thiết kế móng cọc

Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
Tr ờng đại học kiến trúc hà nội
Khoa xây dựng
phần 3
nền móng 15%
giáo viên hớng dẫn : ths. Nguyễn thu hồng
sinh viên thực hiện : đào duy hiếu
Lớp : 2005x2
Nhiệm vụ:
I - Đánh giá đặc điểm công trình.
II - Đánh giá điều kiện địa chất công trình.
III - Tính toán thiết kế móng khung k2.
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
120
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
I. Đánh giá đặc điểm công trình.
Công trình nhà máy lắp ráp ô tô Hà Đông đợc xây dựng tại ngoại thành. Trên nền đất của khu
công nghiệp mới san lấp, có mặt bằng rộng rãi bằng phẳng và thuận lợi về giao thông.
Công trình thiết kế là một bộ phận dây truyền của nhà máy lắp ráp, ngoài ra còn có khu vực hành
chính, đờng nội bộ Do công trình có chức năng sản xuất sản phẩm nên đặc điểm kiến trúc của công
trình đơn giản, phù hợp với dây chuyền sản xuất và công năng sử dụng.
Các khu nhà xởng có cấu tạo gồm nhiều dãy nhà, kết cấu chính của công trình là khung thép tiền
chế. Tờng bao che của công trình đợc xây trên hệ giằng móng đến cao độ +1(m) so với cốt 0,000(m)
(cốt trong nhà). Hệ giằng đợc gối lên móng.
Phân xởng thiết kế là nhà công nghiệp mặt bằng có dạng hình chữ nhật, một tầng ba nhịp có chiều
rộng các nhịp biên là 18(m),nhịp giữa là 24(m) và 1 khối nhà nằm vuông góc ngay sau có nhịp là 24
(m). Trong đó có 3 nhịp dài 84( m) và một nhịp dài 60( m). Do đó cần có giải pháp khe lún cho nhịp dài

60 (m). Tất cả các bớc cột là 6m, cao trình đỉnh ray là: 9 m so với cốt 0,000m (cốt trong nhà). tổng
chiều cao cột:10,5(m). Kết cấu chính của công trình là khung thép tiền chế mái gồm một lớp tôn và một
lớp cách nhiệt. Ngoài ra còn có các hệ giằng mái và giằng xà gồ.
Nền của công trình đợc tôn lên 0,3 (m) so với nền đất thiên nhiên. Mặt bằng kiến trúc của công
trình đơn giản.
Do có cầu trục với sức trục 5 (T) và 16(T) hoạt động trong nhà nên không gian trong nhà tơng đối
thông thoáng, trong nhà có các kho nhỏ chứa dụng cụ, vật liệu, thành phẩm,vệ sinh. Do kết cấu chính
của nhà là khung thép có tờng chèn.
Theo TCXD 205:1998
+ Độ lún tuyệt đối lớn nhất Sgh = 12cm.
+ Độ lún lệch tơng đối gh=0,002.
II. Đánh giá điều kiện địa chất công trình.
2.1. Địa tầng.
Theo báo cáo khảo sát địa chất công trình của khu đất xây dựng phân xởng bằng thiết bị khoan
tay,theo phơng pháp khoan guồng xoắn
Địa tầng đợc phân chia theo thứ tự từ trên xuống dới các lớp đất có chiều dày thay đổi không
nhiều trong mặt bằng. Nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều
dày và cấu tạo nh sau:
Lớp 1: Đất lấp dày trung bình 2 m.
Lớp 2: Sét pha dẻo mềm dày trung bình 3,1(m)(bề dày của lớp từ 2,3-3,9 m)
Lớp 3: Bùn sét pha dày trung bình 1,85 (m). (bề dày của lớp từ 1,2-3,5 m)
Lớp 4: Sét pha dẻo mềm dày trung bình 3,75. (bề dày của lớp từ 3-4,5 m)
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
121
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
Lớp 5: Sét pha dẻo cứng khoan đến độ sâu 15 (m) vẫn cha thấy kết thúc
2.2. Điều kiện địa chất thuỷ văn.
Địa tầng vị trí khảo sát gồm 5 lớp, đó là các lớp cách nớc hoặc chứa nớc kém. Khi khoan đến độ

sâu 1,2( m) gặp mức nớc ngầm.
Các mặt cắt địa chất từ trên xuống nh hình vẽ 1.
2000310018753750
1
2
3
4
5
1
đất lấp
2
sét pha dẻo mềm
3
bùn sét pha
4
sét pha dẻo mềm
5
sét pha dẻo cứng
0,00
-2,00
-5,10
-6,95
-10,7
-1,20
MựC NƯớC NGầM
Hình 1: Trụ địa chất công trình
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
122
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu

hồng
2.3. Bảng chỉ tiêu cơ lý.
Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
TT Tên gọi
lớp đất

w
KN/
m
3

h
KN/m
3
W
%
W
L
%
W
P
%

II
0
c
II
KPa
SPT

N
E
KPa
1 Đất lấp 17 - - - - - - - -
2 Sét pha
dẻo mềm
18 27 34,8 39,7 25,6 8,84 15 5,8 4640
3 Bùn sét
pha
16,3 26,4 47 42,1 28,7 4,27 6 1,83 1000
4 Sét pha
dẻo mềm
18,1 27,1 33,5 38,8 24,9 9,26 16 6,8 5000
5 Sét pha
dẻo cứng
18,7 27,2 30,5 38,9 25,5 11,35 19 12,7 7940
123
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
2.4. Đánh giá tính chất xây dựng các lớp đất.
Để lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng của
các lớp đất.
- Lớp 1: Đất lấp, có chiều dày 2( m) , là loại đất yếu không đủ khả năng chịu lực, không có tính
năng xây dựng. Khi đặt móng cần đào qua lớp đất này để đặt móng xuống lớp đất tốt bên dới.
- Lớp 2: Sét pha dẻo cứng, có chiều dày trung bình 3,1 m.
+ Độ sệt.
p
L
L p

