Nền móng: Chung cư cao tầng 105 Nguyễn Phong Sắc

PhÇn nÒn mãng ( 15% ) NhiÖm vô: - §¸nh gi¸ ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh - §¸nh gi¸ ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt c«ng tr×nh - Lùa chän gi¶I ph¸p nÒn mãng - ThiÕt kÕ mãng M1, M2 thuéc khung 2-2 - ThiÕt kÕ cäc khoan nhåi Gi¸o viªn h­íng dÉn : Ths vâ thÞ th­ h­êng Sinh viªn thùc hiÖn : TRÇN XU¢N TR¦êNG Líp : 2005X3 1. §¸nh gi¸ ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh C«ng tr×nh “Chung c­ cao tÇng 105 NguyÔn Phong S¾c” cã 13 tÇng næi vµ 1 tÇng hÇm. TÇng hÇm n»m ë cèt -3,3 m. ChiÒu cao tõ cèt ± 0,00 ®Õn ®Ønh toµ nhµ lµ +47 m. Do c«ng tr×nh lµ nhµ cao tÇng, nªn t¶i träng ®øng, m«men lËt do t¶i träng giã vµ t¶i träng ®éng ®Êt g©y ra rÊt lín, v× vËy ®ßi hái mãng vµ nÒn ph¶i cã kh¶ n¨ng chÞu lùc tèt, ®ång thêi ph¶i ®¶m b¶o cho ®é lón vµ nghiªng cña c«ng tr×nh ®­îc khèng chÕ trong ph¹m vi cho phÐp, ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh cã ®ñ tÝnh æn ®Þnh d­íi t¶i träng giã vµ t¶i träng ®éng ®Êt. §iÒu ®ã ®· ®Æt ra cho c«ng t¸c thiÕt kÕ vµ thi c«ng mãng nh÷ng yªu cÇu rÊt cao vµ kh¸ nghiªm kh¾c. ThiÕt kÕ mãng ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu sau ®©y: + ¸p lùc thªm ë ®¸y mãng kh«ng ®­îc v­ît qu¸ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña nÒn ®Êt hoÆc kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cäc. + Tæng l­îng lón vµ chªnh lÖch lón cña mãng còng nh­ ®é nghiªng cña c«ng tr×nh ph¶i nhá h¬n trÞ sè cho phÐp. + §¸p øng c¸c yªu cÇu chèng thÊm ®èi víi c¸c phÇn ngÇm cña c«ng tr×nh. + ViÖc thi c«ng mãng ph¶i tr¸nh hoÆc t×m biÖn ph¸p ®Ó gi¶m ¶nh h­ëng tíi c«ng tr×nh x©y dùng l©n cËn, dù b¸o t¸c h¹i ®Õn m«i tr­êng, c¸ch phßng chèng. 2. §¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh 2.1. §Þa tÇng Theo kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt d­íi lç khoan s©u 56m gåm c¸c líp ®Êt nh­ sau: Líp 1 : Líp phñ bÒ mÆt: SÐt pha, lÉn rÔ c©y ,t¹p chÊt ChiÒu dµy : 2,1 m Líp 2 : SÐt pha kÑp c¸t, c¸t pha mµu x¸m n©u, x¸m ®en, tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®«i chç dÎo ch¶y ChiÒu dµy : 3,5 m Líp 3 : SÐt pha mµu x¸m n©u, x¸m vµng, tr¹ng th¸i dÎo cøng ®«i chç dÎo mÒm ChiÒu dµy : 5,6 m Líp 4 : C¸t h¹n mÞn, mµu x¸m vµng, tr¹ng th¸i xèp ChiÒu dµy :2,9 m Líp 5 : SÐt, xen kÑp sÐt pha, mµu x¸m xanh, x¸m n©u, tr¹ng th¸i dÎo cøng, ®«i chç dÎo mÒm ChiÒu dµy : 4 m Líp 6 : SÐt pha, mµu x¸m n©u, x¸m vµng, tr¹ng th¸i dÎo cøng ChiÒu dµy : 5 m Líp 7 : SÐt, mµu x¸m n©u, tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®Õn dÎo cøng ChiÒu dµy : 14 m Líp 8 : C¸t s¹n, mµu vµng x¸m, tr¹ng th¸i rÊt chÆt. §Þa tÇng ®­îc ph©n chia theo thø tù tõ trªn xuèng d­íi nh­ sau: H×nh 1. Trô ®Þa chÊt c«ng tr×nh 2.2. C¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt Lớp Dung trọng gw (kN/m3) Δ (kN/m3) Độ ẩm W(%) Hệ số rỗng e Giới hạn chảy Wch (%) Giới hạn dẻo Wd (%) Độ sệt B Lực dính C (kPa) Góc nội ma sát j Mô đun BD E (kN/m2) Chỉ số SPT N 1 - 17 - - - - - - - - - 2 19.1 2,71 28,1 0,822 31,5 21,5 0,69 14,3 10,72o 3000 3 3 19,1 2,72 26,9 0.807 34,4 21,8 0,4 20 14,05o 9500 7 4 19.1 2,67 27.5 44.6 38.7 24.8 0.19 28 24,08o 16300 8 5 18,1 2,72 36,6 1,019 46,5 27,7 0,47 23,1 12,6o 9500 7 6 19,4 2,72 24,6 0,747 32,3 20,3 0,36 21 14,88o 13000 11 7 18,4 2,72 36,3 1,015 46,3 27,1 0,48 21,4 11,92o 9000 10 8 - 2,66 - - - - - - 39,5o 27000 >50 2.2.1 : Líp 1 Líp ®Êt lÊp cã chiÒu dµy 2,1 m. Ph©n bè mÆt trªn toµn bé khu vùc kh¶o s¸t cã chiÒu dµy 2,1 m. Lµ líp ®Êt yÕu vµ kh¸ phøc t¹p, ®é nÐn chÆt ch­a æn ®Þnh. V× vËy kh«ng thÓ lµm nÒn cho c«ng tr×nh nªn líp nµy ®­îc bãc bá hÕt trong qua tr×nh thi c«ng mãng. 2.2.2. Líp 2: Líp sÐt dÎo cøng cã chiÒu dµy 3,5 m ThÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT trong líp cho gi¸ trÞ søc kh¸ng xuyªn tiªu chuÈn N30=3 bóa. - §é sÖt: IL=== 0,52 -> 0,5 tr¹ng th¸i dÎo mềm - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 2.2.3. Líp 3: Líp sÐt x¸m màu x¸m n©u, x¸m vµng chiÒu dµy 5,6 m - KÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn: N = 7 bóa / 30 cm. - §é sÖt: IL=== 0,6 0,5 < IL = 0,6 < 0,75 ® ®Êt ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 2.2.4. Líp 4: C¸t h¹t