Thiết kế trung tâm giám định hàng hóa thành phố Hồ Chí Minh

đất nền và tính chất kết cấu của công trình, tra bảng 6.2 sách nền móng và tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có m1=1.2, m2 =1.1 ktc : là hệ số dộ tin cậy lấy bằng 1 3IIγ =936(daN/m ) : trọng lượng riêng của lớp đất dưới mũi cọc. 'II : Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên. 'II 3 2150 1.5 1150 2.7 884 4.8 996 8 939 3 1068 / 20 daN m          Từ (2.13)=>   21.2 1.1 0.66 5.18 939 3.65 21.5 1068 6.21 0 117441 / 1 tc MR daN m           21.2 1.2 126816.8 152180.2 /tcMR daN m   > 2max 64216( / )daN m  2min 26419( / )daN m  > 0 2.3.4.2. Kiểm tra tính lún (theo trạng thái giới hạn thứ hai) Thỏa điều kiện(2.20) ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 156 Hình 2.10 - Biểu đồ phân bố ứng suất (daN/m2) - Dùng phương pháp phân tầng cộng lún để tính lún cho móng. - Ta tiến hành chia lớp đất từ đáy mũi cọc trở xuống thành từng lớp nhỏ hi 5 1.25 4 4 quB m   , chọn hi = 1m + Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng qui ước : bt o = MII h.' = 106821.5 = 22962 daN/m 2 Trong đó : 'II 1068 daN/m³ -21500 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 157 + Ứng suất gây lún ở đáy khối móng qui ước : gl = tctb - bto = 32955.44- 22962 = 9993 daN/m 2 + Phân bố ứng suất trong nền đất : Ứng suất do đất nền : btZi = hi  II Ứng suất do tải trọng: glZi = K0  gl Với         qu qu qu o B A B ZfK ;2 , tra trong bảng 3-7 sách “HDĐA NỀN VÀ MÓNG” Vị trí Độ sâu zm/Bm Ko gl bt tb gl S (m) z(m) (daN/m2) (daN/m2) (daN/m2) 0 0 1 9993.00 22962 1 1 0.20 0.97 9693.21 23901 9843.105 0.0056 2 2 0.40 0.83 8294.19 24840 8993.7 0.0051 3 3 0.60 0.65 6495.45 25779 7394.82 0.0042 4 4 0.80 0.5 4996.50 26718 5745.975 0.0033 Điều kiện ngừng tính lún:  gl < 0.2x  bt 0.0150 Bảng 2.10. Bảng ứng suất do TLBT và ứng suất gây lún. - Tổng S = 0.56+0.51+0.42+0.33 = 1.5 cm - Giới hạn nền lấy đến điểm 4 có độ sâu Z = 4m kể từ vị trí mũi cọc trở xuống. Ta có : glZi = 4996.5 daN/m2 < 0.2btZi = 5343.6 daN/m2  Nên giới hạn nền để tính lún lấy tại điểm 4 - Độ lún của nền: + Độ lún tại tâm móng được tính theo công thức: S = i gl0 z i.hE   Trong đó : - E = 1400000 daN/m2 : Mô đun biến dạng của lớp đất thứ 4 - Theo TCVN 15-70 : 8,0i cho mọi loại đất Từ (2.35) => S =1.5 cm Thỏa điều kiện lún cho phép. 2.3.5. Xác định chiều cao và tính thép đài cọc 2.3.5.1. Xác định chiều cao đài + Để đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài, chiều cao làm việc của đài ho được xác định từ điều kiện tuyệt đối cứng: ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 158 3 0.6 1.2 2 2 L ah m    Chọn chiều cao đài là 1.2m 11 00 40 0 11 00 40 0 30 00 C 10 0 10 0 2 35 0 350 725375 725 375 2200100 100 45° 45°1 20 0 Hình 2.11 - Đài cọc dưới cột - Nhận xét : Ta thấy hđ = 1.2 m có hình tháp xuyên thủng bao trùm tất cả các cọc do vậy đài không bị chọc thủng bởi cột - Chọn hđ = 1.2m sẽ đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài. 2.3.5.2. Tính toán cốt thép cho đài cọc ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 159 400 40011001100 3000 60 0 40 0 20 00 600 40 0 1 2 3 4 5 6 60 0 40 0 12 00 2P MI 3P MII Hình 2.12 - Vị trí ngàm của đài móng - Ta xem đài cọc làm viêc như một console ngàm vào cột tại mép cột, lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. - Moment tương ứng với mặt ngàm I-I: ( theo phương Bđ) . ( )I i iM r P daNm . Với P4 = 55206 daN , P5 = 55266 daN, P6 = 55327 daN P3 = Pmax = 55327 daN r1 =0.8m Từ (2.37) => MI = 255327x0.8 = 88523 daN.m - Moment theo phương Lđ ( MII). r=0.4 MII = (55206+55266+55327)x0.4 = 66319 daN.m - Diện tích cốt thép đặt cho đài cọc theo phương cạnh ngắn ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 160 Chọn a = 5cm , ho = hđ – a = 120 – 15 = 105m 2 2 0 88523 10 36.03 0.9. . 0.9 2600 105 I a a MF cm R h       - Chọn 12Þ20 (Fa = 37.68cm2) - Khoảng cách cốt thép bố trí : 100 2000 100 170 1 12 1 daS mm n        - Diện tích thép theo phương cạnh dài Lđ: 2 2 0 66319 10 26.99 0.9. . 0.9 2600 105 II a a MF cm R h       - Chọn 14Þ16 (Fa =28.15cm2) 100 3000 100 223 1 14 1 daS mm n        , chọn Þ16a200 - Lưới thép trên đặt theo cấu tạo Þ12a200 -Nội lực cột C1, C4 Cột Trường hợp tải Tổ hợp N tc Mtc Qtc (daN) (daN.m) (daN) C1 (Nmax,Mtu,Qtu,) COMB5 215717 11907 5378.1 C4 (Nmax,Mtu,Qtu,) COMB4 213526 -14333 -5918 Bảng 2.11 - Tổ hợp nội lực lớn nhất cột C1, C2 Suy ra: chọn móng M1 bố trí chung. -Nội lực cột C2, C3 Cột Trường hợp tải Tổ hợp N tc Mtc Qtc (daN) (daN.m) (daN) C2 (Nmax,Mtu,Qtu,) COMB1 264348 143.11 44.539 C3 (Nmax,Mtu,Qtu,) COMB1 287735 -214.6 -271.5 Bảng 2.12 - Tổ hợp nội lực lớn nhất cột C3, C4 => Chọn móng M2 bố trí giống nhau. 2.4. Tính toán và bố trí cột thép cho cọc 2.4.1. Kiểm tra cọc khi vận chuyển - Khi vận chuyển dọc theo chiều dài của cọc, trên tiết diện của cọc sẽ chia làm hai miền: miền chịu nén và miền chịu kéo. Tương ứng với nó thì cốt thép trong cọc sẽ chia làm hai thớ: thớ chịu kéo và thớ chịu nén ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 161 - Do đó để đảm bảo cho cọc không bị phá hoại trong quá trình vận chuyển thì ta bố trí các móc cẩu ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho trị số tuyệt đối moment dương lớn nhất bằng trị số tuyệt đối moment âm lớn nhất. - Trọng lượng bản thân của cọc q = kđ  b  h  bt = 1.5  0.35  0.35  2500 = 460 daN/m  kđ = 1.5 là hệ số động kể đến khi vận chuyển cọc gặp đường xấu làm chấn động mạnh cọc và các sự cố khác ở công trường khi thi công cọc.   = 2500 daN/m3 – dung trọng của bêtông - Moment lớn nhất mà mỗi thớ phải chịu là: 2.4.2. Tính cầu móc P = q l = 46010 = 4600 daN 24600 1.8 2600a a PF cm R    Chọn 2Þ16 (2.01cm2) 2.4.3. Kiểm tra nội lực (khi cẩu và khi lắp dựng) L=11m a=0.207L a=0.207L F Hình 2.13 - Sơ đồ truyền tải cọc - Moment khi cẩu M =0.043 ql2 M =0.043 ql2 M3 =0.0216ql2 =0.0214ql2 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 162 Hình 2.14 - Biểu đồ moment vận chuyển cọc 0 . 2600 6.28 0.1003 . . 155 35 30 a a n R F R b h        0.1003 (1 0.5 0.1003) 0.1A      2 2 0| | . . . 0.1 155 0.35 0.3 488250 . 4882.5 .nM A R b h daN m daN cm       - Moment khi lắp dựng H 1.16 - Biểu đồ moment khi cẩu lắp 2 2 0 (0.793 ) 460 (0.793 10) 3615.88 8 8 q lM      daN.m 2 2 1 (0.207 ) 460 (0.207 10) 985.53 . 2 2 q lM daN m     M2 = M0 – 0.5xM1 = 3651.88-0.5x985.53 = 3566.6 daN.m M3 = 0.0216x460x102 = 993 daN.m => |M| = 4882.5 > Mmax = 3566.6 daN.m => Vậy thỏa điều kiện về tính an toàn trong quá trình cẩu lắp cũng như là vận chuyển cọc từ nơi đúc cọc cũng như là thi công trên công trường. 2.4.4. Bố trí thép cọc - Lượng thép trong mỗi miền của cọc là: 2 max 2 2 0 3566.6 10 0.073 . . 155 35 30m n M R b h        1 1 1 2 1 1 2 0.073 0.076 0.595m Rx x              = 1-0.50.073 = 0.963 2 2max 0 3566.6 10 4.75 . . 2600 0.963 30a a MF cm R h       Chọn 2Þ20 (Fa = 6.28 cm2) => Như vậy ban đầu ta chọn 4Þ20 = 12.56 cm2 là hợp lí Ta bố trí cốt thép ngang trong cọc theo cấu tạo. M2=3566.6daN.m M1= 985.53daN.m ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 163 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 3.1. Khái quát về cọc khoan nhồi Theo “TCXD 205 : 1998 _ Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”, cọc nhồi là cọc được thi công tạo lỗ trước trong đất, sau đó lỗ được lấp đầy bằng bê tông có hoặc không có cốt thép. Việc tạo lỗ được thực hiện bằng phương pháp khoan, đóng ống hay phương pháp đào khác. Được thiết kế cho các công trình cầu đường, thủy lợi, dân dụng và công nghiệp. Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở Thành phố Hồ Chí ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 164 Minh trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và có nhiều tiến bộ. Cọc khoan nhồi sau khi thi công thường được kiểm tra chất lượng bằng các phương pháp sau: thí nghiệm nén tĩnh, siêu âm, đo sóng ứng suất hay tia … Cọc nhồi có đường kính bằng và nhỏ hơn 600mm được gọi là cọc nhồi có đường kính nhỏ, cọc nhồi có đường kính lớn hơn 600mm được gọi là cọc nhồi có đường kính lớn. Cọc khoan nhồi có các ưu khuyết điểm sau : + Ưu điểm: - Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể chịu tải hàng nghìn tấn. - Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. - Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m (như công trình cầu Mỹ Thuận). Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm. - Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thường ít so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp) - Có khả năng thi công cọc qua các lớp đất cứng nằm xen kẻ hay qua các lớp cát dày mà không thể ép được. + Khuyết điểm: - Giá thành thường cao so với phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng. - Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đất yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hòa thấm nước). - Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông cọc thường phức tạp nên gây tốn kém, khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lổ khoan không đảm ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 165 bảo và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc. - Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ. - Ở nước ta các công trình nhà cao tầng đã xây dựng trong các thành phố lớn như Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh hầu hết đều dùng móng cọc nhồi. Thực tế cho thấy việc sử dụng móng cọc khoan nhồi cho nhà cao tầng là hợp lý. 3.2. Tính móng M1 (cột C1) Nội lực Ntc0 = 215717 daN => Ntt0 = Ntc0 n = 2157171.15 = 248075 daN Mtco = 11907 daN.m => Mtto = Mtcon = 11907 1.15 = 13693 daN.m Qtco = 5378.1 daN => Qtto = Qtco n = 5378.11.15 = 6184.9 daN 3.2.1. Chọn chiều sâu chôn móng - Chọn chiều sâu chôn móng thỏa điều kiện làm việc của móng cọc đài thấp (nghĩa là thỏa điều kiện cân bằng tải ngang và áp lực bị động ). Giả sử móng được chôn trong lớp đất thứ 1 Bđ=1.4m thì ta sẽ có : - Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp áp dụng theo công thức như sau: hmin=tg(450- /2)* 0 2 24 2 6184.9(45 ) 1.32 . 2 21.5 1.4 tt đ Q tg m B       (3.1) - Để đầu cọc không dịch chuyển và cột không bị uốn ta phải đặt cọc ở độ sâu sao cho đủ ngàm vào đất : hm > 0.7* hmin Vậy chọn hm = 2m 3.2.2. Chọn vật liệu và kích thước cọc - Chiều dài cọc 28.7 m, đoạn cọc ngàm vào bệ 0.7m, đoạn cọc còn lại là 28m. - Ta có: 0 28.770 0.4 70 70 o D l lD D        (3.2) Chọn D = 0.8m =80cm - Chọn đường kính cọc khoan nhồi D = 0,8 m => Ac = 4 2D = 4 8014.3 2 = 5024 cm2 = 0.5024 m2(3.4) u = mD 512.28.014.3  ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 166 - Vật liệu: bê tông cọc nhồi Mác 350 có : + Cường độ chịu nén của bê tông : Rn = 155 daN/cm2 + Cường độ chịu kéo của bê tông : Rk = 11 daN/cm2 - Thép CII có : + Cường độ chịu nén, chịu kéo tính tóan Ra = 2600 daN/cm2 + Mô đun đàn hồi : Ea = 2.1x105 MPa = 2.1x106 daN/cm2 . - Đường kính cốt thép  12mm và bố trí đều chu vi cọc , Dùng đai 8a200, đai xoắn liên tục. - Theo qui phạm hàm lượng cốt thép trong cọc khoan nhồi   (0,40,65)% => Diện tích cốt thép Fa = 4 2D x(0,40,65)% = 4 8014.3 2 x(0,40,65)% = (2032.67)cm2 (3.5) => Cốt thép trong cọc dùng1218 (Aa = 30.54cm2) 3.2.4. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi 3.2.4.1. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu  Sức chịu tải tính toán của cọc theo điều kiện vật liệu được xác định theo công thức : Qu = QVL = ( RuFp + RanFa ) (3.6) Trong đó  Ru : cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi được xác định như sau 5.4 R Ru  nhưng không lớn hơn 60 daN/cm 2 Với R – Mác thiết kế của bê tông cọc là 350 daN/cm2 => 2350 77.78 / 4.5 4.5u RR daN cm   > 60 daN/cm2 => nên lấy Ru = 60 daN/cm2 - Fa: Diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trục: Fa = 30.54cm2 - Fp: Diện tích tiết diện cọc => Fp=Fc-Fa = 5024 – 30.54 = 4993.46 cm² ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 167 - Ran: Cường độ tính toán của cốt thép, khi thép nhỏ hơn 28mm thì : Ran = 5.1 CR nhưng không lớn hơn 2200 daN/cm2 RC: giới hạn chảy của cốt thép, với thép AII lấy Rc = 3000 daN/cm2  2600 1733 1.5an R   daN/cm2 =>Vậy khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu QVL = 60 x 4993.46 + 1733 x 30.54 = 352533.4 daN 3.2.4.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền Ta có công thức xác định sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền A. Tra phụ lục A trong TCXD - 205 :1998 tc tc a k QQ  (3.7) Trong đó: + ktc : Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,4 dựa trên qui phạm + Qa : Sức chịu tải của đất nền + Qtc = m .( mR . qp. Ap+ U .  mf . fsi . li) (3.8) Với * qp : cường độ tính toán chịu tải của đất ở mũi cọc. * m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1.0 * mR :Hệ số làm việc của đất ở mũi cọc, lấy mR=1 trong mọi trường hợp * mf : Hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc ( tra bảng A.5 TCXD – 205 : 1998 cọc nhồi dưới nước hoặc dung dịch sét trong đất cát) => mf = 0.6 * Ap : Diện tích tiết diện ngang chân cọc Ap = 4 2D = 4 8,014,3 2 = 0.5024 m2 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 168 * U :Chu vi tiết diện ngang cọc =>u = xd = 3.14 x 0.8 = 2.512m * li : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc. + Xác định cường độ chịu tải của đất qp (KN/m2) lấy theo yêu cầu điều A.8 trong TCXD 205-1998 : qp = 0,75 .  . (’I . dp . A0k +  . I . L . B0k ) (3.8) Trong đó : + ’I: Trị tính toán của trọng lượng thể tích đất ở phía dưới mũi cọc (’I = 10.13 KN/m3) +  I : Trị tính toán trung bình của trọng lượng thể tích đất ở phía trên mũi cọc I i i i h h     3 3 1 21.5 2.7 11.5 4.8 8.84 8 9.96 10.4 9.39 1.1 10.13 10.12 / 1 2.7 4.8 8 10.4 1.1 1012 / kN m daN m                    +  ,  , 0kA , 0kB là hệ số không thứ nguyên tra bảng A.6 TCXD 205 : 1998 phụ thuộc vào góc ma sát trong  và 28.7 35.88 0.8 cL D   + Với  = 330 tra bảng A.6 =>  = 0.67 ;  = 0.25 ; A0k = 48.6 ; B0k = 87.6  qp= 0,75 x 0.25 x(1013x0.8x48.6+0.67x 1012x28x87.6)=319343 KN/m2  Xác định li , fsi bằng cách chia các lớp đất ra thành các phân tố đồng chất, có chiều dày  2.0 m , như hình vẽ :  fsi : cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc (tra bảng A.2 trong TCXD 205-1998) phụ thuộc vào độ sâu trung bình của các phân lớp đất Zi) XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI MA SÁT XUNG QUANH CỌC Lớp đất Đặc tính Độ sâu lớp zi (m) fi li mfifili (m) (daN/m2) (m) (daN /m) ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 169 1 Sét pha 2-4 3 376 2 451.20 4-5.7 4.85 4287 1.7 4372.74 2 Sét pha 5.7-7.7 6.7 1359.1 2 1630.92 7.7-9.7 8.7 1387 2 1664.40 9.7-10.5 10.1 1389 0.8 666.72 3 Cát pha 10.5-12.5 11.7 4362.8 2 5235.36 12.5-14.5 13.5 4530.9 2 5437.08 14.5-16.5 15.5 4714.4 2 5657.28 16.5-18.5 17.5 4888 2 5865.60 4 Cát bụi 18.5-20.5 19.5 4070 2 4884.00 20.5-22.5 21.5 4190 2 5028.00 22.5-24.5 23.5 4310 2 5172.00 24.5-26.5 25.5 4430 2 5316.00 26.5-28.9 27.7 4562 2.4 6569.28 5 Cát hạt nhỏ và trung 28.9-30 29.45 6545 1.1 4319.70 fi i im f l  61819.08 Bảng 3.1 - Xác định sức chiu tải ma sát xung quanh của cọc Vậy sức chịu tải của đất nền là : =>Qtc = m . ( mR . qp. Ap+ U .  mf . fi . li) = 1.0x(1x319343x0.5024 +2.512x61819) = 315728 daN Sức chịu tải cho phép của cọc theo tính chất cơ lý của đất nền : 315728 225520( ) 1.4 tc d a tc QP Q daN k     - So sánh các trường hợp sức chịu tải cho phép ta có : Qa = min (Pvl ; Pd ) = min [ 352533.4 (daN); 225520 (daN)  Lấy Qa = Pd = 225520 daN 3.2.5. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc trong đài là : e=1+d=0.8+1 = 1.8 m (3.9) - Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 170 Ptt = 2(1.8) aQ = 2 225520 69605 (1.8)  daN/m2 (3.10) - Diện tích sơ bộ đế đài: Ađ = nhP N mtb tt tt   0 = 2248075 3.8 69605 2000 2 1.1 m    (3.11) Trong đó : tb = 2000 daN/m3- Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài hm = 2m chiều sâu chôn móng - Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nttđ = n x Fđ x hđ x  = 1.1 x 3.8 x 2000 x 2 = 16720 daN (3.12) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 240875+16720 = 257595 daN (3.13) 3.2.6. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ: nc  2575951.4 1.6 225520 tt a N Q      cọc - Trong đó : k là hệ số xét đến ảnh hưởng moment tác động lên móng cọc, giá trị lấy từ 1.2-1.6 tùy vào giá trị moment ( sách Nền Móng của CHÂU NGỌC ẨN), chọn  = 1.4 => Chọn số lượng cọc sơ bộ nc = 2 cọc - Trong phương pháp tính toán theo móng khối qui ước như trong các qui phạm Việt Nam , thì việc tính toán hiệu ứng nhóm không cần thiết vì hiệu ứng này đã được xem xét trong hoạt động chung của các cọc và đất trong móng khối qui ước 3.2.7. Kiểm tra phản lực đầu cọc ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 171 14 00 80030 0 80 0 30 0 10 0 10 0 100 700 700 100 500 40 0 1800 3200 800 Hình 3.1 - Kích thước đài cọc - Kiểm tra điều kiện : Pmax  aQ , Pmin  0 -Diện tích thực tế của đài cọc : Ađ = 1.4x3.2 = 4.48m2 - Trọng lượng bản thân đài và đất đắp trên đài: Gđ = đmbt Ahn = 1.1200024.48 = 23408 daN - Tổng mômen dưới đáy đài:  ttM = Mtt0 + Qott.hm = 13693+61852 = 26063 daN.m - Tổng tải thẳng đứng tại đáy đài: Ntt = Ntt0 + Gđ =240875+23408 = 264283 daN - Tải trọng truyền xuống cọc vì Mx = 0 ta có công thức sau : max2minmax, xx M n NP i tt y c tt   =    2 2 264283 26063 1.2 2 1.2 1.2    (daN) Pmax = 143000 daN < aQ = 225520 daN Pmin = 121282 daN > 0 => cọc làm việc chịu nén => Thỏa diều kiện 3.2.8. Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc 3.2.8.1. Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc + Điều kiện ứng suất dưới mũi cọc : max tc < 1.2 tcmR ; tb < tc mR ; (3.10) min tc > 0 . ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 172 + Góc ma sát trong trung bình theo chiều dài cọc lc: Lớp đất Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Góc ma sát trong  II(độ) 24 16 18 28 33 Chiều dày lớp đất h (m) 3.7 4.8 8 10.4 1.1 24 3.7 16 4.8 18 8 28 10.4 33 1.1 3.7 4.8 8 10.4 1.1 i i tb i l l                    =22.750 (3.11) + Góc truyền lực 22.75 5.688 4 4 tb    độ (3.12) +Kích thước khối móng qui ước : Bề rộng của đáy khối móng qui ước : Bqu = B+2lc tg = 1.4+228 tg5.688 = 6.98m (3.13) Bề rộng của đáy khối móng qui ước : Lqu = L+2lc tg = 3.8+228 tg5.688 = 9.38m (3.14) + Diện tích khối móng qui ước : Fqu = 6.98x9.38 = 65.47m2 + Trọng lượng khối móng qui ước: qu qu qu qu 1 2 3G = G + G + G (daN) (3.15) Trong đó : Trọng lượng phần móng qui ước từ đế đài trở lên 1 . . 65.47 2 2000 261880qu qu m tbG F h daN     (3.16) Trọng lượng cọc nằm trong khối móng qui ước 2 . . . 2 28 0.5024 2500 70336 qu c c c cG n l F daN      (3.17) Với : c = 2500 daN/m 3 Trọng lượng của các lớp đất dưới đáy móng qui ước có độ cao từ mũi cọc đến đáy đài cọc (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chỗ)   iiccququ lAnFG ..3   =(65.47-20.5024)(121.5+2.711.5+ +4.88.84 + 89.96+10.49.39 +1.110.13 = 1826667 daN (3.18) ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 173 3.2.8.2. Kiểm tra áp lực tác dụng lên nền đất tại mũi cọc với các cặp nội lực * Cặp Nmax = 215717 daN, Mtu = 11907 daN.m, Qtu = 5378 daN - Tổng trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng qui ước  qutcotcqu GNN 215717+(261880+70336+1826667) = 2374600 daN - Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng qui ước  cmtctcotcqu lhQMM  = 11907+5378 (2+28) = 173247 daN.m - Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước: w M LB N tcqu ququ tc qutc   minmax, = 2374600 173247 6.98 9.38 102.36   (3.19) Trong đó :  2 26.98 9.38 102.36 6 6 qu quB Lw    m3 (3.20) 2max 37960( / )daN m  2min 34578( / )daN m  - Ưng suất trung bình ở đáy khối móng qui ước max min 37960 34578 36269 2 2tb         daN/m2 (3.21) - Cường độ tính tóan của đất nến ở đáy khối móng qui ước  '1 2 . . . . .tcM qu II M II II tc m mR A B B h D c k     (3.22) Trong đó : A,B,D : Các hệ số được tra bảng phụ thuộc vào j của đất nền dưới mũi cọc, với j =330 tra bảng 6.1 sách nền móng và tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có A= 1.44, B=6.78, C=8.87 m1 ,m2: là hệ số làm việc của đất phụ thuộc tính chất đất nền và tính chất kết cấu của công trình, tra bảng 6.2 sách nền móng và tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có m1=1.2 ,m2 =1.1 ktc : là hệ số dộ tin cậy lấy bằng 1 31013( / )II daN m  : trọng lượng riêng của lớp đất dưới mũi cọc . 'II : Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên . ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 174 ' 3 3 21.5 2.7 11.5 4.8 8.84 8 9.96 10.4 9.39 1.1 10.13 3 2.7 4.8 8 10.4 1.1 1088 / II daN m                    =>  1.2 1.1 1.44 6.98 1013 6.78 30 1088 8.87 100 1 tc MR          = 306700 daN/m2 1.2 3680tcMR  00 daN/m 2 > 2max 37960( / )daN m  2min 34578( / )daN m  >0 Kết luận: Đất nền dưới đáy móng đủ chịu tải và ổn định, có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc (tức là khối qui ước) theo quan điểm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính. 3.2.9. Kiểm tra tính lún (theo trạng thái giới hạn thứ hai) - Các giả thuyết:  Đất nền là bán không gian liên tục đẳng hướng và biến dạng tuyến tính.  Độ lún của dất nền chỉ do ứng suất thẳng đứng gây ra, trong quá trình lún không xảy ra hiện tượng nở hông.  Ap lực gây lún được xác định tại tâm của đáy móng.  Khi tính giá trị ứng suất gây lún, chúng ta bỏ qua sự sai khác trong tính nén lún của tầng lớp riêng. - Ap lực bản thân tại mũi cọc: 1 .bt n i i i h    (3.23) Lớp i Li .i ih 1 2150 3 6450 1150 2.7 3105 2 884 4.8 4243 3 996 8 7968 4 939 10.4 9766 5 1013 1.1 1114 Tổng 32646 Bảng 3.2 - Xác định ứng sức đẩy nổi - Ap lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối qui ước: glz=0 = tctb - bt = 36269-32646 = 3623 daN/m² (3.24) - Chia đất nền dưới đáy khối qui ước thành các lớp có chiều dày bằng nhau và bằng BM/5 = 6.98/5 = 1.396 m, chọn hi = 1m. Ta có bảng tính toán sau : Thỏa điều kiện ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 175 Vị trí Độ sâu Lm/Bm zm/Bm ko gl bt tbgl S (m) z(m) (daN/m2) (daN/m2) (daN/m2) 0 1.34 0 1 3623 32646 1 1 1.34 0.1433 0.979 3547 33659 24513 0.0063 2 2 1.34 0.2865 0.919 3330 34672 24018 0.0062 3 3 1.34 0.4298 0.826 2993 35685 24018 0.0062 Điều kiện ngừng tính lún:  gl < 0.2.  bt 0.0187 Bảng 3.3 - Tính lún - Tại điểm 0 ở độ sâu Z = 0 m (tính từ đáy khối móng qui ước) có : glz=0 = 36.23 kN/m² < 1 5 btz=0 = 1 5 x326.46 = 65.29 kN/m²  Giới hạn nền lấy tại điểm 0 là trọng tâm đáy khối qui ước; do đó, độ lún của nền bằng không: S = 0 cm - Vậy độ lún tuyệt đối của móng dưới cột đảm bảo S < Sgh = 8cm. 3.2.10. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng và tính cốt thép cho đài 3.2.10.1. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc, tháp chọc thủng như hình ve. - Chiều dài cọc ngàm vào đài : h1 = 0.15 m - Chiều cao của đài cọc là : hđ = 1.5 m - Chọn sơ bộ : h0 = hđ – h1 = 1.5 - 0.15 = 1.35 m 45° 45 ° 15 00 800800 Hình 3.2 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 176 Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên các đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng của đài 3.2.10.2. Tính toán cốt thép cho đài cọc 14 00 30 0 80 0 30 0 10 0 10 0 100 700 700 1001800 3200 650 Hình 3.3 - Vị trí ngàm của đài móng Ta xem đài cọc làm viêc như một console ngàm vào cột tại mép cột, lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. - Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: . ( )I i iM r p KNm . (3.25) Với P2 = Pmin = 121282 daN P1 = Pmax = 143000 daN r1 = 0.65m =>MI = 143000 0.65 = 92950 daN.m - Diện tích cốt thép đặt cho đài cọc theo phương cạnh dài : Chọn a = 5cm , ho = hđ – a = 135 – 5 = 130 m 2 292950 10 30.56 0.9. 0.9 2600 130 I a a o MF cm R h       (3.26) Chọn 10Þ 20 (Fa = 31.4 cm2) - Khoảng cách cốt thép bố trí : 2 50 1400 100 140 1 10 1 đaS mm n         (3.27) - Bố trí thép theo phương dài: Þ20a140 - Cốt thép theo phương cạnh ngắn bố trí cấu tạo: 230% 30% 31.4 9.42cta aF F cm    ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 177 Bố trí Þ14a200. 3.3. Tính móng M2 (cột C2) Nội lực Ntc0 = 264348 daN => Ntt0 = Ntc0 n = 2643481.15=304000 daN Mtco = 143.11 daN.m => Mtto = Mtcon =143.111.15=164.58 daN.m Qtco =44.539 daN => Qtto = Qtco n = 44.5391.15 = 51.22 daN 3.3.1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc trong đài là: e=1+d=0.8+1 = 1.8 m - Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc Ptt = 2(1.8) aQ = 2 225520 69605 (1.8)  daN/m2 (3.28) - Diện tích sơ bộ đế đài: Ađ = nhP N mtb tt tt   0 = 2304000 4.66 69605 2000 2 1.1 m    (3.29) Trong đó : tb = 2000 daN/m3: Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài hm = 2m chiều sâu chôn móng - Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nttđ = n x Fđ x hđ x  = 1.1 x 4.66 x 2000 x 2 = 20504 daN - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 304000+20504 = 324504 daN 3.3.2. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ: nc  3245041.4 2.04 225520 tt a N Q      cọc Trong đó : k là hệ số xét đến ảnh hưởng moment tác động lên móng cọc, giá trị lấy từ (1.2-1.6) tùy vào giá trị moment (sách Nền Móng của CHÂU NGỌC ẨN) => Chọn số lượng cọc sơ bộ nc = 3 cọc ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 178 - Trong phương pháp tính toán theo móng khối qui ước như trong các qui phạm Việt Nam , thì việc tính toán hiệu ứng nhóm không cần thiết vì hiệu ứng này đã được xem xét trong hoạt động chung của các cọc và đất trong móng khối qui ước 3.3.3. Kiểm tra phản lực đầu cọc Hình 3.4 Kích thước đài cọc - Kiểm tra điều kiện: Pmax  aQ , Pmin  0 -Diện tích thực tế của đài cọc : Ađ = 3.23-21.1 = 7.4 m2 - Trọng lượng bản thân đài và đất đắp trên đài: Gđ = đmbt Ahn = 1.1200027.4 = 32560 daN (3.30) - Tổng moment dưới đáy đài:  ttM = Mtt0 + Qott.hm = 164.58+51.222 = 267.02 daN.m (3.31) - Tổng tải thẳng đứng tại đáy đài: Ntt = Ntt0 + Gđ = 304000+32560 = 336560 daN (3.32) - Tải trọng truyền xuống cọc vì Mx = 0 ta có công thức sau : ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 179 max2minmax, xx M n NP i tt y c tt   (daN) (3.33) - Tọa độ các cọc: 2 3 1 0.5 1 x x m x m      2 2 2ix = 2 0.5 +1=1.5 (m )  1 336560 267.02 ( 1) 112009 3 1.5 P daN    2,3 336560 267.02 0.5 112276 3 1.5 P daN   Pmax = 112276 daN < aQ =225520 daN Pmin = 112009 daN > 0=> cọc làm việc chịu nén => Thỏa diều kiện 3.3.4. Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc 3.3.4.1. Kiểm tra ổn định nền dưới mũi cọc + Điều kiện ứng suất dưới mũi cọc : max tc < 1.2 tcmR ; tb < tc mR ; min tc > 0 . + Góc ma sát trong trung bình theo chiều dài cọc lc: Lớp đất Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Góc ma sát trong jII (độ) 24 16 18 28 33 Chiều dày lớp đất h (m) 3.7 4.8 8 10.4 1.1 Bảng 3.4 - Bảng góc ma sát trong 24 3.7 16 4.8 18 8 28 10.4 33 1.1 3.7 4.8 8 10.4 1.1 i i tb i l l                    = 22.750 + Góc truyền lực 22.75 5.688 4 4 tb    + Xem đài cọc tương đương hình chữ nhật cĩ B = 2.3m v L = 3.2m,Fđài =7.36m2 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 180 + Kích thước khối móng qui ước : Bề rộng của đáy khối khối qui ước : Bqu = B+2lc tg = 2.3+228 tg5.688 = 7.88m Bề rộng của đáy khối khối qui ước : Lqu = L+2lc tg = 3.2+228 tg5.688 = 8.78m + Diện tích khối móng qui ước : Fqu = 7.88x8.78 = 69.19 m² + Trọng lượng khối móng qui ước: qu qu ququ 1 2 3G = G + G + G (kN) Trong đó: Trọng lượng phần móng qui ước từ đế đài trở lên 1 . . 69.19 2 2000 276760qu qu m tbG F h daN     Trọng lượng cọc nằm trong khối móng qui ước 2 . . . 3 28 0.5024 2500 105504qu c c c cG n l F daN      Với : c = 2500 daN/m 3 Trọng lượng của các lớp đất dưới đáy móng qui ước có độ cao từ mũi cọc đến đáy đài cọc (trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chỗ)   iiccququ lAnFG ..3   =(69.19-20.5024) (121.5+2.711.5+ +4.88.84+89.96+10.49.39+1.110.13 = 1932785 daN 3.3.4.2. Kiểm tra áp lực tác dụng lên nền đất tại mũi cọc với các cặp nội lực * Cặp Nmax = 264348 daN, Mtu = 143.11daN.m, Qtu = 44.539 daN - Tổng trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng qui ước  qutcotcqu GNN 264348+(276760+105504+1932785) = 2579397 daN - Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng qui ước  cmtctcotcqu lhQMM  = 143.11+44.539 (2+28) = 1479.28 daN.m - Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước: w M LB N tcqu ququ tc qutc   minmax, = 2579397 1479.28 7.88 8.78 101.24   ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 181 Trong đó :  2 27.88 8.78 101.24 6 6 qu quB Lw    m3 2max 37296.5( / )daN m  2min 37267.2( / )daN m  - Ứng suất trung bình ở đáy khối móng qui ước max min 37296.5 37267.2 37281.85 2 2tb         daN/m2 - Cường độ tính tóan của đất nến ở đáy khối móng qui ước  '1 2 . . . . .tcM qu II M II II tc m mR A B B h D c k     Trong đó: A,B,D : Các hệ số được tra bảng phụ thuộc vào j của đất nền dưới mũi cọc, với j =330 tra bảng 6.1 sách nền móng và tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có A= 1.44, B=6.78, C=8.87 m1 ,m2: là hệ số làm việc của đất phụ thuộc tính chất đất nền và tính chất kết cấu của công trình, tra bảng 6.2 sách nền móng và tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có m1 = 1.2,m2 = 1.1 ktc : là hệ số dộ tin cậy lấy bằng 1 31013( / )II daN m  : trọng lượng riêng của lớp đất dưới mũi cọc . 