 2z/b và tỷ số : 22.1 4.5 6.6  B L (z tính từ đáy mĩng khối qui ước ) -Chia nền đất dưới mũi cọc thành từng lớp cĩ chiều dày : ,35,1 4 4.5 4  mi Bh lấy hi=1 m - chia nền thành các lớp dày 1m lập bảng như sau : STT Độ sâu (m) 2z/b ko gl (T/m2) bt (T/m2) 0 0 0 1 16.1 27.05 1 1 0.345 0,972 15,65 27.996 2 2 0.689 0,868 13,97 28.942 3 3 1.034 0,726 11,69 29.888 4 4 1.379 0,582 9,37 30.834 5 5 1.724 0,459 7,389 32.726 6 6 2.069 0,364 5,86 33.672 TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -280- LỚP :98 XD3 *Tại độ sâu z= 6m dưới đáy mĩng khối quy ước cĩ : )/(7,667,332,02,0)/(86,5 22 mTxxmT btglz   *Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp : -Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong sử lý địa chất: E=1781 T/m2; =0.8 - Độ lún được tính bởi cơng thức cmh E S i tb i a 31) 2 86.539.737.969.1197.1365.15 2 1.16( 1781 8.0    Như vậy : S =3 cm < [ Sgh ] = 8cm. thoả yêu cầu về biến dạng. IV.2.7.Tính đài cọc và bố trí thép cho đài : 1.Kiểm tra điều kiện xuyên thủng . 22 ,7 m 16 m 10 m o 7,8932,726 z 11,6929,888 30,834 9,37 28,942 27,996 13,97 15,65 27,05 16,1 o o 4, 5m 0, 5m 3,95° 5,8633,672 1, 2m 0, 8m TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -281- LỚP :98 XD3 - Kiểm tra theo điều kiện chọc thủng : Pxt ≤ 0.75R k.u xt .ho . Khi vẽ tháp chọc thủng thì các cọc đều nằm trong tháp ,do đĩ khơng cần kiểm tra điều kiện chọc thủng . 2.Tính cốt thép. - 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 = 21 chl  = 2 065,1  = 1.2 m , P12 = 67,57 T + Xét 2 cọc cĩ r = 21 chl  = 2 065,0  = 0,2 m , P26 = 63,81 T + Xét 1 cọc cĩ r = 21 chl  = 2 060,1  = 0,7 m , P9 = 65,69 T Với l1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh dài hc: chiều cao tiết diện cột.  M1I =2Pmax.r = 2 67,57  1.2 = 162.168 Tm  M2I =2P26.r = 2 63,81 0,5 = 63.81 Tm  M3I =P9.r = 65,69  0.7 = 45.98 Tm Fa = 95.79 36001059.0 10)98,4581,632,162( 9.0 5 0      a I Rh M cm2. - Momen theo phương ngắn (cạnh ngàm II-II): + Xét 4 cọc cĩ r = 2 1 cbb  = 2 5.08.1  = 0.65m , Ptb = 61,93 T Với b1:là khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương cạnh ngắn bc: bề rộng tiết diện cột.  MII =4Ptb.r = 4  61,93  0.65 = 161 Tm Fa = 33,47 36001059.0 10018,161 9.0 5 0     a II Rh M cm2. Trong đĩ: h0 = hđ – a = 120 -15 = 105cm - Chọn 2222 a170 ( 83,62 cm2) theo phương I-I - Chọn 13 22 a190 ( 49,41 cm2) theo phương II-II Thép cấu tạo chọn  12 a 200. IV. 2.8. Tính tốn cọc chịu tác dụng của tải trọng ngang -Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đĩ đầu cọc chỉ chuyển vị ngang khơng cĩ chuyển vị xoay. -Momen quán tính tiết diện ngang của cọc : 453 1012535.035.0 12 1 12 1 mbhI  -Độ cứng tiết diện ngang của cọc : 254 36271012510290. TmIEb   - Chiều rộng quy ước bc: theo TCXD 205-1998: +d 18.0  dbm c +d mdbm c 03.15.035.05.15.05.18.0  TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -282- LỚP :98 XD3 -Hệ số tỷ lệ k trong cơng thức :Cz=k.z -Chiều dài ảnh hưởng : lah=2(d+1)=2*(0.35+1)=2.7m -Chiều dài ảnh hưởng nằm trong lớp đất thứ 2là lớp đất sét vàng trạng thái dẻo mềm ,tra bảng ta được hệ số tỷ lệ là k=296T/m4. - Hệ số biến dạng : 155 609.0 3627 03.1296 .    m IE kb b c bd -Chiều dài tính đổi của cọc trong đất : Le= 82.137.22609.0. Lbd -Các chuyển vị MMMHHMHH  ,,, của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . HH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) bởi Ho=1(T) HM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) bởi Mo=1(Tm) MH :gĩc xoay của tiết diện (1/T) bởi Ho=1(T) MM : gĩc xoay của tiết diện (1/Tm) bởi Mo=1(Tm) Le=13.82 m >4 m cọc tựa lên đất ⇛Ao=2.441 ; Bo=1.621 ; Co=1.751 - Cơng thức tính : )/(1079.29441.2 3627609.0 1 .. 