ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG MẪU

Thiết kế môn học Nền và móng
Ví dụ 02
Đề bài thiết kế môn học nền và móng
A. Hình chiếu trụ cầu
+8.25(CĐĐT)
+3.6(MNTN)
1925200
200
9000
4750
1925
+7.75(MNCN)
300 300
100
2000
3150
1100
100
900
2000
11003150 900
R
6
0
0
1200
4750
R
6
0
0

B. Số liệu thiết kế
1. Số liệu tải trọng (cho tại vị trí tim đỉnh trụ theo phơng dọc cầu)
Tải trọng Đơn vị Giá trị
P
t(tc)
- Tĩnh tải thẳng đứng kN
11000
P
h(tc)
- Hoạt tải thẳng đứng kN
7000
H
X
- Hoạt tải ngang kN
80
M
y
- Hoạt tải kN.m
400
2. Số liệu thuỷ văn và chiều dài nhịp
Hạng mục Đơn vị Số liệu
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 1
Thiết kế môn học Nền và móng
MNCN
m
+7.75
MNTN
m
+3.6
CĐĐT (cao độ đỉnh tru)

m
+8.25
CĐMĐ (cao độ mặt đất)
m
+0,0
CĐMĐSX (cao độ mặt đất sau xói)
m
-1.8
Chiều dài nhịp
m
33
3. Số liệu hố khoan địa chất (theo hình trụ lỗ khoan)
Hang
mục
Chiều
dày lớp
đất (m)
W
L
(%)
W
p
(%)
W
(%)

s
(kN/m
3
)

(kN/m
3
)

(
o
)
c
(kN/m
2
)
Lớp 1 4,0 37,4 21,3 26,1 26,8 18,9 14
o
28
Lớp 2 2,0 33,8 20,4 28,1 26,7 19,5 15
o
2
Lớp 3 10,0 46,07 30,2 43,5 26,5 17,1 5
o
6
Lớp 4 2,0 - - 21,2 26,7 20,5 30
o
-
Lớp 5 3,0 41,75 26,4 38,6 26,5 16,9 9
o
8
Lớp 6 5,5 - - 21,2 26,7 20,5 30
o
-

Phần I
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 2
Thiết kế môn học Nền và móng
Báo cáo khảo sát
địa chất công trình
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 3
Thiết kế môn học Nền và móng
Hình trụ lỗ khoan
công trình
Đoạn
Lỗ khoan
Cao độ : +0.00
Nguời chỉnh lý
LK
Toạ độ X = Y =
Cao độ mực nuớc ngầm
+0.00
Ngày khoan
Nguời soát
Lý trình : Km 620+400
04/7/2004
Nguyễn Đình Dũng
Cầu tân phú
Tên lớp (m)
Cao độ (m)
Độ sâu (m)
Bề dày (m)
Mặt
Cắt
Tỷ lệ

1/500
mô tả ĐịAtầng
thU nghiệm xuyên tiêu chuẩn
Độ sâu
(m)
Số búa/15cm
N1 N2 N3
N/30cm
Biểu đồ xuyên
Độ sâu lấy mẫu
thU nghiệm (m)
Dự án cải tạo cầu quốc lộ 1A
1
2
3
4
5
4
2.0
10.0
2.0
3,0
Sét pha màu nâu vàng lẫn
ít hữu cơ - Trạng thái dẻo
cứng
Sét pha bụi màu nâu vàng
- dẻo mềm
Sét pha màu nâu xám cơ
chứa hữu cơ. Trạng thái
dẻo chảy

Cát hạt mịn màu xám đen
trạng thái chặt vừa
Sét pha nâu hồng phớt
xám ghi-dẻo mềm đến dẻo
chảy
1: 2.00-2.45
2: 40.00-4.45
3: 600-6.45
4: 8.00-8.45
5: 10.00-10.45
6: 12.00-12.45
7: 14.00-14.45
8: 16.00-16.45
9: 18.00-18.45
10: 20.00-20.45
11: 22.00-22.45
12: 24.00-24.45
13: 26.00-26.45
14: 28.00-28.45
2
2
1
2
2
2
2
5
5
8
6

5
9
10
3
3
3
3
3
3
3
1 2
2
14
8
9
9
9
10
11
6
5
4
4
4
11
13
17
12
13
16

14
9
8
6
6
7
7
19
22
31
22
21
24
27
0 10 20 30 40
9
8
3
6
7
7
6
14
16
18
21
22
24
27
UD1

1.80-2.00
3.80-4.00
UD3
5.80-6.00
UD3
7.80-8.00
UD4
9.80-10.00
UD5
11.80-12.00
UD6
13.80-14.00
UD7
15.80-16.00
UD8
17.80-18.00
UD9
19.80-20.00
UD10
21.80-22.00
UD11
23.80-24.00
UD12
25.80-26.00
UD13
27.80-28.00
UD14
6
Cát hạt mịn màu xám đen
trạng thái chặt vừa