'II : Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên. ' 3 3 21.5 2.7 11.5 4.8 8.84 8 9.96 10.4 9.39 1.1 10.13 3 2.7 4.8 8 10.4 1.1 1088 / II daN m                     =>  1.2 1.1 1.44 7.88 1013 6.78 30 1088 8.87 100 1 tc MR          = 308458.8 daN/m2 1.2 370150.57tcMR  (daN/m 2) > 2max 37296.5( / )daN m  2min 37267.2( / )daN m  >0 Kết luận: Đất nền dưới đáy móng đủ chịu tải và ổn định, có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc(tức là khối qui ước) theo quan điểm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính. 3.3.5. Kiểm tra tính lún (theo trạng thái giới hạn hai) - Các giả thuyết: Thỏa điều kiện ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 182  Đất nền là bán không gian liên tục đẳng hướng và biến dạng tuyến tính.  Độ lún của dất nền chỉ do ứng suất thẳng đứng gây ra, trong quá trình lún không xảy ra hiện tượng nở hông.  Ap lực gây lún được xác định tại tâm của đáy móng.  Khi tính giá trị ứng suất gây lún, chúng ta bỏ qua sự sai khác trong tính nén lún của tầng lớp riêng. - Ap lực bản thân tại mũi cọc: 1 .bt n i i i h    Lớp i Li .i ih 1 2150 3 6450 1150 2.7 3105 2 884 4.8 4243 3 996 8 7968 4 939 10.4 9766 5 1013 1.1 1114 Tổng 32646 Bảng 3.5 - Bảng tính áp lực bản thân - Ap lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối qui ước: glz=0 =tctb - bt = 37281.85-32646 = 4635.85 daN/m² - Chia đất nền dưới đáy khối qui ước thành các lớp có chiều dày bằng nhau và bằng BM/5 = 7.88/5 = 1.576 m, chọn hi = 1m. Ta có bảng tính toán sau : Vị trí Độ sâu Lm/Bm zm/Bm Ko gl bt tb gl S (m) z(m) (daN/m 2) (daN/m2) (daN/m2) 0 1.11 0 1 4635.85 32646.10 1 1 1.11 0.1269 0.978 4533.86 32656.23 4584.86 0.0012 2 2 1.11 0.2538 0.925 4288.16 32666.36 4411.01 0.0011 3 3 1.11 0.3807 0.83 3847.76 32676.49 4067.96 0.0010 Điều kiện ngừng tính lún:ógl <0.2.óbt 0.0034 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 183 Bảng 3.6 - Bảng tính lún - Tại điểm 0 ở độ sâu Z = 0 m (tính từ đáy khối móng qui ước) có : glz=0 = 4635.85 daN/m² < 1 5 btz=0 = 1 5 x32646 = 6529 daN/m²  Giới hạn nền lấy tại điểm 0 là trọng tâm đáy khối qui ước; do đó, độ lún của nền bằng không: S = 0 cm - Vậy độ lún tuyệt đối của móng dưới cột đảm bảo S < Sgh = 8cm. 3.3.6 . Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc, tháp chọc thủng như hình vẽ - Chiều dài cọc ngàm vào đài : h1 = 0.15 m - Chiều cao của đài cọc là : hđ = 1.5 m - Chọn sơ bộ : h0 = hđ – h1 = 1.5 - 0.15 = 1.35 m + Cột xuyên vào đài 800 10 0 70 0 18 00 70 0 10 0 32 00 90 0 11 50 10 0 11 50 10 0 100 700 1000 500 800 100 3000 2000 1000100 100 600 50 0 15 00 45 45 Hình 3.5 Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên các đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng của đài. + Cọc xuyên vào đài ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 184 Hình 3.6 Nhận xét: Tháp xuyên bao trùm cột vậy cọc không xuyên thủng đài móng. 3.3.7. Tính toán cốt thép cho đài cọc - Nội lực cánh móng phương Oy 10 0 70 0 18 00 70 0 10 0 32 00 90 0 11 50 10 0 11 50 10 0 100 700 1000 500 800 100 3000 2000 1000100 100 600 50 0 200 P2+P3 200 P 2 65 0 65 0 700 P1 Hình 3.7 Với : P1= 112009 daN ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 185 P2 = P3 = 112276 daN Moment tại mặt ngàm I-I: MI-I = i iPa = 112276×0.65 = 72979 daN.m - Nội lực cánh móng phương Ox Moment tại mặt ngàm II-II do lực P1 gây ra: M1II-II = i iPa = 112009×0.7 = 78406 daN.m Moment tại mặt ngàm II-II do lực P2 và P3 gây ra: M2II-II = i iPa = 2x112276x0.2 = 44910 daN.m - Tính thép cho cánh móng M2 Với h0 = 1500-150-50 = 130mm FaI-I = 2 2 0 a M 72979 10 = = 23.99cm 0.9×h ×R 0.9×130×2600  Chọn 8 20 (25.12 cm2) bố trí tập trung phủ 2 đầu cọc P2 và P3 theo phương y. Fa1II-II = 2 0 a M 78406 10 = = 25.77 0.9×h ×R 0.9×130×2600  cm2 Chọn 9 20 (28.27cm2) bố trí tập trung phủ đầu cọc P1 Fa2II-II = 2 0 a M 44910 10 = = 14.76 0.9×h ×R 0.9×130×2600  cm2 Chọn 5 20 (15.7cm2) bố trí tập trung phủ đầu cọc P2 và P3 3.4. KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI NGANG - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 186 l   HH M H 0 H =1O   HM M M M =1O Hình 3.8 - Sơ đồ chuyển vị của cọc trong đất - Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc: J = 4π 64 1 D = 64 1  3.14 0.84 = 0.02 m4 (3.34) - Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb.J = 31 x 108 x 0,02 = 62 x 106 daN.m2 Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 31 x 108 daN/m2 - Chiều rộng qui ước bc của cọc : - Theo TCXD 205-1998 d  0.8m  bc = d + 1 = 0,8 + 1 = 1,8 m - Hệ số tỷ lệ k theo công thức: Cz = k x z - Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2 x (d +1) = 2 x (0,8 +1) = 3,6 m => cọc nằm trong lớp đất lớp 4: lớp cát trung. Tra bảng G.1 trong TCXD 205 : 1998 , trang 72 được giá trị K = 5x105 daN/m4 - Hệ số biến dạng 5 55 6 5 10 1.8 0.42 58 10 c bd kb EJ        m 1 (3.35) - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = bd.L = 0.42  28 = 11.76 m - Các chuyển vị HH, HM, MH, MM của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 187 + HH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/KN) bởi Ho = 1 gây ra + HM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/KN) bởi Mo = 1 gây ra + MH : góc xoay của tiết diện (1/KN) bởi Ho = 1 gây ra + MM : góc xoay của tiết diện (1/KNm) bởi Mo = 1 gây ra Le = 11.76m >4m, cọc tựa lên đất, tra bảng G2 TCXD205 : 1998/74  Ao = 2.441 ; Bo = 1.621 ; Co = 1.751 03 3 6 1 1 2.441 0.42 62 10HH bd A EJ        = 5.31 x 10-7 (m/daN) (3.35) 02 2 6 1 1 1.621 0.42 62 10HM MH bd B EJ          = 1.48 x 10-7 (1/daN) (3.36) 0 6 1 1 1.751 0.42 62 10MM bd C EJ        = 0.67 x 10-7 (1/daN.m) (3.37) - Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài : Qtt = 51.22 daN ( đối với 3 cọc) suy ra Hf = 51.22 3 = 17.07 daN - Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện moment gọi là moment ngàm . Mf = 2 0 0 0 . 