ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG CẦU ĐƯỜNG, NGUYỄN VĂN HƯNG

TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN & MÓNG
THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN & MÓNG
THIẾT KẾ MÓNG TRỤ CẦU VỪA VÀ NHỎ.
A/ THUYẾT MINH,TÍNH TOÁN:
I/ Xác đònh số liệu đề bài:
Số liệu đề bài:Phương án 2-2-9
1.1-Tải trọng tác dụng :
Tải trọng Đơn vò Giá trò
N
t
tc
– Tónh tải tiêu chuẩn
kN 5400
N
h
tc
– Hoạt tải tiêu chuẩn
kN 1500
H
tc
x
– Hoạt tải tiêu chuẩn(dọc)
kN 160
H
tc
y
– Hoạt tải tiêu chuẩn(ngang)
kN 190
M

tc
x
– Momen hoạt tải tiêu chuẩn
kN.m 1100
M
tc
y
– Momen hoạt tải tiêu chuẩn
kN.m 900
1.2-Số liệu thuỷ văn và chiều dài nhòp :
Hạng mục Đơn
vò
Số liệu
MNCN m 4.50
MNTN m 2.25
MNTT m 3.25
Ht-thuyền m 4.00
MNTC m Lấy cao hơn MNTN (1
÷
1.5)m
CĐMĐ m Giả thiết cao độ lớp đất trên cùng ở cột
đòa tầng là 0.00
CĐMĐSX m -2.30
Chiều dài nhòp
tính toán
m 29.40
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 1
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
1.3- Số liệu hố khoan đòa chất ( theo hình trụ lỗ khoan )
Tên lớp

Bề dày lớp
W W
L
W
P
I
P
I
L
γ
γ
S
γ
C
e S
r
ϕ
C
(m) (%) (%) (%) (%) (-)
kN/m
3
kN/m
3
kN/m
3
(-) (-)
(Độ)
kN/m
2
1 10.0 32.1 39.4 21.1 18.3 0.6 18.2 27.3 13.78 0.982 0.893 8

o
56’ 31.1
2 2.3 19.7 39.8 20.6 19.2 <0 19.6 27.5 16.37 0.679 0.797 18
o
36’ 62.3
3 7.8 31.6 37.5 24.6 12.9 0.54 18.5 26.9 14.06 0.914 0.930 15
o
31’ 15.1
4 24.8 38.2 22.1 16.1 0.17 19.1 27.2 15.3 0.777 0.868 22
o
45’ 27.3
II/Xác đònh kích thước trụ
2.1- Đánh giá điều kiện đòa chất
Các kí hiệu sử dụng trong tính toán đòa chất công trình :
γ (kN/m
3
) : Trọng lượng thể tích tự nhiên của đất
γ
S
(kN/m
3
) : Trọng lượng riêng của hạt đất
γ
n
(kN/m
3
) : Trọng lượng riêng của nước ( = 10 kN/m
3
)
W (%) : Độ ẩm

W
L
(%) : Giới hạn chảy
W
P
(%) : Giới hạn dẻo
a (m
3
/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 vò
ϕ ( độ ) : Góc ma sát trong của đất
∆ : Tỷ trọng của đất .
1.Lơpù1: Bùn sét màu nâu vàng,nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm :
Chiều dày lớp là 10.0 m , cao độ tại mặt lớp là + 0,0 m , cao độ đáy lớp là – 10.0 m
Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) thay đổi từ 6 đến 8
Các chỉ tiêu cơ lý khác được xác đònh như sau :
- Chỉ số dẻo :
I
P
= W
L
– W

P
= 3.94 –21.1 = 18.3 %
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 2
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
- Chỉ số độ sệt :
I
L
=
3.18
1.211.32 −
=
−
P
P
I
WW
= 0.6
- Hệ số độ rỗng :

e =
(1 0.01 )
27.3 (1 0.01 32.1)
1 1
18.2
S
W
γ
γ
× + ×
× + ×

− = −
= 0.9815
- Độ rỗng :
n =
19815.0
9815.0
1 +
=
+e
e
= 0.495
- Độ bão hoà :
S
r
=
0.01
0.893
W
e
∆× ×
=

2.Lớp 2 : Sét màu nâu đỏ ,trạng thái cứng :
Chiều dày lớp là 2.3 m , cao độ tại mặt lớp là -10.0 m , cao độ đáy lớp là – 12.3m. Chỉ
số xuyên tiêu chuẩn (SPT) thay đổi từ 32 đến 11 , Các chỉ tiêu cơ lý khác được xác đònh
như sau :
- Chỉ số dẻo :
I
P
= W