5.5
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 4
Thiết kế môn học Nền và móng
Cấu trúc địa chất và đặc điểm của các lớp đất
Các kí hiệu chung sử dụng trong tính toán địa chất công trình:
(kN/m
3
) = Trọng lợng thể tích tự nhiên của đất

s
(kN/m
3
) = Trọng lợng riêng của hạt đất

n
(kN/m
3
) = Trọng lợng riêng của nớc (
n
= 9,81kN/m
3
)
W (%) = Độ ẩm
W
L
(%)= Giới hạn chảy
W
P
(%) = Giới hạn dẻo
a (m

2
/kN) = Hệ số nén lún
k (m/s) = Hệ số thấm
n (%) = Độ rỗng
e = Hệ số rỗng
S
r
= Độ bão hoà
c (kN/m
2
) = Lực dính đơn vị

(độ) = Góc ma sát trong của đất.
= Tỷ trọng của đất.
1. Lớp số 1: Sét pha màu nâu vàng lẫn ít hữu cơ, doe cứng.
Lớp đất số 1 gặp ở lỗ khoan LK2, và đợc phân bố ngay phần đáy sông. Thành phần là sét pha
màu nâu vàng, lẫn hữu cơ.
Chiều dày của lớp xác định đợc ở LK2 là 4m, chiều dày trung bình của lớp thay đổi từ 3,8m -
4,2m. Cao độ mặt lớp tại LK2 là 0,0m, cao độ đáy lớp là -4,0m. Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT)
xác định tại một điểm thí nghiệm là N
30
= 9 búa.
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 5
Thiết kế môn học Nền và móng
Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 02 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ tiêu
cơ lý đợc ghi trong bảng tổng hợp.
Các chỉ tiêu cơ lý khác đợc xác định nh sau:
Chỉ số dẻo :
%1,163,214,37 ===
PLp

WWI
Chỉ số độ sệt:
298,0
1,16
3,211,26
=

=

=
P
p
L
I
WW
I
Hệ số độ rỗng:
788,01
9,18
)1,26*01,01(8,26
1
).01,01(
=
+
=
+ì
=


W

e
s
Độ rỗng:
%1,44441,0
1788,0
788,0
1
==
+
=
+
=
e
e
n
Độ bão hoà:
905,0
788,0*81,9
1,26*01,0*8,26.01,0*.
==

=
e
W
S
r
Trong đó :
W
L
= 37,4 %

W
P
= 21,3 %
W = 26,1 %:

s
= 26,8 (kN/m
3
)
= 18,9 (kN/m
3
)
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 6
Thiết kế môn học Nền và móng
2. Lớp số 2 : Sét pha bụi màu nâu vàng, ở trạng thái dẻo mềm.
Lớp đất số 2 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố dới lớp 1. Thành phần là đất sét pha màu vàng. Đất
có trạng thái dẻo mềm.
Chiều dày của lớp xác định đợc ở LK2 là 2m. Cao độ mặt lớp tại LK1 là -4,0m, cao độ đáy lớp
là -6,0m. Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) xác định đợc thay đổi từ 3-:-8 búa, giá trị trung bình
N
30
= 5 búa.
Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 01 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ tiêu
cơ lý đợc ghi trong bảng tổng hợp.
Các chỉ tiêu cơ lý khác đợc xác định nh sau:
Chỉ số dẻo :
%4,134,208,33 ===
PLp
WWI
Chỉ số độ sệt:

575,0
4,13
4,201,28
=

=

=
P
p
L
I
WW
I
Hệ số độ rỗng:
754,01
5,19
)1,28*01,01(7,26
1
).01,01(
=
+
=
+ì
=


W
e
s

Độ rỗng:
%43430,0
1754,0
754,0
1
==
+
=
+
=
e
e
n
Độ bão hoà:
0,1
754,0*81,9
1,28*01.0*7,26.01,0*.
==

=
e
W
S
r
Trong đó :
W
L
= 33,8 %
W
P

= 20,4 %
W = 28,1 %

s
= 26,7 (kN/m
3
)
= 19,5 (kN/m
3
)
3. Lớp số 3 : Sét pha màu xám nâu xám, có chứa hữu cơ, trạng thái dẻo chảy.
Lớp đất số 3 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố dới lớp 2. Thành phần là đất sét pha màu xám nâu,
có chứa hữ cơ. Đất có trạng thái dẻo chảy.
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 7
Thiết kế môn học Nền và móng
Chiều dày của lớp xác định đợc ở LK1 là 10m. Cao độ mặt lớp tại LK1 là -6,0m, cao độ đáy
lớp là -16,0m. Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) xác định đợc thay đổi từ 3 -:- 14 búa, giá trị
trung bình N
30
= 7 búa.
Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 05 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ tiêu
cơ lý đợc ghi trong bảng tổng hợp.
Các chỉ tiêu cơ lý khác đợc xác định nh sau:
Chỉ số dẻo :
%87,152,3007,46 ===
PLp
WWI
Chỉ số độ sệt:
838,0
87,15