W W
34,8 25,6
I 0,65
W W 39,7 25,6


= = =

0,5 I
L
0,75
Đất sét pha ở trạng thái dẻo mềm.
+ Hệ số rỗng.
s
w
(1 0,01.W)
27(1 0,01.34,8)
e 1 1
18
+
+
= = =

1,022
+ Môđun biến dạng: E = 4,64 (MPa) < 5(MPa)
KL: Lớp 2 là sét pha dẻo mềm có khả năng chịu tải trung bình, tính năng xây dựng không cao.
- Lớp 3: Bùn sét pha dày trung bình 1,85( m)
+ Độ sệt.
p
L

L p
W W
47 28,7
I 1,37
W W 42,1 28,7


= = =

I
L
> 1
Bùn sét pha ở trạng thái chảy.
+ Hệ số rỗng.
s
w
(1 0,01.W)
26,4(1 0,01.47)
e 1 1 1,38
16,3
+
+
= = =

0,867
+ Môđun biến dạng: E = 1( MPa) < 5(MPa)
KL: Lớp 3 là bùn sét pha ở trạng tháI chảy có khả năng chịu tải rất kém. Do đó không thể làm
nền cho công trình đợc.
-Lớp 4: Sét pha dẻo mềm, có chiều dày 3,75(m).
+ Độ sệt.

p
L
L p
W W
33,5 24,9
I 0,62
W W 38,8 24,9


= = =

0,5 I
L
0,75
Đất cát pha ở trạng thái dẻo mềm
+ Hệ số rỗng.
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
124
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
s
w
(1 0,01.W)
27,1(1 0,01.33,5)
e 1 1 1
18,1
+
+
= = =

+ Môđun biến dạng: E = 5 (MPa)
KL: Lớp 4 là sét pha dẻo mềm có khả năng chịu tải trung bình, tính năng xây dựng trung bình.
-Lớp 5: Sét pha dẻo cứng, có chiều dày cha kết thúc.
+ Độ sệt.
p
L
L p
W W
30,5 25,5
I 0,37
W W 38,9 25,5


= = =

0,25 I
L
0,5
Đất cát pha ở trạng thái dẻo
+ Hệ số rỗng.
s
w
(1 0,01.W)
27, 2(1 0,01.30,5)
e 1 1 0,9
18,7
+
+
= = =

+ Môđun biến dạng: E = 7,94 (MPa) > 5 (MPa)
KL: Lớp 5 là sét pha dẻo cứng có khả năng chịu tải tốt, tính năng xây dựng khá cao.
III. lựa Chọn giải pháp nền móng.
3.1- Chọn loại nền móng cho công trình.
Đặc điểm chính của công trình là nhà công nghiệp có khẩu độ lớn nhng sử dụng khung tiền chế
cùng với sức cầu trục không quá lớn nên tải trọng tác dụng thẳng đứng là không lớn, Tuy nhiên do tác
dụng của tải trọng ngang do đó nội lực dới móng có độ lệch tâm đáng kể.
Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình, tính chất xây dựng của các lớp đất có hai giải pháp móng
đợc đa ra là: Móng nông trên nền thiên nhiên và móng cọc.
Giải pháp móng nông có u điểm là tính toán và thi công đơn giản, không đòi hỏi các máy móc thi
công phức tạp, tốn kém. Tuy nhiên móng nông chỉ thích hợp với loại nền đất nền tơng đối tốt.
Nếu là phơng án móng cọc, do đáy đài đặt trên nền cọc nên giảm đợc độ sâu đào hố móng, hơn nữa
đây là phơng án tạo độ ổn định tốt cho công trình nên rất hay đợc dùng trong thực tế.Tuy nhiên phơng
án móng cọc do giá thành dắt nên nó chỉ thờng đợc sử dụng cho những công trình chịu tải trọng tơng
đối lớn (hoặc cần có độ ổn định lớn do lực xô ngang lớn).
Trong khi đó các nền đất phía bên trên công trình có sức chịu tải yếu,chiều sâu lớn,mà mặt móng
phảI đặt trên cos nền nhà chính vì thế giả pháp móng nông sẽ không hợp lý(do chiều sâu chôn móng và
kích thớc đế móng sẽ lớn).Ta lựa chọn giảI pháp móng cọc cho công trình
3.2- Giải pháp mặt bằng móng.
Mặt bằng móng gồm có các móng và hệ dầm giằng móng để liên kết các khung và đỡ tờng bao
che bên trên. Dầm giằng móng ở cột biên và cột giữa đợc liên kết với móng xem bản vẽ (M 01).
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
125
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
Ngoài ra do bố trí mặt bằng nhà không đối xứng (xem bản vẽ KT). Ta cần bố trí khe lún giữa
khung trục 16 xem bản vẽ (M 01).
IV.thiết kế móng cột biên M1