1 4 33 TmAIE OBbd HH      )/1(1005.12621.1 3627609.0 1 .. 1 4 22 TBIE OBbd HMMH      )/1(1093.7751.1 3627609.0 1 .. 1 4 TmA IE OBbd MM      -Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài: Qtt=11.40T (đối với 10 cọc )⇛Hf=11.40/10=1.14T -Vì đầu cọc ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang , trên đầu cọc cĩ xuất hiện momen gọi là momen ngàm : TmH IE L IE LL M f B O MM b O MMOMH f 73.114.11093.7 1005.12 . ..2 4 4 2            ( Vì Lo=0 ) - Chuyển vị ngang yo (m) tại cao trình đáy đài : + yo=Hf . HMfHH M  . =1.14x29.79x10-4-1.73x12.05x10-4=0.0013m . - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf : cm IE LM IE LH Ly b of b f ooon 13.00000013.0.2 . .3 . 30  .Vì ( Lo=0 , 0 )   cmS ghn 1 -Momen uốn Mz (Tm ) trong các tiết diện của cọc : Mz= 331332 ......... D H CMBIEAyIE bd f obbdobbd    Với chiều sâu tính đổi Ze= zbd . IEb (Tm2) K (T/m4) bd (m-1) oy (m) o fM Hf (T) TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -283- LỚP :98 XD3 (Tm) 3627 296 0.609 0.0013 0 -1.73 1.14  Momen uốn Mz dọc thân cọc : z(m) ze A3 B3 C3 D3 MZ 0.000 0.0 0 0 1,000 0 -1.73 0.328 0.2 -0.001 0 1.000 0.200 -1.357 0.657 0.4 -0.011 -0.002 1,000 0,400 -1.000 0.985 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -0.666 1.314 0.8 -0,085 -0.034 0.992 0.799 -0.369 1.642 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.118 2.463 1.5 -0.559 -0.420 -0.881 1.437 3.236 3.284 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.458 3.941 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 0.415 4.598 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 0.838 5.747 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 0.094 6.568 4.0 -1.614 -11.73 -17.919 -15.076 -10.75 -Momen uốn lớn nhất trong cọc :Mmax=10.75Tm -Diện tích cốt thép trong cọc : 205.11 )535(36009.0 1075000 9.0 cm hR MF oa a   Chọn 4∅20 cĩ Fa=12.57 cm2>11.05cm2.  Kiểm tra độ ổn định của đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang : -Điều kiện khơng phá hỏng cọc khi chịu áp lực ngang : ghz   z :Ap lực tính tốn tại độ sâu Z . ) . .( 13111 DIE H C IE M BAyzK bbd f bbd f bd o oe bd z      Vì Le=15.05m >2.5m .Ta kiểm tra điều kiện này tại vi trí: mZ bd 396.1609.0/85.0/85.0   mzZ bde 85.0396.1609.0   Các giá trị A1,B1,C1,D1 được tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998 Với Zc=0.85 m tra bảng ta được như sau : A1= 0.996 ; B1=0.849 ; C1= 0.363 ; D1=0.103 2 32 /4.0)103.03627609.0 14.1363.0 3627609.0 73.10996.00013.0(85.0 609.0 296 mTz      gh :Ap lực giới hạn ở độ sâu Z=1.396 m )( cos 4 21 III I gh ctgZ    Trong đĩ : 11  TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH VIÊT NAM GVHD : TRƯƠNG QUANG THÀNH SVTH: DƯƠNG HÙNG CƯỜNG -284- LỚP :98 XD3 :2 Hệ số ,kể đến phần tải trọng thương xuyên trong tổng tải trọng tính theo cơng thức : MM MM dh dh    *5.22  Mdh:Momen tải trọng thường xuyên : Mdh=11.40Tm M :Momen tải trọng tạm thời : M=31.46Tm 71.0 46.3140.11*5.2 46.3140.11 2    Với cọc BTCT : 3.0 Đầu cọc nằm trong lớp đất thứ 2 nên ta cĩ các tính chất cơ lí như sau : 3/873.1 mTI  2/096.0 mTCI  '318OI  ⇛ 2.1)096.03.0)'318(396.1873.1( )'318cos( 471.01  oogh tg T/m 2 ⇛ 22 /2.1/4.0 mTmT ghZ   Vậy :nền đất quanh cọc khơng bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang . IV.2.9 KIỂM TRA CỌC KHI VẬN CHUYỂN VÀ CẨU LẮP. ( tính tốn tương tự như ở mĩng M1 )