L
– W
P
= 39.8 -20.6 = 19.2%
- Chỉ số độ sệt :
I
L
=
2.19
6.207.19 −
=
−
P
P
I
WW
= -0.047
- Hệ số độ rỗng :
e =
(1 0.01 )
27.5 (1 0.01 19.7)
1
19.6
S
W
γ
γ
× +
× + ×
− =

-1 = 0.679
- Độ rỗng :
n =
1679.0
679.0
1 +
=
+e
e
= 0.4
- Độ bão hoà :
S
r
=
0.01W
e
∆×
=
0.797
3.Lớp 3 : Sét pha màu xám nâu ,xám trắng,trạng thái dẻo mềm:
Chiều dày lớp là 7.8 m , cao độ tại mặt lớp là –12.3 m , cao độ đáy lớp là -20.1m. Chỉ số
xuyên tiêu chuẩn (SPT) thay đổi từ 6 đến 11 .
- Chỉ số dẻo
I
P
= W
L
– W
P
=37.5 – 24.6=12.9%

- Chỉ số độ sệt
I
L
=
543.0
9.12
6.246.31
=
−
=
−
P
P
I
WW

- Hệ số độ rỗng :
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 3
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
e =
(1 0.01 )
26.9 (1 0.01 31.6)
1
18.5
S
W
γ
γ
× +
× + ×

− =
-1 = 0.914
- Độ rỗng :
n =
=
+
=
+ 1914.0
914.0
1e
e
0.48
- Độ bão hoà :
S
r
=
0.01W
e
∆×
=
0.930
4.Lớp 4 : Sét pha màu xám nâu ,xám trắng,trạng thái dẻo mềm:
Cao độ tại mặt lớp là –20.1 m . Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) thay đổi từ 19 đến 31 .
- Chỉ số dẻo
I
P
= W
L
– W
P

=38.2 – 22.1=16.1%
- Chỉ số độ sệt
I
L
=
168.0
1.16
1.228.24
=
−
=
−
P
P
I
WW

- Hệ số độ rỗng :
e =
(1 0.01 )
27.2 (1 0.01 24.8)
1
19.1
S
W
γ
γ
× +
× + ×
− =

-1 = 0.777
- Độ rỗng
n =
=
+
=
+ 1777.0
777.0
1e
e
0.44
- Độ bão hoà :
S
r
=
0.01W
e
∆×
=
0.868
NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ :
1. Điều kiện đòa chất công trình:
Điều kiện đòa chất công trình trong phạm vi khảo sát đơn giản , chủ yếu là các lớp
sét, đặc biệt lớp 4 có khả năng chòu lực tốt.
Các lớp số 1 và 3 cóchỉ số SPT nhỏ,lớp 2 có sức chòu tải và chỉ số SPT khá cao
nhưng chiều dày nhỏ , lớp số 4 có khả năng chòu tải.
Từ các nhận xét trên nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng BTCT và lấy lớp
đất số4 làm tầng tựa đầu cọc .
2. Đánh giá điều kiện thuỷ văn:
Khi ta xây dựng cầu, móng trụ cầu trở thành vật chắn dòng chảy tự nhiên của

lòng sông gây nên xói lỡ chung dòng chảy và xói lỡ cục bộ tại trụ và mố, do đó để thiết
kế mố trụ ta cần phải tính đến yếu tố này.
Giả đònh rằng cột nước dâng dưới cầu sau khi xây xong là không đáng kể đồng thời
xem chiều sâu nước trung bình dưới cầu sau khi xói bằng MNTC.
h
tb
=MNTC =3.75 m.
Mặt khác ta giả đònh trụ cầu ít bò ảnh hưởng của xói cục bộ.
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 4
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
Ở bài thiết kế này, đối với đòa chất như ta đã phân tích trên đều là đất yếu . Như
vậy ta không thể làm móng nông vì nếu làm móng nông thì phải đặt móng đến lớp đất tốt
ở rất sâu dẫn đến kích thước móng rất lớn gây tốn kém về khối lượng, thời gian thi công
do đó ta không chọn giải pháp móng nông .
Giải pháp còn lại ở đây là ta chọn 1 trong 2 phương án đó là móng cọc bệ thấp
hoặc móng cọc bệ cao .Móng cọc bệ thấp có giá thành cao và thi công phức tạp hơn móng
cọc bệ cao. do dó ta chọn phương án móng cọc bệ cao để thiết kế kỹ thuật.
2.2-Căn cứ vào MNTT,Ht-thông thuyền xác đònh cac cao độ:
Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = MNTT + Htt – 0.3 = 3.25 + 4.25 - 0.3 = 7.2m
Chiều dài mũ trụ: CĐMT = 0.6 + 0.8 =1.4 m
Cao độ mặt bệ: CĐMB = MNTN – 0.75 = 2.25 – 0.75 = 1.5(m)
Chiều dày bệ trụ : H
bệ

