Luận văn Thiết kế khu nhà ở và dịch vụ phục vụ tại khu liên hợp lọc hoá dầu Nghi Sơn

PhÇn III NÒn mãng (15%) NHIÖM Vô THIÕT KÕ: - §¸NH GI¸ §ÆC §IÓM C¤NG TR×NH - §¸NH GI¸ §IÒU KIÖN §ÞA CHÊT C¤NG TR×NH - §¸NH GI¸ CHØ TI£U C¥ Lý - X¸C §ÞNH NéI LùC C¤NG TR×NH §Ó TÝNH MãNG - CHäN PH¦¥NG ¸N MãNG - THIÕT KÕ MãNG §¥N TRôC 2 - a Vµ MãNG HîP KHèI TRôC 2 - b,c. Gi¸o viªn h­íng dÉn : TH.S. NGUYÔN THANH TUÊN Sinh viªn thùc hiÖn : LµU SñI S¸NG Líp : 2006x6 I. Giíi thiÖu c«ng tr×nh NhiÖm vô thiÕt kÕ ThiÕt kÕ mãng cäc ®¬n trôc 2-A vµ mãng cäc hîp khèi 2-B ,C. I.1 §Æc ®iÓm kiÕn tróc c«ng tr×nh: Tªn c«ng tr×nh: Khu nhµ ë vµ dÞch vô phôc vô-Khu Liªn hîp läc ho¸ dÇu Nghi S¬n. §Þa ®iÓm x©y dùng: TØnh Thanh Hãa. Quy m« vµ ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh: C«ng tr×nh cã tæng chiÒu dµi 45,78 m, réng 16,5m vµ cao 10 tÇng. ChiÒu cao tÇng ®iÓn h×nh lµ 3,3m, chiÒu cao tÇng mét lµ 4,5m kÕt cÊu m¸i lµ m¸i t«n. C«ng tr×nh ®­îc x©y dùng trong khu«n viªn hiÖn cã kh«ng ph¶i gi¶i phãng mÆt b»ng, diÖn tÝch khu ®Êt réng, rÊt thuËn lîi trong qu¸ tr×nh thi c«ng. + PhÝa §«ng B¾c gi¸p kªnh t­íi tiªu thuû lîi réng kho¶ng 3m vµ c¸nh ®ång x· Nguyªn B×nh. + PhÝa §«ng Nam gi¸p ruéng vµ d©n c­ th«n 7 x· Xu©n L©m. + PhÝa T©y Nam gi¸p ®­êng vµ d©n c­ hiÖn cã thuéc x· Xu©n L©m. + PhÝa T©y B¾c gi¸p ®­êng Quèc lé 1A trong quy ho¹ch. Cho nªn em lùa chän ph­¬ng ¸n thi c«ng cäc lµ cäc Ðp. C«ng tr×nh ë vÞ trÝ tiÕp gi¸p ®­êng giao th«ng, do ®ã khi thiÕt kÕ vµ thi c«ng mãng kh¸ thuËn lîi, kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn c«ng tr×nh l©n cËn nh­ s¹t lë ®Êt, lón. I.2 §Æc ®iÓm kÕt cÊu c«ng tr×nh: S¬ ®å kÕt cÊu chÞu lùc cña c«ng tr×nh lµ s¬ ®å khung bª t«ng cèt thÐp ®æ toµn khèi, t­êng bao che, Sµn bª t«ng cèt thÐp ®æ toµn khèi dµy 10 cm. Khi tÝnh to¸n khung mÆt ngµm t¹i ch©n cét lÊy -1,6 m so víi cos + 0.00m. Khi tÝnh to¸n nÒn mãng theo TTGH II, cÇn khèng chÕ ®é lón giíi h¹n vµ ®é lón lÖch giíi h¹n cña c«ng tr×nh ®Ó cã thÓ sö dông c«ng tr×nh mét c¸ch b×nh th­êng, vµ néi lùc bæ sung do sù lón kh«ng ®Òu cña nÒn g©y ra trong kÕt cÊu siªu tÜnh kh«ng qu¸ lín, kÕt cÊu khái h­ háng vµ ®¶m b¶o mÜ quan cho c«ng tr×nh: Tra b¶ng H2 ( TCXD 205-1998) ®èi víi nhµ khung bª t«ng cèt thÐp cã t­êng chÌn ®­îc. - §é lón tuyÖt ®èi giíi h¹n: Sgh = 8cm - §é lón lÖch t­¬ng ®èi giíi h¹n DSgh = 0,002. ii. ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n 1. §iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh. Theo b¸o c¸o ®Þa chÊt c«ng tr×nh, giai ®o¹n phôc vô thiÕt kÕ kü thu©t thi c«ng, khu ®Êt x©y dùng t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng, tõ trªn xuèng d­íi gåm c¸c líp ®Êt cã chiÒu dµy Ýt thay ®æi trong mÆt b»ng Qua nhËt ký hè khoan, tµi liÖu thÝ nghiÖm ®Êt vµ c«ng t¸c chØnh lý trong phßng cho phÐp chia ®Êt trong ph¹m vi chiÒu s©u kh¶o s¸t ra thµnh c¸c líp sau: Líp 1: Líp ®Êt lÊp dµy trung b×nh 2,2m. Líp 2: Líp sÐt x¸m n©u, x¸m ®en, lÉn h÷u c¬ dÎo ch¶y, dµy trung b×nh 16,4m. Líp 3: Líp c¸t nhá, x¸m ghi, chÆt võa, dµy trung b×nh 10,8m. Líp 4: Líp sÐt,x¸m n©u,x¸m ®en,lÉn h÷u c¬,dÎo ch¶y, dµy trung b×nh 4,4m. Líp 5: Líp c¸t nhá, x¸m ghi,ghi vµng, chÆt võa, dµy trung b×nh 3,4m. Líp 6: Líp sÐt x¸m n©u,x¸m ghi, dÎo mÒm, dµy trung b×nh 2,6m. Líp 7: Líp c¸t nhá, x¸m ghi, chÆt võa, dµy trung b×nh 1,5m. Líp 8: Líp sÐt pha,x¸m n©u, x¸m ®en,lÉn h÷u c¬,dÎo ch¶y,dµy trung b×nh 4,8 m. Líp 9: Líp cuéi sái, rÊt chÆt chiÒu dµy ch­a kÕt thóc trong ph¹m vi kh¶o s¸t. ChØ tiªu c¬ häc, vËt lý cña c¸c líp ®Êt nh­ trong b¶ng: B¶ng chØ tiªu c¬ lý vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm hiÖn tr­êng c¸c líp ®Êt TT Tªn líp ®Êt CII NSPT E0 % % % (kPa) (0) (kPa) 1 §Êt lÊp 17.0 - - - - - - - - - 2 SÐt x¸m n©u, x¸m ®en, lÉn h÷u c¬ dÎo ch¶y 17.0 11.8 2,65 44.1 44.3 26.5 7.0 6019 3 1500 3 C¸t nhá, x¸m ghi, chÆt võa - - 2,67 - - - - - 16 13500 4 SÐt, x¸m n©u, x¸m ®en, lÉn h­u c¬, dÎo ch¶y 17.2 12.1 2,63 42.0 45.8 27.0 9.1 7019 3 1500 5 C¸t nhá, x¸m ghi, ghi vµng, chÆt võa - - 2,66 - - - - - 16 13500 6 SÐt x¸m n©u, x¸m ghi, dÎo mÒm 17.8 13.3 2,69 33.8 38.5 23.1 9.6 7026 6 5000 7 C¸t nhá,x¸m ghi,chÆt võa. - - 2,66 - - - 18 13500 8 SÐt pha, x¸m n©u, x¸m ®en,lÉn h÷u c¬, dÎo ch¶y 17.5 12.7 2,64 38.0 39.1 23.4 9.5 80 4 3000 9 Cuéi sái,rÊt chÆt - - - - - - - - 50000 §Ó tiÕn hµnh lùa chän gi¶i ph¸p nÒn mãng vµ ®é s©u ch«n mãng cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt x©y dùng cña c¸c líp ®Êt. a. Líp 1:Líp ®Êt lÊp, cã chiÒu dµy trung b×nh 2,2m Phñ kh¾p diÖn tÝch kh¶o s¸t x©y dùng lµ líp ®Êt lÊp cã bÒ dµy thay ®æi tõ 2.0m – 2.6m .Thµnh phÇn chÝnh cña ®Êt lÊp lµ c¸t h¹t nhá,mµu x¸m n©u,x¸m tro phÇn bªn trªn lÉn phÕ th¶i x©y dùng . Do ®Êt lÊp cã thµnh phÇn vµ tr¹ng th¸i kh«ng ®ång nhÊt h¬n n÷a ch­a ®ñ thêi gian cè kÕt nªn cÇn ®µo qua líp nµy vµ ®Æt mãng xuèng líp ®Êt æn ®Þnh bªn d­íi nªn kh«ng lÊy mÉu thÝ nghiÖm. b.Líp 2: Líp sÐt x¸m n©u, x¸m ®en, lÉn h÷u c¬ dÎo ch¶y, cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 16,4m. XuÊt hiÖn sau líp (1) ë ®é s©u tõ 2.0m – 2.6m lµ líp sÐt mµu x¸m n©u,x¸m ®en, lÉn h÷u c¬, trang th¸i dÎo ch¶y .§é s©u kÕt thóc líp thay ®æi tõ 18.5m – 18.7 m. §é sÖt : 0,75 <IS = 0,99 <1 nªn kÕt luËn tr¹ng th¸i cña ®Êt lµ dÎo ch¶y. Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua13 lÇn: N = 3. Víi m« ®un ®µn håi: Ro = 0.40kG/ cm2=40(kPa); Eo = 15kG/ cm2=1500(kPa) < 5000 (kPa) ;. Cho thÊy ®©y lµ líp ®Êt cã tÝnh nÐn lón yÕu, søc chÞu t¶i yÕu.VËy ®©y lµ líp ®Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng yÕu. NÕu lµ ph­¬ng ¸n mãng n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn, cã thÓ ®Æt trùc tiÕp ®¸y mãng vµo líp ®Êt nµy th× cã kh¶ n¨ng diÖn tÝch ®¸y mãng ph¶i lín g©y tèn kÐm vËt liÖu. NÕu lµ ph­¬ng ¸n mãng n«ng trªn ®Öm c¸t th× ®©y lµ ph­¬ng ¸n kh¸ tèt do gi¶m ®­îc diÖn tÝch ®¸y mãng vµ ®é s©u ch«n mãng, h¬n n÷a thi c«ng phæ th«ng thuËn tiÖn nªn gi¶m ®­îc gi¸ thµnh cho c«ng t¸c nÒn mãng. NÕu lµ ph­¬ng ¸n mãng cäc, do ®¸y ®µi ®Æt trªn nÒn cäc nªn gi¶m ®­îc ®é s©u ®µo hè mãng, h¬n n÷a ®©y lµ ph­¬ng ¸n t¹o ®é æ ®Þnh tèt cho c«ng tr×nh nªn rÊt hay ®­îc dïng trong thùc tÕ. Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu yÕu. c. Líp 3: Líp c¸t nhá, x¸m ghi, chÆt võa,cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 10,8m. XuÊt hiÖn sau líp (2) ë ®é s©u tõ 18.5m – 18.7m lµ líp c¸t h¹t nhá, mµu x¸m ghi, tr¹ng th¸i chÆt võa. §é s©u kÕt thóc líp thay ®æi tõ 27.8m – 31.0 m. Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 08 lÇn: N = 16. Víi m« ®un ®µn håi : Ro = 1.5kG/ cm2=150(kPa); Eo =135kG/ cm2=13500(kPa) > 10000 (kPa) ; Cho thÊy ®©y lµ líp ®Êt cã tÝnh nÐn lón nhá, søc chÞu t¶i tèt. VËy ®©y lµ líp ®Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng tèt. Líp ®Êt nµy xuÊt hiÖn ë qu¸ s©u so víi cos tù nhiªn nªn kh«ng dïng ph­¬ng ¸n mãng n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn vµ mãng n«ng ®Öm c¸t ë líp ®Êt nµy. NÕu lµ ph­¬ng ¸n mãng cäc, do ®¸y ®µi ®Æt trªn nÒn cäc nªn gi¶m ®­îc ®é s©u ®µo hè mãng, h¬n n÷a ®©y lµ ph­¬ng ¸n t¹o ®é æ ®Þnh tèt cho c«ng tr×nh nªn rÊt hay ®­îc dïng trong thùc tÕ. Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i tèt. d. Líp 4: Líp sÐt,x¸m n©u,x¸m ®en,lÉn h÷u c¬,dÎo ch¶y.cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 4,4m. XuÊt hiÖn sau líp (3) ë ®é s©u tõ 27.8m – 31.0m lµ líp sÐt mµu x¸m n©u, x¸m ®en, lÉn h÷u c¬, tr¹ng th¸i dÎo ch¶y. §é s©u kÕt thóc líp tõ 33.6m – 34.0 m §é sÖt: Tõ kÕt qu¶ b¸o c¸o ®Þa chÊt ta cã 0,75< IS = 0,8< 1 nªn kÕt luËn tr¹ng th¸i cña ®Êt lµ dÎo ch¶y. Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 03 lÇn: N = 3. Víi m« ®un ®µn håi Ro = 0.4kG/ cm2=40(kPa) . Eo = 15kG/ cm2= 1500(kPa) < 5000 (kPa) ; Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i yÕu. e. Líp 5:Líp c¸t nhá, x¸m ghi,ghi vµng, chÆt võa . XuÊt hiÖn sau líp (4) ë ®é s©u tõ 33.6m – 34.0m lµ líp c¸t h¹t nhá,mµu x¸m ghi, ghi vµng tr¹ng th¸i chÆt võa .§é s©u kÕt thóc líp thay ®æi tõ 37.0m – 37.4 m Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 04 lÇn: N = 16. Víi m« ®un ®µn håi Ro = 1.5kG/ cm2=150(kPa); Eo = 135kG/ cm2=13500(kPa) > 10000 (kPa) Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i tèt. NÕu lµ ph­¬ng ¸n mãng cäc cã thÓ cho mói cäc tú lªn líp ®Êt nµy. f. Líp 6: Líp sÐt x¸m n©u,x¸m ghi, dÎo mÒm. XuÊt hiÖn sau líp (5) ë ®é s©u tõ 37.0m – 37.4m lµ líp sÐt mµu x¸m n©u,x¸m ghi, tr¹ng th¸i dÎo mÒm. §é s©u kÕt thóc líp thay ®æi tõ 39.2m – 40.4 m §é sÖt: Tõ kÕt qu¶ b¸o c¸o ®Þa chÊt ta cã 0,5< IS = 0,69 < 0,75 nªn kÕt luËn tr¹ng th¸i cña ®Êt lµ dÎo mÒm ch¶y. Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 02 lÇn: N = 6. Víi m« ®un ®µn håi Ro = 1.0kG/ cm2=100 (kPa) ; Eo = 50kG/ cm2=5000 (kPa) = 5000 (kPa) Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i t­¬ng ®èi tèt. g. Líp 7: Líp c¸t nhá, x¸m ghi, chÆt võa. XuÊt hiÖn sau líp (6) ë ®é s©u tõ 39.2m – 40.4m lµ líp c¸t h¹t nhá, mµu x¸m ghi,trang th¸i chÆt võa. §é s©u kÕt thóc líp thay ®æi tõ 41.2m – 41.4 m Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 02 lÇn: N = 18. Víi m« ®un ®µn håi Ro = 1.5kG/ cm2=150 (kPa) ; Eo = 135kG/ cm2=13500(kPa) > 10000 (kPa) Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i tèt. h. Líp 8: Líp sÐt pha, x¸m n©u, x¸m ®en, lÉn h÷u c¬,dÎo ch¶y. XuÊt hiÖn sau líp (7) ë ®é s©u tõ 41.2m – 41.4m lµ líp sÐt pha mµu x¸m n©u, x¸m ®en, tr¹ng th¸i dÎo ch¶y. §é s©u kÕt thóc líp thay ®æi tõ 46.0m – 46.2 m §é sÖt: Tõ kÕt qu¶ b¸o c¸o ®Þa chÊt ta cã 0,75< IS = 0,93< 1 nªn kÕt luËn tr¹ng th¸i cña ®Êt lµ dÎo ch¶y Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 04 lÇn: N = 4. Víi m« ®un ®µn håi Ro = 0.7kG/ cm2= 70 (kPa) ; Eo = 30kG/ cm2=3000(kPa) < 5000 (kPa) Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i yÕu. i.Líp 9: Líp cuéi sái, rÊt chÆt. XuÊt hiÖn sau líp (8) ë ®é s©u tõ 46.0m – 46.2m.Khoan ®Õn 62.0m vÉn ch­a kÕt thóc. Cuéi sái thuéc lo¹i trßn c¹nh, mµu x¸m ghi, tr¹ng th¸i rÊt chÆt. Gi¸ tri xuyªn tiªu chuÈn qua 14 lÇn ®Òu lín h¬n 100 nh¸t /30 cm cuèi. Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT qua 02 lÇn: N = 18. Víi m« ®un ®µn håi Ro = 8.0kG/ cm2=800 (kPa) ; Eo = 500kG/ cm2=50000(kPa) > 25000 (kPa) Þ KÕt luËn lµ líp ®Êt cã c­êng ®é chÞu t¶i rÊt tèt. 2 §iÒu kiÖn ®Þa chÊt thñy v¨n. Ph¹m vi kh¶o s¸t chØ tån t¹i n­íc d­íi ®Êt.N­íc d­íi ®Êt xuÊt hiÖn trong líp ®Êt lÊp (1) vµ tµng tr÷ chñ yÕu trong líp 3,5,7 vµ 9.Nguån cung cÊp cho n­íc d­íi ®Êt chñ yÕu do n­íc mÆt thÊm tõ trªn xuèng.T¹i thêi ®iÓm kh¶o s¸t mùc n­íc d­íi ®Êt æn ®Þnh c¸ch mÆt ®Êt chõng 0.3m – 0.6m a.