mÞn, mµu x¸m vµng, tr¹ng th¸i xèp. ChiÒu dµy : 2,9m - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 2.2.5. Líp 5: Líp sÐt, xen kÑp sÐt pha,mµu x¸m xanh,x¸m n©u - KÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn: N = 7 bóa / 30 cm. - §é sÖt: IL=== 0,527 -> 0,5 tr¹ng th¸i dÎo mÒm - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 2.2.6. Líp 6: Líp sÐt pha x¸m n©u, x¸m vµng cã chiÒu dµy 5 m . - KÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn: N = 11 bóa/30cm. - §é sÖt: IL=== 0,642 -> 0,5 tr¹ng th¸i dÎo mÒm - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 2.2.7. Líp 7: Líp sÐt mµu x¸m n©u, tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®Õn dÎo cøng cã chiÒu dµy 14 m . - KÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn: N = 10 bóa/30cm. - §é sÖt: IL=== 0,521-> 0 tr¹ng th¸i dÎo mÒm - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 2.2.8. Líp 8: Líp c¸t s¹n, mµu x¸m vµng, tr¹ng th¸i rÊt chÆt. ChiÒu dµy ch­a kÕt thóc - KÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn: N = 50 bóa/30cm. - Träng l­îng riªng ®Èy næi: g®n = = 3. Lùa chän gi¶i ph¸p nÒn mãng Víi c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt c«ng tr×nh nh­ ®· giíi thiÖu, c¸c líp ®Êt trªn lµ ®Êt yÕu xen kÏ kh«ng thÓ ®Æt mãng cao tÇng lªn ®­îc, chØ cã líp thø 8 cã kh¶ n¨ng ®Æt ®­îc mãng nhµ cao tÇng. Víi quy m« vµ t¶i träng c«ng tr×nh, gi¶i ph¸p mãng s©u (mãng cäc) lµ hîp lý h¬n c¶. 3.1.§Æc ®iÓm cña mét sè lo¹i cäc: a. Cäc Ðp: Cäc Ðp tr­íc cã ­u ®iÓm lµ gi¸ thµnh rÎ, thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn x©y chen, kh«ng g©y chÊn ®éng ®Õn c¸c c«ng tr×nh xung quanh. DÔ kiÓm tra, chÊt l­îng cña tõng ®o¹n cäc ®­îc thö d­íi lùc Ðp. Nh­îc ®iÓm cña cäc Ðp tr­íc lµ kÝch th­íc vµ søc chÞu t¶i cña cäc h¹n chÕ. b. Cäc khoan nhåi: NÕu dïng mãng cäc khoan nhåi, cã thÓ ®Æt cäc lªn líp ®Êt tèt n»m ë ®é s©u lín cho hÖ sè an toµn cao. ¦u ®iÓm cña cäc khoan nhåi lµ cã thÓ ®¹t ®Õn chiÒu s©u hµng tr¨m mÐt, do ®ã ph¸t huy ®­îc triÖt ®Ó ®­êng kÝnh cäc vµ chiÒu dµi cäc. ChÞu t¶i träng lín. Cã kh¶ n¨ng xuyªn qua c¸c líp ®Êt cøng. §­êng kÝnh cäc lín lµm t¨ng ®é cøng ngang cña c«ng tr×nh. Cäc nhåi kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm nh­ tiÕng ån, chÊn ®éng ¶nh h­ëng ®Õn c«ng tr×nh xung quanh. Nh­îc ®iÓm: gi¸ thµnh cao, c«ng nghÖ thi c«ng phøc t¹p, kiÓm tra chÊt l­îng bªt«ng cäc gÆp nhiÒu khã kh¨n. KÕt luËn: Dùa trªn c¬ së : + T¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh + T×nh h×nh ®Þa chÊt cña c«ng tr×nh + ­u nh­îc ®iÓm cña c¸c ph­¬ng ¸n nªu 3.2.Gi¶i ph¸p mÆt b»ng mãng Dùa vµo ®Æc ®iÓm cña tõng lo¹i cäc mãng, néi lùc t¹i ch©n cét, ta ®­a ra gi¶i ph¸p mÆt b»ng mãng nh­ sau: + D­íi ch©n cét chÝnh: sö dông ®µi cäc mãng ®¬n, dïng 4 cäc khoan nhåi. + D­íi ch©n cét biªn: sö dông ®µi cäc ®¬n, dïng 3 cäc khoan nhåi. + Gi»ng mãng: Víi mãng chÝnh s¬ bé chän tiÕt diÖn 300x700mm. C¸c mãng ®­îc liªn kÕt bëi c¸c gi»ng mãng nh»m gi¶m ¶nh h­ëng bÊt lîi do lón lÖch gi÷a c¸c mãng, liªn kÕt c¸c mãng l¹i lµm t¨ng ®é cøng vµ sö dông ®Ó ®ì t­êng. C¸c gi»ng mãng ®­îc coi lµ liªn kÕt ngµm víi mãng vµ chÞu t¸c ®éng t¶i träng: do lón lÖch gi÷a c¸c mãng, träng b¶n th©n, t¶i tõ trªn t­êng truyÒn xuèng. 4.ThiÕt kÕ mãng Ta tÝnh to¸n cho hai mãng sau M1: trôc 2-C vµ M2: trôc 2-D. Mãng c«ng tr×nh ®­îc tÝnh dùa theo gi¸ trÞ néi lùc nguy hiÓm nhÊt truyÒn xuèng mãng. Sè liÖu néi lùc ch©n cét ta ®· cã khi ch¹y ch­¬ng tr×nh Etabs 9.04: = 7912,77 (KN) = -47,34 (KN) = -65,136 (KN) = -26,14 (KN) 4.1.ThiÕt kÕ mãng M1 (trôc C) Chän vËt liÖu lµm cäc. - Bª t«ng cÊp bÒn B25, Rb = 14,5 Mpa. - Cèt thÐp chÞu lùc nhãm CII cã Rs = 280 Mpa. - Cèt ®ai nhãm CI cã Rsw = 175 Mpa. KÝch th­íc s¬ bé cäc vµ ®µi cäc: - Cäc chÞu t¶i träng ngang, hµm l­îng cèt thÐp m ³ (0,4 – 0,65)%. §Ó chän ®­îc kÝch th­íc vµ chiÒu s©u h¹ cäc thÝch hîp nhÊt cho ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt vµ t¶i träng cña c«ng tr×nh, cÇn ph¶i ®­a ra c¸c ph­¬ng ¸n kh¸c nhau ®Ó so s¸nh lùa chän. Tuy nhiªn trong khu«n khæ thêi gian lµm ®å ¸n em lùa chän vµ tÝnh to¸n cäc cã ®­êng kÝnh D= 0,8 m. - Cèt thÐp däc chÞu lùc gi¶ thiÕt gåm 1218 cã As = 3053,6 mm2 - S¬ bé chän c¸c kÝch th­íc: + Do lùc nÐn xuèng mãng rÊt lín, nªn ®µi sÏ chÞu lùc c¾t rÊt lín, nªn ta chän chiÒu cao ®µi mãng lµ h® = 2 m; mÆt ®µi trïng víi mÐp trªn sµn tÇng hÇm, ®¸y ®µi ®­îc ®Æt cèt -5,3 m + Ch©n cäc c¾m s©u vµo líp c¸t s¹n, tr¹ng th¸i rÊt chÆt - mét ®o¹n 2,25 m. PhÇn ®Çu cäc ®Ëp vì bªt«ng cho chõa cèt thÐp mét ®o¹n 700 mm vµ ngµm vµo ®µi. PhÇn cäc cßn nguyªn ngµm vµo ®µi 250mm. ® Tæng chiÒu dµi cäc lµ: 0,7 + 0,25 + 34,05=35 m. 4.1.1.X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc: a. Søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc.(Theo TCVN205- 1998) Søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Pv = j .(m1.m2.RbAb + RscAs) Trong ®ã : + j=0,843: hÖ sè uèn däc víi mãng cäc ®µi thÊp xuyªn qua bïn. Tra b¶ng 6-1 s¸ch h­íng ®Én ®å ¸n nÒn mãng + m1=0,85: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc ®èi víi cäc khoan nhåi. + m2=0,7: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc kÓ ®Õn ph­¬ng ph¸p thi c«ng cäc. + Rb : C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña bª t«ng cäc nhåi. B25 cã Rb=14,5Mpa. + Rsc: C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña cèt thÐp. ThÐp CII cã Rsc= 280Mpa. + As: DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña cèt thÐp däc As = 3142 (mm2). + Ab: DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña bª t«ng: Ab = p.R2 - As = 3,14.4002 – 3053,6 = 499346 (mm2) Ta cã : Pv = 1.(0,85.0,7.14,5.499346 + 280.3053,6) = 5187. 103 (N) = 5187 KN b. Søc chÞu t¶i cña cäc theo kÕt qu¶ xuyªn tiªu chuÈn. Cã nhiÒu c«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo xuyªn tiªu chuÈn SPT nh­ng ë ®©y ta chØ tÝnh to¸n theo c«ng thøc tiÖn dông nhÊt vµ s¸t víi thùc tÕ, ®ã lµ c«ng thøc x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña NhËt B¶n: X¸c ®Þnh theo c«ng thøc: PSPT = Trong ®ã: + :HÖ sè phô thuéc ph­¬ng ph¸p thi c«ng, ®èi víi cäc khoan nhåi lÊy = 150. + Na: chØ sè SPT cña ®Êt d­íi ch©n cäc (líp c¸t s¹n) Na= 50 + F : DiÖn tÝch tiÕt diÖn cäc. F = p.R2 = 3,14.0,42 = 0,503 (m2) + u : Chu vi tiÕt diÖn cäc. u = p.D = 3,14.0,8 = 2,513 (m) + Nsi : ChØ sè SPT cña ®Êt rêi t­¬ng øng cã chiÒu dµy lsi + Cui:Lùc dÝnh kh«ng tho¸t n­íc cña líp ®Êt dÝnh thø i t­¬ng øng víi chiÒu dµylci Cui =7,14. Líp ®Êt Nsi Lsi Cui Lci Nsi.Lsi Cui.Lci SÐt pha kÑp c¸t - - 21.42 3.5 0 74.97 SÐt pha mµu x¸m - - 49.98 5.6 0 279.888 C¸t h¹t mÞn mµu x¸m 8 2.9 - - 23.2 0 SÐt xen kÑp sÐt pha 49.98 4 199.92 SÐt pha mµu x¸m - - 78.54 5 0 392.7 SÐt mµu x¸m n©u - - 71.4 14 999.6 C¸t s¹n mµu x¸m vµng 50 2.25 - - 112.5 0 Tæng 135.7 1947.08 NhËn xÐt: B»ng c¸ch trªn ta ®· tÝnh ®­îc søc chÞu t¶i cña cäc theo c¸c chØ tiªu kh¸c nhau. Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc søc chÞu t¶i ®em ®i tÝnh to¸n cäc lµ: Pc=min(Pv, Pspt,) = Pspt= 3089,19 (KN) Trô ®Þa chÊtG 4.1.2.. X¸c ®Þnh t¶i träng t¸c dông xuèng mãng: a. T¶i träng tÝnh to¸n T¶i träng tÝnh to¸n ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n nÒn mãng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø nhÊt. Néi lùc t¹i ch©n cét ®­îc xuÊt tõ ch­¬ng tr×nh Etabs: ; ; ; ; Do trong qu¸ tr×nh dùng m« h×nh trong Etabs ta ®· kÓ ®Õn sµn tÇng hÇm nªn khi tÝnh to¸n t¶i träng t¸c dông xuèng ®Ønh mãng ta kh«ng ph¶i xÐt thªm t¶i träng cña chóng n÷a mµ chØ kÓ ®Õn t¶i träng do gi»ng mãng t¸c dông lªn - Chän kÝch th­íc s¬ bé gi»ng mãng lµ: bxh = 300x700mm. Tæng chiÒu dµi gi»ng mãng t¸c dông lªn mãng M1 lµ: L = 7,2/2+6/2+6,6 = 13,2 m. Träng l­îng b¶n th©n gi»ng mãng: - VËy tæng t¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn ®Ønh mãng: ; ; ; b. T¶i träng tiªu chuÈn T¶i träng tiªu chuÈn ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n nÒn mãng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø hai. T¶i träng ®· tÝnh ®­îc lµ t¶i träng tÝnh to¸n, muèn cã tæ hîp c¸c t¶i träng tiªu chuÈn ph¶i lµm b¶ng tæ hîp kh¸c b»ng c¸ch nhËp t¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn c«ng tr×nh. Tuy nhiªn, ®Ó ®¬n gi¶n quy ph¹m cho phÐp dïng hÖ sè v­ît t¶i trung b×nh n =1,15. Nh­ vËy, t¶i träng tiªu chuÈn nhËn ®­îc b»ng c¸ch lÊy tæ hîp c¸c t¶i träng tÝnh to¸n chia cho hÖ sè v­ît t¶i trung b×nh. VËy tæng t¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn ®Ønh mãng: ; ; 4.1.3.