2,305,43
=

=

=
P
p
L
I
WW
I
Hệ số độ rỗng:
224,11
1,17
)5,43*01,01(5,26
1
).01,01(
=
+
=
+ì
=


W
e
s
Độ rỗng:
%5555,0

1224,1
224,1
1
==
+
=
+
=
e
e
n
Độ bão hoà:
960,0
224,1*81,9
5,43*01,0*5,26.01,0*.
==

=
e
W
S
r
Trong đó :
W
L
= 46,07 %
W
P
= 30,2 %
W = 43,5 %

s
= 26,5 (kN/m
3
)
= 17,1 (kN/m
3
)
4. Lớp số 4: Cát hạt mịn màu xám đen, trạng thái chặt vừa.
Lớp đất số 4 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố dới lớp 3. Thành phần là cát mịn, màu xám đen.
Đất có trạng thái chặt vừa.
Chiều dày của lớp xác định đợc ở LK2 là 2,0m. Cao độ mặt lớp tại LK2 là -16,0m, cao độ đáy
lớp là -18,0m. Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) xác định đợc thay đổi từ 14 -:- 16 búa, giá trị
trung bình N30 = 15 búa.
Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 01 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ tiêu
cơ lý đợc ghi trong bảng tổng hợp.
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 8
Thiết kế môn học Nền và móng
Các chỉ tiêu cơ lý khác đợc xác định nh sau:
Hệ số độ rỗng:
579,01
5,20
)2,21*01,01(7,26
1
).01,01(
=
+
=
+ì
=

W
e
s
Độ rỗng:
%7,36367,0
1579,0
579,0
1
==
+
=
+
=
e
e
n
Độ bão hoà:
0,1
579,0*81,9
2,21*01,0*7,26.01,0*.
==

=
e
W
S
r
Trong đó :

W = 21,2 %:
s = 26,7 (kN/m3)
= 20,5 (kN/m3)
5. Lớp số 5 : Sét pha màu nâu hồng, phớt xám ghi, trạng thái dẻo mềm.
Lớp đất số 5 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố dới lớp 4. Thành phần là đất sét pha màu nâu hồng,
phớt xám ghi. Đất có trạng thái dẻo mềm.
Chiều dày của lớp xác định ở LK2 là 3,0m. Cao độ mặt lớp tại LK2 là -18,0m, cao độ đáy lớp
-21,0m. Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) xác định đợc thay đổi từ 16 -:- 18 búa, giá trị trung
bình N
30
= 17 búa.
Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 01 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ tiêu
cơ lý đợc ghi trong bảng tổng hợp.
Các chỉ tiêu cơ lý khác đợc xác định nh sau:
Chỉ số độ dẻo:
%35,154,2675,41 ===
PLp
WWI
Chỉ số độ sệt
797,0
3,15
4,266,38
=

=

=
P
p
L

I
WW
I
Hệ số độ rỗng:
173,11
9,16
)6,38*01,01(5,26
1
).01,01(
=
+
=
+ì
=


W
e
s
Độ rỗng :
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 9
Thiết kế môn học Nền và móng
%5454,0
1173,1
173,1
1
==
+
=
+

=
e
e
n
Độ bão hoà:
89,0
173,1*81,9
6,38*01,0*5,26.01,0*.
==

=
e
W
S
r
Trong đó :
W
L
= 41,75 %
W
P
= 26,4 %
W = 38,6 %:

s
= 26,5 (kN/m
3
)
= 16,9 (kN/m
3

)
6. Lớp số 6 : Cát mịn màu xám đen, trạng thái chặt vừa.
Lớp đất số 4 gặp ở lỗ khoan LK2, phân bố dới lớp 5. Thành phần là cát màu xám đen. Đất có
trạng thái chặt vừa.
Chiều dày của lớp xác định đợc trong phạm vi chiều sâu khoan ở LK2 là 5,5m. Cao độ mặt lớp
tại LK1 là -21,0m, cao độ đáy lớp cha xác định, dự đoán vẫn còn tiếp tục. Chỉ số xuyên tiêu
chuẩn (SPT) xác định đợc thay đổi từ 21 -:- 27 búa, giá trị trung bình N
30
= 24 búa.
Trong lớp này đã tiến hành lấy và thí nghiệm 02 mẫu đất nguyên trạng, giá trị một số chỉ tiêu
cơ lý đợc ghi trong bảng tổng hợp.
Các chỉ tiêu cơ lý khác đợc xác định nh sau:
Hệ số độ rỗng:
579,01
5,20
)2,21*01,01(7,26
1
).01,01(
=
+
=
+ì
=


W
e
s
Độ rỗng:
%7,36367,0

1579,0
579,0
1
==
+
=
+
=
e
e
n
Độ bão hoà:
0,1
579,0*81,9
2,21*01,0*7,26.01,0*.
==

=
e
W
S
r
Trong đó :
W = 21,2 %:

s
= 26,7 (kN/m
3
)
= 20,5 (kN/m

3
)
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 10
Thiết kế môn học Nền và móng
Biểu đồ đờng cong nén lún của lớp đất số 6 , sau khi thí nghiệm nén trong phòng, cho kết quả nh sau:
:
0,65
0,66
0,67
0,68
0,69
0,70
0,71
0
100 200
300
400 500 600
700
800
e

z
Hình 2-2 : Đờng cong nén lún e-
z
nhận xét và kiến nghị:
Theo tài liệu khảo sát Địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công trình dự kiến
xây dựng, chúng tôi có một số nhận xét và kiến nghị sau đây:
Nhận xét:
(1) Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát phức tạp, có nhiều lớp đất phân
bố và thay đổi liên tục.