2MH MM f MM LL EJ H L EJ        (3.38) = 7 7 1.48 10 17.07 37.71( ) 0.67 10 daNm         (L0=0) - Chuyển vị ngang yo(m) tại cao trình đáy đài: MMfMHfo MH   7 717.07 1.8.10 ( 37.71) 0.67.10tco       = 5.4610 -7 (rad) yo = Hf x HH + Mf x HM ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 188 = 17.07 x 5.31 x 10-7 – 37.71 x 1.48 x 10-7 = 0.35x10-5m - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf : 3 0 0 0 0 0 . . ψ . 3 . 2 . f f n H L M L y L E J E J      = y0 = 0.35x10-5m (L0 = 0) (3.39) n < Sgh = 1cm thỏa yêu cầu tính toán - Kiểm tra độ bền của đất nền xung quanh cọc chịu lực ngang :  ZZ   (3.40)    III I Z Ctg    cos 4 21 (3.41) Trong đó : I  2150 daN/m3 ,  240, CI =1200daN/m2, hệ số 6.0 , Hệ số : 11  Hệ số : VP VP MMn MM   2 (3.42) Mp : moment do tải trọng ngoài thường xuyên, tính toán ở tiết diện tại mức mũi cọc . Mv : moment do tải trọng tạm thời 164.58 82.29( ) 2 2 tt P V MM M daNm    Le = 11.76 > 5 lấy 5.2n Từ (3.42)=> 2 82.29 82.29 0.58 2.5 82.29 82.29       Từ (3.41)=>   41 0.57 2150 24 0.6 1200 cos 24Z tg       =4186 daN/m2 - Áp lực tính toán z (daN/m2), moment uốn Mz (daN.m), trong tiết diện cọc được tính toán theo công thức sau:        131211 DIE H C EI M BAyZK bbd o bd o bd o oe bd Z     (3.43) 2 00 3 0 3 0 3 3. . . .z bd b bd b bd HM E I y A E I B M C Da a y a = - + + (3.44) ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 189 - Bảng giá trị các hệ số tính toán cho biểu đồ Mz (daN.m) với bd ezz   EJ K (daN/m4) bd (m-1) yo (m)  (rad) Mf (daN.m) Hf (daN) 62E+06 500000 0.42 0.35x10-5 5.46.10-7 -37.71 17.07 Bảng 3.7. mômen uốn MZ (daN/m) z ze A3 B3 C3 D3 Mz 0 0 0 0 1 0 -37.71000 0.24 0.1 0 0 1 0.1 -33.64571 0.48 0.2 -0.001 0 1 0.2 -29.61971 0.71 0.3 -0.005 -0.001 1 0.3 -25.69432 0.95 0.4 -0.011 -0.002 1 0.4 -21.84549 1.19 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 -18.08363 1.43 0.6 -0.036 -0.011 0.0998 0.6 19.40062 1.67 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 -11.04734 1.90 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 -7.70497 2.14 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -4.53746 2.38 1 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -1.58073 2.62 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 1.33580 2.86 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 4.18219 3.10 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 6.94747 3.33 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 9.65478 3.57 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 9.75492 3.81 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 15.22491 4.05 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 18.18131 4.29 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 21.26232 4.52 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 24.61020 4.76 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 28.20337 5.24 2.2 -1.693 -1.906 -0.217 1.575 34.48876 5.71 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 46.34145 6.19 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 58.90666 6.67 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 84.82298 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 190 7.14 3 -3.541 -6 -4.688 -0.891 90.33350 8.33 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 137.67856 9.52 4 -1.614 -11.7313 -17.919 -15 171.09440 -50 0 50 100 150 200 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Mz Z Hình 3.9 - Biểu đồ moment uốn Bảng 3.4 - Áp lực  z theo độ sâu (daN/m2) z ze A1 B1 C1 D1  z 0.00 0 1 0 0 0 0 0.24 0.1 1 0.1 0.005 0 0.39914 0.48 0.2 1 0.2 0.02 0.001 0.75589 0.71 0.3 1 0.3 0.045 0.005 1.06194 0.95 0.4 1 0.4 0.08 0.011 1.30716 1.19 0.5 1 0.5 0.125 0.021 1.48633 1.43 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 1.59260 1.67 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 1.62797 1.90 0.8 0.997 0.799 0.032 0.085 2.52985 2.14 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 1.46466 2.38 1 0.992 0.997 0.499 0.167 1.28089 2.62 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 1.01278 2.86 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 0.67356 3.10 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 0.27089 3.33 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 -0.18996 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 191 3.57 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 -0.70065 3.81 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 -1.26116 4.05 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 -1.85781 4.29 1.8 0.848 1.706 1.584 0.961 -2.44327 4.52 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 -3.11010 4.76 2 0.735 1.823 1.924 1.308 -3.73953 5.24 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 -4.93075 5.71 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 -6.84286 6.19 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 -6.39632 6.67 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -6.17033 7.14 3 -0.928 1.037 3.225 3.858 -4.92480 8.33 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 5.91522 9.52 4 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 34.92937 -10.00 -5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Z s z Hình 3.10. Biểu đồ áp lực - Kiểm tra lại cốt thép đã chọn : maxM  171.0944 daN.m ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 192 - Diện tích cốt thép 2 2 0 171.0944 10 0.15 0.9 0.9 2600 73s a MA cm R h       < 30.54 cm2 thép ban đầu chọn là hợp lý . 