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: Ptt = - DiÖn tÝch s¬ bé ®¸y ®µi: Trong ®ã: +: T¶i träng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn ®Ønh ®µi. + gtb: Träng l­îng thÓ tÝch trung b×nh cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi. Do mãng M1 lµ mãng trôc gi÷a nªn kh«ng cã ®Êt trªn ®µi ® gtb = gBT = 25 kN/m3. + n : HÖ sè v­ît t¶i, n =1,1. + h : cao ®µi, h = 2 m Träng l­îng tÝnh to¸n s¬ bé cña ®µi vµ ®Êt trªn c¸c bËc: N® = n.Fsb. h.gtb =1,1.16,6. 2. 25 =913 (kN) - Sè l­îng cäc s¬ bé: (cäc). Do mãng chÞu t¶i lÖch t©m nªn ta cã : n'c =1,3.2,88=3,74 thùc tÕ n'c = 4 cäc ®Ó bè trÝ cho mãng Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tim cäc ³ 3d = 240 cm; Kho¶ng c¸ch tõ tim cäc ®Õn mÐp ®µi ³ d = 80 cm; MÆt b»ng bè trÝ cäc nh­ h×nh vÏ: - Bè trÝ cäc: KÝch th­íc ®µi: 3600 x 3600x 1600 mm. Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 cäc: 2400 mm (=3d). Kho¶ng c¸ch tõ tim cäc ®Õn mÐp ®µi: 800mm = d Kho¶ng c¸ch tõ mÐp cäc ngoµi cïng tíi mÐp ®µi: 400 mm. - DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ: F®tt= 3,6 . 3,6 = 12,96 m2 - Träng l­îng cña ®µi vµ ®Êt trªn c¸c bËc ®µi sau khi bè trÝ cäc: - Lùc däc tÝnh to¸n ®Õn cèt ®Õ ®µi: Momen 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: Trong ®ã: n’c = 4 lµ sè cäc trong mãng. Mxtt: m«men uèn tÝnh to¸n t­¬ng øng quanh trôc X. Mxtt: m«men uèn tÝnh to¸n t­¬ng øng quanh trôc X. ymax: kho¶ng c¸ch tõ tim cäc biªn ®Õn trôc X. xmax: kho¶ng c¸ch tõ tim cäc biªn ®Õn trôc Y. yi ; xi: kho¶ng c¸ch tõ trôc cäc thø i ®Õn trôc ®i qua träng t©m diÖn tÝch tiÕt diÖn c¸c cäc t¹i mÆt ph¼ng ®¸y ®µi. = 2251 kN ; = 2099,79 kN. - Träng l­îng cäc: = - Lùc truyÒn xuèng cäc biªn: Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc max truyÒn xuèng cäc biªn. = 2099,79 (kN) > 0 nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn chèng nhæ cña cäc. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn kinh tÕ 4.1.4.KiÓm tra nÒn mãng cäc theo ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng 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, gäi lµ gãc më cña mãng. - gãc ma s¸t quy ®æi cña khèi mãng quy ­íc Suy ra: a = jtb/4 = 15,65o/4 = 3,91o - ChiÒu réng ®¸y khèi mãng quy ­íc: BM = 3,2+ 2.34,05.tg(3,91o) = 7,75 m. - ChiÒu dµi ®¸y khèi mãng quy ­íc: LM = 3,2 + 2.34,05.tg(3,91o) = 7,75 m. ChiÒu cao khèi mãng qui ­íc: HM =34,05+2,2 = 36,25 m. - DiÖn tÝch khèi mãng quy ­íc: Khèi mãng qui ­íc ABCD X¸c ®Þnh träng l­îng tiªu chuÈn cña khèi mãng quy ­íc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc tõ ®¸y líp lãt trë lªn: Ntc1= AM ´ h ´ gtb = 60,06. (2,2+0,1). 15 = 2072,07 (kN). + Träng l­îng líp ®Êt 2 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc3 = (60,06 - 4. 3,14. 0,42). 0,2. 9,39 = 109,02 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 3 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc4 =(60,06 - 4. 3,14. 0,42). 5,6. 9,52 = 3094,78 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 4 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc5 = (60,06 - 4. 3,14. 0,42). 2,9. 7,57 = 1274,37 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 5 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc6 = (60,06 - 4. 3,14. 0,42). 4. 8,52 = 1978,34 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 6 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc7 = (60,06 - 4. 3,14. 0,42). 5. 9,58 = 2780,6 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 7 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc7 = (60,06 - 4. 3,14. 0,42). 14. 8,34 = 6777,92 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 8 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc7 = (60,06 - 4. 3,14. 0,42). 1,85. 8,29 = 890,05 kN. + Träng l­îng tiªu chuÈn cäc trong ph¹m vi khèi mãng quy ­íc: Ntcc = 4. 0,785. 33,95. 15 = 1023,39 kN. ® Träng l­îng khèi mãng quy ­íc: Ntcq­ = 2072,07+ 109,02 + 3094,78+ 1274,37 + 1978,34 + 2780,6 +6777,92 +890,05+1023,39 = 20000,54 kN - TrÞ tiªu chuÈn lùc däc x¸c ®Þnh ®Õn ®¸y khèi quy ­íc: N®tc = Ntc + Ntcq­ = 6947 + 20000,54= 26947,54 kN. - M«men tiªu chuÈn t­¬ng øng träng t©m ®¸y khèi quy ­íc: Mx®tc = Moxtc + Qoytc. HM = 56,64 + 22,73. 