1.Xác định tải trọng tác dụng xuống móng.
- Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng:
tt
tc
0
1
M
216,18
M 180,15
n 1, 2

= = =
(kNm)
tt
tc
0
1
N
131,06
N 109,22
n 1,2

= = =
(kN)
tt
tc
0
1
Q
51,31

Q 42,76
n 1, 2

= = =
(kN)
1.2. Chọn loại cọc và kích thớc cọc
Chọn chiều sâu đặt đài móng là -0,8( m) so với cốt 0,00. Dới đế đài làm lớp bê tông lót dày 10cm.
Cốt thép dọc trong cọc đợc tính toán để chịu mô men do trọng lợng bản thân gây ra khi vận chuyển và
cẩu lắp.
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
Cặp nội lực
M
tt
0
(kNm) N
tt
0
(kN) Q
tt
0
(kN)
-216,18 -131,06 -51,31
126
Móc cẩu
Bố trí móc cẩu
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng

l

0,207.l 0,207.l
0,0214q.l
2
q
Sơ đồ vận chuyển cọc

l
0,294.l
0,0432q.l
2
q
Sơ đồ cẩu lắp cọc

Bố trí cốt thép cọc đối xứng.
Tổng diện tích cốt thép dọc: Fa =
max
2.
( 2 )
a
M
R d a
Dùng cốt thép nhóm AII có R
a
= 280000 kPa.
Lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a
bv
= 0,025m. Giả thiết a = 0,04m (ứng với chọn cốt thép đờng kính
= 18mm).Sơ bộ chọn cọc tiết diện 25x25(cm).
M
max

= 0,0432ql
2

Với q = 1,5.n.
bt
.F
cọc
= 1,5.1,1.25.d
2
= 41,25d
2
(1,5: hệ số động lực)
M
max
= 0,0432. 41,25d
2
.l
2
=2,817 d
2
.l
2
Fa =
2 2
2.2,817.0,25 .5
280000(0,25 2.0,04)
= 0,000465 m
2
= 4,65 cm
2

D định đặt cọc bê tông cốt thép cắm vào lớp sét pha dẻo cứng có E=7940(kPa)
+Chọn chiều cao đài là h
đ
= 0,8(m)
+ Chọn loại cọc:
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
127
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
- Công trình áp dụng biện pháp thi công cọc bằng búa Điêzen, không khoan dẫn.
- Dùng loại cọc tiết diện 0,25ì 0,25(m).
- Thép dọc chịu lực gồm 4

18 nhóm CII.
- Bê tông cọc B25, đầu cọc có mặt bích bằng thép. Phần trên của cọc ngàm vào đài 0,2(m),phần râu
thép đập đầu cọc lớn hơn 20.
L= 20.=20.18= 360 (mm), lấy là 0,4 (m)
- Đầu dới của cọc cắm vào lớp đất sét pha dẻo cứng 7,5(m).
- Vậy ta có chiều dài của cọc là:
L
cọc
= 0,4 + 0,2 + 1,2 + 3,1 + 1,85 + 3,75 + 7,5 = 18m.
Vậy ta chọn cọc dài 18(m) đợc nối từ 2 đoạn 9 (m)
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
128
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
MựC NƯớC NGầM

800
7500
-1,20
-10,7
-6,95
-5,10
-2,00
0,00
5
4
3
2
1
2000310018753750
8001200
3100
1875
3750
-0,8
-18,2
0,00
Sơ bộ bố trí cọc
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
129
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
2. Xác định sức chịu tải của cọc đơn.
a. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.
Với móng cọc đài thấp, cọc đợc tính nh một thanh chịu nén đúng tâm chịu lực dọc trục. Sức chịu

tải theo độ bền vật liệu làm cọc:
P
v
= m..(R
b
.A
b
+ R
s
.A
s
)
Trong đó:
+ là hệ số uốn dọc. Khi móng cọc đài thấp, cọc xuyên qua 1 lớp bùn sét pha,tuy nhiên lớp
này có chiều dày không lớn(1,85m),mô đun tổng biến dạng 1000 (kPa) nên không phải kể đến sự ảnh
hởng của uốn dọc = 1,0
+ m là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất (m = 1).
+ Thép nhóm CII, 4

18 có: A
s
= 10,18 cm
2
; R
s
= 280000 (kPa)
+ Bêtông B25 có : R
b
= 14500 kPa ; A
b

= 0,25.0,25 = 0,0625 (m
2
)


P
v
= 1.1.(14500.