3.5. Tính móng M3 (cột C3) Nội lực Ntc0 = 287735 daN => Ntt0 = Ntc0 n = 2877351.15 = 330895 daN Mtco = 214.6 daN.m => Mtto = Mtcon =214.61.15 = 246.8 daN.m Qtco = 271.5 daN => Qtto = Qtco n = 271.51.15 = 312.2 daN 3.5.1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc trong đài là : e =0.8+1=1.8m - Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc Ptt = 2 Q e = 2 225520 69605 (1.8)  daN/m2 - Diện tích sơ bộ đế đài: Ađ = nhP N mtb tt tt   0 = 2330895 5.07 69605 2000 2 1.1 m    Trong đó : tb = 2000 daN/m3: Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài hm = 2m chiều sâu chôn móng - Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nttđ = n x Fđ x hđ x  = 1.1 x5.07 x 2000 x 2 = 22308 daN - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 330895+22308 = 353203 daN 3.5.2. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ: nc  3532031.4 2.19 225520 tt a N Q      cọc - Trong đó : k là hệ số xét đến ảnh hưởng moment tác động lên móng cọc , giá trị lấy từ (1.2÷1.6) tùy vào giá trị moment (sách Nền Móng của CHÂU NGỌC ẨN) ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 193 => Chọn số lượng cọc sơ bộ nc = 3 cọc - Tính toán như móng M2 3.6. Tính móng M4 (cột C4) Nội lực Ntc0 = 213526 daN => Ntt0 = Ntc0 n = 2135261.15 = 245555 daN Mtco = 14333 daN.m => Mtto = Mtcon =143331.15 = 16483 daN.m Qtco = 5918 daN => Qtto = Qtco n = 59181.15 = 6806 daN 3.6.1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc - Khoảng cách giữa các cọc trong đài là : e = d +1= 1+0.8 = 1.8 m - Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc Ptt = 2 Q e = 2 225520 69605 (1.8)  daN/m2 - Diện tích sơ bộ đế đài: Ađ = nhP N mtb tt tt   0 = 2245555 3.77 69605 2000 2 1.1 m    Trong đó : tb = 2000 daN/m3: Dung trọng trung bình của đài và đất trên đài hm = 2m chiều sâu chôn móng - Trọng lượng của đài và đất trên đài: Nttđ = n x Fđ x hđ x  = 1.1 x 3.77 x 2000 x 2 = 16588 daN - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ = 245555+16588 = 262143 daN 3.6.2. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ nc  2621431.4 1.63 225520 tt a N Q      cọc ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 194 - Trong đó : k là hệ số xét đến ảnh hưởng moment tác động lên móng cọc, giá trị lấy từ (1.2-1.6) tùy vào giá trị moment (sách Nền Móng của CHÂU NGỌC ẨN ) + Kiểm tra lại cốt thép đ chọn cho một mĩng M1 => Chọn số lượng cọc sơ bộ nc = 2 cọc - Tính toán như móng M1. - C ột tr ịn ch ịu n n l ệch t m Bước 1:+ Đ ộ l ệch t m 4 0 max 171.09 10 11.96 143000 zMe cm P     +Bn kính qun tính uốn của tiết diện trịn rx=ry= r/2 = 80/2 = 40 cm +Bỏ qua uốn dọc ta lấy ç=1 +Diện tích tiết diện Fb=r2=3,14x402=5024 cm2 +Tính cc hệ số n,B trn đồ thị max 143000 0.47 60 5024 c n b Pn R F     max 4171.09 10 0.14 60 5024 40 z n b MB R F r x      ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 195 Hình H-3.11 Đ ồ th ị đ ể t ính t oán ti ết di ện tr ịn D=2r- đ ư ờng k ính ti ết di ện Bước 2: Tra đồ thị với n = 0.47; B = 0.14; 4 0.05 80 a D   =>ta cĩ =0.1 Bước 3: Diện tích cốt thp 260 5024 0.1 11.59 2600 n b a a R FF cm R       < 12Ư18=30.54cm2 =>thp chọn ban đầu chọn là hợp lý CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM: 1. TCVN 2737 :1995 - Tiêu Chuẩn Thiết Kế Tải Trọng và Tác Động. 2. TCVN 5574 :1991 - Tiêu Chuẩn Thiết Kế Bêtông Cốt Thép. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KSXD KHOÙA 2005 GVHD :ThS .NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRIEÄU HOAØNG PHÖÔNG 196 3. TCVN 4612 :1988 - Hệ Thống Tài Liệu Thiết Kế Xây Dựng. Kết Cấu Bêtông Cốt Thép. Kí Hiệu Qui Ước và Thể Hiện Bản Vẽ 4. TCVN 6048 : 1995 (ISO 3766:1997) - Bản Vẽ Nhà và Công Trình Xây Dựng. Kí Hiệu Cho Cốt Thép Bêtông 5. TCXD195 :1997 - Nhà Nhiều Tầng - Thiết Kế Cọc Khoan Nhồi. 6. TCXD 205 : 1998 - Móng Cọc - Tiêu Chuẩn Thiết Kế 7. TCXD 198 :1997 - Nhà Cao Tầng – Thiết Kế Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối CÁC TÀI LIỆU CHUYÊN MÔN: 1. Nhà Cao Tầng Chịu Tải Trọng Ngang Gió Bão Và Động Đất – TG. Gs. Mai Hà San – NXB Xây Dựng 2. Kết Cấu Nhà Cao Tầng – TG. Sullơ W.– NXB Xây Dựng 3. Cấu Tạo Và Tính Toán Hệ Kết Cấu Chịu Lực Và Các Cấu Kiện Của Nhà Nhiều Tầng – TG Drodov P.F – NXB Khoa Học Kỹ Thuật 4. Sức Bền Vật Liệu (Tập I Và II) –TG. Lê Hoàng Tuấn – Bùi Công Thành – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật. 5. Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép 1 (Phần Cấu Kiện Cơ Bản) – TG. Ngô Thế Phong – Nguyễn Đình Cống – Nguyễn Xuân Liên – Trịnh Kim Đạm – Nguyễn Phấn Tấn – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật. 6. Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép 2 (Phần Kết Cấu Nhà Cửa) – TG. Ngô Thế Phong – Lý Trần Cường – Trịnh Kim Đạm – Nguyễn Lê Ninh - NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật. 7. Những Phương Phương Pháp Xây Dựng Công Trình Trên Nền Đất Yếu – TG. Hoàng Văn Tân – Trần Đình Ngô – Phan Xuân Trường – Phạm Xuân – Nguyễn Hải – NXB Xây Dựng. 8. Nền Và Móng Công Trình Dân Dụng Công Nghiệp – TG Nguyễn Văn Quảng – Nguyễn Hữu Kháng – Uông Đình Chất – NXB Xây Dựng 9. Nền Móng Nhà Cao Tầng –TG. Nguyễn Văn Quảng – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật 10. Cấu Tạo Bêtông Cốt Thép – Bộ Xây Dựng – NXB Xây Dựng