=
( )
1 3÷
m
⇒
H

bệ
= 2 (m)
Cao độ đáy bệ: CĐĐB = CĐMB - H
bệ
= 1.5 – 2 =- 0.5 (m)
Chiều cao cột trụ H
C
:
H
C
= CĐĐT – CDMT – CĐMB
=7.2– 1.4 – 1.5= 4.3 m
2.3-Xác đònh chiều rộng bệ trụ:
Ta có: a =
( )
0.2 1÷
(m)
b =
( )
0.2 1÷
(m)
Chọn :
a = 1m.
b = 1m.
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 5
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

III/XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TẠI ĐÁY BỆ:
3.1-Xác đònh tải trọng tónh :
.Thể tích trụ toàn phần :

V
trụ
= V
đỉnh trụ
+ V
thân trụ
+ V
bệ
V
đỉnh trụ
= V
õ xâ mũ trên
+ V
xã mũ dưới

= 8x0.8x1.7 +1/2x(8+ 5)x1.7x0.6
=17.51m
3

V
thâ tru ï
= (3.14*1,2
2
/4+ 1.2*3.3)*4.3
=21.89m
3
V
bệ
= 3.2
×

6.5
×
2 = 41.6 m
3

⇒
V
trụ
= 17.51 + 21.89 + 41.6 = 81 m
3

.Thể tích phần trụ ngập trong nước ứng với MNTN
V
’
tr
= S
tr
*(MNTN – CĐMB) +V
bệ

V
’
tr
= (3.14*1.2
2
/4 + 1.2*3.3)x(2.25 –1.5)+41.6= 45.418
Trọng lượng trụ: G
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 6
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

KNVVG
NT
BT
T
85.148910418.452481
'
=×−×=×−×=
γ
γ
3.2-Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN :
N
t(tc)
= 5400kN : Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do tónh tải tác dụng tại đỉnh trụ
N
h(tc)
= 1500kN : Lực thẳng đứng tiêu chuẩn do hoạt tải tác dụng tại đỉnh trụ
H
x (tc)
= 160kN : Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc cầu
H
y (tc)
= 170kN : Lực ngang tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương ngang cầu
M
y(tc)
= 900kN.m : Momen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương dọc cầu
M
x(tc)
= 1100kN.m : Momen tiêu chuẩn do hoạt tải theo phương ngang cầu
γ
bt

= 24kN/m
3
: Trọng lượng riêng của bêtông
γ
n
= 10kN/m
3
: Trọng lượng riêng của nước
V
tr
= 81
3
m
: thể tích toàn phần trụ (chưa kể móng bệ)
V
tn
= 45.42m
3
:thể tích phần trụ ngậïp nước (chưa kể móng bệ)
n
h
= 1.4 : Hệ số tải trọng do hoạt tải
n
t
= 1.1 : Hệ số tải trọng do tónh tải
Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương dọc cầu với MNTN :
(1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu :
N
1(tc)
= N

t(tc)
+ N
h(tc)
+ G
=5400+ 1500 + 1489.85 = 8389.85kN
(2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu :
H
1x(tc)
= H
x(tc)
= 160kN
(3) Momen tiêu chuẩn dọc cầu :
M
1y(tc)
= M
y(tc)
+ H
1x(tc)
*(CĐĐT – CĐĐB )
= 900 +160* (7.2 +0.5)
= 2132 kNm
- Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương dọc cầu với MNTN
(1) Tải trọng thẳng đứng tính toán docï cầu :
P
tt
= 1.1*N
t
tc
+ 1.4*N
h