0,0625 + 28.10
4
. 10,18 .10
-4
) = 1191,3( kN).
b. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm đất trong phòng:
Chân cọc tỳ lên lớp sét pha nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát, sức chịu tải của cọc theo cờng độ
đất nền đợc xác định theo công thức :
P
đ
1
.( . . . . . )
n
R fi i i
m m R F u m f h
= +

Trong đó: + m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất.
Cọc là cọc đóng tiết diện vuông nên m = 1.
+ m
R

, m
fi
: Hệ số điều kiện làm việc của đất có kể đến ảnh hởng của
phơng pháp thi công cọc đối với cờng độ tính toán của đất dới chân
cọc và xung quanh cọc.
m
R
= 1; m
fi
= 1: cọc trụ đặc hạ bằng búa diesel không khoan dẫn.
+ f
i
: Cờng độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung
quanh cọc.
+ U: chu vi tiết diện ngang của mũi cọc.
+ R: Cờng độ tính toán dới mũi cọc.
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
130
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
+ F: Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc.
Chia đất nền từ đế đài đến chân cọc thành các lớp đồng nhất nh hình vẽ (chiều dày mỗi lớp này 2m).
Tính từ đáy đài ta có :
- Lớp sét pha dẻo mềm 3,1(m) , ta chia làm 1 lớp 1,5 (m); và 1 lớp 1,6(m)
- Lớp bùn sét pha 1,85(m) , ta có 1 lớp: 1,85(m )
- Lớp sét pha dẻo mềm 3,75(m), ta chia làm 2 lớp : 1 lớp 2(m),1 lớp 1,75(m)
- Lớp sét pha dẻo cứng 7,5(m), ta chia làm 3 lớp : 3 lớp 2(m),1 lớp 1,5(m)
Cờng độ tính toán của ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh f
i

đợc tra bảng 6-3.tr115
HD ĐANM (nội suy), ta có đợc bảng sau :
Bảng cờng độ tính toán ma sát thành của đất
Lớp đất h
i
(m) Z
i
(m)
Trạng
thái
f
i
m
fi
M
fi
.f
i
.h
i
(KPa) (kN/m)
Sét pha
dẻo
1.5 3,5 I
l
= 0,65 10,625 1 16
1.6 5,1 12,8 20,48
Bùn sét
pha 1.85 6,95 I
l

=1,37 0 1 0
Sét pha
dẻo
2 8,95 I
l
=0,62 16,8

33,6
1,75 10,7 17,2 1 30,1
sét pha
dẻo
2 12,7 Il=0,37 39,062 1 78,12
2 14,7 40,782 81,564
2 16,7 42,404 84,81
1,5 18,2 43,664 65,496
Tổng 410,17
Với H = 18,2(m) so với cốt tự nhiên, tra bảng 6-2.tr114 HD ĐANM với sét pha , I
l
=0,37 ta có cờng
độ tính toán của đất nền ở chân cọc là R = 3518 (kPa).
Ta có P
đ
=1.(1. 3518. 0,0625 + 4.0,25.410,17) = 630 (kN).
Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền:
P
đ

630
450( )
1, 4

d
d
P
kN
K
= = =

svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
131
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
(K
đ
= 1,4 hệ số an toàn đối với đất)
20002000
-18,2
1500
15700
16450
1
2
3
4
5
0,00
-2,00
-5,10
-6,95
-10,7

-1,20
2000310018753750
8001200
3100
1875
3750
-0,8
0,00
2750
4300
6025
7950
9825
11700
13700
150016001875200017502000
MựC NƯớC NGầM
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
132
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
Sơ đồ tính sức chịu tải của nền đất
c. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuấn SPT:
Sức chịu tải theo công thức Nhật bản:

.
1
.( . . (2. . ) )
3

= = + +

SPT a p p s s i ci
P Q N A N L C L u

Trong đó : Np_Số chỉ SPT của đất dới mũi cọc.Np =12,7
Ns_Số chỉ SPT của lớp cát bên thân cọc. Ns =0
Ls_Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát,m. Ls = 0 (m)
Lc_Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét,(m).

_Hệ số, phụ thuộc vào phơng pháp thi công,
-Cọc bê tông cốt thép thi công bằng phơng pháp đóng,
30

=
0
-Cọc khoan nhồi,
15

=
u_Chu vi tiết diện cọc, u =1 m
p
A
_Diện tích tiết diện cọc
Các lớp ất Lc(m) N30 Ci = 7,148*N30 Ci*Lc
Sét pha dẻo mềm 3,1 5,8 41,42 128,4
Bùn sét pha 1,85 1,83 13,07 24,18
Sét pha dẻo mềm 3,75 6,8 48,55 182,06
Sét pha dẻo cứng 7,5 12,7 90,68 680,08
=>

1
.(300.12,7.0,0625. (2.0.0 (128,4 24,18 182,06 680,08)).1)
3
SPT
P = + + + + +
= 417,62( kN)
Ta lấy sức chịu tải của cọc đơn =
min( ; '; ) 417,62( )
v d SPT SPT
P P P P kN= =
<
=
v
P
595,65(kN)
2
vào để
tính toán.
3.Xác định số lợng cọc và bố trí cọc cho móng:

.
'
d
c
P
N
n

=
- áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

2
2 2
417,62
742,43( / )
(3. ) (3.0,25)
tt
SPT
P
P kN m
d
= = =
- Diện tích sơ bộ của đáy đài :

( )
2
0
131,06
0,18 .
. . 742,43 25.0,8.1,2
tt
sb
tt tb tb
N
F m
P h n

= = =

svth : đào duy hiếu lớp 2005x2

133
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
Trong đó:
N
o
tt
- Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài
n - Hệ số vợt tải: n=1,
P
tt
- áp lực tính toán khi thay tác dụng của phản lực đầu cọc lên đế đài bằng tác dụng của áp lực
phản lực lên đáy đài.

tb
- Dung trọng thể tích bình quân trung bình của đài và đất trên đài lấy
tb
=25(kN/
3
m
)

0,8( )
tb d
h h m= =
:do mặt đài nằm trên cos nền nhà(không có đất bên trên đài)
- Trọng lợng sơ bộ của đài

( )

. . . 1,1.0,18.0,8.25 3,96 .
tt
d sb d tb
N n F h kN

= = =
- Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

( )
131,06 3,96 135,02 .
tt tt tt
o d
N N N kN= + = + =
- Số lợng cọc sơ bộ:

135,02
0,323
417,62
tt
c
SPT
N
n
P
= = =
(cọc).
Do móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta lấy số cọc là:
'
3
c

n =
(cọc). Bố trí 3 cọc trong mặt bằng nh
hình vẽ.