§Þa h×nh . Khu vùc x©y dùng n»m c¹nh ®­êng giao th«ng nªn viÖc chuyªn chá vËt liÖu x©y dùng thuËn lîi. C«ng tr×nh ®­îc x©y dùng trong khu«n viªn hiÖn cã kh«ng ph¶i gi¶i phãng mÆt b»ng, diÖn tÝch khu ®Êt réng, rÊt thuËn lîi trong qu¸ tr×nh thi c«ng. b.§Þa tÇng §Þa tÇng khu vùc kh¶o s¸t tõ bÒ mÆt ®Õn ®é s©u 62.0m khu vùc x©y dùng gåm 9 líp nh­ sau: Iii. lùa chän gi¶i ph¸p nÒn mãng vµ ®é s©u ®Æt mãng: 1.Gi¶i ph¸p nÒn mãng. Ph­¬ng ¸n 1: Mãng n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn. Ph­¬ng ¸n mãng n«ng: Mãng n«ng chØ phï hîp cho nh÷ng c«ng tr×nh cã t¶i träng tÝnh to¸n nhá, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt tèt. Khu nhµ ë vµ dÞch vô phôc vô – Khu liªn hîp läc ho¸ dÇu nghi s¬n, lµ c«ng tr×nh cao tÇng t¶i träng tÝnh to¸n lín nªn kh«ng hîp lÝ. Ph­¬ng ¸n 2: Mãng n«ng trªn nÒn nh©n t¹o Mãng n«ng trªn nÒn nh©n t¹o còng lµ gi¶i ph¸p t­¬ng ®èi kinh tÕ; nh­ng còng kh«ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh; líp ®Êt thø 2 dµy trung b×nh 16,4 m cã m« ®un biÕn d¹ng E = 1500 kPa, søc chÞu t¶i yÕu.Tuy vËy do cÇn ®é æn ®Þnh khi chÞu t¶i träng ngang nªn còng kh«ng sö dông gi¶i ph¸p mãng nµy. Ph­¬ng ¸n 3: Mãng cäc Ph­¬ng ¸n mãng s©u: Cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n mãng n«ng, khèi l­îng ®µo ®¾p gi¶m, tiÕt kiÖm vËt liÖu vµ tÝnh kinh tÕ cao. Mãng s©u th­êng thiÕt kÕ lµ mãng cäc. Cäc ®ãng: Søc chÞu t¶i cña cäc lín ,thêi gian thi c«ng nhanh ,®¹t chiÒu s©u ®ãng cäc lín ,chi phÝ thÊp ,chñng lo¹i m¸y thi c«ng ®a d¹ng ,chiÒu dµi cäc lín v× vËy sè mèi nèi cäc Ýt chÊt l­îng, ¸p dông rÊt hiÖu qu¶ víi n¬i cã ®iÒu kiÖn lµ ®Êt sÐt .Tuy nhiªn biÖn ph¸p nµy còng cã nhiÒu nh­îc ®iÓm :g©y ån µo ,g©y « nhiÔm m«i tr­êng ,g©y trÊn ®éng ®Êt xung quanh n¬i thi c«ng ,nh­ vËy sÏ g©y ¶nh h­ëng ®Õn mét sè c«ng tr×nh l©n cËn .BiÖn ph¸p nµy kh«ng phï hîp víi viÖc x©y chen trong thµnh phè .Do vËy ph­¬ng ¸n nµy kh«ng ®­îc lùa chän . Cäc khoan nhåi: Søc chÞu t¶i mét cäc lín, thi c«ng kh«ng g©y tiÕng ån, rung ®éng. Nh­îc ®iÓm cña cäc khoan nhåi lµ biÖn ph¸p thi c«ng vµ c«ng nghÖ thi c«ng phøc t¹p.ChÊt l­îng cäc thi c«ng t¹i c«ng tr­êng kh«ng ®¶m b¶o. Gi¸ thµnh thi c«ng cao. Cäc Ðp: Kh«ng g©y ån vµ g©y chÊn ®éng cho c¸c c«ng tr×nh l©n cËn, cäc ®­îc chÕ t¹o hµng lo¹t t¹i nhµ m¸y chÊt l­îng cäc ®¶m b¶o. M¸y mãc thiÕt bÞ thi c«ng ®¬n gi¶n,rÎ tiÒn.Tuy nhiªn nã vÉn tån t¹i mét sè nh­îc ®iÓm : ChiÒu dµi cäc Ðp bÞ h¹n chÕ v× vËy nÕu chiÒu dµi cäc lín th× khã chän m¸y Ðp cã ®ñ lùc Ðp ,cßn nÕu ®Ó chiÒu dµi cäc ng¾n th× khi thi c«ng chÊt l­îng cäc sÏ kh«ng ®¶m b¶o do cã qu¸ nhiÒu m«Ý nèi KÕt luËn: C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh, t¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh vµ vÞ trÝ x©y dùng c«ng tr×nh, dùa vµo c¸c ph©n tÝch trªn, nªn chän ph­¬ng ¸n cäc Ðp BTCT ®Ó thiÕt kÕ nÒn mãng cho c«ng tr×nh. 2. Gi¶i ph¸p mÆt b»ng mãng. C«ng tr×nh cã h×nh ch÷ nhËt; mÆt c¾t ngang c«ng tr×nh t­¬ng ®èi ®èi xøng; khung chÞu lùc bª t«ng cèt thÐp; nªn ta sö dông gi¶i ph¸p mãng h×nh ch÷ nhËt. Sö dông hÖ gi»ng mãng bè trÝ theo hÖ trôc ngang, däc cña mÆt b»ng c«ng tr×nh. Bè trÝ hÖ gi»ng mãng ®Ó gi¶m ¶nh h­ëng cña viÖc lón kh«ng ®Òu cña mãng c«ng tr×nh; t¹o æn ®Þnh ngang cho hÖ mãng c«ng tr×nh; ®ång thêi kÕt hîp lµm kÕt cÊu ®ì t­êng tÇng 1. Víi nhÞp nhµ 7,25m vµ 8m, b­íc cét 3,6m nªn ta chän gi»ng mãng gåm 2 lo¹i: + Gi»ng däc nhµ chän gi»ng cã kÝch th­íc 400x700. + Gi»ng ngang nhµ chän gi»ng cã kÝch th­íc 400x700. Gi»ng mãng lµm viÖc nh­ dÇm trªn nÒn ®µn håi, gi»ng truyÒn mét phÇn t¶i träng ®øng xuèng ®Êt. Tuy nhiªn ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n vµ thiªn vÒ an toµn ta xem t¶i träng gi»ng truyÒn nguyªn vÑn lªn mãng theo diÖn truyÒn t¶i. Ngoµi ra gi»ng cßn truyÒn t¶i träng ngang gi÷a c¸c mãng, tuy nhiªn theo s¬ ®å tÝnh khung ta coi cét vµ mãng ngµm cøng nªn mét c¸ch gÇn ®óng ta bá qua sù lµm viÖc cña gi»ng. 3. Lùa chän ®é s©u ®Æt ®Õ ®µi Do ®µi cäc ®­îc ®Æt trªn nÒn cäc mµ ®é s©u ®¸y ®µi kh«ng cÇn s©u l¾m. Tuy nhiªn thiÕt kÕ cÇn ®¶m b¶o ®Õ ®µi cäc thùc tÕ kh«ng bÞ nh« lªn khái mÆt ®Êt. Trong qu¸ tr×nh ch¹y khung mÆt ngµm (ch©n cét) ®­îc x¸c ®Þnh ë cos 0.00m ,h¬n n÷a líp ®Êt lÊp dµy trung b×nh 2,2m. Do vËy víi c«ng tr×nh nµy tiÕn hµnh chän: §é s©u ®Æt ®Õ ®µi: h = -3,15m.(so víi cos + 0.00 trong nhµ ) ChiÒu cao ®µi: IV. ThiÕt kÕ mãng ®¬n trôc 2 - a (Mãng M1) 1. TÝnh to¸n thÐp cäc theo s¬ ®å vËn chuyÓn vµ cÈu l¾p - Cäc dµi 34 m víi ®o¹n C1 dµi 7 m vµ 3 ®o¹n C2 mçi ®o¹n dµi 9 m. Trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ cÈu l¾p c¸c d©y c¸p ®­îc ®Æt vµo vÞ trÝ thÝch hîp cho ta s¬ ®å nh­ sau: Tr­êng hîp nµy cäc bÞ uèn, t¶i träng lÊy b»ng träng l­îng b¶n th©n cäc nh©n víi hÖ sè ®éng lùc 1,5. 