tc
+1.1* G
= 1.1*5400 + 1.4x1500+ 1.1*1489.85
= 9678.835 kN
(2) Tải trọng ngang tính toán dọc cầu :
H
tt
x
=1.4* H
tc
x
=1.4*160=224 KN
(3) Momen tính toán dọc cầu :
M
tt
= 1.4xM
tc
y
+ H
tt
x
x(CĐĐT – CĐĐB)
= 1.4*900 + 224*(7.2 + 0.5)
= 2984.8 kNm
-Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo phương ngang cầu với MNTN :
(1) Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu :
P
tc
= N
t

tc
+ N
h
tc
+ G
= 5400 + 1500 + 1489.85
= 8389.85 kN
(2) Tải trọng ngang tiêu chuẩn ngang cầu :
H
tc
y
= 170 kN.
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 7
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
(3) Momen tiêu chuẩn ngang cầu :
M
tc
= M
tc
x
+ H
tc
y
*(CĐĐT – CĐĐB)
= 1100 + 170*(7.2 + 0.5)
= 2409 kNm
- Tổ hợp tải trọng tính toán theo phương ngang cầu với MNTN
(1) Tải trọng thẳng đứng tính toán ngangï cầu :
P
tt

=1.1*N
t
tc
+1.4* N
h
tc
+ 1.1*( γ
bt
*V
tr
- γ
n
*V
’
tr
)
= 1.1*5400 + 1.4*1500 + 1.1 *(24*81-10*45.4178)
= 9678.804 kN
(2) Tải trọng ngang tính toán ngang cầu :
H
tt
y
= 1,4* H
tc
y
=238 kN
(3) Momen tính toán ngang cầu :
M
tt
=1.4 *M

tc
x
+ H
tt
y
x(CĐĐT – CĐĐB)
= 1.4*1100 + 238*(7.2+ 0.5) =3372.6 kNm
BẢNG TỔ HP TẢI TRỌNG
Loại tải trọng Theo phương dọc cầu Theo phương ngang cầu
Tiêu chuẩn
(KN)
Hệ số
tt
Tính toán
(KN)
Tiêu chuẩn
(KN)
Hệ số
tt
Tính toán
(KN)
TT thẳng đứng:
1.Trọng lượng trụ
2.Tónh tải tiêu chuẩn
3.Hoạt tải tiêu chuẩn
8389.85 9678.804 8389.85 9678.804
1489.85 1.1 1638.835 1489.85 1.1 1638.835
5400 1.1 5940 5400 1.1 5940
1500 1.4 2100 1500 1.4 2100
Tải trọng ngang: 160 1.4 224 170 1.4 238

Mô men:
Do hoạt tải
Do lực ngang
2132 2984.8 2409 3372.6
900 1.4 1260 1100 1.4 1540
1232 1.4 1724.8 1309 1.4 1832.6
IV/XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỌC, TÍNH SỨC KHÁNG CỦA CỌC ĐƠN:
4.1-Chọn kích thước cọc:
- Chọn kíck thước mặt cắt ngang =
40 40×
cm
- Chọn cốt thép dọc chủ:
∅
= 22 mm
+ Cường độ chòu nén là f
y
=420(MPa)
+ Mô đun đàn hồi của thép là E
s
=
5
2 10×
(MPa)
+Số lượng 8 thanh.
+Diện tích cốt thép : A
s
=387 (mm
2
)
-Chọn mác bêtông cấp A

+
,
c
f
= 28(MPa)
+ Mô đun đàn hồi là E
c
=
1,5 ,
0,043* *
c c
f
γ
=
=
26752.5
(MPa)
Trong đó :
3
2400 /
c
kg m
γ
=
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 8
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
⇒
Hình dạng mặt cắt ngang cọc:

4.2-Xác đònh chiều dài cọc:

*Xác đònh cao độ mũi cọc căn cứ vào :
→
mặt cắt đòa chất

→
biểu đồ xuyên SPT
+Mũi cọc cắm sâu vào lớp đất tốt > 1 m
+Đất cát tri số N > 25
+Đất sét trò số N > 20
⇒
Tra thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn chọn cao độ mũi cọc = -28.2 ứng với giá trò xuyên N=24.
L
C
= CĐĐB – CĐMC = -0.5 - ( - 28.2)=27.7 m
Vậy chọn chiều dài cọc L
c
=28m (nội suy ta có N=23.9)
Từ đó ta có cao độ mũi cọc là : -0.5-28=-28.5 m.
Độ mảnh của cọc: L
C
/D = 28/0.4=70 thoả mãn yêu cầu về độ mảnh :
10030 ≤≤
D
L
C
Vậy tổng chiều dài cọc sẽ là L
cd
=28+1 =29 m (chiều sâu cọc ngàm vào bệ 1m )
Cọc được tổ hợp từ 03 đốt với tổng chiều dài đúc cọc là:
29m = 10 m+10 m+9 m .Như vậy hai đốt thâân có chiều dài 10 m , đốt mũi có chiều dài 9