250
400
250125 125
500
1000250 1000 250
125 250 875 125250875
1250 1250
2500
Diện tích đế đài thực tế:

d
F
=2,5.0,5 =1,25( m
2
)
+Trọng lợng tính toán của đài

. . .
tt
d d d d
N n F h

=
=1,1.1,25.0,8.25 = 27,5( KN)
+ Lực dọc tính toán xác định đến cos đế đài:

tt
d
tttt
NNN +=
0
=131,06 + 27,5 = 158,56 (KN).
+Mô men tính toán tại đế đài

0 0
.
tt tt tt
m
M M Q h= +
=
216,18 ( 51,31).0,8 257,23 + =
(kN.m)
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
134
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng

+Lực truyền xuống các cọc dãy biên:


=
=
n
i
i

tt
y
c
tt
tt
x
xM
n
N
P
1
2
max
'
min
max
.

max
2
min
158,56 257,23.1
3
2.1
tt
P =
P
tt
max
= 181,47( KN)

P
tt

min
= -75,76( KN)
P
tt
tb
= 52,85( KN)
+Trọng lợng tính toán của cọc:

( )
0,25.0,25.(17,6.25).1,1 30, 25 .
c
Q KN= =

Xét thấy
max
181,47 30,25 211,72( ) 417,62( )
tt
c SPT
P Q KN P KN+ = + = < =
Vậy điều kiện lực lớn nhất đợc thoả mãn

min
75,76( ) 0P KN= <
kiểm tra cọc theo điều kiện chống nhổ
Tổng lực chống nhổ tác dụng lên cọc

cn ms c

P P Q= +

ms
P
:lực ma sát của các lớp đất lên cọc
Theo bảng cờng độ tính toán thành ma sát của đất ta có
Ta có P
ms
=4.0,25.410,17 =410,17 (kN).

410,17 30,25 440,42( )
cn ms c
P P Q kN = + = + =
>
min
75,76( )P KN=
Điều kiện chống nhổ đợc thỏa mãn

4.Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng:
Độ lún của nền móng cọc đợc tính theo độ lún của nền khối móng quy ớc có mặt cắt là abcd nh trên
hình vẽ.
Trong đó:

=
tb
/4

tb
=
0

.
8,84.3,1 4,27.1,85 9,26.3,75 11,35.3,5
9
3,1 1,85 3,75 3,5
i i
i
h
h

+ + +
= =
+ + +




=
0
9
2,25
4 4
tb

= =
Chiều dài của đáy khối quy ớc:
L
M
= L + 2H'.tg = (2,5 - 2.0,125 ) + 2.17,6.tg2,25
0
= 3,63( m)

Bề rộng của đáy khối quy ớc:
B
M
=B + 2.H'.tg = (0,5 -2.0,125 ) +2.17,6.tg2,25
0
= 1,63( m)
Chiều cao khối móng quy ớc H
M
= 18,2( m)
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
135
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng

1
2
3
4
5
0,00
-2,00
-5,10
-6,95
-10,7
-1,20
2000310018753750
-0,8
-18,2
0,00

MựC NƯớC NGầM

a
b
c
d
đất lấp
sét pha dẻo mềm
bùn sét pha
sét pha dẻo mềm
sét pha dẻo cứng
*Xác định trọng lợng của khối quy ớc :
-Trọng lợng tiêu chuẩn của khối móng quy ớc kể từ đế đài trở lên :

tc
N
1
=L
M
.B
M
.(
d
h
+
lot
h
).
tb

= 3,63.1,63.(0,8 +0,1).22 = 117,15( KN)

tb

:trọng lợng trung bình của đất và đài móng kể từ đáy móng đến cos 0,00
Lấy
tb

=22
3
( / )kN m
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
136
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
-Trọng lợng tiêu chuẩn cuả đất lấp (lớp thứ 1) trong phạm vi từ đế đài đến đáy lớp sét pha dẻo mềm
(lớp thứ 2) pha (phải trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ),cha kể trọng lợng cọc.
N
2
tc
=(3,63.1,63.0,3 2.0,25.0,25.0,3).17 + (3,13.1,63.0,8 2.0,25.0,25.0,8).7 =61,97( KN)
-Trọng lợng tiêu chuẩn khối quy ớc trong phạm vi lớp sét pha dẻo mềm (lớp 2) trừ phần cọc bị
chiếm chỗ
N
3
tc
=(3,63.1,63.3,1 2.0,25.0,25.3,1).8 = 143,64( KN)
-Trọng lợng tiêu chuẩn khối quy ớc trong phạm vi lớp bùn sét pha (lớp 3) trừ phần cọc bị chiếm chỗ
N