(2) Các lớp đất số 1, 2, 3 có sức chịu tải và chỉ số SPT không lớn, lớp đất số 4 có trị số SPT
trung bình, còn lớp số 5 và lớp 6 có khả năng chịu tải và giá trị SPT khá cao.
(3) Lớp đất số 1 là lớp đất dễ bị xói khi xây dựng trụ cầu tại đây.
Kiến nghị:
(1) Với đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng
BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 6 làm tầng tựa đầu cọc.
(2) Nên để cho cọc ngập vào lớp đất số 6, để tận dụng khả năng chịu ma sát của cọc.
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 11
Thiết kế môn học Nền và móng
Phần ii
thiết kế kỹ thuật
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 12
Thiết kế môn học Nền và móng
Bố trí chung công trình
Hình 2-1 : Bố trí chung trụ cầu
4600
3@1200=3600
25
9400
6@1200=8400
500
500
P
500
28
27
P
26
P P
31

P
30
P
29
P
17
P
9
P
500
1
P
23
P
22
P
21
P
20
P
19
P
18
P
1211
P
10
P P
15
P

14
P
13
P
43
P
2
P P
7
P
6
P
5
P
Cát mịn
-21.00
Cát mịn
Sét pha
-18.00
-16.00
2000
3@1200
500
32 cọc BTCT 400 X 400
L = 28,00 m
7@1200
500
500
2200
250

200 0
250
2250
2000
125
1600
100
1925
900 1 100
900
1925200
200
100
1100
9000
500
-6.00
Sét pha
Sét pha
-4.00
Sét pha
0.00(CĐMĐ)
+8.25(CĐĐT)
3150
7400
2250
+0.85
1600
+3.6(MNTN)
100

2000
100
+0.00(MDTN)
3150
9400
+7.75(MNCN)
4600
300300
-1.80(MĐSX)
9400
2300 4400 2300
9000
mặt bằng cọc
mặt bằng trụ
125
220 0
4750
P
8
P
16
P
24
P
32
1200
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 13
Thiết kế môn học Nền và móng
lựa chọn kích thớc công trình
1. Kích th ớc và cao độ của bệ cọc:

Vị trí xây dựng trụ cầu T2 nằm xa bở và phải đảm bảo thông thuyền, s thay đổi cao độ
mực nớc giữa MNCN và MNTN là tơng đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông chọn
cao độ đỉnh bệ thấp hơn MNTN là 0.5m.
Các thông số thiết kế nh sau:
Cao độ đỉnh bệ là (CDDB): + 3,10 m (= +3,60- 0,50: chọn cao độ đỉnh bệ thấp hơn mức n-
ớc thấp nhất 0,5m)
Bề dày bệ móng H
b
= 2 m
Cao độ đáy bệ sẽ là (CDD
a
B) : +1,10m( = 3,10m -2 m)
2. Kích th ớc và cao độ của cọc:
Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là tơng đối lớn, địa
chất có lớp đất chịu lực nằm khá sâu (tại lớp số 05 và số 06, tốt nhất là chọn lớp số 06 làm
lớp chịu lực), nên chọn giải pháp móng là móng cọc ma sát BTCT.
Cọc đợc chọn là cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, đờng kính vừa có kích thớc 400x400mm.
Cọc đợc đóng vào lớp đất số 06 là lớp cát pha ở trạng thái chặt vừa. Cao độ mũi cọc là -
26,5m; nh vậy cọc đợc đóng vào lớp đất số 6 có chiều dầy là 5,5 m.
- Chiều dài của cọc (L
c
) đợc xác định nh sau (cha kể chiều sâu cọc ngàm vào bệ):
mL
L
CDMCHCDDBL
c
c
bc
6,27
)5,26(0,21,3

=
=
=
Trong đó:
CDDB = 3,1 m : cao độ đỉnh bệ.
H
b
= 2,0m : chiều dày bệ móng.
CDMC = -26,5m : cao độ mũi cọc.
- Tính tỷ lệ
69
4,0
6.27
==
d
L
c
=> thoả mãn yêu cầu về độ mảnh.
- Vậy tổng chiều dài đúc cọc sẽ là L
cđ
= L
c
+1m = 27,6+1 = 28,6m
- Cọc đợc tổ hợp từ 03 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là 28,6 m = 10m + 10 m +
8,6m. Nh vậy 2 đốt thân có chiều dài là 10m và đốt mũi có chiều dài 8,6m. Các đốt cọc
sẽ đợc nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc.
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 14
Thiết kế môn học Nền và móng
Lập số liệu các tổ hợp tải trọng thiết kế
3. Tính toán thể tích trụ:

Hình 2-2 : Hình chiếu trụ cầu
v3
v2
v1
v3
v2
v1
900
1925200
100
1100
+3.6(MNTN)
100
+7.75(MNCN)
300300
4750
Các ký hiệu sử dụng trong tính toán:
MNCN = +7,75 m : mực nớc cao nhất
MNTN = + 3,6 m : mực nớc thấp nhất
CĐĐB = +3,10 m : cao độ đỉnh bệ
CĐĐT = +8,25 m : cao độ đỉnh trụ
CDMT = 2 m : chiều dày mũ trụ
1.1 Tính chiều cao cột trụ (H
c
) :
210,325,8 =
=
c
c
H

CDMTCDDBCDDTH
H
c
= 3,15 m
1.2 Thể tích trụ toàn phần (ch a kể bệ cọc) :
V
tr
= V
1
+ V
2
+ V
3

= 9 * 2 * 1,1 + 0,5 * (9*2+4,6*(4,75+0,4) *0,9 + (

* 1,2
2
/4+(4,75-4,2) *
1,2
= 48,59 m
3

Trong đó :
V
1
= 9 * 2 * 1,1 =19,8m
3

V

2
= 0,5 * (9*2+4,6*(4,75+0,4) *0,9 =11,808m
3

V
3
= (

* 1,2
2
/4+(4,75-4,2) * 1,2=16.982m
3
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 15
Thiết kế môn học Nền và móng
1.3 Thể tích phần trụ ngập n ớc (ch a kể bệ cọc):
( )
( )
10,360,3*39,5
*
=
=
tn
trtn
V
CDDBMNTNSV
= 2,695 m
3
Trong đó :
MNTN = + 3,6m : mực nớc thấp nhất
CDDB = +3,10 : cao độ đỉnh bệ

S
tr

: diện tích ngang trụ.
2
22
39,52,1*)2,175,4(
4
2,1*14,3
1*3
4
.
m
d
S
tr
=+=+=

4. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN:
Các ký hiệu và giá trị trong công thức và từ số liệu đầu bài:
)(7000
)(
kNP
tch
=
: Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do hoạt tải tác dụng tại đỉnh trụ
)(11000
)(
kNP
tct

=
: Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do tĩnh tải tác dụng tại đỉnh trụ
)(80
)(
kNH
tch
=
: Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phơng dọc cầu.
).(400
)(
mkNM
tch
=
: Mômen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phơng dọc cầu.


bt
= 24.525 (kN/m
3
): Trọng lợng riêng của bêtông


n
= 9,81 (kN/m
3
): Trọng lợng riêng của nớc
V
tr
=48,59 (m
3

) : Thể tích toàn bộ trụ (cha kể bệ cọc)
V
tn
=3,965 (m
3
) : Thể tích phần trụ ngập nớc (cha kể bệ cọc)
n
h
= 1.4 : Hệ số tải trọng do hoạt tải
n
t
= 1.1 : Hệ số tải trọng do tĩnh tải.
2.1 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo ph ơng dọc cầu với MNTN
(1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu :
tnntrbt)tc(h)tc(t)tc(1
V*V*PPN
++=
N

1(tc)
= 11000 + 7000 + 24,525* 48,59 - 9,81 *2,695
N

1(tc)
= 19.165,232 kN
(2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu:
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 16
Thiết kế môn học Nền và móng
H
1x(tc)

= H
h(tc)
= 80 kN
(3) Mômen tiêu chuẩn dọc cầu :
B)ĐCĐ - TĐ(CĐ*HMM
)tc(x1)tc(h)tc(y1
+=
M
1y(tc)
= 400 + 80 * (8,25-3,10)
M
1y(tc)
= 812 kNm
2.2 Tổ hợp tải trọng tính toán theo ph ơng dọc cầu với MNTN
(1) Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu
( )
tnntrbt)tc(tt)tc(hh)tt(1
VVPnP*nN
++=
N
1(tt)

= 1, 4 * 7000 + 1,1 * (11000+ 24,525 * 48,59 ) - 9,81 * 2,695
N
1(tt)
= 23.184,399 kN
(2) Tải trọng ngang tính toán dọc cầu
==
)tc(hh)tt(x1
H*nH