36,25= 871,51 kNm. My®tc = Moytc + Qoxtc. HM = 78,82 + 41,17. 36,25 = 1554,76 kNm. Víi HM : lµ chiÒu cao khèi mãng qui ­íc. - §é lÖch t©m: - ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y mãng khèi quy ­íc do t¶i träng tiªu chuÈn: s = 567,23 kN ; s = 325,35 kN; = 446,29 kN - C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y khèi mãng quy ­íc: Trong ®ã: + Ktc = 1 v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy thÝ nghiÖm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt; + m1 = 1,4 víi lo¹i c¸t s¹n mµu x¸m vµng (Tra b¶ng 3-1, s¸ch “H­íng dÉn ®å ¸n NÒn vµ Mãng”); + m2= 1,0 v× c«ng tr×nh kh«ng thuéc lo¹i tuyÖt ®èi cøng; + TrÞ tÝnh to¸n thø hai cña gãc ma s¸t trong líp c¸t s¹n lµ jII = 39,5o, tra b¶ng 3-2 S¸ch “H­íng dÉn ®å ¸n nÒn vµ mãng” ta cã: A = 2,37 ; B = 10,16 ; D = 11,5 +Träng l­îng riªng ®Êt d­íi ®¸y khèi quy ­íc: gII = g®n8 = 8,29 kN/m3; +Träng l­îng riªng ®Êt tõ ®¸y khèi quy ­íc trë lªn: + gII’ : TrÞ tÝnh to¸n thø hai cña träng l­îng riªng ®Êt tõ ch©n cäc trë lªn. + Lùc dÝnh ®¬n vÞ d­íi ®¸y khèi quy ­íc: CII = 0 kPa . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc : KiÓm tra: s = 446,29 (kN) < R = 4920,18(kN). s= 567,23 (kN) < 1,2R = 5904,94 (kN). VËy ta cã thÓ tÝnh to¸n ®­îc ®é lón cña mãng theo quan niÖm nÒn biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh. ¸p lùc b¶n th©n t¹i ®¸y khèi mãng quy ­íc: + øng suÊt b¶n th©n :t¹i ®¸y mãng: 2,1.15 = 31,5 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 2: 31,5 + 0,2.9,39=33,38 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 3: 33,38 + 9,52.5,6 =86,69 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 4: 86,69 + 7,57.2,9=108,65 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 5: 108,65 + 8,52.4=142,73 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 6: 142,73 + 9,85.5=191,98 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 7: 191,98 + 8,34.14=308,74 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 8: 308,74 + 8,29.2,25=327,39 (KN/m2 ) - øng suÊt g©y lón ë ®¸y khèi quy ­íc: sglz = 0 = stctb - sbt = 446,29 – 327,39 = 118,9 (kN/m2) - øng suÊt g©y lón ®é s©u z d­íi ®¸y khèi quy ­íc: sglzi = Koi.sglz=0 (kN/m2). Víi K0 tra b¶ng theo 2z/BM vµ LM/BM = 1 - §é lón cña khèi mãng quy ­íc : Si = + Chia ®Êt nÒn d­íi ®¸y khèi mãng quy ­íc thµnh nh÷ng líp ph©n tè cã chiÒu dµy h< BM/4 = 1,94. Chän hi = 1 m, ta cã kÕt qu¶ øng suÊt b¶n th©n σbt vµ øng suÊt g©y lón σgl §iÓm §é s©u LM/BM 2z/BM Ko sglz=0 sglzi sbt sglzi/sbt 0 0 1 0 1.0000 118.9 118.9 327.39 0.3632 1 1 1 0.2581 0.9881 118.9 117.49 335.68 0.35 2 2 1 0.5161 0.9242 118.9 109.88 343.97 0.3195 3 3 1 0.7742 0.8123 118.9 96.58 352.26 0.2742 4 4 1 1.0323 0.6851 118.9 81.464 360.55 0.2259 5 5 1 1.2903 0.5669 118.9 67.405 368.84 0.1827 - NhËn xÐt: T¹i ®é s©u Z= 5 m kÓ tõ ®¸y mãng quy ­íc: = 0,2. ® LÊy giíi h¹n tÇng chÞu nÐn lµ 1m - TÝnh ®é lón S cña nÒn: =(+117,49+109,88+96,58+81,464+) = 1,5 cm < S = 8 cm. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi giíi h¹n. 4.1.5.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng: a. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®µi mãng theo ®iÒu kiÖn chäc thñng: VÏ th¸p chäc thñng tõ mÐp cét, nghiªng mét gãc 45o so víi ph­¬ng th¼ng ®øng cña cét th× thÊy ®¸y th¸p n»m trïm ra ngoµi trôc c¸c cäc. Nh­ vËy ®µi mãng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i do chäc thñng. ChiÒu cao ®µi mãng ®· chän lµ phï hîp. Th¸p chäc thñng vµ s¬ ®å tÝnh thÐp ®µi b. TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp cho ®µi mãng: * VËt liÖu : - Bª t«ng cÊp bÒn B20, Rb = 11,5 Mpa. - Cèt thÐp chÞu lùc nhãm CII cã Rs = 280 Mpa. ThÐp bè trÝ cho ®µi mãng ®Ó chÞu m«men uèn. Coi c¸nh ®µi ®­îc ngµm t¹i tiÕt diÖn ®i qua ch©n cét vµ bÞ uèn bëi ph¶n lùc c¸c ®Çu cäc n»m ngoµi mÆt ph¼ng ngµm qua ch©n cét. Ta cã t¶i träng t¸c dông lªn c¸c cäc: = 2251 kN = 2179,7 kN = 2099,79 kN = 2171,2 KN + M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I - I: MI = r1.( P2 + P3 ) Trong ®ã: = 2179,7 kN/m2 ; =2099,79 kN/m2 r1 = (2 - 0,7)/2 = 0,65 m Do ®ã: MI = 0,65.