4
tc
=(3,63.1,63.1,85 2.0,25.0,25.1,85).6,3 = 68,23( KN)
-Trọng lợng tiêu chuẩn khối quy ớc trong phạm vi lớp sét pha dẻo mềm (lớp 4) trừ phần cọc bị
chiếm chỗ
N
5
tc
=(3,63.1,63.3,75 2.0,25.0,25.3,75).8,1 = 175,93( KN)
-Trọng lợng tiêu chuẩn khối quy ớc trong phạm vi lớp sét pha dẻo cứng (lớp 5) trừ phần cọc bị
chiếm chỗ
N
6
tc
=(3,63.1,63.7,5 2.0,25.0,25.7,5).8,7 = 377,93( KN)
-Trọng lợng tiêu chuẩn của cọc trong phạm vi khối móng quy ớc:
N
7
tc
= n
c
.f
c
.

c
.L
C
= 3.(0,25.0,25).17,2.15 + 3.(0,25.0,25).0,4.25 = 50,25 (kN)
Vậy khối lợng của khối quy ớc abcd là:

tc
qu
N
= 117,15 + 61,97 + 143,64 + 68,23 + 175,93 + 377,93 + 50,25 = 995,1 ( KN)
Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ớc:

0
tc tc tc
qu
N N N= +
=
131, 06
1,2
+ 995,1 = 1104,32 ( KN)
Mô men tiêu chuẩn tơng ứng trọng tâm đáy khối quy ớc:
M
tc
=M
tc
o
+ Q
tc
o
.( L
C
+h
đ
) =
216,18

1,2
+ 51,3.(17,6 + 0,8) = 1124 (kNm).
Độ lệch tâm:
/ / 1124
1,02( )
1104,32
tc
tc
M
e m
N
= = =
áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ớc:

)
6
1(
.
0
minmax,
MMM
qu
tctc
tc
L
e
BL
NN
P
+

=
=
1087,56 6.1,02
(1 )
3,63.1,63 3,63


tc
max
= 496,73( KPa)


tc
min
= -129,12( KPa)


tc
tb
= 183,8( KPa)
Cờng độ tính toán của đất ở đáy khối quy ớc:

) (
.
'
21
IIIIMIIM
tc
M
cDHBBA

K
mm
R
++=

K
tc
=1,0 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất
m
1
=1,2 do đất sét pha dẻo cứng có I
l
=0,37 ; m
2
=1 do nhà khung
=11,35
0
Tra bảng A= 0,214; B =1,87 ; D = 4,34;
( )
=
3
II
8,7 KN / m
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
137
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng

'

.
17.0,3 7.0,8 8.3,1 6,3.1,85 8,1.3,75 8,7.3,5
8,2
1,2 3,1 1,85 3,75 3,5
i i
II
i
h
h


+ + + + +
= = =
+ + + +

(KN/m
3
)

2
1,2.1
(0,214.1,63.8,7 1,87.18,2.8,2 4,34.19) 437,5( / )
1
M
R kN m= + + =
xét thấy
max
496,73
tc

=
<1,2.R =525(
2
/kN m
);


tt
tb
= 183,8(
2
/kN m
) < R= 437,5(
2
/kN m
) Thoả mãn điều kiện áp lực đáy móng
5. Kiểm tra điều kiện biến dạng:
-Do điều kiện áp lực dới đáy móng quy ớc thỏa mãn vậy ta có thể tính toán đợc độ lún của nền theo
quan niệm biến dạng tuyến tính.
Tính toán độ lún cho khối móng quy ớc
* ứng suất do trọng lợng bản thân của đất:
bt
z

=
i
n
i
i
h.

1

=


+ ứng suất bản thân tại đế móng:

bt
z=0,8
= 17.0,8 = 13,6( kPa)
+ ứng suất bản thân của đất tại đáy khối quy ớc:
18,2
bt
z

=
= 13,6 + 17.0,3 +7.0,8 + 8.3,1 + 6,3. 1,85 + 8,1.3,75 + 8,7.7,5= 156,38( kPa).
* ứng suất gây lún tại tâm diện tích đáy khối quy ớc :

18,2
M
gl tc bt
z tb z H
p

= =
=
= 183,8 156,38 = 27,42 (kPa).
Tại đáy khối quy ớc ta có:
M

gl
z H
27, 42 (kPa)
=
=
< 0,2.
18,2
bt
z

=
=0,2. 156,38=31,276 (kPa).
Kết luận :Không cần phải tính lún tại đáy khối quy ớc.(móng không lún)
6.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:
*Chọn vật liệu:
Dùng bê tông cấp độ bền B 20 R
b
= 11500(kPa); R
bt
= 900 (kPa)
Thép AII có
280000( )
s
R kPa=
Lớp BT lót dày 10cm , bêtông mác 100# đá 4x6cm.
*Kiểm tra chiều cao theo đài móng điều kiện đâm thủng.
Điều kiện kiểm tra: Muốn cho đài không bị chọc thủng thì phải thoả mãn điều kiện:
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
138
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng

Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
N
ct
R
bt
.b
tb
.h
0

h
0
= h
d
- a
n
= 0,8 0,2 = 0,6(m)
a
n
:phần cọc ngàm trong đài(a
n
=0,2m)
*lực chọc thủng tại mặt 1
+ Vẽ tháp đâm thủng, ta có diện tích phần gạch chéo bên ngoài tháp đâm thủng có dạng nh hình vẽ
(phần đầu cột)
ct
l
=
0