m.Các đốt cọc sẽ được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc
4.3- Xác đònh sức kháng của cọc theo 22-TCN 272-05:
a- Sức kháng lực dọc trục tính toán của cọc theo vật liệu
Công thức tính toán :
Sức kháng tính toán đối với cấu kiện bê tông cốt thép chòu nén đối xứng qua các trục
chính phải được xác đònh như sau:
P
r
=
ϕ
P
n
+Trong đó : Đối với cấu kiện có cốt thép đai thường:
P
n
=
'
c g st y st
0.8 0.85 f (A A ) f A
 
× × × − + ×
 
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 9
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
+ Ở đây :
_ diện tích nguyên của mặt cắt : A
g
=
40 40×
= 1600 (cm

2
) = 160000 ( mm
2
)
_ diện tích nguyên của cốt thép : A
st
=
8 387×
= 3096 (mm
2
)
_ cường độ giới hạn chảy quy đònh của cốt thép : f
y
= 420 Mpa
_ cường độ quy đònh của bê tông ở tuổi 28 ngày :f
c
’
= 28 Mpa
_ hệ số sức kháng
ϕ
= 0.75

⇒
Sức kháng lực dọc trục danh đònh
P
n
=
[ ]
0.8 0.85 28 (160000 3096) 420 3096× × × − + ×
=4027708.16 (N)

= 4027.708(kN)

⇒
Sức kháng lực dọc tính toán :
P
vl
=P
r
=
0.75 4027.708 3020.781× =
(kN)
b- Sức chòu tải của cọc theo đất nền :
sqspqpnR
QQQQ ***
ϕϕϕ
+==

ppp
AqQ *=

sss
AqQ *=
Q
p
: sức kháng mũi cọc (N)
Q
s
: sức kháng thân cọc (N)
q
p

: sức kháng đơn vò mũi cọc (Mpa)
q
s
: sức kháng đơn vò thân cọc (Mpa)
A
s
: diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
A
p
: diện tích mũi cọc (mm
2
)
Tra bảng 16 ta có:
56.08.0*7.0*7.0 ===
vqp
λϕ
:hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc
56.08.0*7.0*7.0 ===
vqs
λϕ
hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc
_ sức kháng đơn vò mũi cọc:
9 9 0.153 1.377
p u
q S= × = × =
(Mpa)
Trong đó: S
u

là cường độ kháng cắt không thoát nước của đất sét gần mũi cọc.
⇒
sức kháng mũi cọc:

1.377
p p p
Q q A= × = ×
160000=220320(N)
_ sức kháng thân cọc:

1 1 2 2 3 3 4 4s s s s s s s s s
Q q A q A q A q A= × + × + × + ×
Trong đó :
.
si
q
: sức kháng đơn vò thân cọc
si i ui
q S
α
= ×
S
u
:cường độ kháng cắt không thoát nước của từng lớp đất
α
: hệ số kết dính áp dụng cho S
u
(
α
được xác đònh theo đường cong thiết kế về hệ số

dímh cho cọc vào đất sét (theo Tomlinson,1987))
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 10
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
.
si
A
: diện tích bề mặt thân cọc cắm trong lớp i
Lớp 1: D
b
=8400 mm
d=400 (mm)

1s
A
=4*400*(10000-2300)=12320000(mm
2
)
D
b
>20d=8000 mm
S
u1
= C
u1
= 26 kN/m
2
= 0.026 Mpa
Tra biểu đồ hình 50 – b ứng với lớp sét cứng ta được : α = 0.85

1 1 1

0.85 0,026 0.0221
s u
q S
α
⇒ = × = × =
(MPa)
Lớp 2: D
b
=8400(mm)
d = 400 (mm)

2s
A
=4*400*2300=3680000(mm
2
)
D
b
>2d=8000 (mm)
S
u2
= C
u2
= 140 kN/m
2
= 0.14 Mpa
Tra biểu đồ hình 50 -b ứng với lớp sét cứng ta được α = 0.65