1,4 * 80 = 112kN
(3) Mômen tính toán dọc cầu
)tc(hh)tc(hh)tt(y1
H*)BĐĐCTĐĐC(*nM*nM
+=
M
1y(tt)
= 1,4 * 400+ 1,4 *(8, 25-3,1) * 80
M
1y(tt)
= 1136,8kNm
Trong đó:
CĐĐT - cao độ đỉnh trụ
CĐĐB - cao độ đáy bệ
5. Lập bảng tổ hợp tải trọng:
Kết quả tính toán trên đợc đa vào bảng 2-1 để tiện theo dõi:
Bảng 2.1 : Tổ hợp tải trọng thiết kế tính với MNTN, đặt tại cao độ đỉnh bệ.
Tên tải trọng Đơn vị Tiêu chuẩn Tính toán
Tải trọng thẳng đứng kN
19.165,232 23.184,399
Tải trọng ngang kN
80 112
Mômen kN.m
812 1136,8
(Ghi chú: bảng này chỉ sử dụng để xác định số lợng cọc, còn khi kiểm toán các trạng thái giới hạn
dùng bảng 2-3)
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 17
Thiết kế môn học Nền và móng
Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc
1. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu:

Hinh 2-3 : Mặt cắt ngang cọc bê tông cốt thép
Công thức tính toán :
)(
2 ttbbvl
RFRFmP +=

P
vl
= 1*0,844* (0,1575 * 11.281,5 + 0, 002513 * 235.440)
= 1949,27 kN
Trong đó :
m
2
= 1 : hệ số điều kiện làm việc (tra ở phụ lục 25 bảng 1 - tr484 quy trình 22TCN 18-
79, với số lợng cọc > 21

m
2
= 1)

= 0,844 : hệ số uốn dọc.
Kiểm tra điều kiện về uốn dọc :
Với L
m
= 5,7 m ( xem phần tính nội lực đầu cọc )
1155,0
4,0*12
4,0
2
4

===
F
J
r
=>
6,3435.49
1155,0
7,5
>==
r
L
m

Do cọc không thoả mãn điều kiện về uốn dọc nên ta xác định theo công
thức
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 18
Thiết kế môn học Nền và móng
823,0
28,24591
9800
668,726.15*915,0
28,14791
873,0
.
=
+
=
+
=

N
N
Nm
N
nh
dh
dh
k
Với :

k
= 0,873 : hệ số giảm bớt sức chịu tải trọng tác dụng tức thời.
(Tra bảng 5.1 tr189 - Giáo trình Kết Cầu bêtông cốt thép - Đào Bá Thực-NXB Tr-
ờng ĐH GTVT 2000, với
25,14
4,0
7,5
==
d
l
m
và mác bêtông bằng 300
->
k
= 0,873 )
m
dh

= 0,915 : hệ số đến ảnh hởng tác dụng lâu dài của tải trọng đối với cấu
kiện chịu nén.
( Tra bảng 5.1 tr189 - Giáo trình Kết Cầu bêtông cốt thép - Đào Bá Thực-NXB
Trờng ĐH GTVT 2000, với
75,14
4,0
9,5
==
d
l
m
và mác bêtông bằng 300
-> m
dh
= 0,910 )
N = 24591,28kN : trị số tính toán của lực nén cọc.
( Lấy theo bảng 2-3, xem phần sau)
N
nh
: Lực dọc tính toán do hoạt tải gây ra.
N
nh
= n
h
* P
ht
= 1,4 * 7000 = 9800 kN
N
dh
: Lực dọc tính toán do tĩnh tải gây ra.

N
dh
= N - N
nh
= 24591,28 - 9800 = 14791,28 kN
F
t
= 8*(

*

2
)/4 =8*(

*0,02
2
)/4 = 0,002513 m
2
.
R
t
= 235.440kN/m
2
: Cờng độ tính toán của thép CT5 (Bảng 5-2 Chơng V tr313 -Tiêu
chuẩn Kỹ thuật công trình giao thông đờng bộ 22TCN 18-79 - NXB GTVT , thép
A-II có gờ => R
b
= 2.400 kg/cm
2
=235.440kN/m

2
)
F
b
: Diện tích phần bêtông của cọc
F
b
= d
2
- F
t
= 0,4 0,002513 = 0,1575 m
2

R
b
= 11.281,5 kN/m
2
: Cờng độ chịu nén tính toán của bê tông (Bảng 5-1 Chơng V tr 311
- Tiêu chuẩn Kỹ thuật công trình giao thông đờng bộ 22TCN 18-79 - NXB GTVT,
cọc đúc tại hiện trờng, mác bê tông 300
=> R
b
= 115 kg/cm
2
=11.281,5 kN/m
2
)
2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền
Công thức tính :

+=
n
H
ii
H
idn
FRLfUmP
1
)()(212
) (7,0

P
dn
= 0,7*m*(Q
f
+ Q
p
)
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 19
Thiết kế môn học Nền và móng
= 0,7*1*(789,28 +1096,04)
= 1319,72 ( kN)
Trong đó :
m
2
=1 : hệ số điều kiện làm việc
U = 4 * d = 4*0,4 = 1,6 m : chu vi tiết diện cọc
Q
p

: Sức chịu tải giới hạn do sức chống mũi cọc
H
ip
RFQ *=

Q
P
= 0,16 *4933
Q
P
= 789,28 kN/m
2
F
b
= d
2
=0,4
2
= 0,16 m
2
: diện tích mặt cắt ngang cọc bêtông
R
H
i
= 4933 kN/m
2
: sức kháng tiêu chuẩn của đất nền dới chân cọc (Bảng4 - Phụ lục 25
tr486- Chơng VII -Tiêu chuẩn Kỹ thuật công trình giao thông đờng bộ 22TCN 18-79 -
NXB GTVT)
- Chiều sâu đóng cọc = 24,7m

- Đất cát chặt vừa
R
H
i
= 493.3 T/m
2
R
H
i
= 4933 kN/m
2

Q
f
: Sức chịu tải giới hạn do ma sát thành bên.
i
n
H
if
LfUQ

=
1
21
.