1.1. Khi chuyÓn chë vµ bèc xÕp Cét ®­îc ®Æt n»m theo ph­¬ng ngang kª tù do lªn hai gèi tùa hoÆc ®­îc treo lªn b»ng hai mãc, s¬ ®å tÝnh cäc lµ dÇm ®¬n gi¶n chÞu t¶i ph©n bè ®Òu g . VÞ trÝ ®Æt c¸c gèi cña cét ®­îc lùa chän trªn c¬ së m«men uèn cña cét ë hai gèi vµ ë nhÞp xÊp xØ nhau. Trong ®ã : L1 : kho¶ng c¸ch tõ ®Ønh cét ®Õn gèi thø nhÊt L2 : kho¶ng c¸ch gi÷a hai gèi kª. L3 : kho¶ng c¸ch tõ gèi kª thø hai ®Õn ch©n cét. §Ó x¸c ®Þnh c¸c ®o¹n L1 , L2 , L3 cã thÓ tÝnh to¸n gÇn ®óng b»ng c¸ch cho m«men ©m ë hai gèi ( M1 ,M2 ) vµ m«men d­¬ng t¹i vÞ trÝ chÝnh gi÷a ®o¹n L2 (Mnh ) b»ng nhau. Khi ®ã: Víi L lµ chiÒu dµi cét, ta sÏ cã: ; X¸c ®Þnh ph¶n lùc RB : Kho¶ng c¸ch x tõ gèi thø 2 ®Õn vÞ trÝ cã m«men d­¬ng lín nhÊt: 1.2. Khi cÈu l¾p. Khi cÈu l¾p s¬ ®å tÝnh lµ dÇm ®¬n gi¶n cã 1 ®Çu thõa, mãc cÈu ®Æt c¸ch ®Çu thõa 1 ®o¹n 0,294.L .M«men lín nhÊt Mmax = 0,0432.g.L2 M«men lín nhÊt trong 2 tr­êng hîp vËn chuyÓn vµ cÈu l¾p lµ Mmax = 0,0432.g.L2, ta sÏ dïng m«men nµy ®Ó tÝnh thÐp däc cho cäc: - Bª t«ng B20, Rb = 11,5 mPa - Cèt ®ai nhãm CI cã Rs=225 mPa. - Dïng cäc BTCT chÕ t¹o s½n tiÕt diÖn 35x35cm. < . Tra b¶ng phô lôc 9 BTCT I ta ®­îc : . Chän cèt thÐp : 416 cã As = 8,04 cm2 Cäc ®­îc ngµm vµo ®µi b»ng c¸ch ph¸ vì mét phÇn bª t«ng ®Çu cäc cho tr¬ cèt thÐp däc ra. §o¹n cäc ®­îc ngµm vµo ®µi lµ : Tra b¶ng 36 – T127 : TCXDVN 356-2005 cã: ; . Þ Þ - PhÇn cäc cßn nguyªn ngµm vµo ®µi 0,15m, phÇn ®Ëp ®Çu cäc ®Ó tr¬ cèt thÐp ngµm vµo ®µi 0,45m. LÊy 60 cm trong ®ã cã phÇn bª t«ng kh«ng ®Ëp ®i lµ 15 cm. ChiÒu dµi cäc cßn l¹i n»m trong ®Êt lµ : Lc = 2x12 +10 - 0,6 = 33,4 (m). 2. T¶i träng t¸c dông xuèng mãng: Trong qu¸ tr×nh ch¹y khung ch­a kÓ ®Õn träng l­îng cña t­êng vµ gi»ng . V× c¸c thµnh phÇn nµy kh«ng g©y ra ®é lÖch t©m ®¸ng kÓ cho cét, mãng nªn chóng chØ ®­îc kÓ vµo phÇn lùc däc.  Néi lôc ch©n cét C19 Mãng 2-A Story Column Load N Qx Qy Mx My STORY1 C19 TH13 -4473.5 -89.702 14.9536 30.6275 -240.4 2.1. T¶i träng do c¸c bé phËn kÕt cÊu tÇng mét g©y ra - Do t­êng tÇng 1: PhÇn t­êng x©y kh«ng cöa : PhÇn tr¸t : PhÇn t­êng x©y cã cöa : 2.2. Lùc däc do c¸c bé phËn kÕt cÊu tÇng 1 g©y ra cho mãng M1 - Do líp tr¸t cét : 2-A Do gi»ng mãng 40x70 cm: Tæng céng: T¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông t¹i mÆt ngµm cña mãng. T¶i trong TT Néi lôc ch©n cét C19 Mãng 2-A Story Column Load N Qx Qy Mx My STORY1 C19 TH13 - 4734,7 -89.702 14.9536 30.6275 -240.4 Néi lùc tiªu chuÈn x¸c ®Þnh ®Õn ®Ønh mãng M5 b»ng néi lùc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cos ®Ønh mãng chia hÖ sè v­ît t¶i n = 1,2 kÕt qu¶ thÓ hiÖn trong b¶ng: T¶i trong TC Néi lôc ch©n cét C19 Mãng 2-A Story Column Load N Qx Qy Mx My STORY1 C19 TH13 - 3945,58 -74,75 12,46 25,52 -120,2 3. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc ®¬n 3.1. Søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc Søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: PV = j.(RbFb + RsAs ) Trong ®ã: + j lµ hÖ sè uèn däc cña cäc trong ®Êt . Theo kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n, trong trô ®Þa chÊt kh«ng cã líp than bïn nªn kh«ng ph¶i kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña uèn däc Þj =1 _ C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña bª t«ng cäc _ C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña cèt thÐp _DiÖn tÝch tiÕt diÖn cäc bª t«ng _ DiÖn tÝch tiÕt diÖn cèt thÐp däc + Cèt thÐp däc chÞu lùc cña cäc 4F16, nhãm C-II. Tra b¶ng : víi 4F16 ta cã: Rs = 280000 kPa + Bª t«ng cÊp ®é bÒn B20 cã : Rb = 11500 kPa ; Rbt = 900 kPa ® + Fb - DiÖn tÝch tiÕt diÖn cäc, Fb = 0,35x0,35= 0,1225 m2 Þ Pv = 1.(11500.0,1225+280000.8,04.10-4) = 1634 kN 3.2. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc ®¬n theo c­êng ®é ®Êt nÒn -Ch©n cäc t× lªn líp c¸t nhá,x¸m ghi,ghi vµng, chÆt võa nªn cäc lµm viÒc theo s¬ ®å cäc ma s¸t. cã E = 13500 kPa < 20000 kPa Trong ®ã: m = 1: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cäc trong ®Êt. mR; mfi : hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®Êt, chóng kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña ph­¬ng ph¸p thi c«ng cäc ®èi víi c­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt d­íi mòi cäc vµ xung quanh cäc. Tra b¶ng 6.4 trang 115 HD§ANM - §HKTHN ta cã: mR = 1,1; mfi = 1 R - c­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt d­íi mòi cäc, víi ®é s©u h¹ mòi cäc H = 35,8 m. Tra b¶ng 6.2 (T-114 HD DA) ta cã c­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt nÒn ë ch©n cäc cã gi¸ trÞ. R= 4100(kPa). F - diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang ch©n cäc U - chu vi tiÕt diÖn ngang cäc hi - chiÒu dµy cña líp ®Êt thø i tiÕp xóc víi cäc fi - c­êng ®é tÝnh to¸n cña líp ®Êt thø i theo mÆt xung quanh cäc.Tra b¶ng 6.3 trang 115 s¸ch HD§ANM- §HKTHN Chia ®Êt nÒn thµnh c¸c líp ®ång nhÊt tõ trªn xuèng d­íi nh­ h×nh vÏ (chiÒu dµy mçi líp nµy 2m). ë ®©y zi vµ H tÝnh tõ cèt thiªn nhiªn. Líp ®Êt lÊp 1 kh«ng cã chØ sè IS nªn ta coi hÖ sè fsi = 0. C­êng ®é tÝnh to¸n cña ma s¸t gi÷a mÆt xung quanh cäc vµ ®Êt bao quanh fi tra theo b¶ng cã néi suy ta cã : B¶ng C­êng ®é tÝnh to¸n ma s¸t thµnh cña c¸c líp ®Êt. TT Lo¹i ®Êt mfi STT líp chiÒu dµy hi ( m ) ®é s©u zi ( m ) fsi ( kPa ) fsi.hi ( kN/m ) 1 §Êt lÊp 1 2.4 2.4 - - 2 SÐt dÎo ch¶y 2 1.8 3.3 5.13 9.234 3 1.8 5.1 6.10 10.98 4 1.8 6.9 6.10 10.98 5 1.8 8.7 6.10 10.98 6 1.8 10.5 6.10 10.98 7 1.8 12.3 6.10 10.98 8 1.8 14.1 6.10 10.98 9 1.8 15.9 6.10 10.98 10 1.8 17.7 6.10 10.98 3 C¸t nhá, chÆt võa 11 1.2 19.2 55.2 66.24 12 1.2 20.4 56.4 67.68 13 1.2 21.6 57.6 69.12 14 1.2 22.8 58.8 70.56 15 1.2 24.0 60.0 72.0 16 1.2 25.2 61.2 73.44 17 1.2 26.4 62.4 74.88 18 1.2 27.6 63.6 76.32 19 1.2 28.8 64.8 77.76 4 SÐt dÎo