2 2 2
0.60 0.14 0.084

s u
q S
α
⇒ = × = × =
(Mpa)
Lớp 3: D
b
=8400 (mm)
d = 400 (mm)

3s
A
=4*400*7800=12480000(mm
2
)
D
b
>2d=8000 mm
S
u3
= C
u3
= 93 kN/m
2
= 0.093 Mpa
Tra biểu đồ hình 50 – c ứng với lớp sét cứng ta được : α = 0.90

3 3 3
0.90 0.093 0.0837(Mpa)
s u

q S
α
⇒ = × = × =

Lớp 4: D
b
=8400(mm)
d = 400 (mm)

4s
A
=4*400*8400=13440000(mm
2
)
D
b
>20d = 8000 mm
S
u3
= C
u3
= 153 kN/m
2
= 0.153 MPa
Tra biểu đồ hình 50 – b ứng với lớp sét cứng ta được : α = 0.44

4 4 4
0.44 0.153 0.06732
s u
q S

α
⇒ = × = × =
(MPa)
Ta có bảng giá trị như sau :

Lớp
Độ sâu(mm)
α
S
u
q
si
A
si
(mm
2
) Q
si
(N)
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 11
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
1 7700 0.85 0.026 0.0221 12320000 272272
2
2300 0.60 0.14 0.084 3680000 309120
3
7800 0.90 0.093 0.0837 12480000 1044576
4
8400 0.44 0.153 0.0673
2
13440000 904780.8

Tổng
2530748.
8


Vậy ta có:
R
Q
= P
đn

0.56 220320 0.56 2530748.8 1540598.528= × + × =
(N)
=1540.6(kN)
c) Sức chòu tải thiết kế của cọc :
Sức chòu tải thiết kế của cọc lấy giá trò nhỏ hơn trong 2 giá trò là sức chòu tải của
cọc theo đất nền và sức chòu tải của cọc theo vật liệu:
P
tt
= min(P
vl
; P
đn
) = min(
3020.781
; 1540.6) =1540.6 (kN)
Vậy sức chòu tải thiết kế là:
P
tk
= 1540.6 (kN)

4.4- Tính sức kháng đỡ ngang của cọc đơn:

R u
P P
ϕ
=
Với :
u
P
=sức kháng đỡ ngang giới hạn (danh đònh)của cọc đơn(MPa)

ϕ
=hệ số sức kháng ngang của cọc =0.6
Dùng phương pháp Broms xác định P
u
:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 12
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
• Sức kháng đỡ ngang tới hạn
u
P
trong trường hợp đầu cọc tự do được tính
theo công thức sau :
Vì toàn bộ là đất sét thuộc loại đất dính :
P
u
=
( )
' ' ' '2
'

2 0.5
9
1.5
o o
u
L L L L
C B
L H B
 
− × × + ×
× × ×
 ÷
+ + ×
 

* Với :
+)
u
C
: Là cường độ kháng cắt khơng thốt nước trung bình(kN/m
2
)
+)B : đường kính cọc =400mm=0.4m
+)L : chiều dài cọc ngập trong đất .
+)H : Cánh tay đòn của lực ngang tới mặt đất,
+)L
’

: chiều dài ngàm của cọc, tính từ độ sâu cách mặt đất 1.5B, hay L
’

= L –
1.5B.
+)L
o
: Là chiều sâu tới tâm quay,
Và L
o
= (H + 23L)/(2H + L)
+)L
o
’
: Chiều sâu tới tâm quay, tính từ độ sâu tới mặt đất 1.5B, Hay L
o
’
= L
o
–
1.5B.
* Tính cho 4 lớp:
+)Lớp 1:vì cao độ mặt đất sau xói lở là :-2.3m
⇒
L
1
=10 – 2.3 = 7.7 m.
C
1
= 26(KN/
2
m
)

H
1
= 2.8 (m)
L
1
’
= 7.7 – 1.5*0.4 = 7.1(m)
L
o1
= ( 2.8 + 23*7.7)/(2*2.8+7.7) = 13.53 (m)
L
o1
’
= 13.53 – 1.5*0.4 = 12.93 (m)
+)Lớp 2: L
2
=2.3m,
C
2
=140(
2
/KN m
)
H
2
= 10.5 (m)
L
2
’
= 2.3 – 1.5*0.4 = 1.7 (m)