1
,

2
= 1 (Bảng 1 và 3 - Phụ lục 25 - Chơng VII -Tiêu chuẩn Kỹ thuật công trình giao
thông đờng bộ 22TCN 18-79 - NXB GTVT)
H
i
f
: lực ma sát đơn vị giới hạn tiêu chuẩn (Bảng 2 - Phụ lục 25 tr485 - Chơng VII -
Tiêu chuẩn Kỹ thuật công trình giao thông đờng bộ 22TCN 18-79 -NXB GTVT, phụ
thuộc vào loại đất và chiều sâu trung bình của lớp tính từ MNTN)
L
i
: bề dày tầng đất thứ (i). (với chiều sâu xói là 1.8m)
Kết quả tính toán đợc trình bày trong bảng 2-2.
Bảng 2.2 : Bảng tính toán sức chịu tải giới hạn do ma sát thành bên của cọc
Lớp
đất
Tên gọi I
L
Độ sâu
trung
bình
(m)
Bề dày
tầng
đất
( L
i
)
H
i

f
(KN/m
2
)
i
H
i
Lf *
(KN/m
2
)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)=(5)*(6)
1 Sét pha
0.298 4.6 2 39.2 78.4
2 Sét pha
0.575 6.6 2 14.2 28.4
3 Sét pha
0.838 12.6 10 9.56 95.6
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 20
Thiết kế môn học Nền và móng
Cát mịn
-21.00
Cát mịn
Sét pha
-18.00
-16.00
Sét pha
-6.00
-4.00
Sét pha

-2.00
0.00(CĐMĐ)
Sét pha
+4.00(MNTN)
4
Cát hạt
mịn
18.6 2 54.6 109.2
5 Sét pha
0.795 21.1 3 12 36
6
Cát pha
mịn
25.35 5.5 61.35 337.425
(
i
H
i
Lf *
) =
685.025
Q
f
=U*(
i
H
i
Lf *
) =1,6*685,25=1096,04 (kN)
3. Sức chịu tải thiết kế của cọc

Sức chịu tải tính toán thiết kế (P
tt
) của cọc là giá trị lấy nhỏ hơn trong hai giá trị tính trong
mục 1 và 2:
)P;Pmin(P
dnvltt
=
P
tt
= min(1319,72 và 1096,04)
P
tt
= 1096,04 (kN)
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 21
Thiết kế môn học Nền và móng
Tính toán số lợng cọc
và bố trí cọc trong móng
1. Tính số l ợng cọc
Số lợng cọc sơ bộ đợc tính theo công thức sau:
tt
tt
c
P
N
n
=
1319,72
399,23184
*6,1=
c

n
n
c
= 28.1
Chọn số cọc thiết kế là : n
c
= 32 cọc.
Trong đó :
n
c
- Số cọc trong móng

= 1,6 - Hệ số xét tới ảnh hởng của giá trị mô men, loại đài cọc và giá trị L
M

N
tt
= 23184.399 - Lực thẳng đứng tính toán (lấy theo bảng 2.1)
P
tt
= 1319.72 - Sức chịu tải tính toán của cọc đơn
2. Bố trí cọc trong móng
2.1 Bố trí cọc trong móng:
Các cọc đợc bố trí theo hình thức lới ô vuông trên mặt bằng và hoàn toàn thẳng đứng trên
mặt đứng, với các thông số :
Tổng số cọc trong móng: n
c
= 32
Số hàng cọc theo phơng dọc cầu: n= 4
Khoảng cách tim các hàng cọc theo phơng dọc cầu: a= 1.200 mm

(1.200=3 * d= 3 * 400

thoả mãn qui định trong 22TCN 18-79)
Số hàng cọc theo phơng ngang cầu: m= 8
Khoảng cách tim các hàng cọc theo phơng ngang cầu: b = 1200 mm (1200= 3 *
d= 3 * 400 thoả mãn qui định trong 22TCN 18-79 )
Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phơng dọc cầu và
ngang cầu: c
1
= c
2
= 500 mm.
(
450250
2
400
250
2
d
500
=+=+>

thoả mãn qui định trong 22TCN 18-79 )
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 22
Thiết kế môn học Nền và móng
4600
3@1200=3600
25
9400
6@1200=8400