( 2179,7 + 2099,79) = 2781,67 kNm. ChiÒu cao lµm viÖc cña ®µi cäc lµ : (dù kiÕn chän f20) h0 = h® - (30+ 20/2) = 2000 - (30+ 10) = 1960 (mm). - DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m« men MI : = 56,31.102 mm2 = 56,31 cm2. Chän 1820cã As = 56,549 cm2 - ChiÒu dµi cña mét thanh cèt thÐp chÞu m«men MI lµ: l’ = l - 2.0,03 = 3,6 - 0,06 = 4,94 m - Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ c¸c cèt thÐp dµi lµ : b’ = 3,6 -2.( 0,01 + 0,03 ) = 3,52 m - Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc c¸c cèt thÐp c¹nh nhau lµ: a = = n : sè thanh cÇn bè trÝ vµo ®¸y mãng = 18 VËy ta chän 20 a200, cèt thÐp nhãm CII, vµ ®­îc bè trÝ ë phÝa d­íi. + M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm II - II: MII = r2.( P1 + P2 ) Trong ®ã : = 2251 kN/m2 ; = 2179,7 kN/m2 r2 = 0,65 m Do ®ã : MII = 0,65.( 2251+ 2179,7) = 2880 kNm -ChiÒu cao lµm viÖc cña ®µi cäc lµ : (dù kiÕn chän f20) h0 = h® - (30+ 20+20/2) = 1940 (mm). - DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m« men MII lµ : = 59 cm2 Chän 1920cã As = 59,69cm2 - ChiÒu dµi cña mét thanh cèt thÐp chÞu m«men MII lµ: l’ = l - 2.0,03 = 3,6 - 0,06 = 4,94 m - Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ c¸c cèt thÐp dµi lµ : b’ = 3,6 -2.( 0,01 + 0,03 ) = 3,52 m - Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc c¸c cèt thÐp c¹nh nhau lµ: a = = n : sè thanh cÇn bè trÝ vµo ®¸y mãng = 19 VËy ta chän 20 a200, cèt thÐp nhãm CII, vµ ®­îc bè trÝ ë phÝa trªn 4.2.ThiÕt kÕ mãng M2 (trôc 2-A) 4.2.1.. X¸c ®Þnh t¶i träng t¸c dông xuèng mãng: a. T¶i träng tÝnh to¸n T¶i träng tÝnh to¸n ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n nÒn mãng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø nhÊt. Néi lùc t¹i ch©n cét ®­îc xuÊt tõ ch­¬ng tr×nh Etabs: ; ; ; ; Do trong qu¸ tr×nh dùng m« h×nh trong Etabs ta ®· kÓ ®Õn sµn tÇng hÇm nªn khi tÝnh to¸n t¶i träng t¸c dông xuèng ®Ønh mãng ta kh«ng ph¶i xÐt thªm t¶i träng cña chóng n÷a mµ chØ kÓ ®Õn t¶i träng do gi»ng mãng t¸c dông lªn - Chän kÝch th­íc s¬ bé gi»ng mãng lµ: bxh = 300x700mm. Tæng chiÒu dµi gi»ng mãng t¸c dông lªn mãng M1 lµ: L = 6,6+7,2/2+1,8/2 = 11,1m. Träng l­îng b¶n th©n gi»ng mãng: - VËy tæng t¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn ®Ønh mãng: ; ; ; b. T¶i träng tiªu chuÈn T¶i träng tiªu chuÈn ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n nÒn mãng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø hai. T¶i träng ®· tÝnh ®­îc lµ t¶i träng tÝnh to¸n, muèn cã tæ hîp c¸c t¶i träng tiªu chuÈn ph¶i lµm b¶ng tæ hîp kh¸c b»ng c¸ch nhËp t¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn c«ng tr×nh. Tuy nhiªn, ®Ó ®¬n gi¶n quy ph¹m cho phÐp dïng hÖ sè v­ît t¶i trung b×nh n =1,15. Nh­ vËy, t¶i träng tiªu chuÈn nhËn ®­îc b»ng c¸ch lÊy tæ hîp c¸c t¶i träng tÝnh to¸n chia cho hÖ sè v­ît t¶i trung b×nh. VËy tæng t¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn ®Ønh mãng: ; ; 4.1.3.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: Ptt = - DiÖn tÝch s¬ bé ®¸y ®µi: Trong ®ã: +: T¶i träng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn ®Ønh ®µi. + gtb: Träng l­îng thÓ tÝch trung b×nh cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi. gtb = gBT = 25 kN/m3. + n : HÖ sè v­ît t¶i, n =1,1. + h : chiÒu cao ®µi h= 2 m Träng l­îng b¶n th©n ®µi: N® = 1,1. 13,17. 2. 25 = 724,35 (kN) - Sè l­îng cäc s¬ bé: (cäc). Do mãng chÞu t¶i lÖch t©m lín nªn chän sè cäc trong ®µi n’ = 1,3.2,29 = 2,97 = 3 cäc. MÆt b»ng bè trÝ cäc nh­ h×nh vÏ: - Bè trÝ cäc: Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 cäc: 2400 mm (=3d). Kho¶ng c¸ch tõ tim cäc ®Õn mÐp ®µi: 800 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp cäc ngoµi cïng tíi mÐp ®µi: 400 mm. - DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ: F®tt= 3,6.1,4+(0,6+3,6).2,2/2 = 9,66 m2 - Träng l­îng b¶n th©n tÝnh to¸n cña ®µi: - Lùc däc tÝnh to¸n ®Õn cèt ®Õ ®µi: Momen 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: Trong ®ã: n’c = 3 lµ sè cäc trong mãng. Mxtt: m«men uèn tÝnh to¸n t­¬ng øng quanh trôc X. Mxtt: m«men uèn tÝnh to¸n t­¬ng øng quanh trôc X. ymax: kho¶ng c¸ch tõ tim cäc biªn ®Õn trôc X. xmax: kho¶ng c¸ch tõ tim cäc biªn ®Õn trôc Y. Jc : Momen qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn cäc F :Tæng diÖn tÝch c¸c cäc = 2382,56(kN) = 2351,7 (kN) =2088 (kN) - Träng l­îng cäc: = - Lùc truyÒn xuèng cäc biªn: Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc max truyÒn xuèng cäc biªn. = 2088 (kN) > 0 nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn chèng nhæ cña cäc. 4.1.4.KiÓm tra nÒn mãng cäc theo ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng 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, gäi lµ gãc më cña mãng. - gãc ma s¸t quy ®æi cña khèi mãng quy ­íc; Suy ra: a = jtb/4 = 15,65o/4 = 3,91o - ChiÒu réng ®¸y khèi mãng quy ­íc: BM1 = 3,2+ 2.34,05.tg(3,91o) = 7,75 m. BM2 = 0,8+ 2.34,05.tg(3,91o) = 5,35 m. - ChiÒu dµi ®¸y khèi mãng quy ­íc: LM = 3,2 + 2.34,05.tg(3,82o) = 7,75 m. ChiÒu cao khèi mãng qui ­íc: HM =34,05+2,2 = 36,25 m. - DiÖn tÝch khèi mãng quy ­íc: §Ó ®¬n gi¶n khi tÝnh to¸n vµ thiªn vÒ an toµn ta coi ®¸y khèi mãng quy ­íc lµ h×nh vu«ng Khèi mãng qui ­íc ABCD X¸c ®Þnh träng l­îng tiªu chuÈn cña khèi mãng quy ­íc: + Träng l­îng khèi mãng quy ­íc tõ ®¸y líp lãt trë lªn: Ntc1= AM ´ h ´ gtb = 60,06. (2,2+0,1). 15 = 2072,07 (kN). + Träng l­îng líp ®Êt 2 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc3 = (60,06 - 3. 3,14. 0,42). 0,2. 9,39 = 109,96 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 3 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc4 =(60,06 - 3. 3,14. 0,42). 5,6. 9,52 = 3121,57 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 4 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc5 = (60,06 - 3. 3,14. 0,42). 2,9. 7,57 = 1285,41 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 5 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc6 = (60,06 - 3. 3,14. 0,42). 4. 8,52 = 1995,48 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 6 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc7 = (60,06 - 3. 3,14. 0,42). 5. 9,58 = 2804,68 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 7 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc7 = (60,06 - 3. 3,14. 0,42). 14. 8,34 = 6836,6 kN. + Träng l­îng líp ®Êt 8 cã trõ ®i phÇn cäc chiÕm chç (cã kÓ ®Õn g®n): Ntc7 = (60,06 - 3. 3,14. 0,42). 2,25. 8,29 = 1092,16 kN. + Träng l­îng tiªu chuÈn cäc trong ph¹m vi khèi mãng quy ­íc: Ntcc = 3. 0,5024. 33,95. 15 = 767,54 kN. ® Träng l­îng khèi mãng quy ­íc: Ntcq­ = 2072,07 + 109,96 + 3121,57 + 1285,41 + 1995,48 + 2804,68 +6836,6 +1092,16 +767,54 = 20085,47 kN - TrÞ tiªu chuÈn lùc däc x¸c ®Þnh ®Õn ®¸y khèi quy ­íc: N®tc = Ntc + Ntcq­ = 5511,6 + 20085,47= 25597,07 kN. - M«men tiªu chuÈn t­¬ng øng träng t©m ®¸y khèi quy ­íc: Mx®tc = Moxtc + Qoytc. HM = 52,7 + 41,47. 36,25 =1556 kNm My®tc = Moytc + Qoxtc. HM = 138,69 + 45,65. 36,25 = 1793,5 kNm. Víi HM : lµ chiÒu cao khèi mãng qui ­íc. - §é lÖch t©m: - ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y mãng khèi quy ­íc do t¶i träng tiªu chuÈn: s = 468,787 kN ; s = 383,553 kN; = 426,17 kN - C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y khèi mãng quy ­íc: Trong ®ã: + Ktc = 1 v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy thÝ nghiÖm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt; + m1 = 1,4 víi lo¹i c¸t s¹n mµu x¸m vµng (Tra b¶ng 3-1, s¸ch “H­íng dÉn ®å ¸n NÒn vµ Mãng”); + m2= 1,0 v× c«ng tr×nh kh«ng thuéc lo¹i tuyÖt ®èi cøng; + TrÞ tÝnh to¸n thø hai cña gãc ma s¸t trong líp c¸t s¹n lµ jII = 39,5o, tra b¶ng 3-2 S¸ch “H­íng dÉn ®å ¸n nÒn vµ mãng” ta cã: A = 2,37 ; B = 10,16 ; D = 11,5 +Träng l­îng riªng ®Êt d­íi ®¸y khèi quy ­íc: gII = g®n8 = 8,29 kN/m3; +Träng l­îng riªng ®Êt tõ ®¸y khèi quy ­íc trë lªn: + gII’ : TrÞ tÝnh to¸n thø hai cña träng l­îng riªng ®Êt tõ ch©n cäc trë lªn. + Lùc dÝnh ®¬n vÞ d­íi ®¸y khèi quy ­íc: CII = 0 kPa . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc : KiÓm tra: s = 426,17(kN) < R = 4920,78(kN). s= 468,787 (kN) < 1,2R = 5904,936 (kN). VËy ta cã thÓ tÝnh to¸n ®­îc ®é lón cña mãng theo quan niÖm nÒn biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh. - ¸p lùc b¶n th©n t¹i ®¸y khèi mãng quy ­íc: ¸p lùc b¶n th©n t¹i ®¸y khèi mãng quy ­íc: + øng suÊt b¶n th©n :t¹i ®¸y mãng: 2,1.15 = 31,5 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 2: 31,5 + 0,2.9,39=33,38 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 3: 33,38 + 9,52.5,6 =86,69 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 4: 86,69 + 7,57.2,9=108,65 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 5: 108,65 + 8,52.4=142,73 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 6: 142,73 + 9,85.5=191,98 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 7: 191,98 + 8,34.14=308,74 (KN/m2 ) + øng suÊt b¶n th©n ë ®¸y líp 8: 308,74 + 8,29.2,25=327,39 (KN/m2 ) - øng suÊt g©y lón ë ®¸y khèi quy ­íc: sglz = 0 = stctb - sbt = 426,17 – 327,39 = 98,78 (kN/m2) - øng suÊt g©y lón ®é s©u z d­íi ®¸y khèi quy ­íc: sglzi = Koi.sglz=0 (kN/m2). Víi K0 tra b¶ng theo 2z/BM vµ LM/BM = 1 - §é lón cña khèi mãng quy ­íc : Si = + Chia ®Êt nÒn d­íi ®¸y khèi mãng quy ­íc thµnh nh÷ng líp ph©n tè cã chiÒu dµy h< BM/4 = 1,94. Chän hi = 1 m, ta cã kÕt qu¶ øng suÊt b¶n th©n σbt vµ øng suÊt g©y lón σgl §iÓm §é s©u LM/BM 2z/BM Ko sglz=0 sglzi sbt sglzi/sbt 0 0 1 0 1.0000 98.78 98.78 327.39 0.3017 1 1 1 0.2581 0.9881 98.78 97.608 335.68 0.2908 2 2 1 0.5161 0.9242 98.78 91.289 343.97 0.2654 3 3 1 0.7742 0.8123 98.78 80.237 352.26 0.2278 4 4 1 1.0323 0.6851 98.78 67.679 360.55 0.1877 5 5 1 1.2903 0.5669 98.78 55.999 368.84 0.1518 6 6 1 1.5484 0.2568 98.78 25.366 377.13 0.0673 - NhËn xÐt: T¹i ®é s©u Z= 4 m kÓ tõ ®¸y mãng quy ­íc: = 0,2. ® LÊy giíi h¹n tÇng chÞu nÐn lµ 4 - TÝnh ®é lón S cña nÒn: =( = 0,011 m = 1,1 cm < S = 8 cm. Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi giíi h¹n. -§é lón lÖch t­¬ng ®èi: 4.1.5.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng: a. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®µi mãng theo ®iÒu kiÖn chäc thñng: VÏ th¸p chäc thñng tõ mÐp cét, nghiªng mét gãc 45o so víi ph­¬ng th¼ng ®øng cña cét th× thÊy ®¸y th¸p n»m trïm ra ngoµi trôc c¸c cäc. Nh­ vËy ®µi mãng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i do chäc thñng. ChiÒu cao ®µi mãng ®· chän lµ phï hîp. Th¸p chäc thñng vµ s¬ ®å tÝnh thÐp ®µi b. TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp cho ®µi mãng: * VËt liÖu : - Bª t«ng cÊp bÒn B20, Rb = 11,5 Mpa. - Cèt thÐp chÞu lùc nhãm CII cã Rs = 280 Mpa. ThÐp bè trÝ cho ®µi mãng ®Ó chÞu m«men uèn. Coi c¸nh ®µi ®­îc ngµm t¹i tiÕt diÖn ®i qua ch©n cét vµ bÞ uèn bëi ph¶n lùc c¸c ®Çu cäc n»m ngoµi mÆt ph¼ng ngµm qua ch©n cét. Ta cã t¶i träng t¸c dông lªn c¸c cäc: = 2382,56(kN) = 2351,7 (kN) =2088 (kN) + M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I - I: MI = r1. Trong ®ã: = 2351,7 kN/m2 r1 = 1 - 0,3 = 0,7 m Do ®ã: MI = 0,7. 2351,7 = 1646,19 kNm. ChiÒu cao lµm viÖc cña ®µi cäc lµ : (dù kiÕn chän f20) h0 = h® - (30+ 20/2) = 2000 - (30+ 10) = 1960 (mm). - DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m« men MI : = 33,39.102 mm2 = 33,39 cm2. Chän 1120cã As = 34,212 cm2 - ChiÒu dµi cña mét thanh cèt thÐp chÞu m«men MI lµ: l’ = l - 2.0,03 = 3,6 - 0,06 = 4,94 m - Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ c¸c cèt thÐp dµi lµ : b’ = 3,6 -2.( 0,01 + 0,03 ) = 3,52 m - Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc c¸c cèt thÐp c¹nh nhau lµ: a = = n : sè thanh cÇn bè trÝ vµo ®¸y mãng = 11 VËy ta chän 20 a200, cèt thÐp nhãm CII, vµ ®­îc bè trÝ ë phÝa d­íi. VËy ta chän 20 a200, cèt thÐp nhãm CII. + M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm II - II: MII = r2. Trong ®ã : = 2382,56 kN/m2 ; r2 = 1,4-0,3=1,1 m Do ®ã : MII = 1,1. 2382,56 = 2621 kNm + M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm III - III: MII = r3. (+) Trong ®ã : = 2351,7 kN/m2 ; = 2088 kN/m2 ; r2 = 0,6-0,4 = 0,2 m Do ®ã : MIII = 0,2. (2351,7 + 2088) = 887,94 Ta thÊy MIII =887,94< MII = 2621 nªn lÊy MII ®Ó tÝnh thÐp theo ph­¬ng II-II ChiÒu cao lµm viÖc cña ®µi cäc lµ : (dù kiÕn chän f20) h0 = h® - (30+20+ 20/2) = 2000 - (30+20+10) = 1940 (mm = 53,61.102 mm2 = 53,61cm2 Chän 1720cã As = 53,407 cm2 - ChiÒu dµi cña mét thanh cèt thÐp chÞu m«men MI lµ: l’ = l - 2.0,03 = 3,6 - 0,06 = 4,94 m - Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ c¸c cèt thÐp dµi lµ : b’ = 3,6 -2.( 0,01 + 0,03 ) = 3,52 m - Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc c¸c cèt thÐp c¹nh nhau lµ: a = = n : sè thanh cÇn bè trÝ vµo ®¸y mãng = 17 VËy ta chän 20 a200, cèt thÐp nhãm CII, vµ ®­îc bè trÝ ë phÝa trªn VËy ta chän 20 a200, cèt thÐp nhãm CII.