L
o2
= (10.5 + 23*2.3)/(2*10.5+2.3) = 2.72 (m)
L
o2
’
= 2.72 – 1.5*0.4 = 2.12 (m)
+)Lớp 3: L
3
= 7.8 m,
C
3
= 93 (KN/m
2
)
H
3
= 12.8 (m)
L
3
’
= 7.8 – 1.5*0.4 = 7.2 (m)
L
o3
= (12.8 + 23*7.8)/(2*12.8+7.8) = 5.76 (m)
L
o3
’
= 5.76 – 1.5*0.4 = 5.16 (m)
+)Lớp 4: L

4
= 8.4 m,
C
4
= 153 (KN/m
2
)
H
4
= 20.6 (m)
L
4
’
= 8.4 – 1.5*0.4 = 7.8(m)
L
o4
= (20.6 + 23*8.4)/(2*20.6+8.4) = 4.31 (m)
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 13
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
L
o4
’
= 4.31 – 1.5*0.4 = 3.71(m)
⇒
( )
2
12.93 2 7.1 12.93 0.5 7.1
9 26 0.4
7.1 2.8 1.5 0.4
 

− × × + ×
× × ×
 ÷
+ + ×
 
+
( )
2
2.12 2 1.7 2.12 0.5 1.7
9 140 0.4
1.7 10.5 1.5 0.4
 
− × × + ×
× × ×
 ÷
+ + ×
 
+
( )
2
5.16 2 7.2 5.16 0.5 7.2
9 93 0.4
7.2 12.8 1.5 0.4
 
− × × + ×
× × ×
 ÷
+ + ×
 
+

( )
2
3.71 2 7.8 3.71 0.5 7.8
9 153 0.4
4.31 20.6 1.5 0.4
 
− × × + ×
× × ×
 ÷
+ + ×
 
= - 2655.41 (kN) <0 (Loại)
° Sức kháng đỡ ngang tới hạn
u
P
trong trường hợp đầu cọc bò ngàm được tính
theo công thức sau:

Tính
u
P
theo phương pháp Broms ,với sức kháng đỡ ngang giới hạn trong trường hợp đầu
cọc ngàm với đất sét:

)5.1(.9 BLBCPP
iuiuiu
−==
∑

Với :

ui
C
: Cường độ chống cắt không thoát nước của đất
B : Cạnh hay đường kính cọc
:Chiều dài cọc ngập trong đất
Bảng tính Pu từng lớp:
Lớp đất B(m) C
ui
(KN/ m
2
) L
i
(m)
9 ( 1.5 )
ui ui i
P C B L B= −
1 0.4 26 7.7 664.56
2 0.4 140 2.3 856.8
3 0.4 93 7.8 2410.56
4 0.4 153 8.4 4296.24
Tổng
u ui
P P= =
∑
12524.4 (kN)
)(238),()(64.75146.04.12524 kNHHMaxkNP
yxR
=>=×=⇒

IV/XÁC ĐỊNH SỐ LƯNG CỌC, BỐ TRÍ CỌC TRONG BỆ, TÍNH NỘI LỰC

TRONG CỌC
5.1- Xác đònh sơ bộ số lượng cọc:
Số lượng cọc được tính theo công thức :

9678.804
1.5 9.42
1540.6
o
V
n
P
β
= = × =
Trong đó:
+V : là lực tác dụng thẳng đứng tính toán tại tâm đáy bệ đã nhân hệ số; V=9678.804 (kN)
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 14
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
+ P
o
= min(P
vl
; P
đn
) = min(2704.989; 1540.6) =1540.6 (kN)
⇒
chọn số cọc thiết kế là n
c
= 15 cọc
5.2-Bố trí cọc trong bệ :
Theo 22TCN 272 -05 thì yêu cầu về bố trí cọc như sau:

+Khoảng cách tim giữa hai hàng cọc liền nhau ít nhất là 2.5d
+Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép bệ:
≥
225 mm
Nên ta bố trí cọc như sau:
Các cọc được bố trí theo hình thức lưới ô vuông trên mặt bằng và hoàn toàn thẳng đứng
trên mặt đứng , với các thông số :
Tổng số cọc trong móng n
c
= 15 cọc
Số hàng cọc theo phương ngang cầu n =5, bố trí tất cả các cọc thẳng đứng khoảng cách tim
các hàng cọc theo phương ngang cầu ở mặt phẳng đáy bệ b=1.35
m;khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ là 0.55 m
Số hàng cọc theo phương dọc cầu m = 3 tất cả bố trí cọc thẳng khoảng cách giữa tim các
hàng cọc theo phương dọc cầu ở mặt phẳng đáy bệ a=1.05 m
khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ là 0.55 m
MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC
4@1350=5400
550
550
2@1050=2100
550
550
Theo phương dọc cầu:
A=a*(n-1)+2* c
1
= 105*(3-1) + 2*55 = 320 cm
Theo phương ngang cầu:
B=b*(m-1)+2*c
2