ch¶y 20 1.1 29.95 8.99 9.889 21 1.1 31.05 9.00 9.90 22 1.1 32.15 9.00 9.90 23 1.1 33.25 9.00 9.90 5 C¸t nhá, chÆt võa 24 1.1 34.3 69.44 76.384 25 1.1 35.3 70.24 77.264 26 1.2 35.8 70.64 84.768 Tæng céng : ( kN/m ) 1023.08 + Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc theo ®Êt nÒn: (k® =1,4 hÖ sè an toµn ®èi víi ®Êt) c. X¸c ®Þnh theo thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT: Trong ®ã: a - hÖ sè an toµn, ®èi víi cäc Ðp lÊy a = 300 Na : TrÞ sè SPT cña ®Êt ë mòi cäc F : lµ diÖn tÝch cäc U : lµ chu vi cña cäc U = 4 0,35 =1,4 (m) Nsi :lµ chØ sè SPT cña ®Êt rêi t­¬ng øng cã chiÒu dµy Lsi Cui: Lùc dÝnh kh«ng tho¸t n­íc cña líp ®Êt thø i t­¬ng øng víi chiÒu dµy lci Lci : chiÒu dµi cäc c¾m qua líp ®Êt dÝnh. Lsi : ChiÒu dµi cäc c¾m qua líp ®Êt rêi. TT Lo¹i ®Êt Theo chØ tiªu xuyªn tiªu chuÈn SPT N30(kN) Cui (kPa) Lci (m) Nsi (kN) Lsi (m) CuiLci (kN/m) NsiLsi (kN/m) 1 §©t lÊp -  -  -  - - -   - 2 SÐt dÎo ch¶y 3 21.42 16.2 -  - 347.0  - 3 C¸t nhá, chÆt võa 16 114.24 - 16 10.8 - 172.8 4 SÐt dÎo ch¶y 3 21.42 4.4 - - 94.25 - 5 C¸t nhá, chÆt võa 16 114.24  - 16 2.0  - 32.0 Tæng  441.25  204.8 Þ Søc chÞu t¶i cña cäc: * Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc: 4. X¸c ®Þnh sè cäc vµ bè trÝ cäc §Ó c¸c cäc Ýt ¶nh h­ëng lÉn nhau, cã thÓ coi c¸c cäc lµ cäc ®¬n, c¸c cäc ®­îc bè trÝ trong mÆt b»ng sao cho kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tim cäc a 3d, trong ®ã d lµ ®­êng kÝnh cña cäc + ¸p lùc tÝnh to¸n gi¶ ®Þnh t¸c dông lªn ®Õ ®µi do ph¶n lùc ®Çu cäc g©y ra lµ. + DiÖn tÝch s¬ bé ®Õ ®µi lµ: :T¶i träng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn ®Ønh ®µi n=1,1: hÖ sè v­ît t¶i. gtb :Träng l­îng thÓ tÝch b×nh qu©n cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi. gtb =20 kN/m3 htb: Do cã sù chªnh cos Träng l­îng tÝnh to¸n s¬ bé cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi lµ Sè l­îng cäc s¬ bé lµ Þ Chän n’c = 12 cäc DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ - Träng l­îng tÝnh to¸n ®µi vµ ®Êt trªn ®µi ®Õn cèt ®Õ ®µi: - Lùc däc tÝnh to¸n ®Õn cèt ®Õ ®µi Lùc truyÒn xuèng cäc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau Trong ®ã: n’c = 12 lµ sè l­îng cäc trong mãng. M« men tÝnh to¸n x¸c ®Þnh t­¬ng øng víi träng t©m diÖn tÝch tiÕt diÖn c¸c cäc t¹i ®Õ ®µi: Mttox = + Qytt. hm = 30,63 +14,95.1,6 = 54,55 kNm. Mttoy = + Qxtt. hm = 204,4 + 89,70.1,6 = 347,92kNm - Lùc truyÒn xuèng c¸c cäc d·y biªn lµ: ; - Träng l­îng tÝnh to¸n cña cäc cña cäc: = 112,52kN : khi cäc n»m trªn mùc n­íc ngÇm : khi cäc n»m d­íi mùc n­íc ngÇm Lcäc = 34- 0,45- 0,15 = 33,4 mÐt - Träng l­îng tÝnh to¸n cña ®Êt mµ cäc chiÕm chç : Q® =1,1.0,352.(16,2x17+10,8x18,2+ 4,4x17,2+ 2x19 ) =78,915 kN Träng l­îng hiÖu dông cña cäc: - Lùc truyÒn xuèng cäc sè 4 ®¹t max: + Pc = 487,24+33,6=520,84< = 593,1kN. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc max truyÒn xuèng cäc. So s¸nh gi¸ trÞ cña = 402,11 kN > 0. Nh­ vËy lµ ®iÒu kiÖn chèng nhæ cña cäc ®­îc tho¶ m·n. 5. TÝnh to¸n nÒn mãng cäc theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø II Víi quan niÖm nhê ma s¸t gi÷a mÆt xung quanh cäc vµ ®Êt bao quanh, t¶i träng cña mãng ®­îc truyÒn trªn diÖn réng h¬n, xuÊt ph¸t tõ mÐp ngoµi cäc t¹i ®¸y ®µi vµ nghiªng mét gãc a = jtb/4. - §é lón cña nÒn mãng cäc ®­îc tÝnh theo ®é lón cña nÒn mãng khèi quy ­íc cã mÆt c¾t lµ abcd. Trong ®ã: - ChiÒu dµi cña ®¸y khèi mãng quy ­íc c¹nh LM. - BÒ réng cña ®¸y khèi mãng quy ­íc BM - DiÖn tÝch khèi mãng quy ­íc . + ChiÒu cao cña khèi mãng qui ­íc HM = 36,175m - X¸c ®Þnh träng l­îng cña khèi mãng quy ­íc + Träng l­îng tiªu chuÈn khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi tõ ®Õ bª t«ng lãt trë lªn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi tõ ®¸y mãng ®Õn ®¸y líp sÐt pha dÎo ch¶y + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi líp c¸t nhá,chÆt võa ch­a kÓ träng l­îng cäc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi líp sÐt dÎo ch¶y ch­a kÓ träng l­îng cäc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi líp c¸t h¹t nhá chÆt võa ch­a kÓ träng l­îng cäc: + TrÞ tiªu chuÈn träng l­îng cäc 35x35cm tÝnh tõ ®Õ ®µi trë xuèng: Þ + Träng l­îng khèi mãng qui ­íc: + TrÞ tiªu chuÈn lùc däc x¸c ®Þnh ®Õn ®¸y khèi qui ­íc: - Momen tiªu chuÈn t­¬ng øng víi träng t©m ®¸y khèi quy ­íc: Mtc = M0tc + Q0tc.(0,1+ H’M) Trong ®ã: gi¸ trÞ H’M+ 0,1 v× khi tÝnh khung mÆt ngµm t¹i ch©n cét c¸ch mÆt ®µi ®ang xÐt 0,1m. T¶i trong TC Néi lôc ch©n cét C19 Mãng 2-A Story Column Load N Qx Qy Mx My STORY1 C19 TH13 - 3945,58 -74,75 12,46 25,52 -120,2 MXtc = MYtc = - §é lÖch t©m:( C¹nh dµi L theo ph­¬ng X ) + Theo trôc X : ex = - §é lÖch t©m:( C¹nh ng¾n B theo ph­¬ng Y ) + Theo trôc Y: eY = - ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y khèi quy ­íc: P = P = 737,21 kN; P = 667,83kN; P = 702,52kN - C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt t¹i ®¸y khèi quy ­íc Tra b¶ng 3.1(T27-HD§ANM) Ktc = 1, v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy thÝ nghiÖm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt. m1 = 1,2 cho nÒn lµ ®Êt c¸t h¹t nhá chÆt võa m2 = 1 víi s¬ ®å kÕt cÊu cña c«ng tr×nh lµ mÒm. CII =0 lùc dÝnh ®¬n vÞ cña ®¸y mong khèi quy ­íc. j = 33,06o tra b¶ng 3.2(T27-HD§ANM) néi suy ta cã A = 1.45 ; B = 6.81; D = 8.89 : TrÞ tÝnh to¸n thø hai cña träng l­îng riªng ®Êt d­íi ®¸y khèi quy ­íc Khèi l­îng cña ®Êt ë ®¸y khèi mãng quy ­íc: =19 kN/m3 Träng l­îng riªng trung b×nh cña ®Êt tõ cèt tù nhiªn ®Õn ch©n cäc: KiÓm tra: Þ Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc d­íi ®¸y mãng quy ­íc. LÊy ®Ó kiÓm tra ®é lón - øng suÊt b¶n th©n t¹i ®¸y khèi quy ­íc - øng suÊt g©y lón t¹i ®¸y khèi quy ­íc KiÓm tra ®é lón - Chia ®Êt nÒn d­íi ®¸y khèi qui ­íc thµnh c¸c líp ®Êt b»ng nhau vµ b»ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn hi = 1,24m <. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ øng suÊt g©y lón vµ øng suÊt b¶n th©n ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: §iÓm Z (m) 2z/BM LM/BM K0 (kPa) (kPa) 0,1 (kPa) Eo (kPa) 0 0 0 1.16 1 69.7 632.82 63.282 13500 1 1.4 0.37 0.9724 67.7763 659.42 65.942 2 2.7 0.72 0.8598 59.9281 682.3 68.23 5000 Giíi h¹n nÒn lÊy ®Õn ®iÓm 2 ë ®é s©u z = 2,7 m kÓ tõ ®¸y khèi quy ­íc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: T¹i ®é s©u Ha= 2,7m, ®é lón cña nÒn ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc: + §é lón cña mãng: VËy ®é lón cña mãng ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ ®é lón tuyÖt ®èi. +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 1 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 2 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 3: +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 4 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 5 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 6: +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 7: +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 8: 6. TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng -Dïng bª t«ng cã cÊp ®é bÒn B20 cã Rb = 11500kPa ; Rbt = 900 kPa -Dïng cèt thÐp nhãm CII cã Rs = 280000 kPa - Líp bª t«ng lãt dµy 10cm M¸c 100 v÷a xi m¨ng c¸t, ®¸ 4´6. 6.1. TÝnh to¸n lùc truyÒn lªn c¸c cäc - Lùc truyÒn xuèng c¸c cäc : 6.2. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®µi cäc theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng VÏ th¸p ®©m thñng tõ mÐp cét, nghiªng mét gãc 45o so víi ph­¬ng th¼ng ®øng cña cét th× thÊy ®¸y th¸p kh«ng n»m trïm ra ngoµi tim c¸c cäc sè 1 ;5 ;9 ; 4 ; 8;12. Nªn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn ®©m thñng ChiÒu cao lµm viÖc cña ®µi cäc ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn chèng ®©m thñng : Trong ®ã: Pct _ Lùc chäc thñng; víi bªt«ng nÆng; btb = bc+bd=(0,4+2,8)/2 = 1,6m v× mãng lÖch t©m nªn btb lµ trung b×nh céng cña c¹nh ng¾n ®¸y trªn vµ ®¸y d­íi cña th¸p ®©m thñng; Rbt _ C­êng ®é chÞu kÐo cña bª t«ng Rbt = 900 kPa VËy mãng kh«ng bÞ chäc thñng. 6.3. TÝnh to¸n m«men cho ®µi cäc - Momen t­¬ng øng víi mÆt ngµm I - I - Momen t­¬ng øng víi mÆt ngµm II-II 6.4. TÝnh to¸n vµ bè trÝ thÐp cho ®µi cäc - Cèt thÐp theo ph­¬ng X ®Æt d­íi ®­îc tÝnh to¸n cho m«men MI Chän a = 3,5cm DiÖn tÝch diÖn tiÕt ngang cèt thÐp chÞu MI Chän 22F18cã As = 5588 mm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: Kho¶ng c¸ch c¸c cèt thÐp cÇn bè trÝ lµ: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc cèt thÐp c¸ch nhau: Chän 22F18 kh¶ng c¸ch a = 130mm. - Cèt thÐp theo ph­¬ng Y ®Æt trªn ®­îc tÝnh to¸n cho m«men MII DiÖn tÝch diÖn tiÕt ngang cèt thÐp chÞu MII Chän 22F16 cã As = 4422 mm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: Kho¶ng c¸ch c¸c cèt thÐp cÇn bè trÝ lµ: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc cèt thÐp c¸ch nhau: Chän 22F16 kh¶ng c¸ch a = 180mm. V. ThiÕt kÕ mãng hîp khèi (2-B,C) (Mãng M2): 1. T¶i träng t¸c dông xuèng mãng M2 Trôc B vµ C c¸ch nhau 2,0m ®Ó thuËn tiÖn cho thi c«ng ta chän gi¶i ph¸p mãng hîp khèi Theo kÕt qu¶ ch¹y néi lùc khung K2 ta cã néi lùc t¹i ch©n cét trôc B vµ C cho c¸c tr­êng hîp t¶i khung nh­ sau : Néi lôc ch©n cét Story Column Load N Qx Qy Mx My STORY1 C20 TH13 -4918.694 -66.105 8.105 20.011 -209.096 C20 TH8 -3837.15 102.843 1.46 1.45 259.566 STORY1 C21 TH13 -3903.678 -104.060 9.673 21.744 -264.115 C21 TH8 -4768.814 65.746 5.045 7.003 205.605 Trong qu¸ tr×nh ch¹y khung ch­a kÓ ®Õn träng l­îng cña t­êng, gi»ng tÇng 1. V× c¸c thµnh phÇn nµy kh«ng g©y ra ®é lÖch t©m ®¸ng kÓ cho cét, mãng nªn chóng chØ ®­îc kÓ vµo phÇn lùc däc. 1.1. T¶i träng do c¸c bé phËn kÕt cÊu tÇng mét g©y ra cho cét 2-B - Do gi»ng mãng 40x70 trôc 2: Coi gÇn ®óng gi»ng mãng cã chiÒu dµi b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tim cét 1.1.1. Lùc däc do c¸c bé phËn kÕt cÊu tÇng 1 g©y ra cho mãng M2 - Do líp tr¸t cét : 2-B Do t­êng vµ dÇm cña trôc B t¸c dông lªn - T­êng x©y : PhÇn t­êng x©y kh«ng cöa : PhÇn tr¸t : 1.1.2. T¶i träng do c¸c bé phËn kÕt cÊu tÇng mét g©y ra cho cét 2-C - Do gi»ng mãng 40x70 trôc 2: Coi gÇn ®óng gi»ng mãng cã chiÒu dµi b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tim cét 1.1.3. Lùc däc do c¸c bé phËn kÕt cÊu tÇng 1 g©y ra cho mãng M2 - Do líp tr¸t cét : 2-C Do t­êng vµ dÇm cña truc 2 vµ trôc C t¸c dông lªn PhÇn t­êng x©y cã cöa : PhÇn tr¸t : VËy néi lùc tÝnh ®Õn ch©n cét cã kÓ ®Õn träng l­îng t­êng, gi»ng, cét tÇng 1 thÓ hiÖn trong b¶ng sau: T¶i träng N Qx Qy Mx My