2,5 0,74
0,6 0,28( )
2 2
bd
l l
h m




= =
ữ
ữ


Chiều dài chọc thủng trên 1 đầu cọc
coc
l
=
ct
l
a =0,28 0,125 = 0,155 (m)
a:khoảng cách từ mép cọc biên đến mép ngoài đài(a=125 mm)
Diện tích đầu cọc gây ra lực chọc thủng
F
ct
=
c
b
.

ct
l
=
2
0,25.0,155 0,03875( )m=
+ Lực gây chọc thủng tại mặt 1:

N
ct1
= F
ct
ì
max
tt
p
= 0,03875 . 181,47 = 7,032 (kN).
- khả năng chống chọc thủng của bê tông móng
+ Ta có: b
d
=2.h
o
+ b
c
= 2.0,6 + 0,4 = 1,6 (m) >
m
b
= 0,5(m)
nên:
m c
tb

b b
0,5 0,4
b
2 2
+
+
= =
= 0,45(m)
+ Lực chống đâm thủng là :N = R
bt
.b
tb
.h
0
= 900.0,45.0,6 = 243 (kN.)
Vậy N
ct1
= 7,032(kN) < N = R
bt
.b
tb
.h
0
= 243 (kN )
móng không bị chọc thủng
*lực chọc thủng tại mặt 2
B
ct
=

0
0,5 0, 4
0,6 0,55( ) 0
2 2
c
b b
h m




= = <
ữ
ữ


Tại mặt 2 tháp chọc thủng trùm ra ngoài cọc biênkhông có lực chọc thủng tại mặt 2
Kết luận: Chiều cao đài thoả mãn điều kiện chọc thủng.
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
139
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
I
I
II
II
1
2
O

45
1
2
800
2500
280 1940 280
500
0,00
-0,8
-18,2
125250125
125 250 875 875 250 125
12501250
*Tính toán mô men và thép đặt cho đài cọc.

+ Mô men t ơng ứng với mặt ngàm I - I:
Tại mặt ngàm 1-1 coi đài móng đợc ngàm vào mép bản đế và chịu uốn bởi phản lực đầu cọc
M
I
= r
1
.( P
2
)
Trong đó: P
2
=
tt
P
max

= 181,47 (kN)
r
1
= 1,25 0,25 0,34= 0,66( m)
Do đó: M
I
= 0,66.181,47 = 119,77( kNm).
- Diện tích cốt thép để chịu mô men M
I
:

I
sI
0 s
M 119,77
A
0,9.h .R 0,9.0,6.280000
= =
= 0,000792( m
2
)= 792( mm
2
.)
Chọn 4

16 có A
sI
= 804,25( mm
2
)( lệch

804,25 792
.100 1,5%
792

=
)
- Chiều dài của một thanh cốt thép chịu mômen M
I
là:
l = l - 2.0,025 = 2,5- 0,05 =2,45( m)
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
140
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
- Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là :
b = 0,5 - 2.( 0,015+0,025 ) = 0,42 (m)
- Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là:
a =
'
1
b
n
=
420
140(mm)
4 1
=

n : số thanh cần bố trí vào đáy móng n= 4.Chọn a = 140 (mm)
Vậy ta chọn 4

16 a140, cốt thép nhóm CII, và đợc bố trí ở phía dới.
+ Mô men t ơng ứng với mặt ngàm II - II:
Tại mặt ngàm 2-2 không có mô men gây uốn nên thép đợc đặt theo cấu tạo là

10 a200
- Chiều dài của một thanh cốt thép
l = b - 2.0,025 = 0,5- 0,05 =0,45( m)
- Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là :
b = l - 2.( 0,015+0,025 ) = 2,5 0,08 = 2,42 (m)
- Số thanh thép cần thiết

= = =
' 2420
12,1
200 200
b
n
(thanh) chọn 13 thanh
Vậy ta chọn 12

10 A
sI
= 942,48( mm
2
)
V.thiết kế móng cột giữa M2
1.Xác định tải trọng tác dụng xuống móng.

-Từ bảng tổ hợp chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm để tính toán
Kí
hiệu
Kí hiệu trong
bảng tổ hợp
M
(kN.m)
N
(kN)
Q
(kN)
e
(cm)
2
M N
h
+
1 -471,74 -190,73 -57,42 247,3
724,35
2 350,52 -332,5 -25,49 105,55
633,61

1.2. Chọn loại cọc và kích thớc cọc(dùng cọc tơng tự nh móng đơn)
D định đặt cọc bê tông cốt thép cắm vào lớp sét pha dẻo cứng có E=7940(kPa)
+Chọn chiều cao đài là h
đ
= 0,8(m)
+ Chọn loại cọc:
- Công trình áp dụng biện pháp thi công cọc bằng búa Điêzen, không khoan dẫn.
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2

141
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
- Dùng loại cọc tiết diện 0,25ì 0,25(m).
- Thép dọc chịu lực gồm 4