500
500
P
500
28
27
P
26
P P
31
P
30
P
29
P
17
P
9
P
500
1
P
23
P
22
P
21
P
20
P

19
P
18
P
1211
P
10
P P
15
P
14
P
13
P
43
P
2
P P
7
P
6
P
5
P P
8
P
16
P
24
P

32
Hình 2-5 : Mặt bằng bố trí cọc trong móng
2.2 Kích th ớc bệ cọc sau khi bố trí :
Theo phơng dọc cầu :
500*2)14(*200.1c*2)1n(*aB
1
+=+=
B = 4,6m
Theo phơng ngang cầu
500*2)18(*1200*2)1(*
2
+=+= cmbL
L = 9,4m
Trong đó:
n = 4 : Số hàng cọc theo phơng dọc cầu.
m = 8: Số hàng cọc theo phơng ngang cầu.
c
1
= 500 mm : khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo phơng dọc cầu.
c
2
= 500 mm : khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo phơng ngang cầu.
a = 1200 mm : khoảng cách tim các hàng cọc theo phơng dọc cầu.
b = 1200 mm : khoảng cách tim các hàng cọc theo phơng ngang cầu.
2.3 Tính thể tích bệ cọc:
Thể tích bệ tính theo công thức sau:
V
be
= V
4

+ V
5
V
be
= 6,28 + 75,67
V
be
= 81,95m
3
Trong đó:
V
4
= 0,5*(9.4 * 4,6 + 5 * 1,4)*0,25 = 6,28 m
3
V
5
= 2 * 9.4 * 4,6 = 75,67m
3
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 23
Thiết kế môn học Nền và móng
1400
2200
16001600
2000
2250
250
2000
250
2200
5000

v4
v5
v5
v4
Hình 2-6: Hình chiếu và kích thớc bệ cọc
3. Chuyển tổ hợp tải trọng về đáy bệ
(1) Tổ hơp tải trọng tiêu chuẩn:
* Tải trọng thằng đứng tiêu chuẩn :
benbt)tc(1)tc(
V*)(NN
+=
N
(tc)
= 19.165,232 + (24,525 - 9,81)*81,95
N
(tc)
= 20.371,13 kN
* Tải trọng ngang tiêu chuẩn theo phơng dọc cầu
)tc(1)tc(
HH
=
= 80 kN
* Mô men tiêu chuẩn theo phơng dọc cầu:
b)tc(1)tc(1)tc(
h*HMM
+=
M
(tc)
= 812 + 80* 2,25
M

(tc)
= 992 kNm
Trong đó:
N

1(tc)
- Tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng tại trọng tâm đỉnh bệ
H
1(tc)
- Tải ngang tiêu chuẩn thẳng đứng tại trọng tâm đỉnh bệ
M
1(tc)
- Mô men tiêu chuẩn tại trọng tâm đỉnh bệ
(2) Tổ hợp tải trọng tính toán
* Tải trọng thẳng đứng tính toán
benbtt)tt(1)tt(
V*)n(NN
+=
N
(tt)
= 23.184,399 + (1,1 * 24.525 9,81)*92,76
N
(tt)
= 24.591,28 kN
* Tải trọng ngang tính toán theo phơng dọc cầu
H
(tt)
= H
1(tt)
= 112kN

Bộ môn Địa Kỹ Thuật 24
Thiết kế môn học Nền và móng
* Mômen tính toán theo phơng dọc cầu:
b)tt()tt(1)tt(
h*HMM
+=
M
(tt)
= 1136,8+ 112*2,25
M
(tt)
= 1388,8 kNm
Trong đó:
N

1(tt)
- Tải trọng tính toán thẳng đứng tại trọng tâm đỉnh bệ
H
1(tt)
- Tải ngang tính toán thẳng đứng tại trọng tâm đỉnh bệ
M
1(tt)
- Mô men tính toán tại trọng tâm đỉnh bệ
(3) Bảng tải trọng tính toán đặt tại đáy bệ
Bảng 2.3 : Tổ hợp tải trọng thiết kế tính đến MNTN tại cao độ đáy bệ.
Tên tải trọng Đơn vị Tiêu chuẩn Tính toán
Tải trọng thẳng đứng kN 20530,2 24776,86
Tải trọng ngang kN 80 112
Mômen kN.m 992 1388,8
(Ghi chú: Bảng tải trọng 2-3 dùng cho phần kiểm toán móng cọc theo các trạng thái giới hạn)

Kiểm toán theo trạng thái giới hạn thứ I
1. Kiểm toán sức chịu tải của cọc ( kiểm tra nội lực đầu cọc)
1.1 Tính nội lực đầu cọc
* Xác định loại móng cọc bệ cao hay bệ thấp
Do bệ móng nằm trên mặt đất (tính với cao độ mặt đất sau xói CĐMĐSX) nên móng thuộc loại
móng cọc bệ cao, tính toán nội lực đầu cọc theo phơng pháp tính móng cọc bệ cao.
B ớc 1 : Tính chiều dài chịu nén và chiều dài chịu uốn của từng cọc
Bộ môn Địa Kỹ Thuật 25