Tæ hîp Mãng 2-B -5186,40 -66.105 8.105 20.011 -66.105 TH13 -4104,85 102.843 1.46 1.45 102.843 TH8 Mãng 2-C -4170,88 -104.060 9.673 21.744 -264.115 TH13 -5036,01 65.746 5.045 7.003 205.605 TH8 2. X¸c ®Þnh träng t©m cña mãng hîp khèi X¸c ®Þnh vÞ trÝ träng t©m mãng hîp khèi nh»m gi¶m tèi ®a sù lÖch t©m. 2.1. X¸c ®Þnh träng t©m mãng cho (TH 8) (giã tr¸i) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®iÓm ®Æt lùc tËp trung cña cét trôc B vµ C lµ 2,48m. X¸c ®Þnh ®iÓm O ë trªn ®Ønh ®µi sao cho m«men g©y ra bëi lùc däc cña 2 cét trôc B vµ C theo ph­¬ng Y lµ b»ng 0. Gi¶ sö träng t©m mãng hîp khèi (®iÓm O) n»m c¸ch trôc C mét ®o¹n lµ X1 ta cã ph­¬ng tr×nh: 2.2. X¸c ®Þnh träng t©m mãng cho (TH 13 ) (giã ph¶i) Gi¶ sö träng t©m mãng hîp khèi (®iÓm O) n»m c¸ch trôc C mét ®o¹n lµ X2 ta cã ph­¬ng tr×nh: Träng t©m O cña mãng hîp khèi M2 ®­îc x¸c ®Þnh b»ng nguyªn t¾c c©n b»ng m«men VËy néi lùc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn møc ®Ønh mãng t¹i vÞ trÝ träng t©m mãng hîp khèi (®iÓm O’) T¶i träng tt N Qx Qy Mx My Tæ hîp Mãng M2 -9357,28 -170,17 17,78 41,76 -330,22 13 - Néi lùc tiªu chuÈn x¸c ®Þnh ®Õn møc ®Ønh mãng t¹i vÞ trÝ träng t©m mãng hîp khèi b»ng néi lùc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn møc ®Ønh mãng hép khèi chia hÖ sè v­ît t¶i n = 1,2 kÕt qu¶ thÓ hiÖn trong b¶ng: T¶i träng tc N Qx Qy Mx My Tæ hîp Mãng M2 7797,73 -141,81 14,82 34,8 -275,18 13 3. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc ®¬n (X¸c ®Þnh nh­ mãng M1) 3.1. Søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc: (nh­ mãng 2-A) Pv = 1634 kN 3.2. Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc theo ®Êt nÒn: (nh­ mãng 2-A) 3.3 X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo xuyªn tiªu chuÈn SPT:(nh­ mãng 2-A) * Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc: Chän gi¸ trÞ PSPT = 593,10 (kN) ®Ó tÝnh to¸n. 4. X¸c ®Þnh sè cäc vµ bè trÝ cäc - ¸p lùc tÝnh to¸n gi¶ ®Þnh t¸c dông lªn ®Õ ®µi do ph¶n lùc ®Çu cäc g©y ra -DiÖn tÝch s¬ bé ®Õ ®µi Víi : :T¶i träng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn ®Ønh ®µi gtb : Träng l­îng thÓ tÝch b×nh qu©n cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi. gtb =20 kN/m3 ; n : HÖ sè v­ît t¶i n =1,1 htb: mãng gi÷a kh«ng chªnh cos nªn htb = hm =3,15 m - Träng l­îng s¬ bé cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi - Lùc däc s¬ bé tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn ®Õ ®µi - Sè l­îng cäc s¬ bé cäc LÊy sè cäc n'c= 21 cäc. Bè trÝ c¸c cäc trong mÆt b»ng nh­ h×nh vÏ - DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ F®tt= 7,4x2,8 = 20,72m2 - Träng l­îng tÝnh to¸n ®µi vµ ®Êt trªn ®µi ®Õn cèt ®Õ ®µi: - Lùc däc tÝnh to¸n ®Õn cèt ®Õ ®µi - Lùc truyÒn xuèng cäc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau Trong ®ã: n’c = 21 lµ sè l­îng cäc trong mãng. - Lùc däc vµ m«men tÝnh to¸n x¸c ®Þnh t­¬ng øng víi träng t©m diÖn tÝch tiÕt diÖn c¸c cäc t¹i ®Õ ®µi - Lùc truyÒn xuèng c¸c cäc d·y biªn lµ: - Träng l­îng tÝnh to¸n cña cäc cña cäc: kN : khi cäc n»m trªn mùc n­íc ngÇm : khi cäc n»m d­íi mùc n­íc ngÇm Lcäc = 34- 0,45- 0,15 = 33,4 mÐt - Träng l­îng tÝnh to¸n cña ®Êt mµ cäc chiÕm chç (cã xÐt ®Õn ®Èy næi): Träng l­îng hiÖu dông cña cäc: - Lùc truyÒn xuèng cäc ®¹t max: + Pc = 553,56 +33,61 = 587,17 < = 593,1kN. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc max truyÒn xuèng cäc. So s¸nh gi¸ trÞ cña = 474,36kN > 0. Nh­ vËy lµ ®iÒu kiÖn chèng nhæ cña cäc ®­îc tho¶ m·n. 5. TÝnh to¸n nÒn mãng cäc theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø II Víi quan niÖm nhê ma s¸t gi÷a mÆt xung quanh cäc vµ ®Êt bao quanh, t¶i träng cña mãng ®­îc truyÒn trªn diÖn réng h¬n, xuÊt ph¸t tõ mÐp ngoµi cäc t¹i ®¸y ®µi vµ nghiªng mét gãc a = jtb/4. §é lón cña nÒn mãng cäc ®­îc tÝnh theo ®é lón cña nÒn mãng khèi quy ­íc cã mÆt c¾t lµ abcd Trong ®ã: - ChiÒu dµi cña ®¸y khèi quy ­íc c¹nh LM BÒ réng cña ®¸y khèi quy ­íc - DiÖn tÝch khèi mãng quy ­íc: + ChiÒu cao cña khèi mãng qui ­íc HM = 36,55m + Träng l­îng tiªu chuÈn cña khèi mãng qui ­íc tõ ®Õ ®µi trë lªn: + Träng l­îng tiªu chuÈn khèi quy ­íc trong ph¹m vi tõ ®¸y bª t«ng lãt trë lªn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi tõ ®¸y mãng ®Õn ®¸y líp sÐt pha dÎo ch¶y + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi líp c¸t nhá,chÆt võa ch­a kÓ träng l­îng cäc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi líp sÐt dÎo ch¶y ch­a kÓ träng l­îng cäc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc trong ph¹m vi líp c¸t h¹t nhá chÆt võa ch­a kÓ träng l­îng cäc: + TrÞ tiªu chuÈn träng l­îng cäc 35x35cm tÝnh tõ ®Õ ®µi trë xuèng: Toµn bé cäc d­íi mùc n­íc ngÇm: Þ VËy tæng träng l­îng tiªu chuÈn cña khèi mãng quy ­íc - Gi¸ trÞ tiªu chuÈn lùc däc x¸c ®Þnh ®Õn ®¸y khèi mãng quy ­íc - M«men tiªu chuÈn t­¬ng øng víi träng t©m ®¸y khèi mãng quy ­íc Trong ®ã: gi¸ trÞ H’M+ 0,1 v× khi tÝnh khung mÆt ngµm t¹i ch©n cét c¸ch mÆt ®µi ®ang xÐt 0,1m. - §é lÖch t©m: - §é lÖch t©m:( C¹nh dµi L theo ph­¬ng Y ) ex = - §é lÖch t©m:( C¹nh ng¾n B theo ph­¬ng X ) eY = - ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y khèi mãng quy ­íc P = 775,66 kN; P = 708,52kN; P = 742,09kN - C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt t¹i ®¸y khèi quy ­íc Tra b¶ng 3.1(T27-HD§ANM) Ktc = 1, v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy thÝ nghiÖm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt. m1 = 1,2 cho nÒn lµ ®Êt c¸t h¹t nhá chÆt võa m2 = 1 víi s¬ ®å kÕt cÊu cña c«ng tr×nh lµ mÒm. CII =0 lùc dÝnh ®¬n vÞ cña ®¸y mong khèi quy ­íc. j = 33,06o tra b¶ng 3.2(T27-HD§ANM) néi suy ta cã A = 1.45 ; B = 6.81; D = 8.89 : TrÞ tÝnh to¸n thø hai cña träng l­îng riªng ®Êt d­íi ®¸y khèi quy ­íc Khèi l­îng cña ®Êt ë ®¸y khèi mãng quy ­íc: =19 kN/m3 KiÓm tra LÊy ®Ó kiÓm tra ®é lón - øng suÊt b¶n th©n t¹i ®¸y khèi quy ­íc - øng suÊt g©y lón t¹i ®¸y khèi quy ­íc KiÓm tra ®é lón - Chia ®Êt nÒn d­íi ®¸y khèi qui ­íc thµnh c¸c líp ®Êt b»ng nhau vµ b»ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn hi = 1,24m <. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ øng suÊt g©y lón vµ øng suÊt b¶n th©n ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: §iÓm Z (m) 2z/BM LM/BM K0 (kPa) (kPa) 0,1 (kPa) Ei (kPa) 0 0 0 1.6 1 102.9 639.19 63.919 13500 1 1.4 0.37 0.9783 100.667 665.79 66.579 2 2.7 0.72 0.888 91.3752 688.67 68.867 5000 3 4 1.07 0.7564 77.8336 711.55 71.155 4 5.5 1.47 0.6051 62.2648 745.65 74.565 13500 Giíi h¹n nÒn lÊy ®Õn ®iÓm 4 ë ®é s©u z = 5,5 m kÓ tõ ®¸y khèi quy ­íc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: T¹i ®é s©u Ha= 4,0m, ®é lón cña nÒn ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc: + §é lón cña mãng: VËy ®é lón cña mãng ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ ®é lón tuyÖt ®èi. KiÓm tra ®é lón lÖch t­¬ng ®èi gi÷a mãng M1 vµ M2 VËy ®é lón cña mãng ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ ®é lón t­¬ng ®èi gi÷a hai mãng. +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 1 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 2 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 3: +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 4 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 5 : +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 6: +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 7: +T¹i vÞ trÝ ®¸y líp 8: 6. TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng - Dïng bª t«ng B20 cã - ThÐp chÞu lùc C-II cã - ThÐp ngang C-I cã - Líp bª t«ng lãt dµy 10 cm M¸c 100 xi m¨ng c¸t, ®¸ 4´6. 6.1. TÝnh to¸n lùc truyÒn lªn c¸c cäc - Lùc truyÒn xuèng c¸c cäc : 6.2. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®µi cäc theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng VÏ th¸p ®©m thñng tõ mÐp cét, nghiªng mét gãc 45o so víi ph­¬ng th¼ng ®øng cña cét th× thÊy ®¸y th¸p kh«ng n»m trïm ra ngoµi tim c¸c cäc sè 1 ;7 ;8 ;14 15 ; 21. Nªn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn ®©m thñng ChiÒu cao lµm viÖc cña ®µi cäc ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn chèng ®©m thñng : Trong ®ã: Pct _ Lùc chäc thñng; víi bªt«ng nÆng; btb = bc+bd=(0,4+2,8)/2 = 1,6m v× mãng lÖch t©m nªn btb lµ trung b×nh céng cña c¹nh ng¾n ®¸y trªn vµ ®¸y d­íi cña th¸p ®©m thñng; Rbt _ C­êng ®é chÞu kÐo cña bª t«ng Rbt = 900 kPa VËy mãng kh«ng bÞ chäc thñng. 6.3. TÝnh to¸n thÐp cho b¶n mãng 6.3.1. S¬ ®å x¸c ®Þnh ph¶n lùc ®Çu cäc Ph¶n lùc ®Çu cäc: 6.3.2. TÝnh to¸n thÐp theo ph­¬ng dµi cho ®µi cäc M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I DiÖn tÝch diÖn tiÕt ngang cèt thÐp chÞu MI Chän 22F25 cã As =10802 mm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi : Kho¶ng c¸ch c¸c cèt thÐp cÇn bè trÝ lµ: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc cèt thÐp c¸ch nhau: VËy bè trÝ 22F25 cã a = 130mm 6.3.3. TÝnh to¸n thÐp theo ph­¬ng ng¾n cho ®µi cäc DiÖn tÝch diÖn tiÕt ngang cèt thÐp chÞu MII Chän 37F18cã As = 9398 mm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi : Kho¶ng c¸ch c¸c cèt thÐp cÇn bè trÝ lµ: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc cèt thÐp c¸ch nhau: VËy bè trÝ 37F18 cã a = 200mm 6.4. TÝnh to¸n thÐp dÇm mãng hîp khèi §Ó t¨ng c­êng ®é cøng cho mãng hîp khèi cÇn lµm dÇm mãng nèi hai cét, dÇm mãng ®­îc tÝnh nh­ 1 dÇm ®¬n gi¶n cã 2 ®Çu thõa tùa lªn 2 gèi tùa lµ 2 cét chÞu t¸c dông cña ph¶n lùc ®Çu cäc. 6.4.1. S¬ ®å tÝnh 6.4.1.1. X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i gèi 6.4.1.2. M« men 6.4.1.3. Lùc c¾t 6.4.1.4. TÝnh to¸n cèt däc cho dÇm mãng DiÖn tÝch thÐp d­íi cña dÇm mãng tÝnh m«men gèi tùa lín nhÊt trõ m«men MI ta ®· tÝnh ë phÇn ®µi mãng. Chän s­ên cã tiÕt diÖn Chän Ta cã : VËy Chän 7F28 cã *DiÖn tÝch thÐp trªn cña dÇm mãng do kh«ng cã m«men nªn ®Æt theo cÊu t¹o Chän 2F16 cã . 6.4.1.5. TÝnh to¸n cèt ngang cho dÇm mãng Lùc c¾t lín nhÊt t¹i gèi tùa lµ :Qmax = 3244,36kN. + KiÓm tra ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n ÞBª t«ng kh«ng ®ñ chÞu c¾t, cÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai chÞu c¾t cho dÇm. Chän cèt ®ai F16 cã ,sè nh¸nh cèt ®ai (n=4) X¸c ®Þnh b­íc cèt ®ai theo ®iÒu kiÖn cÊu t¹o Chän s = 150mm KiÓm tra: KÕt luËn: dÇm kh«ng bÞ ph¸ ho¹i do øng suÊt nÐn chÝnh. Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña cèt ®ai: Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña cèt ®ai vµ bª t«ng: Cèt ®ai ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t .