18 nhóm CII.
- Bê tông cọc B25, đầu cọc có mặt bích bằng thép. Phần trên của cọc ngàm vào đài 0,2(m),phần râu
thép đập đầu cọc lớn hơn 20.
L= 20.=20.18= 360 (mm), lấy là 0,4 (m)
- Đầu dới của cọc cắm vào lớp đất sét pha dẻo cứng 7,5(m).
- Vậy ta có chiều dài của cọc là:
L
cọc
= 0,4 + 0,2 + 1,2 + 3,1 + 1,85 + 3,75 + 7,5 = 18m.
Vậy ta chọn cọc dài 18(m) đợc nối từ 2 đoạn 9 (m)
2. Xác định sức chịu tải của cọc đơn.
(Xem chi tiết phần thiết kế móng cọc biên)
a. Xácđịnh sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.
P
v
= 1191,3( kN).
b. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm đất trong phòng:
Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền:
P
đ

630
450( )

1, 4
d
d
P
kN
K
= = =

c. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuấn SPT:
=>
SPT
P =
= 417,62( kN)
Ta lấy sức chịu tải của cọc đơn =
min( ; '; ) 417,62( )
v d SPT SPT
P P P P kN= =
<
=
v
P
595,65(kN)
2
vào để
tính toán.
3.Xác định số lợng cọc và bố trí cọc cho móng:

.
'
d

c
P
N
n

=
- áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra:

2
2 2
417,62
742,43( / )
(3. ) (3.0,25)
tt
SPT
P
P kN m
d
= = =
Diện tích sơ bộ của đáy đài :

0
. .
tt
sb
tt tb tb
N
F
P h n

=

Trong đó:
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
142
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng
N
o
tt
- Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài
n - Hệ số vợt tải: n=1,
P
tt
- áp lực tính toán khi thay tác dụng của phản lực đầu cọc lên đế đài bằng tác dụng của áp lực
phản lực lên đáy đài.

tb
- Dung trọng thể tích bình quân trung bình của đài và đất trên đài lấy
tb
=25(kN/
3
m
)

0,8( )
tb d
h h m= =
:do mặt đài nằm trên cos nền nhà(không có đất bên trên đài)

3.1 Tính toán với tổ hợp nội lực thứ 1

2
0
190,73
0,265( )
. . 742,43 25.0,8.1,1
tt
sb
tt tb tb
N
F m
P h n

= = =

Trọng lợng sơ bộ của đài và đất trên đài:

( )
. . . 1,1.0,265.0,8.25 5,83 .
tt
d sb tb tb
N n F h KN

= = =
Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

( )
190,73 5,83 196,56 .
tt tt tt

o d
N N N KN= + = + =
- Số lợng cọc sơ bộ:

196,56
0,47
417,62
tt
c
SPT
N
n
P
= = =
(cọc).
Do móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta lấy số cọc là:
'
0,47.1,2 0,564
c
n = =
(cọc). Bố trí 5 cọc
trong mặt bằng nh hình vẽ.

250
500
125250500250125
250750250
1250
125 250 875 875 250 125
10001000 250250

2500
1000
375 375
250
250
Diện tích đế đài thực tế:

d
F
= 2,5.1,25=3,125( m
2
)
+Trọng lợng tính toán của đài
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
143
Trờng đại học kiến trúc hà nội phần 3 nền móng
Đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2005 2010 Gvhd : ths. Nguyễn thu
hồng

. . .
tt
d d d d
N n F h

=
=1,1.3,125.0,8.25 = 68,75( KN)
+ Lực dọc tính toán xác định đến cos đế đài:

tt
d

tttt
NNN +=
0
=190,73 + 68,75 = 259,48 (KN).
+Mô men tính toán tại đế đài

0 0
.
tt tt tt
m
M M Q h= +
=
417,74 ( 57, 4).0,8 463,66 + =
(kN.m)

+Lực truyền xuống các cọc dãy biên:


=
=
n
i
i
tt
y
c
tt
tt
x
xM

n
N
P
1
2
max
'
min
max
.

max
2
min
259,48 463,66.1
5
4.1
tt
P =
P
tt
max
= 167,8( KN)
P
tt

min
= -64( KN)
P
tt

tb
= 51,89( KN)
+Trọng lợng tính toán của cọc:

( )
0,25.0,25.(17,6.25).1,1 30, 25 .
c
Q KN= =

Xét thấy
max
167,8 30,25 198,05( ) 417,62( )
tt
c SPT
P Q KN P KN+ = + = < =
Vậy điều kiện lực lớn nhất đợc thoả mãn

min
64( ) 0P KN= <
kiểm tra cọc theo điều kiện chống nhổ
Tổng lực chống nhổ tác dụng lên cọc

cn ms c
P P Q= +

ms
P
:lực ma sát của các lớp đất lên cọc
Theo bảng cờng độ tính toán thành ma sát của đất ta có
Ta có P

đ
=4.0,25.410,17 =410,17 (kN).

410,17 30,25 440,42( )
cn ms c
P P Q kN = + = + =
>
min
64( )P KN=
Điều kiện chống nhổ đợc thỏa mãn
3.2 Tính toán với tổ hợp nội lực thứ 2

2
0
332,5
0,46( )
. . 742,43 25.0,8.1,1
tt
sb
tt tb tb
N
F m
P h n

= = =

Trọng lợng sơ bộ của đài và đất trên đài:

( )
. . . 1,1.0,46.0,8.25 10,12 .

tt
d sb tb tb
N n F h KN

= = =
Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:
svth : đào duy hiếu lớp 2005x2
144