=135*(5 - 1) + 2*55 = 650 cm
Trong đó :
n=3 : số hàng cọc theo phương dọc cầu
m =5: số hàng cọc theo phương ngang cầu
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 15
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
c
1
=55cm: khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo phương dọc cầu
c
2
=55cm: khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo phương ngang cầu
a=105 cm: khoảng cách tim các hàng cọc theo phương dọc cầu.
b=135 cm : khảng cách tim các hàng cọc theo phương ngang cầu.
5.3-Tính nội lưc trong cọc:
Để tính nội lực trong cọc cho tải trọng ngoài,ta có nhiều phần mềm tính như:
FP-Pier, pilling,sap2000N9…
Ở đây ta dùng phần mềm FP-Pier để tính
5.4- Các kết quả tính toán khi sử dụng phần mềm FP-Pier:
5.4.1- Bảng số liệu đầu vào:
a/ Nhập số liệu bệ cọc:cao độ bệ cọc (xét đến trọng tâm của bệ),khoảng
cách từ tim ngoài cùng đến mép bệ (overhang)và thuộc tính của bệ(edit pile cap),
đặc trưng mặt cắt ngang của cọc.

-Nhập khoảng cách giữa các cọc và khoảng cách giữa cọc ngoài cùng đến mép bê
tông theo 2 phương dọc và ngang cầu:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 16
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

Nhập số liệu bệ cọc:môđun đàn hồi của bê tông,hệ số poisons,chiều dày

bệ,trọng lượng riêng của bêtông.

- Khai báo vật liệu đặc trưng làm cọc:thuộc tính của bêtông và thép.
. Thuộc tính của bêtông:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 17
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

. Thuộc tính của cốt thép.


_Khai báo bố trí thép trong cọc:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 18
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

b/ Mơ hình tải trọng :

c/ Khai báo các lớp đất : trong đó sử dụng hệ số biến dạng
50
ε
(biến dạng
đất tương ứng với ứng suất bằng ½ ứng suất lệch tối đa) tra bảng ta được :
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 19
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm
Lớp số 1(cường độ khi cắt không thoát nước Cu=26kPa) có
50
ε
=0.01
Lớp số 2(cường độ khi cắt không thoát nước Cu=140kPa) có
50
ε

=0.005
Lớp số 3(cường độ khi cắt không thoát nước Cu=93kPa) có
50
ε
=0.007
Lớp số 4(cường độ khi cắt không thoát nước Cu=153kPa có
50
ε
=0.005
_Khai báo lớp đất thứ 1 (layer 1).

_Khai báo lớp đất thứ 2 (layer 2).

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 20
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm


_Khai báo lớp đất thứ 3 (layer 3)

_Khai báo lớp đất thứ 4 (layer 4).
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 21
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm

5.4.2-:bảng kết quả nội lực của từng cọc theo các phương dọc cầu và ngang
cầu.
a-B¶ng gi¸ trÞ lùc däc trơc cđa tõng cäc trong nhãm cäc


VËy cäc cã lùc däc trơc lín nhÊt trong nhóm cäc lµ cäc sè 1 víi N
max

=986.80 kN
b-B¶ng gi¸ trÞ lùc c¾t theo ph¬ng dọc cầu lµ:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 22
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm


c- B¶ng gi¸ trÞ lùc c¾t ph¬ng ngang cầu lµ:


d- B¶ng gi¸ trÞ momen theo ph¬ng dọc cầu lµ
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 23
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm


e- Bảng giá trị mơ men


5.4.3- Mô hình 3D của móng và biến dạng của nhóm cọc:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 24
TKMH :Nền và Móng GVHD: Nguyễn Thanh Tâm


5.4.4-V ẽ đường P-y theo mô hình của O’Neill(quan hệ giữa tải trọng ve
biến dạng ngang)
a- Đường cong P-y của lớp đất thứ 1:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_Lớp :Đường Bộ_K48 Trang 25